JP7384357B2 - 減圧弁およびその並列配管構造 - Google Patents

Description

本発明は、上水、農業用水、工業用水等の送配水管路に用いられる減圧弁と、その減圧弁の並列配管構造に関する。

上水、農業用水、工業用水等の送配水管路においては、水を適正な圧力で使用場所へ供給することや有収率を向上させること等の目的で減圧弁を多く用いている。その減圧弁の形式の一つとして、主弁（弁本体）とパイロット弁とを備えたパイロット式のものがある（例えば、特許文献１参照。）。

上記のようなパイロット式減圧弁（以下、単に「減圧弁」とも称する。）の一例を図６に示す。この減圧弁は、主弁１と、パイロット弁２と、主弁１とパイロット弁２とを接続する導圧管３と、導圧管３の下流側部分の途中でその流量を調整するニードル弁４とからなる。

前記主弁１は、弁箱１１と、弁箱１１の内部を流入室１１ａと流出室１１ｂとに分割する隔壁１２と、隔壁１２にあけられた円形孔の周縁部に設けられた弁座１３と、弁座１３に対して軸方向に摺動可能に配された環状の弁体１４と、流出室１１ｂ内に配されたシリンダ１５と、弁体１４と一体に形成され、シリンダ１５の内周面と摺動するピストン１６と、弁体１４とピストン１６との仕切り部１７にあけられた小孔に挿入される先端テーパ部を有するニードル１８と、弁箱１１およびシリンダ１５の上端開口を塞ぐ蓋１９とからなる。その弁体１４は、弁座１３と摺動する部分が櫛状に形成されており、軸方向に移動することにより、弁箱１１の流入室１１ａから流出室１１ｂへの流体の流量を調整するようになっている。

そして、弁体１４とピストン１６との仕切り部１７の小孔からシリンダ１５の内部空間（以下、「シリンダ室」と称する。）１５ａへ入った水（以下、「圧力水」と称する。）が後述するようにパイロット弁２を通って主弁１の流出室１１ｂに流出すると、シリンダ室１５ａの圧力が主弁１の流入室１１ａより低くなり、その差圧で弁体１４が上昇して流入室１１ａから流出室１１ｂへ流れる水の流量が増加し（主弁１が開き）、圧力水の流出が止まると、主弁１の流入室１１ａの水が弁体１４とピストン１６との仕切り部１７の小孔からシリンダ室１５ａへ流入することにより、弁体１４が下降して流入室１１ａから流出室１１ｂへの水の流量が減少する（主弁１が閉じる）ようになっている。

一方、パイロット弁２は、弁箱２１と、弁箱２１の内部の下部を一次側圧力室２１ａと二次側圧力室２１ｂに分割する隔壁２２と、隔壁２２中央にあけられた孔に接離する弁体２３と、弁箱２１の内部空間の上部に収納され、弁体２３を隔壁２２の孔から離反する方向に付勢するスプリング２４と、弁箱２１のスプリング２４収納空間と二次側圧力室２１ｂとを仕切り、二次側圧力室２１ｂの圧力を受けてスプリング２４に対する抗力（以下、「スプリング抗力」と称する。）を生じるダイアフラム２５とからなる。その一次側圧力室２１ａは導圧管３の上流側部分で主弁１のシリンダ室１５ａと接続され、二次側圧力室２１ｂは導圧管３の下流側部分で主弁１の流出室１１ｂと接続されている。

そして、主弁１の流出室１１ｂ側の圧力（二次圧力）が低下したときは、パイロット弁２の二次側圧力室２１ｂの圧力も低下し、ダイアフラム２５のスプリング抗力が小さくなることにより、弁体２３がスプリング２４によって押し下げられて一次側圧力室２１ａから二次側圧力室２１ｂへ圧力水が流れ（パイロット弁２が開き）、二次圧力が上昇したときは、パイロット弁２の二次側圧力室２１ｂの圧力も上昇し、ダイアフラム２５のスプリング抗力が大きくなることにより、スプリング２４が縮められるとともに弁体２３が上昇して一次側圧力室２１ａから二次側圧力室２１ｂへの圧力水の流れが止まる（パイロット弁２が閉じる）ようになっている。

したがって、この減圧弁では、二次圧力が低下すると、パイロット弁２が開いて、主弁１のシリンダ室１５ａからパイロット弁２への圧力水の流れが生じることにより主弁１が開き、二次圧力が上昇すると、パイロット弁２が閉じて、圧力水の流れが止まることにより主弁１が閉じることになる。すなわち、二次圧力の変化に応じてパイロット弁２が作動することにより主弁１が開閉動作を行い、二次圧力を一定に保持するようになっている。

