エアーの圧力を落としたい時、圧力を安定化させたい時には
減圧弁（レギュレーター）を使います。
今回は、減圧弁の内部構造はどうなっているのか、
どういう仕組みで減圧されるのかを詳しく解説します。
減圧弁とは
減圧弁（レギュレーター）とは名前の通り、
エアーなどの流体の圧力を下げる機器です。
使用目的は主に以下の2つです。
- 下流側の機器の必要圧力に合わせて、圧力を落とす
- 落とした圧力で保持し、機器の動作を安定化させる
設置場所は一般的に、
フィルターの下流側、かつルブリケーターの上流側です。
減圧弁は内部構造が複雑なため異物やオイルに弱いので、
フィルターで異物を除去した後、かつルブリケーターでオイルが混ざる前に設置します。
ちなみに、減圧弁は圧力を上げる方向には調整できないのでご注意ください。
圧力を上げたい時は「増圧弁」を使います。詳細は別の記事で解説しています。
エアーの圧力を上げる時には「増圧弁」を使います。 増圧弁はコンプレッサーと違って電源が不要なため、簡単にエアーの圧力を上げることができる便利な機器です。 本記事では増圧弁の内部構造と、増圧される仕組みを詳しく解説します。 […]
減圧弁の仕組み
内部構造
減圧弁の内部構造は大まかに、以下の図のようになっています。
各構成要素の役割を簡単にまとめます。
- 調圧ハンドル：調圧バネがダイヤフラムを押す力を調整する
- 調圧バネ：ダイヤフラムを下に押す
- リリーフポート：2次側の圧力が上がり過ぎた際に、不要なエアーを排出する
- ダイヤフラム：弁体に力を加えて、弁体の開閉を制御する
- 弁体：ダイヤフラムと連動し、流路を開閉する
- 弁バネ：弁体の動作を安定させるため、常に弱い力で押しておく
作動原理
減圧される仕組みを解説します。
ポイントは、ダイヤフラムを「調圧バネの力」VS「2次側の圧力」で
常に押し合っている事です。
調圧バネの力が勝つと弁体が開いてエアーが流れ、
2次側の圧力が勝つと弁体が閉じてエアーが止まります。
動作の順番に沿って説明します。
閉止状態（初期状態）
調圧ハンドルを回していない初期状態です。
ダイヤフラムを下に押す力が無いので弁体が開かず、
エアーは2次側には流れません。
調圧ハンドルを回すと、エアーが2次側に流れる
調圧ハンドルを回し、調圧バネでダイヤフラムを下に押します。
ダイヤフラムが下に押されると弁体も下に押され、
流路が開いてエアーが2次側に流れます。
このとき、2次側エアーの一部がダイヤフラムのある小部屋に入り込み、
ダイヤフラムを上に押します。
2次側の圧力が低い間は、
ダイヤフラムを「エアーが上に押す力」より、
「調圧バネが下に押す力」が勝つので、
弁体は開いたままとなりエアーは流れ続けます。
2次側の圧力が設定圧以上になると、閉止する
減圧弁以降のエアーの消費量が減ると、2次側の圧力が上がってきます。
2次側の圧力が設定圧に達すると、
ダイヤフラムを「エアーが上に押す力」が勝ち、
弁体が閉じてエアーの流れが止まります。
これにより、2次側の圧力が設定圧以上にならなくなります。
再び減圧弁以降のエアー消費量が増えると、2次側の圧力が下がり、
ダイヤフラムを調圧バネが下に押す力が勝って、弁体が開きます。
2次側の圧力が上がり過ぎると、不要なエアーが大気開放される
エアーの逆流などにより2次側の圧力が上がり過ぎると、
ダイヤフラム中央の隙間が開いてエアーが逃げ、
リリーフポートから大気開放されます。
まとめ
減圧弁の仕組みを解説しました。
ポイントをまとめると次の通りです。
- 減圧弁は2次側の圧力を落としたい時、落とした圧力で安定化させたい時に使う
- 減圧弁の内部では、ダイヤフラムを「調圧バネの力」VS「2次側の圧力」で
常に押し合っている - 調圧バネの力が勝つと弁体が開いてエアーが流れ、
2次側の圧力が勝つと弁体が閉じてエアーが止まる
ぜひ参考にしてください。
