JP2000330645A - 圧力調整器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安全弁機構におけるリリーフ圧の設定の微調整
ができる機能を備えた圧力調整器を得る。 【解決手段】減圧機能を有する圧力調整器において、調
整スプリングの力により二次室内を所望の設定圧力に調
整するよう配置された受圧部材３０に、二次室と調整ス
プリング設置空間とを通じさせるよう穿孔する排出孔３
４と、この排出孔内に配置される弁シート３５と、この
弁シートにテーパ部８３が当接可能としたリリーフ弁８
０とを装着するとともに、先端が前記リリーフ弁に当接
可能となるよう進退可能に調整軸７５を設けることによ
り、二次室内が調整スプリングによる設定圧以上になっ
た場合、リリーフ弁のテーパ部と弁シートとが離れるリ
リーフ弁の作動位置を調整軸の進退により設定可能と
し、作動圧力（リリーフ圧）の微調整を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧ガスを所要の
ガス圧に減圧調整する圧力調整器における安全弁機構の
構造に係り、特に、安全弁機構におけるリリーフ圧の設
定の微調整ができる機能を備えた圧力調整器に関する。

【０００２】

【従来の技術】安全弁機構を有するオートリリーフ式の
圧力調整器は、例えば図４（ａ）に示すように、調整器
本体１０の側面に流入口１３及び流出口１４を設け、そ
の内部に、流入口１３に連通し弁座本体２０で区画され
た一次室Ａと、流出口１４に連通しダイヤフラム３１で
覆われた二次室Ｂとが形成されている。一次室内Ａには
調整弁４０が設置され、二次室Ｂ内には前記調整弁４０
に追従して移動可能な調整弁案内６０が設置されてい
る。

【０００３】そして、ゴム等の通気性のない弾性体で形
成されたダイヤフラム３１と、このダイヤフラム３１の
反二次室側に装着したダイヤフラム受け３２とにより二
次室内の圧力を受ける受圧部材３０を構成し、また、受
圧部材３０の中央には排出孔３４が穿孔されることによ
り、調整弁案内６０と受圧部材３０とで安全弁を構成し
ている。受圧部材３０には、調整スプリング７１の力が
作用するように構成されている。また、前記調整弁案内
６０の先端面に頂面を鋭利状とする環状凸部（弁座）６
８が形成され、この環状凸部（弁座）６８がダイヤフラ
ム３１面に当接することにより前記排出孔３４を塞ぐよ
うに構成されている。

【０００４】図４（ｂ）は安全弁機構を有するオートリ
リーフ式の圧力調整器の他の構造を示すもので、安全弁
を構成する調整弁案内６０と受圧部材３０の構造が相違
するものである。すなわち、ダイヤフラム３１をダイヤ
フラム受け３２と調整弁案内受け３７とで挟持すること
により受圧部材３０を構成し、調整弁案内受け３７に設
けた頂面を鋭利状とする環状凸部（弁座）３８が調整弁
案内６０に装着された樹脂又はゴム製の弁シート６９に
当接するようになっている。排出孔３４は、受圧部材３
０の調整弁案内受け３７に設けられている。他の構成は
図４（ａ）に示す構造と同じであり、同一構成部分につ
いては同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【０００５】上記した各構造の圧力調整器によれば、二
次室内において所望の二次圧が得られるように調整スプ
リング７１の付勢力を圧力調整ねじ７３により調整する
と、二次室Ｂの圧力が設定圧力に満たない場合には、図
５（ａ）（ｂ）に示されるように、調整スプリング７１
の付勢力により調整弁案内６０及び調整弁４０が緩衝ス
プリング５０の弾性力に抗して移動し、流入口１３から
の高圧ガスが一次室Ａから弁孔２１の隙間を介して二次
室Ｂへ流入する。

【０００６】そして、高圧ガスの流入により二次室Ｂの
圧力が上昇すると、その圧力を受圧部材３０が受け、図
４（ａ）（ｂ）に示されるように、調整スプリング７１
の力に抗して受圧部材３０が移動し、また、緩衝スプリ
ング５０力により調整弁４０が弁座２２側に移動し、二
次室Ａが所望の設定圧に達すると弁座２２に調整弁４０
の弁シート４１が当接して弁孔２１が閉塞される（この
状態でダイヤフラム３１が取り付け面に対して平面状と
なるように、調整スプリング７１の付勢力が調整されて
いる）。調整弁４０が以上の動作を繰り返し行い、弁座
２２が弁シート４１に接離することにより高圧ガスを減
圧して二次室内を一定圧とし、二次室Ｂの圧力を所望の
設定圧にすることが可能となる。