特許第３５４２７７７号公報

上記のようなパイロット式減圧弁は、比較的複雑な構造のため、通常、長期的に安定した動作が得られるように、定期的に点検・補修が行われている。さらに、減圧弁設置場所の下流側に重要施設がある場合等では、減圧弁の不測の故障や事故に備えて、図７に示すように減圧弁を２つ並列に配管し、そのうちの一方を常時運転用、他方を非常用として交互に運転しておき、常時運転用の減圧弁が故障した場合には非常用の減圧弁に運転を切り替え、その間に故障した減圧弁の分解補修を行えるようにすることにより、冗長性を持たせている。

ここで、減圧弁の故障原因のほとんどは、パイロット弁内部の経年劣化と導圧管の詰りである。すなわち、主弁内部のパッキン類やコーティングが経年劣化していても、主弁の動作が多少不安定になる程度であるが、導圧管の詰まりが生じると、二次圧力の大きさによらずパイロット弁における圧力水の流れが止まり、主弁が全閉となって停止してしまうおそれがあるし、パイロット弁が経年劣化によって動作しなくなると、主弁の開閉動作も停止してしまう。

これに対して、前述のように減圧弁を並列配管とし、その２つの減圧弁を交互に運転する（非常用の減圧弁は開閉可能で閉じた状態としておく）場合、常時運転用の減圧弁の二次側設定圧（二次圧力の設定値）を非常用のものよりも若干高く設定しておけば、常時運転用の減圧弁が主弁の閉じた状態で故障して動かなくなったときには、二次圧力が低下して自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わるようにすることができる。しかしながら、常時運転用の減圧弁が主弁の開いた状態で故障したときには、その主弁を閉じる手段がないため、非常用の減圧弁への運転の切り替えが行われないだけでなく、二次圧力が大幅に上昇して下流側の施設にトラブルを生じさせるおそれがある。

そこで、本発明は、運転中に主弁が開いた状態で故障したときに自動的に全閉状態となるパイロット式の減圧弁を提供することを第１の課題とし、その減圧弁の並列配管構造において、一方の減圧弁が運転中に故障したときに、その主弁の開閉状態によらず、自動的に他方の減圧弁の運転に切り替わるようにすることを第２の課題とする。

本発明は、上記第１の課題を解決するために、主弁と、主弁に導圧管で接続されたパイロット弁とを備え、前記主弁は、弁箱と、前記弁箱の内部を流入室と流出室に分割する隔壁と、前記隔壁にあけられた孔の周縁部に設けられた環状の弁座と、前記弁座に対して軸方向に摺動可能に配され、前記流入室から流出室への流体の流量を調整する弁体と、前記流出室内に配されたシリンダと、前記弁体に連結され、前記シリンダの内周面と摺動するピストンとからなり、前記弁体およびピストンに流入室とシリンダの内部空間を連通させる小孔が設けられているものであり、前記パイロット弁は、前記導圧管の上流側部分により前記主弁のシリンダの内部空間と接続される一次側圧力室と、前記導圧管の下流側部分により前記主弁の流出室と接続される二次側圧力室とを備え、前記二次側圧力室の圧力が低下したときは開き、前記二次側圧力室の圧力が上昇したときは閉じるものであり、前記主弁の流出室側の圧力が低下すると、前記パイロット弁が開くことにより、前記主弁のピストンと一体に弁体が軸方向一方側へ移動して主弁が開き、前記主弁の流出室側の圧力が上昇すると、前記パイロット弁が閉じることにより、前記主弁のピストンと一体に弁体が軸方向他方側へ移動して主弁が閉じるようになっている減圧弁において、前記主弁の流出室側の圧力が所定値を超えたときに前記導圧管を閉止する閉止機構が設けられている構成を採用した。

上記の構成によれば、減圧弁の運転中に主弁が開いた状態で故障しても、主弁の流出室側の圧力（二次圧力）が所定値を超えると、導圧管が閉止機構によって閉止されるので、パイロット弁が閉じたときと同様に、パイロット弁における一次側圧力室から二次側圧力室への圧力水の流れが止まり、主弁の流入室からシリンダの内部空間へ流入する流体の圧力によって、主弁のピストンと一体に弁体が軸方向他方側へ移動し、主弁を自動的に全閉状態とすることができる。

