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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-06
(45)【発行日】2024-08-15
(54)【発明の名称】減圧弁
(51)【国際特許分類】
G05D 16/06 20060101AFI20240807BHJP
F16K 17/196 20060101ALI20240807BHJP
【ＦＩ】
G05D16/06 R
F16K17/196 A
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021040856
(22)【出願日】2021-03-12
(65)【公開番号】P2022140159
(43)【公開日】2022-09-26
【審査請求日】2023-12-20
(73)【特許権者】
【識別番号】391060029
【氏名又は名称】株式会社ダンレイ
(74)【代理人】
【識別番号】100095245
【弁理士】
【氏名又は名称】坂口 嘉彦
(72)【発明者】
【氏名】岩元 勇樹
(72)【発明者】
【氏名】上村 高弘
(72)【発明者】
【氏名】高橋 信一
(72)【発明者】
【氏名】田口 二郎
【審査官】田中 友章
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１０１９４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８７８３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－９７７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第４１７１００４（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｄ １６／０６
Ｆ１６Ｋ １７／１９６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を二次側通路の内圧に応じて可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、減圧弁機構の開弁時には閉弁し減圧弁機構の閉弁時に二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、ボディと、ボディの一部を形成する接続部を介してボディに連結しボディの一部を形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材と、ピストンヘッドの一端部から延びてシリンダの一端部からシリンダ外の二次側通路へ突出するピストンロッドと、シリンダの前記一端部が形成する第１弁座と、ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座と対峙する第１弁体と、シリンダ周壁のピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドを閉弁方向へ付勢する第１バネと、小径部と大径部とを有し小径部の一端部が大径部の一端部に接続すると共にピストンヘッドの他端部に対峙し周壁に切欠が形成された大径部がシリンダに摺動可能に外嵌合する筒体と、前記筒体の小径部に中心部が固定されたダイアフラムと、ボディの一部により形成されダイアフラムに対峙しダイアフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して二次側通路に連通する感圧室を形成するダイアフラムケースと、ダイアフラムを感圧室側へ押圧する第２バネと、第２バネと前記筒体小径部の他端部とを収容すると共にダイアフラムケースと協働してダイアフラムの周縁部を挟持し更に外部環境との連通穴が形成されたバネケースと、前記筒体小径部の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体と、ピストンヘッドの他端部に配設され前記筒体小径部の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体に対峙する第２弁体又は第２弁座を備え、第１弁体と第１弁座とが減圧弁機構の弁体と弁座とを形成し、第２弁座と第２弁体とが逃し弁機構の弁座と弁体を形成し、ピストンヘッドの一次側通路内圧受圧面積Ａmm2と第１弁体の一次側通路内圧受圧面積Ｂmm2の差Ａ－Ｂと第１弁体の一次側通路内圧受圧部周長Ｌmmの比（Ａ－Ｂ）／Ｌが０<（Ａ－Ｂ）／Ｌ≦０．１５であることを特徴とする減圧弁。
