| 【発明の名称】 |
圧力調整弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉川 公人
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| 【要約】 |
【課題】入口側圧力が設定圧力近傍である場合には、弁体の遅れによる必要以上の流量を防止することにより精密な圧力調整を可能とすると共に、入口側圧力が設定圧力を大きく上回る場合には、大流量の流体を流すことができ、速やかに入口側圧力を設定圧力まで低下させることを可能とする。
【解決手段】主弁体４と、主弁体と同期して移動する主弁体より小さい補助弁体５と、主弁体の開方向への移動により主流路ｂを形成すると共に、補助弁体の開方向への移動により補助流路ｃを形成するケーシング１とを有する。又、ケーシングを、補助弁体の開方向への移動距離に対する補助流路の面積の増加率を増加させる、弁体開方向に向かって広がる形状を有するものとする。又、主弁体と、主弁体と同期して移動する主弁体より小さい補助弁体と、主弁体の開方向への移動により主流路を形成すると共に、予め定められた区間内で補助弁体との隙間により一定の補助流路を形成するケーシングとを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁体を閉方向に付勢する付勢手段と、入口側に接続された圧力調整対象とを有し、入口側圧力が付勢手段の付勢力より高くなった場合に弁体が開方向に移動して圧力を調整する圧力調整弁において、主弁体と、主弁体と同期して移動する主弁体より小さい補助弁体と、主弁体の開方向への移動により主流路を形成すると共に、補助弁体の開方向への移動により補助流路を形成するケーシングとを有することを特徴とした圧力調整弁。
【請求項２】 前記ケーシングが、補助弁体の開方向への移動距離に対する補助流路の面積の増加率を増加させる、弁体開方向に向かって広がる形状を有するケーシングであることを特徴とした請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項３】 弁体を通常時は閉方向に付勢する付勢手段と、入口側に接続された圧力調整対象とを有し、入口側圧力が付勢手段の付勢力より高くなった場合に弁体が開方向に移動して圧力を調整する圧力調整弁において、主弁体と、主弁体と同期して移動する主弁体より小さい補助弁体と、主弁体の開方向への移動により主流路を形成すると共に、予め定められた区間内で補助弁体との隙間により一定の補助流路を形成するケーシングとを有することを特徴とした圧力調整弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弁体を通常時は閉方向に付勢する付勢手段を有し、付勢手段の付勢力と入口側圧力とのバランスにより入口側に接続された圧力調整対象の圧力を調整する圧力調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧力調整弁を図７を用いて説明する。図７において、ケーシング５０に設けられた入口流路５１には図示されないタンク又はアキュムレータ等が接続され、タンク又はアキュムレータ等の内圧を入口流路５１を通して弁体５３が受けている。
【０００３】この弁体５３は、バネ５４により入口流路５１を閉とする方向に付勢されており、入口流路５１を通して弁体５３にかかる圧力、つまりタンク又はアキュムレータ等の内圧が、バネ５４による付勢力に打ち勝った場合、弁体５３は入口流路５１を開とする方向へと移動し、弁体５３とケーシング５０との隙間である弁流路ａを通ってタンク又はアキュムレータ等の流体が入口流路５１からケーシング５０に設けられた出口流路５２へと流れ、タンク又はアキュムレータ等の内圧が調整される。
【０００４】ここで、入口流路５１から隙間ａを通って出口流路５２へと流れるタンク又はアキュムレータ等の流体の流量は、弁流路ａの面積（以下弁流路面積とする）に比例し、この弁流路面積は弁体の移動距離（以下弁開度とする）と弁体周囲長さとの積となり、図８に示す通り弁開度に比例することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の圧力調整弁では、入口流路５１及び弁体５３を大として大流量の流体を流すことが可能な弁とした場合、弁体５３が大きくなるために弁体５３の移動に遅れが出て、必要以上の流量が流れてしまう。又、弁体５３が大であるために弁体周囲長さも長くなり、微小な弁開度に対しても弁流路面積が大きく、前記弁体５３の移動遅れによる必要以上の流量も大となる。
