JPH10238642A - 流量制御バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の異常流出時に瞬時に作動し、作動流
量、作動圧力が簡単に設定できる流量制御バルブの提供
にある。 【解決手段】 中空の円筒内壁を垂直方向に流入する流
体の弁収納室10と、弁収納室の流入側に設けられた円錐
形の弁座４と、流出側に設けられた弁座７と、弁収納室
に収容され、両弁座に当接し流体の制御を行う２個のボ
ール弁11，12を設け、前記ボール弁の直径の総和は弁収
納室の円筒内壁の直径より大で、流入側の弁の直径が流
出側の弁の直径よりも大であるボール弁を用いたことで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流量制御バルブに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より配管に使われているノズルや継
ぎ手等の脱落、破損、緩み等が原因で起こる流体の異常
流出には、スプリング式の流量コントロールチェックバ
ルブが使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記スプリング式の流
量コントロールチェックバルブにおいては、流体の圧
力、流量並びに使用条件を変更する必要があった時、ス
プリングのバネの強さを変えることが困難であった。そ
こで本発明の目的は流体の異常流出時に瞬時に作動し、
作動流量、作動圧力が簡単に設定できる流量制御バルブ
の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】中空の円筒内壁を垂直方
向に流体を流通する弁収納室と、該弁収納室の流入側の
円筒内壁に設けられた円錐形の弁座と、前記弁収納室の
流出側の円筒内壁に設けられた円錐形の弁座と、弁収納
室に収容され両弁座に当接し、流体の制御を行う２個の
ボール弁とを具え、前記ボール弁の直径の総和は弁収納
室の円筒内壁の直径より大で、流入側のボール弁の直径
が流出側のボール弁の直径より大であることを特徴とす
るものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態を示
す制御バルブの断面図である。流量制御バルブ１は図１
のように垂直方向で使用され（内部の流体の流れは矢印
で示す）、ネジ部で上流側バルブ本体２、下流側バルブ
本体３の２つに分割可能な円筒状の外形を有し、上流側
バルブ本体２はその円筒内壁の流入側に円錐形の弁座４
を有し、外部配管と接続するためのネジ部５を流入側端
部より設け、中心に流体の流通路を形成している。また
弁座側の外周にはネジ部６を形成し、下流側バルブ本体
３のネジ部と締結し、ネジ部のシール部材（不図示）に
より密封がはかられている。下流側バルブ本体３は円筒
内壁の流出側に、流入側とは勾配の異なる円錐形の弁座
７を有し、外部配管と接続するためのネジ部８を流出側
端部より設け、中心に流体の流通路を形成している。ま
た弁座側の外周にはネジ部９を形成し、両バルブ本体
２，３を締結し、両バルブ円筒内壁で形成される弁収納
室10にボール弁11，12を収容している。ボール弁は流入
側に比重が小さく大きな直径のボール弁（以下プラスチ
ックボール弁）11を、流出側には比重が大きく直径の小
さなボール弁（以下金属ボール弁）12が使用されてお
り、使用流体の性質並びに流体の圧力、流量によりプラ
スチックボール弁ではシリコン樹脂やテフロンが、金属
ボール弁ではステンレスやハステロイ等の材質が使用さ
れている。

【０００６】この実施例においては、プラスチックボー
ル弁11と金属ボール弁12の２個のボール弁を用いたもの
で、プラスチックボール弁11の直径と、金属ボール弁12
の直径との総和が弁収納室の円筒内壁の直径よりも大き
な場合であり、また流体の流入側のプラスチックボール
弁11の直径は、流出側の金属ボール弁12の直径よりも大
なるものである。

【０００７】正常時においては流量制御バルブの流入側
より流出側（図の矢印の方向）へ、流体の圧力でプラス
チックボール弁11が、金属ボール弁12を押し上げ流入側
の弁座４が開き、流体は両ボール弁の隙間を通り流出す
る。この場合あらかじめ設定された流量であるので、２
個のボール弁は弁収納室内を漂って流入側の弁座４と流
出側の弁座７は、開放されたままとなっている。次に流
体の異常流出時には、流入する流体の圧力でプラスチッ
クボール弁11は、その上部に載置している金属ボール弁
12を更に押し上げ、金属ボール弁12は流出側の弁座７を
塞ぎ、流出は遮断される。この状態が続く間は両ボール
弁の位置関係は変化しないためこの状態は維持される。

