JPH01164880A - 弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体の管路に設けられて該流体の流量を調整
する弁に関するものである。

〔従来の技術〕

流体の流量を調整する弁として従来から各種型式のもの
が用いられている。一般にこれらの弁は、弁箱内の弁口
を開閉する弁体を、弁箱に連設されたバルブアクチュエ
ータに接続し、該バルブアクチュエータを操作すること
により弁体を移動あるいは回動させて弁口を開閉してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のものでは、弁体を直接バルブアク
チュエータに接続しているため、大流量あるいは高圧力
の流体の流量を調節する弁の開閉や開度の調整には、大
きな力を必要とし、バルブアクチュエータが大型化した
り、その機構が複雑になったりしていた。

そこで、本発明は、弁の開閉や開度の調整を小さな力で
行うことのできる弁を提供することを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記した目的を達成するために本発明は、弁箱内を、主
弁口を有する隔壁により流体流入側の一次側弁室と流体
流出側の二次側弁室とに区画形成し、前記一次側弁室に
前記主弁口を開閉する主弁体と該主弁体を移動可能に保
持する可動隔壁とを設けてチェンバを画成し、該チェン
バと一次側弁室とを小径流路により連通させるとともに
、前記主弁体にチェンバと二次側弁室とを連通ずる子弁
口を形成し、該子弁口を開閉する弁棒を、前記弁箱に連
設したバルブアクチュエータに接続したことを特徴とす
る。

〔作　用〕

従って、主弁体を保持する可動隔壁が、一次側弁室内の
流体の圧力により主弁体の開方向に押圧されるとともに
、チェンバ内に一次側弁室から小径流路を経て導入され
た流体の圧力により主弁体の閉方向に押圧されているの
で、チェンバ内の流体を子弁口から二次側弁室に流出さ
せてチェンバ内の圧力を一次側弁室の圧力より低下させ
ることにより、主弁体を開方向に移動させて主弁口を開
くことができる。

また子弁口を閏じてチェンバ内の圧力を一次側弁室より
高くすることにより、主弁体を閉方向に移動させて主弁
口を閉じることができる。

さらにチェンバから二次側に流出する流体の量、即ちチ
ェンバ内の圧力と、一次側弁室から二次側弁室に流れる
流体の量、即ち一次側弁室内の圧力が平衡となる中間位
置で主弁体の移動が停止するので、弁の開度を任意に設
定することも可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。　　
・ まず第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は弁を閉じた状態、第２図は弁を開いた状態
をそれぞれ示している。

・弁１は、□弁箱２と該弁箱２・の上部に連設されたバ
ルブアクチュエータ３により構成されるもので、該バル
ブアクチュエーター３を操作することにより開閉が行わ
れる。

上記弁箱２は、主弁口４を有する隔壁５により流体流入
側の一次側弁室６と流体流出側の二次側弁室７とに区画
形成されており、さらに前記一次側弁室６の上部には、
ダイヤフラムからなる可動隔壁８が設けられ、チェンバ
９が画成されている。

このチェンバ９と一次側弁室６は、ス１〜ツブ弁１０、
ストレーナ１１及びニードル弁１２を備えた管路からな
る小径流路１３により接続されており、一次側弁室６に
流入する流体りが該小径流路１３からチェンバ９に導入
されている。

また前記主弁口４に離接して弁１の開閉を行う主弁体１
４は、前記可動隔壁８のチェンバ９側に設けられるダイ
ヤフラム押え１５とともに可動隔壁８を挟着して可動隔
壁８に固着されており、該可動隔壁８の上下動とともに
上下に移動して主弁口４の開閉を行う。この主弁体１４
の下部には、流体の流量調整を滑らかに行うためのＶボ
ート１６が設けられており、該■ボート１６の基部に形
成された主弁座１７が前記主弁口４の開口縁に設けられ
た弁箱弁座１８に着座して主弁口４を閉じる。また主弁
体１４、可動隔壁８及びダイヤフラム押え１５の中央部
には、前記チェンバ９と二次側弁室７を連通させる通孔
１９が形成されており、該通孔１９の上端開口部には、
子弁口２０が形成されている。

