JPH06117571A - パイロット式ダイアフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 抽出穴の径を減ずることなく，十分なウォー
タハンマ抑止効果を有し，目詰まりを生じ難いパイロッ
ト式ダイアフラム弁を提供する。 【構成】 給液部と排液部と，両部の連通孔を開閉する
ダイアフラム弁体５０と，連通口閉鎖面と反対側に形成
された背圧室と，排液部と背圧室とを連通する排液側通
路１９と，給液部と背圧室とを連通する給液側通路２０
と，排液側通路の背圧室側開口部３４を開閉するプラン
ジャ４とを具備するパイロット式ダイアフラム弁におい
て，ダイアフラム弁体のプランジャ当接部５１に給液側
の背圧室側開口部３５を設け，その高さを排液側通路の
背圧室側開口部の高さよりも低くして閉弁時にプランジ
ャの先端部との間に隙間を生じるようにすると共に，閉
弁時の開口面積を開弁時の開口面積より小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイロット式ダイアフ
ラム弁、特に、ウオーターハンマーを可及的に低減でき
るパイロット式ダイアフラム弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体の流れをパイロット弁を開閉
して制御するパイロット式ダイアフラム弁において、閉
弁時に、ウオーターハンマーが発生し、管路・計器等の
故障の原因となるばかりでなく、騒音を発する問題点が
ある。

【０００３】そのため、従来から、このウォータハンマ
ーの抑止を図る方法が開発されている。その一例として
特公昭50-19774号公報に開示される技術がある。これは
抽出穴を２重に直列配置してウオーターハンマーを抑止
せんとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ウォータハンマ抑止方法は、未だ、以下の課題がある。

【０００５】即ち、抽出穴の２重配置程度では十分な
ウオーターハンマー防止効果が得られない。

【０００６】フィルターを配置し、抽出穴を小さくす
れば、ウォータハンマ抑制効果があるが、長期間使用す
ると、フィルター又は抽出穴の目詰まりが生じ動作不良
となる。

【０００７】本発明は、抽出穴の径を減ずることなく、
十分なウォータハンマ抑止効果を有し、目詰まりが生じ
にくいパイロット式ダイアフラム弁を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、給液部と、排
液部と、給液部と排液部との連通口を開閉するダイアフ
ラム弁体と、前記ダイアフラム弁体における前記連通口
閉鎖面と反対側に形成された背圧室と、前記排液部と前
記背圧室とを連通する排液側通路と、前記給液部と前記
背圧室とを連通する給液側通路と、先端当接面を排液側
通路の背圧室側開口部に当接して、同背圧室側開口部を
開閉するプランジャとを具備するパイロット式ダイアフ
ラム弁において、ダイアフラム弁体のプランジャ当接部
に、給液側通路の背圧室側開口部を設け、しかも同背圧
室側開口部の高さを排液側通路の背圧室側開口部の高さ
よりも低くし、閉弁時、プランジャの先端部との間に隙
間を生じるようにしたことを特徴とするパイロット式ダ
イアフラム弁に係るものである。さらに、同パイロット
式ダイアフラム弁の給液側通路の背圧室側開口部の開口
縁に連設してウオーターハンマ微調整溝を設けたことを
特徴とする。

【０００９】また、本発明は、給液部と、排液部と、給
液部と排液部との連通口を開閉するダイアフラム弁体
と、前記ダイアフラム弁体における前記連通口閉鎖面と
反対側に形成された背圧室と、前記排液部と前記背圧室
とを連通する排液側通路と、前記給液部と前記背圧室と
を連通する給液側通路と、先端当接面を前記排液側通路
の背圧室側開口部に当接して、それを開閉するプランジ
ャとを具備するパイロット式ダイアフラム弁において、
ダイアフラム弁体のプランジャ当接部に給液側通路の背
圧室側開口部を設け、しかも、同背圧室側開口部の高さ
と排液側通路の背圧室側開口部の高さを同じにし、前記
給液側通路の背圧室側開口の開口縁に連設して切欠給液
通路を設け、その切欠給液通路の開口面積を給液側通路
の背圧室側開口部の断面積より小さくしたことを特徴と
するパイロット式ダイアフラム弁に係るものである。

