精密減圧弁
【課題】一次圧力を所定の二次圧力に設定する減圧弁において、二次圧力の感圧部を設置する。
【解決手段】感圧部は感圧ピストン部材５９を介して制御部側に上昇ダイヤフラム６１を、ボンネット側に下降ダイヤフラム６６を対面位置に設置する。下降ダイヤフラム６６の有効径は上昇ダイヤフラム６１の有効径より小さく設定する。下降ダイヤフラム６６とばね受６９の間に調整ばね６８を、本体部材５１と制御ダイヤフラム１６の間にバランスばね５８を設置して二次圧力の制御に変化の大きい一次圧力を採用せず、二次圧力を用いる構造として精密な減圧弁を実現する。
【解決手段】感圧部は感圧ピストン部材５９を介して制御部側に上昇ダイヤフラム６１を、ボンネット側に下降ダイヤフラム６６を対面位置に設置する。下降ダイヤフラム６６の有効径は上昇ダイヤフラム６１の有効径より小さく設定する。下降ダイヤフラム６６とばね受６９の間に調整ばね６８を、本体部材５１と制御ダイヤフラム１６の間にバランスばね５８を設置して二次圧力の制御に変化の大きい一次圧力を採用せず、二次圧力を用いる構造として精密な減圧弁を実現する。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体の圧力を所定の圧力に調整する減圧弁に属する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の減圧弁の１例を示す断面図である。
【０００３】
図１において、本体部材１に一次圧力室２と二次圧力室３を設け、本体部材１の内部に弁シ−ト４と軸受５を設置する。更に、主弁体６を弁シ−ト４と軸受５に挿入設置して主弁６ａを構成し、主弁ばね７を主弁体６とボトム８の間に配設する。
【０００４】
主弁体６の先端部とリテーナ部材９との接触部は排気弁１０を形成する。リテーナ部材９とピストン部材１１に連通する排気孔１２を設け、二次圧ダイヤフラム１３はリテーナ部材９とピストン部材１１で挟持される。又、二次圧ダイヤフラム１３は本体部材１と排気孔１４を設けた本体部材１５で挟持され、二次圧ダイヤフラム１３と本体部材１で形成する空間を圧力室４０とする。制御ダイヤフラム１６をピストン部材１１に設置して、本体部材１５と本体部材１７で挟持する。制御ダイヤフラム１６と本体部材１７で形成する空間を圧力室４１とする。本体部材１７にはノズル１８と可変絞り１９及び調整ねじ２０が設置される。
【０００５】
調圧ダイヤフラム２１をリテーナ部材２２とピストン部材２３で挟持し、前記ノズル１８の先端とリテーナ部材２２の接触部はパイロット弁２４を構成する。又、ピストン部材２３に調圧ばね２５と調圧ばね受２６を設置し、調圧ダイヤフラム２１は、排気孔２７が設置されたボンネット２８と本体部材１７で挟持され、調圧ダイヤフラム２１と本体部材１７で形成する空間を圧力室４２とする。更に、ボンネット２８に調圧ノブ２９とガイドブッシュ３０及び固定ナット３１を設置する。
【０００６】
一次圧力室２と圧力室４１の間に連通孔４５を、二次圧力室３と圧力室４０の間に連通孔４６を設け、連通孔４６と圧力室４２の間に連通孔４７を設ける。
【０００７】
このような構成のもとに、調圧ノブ２９を回転すると調圧ばね２５が圧縮されリテーナ部材２２がパイロット弁２４を閉じて一次圧力室２から連通孔４５と可変絞り１９を通って圧力室４１に導入されていた空気の圧力が上昇する。圧力室４１の圧力上昇に伴い制御ダイヤフラム１６と主弁体６が下降し、主弁６ａが開き一次圧力室２の空気が二次圧力室３へ流入する。二次圧力室３の圧力は、二次圧ダイヤフラム１３を加圧して、制御ダイヤフラム１６の出力に抗する。同時に二次圧力室３の空気は、連通孔４６及び連通孔４７を通って圧力室４２に流入し、調圧ダイヤフラム２１を加圧して、パイロット弁２４の微調整を行い、調圧ばね２５の圧縮によって発生した設定力に平衡する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の減圧弁は、変動が大きい一次圧力が二次圧力の制御に関与しており精密減圧弁に要求される特性は得られない。
【０００９】
本発明はこのような実態を改善するために創案されたものであり、その目的は精度及び信頼性の向上を実現した精密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】
