(57)【要約】【課題】  本弁とパイロット弁を有する減圧弁装置において、ポンプ回転速度の制御を利用することなく、二次側流路の末端圧を一定に制御し、無駄に二次側圧力が増大するのを防止する。【解決手段】  本弁１のたとえば一次側流路４に絞り装置３１を設け、パイロット弁６内には、第１のダイヤフラム５１に面する二次側圧力導入用のメイン圧力室４７と、第２のダイヤフラム５２で仕切られた第１、第２のサブ圧力室４８，４９を形成してある。第２のダイヤフラム５２の面積Ａ2は第１のダイヤフラム５１の面積Ａ1より大きく、その面積Ａ1、Ａ2の比は、前記絞り装置３１の上下流間の差圧をΔＰとし、本弁１から下流側目標部Ｍまでの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように設定さている。これにより前記差圧ΔＰは、前記面積比（Ａ2/Ａ1）に増幅されてパイロット弁体５７に伝達され、本弁１の二次側圧力を増幅する。【選択図】図１
2005202736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本弁とパイロット弁とを有し、前記本弁は、弁体を開閉作動する本弁作動用圧力室を備え、該本弁作動用圧力室を本弁作動圧流路により本弁の一次側流路に接続し、本弁作動用圧力室の内圧を増加させることにより弁体を閉方向に作動するように構成した減圧弁装置において、
前記パイロット弁は前記本弁作動圧流路に配置され、パイロット弁体を弁閉方向に付勢するパイロット弁ばねと、前記パイロット弁体に連結された面積の異なる第１、第２のダイヤフラムと、前記第１のダイヤフラムに面するメイン圧力室と、第２のダイヤフラムの両側面に面する第１、第２のサブ圧力室とを備え、前記メイン圧力室と本弁の二次側流路とをパイロット弁作動圧導入流路で接続し、前記メイン圧力室の内圧の増加によりパイロット弁ばねに抗してパイロット弁体を開方向に作動するように構成し、
前記一次側または二次側流路内に絞り装置を設け、前記絞り装置の上流側と下流側の差圧ΔＰにより第２のダイヤフラムが前記パイロット弁ばねの力を加勢する方向に作用するように、絞り装置の上下流側の各部分を前記第１、第２のサブ圧力室にそれぞれ連通し、本弁から下流側目標部までの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、該圧力損失Ｐeと第１、第２ダイヤフラムの面積Ａ1、Ａ2と前記差圧ΔＰとの関係が、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように、面積比Ａ2/Ａ1及び差圧ΔＰを設定してあることを特徴とする減圧弁装置。
【請求項２】
本弁とパイロット弁とを有し、前記本弁は、弁体を開閉作動する本弁作動用圧力室を備え、該本弁作動用圧力室を本弁作動圧流路により本弁の二次側流路に接続し、本弁作動用圧力室の内圧を増加させることにより弁体を閉方向に作動するように構成した減圧弁装置において、
前記パイロット弁は前記本弁作動圧流路に配置され、パイロット弁体を弁開方向に付勢するパイロット弁ばねと、前記パイロット弁体に連結された面積の異なる第１、第２のダイヤフラムと、前記第１のダイヤフラムに面するメイン圧力室と、第２のダイヤフラムの両側面に面する第１、第２のサブ圧力室とを備え、前記メイン圧力室と本弁の二次側流路とをパイロット弁作動圧導入流路で接続し、前記メイン圧力室の内圧の増加によりパイロット弁ばねに抗してパイロット弁体を閉方向に作動するように構成し、
前記一次側または二次側流路内に絞り装置を設け、前記絞り装置の上流側と下流側の差圧ΔＰにより第２のダイヤフラムが前記パイロット弁ばねの力を加勢する方向に作用するように、絞り装置の上下流側の各部分を前記第１、第２のサブ圧力室にそれぞれ連通し、本弁から下流側目標部までの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、該圧力損失Ｐeと第１、第２ダイヤフラムの面積Ａ1、Ａ2と前記差圧ΔＰとの関係が、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように、面積比Ａ2/Ａ1及び差圧ΔＰを設定してあることを特徴とする減圧弁装置。
【請求項３】
前記第１のダイヤフラムはパイロット弁ばねの近傍に配置し、該第１のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばねと反対側に隔壁を隔てて前記第２のダイヤフラムを配置し、該第２のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばね側とは反対側に隔壁を隔てて弁室を配置してあることを特徴とする請求項１又は２記載の減圧弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として水道又は建築設備等の給、送水設備に使用される減圧弁装置に関し、特にパイロット弁を併設した減圧弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８及び図９はパイロット弁１００を併設する従来の減圧弁装置を示しており、本弁１の二次側圧力を一定とするもので、本弁１の二次側に接続するパイロット弁１００を一個使用している。
【０００３】
図８の減圧弁装置の構造を詳しく説明すると、本弁ケース２内には、弁孔３を介して一次側流路４と二次側流路５が形成されると共に、弁孔３の周囲に形成された弁座７に対して弁体８が着座可能に配置され、本弁ケース２の上面にはケース蓋９が固定されている。
【０００４】
弁体８にはケース蓋９内に延びる弁棒１１及びダイヤフラム１２が取り付けられ、ダイヤフラム１２の外周端部は本弁ケース２とケース蓋９の間に挟持されており、該ダイヤフラム１２により、弁体８を上下方向移動可能に保持すると共にケース蓋９内の本弁作動用圧力室１５と二次側流路５とを仕切っている。弁体８とケース蓋９の頂壁の間にはばね１６が縮設され、該ばね１６により弁体８を閉方向（下方）に付勢し、弁孔３を閉じるようになっている。
【０００５】
本弁作動用圧力室１５に本弁作動圧を導入するために、本弁１の一次側流路４と本弁作動用圧力室１５とを本弁作動圧流路２０により接続しており、そして本弁二次側圧力の変化に対応して本弁作動圧を制御するために、前記本弁作動用圧力室１５と本弁二次側流路５とをパイロット弁用流路１０１で接続し、該パイロット弁用流路１０１にパイロット弁１００を配置してある。また、本弁作動圧流路２０の途中にはニードル弁１２０等の絞りが設けられている。
【０００６】
図９は図８のパイロット弁１００の縦断面略図であり、パイロット弁ケース１０２内には、弁孔１０３を境としてパイロット弁一次側流路１０４とパイロット弁二次側流路１０５が形成されると共に、弁孔１０３の周囲に形成された弁座１０７に対して弁体１０８が着座可能に配置され、パイロット弁ケース１０２の上面にはケース蓋１０９が固定されている。
【０００７】
パイロット弁体１０８にはケース蓋１０９内に延びる弁棒１１１及びダイヤフラム１１２が取り付けられ、ダイヤフラム１１２の外周端部はパイロット弁ケース１０２とケース蓋１０９の間に挟持されており、ダイヤフラム１１２により、パイロット弁体１０８を上下方向移動可能に保持すると共に、ケース蓋１０９内とパイロット弁二次側流路１０５とを仕切っている。弁棒１１１の上端とケース蓋１０９の頂壁の間には調節ばね１１６が縮設され、該調節ばね１１６により弁体を開方向（下方）に付勢し、弁孔１０３を開くようになっている。
【０００８】