【請求項2】
一次側通路が樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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止水機能を有する弁体を備える減圧弁機構と、二次側通路の内圧である二次圧が所定値を超えると開弁して二次圧を外部環境に逃し、二次側通路に対峙するダイアフラム等を保護する逃し弁機構/とを備え、住宅等の給湯機に接続される減圧弁に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を二次側通路の内圧に応じて可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、減圧弁機構の開弁時には閉弁し減圧弁機構の閉弁時に二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、ボディと、ボディの一部を形成する接続部を介してボディに連結しボディの一部を形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材と、ピストンヘッドの一端部から延びてシリンダの一端部からシリンダ外の二次側通路へ突出するピストンロッドと、シリンダの前記一端部が形成する第１弁座と、ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座と対峙する第１弁体と、シリンダ周壁のピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドを閉弁方向へ付勢する第１バネと、小径部と大径部とを有し小径部の一端部が大径部の一端部に接続すると共にピストンヘッドの他端部に対峙し周壁に切欠が形成された大径部がシリンダに摺動可能に外嵌合する筒体と、前記筒体の小径部に中心部が固定されたダイアフラムと、ボディの一部により形成されダイアフラムに対峙しダイアフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して二次側通路に連通する感圧室を形成するダイアフラムケースと、ダイアフラムを感圧室側へ押圧する第２バネと、第２バネと前記筒体小径部の他端部とを収容すると共にダイアフラムケースと協働してダイアフラムの周縁部を挟持し更に外部環境との連通穴が形成されたバネケースと、前記筒体小径部の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体と、ピストンヘッドの他端部に配設され前記筒体小径部の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体に対峙する第２弁体又は第２弁座を備え、第１弁体と第１弁座とが減圧弁機構の弁体と弁座とを形成し、第２弁座と第２弁体とが逃し弁機構の弁座と弁体を形成した減圧弁が、特許文献１に開示されている。
特許文献１の図１に示されているように、また本願の図１、２に示すように、特許文献１の減圧弁１００は、減圧弁機構１０１、逃し弁機構１０２に加えて、減圧弁機構の閉弁時に一次側通路の内圧である一次圧が所定値を超えると開弁して一次圧を二次側通路へ逃すブローバルブ１０３を備えている。二次側通路へ逃された一次圧は、図２に示すように逃し弁機構１０２を介して外部環境へ逃されて、減圧弁１００の一次通路側部分が保護される。
特許文献１の図１に示されているように、また本願の図１、２に示すように、特許文献１の減圧弁１００は、減圧弁機構１０１、逃し弁機構１０２に加えて、減圧弁機構の閉弁時に一次側通路の内圧である一次圧が所定値を超えると開弁して一次圧を二次側通路へ逃すブローバルブ１０３を備えている。