(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁の出口側すなわち二次側の流体圧力を圧力検知手段で検知し、当該圧力検知手段と圧力応動部材を介して弁部を開閉し、一次側の高圧流体を二次側へ供給又は停止して二次側の流体圧力を所定値に維持する減圧弁の弁部の開度と一次側及び二次側の圧力から、当該減圧弁を流下する流量を演算することのできるものにおいて、圧力応動部材と連設した弁部を配置し、当該弁部を弾性部材で閉弁方向に付勢し、圧力応動部材に付加される圧力を検出する圧力検出手段を設け、当該圧力検出手段からの検出圧力を荷重に換算して上記弾性部材の弾性力との相殺関係から弁部の開度を算出する演算部を設けて、当該演算部によって弁部の開度と一次側及び二次側圧力から減圧弁を流下する流量を演算することを特徴とする流量測定機能付き減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸気や圧縮空気や液体等の配管系に取り付けて、出口側すなわち弁の二次側の流体圧力を一定の設定圧力に保つ減圧弁に関し、特に、その減圧弁を流下する流量を測定することのできる機能を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流量を測定することのできる従来の減圧弁としては、例えば特開昭６３−４５６１４号に示されたものがある。これは、減圧弁の主弁体の変位を検出する変位検出器を設け、この変位検出器で主弁体の変位すなわち開度を検出し、この弁開度を基にして減圧弁を流下する流量を測定することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、主弁体の開度を検出するための変位検出器を設けなければならず、減圧弁の機構が複雑になる問題があった。
【０００４】
従って、本発明の課題は簡単な構造でもって流量を測定することもできる流量測定機能付き減圧弁を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための技術的手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の手段は、弁の出口側すなわち二次側の流体圧力を圧力検知手段で検知し、当該圧力検知手段と圧力応動部材を介して弁部を開閉し、一次側の高圧流体を二次側へ供給又は停止して二次側の流体圧力を所定値に維持する減圧弁の弁部の開度と一次側及び二次側の圧力から、当該減圧弁を流下する流量を演算することのできるものにおいて、圧力応動部材と連設した弁部を配置し、当該弁部を弾性部材で閉弁方向に付勢し、圧力応動部材に付加される圧力を検出する圧力検出手段を設け、当該圧力検出手段からの検出圧力を荷重に換算して上記弾性部材の弾性力との相殺関係から弁部の開度を算出する演算部を設けて、当該演算部によって弁部の開度と一次側及び二次側圧力から減圧弁を流下する流量を演算するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
弁を流下する流量は従来周知のように、ｋを流下する流体の種類に基づく定数とし、弁の一次側と二次側の圧力差を△Ｐとし、弁開度をパラメ―タとした弁固有の容量係数をＣｖとして、流量：Ｑ＝ｋ・Ｃｖ・△Ｐ1/2 式により演算することができる。
【０００７】
一次側と二次側の圧力から△Ｐを求め、また、圧力応動部材の圧力検出手段からの圧力と、弾性部材の弾性力との相殺関係から弁部の開度を算出することによりＣｖを求めて、上記式を用いて減圧弁を流下する流量：Ｑを演算することができる。
【０００８】
弾性部材として例えばコイルバネを用いる場合は、このコイルバネによって弁部が閉弁方向に付勢される荷重と、圧力応動部材に付加される圧力によって圧力応動部材が弁部を開弁する荷重が釣り合って、すなわち、相殺して弁部の開度が決定される。従って、圧力応動部材の受圧面積が一定の場合、付加される圧力を検出することにより圧力応動部材が弁部を開弁する荷重が算出され、この荷重に相当するだけコイルバネが撓んだものとして、コイルバネの変位量すなわち弁部の開度を算出することができる。
【０００９】
【実施例】
図１に本発明の流量測定機能付き減圧弁の全体構成図を示す。
