(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
函体内部を第一の開口を備えた上部室と第二の開口を備えた下部室に二分割するように張設されたダイヤフラムからなる受圧部と、
函体の下方に固定され隔室によって第三の開口を備えた上室と第四の開口を備えた下室に分割された弁函と、
函体の下面と下部室を貫通してダイヤフラムの略中央に固定されている弁杆によって上室内で導通孔が閉鎖されている隔室と、
函体の上方に固定され内部に機密的且つ摺動自在に設置されたピストンによって外部に向けて開口する細孔備えた下方の空間と連通孔を備えた上方の空間が形成されたシリンダと、
ピストンに付設され下端が函体および函体の上部室を貫通し更にダイヤフラムを貫通して弁杆の上端に固定され、上端がシリンダに穿設され排出孔を備えた孔に摺動自在に陥入している中心軸と、
シリンダの上部に設けられ錘が気密的且つ摺動自在に挿入され且つ連通孔によってシリンダの上方の空間に連通する貯圧室と、
シリンダの上部に設けられ錘が気密的且つ摺動自在に嵌装され且つ連通孔によってシリンダの上方の空間に連通する貯圧室と、
貯圧室に保持され、貯圧室に気密的且つ摺動自在に嵌装された錘の重量による圧力を受ける流体と、
からなる作動圧力の微調整が可能なパイロット弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は流体を制御するための各種弁装置を制御する新規のパイロット弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からパイロット弁は、流体の流通或いは遮断を行うための弁装置を制御操作するために、各種のものが提供されてきた。図６に示す、スプリングにより作動圧力設定を行う形式のパイロット弁Ｖは、パイロット弁Ｖの一般的な構造を示すものとして広く知られている。この構造によると、送水元側孔Ａと送水先側孔Ｂの間が弁体Ｃによって開閉自在に遮断されており、送水先側孔Ｂの流体は通路Ｐによって感知すべき流体圧力の受圧部であるダイヤフラムＤの下面に導かれている。該ダイヤフラムＤの上面はハンドルＨによって押圧力の調整が可能なスプリングＳにより弁体Ｃが開く方向へ付勢されており、ダイヤフラムＤの下面に導かれている送水先側孔Ｂの圧力と、ダイヤフラムＤの上面に加えられているスプリングＳの押圧力のわずかな差によって、弁体Ｃの閉鎖状態が維持されている。Ｒは図中の弁体Ｃに上昇傾向を与えるべく設置された第二のスプリングである。
【０００３】
パイロット弁Ｖの使用目的は多岐に渡るが、例えば図５に示す如き流体回路において流路の切換を行う場合、第一の流路Ｍ１に流体の通過を必要とする機器Ｎを設置し、常時は第一の流路Ｍ１に供給される流体を機器Ｎに通過させる状態にしておき、使用によって機器Ｎに目詰まり等の不都合が生じた場合に、機器Ｎへの流体の供給を停止して、流体は第二の流路Ｍ２へ回流させ、機器Ｎの清掃や交換作業を行う状況が考えられる。
【０００４】
ここで必要とされるのは、パイロット弁Ｖが機器Ｎの送水元側圧力Ｎ１と送水先側圧力Ｎ２の差を検出して動作を起こし、第二の流路Ｍ２を開く主弁Ｍを「開」にすることである。またこのような使用目的のためには、一旦作動したパイロット弁Ｖがその後の流路の圧力変化に関係なく、作動状態を維持するための維持手段が要求されるのは勿論のことである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
機器Ｎの種類にもよるがこのような圧力の差はわずかな数値であり、従来のパイロット弁Ｖのごとく作動圧力の調整がキログラム単位の粗大さで行うしか方法が無い装置では、当然わずかな圧力差に対応することが出来ない。加えて、スプリングＳによる作動圧力調整の形式では、スプリングの破損、圧力調整の不正確さ或いはスプリングＳの伸張による弾性の変化などなどの点で、微小な圧力差を拾い出して作動を行はしめることは不可能に近い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本件発明者はこれらの点に鑑み、パイロット弁から圧力調整用のスプリングを完全に排除する構造を研究した。その結果、流体の圧力に微妙に反応しこれに対応した動作を行はしめることが出来るのは、これもまた流体の圧力であることに想到し、予め実験的に求めた圧力の流体をスプリングの代わりにパイロット弁のダイヤフラム等に対応させることによって所望の目的を達成した。
【０００７】
使用目的によっては、錘などを使用してダイヤフラム等の受圧部に適当な重量を直接加える形式も考慮できるが、錘とダイヤフラムの間に流体を介在させることにより、ピストンなどを補助的構造として利用し、受圧面積の調整を行うことによって、作動圧力の設定をより確実なものに出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面に従って本発明の具体的実施例を説明する。図１に示す実施例において、１は函体２内を上部室２Ａと下部室２Ｂに二分割するように張設されたダイヤフラムからなる受圧部、３は図中において函体２の下方に固定された弁函で、隔室４によって上室３Ａと下室３Ｂに分割されると共に、隔室４に穿設された導通孔４Ａは上室３Ａ内において弁杆５によって閉鎖されている。該弁杆５は函体２の下面と下部室２Ｂを貫通してダイヤフラム１の略中央に固定されている。
【０００９】
函体２の上部室２Ａは、流体回路を制御する主弁Ｍ（図５参照）に供給されるべき流体の二次側（送水先側）に導通する第一の開口６、下部室２Ｂは一次側（送水元側）に導通する第二の開口７を備えており、弁函３の上室３Ａは一次側（送水元側）と同圧の主弁Ｍの制御室に導通する第三の開口８、下室３Ｂは主弁Ｍの制御室の圧力を開放するための第四の開口９を有している。