【０００７】一方、何等かの理由で減圧機構が作用せず
二次室内が設定圧以上になった場合、図６（ａ）（ｂ）
に示されるように、調整スプリング７１力に抗して受圧
部材３０がさらに右側へ移動し、調整弁案内６０が受圧
部材３０から離れ排出孔３４が開口され、二次室内のガ
スが外部に流出することにより、二次室側が設定圧以上
の圧力になることを防止する（安全弁機構）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記構造の安全弁機構
によると、安全弁が作動する作動圧力（リリーフ圧）
は、調整スプリング７１の弾性力により決まる。すなわ
ち、減圧機構が作用せず二次室内が設定圧以上になった
場合に安全弁は作動するが、この限界圧は設定圧に対し
て ％程度大きい値となるように設計されるが、調整ス
プリング７１力に抗する力であるため、調整スプリング
７１の弾性力の大きさが重要な要因となる。しかしなが
ら、調整スプリング７１の弾性力には、ある程度のばら
つきが存在しているため、上述のような安全弁機構の構
造によると、安全弁の作動圧力を正確に設定することが
できないという問題点があった。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、安全弁機構を具備した減圧機能を有する圧力調整器
において、安全弁の作動圧力（リリーフ圧）の微調整が
可能な構造を得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１は、調整器本体に形成された空間に対して、弁
孔が穿孔された弁座を装着することにより前記空間を一
次室と二次室とに区画し、該一次室内に前記弁孔を開閉
する調整弁を設置し、二次室と反対側に設置された調整
スプリングの力により前記二次室内を所望の設定圧力に
調整するよう配置された受圧部材と、受圧部材及び調整
スプリングを被冠するカバーとを具備した減圧機能を有
する圧力調整器において、次の構成を含むことを特徴と
している。前記受圧部材は、二次室と調整スプリング設
置空間とを通じさせるよう穿孔する排出孔と、この排出
孔内に配置される弁シートと、この弁シートにテーパ部
が当接可能とし且つ両端側を受圧部材外に臨ませたリリ
ーフ弁と、から構成されている。そして、前記カバー中
央に進退可能に装着し先端が前記リリーフ弁に当接可能
とするリリーフ圧設定のための調整軸と、前記弁孔内に
挿入され前記調整弁に追従して移動可能な調整弁案内
と、を備えている。

【００１１】上記した圧力調整器の構成によれば、調整
軸を進退させることにより、リリーフ弁の先端と調整軸
とが当接する位置を調整することができる。その結果、
二次室内が調整スプリングによる設定圧以上になった場
合、リリーフ弁のテーパ部と弁シートとが離れるリリー
フ弁の作動位置が設定可能となり、作動圧力（リリーフ
圧）の微調整を可能とすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て、図１ないし図３を参照しながら説明する。図１ない
し図３は、本発明の実施例の形態の一例に係る安全弁機
構を有する減圧式の圧力調整器を示すもので、図１及び
図２は圧力調整している状態、図３はリリーフ弁（安全
弁）が作動している状態をそれぞれ示している。実施の
形態の一例では、二段階で減圧作用を行う二段減圧式圧
力調整器の第二減圧部に本発明の構造を適用した例を示
している。以下、図１ないし図３に示した二段減圧式圧
力調整器において、本発明の構造を適用した第二減圧部
の構造について説明する。

【００１３】二段減圧式圧力調整器の第二減圧部は、調
整器本体１０に内径の異なる上部円筒状空間部１１と下
部円筒状空間部１２とを連設し、下部円筒状空間部１２
の周壁に筒蓋状の弁座本体２０を挿入配置することによ
り第二減圧部の一次室Ａとして区画形成し、上部円筒状
空間部１１を受圧部材３０で被冠して第二減圧部の二次
室Ｂを形成している。調整器本体１０には、第一減圧部
から一次室Ａに連通する流通路１０１と、二次室Ｂから
外部に連通する流通路１０２とを設けている。

