JPH04343109A - 圧力制御弁 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧力制御弁に係り、特に
小流量域の圧力制御を精度良く行えるよう構成した圧力
制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば都市ガスの供給ライン等に配設さ
れ下流側への供給圧力が一定となるように圧力を制御す
る圧力制御弁では、ダイヤフラムの中央部にシート部（
弁体）を設け、下流側のガス使用量が減少すると、ダイ
ヤフラム室内の圧力が上昇してシート部が弁閉動作して
ガス供給量を減らすようになっている。又、下流側のガ
ス使用量が増大すると、ダイヤフラム室内の圧力が降下
してシート部を弁開方向に変位させガス供給量を増やす
。シート部は円板状に形成され、弁座に円板状の平面が
離着座することにより下流側への供給量を制御する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の圧力
制御弁は、円板状のシート部と弁座との隙間を変えるこ
とにより下流側へのガス供給圧力を制御するため、流量
特性が弁開後すぐに全開状態となり、小流量域をきめ細
かく制御することは難しいといった課題がある。又、ダ
イヤフラムの弁開動作によりシート部が弁座より離座す
ると流量が急増してしまい、小流量に制御しようとする
と流量が不安定となりハンチングが発生しやすかった。

【０００４】そこで、本発明は上記課題を解決した圧力
制御弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に流入口
と流出口とを連通する流路が設けられた弁本体と、該流
路の途中に設けられ、該流路を形成する開口を取り囲む
ように形成された弁座と、該弁本体内に圧力室を形成す
るとともに該弁座に離着座する弁体と、該流入口側から
の１次圧力を該圧力室に供給して該弁体を弁閉方向に駆
動し、該流出口側の２次圧力低下により該圧力室の圧力
を流出口側に逃がして該弁体を弁開方向に駆動する圧力
制御部とを有してなる圧力制御弁において、前記弁体の
弁座当接面側に前記弁座の開口に挿入されるガイド部を
設け、該ガイド部に前記弁体の弁開動作とともに弁座に
よって取り囲まれた開口の流路面積が徐々に増大するよ
うに形成された流路面積調整部を設けてなる。

【０００６】又、本発明は、内部に流入口と流出口とを
連通する流路が設けられた弁本体と、該流路の途中に設
けられ、該流路を形成する開口を取り囲むように形成さ
れた弁座と、該弁本体内に圧力室を形成するとともに該
弁座に離着座する弁体と、該流入口側からの１次圧力を
該圧力室に供給して該弁体を弁閉方向に駆動し、該流出
口側の２次圧力低下により該圧力室の圧力を流出口側に
逃がして該弁体を弁開方向に駆動する圧力制御部とを有
してなる圧力制御弁において、前記弁体の弁座当接面側
に前記弁座の開口に挿入されるガイド部を設け、該ガイ
ド部に前記弁体の弁開動作とともに弁座によって取り囲
まれた開口の流路面積が徐々に増大するように形成され
た流路面積調整部を設け、前記圧力室に前記弁体の動作
を減速するダンパを設けてなる。

【０００７】

【作用】請求項１によれば、弁開動作時、弁体に設けら
れたガイドの流路面積調整部により流路面積が徐々に増
大するため、小流量域での制御が安定的に行える。

【０００８】又、請求項２によれば、ダンパにより急激
に流量変化しないように弁体の開閉速度が減速され、ハ
ンチングを防止する。

【０００９】

【実施例】図１に本発明になる圧力制御弁の第１実施例
を示す。

【００１０】同図中、圧力制御弁１は例えばガス供給ラ
インに設けられており、弁本体２内の流路３に設けられ
たシートリング４に対し弁体５を弁開、弁閉動作させる
ことにより下流側の圧力を一定に制御する。

【００１１】弁本体２は左側方に上流側配管（図示せず
）が接続される上流側フランジ２ａを有し、下方には下
流側配管６が接続される下流側フランジ２ｂを有する。 上流側フランジ２ａの中央には流路３の一端に連通する
流入口２ｃが開口し、下流側フランジ２ｂの中央には流
路３の他端に連通する流出口２ｄが開口する。