【０００８】次に正常状態に戻った時には、流入する流
体の圧力により、プラスチックボール弁11と金属ボール
弁12との重力方向の力が大となる為、両ボール弁は下方
に落下し両ボール弁の合成された重力方向の力が流体の
圧力より大であれば、流入側の弁座４をプラスチックボ
ール弁11が塞ぎ、流体の流入を遮断する。又両者の均衡
がとれた時、両弁座４，７は開放され、設定流量の流体
が弁収納室10内を流通する。設定流量を変えるにはプラ
スチックボール弁11の直径を一定とした場合、金属ボー
ル弁12の比重を変えてやればよく、比重が一定であれば
その直径の大きな金属ボール弁を用いればよい。従って
この直径とその時の流体の作動限界流量特性をあらかじ
め求め、図２のようなグラフにしておけば、グラフより
簡単に設定圧と使用流量並びに過剰流量が算出できる。

【０００９】図２はプラスチックボール弁（直径19mm、
比重0.84）を一定とし、金属ボール弁（スチールを使
用）の直径を変更した場合（それぞれ符号Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄで表す）の作動限界流量特性を、実験により求めた結
果をグラフにしたものである。この図２のグラフのＡの
場合を例にとって限界流量を求めてみると、グラフの直
線ｓ−ｐは圧力−流量の直線性を表し、曲線ｐ−ｋの下
がり曲線がこのバルブの流量限界線で曲線ｐ−ｋの左側
が使用可能範囲で、同曲線の右側が過剰流量によってチ
ェック機能が作動し、流れを遮断する範囲である。具体
例として、いま1.5kgの圧力で最大流量910ml/分で使用
していると仮定すると、1280ml/分以上の過剰流量が流
れるとチェック機能が作動し、瞬時にその流れを遮断す
ることが判る。

【００１０】また金属ボール弁は希望の比重の物が必ず
しもあるとはいえない場合も有り、この場合にはプラス
チックボール弁の比重を変えてやればよく、具体的には
プラスチックボール弁の材質を変えてやることになる。
従って金属ボール弁とプラスチックボール弁の直径や材
質を変えることにより任意の比重のボール弁の組合せが
可能となる。以上に両ボール弁の比重や直径を変える場
合の説明をしてきたが、両ボール弁の直径を変更できる
範囲は、弁収納室の内壁の直径よりも両ボール弁の直径
の総和が大きい範囲で、流入側の弁の直径が流出側の弁
の直径よりも大きい場合で有る。この条件を満たさない
と両ボール弁の位置関係が変わり、流体の作動限界流量
特性も変化するためである。

【００１１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は２個のボール弁
の直径や比重並びに材質を任意に選択することにより使
用流体の性質、使用圧力、使用流量の設定が簡単にでき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の流量制御バルブの断面
図である。

【図２】プラスチックボール弁と各種の金属ボール弁と
の組合せによる作動限界流量特性である。

【符号の説明】

１ 流量制御バルブ ４，７ 弁座 10 弁収納室 11，12 弁 Ａ プラスチックボール弁と、金属ボール弁（直径15m
m、比重7.91）の組合せ Ｂ プラスチックボール弁と、金属ボール弁（直径13.5
mm、比重7.75）の組合せ Ｃ プラスチックボール弁と、金属ボール弁（直径11.9
5mm、比重7.73）の組合せ Ｄ プラスチックボール弁と、金属ボール弁（直径7.95
mm、比重7.85）の組合せ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の円筒内壁を垂直方向に流体の流通
   する弁収納室と、該弁収納室の流入側の円筒内壁に設け
   られた円錐形の弁座と、前記弁収納室の流出側の円筒内
   壁に設けられた円錐形の弁座と、弁収納室に収容され両
   弁座に当接し流体の制御を行う２個のボール弁とを具
   え、前記ボール弁の直径の総和は弁収納室の円筒内壁の
   直径より大で、流入側のボール弁の直径が流出側のボー
   ル弁の直径より大であることを特徴とする流量制御バル
   ブ。