JPH06309042A - 減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】二次側圧力が異常に上昇した場合にこの圧力を
逃すようにした保護機能を有する減圧弁を提供する。 【構成】一次側７と二次側８とを連通する弁孔９の開度
を弁軸１１に連結された弁体１２により制御し、上記弁
軸１１に、主ばね１８により与えられる開弁方向の推力
と、主ダイアフラム１７が二次側の圧力を受けて発生す
る閉弁方向の推力とを伝え、これら推力の差により上記
弁孔９の開度を制御する減圧弁Ａにおいて、上記二次側
圧力が一定値以上に達すると二次側の液体を外部に逃が
す逃し弁５０を設けた。 【効果】二次側圧力が一定値以上に達すると、逃し弁が
作動して二次側の液体を外部に逃がすので、二次側圧力
を受ける部材の損傷を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば降雪機や散水機
において散水量を制御する場合等に使用される減圧弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スキー場等で使用される降雪機
やゴルフ場で用いられる散水機は、晴雨、寒暖等の気象
状態に応じて散水量を制御するため、散水用噴霧ノズル
の手前に減圧弁を設置してある。この種の減圧弁として
は、噴霧ノズルから噴射される散水量を所要の流量に保
つため、二次側圧力が変動した場合にこれに応じて弁孔
の開度を自動的に制御して所定の設定圧力を維持するよ
うに機能する減圧弁が使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、噴霧ノ
ズルが何等かの原因で詰まった場合、減圧弁は二次圧力
が上昇するのでこの二次側圧力を設定圧に維持しようと
して弁孔を絞るように作動する。このため、流量が次第
に低下する。そして、制御限界を割り込むと設定圧力を
維持できなくなり、二次側圧力が上昇して一次側圧力に
近づくようになる。この結果、二次側圧力はポンプ側の
元圧と同等圧となってしまい、二次側の圧力を弁軸の閉
弁方向推力に変換するためのダイアフラムに負荷が作用
し、このダイアフラムがへたったり、破損するなどの不
具合が心配される。

【０００４】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、二次側圧力が過度
に上昇した場合はこの圧力を逃してダイアフラム等の損
傷を防止する保護機能を有する減圧弁を提供しようとす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一次
側と二次側とを連通する弁孔の開度を弁軸に連結された
弁体により制御し、上記弁軸に、主ばねにより与えられ
る開弁方向の推力と二次側の圧力を受けて発生する閉弁
方向の推力を伝え、これら推力の差により上記弁孔の開
度を自動調整して減圧する減圧弁において、上記二次側
圧力が一定値以上に達すると二次側の液体を外部に逃が
す逃し弁を設けたことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、上記二次側圧力が所定
値以下に低下した場合に二次側の残留液体を外部に流出
させる排液弁を設けた減圧弁にあっては、この排液弁に
上記逃し弁を組み込み、排液弁のばねを逃し弁のばねに
共用したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１の発明によれば、二次側圧力が一定値
以上に達すると、逃し弁が作動して二次側の液体を外部
に逃がすから、二次側圧力を受ける部材、例えばダイア
フラム等の損傷を防止することができる。

【０００８】請求項２の発明によれば、二次側圧力が所
定値以下に低下した場合に排液弁が開いて二次側の残留
液体を外部に流出させるから、流体が残留せず、例えば
冬季やスキー場などで残留水による凍結を防止すること
ができ、しかもこの排液弁のばねを逃し弁のばねに共用
したから、部品点数を削減することができ、構造が簡単
になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す一実施例
を参照しながら説明する。図１において、Ａは減圧弁全
体を示し、また１は減圧弁Ａの弁箱を示す。弁箱１は弁
箱本体２、中蓋３、上蓋４および底蓋５を備えている。
弁箱本体２には、一次側流入室７および二次側流出室８
が隔壁６により区画されて形成されている。隔壁６は、
二次側流出室８に向かって突出する閉鎖端部を備えてい
る。上記隔壁６には、互いに等しい開口面積を有して同
軸上に対向して弁孔９および摺動孔１０が設けられてい
る。上記弁箱１には、弁孔９および摺動孔１０を同芯に
貫通する弁軸１１が昇降自在に取着されている。弁軸１
１には、二次側流出室８内に位置して上記弁孔９の開度
を調節する弁体１２が固定されている。この弁体１２は
弁孔９の弁座に接離自在に対向している。また、上記弁
軸１１には、摺動孔１０内に摺動自在に嵌合する平衡ピ
ストン１３が設けられており、この平衡ピストン１３は
両面に一次側の圧力および二次側の圧力を受けるように
なっていて、一次側流入室７の圧力が変動してもその影
響を自動的に排除するように構成されている。