図８に示す従来構造において、本弁１の二次側圧力がパイロット弁１００で設定された設定圧力値よりも上昇した場合には、図９のパイロット弁二次側流路１０５の圧力が上昇し、パイロット弁１００のダイヤフラム１１２が押し上げられることによりパイロット弁体１０８が上昇し、パイロット弁孔１０３を閉じる方向に作用する。その結果、図８の本弁作動用圧力室１５の内圧が高くなり、本弁１のダイヤフラム１２が押し下げられ、本弁１の弁体８が弁孔３を閉じる方向（図８の下方向）に作用し、本弁１の二次側圧力を下降させる。
【０００９】
逆に、本弁１の二次側圧力がパイロット弁１００で設定された設定圧力値よりも下降した場合には、図９のパイロット弁二次側流路１０５の圧力が下降し、パイロット弁１００のダイヤフラム１１２と共にパイロット弁体１０８が下降し、パイロット弁孔１０３を開く方向に作用する。これによりパイロット弁１００から本弁二次側流路５への流量は増加し、一方、パイロット弁一次側流路１０４につながる本弁作動用圧力室１５の内圧は低下し、本弁１のダイヤフラム１２と共に弁体８が上昇し、本弁１の弁孔３を開く方向に作用し、本弁１の二次側圧力を上昇させる。このようにして、本弁の二次側圧力は所定の設定値に保たれる。
【００１０】
図１０に示す従来の減圧弁装置は、図８と同様に本弁１の二次側にパイロット弁１００を接続しているが、図１１のパイロット弁１００の縦断面拡大図に示すように、本弁１の二次側圧力を受けて開く弁孔２０１と閉じる弁孔２０２をパイロット弁１００内に備えている。なお、図１０及び図１１の構造において、図８及び図９と対応する部品及び部分には、同じ符号を付してある。
【特許文献１】特開平８−１７１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記図８及び図１０で説明したような従来の減圧弁装置の課題を、図５の圧力変化図を用いて説明すると、一次側圧力に対する本弁１の出口の二次側圧力は、直線Ｘ１で示すようにその制御範囲内では一定Ｐtに保たれる。すなわち、図８及び図１０の従来構造では、使用流量Ｑが０の場合（Ｑ0）でも、最大使用水量に相当する点イに対応する二次側圧力Ｐtとなる。このことは、流量が０であれば、圧力は供給に必要な最小値で十分であるのにも拘わらず、送水損失が最大の場合と同一の二次側圧力を得ていることになる。また、０以外の水量Ｑ1,Ｑ2についても同様で、無駄に高い二次側圧力Ｐtを維持することになる。
【００１２】
前記無駄に高い二次側圧力の供給は、二次側で使用する機器の耐用年数の低下や消耗度の増大、あるいは漏水の増加等の原因となる。加えて、いたずらに二次側圧力が高いときには、そこで用いられる機器の開閉により大きなウォーターハンマー現象が生じる可能性も増大する。
【００１３】
これを防止しようとすれば、たとえばポンプで送水される場合は、速度制御を行って推定末端圧一定に制御することが行われているが、速度制御のために必要なインバータやその他の機器のコストが高額になるという難点がある。
【００１４】
本発明の目的は、本弁の二次側圧力を、ポンプの速度制御等を行うことなく、送水圧力損失とほぼ同一に変化させ、いわゆる二次側流路の末端圧力を一定に制御できるようにすることにより、従来の二次側圧力一定制御用の減圧弁装置にように、使用水量が少ないときでも無駄に高い圧力で送水することをなくし、目標とする箇所において送水損失を０とし、残る適正圧力で送水できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本願請求項１記載の発明は、本弁とパイロット弁とを有し、前記本弁は、弁体を開閉作動する本弁作動用圧力室を備え、該本弁作動用圧力室を本弁作動圧流路により本弁の一次側流路に接続し、本弁作動用圧力室の内圧を増加させることにより弁体を閉方向に作動するように構成した減圧弁装置において、前記パイロット弁は前記本弁作動圧流路に配置され、パイロット弁体を弁閉方向に付勢するパイロット弁ばねと、前記パイロット弁体に連結された面積の異なる第１、第２のダイヤフラムと、前記第１のダイヤフラムに面するメイン圧力室と、第２のダイヤフラムの両側面に面する第１、第２のサブ圧力室とを備え、前記メイン圧力室と本弁の二次側流路とをパイロット弁作動圧導入流路で接続し、前記メイン圧力室の内圧の増加によりパイロット弁ばねに抗してパイロット弁体を開方向に作動するように構成し、前記一次側または二次側流路内に絞り装置を設け、前記絞り装置の上流側と下流側の差圧ΔＰにより第２のダイヤフラムが前記パイロット弁ばねの力を加勢する方向に作用するように、絞り装置の上下流側の各部分を前記第１、第２のサブ圧力室にそれぞれ連通し、本弁から下流側目標部までの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、該圧力損失Ｐeと第１、第２ダイヤフラムの面積Ａ1、Ａ2と前記差圧ΔＰとの関係が、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように、面積比Ａ2/Ａ1及び差圧ΔＰを設定してあることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、本弁作動圧流路により本弁の二次側流路と本弁作動用圧力室とを接続し、この本弁作動圧流路にパイロット弁を配置しており、パイロット弁ばねは、パイロット弁体を開く方向に付勢し、パイロット弁のメイン圧力室に導入される本弁の二次側圧力により、前記パイロット弁ばねに抗してパイロット弁を閉じる方向に作動させ、かつ、第１、第２サブ圧力間の差圧により、パイロット弁ばねに加勢してパイロット弁孔を開く方向に作用するように構成したものである。その他の構成は、請求項１と同様となっている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の減圧弁装置において、前記第１のダイヤフラムはパイロット弁ばねの近傍に配置し、該第１のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばねと反対側に隔壁を隔てて前記第２のダイヤフラムを配置し、該第２のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばね側とは反対側に隔壁を隔てて弁室を配置してあることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本弁の一次側流路又は二次側流路内に本弁に対して直列に絞り装置を配置し、該絞り装置の上流側と下流側の間で生じる差圧を、パイロット弁の第２のダイヤフラムの両側に導入し、該差圧より第２のダイヤフラムにかかる力が、パイロット弁ばねを加勢するように構成しているので、従来の減圧弁装置のように、本弁の出口の二次側圧力を一定制御に制御する方式に比べて、流量変化に応じて二次側圧力を変化させることができ、インバータ等によるポンプ速度制御を行うことなく、目標点（末端使用箇所等）での圧力を一定に制御するいわゆる推定末端圧一定制御を簡単に行うことができる。また、メンテナンス等にも手間がかからず、コストも節約できる。
【００１９】
前記第１のダイヤフラムはパイロット弁ばねの近傍に配置し、該第１のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばねと反対側に隔壁を隔てて前記第２のダイヤフラムを配置し、該第２のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばね側とは反対側に隔壁を隔てて弁室を配置することにより、パイロット弁自体をコンパクト化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［発明の第１の実施の形態］
