圧力バランス型制御弁
【課題】 弁体による流体の締切り性能を向上し、耐久性、寿命を高めることができると共に、種々の流体制御にも広く適用することができるようにする。
【解決手段】 弁体ガイド６を、第２弁座２１の位置で２分割して形成された上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとにより構成する。下側筒部６Ｂには、流路穴６Ｃよりも上側で上側筒部６Ａとの嵌合部側に弁座取付部６Ｄを設け、この弁座取付部６Ｄと上側筒部６Ａとの間には、第２弁座２１を移動可能に取付ける。第２弁座２１は、弁座取付部６Ｄ内に隙間をもって挿入され環状部２２Ａと筒部２２Ｂとの間に斜めに傾斜したシート面部２２Ｃが形成された可動シート２２と、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がＷ字状をなして形成され弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間に配設されたばね部材２３とにより構成している。
【解決手段】 弁体ガイド６を、第２弁座２１の位置で２分割して形成された上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとにより構成する。下側筒部６Ｂには、流路穴６Ｃよりも上側で上側筒部６Ａとの嵌合部側に弁座取付部６Ｄを設け、この弁座取付部６Ｄと上側筒部６Ａとの間には、第２弁座２１を移動可能に取付ける。第２弁座２１は、弁座取付部６Ｄ内に隙間をもって挿入され環状部２２Ａと筒部２２Ｂとの間に斜めに傾斜したシート面部２２Ｃが形成された可動シート２２と、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がＷ字状をなして形成され弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間に配設されたばね部材２３とにより構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発電所等において作動流体の流れを制御するのに好適に用いられる圧力バランス型制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所、原子力発電所等においては、例えば高温、高圧の蒸気等を含んだ流体の流量制御を行ったり、圧力制御を行ったりするために圧力バランス型制御弁を用いることが多い。
【０００３】
この種の従来技術による圧力バランス型制御弁は、制御対象となった流体の流入口、流出口を有した弁ハウジングと、前記流入口と流出口との間に位置して該弁ハウジング内に設けられ軸方向の一側が開口し軸方向の他側が前記弁ハウジングにより閉塞された筒状の弁体ガイドと、該弁体ガイドの径方向に穿設された流路穴と、該流路穴に対して軸方向の一側と他側とにそれぞれ離間して前記弁体ガイドの内周側に形成された環状の第１弁座，第２弁座と、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため前記弁体ガイド内に摺動変位可能に設けられ前記第１弁座，第２弁座に離，着座する第１弁部，第２弁部を有した弁体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、この場合の弁体には、前記弁体ガイドの軸方向一側と他側とを連通させるバランス孔を形成し、該バランス孔を通じて弁体の軸方向一側と他側とに同等の流体圧を作用させる構成としている。これによって、前記弁体は、その一側と他側とにおける受圧面積差に相当する力だけで、閉弁状態を保持することができるようになり、開弁時にも比較的小さい駆動力で弁体を動かすことができるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９０４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術による圧力バランス型制御弁は、弁体ガイドに設けた第１弁座と第２弁座とに対して弁体側の第１弁部と第２弁部とを離，着座させる構成であるため、両者の寸法公差等を厳しく管理する必要があり、両者の間に僅かでも寸法のバラツキ等が生じたときには、例えば第１弁部が第１弁座に着座しているときに、第２弁部を第２弁座に完全には着座させることができず、弁体の閉弁時における流体の締切り（遮断）性能が低下するという問題がある。
【０００７】
このため、他の従来技術では、例えば弁体の第２弁部側にフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）からなるシール部材を設け、このシール部材により弁体の締切り性能を向上させる構成としたものがある。しかし、このようなフッ素系樹脂からなるシール部材は、シール面に傷等が生じ易いという欠点があり、耐久性、寿命を向上することが難しい上に、例えば３００℃以上の高温では使用できず、適用可能な流体が制限されるという問題がある。
【０００８】
一方、弁体の外周側に金属製のピストンリングを装着してシール性を確保する構成とした別の従来技術も知られている。しかし、この場合には、金属製のピストンリングを拡，縮径できるようにするために、リングの周方向途中に合せ面部を形成する必要があり、この合せ面部の位置から流体洩れが発生してしまう。また、流体圧が高くなると、ピストンリングが内側に流体圧を受けて拡径するために、弁体ガイドの内周面にピストンリングの外周が強く接触するようになり、弁体の円滑な開，閉弁動作（摺動変位）が妨げられるという問題がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、弁体ガイド内での弁体の開，閉弁動作を円滑にして安定させることができ、弁体による流体の締切り性能を向上できる上に、耐久性、寿命を高めることができ、種々の流体制御にも広く適用することができるようにした圧力バランス型制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、流体の流入口と流出口とを有した弁ハウジングと、前記流入口と流出口との間に位置して該弁ハウジング内に設けられ軸方向の一側が開口端となって前記流入口と流出口のうちいずれか一方側に連通し軸方向の他側が前記弁ハウジングによって閉塞された筒状の弁体ガイドと、該弁体ガイドの径方向に穿設され前記流入口と流出口のうち他方側に連通した流路穴と、該流路穴よりも軸方向の一側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第１弁座と、前記流路穴よりも軸方向の他側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第２弁座と、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため前記弁体ガイド内に変位可能に設けられ前記第１弁座に離，着座する第１弁部および前記第２弁座に離，着座する第２弁部を有した弁体と、該弁体に形成され前記弁体ガイドの軸方向一側の室と他側の室とを連通することにより該弁体に軸方向の両側から作用する流体圧をバランスさせるバランス孔とを備えてなる圧力バランス型制御弁に適用される。
【００１１】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記弁体ガイドの第２弁座と前記弁体の第２弁部とのいずれか一方は、前記弁体ガイドの内周側と前記弁体の外周側との間に位置し軸方向に移動可能な別部材として形成された環状の可動シートと、前記弁体ガイドの軸方向他側の室と前記流路穴との間をシールするように該可動シートを付勢する環状のばね部材とにより構成したことにある。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流出口側に常時連通し、前記流路穴が流入口側に常時連通する構成とし、前記第２弁座は、前記弁体ガイドの軸方向に移動可能に設けられ前記弁体の第２弁部が離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体ガイドとの間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁部に向けて弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成している。
【００１３】
一方、請求項３の発明によると、前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流入口側に常時連通し、前記流路穴が流出口側に常時連通する構成とし、前記第２弁部は、前記弁体の軸方向に移動可能に設けられ前記弁体ガイドの第２弁座に対して離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体との間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁座に対して弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成している。
【００１４】
また、請求項４の発明によると、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がベローズ状をなすリング体として形成する構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
上述した如く、請求項１の発明によれば、弁体ガイドの軸方向一側が開口端となって流入口または流出口側に常時連通し、軸方向の他側は弁ハウジングにより閉塞されている。そして、弁体ガイドの径方向に穿設した流路穴は流出口または流入口側に常時連通し、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため第１弁座に離，着座する第１弁部および第２弁座に離，着座する第２弁部を有した弁体には、前記弁体ガイドの軸方向一側の室と他側の室とを連通させるバランス孔を設けているので、弁体の閉弁時に第１弁部が第１弁座に着座し、第２弁部が第２弁座に着座した状態では、例えば前記流入口に連通する弁体ガイドの流路穴を弁体により流出口側から遮断することができ、この流出口側の流体圧をバランス孔を通じて弁体の軸方向一側と他側との両方から作用させ、弁体を閉弁状態に保持するための力を小さく低減でき、弁体を開弁させる方向に大きな流体圧が作用するのを抑えることができる。
【００１６】
しかも、請求項１の発明では、前記第２弁座と第２弁部とのいずれか一方を、軸方向に移動可能な別部材として形成された環状の可動シートと、前記弁体ガイドの軸方向他側の室と前記流路穴との間をシールするように該可動シートを付勢する環状のばね部材とにより構成しているので、仮に弁体の第１弁部と第２弁部との離間寸法が、第１弁座と第２弁座との離間寸法に一致しないようなバラツキが存在する場合でも、弁体の第１弁部が第１弁座に着座した状態で、第２弁座または第２弁部は可動シートが軸方向に移動することによって前記寸法のバラツキを吸収することができ、相手方（第２弁部または第２弁座）に確実に着座できると共に、弁体による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明では、流路穴よりも弁体ガイドの軸方向他側に位置する第２弁座を、前記弁体の第２弁部が離，着座する環状の可動シートと、該可動シートを前記第２弁部に向けて弾性的に付勢する環状のばね部材とにより構成しているので、弁体の閉弁時に前記流入口に連通する弁体ガイドの流路穴から弁体の外周に沿って可動シートに流入口側の圧力が作用すると、このときの流体圧は可動シートを前記第２弁部に押付ける方向の背圧として働くようになる。
【００１８】
このため、仮に弁体の第１弁部と第２弁部との離間寸法が、第１弁座と第２弁座との離間寸法に一致しない場合でも、第２弁座を可動シートとばね部材とで構成することにより、弁体の第１弁部が第１弁座に着座した状態で、第２弁部を第２弁座側の可動シートに確実に着座させることができ、弁体による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。また、第２弁座を構成する可動シートとばね部材とを、耐熱性の高い金属材料等を用いて形成することにより、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができ、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。さらに、例えばピストンリング等を用いる必要がないので、弁体を弁体ガイド内で円滑に摺動変位することができ、弁体の開，閉弁動作を安定させることができる。
【００１９】
一方、請求項３の発明によると、弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が流入口側に常時連通し、流路穴が流出口側に常時連通する構成とし、第２弁部は、前記弁体ガイドの第２弁座に対して離，着座する可動シートと、該可動シートと弁体との間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁座に対して弾性的に付勢する環状のばね部材とにより構成しているので、弁体の第１弁部が第１弁座に着座した状態で、第２弁部側の可動シートを第２弁座に確実に着座させることができる。そして、弁体の閉弁時には流入口からの流体圧がバランス孔を通じて弁体ガイドの他側の室へと導かれるため、このときの流体圧を弁体の外周側から可動シートに対し背圧として作用させることができ、ばね部材と一緒に可動シートを第２弁座に向けて付勢することができる。これによって、弁体による流体の締切り（遮断）性能を向上することができ、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができると共に、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。