ここで、前記閉止機構としては、前記導圧管の途中に配され、操作部を有する閉止弁と、前記閉止弁の操作部を操作するシリンダ装置とからなり、前記シリンダ装置は、閉止用シリンダと、前記閉止用シリンダの内部を前記主弁の流出室に接続される圧力室とばね収容室に分割し、閉止用シリンダの内周面と摺動する閉止用ピストンと、前記ばね収容室に収容され、前記閉止用ピストンを圧力室側に付勢するスプリングと、前記閉止用ピストンに連結され、前記ばね収容室を通って閉止用シリンダの一端から突出するピストンロッドとを備え、前記主弁の流出室側の圧力が所定値を超えると、前記閉止用ピストンが圧力室の圧力によりピストンロッドと一体にスプリングの弾力に抗して閉止用シリンダの一端側へ移動し、前記ピストンロッドが閉止弁の操作部を導圧管の閉方向に押圧するものである構成を採用することができる。

あるいは、前記閉止機構として、前記導圧管の途中に配される閉止弁と、前記主弁の流出室に接続され、前記閉止弁を操作するダイアフラム装置と、前記ダイアフラム装置から主弁の流出室への逆流を防止する逆止弁とからなり、前記ダイアフラム装置は、閉止用ケースと、前記閉止用ケースの内部を前記主弁の流出室に接続される圧力室とばね収容室に仕切るダイアフラムと、前記ダイアフラムに一端部を連結され、前記圧力室を通って閉止用ケースの一端から突出し、他端部を前記閉止弁の弁体に連結されるロッドと、前記ばね収容室に収容され、前記ダイアフラムおよびロッドを介して前記閉止弁の弁体を開方向に付勢するスプリングとを備え、前記主弁の流出室側の圧力が所定値を超えると、前記ダイアフラムが圧力室の圧力により前記スプリングの弾力に抗して閉止用ケースの他端側へ膨らみ、前記ダイアフラムの変形に伴って前記ロッドが閉止弁の弁体を閉方向に移動させるものである構成を採用することもできる。そして、この構成を採用する場合、前記ダイアフラム装置の圧力室と前記逆止弁との間に逃し弁を設けるようにすれば、減圧弁の修理完了後に、逃し弁を開いてダイアフラム装置の圧力室から圧力水を外部へ排出することにより、閉止機構を容易にリセットすることができる。

また、本発明は、上記第２の課題を解決するために、上述した構成の減圧弁を２つ並列に配管し、そのうちの一方の減圧弁を常時運転用、他方の減圧弁を非常用とし、その非常用の減圧弁の主弁を閉じた状態で運転する減圧弁の並列配管構造において、前記２つの減圧弁は、前記主弁が開いているときには前記閉止機構の作動を許容し、前記主弁が閉じているときは前記閉止機構の作動を阻止する手段が設けられている構成とした。

このようにすれば、常時運転用の減圧弁が主弁の閉じた状態で故障した場合は、各減圧弁の二次圧力の低下により従来と同様に自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わるし、常時運転用の減圧弁が主弁の開いた状態で故障した場合には、二次圧力が所定値を超えたときに、常時運転用の減圧弁の閉止機構が作動し、非常用の減圧弁の閉止機構は作動しないので、常時運転用の減圧弁の主弁が全閉状態になった後、二次圧力の低下によって非常用の減圧弁の運転に切り替わる。

ここで、前記２つの減圧弁が上述した閉止弁とシリンダ装置またはダイアフラム装置とからなる閉止機構を有する減圧弁である場合は、前記閉止機構の作動の許容と阻止とを選択的に行う手段として、前記主弁が開いているときには主弁の流出室の流体を閉止機構のシリンダ装置またはダイアフラム装置の圧力室へ流入させ、前記主弁が閉じているときは主弁の流出室から閉止機構のシリンダ装置またはダイアフラム装置の圧力室への流体の流れを遮断する切替パイロット弁を採用することができる。

また、前記切替パイロット弁の具体的な構成は、前記シリンダ装置またはダイアフラム装置の圧力室と接続される第１室と、前記主弁の流出室と接続される第２室と、前記主弁のピストンに連結され、前記第１室と第２室の間に設けられた連通部を開閉する切替弁体とを備え、前記切替弁体が主弁の開閉に連動して前記第１室と第２室の間の連通部を開閉するようになっているものとすることができる。

