説明

減圧弁

【課題】必要流量が多く、このため流量を増大させるべく減圧弁の弁孔の径を大きく設定した場合でも調圧シャフトの作動が安定し、よって精度良く減圧することができる減圧弁を提供する。
【解決手段】調圧シャフトは、弁体部を軸方向の真ん中としてその弁座側に配置された上部シャフト部と、反対側に配置された下部シャフト部とを同軸上に有する。上部シャフト部は、弁座部内周の弁孔に差し込まれて調圧ダイアフラムに連結される。下部シャフト部は、その上端部で弁体部に連結され、下端部でスライド穴にスライド可能に差し込まれる。下部シャフト部の外径をa、弁座部のアール先端径をb、弁孔の内径をc、上部シャフト部の外径をdとして、d<cおよびc<bであるとともにa=bに設定される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弁装置の一種である減圧弁に係り、更に詳しくは、給水配管に用いられるのに適した減圧弁に関するものである。本発明の減圧弁は例えば、全熱交換器用加湿器の給水部に用いられ、あるいはその他の、流体を低圧に調整する機能がある機器の給水部などに用いられる。
【背景技術】
【0002】
従来から例えば全熱交換器用の加湿器における給水部に用いられる減圧弁が知られており、図4はこのような減圧弁を含む加湿器の回路図を示し、すなわち同図において、符号1は、給水電磁弁2、減圧弁3、安全弁4および排水電磁弁5を図示するように配管したうえで備える減圧電磁弁ユニットを示し、符号6はそれぞれ加湿器を示している。
【0003】
図示するように減圧弁1台に対し、加湿器が複数台(図では2台)使用されるケースがあり、その場合、使用される台数が多いほど、必要流量が増えることになる。基本的に加湿器に必要な流量は少量であるが、加湿器の使用台数が多く流量が多い場合には、規定の減圧値を下回るようになり、必要流量値に応じた減圧弁が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3435740号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は以上の点に鑑みて、必要流量が多く、このため流量を増大させるべく減圧弁の弁孔の径を大きく設定した場合でも調圧シャフトが安定して作動し、よって精度良く減圧することができる減圧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】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1による減圧弁は、給水配管に用いられる減圧弁であって、当該減圧弁の流出側2次圧とこれに対抗するように配置した調圧スプリングのバネ力との均衡点を求めて作動する調圧ダイアフラムに連結されて往復動することにより弁体部を弁座部に対して接近離反させる調圧シャフトを有し、前記調圧シャフトは、前記弁体部を軸方向の真ん中としてその弁座側に配置された上部シャフト部と、反対側に配置された下部シャフト部とを同軸上に有し、前記上部シャフト部は、前記弁座部内周の弁孔に差し込まれて前記調圧ダイアフラムに連結され、前記下部シャフト部は、その上端部で前記弁体部に連結されるとともにその下端部でスライド穴にスライド可能に差し込まれ、前記下部シャフト部の外径をa、前記弁座部のアール先端径をb、前記弁孔の内径をc、前記上部シャフト部の外径をdとして、d<cおよびc<bであるとともにa=bに設定されていることを特徴とする。
【0007】
また、本発明の請求項2による減圧弁は、上記した請求項1記載の減圧弁において、前記下部シャフト部は、前記スライド穴に設置された、前記弁ケースとは別体の軸受部品によって保持されていることを特徴とする。
【0008】
上記構成を備える本発明の減圧弁は、2次圧力を調圧ダイアフラムで感知し、そのダイアフラムに対し設定する圧力に相当する調圧スプリングを設置し、そのダイアフラムの変動に連動する調圧シャフトの移動により、流路面積を変えることができる減圧弁である。また、基本的な構造を変えず、部品の一部を変更することで、精度良く減圧することができる減圧弁である。
【0009】
この構成の減圧弁は、流量が多い場合、流路面積が大きくなる方向に変化し、流量が少ない場合は、流路面積が小さくなる方向になる。そのとき、上部シャフト部が差し込まれた弁孔における流路断面積に対応した弁座部および弁体部間の開弁距離によって流量が決定するが、前記流路断面積が小さい場合は、前記開弁距離が長くなっても、流れる流量は限られ、2次圧力も低下する。
【0010】
そこで、対策としては、弁孔の内径cを大きくすることによって流量を多くすることが可能となるが、単純に弁孔の内径cを大きくするだけであれば、2次圧力が不安定になる。これは、1次圧力に対し、下部シャフト部の外径aと弁座部のアール先端径bが異なる設定とされ、弁体部における上下面に受圧面積差が存在し、これにより調圧シャフトの位置が変わるためである。
【0011】
