(57)【要約】【課題】二次側圧力をきめ細かく制御、変更できるようにし、急激な閉弁を防ぐ。【解決手段】弁箱１内を流入出各弁室１１，１２に区画し、その弁座３ａに、一端２ａを閉じた筒状弁体２を流出弁室１２側から接離自在に設ける。その弁体２をコイルばね２０によって開弁方向へ付勢し、ばね２０の付勢力と、二次側圧力との差に基づいて開閉動作させる一軸減圧弁である。ばね２０は、流入出両弁室１１，１２とは水密に隔てられた環状のばね配設空間１３内に複数設けられ、それぞれ弁箱１に固定されたボルト軸２３に挿通されて、その一端が弁体２に、他端がそのボルト軸２３にねじ込まれたナット２３ａに当接して、ナット２３ａを介して付勢力調整される。その弁体２は、連通孔３４を介して流出弁室１２と連通するシリンダ室１５のピストン２２により二次側圧力を受け、その連通孔３４には、閉弁とともに開口量を縮小するニードル弁３０が設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱１内を弁座壁４によって流入弁室１１と流出弁室１２とに区画し、前記弁座壁４の弁座３ａに流出弁室１２側から弁体２を接離自在に設けるとともに、その弁体２をばね２０によって前記弁座３ａから離れる方向へ付勢し、常時は、前記ばね２０の付勢力と流出弁室１２の二次側圧力との差に基づき、弁体２を弁座３ａから離して開弁し、前記二次側圧力が高くなって前記差が逆転した場合には、弁体２が弁座３ａに当接して閉弁する一軸型減圧弁において、
前記ばね２０の付勢力を調整できるようにしたことを特徴とする一軸型減圧弁。
【請求項２】
前記ばね２０をコイルばねとして、そのばね２０を弁箱１に固定された筒軸方向のボルト軸２３に挿通し、その一端が弁体２に、他端がそのボルト軸２３にねじ込まれたナット２３ａに当接して、前記付勢力の調整は、前記ナット２３ａを介して行うことを特徴とする請求項１記載の一軸型減圧弁。
【請求項３】
前記ばね２０は、前記流入出両弁室１１，１２外に設けたばね配設空間１３内に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の一軸型減圧弁。
【請求項４】
前記弁体２はその一端２ａを閉じた筒状を成して筒軸方向に進退することにより前記一端２ａが前記弁座３ａに接離自在となっており、前記ばね配設空間１３は、前記弁箱１内の筒状弁体２周面外側に環状に設けられて、そのばね配設空間１３と前記流出弁室１２とは、前記筒状弁体２の周面及び筒軸交差方向の隔壁を介して隔てられており、前記環状のばね配設空間１３内には、前記ばね２０が複数配置されていることを特徴とする請求項３に記載の一軸型減圧弁。
【請求項５】
前記弁体２を、前記弁箱１内に設けたシリンダ室１５のピストン２２と接続し、そのシリンダ室１５と前記流出弁室１２とを連通孔３４を介して連通させて、前記ピストン２２を前記弁体２の二次側受圧面とするとともに、その連通孔３４には、前記弁体２の閉弁方向への動作とともにその連通孔３４の開口量を縮小するニードル弁３０が設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の一軸型減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水道配管や、工業用水、農業用水等の各種配管に設けられる一軸型減圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に減圧弁は、一次側からの流水をを二次側に減圧しながら供給できるようにするとともに、何らかの事情により二次側で圧力が高くなった場合に、一次側への逆流を防止するために、その供給配管の途中に介在して設置される。
【０００３】
例えば、上水道において使用される減圧弁は、やや高圧（３〜１０ｋｇ／ｃｍ２）に設定された一次側配管（上流側）の水道水を、各家庭の上水機器に通じる二次側配管に減圧しながら供給し、上水機器等の不具合により二次側の圧力が高くなった場合には、その二次側の水が一次側の上水道へ逆流することを防止するように機能する。