【００１０】さらに、本発明は、給液部と、排液部と、
給液部と排液部との連通口を開閉するダイアフラム弁体
と、前記ダイアフラム弁体における前記連通口閉鎖面と
反対側に形成された背圧室と、前記排液部と前記背圧室
とを連通する排液側通路と、前記給液部と前記背圧室と
を連通する給液側通路と、先端当接面を前記排液側通路
の背圧室側開口部に当接して、それを開閉するプランジ
ャとを具備するパイロット式ダイアフラム弁において、
ダイアフラム弁体のプランジャ当接部に給液側通路の背
圧室側開口部を設け、しかも、同背圧室側開口部の高さ
と排液側通路の背圧室側開口部の高さを同じにし、閉弁
時プランジャ先端部が前記給液通路の背圧室側開口部の
一部を不閉塞の状態にしたことを特徴とするパイロット
式ダイアフラム弁に係るものである。

【００１１】

【作用】閉弁動作時、給液側通路の背圧室側開口部とプ
ランジャの先端部との間に微小の隙間を生じるようにし
たため、給液部から背圧室へ流入する液体が前記プラン
ジャの先端部に当たって圧力損失が増大し、給液部から
背圧室への液体流入量が著しく制限され、ダイアフラム
弁の閉弁速度が遅くなる。

【００１２】また、給液側通路の背圧室側開口部の高さ
と排液側通路の背圧室側開口部の高さを同じにし、前記
給液側通路の背圧室側開口部の開口縁に連接して切欠給
液通路を設け、その切欠給液通路の開口面積が背圧室側
開口部の断面積より小さいため、閉弁動作時、給液部か
ら背圧室への液体流入が切欠給液通路を通って行われる
ことになり、給液側通路の背圧室側出口が絞られて圧力
損失が増大し、給液部から背圧室への液体流入量が著し
く制限され、ダイアフラム弁体の閉弁速度が遅くなる。

【００１３】或いは、給液側通路の背圧室側開口部の高
さと排液側通路の背圧室側開口部の高さを同時にし、閉
弁動作時、プランジャ先端部が給液側通路の背圧室側開
口部の一部を不閉塞の状態にすることにより、給液側通
路の背圧室側出口が絞られて圧力損失が増大し、給液部
から背圧室への液体流入量が著しく制限され、ダイヤフ
ラム弁体の閉弁速度が遅くなる。

【００１４】また、前記隙間、切欠給液通路にゴミ詰ま
りが生じた場合、開弁動作時に隙間、切欠給液通路の上
部が開放状態となり、給液部から背圧室へ流入する液体
の流入圧力やプランジャの動作による振動等によりゴミ
が除去される。

【００１５】

【実施例】以下_、本発明に係るパイロット式ダイアフラ
ム弁Ａを添付図に示す実施例に基づいて具体的に説明す
る。

【００１６】(構成)まず、パイロット式ダイアフラム弁
Ａの構成について説明する。

【００１７】図１に示すように、弁ケーシング１は略逆
Ｔ字形状を有しており、その下部水平部の左右には、給
液流路としての給液部30と排液流路としての排液部31と
が同軸的に形成されている。

【００１８】給液部30と排液部31とは連通口33によって
相互に連通されており、一方、同連通口33は、ダイアフ
ラム弁体50によって開閉される。

【００１９】また、ダイアフラム弁体50の裏面側、即
ち、連通口33の閉鎖面と反対側には、背圧室32が形成さ
れている。

【００２０】そして、この背圧室32と給液部30とはダイ
アフラム弁体50内に設けた給液側通路20を通して連通さ
れており、一方、背圧室32と排液部31とは同様にダイア
フラム弁体50内に設けた排液側通路19を通して連通され
ている。

【００２１】また、開弁時のダイヤフラム弁体50の拡大
断面正面図である図３に示すように、ダイアフラム弁体
50の裏面側面に凸状に形成したプランジャ当接部51に
は、それぞれ給液側通路20の背圧室側開口部35と、排液
側通路19の背圧室側開口部34とが設けられている。

【００２２】さらに、弁ケーシング１の上部には、ソレ
ノイド駆動装置Ｓが取付けられている。

【００２３】かかるソレノイド駆動装置Ｓは、背圧室32
を貫通して排液側通路19の背圧室側開口部34に当接・閉
塞するためのプランジャ４と、同プランジャ４を軸線方
向に進退移動させるコイル14と、ヨーク６と、スプリン
グ３等からなる。

