JPH01271807A - 流量制御弁 - 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〕 本発明は流量制御弁に関するものであり、更に詳しくは
風呂釜或いは給湯器等における定流量供給システムに使
用する流量制御弁に関するものである。

〔従来の技術〕

流体を供給するに際しその流量を一定の範囲に制御する
ために種々の流量制御弁が使用されておりその代表的な
ものとしてはガバナと称される加減圧弁を使用したもの
がある。

処で、従来の流量制御弁に使用されていたガバナ本体１
の一般的な構造は第２図に示すとおりであり、ガバナ本
体１の外方部にその先端部が流体流入口２に嵌入されて
いる１通常ニードルと称される弁体４と、又ガバナ本体
内部には流出孔３１を有する通常受圧板と称されるフロ
ート１４をそれぞれ個別に設けると共に弁体４はスプリ
ング受け１９と弁体４との間に設けたスプリング１８に
より制御され又、該フロート１４はフロート１４とワッ
クスザーモ１５　（ワックスクイプザーモメーター）に
連結されたスプリング受け２０との間に設けたスプリン
グ１７により制御されるようにしたものである。

係る構造のものに於いては２個のスプリングが直列的に
配列されており、且つフロートと弁体とはそれぞれが流
量に対して受ける力と逆向きのスプリングの強さとがバ
ランスをとって流量を調節するように別々のスプリング
により制御されるものである為、２個のスプリングの強
さにバラツキがある場合には制御する流量のバラツキも
大きくなる。

更に該従来の流量制御弁にあっては、流量の変化でフロ
ートが感動しスプリングとのバランスにより弁体を変位
させ流入量をコントロールするもので有るが、流体流入
部の圧力、即ち１次側圧力が弁体を押すことになる為、
調節が不安定となり。

又１次側圧力が非常に大きくなると弁体調圧流路３０の
外径に加わる力が大きくなる為弁体が押され流路が閉ざ
されてしまうと云う欠点があり、更には流量調節時に弁
体が１次側圧力を受ける為調節流路を小さくしなければ
ならず最大流量が大きくとれないと云う欠点が見られた
。

更に係る従来の流量制御弁に有っては、受圧板部である
フロート１４は代表的には黄銅で作られおりこれをガバ
ナ本体１内部で一般的にはスライドさせて使用しており
又、流体をシールする為にＵ字型バネ２２を併用する事
からヒステリシスが大きく且つ受圧板の加工が複雑とな
る上、コストも高価になると云う欠点が見られた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を改良し小型で
軽量であり、しかも安価である流量制御弁を提供するも
のであり、又流量調整が容易で且つ正確に流量制御が行
える簡易な構造のガバナ本体からなる流量制御弁を提供
するものである。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は上記の目的を達成する為に以下の基本的構成を
有する流量制御弁を採用したものである。

即ち、ガバナ本体１において、流体流入口２の二次側に
設けられたダイアフラム又はベローフラム３と流体流入
口２にその先端部分が嵌入されており且つ該ダイアフラ
ム又はベローフラム３（以下ダイアフラム等と云う）と
一体化せしめられている流体流の流入量を制御する弁体
４とから構成されている流量制御弁である。

次に本発明の流量制御弁に使用されるガバナ本体につい
て図面を参照しながらその具体例を詳細に説明する。

本発明者等はかかるガバナ本体の従来の欠点を改良する
ため１種々検討した結果、従来のガバナ本体の欠点がそ
の構造そのものが複雑であること。

フロートど弁体とが別々に変位する構造であってしかも
フロートと弁体とが異なるスプリングによってそれぞれ
制御されていること等に起因している事実が判明し、か
かる構造を簡素する必要があることを知得し、その構造
について検削し本発明に到ったものである。

第１図は円筒状配管３内に固設された本発明の流量制御
弁を示すものであり、同図に示す様に１本発明における
ガバナ本体の１具体例によれば。

ガバナ本体は、ガバナ本体１の外方部で流体が流入して
くる一次圧側から流体流入口２にその先端部が嵌入せし
められている弁体４と該ガバナ本体１の内部にあって該
流体流入口２の二次圧側に設けたダイアフラム等３とか
ら構成されているものであり、且つ該弁体４と該ダイア
フラム等３とは適宜の手段により一体化されているもの
である。

該弁体４の構造は特に限定されるものでは無いが。

該弁体４の先端部のニードル部分と該流体流入口２との
間で流体の流量が調整出来るものであれば如何なるタイ
プのものであってもよい。

一方１本発明に於けるダイアフラム等３に於けるダイア
フラムは金属膜、ゴム膜、フィルム、コ１　−ディング
処理された布帛類等のエラスディック性能を有する素材
により構成されることが望ましく７） い。

