多ヘッド及びシートを備えた減圧弁
本発明は減圧弁を提供する。本減圧弁は、主本体と、入口と、出口と、ステムと、主シートと、パイロットダイヤフラムと、主ダイヤフラムと、主ヘッドと、制御バネとを有している。本減圧弁は、相応した補助ヘッド及び変位部材／面を備えた付加的な補助シートを有している。本減圧弁は、補助シート及び主シートを段階的に開放させる相応した補助ヘッド及び変位部材／面を備えた付加的な補助シートを有している。これにより、単一減圧弁を用い、ハンチング効果が殆どなくしかも多数の減圧弁の使用を排除する非常に変動する媒体の流れの需要に合致できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧弁に関するものである。特に、本発明は、多ヘッド及びシートを備えた減圧弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、減圧弁（以下ＰＲＶと記載する）は、ボイラー蒸気の圧力を適用点（プロセス機器）に低減する蒸気工業において用いられる。現在利用できるＰＲＶは、圧力及びフロー条件（上流及び下流）が適正に安定している場合には完全に申し分なく機能する。しかし、プロセス工業において、蒸気の需要は常に変動する。プロセスの開始時には、パイプライン及び全ての製品は冷えており、それらをできるだけ速やかに加熱することが要求される。このため高い蒸気の流量が必要である。一度、温度が所望の温度に達すると、流量の需要は低下する。さらに、流れは、流体／媒体の加熱に応えそして熱損失を処理するのにだけ必要とされる。
【０００３】
一般に、減圧要求を満たすために、パイプラインには二つのＰＲＶが並列に設けられる。両ＰＲＶは、比較的高い需要に応えるため最初は‘ＯＮ’に設定される。さらに、低い流れ需要に応えるために、より小さいＰＲＶが用いられる。
【０００４】
図１を参照すると、先行技術の減圧弁（１０００）が正面図で示されている。減圧弁（１０００）は、主本体（１１０）と、入口（１１２）と、出口（１１４）と、ステム（１１６）と、シート（１１８）と、パイロットダイヤフラム（１２０）と、主ダイヤフラム（１２２）と、ヘッド（１２４）とを備えている。減圧弁（１０００）は、圧力感知管（６０）（図５参照）を通して得られる下流の圧力を圧力調整制御バネ（１２６）と釣り合わせることにより機能する。圧力感知管（６０）は、主ダイヤフラム（１２２）とパイロットダイヤフラム（１２０）との間の媒体の通路を構成している。圧力の要求量は制御バネ（１２６）を調整することによって調整される。主ダイヤフラム（１２４）は、パイロットダイヤフラム（１２０）に比較して大きい。所望の圧力に達すると、加圧媒体はパイロットダイヤフラム（１２０）及び主ダイヤフラム（１２２）を加圧する。主ダイヤフラム（１２２）の面積はパイロットダイヤフラム（１２４）の面積に比較して大きいので、機械効率が得られ、小さな比例オフセットで精度が得られ、従って主ダイヤフラム（１２２）は上方へ動く。
【０００５】
主ダイヤフラム（１２２）の上方への動きは、ステム（１１６）を上方へ動かし、それにより、媒体を出口（１１４）から流出可能なようにシート（１１８）から離れる方向へヘッド（１２４）を上昇させ、その結果、制御圧力を変更する。さらに、安定した条件下では、パイロットダイヤフラム（１２２）の下方の圧力は制御バネ（１２６）と力を釣り合い、また主ダイヤフラム（１２２）の下方に伝達した圧力も一定であり、従って釣り合い状態が達成される。
【０００６】
下流の圧力が上昇すると、パイロットダイヤフラム（１２０）の下方の圧力は制御バネ（１２６）による力より大きくなり、パイロットダイヤフラム（１２０）はパイロットシートを閉じた状態に押圧する。これにより主ダイヤフラム（１２２）の下方の圧力は遮断される。常に主ダイヤフラム（１２２）の頂部に圧力（下流の圧力）が存在し、この圧力が主ダイヤフラム（１２２）下側の圧力より高いので、感知管（６０）及び過剰圧力オリフィスを介して圧力が伝達され、それによりそれらの間で圧力が釣り合う。
【０００７】
さらに、最大と最小の制御可能な流れの比はＰＲＶの“範囲能力”と呼ばれる。二つのＰＲＶ（一つは小さく、一つは大きい）の代わりに一つの特大のＰＲＶが用いられる場合には、ハンチングと呼ばれる現象が生じる。ハンチング現象は、弁を開いて流れに応えるが、しかし需要が非常に低く、再び遮断しようとし、このサイクルが継続することを意味する。
【０００８】
このハンチング現象により、ＰＲＶ（１０００）のヘッド（１２４）は、ヘッド（１２４）及びシート（１１８）の寿命を低減させる線引き（wiredrawing）及び早期浸蝕作用を生じさせるウェット蒸気を通過させながら、シート（１１８）に近付かせることになる。さらに、特大のヘッドが僅かに動いても、ＰＲＶ（１０００）のの流れは相対的に大きく変化し、正確に制御するのを一層困難にさせている。要するにＰＲＶ（１０００）の範囲能力は制限される。この状態でＰＲＶ（１０００）が用いられると、全ての部品は非常に迅速に疲労寿命に達して機能しなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、１つの形態で、非常に変動する流れ需要に応えることのできる減圧弁を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、ハンチング影響が殆どない減圧弁を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、圧力設定の異なる複数の減圧弁の使用を除去できる減圧弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された第１の変位面と；