【００１０】上記中蓋３には主駆動部１４が設けられて
いる。この主駆動部１４は、上記二次側流出室８と常時
連通する第３の圧力室１５、外部と連通する第４の圧力
室１６および、これら両室１５、１６を仕切る主ダイヤ
フラム１７を備えている。この主ダイヤフラム１７は、
周縁部および中央部が上記中蓋３および弁軸１１にそれ
ぞれ支持されている。上記上蓋４と、これを摺動自在に
貫通して外部に突出する上記弁軸１１の上端部との間に
は、基準圧力設定用の圧縮コイルばねからなる主ばね１
８が介設されている。この主ばね１８は、弁軸１１を押
し下げる、つまり弁体１２が弁孔９から離れて開度を増
大する方向に推力を生じるものである。この主ばね１８
の押圧力、つまり基準圧力は、調整ねじ１９により可変
設定されるようになっている。

【００１１】上記中蓋３と上蓋４との間には補助駆動部
２０が設けられている。この補助駆動部２０は、周縁部
が中蓋３と上蓋４との間に挟持されるとともに中央部が
弁軸１１に支持された補助ダイヤフラム２１を備えてい
る。この補助ダイヤフラム２１は、上記第４の圧力室１
６に通じる第５の圧力室２２と、第６の圧力室２３とを
仕切っている。第５の圧力室２２は上記第４の圧力室１
６とともに開放口２２ａを介して外部に連通されてお
り、第６の圧力室２３は基準圧力調整用の圧搾空気導入
口２４を通じて、例えば図３に示す圧搾空気源６５に接
続可能となっている。補助ダイヤフラム２１の下側支持
板２５は、第５の圧力室２２の底部と接離自在に当接す
ることにより弁軸１１の開方向への移動量を規制するよ
うになっている。

【００１２】弁箱１の上部には、減圧弁Ａを遮断するた
めの遮断機能部２６を設けてある。この遮断機能部２６
は、上記弁軸１１に対し閉弁方向への推力を付与する遮
断ばね２７を備えている。すなわち、上記上蓋４に立設
された支柱２８には、上記弁軸１１の上端部が遊貫通す
る連結板２９が昇降自在に取り付けられており、この連
結板２９には連結棒３０が立設されている。支柱２８と
連結棒３０には、上下一対のばね座３１，３２がそれぞ
れ昇降自在に支持されている。上側ばね座３１は連結棒
３０と螺合するナット３３により上方への移動が規制さ
れており、下側ばね座３２は支柱２８に設けられたスト
ッパ３４により下方への移動が規制されている。これら
上下一対のばね座３１，３２間に上記遮断ばね２７が掛
け渡されている。遮断ばね２７は、連結棒３０に螺合す
るナット３３により圧縮量が設定されている。遮断ばね
２７が伸長復帰する力は上側ばね座３１を押し上げ、こ
の力は連結棒３０および連結板２９を一体的に上昇させ
る力になっている。弁軸１１は、上端部に設けられたナ
ット体３５が連結板３０と当接することによりこの連結
板２９から引上げ力を付与される。よって、弁軸１１
は、遮断ばね２７の伸長復元力に基づく上向き（弁閉方
向）の推力を受けるようになっている。

【００１３】この遮断ばね２７の設定圧力は、主ばね１
８に所望の基準圧力が設定され、かつ補助駆動部２０の
第６の圧力室２３に圧搾空気が導入されない状態で、弁
体１２が弁孔９の弁座に密着するように設定されてい
る。

