定流量弁
【課題】流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用することにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、かつ大流量にも適応可能な定流量弁を提供すること。
【解決手段】流体流路１４に配設した弁体１１に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体１１の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積がそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体１１の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体１１にかかる抗力を、この抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢するばね１３の付勢力とバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにする。
【解決手段】流体流路１４に配設した弁体１１に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体１１の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積がそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体１１の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体１１にかかる抗力を、この抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢するばね１３の付勢力とバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定流量弁に関し、特に、流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用するようにした定流量弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流量を一定に保持するようにするために各種の定流量弁が提案されている。
ところで、従来の定流量弁には、動作原理に、固定オリフィスの差圧を利用するもの（特許文献１参照）、可変オリフィスの差圧とばねの釣り合いを利用するもの（特許文献２参照）、弾性体の変形を利用するもの（特許文献３及び４参照）等があった。
しかしながら、上記従来の定流量弁は、流体の圧力変化によって流体の流量が変動したり、大流量には適応できない等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−７１４３２号公報
【特許文献２】特開平３−１１７７８８号公報
【特許文献３】特開平８−４９４３号公報
【特許文献４】特開平１１−３３６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の定流量弁の有する問題点に鑑み、流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用することにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、かつ大流量にも適応可能な定流量弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本第１発明の定流量弁は、流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積がそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する弾性体の付勢力とバランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、弾性体には、ばねのほか、ゴム状の弾性体等を用いることができる。
【０００７】
また、同じ目的を達成するため、本第２発明の定流量弁は、流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積をそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する磁石の付勢力とにより動作、バランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するよ
うにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本第１及び第２発明の定流量弁によれば、流体流路に配設した弁体を、流体の流れによって弁体にかかる抗力により動作、バランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにすることにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、また、オリフィスや弾性体の変形を利用するものでないため大流量にも適応可能である。
【０００９】
そして、弁体にかかる抗力を、抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する弾性体や磁石の付勢力とバランスさせるようにすることにより、抗力と釣り合う方向に弁体の付勢する付勢手段を簡易に構成することができ、特に、付勢手段として磁石を用いた場合には、疲労による弾性体として用いるばねの破損の問題をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の定流量弁の第１実施例を示す構造説明図である。
【図２】本発明の定流量弁の第２実施例を示す構造説明図である。
【図３】本発明の定流量弁の第３実施例を示す構造説明図である。
【図４】本発明の定流量弁の第４実施例を示す構造説明図である。
【図５】本発明の定流量弁の第５実施例を示す構造説明図である。
【図６】本発明の定流量弁の第６実施例を示す構造説明図である。
【図７】本発明の定流量弁の第７実施例を示す構造説明図である。
【図８】本発明の定流量弁の第８実施例を示す構造説明図である。
【図９】本発明の定流量弁の第９実施例を示す構造説明図である。
【図１０】本発明の定流量弁の第１０実施例を示す構造説明図である。
【図１１】本発明の定流量弁の第１１実施例を示す構造説明図である。
【図１２】本発明の定流量弁の第１２実施例を示す構造説明図である。
【図１３】本発明の定流量弁の第１３実施例を示す構造説明図である。
【図１４】本発明の定流量弁の第１４実施例を示す構造説明図である。
【図１５】本発明の定流量弁の第１５実施例を示す構造説明図である。
【図１６】本発明の定流量弁の第１６実施例を示す構造説明図である。
【図１７】本発明の定流量弁を適用した不活性ガス消火設備の一実施例を示す説明図である。