【００２０】
また、請求項４の発明は、ばね部材を、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がベローズ状をなすリング体として形成しているので、ばね部材の弾性変形能を向上できると共に、その両端側を弁体ガイド（または弁体）側と可動シートとに弾性変形状態で当接させつつ、両者の間を気液密にシールすることができ、例えば弁体ガイド（弁体）側と可動シートとの間から流体が漏洩するのをばね部材により遮断することができる。さらに、ばね部材を耐熱性の高い金属材料を用いて形成することにより、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができ、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態による圧力バランス型制御弁を添付図面の図１ないし図１５に従って詳細に説明する。
【００２２】
ここで、図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は本実施の形態で採用した圧力バランス型制御弁（以下、制御弁１という）で、この制御弁１は、後述の弁ハウジング２、弁体ガイド６、弁体７、弁開閉機構８、弁軸１９およびグランドパッキン２０等により構成されている。
【００２３】
そして、制御弁１は、所謂逆作動弁として構成され、後述の弁体７がスプリング９により常時閉弁方向に付勢されている。このため、逆作動弁である制御弁１は、外部から給排する圧縮空気（後述の圧力室１４）を大気圧のレベルまで低下させたときに、後述の弁体７はスプリング９によって全閉状態に保持されるものである。
【００２４】
２は制御弁１の外殻を構成する弁ハウジングで、この弁ハウジング２は、制御対象となる流体の流路途中に配設される弁箱３と、後述の支持フレーム４とから大略構成され、弁箱３内には制御対象の流体（例えば、高温、高圧の給水等）が流通するものである。
【００２５】
そして、弁箱３は、前記給水の流入口３Ａおよび流出口３Ｂと、該流入口３Ａと流出口３Ｂとの間に位置し後述の弁体ガイド６が嵌合される貫通穴３Ｃが穿設された仕切壁部３Ｄと、該仕切壁部３Ｄの貫通穴３Ｃと上，下で対向し貫通穴３Ｃよりも大径に形成された筒状開口部３Ｅとを有している。
【００２６】
４は弁箱３の上側に設けられ、弁ハウジング２の一部を構成する支持フレームで、該支持フレーム４の一端側は、筒状開口部３Ｅを上側から閉塞する蓋体部４Ａとなり、該蓋体部４Ａの中心側には後述の弁軸１９が挿通される軸挿通穴４Ｂが穿設されている。そして、該軸挿通穴４Ｂは、支持フレーム４の蓋体部４Ａ内を軸方向（上，下方向）に貫通して延び、その一端（下端）側は弁体ガイド６内と連通している。
【００２７】
また、支持フレーム４の蓋体部４Ａには、軸挿通穴４Ｂの上部側部位を拡径することにより段付穴として形成されたパッキン取付穴４Ｃが設けられ、該パッキン取付穴４Ｃは、その上端が蓋体部４Ａの上面に開口している。そして、このパッキン取付穴４Ｃ内には後述のグランドパッキン２０が側面圧（締め代）をもって取付けられるものである。
【００２８】
５は支持フレーム４の上端（他端）側に設けられ、支持フレーム４の一部となる支持板で、該支持板５は、支持フレーム４の上端側に複数のガイド部５Ａ，５Ａ，…等を介して取付けられ、後述のダイヤフラム１３を下側から支持するものである。そして、支持板５の各ガイド部５Ａは、後述の可動シェル１２を矢示Ｆ1，Ｆ2 方向に移動可能（上，下動可能）にガイドするものである。
【００２９】
６は流入口３Ａと流出口３Ｂとの間に位置して弁箱３内に設けられた筒状の弁体ガイドで、該弁体ガイド６は、後述する第２弁座２１の位置で上，下方向に２分割して形成された他側筒部としての上側筒部６Ａと一側筒部としての下側筒部６Ｂとにより構成されている。
【００３０】
そして、弁体ガイド６の上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとは、図３〜図６に示す如く後述の第２弁座２１を上，下方向（軸方向）から挟むように凹凸嵌合した状態でサブ組立される。この場合、弁体ガイド６は、上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとを第２弁座２１と一緒にサブ組立した状態で、筒状開口部３Ｅ側から弁箱３内に挿入される。そして、弁体ガイド６は、下側筒部６Ｂの一側（下端側）が貫通穴３Ｃに嵌合され、上側筒部６Ａの上端側（他側）には上方から蓋体部４Ａが嵌合されることにより弁箱３内に位置決めされている。
【００３１】
ここで、弁体ガイド６は、下側筒部６Ｂの一側（下端側）が開口端となって貫通穴３Ｃ（流出口３Ｂ）側に連通し、上側筒部６Ａの上端側（他側）は蓋体部４Ａにより閉塞されている。そして、弁体ガイド６内には、後述の弁体７が摺動変位可能に挿嵌して設けられ、弁体７は弁体ガイド６と協働して流入口３Ａと流出口３Ｂとの間を連通，遮断するものである。
【００３２】
また、弁体ガイド６の下側筒部６Ｂには、流入口３Ａ側と常時連通する流路穴６Ｃ，６Ｃ，…が径方向に穿設され、該流路穴６Ｃよりも上側（他側）には、上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとの間に位置して弁座取付部６Ｄが設けられている。そして、弁座取付部６Ｄは、下側筒部６Ｂの内周側をクランク状に切欠いた段付溝として形成され、この弁座取付部６Ｄと上側筒部６Ａの端面との間には後述の第２弁座２１が取付けられている。
【００３３】
一方、弁体ガイド６の下側筒部６Ｂの内周側には、流路穴６Ｃの下側（一側）に位置して環状の第１弁座６Ｅが形成され、該第１弁座６Ｅには、後述する弁体７の第１弁部７Ｃが離，着座する。そして、弁体ガイド６の流路穴６Ｃは、第１弁部７Ｃが第１弁座６Ｅから離座したときに貫通穴３Ｃ（流出口３Ｂ）側と連通し、第１弁部７Ｃが第１弁座６Ｅに着座したときに貫通穴３Ｃ（流出口３Ｂ）側に対して遮断されるものである。
【００３４】
ここで、弁体ガイド６内は、後述の弁体７により軸方向一側の室Ａ（以下、下側室Ａという）と、軸方向他側の室Ｂ（以下、上側室Ｂという）とに画成されている。そして、この場合の下側室Ａと上側室Ｂとは、後述する弁体７の各バランス孔７Ｅにより常時連通されるものである。
【００３５】
７は弁体ガイド６内に摺動可能に挿嵌された弁体で、該弁体７は、図２〜図６に示すように蓋部７Ａと、該蓋部７Ａの一側（下面側）から下向きに延び蓋部７Ａよりも小径に形成された筒部７Ｂとから有蓋筒状に形成されている。そして、筒部７Ｂの一側（下端側）外周には、前記第１弁座６Ｅに離，着座する第１弁部７Ｃが形成されている。また、筒部７Ｂの他側外周には、蓋部７Ａとの境界部位に位置して第２弁部７Ｄが形成され、該第２弁部７Ｄは、後述する第２弁座２１の可動シート２２に離，着座するものである。
【００３６】
また、弁体７の蓋部７Ａには、軸方向（上，下方向）に延びる複数のバランス孔７Ｅ，７Ｅ，…が設けられ、該各バランス孔７Ｅは、弁体ガイド６内の下側室Ａと上側室Ｂとを弁体７の上，下方向両側で常時連通させる。これにより、弁体７には、蓋部７Ａの上面側と下面側とに等しい流体圧が作用し、バランス孔７Ｅは弁体７に軸方向の両側から作用する流体圧をバランスさせるものである。
【００３７】
ここで、弁体７の蓋部７Ａは、図３中に示すように弁体ガイド６内で受圧面積Ｓａをもって流体圧を受圧し、筒部７Ｂ側では受圧面積Ｓｂ（Ｓｂ≒Ｓａ）をもって流体圧を受圧する。このため、弁体７の閉弁時には、両者の受圧面積差ΔＳ（ΔＳ＝Ｓａ−Ｓｂ）に相当する力だけで弁体７を閉弁方向に押圧することができ、その閉弁状態を保持することができる。また、弁体７の開弁時にも、受圧面積差ΔＳを小さく設定することにより、比較的小さい駆動力で弁体７を開弁方向に動かすことができ、これによって、弁体７が弁体ガイド６の内周面に沿って滑らかに開，閉弁動作するのを補償できるものである。
【００３８】
８は弁体７から離間して支持フレーム４の他端側に設けられた弁開閉機構で、該弁開閉機構８は、後述のばね受１８と支持板５との間に配設され、弁体７を常時閉弁方向に付勢したスプリング９と、後述する空気圧作動式のアクチュエータ１０等とにより構成されている。
【００３９】
１０は弁体７をスプリング９に抗して開弁方向に駆動する空気圧（気体圧）作動式のアクチュエータで、該アクチュエータ１０は、上，下の可動シェル１１，１２と、外周側が該可動シェル１１，１２間に挟持して設けられた可動隔壁としてのダイヤフラム１３とからなり、該ダイヤフラム１３は上側の可動シェル１１との間に圧力室１４を画成している。
【００４０】
ここで、可動シェル１１，１２は、支持フレーム４上の支持板５をダイヤフラム１３と共に上，下方向から取囲むように配設されている。そして、ダイヤフラム１３は、その中央部側が支持板５に固着され、該支持板５によって背面側から補強（バックアップ）されている。また、上側の可動シェル１１とダイヤフラム１３は、図１に示す如く圧力室１４内の空気圧を受圧するものである。
【００４１】
また、下側の可動シェル１２には、支持板５の各ガイド部５Ａが挿通される複数の挿通穴１２Ａ，１２Ａ，…が設けられ、これらの挿通穴１２Ａにより可動シェル１２は、支持フレーム４に対し各ガイド部５Ａに沿って上，下動可能に取付けられている。そして、可動シェル１２は、その内周側端部が後述する可動ヨーク１６の外周側に固着され、この可動ヨーク１６と一体に矢示Ｆ1 ，Ｆ2 方向に移動（上，下動）するものである。
【００４２】
１５は上側の可動シェル１１に設けられた気体圧の給排口で、該給排口１５には、外部の圧気源が空気圧配管（いずれも図示せず）等を介して接続され、これによってアクチュエータ１０の圧力室１４内には圧縮気体としての圧縮空気が給排される。そして、圧力室１４内の空気圧が最小の圧力になっている間は、スプリング９により可動シェル１１，１２および可動ヨーク１６等が矢示Ｆ1 方向に付勢され、これによって弁体７は図１に示す如く閉弁状態に保持される。
【００４３】
一方、アクチュエータ１０は、給排口１５から圧力室１４内に操作空気圧が供給されると、この空気圧が増加するに応じて圧力室１４内の容積を増大させる。そして、この圧力室１４内の空気圧により、可動シェル１１，１２は可動ヨーク１６等と共にスプリング９の付勢力に抗して矢示Ｆ2 方向に押動され、これによって弁体７は図５に示す如く弁開度が増大されるものである。
【００４４】
１６は支持フレーム４内に上，下動可能に設けられた可動枠体としての可動ヨークを示し、該可動ヨーク１６は有底の枠状体として形成され、スプリング９を径方向外側から覆う構成となっている。また、可動ヨーク１６の底部１６Ａ側には、後述の弁軸１９が固定して取付けられ、可動ヨーク１６は弁軸１９と共に駆動力伝達手段を構成するものである。
【００４５】
１７は可動ヨーク１６の底部１６Ａに設けられた固定ボルト、１８は該固定ボルト１７に緩止めナット１８Ａ等と一緒に螺合して設けられたばね受を示している。そして、該ばね受１８は、固定ボルト１７に対する螺合位置を緩止めナット１８Ａと一緒に変えることにより、スプリング９の付勢力を可変に調節できるものである。
【００４６】
１９は弁体７に対して可動ヨーク１６と共に駆動力を伝達する弁軸で、該弁軸１９は、図１に示すように支持フレーム４（蓋体部４Ａ）の軸挿通穴４Ｂ内に軸方向に摺動可能（上，下動可能）に挿嵌され、その下端側は弁体ガイド６内で弁体７に連結されている。また、弁軸１９の上端側は、可動ヨーク１６の底部１６Ａに固定（連結）されている。そして、弁軸１９は、可動ヨーク１６の動きを弁体７に伝達し、弁体７を上，下方向へと開，閉弁させるものである。
【００４７】
２０は支持フレーム４の蓋体部４Ａと弁軸１９との間をシールするグランドパッキンで、該グランドパッキン２０は、複数（例えば、９個）のパッキン材を支持フレーム４のパッキン取付穴４Ｃ内に互いに重合わせて装着することにより構成されている。そして、グランドパッキン２０は、それぞれのパッキン材が弁軸１９の外周面に締め代をもって摺接するものである。
【００４８】
これにより、グランドパッキン２０は、支持フレーム４の軸挿通穴４Ｂと弁軸１９との間をシールしている。このため、例えば弁箱３内を流れる高圧の給水等の流体は、支持フレーム４の軸挿通穴４Ｂを介して外部に漏洩するのをグランドパッキン２０によって防止される。
【００４９】
２１は弁体ガイド６に可動に設けた第２弁座で、該第２弁座２１は、弁体ガイド６の上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとの間に位置して下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に取付けられている。そして、第２弁座２１は、図３、図４に示すように後述の可動シート２２とばね部材２３とにより構成され、弁体７の第２弁部７Ｄが離，着座するものである。