【００１４】上記減圧弁Ａには、二次側流出室８内の滞
留液を排出するための排液弁３６が設けられている。こ
の排液弁３６は、底蓋５に凹所３８を形成し、この凹所
３８に弁ケース３９を設けてあり、この弁ケース３９内
には、図２に詳しく示すように、排液弁体４０を昇降自
在に嵌合して構成してある。弁ケース３９の下部側壁に
は上記凹所３８を介して上記二次側圧力室８と連通する
連通孔４１を形成してあるとともに、底部には底蓋５に
形成した排出孔３７に連なる排液孔４２を開設してあ
る。そして、弁ケース３９に摺動自在に嵌挿された排液
弁体４０の下端面には、弁ケース３９の底面に接離自在
に当接するＯリング等からなる弁座４３が設けられてお
り、この弁座４３が弁ケース３９の底面に密着した場合
に排液弁体４０は、連通孔４１と排液孔４２との導通を
遮断するようになっており、よって二次側流出室８と排
出孔３７との導通を断つようになっている。

【００１５】弁ケース３９の底面と排液弁体４０との間
にはコイルばね４４が設けられており、このコイルばね
４４は排液弁体４０を常に上昇する方向に押圧してい
る。このばね力を受けて排液弁体４０が上昇すると、連
通孔４１と排液孔４２とが導通し、よって二次側流出室
８の流体は凹部３８から連通孔４１、排液孔４２および
排出孔３７を経て減圧弁Ａの外部に排出されるようにな
っている。排液弁体４０の上面は、弁ケース３９の上端
開口端より二次側流出室８に臨まされており、二次側流
出室８の圧力を受けるようになっている。この排液弁体
４０の上昇量は、弁ケース３９の上端開口部に設けたス
トッパピン４５により規制されるようになっている。

【００１６】さらに、上記減圧弁Ａには、二次側流出室
８内の二次側圧力が過度に上昇した場合にこの二次側圧
力を逃すための逃し弁５０が設けられている。この逃し
弁５０は、本実施例の場合、図２に詳しく示すように、
上記排液弁３６に設置されている。すなわち、排液弁体
４０の上面には逃し孔５１が開口されており、かつ排液
弁体４０には上記逃し孔５１を開閉する逃し弁体５２が
収容されている。逃し弁体５２は、上記コイルばね４４
により押し上げ力を受けるようになっており、このコイ
ルばね４４の力で逃し弁体５２の上面に設けたＯリング
等の弁座体５３が、排液弁体４０の弁座５４に着座する
ようになっている。二次側流出室８内の二次側圧力が上
昇してコイルばね４４の押上力より勝ると、逃し弁体５
２が押し下げられ、弁座体５３が弁座５４から離れて逃
し孔５１を開く。このため、二次側流出室８内の液体
は、逃し孔５１から排液弁体４０の内部を経て排液孔４
２および排出孔３７を通じて減圧弁Ａの外部に逃され
る。なお、この場合、排液弁体４０も二次側流出室８内
の圧力を受けて押し下げられており、弁座４３が弁ケー
ス３９の底面に密着するので、連通孔４１と排液孔４２
との導通が遮断されるものである。このような構成の場
合、コイルばね４４は、排液弁３６の開放作用と、逃し
弁５０の遮断作用の両者に共通して用いられている。

【００１７】次に、上記実施例の構造について、その作
用を説明する。調整ねじ１９を介して主ばね１８に基準
圧力を設定しておけば、非流通状態では、主ばね１８の
推力により弁軸１１が押し下げられ、下部支持板２５の
下端が第５圧力室２２の底部に当接する位置で停止し、
弁体１２は弁孔９の弁座から離間し、図示の全開状態に
なっている。すなわち、この実施例はいわゆる常開型に
なっている。

【００１８】また、排液弁３６は、コイルばね４４の力
を受けて排液弁体４０が上昇しており、弁座４３が弁ケ
ース３９の底面から離間しているため、図２の示す全開
状態になっている。

【００１９】この状態において、一次側圧力室７に液体
が供給されると、当初はその大部分が弁孔９を経て二次
側圧力室８から外部へ送られ、他は排液弁３６の連通孔
４１、排液孔４２および排出孔３７を経て外部に流出さ
れる。

【００２０】二次側圧力がある程度上昇すると、排液弁
３６の排液弁体４０が二次側圧力を受けるからコイルば
ね４４に抗して押し下げられ、弁座４３が弁ケース３９
の底面に圧接される。このため連通孔４１が閉塞され
る。