【０００４】
この減圧弁の構成として、従来は、ばね等で付勢された弁体を、一次側の圧力によりその付勢力に抗して動作させて弁孔開放できるようにし、その二次側の圧力をダイアフラムやピストン等を介したパイロット装置によって検知して、この検知圧力が所定値よりも高くなった場合に、前記弁体が逆方向へ動作して弁孔閉鎖できるようにしたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１４９２２３号公報（第５頁第１図、第６頁第５図）
【０００５】
また、他の減圧弁として、一般家庭の水道メータの前段や家庭内の上水機器、例えばシャワーの配管等に使用される小型の一軸型減圧弁の技術が開示されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献２】特開平７−３０２１２３号公報
【特許文献３】特開平１１−１９３８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の減圧弁は、二次側の圧力を感知して弁体をコントロールするために、その二次側に連通するパイロット装置を設けてその装置の機能を前記弁体と連動させている。このパイロット装置は、連通管やダイヤフラム又はピストン等の圧検知装置を伴うため、このような装置を付加すると減圧弁の構成が複雑になる。
また、パイロット装置が配管の外側に付加されると、その装置が管軸直交方向へと大きく突出することとなり、特に、小口径の配管においては、このパイロット装置が管路径と比較して相対的に大きなものとなるので、弁装置が嵩張る傾向がある。弁装置が嵩張ると、その配管のためにピットを深くするなど多くのスペースを要し、また、そのパイロット装置の突出部分が機器の点検、使用時に邪魔になるので好ましくない。
【０００７】
一方、特許文献２、特許文献３に記載の減圧弁は、一軸型であるので嵩張らないが、パイロット装置を介さずに弁体に一次側・二次側の流体圧が直接作用するため、弁体の受圧面全体に圧が均等に作用しにくい。このため、特に、圧力変動の激しい配管や大流量の配管においては、二次側圧力をきめ細かく制御することができない。また、弁体の付勢力がばねで一定に保たれているため、弁孔を閉鎖させ得る二次側設定圧を容易に変更することができない。
【０００８】
さらに、上記一軸型減圧弁は、二次側圧力が急変した際に、その圧を受けて弁体が急激に閉鎖すれば、ウォーターハンマーにより設備を損傷することがあるので問題がある。
【０００９】
そこで、この発明は、一軸型減圧弁において、二次側圧力をきめ細かく制御、変更できるようにすることを第一の課題とし、弁孔の急激な閉鎖を防ぐことを第二の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第一の課題を解決するために、この発明は、一軸型減圧弁の弁体をばねで付勢するとともに、そのばねが取り付けられた状態にあって、その状態で付勢力を調整できるようにしたのである。このようにすれば、二次側設定圧を容易に制御、変更できるようになる。
【００１１】
また、第二の課題を解決するために、この発明は、前記弁体の二次側受圧面に作用する圧力を、その弁体の開閉とともに動作するニードル弁を介して変化するようにしたのである。このようにすれば、弁体の動きを緩やかにして弁孔を急激に閉鎖することを防止し得る。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のようにしたので、一軸型減圧弁において、二次側圧力をきめ細かく制御、変更できるようにし得るとともに、弁孔の急激な閉鎖を防止し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上記手段の具体的実施形態として、弁箱内を弁座壁によって流入弁室と流出弁室とに区画し、前記弁座壁の弁座に流出弁室側から弁体を接離自在に設けるとともに、その弁体をばねによって前記弁座から離れる方向へ付勢する一軸型減圧弁である。常時は、前記ばねの付勢力と流出弁室の二次側圧力との差に基づき、弁体を弁座から離して開弁し、前記二次側圧力が高くなって前記差が逆転した場合には、弁体が弁座に当接して閉弁するようになっており、そのばねの付勢力を調整できるようにしたものである。このようにすれば、一軸型減圧弁において、二次側圧力を容易に制御、変更し得るようになる。
