JPH0675010U - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で安価に、周囲の温度に依らず安定
して設定圧力を保持することができる減圧弁を提供する
こと。 【構成】流体の流入口と流出口を連通させる流路と、押
圧されて流路の断面積を変化させ流出口側の流体圧力を
調整するダイアフラムを有する弁本体と、一方の端部に
は調整ねじが螺合され他方の端部は弁本体に固定される
シリンダーと、一方を開放端とし他方の端部がシリンダ
ーの内部で調整ネジに接する支持体ケースと、支持体ケ
ースに収納され温度変化によってその体積が開放端の方
向に変化する感温支持体と、感温支持体とダイアフラム
との間に挿入されダイアフラムを押圧する金属のスプリ
ングと、を具備することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プロセスガスクロマトグラフに用いられる減圧弁に係わるものであ り、特に、減圧弁の温度特性の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

プロセスガスクロマトグラフではキャリアガスにより被測定試料をガス分析部 に搬送するが、このキャリアガスの流量はその圧力によって制御され、分析結果 に大きな影響を与える。従って、この流量を精密に制御することができる減圧弁 が求められている。

【０００３】 図２は従来の減圧弁の構成を示す縦断面図である。 図２において、減圧弁は、弁本体１０、スプリング３０、シリンダー５０、調 整ねじ７０、ノブ８０とで構成されている。

【０００４】 弁本体１０は、その端面１１にリング状の弁座１２が設けられ、弁座１２の外 周部には凹部１３を介してリング状の突起部１４が設けられている。 また、弁本体１０には流体の流入口１５及び流出口１６と、この流入口１５、 流出口１６、凹部１３とを連通させる流体の流路１７が形成されている。

【０００５】 また、弁本体１０の突起部１４には、ダイヤフラム２０が弁座１２に対向して 接続され、その中央部が押圧されることにより弁座１２方向に上下動可能な状態 となっている。

【０００６】 そして、金属のスプリング３０の両端には押圧板３１とスプリングガイド３２ がそれぞれ配置されている。そして、シリンダー５０は端部５１が開口されてス プリング３０を内部に収納し、押圧板３１がダイアフラム２０を押圧可能な状態 で弁本体１０に端部５１が接続され、シリンダー５０と弁本体１０は一体となっ ている。

【０００７】 そして、調整ねじ７０はシリンダー５０の端部５２を貫通して螺合され、シリ ンダー５０の内部でスプリングガイド３２に接触し、シリンダー５０の外部でノ ブ８０に接続されている。

【０００８】 次に上記減圧弁の動作を説明する。 ノブ８０を回動させると、調整ネジ７０はスプリングガイド３２を介してスプ リング３０を押圧してたわませる。そしてスプリング３０に発生する力Ｐが押圧 板３１を介してダイアフラム２０に加えられることとなる。そして、ダイヤフラ ム２０は弁座１２方向に押圧されて流路１７の断面積を変化させ、流出口１６側 の流体の圧力を調整することとなっている。

【０００９】 この場合、ダイアフラム２０に働く力Ｐは次式、 Ｐ＝（Ｇ・ｘ・ｄ⁴）／（８Ｎ・Ｄ³） （１） ｘ：スプリングのたわみ量 ｄ：スプリング線径 Ｎ：スプリング巻数 Ｄ：スプリングの平均径 Ｇ：スプリングの横弾性係数 で表わされる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来の技術にあっては、スプリングに例えばＳＵＳ３０４製のもの を使用した場合は、スプリングの横弾性係数は、図３に示すように温度が上がる に従ってその値が小さくなる性質を持っているので、温度によってダイアフラム に働く力Ｐも変化してしまい、減圧弁の設定圧力が変化してしまう。

【００１１】 その結果、キャリアガスの流量も変化してしまい、分析結果に悪い影響を与え てしまう。 また、減圧弁を温度に依らず安定に動作させる為には、減圧弁の温度を一定に 保つ恒温装置が別に必要となってしまい、コストアップとなってしまう。

【００１２】 本考案は、従来の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その 目的とするところは、簡単な構造で安価に、周囲の温度に依らず安定して設定圧 力を保持することができる減圧弁を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、流体の流入口と流出口を連通させる流 路と、押圧されて前記流路の断面積を変化させ前記流出口側の流体圧力を調整す るダイアフラムを有する弁本体と、 筒状で、一方の端部はこれを貫通し外部でノブに固定される調整ネジが螺合さ れ、他方の端部は前記弁本体に固定されるシリンダーと、 筒状の一方を開放端とし、他方の端部が前記シリンダーの内部で前記調整ねじ に接する支持体ケースと、 前記支持体ケースに収納され、温度変化によってその体積が前記開放端の方向 に変化する感温支持体と、 前記感温支持体と前記ダイアフラムとの間に挿入され、前記ダイアフラムを押 圧する金属のスプリングと、 を具備し、 温度変化による前記感温支持体の体積の変化によって前記スプリングの横弾性 係数の変化を補償し、調整された流体の圧力の変化を補正することを特徴とする 減圧弁である。

【００１４】

【作用】

このような本考案では、温度変化による前記感温支持体の体積の変化によって 流出路側の流体の圧力を調整するダイアフラムを押圧する金属のスプリングの横 弾性係数の変化を補償し、調整された流体の圧力の変化を補正する。

