JPS5914809Y2 - 自力式パイロツト作動型減圧弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は住宅、ビル、工場等への給水用として使用され
る自刃式パイロット作動型減圧弁に関するものである。

この種従来の自刃式パイロット作動型減圧弁は自刃式直
動型減圧弁に比べて小形、大容量、高調節精度等の長所
を有しているが、弁が少し開き始めた時に不安定作動を
生じ易いという欠点がある。

即ち、高い調節精度を得ようとすると弁が敏感になりす
ぎ、わずかな流量、圧力の変化によっても主弁が過大且
つ急激に動き、連続的に上下動を繰り返す現象いわゆる
ハンチング、バイブレーション等の異常作動を起こし易
い欠点を有している。

その為、この不安定な動作を安定させる為に絞り弁を取
付けて弁の動作を緩慢にする方式が採用されるようにな
ったが、そうすると今度は負荷の急激な変化に弁の動作
が追従できない現象いわゆる弁の応答遅れが生じるとい
う新たな欠点が出て来た。

そこで、これらの欠点を全て解消する為に、絞り弁を取
付けた減圧弁と絞り弁を取り付けない減圧弁の二台のパ
イロット作動型減圧弁を並列に用いて作動が不安定とな
る小流量域では絞り弁を取付けた方のみが作動するよう
に調整したいわゆる親子弁方式と称する弁が考案された
が、これは高価であって且つ保守、管理の手間が二倍に
なり、又設置の為に大きな場所を必要とするという欠点
があった。

本考案は、上記欠点を除去する為に、主弁、エゼクタ、
パイロット減圧弁及び一方向において大きな開口部を設
けて自由な流れを作り出し且つ他方向において絞りを与
えて流れを制限するようにした片絞り弁より成る従来の
自刃式パイロット作動型減圧弁に、更にもう一個のエゼ
クタ及びパイロット減圧弁と一個の逆止弁を設けて、一
台の減圧弁だけで作動安定にして且つ急激な負荷変化に
対しても応じられるようにした自刃式パイロット作動型
減圧弁を提供せんとするものであって、以下その一実施
例について図面に基づき説明する。

尚、理解を助ける為に最初に従来のパイロット作動型減
圧弁の構造及び作動について説明する。

第１図は従来のパイロット作動型減圧弁を示しておリ、
１は主弁、２はパイロット減圧弁、３はエゼクタ、４は
片絞り弁、５は主弁１の一次側とエゼクタ３の一端部を
つなぐ連結管、６はエゼクタ３の中央部と片絞り弁４の
一端部をつなぐ連結管、７は片絞り弁の他端部と主弁１
のダイヤフラム室をつなぐ連結管、８はエゼクタ３の他
端部とパイロット減圧弁２の一端部をつなぐ連結管、９
はパイロット減圧弁２の他端部と主弁１の二次側をつな
ぐ連結管である。

第３図に示したように、主弁１の一次側１ａに流れ込ん
で来た流体の圧力Ｐ１は弁座１０の内面積Ａに作用し、
弁体押え１１．弁棒１２、ダイヤフラム受１３、ダイヤ
フラム１４及びダイヤフラム押え１５に締結ナツト１６
により組み付けられた弁体１７を押し上げ、流体を主弁
１の二次側１ｂへ流そうと作用する。

一方主弁１の一次側１ａに入った流体の一部は連結管５
に入り、エゼクタ３及び連結管８を通ってパイロット減
圧弁２に達する（第５図参照）。

パイロット減圧弁２は第４図に示した如き通常よく使用
される小形の減圧弁であって、この詳しい作動説明は省
略する。

パイロット減圧弁２は連結管９を通じて主弁１の二次側
圧力Ｐ２を感知し、この圧力Ｐ２がパイロット減圧弁２
の設定圧力Ｐより高い時は該パイロット減圧弁２は閉止
し、連結管５、エゼクタ３、連結管８を通って来た流体
の流れをここで阻止する。

