JPH0418016Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は減圧弁、即ち、通過する流体そのもの
のエネルギーにより弁体の開度を変化させ、一次
側圧力から所定の二次側圧力に減圧する自動調整
弁に関する。

減圧弁としては、二次側圧力の検出部そのもの
が直接、弁体を作動させる操作部となる形式の直
動形と、直動形減圧弁をパイロツト部として、主
弁体操作部の圧力を調整することにより、主弁体
を作動させる形式のパイロツト作動形がある。本
考案は弁体と操作部との連結部の構造に関し、直
動形減圧弁にもパイロツト作動形減圧弁にも適用
できる。

本考案は減圧弁のオフセツト特性と定格流量特
性の改善に係わる。減圧弁はオフセツトが小さく
て、定格流量が大きいものが優れている。

従来の技術 本出願人は、操作部の可動壁と、可動壁の変位
を弁体に伝える操作棒とを、ほぼ半球面で接続し
た減圧弁を開発して、特許出願した。

可動壁とは直動形減圧弁ではダイヤフラムそれ
自体であり、パイロツト作動形減圧弁ではピスト
ンの端壁である。可動壁と操作棒の接続部は、半
球面が最も好ましいが、多少半球を越えた球面で
も、多少半球に満たない球面でも、後部に円柱が
続く半球面でも良い。ほぼ半球面とは断面楕円の
曲面等の、円錐面よりも外側に脹れ出した曲面を
も含むものである。

先ずこの減圧弁を第３図を参照して説明する。

これは蒸気用減圧弁で、減圧弁部１と気水分離
器部２と排水弁部３とから成る。

弁ケーシング１０で入口１２、弁口１４、出口
１６を形成する。入口は一次側の高圧流体源に、
出口は二次側低圧域に接続する。主弁体１８を弁
口１４の入口側端の弁座にコイルばねで弾性的に
付勢して配置する。

ピストン２０をシリンダ内に摺動自在に配置
し、ピストン棒２２を弁口１４を通して主弁体１
８の中央突起２３に当接せしめる。入口１２とピ
ストン２０の上部空間、即ちピストン室を連通す
る一次圧通路２４にパイロツト弁２６を配置す
る。

ダイヤフラム２８をその外周縁をフランジ３
０，３２の間に挟んで取り付ける。ダイヤフラム
２８の下方空間は二次圧通路３４を通して出口１
６に連通する。パイロツト弁２６の弁棒３６の頭
部端面はダイヤフラム２８の中央下面に当接す
る。ダイヤフラム２８の上面にばね座を介して、
圧力設定用のコイルばね４０を当接せしめる。調
節ねじ４４を弁ケーシング１０にねじ結合して取
り付ける。

調節ねじ４４を左右に回すと、圧力設定ばね４
０のダイヤフラム２８を押し下げる弾性力が変
る。この圧力設定ばね４０の弾性力を基準値とし
て、ダイヤフラム２８はその下面に作用する二次
側圧力に応じて湾曲し、弁棒３６を変位せしめて
パイロツト弁２６を開閉せしめる。この結果、一
次側流体圧力がピストン室に導入され、ピストン
２０が駆動され、主弁体１８が変位せしめられ、
入口１２の流体が弁口１４を通つて出口１６に流
れる。これは二次側の流体圧力が低下すると弁口
１４が開き、上昇すると閉じる様に自動的に作動
する。

弁口１４の下方に円筒形状の隔壁部材４６を取
り付け、これを囲む弁ケーシング１０との間に環
状空間４８を形成し、そのの上部はコーン形状の
スクリーン５０を通して入口１２に連通し、下部
は排水弁室５２の上部に連通する。また、排水弁
室５２の上部は隔壁部材４６の中央開口を通して
弁口１４に連通する。環状空間４８には傾斜壁か
ら成る旋回羽根５４を配置する。

従つて、入口１２の流体は、弁口１４が開いて
環状空間４８を通過するときに、旋回羽根５４で
方向を曲げられて旋回せしめられる。液体は外側
に振り出されて周囲の弁ケーシング内壁に当たつ
て排水弁室５２に流下し、軽い気体は中央部を旋
回して、隔壁部材４６の中央開口から弁口１４に
向い、そこを通過して出口１６に流れ去る。