【図１８】定流量弁の配設位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の定流量弁の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に、本発明の定流量弁の第１実施例を示す。
流体流路１４に配設した弁体１１を、流体の流れによって弁体１１にかかる抗力Ｄにより動作、バランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
ここで、弁体１１にかかる抗力Ｄは、次の式（１）により求めることができる。
Ｄ＝（ρ／２）Ｕ２ＦＣＤ
ρ：流体の密度
Ｕ：流体の速度
Ｆ：流体の流れに対して垂直な平面への弁体１１の投影面積
ＣＤ：抗力係数（弁体１１の形状、姿勢、表面の滑粗及びレイノルズ数Ｒｅによっ
て決まる無次元数）
そして、本実施例においては、弁体１１にかかる抗力を、抗力Ｄと釣り合う方向に弁体１１を付勢する弾性体としてのばね１３（以下の実施例も同様）の付勢力とバランスさせるようにしている。
【００１３】
より具体的には、この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
【００１４】
この定流量弁１は、流体流路１４を流れる流体の速度（流量）が増加しようとすると、弁体１１が流路開口部１２の断面積を減少する方向に移動して平衡し、流体の速度（流量）が増加するのを抑え、一方、流体流路１４を流れる流体の速度（流量）が減少しようとすると、弁体１１が流路開口部１２の断面積を増加する方向に移動して平衡し、流体の速度（流量）が減少するのを抑えることにより、流体の流量が略一定に保持される。
【実施例２】
【００１５】
図２に、本発明の定流量弁の第２実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例３】
【００１６】
図３に、本発明の定流量弁の第３実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例４】
【００１７】
図４に、本発明の定流量弁の第４実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流
体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１に形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例５】
【００１８】
図５に、本発明の定流量弁の第５実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例６】
【００１９】
図６に、本発明の定流量弁の第６実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（内面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（外面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体支持体１１ｅに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例７】
【００２０】
図７に、本発明の定流量弁の第７実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例８】
【００２１】
図８に、本発明の定流量弁の第８実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容
室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例９】
【００２２】
図９に、本発明の定流量弁の第９実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体支持体１１ｅに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１０】
【００２３】
図１０に、本発明の定流量弁の第１０実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した鍔付円筒状の弁体１１を、弁体１１の鍔部１１ｆの一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の鍔部１１ｆの他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１の鍔部１１ｆ及び弁体支持体１１ｅ間に形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１１】
【００２４】
図１１に、本発明の定流量弁の第１１実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１の他端側１１ｂに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１２】
【００２５】
図１２に、本発明の定流量弁の第１２実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した鍔付円筒体１１ｇを備えた弁体１１を、弁体１１の鍔付円筒体１１ｇの一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の鍔付円筒体１１ｇの鍔部１１ｈにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、弁体１１には流体通路１１ｄを形成するとともに、ばね１３を配設した弁体１１の鍔付円筒体１１ｇの鍔部１１ｈ及び弁体支持体１１ｅ間に形成したばね収容室１１ｉは、本体ケーシング１０に形成した通路１５により大気と連通することにより、弁体１１
に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１３】
【００２６】
図１３に、本発明の定流量弁の第１３実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１の他端側１１ｂに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、ばね１３は、調整部材１６により、その付勢力の大きさを任意に調節することができるようにされており、これにより、流体の流量を増減、すなわち、付勢力の大きさを大きくすることにより、流体の流量を増加させ、一方、付勢力の大きさを小さくすることにより、流体の流量を減少させることができるようにしている。
また、弁体１１は、ばね１１ｊにより、所定の範囲に位置するように保持されている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１４】
【００２７】
図１４に、本発明の定流量弁の第１４実施例を示す。
