JPS63671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御弁に係り、配管の延在方向に形成
された流路を有する弁本体内に弁体を流れの方向
に移動可能に保持し、かつ弁体駆動用のダイヤフ
ラム膜を流路延在方向に変位するよう弁本体内に
設けて流路内にダイヤフラム室を画成した構成と
し、これにより弁本体内にダイヤフラム膜或いは
ダイヤフラム室等の弁体駆動部を組込んで装置全
体をコンパクトに構成することのできる制御弁を
提供することを目的とする。

外部からの制御信号によつて弁開度を制御する
ことのできる弁として種々の制御弁が知られてい
る。例えばダイヤフラム式制御弁は、一般に被制
御流体の流路中に設けた弁本体と、該弁本体内の
弁体を駆動する弁体駆動部とから構成されてい
る。

従つて、従来のダイヤフラム式制御弁は、弁本
体を配管から取外さずに弁体駆動部だけを弁本体
から分離して修理・点検できるという利点はある
が、弁体駆動部が弁本体外に設けてある分だけ装
置をコンパクトにできず、大なる設置空間を必要
とし、又構成が複雑であるから部品点数も多く、
製造コストが高くつく等の欠点を有していた。

本発明は上記欠点を除去したものであり、以下
図面とともにその各実施例につき説明する。図は
本発明制御弁の一実施例の縦断面図を示す。

図中、制御弁１は本実施例の場合例えば都市ガ
ス等の給送配管２中に設けてあり、パイロツト弁
３からの制御出力によつて弁開度を制御され、下
流側配管２ｂ内の流体圧力を一定に保つ。

パイロツト弁３は、下流側配管２ｂ内の流体の
圧力を検出し、上流側配管２ａ内から供給された
高圧流体を上記検出圧力に応じて適宜減圧し、所
定の制御圧力信号を制御弁１に供給するもので、
その構造は周知であるから説明を省略する。

制御弁１の弁本体４は、一対のケーシング４
ａ，４ｂから構成されており、ケーシング４ａは
上流側配管２ａにの延在方向に形成され上流側配
管２ａに連通する流体流入路５ａが、又ケーシン
グ４ｂは下流側配管２ｂに連通する流体流出路５
ｂを有している。６は弁体案内部で、ケーシング
４ｂの内壁から中心部にむかつて突設した３個の
リム７の先端部に一体形成してあり、この弁体案
内部６には流れの方向に有底孔６ａが穿設してあ
る。この有底孔６ａ及び上記流体流入路５ａは、
後述する弁体８の被案内部１１，１０が嵌入し弁
体を配管延在方向に案内する案内手段として機能
する。

弁体８は、栓状の弁部９と、弁部９の前・後端
部に夫々突設した被案内部１０，１１と弁部９の
外周に突設した４枚の花弁状鍔部１２とを一体形
成して構成してある。下流側の被案内部１１の径
は前記弁体案内部６の有底孔６ａの径と略同径と
されており、鍔部１２の径はケーシング４ｂの最
大径部の内径よりも僅かに小径とされている。又
上流側の被案内部１０も正面からみると４枚の花
弁状をなし、その径はケーシング４ａの流体流入
路５ａの径と略同径とされている。８ａは、弁体
８の軸芯線に沿つて穿設した連通孔である。

１３はダイヤフラム受けで、断面が逆コ字状の
金具を鍔部１２よりも僅かに小径のリング状に丸
めた形状をなし、ダイヤフラム受け１３に略等間
隔に本実施例では４本植設した支柱１４の先端部
を鍔部１２に挿通せしめ、該先端部にナツト１５
を螺合させることによりダイヤフラム受け１３は
弁体８に取付けられる。

