JPS6127625B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体流量制御弁、特に、ガス供給パ
イプに取付けるための調整弁に関するものであ
る。

流体流量を管理する制御装置において、制御弁
ヘツド前後の力が不均衡になると、装置の性能が
低下する。この力の不均衡は、弁ヘツドの上流面
と下流面の面積の差、弁前後の圧力差及び、弁ヘ
ツドに流体が衝突することによる流体運動量によ
つて発生する。

この不均衡な力の影響を小さくするための各種
の方法が提案されている。その一つの方法は二重
口弁を用いることである。もう一つの方法は、弁
ヘツドの両側から流体を、同じスピンドルに取り
つけられた補償ピストンと連通させることであ
る。

これらの方法はいずれも欠点を持つている。た
とえば、第１の方法では、組立体のかさがかなり
大きくなり、２個の弁が正確に同時に閉鎖される
必要があり、第２の方法では弁の面前後の圧力が
変化するため、特定の位置から圧力を伝達すると
正確な補償が得られない。このような通常の調整
弁では、閉鎖もしくはほとんど閉鎖したとき、ピ
ストンの上流面と下流面の面積が、スピンドルの
横断面積による差に加えて異なる。弁ヘツドから
平衡ピストンに圧力を伝達するのに複雑な通路を
必要とする。

これらの欠点を克服するため、新規な流体流量
制御弁が発明された。本発明によれば、流体を収
容し且つ流体流入開口と流体流出開口とを備えた
弁本体と、前記入口開口と前記出口開口との間の
前記流体伝導通路と、前記通路内の前記流体の流
量を絞り且つ前記流れの絞り点で流れの方向に対
してほぼ90゜の角度で摺動自在である摺動ピスト
ン状弁手段と、前記摺動ピストン状手段の上流に
あつて前記弁手段を前記上流の流れから防護する
ようになつている防護手段とを備え、前記摺動ピ
ストン状手段と前記防護手段とが協働して、前記
所定の位置の下流の流体流路と連通し、かつ弁が
閉鎖されるときに前記上流流体流れから隔絶され
る補償室を形成し、前記摺動ピストン状手段はダ
イアフラムシール手段を備え、さらにダイアフラ
ムシール手段に作用する圧力を補償するテーパ手
段を有している導管内の流体流量制御弁が与えら
れる。

この形式の弁によれば、各種のフアクターが、
単独で、もしくは組み合せて用いられ、弁前後の
力の均衡が改良される。これらのフアクターに
は、ピストン状に動く弁ヘツドを使用すること、
弁の弁の上流面を流体の衝突から防護すること、
適当なプロフイールを与えることによつて下流の
乱流を減らすこと、ダイアフラムのようなシール
を使用して上流の圧力がピストンの上流面にかか
らないようにすること、下流の圧力をピストンの
上流面に伝達するための入口を使用すること、及
び円筒形の弁をつくり、これをウエブによりスピ
ンドルに取りつけることが含まれている。

添付図面を参照しながら、実施例により、本発
明の一実施態様を以下に説明する。

以下図面の第１図について従来の弁の一形態を
説明する。この図面は、不均衡な力を減らすのに
使用される二口弁の一形態を示すものである。弁
本体１は流体導管２を包囲し、導管２は、２個の
入口４，５を備えたバリヤー３により閉鎖され
る。この入口のサイズは等しい。スピンドル６は
２個の弁閉鎖部材７，８を支持し、入口における
流体の流れの軸方向に可動で、矢印によつて示さ
れている流れを絞るようになつている。この図か
ら明らかなように、流体の流れからピストンにか
かる力は互いに補償するようになつているが、弁
の構造がコンパクトではない。

従来の補償弁の他の形態が第２図に示されてい
る。弁本体１１は、入口１４を備えたバリヤー１
３によつて閉鎖される流体導管１２を包囲してい
る。スピンドル１５は、閉鎖部材１６とピストン
１９を支持し、通路１７を包囲している。通路１
７の一端は、入口閉鎖部材１６の下流側と連通し
ている。通路１７の他端は、ピストン１９の上方
の補償室１８と連通し、ピストン１９は、フレキ
シブルダイヤフラム２０により、弁入口の上流側
からシールされている。ピストン１９の下方室２
２は、スピンドル１５とこのスピンドルが中を摺
動する管２１との間の環状ギヤツプにより、弁入
口１４の上流側と連通している。この弁の構造
は、前記二口弁よりコンパクトであるが、前記公
知の第２の方法に関して既に述べた如き欠点を有
している。

以下に示される弁構造、すなわち、第３図に示
されている本発明の一実施態様は、弁ヘツド自体
に対して力の均衡が達成され（かくして前記の如
き追加の弁もしくはピストンの必要がなくなる）
且つその閉鎖部材の軸方向運動によつて構造が一
層コンパクトになつている。この弁は、下流室２
９と上流室３１とを備えた本体２８から成り、両
室の内面は乱流が少なくなるようなプロフイール
を備えている。ピストン状もしくはウエブ付シリ
ンダ形の弁ヘツド３２は、スピンドル３３に取り
つけられ、六角ナツト３４により固定され、弁ハ
ウジング３６中の円筒状開口３５内で可動であ
る。弁ヘツド作動スピンドル３３は、弁本体２８
の一部であるデフレクタ３８及び隔壁３９に設け
られている軸受３７によりガイドされている。

