(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離された二つのガスの相対圧を調節する差圧弁であって、
第１のガス（ガスＡ）に繋がるとともに、第一調整弁を介して外気連通口に繋がりうる第一畜圧室と、
第２のガス（ガスＢ）に繋がり、前記第一畜圧室とは第二調整弁が開状態で繋がっているときを除いてダイアフラム弁を挟んで隔絶されている第二畜圧室と、
前記ダイアフラム弁を押圧する弾性体とを備え、
第一畜圧室の圧力（Ｐ１）と第二畜圧室の圧力（Ｐ２）の差圧（Ｐ１−Ｐ２）が所定値以上であると前記ダイアフラム弁が第二畜圧室側に移動して第二調整弁を開弁し、前記差圧（Ｐ１−Ｐ２）が所定値未満であると前記ダイアフラム弁が第一畜圧室側に移動して第一調整弁を開弁するように構成され、
前記第一畜圧室及び前記第二畜圧室の差圧は、前記ダイアフラム弁の動きに伴う前記第一調整弁又は前記第二調整弁の開閉又はその開度と、前記ダイアフラム弁を押圧する前記弾性体とによって一定に調節されている差圧弁。
【請求項２】
ダイアフラム弁に直交してシャフトが固定され、前記弾性体として、
前記ダイアフラム弁の第一畜圧室側にダイアフラム弁を付勢する第一スプリングが設けられ、
前記ダイアフラム弁の第二畜圧室側にダイアフラム弁を反対側から付勢する第二スプリングが設けられ、
前記第一スプリング及び前記第二スプリングが第一畜圧室と第二畜圧室との差圧を検知してシャフトを移動させ、
そのシャフトの移動に応じて第一調整弁又は第二調整弁の開閉又はその開度が調節される、請求項１の差圧弁。
【請求項３】
第一調整弁及び第二調整弁は、各々、シャフトの両端の外方に配置され、前記シャフトの移動によって押されることにより開閉又はその開度が調整される第一パイロット弁子及び第二パイロット弁子である、請求項２の差圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分離された二つのガスの相対圧を調節する差圧弁（差圧制御弁、平衡弁ともいう。）に関し、更に詳しくは、減圧下で運転される蒸気圧縮式蒸発濃縮装置等に好適に使用される差圧弁で、常圧から負圧の範囲で使用され、２種類のガスの差圧を一定圧、すなわち、一方のガス圧を他方のガス圧よりも一定圧力だけ高く（又は低く）維持する差圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分離した２種類の流体のいずれか一方の流体圧を一定圧高い状態で維持する差圧弁は、従来から知られている。例えば、特開昭５９−１１０９６８号公報に示される平衡弁は、ピストンを収容する孔を有する弁体で、ピストンの両端にて第１及び第２流体の流体圧を受け、スプリングにより差圧が設定され、前記ピストンにより相互を隔離でき、各流体圧力系には常圧に接続された逃し流路が設けられ、各々の関連する流体圧力系と逃し流路との接続はピストンの移動により制御する差圧弁である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような差圧弁は、加圧状態で使用する場合にはスプリングにより圧力差を設定することが可能であるものの、真空ポンプなどで吸引して、（ゲージ圧で）負圧で使用する場合には、一方のガス圧は常圧であるため、他方のガス圧は次第に小さくなり（すなわち、差圧が大きくなって）差圧を一定に保つことが困難となる。
本発明の課題は、常圧から負圧の範囲で使用できる差圧弁で、分離した２種類のガスのいずれか一方のガスの圧力を一定に高い（又は低い）状態で維持できる、機械式の差圧弁を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では次の構成をとった。
すなわち、本発明の差圧弁は、分離された二つのガスの相対圧を調節する差圧弁であって、
