(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流体通路を開閉可能な主弁体と、この主弁体を迂回して流れるバイパス通路を開閉可能な副弁体と、この副弁体の開閉運動を前記主弁体に伝達する伝達機構とを有し、
前記副弁体は、自重により前記バイパス通路に形成した弁座に着座しており、当該バイパス通路の流量に応じて前記弁座から浮き上がる浮遊式の弁体であり、
前記伝達機構は、
上下方向に移動自在な垂直弁軸を備え、この垂直弁軸の上端に前記主弁体が連結され、当該垂直弁軸の下端に前記副弁体が連結されており、
前記副弁体を浮き上がらせる流体圧力を、前記垂直弁軸を介して、前記主弁体に対して、当該主弁体を開くための作用力として伝達するようになっていることを特徴とする浮遊式開閉弁。
【請求項２】
請求項１において、
前記垂直弁軸は、第１の垂直弁軸と第２の垂直弁軸と付勢部材とを備えており、
前記第１の垂直弁軸の上端には前記主弁体が連結され、前記第２の垂直弁軸は前記第１の垂直弁軸の下端部分に対して所定のストロークで上下に移動自在の状態で同軸状に取り付けられ、当該第２の垂直弁軸の下端には前記副弁体が連結され、前記付勢部材は前記第２の垂直弁軸を下方に向けて所定の弾性力で常に押し付けていることを特徴とする浮遊式開閉弁。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記バイパス通路の流量を調整するための流量調整バルブを備えていることを特徴とする浮遊式開閉弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力損失が少ない浮遊式開閉弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】
水等の流体通路を開閉するための開閉弁としてはニードル弁が知られている。しかしながら、ニードル弁は流量調整を行なうことができるものの、圧力損失が大きいという不具合がある。
【０００３】
本発明の課題は、圧力損失の少ない開閉弁を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の浮遊式開閉弁は、主流体通路を開閉可能な主弁体と、この主弁体を迂回して流れるバイパス通路を開閉可能な副弁体と、この副弁体の開閉運動を前記主弁体に伝達する伝達機構とを有し、前記副弁体は、自重により前記バイパス通路に形成した弁座に着座しており、当該バイパス通路の流量に応じて前記弁座から浮き上がる浮遊式の弁体であり、前記伝達機構は、上下方向に移動自在な垂直弁軸を備え、この垂直弁軸の上端に前記主弁体が連結され、当該垂直弁軸の下端に前記副弁体が連結されており、前記副弁体を浮き上がらせる流体圧力を、前記垂直弁軸を介して、前記主弁体に対して、当該主弁体を開くための作用力として伝達するようになっていることを特徴としている。
【０００５】
本発明の浮遊式開閉弁では、流量がある一定量を超えると、バイパス通路に配置されている副弁体が浮き上がり、伝達機構を介して、この浮き上がり力によって主弁体が上方に押し上げられて開くことになる。
【０００６】
また、本発明の浮遊式開閉弁では、垂直弁軸を介して流体圧力を伝達する伝達機構を用いている。このため、バイパス通路に流れる流体流量に比例して主弁体が開き、従って、主流体通路に流れる流体流量も比例して多くなるように構成することが可能である。
【０００７】
前記垂直弁軸は、第１の垂直弁軸と第２の垂直弁軸と付勢部材とを備えており、前記第１の垂直弁軸の上端には前記主弁体が連結され、前記第２の垂直弁軸は前記第１の垂直弁軸の下端部分に対して所定のストロークで上下に移動自在の状態で同軸状に取り付けられ、当該第２の垂直弁軸の下端には前記副弁体が連結され、前記付勢部材は前記第２の垂直弁軸を下方に向けて所定の弾性力で常に押し付けている構成とすることもできる。
【０００８】
この場合には、バイパス通路を流れる流体により副弁体が付勢部材の弾性力に逆らって浮き上がり、第２の垂直弁軸が第１の垂直弁軸に当たるまでは、主弁体は開かない。このような状態が形成される設定流量を超えると、副弁体の浮き上がり力が伝達機構を介して主弁体に伝達され、当該主弁体が開き、主流体通路に大量の流体が流れはじめる。付勢部材の付勢力を調整することにより、設定流量を変更できる。
【０００９】
ここで、上記構成に加えて、前記バイパス通路の流量を調整するための流量調整バルブを備えた構成とすることもできる。当該流量調整バルブを制御することにより、主流体通路を開けるための流体流量をより細かく調整できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した浮遊式開閉弁の実施例を説明する。
【００１１】
（第１の実施例）
図１は、本発明を適用した浮遊式開閉弁の第１の実施例を示す概略構成図である。本例の浮遊式開閉弁１は、主流体通路２を規定している流体管３に取り付けられており、この流体管３を開閉可能な主弁体４と、この主弁体４を迂回して流れるバイパス通路５と、このバイパス通路５を開閉可能なニードル状の副弁体６と、この副弁体６の開閉運動を主弁体４に伝達する垂直弁軸７とを有している。
【００１２】
主弁体４は図において上下に摺動可能な状態で流体管３に取り付けられており、下方に突出した状態では主流体通路２を閉じ、上方に引き込まれた状態では主流体通路２を全開状態にする。
【００１３】
バイパス通路５は、主流体通路２における主弁体４よりも上流側の位置から下方に分岐し、円形開口５１を経由して、主流体通路２における主弁体４よりも下流側の位置で合流している。円形開口５１の内周面は４５度の傾斜角度で上方に広がっている弁座５１ａであり、ここに副弁体６が着座している。弁座５１ａの傾斜角度は４５度以外の角度であってもよいことは勿論である。副弁体６は、自重により弁座５１ａに着座しており、当該バイパス通路５を流れる流体の流量に比例して、当該弁座５１ａから浮き上がる浮遊式の弁体である。
【００１４】