ここで、弁体８をケーシング４ｂに組込むに際
しては、先ず弁体附勢用のコイルばね１６の一端
部を前記リム７に当接させ、この状態で弁体８の
被案内部１１を有底孔６ａ内に挿入する。弁体８
が挿入されるにしたがつて鍔部１２がコイルばね
１６の他端部に当接するが、ここからさらに奥方
に弁体８を押込む。そして、弁体８を所定の位置
まで押込んだら、ケーシング４ｂの最大径部の内
壁に形成した溝部に嵌合するリング状のストツパ
部材１７を該溝部に嵌入する。これにより、弁体
８から手を放しても鍔部１２がコイルばね１６の
弾発力によつてストツパ部材１７に当接係止され
るので、弁体８がケーシング４ｂ内から脱落して
しまうことはない。

ケーシング４ａは、その中央部に筒状部１８が
突設してあり、前記流体流入路５ａはこの筒状部
１８に穿設してある。そして筒状部１８の端面の
流入路５ａが開口する部分には、円筒状の弁座１
９が螺着してある。筒状部１８の端面外周部には
ダイヤフラム押え２０を螺合させるためのネジが
螺設してあり、ダイヤフラム膜２１の中央部に穿
設した貫通孔を筒状部１８に嵌合させ、ダイヤフ
ラム押え２０を螺着することによりダイヤフラム
膜２１の貫通孔周縁部を筒状部１８に固定するこ
とができる。

ケーシング４ａをケーシング４ｂに取付けるに
際しては、両ケーシング４ａ，４ｂの開口面を対
向合致させ、上記ダイヤフラム膜２１の周縁部を
ケーシング４ａとケーシング４ｂとの間で挾持さ
せ、この状態でボルト２２を用いて両ケーシング
４ａ，４ｂを合致固定すればよい。これにより、
弁体８の被案内部１０は流体流入路５ａに嵌合
し、又コイルばね１８は若干圧縮され弁体８の弁
部９は図に示す如く弁座１９に当接着座し鍔部１
２とストツパ部材１７とは離間する。又、ケーシ
ング４ｂの内壁とダイヤフラム室２１ａが画成さ
れる。

このようにして弁本体４内には直線状の流路が
形成され、又弁体８の両被案内部１０，１１が
夫々流体流入路５ａと有底孔６ａに摺動自在に嵌
合するので、弁体８は流路に沿つてのみ移動可能
とされ、弁体８がその半径方向にガタついたりす
る不都合は生じず、弁体８が安定に変位できる。

尚、前記ストツパ部材１７は制御弁１を組立て
る際の弁体８の脱落防止用としてだけでなく、制
御弁１を分解する際、特にケーシング４ａをケー
シング４ｂから取外した際に弁体８がケーシング
４ｂ内から飛び出してしまう危険を防止する働き
もする。

又、有底孔６ａと被案内部１１との間で画成さ
れた空間部２３は、弁体８を貫通して穿設した連
通孔８ａにより流体流入路５ａに連通するので、
上記空間部２３には弁体８の上流側の流体が導入
される。ここで、弁体案内部６の有底孔６ａ内周
面には２個のＯ―リング２４，２５が設けてあ
り、この２個のＯ―リング２４，２５によつて挾
まれた部分の周面にリング状の溝部２６が穿設し
てある。このリング状溝部２６は、リム７とケー
シング４ｂに穿設した連通路２７を介して被制御
流体漏洩検知器２８に連通接続されている。

このように、弁体８，ばね１６，ダイヤフヤム
膜２１等をケーシング４ａ，４ｂ内に組込んでケ
ーシング４ａ，４ｂを合致固定したら、制御弁１
を上流側配管２ａと下流側配管２ｂとの間に取付
ける。次に、ケーシング４ａに形成したポート２
９，３０及びケーシング４ｂに形成したポート３
１を夫々配管２９ａ，３０ａ，３１ａを介して前
記パイロツト弁３に連通接続する。ここで、各ポ
ート２９，３０，３１は夫々流体流入路５ａ，ダ
イヤフラム室２１ａ、流体流出路５ｂに開口して
いる。

次に、上記構成装置の動作につき説明する。

上流側配管２ａを介して制御弁１に供給された
被制御流体は、流体流入路５ａ内に流入し弁体８
の被案内部１０の隙間を通り、さらに弁部９と弁
座１９の開口部を通つて弁本体４内に流入する。
弁本体４内に流入した流体は、鍔部１２の隙間と
各リム７間の隙間を順次通過し、流体流出路５ｂ
を介して下流側配管２ｂ内に流出する。