このような課題を解決するための手段を図２、を用いて説明する。
【００１０】
図２において、本体部材１に一次圧力室２と二次圧力室３を設け、本体部材１の内部に弁シート４と軸受５を設置する。主弁体６を弁シ−ト４と軸受５に挿入設置して主弁６ａを構成し、主弁ばね７を主弁体６とボトム８の間に配設する。
【００１１】
主弁体６の先端部とリテーナ部材９との接触部は排気弁１０を形成する。リテーナ部材９とピストン部材１１に連通する排気孔１２を設ける。二次圧ダイヤフラム１３をリテーナ部材９とピストン部材１１で挟持する。二次圧ダイヤフラム１３は本体部材１と排気孔１４を設けた本体部材１５で挟持され、二次圧ダイヤフラム１３と本体部材１は、圧力室４０を形成する。制御ダイヤフラム１６をピストン部材１１に設置する。制御ダイヤフラム１６は本体部材１５と本体部材５１で挟持され、本体部材５１と制御ダイヤフラム１６は圧力室８０を形成する。
【００１２】
本体部材５１に通気孔５２と絞り５３を設ける。更に、本体部材５１にパイロット弁シート５４とパイロット弁体５５及びパイロット弁ばね５６を配設して、パイロット弁５７を構成する。又、本体部材５１と制御ダイヤフラム１６の間にバランスばね５８を設置する。
【００１３】
感圧ピストン部材５９にはパイロット弁５７の開閉を行う弁棒６０を設ける。上昇ダイヤフラム６１は感圧ピストン部材５９とリテーナ部材６２で挟持され、ねじ６３で固定される。又、上昇ダイヤフラム６１は本体部材５１と排気孔６４が配設された本体部材６５で挟持され、上昇ダイヤフラム６１と本体部材５１は圧力室８１を形成する。
【００１４】
下降ダイヤフラム６６は感圧ピストン部材５９に設置され、リテーナ部材６７で挟持される。調整ばね６８はリテーナ部材６７とバネ受６９の間に設置され、バネ受６９の外周部にはシール部材７０が配設される。
【００１５】
下降ダイヤフラム６６は排気孔７１が配設されたボンネット７２と本体部材６５で狭持され、下降ダイヤフラム６６とボンネット７２で形成する空間を圧力室８２とする。又、ボンネット７２には調圧ノブ２９とガイドブッシュ３０及び固定ナット３１が設置される。二次圧力室３と圧力室４０の間に連通孔４６を設け、圧力室４０と圧力室８１及び圧力室８２の間に連通孔８３を配設する構成とする。
【００１６】
以下に、上述してきた本発明の精密減圧弁の動作及び作用の説明を図２を用いて行う。
【００１７】
平常状態では、二次圧力室３の微量の空気がパイロット弁５７を出て、通気孔５２を通過して圧力室８０に入り、絞り５３から常時外部へ排気されている。
【００１８】
二次圧力室３の圧力が設定値以下になると、圧力室４０と圧力室８１及び圧力室８２の圧力が低くなる。圧力室４０の圧力が低くなると、制御部及び主弁体６が降下して主弁６ａが開き、一次圧力室２の空気が二次圧力室３へ流れて二次圧力室３の圧力が回復する。同時に、圧力室８１及び圧力室８２の圧力が低くなると、有効径が異なる上昇ダイヤフラム６１と下降ダイヤフラム６６の作用で感圧部の弁棒６０が下降してパイロット弁体５５を押し下げ、パイロット弁５７を開く。圧力室４０と圧力室８０及び圧力室８１の圧力は精密に調整されて、二次圧力室３の圧力は設定値に回復する。
【００１９】
二次圧力が高くなると、圧力室４０の圧力で制御部が上昇して排気弁１０が開き、設定値以上の二次圧力室３の空気が排気孔１２と排気孔１４を通って外部に排気される。同時に有効径が異なる上昇ダイヤフラム６１と下降ダイヤフラム６６の作用で感圧ピストン５９の弁棒６０が上昇してパイロット弁体５５を引き上げ、パイロット弁５７を閉じる。圧力室４０と圧力室８０及び圧力室８１の圧力は、鋭敏な感圧部の動作によって精密に調整され、二次圧力室３の圧力は設定値に回復する。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、本発明は一次圧力を所定の二次圧力に設定する減圧弁において、二次圧力の感圧部を設置する。感圧部は感圧ピストン部材を介して制御部側に上昇ダイヤフラムを、ボンネット側に下降ダイヤフラムを対面位置に設置し、下降ダイヤフラムの有効径は上昇ダイヤフラムの有効径より小さく設定する。下降ダイヤフラムとばね受の間に調整ばねを、本体部材と制御ダイヤフラムの間にバランスばねを設置する構造とすることで、先ず、二次圧力を導入した感圧部は上昇ダイヤフラムと下降ダイヤフラムの作用では、圧力の変化に対して鋭敏かつ精密に動作する。又、感圧部には二次圧力の制御に変化の大きい一次圧力が関与しない。更に、微量の二次圧力室の空気を常時大気に開放する構造で、パイロット弁の動作は鋭敏であり、二次圧力の微細な変化に対応して主弁と排気弁を精密に動作させるので、精密減圧弁の圧力特性、流量特性などの諸特性が優れているという効果が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の減圧弁を示す概略断面図である。
