JPH06149384A - 減圧弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】弁体５に作用する一次側の圧力で弁体を開弁方
向に付勢し、また受圧体１０に作用する二次側の圧力に
よってこの弁体を閉弁方向に付勢し、これらの付勢力の
バランスによって所定の減圧比で減圧をなす減圧弁装置
において、上記の一次側の圧力によって弁体を閉弁方向
に付勢する均衡体２１を設けた。 【効果】弁体５を開弁方向に付勢する力は、弁体の受圧
面積から均衡体２１の受圧面積を差し引いた面積に作用
する一次側の圧力であるから、受圧体１０の面積を小さ
くすることができる。したがって、可動部分の質量や摺
動抵抗を小さくでき、応答性等の特性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水道設備等に使用され、
圧力を所定の減圧比で減圧する減圧弁装置に関する。さ
らに特定すれば、本発明は任意の特性の安定した作動が
得られるとともに、小形化することができる減圧弁装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高層建築等の水道設備には、
圧力を減圧する減圧弁装置が設けられている。このよう
な減圧弁装置は、一次側の圧力を所定の減圧比で減圧
し、給水水圧を調整するものである。

【０００３】従来のこの種の減圧弁装置は、たとえば弁
箱内に形成された弁口に低圧側の二次側室から着座する
弁体を備え、またこの弁箱に圧力室を形成し、この圧力
室内にはピストン等の受圧体が液密をもって摺動自在に
設けられており、この受圧体は上記の弁体に連結されて
いる。そして、この受圧体には二次側の圧力が作用する
ように構成されている。

【０００４】このような減圧弁装置は、高圧側の一次側
室の圧力が弁体に作用してこの弁体を開弁する方向に付
勢する。また、この弁体の背面側には二次側の圧力が作
用し、また上記の受圧体にも二次側の圧力が作用し、こ
れらに作用する二次側の圧力によって弁体が閉弁方向に
付勢される。

【０００５】このような構成により、この減圧弁装置は
弁体の受圧面積と受圧体の受圧面積と関係にしたがっ
て、所定の減圧比で二次側の圧力を減圧する。すなわ
ち、弁体の受圧面積と、この弁体の背面側の受圧面積と
受圧体の受圧面積との合計との比がたとえば１対３の場
合には、一次側の圧力と二次側の圧力との比が３対１に
なった場合にこれらに作用する圧力がバランスする。そ
して、たとえば二次側の圧力が低下すると、弁体を閉弁
方向に付勢する付勢力が減少し、弁体の開度がより大き
くなり、流量が増加して二次側の圧力が上昇し、一次側
の圧力と二次側の圧力とが常に３対１となるように調整
をおこなう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の減圧弁装置では、その作動特性の点で満足すべき
ものではなかった。たとえば、上記の弁体および受圧体
の受圧面積は、設定した減圧比によって所定の関係に制
限される。たとえば、減圧比をｎ対１とし、また弁体に
作用する一次側の圧力の受圧面積とこの弁体の背面側に
作用する二次側の圧力の受圧面積を等しいとすれば、上
記の受圧体の受圧面積は、弁体の受圧面積のｎ−１倍に
設定しなければならない。

【０００７】したがって、この減圧比ｎが大きくなる
と、上記の受圧体の受圧面積は極めて大きくなる。この
ため、この減圧弁装置が大形化するとともに、この弁体
および受圧体等の可動部分の慣性質量が大きくなり、ま
たこの受圧体の液密を維持するシールの摺動抵抗等も大
きくなる。よって、この減圧比が大きい減圧弁装置で
は、その応答性が低下する。

【０００８】したがって、二次側の圧力の変動に対して
この弁体の開度が追従するまでの時間が長くなり、弁体
の開閉作動のオーバーシュート等が大きくなり、この弁
体の振動が発生したり、円滑な作動が妨げられることが
ある。このような不具合は、この減圧弁装置が大形でか
つ減圧比が大きい場合程大きくなる。

【０００９】本発明は以上の事情に基づいてなされたも
ので、応答性が良く、また作動特性を自由に設定するこ
とができるとともに、全体を小形に形成することができ
る減圧弁装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、弁口に二次側
室側から着座する弁体を設け、またこの弁体に連結され
二次側の圧力が作用する受圧体を設けるとともに、この
弁体に均衡体を連結し、この均衡体には一次側の圧力が
作用するように構成したものである。そして、この均衡
体の受圧面積は、上記の弁体の受圧面積より小さくなる
ように設定したものである。

【００１１】

【作用】このような減圧弁装置では、高圧の一次側の圧
力は弁体に作用し、この弁体を開弁方向に付勢する。一
方、この一次側の圧力は均衡体に作用し、弁体を閉弁方
向に付勢する。したがって、この弁体の受圧面積から均
衡体の受圧面積を差し引いた面積に作用する一次側の圧
力でこの弁体が開弁方向に付勢される。また、この弁体
の背面側および受圧体に作用する低圧側の二次側の圧力
によって、この弁体が閉弁方向に付勢される。よってこ
の減圧弁装置は、弁体の受圧面積から均衡体の受圧面積
を差し引いた面積と、この弁体の背面側および受圧体の
受圧面積の和との比が所定の減圧比となる。

