(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱内部に区画した一次側圧力室と二次側圧力室とが連通する弁口を開閉する主弁を主弁バネにて閉弁方向に付勢すると共に、二次側圧力室をダイヤフラム室とに区画するダイヤフラムに主弁の弁棒を連結して成る減圧弁本体と、該本体の一次側圧力室から二次側圧力室とダイヤフラム室とへ分流する流路を開閉する補助弁を設け、該補助弁の弁棒を、補助弁が開閉する前記流路と気密状に区画された圧力制御室に突入させると共に、該圧力制御室内の流体の圧力変動で変位するパイロットダイヤフラムの接離により進退自在に設け、該パイロットダイヤフラムを調節バネにて補助弁の開弁方向に付勢して成るパイロット弁と、該パイロット弁と前記一次側圧力室との流路を開閉する圧力感知弁を設け、該圧力感知弁の弁棒を、前記パイロット弁と一次側圧力室との流路と気密状に区画された圧力室に突入させると共に、該圧力室内の流体の圧力変動で変位する感圧ダイヤフラムの接離により進退自在に設け、該感圧ダイヤフラムを調節ネジにて弾性力が変更自在な別途調節バネで圧力感知弁の閉弁方向に付勢した操作弁とから成る本流用減圧弁と、該本流用減圧弁の本体より小流量にして、且つ、設定圧力がパイロット弁の設定圧力以下で操作弁の設定圧力より高く設定された支流用減圧弁とを蒸気供給管に並列接続し、前記パイロット弁の圧力制御室を前記本体を介装接続した本管下流に接続し、前記操作弁の圧力室を前記支流用減圧弁を介装接続した側管下流に接続したことを特徴とする蒸気ボイラ用減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気ボイラ用減圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸気ボイラ（以下、単にボイラと称する。）で発生させた蒸気を供給する設備にあっては、図６に示す様に、ボイラＢより下流の蒸気供給管ＳＧにその上流より順に手動開閉弁ａと減圧弁ｂ（図示例ではパイロット作動式）とが設けられ、更に下流（図示せず）ではボイラＢからの蒸気を分配供給すべく、その配管適所に手動開閉弁と減圧弁が設けられている。
そして、ボイラＢの運転中において、手動開閉弁ａと必要に応じ各所の手動開閉弁とを開放し、その下流に設けた蒸気熱利用の温水器や暖房器等の各機器へ蒸気を供給している。
ところが、図６に示す手動開閉弁ａ又は配管各所の手動開閉弁（以下、手動開閉弁ａ等と称する。）の閉弁状態、即ち下流への蒸気供給前状態では、配管表面からの熱損失により蒸気の一部が凝縮した凝縮水が配管内に滞留しているため、かかる状態から手動開閉弁ａ等を急激に開放すると、配管内の凝縮水が蒸気の流れを妨げてボイラＢに余計な負荷が生じたり、上流からの蒸気流によって一気に凝縮水が吹き飛ばされて管壁に衝突し、激しい騒音や振動（ウォーターハンマ）が発生することになり、これらの現象を緩和すべく、下流への蒸気供給時には、手動開閉弁ａ等を時間をかけてゆっくり開放する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、蒸気供給設備における下流への蒸気供給時は、作業者が圧力計を見ながら手動開閉弁ａ等を開放操作して流量を調整せねばならず、かかる作業は甚だ面倒であった。
そこで、本発明のものは、下流への蒸気供給初期から蒸気が所定圧力に上昇するまでは蒸気を小流量で供給してウォーターハンマ等の現象の発生を軽減し、蒸気圧力が所定値に達した後に蒸気の供給を小流量から通常流量（手動開閉弁ａ等を全開した時の流量に相当）へ連続的に変化する様に自動制御した減圧装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み、パイロット弁と減圧弁本体の一次側圧力室との流路を開閉する圧力感知弁を設け、該圧力感知弁の弁棒を、前記流路と気密状に区画された圧力室に突入させると共に、該圧力室内の流体の圧力変動で変位する感圧ダイヤフラムの接離により進退自在に設け、該感圧ダイヤフラムを調節ネジにて弾性力が変更自