【図２】本発明の精密減圧弁の態様を示す概略断面図である。
【図３】本発明の圧力特性及び流量特性図の１例である。
【符号の説明】
１ 本体部材
２ 一次圧力室
３ 二次圧力室
６ 主弁体
６ａ 主弁
９ リテーナ部材
１０ 排気弁
１１ ピストン部材
１３ 二次圧ダイヤフラム
１５ 本体部材
１６ 制御ダイヤフラム
１７ 本体部材
１８ ノズル
２１ 調圧ダイヤフラム
２２ リテーナ部材
２３ ピストン部材
２４ パイロット弁
２５ 調圧ばね
２８ ボンネット
４０ 圧力室
４１ 圧力室
４２ 圧力室
４５ 連通孔
４６ 連通孔
４７ 連通孔
５１ 本体部材
５７ パイロット弁
５８ バランスばね
５９ 感圧ピストン部材
６１ 上昇ダイヤフラム
６５ 本体部材
６６ 下降ダイヤフラム
６７ リテーナ部材
６８ 調整ばね
８０ 圧力室
８１ 圧力室
８２ 圧力室
８３ 連通孔
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体の圧力を所定の圧力に調整する減圧弁に属する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の減圧弁の１例を示す断面図である。
【０００３】
図１において、本体部材１に一次圧力室２と二次圧力室３を設け、本体部材１の内部に弁シ−ト４と軸受５を設置する。更に、主弁体６を弁シ−ト４と軸受５に挿入設置して主弁６ａを構成し、主弁ばね７を主弁体６とボトム８の間に配設する。
【０００４】
主弁体６の先端部とリテーナ部材９との接触部は排気弁１０を形成する。リテーナ部材９とピストン部材１１に連通する排気孔１２を設け、二次圧ダイヤフラム１３はリテーナ部材９とピストン部材１１で挟持される。又、二次圧ダイヤフラム１３は本体部材１と排気孔１４を設けた本体部材１５で挟持され、二次圧ダイヤフラム１３と本体部材１で形成する空間を圧力室４０とする。制御ダイヤフラム１６をピストン部材１１に設置して、本体部材１５と本体部材１７で挟持する。制御ダイヤフラム１６と本体部材１７で形成する空間を圧力室４１とする。本体部材１７にはノズル１８と可変絞り１９及び調整ねじ２０が設置される。
【０００５】
調圧ダイヤフラム２１をリテーナ部材２２とピストン部材２３で挟持し、前記ノズル１８の先端とリテーナ部材２２の接触部はパイロット弁２４を構成する。又、ピストン部材２３に調圧ばね２５と調圧ばね受２６を設置し、調圧ダイヤフラム２１は、排気孔２７が設置されたボンネット２８と本体部材１７で挟持され、調圧ダイヤフラム２１と本体部材１７で形成する空間を圧力室４２とする。更に、ボンネット２８に調圧ノブ２９とガイドブッシュ３０及び固定ナット３１を設置する。
【０００６】
一次圧力室２と圧力室４１の間に連通孔４５を、二次圧力室３と圧力室４０の間に連通孔４６を設け、連通孔４６と圧力室４２の間に連通孔４７を設ける。
【０００７】
このような構成のもとに、調圧ノブ２９を回転すると調圧ばね２５が圧縮されリテーナ部材２２がパイロット弁２４を閉じて一次圧力室２から連通孔４５と可変絞り１９を通って圧力室４１に導入されていた空気の圧力が上昇する。圧力室４１の圧力上昇に伴い制御ダイヤフラム１６と主弁体６が下降し、主弁６ａが開き一次圧力室２の空気が二次圧力室３へ流入する。二次圧力室３の圧力は、二次圧ダイヤフラム１３を加圧して、制御ダイヤフラム１６の出力に抗する。同時に二次圧力室３の空気は、連通孔４６及び連通孔４７を通って圧力室４２に流入し、調圧ダイヤフラム２１を加圧して、パイロット弁２４の微調整を行い、調圧ばね２５の圧縮によって発生した設定力に平衡する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の減圧弁は、変動が大きい一次圧力が二次圧力の制御に関与しており精密減圧弁に要求される特性は得られない。