【００１２】従って、流路３は流入口２ｃに連通する上
流側流路３ａが水平方向に延在し、流出口２ｄに連通す
る下流側流路３ｂが垂直方向に延在するように形成され
ている。そして、弁本体２内には流路３内に突出するよ
うに筒状の台座７が設けられており、この台座７の上端
には前述したシートリング４が嵌合固定されている。シ
ートリング４は台座７の開口に圧入される筒部４ａと、
台座７の上端に当接する鍔部４ｂと、流路３を形成する
筒部４ａの開口を取り囲むように形成された弁座４ｃと
を有する。

【００１３】弁体５は断面がＵ字状となるように形成さ
れており、コイルバネ８のバネ力により下方に押圧され
ている。

【００１４】９は蓋で、弁本体２の上部開口２ｅを塞ぐ
ように弁本体２に固定される。弁体５と蓋９との間には
圧力室１０が形成されており、蓋９の中央には圧力室１
０に圧力を導入する圧力導入孔９ａが穿設されている。

【００１５】１１はダイヤフラムで、周縁部が蓋９と弁
本体２との間で挟持され、弁体５の下面に密着するよう
に取付けられている。又、ダイヤフラム１１は圧力室１
０と流路３との間を画成するとともに、弁体５の外周と
弁本体２の内壁との間で逆Ｕ字状に曲げられた伸縮部を
有し、弁体５の上下動、つまり弁開、弁閉動作を許容す
る構成となっている。

【００１６】１２はガイドで、弁座４ｃの開口に挿入さ
れる筒状ガイド部１２ａと、ダイヤフラム１１に当接す
る当接部１２ｂとよりなる。筒状ガイド部１２ａに複数
の開口（流路面積調整部）１３が穿設されている。

【００１７】尚、複数の開口１３は夫々小さな円形の孔
よりなる。そして、ガイド１２は取付ネジ１４により弁
体５に固定され、ダイヤフラム１１の中央部を挟持する
。

【００１８】従って、弁体５は後述するように弁開動作
するとき、シートリング４の筒部４ａに嵌合するガイド
１２により移動方向をガイドされるとともに、弁座４ｃ
より抜け出した開口１３の数によって流路面積を調整す
る。そのため、弁体５が弁座４ｃより離座しても流量が
急激に上昇することがなく、小流量をきめ細く制御でき
る。

【００１９】１４は圧力制御部で、１次圧力供給管路１
５と、ブリード圧力を下流側へ逃がすブリード管路１６
と、パイロット弁１７と、圧力室１０に１次圧力Ｐ１　
又は２次圧力Ｐ２　を導入する作動圧力導入管路１８と
、パイロット弁１７に下流側の検出圧力（２次圧力Ｐ２
　）を供給する検出管路１９とよりなる。

【００２０】１次圧力供給管路１５は一端が弁本体２の
流入口２ｃに連通する１次圧力Ｐ１　の取出口２ｆに接
続され、他端がパイロット弁１７の中室１７ａに接続さ
れている。又、１次圧力供給管路１５の途中には流入口
２ｃ側からの流量を制限する絞り２０が配設されている
。

【００２１】作動圧力導入管路１８は一端が絞り２０と
パイロット弁１７との間の１次圧力供給管路１５に接続
され、他端が蓋９の圧力導入孔９ａに接続されている。 従って、圧力室１０には絞り２０により流量を制限され
た１次圧力Ｐ１　のガスが供給される。

【００２２】パイロット弁１７は一対のダイヤフラム１
７ａ，１７ｂにより上室１７ｃ、中室１７ｄ、下室１７
ｅに画成されている。中室１７ｄには１次圧力供給管路
１５に接続されたノズル１７ｆが設けられ、下室１７ｅ
にはダイヤフラム１７ｂを押圧するコイルバネ１７ｇが
介在する。尚、コイルバネ１７ｇは調整ネジ１７ｈを回
わすことによりバネ力の大きさが変更され、パイロット
設定圧が調整される。又、一対のダイヤフラム１７ａ，
１７ｂは互いに連結され同方向に変位する構成であり、
ダイヤフラム１７ａは上室１７ｃの圧力上昇によりノズ
ル１７ｆより流出する流量を絞り、上室１７ｃの圧力降
下によりノズル１７ｆより流出する流量を増大させる。

【００２３】又、ブリード管路１６は一端がパイロット
弁１７の中室１７ｄに接続され、他端が弁本体２の２次
側接続口２ｇに接続されている。従って、中室１７ｄに
供給されたガスはブリード管路１６を通って流出口２ｄ
へ逃げる。