二次側通路へ逃された一次圧は、図２に示すように逃し弁機構１０２を介して外部環境へ逃されて、減圧弁１００の一次通路側部分が保護される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－１０１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の減圧弁には、減圧弁機構１０１と逃し弁機構１０２とブローバルブ１０３とを備えるので構成が複雑であるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ブローバルブの機能を維持しつつブローバルブを廃止した構成が簡素な減圧弁を提供することを目的とする。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ブローバルブの機能を維持しつつブローバルブを廃止した構成が簡素な減圧弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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の境界部の流路面積を二次側通路の内圧に応じて可変調整する止水機能を有する減圧弁機構と、減圧弁機構の開弁時には閉弁し減圧弁機構の閉弁時に二次側通路の内圧に応じて開閉する逃し弁機構とを備え、減圧弁機構と逃し弁機構とは中心軸線を共有するリフト弁機構である減圧弁であって、ボディと、ボディの一部を形成する接続部を介してボディに連結しボディの一部を形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材と、ピストンヘッドの一端部から延びてシリンダの一端部からシリンダ外の二次側通路へ突出するピストンロッドと、シリンダの前記一端部が形成する第１弁座と、ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座と対峙する第１弁体と、シリンダ周壁のピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドを閉弁方向へ付勢する第１バネと、小径部と大径部とを有し小径部の一端部が大径部の一端部に接続すると共にピストンヘッドの他端部に対峙し周壁に切欠が形成された大径部がシリンダに摺動可能に外嵌合する筒体と、前記筒体の小径部に中心部が固定されたダイアフラムと、ボディの一部により形成されダイアフラムに対峙しダイアフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して二次側通路に連通する感圧室を形成するダイアフラムケースと、ダイアフラムを感圧室側へ押圧する第２バネと、第２バネと前記筒体小径部の他端部とを収容すると共にダイアフラムケースと協働してダイアフラムの周縁部を挟持し更に外部環境との連通穴が形成されたバネケースと、前記筒体小径部の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体と、ピストンヘッドの他端部に配設され前記筒体小径部の前記一端部に配設された第２弁座又は第２弁体に対峙する第２弁体又は第２弁座を備え、第１弁体と第１弁座とが減圧弁機構の弁体と弁座とを形成し、第２弁座と第２弁体とが逃し弁機構の弁座と弁体を形成し、ピストンヘッドの一次側通路内圧受圧面積Ａmm2と第１弁体の一次側通路内圧受圧面積Ｂmm2の差Ａ－Ｂと第１弁体の一次側通路内圧受圧部周長Ｌmmの比（Ａ－Ｂ）／Ｌが０<（Ａ－Ｂ）／Ｌ≦０．１５であることを特徴とする減圧弁を提供する。
（Ａ－Ｂ）／Ｌに一次側通路内圧を掛けると、第１弁体と第１弁座の当接部に働く単位周長当たりの閉弁方向の付勢力になる。従って、（Ａ－Ｂ）／Ｌを調整することにより、第１弁体と第１弁座の当接部に働く単位周長当たりの閉弁方向の付勢力を調整して、減圧弁閉弁時の減圧弁の漏れ易さを調整することが可能である。この結果、減圧弁にブローバルブの機能を持たせ、減圧弁閉弁時に意図的に所定値を超える一次側通路内圧を二次側通路へ逃がし、逃し弁を介して外部環境へ逃がすことが可能になる。
本発明に好ましい態様においては、一次側通路は樹脂で形成されている。
ボディが樹脂で形成されている場合、ブローバルブ機能により樹脂製の一次側通路の損傷が防止される。
（Ａ－Ｂ）／Ｌに一次側通路内圧を掛けると、第１弁体と第１弁座の当接部に働く単位周長当たりの閉弁方向の付勢力になる。従って、（Ａ－Ｂ）／Ｌを調整することにより、第１弁体と第１弁座の当接部に働く単位周長当たりの閉弁方向の付勢力を調整して、減圧弁閉弁時の減圧弁の漏れ易さを調整することが可能である。この結果、減圧弁にブローバルブの機能を持たせ、減圧弁閉弁時に意図的に所定値を超える一次側通路内圧を二次側通路へ逃がし、逃し弁を介して外部環境へ逃がすことが可能になる。