したがってこのとき、下部シャフト部の外径aを弁孔の内径cを大きくしたことによる弁座部のアール先端径bに合わせることにより上記弁体部における上下面に受圧面積差が存在しないようにすれば、1次圧力の変動による調圧シャフトの移動を抑制することができ、よって上記問題(2次圧力が不安定)を解決することができる。
【0012】
また、下部シャフト部は、その下端部でスライド穴にスライド可能に差し込まれる構成であるところ、ここに大きな径方向のガタツキがあると、調圧シャフトの円滑な移動が阻害される虞がある。
【0013】
そこで、本発明では追加的に、下部シャフト部を、スライド穴に設置された、弁ケースとは別体の軸受部品によって保持する構成とし、このように下部シャフト部を専用の軸受部品で保持することにより、その円滑な軸方向移動を確保することにした。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0015】
すなわち、本発明によれば、必要流量が多く、このため流量を増大させるべく減圧弁の弁孔の径を大きく設定した場合でも調圧シャフトが安定して作動し、よって精度良く減圧することができる減圧弁を提供することができる。また、調圧シャフトにおける下部シャフト部を専用の軸受部品で保持する場合には、その円滑な軸方向移動を確保することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施例に係る減圧弁の断面図
【図2】図1における要部拡大図
【図3】図2における更なる要部拡大図
【図4】減圧弁を含む加湿器の回路図
【発明を実施するための形態】
【0017】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施例に係る減圧弁(ダイアフラム型減圧弁)11の断面図を示している。当該実施例に係る減圧弁11は、全熱交換器用加湿器の給水部に流出側2次圧を安定化させるために用いられるものであって、以下のように構成されている。
【0019】
すなわち先ず、ボディ13、カバー14、上部キャップ(第1キャップ)15および下部キャップ(第2キャップ)16の4部品が水密的に組み合わされて当該減圧弁11の弁ケース12が設けられており、この弁ケース12の内部に、調圧ダイアフラム25、調圧スプリング26および調圧シャフト31等の作動部品が組み込まれている。弁ケース12におけるボディ13には、流入側の1次側ポート18が設けられるとともに反対側に流出側の2次側ポート19が設けられ、両ポート18,19は、同じくボディ13に設けた弁室20、弁孔21およびダイアフラム室22を介して連通せしめられている。
【0020】
上記ダイアフラム室22内において、ボディ13とカバー14との間に調圧ダイアフラム25が架設されている。この調圧ダイアフラム25は、当該減圧弁11の2次圧とこれに対抗するよう配置された調圧スプリング(第1スプリング)26のバネ力との均衡点を求めてその遊動端部が軸方向(図では上下方向)に移動するように構成されており、この調圧ダイアフラム25の遊動端部に頭部付きの調圧シャフト(軸とも称する)31がダイアフラムリテーナ27、スプリングリテーナ28および組付ナット29を用いて連結されている。調圧スプリング26は、カバー14にねじ込まれた上部キャップ15とスプリングリテーナ28との間に弾性的に介装され、上部キャップ15のねじ込み量を加減することによってバネ力を調整可能とされている。
【0021】
上記弁室20内において、弁孔21の下側開口周縁部に弁座部30が下向きに設けられ、この弁座部30の下側に弁体部32が上向きに設けられている。弁座部30はその先端(下端)を尖端状ではなく、断面円弧形の丸みを備えるアール状に形成されている。
【0022】
弁体部32は、弁体本体33を弁体ホルダー34によって保持したものであって、前記調圧シャフト31の一部をなし、すなわち調圧シャフト31は、弁体部32を上下方向の真ん中に配置してその弁座部30側(上側)に配置された上部シャフト部(第1シャフト部)35と、その反対側(下側)に配置された下部シャフト部(第2シャフト部)36とを同軸上に備えている。
【0023】
このうち上部シャフト部35は、弁孔21に遊嵌状態で差し込まれるとともに上記したようにして調圧ダイアフラム25に連結されており、一方、下部シャフト部36は、その上端部で弁体部32の弁体ホルダー34に連結されるとともにその下端部で、下部キャップ16に設けた貫通穴状のスライド穴17にスライド可能に差し込まれている。
【0024】
また、この下部シャフト部36は、スライド穴17に設置された、弁ケース12とは別体の樹脂等の材料よりなる環状の軸受部品37によって軸方向スライド可能でかつ径方向にガタツキのない状態で保持されており、よってその円滑な軸方向移動が確保されている。
【0025】
軸受部品37の下側には、下部キャップ16および下部シャフト36間をシールするOリング等のシール部品38が組み付けられている。軸受部品37と弁体部32の弁体ホルダー34との間には、弁体部32を弁座部30の方向へ向けて弾性付勢するための下部スプリング(第2スプリング)39が組み付けられている。
【0026】