媒体を通すため第１の変位面に形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された第１の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第１の補助ヘッドと；
第１の補助ヘッドの動きに抗するように第１の補助ヘッド上に配置した第２のバネと；
第１の補助ヘッドを上昇させるためステムに形成された第２の変位面と；
第１の補助ヘッドに形成された第２の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第２の補助ヘッドと；
第２の補助ヘッドの動きに抗するように第２の補助ヘッド上に配置した第３のバネと；
を有し、
閉じた状態では、第１の変位面と主シートとの距離が第２の変位面と第１の補助ヘッドとの距離より大きく、従って、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、まず第２の補助ヘッドを上昇させ、次に第１の補助ヘッドを上昇させ、次に主ヘッドを上昇させること
を特徴とする減圧弁が提供される。
【００１３】
典型的には、第１のバネ、第２のバネ及び第３のバネは、圧縮バネである。
【００１４】
典型的には、第２の補助ヘッドは球形である。
【００１５】
本発明の一つの実施形態によれば、
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された変位面と；
媒体を通すため主ヘッドに形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された複数の開口部の各開口部に対応する複数の補助シートと；
媒体の流れを調整するため複数の補助シートの各補助シートをカバーするようにされた複数の補助ヘッドと；
補助ヘッドの動きに抗するように複数の補助ヘッドの各補助ヘッド上に配置した複数のバネと；
複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを上昇させるため変位面上に形成した複数の変位部材と；
を有し、
複数の変位部材の各変位部材が他の変位部材に比べて異なる長さをもち、各変位部材が、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを順次上昇させ、その後主ヘッドが変位面によって上昇されること
を特徴とする減圧弁が提供される。
【００１６】
典型的には、複数のバネの各バネは圧縮バネである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】先行技術の減圧弁の正面図を示す。
【００１８】
【図２】本発明による減圧弁の実施形態の正面断面図を示す。
【００１９】
【図３】図２の減圧弁の正面断面拡大図を示す。
【００２０】
【図４ａ】本発明による減圧弁の別の実施形態の正面断面拡大図を示す。
【００２１】
【図４ｂ】図４ａの減圧弁の頂面図を示す。
【００２２】
【図５】減圧弁の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
好ましい実施形態において以下に説明する本発明によって、本発明の上記目的は達成され、また先行技術の技法及び研究に伴った問題点及び欠点は解消される。
【００２４】
本発明は減圧弁を提供する。減圧弁は、主本体と、入口と、出口と、ステムと、主シートと、パイロットダイヤフラムと、主ダイヤフラムと、主ヘッドと、制御バネとを有している。減圧弁は、相応した補助ヘッド及び変位部材／面を備えた付加的な補助シートを有している。減圧弁は、補助シート及び主シートを段階的に開放させる相応した補助ヘッド及び変位部材／面を備えた付加的な補助シートを有している。これにより、単一減圧弁を用い、ハンチング効果が殆どなくしかも多数の減圧弁の使用を排除する非常に変動する媒体流れの需要に合致できる。
【００２５】
以下、参照番号が種々の図面における相応した部品を表している添付画面を参照して本発明を例示する。これらの参照番号は以下の記載において括弧で示されている。
【００２６】
さて、図２及び図３を参照すると、本発明による減圧弁（以下ＰＲＶ（１００）と記載する）が示されている。ＰＲＶ（１００）は、主本体（１０）と、入口（１２）と、出口（１４）と、ステム（１６）と、主シート（１８）と、パイロットダイヤフラム（２０）と、主ダイヤフラム（２２）と、主ヘッド（２４）と、制御バネ（２６）とを有している。改良部分は、第１の補助ヘッド（２８）と、第１の変位面（４０ａ）と、複数の開口部（４１）と、第１の補助シート（３０）と、第２の補助シート（３２）と、第２の補助ヘッド（３０）と、第２の変位面（４０ｂ）とを有している。ＰＲＶ（１００）は、圧力感知管（６０）（図５参照）を介して得られる下流の圧力を制御バネ（２６）の力と釣り合わせることによって機能する。制御バネ（２６）は、ＰＲＶ（１００）の動作の圧力を調整するために用いられる。
【００２７】
