| 【発明の名称】 |
スローシャット弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】江尻 隆
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁座に接離して流路を開閉する弁体を作動させる、ピストン体を有するバルブロッド；このバルブロッドを閉弁方向に付勢する付勢手段；上記ピストン体によって区画形成され、パイロット圧力を受けたときこの付勢手段に抗して該ピストン体及びバルブロッドを開弁方向に移動させる開弁圧力室；この開弁圧力室とパイロット圧力源とを連通させる流路に備えられた、ピストン体の移動位置に応じて状態を異ならせる第一の弁；及び上記開弁圧力室を大気に連通させる流路に備えられた第二の弁としての絞り弁；を備え、上記第一の弁は、ピストン体が閉弁位置と中間開弁位置との間に位置するときには、上記パイロット圧力源側から開弁圧力室側への流体流は許しその逆の流体流は許さない一方向弁として作用し、ピストン体が一旦開弁位置に移動した後上記中間開弁位置に移動するまでは、開弁圧力室側からの流体流を許す開閉弁として作用することを特徴とするスローシャット弁。
【請求項２】 請求項１記載のスローシャット弁において、上記第一の弁は、上記ピストン体に伴って変位するバルブロッドと、このバルブロッドの外周に嵌めた環状パッキンと、ピストン体が開弁位置から中間開弁位置に位置するときこの環状パッキンとの間に隙間を作る、上記バルブロッドの周方向の一部に形成した凹部とを備えているスローシャット弁。
【請求項３】 請求項２記載のスローシャット弁において、上記環状パッキンは、開弁圧力室側が開いた断面Ｙ字状または断面Ｖ字状をなしているスローシャット弁。
【請求項４】 請求項２または３記載のスローシャット弁において、さらに、バルブロッドを挿通した部材に、環状パッキンの外周に位置し、圧力源から開弁圧力室側に面積を広げる拡径通路が設けられているスローシャット弁。
【請求項５】 請求項２ないし４のいずれか１項記載のスローシャット弁において、上記バルブロッドの初期位置を設定するスロー動作開始位置調整機構が備えられているスローシャット弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【技術分野】本発明は、常時は閉じている弁を急速に開弁させた後、一定開度までは急速に閉じ、その後ゆっくりと閉弁させるスローシャット弁に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】この種のスローシャット弁は、例えば、流体の配管路において、瞬時に弁を閉止したときに生じるウォータハンマー現象から配管路内の機器を守るために用いられている。
【０００３】このようなスローシャット機能は、弁体の移動位置に応じて作動する複数の開閉弁やニードル弁を設けることにより得ることが可能であるが、弁の数が多くなればなる程、コストアップすることが避けられない。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記の機能を持ちながら、より簡単な構造で、コストが安いスローシャット弁を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】本発明によるスローシャット弁は、弁座に接離して流路を開閉する弁体を作動させる、ピストン体を有するバルブロッド；このバルブロッドを閉弁方向に付勢する付勢手段；ピストン体によって区画形成され、パイロット圧力を受けたときこの付勢手段に抗して該ピストン体及びバルブロッドを開弁方向に移動させる開弁圧力室；この開弁圧力室とパイロット圧力源とを連通させる流路に備えられた、ピストン体の移動位置に応じて状態を異ならせる第一の弁；及び開弁圧力室を大気に連通させる流路に備えられた第二の弁としての絞り弁；を備えたものであって、第一の弁は、ピストン体が閉弁位置と中間開弁位置との間に位置するときには、パイロット圧力源側から開弁圧力室側への流体流は許しその逆の流体流は許さない一方向弁として作用し、ピストン体が一旦開弁位置に移動した後上記中間開弁位置に移動するまでは、開弁圧力室側からの流体流を許す開閉弁として作用することに特徴がある。
【０００６】第一の弁は、具体的には、少なくとも、ピストン体に伴って変位するバルブロッドと、このバルブロッドの外周に嵌めた環状パッキンと、ピストン体が開弁位置から中間開弁位置に位置するときこの環状パッキンとの間に隙間を作る、バルブロッドの周方向の一部に形成した凹部とによって構成することができる。
【０００７】この環状パッキンは、原理的にはＯリングでもよいが、動作の確実性を増すために、開弁圧力室側が開いた断面Ｙ字状または断面Ｖ字状の環状パッキンとすることが好ましい。また、バルブロッドを挿通した部材（シリンダ）には、環状パッキンの外周に位置し、圧力源から開弁圧力室側に面積を広げる拡径通路を形成することが好ましい。