在な調節バネで圧力感知弁の閉弁方向に付勢した操作弁を設けたパイロット作動式の本流用減圧弁と、該本流用減圧弁の本体より小流量にして、且つ、設定圧力がパイロット弁の設定圧力以下で操作弁の設定圧力より高く設定された支流用減圧弁とを蒸気供給管に並列接続し、前記パイロット弁の圧力制御室を前記本体を介装接続した本管下流に接続し、前記操作弁の圧力室を前記支流用減圧弁を介装接続した側管下流に接続することにより、下流への蒸気供給初期からウォーターハンマ等の現象を生じない圧力に上昇するまでは、支流用減圧弁を介して側管から蒸気を供給し、該側管の下流圧力が上昇して所定値に達したことを操作弁が感知することで本流用減圧弁を機能させ、本管からも蒸気を供給し、この様に自動的に蒸気の流量を調整することによりウォーターハンマ等の現象の発生を軽減する様にして、上記課題を解決する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る蒸気ボイラ用減圧装置１の簡略配管系統図を示す。
この減圧装置１は、ボイラＢに接続した蒸気供給管ＳＧに本流用減圧弁の本体1aと支流用減圧弁1bとを並列接続して成り、蒸気供給管ＳＧより分岐した本管ＭＰ中に本体1aを介装接続した本流用減圧弁は、その本体1aを制御するパイロット弁２と、支流用減圧弁1bの下流の蒸気圧力を感知して本体1aを制御する操作弁３とを設けている。
尚、本実施例では、減圧装置１を設けた蒸気供給管ＳＧは、ボイラＢ下流に連続したものを示したが、減圧装置１は蒸気供給管ＳＧの更に下流（図示せず）でヘッダを介して蒸気を分配供給する別途蒸気供給管ＳＧにも設けられる。
支流用減圧弁1bは、本流用減圧弁の本体1aより小流量にして、且つ、その設定圧力がパイロット弁２の設定圧力以下で操作弁３の設定圧力より高く設定された減圧弁であり、蒸気供給管ＳＧより分岐し、且つ本管ＭＰよりも小口径の側管ＳＰ中に介装接続されている。
【０００６】
本流用減圧弁の本体1aは、その弁箱４の左右側方に入口５及び出口６の夫々を開口形成し、該入口５及び出口６は、弁箱４の内部を隔壁７で上下に区画した一次側圧力室８及び二次側圧力室９の夫々に通じている。
上記隔壁７には、一次側圧力室８と二次側圧力室９とを連通する弁口10を設け、該弁口10を開閉する主弁11を弁口10の上部開口周縁に設けた弁座12に着離自在に設けている。
主弁11の背部と一次側圧力室８の上方に設けたバネ受け間には、圧縮コイル状の主弁バネ13を圧縮介装し、主弁11を閉弁方向に付勢している。
主弁11の弁棒14は、弁口10を挿通して二次側圧力室９をダイヤフラム室15とに上下に区画するダイヤフラム16に連結しており、弁棒14の中途部位は、二次側圧力室９内下方の括れ部17に設けた筒状の弁棒ガイド18に摺動自在に挿通支持され、括れ部17によって上下に区画された二次側圧力室９は、弁棒ガイド18に近接して括れ部17に開設した連通孔19で連通している。
【０００７】
パイロット弁２は、本体1a上部に組み付けた操作弁３を介して連通する一次側圧力室８から二次側圧力室９とダイヤフラム室15とへ分流する流路（導管20ａ、20ｂ、20ｃ）20中に配置され、該流路20を開閉する補助弁21を設けている。
パイロット弁２の弁箱22内部には、導管20ａを介して操作弁３と連通する連通室22ａと、該連通室22ａより上方に連続する直上流路23と、該直上流路23の上方で直交状に交差すると共に、導管20ｂを介してダイヤフラム室15に連通する直交流路24とを設けて成り、直上流路23の連通室22ａに臨む開口部周縁に設けた弁座25に補助弁21を着離自在に設けている。
補助弁21の弁棒26は、直上流路23を挿通すると共に、直上流路23の上部に気密状に区画して設けた圧力調整室27に弁棒26先端側を進退（上下動）自在に突入して成り、かかる突入部位には補助弁バネ28を外嵌装着して補助弁21をその閉弁方向に付勢している。
圧力調整室27は、弁箱22上部に被冠したバネカバー29との間に介装したパイロットダイヤフラム30にてバネカバー29の内部空間と区画され、検出管31を介して本体1aの下流（二次側）と連結している。