感知管（６０）は、主ダイヤフラム（２２）とパイロットダイヤフラム（２０）とを接続している。要求された圧力量は、制御バネ（２６）の圧縮を調整することにより調整される。第１の変位面（４０ａ）は、主ヘッド（２４）の下方のステム（１６）に、主ヘッド（２４）との間（図２参照）に隙間をあけて形成され、また第２の変位面（４０ｂ）は、第１の補助ヘッド（２８）の下方のステム（１６）の上方部分に形成される。第１の変位面（４０ａ）と主ヘッド（２４）との間の隙間は、第２の変位面（４０ｂ）と第２の補助ヘッド（３４）との間の隙間と比較して大きい。第１の変位面（４０ａ）は、媒体を通す複数の開口部（４１）を備えている。第１の補助シート（３０）は主シート（２４）に形成される。第１の補助ヘッド（２８）は媒体の流れを開閉するため第１の補助シート（３０）をカバーしたりカバーを外したりするようにされている。
【００２８】
さらに、第２の補助シート（３４）は第１の補助ヘッド（２８）上に形成されている。第２の補助ヘッド（３０）は、ステム（１６）と第１の補助ヘッド（２８）との間の空間を通る媒体の流れを開閉するために、第２の補助シート（３４）をカバーしたりカバーを外したりするように設けられている。一実施形態では、第２の補助ヘッド（３０）は、球形である。主ヘッド（２４）、第１の補助ヘッド（２８）及び第２の補助ヘッド（３０）の各々は、それぞれ第１のバネ（Ａ）、第２のバネ（Ｂ）及び第３のバネ（Ｃ）で負荷が掛けられている。第１のバネ（Ａ）、第２のバネ（Ｂ）及び第３のバネ（Ｃ）はそれぞれのヘッドの動きに対して予め決めた抗力を付与するように選択される（図２及び図３参照）。一実施形態では、第１のバネ（Ａ）、第２のバネ（Ｂ）及び第３のバネ（Ｃ）は圧縮バネである。
【００２９】
さらに、主ダイヤフラム（２２）はパイロットダイヤフラム（２０）に比べて大きい。予定の圧力に達すると、加圧媒体はパイロットダイヤフラム（２０）及び主ダイヤフラム（２２）に圧力を加える。主ダイヤフラム（２２）の面積がパイロットダイヤフラム（２０）の占める面積より大きいので、主ダイヤフラム（２２）は、一層の力を受け、上方へ動く。主ダイヤフラム（２２）の上方への動きによりステム（１６）は上方へ動き、それにより第２の補助ヘッド（３０）を第２の補助シート（３４）から離して持ち上げ、それによって媒体は、第２の補助ヘッド（３０）と第２の補助シート（３４）とステム（１６）との間に作られた隙間から出ていくことができる。圧力が高まるにつれて、主ダイヤフラム（２２）は一層変位し、それにより、第１の補助ヘッド（２８）を第１の補助シート（１８）から離して持ち上げ、そして主ヘッド（２８）を主シート（１８）から離して持ち上げ、そ；ｉ９ｌ媒体は隙間から出ていくことができる。
【００３０】
安定した状態の下では、パイロットダイヤフラム（２０）の下側の圧力は制御バネ（２６）の力と釣り合い、主ダイヤフラム（２２）の下側に伝達された圧力も一定であり、従って釣合状態が達成される。
【００３１】
図４ａ及び図４ｂを参照すると、本発明による減圧弁の別の実施形態（以下ＰＲＶ（２００）と記載する）が示されている。ＰＲＶ（２００）は、主本体（２１０）と、ステム（２１６）と、主シート（２１８）と、主ヘッド（２２４）と、制御バネ（図示していない）と、主ダイヤフラム（図示していない）と、パイロットダイヤフラム（図示していない）と、第１のバネ（Ａ）と、感知管（図示していない）とを有して示されている。改良部分は、複数の補助ヘッドと、複数の補助シートと、変位面（２５０）と、複数の開口部（２５２）と、複数の変位部材（２５４）とを有している。説明のために、図示したＰＲＶ（２００）は、第１の補助ヘッド（２２８）と、第２の補助ヘッド（２３０）と、第３の補助ヘッド（２４２）と、第４の補助ヘッド（２４４）と、第１の補助シート（２３２）と、第２の補助シート（２３４）と、第３の補助シート（図示していない）と、第４の補助シート（図示していない）と、変位面（２５０）と、複数の開口部（２５２）と、複数の変位部材（２５４）とを有している（図４ａ及び図４ｂ参照）。
【００３２】
主ヘッド（２２４）は四つの開口部を備え、それら開口部に、第１の補助シート（２３２）と、第２の補助シート（２３４）と、第３の補助シートと、第４の補助シートとが形成されている。第１の補助ヘッド（２２８）と、第２の補助ヘッド（２３０）と、第３の補助ヘッド（２４２）と、第４の補助ヘッド（２４４）とは、第１の補助シート（２３２）と、第２の補助シート（２３４）と、第３の補助シートと、第４の補助シートとをそれぞれカバーするようにされている。
【００３３】
さらに、各補助ヘッドには、予定の保持力を発生するバネ（Ｂ）が設けられている。変位面（２５０）は、主ヘッド（２２４）を持ち上げるためステム（２１６）に形成されている。本発明は四つの開口部（２５２）を備えて示されている。これらの開口部（２５２）は、開放状態において媒体を通すために変位面（２５０）に形成されている。第１の補助ヘッド（２２８）、第２の補助ヘッド（２３０）、第３の補助ヘッド（２４２）及び第４の補助ヘッド（２４４）は、媒体の通路を開閉するために、第１の補助シート（２３２）、第２の補助シート（２３４）、第３の補助シート、第４の補助シートをそれぞれカバーしたりカバーを外したりする。
【００３４】