排水弁室５２の底部には、排水口５６に通じる
排水弁口５８を形成する。フロートカバー６２で
覆つて、球形の弁フロート６０を変位自在に収容
する。フロートカバー６２の上部には通気孔６４
を開ける。

従つて、弁フロート６０は排水弁室５２の水位
と共に浮上降下して排水弁口５８を開閉し、排水
弁室５２に溜る水を自動的に排除する。

ピストン２０の下端壁７０にオリフイス７１を
開ける。下端壁７０の下面は平面に形成する。ピ
ストン棒２２は円柱で、その下端面は弁棒２３の
上端面に当接する。

可動壁を成すピストン２０の下端壁７０の下面
と、操作棒を成すピストン棒２２は半球面７２で
接続する。半球面７２と下端壁７０の下面と、半
球面７２とピストン棒２２との接続部は、極めて
小さな半径のＲ面で、あるいはＲ面加工せずに接
続する。

上記の減圧弁においては、弁口から噴出した流
体は操作部の可動壁に向かつて直進する。その途
中でほぼ半球の接続面に当たり、その表面に沿つ
て流れる。ほぼ半球の接続面としたことにより、
その表面を流れる流体速度は、接続面が単なる平
面状の場合と比較して大きくなり、従つて平面状
の場合よりも静圧が低下する。流体速度と静圧の
関係は、流体速度が大きくなれば静圧は小さくな
り、流体速度が小さくなれば静圧が大きくなる関
係がある。

接続面をほぼ半球面として、平面状の場合より
も静圧が低下した分だけ、可動壁上面との圧力差
が大きくなり、可動壁及び操作棒は下方に、すな
わち、弁口側に引き寄せられる。従つてこの分だ
け弁体が弁口からより引き離され、弁口開度が大
きくなる。

また、接続半球面は弁口からの噴出流に対して
自ら中心に位置する。即ち、半球面が噴出流の中
心軸上にあるときは全周囲の流速が同じである
が、側方に偏位すると流速が周上で不均一とな
り、半球面を中心軸上に押し戻す様に静圧が分布
する。従つて、操作部の可動壁と操作棒が振動を
受けたり、傾斜せしめられたりせずに、噴出流の
中心軸に沿つて滑かに変位するので、二次側圧力
の変動が小さく、オフセツトも小さい。

この結果、操作部の可動壁と操作棒が弁口側に
滑かに、大きく変位するので、オフセツトが小さ
く、かつ定格流量が大きくなる。操作部の可動壁
と操作棒が振動や傾斜力を受けにくいので、二次
側圧力の変動が小さい。また、ピストンとシリン
ダーや、弁体と弁座などの摺接部の摩耗が少な
く、初期の良好な作動が長時間維持される。

本考案が解決しようとする問題点 弁口からの噴出流と接続半球面との上記の流体
力学的作用効果は、接続半球面の外周囲よりもむ
しろ下部で顕著であることが判つた。この点で、
上記の技術では接続半球面の底部に操作棒が接合
しているために、上記の作用効果が充分に発揮さ
れない。

本考案の技術的課題は、弁口から噴出する流体
がより多量に、接続半球面の下部球面に沿つて確
実に流れる様にすることである。

問題点を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本考
案の技術的手段は、弁ケーシングで入口と弁口と
出口を形成し、弁口に対向して弁体を配置し、該
弁体が操作部と協働して弁口を開閉せしめるよう
にしたものにおいて、操作部の可動壁と可動壁の
変位を弁体に伝える操作棒とをほぼ半球面で接続
し、操作棒を中空に形成し、該中空操作棒の弁体
との接続端部に吸入口を開口し、上記接続半球面
との接続端部に噴出口を開口して中空部と連通し
たものである。

