JP4748804B2 - 逆止弁機能付き減圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、逆止弁機能付き減圧弁に関するものである。

一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する弁体と、二次圧を受けて弁体を閉弁方向へ付勢するダイヤフラムと、弁体を開弁方向へ付勢するバネとを備える減圧弁と、流体の流れに関して減圧弁の上流に配設された逆止弁とを備えることを特徴とする減圧弁組立が特許文献１に開示されている。
特許文献１の減圧弁組立体によれば、減圧弁の二次圧は一次圧から減圧されて所定値以下に維持される。減圧弁組立体よりも上流側の流路の内圧が、減圧弁組立体よりも下流側の流路の内圧よりも低くなると、減圧弁組立体内の減圧弁よりも上流側の流路を逆止弁が閉鎖する。この結果、減圧弁組立体よりも下流側の流路内に在る水が、減圧弁組立体を越えて減圧弁組立体よりも上流側の流路に逆流する事態の発生が防止される。
特開２００６−０４８５４９

特許文献１の減圧弁組立体には、減圧弁と逆止弁とが別体なので、小型化が難しいという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、減圧弁機能と逆止弁機能とを有し、特許文献１の減圧弁組立体に比べて小型化された、弁装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する弁体と、二次圧を受けて弁体を閉弁方向へ付勢するダイヤフラムと、弁体を開弁方向へ付勢する第１バネとを備え、弁体は、二次圧による付勢力と第１バネの付勢力とを受ける基部と、基部に取り付けられ一次側通路から二次側通路へ流入する流体の動圧により開弁方向へ付勢されるベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとを有することを特徴とする逆止弁機能付き減圧弁を提供する。

本発明に係る減圧弁においては、一次側通路から二次側通路へ流体が流れる時は、流体の動圧を受けたベロフラム付き弁本体が第２バネの付勢力に抗して開弁方向へ変位している。この状態で、ダイヤフラムを介して弁体に印加される二次側通路の内圧である二次圧の付勢力と第１バネから弁体に印加される付勢力との大小関係に応じて弁体が開弁方向と閉弁方向とに移動し、二次圧は一次側通路の内圧である一次圧から減圧されて所定値以下に維持される。
一次圧が二次圧以下になると、一次側通路から二次側通路への流体の流れが停止し、ベロフラム付き弁本体に印加されていた流体の動圧が零になる。この結果、第２バネの付勢力を受けたベロフラム付き弁本体が閉弁方向へ変位して減圧弁は閉弁する。二次圧が低下し、第１バネの付勢力を受けた弁体が開弁方向へ移動しても、第２バネの付勢力を受けたベロフラム付き弁本体が閉弁方向へ変位して減圧弁の閉弁状態は維持される。この結果、減圧弁よりも下流側の流体が減圧弁よりも上流側へ逆流する事態の発生が阻止される。
本発明に係る減圧弁は、減圧弁機能と逆止弁機能とを有しているので、減圧弁とは別体で逆止弁を備える特許文献１の減圧弁組立体に比べて小型化されている。
減圧弁の弁体を、二次圧による付勢力と第１バネの付勢力とを受ける基部と、基部に取り付けられ一次側通路から二次側通路へ流入する流体の動圧により開弁方向へ付勢されるベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとで構成することにより、減圧弁の大型化を招くことなく、減圧弁に逆止弁機能を付加することができる。

本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、シリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端に形成された環状の弁座と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に配設されて弁座と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された弁流入口と、ピスンヘッドから延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、ダイヤフラムに対峙しダイヤフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して感圧室を形成するダイヤフラムケースと、感圧室と二次側通路とを連通させる連通路と、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧する第１バネと、第１バネを収容すると共にダイヤフラムケースと協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースと、前記弁流入口に対峙する一次側開口と弁体に対峙する二次側開口とを有する減圧弁ボディとを備え、弁体は、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端を有する基部と、内周縁部が基部に固定されたベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとを有する。
上記構成により、減圧弁機能と逆止弁機能とを有し、特許文献１の減圧弁組立体に比べて小型化された弁装置が具体的に提供される。