本発明に好ましい態様においては、一次側通路は樹脂で形成されている。
ボディが樹脂で形成されている場合、ブローバルブ機能により樹脂製の一次側通路の損傷が防止される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】従来の減圧弁の減圧弁機構閉弁時且つブローバルブ閉弁時且つ逃し弁機構閉弁時の断面図である。
【図2】従来の減圧弁の減圧弁機構閉弁時且つブローバルブ開弁時且つ逃し弁機構開弁時の断面図である。
【図3】本発明の実施例に係る減圧弁の減圧弁機構閉弁時且つ逃し弁機構閉弁時の断面図である。
【図4】本発明の実施例に係る減圧弁の減圧弁機構閉弁時且つ逃し弁機構開弁時の断面図である。
【図5】本発明の実施例に係る減圧弁の性能試験装置のブロック図である。
【図6】本発明の実施例に係る減圧弁の性能試験結果を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の実施例に係る減圧弁を説明する。
図３、４に示すように、減圧弁１は樹脂製のボディ２を備えている。ボディ２は、一次側通路２ａと二次側通路２ｂとが内部に形成されると共に、シリンダ２ｃとダイアフラムケース２ｄとを有している。シリンダ２ｃはボディ２の一部を形成する環状壁２ｅを介してボディ２に連結しボディ２の一部を形成している。一次側通路２ａは図示しない配管を介して図示しない水道配管に接続され、二次側通路２ｂは図示しない配管を介して図示しない住宅用給湯機と吐水装置とに接続されている。
減圧弁１は、シリンダ２ｃ内で往復摺動するピストンヘッド３と、ピストンヘッド３とシリンダ２ｃ内周面との摺接部をシールするＯリング４と、ピストンヘッド３の一端部から延びてシリンダ２ｃの一端部からシリンダ２ｃ外の二次側通路２ｂへ突出するピストンロッド５と、シリンダ２ｃの前記一端部が形成する第１弁座６と、ピストンロッド５のシリンダ２ｃ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座６と対峙する第１弁体７と、シリンダ２ｃ周壁のピストンロッド５に対峙する部位に形成された開口８と、第１弁体７に係合してピストンヘッド３を閉弁方向へ付勢する第１バネ９と、ボディ２に圧入固定されてボディ２の一部を形成し、第１バネ９を支持すると共に第１弁体７を摺動可能に案内するバネ押さえ２ｆとを備えている。
図３、４に示すように、減圧弁１は樹脂製のボディ２を備えている。ボディ２は、一次側通路２ａと二次側通路２ｂとが内部に形成されると共に、シリンダ２ｃとダイアフラムケース２ｄとを有している。シリンダ２ｃはボディ２の一部を形成する環状壁２ｅを介してボディ２に連結しボディ２の一部を形成している。一次側通路２ａは図示しない配管を介して図示しない水道配管に接続され、二次側通路２ｂは図示しない配管を介して図示しない住宅用給湯機と吐水装置とに接続されている。
減圧弁１は、シリンダ２ｃ内で往復摺動するピストンヘッド３と、ピストンヘッド３とシリンダ２ｃ内周面との摺接部をシールするＯリング４と、ピストンヘッド３の一端部から延びてシリンダ２ｃの一端部からシリンダ２ｃ外の二次側通路２ｂへ突出するピストンロッド５と、シリンダ２ｃの前記一端部が形成する第１弁座６と、ピストンロッド５のシリンダ２ｃ外へ突出した一端部に固定されて第１弁座６と対峙する第１弁体７と、シリンダ２ｃ周壁のピストンロッド５に対峙する部位に形成された開口８と、第１弁体７に係合してピストンヘッド３を閉弁方向へ付勢する第１バネ９と、ボディ２に圧入固定されてボディ２の一部を形成し、第１バネ９を支持すると共に第１弁体７を摺動可能に案内するバネ押さえ２ｆとを備えている。
【0008】
減圧弁１は、小径部１０ａと大径部１０ｂとを有し、小径部１０ａの一端部が大径部１０ｂの一端部に接続すると共にシリンダ２ｃ外へ突出したピストンヘッド３の他端部に対峙し、周壁に切欠１０ｃが形成された大径部１０ｂがシリンダ２ｃに摺動可能に外嵌合する筒体１０を備えている。シリンダ２ｃの他端部から後述する感圧室１２内へ突出するピストンヘッド３の他端部から径方向外方へ延びる複数の爪３ａが筒体大径部１０ｂの複数の切欠１０ｃに進入している。切欠１０ｃは筒体大径部１０ｂの他端から筒体軸線方向へ延びる第１部位と前記第１部位の終端から周方向へ延びる第２部位とを有しており、爪３ａは切欠１０ｃの第１部位を経由して第２部位に進入し、第２部位内に止まっている。
