JPH0738138B2 - 減圧弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は蒸気や圧縮空気等の配管系に取り付けて、一次
側の流体圧力を減じて二次側圧力を一定の設定圧力に保
つ減圧弁に関する。

〈従来の技術〉 従来の減圧弁は第２図に示す通りであり、減圧弁部１と
気水分離器部２と排水弁部３とから成る。本体10で入口
12,弁口14,出口16を形成する。入口は一次側の高圧流体
源に出口は二次側低圧域に接続する。主弁18を弁口14の
入口側端にコイルばね19で弾性的に付勢して配置する。

ピストン20をシリンダ22内に摺動自在に配置し、ピスト
ン棒20bを弁口14を通して主弁18の中央突起棒18aに当接
せしめる。ピストン20の下面とピストン棒20bとをほぼ
半球面で接続する。入口12とピストン20の上部空間、即
ちピストン室20aを連通する一次圧通路24にパイロット
弁26を配置する。ダイヤフラム28をその外周縁をフラン
ジ30,32の間に挟んで取り付ける。ダイヤフラム28の下
方空間は二次圧検出通路34を通して出口16に連通する。
パイロット弁26の弁棒36の頭部端面はダイヤフラム28の
中央下面に当接する。

ダイヤフラム28の上面にばね座38を介して、圧力設定用
のコイルばね40を当接せしめる。調理ねじ44をスプリン
グケース66にねじ結合して取り付ける。

調理ねじ44を左右に回すと、圧力設定ばね40のダイヤフ
ラム28を押し下げる弾性力が変る。この圧力設定ばね40
の弾性力を基準値として、ダイヤフラム28はその下面に
作用する二次側圧力に応じて湾曲し、弁棒36を変位せし
めてパイロット弁26を開閉せしめる。この結果、一次側
流体圧力がピストン室20aに導入され、ピストン20が駆
動されて主弁18が変位せしめられ、入口12の流体が弁口
14を通って出口16に流れる。これは二次側の流体圧力が
低下すると弁口14が開き、上昇すると閉じる様に自動的
に作動する。

弁口14の下方に円筒形状の隔壁部材46を取り付け、これ
を囲む本体10との間に環状空間48を形成し、その上部は
コーン形状のスクリーン50を通して入口12に連通し、下
部は排水弁室52の上部に連通する。また、排水弁室52の
上部は隔壁部材46の中央開口を通して弁口14に連通す
る。環状空間48には傾斜壁から成る旋回羽根54を配置す
る。

従って、入口12の流体は、弁口14が開いて環状空間48を
通過するときに、旋回羽根54で方向を曲げられて旋回せ
しめられる。液体は外側に振り出されて周囲の本体内壁
に当たって排水弁室52に流下し、軽い気体は中央部を旋
回して、隔壁部材46の中央開口から弁口14に向い、そこ
を通過して出口16に流れ去る。

排水弁室52の底部には、排水口56に通じる排水弁口58を
形成する。フロートカバー62で覆って、球形の弁フロー
ト60を変位自在に収容する。フロートカバー62の上部に
は通気孔64を開ける。

従って、弁フロート60は排水弁室52の水位と共に浮上降
下して排水弁口58を開閉し、排水弁室52に溜る水を自動
的に排除する。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述した構成の従来の減圧弁を含め現存する全ての減圧
弁に於て、どうしても解消できない現象として、著しい
振動と騒音を発生するチャタリング現象がある。これは
適性流量での圧力設定時には正常な動作をしていても、
二次側の負荷が少なくなって流量が減少した場合に発生
したり、又は一次圧に対して設定圧（二次圧）が小さい
時、つまり減圧比が大きい時にも発生する。

その減圧比は例えば、一次側圧力10kg/cm²を二次側圧力
2kg/cm²程度以下に減圧する場合であり、主弁18及びピ
ストン20等の可動部が振動してチャタリング現象を起こ
す。これは二次側圧力が低下してその圧力変化が二次圧
検出通路34を介してパイロット弁26を開弁させる時、主
弁18は微開した程度にも拘らず、一次側と二次側の圧力
差が大きいために高圧の一次側流体が二次側で体積膨脹
を起こし、二次側圧力を瞬時にして上昇させてしまう。
そしてその圧力が再び二次側圧力検出通路34を介してパ
イロット弁26を急閉弁させてしまう。そうすればピスト
ン室20aの流体が急断され、主弁18も急閉弁する。主弁1
8が急閉弁すれば二次側圧力も急低下してダイヤフラム2
8は圧力設定ばね44に押されてパイロット弁26を急開弁
する。以上の過程が加速度的に行なわれて大きな振動状
態を呈する。

また、振動は主弁18の急激な開弁によって二次側へ向か
う蒸気の噴流がピストン20の下面に作用してピストン20
を急激に押し上げてその上壁に衝突し、このピストン20
の上昇に主弁18が追従できず、再びピストン20が下降し
てきた時に衝突するからであると考えられる。再接触は
衝撃的であり、この様な主弁18とピストン20の動作はピ
ストン20の軸部20bの破損や、主弁18の弁座の損傷等を
生じる問題がある。これらの部材の損傷により、二次側
圧力が設定不能になったり、減圧弁としての寿命が短く
なる。