図１は本発明を適用した減圧弁装置の第１の実施の形態を示しており、本弁１と１個のパイロット弁６から構成されている。本弁１の構造は、前記図８で説明した従来の本弁１と同じであるので、同じ部品には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００２１】
この図１において、本弁１の一次側流路４と本弁作動用圧力室１５とを本弁作動圧流路２０により接続し、本弁１の一次側圧力を本弁作動用圧力室１５に導入するようになっており、該本弁作動圧流路２０にパイロット弁６を配置してある。
【００２２】
本弁１の一次側流路４には、前記本弁作動圧流路２０の接続点よりも上流側に、絞り装置３１が本弁１と直列に設けられている。この絞り装置３１は絞り量固定型又は可変型のいずれでも適用可能である。絞り装置３１の上流側近傍には、高圧側のパイロットサブ圧力導入路３３が接続し、下流側近傍には低圧側のパイロットサブ圧力導入路３４が接続し、両サブ圧力導入路３３，３４は、パイロット弁６のサブ圧力口３６，３７にそれぞれ接続している。
【００２３】
本弁１の二次側流路５には二次側圧力導入路４０が接続しており、該二次側圧力導入路４０は、パイロット弁６のメイン圧力口４２に接続している。また、前記二次側圧力導入路４０は途中で分岐し、該分岐路４３はオリフィス４４を介して本弁１の本弁作動用圧力室１５に連通している。
【００２４】
図２はパイロット弁６の縦断面拡大図であり、パイロット弁ケース３２の上面にケース蓋３４が固定され、下面に流路形成体３５が固定され、これら弁ケース３２、ケース蓋３４及び流路形成体３５からなる構成体内には、上側から順に、ばね室４６、メイン圧力室４７、高圧側の第１サブ圧力室４８、低圧側の第２サブ圧力室４９及び弁室５０が順に設けられている。最上位のばね室４６とメイン圧力室４７とは第１のダイヤフラム５１により隔てられ、メイン圧力室４７と第１サブ圧力室４８とは隔壁５３により隔てられ、第１サブ圧力室４８と第２サブ圧力室４９とは第２のダイヤフラム５２により隔てられ、第２サブ圧力室４９と弁室５０とは隔壁５４により隔てられている。
【００２５】
メイン圧力室４７は前記メイン圧力口４２を介して前記二次側圧力導入路４０に接続し、第１サブ圧力室４８は前記第１サブ圧力口３６を介して前記高圧側第１パイロットサブ圧力導入路３３に接続し、第２サブ圧力室４９は前記第２サブ圧力口３７を介して前記低圧側パイロットサブ圧力導入路３４に接続している。弁室５０には、前記本弁作動圧流路２０の上流側部分２０ａと下流側部分２０ｂにそれぞれ連通する上流側及び下流側の弁通路５５ａ、５５ｂが形成されている。すなわち、メイン圧力室４７の増加圧力は、パイロット弁ばね６０に抗してパイロット弁体５７を弁開方向に移動させるように作用し、第１、第２サブ圧力室４８，４９間の差圧ΔＰは、第１サブ圧力室４８側が高圧であるため、パイロット弁体５７をパイロット弁ばね６０の作用方向と同じく、閉方向に移動させるように作用する。
【００２６】
弁室５０内には、上流側の弁通路５５ａに対して上方からパイロット弁体５７が着座可能に対向しており、該パイロット弁体５７に一体に形成された弁棒５８は、前記隔壁５４，５３を上下方向摺動可能に貫通してメイン圧力室４７内に至り、弁棒５８の上端は第１のダイヤフラム５１に連結し、途中部分は前記第２ダイヤフラム５２に連結している。
【００２７】
ばね室４６内には第１のダイヤフラム５１とケース蓋３２の上壁との間に前記パイロット弁ばね６０が縮設されており、該パイロット弁ばね６０の弾性力により、前記両ダイヤフラム５１，５２の弾性力に抗して弁棒５８を弁閉方向（下方向）に付勢し、着座させるようになっている。また、ケース蓋３２の上壁には、弁ばね６０の設定圧を調節する調節ねじ６１が螺合している。
【００２８】
第１のダイヤフラム５１の受圧面積Ａ１と第２ダイヤフラム５２の受圧面積Ａ２は異ならせており、少なくともＡ２＞Ａ１となっており、それにより、前記絞り装置３１の前後の差圧ΔＰを倍力化してパイロット弁体５７に作用しうるようになっている。しかもその面積比Ａ2/Ａ1は、図１の本弁１から二次側下流の止水栓等の末端機器Ｍまでの間で生じる圧力損失Ｐeとした場合に、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように設定されている。
【００２９】
すなわち、差圧ΔＰを前記面積比（Ａ2/Ａ1）倍して圧力損失Ｐeと同じ値とし、二次側圧力Ｐが、必要最小圧力Ｐ0に対して、Ｐ0＋Ｐeとなるようにしてある。図５において、圧力損失Ｐe＝ｋＱ2にしたがって制御されることから、結果として、二次側圧力ＰはＰ0＋Ｐeの圧力変化線Ｘ2上で制御されることになり、推定末端圧一定制御がなされる。
【００３０】
以上を数式により説明すると、図８及び図９の従来技術では、パイロット弁ばね１１６の力をＦとし、ダイヤフラム１１２の面積をＡ1としたとき、二次側圧力ＰはＰ＝Ｆ/Ａ1となるが、図１及び図２に示す該実施の形態では、パイロット弁体５７に対しては、パイロット弁ばね６０のばね力Ｆに第２のダイヤフラム５２からの力ΔＰ・Ａ2が付加されるため、二次側圧力Ｐは、Ｐ＝（Ｆ＋ΔＰ・Ａ2）/Ａ1となる。この式を変形すると、
Ｐ＝Ｆ/Ａ1＋（ΔＰ・Ａ2/Ａ1）
Ｐ＝Ｐ0＋(ΔＰ・Ａ2）/Ａ1                    
が導かれる。前記Ｐ0は流量０時の二次側圧力Ｐの値である。
【００３１】
そして、前述のように、面積アＡ2/Ａは、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeを満足するように設定してあることから、結局はＰ＝Ｐ0＋Ｐeと増圧することになる。
【００３２】
（作用）
図５において、水量がＱ2からＱ3に増加したとすると、図１の絞り装置３１の上流側と下流側との差圧ΔＰは増大し、その差圧ΔＰはパイロットサブ圧力導入路３３、３４を経て図２の第１、第２サブ圧力室４８，４９に伝達される。サブ圧力室４８，４９では、差圧ΔＰは両ダイヤフラム５１，５２の面積比Ａ2/Ａ1を乗じた大きさに増幅されて、パイロット弁ばね６０に加勢される。これにより、パイロット弁体５７は下降し、弁通路５５ａの上端弁座との開口度を低下させ、前記本弁作動圧流路２０を経て本弁作動用圧力室１５に通じる圧力は低下する。その結果、本弁作動用圧力室１５の内圧は低下し、本弁１の開口度が増加し、二次側圧力が増加する。
【００３３】
増加する二次側圧力が、図５のＱ3に相応するＰ＝Ｐ0＋Ｐe3まだ達すると、この二次側圧力は図２のパイロット弁６のメイン圧力室４７に伝達され、パイロット弁開度を大きくする方向に作用することになるが、パイロット弁体５７の開度を大きくする力と、前記差圧増加によりパイロット弁体５７の開度を小さくする力とが釣り合い、制御は終了する。
【００３４】
このように流量Ｑが変化すると、前記差圧ΔＰはＱ2に比例して変化し、これがダイヤフラム面積比Ａ2/Ａ1で倍化されてＰeとなり、パイロット弁ばね力に相当するＰ0と合算して、二次側圧力Ｐとなるまで、本弁１の開度を調節する。その結果、二次側圧力が達成され、同時にパイロット弁のメイン圧力室４７が二次側圧力Ｐに達すると、制御は終了する。
【００３５】
[発明の第２の実施の形態］
図３及び図４は、第２の実施の形態であり、図１及び図２と同じ名称の部品及び部分には同じ符号を付してある。図３に示す減圧弁装置は、本弁１の二次側流路５と本弁作動用圧力室１５とを本弁作動圧流路２０で接続してあり、該本弁作動圧流路２０にパイロット弁７０を配置し、また、本弁作動用圧力室１５と一次側流路４との間には、オリフィス７３を有する流路７４を接続し、一次側圧力を徐々に導入できるようになっている。その他の配管構造は、図１の減圧弁装置と同様であり、前記本弁１の一次側流路４には絞り装置３１が設けられ、該絞り装置３１の上流側と下流側部分にはそれぞれパイロットサブ圧力導入路３３，３４が接続し、これらパイロットサブ圧力導入路３３，３４はそれぞれパイロット弁７０の第１サブ圧力口３６と第２サブ圧力口３７に接続している。また、パイロット弁７０のメイン圧力口４２は本弁１の二次側流路５に接続している。