【００１４】弁座本体２０における区画壁には、軸方向
に沿って穿孔される弁孔２１と、弁孔に連通して直交す
る通路２５と、前記弁孔２１の周囲に流入口側に対して
環状凸部となる弁座２２とが形成されている。弁孔２１
は、通路２５の弁座２２側が少し大きい径となってい
る。一次室Ａには調整弁４０が配置され、調整弁４０の
弁座２２側には弁シート４１が設けられている。調整弁
４０は、一次室Ａの底部に設置された緩衝スプリング５
０により弁座２２側へ付勢され、前記弁シート４１が弁
座本体２０の弁座２２に接し、弁孔２１を塞ぐように構
成されている。

【００１５】弁座本体２０に形成された弁孔２１には、
弁孔２１の長さより僅かに長い棒状体で形成され、前記
調整弁４０に追従して移動可能な調整弁案内６０が配置
されている。調整弁案内６０の一端側は、前記調整弁４
０に当接し、他端側は後述するリリーフ弁８０に当接す
るように配置されている。

【００１６】受圧部材３０は、調整器本体１０の開口側
に調整器カバー７０で覆うように挟まれて配置されるダ
イヤフラム３１を、調整器カバー７０内に配置されるダ
イヤフラム受け３２と二次室Ｂ内に位置するダイヤフラ
ム取り付けナット３３とで挟持して構成されている。ダ
イヤフラム受け３２は、円筒部３２ａとその略中央周囲
に形成された鍔部３２ｂとから構成されている。円筒部
３２ａの反ダイヤフラム３１側には、弁シート３５がシ
ート押え３６によって取り付けられている。また、弁シ
ート３５及びシート押え３６には、二次室Ｂと調整スプ
リング設置空間とを通じさせる排出孔３４が穿孔されて
いる。この排出孔３４は、弁シート３５及びシート押え
３６に穿孔された軸方向のガイド孔３４ａと、シート押
え３６に形成された横方向の流路３４ｂとから構成され
ている。

【００１７】また、円筒部３２ａの二次室側には、リリ
ーフ弁８０が移動可能なように配置されている。このリ
リーフ弁８０は、二次室側の円柱状の基部８１に対し
て、円筒部３２ａを摺動するピストン部８２と、このピ
ストン部８２に連続し弁シート３５と当接することによ
りシールを行うテーパ部８３と、テーパ部８３に連続す
る先端部８４とを連設している。テーパ部８３は、リリ
ーフ弁８０の周囲に沿って形成されている。リリーフ弁
８０の二次室Ｂ側の端面は、ダイヤフラム取り付けナッ
ト３３に形成された開口部３３ａから受圧部材３０外に
臨ませることにより前記した調整弁案内６０に当接可能
に構成している。また、リリーフ弁８０の先端部８４の
端部は、シート押え３６に穿孔されたガイド孔３４ａの
外側に位置可能に配置されている。

【００１８】調整器カバー７０内には、二次室Ｂ内を所
望の設定圧に調整するための圧力調整スプリング７１
が、ダイヤフラム受け３２の鍔部３２ｂと圧力調整ナッ
ト７２との間に配置されている。圧力調整ナット７２
は、調整器カバー７０の中央頭部外側に臨ませた圧力調
整ネジ７３に螺着されており、圧力調整ネジ７３を回転
させることにより圧力調整ナット７２の調整器カバー７
０内での位置を進退させ、圧力調整スプリング７１によ
る鍔部３２ｂにかかる付勢力を調整するようになってい
る。

【００１９】また、圧力調整ネジ７３の中央部の孔７４
には、調整軸７５が進退可能に装着され、この調整軸７
５の先端が前記リリーフ弁８０の先端部８４に当接可能
なようになっている。したがって、調整軸７５の位置を
変化させることにより、リリーフ弁８０の先端部８４が
調整軸７５と当接する位置を変化させることが可能とな
る。その結果、リリーフ弁８０のテーパ部８３と弁シー
ト３５とが離れるリリーフ弁８０の作動位置が設定可能
となり、安全弁機構における作動圧力（リリーフ圧）の
微調整を可能とすることができる。