この子弁口２０は、前記バルブアクチュエータ３に接続
された弁棒２１により開閉されるもので、該弁棒２１の
先端には、子弁口２０から流出する流体量を滑らかに変
化させるためのニードル２２が形成されている。また弁
棒２１の下部には、鍔部２３が形成されており、前記ダ
イヤフラム押え１５の上面には、前記鍔部２３を囲繞す
るように筒体２４が立設されており、該筒体２４の上部
には、その下面が弁棒２１の鍔部２３上面に当接する係
止片２５が、鍔部２３と所定の間隔を設けて形成されて
いる。

前記バルブアクチュエータ３は、操作ハンドル３ａの操
作を弁棒２１上部に設りられたねじ部２１ａに伝達して
弁棒２１を上下動させるもので、従来から一般に用いら
れているバルブアクチュエータ３をそのまま使用するこ
とができる。尚、２６は弁棒の回り止めである。

次に、このように構成された弁１の作動状態を説明する
。

まず、弁１を閉じた状態では、第１図に示すように、主
弁口４及び子弁口２０ともに閉じられており、一次側弁
室６内の流体りの圧力とチェンバ９内の流体りの圧力と
は、小径流路１３を介して同圧に保たれている。

この状態でバルブアクチュエータ３の操作ハンドル３ａ
を操作し、弁棒２１を上昇させると、子弁口２０が開い
てチェンバ９内の流体りが二次側弁室７に流出する。こ
の流体りの流出によりチェンバ９内の圧力が低下し、一
次側弁室６内の圧力が相対的に上昇するため、可動隔壁
８を上方に押圧する力Ｆが生じる。弁棒２１の上昇、即
ち、子弁口２０の開度が大きくなるに従いチェンバ９内
の流体りの流出量が増し、チェンバ９内の圧力がさらに
低下する。

これにより、上記可動隔壁８を上方に押圧する力Ｆが増
大し、この力Ｆが主弁体１４やダイヤフラム押え１５等
の重量及びチェンバ９内の流体りが可動隔壁８を下方に
押圧する力の和を上回ると可動隔壁８、即ち主弁体１４
を上昇さぜ、主弁口４を開く。

この時、流体りの圧力、即ち可動隔壁８を上方に押圧す
る力Ｆが小さくて、主弁体１４を上昇させることができ
なくても、弁棒２１に形成された鍔部２３の上面がダイ
ヤフラム押え１５の上面に立設した筒体２４の係止片２
５と当接するので、弁棒２１の上昇により主弁体１４を
上方に引上げることができる。

弁棒２１を中間位置で止めると、第２図に示すように、
主弁体１４等の重量及びチェンバ９内の流体圧力による
下向きの力と、一次側弁室６内の流体圧力による上向き
の力とが釣合う位置で主弁体１−４が停止する。この時
、小径流路１３からチェンバ９に流入する流体量と子弁
口２０から二次側弁室７に流出する流体量が釣合った状
態となる。

このように、バルブアクチュエータ３を操作して、弁棒
２１を上下動させることにより、主弁体１４を任意の位
置とすることができ、弁１の開度を適宜に設定すること
ができる。

弁１が開いている状態、即ち主弁体１４が上昇している
時にバルブアクチュエータ３を操作して弁棒２１を下方
に移動させると、子弁口２０の開度が小さくなるため、
チェンバ９から二次側弁室７に流出する流体量が減少す
る。そのため、チェンバ９内の圧力は、一次側弁室６か
ら小径流路１３を通って流入する流体りにより次第に高
まり、可動隔壁８を下方に押圧する力が増し、主弁体１
４を下方に移動させていく。そして、第１図のように、
弁棒２１が子弁口２０を閉塞するとともに、主弁体１４
が主弁口４を閉塞して弁１を閉じる。

