JPH0792706B2 - 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、二次
側の流体圧力を減じて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
入口側端に主弁ばね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の中央突起部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
半球面で接続し、上面と下面を連通する連通口20cを開
ける。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。また、パイロット弁26はパイロットばね27で閉
弁方向に付勢されている。

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。調節ねじ44をスプリン
グケース66にねじ結合して取り付ける。

調節ねじ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。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が開弁する時、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を急閉弁させる。そうすればピストン室20a
への流体が急断され、ピストン20及び主弁18も急閉弁す
る。主弁18が急閉弁すれば二次側圧力も急低下してダイ
ヤフラム28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の作動はピ
ストン棒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。

このチャタリング現象を起こさないようにする為にはパ
イロット弁26が開弁し難くし、そこからピストン室20a
への一次側流体の供給量を少なくすることが考えられる
が、これは一次圧と設定圧との差圧が大きい使用状態で
は有効であるが、その差圧が小さいときは流量特性が悪
化すると言う別の問題を生じる。

従って、本発明の技術的課題は減圧比が大きい使用状態
でもチャタリング現象を起こさず、減圧比が小さい使用
状態でも流量特性が悪化し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＞ 上記課題を解決する為に講じた本発明の技術的手段は、
前述したような従来の減圧弁に於て、パイロット弁を駆
動するパイロットステムに圧力応動部材を設け、上記パ
イロット弁を閉弁せしめるように上記圧力応動部材の一
面に一次側圧力を作用せしめ、圧力応動部材のもう一方
の面に二次側圧力を作用せしめるようにしたものであ
る。

＜作用＞ この発明に於て、圧力応動部材は一次側圧力と二次側圧
力との圧力差に略比例してパイロット弁の閉弁力を変化
させる構成であるから、パイロット弁を介してピストン
室へ導入される圧力流体の流量は、減圧比の大きい場合
にはその差圧がパイロット弁がより閉弁方向に作用する
為に少なく、減圧比の小さい場合にはその差圧がパイロ
ット弁の閉弁方向にあまり作用しないために多くなる。
従って、チャタリング現象を起こしやすい減圧比の大き
い使用状態ではパイロット弁からピストン室への流量が
少なくなることでチャタリング防止作用を生じ、チャタ
リング現象を起こし難い減圧比の小さい使用状態では流
量が多くなることでピストンの作動応答性の低下を防止
して主弁の流量特性の悪化を防止する。

＜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及び第２図参照） 本実施例は従来のパイロット式減圧弁のパイロット弁部
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。

パイロット弁部70はパイロットステム72、ステムガイド
74及びパイロット弁26から構成される。ステムガイド74
の中央にステムガイド孔78を貫通し、その下端にパイロ
ット弁口80を有するパイロット弁座82を形成する。ま
た、ステムガイド孔78と交わる横孔84を開けピストン室
20aに連通させる。そしてステムガイド74の周側面は雄
ねじを施し、パイロットボディ76にねじ結合する。パイ
ロット弁26はパイロット弁座82に下方から当接するよう
に配置し、パイロットばね27で閉弁方向に付勢する。

ステムガイド74の上部は下部より大径で内側が円筒の鍔
部86を形成する。その円筒部に突出するようにパイロッ
トステム72をステムガイド孔78に摺動自在に挿入し、そ
の突出した部分に受圧板88を形成し、その最上端はダイ
ヤフラム28の下面に当接せしめる。パイロットステム72
とパイロット弁体26は図示していないがねじ結合されて
おり両者は一体化に形成する。受圧板88の外周には円筒
内面との気密の為にＯリング90を介在させ上記円筒内面
を摺動可能にする。パイロットボディ76の一次圧通路24
から上方に連通口94を貫通し、その上端は鍔部86の下面
に加工した環状の溝92と連通し、更に通孔96を開けるこ
とにより一次圧通路24の圧力流体を受圧板88の下面に導
入する。一方受圧板88の上面には二次圧検出通路34によ
り二次側圧力が作用している。

作用は以下の通りである。

減圧比が大きい状態で使用する場合、即ち一次圧に対し
て設定圧が相当に小さい場合、今図示のようにパイロッ
ト弁26が閉弁し主弁18も閉弁している状態から二次側の
圧力が低下して設定圧よりも低くなったとすると、圧力
設定ばね44がダイヤフラム28の下面に作用している圧力
に打勝ってこれを下降させるから、パイロット弁26が開
弁する。この時、受圧板88は一次側の圧力と二次側の圧
力との差圧に相当する力でパイロットステム72を上方に
引き上げようとする。つまり、パイロット弁体26もパイ
ロットばね27の付勢力以上の力でパイロット弁座82に押
し付けられる。従ってパイロット弁26からの一次側の流
体はその量が制限されてピストン室20aに導入される為
にピストンへの衝撃作用が従来よりも大幅に小さくな
り、チャタリングは起こさなくなる。

減圧比が小さい状態で使用する場合、受圧板88の上面と
下面に作用する圧力の差が小さい為にパイロット弁26を
閉弁させる力は殆どパイロットばね27の力だけなので、
二次圧の低下によりパイロット弁26が開弁しようとする
と前記減圧比が大きい使用状態の時よりも大きく開弁し
て一次側圧力流体がピストン室20aに導入される。しか
し、前述したように減圧比が小さい場合にはチャタリン
グ現象を起こし難いので、この場合もチャタリング現象
は起こらず、しかも主弁18の流量特性の悪化が防止され
る。

従ってこの減圧弁は、異なる減圧比の夫々の使用状態
で、その一次側圧力と設定圧力との圧力差に適切に対応
してピストン室20aに一次側圧力流体を導入してチャタ
リング現象の発生を防止し得ると共に流量特性の悪化を
も防止し得るものである。

＜発明の効果＞ 以上のように本願によれば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、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。

また、チャタリング現象を防止できるのと同時に、減圧
比の小さい使用状態での流量特性の悪化を防止できる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のパイロット弁部断面図、第２
図は従来の減圧弁の断面図である。 12:入口、14:弁口 16:出口、18:主弁 20:ピストン、20b:ピストン棒 26:パイロット弁、28:ダイヤフラム 72:パイロットステム、94:連通口 74:ステムガイド、88:受圧板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次側に接続される入口と二次側に接続さ
   れる出口との間に設けた主弁口を開閉するように設けら
   れ閉弁作用ばねを有する主弁と、二次側圧力の低下に基
   いて開弁するように設けられたパイロット弁と、パイロ
   ット弁の開弁により一次側圧力流体を圧力室に導入され
   その圧力により移動して上記主弁を開弁させるように設
   けられたピストンとを具備する減圧弁に於て、パイロッ
   ト弁を駆動するパイロットステムに圧力応動部材を設
   け、上記パイロット弁を閉弁せしめるように上記圧力応
   動部材の一面に一次側圧力を作用せしめ、圧力応動部材
   のもう一方の面に二次側圧力を作用せしめるようにした
   ことを特徴とする減圧弁。