図４ａ及び図４ｂに戻って参照すると、複数の変位部材（２５４）は変位面（２５０）上に形成されている。四つの変位部材（２５４）の長さは異なっている。各補助シートと変位部材（２５４）との間には、媒体を通す隙間が維持される。従って、ステム（２１６）の上方への動きにより、第１の補助ヘッド（２２８）が最初に上昇し、更なる動きにより、第２の補助ヘッド（２３０）が上昇し、続いて第３の補助ヘッド（２４２）が上昇し、続いて第４の補助ヘッド（２４４）が上昇し、最後に、主ヘッド（２２４）が連続して上昇して媒体を通過させる。この形態により、圧力の増大に応じて補助シートは次々に開放し、そして主シート（２１８）を開放し、圧力の減少に応じて同じ順序でシートは閉じる。
【００３５】
ストレーナを内蔵した上流及び下流分離弁のような付加的な特徴は、ＰＲＶ（１００）及びＰＲＶ（２００）のダイヤフラム、シート及びヘッドのような主要な構成要素の寿命を改善し得る。
【００３６】
従って、最大流れから最少流れまで制御する弁の容量は、本発明のＰＲＶ（１００）及びＰＲＶ（２００）によって改善され、それにより圧力設定の異なる多数の減圧弁を使用しなくても済む。さらに、本発明のＰＲＶ（１００）及びＰＲＶ（２００）は、ハンチング影響が殆どない。
【００３７】
本実施形態において記載した本発明によって、本発明の上記の目的は達成され、また、先行技術の技法及び解決法に伴う問題点及び欠点は解消される。
【００３８】
以上好ましい実施形態について詳しく説明してきたが、本発明は種々の形態で実施され得ることが理解されるべきである。従って、本明細書に記載した細部は限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、特許請求の範囲の根拠及び事実上の任意の適切な詳細なシステム、構造又は事項に本発明を使用する際に当業者に教示する代表的な根拠として解釈されるべきである。
【００３９】
本明細書で説明した上述の本発明の実施形態及び方法は、当業者に更なる変更及び代替を提示している。かかる更なる変更及び代替は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに成され得る。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧弁に関するものである。特に、本発明は、多ヘッド及びシートを備えた減圧弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、減圧弁（以下ＰＲＶと記載する）は、ボイラー蒸気の圧力を適用点（プロセス機器）に低減する蒸気工業において用いられる。現在利用できるＰＲＶは、圧力及びフロー条件（上流及び下流）が適正に安定している場合には完全に申し分なく機能する。しかし、プロセス工業において、蒸気の需要は常に変動する。プロセスの開始時には、パイプライン及び全ての製品は冷えており、それらをできるだけ速やかに加熱することが要求される。このため高い蒸気の流量が必要である。一度、温度が所望の温度に達すると、流量の需要は低下する。さらに、流れは、流体／媒体の加熱に応えそして熱損失を処理するのにだけ必要とされる。
【０００３】
一般に、減圧要求を満たすために、パイプラインには二つのＰＲＶが並列に設けられる。両ＰＲＶは、比較的高い需要に応えるため最初は‘ＯＮ’に設定される。さらに、低い流れ需要に応えるために、より小さいＰＲＶが用いられる。
【０００４】
図１を参照すると、先行技術の減圧弁（１０００）が正面図で示されている。減圧弁（１０００）は、主本体（１１０）と、入口（１１２）と、出口（１１４）と、ステム（１１６）と、シート（１１８）と、パイロットダイヤフラム（１２０）と、主ダイヤフラム（１２２）と、ヘッド（１２４）とを備えている。減圧弁（１０００）は、圧力感知管（６０）（図５参照）を通して得られる下流の圧力を圧力調整制御バネ（１２６）と釣り合わせることにより機能する。圧力感知管（６０）は、主ダイヤフラム（１２２）とパイロットダイヤフラム（１２０）との間の媒体の通路を構成している。圧力の要求量は制御バネ（１２６）を調整することによって調整される。主ダイヤフラム（１２４）は、パイロットダイヤフラム（１２０）に比較して大きい。所望の圧力に達すると、加圧媒体はパイロットダイヤフラム（１２０）及び主ダイヤフラム（１２２）を加圧する。主ダイヤフラム（１２２）の面積はパイロットダイヤフラム（１２４）の面積に比較して大きいので、機械効率が得られ、小さな比例オフセットで精度が得られ、従って主ダイヤフラム（１２２）は上方へ動く。
【０００５】
主ダイヤフラム（１２２）の上方への動きは、ステム（１１６）を上方へ動かし、それにより、媒体を出口（１１４）から流出可能なようにシート（１１８）から離れる方向へヘッド（１２４）を上昇させ、その結果、制御圧力を変更する。さらに、安定した条件下では、パイロットダイヤフラム（１２２）の下方の圧力は制御バネ（１２６）と力を釣り合い、また主ダイヤフラム（１２２）の下方に伝達した圧力も一定であり、従って釣り合い状態が達成される。
【０００６】
下流の圧力が上昇すると、パイロットダイヤフラム（１２０）の下方の圧力は制御バネ（１２６）による力より大きくなり、パイロットダイヤフラム（１２０）はパイロットシートを閉じた状態に押圧する。これにより主ダイヤフラム（１２２）の下方の圧力は遮断される。常に主ダイヤフラム（１２２）の頂部に圧力（下流の圧力）が存在し、この圧力が主ダイヤフラム（１２２）下側の圧力より高いので、感知管（６０）及び過剰圧力オリフィスを介して圧力が伝達され、それによりそれらの間で圧力が釣り合う。
【０００７】