【００５０】
２２は第２弁座２１を構成する可動シートで、該可動シート２２は、図３〜図７に示すように耐熱性の高い金属材料等を用いて横断面が略Ｌ字状をなす環状シートとして形成され、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に移動可能に配置（隙間をもって嵌合）されている。そして、可動シート２２は、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に隙間をもって挿入され、弁座取付部６Ｄ内を周方向に延びる環状部２２Ａと、該環状部２２Ａの内周側から軸方向一側（下側）に向けて延び弁体７の外周を小さな隙間を介して取囲む筒部２２Ｂと、該筒部２２Ｂと環状部２２Ａとの間に形成されたシート面部２２Ｃとにより構成されている。
【００５１】
そして、可動シート２２のシート面部２２Ｃは、弁体７の第２弁部７Ｄに対応した傾斜面として形成され、弁体７の閉弁時には、図４に示すように第２弁部７Ｄがシート面部２２Ｃに着座して両者の間を遮断するものである。また、可動シート２２の環状部２２Ａと筒部２２Ｂとは、後述のばね部材２３を下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄとの間で全周にわたって取囲み、ばね部材２３を弁座取付部６Ｄ内に安定した状態で収納し保持するものである。
【００５２】
２３は可動シート２２と共に第２弁座２１を構成する環状のばね部材で、該ばね部材２３は、耐熱性を有する弾性金属材料、例えば耐熱ニッケル合金等の金属材料を用いて横断面が屈曲したジグザグ形状に形成され、例えば３００℃以上の高温下でもばね性を保持できるものである。そして、ばね部材２３は、弁体ガイド６内の上側室Ｂと流路穴６Ｃとの間を可動シート２２と一緒にシールするように可動シート２２を上方（軸方向他側）に向けて付勢するものである。
【００５３】
この場合、ばね部材２３は、図４、図６および図８に示す如く外周側にＵ字状またはＶ字状に屈曲した２個の屈曲部２３Ａ，２３Ａを有し、内周側には同じくＵ字状またはＶ字状に屈曲した１個の屈曲部２３Ｂを有している。そして、ばね部材２３は、これらの屈曲部２３Ａ，２３Ｂによりジグザグ形状をなすようにベローズ状に折曲げられ、その横断面はＷ字状をなすリング体として形成されている。なお、ばね部材２３は、横断面がＷ字状のものに限るものではなく、多数個の凹凸部からなるジグザグ形をしたベローズ状のリング体として形成すればよい。
【００５４】
ここで、ばね部材２３は、図３〜図６に示すように下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間に締代をもって配設され、可動シート２２の環状部２２Ａを軸方向他側（上方）に向けて付勢することにより、弁体７の第２弁部７Ｄが可動シート２２のシート面部２２Ｃに安定して着座するのを補償するものである。また、ばね部材２３は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２の環状部２２Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールする機能も有している。
【００５５】
本実施の形態による圧力バランス型制御弁１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００５６】
まず、弁開閉機構８のアクチュエータ１０は、圧力室１４内の空気圧が大気圧に近い最小の圧力状態におかれるときに、可動シェル１１，１２および可動ヨーク１６等がスプリング９により矢示Ｆ1 方向に付勢され、このときの付勢力が弁軸１９を介して弁体７へと伝達されることにより、弁体７は弁体ガイド６内で図１および図２に示す如く閉弁状態におかれる。
【００５７】
次に、アクチュエータ１０の給排口１５から圧力室１４内に圧縮空気を供給すると、圧力室１４は内部の容積が増大され、圧力室１４内の空気圧により可動シェル１１，１２が可動ヨーク１６等と共にスプリング９の付勢力に抗して矢示Ｆ2 方向に押動される。そして、この矢示Ｆ2 方向の駆動力（押動力）は弁軸１９を介して弁体７へと伝達される。
【００５８】
このため、弁体７は弁体ガイド６内を上向きに摺動変位し、図５に示す如く第１弁部７Ｃが弁体ガイド６の第１弁座６Ｅから離座して開度が増大される。そして、弁体７が開弁した状態では、弁箱３の流入口３Ａから流出口３Ｂに向けて弁体ガイド６の各流路穴６Ｃ内を矢示Ｃ方向へと給水が流れ、給水の流量は、弁体７の開度に応じて制御される。
【００５９】
ところで、弁体７の蓋部７Ａには、軸方向（上，下方向）に延びる複数のバランス孔７Ｅ，７Ｅ，…を穿設し、該各バランス孔７Ｅにより、弁体７には蓋部７Ａの上面側と下面側とに等しい流体圧を作用させ、弁体７が弁体ガイド６の内周面に沿って滑らかに開，閉弁動作するのを補償できるようにしている。
【００６０】
しかし、このためには弁体ガイド６に流路穴６Ｃの上，下に離間して第１弁座６Ｅと第２弁座２１とを設け、弁体７の外周側には、第１弁座６Ｅに離，着座する第１弁部７Ｃと第２弁座２１に離，着座する第２弁部７Ｄとを設け、両者の離，着座するタイミングを一致させる必要があり、製作時の寸法管理等が難しくなってしまう。
【００６１】
そこで、本実施の形態では、弁体ガイド６を、第２弁座２１の位置で上，下方向に２分割して形成された上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとにより構成し、該下側筒部６Ｂには、流路穴６Ｃよりも上側（他側）で、上側筒部６Ａとの嵌合部側寄りに位置して弁座取付部６Ｄを設け、この弁座取付部６Ｄと上側筒部６Ａの端面との間には、第２弁座２１を軸方向（上，下方向）に移動可能に取付ける構成としている。
【００６２】
そして、この場合の第２弁座２１は、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に隙間をもって挿入され、環状部２２Ａと筒部２２Ｂとの間に斜めに傾斜したシート面部２２Ｃが形成された環状の可動シート２２と、例えば耐熱ニッケル合金等の耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がＷ字状をなすリングとして形成され、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間に締代をもって配設されたばね部材２３とにより構成している。
【００６３】
このため、仮に弁体７の第１弁部７Ｃと第２弁部７Ｄとの離間寸法（軸方向の間隔）が、第１弁座６Ｅと第２弁座２１との離間寸法に一致しないようなバラツキ等が存在する場合でも、第２弁座２１の可動シート２２は、ばね部材２３の弾性変形により軸方向に移動可能となっているので、寸法のバラツキを容易に吸収することができる。これにより、弁体７の第１弁部７Ｃが第１弁座６Ｅに着座するときには、第２弁部７Ｄを第２弁座２１の可動シート２２（シート面部２２Ｃ）に確実に着座させることができ、弁体７による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。
【００６４】
しかも、弁体７の閉弁時に弁体ガイド６の流路穴６Ｃから弁体７の外周に沿って可動シート２２に矢示Ｄ方向（図３、図４参照）の圧力が流入口３Ａ側から作用しても、可動シート２２は矢示Ｄ方向の流体圧を背圧として受圧することができ、可動シート２２のシート面部２２Ｃをばね部材２３と一緒に第２弁部７Ｄに押付ける方向に付勢することができる。このため、第２弁部７Ｄと第２弁座２１とのシール性を効果的に高めることができ、弁体７による流体の締切り（遮断）性能をより一層に向上することができる。
【００６５】
また、可動シート２２の環状部２２Ａと筒部２２Ｂとは、ばね部材２３を下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄとの間で全周にわたって取囲む構成としているので、ばね部材２３を弁座取付部６Ｄ内に安定した状態で収納するように保持することができ、例えば図４中で矢示Ｄ方向に作用する流体圧が、ばね部材２３に高圧状態のまま付加されるのを防ぐことができると共に、ばね部材２３が流体圧を直接的に受けるのを抑えることができる。
【００６６】
そして、ばね部材２３は、可動シート２２の環状部２２Ａを軸方向他側（上方）に向けて付勢することにより、弁体７の第２弁部７Ｄが可動シート２２のシート面部２２Ｃに安定して着座するのを補償することができる。また、ばね部材２３は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２の環状部２２Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールすることができ、例えば弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間から流体が漏洩するのをばね部材２３により遮断することができる。
【００６７】
また、第２弁座２１を構成する可動シート２２とばね部材２３とを、耐熱性の高い金属材料等を用いて形成することにより、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができ、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。
【００６８】
さらに、例えば従来技術で用いているピストンリング等のように、周方向の途中位置に合せ面部（切欠き）等が存在しない、無端のリング体として可動シート２２を形成することができるので、弁体７を弁体ガイド６内で円滑に摺動変位することができ、弁体７の開，閉弁動作を安定させることができる。
【００６９】
次に、図９ないし図１５は本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、例えば発電所の給水等の流体が弁箱内を逆向きに流れる構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７０】
図中、３１は本実施の形態で採用した弁ハウジングを示し、該弁ハウジング３１は、第１の実施の形態で述べた弁ハウジング２とほぼ同様に構成され、弁箱３２と支持フレーム４とを有している。しかし、この場合の弁ハウジング３１は、後述する弁箱３２内を矢示Ｃ′方向に流体（給水）が流れる点で第１の実施の形態とは異なるものである。
【００７１】
３２は本実施の形態で採用した弁箱で、該弁箱３２は、第１の実施の形態で述べた弁箱３とほぼ同様に構成され、流入口３２Ａ、流出口３２Ｂ、貫通穴３２Ｃ、仕切壁部３２Ｄおよび筒状開口部３２Ｅを有している。しかし、この場合の弁箱３２は、流入口３２Ａが図９中の左手側に配置され、流出口３２Ｂが右手側に配置され、内部を流体が矢示Ｃ′方向に流れる点で、第１の実施の形態とは異なっている。
【００７２】
３３は弁箱３２内に設けられた筒状の弁体ガイドで、該弁体ガイド３３も、第１の実施の形態で述べた弁体ガイド６とほぼ同様に構成され、筒状開口部３２Ｅ側から弁箱３２内に挿入される。そして、弁体ガイド３３は、軸方向の一側（下端側）が貫通穴３２Ｃに嵌合され、他側（上端側）が蓋体部４Ａに嵌合することにより弁箱３２内に位置決めされている。
【００７３】
しかし、この場合の弁体ガイド３３は、単一の筒体として形成され、各流路穴３３Ａの軸方向一側と他側とに第１弁座３３Ｂと第２弁座３３Ｃとが一体に形成されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。また、弁体ガイド３３内は、後述の弁体３４により軸方向一側の室Ａ（以下、下側室Ａという）と、軸方向他側の室Ｂ（以下、上側室Ｂという）とに画成されている。そして、下側室Ａと上側室Ｂとは、後述する弁体３４の各バランス孔３４Ｄにより常時連通されている。
【００７４】
３４は弁体ガイド３３内に摺動可能に挿嵌された弁体で、該弁体３４は、第１の実施の形態で述べた弁体７とほぼ同様に構成され、蓋部３４Ａと筒部３４Ｂとにより有蓋筒状に形成されている。そして、筒部３４Ｂの一側（下端側）外周には、弁体ガイド３３の第１弁座３３Ｂに離，着座する第１弁部３４Ｃが形成され、蓋部７Ａには軸方向（上，下方向）に延びる複数のバランス孔３４Ｄ，３４Ｄ，…が設けられている。
【００７５】
しかし、この場合の弁体３４は、蓋部３４Ａの外周側に後述の第２弁部３７等を着脱可能に取付けるための取付用段差部３４Ｅが設けられ、該取付用段差部３４Ｅは、蓋部３４Ａの外周側を一側（下端側）から他側（上端側）に向けて３段階で縮径するようクランク状に切欠いた段付溝として形成されている。そして、取付用段差部３４Ｅの下部側には、後述の第２弁部３７が取付けられ、上部側には第２弁部３７を抜止め状態に保持するための弁部押え３５が固定して設けられるものである。
【００７６】
ここで、弁部押え３５は、取付用段差部３４Ｅ（蓋部３４Ａの外周側）に着脱可能に取付けられるリングとして形成され、後述の第２弁部３７と共に弁体３４の一部を構成するものである。そして、弁体３４の蓋部３４Ａ（弁部押え３５を含む）は、図１０中に示すように弁体ガイド３３内で受圧面積Ｓａをもって流体圧を受圧し、筒部３４Ｂ側では受圧面積Ｓｂ（Ｓｂ≒Ｓａ）をもって流体圧を受圧するものである。
【００７７】