【００２４】上記したパイロット式ダイアフラム弁Ａの
基本構成において、本発明は、給液側通路20の背圧室側
開口部35の高さを排液側通路19の背圧室側開口部34の高
さよりも低くし、閉弁時、プランジャ４の先端部との間
に、図２〜図５に示すように、隙間ｇを生じるようにし
たことを特徴とする。

【００２５】即ち、図２〜図４に示すように、ダイアフ
ラム弁体50は、円板状の上ディスク15と、円形皿状の下
ディスク16と、厚肉の截頭円錐形状の絞り板17とを層状
に組み合わせて形成するとともに、下ディスク16と絞り
板17との間にダイアフラム１０を挟着することによって
構成している。なお、上記組立・形成手段は、通常は、
超音波溶着を用いるが、他の接着方式を用いてもかまわ
ない。

【００２６】ここで、上ディスク15の内部には、背圧室
32の液体を排液部31に流す排液側通路19と、給液部30よ
り背圧室32へ液体を流す給液側通路20が設けられてお
り、同上ディスク15の背圧室側面には、両通路19,20 と
連絡する背圧室側開口部34,35が、プランジャ４の先端
に挟着したプランジャゴム８に対面するように配置され
ている。

【００２７】また、下ディスク16には、上記した上ディ
スク15に設けた給液側通水路20へ液体を導く抽入穴22が
設けてある。

【００２８】さらに、下ディスク16には、上ディスク15
に設けられた排液側通路19と連通した排液側通路19が設
けてある。

【００２９】さらに、ダイアフラム10は、その中央部を
下ディスク16と絞り板17で挟着固定され、かつ、その外
周縁を弁ケーシング１の内部とダイアフラム押え18によ
って挟着した後、緊締ボルト５にて締めつけることによ
って固定される。

【００３０】そして、図２及び図３から明らかなよう
に、給液側通路20に連絡する背圧室側開口部35は、排液
側通路19と連絡する背圧室側開口部34より、高さｇだけ
段差を設けている。

【００３１】次に、上記したダイアフラム弁体50を具備
するパイロット式ダイアフラム弁Ａの動作について説明
する。

【００３２】図３はパイロット式ダイアフラム弁Ａの開
弁状態を示し、コイル14への通電によりプランジャ４周
りに磁力が生じ、プランジャ４を上側へ吸引させ、図５
(a)に示すように、ダイアフラム10が上昇し、排液側通
路19を開放する。これによって、背圧室32内の液体が排
液部31へ流れることにより、背圧室32内の圧力が減少
し、開弁する。

【００３３】一方、図４は、パイロット式ダイアフラム
弁Ａの閉弁状態を示し、コイル14への遮電により磁力に
よるプランジャ４への吸引力が消滅し、バネ３の押下げ
力でプランジャ４を押下げ、排液側通路19を閉鎖し、背
圧室32の液体が排液部31に流出することを防止すること
により、背圧室32の圧力が増加し、ダイアフラム10が下
降し閉弁する。

【００３４】ここで、プランジャゴム８は、排液側通路
19を閉鎖させるが、図５(b) に示すように、給液側通路
20に連絡する背圧室側開口部35は、排液側通路19と連絡
する背圧室側開口部34より、高さｇだけ低くなっている
ので、プランジャゴム８の面と背圧室側開口部35との間
に微小間隙ｇが生じることになる。

【００３５】従って、給液側通路20の出口部圧力損失が
増し、背圧室32への液体流入量を減少でき、これによっ
て、ダイアフラム10の閉弁スピードが遅くなり、ウオー
ターハンマーを効果的に抑止できる。

【００３６】なお、この給液側通路19と排液側通路20の
段差の寸法ｇを低減するとウォータハンマーも限りなく
低減していくが、逆に、閉弁時間も長くなるので、最適
値を選定すればよい。

【００３７】また、ウォータハンマーの微調整は、図６
のように給液側通路20の開口縁36の一部にウオーターハ
ンマー微調整溝37を設け、同溝37の幅及び／又は深さを
調整することによって行うことができる。

【００３８】(他の実施例)図７〜図10に示す実施例は、
給液側通路20に連絡する背圧室側開口部35と、排液側通
路19と連絡する背圧室側開口部34との高さは同じにする
一方で、給液側通路20に連絡する背圧室側開口部35の周
壁に切欠給液通路40を設け、しかも、給液側通路20と切
欠給液通路40の通水断面積における関係を、給液側通路
20＞切欠給液通路40としたことに特徴を有する。