さらに、最大と最小の制御可能な流れの比はＰＲＶの“範囲能力”と呼ばれる。二つのＰＲＶ（一つは小さく、一つは大きい）の代わりに一つの特大のＰＲＶが用いられる場合には、ハンチングと呼ばれる現象が生じる。ハンチング現象は、弁を開いて流れに応えるが、しかし需要が非常に低く、再び遮断しようとし、このサイクルが継続することを意味する。
【０００８】
このハンチング現象により、ＰＲＶ（１０００）のヘッド（１２４）は、ヘッド（１２４）及びシート（１１８）の寿命を低減させる線引き（wiredrawing）及び早期浸蝕作用を生じさせるウェット蒸気を通過させながら、シート（１１８）に近付かせることになる。さらに、特大のヘッドが僅かに動いても、ＰＲＶ（１０００）のの流れは相対的に大きく変化し、正確に制御するのを一層困難にさせている。要するにＰＲＶ（１０００）の範囲能力は制限される。この状態でＰＲＶ（１０００）が用いられると、全ての部品は非常に迅速に疲労寿命に達して機能しなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、１つの形態で、非常に変動する流れ需要に応えることのできる減圧弁を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、ハンチング影響が殆どない減圧弁を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、圧力設定の異なる複数の減圧弁の使用を除去できる減圧弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された第１の変位面と；
媒体を通すため第１の変位面に形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された第１の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第１の補助ヘッドと；
第１の補助ヘッドの動きに抗するように第１の補助ヘッド上に配置した第２のバネと；
第１の補助ヘッドを上昇させるためステムに形成された第２の変位面と；
第１の補助ヘッドに形成された第２の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第２の補助ヘッドと；
第２の補助ヘッドの動きに抗するように第２の補助ヘッド上に配置した第３のバネと；
を有し、
閉じた状態では、第１の変位面と主シートとの距離が第２の変位面と第１の補助ヘッドとの距離より大きく、従って、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、まず第２の補助ヘッドを上昇させ、次に第１の補助ヘッドを上昇させ、次に主ヘッドを上昇させること
を特徴とする減圧弁が提供される。
【００１３】
典型的には、第１のバネ、第２のバネ及び第３のバネは、圧縮バネである。
【００１４】
典型的には、第２の補助ヘッドは球形である。
【００１５】
本発明の一つの実施形態によれば、
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された変位面と；
媒体を通すため主ヘッドに形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された複数の開口部の各開口部に対応する複数の補助シートと；
媒体の流れを調整するため複数の補助シートの各補助シートをカバーするようにされた複数の補助ヘッドと；
補助ヘッドの動きに抗するように複数の補助ヘッドの各補助ヘッド上に配置した複数のバネと；
複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを上昇させるため変位面上に形成した複数の変位部材と；
を有し、
複数の変位部材の各変位部材が他の変位部材に比べて異なる長さをもち、各変位部材が、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを順次上昇させ、その後主ヘッドが変位面によって上昇されること
を特徴とする減圧弁が提供される。
【００１６】
典型的には、複数のバネの各バネは圧縮バネである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】先行技術の減圧弁の正面図を示す。
【００１８】
【図２】本発明による減圧弁の実施形態の正面断面図を示す。
【００１９】
【図３】図２の減圧弁の正面断面拡大図を示す。
【００２０】
【図４ａ】本発明による減圧弁の別の実施形態の正面断面拡大図を示す。
【００２１】
【図４ｂ】図４ａの減圧弁の頂面図を示す。
【００２２】
【図５】減圧弁の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
好ましい実施形態において以下に説明する本発明によって、本発明の上記目的は達成され、また先行技術の技法及び研究に伴った問題点及び欠点は解消される。
【００２４】
本発明は減圧弁を提供する。減圧弁は、主本体と、入口と、出口と、ステムと、主シートと、パイロットダイヤフラムと、主ダイヤフラムと、主ヘッドと、制御バネとを有している。減圧弁は、相応した補助ヘッド及び変位部材／面を備えた付加的な補助シートを有している。減圧弁は、補助シート及び主シートを段階的に開放させる相応した補助ヘッド及び変位部材／面を備えた付加的な補助シートを有している。これにより、単一減圧弁を用い、ハンチング効果が殆どなくしかも多数の減圧弁の使用を排除する非常に変動する媒体流れの需要に合致できる。