また、弁部押え３５の下部外周側には、後述する可動シート３８の筒部３８Ｂが小さな隙間をもって挿入されるように横断面がＬ字状をなした環状の切欠き部３５Ａが形成されている。さらに、弁部押え３５の下部内周側には、蓋部３４Ａの外周側（取付用段差部３４Ｅ）との間に耐熱性のシール部材３６が設けられ、該シール部材３６は、弁体３４の蓋部３４Ａと弁部押え３５との間を気液密にシールするものである。
【００７８】
３７は弁体３４に可動に設けられた第２弁部で、この第２弁部３７は、弁体３４の取付用段差部３４Ｅに対して弁部押え３５よりも先に取付けられ、その後に弁部押え３５によって取付用段差部３４Ｅ内に抜止め状態で保持されるものである。そして、第２弁部３７は、図１０〜図１３に示すように後述の可動シート３８とばね部材３９とにより構成され、弁体ガイド３３の第２弁座３３Ｃに対して離，着座するものである。
【００７９】
３８は第２弁部３７を構成する可動シートで、該可動シート３８は、図１０〜図１４に示すように耐熱性の高い金属材料等を用いて横断面が略Ｌ字状をなす環状シートとして形成され、取付用段差部３４Ｅの下部側に軸方向で移動可能に配置されている。そして、可動シート３８は、蓋部３４Ａの外周側で取付用段差部３４Ｅ内に隙間をもって挿入され、取付用段差部３４Ｅの周方向に延びる環状部３８Ａと、該環状部３８Ａの外周側から軸方向他側（上側）に向けて延び上端側が弁部押え３５の外周側に小さな隙間を介して遊嵌された筒部３８Ｂと、該筒部３８Ｂと環状部３８Ａとの間に形成されたシート面部３８Ｃとにより構成されている。
【００８０】
そして、可動シート３８のシート面部３８Ｃは、弁体ガイド３３の第２弁座３３Ｃに対応した傾斜面として形成され、弁体３４の閉弁時には、図１１に示すように第２弁座３３Ｃにシート面部３８Ｃが着座して両者の間を遮断するものである。また、可動シート３８の環状部３８Ａと筒部３８Ｂとは、後述のばね部材３９を蓋部３４Ａの外周側（取付用段差部３４Ｅ）との間で全周にわたって取囲み、ばね部材３９を取付用段差部３４Ｅ内に安定した状態で収納し保持するものである。
【００８１】
３９は可動シート３８と共に第２弁部３７を構成する環状のばね部材で、該ばね部材３９は、第１の実施の形態で述べたばね部材２３とほぼ同様に構成され、横断面が屈曲したジグザグ形状に形成されている。そして、ばね部材３９は、弁体ガイド３３内の上側室Ｂと流路穴３３Ａとの間を可動シート３８と一緒にシールするように可動シート３８を下方（軸方向の一側）に向けて付勢している。
【００８２】
しかし、この場合のばね部材３９は、図１１、図１３および図１５に示す如く内周側にＵ字状またはＶ字状に屈曲した２個の屈曲部３９Ａ，３９Ａを有し、外周側には同じくＵ字状またはＶ字状に屈曲した１個の屈曲部３９Ｂを有している。そして、ばね部材３９は、これらの屈曲部３９Ａ，３９Ｂによりジグザグ形状をなすようにＷ字状に折曲げられ、その横断面はＷ字状をなすリング体として形成されている。
【００８３】
ここで、ばね部材３９は、図１０〜図１３に示すように蓋部３４Ａの外周側に位置する取付用段差部３４Ｅ内で弁部押え３５と可動シート３８との間に締代をもって配設され、可動シート３８の環状部３８Ａを軸方向一側（下方）に向けて付勢することにより、弁体ガイド３３の第２弁座３３Ｃに対して可動シート３８のシート面部３８Ｃが安定して着座するのを補償するものである。また、ばね部材３９は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が取付用段差部３４Ｅ内で弁部押え３５と可動シート３８の環状部３８Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールする機能も有している。
【００８４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、弁体ガイド３３の第１弁座３３Ｂと第２弁座３３Ｃに対して弁体３４の第１弁部３４Ｃと第２弁部３７とが離，着座するタイミングを一致させることができ、前記第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
【００８５】
即ち、本実施の形態では、弁体３４の筒部３４Ｂ外周側に環状の取付用段差部３４Ｅを設け、該取付用段差部３４Ｅの下部側には第２弁部３７を軸方向（上，下方向）に移動可能に配置すると共に、取付用段差部３４Ｅの上部側には、該第２弁部３７を抜止め状態に保持する弁部押え３５を固定して設ける構成としている。
【００８６】
そして、この場合の第２弁部３７は、蓋部３４Ａの外周側で取付用段差部３４Ｅ内に隙間をもって挿入され、環状部３８Ａと筒部３８Ｂとの間に斜めに傾斜したシート面部３８Ｃが形成された環状の可動シート３８と、例えば耐熱ニッケル合金等の耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がＷ字状をなすリングとして形成され、取付用段差部３４Ｅ内で弁部押え３５と可動シート３８との間に締代をもって配設されたばね部材３９とにより構成している。
【００８７】
このため、仮に弁体３４の第１弁部３４Ｃと第２弁部３７との離間寸法（軸方向の間隔）が、弁体ガイド３３の第１弁座３３Ｂと第２弁部３３Ｃとの離間寸法に一致しない場合でも、第２弁部３７の可動シート３８は、ばね部材３９の弾性変形により軸方向に移動可能となっているので、弁体３４の第１弁部３４Ｃが第１弁座３３Ｂに着座するときに、第２弁座３３Ｃに対して第２弁部３７の可動シート３８（シート面部３８Ｃ）を確実に着座させることができ、弁体３４による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。
【００８８】
しかも、弁体３４の閉弁時に流入口３２Ａ側からの流体圧が弁体３４のバランス孔３４Ｄを介して弁体３４の蓋部３４Ａ、弁部押え３５に閉弁方向に作用すると共に、弁部押え３５の外周に沿って可動シート３８に矢示Ｄ′方向（図１０、図１１参照）から作用しても、可動シート３８は矢示Ｄ′方向の流体圧を背圧として受圧することができ、可動シート３８のシート面部３８Ｃをばね部材３９と一緒に第２弁座３３Ｃに押付ける方向に付勢することができる。このため、第２弁座３３Ｃと第２弁部３７とのシール性を効果的に高めることができ、弁体３４による流体の締切り（遮断）性能をより一層に向上することができる。
【００８９】
また、可動シート３８の環状部３８Ａと筒部３８Ｂとは、ばね部材３９を弁体３４の取付用段差部３４Ｅと弁部押え３５との間で全周にわたって取囲む構成としているので、ばね部材３９を取付用段差部３４Ｅの下部側に安定した状態で収納するように保持することができ、例えば図１１中で矢示Ｄ′方向に作用する流体圧が、ばね部材３９に高圧状態のまま付加されるのを防ぐことができると共に、ばね部材３９が流体圧を直接的に受けるのを抑えることができる。
【００９０】
そして、ばね部材３９は、可動シート３８の環状部３８Ａを軸方向下側（下方）に向けて付勢することにより、弁体３４の第２弁部３７（可動シート３８のシート面部３８Ｃ）が第２弁座３３Ｃに対し安定して着座するのを補償することができる。また、ばね部材３９は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が弁部押え３５の下面と可動シート３８の環状部３８Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールすることができ、例えば弁部押え３５と可動シート３８との間から流体が漏洩するのをばね部材３９により遮断することができる。
【００９１】
なお、前記第１の実施の形態では、第２弁座２１を可動シート２２と共に構成するばね部材２３を、横断面がＷ字状をなすリング体として形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、ばね部材を横断面がジグザグ状に屈曲した形状（例えば、横断面がＶ字状、Ｕ字状、Ｍ字状またはＮ字状をなす形状）のリング体として形成する構成としてもよい。そして、この点は第２の実施の形態で述べたばね部材３９についても同様である。
【００９２】
また、前記第１，第２の実施の形態では、弁体７，３４がスプリング９により常時閉弁方向に付勢される所謂逆作動弁として構成された圧力バランス型制御弁１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば常開の正作動弁として構成された圧力バランス型制御弁にも適用できるものである。
【００９３】
さらに、前述した各実施の形態では、原子力発電所等で用いる制御弁１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば石油化学コンビナート、化学プラントまたは精油所で用いられる制御弁等、種々の流体の流れを制御する制御弁に対しても適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による圧力バランス型制御弁の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１中の弁箱、弁体ガイドおよび弁体等とを拡大して示す部分断面図である。
【図３】図２中の弁体ガイドおよび弁体を拡大して示す断面図である。
【図４】図３中の第２弁座と第２弁部等とを拡大して示す要部断面図である。
【図５】弁体が開弁した状態を示す図３と同様位置での断面図である。
【図６】図５中の第２弁座と第２弁部等を拡大して示す要部断面図である。
【図７】図３中の可動シートを単体として示す一部破断の斜視図である。
【図８】図３中のばね部材を単体として示す一部破断の斜視図である。
【図９】第２の実施の形態による弁箱、弁体ガイドおよび弁体等を示す部分断面図である。
【図１０】図９中の弁体ガイドおよび弁体を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１０中の第２弁座と第２弁部等とを拡大して示す要部断面図である。
【図１２】弁体が開弁した状態を示す図１０と同様位置での断面図である。
【図１３】図１２中の第２弁座と第２弁部等とを拡大して示す要部断面図である。
【図１４】図１０中の可動シートを単体として示す一部破断の斜視図である。
【図１５】図１０中のばね部材を単体として示す一部破断の斜視図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 圧力バランス型制御弁
２，３１ 弁ハウジング
３，３２ 弁箱
３Ａ，３２Ａ 流入口
３Ｂ，３２Ｂ 流出口
４ 支持フレーム
４Ａ 蓋体部
６，３３ 弁体ガイド
６Ａ 上側筒部
６Ｂ 下側筒部
６Ｃ，３３Ａ 流路穴
６Ｄ 弁座取付部
６Ｅ，３３Ｂ 第１弁座
７，３４ 弁体
７Ｃ，３４Ｃ 第１弁部
７Ｄ，３７ 第２弁部
７Ｅ，３４Ｄ バランス孔
８ 弁開閉機構
９ スプリング
１０ アクチュエータ
１１，１２ 可動シェル
１３ ダイヤフラム
１４ 圧力室
１６ 可動ヨーク
１９ 弁軸
２１，３３Ｃ 第２弁座
２２，３８ 可動シート
２３，３９ ばね部材
３４Ｅ 取付用段差部
３５ 弁部押え
Ａ 下側室（軸方向一側の室）
Ｂ 上側室（軸方向他側の室）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発電所等において作動流体の流れを制御するのに好適に用いられる圧力バランス型制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所、原子力発電所等においては、例えば高温、高圧の蒸気等を含んだ流体の流量制御を行ったり、圧力制御を行ったりするために圧力バランス型制御弁を用いることが多い。
【０００３】
この種の従来技術による圧力バランス型制御弁は、制御対象となった流体の流入口、流出口を有した弁ハウジングと、前記流入口と流出口との間に位置して該弁ハウジング内に設けられ軸方向の一側が開口し軸方向の他側が前記弁ハウジングにより閉塞された筒状の弁体ガイドと、該弁体ガイドの径方向に穿設された流路穴と、該流路穴に対して軸方向の一側と他側とにそれぞれ離間して前記弁体ガイドの内周側に形成された環状の第１弁座，第２弁座と、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため前記弁体ガイド内に摺動変位可能に設けられ前記第１弁座，第２弁座に離，着座する第１弁部，第２弁部を有した弁体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、この場合の弁体には、前記弁体ガイドの軸方向一側と他側とを連通させるバランス孔を形成し、該バランス孔を通じて弁体の軸方向一側と他側とに同等の流体圧を作用させる構成としている。これによって、前記弁体は、その一側と他側とにおける受圧面積差に相当する力だけで、閉弁状態を保持することができるようになり、開弁時にも比較的小さい駆動力で弁体を動かすことができるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９０４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術による圧力バランス型制御弁は、弁体ガイドに設けた第１弁座と第２弁座とに対して弁体側の第１弁部と第２弁部とを離，着座させる構成であるため、両者の寸法公差等を厳しく管理する必要があり、両者の間に僅かでも寸法のバラツキ等が生じたときには、例えば第１弁部が第１弁座に着座しているときに、第２弁部を第２弁座に完全には着座させることができず、弁体の閉弁時における流体の締切り（遮断）性能が低下するという問題がある。