本実施例は、弁体１１にかかる抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢する付勢手段として、上記各実施例のばね１３に代えて、磁石１６ａを用いたもので、これにより、疲労によるばねの破損の問題をなくすことができるようにしたものである。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかる磁石１６ａの付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、磁石１６ａを配設した弁体支持体１１ｅに形成した中間室１１ｋと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、弁体１１を付勢する付勢手段としての磁石１６ａは、弁体１１の他端側１１ｂと弁体支持体１１ｅとに、同じ極同士、例えば、Ｎ極同士が対向するように配設するようにする。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１５】
【００２８】
図１５に、本発明の定流量弁の第１５実施例を示す。
本実施例は、上記第１４実施例と同様、弁体１１にかかる抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢する付勢手段として、磁石１６ｂを用いたものである。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の同じ一端側１１ａにかかる磁石１６ｂの付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、弁体支持体１１ｅに形成した中間室１１ｋと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、弁体１１を付勢する付勢手段としての磁石１６ｂは、弁体１１の一端側１１ａとその上流側の本体ケーシング１０とに、異なる極、例えば、Ｓ極とＮ極が対向（本実施例においては、磁性体１６ｃを介して対向）するように配設するようにする。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例及び第１４実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１６】
【００２９】
図１６に、本発明の定流量弁の第１６実施例を示す。
本実施例は、上記第１４実施例及び第１５実施例と同様、弁体１１にかかる抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢する付勢手段として、磁石１６ａ、１６ｂを用いたものである。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかる磁石１６ａ及び弁体１１の同じ一端側１１ａにかかる磁石１６ｂの付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、弁体支持体１１ｅに形成した中間室１１ｋと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、弁体１１を付勢する付勢手段としての磁石１６ａは、弁体１１の他端側１１ｂと弁体支持体１１ｅとに、同じ極同士、例えば、Ｎ極同士が対向するように配設し、一方、磁石１６ｂは、弁体１１の一端側１１ａとその上流側の本体ケーシング１０とに、異なる極、例えば、Ｓ極とＮ極が対向（本実施例においては、磁性体１６ｃを介して対向）するように配設するようにする。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例並びに第１４実施例及び第１５実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１７】
【００３０】
図１７に、本発明の定流量弁を適用した不活性ガス消火設備の一実施例を示す。
この不活性ガス消火設備は、複数、例えば、２つの消火区画６−１、６−２を有し、不活性ガス消火剤として、例えば、窒素ガスを使用し、これを加圧して高圧ガス容器に充填した状態（３５℃において、１８ＭＰａ）で消火設備内に保管することにより、消火剤貯蔵容器Ｂ１として利用する。この実施例の不活性ガス消火設備には、３本の消火剤貯蔵容器Ｂ１を備え、各消火剤貯蔵容器Ｂ１には、容器弁２を介して連結管３を接続し、さらに連結管３を１本の集合管４に接続し、この集合管４を各消火区画６−１、６−２まで延設した主配管５−１、５−２に接続する。主配管５−１、５−２には、選択弁９−１、９−２を配設し、消火区画６−１、６−２に選択的に不活性ガス消火剤を送るようにする。消火区画６−１、６−２まで延設した主配管５−１、５−２を、消火区画６−１、６−２内にそれぞれ配設した枝管７−１、７−２に接続し、この枝管７−１、７−２を消火区画６−１、６−２内の適所に複数個配設した消火剤噴射ヘッド８−１、８−２に接続する。
【００３１】
ところで、通常、各消火区画６−１、６−２は、その容積が異なるため、当然、消火するのに必要となる不活性ガス消火剤の量も異なる。このため、主配管５−１、５−２の口径を各消火区画６−１、６−２の容積に応じて異ならせるほか、火災の際、消火対象となる消火区画６−１、６−２に対応した本数の消火剤貯蔵容器Ｂ１が開放されるように不活性ガス消火設備を構成する。
なお、図中、１０−１、１０−２は選択弁開放装置、１１−１、１１−２は起動用ガス容器、１２−１、１２−２は起動用ガス容器開放用のソレノイド、１３−１、１３−２は、選択弁９−１、９−２及び後述の定圧ガス源としての定圧ガス容器Ｂ２の開放をコントロールする起動用ガス管路で、選択弁開放装置１０−１、１０−２に接続され、その途中の適所に不還弁１４−１、１４−２を配設する。なお、これらの部材の末尾の数字１、２
は、消火区画の末尾の数字１、２にそれぞれ対応している。
【００３２】
この場合において、容器弁２には、容器弁２の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐを定圧ガス源のガス圧Ｐ１によって規定される基準ガス圧Ｐ０以下に規制する制圧弁を用いることが望ましい。
制圧弁には、消火剤貯蔵容器Ｂ１内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２が、基準ガス圧Ｐ０以下に低下するまでは、制圧弁の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐを基準ガス圧Ｐ０に保持する機能を有しているため、不活性ガス消火剤の放出により消火剤貯蔵容器内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２が低下した場合でも、制圧弁の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐが基準ガス圧Ｐ０に維持されることにより、不活性ガス消火剤の放出量を一定に保つことができる。