【０００９】
本発明はこのような実態を改善するために創案されたものであり、その目的は精度及び信頼性の向上を実現した精密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】
このような課題を解決するための手段を図２、を用いて説明する。
【００１０】
図２において、本体部材１に一次圧力室２と二次圧力室３を設け、本体部材１の内部に弁シート４と軸受５を設置する。主弁体６を弁シ−ト４と軸受５に挿入設置して主弁６ａを構成し、主弁ばね７を主弁体６とボトム８の間に配設する。
【００１１】
主弁体６の先端部とリテーナ部材９との接触部は排気弁１０を形成する。リテーナ部材９とピストン部材１１に連通する排気孔１２を設ける。二次圧ダイヤフラム１３をリテーナ部材９とピストン部材１１で挟持する。二次圧ダイヤフラム１３は本体部材１と排気孔１４を設けた本体部材１５で挟持され、二次圧ダイヤフラム１３と本体部材１は、圧力室４０を形成する。制御ダイヤフラム１６をピストン部材１１に設置する。制御ダイヤフラム１６は本体部材１５と本体部材５１で挟持され、本体部材５１と制御ダイヤフラム１６は圧力室８０を形成する。
【００１２】
本体部材５１に通気孔５２と絞り５３を設ける。更に、本体部材５１にパイロット弁シート５４とパイロット弁体５５及びパイロット弁ばね５６を配設して、パイロット弁５７を構成する。又、本体部材５１と制御ダイヤフラム１６の間にバランスばね５８を設置する。
【００１３】
感圧ピストン部材５９にはパイロット弁５７の開閉を行う弁棒６０を設ける。上昇ダイヤフラム６１は感圧ピストン部材５９とリテーナ部材６２で挟持され、ねじ６３で固定される。又、上昇ダイヤフラム６１は本体部材５１と排気孔６４が配設された本体部材６５で挟持され、上昇ダイヤフラム６１と本体部材５１は圧力室８１を形成する。
【００１４】
下降ダイヤフラム６６は感圧ピストン部材５９に設置され、リテーナ部材６７で挟持される。調整ばね６８はリテーナ部材６７とバネ受６９の間に設置され、バネ受６９の外周部にはシール部材７０が配設される。
【００１５】
下降ダイヤフラム６６は排気孔７１が配設されたボンネット７２と本体部材６５で狭持され、下降ダイヤフラム６６とボンネット７２で形成する空間を圧力室８２とする。又、ボンネット７２には調圧ノブ２９とガイドブッシュ３０及び固定ナット３１が設置される。二次圧力室３と圧力室４０の間に連通孔４６を設け、圧力室４０と圧力室８１及び圧力室８２の間に連通孔８３を配設する構成とする。
【００１６】
以下に、上述してきた本発明の精密減圧弁の動作及び作用の説明を図２を用いて行う。
【００１７】
平常状態では、二次圧力室３の微量の空気がパイロット弁５７を出て、通気孔５２を通過して圧力室８０に入り、絞り５３から常時外部へ排気されている。
【００１８】
二次圧力室３の圧力が設定値以下になると、圧力室４０と圧力室８１及び圧力室８２の圧力が低くなる。圧力室４０の圧力が低くなると、制御部及び主弁体６が降下して主弁６ａが開き、一次圧力室２の空気が二次圧力室３へ流れて二次圧力室３の圧力が回復する。同時に、圧力室８１及び圧力室８２の圧力が低くなると、有効径が異なる上昇ダイヤフラム６１と下降ダイヤフラム６６の作用で感圧部の弁棒６０が下降してパイロット弁体５５を押し下げ、パイロット弁５７を開く。圧力室４０と圧力室８０及び圧力室８１の圧力は精密に調整されて、二次圧力室３の圧力は設定値に回復する。
【００１９】
二次圧力が高くなると、圧力室４０の圧力で制御部が上昇して排気弁１０が開き、設定値以上の二次圧力室３の空気が排気孔１２と排気孔１４を通って外部に排気される。同時に有効径が異なる上昇ダイヤフラム６１と下降ダイヤフラム６６の作用で感圧ピストン５９の弁棒６０が上昇してパイロット弁体５５を引き上げ、パイロット弁５７を閉じる。圧力室４０と圧力室８０及び圧力室８１の圧力は、鋭敏な感圧部の動作によって精密に調整され、二次圧力室３の圧力は設定値に回復する。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、本発明は一次圧力を所定の二次圧力に設定する減圧弁において、二次圧力の感圧部を設置する。