本発明の減圧弁は、上述したように、運転中に主弁が開いた状態で故障しても、二次圧力が所定値を超えると、主弁とパイロット弁とを接続する導圧管が閉止機構で閉止され、パイロット弁が閉じたときと同じメカニズムで主弁が自動的に全閉状態となるようにしたものであるから、二次圧力の大幅な上昇による下流側施設のトラブルを防止することができる。

また、本発明の減圧弁の並列配管構造は、並列に配管される上記構成の２つの減圧弁のそれぞれに、主弁が閉じているときは閉止機構の作動を阻止する手段を設け、そのうちの一方を常時運転用、他方を非常用とし、非常用の減圧弁の主弁を閉じた状態で運転するようにしたので、常時運転用の減圧弁が主弁の閉じた状態で故障した場合だけでなく、常時運転用の減圧弁が主弁の開いた状態で故障して、その閉止機構の作動により主弁が閉じた場合も、非常用の減圧弁は閉止機構が作動せず、自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わるものとなっている。

第１実施形態の減圧弁の正面図 図１の平面図 図１の減圧弁の模式的な正面断面図 図１の閉止機構の一部断面平面図 第２実施形態の減圧弁の要部の模式的な正面断面図 従来の減圧弁の模式的な正面断面図 減圧弁の並列配管の説明図

以下、図１乃至図５に基づき本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は第１実施形態の減圧弁を示しており、その基本的な構造および動作は、前述の図６に示した従来のもの（以下、「従来弁」と称する。）とほぼ同じである。すなわち、この減圧弁は、図１乃至図３に示すように、主弁１と、パイロット弁２と、主弁１とパイロット弁２とを接続する導圧管３と、導圧管３の下流側部分の途中でその流量を調整するニードル弁４とを備えている。その主弁１およびパイロット弁２のそれぞれの構成部品については、従来弁と同じ機能を有するものなので、同じ符号を付けて説明を省略する。

そして、主弁１の流出室１１ｂ側の圧力（二次圧力）が低下すると、パイロット弁２が開いて、主弁１のシリンダ室１５ａからパイロット弁２への圧力水の流れが生じることにより主弁１が開き、二次圧力が上昇すると、パイロット弁２が閉じて、圧力水の流れが止まることにより主弁１が閉じる、すなわち、二次圧力の変化に応じてパイロット弁２が作動して主弁１が開閉動作を行い、二次圧力を一定に保持するようになっている。

この減圧弁の従来弁との相違点は、二次圧力が所定値を超えたときに導圧管３の上流側部分（主弁１の流出室１１ｂとパイロット弁２の一次側圧力室２１ａとを接続する部分）を閉止する閉止機構５と、主弁１が開いているときには閉止機構５の作動を許容し、主弁１が閉じているときは閉止機構５の作動を阻止する切替パイロット弁６が設けられている点にある。なお、図１および図２は閉止機構５が作動した状態を示しており、図３は閉止機構５が作動していない状態を示している。

前記閉止機構５は、図３に示すように、導圧管３の上流側部分の途中に配され、図４に示すように、外部から操作されるハンドル（操作部）５１ａを有する閉止弁としてのボールコック５１と、ボールコック５１のハンドル５１ａを操作するシリンダ装置５２とからなる。

シリンダ装置５２は、閉止用シリンダ５３と、閉止用シリンダ５３の内部を圧力室５３ａとばね収容室５３ｂに分割し、閉止用シリンダ５３の内周面と摺動する閉止用ピストン５４と、ばね収容室５３ｂに収容され、閉止用ピストン５４を圧力室５３ａ側へ付勢するコイルばね（スプリング）５５と、コイルばね５５の付勢力を調整する調整ねじ５６と、閉止用ピストン５４に連結され、ばね収容室５３ｂを通って閉止用シリンダ５３の一端から突出するピストンロッド５７とを備えている。その圧力室５３ａは、後述するように、切替パイロット弁６を介して主弁１の流出室１１ｂに接続されている。調整ねじ５６は、ピストンロッド５７を通し、内端のフランジ部５６ａでコイルばね５５と当接する状態で閉止用シリンダ５３の一端部にねじ結合しており、外端の直方体状の凸部５６ｂをレンチ等で回されることにより、軸方向に進退してコイルばね５５の付勢力を変更するようになっている。なお、閉止用シリンダ５３は、主弁１の蓋１９上に設けられた支持部材（図示省略）に支持されている。