第１のガス（ガスＡ：その絶対圧をＰ１とする。）に繋がるとともに、第一調整弁８を介して外気連通口３に繋がりうる第一畜圧室１と、
前記濃縮装置の第２のガス（ガスＢ：その絶対圧をＰ２とする。）に繋がり、前記第一畜圧室１とは第二調整弁９が開状態で繋がっているときを除いてダイアフラム弁６を挟んで隔絶されている第二畜圧室２とからなり、
前記第一畜圧室１及び前記第二畜圧室２の差圧（Ｐ１−Ｐ２）は、前記ダイアフラム弁６の動きに伴う前記第一調整弁８又は前記第二調整弁９の開閉又はその開度と、前記ダイアフラム弁６を押圧する弾性体とによって一定に調節されている差圧弁、である。
【０００５】
ここで、上記差圧弁における差圧調節部は、好ましくは、
ダイアフラム弁６に直交してシャフト（伝達装置）７を固定し、
ダイアフラム弁６の第一畜圧室側に第一スプリング４を付設し、
ダイアフラム弁６の第二畜圧室側に第二スプリング５を付設し、
その第一スプリング４及び第二スプリング５によって第一畜圧室と第二畜圧室との差圧を検知してシャフト（伝達装置）７を動かし、
そのシャフト（伝達装置）７の動きに応じて第一調整弁８又は第二調整弁９の開閉又はその開度を調節するものである。
【０００６】
また、第一調整弁８及び第二調整弁９としては、好ましくは、各々、第一パイロット弁子及び第二パイロット弁子であり、これらのパイロット弁子は、シャフト（伝達装置）７の両端の外方に配置させる。
第一又は第二パイロット弁子の形状は、開度調節可能な形状であればよく、例えば、駒状、球状などである。
【０００７】
なお、第１のガス（ガスＡ）及び第２のガス（ガスＢ）は、空気、水蒸気、その他の種々の気体、これらの混合物等であり、更に液状微粒子（ミスト）等が混在するガス状物でも構わない。第１のガス圧（Ｐ１；絶対圧）は、通常の使用状態では、第２のガス圧（Ｐ２；絶対圧）よりも高く、その差圧（Ｐ１−Ｐ２）は、約０．２気圧前後に保つことが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明を更に具体的に説明する。
図１は本発明の一例の差圧弁の透視図である。差圧弁は、第１のガス（ガスＡ；その絶対圧Ｐ１）に繋がってこれを導入する第一畜圧室１と、第２のガス（ガスＢ；その絶対圧Ｐ２）に繋がってこれを導入する第二畜圧室２とを備え、第一畜圧室１は第一パイロット弁子８を介して外気連通口３に繋がっている。第一畜圧室１と第二畜圧室２との間には左右に可動のダイアフラム弁６が介在し、そのダイアフラム弁６にはこれに直交するようにシャフト（伝達装置）７が固定されている。また、ダイアフラム弁６の第一畜圧室側には第一スプリング４が付設され、第二畜圧室側には第二スプリング５が付設され、第二畜圧室２は、第二パイロット弁子９が開であるときは第一畜圧室１と繋がり、第二パイロット弁子９が閉であるときは第一畜圧室１とは隔絶されている。
【０００９】
本発明の差圧弁における「平衡」作用を図１により説明する。第一畜圧室１と第二畜圧室２との差圧は、第一スプリング４又は第二スプリング５により検知され、そのとき、Ｐ１がＰ２よりも所定圧以上高い、すなわち、その差圧（Ｐ１−Ｐ２）が所定値以上であると、ダイアフラム弁６は左方向に移動するとともに、ダイアフラム弁６に固定されたシャフト（伝達装置）７も左方向に移動し、第一パイロット弁８は閉じたままで第二パイロット弁子９を押し開き、第一畜圧室１と第二畜圧室２とは繋がり両室の圧力差を解消しようとする力が働く。このとき、パイロット弁子９の押開きの程度によりその開度が調整されて、両室の圧力差がバランスする。
【００１０】
