JPH0760346B2 - 温度調整弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は蒸気配管に取付けて、制御対象流体の温度が一
定になるように一次側流体を制御して二次側へ供給する
温度調整弁に関する。

〈従来の技術〉 従来の温度調整弁としては、内部に熱媒流体を封入した
感熱筒を被加熱流体中に配置してその温度を検出し、感
熱筒内に封入された熱媒流体の熱膨脹または収縮により
ダイヤフラムやベローズ等の応動部材に力を与え、その
変位を弁体に伝達することで弁口を開閉して一次側流体
の流量を制御して二次側へ供給し、その結果被加熱流体
の温度を一定に保つ弁がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のような弁に於て、熱交換器出口側での被加熱流体
の温度が目標値に対して大きな偏差が生じ、設定温度が
ばらつくという問題がある。この原因としては、第１に
加熱流体（弁の入口蒸気）の圧力変化に伴う温度変化が
挙げられる。この加熱流体の温度変化によって弁の二次
側温度も変化してその結果被加熱流体の温度も変化して
しまう。第２の原因として被加熱流体の流量の変化また
は温度の変化が挙げられる。この被加熱流体の流量の変
化または温度が変化すれば、まず、熱量の供給と消費の
関係で被加熱流体の温度が変化する。そしてその結果加
熱源である蒸気の消費量が変動するのでこれに準じて供
給蒸気の圧力も変化して温度も変化し、被加熱流体の温
度は更に変化してしまう。つまり被加熱流体の流量の変
化または入口温度が変化すれば、被加熱流体の出口温度
は相乗的に変化する。

従って本発明の技術的課題は、熱交換器出口側での被加
熱流体の温度が目標値に対して大きな偏差が生じ、設定
温度がばらつくことのない温度調整弁を提供することに
ある。

〈課題を解決する為の手段〉 上記課題を解決する為に講じた本発明の技術的手段は、
ダイヤフラム等の圧力応動部材の一面に設定ばねの弾性
力を基準値として作用せしめ、その他面に二次側圧力を
作用せしめ、両力の釣り合いにより主弁またはパイロッ
ト弁を開閉せしめる減圧弁に於て、圧力応動部材と設定
ばねを連結棒を介して連設し、制御対象流体の温度を検
出してその温度に応じて熱膨脹、収縮する熱媒流体によ
って変位せしめられるベローズを前記連結棒の周囲に配
して前記設定ばねの弾性力に抗するように作用せしめた
ものである。

減圧弁としては直動式及びパイロット式の型式のものに
も適用できる。

〈作用〉 上記手段によれば、熱交換器に供給される蒸気の圧力は
減圧弁の機能により一定に保たれる。即ち、弁の一次側
圧力が変化しても減圧弁故に二次側圧力は変動せず、つ
まり二次側の供給蒸気の温度は変化しないので被加熱流
体の温度は一定に保たれる。また、被加熱流体の流量の
変化または入口温度が変化した場合、まず、被加熱流体
の温度が変化するが、この温度変化を熱媒流体が検出し
て熱膨脹、収縮して減圧弁部の設定ばねの付勢力に変化
を与えるように作用する。その結果主弁またはパイロッ
ト弁を開閉して熱交換器への蒸気供給量を制御する。ま
た、被加熱流体の流量の変化または入口温度が変化して
蒸気の消費量が変化しても、その圧力は減圧弁機能故に
一定に保つように作用し、従って被加熱流体の流量の変
化または入口温度が変化しても従来の調整弁のように相
乗的に温度が変動することはなくなる。

〈実施例〉 上記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） 本体10で入口12,弁口14,出口16を形成し、入口12は一次
側の高圧流体源に出口16は二次側低圧域の熱交換器56に
接続される。主弁18を弁口14の入口側端にコイルばね20
で弾性的に付勢して配置する。

ピストン22をシリンダ25内に摺動自在に配置し、ピスト
ン棒22b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22の下面とピストン棒22bとをほぼ
半球面で接続し、両面を連通するオリフィス22cを開口
する。入口12とピストン22の上部空間、即ちピストン室
22aを連通する一次圧通路24に付勢ばね26により閉弁方
向に付勢されたパイロット弁28を配置する。ダイヤフラ
ム30をその外周縁をフランジ32,34の間に挟んで取り付
け、ダイヤフラム30の下方空間は二次圧検出通路36を通
して出口16に連通する。パイロット弁28の弁棒38の頭部
端面はダイヤフラム30の中央下面に当接する。