【００３６】
図４は図３のパイロット弁７０の縦断面拡大図であり、前記図２に示すパイロット弁６と同じ名称の部品及び部分には同じ符号を付してあるが、図４のパイロット弁７０は、パイロット弁体５７が弁孔に対して下方から対向している。したがって、パイロット弁ばね６０はパイロット弁体５７を開弁する方向に作用し、メイン圧力室４７の圧力はパイロット弁体５７を閉弁する方向に作用し、第２ダイヤフラム５２の両側のサブ圧力室４８，４９による差圧は、パイロット弁体５７をパイロット弁ばね６０と同様に開弁方向に作用するようになっている。これらの構造以外は前記図２のパイロット弁６と同様である。
【００３７】
第の１ダイヤフラム５１の面積Ａ１に対する第２ダイヤフラム５２の面積Ａ2の比Ａ2/Ａ1は、前記絞り装置３１の上流側と下流側との差圧ΔＰと、本弁１から目標点Ｍまでの圧力損失Ｐeとの関係において、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeが成り立つように設定される。
【００３８】
作用及び制御結果は、前記図１及び図２並びに図５で説明した場合と対比しており、図５において、水量がＱ2からＱ3に増加したとすると、図３の絞り装置３１の上流側と下流側との差圧ΔＰは増大し、該差圧ΔＰはパイロットサブ圧力導入路３３、３４を経て図２の第１、第２サブ圧力室４８，４９に伝達される。サブ圧力室４８，４９では、差圧ΔＰは両ダイヤフラム５１，５２の面積比Ａ2/Ａ1を乗じた大きさに増幅されて、パイロット弁ばね６０に加勢される。これにより、パイロット弁体５７は下降し、弁開度を大きくし、本弁作動用圧力室１５から二次側流路５へ逃がす水量を増加させ、その結果、本弁作動用圧力室１５の内圧は低下し、本弁１の開口度が増加し、二次側圧力が増加する。
【００３９】
増加する二次側圧力が、図５のＱ3に相応するＰ＝Ｐ0＋Ｐe3まだ達すると、この二次側圧力は図４のパイロット弁７０のメイン圧力室４７に伝達され、パイロット弁開度を小さくする方向に作用することになるが、パイロット弁体５７の開度を小さくする力と、前記差圧増加によりパイロット弁体５７の開度を大きくする力とが釣り合い、制御は終了する。
【００４０】
このように流量Ｑが変化すると、前記差圧ΔＰはＱ2に比例して変化し、これがダイヤフラム面積比Ａ2/Ａ1で倍化されてＰeとなり、パイロット弁ばね力に相当するＰ0と合算して、二次側圧力Ｐとなるまで、本弁１の開度を調節する。その結果、二次側圧力が達成され、同時にパイロット弁のメイン圧力室４７がＰに達すると、制御は終了する。
るので、省略する。
【００４１】
［発明の第３の実施の形態］
図６及び図７は第３の実施の形態であり、前記図１及び図２の構造を基本としており、一次側流路４と本弁作動用圧力室１５の間を本弁作動圧流路２０で接続し、該本弁作動用圧流路２０にパイロット弁８０を配置した構造となっているが、図７に示すように、パイロット弁８０内には、本来の第１の弁室５０の下側に第２、第３の弁室８２，８３が形成されており、第１の弁室５０と第２の弁室８２は第１の弁孔８５を介して連通し、第２の弁室８２と第３の弁室８３は第２の弁孔８６を介して連通し、各弁孔８５，８６に対してそれぞれ第１、第２のパイロット弁体８７，８８が配置されている。
【００４２】
両パイロット弁体８７，８８は弁棒５８を介して結合されることにより、一体的に移動するようになっているが、第１のパイロット弁体８７は第１の弁孔８５に対して上方から着座可能に対向し、第２のパイロット弁体８８は第２の弁孔８６に対して下方から着座可能に対向している。したがって、メイン圧力室４７の二次側圧力増加により、第１のパイロット弁体８７は開弁方向に作用し、第２のパイロット弁体８８は閉弁方向に作用するようになっている。
【００４３】
第１の弁室５０は本弁作動圧流路２０を介して本弁１の一次側流路４に連通し、第２の弁室８２は流路９０を介して本弁作動用圧力室１５に連通し、第３の弁室８３は通路８４を介して第１の弁室５０に連通している。その他の構造は図１及び図２と同じであり、同じ部品及び部分には同じ符号を付してある。
【００４４】
絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰが小さく、第１の弁孔８５が開き、第２の弁孔８６が閉じているときには、本弁１の一次側流路４からの水流は、本弁作動圧流路２０を介して弁室５０に入り、第１の弁孔８５及び第２の弁室８２を経過し、本弁作動用圧力室１５に導かれる。流量が増加することにより絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰが増加すると、第１のパイロット弁体８７は閉じる方向に移動し、同時に第２のパイロット弁体８８は開く方向に移動する。その結果、一次側流路４からの水流は、第１の弁室５０から通路８４を介して第３の弁室８３に入り、それから第２の弁孔８６を通って第２の弁室８２に入ることにより順次圧力が減少し、本弁作動用圧力室１５に導かれるので、本弁作動用圧力室１５の内圧が低下し、本弁１の開口度が増加し、二次側圧力を増加させることになる。
【００４５】
前記作用とは逆に、流量が減少することにより絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰが減少すると、本弁作動用圧力室１５の内圧は増加し、本弁１は閉じる方向へ移動する。
【００４６】
［発明のその他の実施の形態］
（１）絞り装置を、本弁の二次側流路に配置し、該絞り装置の上流側と下流側との差圧ΔＰを、パイロット弁の第１、第２のサブ圧力室に導入する構造とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による減圧弁装置の第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のパイロット弁の縦断面拡大図である。
【図３】本発明による減圧弁装置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】図３のパイロット弁の縦断面拡大図である。
【図５】流量と二次側圧力の関係を示す図である。
【図６】本発明による減圧弁装置の第３の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】図６のパイロット弁の縦断面拡大図である。
【図８】従来例の縦断面図である。
【図９】図８のパイロット弁の縦断面拡大略図である。
【図１０】別の縦断面図である。
【図１１】図１０のパイロット弁の縦断面拡大略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  本弁
２  本弁ケース
３  本弁の弁孔
４  本弁の一次側流路
５  本弁の二次側流路
６  パイロット弁
８  本弁の弁体
１５  本弁作動用圧力室
１６  本弁の調節ばね
２０  本弁作動圧流路
３０  パイロット弁
３１  絞り装置
３３  高圧側のサブ圧力導入路
３４  低圧側のサブ圧力導入路
４０  二次側圧力導入路
４６  第１のパイロット弁の調節ばね
４７  メイン圧力室
４８  第１のサブ圧力室
４９  第２のサブ圧力室
５０  弁室
５１  第１のダイヤフラム
５２  第２のダイヤフラム
５７  パイロット弁体
６０  パイロット弁ばね
