JPS5925908B2 - 過流出防止弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス回路中に挿入されて、ガス回路中のガス
流量が一定以上の過流出状態になると、自動的にガス流
路を遮断する、いわゆる、過流出防止弁に関する。

過流出防止弁は、筒室内に適宜重さの合成樹脂製球弁を
収容して、過流出状態で筒室の上端に設けた弁座口に前
記球弁が嵌入するようにしたものである。

ところが、この球弁は前記過流出状態で瞬間的に作動（
筒室下端から上昇移動して弁座口に嵌入する動作）して
しまうため、過流出防止弁の下流側に電磁弁を具備する
器具を接続すると、この電磁弁の開弁の瞬間にガス回路
内に瞬間的な過流出状態（以下、疑似過流出状態という
）が生じて、器具の正常使用にもかかわらず前記過流出
防止弁が作動してしまう不都合がある。かかる不都合を
解消するため、実開昭５６−８７６７０号公報に記載の
もの（第１図）があるが、これは、筒室１の内周壁に螺
旋四条２を巻回突出させ、この螺旋四条の内径を球弁３
の直径よりも小さく設定したものである。

この場合、球弁３は螺旋四条２に沿つて、螺旋状に上昇
移動するため、移動距離が長くなると共に、この移動途
中で球弁３が前記螺旋四条に接触することから、球弁３
の作動時間が長くなり、上記疑似過流出状態での球弁３
の作動が防止できる。

ところが、この場合、球弁３と螺旋四条２との接触関係
から、球弁３の移動方向は、球弁３に加わるガス流抵抗
による上昇移動力の方向と大きな角度を持つため、この
球弁３の移動軌跡に向く分力は小さなものとなると共に
球弁３は螺旋四条２の相互又は筒室１の内壁とにより形
成される窮屈な通路を移動しなければならず、螺旋四条
２又は筒室１の内壁への塵埃、水分等の付着によつて球
弁３が作動中にひつかかつて停止したり、あるいは、弁
座口４への嵌入後に該球弁を下落させて初期位置に復帰
させる、いわゆる、リセット操作時に球弁３が同様に途
中に停止する不都合がある。本発明は、この点に鑑みて
成されたものであり、球弁が空室内の複数個所で減速さ
れるようにして、球弁の作動時間を長くし、しかも、前
記減速部と球弁との間に余裕を持たせて球弁の作動を滑
らかにすることを目的とする。上記目的を達成するため
の本発明の技術的手段は、弁座口の上流側に続く筒室内
に設けた螺旋状凸部内に球弁を収容し、該球弁の直径よ
りも前記螺旋状凸部の内径をわずかに大きく設定してそ
の直径差をＯ、４ｍ７７＆ 〜１關に設定し、さらに、
この螺旋状凸部のピッチを３ｍｎ〜８ｍｍに設定したこ
とである。

本発明の上記技術手段は次のように作用する。

まず、疑似過流出状態はガス器具の使用の初期に於いて
生じるから、疑似過流出状態の初期では、球弁は筒室下
端の中央から偏つて位置している。従つて、この疑似過
流出状態に於いて球弁が上昇移動するときには、球弁が
まず最初に螺旋状凸部の下端部のいずれかの部分に衝突
し、この衝突に伴つて移動方向が変化せしめられ、他の
部分に衝突する。この衝突をくり返しながら上昇移動し
て弁座口に接近することとなるが、この間の上昇移動速
度が衝突によつて小さく抑えられることから、疑似過流
出状態では弁座口にまで達しない。上記衝突動作の確実
さは、螺旋状凸部の配設状態によつて大きく影響される
が、この発明では、そのピッチを３ｍ１Ｌ〜８ｍｍに設
定し、球弁の直径と螺旋状凸部の内径との差を０．４ｍ
ｍ〜１ｍｍに設定してある。他方、球弁の直径は７ｍｍ
〜８ｍ１Ｌである。従つて、球弁が偏つて位置する初期
位置から最初に螺旋状凸部に衝突する際の衝突、及び、
衝突の移動方向変化、さらには、二回目以後の衝突が確
実となる。なぜなら、ピッチが適正に設定されているか
ら、衝突時における螺旋状突部と球弁との係合度合が十
分でしかも衝突後の移動方向変化も十分なものとなるか
らであり、これに対応して、球弁と螺旋状凸部との関係
が適正に設定されているからである。