【００３９】かかる構成によって、閉弁時、給液側通路
20の出口部圧力損失が増し、背圧室32への液体流入量を
減少でき、これによって、ダイアフラム10の閉弁スピー
ドが遅くなり、ウオーターハンマーを効果的に抑止でき
る。

【００４０】前記切欠給液通路40は、幅を広く、深さを
浅くすれば、ゴミ詰まりを生じても、プランジャ４の開
弁動作により切欠上部が開放されるとともに、開弁通水
時の振動等によりゴミが剥離し、目詰まり防止が図れ
る。

【００４１】また、図11及び図12に示す実施例は、給液
側通路20に連絡する背圧室側開口部35と、排液側通路19
と連絡する背圧室側開口部34との高さは同じにする一方
で、閉弁時、プランジャゴム８が、給液側通路20の背圧
室側開口部35を完全に塞がない状態にしたことに特徴を
有する。

【００４２】かかる構成によって、閉弁時、給液側通路
20の出口部圧力損失が増し、背圧室32への液体流入量を
減少でき、これによって、ダイアフラム10の閉弁スピー
ドが遅くなり、ウオーターハンマーを効果的に抑止でき
る。

【００４３】さらに、図13に示す実施例は、図１でダイ
ヤフラム弁体50を構成する上ディスク15と下ディスク16
とを一体成形物60としたことに特徴を有する。

【００４４】

【効果】本発明は、給液部と、排液部と、給液部と排液
部との連通口を開閉するダイアフラム弁体と、前記ダイ
アフラム弁体における前記連通口閉鎖面と反対側に形成
された背圧室と、前記排液部と前記背圧室とを連通する
排液側通路と、前記給液部と前記背圧室とを連通する給
液側通路と、先端当接面を前記排液側通路の背圧室側開
口部に当接して、それを開閉するプランジャとを具備す
るパイロット式ダイアフラム弁において、 ダイアフラム弁体のプランジャ当接部に、給液側通路
の背圧室側開口部を設け、しかも同背圧室側開口部の高
さを排液側通路の背圧室側開口部の高さよりも低くし、
閉弁時、プランジャの先端部との間に隙間を生じるよう
にしたり、さらに、前記給液側通路の背圧室側開口部の
開口縁に連接してウオーターハンマ微調整溝を設けた
り、 ダイアフラム弁体のプランジャ当接部に給液側通路の
背圧室側開口部を設け、しかも同背圧室側開口部の高さ
を排液側通路の背圧室側開口部の高さと同じにし、前記
給液側通路の背圧室側開口部の開口縁に連接して切欠給
液通路を設けたり、 ダイヤフラム弁体のプランジャ当接部に給液側通路の
背圧室側開口部を設け、しかも同背圧室側開口部の高さ
を排液側通路の背圧室側開口部の高さと同じにし、閉弁
時プランジャ先端部が前記給液側通路の背圧室側開口部
の一部を不閉塞の状態にするように構成したため、背圧
室へ連通する抽出穴の径を減ずることなく、充分なウオ
ーターハンマ抑制効果が得られ、かつ、目詰まりを可及
的に防止できる。

【００４５】また、給液側通路の背圧室側開口部の高
さ、ウオーターハンマ微調整整溝の形状・寸法、切欠給
液通路の形状・寸法を調整することにより最適なウオー
ターハンマ抑制効果が簡単に得られるので、色々な条件
に対応したパイロット式ダイアフラム弁を簡単かつ容易
に設計することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパイロット式ダイアフラム弁の全
体構成を示す正面断面図である。