【０００６】係る圧力調整弁で精密な圧力調整を行う場合、弁開時におけるバネによる閉方向への付勢力と弁体５３が入口側から受ける圧力による開方向への力の釣合点（以下設定圧力とする）近傍では、弁を流れる流量は微小流量となり、前記弁体５３の移動遅れによる必要以上の流量の影響が大となり、入口側圧力が設定圧力以下に低下しやすくなるため、圧力調整の精度も低下するという問題があった。
【０００７】これに対し、入口流路５１及び弁体５３を小とすれば、弁体５３が小さくなることにより弁体５３の移動の遅れが改善され、弁体周囲長さも短くなり微小な弁開度に対する弁流路面積も小となるために、弁体５３の移動遅れによる必要以上の流量も小とすることができ、精密な圧力調整は可能となる。しかしながら、弁体５３が受ける圧力が設定圧力を大きく上回った場合、弁流路面積が小であるために弁体５３が受ける圧力を設定圧力まで低下させるのに時間が掛かるという問題があった。
【０００８】又、短時間で設定圧力まで低下させるために、弁流路面積を大きくして大流量の流体を流すには、弁体周囲長さが短いために大きな弁開度が必要となり、弁体５３のストロークが大きくなるために、弁自体が大型化してしまうという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため、本発明の圧力調整弁においては以下の手段を用いた。第１の手段として、弁体を通常時は閉方向に付勢する付勢手段と、入口側に接続された圧力調整対象とを有し、入口側圧力が付勢手段の付勢力より高くなった場合に弁体が開方向に移動して圧力を調整する圧力調整弁に、主弁体と、主弁体と同期して移動する主弁体より小さい補助弁体とを設けると共に、前記圧力調整弁のケーシングを、主弁体の開方向への移動により主流路を形成すると共に、補助弁体の開方向への移動により補助流路を形成するケーシングとした。
【００１０】第２の手段としては、前記第１の手段に加え、前記ケーシングを、補助弁体の開方向への移動距離に対する補助流路の面積の増加率を増加させる、弁体開方向に向かって広がる形状を有するケーシングとした。
【００１１】又、第３の手段としては、弁体を通常時は閉方向に付勢する付勢手段と、入口側に接続された圧力調整対象とを有し、入口側圧力が付勢手段の付勢力より高くなった場合に弁体が開方向に移動して圧力を調整する圧力調整弁に、主弁体と、主弁体と同期して移動する主弁体より小さい補助弁体とを設けると共に、前記圧力調整弁のケーシングを、主弁体の開方向への移動により主流路を形成すると共に、予め定められた区間内で補助弁体との隙間により一定の補助流路を形成するケーシングとした。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の圧力調整弁の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の圧力調整弁における第１の実施形態の断面図、第２図は第１図に示す第１の実施形態の圧力調整弁の弁開度に対する弁流路面積の特性を表わす図である。
【００１３】図１において、ケーシング１内に設けられた主弁体４には、主弁体４と同軸に主弁体４よりも小径な補助弁体５が設置されている。この主弁体及び補助弁体は、バネ６により弁閉方向に常時付勢されている。ケーシング１に接続されたタンク又はアキュムレータ等からの圧力は、ケーシング１の入口流路２を通して補助弁体５に作用する。この補助弁体５に作用する圧力による力がバネ６による付勢力を上回ると、補助弁体５及び主弁体４は弁開方向に移動し、タンク又はアキュムレータ等内の流体が入口流路２，補助流路ｃ，補助流路ｂ，出口流路３へと排出されタンク又はアキュムレータ等の内圧が低下する。