【０００７】
このため、他の従来技術では、例えば弁体の第２弁部側にフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）からなるシール部材を設け、このシール部材により弁体の締切り性能を向上させる構成としたものがある。しかし、このようなフッ素系樹脂からなるシール部材は、シール面に傷等が生じ易いという欠点があり、耐久性、寿命を向上することが難しい上に、例えば３００℃以上の高温では使用できず、適用可能な流体が制限されるという問題がある。
【０００８】
一方、弁体の外周側に金属製のピストンリングを装着してシール性を確保する構成とした別の従来技術も知られている。しかし、この場合には、金属製のピストンリングを拡，縮径できるようにするために、リングの周方向途中に合せ面部を形成する必要があり、この合せ面部の位置から流体洩れが発生してしまう。また、流体圧が高くなると、ピストンリングが内側に流体圧を受けて拡径するために、弁体ガイドの内周面にピストンリングの外周が強く接触するようになり、弁体の円滑な開，閉弁動作（摺動変位）が妨げられるという問題がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、弁体ガイド内での弁体の開，閉弁動作を円滑にして安定させることができ、弁体による流体の締切り性能を向上できる上に、耐久性、寿命を高めることができ、種々の流体制御にも広く適用することができるようにした圧力バランス型制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、流体の流入口と流出口とを有した弁ハウジングと、前記流入口と流出口との間に位置して該弁ハウジング内に設けられ軸方向の一側が開口端となって前記流入口と流出口のうちいずれか一方側に連通し軸方向の他側が前記弁ハウジングによって閉塞された筒状の弁体ガイドと、該弁体ガイドの径方向に穿設され前記流入口と流出口のうち他方側に連通した流路穴と、該流路穴よりも軸方向の一側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第１弁座と、前記流路穴よりも軸方向の他側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第２弁座と、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため前記弁体ガイド内に変位可能に設けられ前記第１弁座に離，着座する第１弁部および前記第２弁座に離，着座する第２弁部を有した弁体と、該弁体に形成され前記弁体ガイドの軸方向一側の室と他側の室とを連通することにより該弁体に軸方向の両側から作用する流体圧をバランスさせるバランス孔とを備えてなる圧力バランス型制御弁に適用される。
【００１１】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記弁体ガイドの第２弁座と前記弁体の第２弁部とのいずれか一方は、前記弁体ガイドの内周側と前記弁体の外周側との間に位置し軸方向に移動可能な別部材として形成された環状の可動シートと、前記弁体ガイドの軸方向他側の室と前記流路穴との間をシールするように該可動シートを付勢する環状のばね部材とにより構成したことにある。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流出口側に常時連通し、前記流路穴が流入口側に常時連通する構成とし、前記第２弁座は、前記弁体ガイドの軸方向に移動可能に設けられ前記弁体の第２弁部が離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体ガイドとの間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁部に向けて弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成している。
【００１３】
一方、請求項３の発明によると、前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流入口側に常時連通し、前記流路穴が流出口側に常時連通する構成とし、前記第２弁部は、前記弁体の軸方向に移動可能に設けられ前記弁体ガイドの第２弁座に対して離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体との間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁座に対して弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成している。
【００１４】
また、請求項４の発明によると、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がベローズ状をなすリング体として形成する構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
上述した如く、請求項１の発明によれば、弁体ガイドの軸方向一側が開口端となって流入口または流出口側に常時連通し、軸方向の他側は弁ハウジングにより閉塞されている。そして、弁体ガイドの径方向に穿設した流路穴は流出口または流入口側に常時連通し、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため第１弁座に離，着座する第１弁部および第２弁座に離，着座する第２弁部を有した弁体には、前記弁体ガイドの軸方向一側の室と他側の室とを連通させるバランス孔を設けているので、弁体の閉弁時に第１弁部が第１弁座に着座し、第２弁部が第２弁座に着座した状態では、例えば前記流入口に連通する弁体ガイドの流路穴を弁体により流出口側から遮断することができ、この流出口側の流体圧をバランス孔を通じて弁体の軸方向一側と他側との両方から作用させ、弁体を閉弁状態に保持するための力を小さく低減でき、弁体を開弁させる方向に大きな流体圧が作用するのを抑えることができる。
【００１６】
しかも、請求項１の発明では、前記第２弁座と第２弁部とのいずれか一方を、軸方向に移動可能な別部材として形成された環状の可動シートと、前記弁体ガイドの軸方向他側の室と前記流路穴との間をシールするように該可動シートを付勢する環状のばね部材とにより構成しているので、仮に弁体の第１弁部と第２弁部との離間寸法が、第１弁座と第２弁座との離間寸法に一致しないようなバラツキが存在する場合でも、弁体の第１弁部が第１弁座に着座した状態で、第２弁座または第２弁部は可動シートが軸方向に移動することによって前記寸法のバラツキを吸収することができ、相手方（第２弁部または第２弁座）に確実に着座できると共に、弁体による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明では、流路穴よりも弁体ガイドの軸方向他側に位置する第２弁座を、前記弁体の第２弁部が離，着座する環状の可動シートと、該可動シートを前記第２弁部に向けて弾性的に付勢する環状のばね部材とにより構成しているので、弁体の閉弁時に前記流入口に連通する弁体ガイドの流路穴から弁体の外周に沿って可動シートに流入口側の圧力が作用すると、このときの流体圧は可動シートを前記第２弁部に押付ける方向の背圧として働くようになる。
【００１８】
このため、仮に弁体の第１弁部と第２弁部との離間寸法が、第１弁座と第２弁座との離間寸法に一致しない場合でも、第２弁座を可動シートとばね部材とで構成することにより、弁体の第１弁部が第１弁座に着座した状態で、第２弁部を第２弁座側の可動シートに確実に着座させることができ、弁体による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。また、第２弁座を構成する可動シートとばね部材とを、耐熱性の高い金属材料等を用いて形成することにより、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができ、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。さらに、例えばピストンリング等を用いる必要がないので、弁体を弁体ガイド内で円滑に摺動変位することができ、弁体の開，閉弁動作を安定させることができる。
【００１９】
一方、請求項３の発明によると、弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が流入口側に常時連通し、流路穴が流出口側に常時連通する構成とし、第２弁部は、前記弁体ガイドの第２弁座に対して離，着座する可動シートと、該可動シートと弁体との間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁座に対して弾性的に付勢する環状のばね部材とにより構成しているので、弁体の第１弁部が第１弁座に着座した状態で、第２弁部側の可動シートを第２弁座に確実に着座させることができる。そして、弁体の閉弁時には流入口からの流体圧がバランス孔を通じて弁体ガイドの他側の室へと導かれるため、このときの流体圧を弁体の外周側から可動シートに対し背圧として作用させることができ、ばね部材と一緒に可動シートを第２弁座に向けて付勢することができる。これによって、弁体による流体の締切り（遮断）性能を向上することができ、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができると共に、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。
【００２０】
また、請求項４の発明は、ばね部材を、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がベローズ状をなすリング体として形成しているので、ばね部材の弾性変形能を向上できると共に、その両端側を弁体ガイド（または弁体）側と可動シートとに弾性変形状態で当接させつつ、両者の間を気液密にシールすることができ、例えば弁体ガイド（弁体）側と可動シートとの間から流体が漏洩するのをばね部材により遮断することができる。さらに、ばね部材を耐熱性の高い金属材料を用いて形成することにより、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができ、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態による圧力バランス型制御弁を添付図面の図１ないし図１５に従って詳細に説明する。
【００２２】
ここで、図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は本実施の形態で採用した圧力バランス型制御弁（以下、制御弁１という）で、この制御弁１は、後述の弁ハウジング２、弁体ガイド６、弁体７、弁開閉機構８、弁軸１９およびグランドパッキン２０等により構成されている。
【００２３】
そして、制御弁１は、所謂逆作動弁として構成され、後述の弁体７がスプリング９により常時閉弁方向に付勢されている。このため、逆作動弁である制御弁１は、外部から給排する圧縮空気（後述の圧力室１４）を大気圧のレベルまで低下させたときに、後述の弁体７はスプリング９によって全閉状態に保持されるものである。
【００２４】
２は制御弁１の外殻を構成する弁ハウジングで、この弁ハウジング２は、制御対象となる流体の流路途中に配設される弁箱３と、後述の支持フレーム４とから大略構成され、弁箱３内には制御対象の流体（例えば、高温、高圧の給水等）が流通するものである。
【００２５】
そして、弁箱３は、前記給水の流入口３Ａおよび流出口３Ｂと、該流入口３Ａと流出口３Ｂとの間に位置し後述の弁体ガイド６が嵌合される貫通穴３Ｃが穿設された仕切壁部３Ｄと、該仕切壁部３Ｄの貫通穴３Ｃと上，下で対向し貫通穴３Ｃよりも大径に形成された筒状開口部３Ｅとを有している。
【００２６】
４は弁箱３の上側に設けられ、弁ハウジング２の一部を構成する支持フレームで、該支持フレーム４の一端側は、筒状開口部３Ｅを上側から閉塞する蓋体部４Ａとなり、該蓋体部４Ａの中心側には後述の弁軸１９が挿通される軸挿通穴４Ｂが穿設されている。そして、該軸挿通穴４Ｂは、支持フレーム４の蓋体部４Ａ内を軸方向（上，下方向）に貫通して延び、その一端（下端）側は弁体ガイド６内と連通している。
【００２７】
また、支持フレーム４の蓋体部４Ａには、軸挿通穴４Ｂの上部側部位を拡径することにより段付穴として形成されたパッキン取付穴４Ｃが設けられ、該パッキン取付穴４Ｃは、その上端が蓋体部４Ａの上面に開口している。そして、このパッキン取付穴４Ｃ内には後述のグランドパッキン２０が側面圧（締め代）をもって取付けられるものである。
【００２８】
５は支持フレーム４の上端（他端）側に設けられ、支持フレーム４の一部となる支持板で、該支持板５は、支持フレーム４の上端側に複数のガイド部５Ａ，５Ａ，…等を介して取付けられ、後述のダイヤフラム１３を下側から支持するものである。そして、支持板５の各ガイド部５Ａは、後述の可動シェル１２を矢示Ｆ1，Ｆ2 方向に移動可能（上，下動可能）にガイドするものである。
【００２９】
６は流入口３Ａと流出口３Ｂとの間に位置して弁箱３内に設けられた筒状の弁体ガイドで、該弁体ガイド６は、後述する第２弁座２１の位置で上，下方向に２分割して形成された他側筒部としての上側筒部６Ａと一側筒部としての下側筒部６Ｂとにより構成されている。