ベローズ室42に全体がドーナツ状のベローズ44を収容
し、ベローズ44の上端に全体を覆うように圧力板46を配
置する。そして圧力板46と前記ダイヤフラム30の中央上
面の間に連通棒40をベローズ44の中央空間部を通して配
置する。圧力板46の上面にばね座48を介して、温度設定
用のコイルばね50を当接せしめ、調節ねじ52をスプリン
グケース53にねじ結合して取り付ける。

第２図は温度調整弁を用いた系統図であり、第１図に示
した温度調整弁１の二次側に熱交換器56を接続し、そし
てその出口側にスチームトラップ60を設ける。参照番号
62は被加熱流体の入口配管であり、64は被加熱流体の出
口配管である。そして被加熱流体の温度を検出するよう
に感熱筒58を熱交換器56に取付ける。感熱筒58と前記温
度調整弁１のベローズ44を可撓管54で接続し、ベローズ
44、可撓管54、感熱筒58の内部にはエーテル等の熱媒流
体を封入する。

調節ねじ52を左右に回すと、連通棒40を介して温度設定
ばね50のダイヤフラム30を押し下げる弾性力が変る。こ
の温度設定ばね50の弾性力を基準値として、ダイヤフラ
ム30はその下面に作用する二次側圧力に応じて湾曲し、
弁棒38を変位せしめてパイロット弁28を開閉せしめる。
この結果、一次側流体圧力がピストン室22aに導入さ
れ、ピストン22が駆動されて主弁18が変位せしめられ、
入口12の高圧流体が弁口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という減圧弁の作動
である。

以上のように調節ねじ52を回転することにより減圧弁機
能で二次側の圧力が調整され、被加熱流体の温度が所望
の値に設定される。この時、温度上昇した被加熱流体に
より感熱筒58内の熱媒流体が膨脹、収縮し、温度設定ば
ね50のパイロット弁28への付勢力が変化してくるので、
被加熱流体の温度を確認しながら調節ねじ52を加減調節
して目標値へ設定する。

上記の定常状態から温度調整弁１の一次側の蒸気圧力が
変化してその二次側の温度つまり熱交換器への供給圧力
が変化した場合、ダイヤフラム30の下面がその圧力変化
を検知して、常に二次側の圧力を一定に保とうとし、そ
の結果被加熱流体の温度は一定に保たれる。

次に被加熱流体の流量の変化または温度が変化した場
合、例えば、流量が多くなれば被加熱流体の温度は低下
し、そして蒸気の消費量も多くなってその圧力も下がろ
うとする。しかし、この時、減圧弁機能により二次側圧
力は維持されるように作用するので被加熱流体の温度の
大きな低下は防止される。また被加熱流体の流量が多く
なってその温度が低下した場合、感熱筒58内の熱媒流体
が収縮する為にベローズ44の設定ばね50への付勢力が減
少してパイロット弁28が開弁して弁口14が大きく開弁し
て一次側蒸気を二次側へ供給する。その結果被加熱流体
の流量が増加した分の熱量が余分供給されたことになり
被加熱流体の温度は一定に保たれる。被加熱流体の流量
が少なくなった場合には調整弁は上記と逆の作動して熱
交換器への供給蒸気量を抑えるように作用する。

従って被加熱流体の流量の変化または入口温度が変化し
ても従来の温度調整弁のように相乗的に温度が変動する
ことはなくなる。

本実施例では熱媒流体の圧力を調整する手段を省略した
が、更に温度調整をしやすくする為に可撓管54とベロー
ズ44との接続部分に外部から弾性的に付勢して内部の熱
媒流体の圧力を調整する手段を設けてもよい。

〈発明の効果〉 本発明の温度調整弁は減圧弁機能を有しているので、加
熱流体の入口圧力が変動しても二次側圧力が変化しな
い、また、被加熱流体の流量の変化または温度が変化し
ても弁の二次側圧力が変化しないので被加熱流体の設定
温度のばらつきを最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は本発明
の温度調整弁を使用した系統図である。 1:温度調整弁、12:入口 14:弁口、16:出口 22:ピストン、28:パイロット弁 30:ダイヤフラム、40:連通棒 44:ベローズ、46:圧力板 50:温度設定ばね、54:可撓管 56:熱交換器、58:感熱筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイヤフラム等の圧力応動部材の一面に設
   定ばねの弾性力を基準値として作用せしめ、その他面に
   二次側圧力を作用せしめ、両力の釣り合いにより主弁ま
   たはパイロット弁を開閉せしめる減圧弁に於て、圧力応
   動部材と設定ばねを連結棒を介して連設し、制御対象流
   体の温度を検出してその温度に応じて熱膨脹、収縮する
   熱媒流体によって変位せしめられるベローズを前記連結
   棒の周囲に配して前記設定ばねの弾性力に抗するように
   作用せしめたことを特徴とする温度調整弁。