又、その種類や、大きさ或いは形状等は使用する弁体の
構造や使用する用途に応じて適宜選択し得るものである
。

又９本発明に使用されるベローフラノ・はこの分野で一
般的に使用されているものであれば如何なるものであっ
ても良い。

該ダイアフラム３にはその略中央部に流体の流出孔５が
設けられおり又該ダイアフラムの周囲は適宜の固着手段
によってガバナ本体１の内面に固定せしめられ一〇いる
。　　係る構成により該流体流入口２と該ダイアフラム
等３との間に二次圧室が形成されるのである。

更に、該ダイアフラム等３には該弁体４のニードルの先
端部を結合するための適宜の支持体６が設けている。係
る支持体６の構造も特に限定されるもので無いが第１図
における具体例にあっては該支持体６にロッド７が設け
られており１　これに該弁体４のニードル部先端に設け
た孔部が係合し両者は揺動自在に一体的に結合せしめら
れる。

尚１本発明に於ける該一体化手段に於いて該支持体６と
該弁体４のニードル部先端との結合位置が調節しうる様
に構成することが好ましい。

次に本発明に於い−Ｃは、ガバナ本体１の外方部に該弁
体４を被覆する弁体調圧室２６を設ける事が好ましい。

即ち１本発明においては、第１図で明らかな様にガバナ
本体１の外方部において、該弁体４を被覆する。側面部
に流体流入孔を有している弁体カバー２８を取りつけ弁
体調圧室２６を形成する事が好ましい。　係る弁体カバ
ー２８を形成する材質は特に制限されるものではなくそ
の形状と共に必要に応じ適宜に選択することが出来る。

係る弁体調圧室２６を設ける事により従来弁体に直接加
わっていた１次側の水圧が微小断面積の弁体調圧流路３
０で減圧されるため安定した流体の制御が出来るのであ
る。

更に本発明にあっては、該弁体に調圧孔２７を設けるこ
とも出来る。

かかる構成は流体の圧力を更に減少させうるので流量の
調節をより正確に行う為には望ましいことである。

従って１本発明の実施例では、第１図に示すように、ガ
バナ本体１において従来弁体４とスプリング受け１９と
の間に設けられていたスプリング１８を廃止すると共に
フロート１４と同一の機能を有するダイアフラム等３と
弁体４とを一体化せしめたものであって、係る構造にし
たことにより両者は一体で可動することが出来るので、
構造が極めて簡単となるばかりか、スプリング１７と流
量による力とのバランスのみにより制御をおこなうもの
であるので、複数のスプリングを使用する事によるバラ
ツキが回避しろるのである。

更に、係る構造に於ては弁体４に求心力が存在する為微
細な変動の調整を行う事も出来るのである。

又本発明に於ては従来技術に於けるフロートの様な摺動
しうる可動部が存在せず、従ってヒテリシスによる流体
圧の変動の発生を防止する事が出来るのである。更に本
発明にあっては、摺動しう（１ｎ） る可動部が存在しない為、ゴミ等による詰まりに起因す
る故障が無く又、流体の漏れが無い為安定した弁特性が
得られるのである。

更に２本発明に於いては、ダイアフラムと弁体とを一体
化せしたものであることから第２図に示す従来のガバナ
本体に於いて使用されたスプリング１８を省略出来る事
から、ガバナ本体自身の構造が簡略化され且つその全長
が短くなるのでコストが低減出来るのみならず流量制御
弁全体のサイズを軽量化し小型化することが出来る。

又スプリングの使用が一元化されるので流量の調節にお
けるバラツキも小さくしうる。更に後述する様に調整手
段９により、スプリング１７の荷重を変え、設定流量を
調節することにより、一定となる流量も変える事が出来
るので、該流量制御弁の適用範囲も拡大される。

又１本発明において、弁体に弁体カバーを設ける事によ
り前記したように弁体に加わる１次側の水圧が微小断面
積の弁体調圧流路３０で減圧されるばかりでなく、更に
流入した流体も弁体の調圧孔２７を通って該ダイアフラ
ム等により形成された調圧室に流出する為弁体が受ける
圧力は極微小なものとなり、従ってダイアフラムは流体
の圧力とは無関係に流量のみの力を受ける為極めて安定
した流体制御が可能となるのである。

尚１本発明においては液体の温度変化に応答してその流
量を所定の値に調整設定するようにする為にサーモスタ
ット１５を使用する構造のものにあっては、第１図に示
すように該ダイアフラム等とスプリング受け２０との間
に設けられた流量調整用スプリング１７に加えて更に該
スプリング受け２０とガバナ本体１若しくはダイアフラ
ム等との間に別のスプリング１７°を設けることもでき
る。