一方、制圧弁は、上記利点を有するものの、不活性ガス消火剤の放出量が設定放出時間内で大きく変動、具体的には、不活性ガス消火剤の放出開始時から不活性ガス消火剤の設定放出時間（例えば、１分間）の１／２が経過しない間に、消火剤貯蔵容器Ｂ１内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２の低下に伴って不活性ガス消火剤の放出量が低下してしまい、不活性ガス消火設備の消火剤流通経路の容量を十分生かし切れていないという問題点や不活性ガス消火剤の放出開始時から短時間に大量の不活性ガス消火剤が放出されることとなるため、消火区画６−１、６−２内の内圧の上昇を防止するために設けられる避圧ダンパー１６の容量（開口面積）を大きくする必要があるという問題点がある。
【００３３】
そこで、本実施例においては、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８に至る消火剤流通経路の適宜位置、本実施例においては、選択弁９−１、９−２の上流側の集合管４に上記定流量弁１を配設して不活性ガス消火剤の流量を制御することにより、不活性ガス消火剤の放出開始時から、不活性ガス消火剤の設定放出時間の少なくとも１／２、より好ましくは２／３が経過するまでの間、不活性ガス消火剤の放出量が略一定に保持されるようにしている。
【００３４】
この場合、消火剤貯蔵容器Ｂ１内に貯蔵されている不活性ガス消火剤を有効に利用することができるように、不活性ガス消火剤の設定放出時間内に、消火剤貯蔵容器Ｂ１内に貯蔵されている不活性ガス消火剤の９０％以上を放出するようにすることが望ましい。
【００３５】
定流量弁１には、定流量弁１の導入側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐｉｎの変動（低下）にかかわらず不活性ガス消火剤の放出量が略一定に保持する機能を有するものであれば、特にその構造は限定されるものではないが、図１〜図１６に記載するような各種の定流量弁を用いることができる。
【００３６】
なお、定流量弁１を配設する位置は、上記選択弁９−１、９−２の上流側の集合管４のほか、図１８（ａ）に示すように、消火剤噴射ヘッド８と一体に配設したり、図１８（ｂ）に示すように、消火剤噴射ヘッド８の上流側の枝管７に配設したり、図１８（ｃ）に示すように、選択弁９の下流側の主配管５に配設したり、図１８（ｄ）に示すように、容器弁２の下流側の連結管３に配設したり、図１８（ｅ）に示すように、容器弁２と一体に配設する等、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８−１、８−２に至る消火剤流通経路の任意の位置とすることができる。
【００３７】
この不活性ガス消火設備は、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８に至る消火剤流通経路の適宜位置に定流量弁１を配設して不活性ガス消火剤の流量を制御することにより、不活性ガス消火剤の放出開始時から、不活性ガス消火剤の設定放出時間の少なくとも１／２、さらに好ましくは、２／３が経過するまでの間、不活性ガス消火剤の放出量が略一定（ここで、「略一定」とは、±２０％程度の変動を含むものとする。）に保持されるようにしたので、不活性ガス消火剤の放出開始時から不活性ガス消火剤の設定放出時間の
１／２、さらに好ましくは、２／３が経過しない間に、消火剤貯蔵容器Ｂ１内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２の低下に伴って不活性ガス消火剤の放出量が低下することがなく、不活性ガス消火設備の消火剤流通経路の容量を十分生かすことができるとともに、不活性ガス消火剤の放出開始時から短時間に大量の不活性ガス消火剤が放出されないため、消火区画６−１、６−２内の内圧の上昇を防止するために設けられる避圧ダンパー１６の容量（開口面積）を大きくする必要がない。
【００３８】
また、本実施例においては、容器弁２に容器弁２の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐを定圧ガス源のガス圧Ｐ１によって規定される基準ガス圧Ｐ０以下に規制する制圧弁を用いるとともに、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８に至る消火剤流通経路の適宜位置に不活性ガス消火剤の流量を制御する上記定流量弁１を配設することにより、制圧弁（容器弁２）及び定流量弁１の下流側の不活性ガス消火剤のガス圧を順次減圧し、制圧弁（容器弁２）及び定流量弁１より下流側の二次側機器が必要とする耐圧を軽減するようにしているので、消火設備の二次側機器の耐圧グレードを上げる必要をなくし、設備費を低廉にすることができる。なお、制圧弁（容器弁２）及び定流量弁１による減圧の程度は、新設の消火設備の場合には、消火設備の二次側機器の耐圧グレードを含め総合的に設計するようにし、一方、既設の消火設備の場合には、既設の消火設備の二次側機器の耐圧グレードに合わせて設計するようにする。
なお、本実施例においては、制圧弁（容器弁２）を併用した例について説明したが、定流量弁１単独でも同様の効果を得ることができる。
【００３９】
以上、本発明の定流量弁について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、弾性体には、ばねのほか、ゴム状の弾性体等を用いることができる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものであり、また、対象とする流体も、ガス、液体のいずれにも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の定流量弁は、流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用することにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、かつ大流量にも適応可能であるという特性を有していることから、不活性ガス消火設備の定流量弁の用途に好適に用いることができるほか、ガス及び液体のいずれをも対象として各種用途の定流量弁に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 定流量弁
１０ 本体ケーシング
１１ 弁体
１１ｃ ばね収容室
１１ｄ 流体通路
１１ｋ 中間室
１２ 流路開口部
１３ ばね（弾性体）
１４ 流体流路
１５ 通路
１６ａ 磁石
１６ｂ 磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定流量弁に関し、特に、流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用するようにした定流量弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流量を一定に保持するようにするために各種の定流量弁が提案されている。
ところで、従来の定流量弁には、動作原理に、固定オリフィスの差圧を利用するもの（特許文献１参照）、可変オリフィスの差圧とばねの釣り合いを利用するもの（特許文献２参照）、弾性体の変形を利用するもの（特許文献３及び４参照）等があった。