弁ハウジング３６は、ウエブ４２により本体２
８から支持されている上方デフレクタ部分４１
と、ボルト４４によりこの部分４１にボルト付け
されている下方デフレクタ部分４３とを備えてい
る。この上方及び下方部分４１，４３は、流体の
流れから弁ヘツド３２を防護するように配置さ
れ、層流を助長するような形状につくられてい
る。下流室２９と上流室３１との間のガス流スロ
ートすなわち通路は、スロートの絞り部分におい
て弁ヘツドの運動が流れの方向に対してほぼこれ
を横切るように配置されている。ローリングダイ
ヤフラムシール４７は、弁ヘツド３２の２個の部
品４５と４６の間、及び、弁ハウジング３６の上
方及び下方デフレクタ部分４１，４３の間に締付
けられ、上流ガス流から隔離されている補償室４
８を形成している。スピンドル３３内の伝達口４
９は、補償室４８と弁上方室５０に通じる開口を
有し、補償室４８を、室２９内の実質上下流のガ
ス圧力に関連づけている。弁ヘツド３２の上方部
品４５は、座部材５２と密着する面取縁５１を備
えている。

この形態の構造によれば、弁ヘツド内の手段に
よつて圧力均衡が達成される。これによつて、第
１図のかさばつた二重口弁や、第２図の、弁ヘツ
ドから遠く離れている弁制御スピンドルに取りつ
けられた追加の均衡ピストンを使用する必要がな
くなる。

ピストン状もしくはウエブ付き円筒状の可動弁
ヘツドを使用し、上流面を流体と衝突しないよう
に防護し、弁ヘツドの下流領域の大部分が乱流と
ならないように保護し、十分に安定且つ均一な圧
力が弁ヘツドの全端面にかかることを保証するよ
うにシール端のプロフイールを形成することによ
り、弁前後の力の均衡が達成されることは明らか
であろう。ダイヤフラムシール４７を使用するこ
とにより、弁の上流面に上流圧がかかるのを防ぐ
ことができる。ダイヤフラムシール４７にかかる
圧力を補償するために、ピストン壁に段もしくは
テーパー５３を必要とすることがある。弁の上流
面に下流の圧力を伝達するための伝達口４９を使
用する代りに、ウエブによりスピンドルに取つけ
られている円筒形の弁ヘツド３２を用いてもよ
い。

弁とその作動部分が同心構造を有しているの
で、弁本体にこの弁を同軸に取りつけることがで
きる。

弁の作動スピンドル３３が、スロートのくびれ
の下流側にあつて、弁スピンドルとスピンドル作
動手段との間にシールを必要としないのが好まし
い。

たとえば、ダイヤフラムもしくはその他の作動
手段を弁と共に用いて下流の圧力を制御する場
合、フイードバツク信号は、隔壁３９の下方及び
弁本体２８の外側の環状領域から直接に取ること
ができる。この環状領域は、実質的に停滞した流
れ状態を有効につくり出すような大きさであるの
が好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の弁の一形態を示すものであ
り、第２図は、従来の弁のもう一つの形態を示す
ものであり、第３図は、本発明の一実施態様に係
る流体制御弁を示すものである。 ２８……弁本体、２９……下流室、３１……上
流室、３２……弁ヘツド、３３……スピンドル、
３５……円筒状開口、３６……弁ハウジング、４
７……ダイヤフラム、４８……補償室、４９……
伝達口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体の流れる通路を構成し、かつ、前記通路
   に連結された入口開口および出口開口と、を有す
   る本体を備え、前記本体内に前記通路の流体の流
   れを所定の位置で絞る摺動ピストン状手段を設
   け、前記摺動ピストン状手段は前記流体の絞られ
   る前記所定の位置で前記流体の流れの方向に対し
   てほぼ90゜の角度で可動であり、 さらに、前記摺動ピストン状手段を上流流れか
   ら防護するために前記所定の位置の上流に防護手
   段を設け、前記摺動ピストン状手段と前記防護手
   段は協働して前記所定の位置の下流の流体流路と
   連通する補償室を形成し、前記補償室は弁が閉鎖
   されるとき前記上流流体流れから隔絶され、 前記摺動ピストン状手段は、単一のピストン手
   段と、前記単一のピストン手段と前記防護手段と
   の間に配置されたシール手段と、を備え、前記シ
   ール手段は、前記単一のピストン手段と締付手段
   との間に締付けられかつ前記防護手段に固定され
   たローリングダイアフラムシールであり、前記摺
   動ピストン状手段はさらに前記ローリングダイア
   フラムシールに作用する圧力を補償するテーパ手
   段を有していることを特徴とする、導管内の流体
   流量制御弁。 ２ 補償室が、伝達口により流体流路と連通して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の流体流量制御弁。 ３ 前記補償室が、前記摺動ピストン状手段を支
   持しているウエブに形成された開口により流体流
   路と連通していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の流体流量制御弁。 ４ 前記摺動ピストン状手段が前記位置の下流に
   配置されたスピンドルに取り付けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
   いずれか一つに記載の流体流量制御弁。 ５ 前記出口開口に近接した領域を有し、該領域
   の形状が環状であり、その横断面積が前記通路の
   横断面積と比較して大きくなつていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   か一つに記載の流体流量制御弁。