係るスプリング１７°の機能は代表的にはワックスサー
モ１５　（ワックスタイプザーモメーター）と称される
ものを含む一般的なサーモスタット１５自体が熱により
膨張し伸長した場合にこれを元の位置に戻す為にワック
スサーモに対伸長方向と反対の向きの力を伺与するもの
であって、より正確な流体制御を実行するに有効に作用
する。従って該スプリング１７°の機能はフロート１４
の制御の為のスプリング１７とはその機能を異にするも
のである。一般的には該スプリング１７は比較的反発係
数の小さいもので有ることが好ましく又、該スプリング
１７゛　は比較的反発係数の高いものを使用する事が望
ましい。

本発明にあっては、第１図に示すように、サーモスタッ
ト１５の伸縮桿８を、従来に於てはガバナ本体の中に設
けていたのに対し、これを該ガバナ本体の外方部で流体
の流出方向に位置せしめたものであって、係る構造とす
る事によりガバナ本体内部の空間を有効に利用し得ると
共に該空間を極力小さくする事が出来るのである。更に
本発明に於ては該伸縮桿８にネジ等からなる調節手段９
を設けることができるので、これによってサーモスタッ
ト１５の位置を適宜に調整することが出来る。

この事は流体の温度に応じて流量を精密に制御する事を
可能とするものである。

次に本発明に係る流量制御弁の作用について述べるなら
ば、まず初期状態にあっては、スプリング１７に依りダ
イアツクＡ　３は押され、ダイアフラムに結合されてい
る弁体部は開の状態となっている。配管２の人口より流
体が流れてくると、流体はダイアフラムの中心部にある
オリフィス即ち流体流出孔５より流出される。

流量が増すとダイアフラムはその圧力により押されダイ
アフラムに結合されている弁体部は閉じる方向に移動す
る。それにより、弁体部の開口面積が減少する為、流量
は低くなり再び弁体部は開く方向に移動することにより
流体とスプリング１７とがバランスを取り一定流量を保
つ様に作動する。

又、調節ネジによりスプリング１７の荷重を変え設定流
量を調節する事が出来ると共に温度変化を念頭においた
設定流量の調節を行う事も出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる流量制御弁の１具体例を示す断
面図である。 第２図は従来の流量制御弁の構造の例を示す断面図であ
る。 １・・・ガバナ本体、　　　　２・・流体流入口。 ３・・・円筒状配管、　　　　４・・弁体。 ５　・流体流出孔　　　　６・・・支持体。 ７・・・ロッド、　　　　　　訃伸縮桿。 ９・・・調節手段、　　　　１４・・・ダイアツクＡ。 １５・・・ザーモスタット。 １７．１７°　・・・スプリング。 １９．２０・・・スプリング受け。 ２２・・・Ｕ字型ハネ。 ２６・・・弁体調圧室。 ２７・・・調圧孔。 ２８・・・弁体カバー。 ３０・・弁体調圧流路、３１・流出孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガバナ本体において、流体流入口の二次側に設けら
   れたダイアフラム又はベローフラムと、流体流入口にそ
   の先端部分が嵌入されており且つ該ダイアフラム又はベ
   ローフラムと一体化せしめられている流体流の流入量を
   制御する弁体とから構成されている事を特徴とする流量
   制御弁 ２、該ダイアフラムの略中央部に流体の流出孔が設けら
   れている事を特徴とする請求項１記載の流量制御弁 ３、該ダイアフラム又はベローフラムと該弁体とは揺動
   自在に結合せしめられている事を特徴とする請求項１記
   載の流量制御弁 ４、ガバナ本体外方部に該弁体を被覆する弁体調圧室を
   設けた事を特徴とする請求項１記載の流量制御弁 ５、該弁体に調圧孔が設けられている事を特徴とする請
   求項４記載の流量制御弁 ６、該ダイアフラム又はベローフラムと該ガバナ本体内
   部に別に設けられているサーモスタットと連結されたス
   プリング受けとの間に該弁体制御用のスプリングが配置
   せしめている事を特徴とする請求項１乃至５の何れか１
   項記載の流量制御弁 ７、該ダイアフラム又はベローフラムと該ガバナ本体内
   部に別に設けられているサーモスタットと連結されたス
   プリング受けとの間に該弁体制御用のスプリングを、又
   該スプリング受けとガバナ本体の一部との間に該サーモ
   スタットの伸縮調整用スプリングとを別個にそれぞれ独
   立に配置せしめた事を特徴とする請求項１乃至５の何れ
   か１項記載の流量制御弁 ８、該サーモスタットの伸縮桿を該ガバナ本体の外方部
   で流体の流出方向に位置せしめた事を特徴とする請求項
   ７記載の流量制御弁 ９、該サーモスタットの伸縮桿の先端に調節手段を設け
   た事を特徴とする請求項８記載の流量制御弁