しかしながら、上記従来の定流量弁は、流体の圧力変化によって流体の流量が変動したり、大流量には適応できない等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−７１４３２号公報
【特許文献２】特開平３−１１７７８８号公報
【特許文献３】特開平８−４９４３号公報
【特許文献４】特開平１１−３３６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の定流量弁の有する問題点に鑑み、流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用することにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、かつ大流量にも適応可能な定流量弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本第１発明の定流量弁は、流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積がそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する弾性体の付勢力とバランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、弾性体には、ばねのほか、ゴム状の弾性体等を用いることができる。
【０００７】
また、同じ目的を達成するため、本第２発明の定流量弁は、流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積をそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する磁石の付勢力とにより動作、バランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するよ
うにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本第１及び第２発明の定流量弁によれば、流体流路に配設した弁体を、流体の流れによって弁体にかかる抗力により動作、バランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにすることにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、また、オリフィスや弾性体の変形を利用するものでないため大流量にも適応可能である。
【０００９】
そして、弁体にかかる抗力を、抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する弾性体や磁石の付勢力とバランスさせるようにすることにより、抗力と釣り合う方向に弁体の付勢する付勢手段を簡易に構成することができ、特に、付勢手段として磁石を用いた場合には、疲労による弾性体として用いるばねの破損の問題をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の定流量弁の第１実施例を示す構造説明図である。
【図２】本発明の定流量弁の第２実施例を示す構造説明図である。
【図３】本発明の定流量弁の第３実施例を示す構造説明図である。
【図４】本発明の定流量弁の第４実施例を示す構造説明図である。
【図５】本発明の定流量弁の第５実施例を示す構造説明図である。
【図６】本発明の定流量弁の第６実施例を示す構造説明図である。
【図７】本発明の定流量弁の第７実施例を示す構造説明図である。
【図８】本発明の定流量弁の第８実施例を示す構造説明図である。
【図９】本発明の定流量弁の第９実施例を示す構造説明図である。
【図１０】本発明の定流量弁の第１０実施例を示す構造説明図である。
【図１１】本発明の定流量弁の第１１実施例を示す構造説明図である。
【図１２】本発明の定流量弁の第１２実施例を示す構造説明図である。
【図１３】本発明の定流量弁の第１３実施例を示す構造説明図である。
【図１４】本発明の定流量弁の第１４実施例を示す構造説明図である。
【図１５】本発明の定流量弁の第１５実施例を示す構造説明図である。
【図１６】本発明の定流量弁の第１６実施例を示す構造説明図である。
【図１７】本発明の定流量弁を適用した不活性ガス消火設備の一実施例を示す説明図である。
【図１８】定流量弁の配設位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の定流量弁の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に、本発明の定流量弁の第１実施例を示す。
流体流路１４に配設した弁体１１を、流体の流れによって弁体１１にかかる抗力Ｄにより動作、バランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
ここで、弁体１１にかかる抗力Ｄは、次の式（１）により求めることができる。
Ｄ＝（ρ／２）Ｕ２ＦＣＤ
ρ：流体の密度
Ｕ：流体の速度
Ｆ：流体の流れに対して垂直な平面への弁体１１の投影面積
ＣＤ：抗力係数（弁体１１の形状、姿勢、表面の滑粗及びレイノルズ数Ｒｅによっ
て決まる無次元数）
そして、本実施例においては、弁体１１にかかる抗力を、抗力Ｄと釣り合う方向に弁体１１を付勢する弾性体としてのばね１３（以下の実施例も同様）の付勢力とバランスさせるようにしている。
【００１３】
より具体的には、この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
【００１４】
この定流量弁１は、流体流路１４を流れる流体の速度（流量）が増加しようとすると、弁体１１が流路開口部１２の断面積を減少する方向に移動して平衡し、流体の速度（流量）が増加するのを抑え、一方、流体流路１４を流れる流体の速度（流量）が減少しようとすると、弁体１１が流路開口部１２の断面積を増加する方向に移動して平衡し、流体の速度（流量）が減少するのを抑えることにより、流体の流量が略一定に保持される。
【実施例２】
【００１５】
図２に、本発明の定流量弁の第２実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例３】
【００１６】
図３に、本発明の定流量弁の第３実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例４】
【００１７】
図４に、本発明の定流量弁の第４実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流
体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１に形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例５】
【００１８】
図５に、本発明の定流量弁の第５実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例６】
【００１９】