又、エゼクタ３に入ってきた流体の一部は該エゼクタ３
で分れ、連結管６、片絞り弁４及び連結管７を通って主
弁１のダイヤフラム室１Ｃに入り、この圧力Ｐ３はダイ
ヤフラム１４の受圧有効面積Ｂに作用し、該ダイヤフラ
ム１４に間接的に組み付けられた弁体１７を押し下げよ
うと作用する。

又、ダイヤフラム１４の面積（Ｂ−Ａ）には二次側圧力
Ｐ２が作用し、弁体１７を押し上げようと作用している
。

即ち弁体１７には面積Ａに作用する二次側圧力Ｐ１によ
る押し上げ力と面積（Ｂ−Ａ）に作用する二次側圧力Ｐ
２による押し上げ力と面積Ｂに作用する圧力Ｐ３による
押し下げ力とが働いている。

しかるに、パイロット減圧弁２が閉止している時は連結
管５． ６． ７． ８とエゼクタ３、片絞り弁４には
流体の流れがないので二次側圧力Ｐ１と圧力Ｐ３は等し
く更に二次側圧力Ｐ２は二次側圧力Ｐ１即ち圧力Ｐ３よ
り低いから、弁体１７には押し下げ力の方が大きく作用
し該弁体１７は弁座１０上に着座せしめられている。

今、二次側圧力Ｐ２がパイロット減圧弁２の設定圧力Ｐ
よりわずかに下ると該パイロット減圧弁２は開き、連結
管５、エゼクタ３及び連結管８を通ってパイロット減圧
弁２に達していた流体は連結管９を通って主弁１の二次
側１ｂに流れる（第４図参照）。

この時エゼクタ３を流体が流れることにより連結管６内
の圧力が下るので片絞り弁４及び連結管７を通じて主弁
１のダイヤフラム室１Ｃの圧力Ｐ３が下り、弁体１７に
作用していた押し下げ力が弱まって該弁体１７は押し上
げられて開き二次側圧力Ｐ２の降下を防止する。

この場合、ダイヤプラム室１Ｃ内の流体は連結管７、片
絞り弁４及び連結管６を通じてエゼクタ３に入り連結管
５から来た流体と合流しく第５図参照）、パイロット減
圧弁２及び連結管９を通じて主弁１の二次側１ｂに流れ
入むのであるが、この時片絞り弁４においては、第６図
に示した如く弁体１８が弁座１９に着座しており流体は
弁体１８と針弁２０との間の細隙を通って流れねばなら
ないので流体の流れは遅くなり、従って主弁１の弁体１
７の動きが緩慢となるので弁が瞬時に開き過ぎることが
防止される。

続いて負荷が増加すると二次側圧力Ｐ２は更に少し下る
からパイロット減圧弁２の開度が増しその為にエゼクタ
３を通る流体の速度が増すので連結管６内の圧力は更に
下る。

従って、片絞り弁４及び連結管７を通じてダイヤフラム
室１Ｃの圧力Ｐ３が更に下るので弁体１７は更に大きく
開く。

又、負荷が減少すると二次側圧力Ｐ２が上り始めるから
パイロット減圧弁２の開度が減じその為にエゼクタ３を
通る流体の速度が減じるので連結管６内の圧力は上る。

従って、片絞り弁４及び連結管７を通じてダイヤフラム
室１Ｃの圧力Ｐ３が上るので弁体１７は押し下げられて
その開度を減じる。

この場合、連結管５を通って来た流体の一部はエゼクタ
３から連結管６、片絞り弁４及び連結管７を通ってダイ
ヤフラム室１Ｃに流れ込むのであるが、この時片絞り弁
４においては、第７図に示した如く弁体１８が流体によ
って右方に押されてその通路を大きく開くので流体は速
かにダイヤフラム室１Ｃに流れ込み、従って弁体１７は
速かに下方に動きその開度を減することが出来る。

即ち、主弁１の開度の変化は開弁時は遅く且つ閉弁時は
速いのであり、これによりある負荷に対して弁の開き過
ぎ及び閉り過ぎを繰り返す現象いわゆるハンチング、バ
イブレーション等の不安定動作を防止する。