【００２５】
以下、参照番号が種々の図面における相応した部品を表している添付画面を参照して本発明を例示する。これらの参照番号は以下の記載において括弧で示されている。
【００２６】
さて、図２及び図３を参照すると、本発明による減圧弁（以下ＰＲＶ（１００）と記載する）が示されている。ＰＲＶ（１００）は、主本体（１０）と、入口（１２）と、出口（１４）と、ステム（１６）と、主シート（１８）と、パイロットダイヤフラム（２０）と、主ダイヤフラム（２２）と、主ヘッド（２４）と、制御バネ（２６）とを有している。改良部分は、第１の補助ヘッド（２８）と、第１の変位面（４０ａ）と、複数の開口部（４１）と、第１の補助シート（３０）と、第２の補助シート（３２）と、第２の補助ヘッド（３０）と、第２の変位面（４０ｂ）とを有している。ＰＲＶ（１００）は、圧力感知管（６０）（図５参照）を介して得られる下流の圧力を制御バネ（２６）の力と釣り合わせることによって機能する。制御バネ（２６）は、ＰＲＶ（１００）の動作の圧力を調整するために用いられる。
【００２７】
感知管（６０）は、主ダイヤフラム（２２）とパイロットダイヤフラム（２０）とを接続している。要求された圧力量は、制御バネ（２６）の圧縮を調整することにより調整される。第１の変位面（４０ａ）は、主ヘッド（２４）の下方のステム（１６）に、主ヘッド（２４）との間（図２参照）に隙間をあけて形成され、また第２の変位面（４０ｂ）は、第１の補助ヘッド（２８）の下方のステム（１６）の上方部分に形成される。第１の変位面（４０ａ）と主ヘッド（２４）との間の隙間は、第２の変位面（４０ｂ）と第２の補助ヘッド（３４）との間の隙間と比較して大きい。第１の変位面（４０ａ）は、媒体を通す複数の開口部（４１）を備えている。第１の補助シート（３０）は主シート（２４）に形成される。第１の補助ヘッド（２８）は媒体の流れを開閉するため第１の補助シート（３０）をカバーしたりカバーを外したりするようにされている。
【００２８】
さらに、第２の補助シート（３４）は第１の補助ヘッド（２８）上に形成されている。第２の補助ヘッド（３０）は、ステム（１６）と第１の補助ヘッド（２８）との間の空間を通る媒体の流れを開閉するために、第２の補助シート（３４）をカバーしたりカバーを外したりするように設けられている。一実施形態では、第２の補助ヘッド（３０）は、球形である。主ヘッド（２４）、第１の補助ヘッド（２８）及び第２の補助ヘッド（３０）の各々は、それぞれ第１のバネ（Ａ）、第２のバネ（Ｂ）及び第３のバネ（Ｃ）で負荷が掛けられている。第１のバネ（Ａ）、第２のバネ（Ｂ）及び第３のバネ（Ｃ）はそれぞれのヘッドの動きに対して予め決めた抗力を付与するように選択される（図２及び図３参照）。一実施形態では、第１のバネ（Ａ）、第２のバネ（Ｂ）及び第３のバネ（Ｃ）は圧縮バネである。
【００２９】
さらに、主ダイヤフラム（２２）はパイロットダイヤフラム（２０）に比べて大きい。予定の圧力に達すると、加圧媒体はパイロットダイヤフラム（２０）及び主ダイヤフラム（２２）に圧力を加える。主ダイヤフラム（２２）の面積がパイロットダイヤフラム（２０）の占める面積より大きいので、主ダイヤフラム（２２）は、一層の力を受け、上方へ動く。主ダイヤフラム（２２）の上方への動きによりステム（１６）は上方へ動き、それにより第２の補助ヘッド（３０）を第２の補助シート（３４）から離して持ち上げ、それによって媒体は、第２の補助ヘッド（３０）と第２の補助シート（３４）とステム（１６）との間に作られた隙間から出ていくことができる。圧力が高まるにつれて、主ダイヤフラム（２２）は一層変位し、それにより、第１の補助ヘッド（２８）を第１の補助シート（１８）から離して持ち上げ、そして主ヘッド（２８）を主シート（１８）から離して持ち上げ、そ；ｉ９ｌ媒体は隙間から出ていくことができる。
【００３０】
安定した状態の下では、パイロットダイヤフラム（２０）の下側の圧力は制御バネ（２６）の力と釣り合い、主ダイヤフラム（２２）の下側に伝達された圧力も一定であり、従って釣合状態が達成される。
【００３１】
図４ａ及び図４ｂを参照すると、本発明による減圧弁の別の実施形態（以下ＰＲＶ（２００）と記載する）が示されている。ＰＲＶ（２００）は、主本体（２１０）と、ステム（２１６）と、主シート（２１８）と、主ヘッド（２２４）と、制御バネ（図示していない）と、主ダイヤフラム（図示していない）と、パイロットダイヤフラム（図示していない）と、第１のバネ（Ａ）と、感知管（図示していない）とを有して示されている。改良部分は、複数の補助ヘッドと、複数の補助シートと、変位面（２５０）と、複数の開口部（２５２）と、複数の変位部材（２５４）とを有している。説明のために、図示したＰＲＶ（２００）は、第１の補助ヘッド（２２８）と、第２の補助ヘッド（２３０）と、第３の補助ヘッド（２４２）と、第４の補助ヘッド（２４４）と、第１の補助シート（２３２）と、第２の補助シート（２３４）と、第３の補助シート（図示していない）と、第４の補助シート（図示していない）と、変位面（２５０）と、複数の開口部（２５２）と、複数の変位部材（２５４）とを有している（図４ａ及び図４ｂ参照）。
【００３２】