８２  第２の弁室
８３  第３の弁室
８７  第１のパイロット弁体
８８  第２のパイロット弁体
【図１】
2005202736.tif 000003
【図２】
2005202736.tif 000004
【図３】
2005202736.tif 000005
【図４】
2005202736.tif 000006
【図５】
2005202736.tif 000007
【図６】
2005202736.tif 000008
【図７】
2005202736.tif 000009
【図８】
2005202736.tif 000010
【図９】
2005202736.tif 000011
【図１０】
2005202736.tif 000012
【図１１】
2005202736.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月8日(2004.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本弁１とパイロット弁６とを有し、前記本弁１は、弁体８を開閉作動する本弁作動用圧力室１５を備え、該本弁作動用圧力室１５を本弁作動圧流路２０により本弁１の一次側流路４に接続し、本弁作動用圧力室１５の内圧を増減して弁体に作動するように構成した減圧弁装置において、
前記パイロット弁６は前記本弁作動圧流路２０に配置され、パイロット弁体５７を弁閉方向に付勢するパイロット弁ばね６０と、前記パイロット弁体５７に連結された面積の異なる第１、第２のダイヤフラム５１，５２と、前記第１のダイヤフラム５１に面するメイン圧力室４７と、第２のダイヤフラム５２の両側面に面する第１、第２のサブ圧力室４８、４９とを備え、前記メイン圧力室４７と本弁１の二次側流路５とを二次側圧力導入路４０で接続し、前記メイン圧力室４７の内圧の増加によりパイロット弁ばね６０に抗してパイロット弁体５７を開方向に作動するように構成し、
前記一次側または二次側流路４，５内に絞り装置３１を設け、前記絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰにより第２のダイヤフラム５２が前記パイロット弁ばね６０の力を加勢する方向に作用するように、絞り装置３１の上下流側の各部分を前記第１、第２のサブ圧力室４８，４９にそれぞれ連通し、本弁１から下流側目標部までの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、該圧力損失Ｐeと第１、第２ダイヤフラム５１，５２の面積Ａ1、Ａ2と前記差圧ΔＰとの関係が、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように、面積比Ａ2/Ａ1及び差圧ΔＰを設定してあることを特徴とする減圧弁装置。
【請求項２】
本弁１とパイロット弁７０とを有し、前記本弁１は、弁体８を開閉作動する本弁作動用圧力室１５を備え、該本弁作動用圧力室１５を本弁作動圧流路２０により本弁１の二次側流路５に接続し、本弁作動用圧力室１５の内圧を増減して弁体に作動するように構成した減圧弁装置において、
前記パイロット弁７０は前記本弁作動圧流路２０に配置され、パイロット弁体５７を弁開方向に付勢するパイロット弁ばね６０と、前記パイロット弁体５７に連結された面積の異なる第１、第２のダイヤフラム５１，５２と、前記第１のダイヤフラム５１に面するメイン圧力室４７と、第２のダイヤフラム５２の両側面に面する第１、第２のサブ圧力室４８，４９とを備え、前記メイン圧力室４７と本弁１の二次側流路５とを二次側圧力導入路４０で接続し、前記メイン圧力室４７の内圧の増加によりパイロット弁ばね６０に抗してパイロット弁体５７を閉方向に作動するように構成し、
前記一次側または二次側流路４，５内に絞り装置３１を設け、前記絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰにより第２のダイヤフラム５２が前記パイロット弁ばね６０の力を加勢する方向に作用するように、絞り装置３１の上下流側の各部分を前記第１、第２のサブ圧力室４８，４９にそれぞれ連通し、本弁１から下流側目標部までの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、該圧力損失Ｐeと第１、第２ダイヤフラム５１，５２の面積Ａ1、Ａ2と前記差圧ΔＰとの関係が、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように、面積比Ａ2/Ａ1及び差圧ΔＰを設定してあることを特徴とする減圧弁装置。
【請求項３】
前記第１のダイヤフラム５１はパイロット弁ばね６０に隣接するように配置し、該第１のダイヤフラム５１に対して前記パイロット弁ばね６０と反対側に隔壁を隔てて前記第２のダイヤフラム５２を配置し、該第２のダイヤフラム５２に対して前記パイロット弁ばね６０側とは反対側に隔壁を隔てて弁室５０を配置してあることを特徴とする請求項１又は２記載の減圧弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として水道又は建築設備等の給、送水設備に使用される減圧弁装置に関し、特にパイロット弁を併設した減圧弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７及び図８はパイロット弁１００を併設する従来の減圧弁装置を示しており、本弁１の二次側圧力を一定とするもので、本弁１の二次側に接続するパイロット弁１００を一個使用している。
【０００３】
図７の減圧弁装置の構造を詳しく説明すると、本弁ケース２内には、弁孔３を介して一次側流路４と二次側流路５が形成されると共に、弁孔３の周囲に形成された弁座７に対して弁体８が着座可能に配置され、本弁ケース２の上面にはケース蓋９が固定されている。
【０００４】
弁体８にはケース蓋９内に延びる弁棒１１及びダイヤフラム１２が取り付けられ、ダイヤフラム１２の外周端部は本弁ケース２とケース蓋９の間に挟持されており、該ダイヤフラム１２により、弁体８を上下方向移動可能に保持すると共にケース蓋９内の本弁作動用圧力室１５と二次側流路５とを仕切っている。弁体８とケース蓋９の頂壁の間にはばね１６が縮設され、該ばね１６により弁体８を閉方向（下方）に付勢し、弁孔３を閉じるようになっている。
【０００５】
本弁作動用圧力室１５に本弁作動圧を導入するために、本弁１の一次側流路４と本弁作動用圧力室１５とを本弁作動圧流路２０により接続しており、そして本弁二次側圧力の変化に対応して本弁作動圧を制御するために、前記本弁作動用圧力室１５と本弁二次側流路５とをパイロット弁用流路１０１で接続し、該パイロット弁用流路１０１にパイロット弁１００を配置してある。また、本弁作動圧流路２０の途中にはニードル弁１２０等の絞りが設けられている。
【０００６】
図８は図７のパイロット弁１００の縦断面略図であり、パイロット弁ケース１０２内には、弁孔１０３を境としてパイロット弁一次側流路１０４とパイロット弁二次側流路１０５が形成されると共に、弁孔１０３の周囲に形成された弁座１０７に対して弁体１０８が着座可能に配置され、パイロット弁ケース１０２の上面にはケース蓋１０９が固定されている。
【０００７】
パイロット弁体１０８にはケース蓋１０９内に延びる弁棒１１１及びダイヤフラム１１２が取り付けられ、ダイヤフラム１１２の外周端部はパイロット弁ケース１０２とケース蓋１０９の間に挟持されており、ダイヤフラム１１２により、パイロット弁体１０８を上下方向移動可能に保持すると共に、ケース蓋１０９内とパイロット弁二次側流路１０５とを仕切っている。弁棒１１１の上端とケース蓋１０９の頂壁の間には調節ばね１１６が縮設され、該調節ばね１１６により弁体を開方向（下方）に付勢し、弁孔１０３を開くようになっている。