バネカバー29内部には、その上部より突入した調節ネジ32により弾性力を調節自在と成した調節バネ33でパイロットダイヤフラム30を補助弁21の開弁方向に付勢し、二次側より検出管31を介して圧力調整室27へ流入する蒸気の圧力変動で変位するパイロットダイヤフラム30の接離（接触及び離脱）により弁棒26を進退自在と成している。
又、直交流路24が連結された導管20ｂは、その中途に設けた分岐導管20ｃを本体1aの二次側圧力室９に設けたオリフィス34に連結している。
尚、調節ネジ32により調節されるパイロット弁２の設定圧力は、支流用減圧弁1bの設定圧力以上で、好ましくは同圧力に設定している。
【０００８】
操作弁３は、その弁箱35を本体1a上部に一体的に組み付けて成り、パイロット弁２と本体1aの一次側圧力室８とを連結する（上記流路20と同一路線上の）流路36を開閉する圧力感知弁37を弁箱35内部に設けている。
弁箱35内部には、本体1aの一次側圧力室８に連通する直上流路38と、該直上流路38の上方で直交状に交差すると共に、導管20ａを介してパイロット弁２の連通室22ａに連通する直交流路39とを設けて成り、直上流路38において直交流路39との交差部位に設けた弁座40に圧力感知弁37を着離自在に設けると共に、該圧力感知弁37には圧力感知弁バネ41を外嵌装着して圧力感知弁37をその開弁方向に付勢している。
圧力感知弁37の弁棒42は、直上流路38の上部に区画して設けた圧力室43に弁棒42先端側を進退（上下動）自在に突入し、かかる突入部位にはベローズ44を被冠すると共に、該ベローズ44の底部をこれに対応する弁棒42先端に当接し、一次側圧力室８とパイロット弁２との流路36（直上流路38及び直交流路39）と圧力室43とを気密状に隔離する様にベローズ44の開口部周縁を弁棒42の挿通孔45の下方開口部周縁に固着している。
圧力室43は、弁箱35上部に被冠したバネカバー46との間に介装した感圧ダイヤフラム47にてバネカバー46の内部空間と区画されており、側管ＳＰの支流用減圧弁1bの下流に連結管48を介して圧力室43を接続している。
バネカバー46内部には、その上部より突入した調節ネジ49により弾性力を調節自在と成した調節バネ50で感圧ダイヤフラム47を圧力感知弁37の閉弁方向に付勢し、圧力室43内の蒸気の圧力変動で変位する感圧ダイヤフラム47の接離により弁棒42を進退自在と成している。
そして、調節ネジ49にて調節される操作弁３の設定圧力は、支流用減圧弁1bの設定圧力より低く設定している。
【０００９】
次に、本発明に係る蒸気ボイラ用減圧装置の作用について説明する。
図１においてボイラＢの起動直後、又は図示しないヘッダを介して蒸気を分配供給する別途蒸気供給管ＳＧにあっては、その下流への蒸気供給直後では、蒸気は、支流用減圧弁1bの減圧機能によって所定圧力に減圧されて側管ＳＰを通過し、その下流へ供給される。
又、側管ＳＰ下流に連通している圧力室43内の蒸気圧力は、操作弁３の調節バネ50で設定された圧力以下にあるため、調節バネ50の弾性力により、感圧ダイヤフラム47及びベローズ44（弁棒42）を介して圧力感知弁37が閉弁方向へ押圧され閉弁しており、パイロット弁２には、一次側圧力室８からの蒸気が流動しないため、パイロット弁２は動作せず、ダイヤフラム室15へ蒸気が供給されないので、ダイヤフラム16は主弁11の開弁方向へ変位できず、主弁11の閉弁方向へ作用する主弁バネ13の弾性力及び一次側圧力によって主弁11は閉弁しており、本管ＭＰから蒸気は流れていない。
そして、支流減圧弁1bを経て流入する圧力室43内の蒸気の圧力が、操作弁３の設定圧力（調節バネ50の弾性力）より以上に達すると、かかる圧力を受圧する感圧ダイヤフラム47は圧力感知弁37の開弁方向へ変位し、その結果、圧力感知弁37の開弁方向へ作用する圧力感知弁バネ41及び一次側圧力室８の一次側圧力により、圧力感知弁37は開弁し、一次側圧力室８から流路36、流路20ａを介してパイロット弁２の連通室22ａへ蒸気が流動する。