今、下流側配管２ｂ内の流体の圧力が設定圧力
よりも低くなつたとする。このとき、ポート３１
内の流体の圧力も低下するので、パイロツト弁３
に供給される検出圧力も低下する。その結果、パ
イロツト弁３の弁開度が変化し制御弁１に供給さ
れる出力流体の圧力が増大し、この出力流体の圧
力上昇に伴ない、ダイヤフラム室２１ａ内の圧力
が上昇する。このため、ダイヤフラム膜２１はば
ね１６に抗して図中右方に変位し、弁体８を同方
向に変位させる。

その結果、弁体８は弁座１９から離間し、制御
弁１の弁開度は大となり、弁部９と弁座１９の開
口部を通過する流体の流量は増大する。従つて、
下流側配管２ｂに供給される流体の流量が増大
し、下流側配管２ｂ内の流体圧力は前記設定圧力
まで増加回復する。

又、これとは逆に下流側配管２ｂ内の流体圧力
が設定圧力を越えて増大した場合、パイロツト弁
３からの出力流体の圧力は低下し、ダイヤフラム
膜２１は弁開度が小となる方向に変位し、下流側
配管２ｂ内の圧力は設定圧力まで減少して一定に
保たれる。

このように、制御弁１は下流側配管２ｂ内の流
体圧力に応じてパイロツト弁３により所定の弁開
度とされ、下流側配管２ｂ内の流体圧力は一定に
保たれる。

ここで、制御弁１を流体が流れている最中にダ
イヤフラム膜２１が破損されたとする。この場合
ダイヤフラム室２１ａは弁本体４と等圧になるの
で、弁体８はばね１６の附勢力によつて閉弁方向
に変位され、弁部９が弁座１９に当接着座する。

このように、ダイヤフラム膜２１の破損ととも
に弁体８が自動的に閉弁するので、ダイヤフラム
膜２１が破損されたまま制御弁１が無制御状態に
放置されるといつた不都合は生じない。

又、弁体案内部６の空間部２３内には連通孔８
ａを介して流体流入路５ａ内の流体が供給されて
おり、この空間部２３内の流体によつて弁体８に
作用する上流側流体の圧力は殆ど相殺できるの
で、弁体８は極めてスムーズに変位することがで
きる。

又、弁体案内部６内の空間部２３は２個のＯ―
リング２４，２５によつてケーシング４ｂ内の流
路とは遮断されており、空間部２３内の流体が有
底孔６ａと被案内部１１との間からケーシング４
ｂ内に流出してしまうといつた不都合を良好に防
止することができる。しかし、万が一Ｏ―リング
２４，２５が１個でも何かの原因で破損されてし
まつたとする。この場合、空間部２３内の流体は
破損されたＯ―リング例えば２５を越えてリング
状の溝部２６内に侵入し、さらに連通孔２７を介
して漏洩検知器２８に至るので漏洩検知器２８が
作動し、Ｏ―リング２４，２５の少なくとも一方
のシールが不完全であることを検知することがで
きる。又、このことはＯ―リング２５に限らずＯ
―リング２４が破損した場合も同様であり、漏洩
検知器２８の作動によりシール不良を確実に検知
することができる。

上述の如く、本発明制御弁は弁本体内の配管の
延在方向に形成された流路中にダイヤフラム膜を
設けてダイヤフラム室を画成するとともに、該ダ
イヤフラム膜に固設した弁体を該ダイヤフラム膜
の変位とともに上記流路延在方向に変位させて弁
座より離着座させる構成としているため、弁本体
外にダイヤフラム膜、ダイヤフラム室等の弁体駆
動部を設ける必要はなく、装置全体を極めてコン
パクトに構成することができ、又弁体を着座方向
に附勢するばねを設けてあるので、ダイヤフラム
膜が弁本体内で破損されてしまつてもばねの力に
より自動的に閉弁させえ、これによりダイヤフラ
ム膜が破損されたまま制御弁が無制御状態に放置
されるといつた不都合を確実に防止しうる等の特
長を有している。

