JPH0250709A - 減圧弁の主弁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は蒸気や圧縮空気等の配管系に取り付けて、二次
側の流体圧力を一定の設定圧力に保つ減圧弁に関する。

〈従来の技術〉 従来の減圧弁は第２図に示す通りでおり、減圧弁部２と
気水分離器部４と排水弁部６とから成る。

本体１０で入口１２．弁口１４．出口１６を形成する。

入口１２は一次側の高圧流体源に出口１６は二次側低圧
域に接続する。主弁１８を弁口１４の入口側端にコイル
ばね１９で弾性的に付勢し、て配置する。

ピストン２０をシリンダ２２内に摺動自在に配置し、ピ
ストン棒２０ｂを弁口１４を通して主弁１８の中央突起
棒１８ａに当接せしめる。ピストン２０の下面とピスト
ン棒２０ｂとをほぼ半球面で接続する。入口１２とピス
トン２ｏの上部空間、即らピストン室２０　ａを連通す
る一次圧通路２４にパイロット弁２６を配置する。ダイ
ヤフラム２８をその外周縁を７ランジ３０．３２の間に
挟んで取り付ける。ダイヤフラム２８の下方空間は二次
圧検出通路３４を通して出口１６に連通する。

パイロット弁２６の弁棒３６の頭部端面はダイヤフラム
２８の中央下面に当接する。

ダイヤフラム２８の上面にばね座３８を介して、圧力設
定ばね４０を当接ぜしめる。圧力設定ばねの上端はばね
押え４２、鋼球４３を介して調節ねじ４４の下端に当接
せしめる。スプリングケース６６の上端内部から平行面
を有するナツト４５を嵌合せしめ、ナツト４５の雌ねじ
部と調節ねじ４４を螺合させる。部材番号４７はロック
ナツトである。

調節ねじ４４を左右に回すと、圧力設定ばね４０のダイ
ヤフラム２８を押し下げる弾性力が変る。

この圧力設定ばね４０の弾性力を基準値として、・ダイ
ヤフラム２８はその下面に作用する二次側圧力に応じて
湾曲し、弁棒３６を変位せしめてパイロット弁２６を開
閉せしめる。この結果、−次側流体圧力がピストン室２
０ａに導入され、ピストン２０が駆動されて主弁１８が
変位せしめられ、入口１２の流体が弁口１４を通って出
口１６に流れる。これは二次側の流体圧力が低下すると
弁口１４が開き、上昇すると閉じる様に自動的に作動す
る。

弁口１４の下方に円筒形状の隔壁部材４６を取り付け、
これを囲む本体１０との間に環状空間４８を形成し、そ
の上部はコーン形状のスクリーン５０を通して入口１２
に連通し、下部は排水弁室５２の上部に連通する。また
、排水弁室５２の上部は隔壁部材４６の中央開口を通し
て弁口１４に連通する。環状空間４８には傾斜壁から成
る旋回羽根５４を配置する。

従って、入口１２の流体は、弁口１４が開いて環状空間
４８を通過するときに、旋回羽根５４で方向を曲げられ
て旋回せしめられる。液体は外側に撮り出されて周囲の
本体内壁に当たって排水弁室５２に流下し、軽い気体は
中央部を旋回して、隔壁部材４６の中央開口から弁口１
４に向い、そこを通過して出口１６に流れ去る。

排水弁室５２の底部には、排水口５６に通じる排水弁口
５８を形成する。フロートカバー６２で覆って、球形の
弁フロート６０を変位自在に収容する。フロートカバー
６２の上部には通気孔６４を開ける。

従って、弁フロート６０は排水弁室５２の水位と共に浮
上降下して排水弁口５８を開閉し、排水弁室５２に溜る
水を自動的に排除する。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述した構成の従来の減圧弁を含め現存する全ての減圧
弁に於て、どうしても解消できない問題として、著しい
振動と騒音を発生するチャタリング現象がある。これは
適性流量での圧力設定時には正常な作動をしていても、
二次側の負荷が少なくなって流量が減少した場合に発生
したり、又は−次圧に対して設定圧（二次圧）が小ざい
時、つまり減圧比が大きい時にも発生する。