【０００８】
図７に示す従来構造において、本弁１の二次側圧力がパイロット弁１００で設定された設定圧力値よりも上昇した場合には、図８のパイロット弁二次側流路１０５の圧力が上昇し、パイロット弁１００のダイヤフラム１１２が押し上げられることによりパイロット弁体１０８が上昇し、パイロット弁孔１０３を閉じる方向に作用する。その結果、図７の本弁作動用圧力室１５の内圧が高くなり、本弁１のダイヤフラム１２が押し下げられ、本弁１の弁体８が弁孔３を閉じる方向（図７の下方向）に作用し、本弁１の二次側圧力を下降させる。
【０００９】
逆に、本弁１の二次側圧力がパイロット弁１００で設定された設定圧力値よりも下降した場合には、図８のパイロット弁二次側流路１０５の圧力が下降し、パイロット弁１００のダイヤフラム１１２と共にパイロット弁体１０８が下降し、パイロット弁孔１０３を開く方向に作用する。これによりパイロット弁１００から本弁二次側流路５への流量は増加し、一方、パイロット弁一次側流路１０４につながる本弁作動用圧力室１５の内圧は低下し、本弁１のダイヤフラム１２と共に弁体８が上昇し、本弁１の弁孔３を開く方向に作用し、本弁１の二次側圧力を上昇させる。このようにして、本弁の二次側圧力は所定の設定値に保たれる。
【００１０】
図９に示す従来の減圧弁装置は、図７と同様に本弁１の二次側にパイロット弁１００を接続しているが、１０のパイロット弁１００の縦断面拡大図に示すように、本弁１の二次側圧力を受けて開く弁孔２０１と閉じる弁孔２０２をパイロット弁１００内に備えている。なお、図９及び１０の構造において、図７及び図８と対応する部品及び部分には、同じ符号を付してある。
【特許文献１】特開平８−１７１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記図７及び図９で説明したような従来の減圧弁装置の課題を、図５の圧力変化図を用いて説明すると、一次側圧力に対する本弁１の出口の二次側圧力は、直線Ｘ１で示すようにその制御範囲内では一定Ｐtに保たれる。すなわち、図７及び図９の従来構造では、使用流量Ｑが０の場合（Ｑ0）でも、最大使用水量に相当する点イに対応する二次側圧力Ｐtとなる。このことは、流量が０であれば、圧力は供給に必要な最小値で十分であるのにも拘わらず、送水損失が最大の場合と同一の二次側圧力を得ていることになる。また、０以外の水量Ｑ1,Ｑ2についても同様で、無駄に高い二次側圧力Ｐtを維持することになる。
【００１２】
前記無駄に高い二次側圧力の供給は、二次側で使用する機器の耐用年数の低下や消耗度の増大、あるいは漏水の増加等の原因となる。加えて、いたずらに二次側圧力が高いときには、そこで用いられる機器の開閉により大きなウォーターハンマー現象が生じる可能性も増大する。
【００１３】
これを防止しようとすれば、たとえばポンプで送水される場合は、速度制御を行って推定末端圧一定に制御することが行われているが、速度制御のために必要なインバータやその他の機器のコストが高額になるという難点がある。
【００１４】
本発明の目的は、本弁の二次側圧力を、ポンプの速度制御等を行うことなく、送水圧力損失とほぼ同一に変化させ、いわゆる二次側流路の末端圧力を一定に制御できるようにすることにより、従来の二次側圧力一定制御用の減圧弁装置のように、使用水量が少ないときでも無駄に高い圧力で送水することをなくし、目標とする箇所において送水損失を０とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本願請求項１記載の発明は、本弁１とパイロット弁６とを有し、前記本弁１は、弁体８を開閉作動する本弁作動用圧力室１５を備え、該本弁作動用圧力室１５を本弁作動圧流路２０により本弁１の一次側流路４に接続し、本弁作動用圧力室１５の内圧を増減して弁体に作動するように構成した減圧弁装置において、前記パイロット弁６は前記本弁作動圧流路２０に配置され、パイロット弁体５７を弁閉方向に付勢するパイロット弁ばね６０と、前記パイロット弁体５７に連結された面積の異なる第１、第２のダイヤフラム５１，５２と、前記第１のダイヤフラム５１に面するメイン圧力室４７と、第２のダイヤフラム５２の両側面に面する第１、第２のサブ圧力室４８、４９とを備え、前記メイン圧力室４７と本弁１の二次側流路５とを二次側圧力導入路４０で接続し、前記メイン圧力室４７の内圧の増加によりパイロット弁ばね６０に抗してパイロット弁体５７を開方向に作動するように構成し、前記一次側または二次側流路４，５内に絞り装置３１を設け、前記絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰにより第２のダイヤフラム５２が前記パイロット弁ばね６０の力を加勢する方向に作用するように、絞り装置３１の上下流側の各部分を前記第１、第２のサブ圧力室４８，４９にそれぞれ連通し、本弁１から下流側目標部までの間で生じうる圧力損失をＰeとするとき、該圧力損失Ｐeと第１、第２ダイヤフラム５１，５２の面積Ａ1、Ａ2と前記差圧ΔＰとの関係が、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように、面積比Ａ2/Ａ1及び差圧ΔＰを設定してあることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、本弁作動圧流路２０により本弁１の二次側流路５と本弁作動用圧力室１５とを接続し、この本弁作動圧流路２０にパイロット弁７０を配置しており、パイロット弁ばね６０は、パイロット弁体５７を開く方向に付勢し、パイロット弁７０のメイン圧力室４７に導入される本弁１の二次側圧力により、前記パイロット弁ばね６０に抗してパイロット弁７０を閉じる方向に作動させ、かつ、第１、第２サブ圧力４８，４９間の差圧により、パイロット弁ばね６０に加勢してパイロット弁孔を開く方向に作用するように構成したものである。その他の構成は、請求項１と同様となっている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の減圧弁装置において、前記第１のダイヤフラム５１はパイロット弁ばね６０に隣接するように配置し、該第１のダイヤフラム５１に対して前記パイロット弁ばね６０と反対側に隔壁を隔てて前記第２のダイヤフラム５２を配置し、該第２のダイヤフラム５２に対して前記パイロット弁ばね側とは反対側に隔壁を隔てて弁室５０を配置してあることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本弁の一次側流路又は二次側流路内に本弁に対して直列に絞り装置を配置し、該絞り装置の上流側と下流側の間で生じる差圧を、パイロット弁の第２のダイヤフラムの両側に導入し、該差圧より第２のダイヤフラムにかかる力が、パイロット弁ばねを加勢するように構成しているので、従来の減圧弁装置のように、本弁の出口の二次側圧力を一定制御に制御する方式に比べて、流量変化に応じて二次側圧力を変化させることができ、インバータ等によるポンプ速度制御を行うことなく、目標点（末端使用箇所等）での圧力を一定に制御するいわゆる推定末端圧一定制御を簡単に行うことができる。また、メンテナンス等にも手間がかからず、コストも節約できる。
【００１９】
前記第１のダイヤフラムはパイロット弁ばねの近傍に配置し、該第１のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばねと反対側に隔壁を隔てて前記第２のダイヤフラムを配置し、該第２のダイヤフラムに対して前記パイロット弁ばね側とは反対側に隔壁を隔てて弁室を配置することにより、パイロット弁自体をコンパクト化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［発明の第１の実施の形態］