そして、閉止用シリンダ５３の圧力室５３ａに圧力水が流入して圧力室５３ａの圧力が大きくなると、閉止用ピストン５４がコイルばね５５の弾力に抗して閉止用シリンダ５３の一端側へ移動し、閉止用ピストン５４と一体のピストンロッド５７がその先端部でボールコック５１のハンドル５１ａを導圧管３の閉方向に押圧するようになっている。ここで、ボールコック５１を作動させる圧力室５３ａの圧力は、調整ねじ５６の軸方向位置すなわちコイルばね５５の付勢力を調整することによって任意に設定することができる。

また、前記切替パイロット弁６は、図３に示すように、弁箱６１の内部が第１室６１ａ、第２室６１ｂおよび第３室６１ｃに分割され、その第１室６１ａと第２室６１ｂの間の隔壁６２ａにあけられた孔（連通部）を開閉する切替弁体６３を備えている。その第１室６１ａは第１接続管６４でシリンダ装置５２の閉止用シリンダ５３の圧力室５３ａと接続され、第２室６１ｂは第２接続管６５で導圧管３の下流側部分を介して主弁１の流出室１１ｂと接続されている。また、第３室６１ｃは、主弁１のシリンダ室１５ａと導圧管３の上流側部分の間に介在するように設けられている。そして、切替弁体６３は、第１室６１ａと第３室６１ｃの間の隔壁６２ｂを摺動自在に貫通するロッド６６で主弁１のピストン１６の上端部に連結され、主弁１の開閉に連動して第１室６１ａと第２室６１ｂの間の隔壁６２ａの孔を開閉するようになっている。なお、図示は省略するが、ロッド６６とそのロッド６６を通す隔壁６２ｂの間にはシール部材が配されている。

この減圧弁は上記の構成であり、この減圧弁を図６に示すように２つ並列に配管したのが実施形態の並列配管構造である。この並列配管構造は、一方の減圧弁を常時運転用、他方の減圧弁を非常用とし、定期的に常時運転用と非常用を入れ替えて、非常用とした方の減圧弁のメンテナンスを行うことにより、長期的に安定して使用できるようにしている。そして、常時運転用の減圧弁の二次側設定圧を非常用のものよりも若干高く設定して、非常用のものを閉じた状態で運転することにより、正常時には非常用の減圧弁の閉止機構５が作動せず、常時運転用の減圧弁が主弁１の閉じた状態で故障して動かなくなったときには、二次圧力が低下して自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わるようにしている。

一方、常時運転用の減圧弁が主弁１の開いた状態で故障した場合は、次のようにして自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わる。すなわち、減圧弁の主弁１が開いた状態では、図３に示すように、主弁１の弁体１４が上昇しており、その弁体１４と一体のピストン１６に連結された切替パイロット弁６の切替弁体６３も上昇して、切替パイロット弁６も開いている。このため、主弁１が開いたまま停止して二次圧力が上昇すると、主弁１の流出室１１ｂの圧力水が切替パイロット弁６を介して閉止機構５の閉止用シリンダ５３の圧力室５３ａに流入し、その圧力室５３ａの圧力により閉止用ピストン５４が移動して、ピストンロッド５７がボールコック５１のハンドル５１ａを導圧管３の閉方向に押圧する。そして、二次圧力が所定値を超えたときには、ボールコック５１によって導圧管３が閉止される（全閉状態となる）。

常時運転用の減圧弁において、上記のように閉止機構５が作動して導圧管３が閉止されると、パイロット弁２が閉じたときと同様に、パイロット弁２における一次側圧力室２１ａから二次側圧力室２１ｂへの圧力水の流れが止まり、主弁１のピストン１６と一体に弁体１４が下降し、主弁１が閉じていく。

このとき、非常用の減圧弁は、主弁１およびこれと連動する切替パイロット弁６が閉じているので、二次圧力が上昇しても、主弁１の流出室１１ｂの圧力水が閉止機構５の閉止用シリンダ５３の圧力室５３ａへ流入することはなく、閉止機構５は作動しない。

そして、故障した常時運転用の減圧弁の主弁１が全閉状態になった後、二次圧力が低下して非常用の減圧弁の二次側設定圧以下となると、自動的に非常用の減圧弁が開き、それ以降は非常用の減圧弁の運転に切り替わる。

この減圧弁の並列配管構造は、上述したように、並列に配管される２つの減圧弁のそれぞれに、主弁１が閉じているときは閉止機構５の作動を阻止する切替パイロット弁６を設け、一方の減圧弁を常時運転用、他方の減圧弁を非常用とし、その非常用の減圧弁の主弁を閉じた状態で運転するようにしたので、常時運転用の減圧弁が主弁１の閉じた状態で故障した場合だけでなく、常時運転用の減圧弁が主弁１の開いた状態で故障してその閉止機構５が作動した場合も、非常用の減圧弁は閉止機構５が作動せず、自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わるようになっている。