その減圧比は例えば、−次側圧力’ＩＯＫ’ｊ／ｃｒｉ
を二次側圧力２　Ｋｇ　／　ｃｒｉｔ程度以下に減圧す
る場合でおり、主弁１８及びピストン２０等の可動部が
撮動してチャタリング現象を起こす。これは二次側圧力
が低下してその圧力変化が二次圧検出通路３４を介して
伝わり、パイロット弁２６が開弁じ、ピストン２０が主
弁１８を押し下げ弁口１４を開弁させて一次側流体を二
次側へ供給して圧力上昇をはかる。しかし、この時−次
側と二次側の圧力差が大きく、しかも主弁の開度と流量
が第３図の曲線Ａに示すように、開弁初期には少しの主
弁の開度で大きく流量が出てしまうという関係があるの
で二次側圧力は瞬時にして圧力が上昇し、そして二次圧
検出通路３４を介してパイロット弁を急閉させる。第３
図は主弁の開度と流量の関係を表したものである。そう
すればピストン室２０ａの流体も急所され、ビス１〜ン
２０及び主弁１８も急閉弁する。主弁１８が急閉弁すれ
ば二次圧も急低下してダイヤフラム２Ｂは圧力設定ばね
に押されてパイロット弁２６を急開する。以上の過程が
加速度的に行なわれて大きな振動状態を呈する。

また、振動は主弁１８の急激な開弁によって二次側へ向
かう蒸気の噴流がピストン２０の下面に作用してピスト
ン２０を急激に押し上げてその上壁に衝突し、このピス
トン２０の上昇に主弁１８が追従できず、再びピストン
２０が下降してぎた時に衝突するからでおると考えられ
る。再接触は衝撃的であり、この様な主弁１８とピスト
ン２０の作動はピストン２０の軸部２０ｂの破損や、主
弁１８の弁座の損傷等を生じる問題がある。これらの部
材の損傷により、二次側圧力が設定不能になったり、減
圧弁としての寿命が短くなる。

従って、本発明の技術的課題はチャタリング現象を起こ
さない減圧弁を提供することである。

く課題を解決するための技術的手段〉 上記課題を解決する為に講じた本発明の技術的手段は、
入口、出口を形成する弁ケーシングに両者を連通ずる弁
口を設け、弁口の入口側端の弁座に副弁を介して主弁を
コイルばねで弾性的に付勢して配置し、副弁と主弁の間
に付勢ばねを介在し、副弁と弁座の間に皿ばね等の弾性
部材を配置し、副弁は主弁に対して主弁の変位方向に規
制されたリフトを有するように形成された減圧弁の主弁
構造である。

〈作用〉 二次側の負荷が無く弁口が閉弁している時は、コイルば
ねの付勢力により主弁が副弁を弁座に付勢する。この時
、副弁と弁座間の弾性部材及び副弁と主弁間の付勢ばね
は圧縮状態にある。

次に主弁がピストンに押されて降下してくると、副弁と
弁座間の弾性部材か伸長して副弁と弁座間が開弁し、そ
の間隙から流体が流出する。この時、副弁と主弁間の付
勢ばねはまだ圧縮状態である。

更に流量を必要として主弁が降下した場合、副弁と弁座
は前と同じ程度の開度を保ち、主弁だけが副弁の間の付
勢ばねを伸長させながら副弁の規制されたリフト分降下
する。この間の流量は殆ど同じ状態を維持するが、詳述
すれば主弁が降下して付勢ばねの付勢力が弱くなる稈流
憬は僅か増加する。つまり、主弁か急降下しても弁座と
副弁は急に開弁じないので急激な二次圧の上昇はない。

更に流量が必要とする時は主弁が降下し、副弁の規制さ
れたリフトの範囲外故に主弁が副弁を降下さヒて開弁す
る。

閉弁の時は上記作用の逆であり、主弁が急上昇しても副
弁の規制されたリフトの間は流量は殆ど変化せず、二次
圧力の急激な変動はなくなる。

〈実施例〉 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。（
第１図、第１ａ、ｂ、ｃ図及び第３図参照）。以下の実
施例は第２図の減圧弁を改良したもので、第２図に対応
する部材には同じ参照番号を付して、減圧弁としての詳
細な説明は省略する。