図６に、本発明の定流量弁の第６実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（内面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（外面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体支持体１１ｅに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例７】
【００２０】
図７に、本発明の定流量弁の第７実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例８】
【００２１】
図８に、本発明の定流量弁の第８実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したカップ状の弁体１１を、弁体１１の一端側（外面側）１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側（内面側）１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１及び弁体支持体１１ｅにかけて形成したばね収容
室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例９】
【００２２】
図９に、本発明の定流量弁の第９実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体支持体１１ｅに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１０】
【００２３】
図１０に、本発明の定流量弁の第１０実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した鍔付円筒状の弁体１１を、弁体１１の鍔部１１ｆの一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の鍔部１１ｆの他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１の鍔部１１ｆ及び弁体支持体１１ｅ間に形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１１】
【００２４】
図１１に、本発明の定流量弁の第１１実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１の他端側１１ｂに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１２】
【００２５】
図１２に、本発明の定流量弁の第１２実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した鍔付円筒体１１ｇを備えた弁体１１を、弁体１１の鍔付円筒体１１ｇの一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の鍔付円筒体１１ｇの鍔部１１ｈにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、弁体１１には流体通路１１ｄを形成するとともに、ばね１３を配設した弁体１１の鍔付円筒体１１ｇの鍔部１１ｈ及び弁体支持体１１ｅ間に形成したばね収容室１１ｉは、本体ケーシング１０に形成した通路１５により大気と連通することにより、弁体１１
に差圧が作用しないようにしている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１３】
【００２６】
図１３に、本発明の定流量弁の第１３実施例を示す。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設した弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかるばね１３の付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、ばね１３を配設した弁体１１の他端側１１ｂに形成したばね収容室１１ｃと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、ばね１３は、調整部材１６により、その付勢力の大きさを任意に調節することができるようにされており、これにより、流体の流量を増減、すなわち、付勢力の大きさを大きくすることにより、流体の流量を増加させ、一方、付勢力の大きさを小さくすることにより、流体の流量を減少させることができるようにしている。
また、弁体１１は、ばね１１ｊにより、所定の範囲に位置するように保持されている。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１４】
【００２７】
図１４に、本発明の定流量弁の第１４実施例を示す。
本実施例は、弁体１１にかかる抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢する付勢手段として、上記各実施例のばね１３に代えて、磁石１６ａを用いたもので、これにより、疲労によるばねの破損の問題をなくすことができるようにしたものである。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかる磁石１６ａの付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、磁石１６ａを配設した弁体支持体１１ｅに形成した中間室１１ｋと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、弁体１１を付勢する付勢手段としての磁石１６ａは、弁体１１の他端側１１ｂと弁体支持体１１ｅとに、同じ極同士、例えば、Ｎ極同士が対向するように配設するようにする。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１５】
【００２８】
図１５に、本発明の定流量弁の第１５実施例を示す。
本実施例は、上記第１４実施例と同様、弁体１１にかかる抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢する付勢手段として、磁石１６ｂを用いたものである。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の同じ一端側１１ａにかかる磁石１６ｂの付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、弁体支持体１１ｅに形成した中間室１１ｋと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、弁体１１を付勢する付勢手段としての磁石１６ｂは、弁体１１の一端側１１ａとその上流側の本体ケーシング１０とに、異なる極、例えば、Ｓ極とＮ極が対向（本実施例においては、磁性体１６ｃを介して対向）するように配設するようにする。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例及び第１４実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１６】