【００２４】又、検出管路１９は一端がパイロット弁１
７の上室１７ｃに接続され、他端が下流側配管６の２次
側接続口６ａに接続されている。そのため、パイロット
弁１７の上室１７ｃは下流側の２次圧力Ｐ２　の変化に
応じた圧力となる。

【００２５】ここで、上記構成になる圧力制御弁１の圧
力制御動作につき説明する。

【００２６】上流側の１次圧力Ｐ１　は弁座４ｃより上
流側の上流側流路３ａに供給されるとともに、１次圧力
供給管路１５及び作動圧力導入管路１８を介して圧力室
１０内に供給される。弁体５及びダイヤフラム１１の下
面には上流側管路３ａの１次圧力Ｐ１　が作用し、上面
には圧力室１０の作動圧力ＰＬ　が作用する。

【００２７】尚、作動圧力ＰＬ　が１次圧力Ｐ１　と等
しいとき、弁体５は作動圧力Ｐとバネ８の押圧力とによ
り下方に押圧されて弁座４ｃにダイヤフラム１１を着座
させる。つまり、弁体５は弁閉状態となり流路３を遮断
する。

【００２８】ここで、下流側でのガス使用量が増加する
と、２次圧力Ｐ２　が低下する。この２次圧力Ｐ２　の
低下によりパイロット弁１７の上室１７ｃ内の圧力が低
下するため、ダイヤフラム１７ａ，１７ｂは上方に変位
する。その結果、ダイヤフラム１７ａがノズル１７ｆよ
り離間する。１次圧力供給管路１５には絞り２０が設け
られているため、ノズル１７ｆの弁開により圧力室１０
のガスが作動圧力供給管路１８を通ってパイロット弁１
７の中室１７ｄに流出する。さらに、中室１７ｄ内のガ
スはブリード管路１６を介して下流側流路３ｂに流出す
る。

【００２９】そのため、圧力室１０の作動圧力ＰＬ　が
減圧される。その結果、作動圧力ＰＬ　とバネ８の押圧
力との合力が、上流側流路３ａの１次圧力Ｐ１　による
押圧力よりも小さくなり、弁体５が上動して弁座４ｃよ
り離座する。

【００３０】弁体５の下面には円筒状のガイド１２が取
付けられているため、弁体５はシートリング４に挿入さ
れたガイド１２にガイドされながら弁開方向に変位する
。そのため、弁体５は流体圧力のあおり振動を受けず弁
座４ｃに対して傾いたりせず、水平状態のまま安定的に
弁開する。

【００３１】又、ガイド１２には前述したように複数の
開口１３が穿設されているため、弁体５が弁座４ｃより
離間しても急激に開口面積が増大せず、下流側への流量
は徐々に増えることになる。即ち、ガイド１２に設けら
れた開口１３の数、位置、内径を変更することにより、
容量又は特性の変更を行うことができる。従って、形状
の異なるガイド１２を交換することにより例えば図２に
示すように弁開しはじめたところでは流量増加率が小さ
く抑えられ、ある距離以上弁体５が上昇すると流量増加
率が上昇するようにできる。

【００３２】又、図３に示す如く、弁体５の変位量に拘
わらず流量増加率を一定に保ち、弁体５の上昇に比例し
て流量が増加するようにすることもできる。従って、ガ
イド１２の開口１３の形状、数は上記実施例に限らず開
口１３を上下方向に延びるスリット状としても良い。

【００３３】又、流路面積調整部としては、上記以外に
も、例えばガイド１２の外周に弁開方向に延在するテー
パ状のテーパ溝を設け、弁体５が上昇するにつれてテー
パ溝による流路面積が徐々に増大する構成としても良い
。

【００３４】従って、弁体５が弁開方向に変位して、弁
座４ｃより抜け出した孔１３の総開口面積に応じた流量
が下流側流路３ｂに供給されることになり、特に小流量
域での制御が安定する。そのため、従来のように弁体５
の弁開動作時、流量が急激に増加して小流量域の制御が
できないといった不都合が解消される。従って、２次側
圧力Ｐ２　は徐々に上昇し、ハンチングの発生が防止さ
れる。