【００２１】一方、二次側圧力室８の圧力は第３の圧力
室１５に伝えられ、この第３の圧力室１５に導入された
二次側圧力により、主ダイヤフラム１７を介して弁軸１
１に上向きの推力を与える。この推力が増大して主ばね
１８で設定した基準圧力に近づくと、弁体１２は弁軸１
１とともに上昇、つまり閉方向に移動され、また上記主
ばね１８の反力が二次側圧力による推力を超えると、弁
体１２は弁軸１１とともに開方向に移動される。そし
て、これら推力と反力とがバランスすることにより二次
側圧力は、上記主ばね１８により調節して設定された基
準圧力に保持されることになる。

【００２２】この状態で、二次側圧力室８に接続された
末端器具、例えば噴霧ノズル（図３）が目詰まりして流
量が低下した場合、二次側圧力が上昇するので、第３の
圧力室１５の圧力が上昇し、主ダイヤフラム１７を介し
て弁軸１１を上向き押す推力が増す。よって、二次側圧
力を設定圧に維持しようとして弁孔９が絞られ、このた
め、流量が次第に低下する。そして、制御限界を割り込
むと設定圧力を維持できなくなり、二次側圧力が過度に
上昇して一次側圧力に近づくようになる。しかし、二次
側圧力室８に上記のような過度な圧力上昇が生じると、
逃し弁５０の逃し弁体５２がコイルばね４４の押上力に
抗して押し下げられ、逃し孔５１を開く。このため、二
次側流出室８内の液体は、逃し孔５１から排液弁体４０
の内部を経て排液孔４２および排出孔３７より外部へ逃
される。なお、この場合、排液弁体４０も二次側流出室
８内の圧力を受けて押し下げられているから、弁座４３
が弁ケース３９の底面に密着し、連通孔４１と排液孔４
２との導通が遮断されている。このような逃し弁５０の
作用により、二次側圧力が低下し、よって異常圧力上昇
を防止し、主ダイアフラム１７のへたりや損傷を防止す
ることができる。

【００２３】このような減圧弁Ａにおいて、上記主ばね
１８に設定された基準圧力を変更する必要が生じた場合
には、補助駆動部２０の第６の圧力室２３に圧搾空気を
その導入口２４から導入すれば、補助ダイヤフラム２１
を介して弁軸１１に付与される下向きの推力が上記主ば
ね１８で設定した基準圧力に加重される。したがって、
圧搾空気の圧力を適宜に設定することにより、予め主ば
ね１８に設定された基準圧力が新しい設定値に置換され
たと実質的に同等な効果が得られる。また、第６の圧力
室２３内の圧搾空気を解放すれば、基準圧力は新しい設
定値から初期の設定基準圧力に復帰される。

【００２４】そして、液体の供給を遮断する場合は、補
助駆動部２０の第６の圧力室２３の圧搾空気を排除すれ
ばよい。すなわち、第６の圧力室２３内の圧力が低下す
ると、弁軸１１に対する開弁方向の推力が軽減されるか
ら、遮断機能部２６における遮断ばね２７の閉弁方向の
推力が勝り、この閉弁方向の推力により、弁体１２が弁
孔９の弁座に圧接され、一次側圧力室７と二次側圧力８
の連通が遮断されることになる。

【００２５】そして、この結果二次側圧力が低下する
と、排液弁３６における圧縮ばね４４の付勢力により排
液弁体４０が押上られて、開方向に移動し、連通孔４１
が開かれる。このため二次側の残留液は、凹部３８から
連通孔４１、排液孔４２および排出孔３７を経て外部に
流出される。そして、残留液の排出が完了すれば、装置
は初期状態に復帰する。

【００２６】上記減圧弁Ａを降雪機または散水機等に適
用する場合には、図３に例示するように所望数の噴霧ノ
ズル６０と個別に組合わせ、送水ポンプ６１に接続され
た送水管６２に並列接続する。また、圧搾空気源６５に
は操作部６６を介して減圧弁Ａの導入口２４に至る圧搾
空気管６７および、噴霧ノズル６０に至る噴霧発生用空
気管６８をそれぞれ接続する。そして、上記主ばね１８
に設定される基準圧力を噴霧ノズル６０の最低圧力に対
応させておき、これを超過する部分は、上記補助駆動部
２０に供給される圧搾空気圧力を操作部６６において適
宜に制御することにより補うようにする。なお、同図中
のＨは標高差を示す。

