JPH0442620Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は温水槽、熱交換器などの温度制御に利
用される温度調整弁に関するものである。

（従来の技術） 例えば蒸気や熱水を熱交換器に送つて冷水より
温水を作る場合、温水をほぼ一定温度とするため
所定温度以上のときは蒸気や熱水の供給を制限乃
至停止し、所定温度以下のときは蒸気や熱水の供
給を開始または増量する必要がある。そのため
に、蒸気や熱水を熱交換器へ送る管路に温水温度
に応じて自動的に作動する温度調整弁を設置する
ことが行なわれており、このような温度調整弁
は、弁体が単一の主弁体である直動式単座構造の
もの、弁体が二個の主弁体である直動式複座構造
のもの、弁体がパイロツト弁体であるパイロツト
式のものに分類される。

第６，７，８図は従来の温度調整弁を概略的に
示した断面図であつて、蒸気発生用の薬液を封入
した感熱筒５１と一般的にベローズで構成される
駆動部材５２とがリード管５３で互いに連通し、
駆動部材５２の先端面に弁棒５４の基端が固着さ
れているとともに戻しばね５５が作用している。
そして、温水などの目的流体が所定温度附近に加
温され薬液が蒸気を発生するとその圧力で駆動部
材５２が弁棒５４を図示下方へ移動させ、薬液が
凝縮すると戻しばね５５の作用で弁棒５４を上方
へ移動させ、この動きによつて蒸気や熱水などの
制御流体の流量制御を行なうのである。

（考案が解決しようとする課題） 第６，７図に示す直動式単座構造および複座構
造のものは、弁棒５４に単一の主弁体５６または
有効面積が異なる二個の主弁体５７，５８を取付
けた構成であり、いずれも駆動部材５２と主弁体
５６，５７，５８とが直結されているため微小流
量から最大流量までの制御が可能である。しかし
ながら、単座構造のものは閉弁時に主弁体５６の
周囲からの漏洩が一般的に最大流量0.01〜0.05％
であつてきわめて少ないとともに流量の精密な制
御が可能である反面、主弁体５６の有効面積に比
例した駆動力を必要とするので最大流量を犠牲に
して有効面積を小さくし小さい駆動力で動作可能
とするか、または駆動部材５２を大形化しなけれ
ばならないという問題がある。また、複座構造の
ものは二つの主弁体５７，５８の有効面積差に比
例した駆動力で動作できるので駆動部材５２を小
形化しても動作可能であるとともに最大流量を大
きくできるという利点を有している反面、閉弁時
に主弁体５７，５８の周囲からの漏洩が多くなる
のを避けられず一般的に最大流量の0.5〜１％程
度とされている。

第８図に示すパイロツト式のものは、弁棒５４
の動きに追従してパイロツト弁体５９が開閉動作
することによつてピストン６０の背室６１に作用
する一次側流体圧を制御し主弁体６２を開閉させ
るものであり、小形のパイロツト弁体５９を開閉
させればよいので小さい駆動力で足りるとともに
最大流量を大きくできるという利点を有している
反面、一次側流体圧とピストン背圧との差圧力の
みで主弁体６２を動作させているのでその開弁開
始時附近に作用する差圧力の急変にパイロツト弁
を迅速に応答させることが不可能であり、動作の
不安定領域を生じることを避けられないため最小
流量を最大流量の10％程度に規制する必要があつ
て精密な流量制御ができないばかりか、パイロツ
ト弁と主弁とを分離しているためパイロツト弁の
漏洩により主弁体６２が開弁する事故を生じる場
合がある。

そこで本考案はこのような問題点に鑑み、主弁
体からの漏洩が少ないとともに最大流量を大きく
でき、且つ小さい駆動力で開閉することができる
温度調整弁を提供することを目的として考案され
たものである。

（課題を解決するための手段） 本考案によると、蒸気発生用の薬液が封入され
ている感熱筒と駆動部材とが互いに連通している
とともに、蒸気圧力に対抗する戻しばねが前記駆
動部材に作用しており、且つ主弁が単一の主弁座
と協働して制御流体の流路を開閉する単一の主弁
体を具えている温度調整弁において； 副弁体を内蔵した副弁室とこの副弁室を前記流
路の二次側へ開放する副弁座とを具えた副弁が前
記主弁体に設けられており； 前記副弁室は前記主弁体に設けた第一通孔およ
び第二通孔によつて前記流路の一次側および主弁
体の背室とそれぞれ連通しており； 前記駆動部材と前記副弁体とが弁棒により結合
されて開弁時に先ず前記副弁が開弁して次に前記
主弁が開弁し、閉弁時に先ず主弁が閉弁して次に
副弁が閉弁する； 構成とされている。