【００３０】
そして、弁体ガイド６の上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとは、図３〜図６に示す如く後述の第２弁座２１を上，下方向（軸方向）から挟むように凹凸嵌合した状態でサブ組立される。この場合、弁体ガイド６は、上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとを第２弁座２１と一緒にサブ組立した状態で、筒状開口部３Ｅ側から弁箱３内に挿入される。そして、弁体ガイド６は、下側筒部６Ｂの一側（下端側）が貫通穴３Ｃに嵌合され、上側筒部６Ａの上端側（他側）には上方から蓋体部４Ａが嵌合されることにより弁箱３内に位置決めされている。
【００３１】
ここで、弁体ガイド６は、下側筒部６Ｂの一側（下端側）が開口端となって貫通穴３Ｃ（流出口３Ｂ）側に連通し、上側筒部６Ａの上端側（他側）は蓋体部４Ａにより閉塞されている。そして、弁体ガイド６内には、後述の弁体７が摺動変位可能に挿嵌して設けられ、弁体７は弁体ガイド６と協働して流入口３Ａと流出口３Ｂとの間を連通，遮断するものである。
【００３２】
また、弁体ガイド６の下側筒部６Ｂには、流入口３Ａ側と常時連通する流路穴６Ｃ，６Ｃ，…が径方向に穿設され、該流路穴６Ｃよりも上側（他側）には、上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとの間に位置して弁座取付部６Ｄが設けられている。そして、弁座取付部６Ｄは、下側筒部６Ｂの内周側をクランク状に切欠いた段付溝として形成され、この弁座取付部６Ｄと上側筒部６Ａの端面との間には後述の第２弁座２１が取付けられている。
【００３３】
一方、弁体ガイド６の下側筒部６Ｂの内周側には、流路穴６Ｃの下側（一側）に位置して環状の第１弁座６Ｅが形成され、該第１弁座６Ｅには、後述する弁体７の第１弁部７Ｃが離，着座する。そして、弁体ガイド６の流路穴６Ｃは、第１弁部７Ｃが第１弁座６Ｅから離座したときに貫通穴３Ｃ（流出口３Ｂ）側と連通し、第１弁部７Ｃが第１弁座６Ｅに着座したときに貫通穴３Ｃ（流出口３Ｂ）側に対して遮断されるものである。
【００３４】
ここで、弁体ガイド６内は、後述の弁体７により軸方向一側の室Ａ（以下、下側室Ａという）と、軸方向他側の室Ｂ（以下、上側室Ｂという）とに画成されている。そして、この場合の下側室Ａと上側室Ｂとは、後述する弁体７の各バランス孔７Ｅにより常時連通されるものである。
【００３５】
７は弁体ガイド６内に摺動可能に挿嵌された弁体で、該弁体７は、図２〜図６に示すように蓋部７Ａと、該蓋部７Ａの一側（下面側）から下向きに延び蓋部７Ａよりも小径に形成された筒部７Ｂとから有蓋筒状に形成されている。そして、筒部７Ｂの一側（下端側）外周には、前記第１弁座６Ｅに離，着座する第１弁部７Ｃが形成されている。また、筒部７Ｂの他側外周には、蓋部７Ａとの境界部位に位置して第２弁部７Ｄが形成され、該第２弁部７Ｄは、後述する第２弁座２１の可動シート２２に離，着座するものである。
【００３６】
また、弁体７の蓋部７Ａには、軸方向（上，下方向）に延びる複数のバランス孔７Ｅ，７Ｅ，…が設けられ、該各バランス孔７Ｅは、弁体ガイド６内の下側室Ａと上側室Ｂとを弁体７の上，下方向両側で常時連通させる。これにより、弁体７には、蓋部７Ａの上面側と下面側とに等しい流体圧が作用し、バランス孔７Ｅは弁体７に軸方向の両側から作用する流体圧をバランスさせるものである。
【００３７】
ここで、弁体７の蓋部７Ａは、図３中に示すように弁体ガイド６内で受圧面積Ｓａをもって流体圧を受圧し、筒部７Ｂ側では受圧面積Ｓｂ（Ｓｂ≒Ｓａ）をもって流体圧を受圧する。このため、弁体７の閉弁時には、両者の受圧面積差ΔＳ（ΔＳ＝Ｓａ−Ｓｂ）に相当する力だけで弁体７を閉弁方向に押圧することができ、その閉弁状態を保持することができる。また、弁体７の開弁時にも、受圧面積差ΔＳを小さく設定することにより、比較的小さい駆動力で弁体７を開弁方向に動かすことができ、これによって、弁体７が弁体ガイド６の内周面に沿って滑らかに開，閉弁動作するのを補償できるものである。
【００３８】
８は弁体７から離間して支持フレーム４の他端側に設けられた弁開閉機構で、該弁開閉機構８は、後述のばね受１８と支持板５との間に配設され、弁体７を常時閉弁方向に付勢したスプリング９と、後述する空気圧作動式のアクチュエータ１０等とにより構成されている。
【００３９】
１０は弁体７をスプリング９に抗して開弁方向に駆動する空気圧（気体圧）作動式のアクチュエータで、該アクチュエータ１０は、上，下の可動シェル１１，１２と、外周側が該可動シェル１１，１２間に挟持して設けられた可動隔壁としてのダイヤフラム１３とからなり、該ダイヤフラム１３は上側の可動シェル１１との間に圧力室１４を画成している。
【００４０】
ここで、可動シェル１１，１２は、支持フレーム４上の支持板５をダイヤフラム１３と共に上，下方向から取囲むように配設されている。そして、ダイヤフラム１３は、その中央部側が支持板５に固着され、該支持板５によって背面側から補強（バックアップ）されている。また、上側の可動シェル１１とダイヤフラム１３は、図１に示す如く圧力室１４内の空気圧を受圧するものである。
【００４１】
また、下側の可動シェル１２には、支持板５の各ガイド部５Ａが挿通される複数の挿通穴１２Ａ，１２Ａ，…が設けられ、これらの挿通穴１２Ａにより可動シェル１２は、支持フレーム４に対し各ガイド部５Ａに沿って上，下動可能に取付けられている。そして、可動シェル１２は、その内周側端部が後述する可動ヨーク１６の外周側に固着され、この可動ヨーク１６と一体に矢示Ｆ1 ，Ｆ2 方向に移動（上，下動）するものである。
【００４２】
１５は上側の可動シェル１１に設けられた気体圧の給排口で、該給排口１５には、外部の圧気源が空気圧配管（いずれも図示せず）等を介して接続され、これによってアクチュエータ１０の圧力室１４内には圧縮気体としての圧縮空気が給排される。そして、圧力室１４内の空気圧が最小の圧力になっている間は、スプリング９により可動シェル１１，１２および可動ヨーク１６等が矢示Ｆ1 方向に付勢され、これによって弁体７は図１に示す如く閉弁状態に保持される。
【００４３】
一方、アクチュエータ１０は、給排口１５から圧力室１４内に操作空気圧が供給されると、この空気圧が増加するに応じて圧力室１４内の容積を増大させる。そして、この圧力室１４内の空気圧により、可動シェル１１，１２は可動ヨーク１６等と共にスプリング９の付勢力に抗して矢示Ｆ2 方向に押動され、これによって弁体７は図５に示す如く弁開度が増大されるものである。
【００４４】
１６は支持フレーム４内に上，下動可能に設けられた可動枠体としての可動ヨークを示し、該可動ヨーク１６は有底の枠状体として形成され、スプリング９を径方向外側から覆う構成となっている。また、可動ヨーク１６の底部１６Ａ側には、後述の弁軸１９が固定して取付けられ、可動ヨーク１６は弁軸１９と共に駆動力伝達手段を構成するものである。
【００４５】
１７は可動ヨーク１６の底部１６Ａに設けられた固定ボルト、１８は該固定ボルト１７に緩止めナット１８Ａ等と一緒に螺合して設けられたばね受を示している。そして、該ばね受１８は、固定ボルト１７に対する螺合位置を緩止めナット１８Ａと一緒に変えることにより、スプリング９の付勢力を可変に調節できるものである。
【００４６】
１９は弁体７に対して可動ヨーク１６と共に駆動力を伝達する弁軸で、該弁軸１９は、図１に示すように支持フレーム４（蓋体部４Ａ）の軸挿通穴４Ｂ内に軸方向に摺動可能（上，下動可能）に挿嵌され、その下端側は弁体ガイド６内で弁体７に連結されている。また、弁軸１９の上端側は、可動ヨーク１６の底部１６Ａに固定（連結）されている。そして、弁軸１９は、可動ヨーク１６の動きを弁体７に伝達し、弁体７を上，下方向へと開，閉弁させるものである。
【００４７】
２０は支持フレーム４の蓋体部４Ａと弁軸１９との間をシールするグランドパッキンで、該グランドパッキン２０は、複数（例えば、９個）のパッキン材を支持フレーム４のパッキン取付穴４Ｃ内に互いに重合わせて装着することにより構成されている。そして、グランドパッキン２０は、それぞれのパッキン材が弁軸１９の外周面に締め代をもって摺接するものである。
【００４８】
これにより、グランドパッキン２０は、支持フレーム４の軸挿通穴４Ｂと弁軸１９との間をシールしている。このため、例えば弁箱３内を流れる高圧の給水等の流体は、支持フレーム４の軸挿通穴４Ｂを介して外部に漏洩するのをグランドパッキン２０によって防止される。
【００４９】
２１は弁体ガイド６に可動に設けた第２弁座で、該第２弁座２１は、弁体ガイド６の上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとの間に位置して下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に取付けられている。そして、第２弁座２１は、図３、図４に示すように後述の可動シート２２とばね部材２３とにより構成され、弁体７の第２弁部７Ｄが離，着座するものである。
【００５０】
２２は第２弁座２１を構成する可動シートで、該可動シート２２は、図３〜図７に示すように耐熱性の高い金属材料等を用いて横断面が略Ｌ字状をなす環状シートとして形成され、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に移動可能に配置（隙間をもって嵌合）されている。そして、可動シート２２は、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に隙間をもって挿入され、弁座取付部６Ｄ内を周方向に延びる環状部２２Ａと、該環状部２２Ａの内周側から軸方向一側（下側）に向けて延び弁体７の外周を小さな隙間を介して取囲む筒部２２Ｂと、該筒部２２Ｂと環状部２２Ａとの間に形成されたシート面部２２Ｃとにより構成されている。
【００５１】
そして、可動シート２２のシート面部２２Ｃは、弁体７の第２弁部７Ｄに対応した傾斜面として形成され、弁体７の閉弁時には、図４に示すように第２弁部７Ｄがシート面部２２Ｃに着座して両者の間を遮断するものである。また、可動シート２２の環状部２２Ａと筒部２２Ｂとは、後述のばね部材２３を下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄとの間で全周にわたって取囲み、ばね部材２３を弁座取付部６Ｄ内に安定した状態で収納し保持するものである。
【００５２】
２３は可動シート２２と共に第２弁座２１を構成する環状のばね部材で、該ばね部材２３は、耐熱性を有する弾性金属材料、例えば耐熱ニッケル合金等の金属材料を用いて横断面が屈曲したジグザグ形状に形成され、例えば３００℃以上の高温下でもばね性を保持できるものである。そして、ばね部材２３は、弁体ガイド６内の上側室Ｂと流路穴６Ｃとの間を可動シート２２と一緒にシールするように可動シート２２を上方（軸方向他側）に向けて付勢するものである。
【００５３】
この場合、ばね部材２３は、図４、図６および図８に示す如く外周側にＵ字状またはＶ字状に屈曲した２個の屈曲部２３Ａ，２３Ａを有し、内周側には同じくＵ字状またはＶ字状に屈曲した１個の屈曲部２３Ｂを有している。そして、ばね部材２３は、これらの屈曲部２３Ａ，２３Ｂによりジグザグ形状をなすようにベローズ状に折曲げられ、その横断面はＷ字状をなすリング体として形成されている。なお、ばね部材２３は、横断面がＷ字状のものに限るものではなく、多数個の凹凸部からなるジグザグ形をしたベローズ状のリング体として形成すればよい。
【００５４】
ここで、ばね部材２３は、図３〜図６に示すように下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間に締代をもって配設され、可動シート２２の環状部２２Ａを軸方向他側（上方）に向けて付勢することにより、弁体７の第２弁部７Ｄが可動シート２２のシート面部２２Ｃに安定して着座するのを補償するものである。また、ばね部材２３は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２の環状部２２Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールする機能も有している。
【００５５】
本実施の形態による圧力バランス型制御弁１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００５６】
まず、弁開閉機構８のアクチュエータ１０は、圧力室１４内の空気圧が大気圧に近い最小の圧力状態におかれるときに、可動シェル１１，１２および可動ヨーク１６等がスプリング９により矢示Ｆ1 方向に付勢され、このときの付勢力が弁軸１９を介して弁体７へと伝達されることにより、弁体７は弁体ガイド６内で図１および図２に示す如く閉弁状態におかれる。
【００５７】
次に、アクチュエータ１０の給排口１５から圧力室１４内に圧縮空気を供給すると、圧力室１４は内部の容積が増大され、圧力室１４内の空気圧により可動シェル１１，１２が可動ヨーク１６等と共にスプリング９の付勢力に抗して矢示Ｆ2 方向に押動される。そして、この矢示Ｆ2 方向の駆動力（押動力）は弁軸１９を介して弁体７へと伝達される。
【００５８】