【0009】
減圧弁１は、前記筒体の小径部１０ａに中心部が固定されたダイアフラム１１と、ボディ２の一部により形成されダイアフラム１１に対峙しダイアフラム１１とシリンダ２ｃとピストンヘッド３と環状壁２ｅと協働して二次側通路２ｂに連通する感圧室１２を形成する前述のダイアフラムケース２ｄと、ダイアフラム１１を感圧室１２側へ押圧する第２バネ１３と、第２バネ１３と前記筒体小径部１０ａの他端部とを収容すると共にダイアフラムケース２ｄと協働してダイアフラム１１の周縁部を挟持するバネケース１４と、バネケース１４の一部を形成すると共に外部環境へ延びる排水筒１４ａと、筒体小径部１０ａの前記一端部に配設された第２弁座１５と、ピストンヘッド３の他端部に配設され前記筒体小径部１０ａの前記一端部に配設された第２弁座１５に対峙する第２弁体１６と、第２弁体１６を閉弁方向へ付勢する第３バネ１７を備えている。第３バネ１７のバネ定数は小さな値に設定されている。
【0010】
シリンダ２ｃ、ピストンヘッド３、第１弁座６、第１弁体７、第１バネ９、ダイアフラム１１、第２バネ１３等によって減圧弁機構αが形成されている。
筒体１０、第２弁座１５、第２弁体１６、第３バネ１７、ピストンヘッド３、第１バネ９等により逃し弁機構βが形成されている。
減圧弁機構αと逃し弁機構βとは中心軸線Ｘを共有するリフト弁機構である
後述するように、減圧弁機構αが開弁している時は、逃し弁機構βは閉弁しており、ピストンヘッド３と筒体１０は一体となって往復移動する。減圧弁機構αが閉弁した後、二次側通路２ｂの内圧が上昇して所定値を超えると、筒体１０がピストンヘッド３から離間して逃し弁機構βが開弁する。
ピストンヘッド３の一次側通路内圧受圧面積Ａmm2（シリンダ２ｃ内壁面が形成する円の面積－ピストンロッド５最小断面積）と第１弁体７の一次側通路内圧受圧面積Ｂmm2（弁座６先端が形成する円の面積－ピストンロッド５最小断面積）の差Ａ－Ｂと第１弁体の一次側通路内圧受圧部周長Ｌmm（弁座６先端が形成する円の周長）の比（Ａ－Ｂ）／Ｌが０<（Ａ－Ｂ）／Ｌ≦０．１５に設定されている。
図２に示した従来のブローバルブ１０３は配設されていない。
筒体１０、第２弁座１５、第２弁体１６、第３バネ１７、ピストンヘッド３、第１バネ９等により逃し弁機構βが形成されている。
減圧弁機構αと逃し弁機構βとは中心軸線Ｘを共有するリフト弁機構である
後述するように、減圧弁機構αが開弁している時は、逃し弁機構βは閉弁しており、ピストンヘッド３と筒体１０は一体となって往復移動する。減圧弁機構αが閉弁した後、二次側通路２ｂの内圧が上昇して所定値を超えると、筒体１０がピストンヘッド３から離間して逃し弁機構βが開弁する。
ピストンヘッド３の一次側通路内圧受圧面積Ａmm2（シリンダ２ｃ内壁面が形成する円の面積－ピストンロッド５最小断面積）と第１弁体７の一次側通路内圧受圧面積Ｂmm2（弁座６先端が形成する円の面積－ピストンロッド５最小断面積）の差Ａ－Ｂと第１弁体の一次側通路内圧受圧部周長Ｌmm（弁座６先端が形成する円の周長）の比（Ａ－Ｂ）／Ｌが０<（Ａ－Ｂ）／Ｌ≦０．１５に設定されている。
図２に示した従来のブローバルブ１０３は配設されていない。
【0011】
減圧弁１の作動を説明する。
二次側通路２ｂに図示しない配管を介して接続された図示しない吐水装置が閉鎖され、前記配管内の水流が停止している時は、図３に示すように、第１弁体７が第１弁座６に当接して減圧弁機構αは閉弁している。逃し弁機構βも二次側通路２ｂの内圧（以下二次圧と呼ぶ）が開弁圧に達していないかぎり、第１バネ９の付勢力を受けた第２弁体１６が第２弁座１５に当接して閉弁している。
二次側通路２ｂと感圧室１２とは連通しているので、二次圧がダイアフラム１１に印加される。一次側通路２ａの内圧である一次圧はオーリング４がピストンヘッド３とシリンダ２ｃとの摺接部をシールすることにより、感圧室１２には伝達されず、ダイアフラム１１には印加されない。
二次側通路２ｂに図示しない配管を介して接続された図示しない吐水装置が閉鎖され、前記配管内の水流が停止している時は、図３に示すように、第１弁体７が第１弁座６に当接して減圧弁機構αは閉弁している。逃し弁機構βも二次側通路２ｂの内圧（以下二次圧と呼ぶ）が開弁圧に達していないかぎり、第１バネ９の付勢力を受けた第２弁体１６が第２弁座１５に当接して閉弁している。