主ヘッド（２２４）は四つの開口部を備え、それら開口部に、第１の補助シート（２３２）と、第２の補助シート（２３４）と、第３の補助シートと、第４の補助シートとが形成されている。第１の補助ヘッド（２２８）と、第２の補助ヘッド（２３０）と、第３の補助ヘッド（２４２）と、第４の補助ヘッド（２４４）とは、第１の補助シート（２３２）と、第２の補助シート（２３４）と、第３の補助シートと、第４の補助シートとをそれぞれカバーするようにされている。
【００３３】
さらに、各補助ヘッドには、予定の保持力を発生するバネ（Ｂ）が設けられている。変位面（２５０）は、主ヘッド（２２４）を持ち上げるためステム（２１６）に形成されている。本発明は四つの開口部（２５２）を備えて示されている。これらの開口部（２５２）は、開放状態において媒体を通すために変位面（２５０）に形成されている。第１の補助ヘッド（２２８）、第２の補助ヘッド（２３０）、第３の補助ヘッド（２４２）及び第４の補助ヘッド（２４４）は、媒体の通路を開閉するために、第１の補助シート（２３２）、第２の補助シート（２３４）、第３の補助シート、第４の補助シートをそれぞれカバーしたりカバーを外したりする。
【００３４】
図４ａ及び図４ｂに戻って参照すると、複数の変位部材（２５４）は変位面（２５０）上に形成されている。四つの変位部材（２５４）の長さは異なっている。各補助シートと変位部材（２５４）との間には、媒体を通す隙間が維持される。従って、ステム（２１６）の上方への動きにより、第１の補助ヘッド（２２８）が最初に上昇し、更なる動きにより、第２の補助ヘッド（２３０）が上昇し、続いて第３の補助ヘッド（２４２）が上昇し、続いて第４の補助ヘッド（２４４）が上昇し、最後に、主ヘッド（２２４）が連続して上昇して媒体を通過させる。この形態により、圧力の増大に応じて補助シートは次々に開放し、そして主シート（２１８）を開放し、圧力の減少に応じて同じ順序でシートは閉じる。
【００３５】
ストレーナを内蔵した上流及び下流分離弁のような付加的な特徴は、ＰＲＶ（１００）及びＰＲＶ（２００）のダイヤフラム、シート及びヘッドのような主要な構成要素の寿命を改善し得る。
【００３６】
従って、最大流れから最少流れまで制御する弁の容量は、本発明のＰＲＶ（１００）及びＰＲＶ（２００）によって改善され、それにより圧力設定の異なる多数の減圧弁を使用しなくても済む。さらに、本発明のＰＲＶ（１００）及びＰＲＶ（２００）は、ハンチング影響が殆どない。
【００３７】
本実施形態において記載した本発明によって、本発明の上記の目的は達成され、また、先行技術の技法及び解決法に伴う問題点及び欠点は解消される。
【００３８】
以上好ましい実施形態について詳しく説明してきたが、本発明は種々の形態で実施され得ることが理解されるべきである。従って、本明細書に記載した細部は限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、特許請求の範囲の根拠及び事実上の任意の適切な詳細なシステム、構造又は事項に本発明を使用する際に当業者に教示する代表的な根拠として解釈されるべきである。
【００３９】
本明細書で説明した上述の本発明の実施形態及び方法は、当業者に更なる変更及び代替を提示している。かかる更なる変更及び代替は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに成され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された第１の変位面と；
媒体を通すため第１の変位面に形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された第１の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第１の補助ヘッドと；
第１の補助ヘッドの動きに抗するように第１の補助ヘッド上に配置した第２のバネと；
第１の補助ヘッドを上昇させるためステムに形成された第２の変位面と；
第１の補助ヘッドに形成された第２の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第２の補助ヘッドと；
第２の補助ヘッドの動きに抗するように第２の補助ヘッド上に配置した第３のバネと；
を有し、
閉じた状態では、第１の変位面と主シートとの距離が第２の変位面と第１の補助ヘッドとの距離より大きく、従って、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、まず第２の補助ヘッドを上昇させ、次に第１の補助ヘッドを上昇させ、次に主ヘッドを上昇させること
を特徴とする減圧弁。
【請求項２】
第１のバネ、第２のバネ及び第３のバネが圧縮バネであることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項３】
第２の補助ヘッドが球形であることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項４】
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された変位面と；
媒体を通すため主ヘッドに形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された複数の開口部の各開口部に対応する複数の補助シートと；
媒体の流れを調整するため複数の補助シートの各補助シートをカバーするようにされた複数の補助ヘッドと；