【００２７】上記実施例の減圧弁Ａにおいては、補助駆
動部２０を一体に備えているので、これに圧入される圧
搾空気を介して主ばね１８に設定される基準圧力を遠隔
制御することができ、かつその圧搾空気を外部に放出す
るだけで遮断機能部２６により減圧弁Ａを遮断すること
ができる。したがって、圧搾空気源６５と適宜電磁弁等
とを組合わせることにより、エネルギー源が断たれた場
合に減圧弁Ａを遮断するというフェールセーフ機能を付
与することも可能になる。

【００２８】また、上記減圧弁Ａは、自動排液可能な排
液機能部３６を一体に備えているので、遮断後に二次圧
が所定値以下に低下したとき、各部における残留液が自
動的に外部に流出される。

【００２９】さらに、この減圧弁Ａは、二次側圧力室８
に逃し弁５０を設けてあるから、二次側圧力が一定の圧
力を過度に越えて上昇すると、この逃し弁５０が開いて
二次側圧力室８の液体を外部に放出し、二次側圧力を速
やかに低下させるので、異常圧力上昇を防止することが
でき、主ダイアフラム１７等の損傷を防止することがで
きる。

【００３０】この場合、本実施例では、排液弁３６に逃
し弁５０を組み込み、排液弁３６を開く方向に作用する
圧縮ばね４４を逃し弁５０を閉じる方向に作用させて共
用してあり、よって排液弁３６に逃し弁５０を組み込む
こと、および圧縮ばね４４を共用することから、構造が
簡単になり、部品点数が削減され、弁箱１の一か所に排
液弁３６および逃し弁５０を集中して設置することがで
き、小型化が可能になる。また、排液弁３６および逃し
弁５０のメンテナンスを同時に行うことができ、作業が
簡単になる。

【００３１】したがって、広大な敷地に散在する多数の
噴霧ノズル６０に対しても、水圧の可変設定や各弁の遮
断を操作部６６において一斉に遠隔操作することがで
き、かつ遮断後における水の残留も防止されるから、従
来のように各噴霧ノズル６０の設置場所に出向いて個別
に弁操作をする必要がなく、作業員の労力および時間が
大幅に軽減される。なお、本発明は上記実施例のみに限
定されるものではなく、本発明の要旨とするところの範
囲内で種々の変更ないし応用が可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
次側に逃し弁を設置したから、二次側圧力が一定値以上
に達するとこの逃し弁が作動して二次側の液体を外部に
逃がすことができ、二次側圧力を受ける部材、例えばダ
イアフラム等の損傷を防止することができる。また、上
記逃し弁を排液弁に組み込み、排液弁のばねを逃し弁の
ばねに共用した場合は、部品点数を削減することがで
き、構造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例の排液弁および逃し弁の構造を拡大し
て示す断面図。

【図３】同実施例を散水用に適用した場合を例示する系
統図。

【符号の説明】

Ａ…減圧弁 １…弁箱 ７…一次側圧力室 ８…二次側圧力室 ９…弁孔 １１…弁軸
１２…弁体 １４…主駆動部 １７…主ダイアフラ
ム １８…主ばね ２０…補助駆動部 ２４…圧搾空気導入
口 ２６…遮断機能部 ２７…遮断ばね ３６…排液弁 ３７…排出孔 ３９…弁ケース ４０…排液弁体 ４４…コイルばね ５０…逃し弁 ５２…逃し弁体 ６０…噴霧ノズル ６１…送水ポンプ ６５…圧搾空気源 ６６…操作部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次側と二次側とを連通する弁孔の開度
   を、弁軸に連結された弁体により制御し、上記弁軸に、
   主ばねにより与えられる開弁方向の推力と二次側の圧力
   を受けて発生する閉弁方向の推力を伝え、これら推力の
   差により上記弁孔の開度を自動調整して減圧する減圧弁
   において、 上記二次側圧力が一定値以上に達すると二次側の液体を
   外部に逃がす逃し弁を設けたことを特徴とする減圧弁。
2. 【請求項２】 上記二次側圧力が所定値以下に低下した
   場合に二次側の残留液体を外部に流出させる排液弁を設
   けた減圧弁においては、この排液弁に上記逃し弁を組み
   込み、排液弁のばねを逃し弁のばねに共用したことを特
   徴とする請求項１に記載の減圧弁。