【００３５】又、下流側でのガス使用量が減少すると、
２次圧力Ｐ２　が上昇し、その圧力は検出管路１９を介
してパイロット弁１７の上室１７ｃに供給される。上室
１７ｃの圧力上昇によりダイヤフラム１７ａが下動して
、ノズル１７ｆからの流出量を絞る。これにより、１次
圧力供給管路１５からの１次圧力Ｐ１　は作動圧力導入
管路１８を介して圧力室１０に供給される。その結果、
圧力室１０の圧力が上昇するため、弁体５は弁閉方向に
変位して下流側への流量を減少させる。

【００３６】このようにして、圧力制御弁１は２次圧力
Ｐ２　の変動に応じて弁体５を弁開方向又は弁閉方向に
変位させて２次圧力Ｐ２　が一定圧力になるように制御
する。

【００３７】図４に本発明の第２実施例を示す。尚、図
４において第１実施例と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略する。

【００３８】図４に示す如く、圧力制御弁２１では蓋９
にダンパ２７が設けられている。このダンパ７は蓋９の
中央部にシリンダ室２２を設け、蓋９の上部にはタンク
２３が設けられている。シリンダ室２２とタンク２３と
の間にはオリフィス２４が介在し、シリンダ室２２及び
タンク２３内には油等の粘性流体が充填されている。 尚、タンク２３の上部には液面との間に空間２３ａが形
成されており、液面上昇時に空間２３ａ内の空気が圧縮
されてバネ作用を発揮する。弁体５の上部にはシリンダ
室２２に嵌合するピストン部２５が設けられ、ピストン
部２５の外周にはシリンダ室２２の内壁との間をシール
するＯリング２６が取付けられている。

【００３９】蓋９には上記構成とされたダンパ２７が設
けられているため、前述したように弁体５が弁開方向に
上動する際、ピストン部２５がシリンダ室２２の流体を
押圧する。その際シリンダ室２２内の流体はオリフィス
２４の小径な通路２４ａを通ってタンク２３に流入し、
空間２３ａ内の空気を圧縮する。そのため、流体が通路
２４ａを通過するとき、抵抗力が発生し、ピストン部２
５及び弁体５の弁開方向の動きが減速され、弁体５は通
常よりもゆっくりとした速度で弁開する。

【００４０】そのため、下流側でのガス使用量が増大し
て２次圧力Ｐ２　が低下しても、急激に弁開することが
防止される。又、弁体５はガイド１２により下方をガイ
ドされ、ピストン部２５により上方をガイドされ、圧力
変動の影響を受けることなく、安定的に動作する。

【００４１】又、２次圧力Ｐ２　が上昇したときも、弁
体５が弁閉方向に下動するとき、タンク２３の流体がオ
リフィス２４の小径な通路２４ａを通ってシリンダ室２
２に流入するため、弁体５の弁閉動作も減速される。

【００４２】従って、圧力制御弁２１は２次圧力Ｐ２　
が急激に変動してもダンパ２７により弁体５のハンチン
グが防止され、安定した圧力制御が行える。

【００４３】又、ダンパ２７が蓋９に設けられているの
でコンパクトな構成であり、外部にダンパを設けるより
設置スペースが小さくて済み、狭い場所に容易に取付け
られる。

【００４４】図５に本発明の第３実施例を示す。尚、図
５において、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略する。

【００４５】図５に示す如く、圧力制御弁３１は蓋９に
エアダンパ３２が設けられている。このエアダンパ３２
は蓋９の中央部にシリンダ室３３を有し、シリンダ室３
３には弁体５の上部に設けられたピストン部３４が挿入
されている。ピストン部３４にはシリンダ室３３と圧力
室１０とを連通する小径な通路３５が穿設されている。

【００４６】そのため、弁体５が弁開方向に上動する際
、ピストン部３４がシリンダ室３３内に移動するととも
にシリンダ室３３内の空気が圧縮される。そして、シリ
ンダ室３３内の圧縮された空気は通路３５を通って圧力
室１０に流出し、さらに作動圧力導入管路１８及びブリ
ード管路１６を通って下流側流路３ｂに流出する。

【００４７】従って、２次圧力Ｐ２　が低下しても弁体
５の弁開速度が減速され、急激に弁開することが防止さ
れる。又、弁体５は上，下部分をピストン部３４、ガイ
ド１２によりガイドされながら、圧力変動の影響を受け
ずに安定に弁開動作する。