また、螺旋状凸部内径と球弁直径との差が０．４闘より
も大きいことから、球弁が膨潤して途中にひつかかるよ
うなこともない。

膨潤等による球弁直径の拡大をこの間隙によつて吸収で
きるからである。本発明は上記構成であるから、次の特
有の効果を有する。

（１）球弁は螺旋状凸部に間隙を置いて対応するから、
螺旋状に連続する凸部の一部に初期衝突した後、該凸部
の傾斜方向に従つて反対側上方に位置する凸部の一部に
当接し、以後同様にして衝突をくり返しながら上昇移動
する。

従つて、この球弁の作動の間における前記凸部への衝突
回数が一定することとなり、減速度合すなわち、球弁の
作動時間延長度合が安定する。

（２）特開昭５６−９０１７４号公報に開示された発明
によつて同様に球弁の移動速度を減速できるが、このも
のでは、障害突部を互いに上下食い違い状に突設する構
成であり、球弁はこの障害突部の先端に衝突しながら上
昇して移動する。

従つて、球弁がまず、最初に最下位の障害突部に衝突す
る必要があるが、疑似過流出状態の初期状態に於いては
、球弁は偏つて位置するもので、その初期位置で障害突
部の下方から外れて位置していることもあり、この場合
には初期衝突が生じないこととなり減速効果が著しく低
下する。本発明の上記構成によれば球弁の初期位置にお
いてどの位置に偏心していても確実な初期衝突が生じる
こととなり、前記従来のものにおけるような不都合が解
消できる。

（３）前記（２）に於いて掲げた従来例のものでは、障
害突部先端と対向壁面との間で所定の間隙が設定されて
いても、この対向壁面は円孤状であるから、球弁の降下
移動時にこの球弁が筒室の円周方向にズレた位置で障害
突起先端と筒室内壁間に食い込むことがある。

本発明の上記構成によれば、凸部が螺線状に設けられて
いるから、かかる不都合も生じない。

また、球弁の閉弁動作が急激な場合には、急閉弁による
圧力が下流側に伝達した後の反射圧力波が、閉弁状態に
ある球弁を再開弁させる。球弁の再度の閉弁作動の際に
も同様の現象が生じて、閉弁開弁をくりかえし、いわゆ
る、チヤタリング現象をひき起すが、本発明の上記構成
によれば、球弁の閉弁作動及び開弁作動の作動速度が低
く抑えられることとなり、上記反射圧力波の周期と閉弁
、開弁動作のそれとが一致せず、チヤタリング現象が防
止できる。以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図に於いて、５は主体で、筒室１内にコイルバネ６
が挿入され、該コイルバネ内に球弁３が自由状態に収容
されている。

該筒室の上端すなわち下流端には下向きに拡大するテー
パー状の弁座口４が連設され、該弁座口近傍下方の筒室
１の側壁には適宜大きさの透孔７が穿設されている。尚
、球弁３はナイロン６６等の合成樹脂で形成されて、そ
の重さを適宜に設定し、通常は、該球弁の直径としては
５／１６インチ（約７．９４Ｗ！１Ｋ）又は、９／３２
インチ（約７．１４ｍｍ）のものが利用される。本実施
例では、筒室１の有効長さ（１）を２４１Ｌ１Ｌに設定
して、有効巻数３巻から８巻のコイルバネ６を挿入し、
球弁３の直径に対してコイルバネ６の内径をＯ〜１ｍＴ
ｎ程度大きく設定してある。

また、コイルバネ６には上下両端に端座８，９が設けら
れており、上方の端座８は筒室１の上端に設けた段部１
０に当接し、他方、下方の端座９は筒室１の下端に設け
た環状の凹溝１１に嵌入して該コイルバネは筒室１内に
嵌着されている。さらに、下方の端座９には屈曲片１２
が連設されてコイルバネ６の下端部を直径方向に横切る
ようにしてある。（第３図）上記した実施例の作用につ
いてさらに詳述する。

過流出防止弁の下流側が正常使用状態では、球弁３の外
周間隙及び透孔７を介して弁座口４からその下流側に流
れるガス量は、球弁３の作動流量以下になつており、該
球弁は初期位置に停止している。この時、球弁３の外周
にガス流があることから、該球弁はコイルバネの中央部
分に位置せしめられている。次いで、過流出防止弁の下
流側が過流出状態になると、球弁３の外周間隙及び透孔
７を介するガス流量は作動流量以上の値になり、この時
のガス流抵抗により、球弁３は持ち上げられて弁座口４
に嵌入し、ガス回路を自動的に遮断する。