（作用） 目的流体が設定温度よりもかなり低いとき戻し
ばねの作用で主弁および副弁は全開状態であり、
制御流体は流路を最大流量で流れており、主弁体
の背室は流路の二次側とほぼ同一の圧力となつて
いる。

目的流体が設定温度附近になり薬液の蒸気圧力
が高くなると駆動部材が戻るばねのばね力にうち
勝つて副弁体と主弁体とを一体的に閉弁方向へ移
動させる。主弁体が全閉近くなると二次側圧力が
低下し背室の圧力で主弁体が副弁体に先行して移
動し主弁座に着座して閉弁する。その後に副弁体
が副弁座に着座して閉弁するのである。

目的流体が設定温度よりも低温度になると戻し
ばねのばね力で副弁体を移動させて副弁を開弁
し、一次通孔と二次通孔とによつて閉弁時に背室
へ導入された一次側流体が二次側へ放出される。
更に副弁体が移動すると主弁体を一体に開弁方向
へ移動して主弁を開弁させる。

（実施例） 本考案の実施例を図面に基いて説明すると、本
考案の温度調整弁は目的流体の温度に応じて蒸発
または凝縮する薬液が封入されている感熱筒１と
リード管２によつて互いに連通させられたベロー
ズからなる駆動部材３および戻しばね４を具えた
駆動部５と、この駆動部５の力と制御流体の差圧
力とによつて開閉動作し制御流体の流量を制御す
る主弁６と、前記駆動部５によつて開閉動作し主
弁動作の圧力調整および微小流量時の制御を行な
う副弁７とによつて構成されている。

主弁６の主弁本体８の内部に形成された制御流
体の流路９の中間部に上向きのシート部１０ａと
上流側の一次通路９_Aから下流側の二次通路９_Bへ
制御流体を通過させる主弁座口１０ｂとを有する
主弁座１０が設けられているとともに、シート部
１０ａに着座し或いはこれより離間して主弁座口
１０ｂを閉鎖し或いは開放する主弁体１１が一次
通路９_A側に設置されている。主弁体１１はシー
ト部１０ａに着座する部分および主弁本体８に形
成したシリンダ状の案内部１２に嵌込まれた部分
を有する本体１１ａとふた体１１ｂとからなり、
副弁７を具えている。

副弁７は本体１１ａとふた体１１ｂとの間に形
成された副弁室１４と、この副弁室１４を主弁座
口１０ｂへ向つて開放する副弁座口１５ｂを有す
る副弁座１５と、副弁室１４に内蔵されて副弁座
１５のシート部１５ａと接触或いは離間する副弁
体１６とからなり、副弁室１４は本体１１ａおよ
びふた体１１ｂにそれぞれ設けた細径の第一通孔
１７およびこれよりも大径の第二通孔１８によつ
て一次通路９_Aおよび主弁体１１の主弁座１０と
反対側に形成されている背室１９とそれぞれ連通
している。

主弁本体８の上には上部本体２０が重ねられて
おり、更にその上に重ねられたカバー体２１の頂
壁下面に駆動部材３の基部が固着され、駆動部材
３の先端面と副弁体１６とが堅方向へ延びる弁棒
２２の両端に固着されて一体に動作するようにな
つている。弁棒２２は主弁本体８の頂部をシール
材２３によつて液密乃至気密に貫通するとともに
上部本体２０に設けた案内筒２４を貫通してお
り、また案内筒２４の外側周面に形成したねじに
螺装したナツト２５に重ねたばね受２６と駆動部
材３との間にコイル状の戻しばね４が装入されて
いて、その初期荷重はナツト２５によつて調節可
能である。

次に、以上の構成に係る本実施例の動作を説明
する。

運転開始時などで目的流体が設定温度よりもか
なり低いとき、目的流体と接触している感熱筒１
の薬液は凝縮していて駆動部材３の内部の圧力は
低く、戻しばね４のばね力によつて副弁体１６が
引上げられ副弁座口１５ｂを全開にするとともに
ふた体１１ｂの下面に副弁体１６が衝つて主弁体
１１を一体に引上げることによつて主弁座口１０
ｂを全開にしている（第２図参照）。このため一
次通路９_Aから二次通路９_Bへ最大流量の制御流体
が流れる。また、背室１９は副弁座口１５ｂ、副
弁室１４，第二通孔１８によつて主弁座口１０ｂ
側と連通しており、第一通孔１７が細径であるこ
とによつて流路９の二次側圧力とほぼ同一の圧力
となつている。