【００１２】このようなものは、所定の減圧比の減圧弁
装置を設計する場合に、上記の均衡体の受圧面積を変え
れば、受圧体の受圧面積を任意に設定することができ
る。たとえば、同じ減圧比であっても、均衡体の受圧面
積を大きくすれば、受圧体の受圧面積を小さくすること
ができ、また逆にこの均衡体の受圧面積を小さくすれ
ば、受圧体の受圧面積が大きくなる。

【００１３】したがって、この受圧体の受圧面積を小さ
くして、これら可動部品の慣性質量を小さくし、またこ
れらのシール部分の摺動抵抗を小さくして、応答性の良
好な減圧弁装置を設計することができる。なお、この応
答性は、実際の仕様に応じて最適の特性に設定すること
が好ましく、この点、本発明のものば上記のように均衡
体の受圧面積を変更して減圧弁装置の応答特性等の作動
特性を最適な特性に設定することができる。また、本発
明の減圧弁装置は、受圧体の受圧面積を小さくすること
ができ、全体を小形化することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。この実施例は、本発明を水道設備用の減圧弁装置に
適用した場合のものである。

【００１５】図中の１は弁箱であって、この弁箱１内に
は高圧側の一次側室２および低圧側の二次側室３が形成
されている。そして、この弁箱１内には上記の一次側室
２と二次側室３とを連通する弁口４が形成されている。
そして、この弁口４には、上記の二次側室３側から弁体
５が着座し、この弁体５によってこの弁口４が開閉され
る。また、この弁体５には、弁軸６が突設されている。

【００１６】また、この弁箱１の蓋体７には、円筒状の
受圧室９が形成されている。この受圧室９は仕切部材８
によって上記の弁箱１の本体内と区画されている。そし
て、この圧力室９内には受圧体１０が液密をもって摺動
自在に収容されている。なお、この受圧体１０の外周部
にはＯリング１１が設けられ、圧力室１０の内周面との
間の液密を維持している。

【００１７】そして、前記の弁体５の弁軸６は、上記の
仕切部材８の中心部を液密をもって摺動自在に貫通し、
この圧力室１０内まで延長されている。そして、この弁
軸６の先端部には、上記の受圧体１０が取り付けられて
いる。

【００１８】また、この受圧体１０によって、上記の圧
力室９内は上下に区画されており、下方部分は開放通路
１３を介して大気と連通している。また、上記の蓋体７
には連通路１２が形成され、この連通路１２によって、
上記の圧力室９の上側部分と上記の二次側室３内とが連
通されている。したがって、この二次側室３内の圧力
は、この連通路１２を介して上記の圧力室１９の上部に
導入され、上記の受圧体１０の上面に作用するように構
成されている。

【００１９】また、この蓋体７の頂部には、ストッパ１
４が液密をもって螺装され、このストッパ１４の下端部
は上記の弁軸６の上端面に対向している。そして、上記
の受圧体１０がこの弁軸６とともに上昇した場合に、こ
の弁軸６がこのストッパ１４に当接し、この受圧体１０
および上記の弁体５の上昇ストロークが規制されるよう
に構成されている。なお、このストッパ１４を回転させ
て螺進させることにより、このストッパ１４の位置を調
整できるようになっており、これによりこの受圧体１０
および弁体５のストロークを調整できるように構成され
ている。

【００２０】また、上記の弁箱１の底部には、円筒状の
均衡室２０が形成されている。この均衡室２０は、上記
の弁口４と同心状に配置され、その上端部は上記の一次
側室２内に開放されている。そして、この均衡室２０内
には、ピストン状の均衡体２１が液密をもって摺動自在
に収容されている。なお、この均衡体２１の外周にはＯ
リング２３が設けられ、均衡室２０の内周面との間の液
密を維持している。

【００２１】また、この均衡体２１は、副弁軸２２を介
して上記の弁体５に連結されている。そして、上記の均
衡室２０内はこの均衡体２１によって上下に区画されて
おり、この均衡体２１の上面には一次側室２内の圧力が
作用するように構成されている。また、この均衡室２０
の下部は開放通路２４によって大気に連通されている。
そして、この均衡体２１の受圧面積は、上記の弁体５の
受圧面積より小さく設定されている。

【００２２】次に、このように構成された減圧弁装置の
作用を説明する。この減圧弁装置は、上記の一次側室２
を水道配管の上流側の配管に、また二次側室３を下流側
の配管に接続して使用される。

【００２３】そして、上記の一次側室２内の高圧の圧力
は、上記の弁体５の下面および均衡体２１の上面に作用
する。そして、この弁体５の下面に作用する圧力によっ
てこの弁体５は上方に、すなわち開弁方向に付勢され
る。また、上記の均衡体２１の上面に作用する一次側の
圧力によって、この弁体５は下方に、すなわち閉弁方向
の付勢力を受ける。したがって、この弁体５は、この弁
体５の受圧面積から上記の均衡体の受圧面積を差し引い
た面積に作用する一次側の圧力による付勢力により開弁
方向に付勢される。