したがって、従来の減圧弁の並列配管構造よりも冗長性が高く、より安心してかつ効率的に管理を行うことができる。そして、常時運転用の減圧弁が開いた状態で故障した場合に、作業員が現地に行くことなく、故障した減圧弁を全閉状態とできることから、二次圧力の大幅な上昇による下流側施設のトラブルを防止することができ、災害対応にも寄与できると考えられる。

図５は第２実施形態の減圧弁の要部を示す。この第２実施形態は、第１実施形態の閉止機構５を別の構造の閉止機構７に代えるとともに、切替パイロット弁６の弁箱６１の各室６１ａ、６１ｂ、６１ｃの接続先を変えたもので、その他の部分の構造および動作は第１実施形態と同じである。

この第２実施形態の閉止機構７は、導圧管３の上流側部分の途中に配される閉止弁７１と、主弁１の流出室１１ｂに接続され、閉止弁７１を操作するダイアフラム装置７２と、ダイアフラム装置７２から主弁１の流出室１１ｂへの逆流を防止する逆止弁７３と、ダイアフラム装置７２と逆止弁７３との間に設けられる逃し弁７４とからなる。

閉止弁７１は、切替パイロット弁６の弁箱６１の上壁を底壁とする弁箱７５と、弁箱７５の内部を入側圧力室７５ａと出側圧力室７５ｂに分割する隔壁７６と、弁箱７５の入側圧力室７５ａに収納された筒体７７と、筒体７７の内周面と摺動して隔壁７６の中央にあけられた孔に接離する弁体７８と、弁体７８を隔壁７６の孔に接近する方向に付勢するように筒体７７に収納されたコイルばね７９とからなる。その入側圧力室７５ａは切替パイロット弁６の第３室６１ｃと接続され、出側圧力室７５ｂはパイロット弁２の一次側圧力室２１ａと接続されている。そして、入側圧力室７５ａと出側圧力室７５ｂの間は、通常は隔壁７６の孔を介して通水可能であり、弁体７８が隔壁７６の孔を閉じることにより通水が遮断されるようになっている。

ダイアフラム装置７２は、閉止弁７１の弁箱７５の上壁を底壁とする閉止用ケース８０と、閉止用ケース８０の内部を圧力室８０ａとばね収容室８０ｂとに仕切るダイアフラム８１と、ダイアフラム８１に上端部を連結され、圧力室８０ａを通って閉止用ケース８０の底壁（一端）から突出するロッド８２と、ばね収容室８０ｂに収容され、ダイアフラム８１およびロッド８２を介してロッド８２の下端部に連結された閉止弁７１の弁体７８を開方向に付勢するコイルばね（スプリング）８３と、コイルばね８３の付勢力を調整する調整ねじ８４とを備えている。その圧力室８０ａは逆止弁７３を介して切替パイロット弁６の第２室６１ｂに接続され、切替パイロット弁６の第１室６１ａが導圧管３の下流側部分に接続されている。また、調整ねじ８４は、押圧板８５を介してコイルばね８３を押圧する状態で閉止用ケース８０の上壁（他端）にねじ結合しており、外力で回されることにより、軸方向に進退してコイルばね８３の付勢力を変更するようになっている。

そして、ダイアフラム装置７２の圧力室８０ａに圧力水が流入して圧力室８０ａの圧力が大きくなると、その圧力を受けたダイアフラム８１がコイルばね８３の弾力に抗して閉止用ケース８０の上壁（他端）側へ膨らみ、このダイアフラム８１の変形に伴ってロッド８２が閉止弁７１の弁体７８を閉方向に移動させるようになっている。なお、ダイアフラム８１を変形させる圧力室８０ａの圧力は、調整ねじ８４の軸方向位置すなわちコイルばね８３の付勢力を調整することによって任意に設定することができる。

ここで、圧力室８０ａに流入した圧力水は、逆止弁７３によって切替パイロット弁６および主弁１の流出室１１ｂへの逆流を防止されているので、ダイアフラム８１の変形およびロッド８２の移動は閉止弁７１の閉方向にのみ生じ、閉止弁７１の閉閉動作の繰り返しによって減圧弁全体の動作が不安定になるおそれがない。また、後述するように減圧弁の故障によって閉止弁７１が全閉状態となったときは、減圧弁の修理完了後に、圧力室８０ａと逆止弁７３との間の逃し弁７４を開いて圧力室８０ａから圧力水を外部へ排出することにより、閉止機構７を容易にリセットすることができる。