従って、本発明の技術的課題はチャタリング現象を起こ
さない減圧弁を提供することである。

〈課題を解決するための技術的手段〉 そこで、一般的に減圧弁の二次側の流路の一部分を若干
絞り込めば、弁口から流出する流体量が少なくなっても
その絞り部分以前では圧力が安定するためにチャタリン
グは発生しにくい傾向がある。只この場合絞り部分以降
での流量が確保できないという問題が残ってしまう。

この点を考慮して講じた本発明の技術的手段は、ダイヤ
フラムの上面に圧力設定ばねの弾性力を作用せしめ、そ
の下面に二次側圧力を作用せしめ、両力のバランスによ
り一次側に接続される入口と二次側に接続される出口の
間に設けられた弁口を弁体が開閉して流量を制御するこ
とにより、二次側圧力を設定圧力に保つ構造の減圧弁に
於て、一端が上記弁口内に開口し他端は出口側の二次圧
雰囲気中に開口し、しかもその開口端は弁口側の開口端
面積より小さく形成した副通路を流体通路内に設け、ダ
イヤフラムの下面に受ける二次側圧力をその副通路内か
ら検出するようにしたものである。

〈作用〉 弁口が開弁して高圧の一次側流体が二次側へ流れる時、
通常の通路と副通路に流れ込む。前述したように通常の
通路は流路が大きいために少し弁口が閉弁しただけで二
次側圧力は低下してしまうが、副通路内の圧力はその出
口側が絞り込まれているのでその中の圧力は低下しにく
く圧力変動がなく安定している。したがってダイヤフラ
ムの下面に作用する圧力を副通路内から検出しているた
めにパイロット弁も安定して開閉し、チャタリングは発
生しなくなる。

〈実施例〉 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。
（第１図及び第２図参照） 以下の実施例は従来の減圧弁の二次圧検出通路部を改良
したもので、第２図に対応する部位には同じ参照番号を
付して、減圧弁としての詳細な説明は省略する。

弁口14の下流側で本体10の通路内に副通路70を本体10と
同一鋳物で形成し、その出口側端72は中腹部より開口面
積を小さくする。二次圧検出通路34の上端はダイヤフラ
ム28の下面に連通し、下端は副通路70の中腹部に連通す
る。弁口14側から副通路70に導管74をねじ結合し、その
下端76は弁口14内で開口させる。従って副通路70は弁口
14内から始まって出口16付近まで続く通路で形成され
る。

作用は以下の通りである。例えば減圧比が大きい場合、
主弁18が微開して一次側の高圧流体が弁口14を通過して
二次側16へ流れる時、通常の通路と副通路70へ流入す
る。通常の通路は弁口14から流入した流量に比してその
容積が大きいので前述したようにすぐに圧力が低下して
圧力変動が生じる。しかし、副通路70内は容積が小さく
しかもその出口側端の通路が狭く絞られているのでその
中の圧力は変動しにくい。このように圧力の著しい変動
がないのでその安定した圧力は二次圧検出通路34を介し
てダイヤフラム28の下面に伝わりパイロット弁26を安定
開閉する。従ってそれ以降少ない流量でもピストン20を
急作動させることなく、そして主弁18も急開閉すること
なしに安定した減圧作用を行う。

〈発明の効果〉 以上のようにチャタリングが解消されるので、振動は無
くなり各部材は損傷することなく、減圧弁は安定した状
態で設定圧力を維持し続けることができる。また、減圧
弁の二次側の流路を全体に絞り込んでいないので定格流
量は従来と殆ど同じ程度確保できる。

また、チャタリングが解消されることにより従来設定で
きなかった低圧域の圧力設定が可能となり、減圧弁とし
ての使用範囲が広くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部断面図、第２図は従来の
減圧弁の断面図である。 1:減圧弁部、2:気水分離器部 3:排水弁部、10:本体 12:入口、14:弁口 16:出口、20:ピストン 26:パイロット弁、28:ダイヤフラム 34:二次圧検出通路、70:副通路 74:導管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイヤフラムの上面に圧力設定ばねの弾性
   力を作用せしめ、その下面に二次側圧力を作用せしめ、
   両力のバランスにより一次側に接続される入口と二次側
   に接続される出口の間に設けられた弁口を弁体が開閉し
   て流量を制御することにより、二次側圧力を設定圧力に
   保つ構造の減圧弁に於て、一端が上記弁口内に開口し他
   端は出口側の二次圧雰囲気中に開口し、しかもその開口
   端は弁口側の開口端面積より小さく形成した副通路を流
   体通路内に設け、ダイヤフラムの下面に受ける二次側圧
   力をその副通路内から検出するようにしたことを特徴と
   する減圧弁。