【００２４】一方、この弁体５の背面側には上記の低圧
側の二次側室３内の圧力が作用し、また上記の受圧体１
０にも二次側の圧力が作用する。そして、これらに作用
する二次側の圧力の和によって、この弁体５には閉弁方
向の付勢力が作用する。

【００２５】そして、この減圧弁装置では、上記の弁体
５に作用する開弁方向の付勢力と閉弁方向の付勢力が所
定の減圧比に対応して設定される。そして、この減圧弁
装置を介して水が流通している場合に、この弁体を開弁
方向に付勢する圧力と閉弁方向に付勢する圧力の比が上
記の受圧面積の関係と比の逆数となった場合にこの弁体
５に作用する付勢力がバランスし、この弁体５はその場
合の開度を維持する。そして、たとえば、二次側の圧力
が低下した場合には、この弁体５を閉弁方向に付勢する
力が減少し、この弁体５の開度が大きくなり、二次側の
圧力が上昇し、一次側の圧力と二次側の圧力とが再び所
定の比になるまでこの弁体５の開度が大きくなる。ま
た、二次側の圧力が上昇した場合には、この弁体５を閉
弁方向に付勢する力が増大し、この弁体５の付勢力が大
きくなり、この弁体５の開度が小さくなり、この二次側
の圧力が低下し、この一次側の圧力と二次側の圧力が所
定の比になるまでこの弁体５の開度が小さくなる。この
ようにして、この減圧弁装置は一次側の圧力と二次側の
圧力との比を所定の減圧比に維持する。

【００２６】この場合、この弁体５の開弁方向の付勢力
は、この弁体５の受圧面積から均衡体２１受圧面積を差
し引いた面積に作用する一次側の圧力であるから、これ
とバランスすべき弁体５の背面側および受圧体１０の受
圧面積は小さくすることができる。したがって、この受
圧体１０の径を小さくすることができ、この減圧弁装置
を小形に形成することができる。また、この受圧体１０
の径が小さくなることにより、可動部品全体の慣性質量
が小さくなり、またこの受圧体の液密を維持するシール
の摺動抵抗も小さくなる。したがって、二次側または一
次側の圧力の変動に対する応答性が向上する。

【００２７】なお、この種の減圧弁装置は、その応答特
性等は仕様等に対応して最適に設計されることが望まし
く、この点でも本発明のものは、上記の均衡体２１の受
圧面積を変えることにより受圧体１０の面積を自由に設
定でき、最適の特性の減圧弁装置を設計することができ
る。

【００２８】なお、本発明は上記の実施例には限定され
ず、たとえば水道設備用の減圧弁装置には限定されず、
その他の用途の減圧弁装置にも適用できることはもちろ
んである。

【００２９】

【発明の効果】上述の如く本発明は、所定の減圧比の減
圧弁装置を設計する場合に、上記の均衡体の受圧面積を
変えれば、受圧体の受圧面積を任意に設定することがで
きる。たとえば、同じ減圧比であっても、均衡体の受圧
面積を大きくすれば、受圧体の受圧面積を小さくするこ
とができ、また逆にこの均衡体の受圧面積を小さくすれ
ば、受圧体の受圧面積が大きくなる。

【００３０】したがって、この受圧体の受圧面積を小さ
くして、これら可動部品の慣性質量を小さくし、またこ
れらのシール部分の摺動抵抗を小さくして、応答性の良
好な減圧弁装置を設計することができる。また、実際の
仕様に応じてこの受圧体の面積を最適に設定し、この減
圧弁装置の応答特性等の作動特性を最適な特性に設定す
ることができる。また、本発明の減圧弁装置は、受圧体
の受圧面積を小さくすることができるので、全体を小形
化することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の減圧弁装置の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１…弁箱 ２…一次側室 ３…二次側室 ４…弁口 ５…弁体 １０…受圧体 ２０…均衡室 ２１…均衡体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱と、この弁箱内に形成された一次側
   室と二次側室と、これらの一次側室と二次側室とを連通
   する弁口と、この弁口に上記の二次側室側から着座して
   この弁口を開閉する弁体と、上記の弁箱の一部に形成さ
   れた圧力室と、この圧力室内に液密をもって変位自在に
   収容され上記の弁体に連結された受圧体と、上記の圧力
   室と上記の二次側室内とを連通しこの二次側室内の圧力
   を上記の圧力室内に導入して上記の受圧体に作用させ、
   この受圧体に作用する二次側室側の圧力によって上記の
   弁体を閉弁方向に付勢する連通路と、上記の一次側室内
   に形成された均衡室と、この均衡室内に液密をもって移
   動自在に設けられ上記の弁体に連結されるとともにこの
   弁体の受圧面積より小さい受圧面積を有する均衡体とを
   備え、この均衡体に作用する上記の一次側室内の圧力に
   よって上記の弁体が閉弁方向側に付勢されることを特徴
   とする減圧弁装置。