本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、シリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端に形成された環状の弁座と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に配設されて弁座と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された弁流入口と、ピスンヘッドから延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、ダイヤフラムに対峙しダイヤフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して感圧室を形成するダイヤフラムケースと、シリンダに形成され感圧室と二次側通路とを連通させる連通路と、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧する第１バネと、第１バネを収容すると共にダイヤフラムケースと協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースとを有する減圧弁カセットと、前記弁流入口に対峙する一次側開口と弁体に対峙する二次側開口とを有する減圧弁ボディとを備え、弁体は、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端を有する基部と、内周縁部が基部に固定されたベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとを有し、減圧弁カセットのシリンダが減圧弁ボディに挿入された状態で減圧弁カセットは着脱可能に減圧弁ボディに取り付けられる。
減圧弁を、弁機構部を備える減圧弁カセットと、減圧弁カセットが着脱可能に取り付けられる減圧弁ボディとで構成することにより、弁機構部の保守点検、取り替えが容易になる。

本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、シリンダに着脱可能に取り付けられて弁流入口を覆うストレーナを備える。
減圧弁カセットにストレーナを着脱可能に取り付けておけば、減圧弁カセットを保守する際にストレーナも一緒に保守することができる。

本発明の好ましい態様においては、シリンダとダイヤフラムケースと減圧弁ボディとが一体形成されている。
減圧弁のシリンダとダイヤフラムケースと減圧弁ボディとが一体形成された従来型の減圧弁にも本発明を適用することができる。

本発明により、減圧弁機能と逆止弁機能とを有し、特許文献１の減圧弁組立体に比べて小型化された弁装置が提供される。

本発明の実施例に係る減圧弁を説明する。
図１に示すように、減圧弁Ａは、減圧弁カセット１０と、減圧弁ボディ３０とを有している。
減圧弁カセット１０は、シリンダ１１と、シリンダ１１内で往復摺動するピストンヘッド１２と、ピスンヘッド１２の一方の端面から延びてシリンダ１１の一端からシリンダ１１外へ突出する第１ピストンロッド１３と、シリンダ１１の前記一端に形成された環状の弁座１４と、第１ピストンロッド１３のシリンダ１１外へ突出した一端に配設されて弁座１４と対峙する弁体１５とを備えている。
弁体１５は、第１ピストンロッド１３のシリンダ１１外へ突出した一端近傍に形成された鍔部１５ａ_１、第１ピストンロッド１３のシリンダ１１外へ突出した一端に螺着するナット１５ａ_２、第１ピストンロッド１３のシリンダ１１外へ突出した一端に外嵌合しナット１５ａ_２に当接する座金１５ａ_３が協働して形成する基部１５ａと、基部１５ａの鍔部１５ａ_１と座金１５ａ_３とに挟持されて基部１５ａに内周縁部が固定されたベロフラム１５ｂ_１を一体形成された一部として有する円環板状のベロフラム付き弁本体１５ｂと、ナット１５ａ_２に摺動可能に外嵌合してベロフラム付き弁本体１５ｂに当接固定された弁本体押え１５ｃと、一端がナット１５ａ_２に当接し他端が弁本体押え１５ｃに当接して、ベロフラム付き弁本体１５ｂを閉弁方向、すなわち弁座１４に接近する方向へ付勢するバネ１５ｄとを有している。
減圧弁カセット１０は、シリンダ１１周壁の第１ピストンロッド１３に対峙する部位の外面に形成された周溝１１ａの底部に形成された一対の弁流入口１６と、ピストンヘッド１２の他方の端面から延びてシリンダ１１の他端からシリンダ１１外へ突出する第２ピストンロッド１７と、第２ピストンロッド１７のシリンダ１１他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラム１８と、ダイヤフラム１８に対峙しダイヤフラム１８とシリンダ１１とピストンヘッド１２と協働して感圧室１９を形成するダイヤフラムケース２０と、シリンダ１１の周壁に形成され、シリンダ１１の前記一端から前記他端へ向けて延在して感圧室１９に減圧弁Ａの二次圧を導く一対の導圧穴２１と、ダイヤフラム１８を感圧室１９側へ押圧するバネ２２と、バネ２２を収容すると共にダイヤフラムケース２０と協働してダイヤフラム１８の周縁部を挟持するバネケース２３と、ピストンヘッド１２の周溝に収容されてピストンヘッド１２とシリンダ１１内周面との摺接部をシールするＯリング２４と、シリンダ１１の外周面に形成された周溝に収容されたＯリング２５、２６とを備えている。