このため、弁体７は弁体ガイド６内を上向きに摺動変位し、図５に示す如く第１弁部７Ｃが弁体ガイド６の第１弁座６Ｅから離座して開度が増大される。そして、弁体７が開弁した状態では、弁箱３の流入口３Ａから流出口３Ｂに向けて弁体ガイド６の各流路穴６Ｃ内を矢示Ｃ方向へと給水が流れ、給水の流量は、弁体７の開度に応じて制御される。
【００５９】
ところで、弁体７の蓋部７Ａには、軸方向（上，下方向）に延びる複数のバランス孔７Ｅ，７Ｅ，…を穿設し、該各バランス孔７Ｅにより、弁体７には蓋部７Ａの上面側と下面側とに等しい流体圧を作用させ、弁体７が弁体ガイド６の内周面に沿って滑らかに開，閉弁動作するのを補償できるようにしている。
【００６０】
しかし、このためには弁体ガイド６に流路穴６Ｃの上，下に離間して第１弁座６Ｅと第２弁座２１とを設け、弁体７の外周側には、第１弁座６Ｅに離，着座する第１弁部７Ｃと第２弁座２１に離，着座する第２弁部７Ｄとを設け、両者の離，着座するタイミングを一致させる必要があり、製作時の寸法管理等が難しくなってしまう。
【００６１】
そこで、本実施の形態では、弁体ガイド６を、第２弁座２１の位置で上，下方向に２分割して形成された上側筒部６Ａと下側筒部６Ｂとにより構成し、該下側筒部６Ｂには、流路穴６Ｃよりも上側（他側）で、上側筒部６Ａとの嵌合部側寄りに位置して弁座取付部６Ｄを設け、この弁座取付部６Ｄと上側筒部６Ａの端面との間には、第２弁座２１を軸方向（上，下方向）に移動可能に取付ける構成としている。
【００６２】
そして、この場合の第２弁座２１は、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄ内に隙間をもって挿入され、環状部２２Ａと筒部２２Ｂとの間に斜めに傾斜したシート面部２２Ｃが形成された環状の可動シート２２と、例えば耐熱ニッケル合金等の耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がＷ字状をなすリングとして形成され、下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間に締代をもって配設されたばね部材２３とにより構成している。
【００６３】
このため、仮に弁体７の第１弁部７Ｃと第２弁部７Ｄとの離間寸法（軸方向の間隔）が、第１弁座６Ｅと第２弁座２１との離間寸法に一致しないようなバラツキ等が存在する場合でも、第２弁座２１の可動シート２２は、ばね部材２３の弾性変形により軸方向に移動可能となっているので、寸法のバラツキを容易に吸収することができる。これにより、弁体７の第１弁部７Ｃが第１弁座６Ｅに着座するときには、第２弁部７Ｄを第２弁座２１の可動シート２２（シート面部２２Ｃ）に確実に着座させることができ、弁体７による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。
【００６４】
しかも、弁体７の閉弁時に弁体ガイド６の流路穴６Ｃから弁体７の外周に沿って可動シート２２に矢示Ｄ方向（図３、図４参照）の圧力が流入口３Ａ側から作用しても、可動シート２２は矢示Ｄ方向の流体圧を背圧として受圧することができ、可動シート２２のシート面部２２Ｃをばね部材２３と一緒に第２弁部７Ｄに押付ける方向に付勢することができる。このため、第２弁部７Ｄと第２弁座２１とのシール性を効果的に高めることができ、弁体７による流体の締切り（遮断）性能をより一層に向上することができる。
【００６５】
また、可動シート２２の環状部２２Ａと筒部２２Ｂとは、ばね部材２３を下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄとの間で全周にわたって取囲む構成としているので、ばね部材２３を弁座取付部６Ｄ内に安定した状態で収納するように保持することができ、例えば図４中で矢示Ｄ方向に作用する流体圧が、ばね部材２３に高圧状態のまま付加されるのを防ぐことができると共に、ばね部材２３が流体圧を直接的に受けるのを抑えることができる。
【００６６】
そして、ばね部材２３は、可動シート２２の環状部２２Ａを軸方向他側（上方）に向けて付勢することにより、弁体７の第２弁部７Ｄが可動シート２２のシート面部２２Ｃに安定して着座するのを補償することができる。また、ばね部材２３は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が下側筒部６Ｂの弁座取付部６Ｄと可動シート２２の環状部２２Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールすることができ、例えば弁座取付部６Ｄと可動シート２２との間から流体が漏洩するのをばね部材２３により遮断することができる。
【００６７】
また、第２弁座２１を構成する可動シート２２とばね部材２３とを、耐熱性の高い金属材料等を用いて形成することにより、例えば高温、高圧の蒸気等に対しても十分な耐久性、寿命を確保することができ、種々の流体制御にも広く適用することが可能となる。
【００６８】
さらに、例えば従来技術で用いているピストンリング等のように、周方向の途中位置に合せ面部（切欠き）等が存在しない、無端のリング体として可動シート２２を形成することができるので、弁体７を弁体ガイド６内で円滑に摺動変位することができ、弁体７の開，閉弁動作を安定させることができる。
【００６９】
次に、図９ないし図１５は本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、例えば発電所の給水等の流体が弁箱内を逆向きに流れる構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７０】
図中、３１は本実施の形態で採用した弁ハウジングを示し、該弁ハウジング３１は、第１の実施の形態で述べた弁ハウジング２とほぼ同様に構成され、弁箱３２と支持フレーム４とを有している。しかし、この場合の弁ハウジング３１は、後述する弁箱３２内を矢示Ｃ′方向に流体（給水）が流れる点で第１の実施の形態とは異なるものである。
【００７１】
３２は本実施の形態で採用した弁箱で、該弁箱３２は、第１の実施の形態で述べた弁箱３とほぼ同様に構成され、流入口３２Ａ、流出口３２Ｂ、貫通穴３２Ｃ、仕切壁部３２Ｄおよび筒状開口部３２Ｅを有している。しかし、この場合の弁箱３２は、流入口３２Ａが図９中の左手側に配置され、流出口３２Ｂが右手側に配置され、内部を流体が矢示Ｃ′方向に流れる点で、第１の実施の形態とは異なっている。
【００７２】
３３は弁箱３２内に設けられた筒状の弁体ガイドで、該弁体ガイド３３も、第１の実施の形態で述べた弁体ガイド６とほぼ同様に構成され、筒状開口部３２Ｅ側から弁箱３２内に挿入される。そして、弁体ガイド３３は、軸方向の一側（下端側）が貫通穴３２Ｃに嵌合され、他側（上端側）が蓋体部４Ａに嵌合することにより弁箱３２内に位置決めされている。
【００７３】
しかし、この場合の弁体ガイド３３は、単一の筒体として形成され、各流路穴３３Ａの軸方向一側と他側とに第１弁座３３Ｂと第２弁座３３Ｃとが一体に形成されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。また、弁体ガイド３３内は、後述の弁体３４により軸方向一側の室Ａ（以下、下側室Ａという）と、軸方向他側の室Ｂ（以下、上側室Ｂという）とに画成されている。そして、下側室Ａと上側室Ｂとは、後述する弁体３４の各バランス孔３４Ｄにより常時連通されている。
【００７４】
３４は弁体ガイド３３内に摺動可能に挿嵌された弁体で、該弁体３４は、第１の実施の形態で述べた弁体７とほぼ同様に構成され、蓋部３４Ａと筒部３４Ｂとにより有蓋筒状に形成されている。そして、筒部３４Ｂの一側（下端側）外周には、弁体ガイド３３の第１弁座３３Ｂに離，着座する第１弁部３４Ｃが形成され、蓋部７Ａには軸方向（上，下方向）に延びる複数のバランス孔３４Ｄ，３４Ｄ，…が設けられている。
【００７５】
しかし、この場合の弁体３４は、蓋部３４Ａの外周側に後述の第２弁部３７等を着脱可能に取付けるための取付用段差部３４Ｅが設けられ、該取付用段差部３４Ｅは、蓋部３４Ａの外周側を一側（下端側）から他側（上端側）に向けて３段階で縮径するようクランク状に切欠いた段付溝として形成されている。そして、取付用段差部３４Ｅの下部側には、後述の第２弁部３７が取付けられ、上部側には第２弁部３７を抜止め状態に保持するための弁部押え３５が固定して設けられるものである。
【００７６】
ここで、弁部押え３５は、取付用段差部３４Ｅ（蓋部３４Ａの外周側）に着脱可能に取付けられるリングとして形成され、後述の第２弁部３７と共に弁体３４の一部を構成するものである。そして、弁体３４の蓋部３４Ａ（弁部押え３５を含む）は、図１０中に示すように弁体ガイド３３内で受圧面積Ｓａをもって流体圧を受圧し、筒部３４Ｂ側では受圧面積Ｓｂ（Ｓｂ≒Ｓａ）をもって流体圧を受圧するものである。
【００７７】
また、弁部押え３５の下部外周側には、後述する可動シート３８の筒部３８Ｂが小さな隙間をもって挿入されるように横断面がＬ字状をなした環状の切欠き部３５Ａが形成されている。さらに、弁部押え３５の下部内周側には、蓋部３４Ａの外周側（取付用段差部３４Ｅ）との間に耐熱性のシール部材３６が設けられ、該シール部材３６は、弁体３４の蓋部３４Ａと弁部押え３５との間を気液密にシールするものである。
【００７８】
３７は弁体３４に可動に設けられた第２弁部で、この第２弁部３７は、弁体３４の取付用段差部３４Ｅに対して弁部押え３５よりも先に取付けられ、その後に弁部押え３５によって取付用段差部３４Ｅ内に抜止め状態で保持されるものである。そして、第２弁部３７は、図１０〜図１３に示すように後述の可動シート３８とばね部材３９とにより構成され、弁体ガイド３３の第２弁座３３Ｃに対して離，着座するものである。
【００７９】
３８は第２弁部３７を構成する可動シートで、該可動シート３８は、図１０〜図１４に示すように耐熱性の高い金属材料等を用いて横断面が略Ｌ字状をなす環状シートとして形成され、取付用段差部３４Ｅの下部側に軸方向で移動可能に配置されている。そして、可動シート３８は、蓋部３４Ａの外周側で取付用段差部３４Ｅ内に隙間をもって挿入され、取付用段差部３４Ｅの周方向に延びる環状部３８Ａと、該環状部３８Ａの外周側から軸方向他側（上側）に向けて延び上端側が弁部押え３５の外周側に小さな隙間を介して遊嵌された筒部３８Ｂと、該筒部３８Ｂと環状部３８Ａとの間に形成されたシート面部３８Ｃとにより構成されている。
【００８０】
そして、可動シート３８のシート面部３８Ｃは、弁体ガイド３３の第２弁座３３Ｃに対応した傾斜面として形成され、弁体３４の閉弁時には、図１１に示すように第２弁座３３Ｃにシート面部３８Ｃが着座して両者の間を遮断するものである。また、可動シート３８の環状部３８Ａと筒部３８Ｂとは、後述のばね部材３９を蓋部３４Ａの外周側（取付用段差部３４Ｅ）との間で全周にわたって取囲み、ばね部材３９を取付用段差部３４Ｅ内に安定した状態で収納し保持するものである。
【００８１】
３９は可動シート３８と共に第２弁部３７を構成する環状のばね部材で、該ばね部材３９は、第１の実施の形態で述べたばね部材２３とほぼ同様に構成され、横断面が屈曲したジグザグ形状に形成されている。そして、ばね部材３９は、弁体ガイド３３内の上側室Ｂと流路穴３３Ａとの間を可動シート３８と一緒にシールするように可動シート３８を下方（軸方向の一側）に向けて付勢している。
【００８２】
しかし、この場合のばね部材３９は、図１１、図１３および図１５に示す如く内周側にＵ字状またはＶ字状に屈曲した２個の屈曲部３９Ａ，３９Ａを有し、外周側には同じくＵ字状またはＶ字状に屈曲した１個の屈曲部３９Ｂを有している。そして、ばね部材３９は、これらの屈曲部３９Ａ，３９Ｂによりジグザグ形状をなすようにＷ字状に折曲げられ、その横断面はＷ字状をなすリング体として形成されている。
【００８３】
ここで、ばね部材３９は、図１０〜図１３に示すように蓋部３４Ａの外周側に位置する取付用段差部３４Ｅ内で弁部押え３５と可動シート３８との間に締代をもって配設され、可動シート３８の環状部３８Ａを軸方向一側（下方）に向けて付勢することにより、弁体ガイド３３の第２弁座３３Ｃに対して可動シート３８のシート面部３８Ｃが安定して着座するのを補償するものである。また、ばね部材３９は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が取付用段差部３４Ｅ内で弁部押え３５と可動シート３８の環状部３８Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールする機能も有している。
【００８４】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、弁体ガイド３３の第１弁座３３Ｂと第２弁座３３Ｃに対して弁体３４の第１弁部３４Ｃと第２弁部３７とが離，着座するタイミングを一致させることができ、前記第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
【００８５】
即ち、本実施の形態では、弁体３４の筒部３４Ｂ外周側に環状の取付用段差部３４Ｅを設け、該取付用段差部３４Ｅの下部側には第２弁部３７を軸方向（上，下方向）に移動可能に配置すると共に、取付用段差部３４Ｅの上部側には、該第２弁部３７を抜止め状態に保持する弁部押え３５を固定して設ける構成としている。
【００８６】