目的流体の温度が上昇して設定温度に近づくと
感熱筒１の薬液の一部が蒸発して次第に蒸発圧力
を増し、これがリード管２を経て駆動部材３に導
入され戻しばね４のばね力にうち勝つて弁棒２２
を下方へ移動させるようになる。このため副弁体
１６が押下げられるが、流路９の二次側と背室１
９とはほぼ同一圧力であるので主弁体１１に作用
するこれら圧力による上向きの力よりも下向きの
力の方が僅かに大きくなるように設計することに
よつて主弁体１１は主に自重で副弁体１６に追従
して下降し、このため副弁体１６と主弁体１１と
はほぼ一体となつて主弁６の閉弁方向へ移動する
のである（第３図参照）。目的流体の温度が更に
設定温度に上昇し主弁体１１が全閉近くになると
流路９の二次側圧力が低下するので背室１９との
差圧力が大きくなり、主弁体１１は副弁体１６背
後の〓間分だけ副弁体１６に先行して下降し主弁
座１０のシート部１０ａに着座する。これにより
流路９の一次通路９_Aと二次通路９_Bとが実質的に
遮断され、その後副弁体１６が副弁座１５のシー
ト部１５ａに着座して完全な閉弁状態となるので
ある（第４図参照）。

閉弁状態で一次側圧力が第一通孔１７、副弁室
１４、第二通孔１８を通つて背室１９に導入され
閉弁力を主弁体１１に加えている。

制御流体の供給が制限乃至停止することによつ
て目的流体が設定温度よりも低温度になると、、
薬液蒸気が凝縮を開始して蒸気圧力を低下し、駆
動部材３の下向きの力に戻しばね４のばね力がう
ち勝つと弁棒２２を上方へ移動させるようにな
る。このため、副弁体１６が引上げられ副弁座口
１５ｂを開放して背室１９に導入されていた一次
側圧力を第二通孔１８、副弁室１４、副弁座口１
５ｂより流路９の二次側へ放出するが、主弁体１
１に作用する圧力は前記のように下向きの力の方
が大きいように設計されているので主弁体１１は
シート部１０ａに着座したままである。薬液の蒸
気圧力が更に低下すると、副弁体１６がふた体１
１ｂの下面即ち副弁室１４の頂面に衝つて主弁体
１１を一体に引上げ主弁座口１０ｂを開いて制御
流体の供給を開始するのである（第５図参照） （考案の効果） 本考案によると、単座構造の主弁の主弁体に副
弁を内蔵させたものであるから、複座構造やパイ
ロツト式のものに比べて閉弁時の漏洩がきわめて
少ないとともに流量の精密な制御が可能である。
また、副弁を薬液の蒸気圧力と戻しばね力とによ
つて動作させ、主弁体の背室の流体圧力を一次側
圧力および二次側圧力のいずれかとすることによ
つて主弁動作の圧力調整を行なわせ、主弁体の閉
弁は主弁体上下の差圧力と自重とによりまた開弁
は戻しばねのばね力により行なうようになつてい
るので、きわめて小さい駆動力で動作でき駆動部
材の小形化が計れるものであり、且つまた主弁体
の有効面積を大きくして最大流量を大きくできる
ものである。更に、主弁は開弁時に副弁が開弁し
ても直ちに開弁することなく主弁体上下の差圧力
と副弁体の引上げ力とのバランスによつて開弁を
開始するので、微小流量域で不安定領域を生じさ
せることなく安定よく動作させて精密な流量制御
が行なわれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断面図、第２
図、第３図、第４図、第５図は動作を説明する拡
大縦断面部分図、第６図、第７図、第８図は従来
品の断面概略図である。 １……感熱筒、３……駆動部材、４……戻しば
ね、５……駆動部、６……主弁、７……副弁、９
……流路、１０……主弁座、１１……主弁体、１
４……副弁室、１５……副弁座、１６……副弁
体、１７……第一通孔、１８……第二通孔、１９
……背室、２２……弁棒。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 蒸気発生用の薬液が封入されている感熱筒１と
   駆動部材３とが互いに連通しているとともに、蒸
   気圧力に対抗する戻しばね４が前記駆動部材３に
   作用しており、且つ主弁６が単一の主弁座１０と
   協働して制御流体の流路９を開閉する単一の主弁
   体１１を具えている温度調整弁において； 副弁体１６を内蔵した副弁室１４とこの副弁室
   １４を前記流路９の二次側へ開放する副弁座１５
   とを具えた副弁７が前記主弁体１１に設けられて
   おり； 前記副弁室１４は前記主弁体１１に設けた第一
   通孔１７および第二通孔１８によつて前記流路９
   の一次側および主弁体１１の背室１９とそれぞれ
   連通しており； 前記駆動部材３と前記副弁体１６とが弁棒２２
   により結合されて開弁時に先ず前記副弁７が開弁
   して次に前記主弁６が開弁し、閉弁時に先ず主弁
   ６が閉弁して次に副弁７が閉弁する； 構成とされている温度調整弁。