したがって、この第２実施形態の減圧弁を図６に示すように２つ並列に配管した並列配管構造も、第１実施形態の減圧弁の並列配管構造と同様、一方の減圧弁を常時運転用、他方の減圧弁を非常用とし、非常用のものを閉じた状態で運転することにより、常時運転用の減圧弁が故障したときには、その主弁１の停止時の開閉状態によらず、自動的に非常用の減圧弁の運転に切り替わるものとすることができる。

ここで、常時運転用の減圧弁が主弁１の開いた状態で故障した場合の切替動作も、第１実施形態の減圧弁を用いた場合と同様に行われる。すなわち、減圧弁の主弁１が開いた状態では、切替パイロット弁６も開いているため、このまま二次圧力が上昇すると、図５に鎖線矢印で示すように、主弁１の流出室１１ｂの圧力水が導圧管３の下流側部分から切替パイロット弁６の第１室６１ａ、第２室６１ｂを介して閉止機構７のダイアフラム装置７２の圧力室８０ａに流入することにより、前述のようにダイアフラム８１が変形してロッド８２が閉止弁７１の弁体７８を閉方向に移動させ、二次圧力が所定値を超えると、閉止弁７１が導圧管３を全閉状態とし、主弁１が閉じていく。このとき、非常用の減圧弁は、主弁１および切替パイロット弁６が閉じているので、二次圧力が上昇しても、主弁１の流出室１１ｂの圧力水がダイアフラム装置７２の圧力室８０ａへ流入することはなく、閉止機構７は作動しない。そして、常時運転用の減圧弁の主弁１が全閉状態になった後、二次圧力が低下して非常用の減圧弁の二次側設定圧以下となると、非常用の減圧弁が作動するようになる。その後、故障した減圧弁の修理が完了すれば、前述のように修理が完了した減圧弁の逃し弁７４を開いて閉止機構７をリセットすればよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、各実施形態の減圧弁は、上述したように並列配管とするだけでなく、単独で配管することもできる。その場合は、並列配管構造において常時運転用の減圧弁から非常用の減圧弁への運転の切り替えを行うための切替パイロット弁は省略することができる。

また、閉止機構は、実施形態のような閉止弁とシリンダ装置またはダイアフラム装置とからなるものに限らず、二次圧力が所定値を超えたときに導圧管を閉止できるものであればよく、閉止機構の作動を阻止する手段も、実施形態のような切替パイロット弁以外のものを採用してもよい。

１ 主弁
２ パイロット弁
３ 導圧管
４ ニードル弁
５、７ 閉止機構
６ 切替パイロット弁
１１ 弁箱
１１ａ 流入室
１１ｂ 流出室
１２ 隔壁
１３ 弁座
１４ 弁体
１５ シリンダ
１５ａ シリンダ室
１６ ピストン
２１ 弁箱
２１ａ 一次側圧力室
２１ｂ 二次側圧力室
５１ ボールコック（閉止弁）
５２ シリンダ装置
５３ 閉止用シリンダ
５３ａ 圧力室
５３ｂ ばね収容室
５４ 閉止用ピストン
５５ コイルばね（スプリング）
５７ ピストンロッド
６１ 弁箱
６１ａ 第１室
６１ｂ 第２室
６１ｃ 第３室
６３ 切替弁体
６４ 第１接続管
６５ 第２接続管
６６ ロッド
７１ 閉止弁
７２ ダイアフラム装置
７３ 逆止弁
７４ 逃し弁
８０ 閉止用ケース
８０ａ 圧力室
８０ｂ ばね収容室
８１ ダイアフラム
８２ ロッド
８３ コイルばね（スプリング）

Claims (7)