【００１４】
この構成において、前記ばねをコイルばねとして、そのばねを弁箱に固定された筒軸方向のボルト軸に挿通し、そのばねの一端が弁箱に、他端がそのボルト軸にねじ込まれたナットに当接するようにする。このようにすれば、前記ばねの付勢力の調整は、前記ナットを介して行うことができるので、ばねが弁体を付勢した状態において付勢力調整が可能となる。このため、調整作業が簡単である。
【００１５】
また、前記ばねを、前記流入出両弁室外に設けたばね配設空間内に配設するようにした構成を採用し得る。このようにすれば、付勢力調整時に流体の流れを一次停止するなどの措置が必要なく、また、その配設空間を弁箱内に収めれば、弁箱の外周に突出する装置が少なくなるので、弁装置の外観、構成をシンプルなものにすることができる。
【００１６】
また、ばねを前記ばね配設空間に設けた構成において、前記弁体はその一端を閉じた筒状を成して筒軸方向に進退することにより前記一端が前記弁座に接離自在となっており、前記ばね配設空間は、前記弁箱内の筒状弁体周面外側に環状に設けられるようにする。そのばね配設空間と前記流出弁室とは、前記筒状弁体の周面及び筒軸交差方向の隔壁を介して隔てられており、前記環状のばね配設空間内には、前記ばねが複数配置されるようにした構成を採用し得る。このようにすれば、弁体の筒軸心周り各方位にばねを配置することができるので、その弁体に対する付勢力の作用が、その弁体の筒軸心周り全体に均等に作用しやすくなる。このため、弁体の進退の動きが、管内圧をより正確に反映して動作しやすくなるので、圧力変動の激しい配管、大流量の配管にも対応しやすくなる。
【００１７】
さらに、前記弁体を、前記弁箱内に設けたシリンダ室のピストンと接続し、そのシリンダ室と前記流出室とを連通孔を介して連通させて、前記ピストンを前記弁体の二次側受圧面とするとともに、その連通孔には、前記弁体の閉弁方向への動作とともにその連通孔の開口量を縮小するニードル弁を設けた構成を採用し得る。このようにすれば、弁体が弁座に近づくにつれてその弁体への作用圧を徐々に軽減するので、弁孔が急激に閉まることを防止し得る。
【実施例】
【００１８】
一実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。この実施例の減圧弁は、上水道配管等において、一次側からの流水を二次側に減圧しながら供給できるようにするとともに、その二次側の流水を、一次側へ逆流するのを防止するために設けられる一軸型減圧弁１０である。
【００１９】
その構成は、図１に示すように、流入口６、流出口７を介して管路に接続される弁箱１内を、弁座壁４によって流入弁室１１と流出弁室１２とに区画し、前記弁座壁４の前記流出弁室１２側に向けて設けられた弁座３ａに、その流出弁室１２側から弁体２を接離自在に設けている。
【００２０】
その弁体２はその一端２ａを閉じた筒状を成しており、弁箱１の流出弁室１２側に設けた円筒状のガイド２８によって筒軸方向に進退可能に誘導されており、その進退により、前記一端２ａが前記弁座３ａに接離する。その弁座３ａは、図１に示すように、弁座壁４に形成した環状の立上がり部により弁孔３を形成しており、その立上がり部の先端に環状に設けられる。前記筒状弁体２の一端２ａには、その弁孔３に向く環状のピストンガイド５が設けられており、このピストンガイド５が弁孔３内周に摺動してその弁体２の進退が誘導されるようになっている。
【００２１】
なお、前記ピストンガイド５には、図３に示すように、適宜の位置に切欠き５ａが設けられており、開閉弁時、微小開弁時の流体の流れをシャワー状にしてキャビテーションを防止し得るようになっている。
【００２２】