シリンダ１１とダイヤフラムケース２０とは樹脂で一体形成されている。
ダイヤフラムケース２０とプレス加工された金属板製のバネケース２３とは螺子、かしめ等により結合されている。
一対の導圧穴２１は、長円形断面を有し、シリンダ中心軸線Ｘを間に挟んで互いに正対するように配設されている。一対の弁流入口１６は、導圧穴２１近傍部を扇形断面の柱状に残して、周溝１１ａの底壁を形成するシリンダ１１の周壁が所定周長に亙って切り欠かれて、形成されており、シリンダ中心軸線Ｘを間に挟んで互いに正対している。
シリンダ１１周壁の、ピストンヘッド摺動領域に、シリンダ１１の他端側端面から長手方向中央部まで達する環状溝１１ｂが形成され、ピストンヘッド摺動領域のシリンダ１１の周壁が、内管１１ｃと外管１１ｄとからなる二重管を形成している。環状溝１１ｂは導圧穴２１に連通している。

減圧弁ボディ３０は樹脂で形成されている。減圧弁ボディ３０は、減圧弁カセット１０のシリンダ１１が挿入される筒部３１と、弁流入口１６に対峙して筒部３１に形成された一次側開口３２と、一次側開口３２に連通する入口筒部３３と、弁体１５に対峙して筒部３１に形成された二次側開口３４と、二次側開口３４に連通する出口筒部３５とを有している。筒部３１の内周面はシリンダ１１の外周面に形成された周溝１１ａと協働して、弁流入口１６の外側に環状通路３６を形成している。

減圧弁カセット１０のシリンダ１１が減圧弁ボディ３０の筒部３１に挿入され、シリンダ１１と筒部３１の当接部がＯリング２５、２６によりシールされた状態で、減圧弁カセット１０が抜け止めピン２８を用いて着脱可能に減圧弁ボディ３０に取り付けられて、減圧弁Ａが構成されている。
減圧弁ボディ３０の入口筒部３３の上流端は、図示しない接続配管を介して図示しない給水管に接続されている。
減圧弁ボディ３０の出口筒部３５は図示しない接続配管を介して図示しない水関連機器に接続している。
弁座１４と弁体１５を形成するベロフラム付き弁本体１５ｂとの間の環状隙間よりも上流側の、入口筒部３３、一次側開口３２、環状通路３６、弁流入口１６、シリンダ１１の第１ピストンロッド１３に対峙する部位の内部空間は減圧弁Ａの一次側通路を形成し、弁座１４と弁体１５を形成するベロフラム付き弁本体１５ｂとの間の環状隙間よりも下流側の減圧弁ボディ３０の内部空間、二次側開口３４、出口筒部３５は減圧弁Ａの二次側通路を形成している。

減圧弁Ａにおいては、図示しない給水管から図示しない接続配管を介して供給された水が、入口筒部３３と一次側開口３２とを通って、筒部３１の内周面と周溝１１ａとにより形成された環状通路３６へ流入し、環状通路３６から弁流入口１６を通ってシリンダ１１内へ流入し、シリンダ１１内を弁座１４へ向けて流れ、弁座１４と弁体１５を形成するベロフラム付き弁本体１５ｂとの間の環状隙間を通ってシリンダ１１から流出し、二次側開口３４と出口筒部３５とを通って減圧弁Ａから流出する。
減圧弁Ａから流出した水は、図示しない接続配管を介して図示しない水関連機器に供給される。
弁座１４と弁体１５を形成するベロフラム付き弁本体１５ｂとの間の環状隙間を流水が通過する際に圧力損失が発生し、流水は減圧される。