【００１４】ここで図２に示す如く、主弁体４及び補助弁体５の弁開度ｘが小さいと弁開度ｘ＜ｙとなり、この領域においては、弁開度ｘと径の大きい主弁体４の周囲長さの積である主流路ｂの面積よりも、弁開度ｘと径の小さい補助弁体５の周囲長さの積である補助流路ｃの面積の方が小さいため、弁流路面積は面積の小さい補助流路ｃの面積により決定される。さらに主弁体４及び補助弁体５が移動して弁開度ｘ＞ｙとなる領域においては、補助弁体５の効力が無くなるため、弁流路面積は弁開度ｘと径の大きい主弁体４の周囲長さの積である主流路ｂの面積により決定される。
【００１５】上記の通り本第１の実施形態においては、設定圧力近傍の弁開度が小さく弁を流れる流体の流量が小さい領域では、弁流路面積が弁開度ｘと径の小さい補助弁体５の周囲長さの積となるため、弁開度に対する弁流路面積の変動も小さく、精密な圧力調整が可能となり、且つ、タンク又はアキュムレータ等からの圧力が設定圧力を大きく上回る場合には、弁開度ｘ＞ｙとなり、弁流路面積が弁開度ｘと径の大きい主弁体４の周囲長さの積となるため、弁開度に対する弁流路面積の変動も大きく、小さな弁開度（弁体のストローク）で大流量を流すことが可能となる。
【００１６】図３は本発明の圧力調整弁における第２の実施形態の断面図、第４図は第３図に示す第２の実施形態の圧力調整弁の弁開度に対する弁流路面積の特性を表わす図である。図３に示す通り、本第２の実施形態は、図１の第１の実施形態のケーシング１において、補助弁体と補助流路を形成するケーシング内面を、弁開方向に広がる（入口流路方向に狭まる）形状としたものである。
【００１７】これにより、弁開度ｘが小さく弁開度ｘ＜ｙとなる領域、つまり、弁流路面積が補助流路ｄ（第１の実施形態では補助流路ｃ）により決定される領域では、第１の実施形態が弁開度に対して弁流路面積の変動が正比例するのみであるのに対し、第２の実施形態では弁開度に対して流路面積の増加率が変動するため、第１の実施形態よりも小さな補助弁体でｘ＝ｙとなる弁開度での補助流路面積を第１の実施形態と同等とすることが可能となり、図４に示す通り弁開度微小領域における弁開度に対する弁流路面積の変動が第１の実施形態より小さくなるため、設定圧力近傍でより精密な圧力調整が可能となる。
【００１８】図５は本発明の圧力調整弁における第３の実施形態の断面図、第６図は第５図に示す第３の実施形態の圧力調整弁の弁開度に対する弁流路面積の特性を表わす図である。本第３の実施形態では、補助弁５と入口流路２２との間で補助流路ｅを形成する構造となっている。この補助弁５と入口流路２２との間で形成された補助流路ｅは、弁開度ｘ＜ｙの領域において一定となる。
【００１９】これにより第３の実施例では、微小流量の領域において、弁開度によらず一定した補助流路となる領域を有するため、この領域においては、弁体の遅れによる必要以上の流量が発生しないため、安定した圧力調整の動作が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】上記の通り、第１の実施形態により、設定圧力近傍においては流路面積が補助流路面積に支配されるため、弁開度に対する弁流路面積の変動が小さく精密な圧力調整が可能で、且つ、入口側圧力が設定圧力を大きく上回る場合には、流路面積が主流路面積に支配されるため、大流量の流体を流すことができ、速やかに入口側圧力を設定圧力まで低下させることが可能な圧力調整弁が実現される。
【００２１】又、第２の実施形態により、流路面積が補助流路面積に支配される領域において、第１の実施形態よりも小さな補助弁体で弁開度ｘ＝ｙとなる弁開度での流路面積を第１の実施形態と同等とすることが可能となるため、設定圧力近傍でより精密な圧力調整が可能な圧力調整弁が実現される。
【００２２】第３の実施例では、微小流量の領域において、弁開度によらず一定した補助流路となる領域を有するため、この領域においては、弁体の遅れによる必要以上の流量が発生しないため、安定した圧力調整の動作が可能な圧力調整弁が実現される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月１８日（１９９９．５．１８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２９２４２（Ｐ２０００−３２９２４２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１３６５３８ |
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