しかし、これでは急激な負荷の増加があった時主弁１は
その開度を増すのに相当な時間を要し、その間二次側圧
力Ｐ２は第９図に示した如く所要の圧力より低いままの
状態となる。

次にこれに対する本考案によるパイロット作動型減圧弁
の一実施例の構造及び作動について説明するが、従来例
と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する
。

第２図は本考案によるパイロット作動型減圧弁の一実施
例を示しており、２１はパイロット減圧弁２と同一のパ
イロット減圧弁、２２はエゼクタ３と同一のエゼクタ、
２３は第８図に示した如き通常よく使用される逆止弁、
２４は主弁１の一次側１ａとエゼクタ２２の一端部をつ
なぐ連結管、２５はエゼクタ２２の中央部と逆止弁２３
の一端部をつなぐ連結管、２６は逆止弁２３の他端部と
主弁１のダイヤフラム室１Ｃをつなぐ連結管、２７はエ
ゼクタ２２の他端部とパイロット減圧弁２１の一端部を
つなぐ連結管、２８はパイロット減圧弁２１の他端部と
主弁１の二次側１ｂをつなぐ連結管である。

尚、パイロット減圧弁２１の設定圧力Ｐ′はパイロット
減圧弁２の設定圧力Ｐよりも若干低く調整しておくもの
とする。

今、ある負荷に対して主弁１がパイロット減圧弁２によ
りその開度が調整されているとすると、パイロット減圧
弁２１はその設定圧力Ｐ′がパイロット減圧弁２の設定
圧力Ｐよりも低いので閉止したままである。

この時、主弁１の一次側１ａに入った流体の一部は連結
管２４、エゼクタ２２及び連結管２７を通ってパイロッ
ト減圧弁２１に達し、そこで流れが阻止されている。

又、エゼクタ２２に入って来た流体の一部は該エゼクタ
２２で分れ連結管２５を通って逆止弁２３に達するが、
そこで流れが阻止されダイヤフラム室１Ｃとの接続は絶
たれている（第８図参照）。

従って、この時の本実施例の作動状態は上記従来例のそ
れと全く同じであり、連結管２４．２５．２７内の圧力
は全て主弁１の一次側圧力Ｐ１に等しい。

次に、この状態がら負荷が急激に増加するとパイロット
弁２はその開度を増し流体を多く流して主弁１を大きく
開こうとするが、片絞り弁４によってダイヤフラム室１
ｃの流体の流出速度が抑えられる為弁体１７の動きは遅
く二次側圧力Ｐ２は下ってしまうことになる。

しがし、二次側圧力Ｐ２がパイロット減圧弁２１の設定
圧力Ｐ′よりも下ると該パイロット減圧弁２１は開き、
−次側１ａにあった流体の一部を連結管２４、エゼクタ
２２、連結管２７、パイロット減圧弁２５及び連結管２
８を通じて二次側１ｂに流す。

この時エゼクタ２２を流体が通過する為連結管２５内の
圧力はダイヤフラム室１Ｃ内の圧力Ｐ３より低くなるの
で、逆止弁２３が開いて（第８図参照）ダイヤフラム室
１Ｃ内の流体の一部を連結管２６、逆止弁２３、連結管
２５、エゼクタ２２、連結管２７、パイロット減圧弁２
１及び連結管２８を通じて速かに二次側１ｂに流し、従
って主弁１の開度を速かに増加させる。

これにより二次側圧力Ｐ２は第１０図に示した如くその
降下速度が小さく抑えられ続いて速かに上昇せしめられ
るが、パイロット減圧弁２１の設定圧力Ｐ′に達すると
パイロット減圧弁２１は閉止しエゼクタ２２を通る流体
の流れは停止する。

従って、連結管２５内の圧力は再びダイヤフラム室１ｃ
の圧力Ｐ３より高くなるが逆止弁２３が閉止してしまう
ので再び連結管２５とダイヤフラム室１Ｃとの連結は絶
たれてしまう（第８図参照）。