また、前記筒状弁体２の流出弁室１２側端部には、その筒軸周り外側に向けて（筒軸交差方向に）突出する環状の鍔状隔壁２２を形成している。この鍔状隔壁２２は、図３に示すように、前記弁箱１内側に環状に設けた筒軸交差方向のシリンダ隔壁２７、及び前記筒状のガイド２８を介して形成された環状のシリンダ室１５内に収納されて水密に筒軸方向摺動可能となっており、そのシリンダ室１５のピストン２２として機能する。
【００２３】
そのシリンダ室１５と前記流出弁室１２とは、連通孔３４を介して連通しており、前記ピストン２２の上面１４が二次側受圧面の一部として機能する。その連通孔３４には、前記弁体２の閉弁方向への動作とともにその連通孔３４の開口量を縮小するニードル弁３０が設けられる。このニードル弁３０は、図１に示す弁体２の開弁状態において、前記連通孔３４を比較的大きく開口させ、また、図２に示す閉弁状態においては、同ニードル弁３０の拡径部３２の効果により、前記連通孔３４を僅かに開口させる状態になるように調整される。
【００２４】
また、弁箱１内には前記筒状弁体２を開弁方向に付勢するばね２０が設けられる。このばね２０は、弁箱１内において、前記流入弁室１１及び流出弁室１２とは水密に隔てられたばね配設空間１３に配設される。そのばね配設空間１３は、図１に示すように、前記弁箱１内壁と筒状弁体２の周面２ｂとの間に環状に設けられており、そのばね配設空間１３と前記流出弁室１２とは、その筒状弁体２の周面２ｂ及び筒軸交差方向の前記鍔状隔壁２２、及び、弁箱１の内側に環状に形成された同じく筒軸交差方向の中間隔壁２１を介して隔てられている。前記中間隔壁２１は、前記筒状弁体２の周面２ｂとの間に図示するシール材２５を介しているので、筒状弁体２が進退しても、常にその流出弁室１２とばね配設空間１３との水密を維持できるようになっている。
【００２５】
前記ばね２０にはコイルばねが用いられ、そのばね２０を弁箱１の前記中間隔壁２１に固定された筒軸方向のボルト軸２３に挿通し、その一端が筒状弁体２の前記鍔状隔壁２２に、他端がそのボルト軸２３にねじ込まれたナット２３ａに当接するようにする。そのばね２０の一端は、前記鍔状隔壁２２に設けた突部２４に嵌められて固定されているので、ばね２０は、筒軸方向の向きを維持するようになっている。環状のばね配設空間１３内には、このばね２０が三つ配設されて、その三つのばね２０と前記ニードル弁３０とが筒軸周り等分方位になるように配設されている。
【００２６】
前記ばね配設空間１３には、図３に示すように、前記各ばね２０を配設した部分のすぐ側方に、それぞれ弁箱１外へ通じる開口２６を形成しており、この開口２６が、前記各ナット２３ａに手の届く範囲に位置している。前記ばね２０の付勢力の調整は、この開口２６を介して前記ナット２３ａをボルト軸２３周り回転させることにより、そのナット２３ａの軸方向位置を調整して行う。その調整作業は、前記各開口２６を介して弁箱１外から操作できるので便利である。また、各開口２６には、必要に応じて開閉自在の蓋（図示せず）を設けてもよい。
【００２７】
なお、ばね２０の全長及びストロークは、前記鍔状隔壁２２が流出弁室１２側に移動してシリンダ室１５を縮小した状態においても、なお、その付勢力が前記開弁方向へ作用し得るように設定される。
【００２８】
この減圧弁装置１０の作用を説明すると、前述のように、前記筒状弁体２は、前記ばね２０の作用によって前記弁座３ａから離れる方向へ付勢されており、流入弁室１１側、流出弁室１２側からの流体圧が作用しない場合においても、図１に示す開弁状態に維持されている。また、図中に矢印に示すように、流入弁室１１から流出弁室１２へと流体が流れている通常の状態において、前記ばね２０の付勢力と、筒状弁体２の一端２ａの流出弁室１２側面及びシリンダ室１５内の鍔状隔壁２２の上面１４に作用する二次側圧力との差に基づき、前記筒状弁体２を弁座３ａから離して開弁している。このとき、ニードル弁３０は、図１に示すように、前記連通孔３４を比較的大きく開口させているので、シリンダ室１５内にはその連通孔３４の開口部分を介して二次側圧力が供給されている。