感圧部は感圧ピストン部材を介して制御部側に上昇ダイヤフラムを、ボンネット側に下降ダイヤフラムを対面位置に設置し、下降ダイヤフラムの有効径は上昇ダイヤフラムの有効径より小さく設定する。下降ダイヤフラムとばね受の間に調整ばねを、本体部材と制御ダイヤフラムの間にバランスばねを設置する構造とすることで、先ず、二次圧力を導入した感圧部は上昇ダイヤフラムと下降ダイヤフラムの作用では、圧力の変化に対して鋭敏かつ精密に動作する。又、感圧部には二次圧力の制御に変化の大きい一次圧力が関与しない。更に、微量の二次圧力室の空気を常時大気に開放する構造で、パイロット弁の動作は鋭敏であり、二次圧力の微細な変化に対応して主弁と排気弁を精密に動作させるので、精密減圧弁の圧力特性、流量特性などの諸特性が優れているという効果が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の減圧弁を示す概略断面図である。
【図２】本発明の精密減圧弁の態様を示す概略断面図である。
【図３】本発明の圧力特性及び流量特性図の１例である。
【符号の説明】
１ 本体部材
２ 一次圧力室
３ 二次圧力室
６ 主弁体
６ａ 主弁
９ リテーナ部材
１０ 排気弁
１１ ピストン部材
１３ 二次圧ダイヤフラム
１５ 本体部材
１６ 制御ダイヤフラム
１７ 本体部材
１８ ノズル
２１ 調圧ダイヤフラム
２２ リテーナ部材
２３ ピストン部材
２４ パイロット弁
２５ 調圧ばね
２８ ボンネット
４０ 圧力室
４１ 圧力室
４２ 圧力室
４５ 連通孔
４６ 連通孔
４７ 連通孔
５１ 本体部材
５７ パイロット弁
５８ バランスばね
５９ 感圧ピストン部材
６１ 上昇ダイヤフラム
６５ 本体部材
６６ 下降ダイヤフラム
６７ リテーナ部材
６８ 調整ばね
８０ 圧力室
８１ 圧力室
８２ 圧力室
８３ 連通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次圧力を所定の二次圧力に設定する減圧弁において、制御部を介して主弁体の反対側に感圧部が設置されることを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
前記感圧部に配置される感圧ピストン部材に、制御部側に上昇ダイヤフラムが配設され、感圧ピストン部材を介して対面位置に下降ダイヤフラムが配設されることを特徴とする減圧弁。
【請求項３】
下降ダイヤフラムの受圧面積は、上昇ダイヤフラムの受圧面積より小さいことを特徴とする減圧弁。
【請求項４】
下降ダイヤフラムに接するリテーナ部材には調整ばねが設置されることを特徴とする減圧弁。
【請求項５】
上昇ダイヤフラム及び下降ダイヤフラムに二次圧力が付加されることを特徴とする減圧弁。
【請求項１】
一次圧力を所定の二次圧力に設定する減圧弁において、制御部を介して主弁体の反対側に感圧部が設置されることを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
前記感圧部に配置される感圧ピストン部材に、制御部側に上昇ダイヤフラムが配設され、感圧ピストン部材を介して対面位置に下降ダイヤフラムが配設されることを特徴とする減圧弁。
【請求項３】
下降ダイヤフラムの受圧面積は、上昇ダイヤフラムの受圧面積より小さいことを特徴とする減圧弁。
【請求項４】
下降ダイヤフラムに接するリテーナ部材には調整ばねが設置されることを特徴とする減圧弁。
【請求項５】
上昇ダイヤフラム及び下降ダイヤフラムに二次圧力が付加されることを特徴とする減圧弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７４２５６（Ｐ２０１２−１７４２５６Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２１５９（Ｐ２０１１−５２１５９）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３０００５０５７４）有限会社有泉設計 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３０００５０５７４）有限会社有泉設計 (2)
【Ｆターム（参考）】
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