作 用 上記の技術的手段の作用を説明する。

弁口が開かれると入口側の流体は、弁口を通つ
て出口側に流れる。その際に、弁体と弁座の間か
ら操作棒のある弁口の中心に向かつて突入する流
体の一部が吸入口に飛び込み、中空の操作棒の内
部を通つて進み、接続半球面の下部にて噴出口か
ら半径方向に噴出する。そして、接続半球面の下
部球面に沿つて流れる。

また、弁口の中心に向かつて突入する流体の大
部分は、中空部を通らずにそのまま接続半球面に
沿つて流れ、上記中空部を通つて接続半球面に至
つた流体と共に、半球面で静圧の低下をきたす。

考案の効果 本考案は下記の特有の効果を生じる。

本考案の減圧弁では上記の様に、弁口内の流体
の一部を中空の操作棒の内部を通して接続半球面
の下部球面に導いたので、より多量の流体をより
確実に接続半球面の下部球面に沿つて流すことが
できる。このために、ほぼ半球の接続面との協同
作用による前記の定格流量の増大、オフセツトの
減少、ピストン等の操作部や弁体の振動防止と摺
接部の摩耗減少の作用効果が確実に得られる。

接続半球面に、より多量の流体をより確実に沿
つて流すために、操作棒を細くすることも可能で
あるが、細くすることには、棒部が折れ曲がつた
り変形してしまうために限界がある。本考案のよ
うに操作棒を中空にすれば、操作棒の実断面積を
大きくすることなく、操作棒の直径を大きくする
ことができるので曲がつたり変形することがない
と共に、弁口からの流体のほとんど全てを接続半
球面に流下せしめることができる。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明
する。

実施例 １（第１図参照） 本実施例は操作棒に軸芯に沿つて孔を開けたも
のである。第１図は主弁部分のみを示すもので、
第３図の主弁部分に対応し、対応する部材には同
一の参照番号を付す。

ピストン２０の下端壁７０にオリフイス７１を
開ける。下端壁７０の下面は平面に形成する。ピ
ストン棒２２は円柱で、その下端面は弁棒２３の
上端面に当接する。可動壁を成すピストン２０の
下端壁７０の下面と、操作棒を成すピストン棒２
２は半球面７２で接続する。

操作棒を成すピストン棒２２と弁棒２３には、
軸芯に沿つて流通孔８３を開ける。弁棒２３には
弁体１８との接続端部にて周囲に複数の吸入口８
０を開け、ピストン棒２２には接続球面７２殿と
の接続端部にて周囲に複数の噴出口８１を開け
る。

実施例 ２（第２図参照） 本実施例は針金を円筒状に巻いて中空の操作棒
を形成したものである。第２図は主弁部分のみを
示すもので、第３図の主弁部分に対応し、対応す
る部材には同一の参照番号を付す。

ピストン２０の下端壁７０にオリフイス７１を
開ける。下端壁７０の下面に半球面７２を形成す
る。接続半球面７２の下端部と弁体１８の上面に
円形の穴を開け、針金を円筒状に巻いて内部に流
通孔９３を形成した中空の操作棒９０を差し込ん
で取り付ける。

操作棒９０は中央部では隣接する針金が密接
し、両端では隣接針金間に隙間、即ち吸入口９１
と噴出口９２ができる様に針金を巻いて作る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の減圧弁の主弁部の断
面図、第２図は他の実施例の主弁部の断面図、第
３図は従来の減圧弁の断面図である。 １４……弁口、１８……弁体、２０……ピスト
ン、２２……ピストン棒（操作棒）、２３……弁
棒（操作棒）、７２……接続半球面、９０……操
作棒、８０，９１……吸入口、８１，９２……噴
出口、８３，９３……流通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁ケーシングで入口と弁口と出口を形成し、弁
   口に対向して弁体を配置し、該弁体が操作部と協
   働して弁口を開閉せしめるようにしたものにおい
   て、操作部の可動壁と可動壁の変位を弁体に伝え
   る操作棒とをほぼ半球面で接続し、操作棒を中空
   に形成し、該中空操作棒の弁体との接続端部に吸
   入口を開口し、上記接続半球面との接続端部に噴
   出口を開口して中空部と連通した減圧弁。