【００４８】又、２次圧力Ｐ２　が上昇したときも、弁
体５の弁閉方向への変位がシリンダ室３３内の負圧によ
り減速される。

【００４９】従って、圧力制御弁３１は２次圧力Ｐ２　
が急激に変動してもエアダンパ３２により弁体５のハン
チングを防止され、安定した圧力制御が行える。

【００５０】尚、上記実施例では、ガスの圧力制御する
ものとして説明したが、ガス以外の気体あるいは液体等
の圧力を制御するようにしても良い。

【００５１】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる圧力制御弁は
、弁体に弁座によって取り囲まれた開口に挿入されるガ
イドを設け、このガイドに設けられた流路面積調整部の
流路面積が徐々に増大するため、小流量域での圧力制御
をきめ細かく行うことができ、しかも弁開時急激に流量
が増大することを防止でき圧力制御を安定的に行うこと
ができる。

【００５２】又、ダンパを弁体の上部に設けることによ
り、弁体の弁開、弁閉動作が緩衝され、下流側の圧力変
動による弁体のハンチングを防止でき、しかも弁体の開
閉動作をガイドすることができるので圧力変動による影
響を受けることなく、弁体を安定的に動作させることが
できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる圧力制御弁の第１実施例の縦断面
図である。

【図２】弁体の変位量と流量変化を示す線図である。

【図３】ガイドを交換したとき弁体の変位量に対する別
の流量変化を示す線図である。

【図４】本発明になる圧力制御弁の第２実施例の縦断面
図である。

【図５】本発明になる圧力制御弁の第３実施例の縦断面
図である。

【符号の説明】

１，２１，３１　　圧力制御弁 ２　　弁本体 ３　　流路 ４　　シートリング ４ｃ　　弁座 ５　　弁体 ９　　蓋 １０　　圧力室 １１　　ダイヤフラム １２　　ガイド １３　　開口（流路面積調整部） １４　　圧力制御部 １５　　１次圧力供給管路 １６　　ブリード管路 １７　　パイロット弁 １８　　作動圧力導入管路 １９　　検出管路 ２２　　シリンダ室 ２３　　タンク ２４　　オリフィス ２５　　ピストン部 ２７　　ダンパ ３２　　エアダンパ ３３　　シリンダ室 ３４　　ピストン部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内部に流入口と流出口とを連通する流
   路が設けられた弁本体と、該流路の途中に設けられ、該
   流路を形成する開口を取り囲むよう形成された弁座と、
   該弁本体内に圧力室を形成するとともに該弁座に離着座
   する弁体と、該流入口側からの１次圧力を該圧力室に供
   給して該弁体を弁閉方向に駆動し、該流出口側の２次圧
   力低下により該圧力室の圧力を流出口側に逃がして該弁
   体を弁開方向に駆動する圧力制御部とを有してなる圧力
   制御弁において、前記弁体の弁座当接面側に前記弁座の
   開口に挿入されるガイド部を設け、該ガイド部に前記弁
   体の弁開動作とともに弁座によって取り囲まれた開口の
   流路面積が徐々に増大するように形成された流路面積調
   整部を設けてなることを特徴とする圧力制御弁。
2. 【請求項２】　　内部に流入口と流出口とを連通する流
   路が設けられた弁本体と、該流路の途中に設けられ、該
   流路を形成する開口を取り囲むように形成された弁座と
   、該弁本体内に圧力室を形成するとともに該弁座に離着
   座する弁体と、該流入口側からの１次圧力を該圧力室に
   供給して該弁体を弁閉方向に駆動し、該流出口側の２次
   圧力低下により該圧力室の圧力を流出口側に逃がして該
   弁体を弁開方向に駆動する圧力制御部とを有してなる圧
   力制御弁において、前記弁体の弁座当接面側に前記弁座
   の開口に挿入されるガイド部を設け、該ガイド部に前記
   弁体の弁開動作とともに弁座によって取り囲まれた開口
   の流路面積が徐々に増大するように形成された流路面積
   調整部を設け、前記圧力室に前記弁体の動作を減速する
   ダンパを設けてなることを特徴とする圧力制御弁。