二次側通路２ｂと感圧室１２とは連通しているので、二次圧がダイアフラム１１に印加される。一次側通路２ａの内圧である一次圧はオーリング４がピストンヘッド３とシリンダ２ｃとの摺接部をシールすることにより、感圧室１２には伝達されず、ダイアフラム１１には印加されない。
【0012】
前記吐水装置が開放されると、二次圧が低下し、ダイアフラム１１に印加される二次圧による閉弁方向の付勢力が減少して、第１弁体７が第１弁座６から離れ、減圧弁機構αは開弁する。第１弁体７と第１弁座６との間に形成された環状隙間を水道水が流れる際に圧力損失が発生し、水道水は減圧される。
減圧弁機構αの作動時には、ピストンヘッド３の他端部に配設された第２弁体１６とその周囲のピストンヘッド３他端部が、筒体１０小径部１０ａの一端部に配設された第２弁座１５とその周囲の筒体１０小径部１０ａと大径部１０ｂの接続部に、第１バネ９の付勢力で当接してピストンヘッド３と筒体１０とが一体となって往復動する。
減圧弁機構αの作動中に、何らかの原因で二次圧が上昇すると、第２バネ１３の付勢力に抗してダイアフラム１１が第１弁座６から遠ざかる方向へ弾性変形し、ダイアフラム１１に固定された筒体１０がピストンヘッド３から遠ざかる方向へ移動し、第１バネ９の付勢力を受けたピストンヘッド３が、ひいては第１弁体７が筒体１０に追随して移動し、第１弁体７が第１弁座６に接近する。この結果、第１弁座７と第１弁体６との間の環状隙間が狭まり、前記環状隙間を水道水が通過する際の圧力損失が増加する。この結果、二次圧が下降する。従って、減圧弁機構αにより、二次圧は所定の設定圧に維持される。
減圧弁機構αの作動時には、ピストンヘッド３の他端部に配設された第２弁体１６とその周囲のピストンヘッド３他端部が、筒体１０小径部１０ａの一端部に配設された第２弁座１５とその周囲の筒体１０小径部１０ａと大径部１０ｂの接続部に、第１バネ９の付勢力で当接してピストンヘッド３と筒体１０とが一体となって往復動する。
減圧弁機構αの作動中に、何らかの原因で二次圧が上昇すると、第２バネ１３の付勢力に抗してダイアフラム１１が第１弁座６から遠ざかる方向へ弾性変形し、ダイアフラム１１に固定された筒体１０がピストンヘッド３から遠ざかる方向へ移動し、第１バネ９の付勢力を受けたピストンヘッド３が、ひいては第１弁体７が筒体１０に追随して移動し、第１弁体７が第１弁座６に接近する。この結果、第１弁座７と第１弁体６との間の環状隙間が狭まり、前記環状隙間を水道水が通過する際の圧力損失が増加する。この結果、二次圧が下降する。従って、減圧弁機構αにより、二次圧は所定の設定圧に維持される。
【0013】
減圧弁機構αの作動中に、二次圧が減圧弁機構αの閉弁圧まで上昇すると、第１弁体７が第１弁座６に当接して減圧弁機構αは図３の閉弁状態になる。この時、第２弁体１６とその周囲のピストンヘッド３他端部と、筒体１０小径部１０ａの一端部に配設された第２弁座１５とその周囲の筒体１０小径部１０ａと大径部１０ｂの接続部、との当接部には減圧弁機構α閉弁時の第１バネ９の付勢力から第１弁体７と第１弁座６の当接部に働く押圧力を差し引いた押圧力が作用している。
二次圧が減圧弁機構αの閉弁圧を超えて更に上昇すると、ダイアフラム１１が第１弁座６から遠ざかる方向へ更に弾性変形し、筒体１０がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動する。筒体１０がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動すると、第２弁体１６周囲のピストンヘッド３他端部と第２弁座１５周囲の筒体１０小径部１０ａと大径部１０ｂの接続部との当接部に働いていた押圧力が零になる一方、第１バネ９の残存付勢力である第３バネ１７の付勢力を受けた第２弁体１６は、第２弁座１５との間の押圧力を減少させつつ第２弁座１５との当接状態を維持して筒体１０の移動に追随し、逃し弁機構βの閉弁状態が維持される。その後、第２弁体１６の逃し弁機構β閉弁方向への移動が図示しないストッパーによって阻止される。