この時二次側圧力Ｐ２はまだパイロット減圧弁２の設定
圧力Ｐまで達しておらず（第１０図参照）、これがら後
は主弁１はパイロット減圧弁２の作用により必要な開度
までゆるやかに開いていく。

従って、第１０図に示した如く、一旦下った二次側圧力
Ｐ２が速やかに復帰するのはパイロット減圧弁２１の設
定圧力Ｐ′までであり、所定の圧力即ち圧力Ｐよりはま
だ低いがその差は僅かでありそれから所定の圧力Ｐまで
戻るのも僅かの時間しがかがらないので実際には何ら支
障をきたすことはない。

又、主弁１の開弁動作を速かに行わせる為のパイロット
減圧弁２１の設定圧力Ｐ′はパイロット減圧弁２の設定
圧力Ｐ即ち減圧弁本来の調整圧力より低く調整しである
ので、主弁１の過敏な動作による開き過ぎがなく作動は
安定している。

次に負荷が減少する場合は、二次側圧力Ｐ２が高くなる
為パイロット減圧弁２１は閉止したままであり、従って
連結管２５．２６．２７内の流体の流れはなく、その時
の作動は上記従来例と全く同じである。

以上のように、本考案によるパイロット作動型減圧弁は
従来のパイロット作動型減圧弁とは異なり負荷小変化時
用及び負荷急増変化時用の二台のパイロット減圧弁に対
応した二つの並列し且つ独立したパイロット回路を設け
、この二台のパイロット減圧弁のいずれにも動作速度を
遅らせるような機構は設けず、負荷小変化時用のパイロ
ット減圧弁の一次側とダイヤフラム室とを連結する回路
には絞り弁を配し、負荷急増変化時用パイロット減圧弁
の一次側と主弁のダイヤフラム室とを連結する回路には
絞り弁を配することなく逆止弁を配することにより、作
動が安定し且つ応答性が良いという極めて優れた長所を
有している。

又、製造コストも従来方式のものに比らべてそれ程上昇
せず且つ保守、管理の手間もかからないという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパイロット作動型減圧弁の概略図、第２
図は本考案によるパイロット作動型減圧弁の一実施例の
概略図、第３図は上記実施例の主弁の断面図、第４図は
上記実施例のパイロット減圧弁の断面図、第５図は上記
実施例のエゼクタの断面図、第６図及び第７図は上記実
施例の片絞り弁を各作動状態にて示す断面図、第８図は
上記実施例の逆止弁の断面図、第９図は上記従来例の主
弁の二次側圧力の変化を示す図、第１０図は上記実施例
の主弁の二次側圧力の変化を示す図である。 １・・・主弁、１ａ・・・−次側、１ｂ・・・二次側、
１Ｃ・・・ダイヤフラム室、２，２１・・・パイロット
減圧弁、３．２２・・・エゼクタ、４・・・片絞り弁、
５． ６． ７゜８、 ９．２４．２５．２６．２７．
２８・・・連結管、１４・・・ダイヤフラム、１７・・
・弁体、２３・・・逆止弁、Ｐｌ・・・−次側圧力、Ｐ
２・・・二次側圧力、Ｐ、Ｐ’・・・パイロット減圧弁
の設定圧力。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主弁の一次側と二次側との間に連結管を介してパイロッ
   ト減圧弁を配設し、前記主弁の一次側と前記パイロット
   減圧弁との間の連結管の途中にエゼクタを設け、前記エ
   ゼクタと前記主弁のダイヤフラム室との間に連結管を介
   して片絞り弁を配設して成る自刃式パイロット作動型減
   圧弁において、前記主弁の一次側と二次側との間に連結
   管を介して前記パイロット減圧弁よりも設定圧力の低く
   調整された他のパイロット減圧弁を付設すると共に、前
   記主弁の一次側と前記他のパイロット減圧弁との間の連
   結管の途中に他のエゼクタを設け、前記他のエゼクタと
   前記主弁のダイセフラム室との間に連結管を介して逆止
   弁を配設したことを特徴とする自刃式パイロット作動型
   減圧弁。