そして、この場合の第２弁部３７は、蓋部３４Ａの外周側で取付用段差部３４Ｅ内に隙間をもって挿入され、環状部３８Ａと筒部３８Ｂとの間に斜めに傾斜したシート面部３８Ｃが形成された環状の可動シート３８と、例えば耐熱ニッケル合金等の耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がＷ字状をなすリングとして形成され、取付用段差部３４Ｅ内で弁部押え３５と可動シート３８との間に締代をもって配設されたばね部材３９とにより構成している。
【００８７】
このため、仮に弁体３４の第１弁部３４Ｃと第２弁部３７との離間寸法（軸方向の間隔）が、弁体ガイド３３の第１弁座３３Ｂと第２弁部３３Ｃとの離間寸法に一致しない場合でも、第２弁部３７の可動シート３８は、ばね部材３９の弾性変形により軸方向に移動可能となっているので、弁体３４の第１弁部３４Ｃが第１弁座３３Ｂに着座するときに、第２弁座３３Ｃに対して第２弁部３７の可動シート３８（シート面部３８Ｃ）を確実に着座させることができ、弁体３４による流体の締切り（遮断）性能を向上することができる。
【００８８】
しかも、弁体３４の閉弁時に流入口３２Ａ側からの流体圧が弁体３４のバランス孔３４Ｄを介して弁体３４の蓋部３４Ａ、弁部押え３５に閉弁方向に作用すると共に、弁部押え３５の外周に沿って可動シート３８に矢示Ｄ′方向（図１０、図１１参照）から作用しても、可動シート３８は矢示Ｄ′方向の流体圧を背圧として受圧することができ、可動シート３８のシート面部３８Ｃをばね部材３９と一緒に第２弁座３３Ｃに押付ける方向に付勢することができる。このため、第２弁座３３Ｃと第２弁部３７とのシール性を効果的に高めることができ、弁体３４による流体の締切り（遮断）性能をより一層に向上することができる。
【００８９】
また、可動シート３８の環状部３８Ａと筒部３８Ｂとは、ばね部材３９を弁体３４の取付用段差部３４Ｅと弁部押え３５との間で全周にわたって取囲む構成としているので、ばね部材３９を取付用段差部３４Ｅの下部側に安定した状態で収納するように保持することができ、例えば図１１中で矢示Ｄ′方向に作用する流体圧が、ばね部材３９に高圧状態のまま付加されるのを防ぐことができると共に、ばね部材３９が流体圧を直接的に受けるのを抑えることができる。
【００９０】
そして、ばね部材３９は、可動シート３８の環状部３８Ａを軸方向下側（下方）に向けて付勢することにより、弁体３４の第２弁部３７（可動シート３８のシート面部３８Ｃ）が第２弁座３３Ｃに対し安定して着座するのを補償することができる。また、ばね部材３９は、横断面がＷ字状をなすリング体として形成されることにより、その両端側が弁部押え３５の下面と可動シート３８の環状部３８Ａとに弾性変形状態で当接し、両者の間を気液密にシールすることができ、例えば弁部押え３５と可動シート３８との間から流体が漏洩するのをばね部材３９により遮断することができる。
【００９１】
なお、前記第１の実施の形態では、第２弁座２１を可動シート２２と共に構成するばね部材２３を、横断面がＷ字状をなすリング体として形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、ばね部材を横断面がジグザグ状に屈曲した形状（例えば、横断面がＶ字状、Ｕ字状、Ｍ字状またはＮ字状をなす形状）のリング体として形成する構成としてもよい。そして、この点は第２の実施の形態で述べたばね部材３９についても同様である。
【００９２】
また、前記第１，第２の実施の形態では、弁体７，３４がスプリング９により常時閉弁方向に付勢される所謂逆作動弁として構成された圧力バランス型制御弁１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば常開の正作動弁として構成された圧力バランス型制御弁にも適用できるものである。
【００９３】
さらに、前述した各実施の形態では、原子力発電所等で用いる制御弁１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば石油化学コンビナート、化学プラントまたは精油所で用いられる制御弁等、種々の流体の流れを制御する制御弁に対しても適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による圧力バランス型制御弁の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１中の弁箱、弁体ガイドおよび弁体等とを拡大して示す部分断面図である。
【図３】図２中の弁体ガイドおよび弁体を拡大して示す断面図である。
【図４】図３中の第２弁座と第２弁部等とを拡大して示す要部断面図である。
【図５】弁体が開弁した状態を示す図３と同様位置での断面図である。
【図６】図５中の第２弁座と第２弁部等を拡大して示す要部断面図である。
【図７】図３中の可動シートを単体として示す一部破断の斜視図である。
【図８】図３中のばね部材を単体として示す一部破断の斜視図である。
【図９】第２の実施の形態による弁箱、弁体ガイドおよび弁体等を示す部分断面図である。
【図１０】図９中の弁体ガイドおよび弁体を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１０中の第２弁座と第２弁部等とを拡大して示す要部断面図である。
【図１２】弁体が開弁した状態を示す図１０と同様位置での断面図である。
【図１３】図１２中の第２弁座と第２弁部等とを拡大して示す要部断面図である。
【図１４】図１０中の可動シートを単体として示す一部破断の斜視図である。
【図１５】図１０中のばね部材を単体として示す一部破断の斜視図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 圧力バランス型制御弁
２，３１ 弁ハウジング
３，３２ 弁箱
３Ａ，３２Ａ 流入口
３Ｂ，３２Ｂ 流出口
４ 支持フレーム
４Ａ 蓋体部
６，３３ 弁体ガイド
６Ａ 上側筒部
６Ｂ 下側筒部
６Ｃ，３３Ａ 流路穴
６Ｄ 弁座取付部
６Ｅ，３３Ｂ 第１弁座
７，３４ 弁体
７Ｃ，３４Ｃ 第１弁部
７Ｄ，３７ 第２弁部
７Ｅ，３４Ｄ バランス孔
８ 弁開閉機構
９ スプリング
１０ アクチュエータ
１１，１２ 可動シェル
１３ ダイヤフラム
１４ 圧力室
１６ 可動ヨーク
１９ 弁軸
２１，３３Ｃ 第２弁座
２２，３８ 可動シート
２３，３９ ばね部材
３４Ｅ 取付用段差部
３５ 弁部押え
Ａ 下側室（軸方向一側の室）
Ｂ 上側室（軸方向他側の室）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口と流出口とを有した弁ハウジングと、前記流入口と流出口との間に位置して該弁ハウジング内に設けられ軸方向の一側が開口端となって前記流入口と流出口のうちいずれか一方側に連通し軸方向の他側が前記弁ハウジングによって閉塞された筒状の弁体ガイドと、該弁体ガイドの径方向に穿設され前記流入口と流出口のうち他方側に連通した流路穴と、該流路穴よりも軸方向の一側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第１弁座と、前記流路穴よりも軸方向の他側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第２弁座と、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため前記弁体ガイド内に変位可能に設けられ前記第１弁座に離，着座する第１弁部および前記第２弁座に離，着座する第２弁部を有した弁体と、該弁体に形成され前記弁体ガイドの軸方向一側の室と他側の室とを連通することにより該弁体に軸方向の両側から作用する流体圧をバランスさせるバランス孔とを備えてなる圧力バランス型制御弁において、
前記弁体ガイドの第２弁座と前記弁体の第２弁部とのいずれか一方は、
前記弁体ガイドの内周側と前記弁体の外周側との間に位置し軸方向に移動可能な別部材として形成された環状の可動シートと、
前記弁体ガイドの軸方向他側の室と前記流路穴との間をシールするように該可動シートを付勢する環状のばね部材とにより構成したことを特徴とする圧力バランス型制御弁。
【請求項２】
前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流出口側に常時連通し、前記流路穴が流入口側に常時連通する構成とし、
前記第２弁座は、前記弁体ガイドの軸方向に移動可能に設けられ前記弁体の第２弁部が離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体ガイドとの間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁部に向けて弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成してなる請求項１に記載の圧力バランス型制御弁。
【請求項３】
前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流入口側に常時連通し、前記流路穴が流出口側に常時連通する構成とし、
前記第２弁部は、前記弁体の軸方向に移動可能に設けられ前記弁体ガイドの第２弁座に対して離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体との間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁座に対して弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成してなる請求項１に記載の圧力バランス型制御弁。
【請求項４】
前記ばね部材は、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がベローズ状をなすリング体として形成する構成としてなる請求項１，２または３に記載の圧力バランス型制御弁。
【請求項１】
流体の流入口と流出口とを有した弁ハウジングと、前記流入口と流出口との間に位置して該弁ハウジング内に設けられ軸方向の一側が開口端となって前記流入口と流出口のうちいずれか一方側に連通し軸方向の他側が前記弁ハウジングによって閉塞された筒状の弁体ガイドと、該弁体ガイドの径方向に穿設され前記流入口と流出口のうち他方側に連通した流路穴と、該流路穴よりも軸方向の一側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第１弁座と、前記流路穴よりも軸方向の他側に位置して前記弁体ガイドの内周側に設けられた環状の第２弁座と、前記流入口と流出口との間を連通，遮断するため前記弁体ガイド内に変位可能に設けられ前記第１弁座に離，着座する第１弁部および前記第２弁座に離，着座する第２弁部を有した弁体と、該弁体に形成され前記弁体ガイドの軸方向一側の室と他側の室とを連通することにより該弁体に軸方向の両側から作用する流体圧をバランスさせるバランス孔とを備えてなる圧力バランス型制御弁において、
前記弁体ガイドの第２弁座と前記弁体の第２弁部とのいずれか一方は、
前記弁体ガイドの内周側と前記弁体の外周側との間に位置し軸方向に移動可能な別部材として形成された環状の可動シートと、
前記弁体ガイドの軸方向他側の室と前記流路穴との間をシールするように該可動シートを付勢する環状のばね部材とにより構成したことを特徴とする圧力バランス型制御弁。
【請求項２】
前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流出口側に常時連通し、前記流路穴が流入口側に常時連通する構成とし、
前記第２弁座は、前記弁体ガイドの軸方向に移動可能に設けられ前記弁体の第２弁部が離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体ガイドとの間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁部に向けて弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成してなる請求項１に記載の圧力バランス型制御弁。
【請求項３】
前記弁体ガイドは、軸方向一側の開口端が前記流入口側に常時連通し、前記流路穴が流出口側に常時連通する構成とし、
前記第２弁部は、前記弁体の軸方向に移動可能に設けられ前記弁体ガイドの第２弁座に対して離，着座する前記可動シートと、該可動シートと弁体との間に締代をもって配設され該可動シートを前記第２弁座に対して弾性的に付勢する前記ばね部材とにより構成してなる請求項１に記載の圧力バランス型制御弁。
【請求項４】
前記ばね部材は、耐熱性を有する弾性金属材料により横断面がベローズ状をなすリング体として形成する構成としてなる請求項１，２または３に記載の圧力バランス型制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１１２５３９（Ｐ２０１０−１１２５３９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８７９７０（Ｐ２００８−２８７９７０）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（５０５４７７２２４）シーシーアイ株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（５０５４７７２２４）シーシーアイ株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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