【０００８】バルブロッドには、その初期位置を設定するスロー動作開始位置調整機構を敷設することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施形態】図１の下方に位置する流路ブロック１１には、流体通路１２が設けられ、その一部に、環状弁座１３が形成されている。この環状弁座１３には、バルブロッド１４の下端に設けた弁体１５が接離し、流体通路１２が開閉される。
【００１０】バルブロッド１４は、スぺーサ１６およびコネクタスリーブ１７を貫通して、図１の上方に突出している。バルブロッド１４の下部とスぺーサ１６の間には、蛇腹１８が張設されていて、流体通路１２を流れる流体が、バルブロッド１４の軸部に達しないようにされている。バルブロッド１４は、圧縮ばね１９により、弁体１５が環状弁座１３に着座する閉弁方向に付勢されている。１７ａは、スペーサ１６とコネクタスリーブ１７を流路ブロック１１に固定するロックナットである。
【００１１】コネクタスリーブ１７の図の上端部には、ロワシリンダ２０ａとアッパシリンダ２０ｂとからなるシリンダ２０が固定されており、バルブロッド１４の上端部にはピストン体２１が固定されている。ピストン体２１は、アッパプレート２２、ロワプレート２３、及びこのアッパプレート２２とロワプレート２３の間にその内縁部を挟着固定したローリングダイアフラム２４を備えている。ローリングダイアフラム２４の外縁部は、ロワシリンダ２０ａとアッパシリンダ２０ｂの間に挟着されていて、ロワシリンダ２０ａとアッパシリンダ２０ｂは、ロックリング２５で一体にされており、その結果、ロワシリンダ２０ａとピストン体２１との間には、開弁圧力室２６が画成されている。
【００１２】ロワシリンダ２０ａには、開弁圧力室２６を制御弁３０を介してパイロット圧力源３１（図２）に接続する流路２８と、開弁圧力室２６を大気に連通させる流路２９とが形成されている。そして、流路２８には、第一の４０が設けられ、流路２９には絞り弁としてのニードル弁５０が設けられている。
【００１３】第一の弁４０は、ピストン体２１が閉弁位置と中間開弁位置との間に位置するときには、パイロット圧力源３１から開弁圧力室２６側への流体流は許しその逆の流体流は許さない一方向弁（逆止弁）として作用し、ピストン体２１が一旦開弁位置に移動した後中間開弁位置に移動するまでは、開弁圧力室２６側から大気への流体流を許す開閉弁として作用する弁である。まず、一方向弁としての構造を説明する。流路２８内に位置するバルブロッド４１は、バルブロッド受け４２にピストン体２１と平行に移動自在に嵌められており、かつ、圧縮ばね４３によって常時ピストン体２１に当接している。
【００１４】バルブロッド４１の外周には、バルブロッド受け４２とスペーサ４５との間を移動可能に、環状パッキン４４が嵌められている。この実施形態の環状パッキン４４は、開弁圧力室２６側が開いた断面Ｙ字状をなすもので、パイロット圧力源３１側（図の下方）からパイロット圧力が作用した場合には、そのＹ字状部を窄めて開弁圧力室２６への流体流を許す。また、ロワシリンダ２０ａには、環状パッキン４４が流体圧でスペーサ４５に当接する位置に移動したとき環状パッキン４４の外周部との隙間を広げる拡径通路２８ａが形成されている。環状パッキン４４は、パイロット圧力源３１側（図の下方）からパイロット圧力が作用したとき常態位置からこの拡径通路２８ａに移動し、流路面積をより大きくする。一方、パイロット圧力源３１からのパイロット圧力の供給が停止された状態で開弁圧力室２６からの圧力が環状パッキン４４に及ぼされると、環状パッキン４４は拡径通路２８ａから常態位置（下方）に移動し、そのＹ字状部が広がってその内周部はバルブロッド４１に、外周部は流路２８に密着して開弁圧力室２６から大気への流体流を許さない。
【００１５】以上の一方向弁の機能に加えた開閉弁の機能は、バルブロッド４１の周面一部に形成した凹部４１Ｘによってもたらされる。この凹部４１Ｘは、図５、図６にバルブロッド４１の単体形状を示すように、より良い効果を得るため、周方向の一部だけに形成されている。この凹部４１Ｘは、バルブロッド４１と環状パッキン４４との相対位置変化により、環状パッキン４４が凹部４１Ｘ部分に至ると、環状パッキン４４の内周面と凹部４１Ｘとの間に隙間を作り、上記の一方向弁の機能を停止させる。つまり、流路２８を開く作用をする。この流路開放作用は、ピストン体２１が一旦開弁位置に移動した後中間開弁位置に移動するまでの間、維持されるように、凹部４１Ｘの位置、大きさ、深さが定められている。
【００１６】ニードル弁５０は、図４に詳細を示すように、バルブ受け５１にニードル弁体５２を螺合させたもので、先端ニードル５２ａの通路５１ａへの螺合深さを調節することにより、流路面積を調節することができる。