【００２０】すなわち、図１においては、ダイヤフラム
３１が定位置（鉛直面において平面となっている状態）
で圧力調整を行っている場合、リリーフ弁８０の先端部
８４に対して調整軸７５が離れている。したがって、こ
の状態で二次室Ｂの圧力が上昇しても、リリーフ弁８０
の先端部８４が調整軸７５に当接する（受圧部材３０全
体が移動する）まで時間差があるため、すぐにリリーフ
弁８０が動作することはない。

【００２１】これに対して、図２に示すように、圧力調
整ねじ７３に対して調整軸７５を二次室Ｂ側へ移動させ
るよう調整し、ダイヤフラム３１が定位置で圧力調整を
行っている際に、リリーフ弁８０の先端部８４と調整軸
７５とが当接するようにすると、この状態で二次室Ｂの
圧力が上昇すると、直ちにリリーフ弁８０のテーパ部８
３と弁シート３５とが離れる状態となり、リリーフ弁８
０が動作することになる。また、調整器カバー７０内
は、その側面に形成した孔部７６より外部と通じてい
る。

【００２２】次に、上記した二段減圧式圧力調整器にお
ける第二減圧部の動作について説明する。圧力調整器の
第二減圧部において、高圧側のガスは流通路１０１から
一次室Ａへ供給されるが、調整スプリング７１による付
勢力を調整弁案内６０を介して調整弁４０に作用させな
い場合においては、緩衝スプリング５０の力により調整
弁４０の弁シート４１が弁座２２に当接して弁孔２１を
塞いで、閉弁状態を維持するようになっている。実際に
配管された流路中で圧力調整器を使用する場合、その初
期状態においては、調整器カバー７０側の圧力調整ねじ
７３をハンドルで回すことにより、調整スプリング７１
の押圧力を調整し、調整スプリング７１の付勢力がダイ
ヤフラム受け３２，ダイヤフラム取り付けナット３３，
調整弁案内６０を介して調整弁４０に作用し、緩衝スプ
リング５０の力に抗して調整弁４０を移動させて弁シー
ト４１を弁座２２から離し、開弁状態を設定する。

【００２３】この状態において、弁孔２１を通して一次
室Ａから二次室Ｂへガスが流れると、二次室内の圧力が
上昇してダイヤフラム３１が押し上げられることによ
り、ダイヤフラム取り付けナット３３が移動して緩衝ス
プリング力で調整弁４０が動き，二次室内の圧力が調整
スプリング７１で設定した所望の設定圧となったとき、
調整弁４０の弁シート４１が弁座２２に当接して閉弁状
態となる。そして、調整弁４０の弁シート４１の弁座２
２への接離が繰り返されることにより、二次室内の圧力
を設定圧とし、流通路１０２からは一定の圧力に減じら
れたガスが流出することになる（圧力調整状態）。

【００２４】この圧力調整状態（図１）においては、二
次室Ｂが設定圧以下であり、調整スプリング７１による
付勢力は調整弁４０に作用するようになっているので、
弁孔２１に挿入された調整弁案内６０がリリーフ弁８０
の端面を押し、テーパ部８３と弁シート３５とが密着し
て二次室Ｂと外部とがシールされている。

【００２５】また、何等かの原因で所望の圧力に減圧さ
れることなく二次室Ｂにガスが流入し、二次室Ｂ内が設
定圧を越えて上昇すると、調整スプリング７１の力に抗
してダイヤフラム３１が更に押し上げられることによ
り、ダイヤフラム受け３２及びダイヤフラム取り付けナ
ット３３が移動する。この時、リリーフ弁８０も移動し
ようとするが、リリーフ弁８０の移動は先端部８４が調
整軸７５に当接することで移動が制限される。リリーフ
弁８０の移動が制限された後は、リリーフ弁８０に対し
て受圧部材３０（ダイヤフラム受け３２及びダイヤフラ
ム取り付けナット３３）のみが移動し、リリーフ弁８０
のテーパ部８３に対して弁シート３５が離れる（図
３）。その結果、二次室Ｂ内のガスは、ダイヤフラム取
り付けナット３３の開口部３３ａ、円筒状部３２ａ及び
排出孔３４（ガイド孔３４ａ及び流路３４ｂ）を通じて
調整器カバー７０内に導かれ、調整器カバー７０の側面
に形成された孔部７６より外部へ排出される。