更にまた、図2および図3に示すように、当該減圧弁11は、下部シャフト部36の外径寸法をa、弁座部30のアール先端径寸法をb、弁孔21の内径寸法をc、上部シャフト部35の外径寸法をdとして、d<cであり、c<bであるとともに、a=bに設定されている。
【0027】
上記構成の減圧弁11は、上記したように全熱交換器用加湿器の給水部に流出側2次圧を安定化させるために用いられるものであって、例えば2次圧が増大すると、調圧スプリング26との均衡により調圧ダイアフラム25の遊動端部が上昇し、これに伴って調圧シャフト31が上昇するので、弁体部32が弁座部30に接近し、流量が絞られて2次圧が減圧される。またこの状態から反対に、2次圧が低下すると、調圧スプリング26との均衡により調圧ダイアフラム25の遊動端部が下降し、これに伴って調圧シャフト31が下降するので、弁体部32が弁座部30から離れ、流量が増大されて2次圧が増圧される。したがってこのような調圧機能により2次圧を一定にすることが可能とされている。
【0028】
また、上記構成の減圧弁11は上記したように、流量が多い場合、流路面積が大きくなる方向に変化し、流量が少ない場合は、流路面積が小さくなる方向になる。そのとき、上部シャフト部35が差し込まれた弁孔21における流路断面積に対応した弁座部30および弁体部32間の開弁距離STによって流量が決定するが、前記流路断面積が小さい場合は、前記開弁距離STが長くなっても、流れる流量は限られ、2次圧力も低下する。
【0029】
そこで、対策としては、弁孔21の内径cを大きくすることによって流量を多くすることが可能となるが、単純に弁孔21の内径cを大きくするだけであれば、2次圧力が不安定になる。これは、1次圧力に対し、下部シャフト部36の外径aと弁座部30のアール先端径bが異なる設定とされ、弁体部32における上下面に受圧面積差が存在し、これにより調圧シャフト31の位置が変わるためである。
【0030】
したがってこのとき、下部シャフト部36の外径aを弁孔21の内径cを大きくしたことによる弁座部30のアール先端径bに合わせるようにし、すなわちa=bとすることにより上記弁体部32における上下面に受圧面積差が存在しないようにし、これにより1次圧力の変動による調圧シャフト31の移動を抑制する。
【0031】
また、単純に弁孔21の内径寸法cを大きくした仕様にしておけば、基本的に小流量から大流量までカバーすることができるが、弁孔21の内径寸法cが大きく、少ない流量を制御する場合には、弁座部30および弁体部32間の開弁距離STが殆んどないため、減圧精度が落ちることやゴミづまりの要因になる可能性がある。
【0032】
また、一般的にa寸法のシャフト径やシャフト摺動部のOリング径は、標準で決まっているため、必然的にbおよびc寸法も決まる。そのときa寸法を変えることにより流路面積を調整することも可能である。
【符号の説明】
【0033】
11 減圧弁
12 弁ケース
13 ボディ
14 カバー
15,16 キャップ
17 スライド穴
18 1次側ポート
19 2次側ポート
20 弁室
21 弁孔
22 ダイアフラム室
25 調圧ダイアフラム
26 調圧スプリング
27,28 リテーナ
29 ナット
30 弁座部
31 調圧シャフト
32 弁体部
33 弁体本体
34 弁体ホルダー
35 上部シャフト部
36 下部シャフト部
37 軸受部品
38 シール部品
39 下部スプリング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
給水配管に用いられる減圧弁であって、
当該減圧弁の流出側2次圧とこれに対抗するように配置した調圧スプリングのバネ力との均衡点を求めて作動する調圧ダイアフラムに連結されて往復動することにより弁体部を弁座部に対して接近離反させる調圧シャフトを有し、
前記調圧シャフトは、前記弁体部を軸方向の真ん中としてその弁座側に配置された上部シャフト部と、反対側に配置された下部シャフト部とを同軸上に有し、
前記上部シャフト部は、前記弁座部内周の弁孔に差し込まれて前記調圧ダイアフラムに連結され、
前記下部シャフト部は、その上端部で前記弁体部に連結されるとともにその下端部でスライド穴にスライド可能に差し込まれ、
前記下部シャフト部の外径をa、前記弁座部のアール先端径をb、前記弁孔の内径をc、前記上部シャフト部の外径をdとして、d<cおよびc<bであるとともにa=bに設定されていることを特徴とする減圧弁。
【請求項2】
請求項1記載の減圧弁において、
前記下部シャフト部は、前記スライド穴に設置された、前記弁ケースとは別体の軸受部品によって保持されていることを特徴とする減圧弁。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−63827(P2012−63827A)
【公開日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−205362(P2010−205362)
【出願日】平成22年9月14日(2010.9.14)
【出願人】(000004385)NOK株式会社 (1,527)
【Fターム(参考)】