【００２９】
図１６に、本発明の定流量弁の第１６実施例を示す。
本実施例は、上記第１４実施例及び第１５実施例と同様、弁体１１にかかる抗力と釣り合う方向に弁体１１を付勢する付勢手段として、磁石１６ａ、１６ｂを用いたものである。
この定流量弁１は、流体流路１４に配設したリング状の弁体１１を、弁体１１の一端側１１ａに流体の流れによってかかる抗力と、弁体１１の他端側１１ｂにかかる磁石１６ａ及び弁体１１の同じ一端側１１ａにかかる磁石１６ｂの付勢力とをバランスさせることにより、弁体１１の移動方向に沿って形成した流路開口部１２の断面積を実質的に変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたものである。
そして、弁体支持体１１ｅに形成した中間室１１ｋと流体流路１４とを、弁体１１に形成した流体流路１４を兼ねた流体通路１１ｄにより連通することにより、弁体１１に差圧が作用しないようにしている。
ここで、弁体１１を付勢する付勢手段としての磁石１６ａは、弁体１１の他端側１１ｂと弁体支持体１１ｅとに、同じ極同士、例えば、Ｎ極同士が対向するように配設し、一方、磁石１６ｂは、弁体１１の一端側１１ａとその上流側の本体ケーシング１０とに、異なる極、例えば、Ｓ極とＮ極が対向（本実施例においては、磁性体１６ｃを介して対向）するように配設するようにする。
なお、本実施例の動作は、上記第１実施例並びに第１４実施例及び第１５実施例の定流量弁と同様である。
【実施例１７】
【００３０】
図１７に、本発明の定流量弁を適用した不活性ガス消火設備の一実施例を示す。
この不活性ガス消火設備は、複数、例えば、２つの消火区画６−１、６−２を有し、不活性ガス消火剤として、例えば、窒素ガスを使用し、これを加圧して高圧ガス容器に充填した状態（３５℃において、１８ＭＰａ）で消火設備内に保管することにより、消火剤貯蔵容器Ｂ１として利用する。この実施例の不活性ガス消火設備には、３本の消火剤貯蔵容器Ｂ１を備え、各消火剤貯蔵容器Ｂ１には、容器弁２を介して連結管３を接続し、さらに連結管３を１本の集合管４に接続し、この集合管４を各消火区画６−１、６−２まで延設した主配管５−１、５−２に接続する。主配管５−１、５−２には、選択弁９−１、９−２を配設し、消火区画６−１、６−２に選択的に不活性ガス消火剤を送るようにする。消火区画６−１、６−２まで延設した主配管５−１、５−２を、消火区画６−１、６−２内にそれぞれ配設した枝管７−１、７−２に接続し、この枝管７−１、７−２を消火区画６−１、６−２内の適所に複数個配設した消火剤噴射ヘッド８−１、８−２に接続する。
【００３１】
ところで、通常、各消火区画６−１、６−２は、その容積が異なるため、当然、消火するのに必要となる不活性ガス消火剤の量も異なる。このため、主配管５−１、５−２の口径を各消火区画６−１、６−２の容積に応じて異ならせるほか、火災の際、消火対象となる消火区画６−１、６−２に対応した本数の消火剤貯蔵容器Ｂ１が開放されるように不活性ガス消火設備を構成する。
なお、図中、１０−１、１０−２は選択弁開放装置、１１−１、１１−２は起動用ガス容器、１２−１、１２−２は起動用ガス容器開放用のソレノイド、１３−１、１３−２は、選択弁９−１、９−２及び後述の定圧ガス源としての定圧ガス容器Ｂ２の開放をコントロールする起動用ガス管路で、選択弁開放装置１０−１、１０−２に接続され、その途中の適所に不還弁１４−１、１４−２を配設する。なお、これらの部材の末尾の数字１、２
は、消火区画の末尾の数字１、２にそれぞれ対応している。
【００３２】
この場合において、容器弁２には、容器弁２の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐを定圧ガス源のガス圧Ｐ１によって規定される基準ガス圧Ｐ０以下に規制する制圧弁を用いることが望ましい。
制圧弁には、消火剤貯蔵容器Ｂ１内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２が、基準ガス圧Ｐ０以下に低下するまでは、制圧弁の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐを基準ガス圧Ｐ０に保持する機能を有しているため、不活性ガス消火剤の放出により消火剤貯蔵容器内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２が低下した場合でも、制圧弁の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐが基準ガス圧Ｐ０に維持されることにより、不活性ガス消火剤の放出量を一定に保つことができる。
一方、制圧弁は、上記利点を有するものの、不活性ガス消火剤の放出量が設定放出時間内で大きく変動、具体的には、不活性ガス消火剤の放出開始時から不活性ガス消火剤の設定放出時間（例えば、１分間）の１／２が経過しない間に、消火剤貯蔵容器Ｂ１内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２の低下に伴って不活性ガス消火剤の放出量が低下してしまい、不活性ガス消火設備の消火剤流通経路の容量を十分生かし切れていないという問題点や不活性ガス消火剤の放出開始時から短時間に大量の不活性ガス消火剤が放出されることとなるため、消火区画６−１、６−２内の内圧の上昇を防止するために設けられる避圧ダンパー１６の容量（開口面積）を大きくする必要があるという問題点がある。
【００３３】
そこで、本実施例においては、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８に至る消火剤流通経路の適宜位置、本実施例においては、選択弁９−１、９−２の上流側の集合管４に上記定流量弁１を配設して不活性ガス消火剤の流量を制御することにより、不活性ガス消火剤の放出開始時から、不活性ガス消火剤の設定放出時間の少なくとも１／２、より好ましくは２／３が経過するまでの間、不活性ガス消火剤の放出量が略一定に保持されるようにしている。
【００３４】
この場合、消火剤貯蔵容器Ｂ１内に貯蔵されている不活性ガス消火剤を有効に利用することができるように、不活性ガス消火剤の設定放出時間内に、消火剤貯蔵容器Ｂ１内に貯蔵されている不活性ガス消火剤の９０％以上を放出するようにすることが望ましい。
【００３５】
定流量弁１には、定流量弁１の導入側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐｉｎの変動（低下）にかかわらず不活性ガス消火剤の放出量が略一定に保持する機能を有するものであれば、特にその構造は限定されるものではないが、図１〜図１６に記載するような各種の定流量弁を用いることができる。
【００３６】