二次圧が減圧弁機構αの閉弁圧を超えて更に上昇すると、ダイアフラム１１が第１弁座６から遠ざかる方向へ更に弾性変形し、筒体１０がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動する。筒体１０がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動すると、第２弁体１６周囲のピストンヘッド３他端部と第２弁座１５周囲の筒体１０小径部１０ａと大径部１０ｂの接続部との当接部に働いていた押圧力が零になる一方、第１バネ９の残存付勢力である第３バネ１７の付勢力を受けた第２弁体１６は、第２弁座１５との間の押圧力を減少させつつ第２弁座１５との当接状態を維持して筒体１０の移動に追随し、逃し弁機構βの閉弁状態が維持される。その後、第２弁体１６の逃し弁機構β閉弁方向への移動が図示しないストッパーによって阻止される。
【0014】
二次側機器の故障や水撃等によって二次圧が更に上昇して所定値を超えると、筒体１０がピストンヘッド３から更に遠ざかる方向へ移動し、第１バネ９の残存付勢力である第３バネ１７の付勢力が零になり、第２弁体１６と第２弁座１５との間の押圧力が零になり、図４に示すように、第２弁座１５が第２弁体１６から離れ、逃し弁機構βが開弁する。感圧室１２が、ひいては二次側通路２ｂが、筒状部材１０の大径部１０ｂに形成された切欠１０ｃと、第２弁座１５と第２弁体１６の間の隙間と、筒状部材１０の小径部１０ａと、バネケース１４の内部空間と、排水筒１４ａと、を介して外部環境に連通する。この結果、感圧室１２内、ひいては二次側通路２ｂ内の流体がバネケース１４の内部空間へ流入し、排水筒１４ａを介して外部環境に放出され、二次圧が低下して、二次側通路２ｂに接続された水回り機器と減圧弁１の損傷が防止される。
二次圧が所定値まで低下すると逃し弁機構βが閉弁して、図３に示す状態に復帰し、更に減圧弁閉弁圧よりも低下すると、第１弁体７が第１弁座６から離れて減圧弁機構αが開弁する。
二次圧が所定値まで低下すると逃し弁機構βが閉弁して、図３に示す状態に復帰し、更に減圧弁閉弁圧よりも低下すると、第１弁体７が第１弁座６から離れて減圧弁機構αが開弁する。
【0015】
減圧弁機構αの閉弁時に一次圧が上昇すると、第１弁体７と第１弁座６の当接部を介して一次圧が僅かずつ二次側通路２ｂへ漏れ、従来のブローバルブの設定圧近傍まで一次圧が上昇すると漏れ量が急増して、二次圧が急増し逃し弁機構βが開弁する。この結果、一次圧が外部環境へ逃がされて、減圧弁１の樹脂製の一次側通路の損傷が防止される。
【0016】
減圧弁１の性能試験を行った。試験の内容及び結果を以下に説明する。
（１）供試減圧弁諸性能：
一次圧（水道圧）：０～７５０ｋＰａ
設定圧（減圧弁が閉弁する二次圧）：１７５ｋＰａ
逃し弁開弁圧： １９２ｋＰａ
ブローバルブ開弁圧（従来の減圧弁が備えていたブローバルブの開弁圧）：約２．０ＭＰａ
（２）供試減圧弁の（Ａ－Ｂ）mm2／Ｌmmの数値
(1)０．３１（従来のブローバルブ付き減圧弁の値）
(2)０．１５（Ａを(1)の試供品と同一数値に固定し、第１弁座６の径を微調整してＢとＬを微調整した）
(3)０．０８（同上）
（３）試験装置及び試験手順
図５に示す装置を用い、以下の手順で試験を行った。
(1)開閉弁を開き、圧力源から水道圧１００ｋＰａを通水させる。
(2)開閉弁を閉じ配管内を水で満たす。二次圧が設定圧未満なので減圧弁機構αは開いており、一次圧、二次圧共に１００ｋＰａになる。
(3)圧力源から手押しポンプを用いて一次圧を上昇させる。二次圧が設定圧に達するまでは減圧弁機構αは開いており、一次圧と二次圧とは同一値を維持する。二次圧が設定圧に達すると減圧弁機構αが閉じる。
(4)一次圧が２００ｋＰａに達した時点で、圧力計を用いて一次圧と二次圧の計測を始める。一次圧が２００ｋＰａに達した時点では減圧弁機構αは既に閉じており、一次圧と二次圧とは異なる値になる。
(5)一次圧を上昇させつつ、一次圧と二次圧とを計測する。
（４）試験結果
（Ａ－Ｂ）／Ｌが０．３１（従来品に相当）、０．１５、０．０８の３つの試供品について一次圧と二次圧の相関線を図６に示す。
図６から分かるように、（Ａ－Ｂ）／Ｌが０．３１の従来品に相当する試供品では、一次圧が上昇しても二次圧は上昇せず逆に僅かに減少することがわかる。これは、減圧弁機構αの漏れがなく、第１弁体７が第１弁座６に食い込んで二次側通路２ｂの体積が僅かに増大したことを意味している。