図１は本発明を適用した減圧弁装置の第１の実施の形態を示しており、本弁１と１個のパイロット弁６から構成されている。本弁１の構造は、前記図７で説明した従来の本弁１と同じであるので、同じ部品には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００２１】
この図１において、本弁１の一次側流路４と本弁作動用圧力室１５とを本弁作動圧流路２０により接続し、本弁１の一次側圧力を本弁作動用圧力室１５に導入するようになっており、該本弁作動圧流路２０にパイロット弁６を配置してある。
【００２２】
本弁１の一次側流路４には、前記本弁作動圧流路２０の接続点よりも上流側に、絞り装置３１が本弁１と直列に設けられている。この絞り装置３１は絞り量固定型又は可変型のいずれでも適用可能である。絞り装置３１の上流側近傍には、高圧側のパイロットサブ圧力導入路３３が接続し、下流側近傍には低圧側のパイロットサブ圧力導入路３４が接続し、両サブ圧力導入路３３，３４は、パイロット弁６のサブ圧力口３６，３７にそれぞれ接続している。
【００２３】
本弁１の二次側流路５には二次側圧力導入路４０が接続しており、該二次側圧力導入路４０は、パイロット弁６のメイン圧力口４２に接続している。また、前記二次側圧力導入路４０は途中で分岐し、該分岐路４３はオリフィス４４を介して本弁１の本弁作動用圧力室１５に連通している。
【００２４】
図２はパイロット弁６の縦断面拡大図であり、パイロット弁ケース３２の上面にケース蓋３４ａが固定され、下面に流路形成体３５が固定され、これら弁ケース３２、ケース蓋３４ａ及び流路形成体３５からなる構成体内には、上側から順に、ばね室４６、メイン圧力室４７、高圧側の第１サブ圧力室４８、低圧側の第２サブ圧力室４９及び弁室５０が順に設けられている。最上位のばね室４６とメイン圧力室４７とは第１のダイヤフラム５１により隔てられ、メイン圧力室４７と第１サブ圧力室４８とは隔壁５３により隔てられ、第１サブ圧力室４８と第２サブ圧力室４９とは第２のダイヤフラム５２により隔てられ、第２サブ圧力室４９と弁室５０とは隔壁５４により隔てられている。
【００２５】
メイン圧力室４７は前記メイン圧力口４２を介して前記二次側圧力導入路４０に接続し、第１サブ圧力室４８は前記第１サブ圧力口３６を介して前記高圧側第１パイロットサブ圧力導入路３３に接続し、第２サブ圧力室４９は前記第２サブ圧力口３７を介して前記低圧側パイロットサブ圧力導入路３４に接続している。弁室５０には、前記本弁作動圧流路２０の上流側部分２０ａと下流側部分２０ｂにそれぞれ連通する上流側及び下流側の弁通路５５ａ、５５ｂが形成されている。すなわち、メイン圧力室４７の増加圧力は、パイロット弁ばね６０に抗してパイロット弁体５７を弁開方向に移動させるように作用し、第１、第２サブ圧力室４８，４９間の差圧ΔＰは、第１サブ圧力室４８側が高圧であるため、パイロット弁体５７をパイロット弁ばね６０の作用方向と同じく、閉方向に移動させるように作用する。
【００２６】
弁室５０内には、上流側の弁通路５５ａに対して上方からパイロット弁体５７が着座可能に対向しており、該パイロット弁体５７に一体に形成された弁棒５８は、前記隔壁５４，５３を上下方向摺動可能に貫通してメイン圧力室４７内に至り、弁棒５８の上端は第１のダイヤフラム５１に連結し、途中部分は前記第２ダイヤフラム５２に連結している。
【００２７】
ばね室４６内には第１のダイヤフラム５１とケース蓋３４ａの上壁との間に前記パイロット弁ばね６０が縮設されており、該パイロット弁ばね６０の弾性力により、前記両ダイヤフラム５１，５２の弾性力に抗して弁棒５８を弁閉方向（下方向）に付勢し、着座させるようになっている。また、ケース蓋３４ａの上壁には、弁ばね６０の設定圧を調節する調節ねじ６１が螺合している。
【００２８】
第１のダイヤフラム５１の受圧面積Ａ１と第２ダイヤフラム５２の受圧面積Ａ２は異ならせており、少なくともＡ２＞Ａ１となっており、それにより、前記絞り装置３１の前後の差圧ΔＰを倍力化してパイロット弁体５７に作用しうるようになっている。しかもその面積比Ａ2/Ａ1は、図１の本弁１から二次側下流の止水栓等の末端機器Ｍまでの間で生じる圧力損失Ｐeとした場合に、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeとなるように設定されている。
【００２９】
すなわち、差圧ΔＰを前記面積比（Ａ2/Ａ1）倍して圧力損失Ｐeと同じ値とし、二次側圧力Ｐが、必要最小圧力Ｐ0に対して、Ｐ0＋Ｐeとなるようにしてある。図５において、圧力損失Ｐe＝ｋＱ2にしたがって制御されることから、結果として、二次側圧力ＰはＰ0＋Ｐeの圧力変化線Ｘ2上で制御されることになり、推定末端圧一定制御がなされる。
【００３０】
以上を数式により説明すると、図７及び図８の従来技術では、パイロット弁ばね１１６の力をＦとし、ダイヤフラム１１２の面積をＡ1としたとき、二次側圧力ＰはＰ＝Ｆ/Ａ1となるが、図１及び図２に示す該実施の形態では、パイロット弁体５７に対しては、パイロット弁ばね６０のばね力Ｆに第２のダイヤフラム５２からの力ΔＰ・Ａ2が付加されるため、二次側圧力Ｐは、Ｐ＝（Ｆ＋ΔＰ・Ａ2）/Ａ1となる。この式を変形すると、
Ｐ＝Ｆ/Ａ1＋（ΔＰ・Ａ2/Ａ1）
Ｐ＝Ｐ0＋(ΔＰ・Ａ2）/Ａ1                    
が導かれる。前記Ｐ0は流量０時の二次側圧力Ｐの値である。
【００３１】
そして、前述のように、面積比Ａ2/Ａ1は、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeを満足するように設定してあることから、結局はＰ＝Ｐ0＋Ｐeと増圧することになる。
【００３２】
（作用）
図５において、水量がＱ2からＱ3に増加したとすると、図１の絞り装置３１の上流側と下流側との差圧ΔＰは増大し、その差圧ΔＰはパイロットサブ圧力導入路３３、３４を経て図２の第１、第２サブ圧力室４８，４９に伝達され、パイロット弁ばね６０に加勢される。これにより、パイロット弁体５７は下降し、弁通路５５ａの上端弁座との開口度を低下させ、前記本弁作動圧流路２０を経て本弁作動用圧力室１５に通じる圧力は低下する。その結果、本弁作動用圧力室１５の内圧は低下し、本弁１の開口度が増加し、二次側圧力が増加する。
【００３３】
増加する二次側圧力が、図５のＱ3に相応するＰ＝Ｐ0＋Ｐe3まで達すると、この二次側圧力は図２のパイロット弁６のメイン圧力室４７に伝達され、パイロット弁開度を大きくする方向に作用することになるが、パイロット弁体５７の開度を大きくする力と、前記差圧増加によりパイロット弁体５７の開度を小さくする力とが釣り合い、制御は終了する。
【００３４】
このように流量Ｑが変化すると、前記差圧ΔＰはＱ2に比例して変化し、これがダイヤフラム面積比Ａ2/Ａ1で倍化されてＰeとなり、パイロット弁ばね力に相当するＰ0と合算して、二次側圧力Ｐとなるまで、本弁１の開度を調節する。その結果、二次側圧力が達成され、同時にパイロット弁のメイン圧力室４７が二次側圧力Ｐに達すると、制御は終了する。
【００３５】
[発明の第２の実施の形態］