【００２９】
この図１に示す筒状弁体２の開弁状態において、何らかの事情により二次側圧力が高まると、前記ばね２０の付勢力と、二次側圧力との差が逆転して、筒状弁体２は閉弁方向へ徐々に移動する。そして、最後には、その筒状弁体の一端２ａが前記弁座３ａに当接して、図２に示すように閉弁して逆流を防止する。このとき、筒状弁体２が、図２に示す閉弁状態に近づくにつれて、ニードル弁３０は、その拡径部３２が前記連通孔３４に位置するようになり、その連通孔３４の前記開口を縮小させる。この縮小により、前記シリンダ室１５に供給される二次側圧力は徐々に絞られて、筒状弁体２が前記弁孔３を閉弁する際に、勢いよく弁座３ａに当接させるのを防ぎ、緩やかに閉弁するように作用する。
【００３０】
この一連の動作において、前記筒状弁体２を開閉し得る管内圧力を調整するために、前記三つのばね２０の付勢力を適宜調整する。その付勢力調整は、前記開口２６を通じて各ナット２３ａを順に回転させて、そのナット２３ａに当接する前記ばね２０の他端位置を調整することにより行う。このとき、筒状弁体２の筒軸周りに均等に付勢力が作用するように留意する。なお、調整作業は、流体の流れを止めて行ってもよいし、流体の供給状態において行ってもよいが、別途の計測装置等により作用圧力を検知しながら前記調整を行えば、求める二次側圧力に基づいてより正確に付勢力設定が可能である。また、複数のばね２０を、前記筒状弁体２の筒軸周り各方位に配置しているので、この減圧弁装置は、比較的大流量、圧力変動の激しい管路においても対応可能である。
【００３１】
この実施例では、前記ばね配設空間１３を、筒状弁体２の周面２ｂ及び前記鍔状隔壁２２、及び中間隔壁２１を介して流出弁室１２と隔てたが、この実施例には限定されず、ばね配設空間１３は、流入弁室１１及び流出弁室１２と水密に隔てられている限りにおいて、弁箱１内外の自由な位置に設置してもよい。このため、ばね配設空間１３を仕切る前記筒軸交差方向の隔壁は、前記中間隔壁２１、鍔状隔壁２２には限定されない。
また、ニードル弁３０を設けるか否か、あるいはシリンダ室１５を介して二次側圧力を弁体２に受圧させるか否かは、求める減圧弁装置の機能に応じて自由に選択し得る。ばね２０の数や位置、ニードル弁３０の数や位置も、その機能を確保する限り自由に設定できる。このため、この実施例以外にも、例えば、筒状でない弁体２も採用可能である。
【００３２】
さらに、前記弁体２の流入弁室１１側に受圧面を設けてその受圧面に一次側圧力が作用するようにし、そのばね２０の付勢力と流入弁室１１側の一次側圧力との和と、流出弁室１２側の二次側圧力との差圧に基づき弁体２が進退するようにした構成も採用し得る。ばね２０の付勢力とその流入弁室１１の一次側圧力との和が、二次側圧力よりも大きくなれば、弁体２を弁座３ａから離して開弁し、逆転すれば、閉弁するようにした構成である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施例の開弁状態を示し、（ａ）は（ｂ）図のＡ−Ａ線切断平面図、（ｂ）は切断正面図
【図２】図１の閉弁状態を示し、（ａ）は（ｂ）図のＡ−Ａ線切断平面図、（ｂ）は切断正面図
【図３】同実施例の斜視図
【符号の説明】
【００３４】
１  弁箱
２  弁体
３  弁孔
３ａ  弁座
４  弁座壁
５  ピストンガイド
６  流入口
７  流出口
１０  減圧弁装置
１１  流入弁室
１２，１２’  流出弁室
１３  ばね配設空間
１４  上面
１５  シリンダ室
２０  ばね
２１  中間隔壁
２２  鍔状隔壁（ピストン）
２３  ボルト軸
２３ａ  ナット
２４  突部
２５  シール材
２６  開口
２７  シリンダ隔壁
２８  ガイド
３０  ニードル弁
３１  ニードル取付部材
３２  拡径部
３３  取付ナット
３４  連通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006134213.tif 000005