【００１７】上記構成の本スローシャット弁は、例えば図７に示すような特性で動作する。開弁圧力室２６にパイロット圧力を供給していない状態では、バルブロッド１４は圧縮ばね１９の力により図の下方に押され、弁体１５が環状弁座１３に着座して流体通路１２を閉じている（図２、図７区間Ａ）。この閉弁状態において、制御弁３０、流路２８を介してパイロット圧力源３１からのパイロット圧力を第一の弁４０に及ぼすと、その圧力がバルブロッド４１とバルブロッド受け４２の隙間を介して環状パッキン４４に及ぼされ、断面Ｖ字状の環状パッキン４４は、上方に移動しながら窄んでパイロット圧力の開弁圧力室２６への流入を許す。これに前後して、環状パッキン４４はスペーサ４５に当接するまで上昇し、上昇位置には拡径流路２８ａが存在するため、連通面積は拡大する。よって、開弁圧力室２６には速やかにパイロット圧力が及ぼされ、このパイロット圧力が圧縮ばね１９の力に打ち勝つため、ピストン体２１とバルブロッド１４は上昇し、やがて上昇端（全開位置）に達する（図３、図７区間Ｂ）。このとき、バルブロッド４１はその凹部４１Ｘが環状パッキン４４と対応する位置に至っている。
【００１８】次に弁を閉じるため、パイロット圧力の供給を断ち、流路２８を大気に開放すると、圧縮ばね１９の力により、ピストン体２１が下降を開始し、バルブロッド４１もピストン体２１に押されて下降する。ピストン体２１の上昇端では、凹部４１Ｘが環状パッキン４４に対応しているため、環状パッキン４４と凹部４１Ｘとの間には隙間が存在する。よって開弁圧力室２６内の加圧空気は、凹部４１Ｘと環状パッキン４４との隙間を通って大気に開放され、その結果、ピストン体２１、バルブロッド４１が一緒に下降する。そして、バルブロッド４１が環状パッキン４４に対して相対的に下降し、その凹部４１Ｘが環状パッキン４４を越えると（バルブロッド４１の円柱部が環状パッキン４４に接触すると）、凹部４１Ｘと環状パッキン４４の間の隙間が閉じる。つまり、一方向弁としての機能が復活する（図４、図７区間Ｃ）。
【００１９】これ以後は、開弁圧力室２６からの圧縮空気の排出は、ニードル弁５０を介してゆっくりと行われる（図７区間Ｄ）。この区間Ｄにおける閉弁速度は、ニードル弁５０のニードル弁体５２のバルブ受け５１に対する螺合量の調節（流路面積の調節）によって行うことができる。
【００２０】第一の弁４０には、バルブロッド４１の初期位置を設定するスロー動作開始位置調整機構４７が備えられている。このスロー動作開始位置調整機構４７は、バルブロッド受け４２の上下位置を調節することで間接的にバルブロッド４１の上下位置を調節するもので、バルブロッド受け４２の下端部は、上下位置調節板４８に当接しており、この上下位置調節板４８の位置は上下調節ねじ４９で調節できる。このスロー動作開始位置調整機構４７によって、バルブロッド４１の初期位置を調節すると、ピストン体２１（バルブロッド１４）が一旦全開位置に達した後、第一の弁４０の一方向弁機能が復活するまでの中間開度（図７の高さＥ）を調節することができる。
【００２１】上記実施形態は、本発明をベローズ弁に適用したものであるが、本発明は、ウォータハンマー現象による機器の破損を防止するための金属ダイアフラム弁や通常の開閉弁に広く適用することができる。
【００２２】また、上記実施形態では、バルブロッド１４の下端部に弁体１５を一体に設けたが、両者は別体とし、バルブロッドの動きを運動伝達機構を介して弁体に伝える弁構造にも本発明は適用できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、常時は閉じている弁を急速に開弁させた後、一定開度までは急速に閉じ、その後ゆっくりと閉弁させるスローシャット弁を簡単な構造で得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１７５
【氏名又は名称】藤倉ゴム工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月２１日（１９９８．１０．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３２８６
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 邦夫
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２０９２１（Ｐ２０００−１２０９２１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９９９１４ |
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