このように形成された弁１を閉塞状態から開く際に加わ
る流体の圧力ＦＯは、次式により求められる。

Ｆｏ−（π／４）［）ｓ　２　（ＰＣ−Ｐ２　）また従
来の手段により主弁体を直接開く際に加わる流体の圧力
Ｆｏｒは、 Ｆｏｒ＝　（π／４）Ｑｍ　２　（Ｐ＋　−Ｐ２　）で
ある。ただし、式中：ＤＳは子弁口２０の直径；ＤＩｌ
ｌは主弁口４の直径；ＰＣはチェンバ９内の圧カニＰ１
は一次側弁室６内の圧力；Ｐ２は二次側弁室７内の圧力
；πは円周率である。

ここで、主弁体１４が閉じている状態では、ＰＣ＝Ｐ＋
であるから、力の差は、ＤＩｌｌ２とＤＳ２の比となり
、例えば主弁口１４の直径に対して子弁口２０の直径が
１／１０ならば、圧力は１／１００となる。このように
、弁１の開閉に必要な力を大幅に低減できるので、バル
ブアクチュエータ３を小型、かつ簡単な構成とすること
ができ、弁１のコストダウンとともに、開閉作動の信頼
性も向上させることができる。

第３図は、本発明の第２実施例を示し、主弁体１４をピ
ストン型の可動隔壁３０により保持したものである。こ
の可動隔壁３０は、円筒形の部材により形成されており
、弁箱３１の上部に設けられたシリンダリング３２に支
持され、前記第１実施例のチェンバをシリンダ３３とし
、該シリンダ３３内の流体りの圧力変化により上下に摺
動する。

シリンダ３３内の流体しは、前記第１実施例と同様に、
一次側弁室６から小径流路１３を通ってシリンダ３３内
に流入し、バルブアクチュエータ３の操作に再り弁棒２
１を上下動させて子弁口２０を開閉することにより、子
弁口２０から二次側弁室７に流出する。

また第４図は、本発明の第３実施例を示し、前記第２実
施例と同様にピストン型の可動隔壁３０により主弁体１
４を保持するとともに、可動隔壁３０を支持するシリン
ダリング３２と可動隔壁３０の外周との間に間隙３４を
設けて小径流路を形成したものである。これにより、一
次側弁室６に流入する流体りを間隙３４からシリンダ３
３内に導入することができ、別に配管を設ける必要がな
くなる。

上記第２及び第３実施例に示す弁も第１実施例に示した
弁１と同様の作用を有し、軽い力で弁の開閉を行うこと
が可能である。

尚、弁の構成は、流体の流量、圧力等により適宜最適な
形状に形成されるもので、小径流路は、第１実施例のダ
イヤフラムや第２及び第３実施例のピストン等の可動隔
壁に小孔を形成して小径流路とすることもでき、シリン
ダリング等に設けることもできる。また第３実施例にお
いては、可動隔壁とシリンダリングの摺動面の全周に亘
って間隙を設けてもよいが、一部のみとすることもでき
る。さらに子弁口も弁の大きさや流体の流量、圧力等に
より最適な大きさに形成されるものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、流体の圧力を利用して主
弁体を作動させるので、弁の開閉を軽快に行うことがで
き、バルブアクチュエータの操作力を低減させることが
できる。従って、バルブアクチュエータを小型かつ簡単
な構造とすることができ、弁のコストダウンとともに、
開閉作動の信頼性も長期に亘り向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図は閉弁状態を示す弁の断面正面図、第２図は開弁
状態を示す弁の断面正面図、第３図は第２実施例を示す
弁の断面正面図、第４図は第３実施例を示す弁の断面正
面図である。 １・・・弁　　２・・・弁箱　　３・・・バルブアクチ
ュエ＝　　１５　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、弁箱内を、主弁口を有する隔壁により流体流入側の
   一次側弁室と流体流出側の二次側弁室とに区画形成し、
   前記一次側弁室に前記主弁口を開閉する主弁体と該主弁
   体を移動可能に保持する可動隔壁とを設けてチェンバを
   画成し、該チェンバと一次側弁室とを小径流路により連
   通させるとともに、前記主弁体にチェンバと二次側弁室
   とを連通する子弁口を形成し、該子弁口を開閉する弁棒
   を、前記弁箱に連設したバルブアクチュエータに接続し
   たことを特徴とする弁。