パイロット弁２では、その調節バネ33の弾性力により補助弁21が開弁しているため、一次側圧力室８側からの蒸気は、流路23、24から導管20ｂを経てダイヤフラム室15に流入すると共に、分岐導管20ｃ、オリフィス34を経て二次側圧力室９へ流入する。
そして、上記流路23、24を通る流量がオリフィス34を通る流量より多くなると、ダイヤフラム室15の操作圧が上昇し、主弁11背部の一次側圧力及び主弁バネ13の弾性力に打ち勝って主弁11を押し開き、一次側圧力室８から二次側圧力室９へ蒸気が流れ始める。
又、二次側圧力室９へ流入した蒸気は、検出管31より圧力調整室27へ導かれるため、パイロットダイヤフラム30は二次側圧力を受け、調節バネ33と釣り合い、二次側圧力の増減によりパイロットダイヤフラム30に作用する圧力と、調節バネ33が働き合って補助弁21による開度を加減し、ダイヤフラム室15への流入量を変化させて主弁11による開度を制御し、二次側を適正な圧力にする。
尚、二次側への負荷が無くなると、圧力調整室27の圧力が上昇し、補助弁バネ28により補助弁21が閉弁し、ダイヤフラム室15の操作圧がオリフィス34を通って二次側圧力室９へ逃げ、主弁11は主弁バネ13に押されて閉止する。
【００１０】
【発明の効果】
要するに本発明は、パイロット弁２と減圧弁本体1aの一次側圧力室８との流路36を開閉する圧力感知弁37を設け、該圧力感知弁37の弁棒42を、前記流路36と気密状に区画された圧力室43に突入させると共に、該圧力室43内の流体の圧力変動で変位する感圧ダイヤフラム47の接離により進退自在に設け、該感圧ダイヤフラム47を調節ネジ49にて弾性力が変更自在な調節バネ50で圧力感知弁37の閉弁方向に付勢した操作弁３を設けたパイロット作動式の本流用減圧弁と、該本流用減圧弁の本体1aより小流量にして、且つ、設定圧力がパイロット弁２の設定圧力以下で操作弁３の設定圧力より高く設定された支流用減圧弁1bとを蒸気供給管ＳＧに並列接続し、パイロット弁２の圧力制御室27を本体1aを介装接続した本管ＭＰ下流に接続し、操作弁３の圧力室43を支流用減圧弁1bを介装接続した側管ＳＰ下流に接続したので、下流への蒸気供給当初では、支流用減圧弁1bを介して側管ＳＰから蒸気を小流量で供給することにより、ウォーターハンマ等の現象の発生を軽減できると共に、側管ＳＰの下流圧力が上昇して設定圧力に達したことを操作弁３が感知することにより、本流用減圧弁の本体1aを機能させ、本管ＭＰからも蒸気を供給することが全て自動で行え、作業者が従来手動で行っていた手間、時間を完全に解消できる。
操作弁３の設定圧力は、調節ネジ49にて調節バネ50の弾性力を調整することにより、適宜変更できるため、ボイラＢの能力に応じた使用が可能となる等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】減圧装置の簡略配管系統図である。
【図２】本流用減圧弁の断面図である。
【図３】上記減圧弁の側面図である。
【図４】パイロット弁と操作弁の拡大断面図である。
【図５】操作弁の拡大断面図である。
【図６】従来の蒸気供給設備の簡略配管系統図である。
【符号の説明】
1a    減圧弁本体
1b    支流用減圧弁
２    パイロット弁
３    操作弁
４    弁箱
８    一次側圧力室
９    二次側圧力室
10    弁口
11    主弁
13    主弁バネ
14    弁棒
15    ダイヤフラム室
16    ダイヤフラム
20    流路
21    補助弁
26    弁棒
27    圧力制御室
30    パイロットダイヤフラム
33    調節バネ
36    流路
37    圧力感知弁
42    弁棒
43    圧力室
47    感圧ダイヤフラム
49    調節ネジ
50    調節バネ
ＳＧ  蒸気供給管
ＭＰ  本管
ＳＰ  側管
【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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