補助ヘッドの動きに抗するように複数の補助ヘッドの各補助ヘッド上に配置した複数のバネと；
複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを上昇させるため変位面上に形成した複数の変位部材と；
を有し、
複数の変位部材の各変位部材が他の変位部材に比べて異なる長さをもち、各変位部材が、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを順次上昇させ、その後主ヘッドが変位面によって上昇されること
を特徴とする減圧弁。
【請求項５】
複数のバネの各バネが圧縮バネであることを特徴とする請求項４記載の減圧弁。
【請求項１】
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された第１の変位面と；
媒体を通すため第１の変位面に形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された第１の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第１の補助ヘッドと；
第１の補助ヘッドの動きに抗するように第１の補助ヘッド上に配置した第２のバネと；
第１の補助ヘッドを上昇させるためステムに形成された第２の変位面と；
第１の補助ヘッドに形成された第２の補助シートと；
媒体の流れを開閉するため第１の補助シートをカバーしかつカバーを外すようにされた第２の補助ヘッドと；
第２の補助ヘッドの動きに抗するように第２の補助ヘッド上に配置した第３のバネと；
を有し、
閉じた状態では、第１の変位面と主シートとの距離が第２の変位面と第１の補助ヘッドとの距離より大きく、従って、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、まず第２の補助ヘッドを上昇させ、次に第１の補助ヘッドを上昇させ、次に主ヘッドを上昇させること
を特徴とする減圧弁。
【請求項２】
第１のバネ、第２のバネ及び第３のバネが圧縮バネであることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項３】
第２の補助ヘッドが球形であることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
【請求項４】
本体と；
媒体の入口及び出口と；
主ダイヤフラムに固定されたステムと；
ステムに固定された主ヘッドと；
媒体の流れを開閉する主ヘッドを配置するための主シートと；
主ヘッドを開放する圧力を調整する制御バネと；
主ヘッドの動きに抗するように主ヘッド上に配置した第１のバネと；
制御バネの圧力に対して作用するパイロットダイヤフラムと；
主ダイヤフラムを接続する感知管と；
を有する減圧弁において、
主ヘッドを上昇させるためステムに形成された変位面と；
媒体を通すため主ヘッドに形成された複数の開口部と；
主ヘッドに形成された複数の開口部の各開口部に対応する複数の補助シートと；
媒体の流れを調整するため複数の補助シートの各補助シートをカバーするようにされた複数の補助ヘッドと；
補助ヘッドの動きに抗するように複数の補助ヘッドの各補助ヘッド上に配置した複数のバネと；
複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを上昇させるため変位面上に形成した複数の変位部材と；
を有し、
複数の変位部材の各変位部材が他の変位部材に比べて異なる長さをもち、各変位部材が、主ダイヤフラムによりステムを上昇する際には、複数の補助ヘッドの各補助ヘッドを順次上昇させ、その後主ヘッドが変位面によって上昇されること
を特徴とする減圧弁。
【請求項５】
複数のバネの各バネが圧縮バネであることを特徴とする請求項４記載の減圧弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５１５３１４（Ｐ２０１３−５１５３１４Ａ）
【公表日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４５５２４（Ｐ２０１２−５４５５２４）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＮ２０１０／０００８４１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７７４５６
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（５０８３１０２５２）スパイラックス マーシャル ピーブイティー． リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＮ２０１０／０００８４１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７７４５６
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（５０８３１０２５２）スパイラックス マーシャル ピーブイティー． リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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