一方（Ａ－Ｂ）／Ｌが０．１５、０．０８の試供品では、一次圧が減圧弁の通常使用域０～７５０ｋＰａにある時は二次圧の上昇は僅かであり、一次圧が通常使用域を超えた後に二次圧の上昇が増大して、一次圧が従来のブローバルブの開弁圧である２ＭＰａの近傍、１．５～２．０ＭＰａに達した時点で、二次圧が逃し弁機構βの開弁圧に達していることが分かる。これは、減圧弁が従来のブローバルブの機能を奏し、過大な一次圧を二次側通路と逃し弁機構βを介して外部環境に逃がしていることを意味している。
減圧弁の機能を担保する観点から一般にＡ>Ｂに設定されているので、（Ａ－Ｂ）／Ｌはプラスの値になる。従って、上記試験結果から、（Ａ－Ｂ）／Ｌを０<（Ａ－Ｂ）／Ｌ≦０．１５とすることにより、従来のブローバルブを減圧弁に代替させ、従来のブローバルブを廃止できることが実証された。
（１）供試減圧弁諸性能：
一次圧（水道圧）：０～７５０ｋＰａ
設定圧（減圧弁が閉弁する二次圧）：１７５ｋＰａ
逃し弁開弁圧： １９２ｋＰａ
ブローバルブ開弁圧（従来の減圧弁が備えていたブローバルブの開弁圧）：約２．０ＭＰａ
（２）供試減圧弁の（Ａ－Ｂ）mm2／Ｌmmの数値
(1)０．３１（従来のブローバルブ付き減圧弁の値）
(2)０．１５（Ａを(1)の試供品と同一数値に固定し、第１弁座６の径を微調整してＢとＬを微調整した）
(3)０．０８（同上）
（３）試験装置及び試験手順
図５に示す装置を用い、以下の手順で試験を行った。
(1)開閉弁を開き、圧力源から水道圧１００ｋＰａを通水させる。
(2)開閉弁を閉じ配管内を水で満たす。二次圧が設定圧未満なので減圧弁機構αは開いており、一次圧、二次圧共に１００ｋＰａになる。
(3)圧力源から手押しポンプを用いて一次圧を上昇させる。二次圧が設定圧に達するまでは減圧弁機構αは開いており、一次圧と二次圧とは同一値を維持する。二次圧が設定圧に達すると減圧弁機構αが閉じる。
(4)一次圧が２００ｋＰａに達した時点で、圧力計を用いて一次圧と二次圧の計測を始める。一次圧が２００ｋＰａに達した時点では減圧弁機構αは既に閉じており、一次圧と二次圧とは異なる値になる。
(5)一次圧を上昇させつつ、一次圧と二次圧とを計測する。
（４）試験結果
（Ａ－Ｂ）／Ｌが０．３１（従来品に相当）、０．１５、０．０８の３つの試供品について一次圧と二次圧の相関線を図６に示す。
図６から分かるように、（Ａ－Ｂ）／Ｌが０．３１の従来品に相当する試供品では、一次圧が上昇しても二次圧は上昇せず逆に僅かに減少することがわかる。これは、減圧弁機構αの漏れがなく、第１弁体７が第１弁座６に食い込んで二次側通路２ｂの体積が僅かに増大したことを意味している。
一方（Ａ－Ｂ）／Ｌが０．１５、０．０８の試供品では、一次圧が減圧弁の通常使用域０～７５０ｋＰａにある時は二次圧の上昇は僅かであり、一次圧が通常使用域を超えた後に二次圧の上昇が増大して、一次圧が従来のブローバルブの開弁圧である２ＭＰａの近傍、１．５～２．０ＭＰａに達した時点で、二次圧が逃し弁機構βの開弁圧に達していることが分かる。これは、減圧弁が従来のブローバルブの機能を奏し、過大な一次圧を二次側通路と逃し弁機構βを介して外部環境に逃がしていることを意味している。
減圧弁の機能を担保する観点から一般にＡ>Ｂに設定されているので、（Ａ－Ｂ）／Ｌはプラスの値になる。従って、上記試験結果から、（Ａ－Ｂ）／Ｌを０<（Ａ－Ｂ）／Ｌ≦０．１５とすることにより、従来のブローバルブを減圧弁に代替させ、従来のブローバルブを廃止できることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【0017】
本発明は、逃し弁機構を備える減圧弁に広く利用可能である。
【符号の説明】
【0018】
１ 減圧弁
２ ボディ
２ａ 一次側通路
２ｂ 二次側通路
２ｃ シリンダ
２ｄ ダイアフラムケース
３ ピストンヘッド
６ 第１弁座
７ 第１弁体
９ 第１バネ
１０ 筒体
１１ ダイアフラム
１２ 感圧室
１３ 第２バネ
１４ バネケース
１５ 第２弁座
１６ 第２弁体
１４ａ 排水筒
α 減圧弁機構
β 逃し弁機構
１０３ ブローバルブ
２ ボディ
２ａ 一次側通路
２ｂ 二次側通路
２ｃ シリンダ
２ｄ ダイアフラムケース
３ ピストンヘッド
６ 第１弁座
７ 第１弁体
９ 第１バネ
１０ 筒体
１１ ダイアフラム
１２ 感圧室
１３ 第２バネ
１４ バネケース
１５ 第２弁座
１６ 第２弁体
１４ａ 排水筒
α 減圧弁機構
β 逃し弁機構
１０３ ブローバルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】