減圧弁本体１に入口２と出口３を設け、入口２を図示しない蒸気源と管路３０で接続する。管路３０に一次側圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサ３１を取り付ける。一方、出口３に設けた管路４に二次側圧力を検出する圧力センサ５を取り付ける。
【００１０】
減圧弁本体１に、旋回羽根６を介して弁部としての主弁体７と主弁口８を設ける。旋回羽根６の下部にはフロ―ト９を自由状態でフロ―トカバ―１０内に配置する。フロ―ト９の下方にフロ―ト弁体１１を取り付ける。弁部としての主弁体７の下部に弾性部材としてのコイルバネ１２を配置すると共にスライド棒１３を設けて主弁体７が上下に摺動自在に取り付ける。コイルバネ１２は主弁体７を閉弁方向すなわち主弁口８側に付勢するように配置する。
【００１１】
主弁体７の上方に圧力応動部材としてのピストン１４と、パイロット弁１５、及び、圧力検知手段としてのダイヤフラム１６をそれぞれ配置する。ピストン１４の上部の空間３３に圧力検出手段としての圧力センサ３２を取り付ける。圧力センサ３２でピストン１４に付加される圧力を検出する。
【００１２】
ダイヤフラム１６の上部に、圧力設定用のコイルバネ１７とこのコイルバネ１７の圧縮量を調節する調節ネジ１８、及び、この調節ネジ１８を回転させながら上下動させるモ―タ１９を設ける。モ―タ１９の回転により調節ネジ１８が上下して、コイルバネ１７の圧縮量が変化することにより、ダイヤフラム１６を下側へ押し付けるバネ力が変化し、減圧弁の二次側圧力を所定の圧力値に設定するものである。
【００１３】
入口２側とパイロット弁１５部とを連通路２５で連通し、パイロット弁１５部と空間３３を連通路２６で連通し、且つ、ダイヤフラム１６の下部空間２０を連通路２１で出口３側と連通する。出口３側の圧力すなわち減圧弁の二次側圧力は連通路２１によりダイヤフラム１６の下部に伝わり、コイルバネ１７のバネ力と釣り合った圧力値に自力的に維持されるものである。
【００１４】
減圧弁の一次側圧力は圧力センサ３１で検出され、二次側圧力は圧力センサ５で検出され、また、圧力応動部材としてのピストン１４に付加される空間３３の圧力は圧力センサ３２で検出されてそれぞれコントロ―ラ２２へ送られる。コントロ―ラ２２には図示はしていないが、記憶部を設けて、容量係数であるＣｖと主弁体７の開度との関係、Ｃｖと△Ｐから流量：Ｑを算出する式、及び、圧力センサ３２で検出された圧力値に基いてコイルバネ１２のバネ力に相当する主弁体７の開度を算出する式を記憶すると共に、この記憶部の関係から流量を演算する演算部を設ける。また、演算された流量値はコントロ―ラ２２の表示部２３に表示される。
【００１５】
主弁体７と主弁口８及びピストン１４の下面を高圧で高速状態の蒸気が流下して、その流体の流れによってピストン１４に付加される圧力が変化する場合には、予め実験により該当する補正係数を求めておき、流量式：Ｑに加えることによって精度良く流量を演算することができる。
【００１６】
減圧弁は調節ネジ１８を下方に締め込むに従って設定圧力が高くなり、二次側すなわち出口３側の圧力をより高圧に維持することができるものである。調節ネジ１８のネジ込み量と二次側の設定圧力とは特定の相関関係があり、この関係から調節ネジ１８のネジ込み量を基にして二次側の設定圧力が確実に把握できる場合には、二次側の圧力センサ５を省くこともできる。
【００１７】
【発明の効果】
圧力応動部材としてのピストンに付加される圧力を検出することにより、弁の変位すなわち弁開度の検出器が不要となり、簡単な構造でもって流量を測定することのできる減圧弁を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流量測定機能付き減圧弁の実施例を示す一部断面構成図。
【符号の説明】
１  本体
２  入口
３  出口
５  圧力センサ
７  主弁体
１４  ピストン
１５  パイロット弁体
１６  ダイヤフラム
１７  コイルバネ
１８  調節ネジ
１９  モ―タ
２２  コントロ―ラ
３１  圧力センサ
３２  圧力センサ
３３  空間
【図１】
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