【００１０】
１０は函体２の上方に固定されたシリンダで、内部にピストン１１が気密的且つ摺動自在に内装されており、ピストン１１の中心軸１２の下端は函体２および函体２の上部室２Ａを貫通し更にダイヤフラム１を貫通して弁杆５の上端に固定されており、中心軸１２の上方はシリンダ１０に穿設された孔１３に摺動自在に陥入している。シリンダ１０内においてピストン１１の下方の空間１０Ｂは細孔１４により外部に開口しており、上方の空間１０Ａは連通孔１５によってシリンダ１０の上部に設けられ且つ錘１６が気密的に且つ摺動自在に挿入された貯圧室１７に導通している。尚、孔１３はピストン１１の中心軸１２の移動に伴って内部の空気を排出するための排出孔１８を有している。
【００１１】
使用に際しては、函体２の上部室２Ａに二次側の流体を供給し、下部室２Ｂに一次側の流体を供給する。一次側の流体は導通孔４Ａが弁杆５により閉鎖されているため、下部室３Ｂへ流入することは出来ない。この状態で導通孔４Ａを弁杆５によって閉鎖させている力は、函体２の上部室２Ａに供給されている二次側流体の圧力と、シリンダ１０内においてピストン１１の上面に加えられているシリンダ１０の上方の空間１０Ａ内の流体圧の和から下部室２Ｂに加えられている一次側流体の圧力を差し引いたものである。この総和が「正」即ち上部室２Ａ、シリンダ１０の上方の空間１０Ａ内の流体圧の和が下部室２Ｂに加えられている一次側流体の圧力より大なる状態に維持されることによって、弁杆５は導通孔４Ａを閉鎖し続ける。
【００１２】
このように準備された状態で、二次側流体の圧力低下が発生すると、函体２の上部室２Ａの圧力が低下し、ダイヤフラム１は下部室２Ｂの一次側流体の圧力によって上に向かって突となる変形をしようとする。しかしながら、ピストン１１の中心軸１２がダイヤフラム１に固定されているため、ダイヤフラム１の動作はピストン１１に伝達され、ピストン１１はシリンダ１０の上方の空間１０Ａ内の流体を圧縮しつつ上昇しようとする。一次側流体と二次側流体の圧力差が定められた数値よりも大きくなると、ダイヤフラム１は中心軸１２を介してピストン１１を押し上げ、ピストン１１によって圧縮された流体は連通孔１５を介して貯圧室１７に圧送されて、貯圧室１７に挿入されている錘１６を押し上げ、その結果移動したダイヤフラム１に固定されている弁杆５が上昇せしめられて、隔壁４の導通孔４Ａが開放され主弁Ｍの制御室内の流体が弁函３の上部室３Ａから下部室３Ｂへ流入し、第四の開口９から大気中へ放出され、それによって主弁Ｍの制御室の圧力が急激に減衰されて主弁Ｍの開放動作が行われる。この状態の受圧部１およびピストン１１の位置関係は図２に示す通りである。
【００１３】
本発明においてパイロット弁の作動圧力設定の変更は、シリンダ１０の上方の空間１０Ａに満たされている流体の圧力変化によって可能となる。流体の圧力変化は、前述の実施例における錘１６の重量の変更によって容易に行い得ると同時に、例えば、別途圧力調節手段を有する流体の供給源を用意し、上方の空間１０Ａへ所望圧力の流体を直接供給することによっても容易に変更することが出来る。錘１６を使用した場合、ダイヤフラム１の移動により圧縮される流体が一定圧以上になることによって錘１６を上昇させ、それによってダイヤフラム１の完全な移動が達成され、その移動によって弁杆５が引き上げられて操作すべき主弁Ｍの制御室内の圧力を減少させることによって目的が達成される。
【００１４】
以上の図１および図２による実施例においては、受圧部１にダイヤフラムを使用する例が説明されているが、受圧部１はこれに限定されること無く、例えば図３に示すごとくダイヤフラムに代えて差圧検出用のピストン１Ａを使用することも出来る。図３の装置の動作は図１の場合と全く同様で、ダイヤフラムがピストンに置き換えられただけである。
【００１５】
図３の例では二つのピストンを使用して装置を構成したが、同様の発想で二つのダイヤフラムを使用する構造も考えられる。そのような実施例は図４に示されており、図４においては図１に説明された装置のピストン１１がダイヤフラム１１Ａに置き換えられている。設計的にその部品配置は図１ないし図３の実施例と多少異なるが、図１のピストン１１をダイヤフラム１１Ａに置き換えたこと、ならびに、図１の錘１６を錘１６Ａと１６Ｂに分割して、錘１６Ａを異なる重さのものに交換可能とし、それによって作動圧力の設定を容易に変更できるようにした点以外は図１の例と同様に動作する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によると前述のごとく作動圧力の微調整が簡単かつ確実に行い得ると共に、パイロット弁から圧力調整スプリングを排除することが出来るので、作動圧力を正確に設定することが出来、またパイロット弁の不具合の発生率を格段に低下させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明実施例の断面図である。
【図２】  図１に示した実施例の動作時の断面図である。
【図３】  図１のものに変更を加えた実施例の断面図である。
【図４】  図１のものに更なる変更を加えた実施例の断面図である。
【図５】  本発明を適用すべき流体回路の概念図である。
【図６】  従来品のパイロット弁を示す断面図である。
【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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