【図２】ダイアフラム弁体の要部拡大斜視図である。

【図３】開弁時のダイアフラム弁体の拡大断面正面図で
ある。

【図４】閉弁時のダイアフラム弁体の拡大断面正面図で
ある。

【図５】プランジャによるダイアフラム弁体の開弁、閉
弁動作の説明図である。

【図６】他の実施例に係るダイアフラム弁体要部拡大斜
視図である。

【図７】他の実施例に係る開弁時のダイアフラム弁体の
拡大断面正面図である。

【図８】他の実施例に係る開弁時のダイアフラム弁体の
拡大断面正面図である。

【図９】他の実施例に係るダイアフラム弁体要部拡大斜
視図である。

【図１０】閉弁時のダイアフラム弁体の要部拡大断面正
面図である。

【図１１】さらなる他の実施例に係る閉弁時のダイアフ
ラム弁体の要部拡大断面正面図である。

【図１２】同ダイヤフラム弁体の平面図である。

【図１３】他の実施例に係るダイヤフラム弁体の要部拡
大断面正面図である。

【符号の説明】

30 給液部 31 排液部 33 連通口 50 ダイアフラム弁体 19 排液側通路 20 給液側通路 ４ プランジャ 51 プランジャ当接部 32 背圧室 35 背圧室側開口部 34 背圧室側開口部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給液部(30)と、排液部(31)と、給液部(3
   0)と排液部(31)との連通口(33)を開閉するダイアフラム
   弁体(50)と、前記ダイアフラム弁体(50)における前記連
   通口(33)閉鎖面と反対側に形成された背圧室(32)と、前
   記排液部(31)と前記背圧室(32)とを連通する排液側通路
   (19)と、前記給液部(30)と前記背圧室(32)とを連通する
   給液側通路(20)と、先端当接面(4a)を前記排液側通路(1
   9)の背圧室側開口部(34)に当接して、同背圧室側開口部
   (34)を開閉するプランジャ(4)とを具備するパイロット
   式ダイアフラム弁において、 ダイアフラム弁体(50)のプランジャ当接部(51)に、給液
   側通路(20)の背圧室側開口部(35)を設け、しかも同背圧
   室側開口部(35)の高さを排液側通路(19)の背圧室側開口
   部(34)の高さよりも低くし、閉弁時、プランジャ(4) の
   先端部との間に隙間(g) を生じるようにしたことを特徴
   とするパイロット式ダイアフラム弁。
2. 【請求項２】 前記給液側通路(20)の背圧室側開口部(3
   5)の開口縁(36)に連設してウオーターハンマー微調整溝
   (37)を設けたことを特徴とする請求項１記載のパイロッ
   ト式ダイアフラム弁。
3. 【請求項３】 給液部(30)と、排液部(31)と、給液部(3
   0)と排液部(31)との連通口(33)を開閉するダイアフラム
   弁体(50)と、前記ダイアフラム弁体(50)における前記連
   通口(33)閉鎖面と反対側に形成された背圧室(32)と、前
   記排液部(31)と前記背圧室(32)とを連通する排液側通路
   (19)と、前記給液部(30)と前記背圧室(32)とを連通する
   給液側通路(20)と、先端当接面(4a)を前記排液側通路(1
   9)の背圧室側開口部(34)に当接して、それを開閉するプ
   ランジャ(4) とを具備するパイロット式ダイアフラム弁
   において、 ダイアフラム弁体(50)のプランジャ当接部(51)に給液側
   通路(20)の背圧室側開口部(35)を設け、しかも、同背圧
   室側開口部(35)の高さと排液側通路(19)の背圧室側開口
   部(34)の高さを同じにし、前記給液側通路(20)の背圧室
   側開口(35)の開口縁(36)に連設して切欠給液通路(40)を
   設け、その切欠給液通路(40)の開口面積を給液側通路(2
   0)の背圧室側開口部(35)の断面積より小さくしたことを
   特徴とするパイロット式ダイアフラム弁。
4. 【請求項４】 給液部(30)と、排液部(31)と、給液部(3
   0)と排液部(31)との連通口(33)を開閉するダイアフラム
   弁体(50)と、前記ダイアフラム弁体(50)における前記連
   通口(33)閉鎖面と反対側に形成された背圧室(32)と、前
   記排液部(31)と前記背圧室(32)とを連通する排液側通路
   (19)と、前記給液部(30)と前記背圧室(32)とを連通する
   給液側通路(20)と、先端当接面(4a)を前記排液側通路(1
   9)の背圧室側開口部(34)に当接して、それを開閉するプ
   ランジャ(4) とを具備するパイロット式ダイアフラム弁
   において、 ダイアフラム弁体(50)のプランジャ当接部(51)に給液側
   通路(20)の背圧室側開口部(35)を設け、しかも、同背圧
   室側開口部(35)の高さと排液側通路(19)の背圧室側開口
   部(34)の高さを同じにし、閉弁時プランジャ先端部(4a)
   が前記給液通路(20)の背圧室側開口部(35)の一部を不閉
   塞の状態にしたことを特徴とするパイロット式ダイアフ
   ラム弁。