二次側通路が導圧穴２１と環状溝１１ｂとを介して感圧室１９に連通することにより、二次側通路内の水圧である減圧弁Ａの二次圧がダイヤフラム１８に印加される。一次側通路内の水圧である減圧弁Ａの一次圧はピストンヘッド１２の周溝に収容されたＯリング２４がピストンヘッド１２とシリンダ１１の摺接部をシールすることにより、感圧室１９には伝達されず、ダイヤフラム１８には印加されない。
何らかの原因で二次圧が上昇するとバネ２２の付勢力に抗してダイヤフラム１８が弁座１４から遠ざかる方向へ弾性変形し、ダイヤフラム１８に固定された第２ピストンロッド１７が、ひいてはピストンヘッド１２、第１ピストンロッド１３がダイヤフラム１８に追随してダイヤフラム１８側へ移動し、弁体１５が弁座１４に接近する。この結果、弁座１４と弁体１５との間の環状隙間が狭まり、前記環状隙間を流水が通過する際の圧力損失が増加して二次圧が下降する。従って、減圧弁Ａにおいては、二次圧は所定値以下に維持される。

一次側通路から二次側通路へ水が流れている時は、図２（ａ）に示すように、流水の動圧を受けたベロフラム付き弁本体１５ｂがバネ１５ｄの付勢力に抗して開弁方向へ変位している。この状態で、ダイヤフラム１８を介して弁体１５に印加される二次圧の付勢力とバネ２２から弁体１５に印加される付勢力との大小関係に応じて、弁体１５が図２（ａ）に示す開弁方向と、図２（ｂ）に示す閉弁方向とに移動し、二次圧は一次圧から減圧されて所定値以下に維持される。
断水等の原因で一次圧が低下して二次圧以下になると、一次側通路から二次側通路への水流が停止し、ベロフラム付き弁本体１５ｂに印加されていた流水の動圧が零になる。この結果、バネ１５ｄの付勢力を受けたベロフラム付き弁本体１５ｂが閉弁方向へ変位して弁座１４に当接し、減圧弁Ａは閉弁する。二次圧が低下し、図２（ｃ）に示すように、バネ２２の付勢力を受けた弁体１５が開弁方向へ移動しても、バネ１５ｄの付勢力を受けたベロフラム付き弁本体１５ｂが閉弁方向へ変位して弁座１４に当接した状態が維持され、減圧弁Ａの閉弁状態は維持される。この結果、一次圧が二次圧以下になった時に、減圧弁Ａよりも下流側の流路内に在る水が、減圧弁Ａを越えて給水管に逆流する事態の発生が防止される。

減圧弁Ａは、減圧弁機能と逆止弁機能とを有しているので、減圧弁とは別体で逆止弁を備える特許文献１の減圧弁組立体に比べて小型化されている。
減圧弁Ａの弁体１５を、基部１５ａと、基部１５ａに内周縁部が固定されたベロフラム１５ｂ_１を一体形成された一部として有する円環板状のベロフラム付き弁本体１５ｂと、基部１５に係合してベロフラム付き弁本体１５ｂを閉弁方向、すなわち弁座１４に接近する方向へ付勢するバネ１５ｄとで構成することにより、簡便に且つ減圧弁Ａの大型化を招くことなく、減圧弁Ａに逆止弁機能を付加することができる。
減圧弁Ａを、弁機構部を備える減圧弁カセット１０と、減圧弁カセット１０が着脱可能に取り付けられる減圧弁ボディ３０とで構成することにより、弁機構部の保守点検、取り替えが容易になる。

周溝１１ａを取り巻いて弁流入口１６を覆う筒状のストレーナ２７を、シリンダ１１の外周面に着脱可能に取り付けても良い。ストレーナ２７の配設により、弁内部への異物の侵入が阻止され、減圧弁Ａが保護される。減圧弁カセット１０のシリンダ１１を減圧弁ボディ３０の筒部３１から引き抜いて減圧弁カセット１０を保守する際に、ストレーナ２７も一緒に保守することができる。