1. 主弁と、主弁に導圧管で接続されたパイロット弁とを備え、
   前記主弁は、弁箱と、前記弁箱の内部を流入室と流出室に分割する隔壁と、前記隔壁にあけられた孔の周縁部に設けられた環状の弁座と、前記弁座に対して軸方向に摺動可能に配され、前記流入室から流出室への流体の流量を調整する弁体と、前記流出室内に配されたシリンダと、前記弁体に連結され、前記シリンダの内周面と摺動するピストンとからなり、前記弁体およびピストンに流入室とシリンダの内部空間を連通させる小孔が設けられているものであり、
   前記パイロット弁は、前記導圧管の上流側部分により前記主弁のシリンダの内部空間と接続される一次側圧力室と、前記導圧管の下流側部分により前記主弁の流出室と接続される二次側圧力室とを備え、前記二次側圧力室の圧力が低下したときは開き、前記二次側圧力室の圧力が上昇したときは閉じるものであり、
   前記主弁の流出室側の圧力が低下すると、前記パイロット弁が開くことにより、前記主弁のピストンと一体に弁体が軸方向一方側へ移動して主弁が開き、前記主弁の流出室側の圧力が上昇すると、前記パイロット弁が閉じることにより、前記主弁のピストンと一体に弁体が軸方向他方側へ移動して主弁が閉じるようになっている減圧弁において、
   前記主弁の流出室側の圧力が所定値を超えたときに前記導圧管を閉止する閉止機構が設けられていることを特徴とする減圧弁。
2. 前記閉止機構は、前記導圧管の途中に配され、操作部を有する閉止弁と、前記閉止弁の操作部を操作するシリンダ装置とからなり、
   前記シリンダ装置は、閉止用シリンダと、前記閉止用シリンダの内部を前記主弁の流出室に接続される圧力室とばね収容室に分割し、閉止用シリンダの内周面と摺動する閉止用ピストンと、前記ばね収容室に収容され、前記閉止用ピストンを圧力室側に付勢するスプリングと、前記閉止用ピストンに連結され、前記ばね収容室を通って閉止用シリンダの一端から突出するピストンロッドとを備え、前記主弁の流出室側の圧力が所定値を超えると、前記閉止用ピストンが圧力室の圧力によりピストンロッドと一体にスプリングの弾力に抗して閉止用シリンダの一端側へ移動し、前記ピストンロッドが閉止弁の操作部を導圧管の閉方向に押圧するものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
3. 前記閉止機構は、前記導圧管の途中に配される閉止弁と、前記主弁の流出室に接続され、前記閉止弁を操作するダイアフラム装置と、前記ダイアフラム装置から主弁の流出室への逆流を防止する逆止弁とからなり、
   前記ダイアフラム装置は、閉止用ケースと、前記閉止用ケースの内部を前記主弁の流出室に接続される圧力室とばね収容室に仕切るダイアフラムと、前記ダイアフラムに一端部を連結され、前記圧力室を通って閉止用ケースの一端から突出し、他端部を前記閉止弁の弁体に連結されるロッドと、前記ばね収容室に収容され、前記ダイアフラムおよびロッドを介して前記閉止弁の弁体を開方向に付勢するスプリングとを備え、前記主弁の流出室側の圧力が所定値を超えると、前記ダイアフラムが圧力室の圧力により前記スプリングの弾力に抗して閉止用ケースの他端側へ膨らみ、前記ダイアフラムの変形に伴って前記ロッドが閉止弁の弁体を閉方向に移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
4. 前記ダイアフラム装置の圧力室と前記逆止弁との間に逃し弁が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の減圧弁。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の減圧弁を２つ並列に配管し、そのうちの一方の減圧弁を常時運転用、他方の減圧弁を非常用とし、その非常用の減圧弁の主弁を閉じた状態で運転する減圧弁の並列配管構造において、
   前記２つの減圧弁は、前記主弁が開いているときには前記閉止機構の作動を許容し、前記主弁が閉じているときは前記閉止機構の作動を阻止する手段が設けられていることを特徴とする減圧弁の並列配管構造。
6. 前記２つの減圧弁が請求項２乃至４のいずれかに記載の減圧弁であり、前記閉止機構の作動の許容と阻止とを選択的に行う手段が、前記主弁が開いているときには主弁の流出室の流体を閉止機構のシリンダ装置またはダイアフラム装置の圧力室へ流入させ、前記主弁が閉じているときは主弁の流出室から閉止機構のシリンダ装置またはダイアフラム装置の圧力室への流体の流れを遮断する切替パイロット弁であることを特徴とする請求項５に記載の減圧弁の並列配管構造。
7. 前記切替パイロット弁は、前記シリンダ装置またはダイアフラム装置の圧力室と接続される第１室と、前記主弁の流出室と接続される第２室と、前記主弁のピストンに連結され、前記第１室と第２室の間に設けられた連通部を開閉する切替弁体とを備え、前記切替弁体が主弁の開閉に連動して前記第１室と第２室の間の連通部を開閉するようになっていることを特徴とする請求項６に記載の減圧弁の並列配管構造。

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