弁体の案内手段を弁本体内部の流路延在方向に
設けることができるので弁本体の外観形状をより
コンパクトにできるとともに、扱いやすく設置ス
ペースの狭い場所でも容易に取付けることがで
き、しかも、弁体の案内手段が蓋等に螺着される
構成でないので、弁体が安定に流路方向に変位で
き、又ダイヤフラム室の圧力を下げるとともに弁
体がばねの押圧力により流体の流れに反して閉弁
動作するため急激に閉弁せず流量を安定に制御で
きる。

又、弁体の両端に設けられた上流側被案内部
と、下流側被案内部とが流体流入路、弁体案内部
の有底孔にガイドされているので、弁体を流路方
向に安定に動作させることができ、又弁体を貫通
する連通孔を介して弁体案内部の有底孔に上流側
圧力を供給できるので、弁体に作用する上流側圧
力をほとんど相殺することができ、例えば弁開度
を調整する際上流側圧力の影響を受けずに弁体を
変位させることができ、従つて弁体を下流側の圧
力変動に応じて応答性良く変位させることができ
る。さらに弁体案内部を有底孔とした場合該有底
孔と弁体の被案内部の摺接部分に２個所シール材
を設けることにより有底孔と弁体との間で画成さ
れる空間部を弁本体内の流路と確実に遮断するこ
とができ、又２個所のシール材間に形成した溝部
を漏洩検知器に連通させることにより、シール材
の片方でもシール不良が生ずればこの溝部内に侵
入した流体を漏洩検知器が検知するのでシール材
の破損等を確実に知ることができ、さらに一方の
ケーシングに弁体係止用のストツパ部材を設ける
ことにより、制御弁を組立或いは分解する際の弁
体の脱落或いは飛出し等を良好に防止できる等の
特長を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明になる制御弁の一実施例の縦断面図
である。 １…制御弁、２ａ…上流側配管、２ｂ…下流側
配管、３…パイロツト弁、４…弁本体、４ａ，４
ｂ…ケーシング、５ａ…流体流入路、５ｂ…流体
流出路、６…弁体案内部、６ａ…有底孔、８…弁
体、８ａ…連通孔、１０，１１…被案内部、１６
…コイルばね、１９…弁座、２１…ダイヤフラム
膜、２１ａ…ダイヤフラム室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被制御流体が通過する配管途中に設けられ、
   前記配管の延在方向に形成された流体流入路、流
   体流出路を有する弁本体と、前記弁本体内の流体
   流入路に設けられた弁座と、流体流入路及び流体
   流出路の延在方向に移動可能に配設され前記弁座
   に離着座する弁体と、前記弁体の下流側の流体流
   出路に沿う有底孔を有する弁体案内部と、前記弁
   体に設けられ前記流体流入路に摺動自在に嵌合す
   る上流側被案内部と、前記弁体に設けられ前記弁
   体案内部の有底孔に摺動自在に嵌合する下流側被
   案内部と、前記弁体を貫通して設けられ前記弁体
   案内部の有底孔と流体流入路を連通する連通孔
   と、前記弁体を該被制御流体の流れに反して着座
   方向に附勢するばねと、前記弁本体内に設けられ
   該流路内にダイヤフラム室を画成しかつ上記弁体
   に連結され、該ダイヤフラム室に供給された制御
   信号によつて流路延在方向に変位し該弁体を所望
   の弁開度位置まで変位させるダイヤフラム膜とか
   ら構成してなることを特徴する制御弁。 ２ 前記弁体案内部の有底孔と前記弁体の被案内
   部の摺接部分に２箇所シール材を設け、該両シー
   ル材間の有底孔内壁に溝部を形成し、前記溝部を
   被制御流体を検知する漏洩検知器に連通させたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制御
   弁。 ３ 前記弁体の内壁に、組立・分解に際して前記
   弁体を係止しその飛出しを防止するストツパ部材
   を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の制御弁。