過流出防止弁、すなわち、球弁３の作動後にこれの下流
側のガス回路を正常に復元して、適宜手段で球弁３を下
方に押し込むと該球弁が筒室１内を落下して初期状態に
復帰せしめられる。

次いで、過流出防止弁の下流側に電磁弁等の急開閉弁を
具備する器具を接続した場合に於ける疑似過流出状態で
の作動についてさらに詳述する。

この疑似過流出状態は、ガス回路が前記急開閉弁により
遮断された状態にあつて、その後開弁した時に生じるも
のであり、該急開閉弁の開弁直前の状態では、球弁３の
外周間隙にはガス流がなく、該球弁は筒室１内のいずれ
か一側に偏つた状態で停止している。その後、前記急開
閉弁の開弁により瞬間的に疑似過流出状態が始まり、球
弁３は前記偏つた初期位置から上昇を開始する。

従つて、この上昇移動の初期にコイルバネ６の下方の第
１巻目の素線の一部に接触して、球弁３の移動方向が、
該素線の傾斜方向に変化せしめられ、次いで対向側の素
線に衝突して同様に移動方向が再び変化せしめられる。
以下、順次、コイルバネ６の巻数に応じた衝突（又は接
触）をくり返して上昇移動することとなる。この動作状
態では、球弁３は前記素線との衝突の度に減速されるこ
ととなり、該球弁３が弁座口４に致るまでの間に疑似過
流出状態が消失して筒室１内は定常流状態に戻る。この
定常状態では球弁３をガス流によつては持ち上げること
ができないため、球弁３は初期位置に復帰することとな
る。この復帰移動時、すなわち、落下移動時は、球弁３
の外周間隙にはガス流があるため、このガス流は球弁３
を中心側に位置させるように作用すること、及び、コイ
ルバネ６の内径と球弁３の外径との間に適宜間隙がある
ことから、該球弁はコイルバネ６内を滑らかに落下して
初期位置に復帰する。

尚、通常の電磁弁を用いた器具を接続した場合に於いて
、該電磁弁の開弁時に生じる疑似過流出状態の持続時間
は、１３Ａガスの場合で約４０ミリセカント程度である
が、上記実施例の過流出防止弁の筒室１に各種寸法のコ
イルバネを挿入した場合の実験では、球弁３の作動時間
とコイルバネ６の有効巻数Ｎとの関係は第４図の如くで
あつた。

尚、この実験は、過流出防止弁の下流側に電磁弁を持続
してその下流側の開放部の開口面積を適宜に設定し、さ
らに、該電磁弁の開弁時の流量を球弁３の作動流量に設
定し、初期状態にある“球弁３が電磁弁の開弁後、弁座
口４に嵌入するまでの時間を測定してこれを球弁の作動
時間としたもので、１３Ａガス用として該ガスの供給圧
力に基づいて各実験値を設定し、実験したものである。
また、同図に於いて示した「間隙］の値は、球弁３の外
径とコイルバネ６の内容との差を意味するものである。
この図から、間隙を約１ｍ７！Ｌ以下に設定し、有効巻
数Ｎを３巻から８巻に設定した場合に、球弁３の作動時
間が疑似過流出状態の１３Ａガスの場合の持続時間（４
０ミリセカント）を越えたものとなることが明らかであ
る。

尚、上記の如く、設定した過流出防止弁を他のガス種に
そのまま適用しても所望の作動時間延長効果が得られた
。

従つて、筒室１の有効長さは２４ｍ７！Ｌであるから、
コイルバネ６のピッチとしては、約３ｍ７１Ｌ〜８ｍ１
Ｌに設定すればよい。

尚、上記実施例では、筒室１内にコイルバネ６を挿入し
たが、これにかえて、筒室１の内周壁に凸条を螺旋状に
巻回する構成とすれば、上記実施例と同様に作用する。

従つて、上記二つの実施例を含めて、筒室１内に適宜直
径の螺旋状凸部を設ける構成を採ることによつて既述の
効果を発揮する過流出防止弁となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の説明図、第２図は本発明実施例の説明
図、第３図はその底面図、第４図は、本発明実施例の実
験に於けるコイルバネの有効巻数と作動時間との関係を
示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁座口の上流側に続く筒室内に設けた螺旋状凸部内
   に球弁を収容し、該球弁の直径よりも前記螺旋状凸部の
   内径をわずかに大きく設定してその直径差を０．４ｍｍ
   〜１ｍｍに設定し、さらに、この螺旋状凸部のピッチを
   ３ｍｍ〜８ｍｍに設定した過流出防止弁。