【００１５】

【実施例】

次に、本考案の実施例について図面を用いて説明する。 尚、以下の図面において、図２と重複する部分は同一番号を付してその説明は 適宜に省略する。

【００１６】 図１は本考案による減圧弁の構成を示す縦断面図である。 図１において、減圧弁は、図２に示す減圧弁のスプリングガイド３２に感温支 持体４０を固定し、この感温支持体４０を収納する支持体ケース６０をシリンダ ー５０の内部を摺動可能な状態に設け、この支持体ケース６０の端部４２に調整 ねじ７０がシリンダー５０の内部で接するように構成されている。

【００１７】 感温支持体４０は、その線膨張係数が大きく温度の増加によってその体積が増 加する材料、例えばポリウレタンや塩ビが加工されたものである。そして、支持 体ケース６０の一端は開放端４３となっており、感温支持体４０はこの開放端６ ２の方向に膨張または収縮することとなっている。

【００１８】 次に図１に示す減圧弁の動作を説明する。 ノブ８０を回動させると、調整ねじ７０は支持体ケース６０と感温支持体４０ とを介してスプリング３０を押圧してたわませる。

【００１９】 そして、式（１）に示されるスプリング３０に発生する力Ｐは押圧板３１を介 してダイアフラム２０に加えられ、ダイヤフラム２０は流出口１６側の流体の圧 力を調整する。 そして、減圧弁の温度が変化すると、スプリング３０の横弾性係数Ｇは図３に 示す様に、高温になる程低下する。

【００２０】 一方、感温支持体４０は、温度の上昇と共にその材料に固有の線膨張係数で膨 張して体積を増し、スプリング３０の横弾性係数Ｇの低下を補うようにスプリン グ３０のたわみ量ｘを増加させ、ダイアフラム２０に加えられる力Ｐの温度変化 を補償する。

【００２１】 例えば、スプリング３０をＳＵＳ３０４製とした場合、常温付近の横弾性係数 Ｇの変化率は−５×１０^-4／°Ｃであるが、これとスプリング３０のたわみ量ｘ の変化率が等しい場合は、設定された圧力を温度によらず一定にすることができ る。

【００２２】 即ち、この設定された圧力を温度によらず一定にする条件は、次式、 Δｘ／ｘ＝５×１０^-4／°Ｃ （２） Δｘ：１°Ｃ当たりのスプリングのたわみの変化量 ｘ：設定圧に対応するスプリングのたわみ量 で表わされることとなる。

【００２３】 一方、長さＬの感温支持体４０が１°Ｃ当たりのスプリングのたわみの変化量 を補正できる線膨張係数ｋの条件は、次式、 ｋ＝Δｘ／Ｌ （３） で表わされる。

【００２４】 そして、感温支持体４０として例えばｋ＝２０×１０^-5／°Ｃのポリウレタン を選んだとすると、線膨張係数ｋは式（３）より、 ｋ＝Δｘ／Ｌ＝２０×１０^-5／°Ｃ （４） となる。

【００２５】 そして、式（２）と式（４）を結びつけると、感温支持体４０の長さＬは次式 、 Ｌ＝２．５ｘ （５） となる。

【００２６】 即ち、感温支持体４０の長さを、設定された圧力に対応するスプリング３０の たわみ量ｘの２．５倍の長さとすれば、温度によらずその設定された圧力と等し い圧力を維持することができることとなる。

【００２７】 また、設定される圧力の範囲（スプリング３０のたわみ量の範囲）に対して、 適当な感温支持体４０の長さを選定することにより、温度変化があっても当初設 定された圧力に近い値を維持することが可能となる。

【００２８】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように、温度変化によってその体積が変化する感温支 持体を支持体ケースに収納してスプリングに固定し、スプリングのたわみ量を変 化させてスプリングの横弾性係数の温度変化を補償することにより、設定された 流体圧力の変化を補正するように構成されているので、簡単な構造で安価に、周 囲の温度に依らず安定して設定圧力を保持することができる減圧弁を提供するこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による減圧弁の構成を示す縦断面図であ
る。

【図２】従来の減圧弁の構成を示す縦断面図である。

【図３】スプリングの横弾性係数の温度特性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 弁本体 １５ 流入口 １６ 流出口 １７ 流路 ２０ ダイヤフラム ３０ スプリング ３１ 押圧板 ３２ スプリングガイド ４０ 感温支持体 ５０ シリンダー ５１，５２ 端部 ６０ 支持体ケース ６１ 端部 ６２ 開放端 ７０ 調整ねじ ８０ ノブ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の流入口と流出口を連通させる流路
   と、押圧されて前記流路の断面積を変化させ前記流出口
   側の流体圧力を調整するダイアフラムを有する弁本体
   と、 筒状で、一方の端部はこれを貫通し外部でノブに固定さ
   れる調整ネジが螺合され、他方の端部は前記弁本体に固
   定されるシリンダーと、 筒状の一方を開放端とし、他方の端部が前記シリンダー
   の内部で前記調整ねじに接する支持体ケースと、 前記支持体ケースに収納され、温度変化によってその体
   積が前記開放端の方向に変化する感温支持体と、 前記感温支持体と前記ダイアフラムとの間に挿入され、
   前記ダイアフラムを押圧する金属のスプリングと、 を具備し、 温度変化による前記感温支持体の体積の変化によって前
   記スプリングの横弾性係数の変化を補償し、調整された
   流体の圧力の変化を補正することを特徴とする減圧弁。