図３及び図４は、第２の実施の形態であり、図１及び図２と同じ名称の部品及び部分には同じ符号を付してある。図３に示す減圧弁装置は、本弁１の二次側流路５と本弁作動用圧力室１５とを本弁作動圧流路２０で接続してあり、該本弁作動圧流路２０にパイロット弁７０を配置し、また、本弁作動用圧力室１５と一次側流路４との間には、オリフィス７３を有する流路７４を接続し、一次側圧力を徐々に導入できるようになっている。その他の配管構造は、図１の減圧弁装置と同様であり、前記本弁１の一次側流路４には絞り装置３１が設けられ、該絞り装置３１の上流側と下流側部分にはそれぞれパイロットサブ圧力導入路３３，３４が接続し、これらパイロットサブ圧力導入路３３，３４はそれぞれパイロット弁７０の第１サブ圧力口３６と第２サブ圧力口３７に接続している。また、パイロット弁７０のメイン圧力口４２は本弁１の二次側流路５に接続している。
【００３６】
図４は図３のパイロット弁７０の縦断面拡大図であり、前記図２に示すパイロット弁６と同じ名称の部品及び部分には同じ符号を付してあるが、図４のパイロット弁７０は、パイロット弁体５７が弁孔に対して下方から対向している。したがって、パイロット弁ばね６０はパイロット弁体５７を開弁する方向に作用し、メイン圧力室４７の圧力はパイロット弁体５７を閉弁する方向に作用し、第２ダイヤフラム５２の両側のサブ圧力室４８，４９による差圧は、パイロット弁体５７をパイロット弁ばね６０と同様に開弁方向に作用するようになっている。これらの構造以外は前記図２のパイロット弁６と同様である。
【００３７】
第の１ダイヤフラム５１の面積Ａ１に対する第２ダイヤフラム５２の面積Ａ2の比Ａ2/Ａ1は、前記絞り装置３１の上流側と下流側との差圧ΔＰと、本弁１から目標点Ｍまでの圧力損失Ｐeとの関係において、ΔＰ・Ａ2/Ａ1＝Ｐeが成り立つように設定される。
【００３８】
作用及び制御結果は、前記図１及び図２並びに図５で説明した場合と対比しており、図５において、水量がＱ2からＱ3に増加したとすると、図３の絞り装置３１の上流側と下流側との差圧ΔＰは増大し、該差圧ΔＰはパイロットサブ圧力導入路３３、３４を経て図４の第１、第２サブ圧力室４８，４９に伝達され、パイロット弁ばね６０に加勢される。これにより、パイロット弁体５７は下降し、弁開度を大きくし、本弁作動用圧力室１５から二次側流路５へ逃がす水量を増加させ、その結果、本弁作動用圧力室１５の内圧は低下し、本弁１の開口度が増加し、二次側圧力が増加する。
【００３９】
増加する二次側圧力が、図５のＱ3に相応するＰ＝Ｐ0＋Ｐe3まで達すると、この二次側圧力は図４のパイロット弁７０のメイン圧力室４７に伝達され、パイロット弁開度を小さくする方向に作用することになるが、パイロット弁体５７の開度を小さくする力と、前記差圧増加によりパイロット弁体５７の開度を大きくする力とが釣り合い、制御は終了する。
【００４０】
このように流量Ｑが変化すると、前記差圧ΔＰはＱ2に比例して変化し、これがダイヤフラム面積比Ａ2/Ａ1で倍化されてＰeとなり、パイロット弁ばね力に相当するＰ0と合算して、二次側圧力Ｐとなるまで、本弁１の開度を調節する。その結果、二次側圧力が達成され、同時にパイロット弁のメイン圧力室４７がＰに達すると、制御は終了する。
【００４１】
［発明の第３の実施の形態］
図６は第３の実施の形態であり、前記図１及び図２の構造を基本としており、一次側流路４と本弁作動用圧力室１５の間を本弁作動圧流路２０で接続し、該本弁作動用圧流路２０にパイロット弁８０を配置した構造となっているが、図６に示すように、パイロット弁８０内には、本来の第１の弁室５０の下側に第２、第３の弁室８２，８３が形成されており、第１の弁室５０と第２の弁室８２は第１の弁孔８５を介して連通し、第２の弁室８２と第３の弁室８３は第２の弁孔８６を介して連通し、各弁孔８５，８６に対してそれぞれ第１、第２のパイロット弁体８７，８８が配置されている。
【００４２】
両パイロット弁体８７，８８は弁棒５８を介して結合されることにより、一体的に移動するようになっているが、第１のパイロット弁体８７は第１の弁孔８５に対して上方から着座可能に対向し、第２のパイロット弁体８８は第２の弁孔８６に対して下方から着座可能に対向している。したがって、メイン圧力室４７の二次側圧力増加により、第１のパイロット弁体８７は開弁方向に作用し、第２のパイロット弁体８８は閉弁方向に作用するようになっている。
【００４３】
第１の弁室５０は本弁作動圧流路２０を介して本弁１の一次側流路４に連通し、第２の弁室８２は流路９０を介して本弁作動用圧力室１５に連通し、第３の弁室８３は通路８４を介して第１の弁室５０に連通している。その他の構造は図１及び図２と同じであり、同じ部品及び部分には同じ符号を付してある。
【００４４】
絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰが小さく、第１の弁孔８５が開き、第２の弁孔８６が閉じているときには、本弁１の一次側流路４からの水流は、本弁作動圧流路２０を介して弁室５０に入り、第１の弁孔８５及び第２の弁室８２を経過し、本弁作動用圧力室１５に導かれる。流量が増加することにより絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰが増加すると、第１のパイロット弁体８７は閉じる方向に移動し、同時に第２のパイロット弁体８８は開く方向に移動する。その結果、一次側流路４からの水流は、第１の弁室５０から通路８４を介して第３の弁室８３に入り、それから第２の弁孔８６を通って第２の弁室８２に入ることにより順次圧力が減少し、本弁作動用圧力室１５に導かれるので、本弁作動用圧力室１５の内圧が低下し、本弁１の開口度が増加し、二次側圧力を増加させることになる。
【００４５】
前記作用とは逆に、流量が減少することにより絞り装置３１の上流側と下流側の差圧ΔＰが減少すると、本弁作動用圧力室１５の内圧は増加し、本弁１は閉じる方向へ移動する。
【００４６】
［発明のその他の実施の形態］
（１）絞り装置を、本弁の二次側流路に配置し、該絞り装置の上流側と下流側との差圧ΔＰを、パイロット弁の第１、第２のサブ圧力室に導入する構造とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による減圧弁装置の第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のパイロット弁の縦断面拡大図である。
【図３】本発明による減圧弁装置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】図３のパイロット弁の縦断面拡大図である。
【図５】流量と二次側圧力の関係を示す図である。
【図６】本発明による減圧弁装置の第３の実施の形態のパイロット弁の縦断面拡大図である。
【図７】従来例の縦断面図である。
【図８】図７のパイロット弁の縦断面拡大略図である。
【図９】別の縦断面図である。
【図１０】図９のパイロット弁の縦断面拡大略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  本弁
２  本弁ケース
３  本弁の弁孔
４  本弁の一次側流路
５  本弁の二次側流路
６  パイロット弁
８  本弁の弁体
１５  本弁作動用圧力室
１６  本弁の調節ばね
２０  本弁作動圧流路
３０  パイロット弁
３１  絞り装置
３３  高圧側のサブ圧力導入路
３４  低圧側のサブ圧力導入路
４０  二次側圧力導入路
４６  第１のパイロット弁の調節ばね
４７  メイン圧力室
４８  第１のサブ圧力室
４９  第２のサブ圧力室
５０  弁室
５１  第１のダイヤフラム
５２  第２のダイヤフラム
５７  パイロット弁体
６０  パイロット弁ばね
８２  第２の弁室
８３  第３の弁室
８７  第１のパイロット弁体
８８  第２のパイロット弁体
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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