上記圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が所定値未満であると、ダイアフラム弁６は右方向に移動するとともに、ダイアフラム弁６に固定されたシャフト（伝達装置）７も右方向に移動し、第二パイロット弁子９は閉じたままで第一パイロット弁８を押し開き、第一畜圧室１は連通口３を通じて外気に通じる（Ｐ１＝大気圧）。このとき、第一畜圧室１と第二畜圧室２とは隔絶されているので、第二畜圧室２の圧力（Ｐ２）は、第一スプリング４及び第二スプリング５の特性により決まる所定の値となり、その状態で維持される。
本発明の差圧弁では、このようにして、第一畜圧室１の圧力（Ｐ１）を第二畜圧室２の圧力（Ｐ２）よりも所定圧だけ高く維持されるのである。
【００１１】
図２は、減圧下で運転する蒸気圧縮式蒸発濃縮装置におけるルーツ式圧縮機に本発明の差圧弁を接続した接続例（水平断面図）であり、図３には、本発明の差圧弁を装着したルーツ式圧縮機におけるオイル室（ガスＡ室）及び中間室（ガスＢ室）の圧力並びにその圧力差の時間的変化を示す。
ルーツ式圧縮機２０は、オイル室（室内の一部をオイルで満たした室）２２、中間室２１及び圧縮室２３に区画され、それぞれの室の仕切りは、オイルシールで封止されている（但し、オイルシールには微小の隙間が避けられない）。ルーツ式圧縮機２０のオイル室（ガスＡ室）２２と差圧弁の第一畜圧室１とが接続され、ルーツ式圧縮機２０の中間室（ガスＢ室）２１と差圧弁の第二畜圧室２とが接続され、オイル室２２内の圧力を中間室２１内の圧力よりも所定値だけ高くなるように差圧弁で調整されている。
【００１２】
初めに、圧縮室２３を連続的に減圧とする。時間の経過とともに中間室２１及びオイル室２２の順で、室内が減圧となる。長時間の運転の後、ルーツ式圧縮機２０を常圧に戻す場合は、先ず、圧縮室２３を常圧に開放する。時間の経過とともに、中間室２１及びオイル室２２の順で、その室内が常圧に戻る。このとき、蒸発濃縮装置の蒸気が中間室に侵入し、これが凝縮して水となる。差圧弁が接続されていない場合、凝縮した水が高圧側から低圧側へ（すなわち、中間室２１からオイル室２２へ）流出し、オイルがその凝縮水等で劣化したり、ルーツ式圧縮機２０の部品に錆が生じたり、頻繁にオイル交換しなければならない。一方、本発明の差圧弁を使用すれば、常圧から減圧状態にする場合も、また減圧状態から常圧状態に戻す場合も、常に、オイル室２２側の圧力は中間室２１の圧力よりも高い状態に維持されるため、凝縮水等がオイル室２２に侵入せず、したがって、オイルの早期劣化が防止される。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、機械式の差圧弁で、常圧から負圧の範囲で使用できる差圧弁であり、分離した２種類のガスのいずれか一方のガスの圧力を一定に高い（又は低い）状態で維持する差圧弁である。そのため、減圧下で運転する蒸気圧縮式蒸発濃縮装置等に好適に使用され、ルーツ式圧縮機のオイルの早期劣化を有効に防止する。製造コストやランニングコストも低い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例の差圧弁の透視図。
【図２】蒸気圧縮式蒸発濃縮装置におけるルーツ式圧縮機に図１の差圧弁を接続したときの接続図（水平断面図）。
【図３】本発明の差圧弁を装着したルーツ式圧縮機におけるオイル室（ガスＡ室）及び中間室（ガスＢ室）の圧力並びに両圧力差の時間的変化を表すグラフ。
【符号の説明】
１：第一蓄圧室          ２：第二蓄圧室
３：外気連通口          ４：第一スプリング
５：第二スプリング      ６：ダイアフラム弁
７：シャフト（伝達装置）
８：第一調整弁（第一パイロット弁子）
９：第二調整弁（第二パイロット弁子）
１０：シリンダ          １１：押え２０：ルーツ式圧縮機    ２１：中間室
２２：オイル室          ２３：圧縮室
【図１】
0004451002.tif 000002
【図２】
0004451002.tif 000003
【図３】
0004451002.tif 000004