【００２６】上記構造による安全弁機構を有する圧力調
整器によれば、リリーフ弁８０に当接可能な調整軸７５
を進退させることにより、リリーフ弁８０の先端部８４
と調整軸７５とが当接する位置を調整することができ
る。二次室Ｂ内が調整スプリング７１による設定圧以上
になった場合においては、リリーフ弁８０の位置に対し
てが受圧部材３０（ダイヤフラム受け３２及びダイヤフ
ラム取り付けナット３３）が移動することにより、リリ
ーフ弁８０のテーパ部８３と弁シート３５とが離れてリ
リーフ弁８０が作動する。したがって、調整軸７５の位
置を調整することで、リリーフ弁８０の作動位置が設定
可能となり、安全弁機構を有する圧力調整器において、
作動圧力（リリーフ圧）の微調整を可能とする構造を得
ることができる。

【００２７】また、リリーフ弁８０に対し、調整弁４０
に追従して移動可能な調整弁案内６０を別個の部材とし
て構成したので、調整スプリング７１に傾きが生じたよ
うな場合においても、これに影響を受けることなく調整
弁案内６０を弁孔２１内でスムーズに移動させることが
できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、リリーフ弁に当接可能
な調整軸を進退させることにより、リリーフ弁の先端と
調整軸とが当接する位置を調整することができ、その結
果、二次室内が調整スプリングによる設定圧以上になっ
た場合、リリーフ弁のテーパ部と弁シートとが離れるリ
リーフ弁の作動位置が設定可能となり、安全弁機構を有
する圧力調整器において、作動圧力（リリーフ圧）の微
調整を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例としてのオートリリ
ーフ式圧力調整器の圧力調整状態を示す断面説明図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態の一例としてのオートリリ
ーフ式圧力調整器の圧力調整状態を示す断面説明図であ
る。

【図３】図１のオートリリーフ式圧力調整器において安
全弁が作用している状態を示す断面説明図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、従来のオートリリーフ式
圧力調整器の閉弁状態を示した断面説明図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、従来のオートリリーフ式
圧力調整器の開弁状態を示した断面説明図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は、従来のオートリリーフ式
圧力調整器において安全弁が作用している状態を示す断
面説明図である。

【符号の説明】

１０…調整器本体、 １０１…流通路、 １０２…流通
路、２０…弁座本体、 ２１…弁孔、 ２２…弁座、３
０…受圧部材、 ３１…ダイヤフラム、 ３２…ダイヤ
フラム受け、３３…ダイヤフラム取り付けナット、 ３
４…排出孔、３５…弁シート、 ３６…シート押え、４
０…調整弁、 ４１…弁シート、５０…緩衝スプリン
グ、６０…調整弁案内、７０…調整器カバー、 ７１…
調整スプリング、 ７３…圧力調整ねじ、７４…孔、
７５…調整軸、８０…リリーフ弁、 ８３…テーパ部、
８４…先端部、Ａ…一次室、 Ｂ…二次室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】調整器本体に形成された空間に対して、弁
   孔が穿孔された弁座を装着することにより前記空間を一
   次室と二次室とに区画し、該一次室内に前記弁孔を開閉
   する調整弁を設置し、二次室と反対側に設置された調整
   スプリングの力により前記二次室内を所望の設定圧力に
   調整するよう配置された受圧部材と、受圧部材及び調整
   スプリングを被冠するカバーとを具備した減圧機能を有
   する圧力調整器において、 前記受圧部材は、 二次室と調整スプリング設置空間とを通じさせるよう穿
   孔する排出孔と、 この排出孔内に配置される弁シートと、 この弁シートにテーパ部が当接可能とし且つ両端側を受
   圧部材外に臨ませたリリーフ弁と、から成り、 前記カバー中央に進退可能に装着し先端が前記リリーフ
   弁に当接可能とするリリーフ圧設定のための調整軸と、 前記弁孔内に挿入され前記調整弁に追従して移動可能な
   調整弁案内と、を備えたことを特徴とする圧力調整器。