なお、定流量弁１を配設する位置は、上記選択弁９−１、９−２の上流側の集合管４のほか、図１８（ａ）に示すように、消火剤噴射ヘッド８と一体に配設したり、図１８（ｂ）に示すように、消火剤噴射ヘッド８の上流側の枝管７に配設したり、図１８（ｃ）に示すように、選択弁９の下流側の主配管５に配設したり、図１８（ｄ）に示すように、容器弁２の下流側の連結管３に配設したり、図１８（ｅ）に示すように、容器弁２と一体に配設する等、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８−１、８−２に至る消火剤流通経路の任意の位置とすることができる。
【００３７】
この不活性ガス消火設備は、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８に至る消火剤流通経路の適宜位置に定流量弁１を配設して不活性ガス消火剤の流量を制御することにより、不活性ガス消火剤の放出開始時から、不活性ガス消火剤の設定放出時間の少なくとも１／２、さらに好ましくは、２／３が経過するまでの間、不活性ガス消火剤の放出量が略一定（ここで、「略一定」とは、±２０％程度の変動を含むものとする。）に保持されるようにしたので、不活性ガス消火剤の放出開始時から不活性ガス消火剤の設定放出時間の
１／２、さらに好ましくは、２／３が経過しない間に、消火剤貯蔵容器Ｂ１内の不活性ガス消火剤の圧力Ｐ２の低下に伴って不活性ガス消火剤の放出量が低下することがなく、不活性ガス消火設備の消火剤流通経路の容量を十分生かすことができるとともに、不活性ガス消火剤の放出開始時から短時間に大量の不活性ガス消火剤が放出されないため、消火区画６−１、６−２内の内圧の上昇を防止するために設けられる避圧ダンパー１６の容量（開口面積）を大きくする必要がない。
【００３８】
また、本実施例においては、容器弁２に容器弁２の放出側の不活性ガス消火剤のガス圧Ｐを定圧ガス源のガス圧Ｐ１によって規定される基準ガス圧Ｐ０以下に規制する制圧弁を用いるとともに、消火剤貯蔵容器Ｂ１から消火剤噴射ヘッド８に至る消火剤流通経路の適宜位置に不活性ガス消火剤の流量を制御する上記定流量弁１を配設することにより、制圧弁（容器弁２）及び定流量弁１の下流側の不活性ガス消火剤のガス圧を順次減圧し、制圧弁（容器弁２）及び定流量弁１より下流側の二次側機器が必要とする耐圧を軽減するようにしているので、消火設備の二次側機器の耐圧グレードを上げる必要をなくし、設備費を低廉にすることができる。なお、制圧弁（容器弁２）及び定流量弁１による減圧の程度は、新設の消火設備の場合には、消火設備の二次側機器の耐圧グレードを含め総合的に設計するようにし、一方、既設の消火設備の場合には、既設の消火設備の二次側機器の耐圧グレードに合わせて設計するようにする。
なお、本実施例においては、制圧弁（容器弁２）を併用した例について説明したが、定流量弁１単独でも同様の効果を得ることができる。
【００３９】
以上、本発明の定流量弁について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、弾性体には、ばねのほか、ゴム状の弾性体等を用いることができる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものであり、また、対象とする流体も、ガス、液体のいずれにも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の定流量弁は、流体の流れによって弁体にかかる抗力を利用することにより、流体の圧力変化の影響を受けにくく、かつ大流量にも適応可能であるという特性を有していることから、不活性ガス消火設備の定流量弁の用途に好適に用いることができるほか、ガス及び液体のいずれをも対象として各種用途の定流量弁に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 定流量弁
１０ 本体ケーシング
１１ 弁体
１１ｃ ばね収容室
１１ｄ 流体通路
１１ｋ 中間室
１２ 流路開口部
１３ ばね（弾性体）
１４ 流体流路
１５ 通路
１６ａ 磁石
１６ｂ 磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積がそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する弾性体の付勢力とバランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたことを特徴とする定流量弁。
【請求項２】
流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積をそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する磁石の付勢力とにより動作、バランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたことを特徴とする定流量弁。
【請求項１】
流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積がそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する弾性体の付勢力とバランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたことを特徴とする定流量弁。
【請求項２】
流体流路に配設した弁体に対して減圧前の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積及び減圧後の流体の静圧がかかる弁体の上流側の面の受圧面積と下流側の面の受圧面積をそれぞれ等しくなるようにすることで、弁体の移動方向の面に流体の静圧が均等にかかるようにすることによって流体の静圧による差圧が作用しないように構成するとともに、流体の流れによって弁体にかかる抗力を、該抗力と釣り合う方向に弁体を付勢する磁石の付勢力とにより動作、バランスさせることにより、弁体の移動方向に沿って形成した流路開口部の断面積を変化させ、流体の圧力変化にかかわらず流体の流量を略一定に保持するようにしたことを特徴とする定流量弁。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２３３５９２（Ｐ２０１２−２３３５９２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７３９６６（Ｐ２０１２−１７３９６６）
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【分割の表示】特願２００９−２９７８８４（Ｐ２００９−２９７８８４）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００１６８６７６）株式会社コーアツ (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【分割の表示】特願２００９−２９７８８４（Ｐ２００９−２９７８８４）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００１６８６７６）株式会社コーアツ (14)
【Ｆターム（参考）】
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