減圧弁Ａにおいては、減圧弁カセット１０を減圧弁ボディ３０とは別体とし、減圧弁カセット１０を減圧弁ボディ３０に着脱可能に取り付けたが、減圧弁カセット１０を形成するシリンダ１１、ダイヤフラムケース２０と、減圧弁ボディ３０を形成する筒部３１、入口筒部３３、出口筒部３５とを一体形成して、一体物のボディとしても良い。

本発明は、種々の水関連機器の減圧弁に広く利用可能である。

本発明の実施例に係る減圧弁の構造図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。尚（ａ）は、（ｂ）のａ−ａ矢視図である。 本発明の実施例１に係る減圧弁の作動を示す部分拡大断面図である。（ａ）は開弁時の断面図であり、（ｂ）は閉弁時の断面図であり、（ｃ）は一次圧が二次圧以下になった時、すなわち逆止弁動作時の断面図である。

符号の説明

Ａ 減圧弁
１０ 減圧弁カセット
１１ シリンダ
１２ ピストンヘッド
１３ 第１ピストンロッド
１４ 弁座
１５ 弁体
１５ａ 基部
１５ｂ ベロフラム付き弁本体
１５ｄ バネ
１７ 第２ピストンロッド
１８ ダイヤフラム
１９ 感圧室
２０ ダイヤフラムケース
２２ バネ
３０ 減圧弁ボディ
３１ 筒体
３３ 入口筒部
３５ 出口筒部

Claims (5)

1. 一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する弁体と、二次圧を受けて弁体を閉弁方向へ付勢するダイヤフラムと、弁体を開弁方向へ付勢する第１バネとを備え、弁体は、二次圧による付勢力と第１バネの付勢力とを受ける基部と、基部に取り付けられ一次側通路から二次側通路へ流入する流体の動圧により開弁方向へ付勢されるベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとを有することを特徴とする逆止弁機能付き減圧弁。
2. シリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端に形成された環状の弁座と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に配設されて弁座と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された弁流入口と、ピスンヘッドから延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、ダイヤフラムに対峙しダイヤフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して感圧室を形成するダイヤフラムケースと、感圧室と二次側通路とを連通させる連通路と、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧する第１バネと、第１バネを収容すると共にダイヤフラムケースと協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースと、前記弁流入口に対峙する一次側開口と弁体に対峙する二次側開口とを有する減圧弁ボディとを備え、弁体は、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端を有する基部と、内周縁部が基部に固定されたベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとを有することを特徴とする請求項１に記載の逆止弁機能付き減圧弁。
3. シリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端に形成された環状の弁座と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に配設されて弁座と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された弁流入口と、ピスンヘッドから延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、ダイヤフラムに対峙しダイヤフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して感圧室を形成するダイヤフラムケースと、シリンダに形成され感圧室と二次側通路とを連通させる連通路と、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧する第１バネと、第１バネを収容すると共にダイヤフラムケースと協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースとを有する減圧弁カセットと、前記弁流入口に対峙する一次側開口と弁体に対峙する二次側開口とを有する減圧弁ボディとを備え、弁体は、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端を有する基部と、内周縁部が基部に固定されたベロフラム付き弁本体と、基部に係合してベロフラム付き弁本体を閉弁方向へ付勢する第２バネとを有し、減圧弁カセットのシリンダが減圧弁ボディに挿入された状態で減圧弁カセットは着脱可能に減圧弁ボディに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁機能付き減圧弁。
4. シリンダに着脱可能に取り付けられて弁流入口を覆うストレーナを備えることを特徴とする請求項３に記載の逆止弁機能付き減圧弁。
5. シリンダとダイヤフラムケースと減圧弁ボディとが一体形成されていることを特徴とする請求項２に記載の逆止弁機能付き減圧弁。

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