主弁１８の弁体部１８Ｇに環状の凹部を形成し、リブ７
０を設ける。副弁７２は周側面上下部にリブ７４．７６
を形成し、主弁１８の中央突起棒１８ａに摺動自在に嵌
入する。この時リブ７４，７６の間隙Ｘが副弁７２の規
制されたリフトである。

副弁のリブ７４，７６の間に主弁のす１７０′４ｉ：嵌
合する。副弁７２の周側面の外径は主弁のりブ７０の内
径より微小小さく形成する。副弁７２と弁座１５の間に
皿ばね７８を配置し、内周部を溶接で固定し、副弁７２
と主弁１８の間に付勢ばね８０を配置する。上記コイル
ばね１９、付勢ばね８０、皿ばね７８は順次ばね定数が
小ざく設計されており、つまり皿ばね７８が最も小ざい
。

第１図は弁口１４が閉弁している状態を示す。

朋ばね７８、付勢ばね８０の弾性力に抗してコイルばね
１９が主弁１８を弁座１５に付勢せしめる。

第３図は主弁の変位と流量の関係を表示したもので、Ａ
は従来の流量曲線、Ｂは本実施例の曲線であり、閉弁状
態は点Ｃの部分に相当する。

次にコイルばね１９の付勢力に抗して主弁１８がピスト
ン２０に押されて降下すると、皿ばね７８が伸長して弁
座１５との間隙Ｙがら流体が流出する（第１ａ図参照）
。この時付勢ばね８ｏはまだ圧縮状態である。この状態
は第３図において点りに相当する。

更に流量を必要として主弁１８が降下すれば、副弁は開
度Ｙを保らながら主弁１８だけが副弁７２のリフト部分
だＣノ降下覆る（第１ｂ図）。この時付勢ばね８０は伸
長している。この状態は第３図において点Ｅに相当する
。このリフトＸ間での流量は殆ど変化しないが、実際に
は付勢ばね８゜の付勢力の変化により、っまり付勢ばね
が伸長する程間隙Ｙが微小変化して僅がであるが流量も
増加する。

従って主弁１８が急降下しても流量は急激に増加しない
ので二次圧力の急上昇もなくチャタリングを誘発しない
。

更に流量を必要とする時は第１Ｃ図に示すように、主弁
１８のリブ７０が副弁７２のリブ７６と係合して副弁７
２を降下させる。

閉弁の作用は上記の逆になり、主弁１８が急上昇しても
副弁のリフトＸの作用で急激に流量低下を起こさず、二
次側に安定した流量を供給することができ、チャタリン
グを誘発しなくなる。

〈発明の効果〉 以上のようにチャタリングが解消されるので、撮動は無
くなり各部材は損傷することなく、減圧弁は安定した状
態で設定圧力を維持し続けることができる。

また、チャタリングが解消されることにより従来設定で
きなかった低圧域の圧力設定が可能となり、減圧弁とし
ての使用範囲が広くなる。

ｂ、ｃ図は第１図の作動状態を表示した図、第２図は従
来の減圧弁の断面図、第３図は主弁の変位と流量の関係
を表示したグラフである。

減圧弁部 排水弁部 入口 出口 コイルばね パイロット弁 副弁 付勢ばね 気水分離器部 本体 弁口 主弁 ピストン ダイヤフラム 皿ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入口、出口を形成する弁ケーシングに両者を連通す
   る弁口を設け、弁口の入口側端の弁座に副弁を介して主
   弁をコイルばねで弾性的に付勢して配置し、副弁と主弁
   の間に付勢ばねを介在し、副弁と弁座の間に皿ばね等の
   弾性部材を配置し、副弁は主弁に対して主弁の変位方向
   に規制されたリフトを有するように形成された減圧弁の
   主弁構造。