ここで、本例では、垂直弁軸７が主流体通路２とバイパス通路５を仕切っている仕切り壁部分１１に開けた垂直孔１２を摺動自在の状態で貫通しており、その上端に主弁体４が同軸状態で連結固定され、その下端に副弁体６が同軸状態で連結固定されている。
【００１５】
流体が所定流量に達するまでは、図において想像線で示すように、主弁体４に連結されている浮遊式の副弁体６は弁座５１ａに着座している。流体流量が増加して一定の流量を超えると、バイパス通路５を流れる流体流によって副弁体６が押し上げられ、当該バイパス通路５が開く。副弁体６は流体量に比例して開度が増加する。副弁体６は垂直弁軸７を介して主弁体４に連結されている。従って、副弁体６が浮き上がると、それによって、主弁体４も上方に移動する。この結果、主弁体４が開き、当該主弁体４を介して主流体通路２に流体が流れる。
【００１６】
（第２の実施例）
図２は本発明を適用した浮遊式開閉弁の第２の実施例を示す概略構成図である。本例の開閉弁２１の基本的構造は図１の開閉弁１と同様であり、異なる点は副弁体と主弁体を連結している伝達機構のみである。従って、異なる部分のみを説明し、同一部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略するものとする。
【００１７】
本例の伝達機構は、上下方向に移動自在な垂直弁軸７Ａを備え、この垂直弁軸７Ａの上端に主弁体４が連結されている。しかるに、垂直弁軸７Ａの下端には大径の弁体受け２２が水平に取り付けられている。副弁体６の平坦な上端面２３と、この弁体受け２２の間には一定の間隔２４があいている。従って、本例の開閉弁２１では、副弁体６が弁体受け２２に当たるまでは、主弁体４は動作しない。従って、バイパス通路５に流れる流体量が予め定められている設定流量を超えると、副弁体６が弁体受け２２に当たり、当該垂直弁軸７Ａを介して主弁体４を上方に押し上げる。この結果、主弁体４が開き、主流体通路２を介して大量の流体が流れはじめる。副弁体６の重量を調整することにより、主流体通路２に流体が流れはじめる流量（設定流量）を変更できる。
【００１８】
（第３の実施例）
図３は本発明を適用した浮遊式開閉弁の第３の実施例を示す概略構成図である。本例の開閉弁３１の基本的構造は図１の開閉弁１と同様であり、異なる点は副弁体と主弁体を連結している伝達機構のみである。従って、異なる部分のみを説明し、同一部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略するものとする。
【００１９】
本例の伝達機構は、第１の垂直弁軸３２と第２の垂直弁軸３３と、付勢部材としてのばね３４とを備えている。前記第１の垂直弁軸３２の上端には主弁体４が同軸状態で連結されている。第２の垂直弁軸３３は第１の垂直弁軸３２の下端部分に対して所定のストロークで上下に移動自在の状態で同軸状に取り付けられている。第２の垂直弁軸３３の下端には副弁体６が同軸状態で連結されている。また、ばね３４は、第１の垂直弁軸３２の下端面と副弁体６の上端面の間に圧縮状態で配置されている。従って、ばね３４により、副弁体６は常に下方に向けて所定の弾性力で押されている。
【００２０】
この場合には、バイパス通路５を流れる流体により副弁体６がばねのばね力に逆らって浮き上がって、第２の垂直弁軸３３が第１の垂直弁軸３２に当たるまでは、主弁体４は開かない。バイパス路５を流れる流体量がこのような状態が形成される設定流量を超えると、副弁体６の浮き上がり力が主弁体４に伝達され、主流体通路２が開き、大量の流体が流れはじめる。ばねのばね定数を調整することにより、設定流量を変更することができる。
【００２１】
（第４の実施例）
図４は本発明を適用した浮遊式開閉弁の第４の実施例を示す概略構成図である。本例の開閉弁４１の基本的構造は図１の開閉弁１と同様であり、異なる点はバイパス路に流量調整バルブを追加した点である。従って、異なる部分のみを説明し、同一部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略するものとする。
【００２２】
本例の開閉弁４１は、バイパス通路５の流量を調整するための流量調整バルブ４２が備わっている。当該流量調整バルブ４２を制御することにより、主流体通路２を流れる流体の量をより細かく調整できる。
【００２３】
（その他の実施の形態）
上記の各弁における伝達機構は副弁体の上下運動を直接に主弁体に伝達する機構であるが、例えば、クランク機構やカム機構等を利用して、副弁体の上下方向の直線運動を回転運動に変換して主弁体の側に伝達する機構としてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の浮遊式開閉弁では、バイパス路を流れる流体圧を副弁体を介して主弁体に伝達し、当該主弁体を開くための駆動力として利用している。従って、圧力損失の少ない開閉弁を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施例に係る浮遊式開閉弁を示す概略構成図である。
【図２】本発明を適用した第２の実施例に係る浮遊式開閉弁を示す概略構成図である。
【図３】本発明を適用した第３の実施例に係る浮遊式開閉弁を示す概略構成図である。
【図４】本発明を適用した第４の実施例に係る浮遊式開閉弁を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、２１、３１、４１  浮遊式開閉弁
２  主流体通路
４  主弁体
５  バイパス通路
６  副弁体
７、７Ａ  垂直弁軸（伝達機構）
１１  仕切り壁部分
１２  垂直孔
５１  バイパス通路の円形開口
５１ａ  弁座
２２  弁体受け
２３  副弁体の上端面
３２  第１の垂直弁軸
３３  第２の垂直弁軸
３４  コイルばね（付勢部材）
４２  流量調整バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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