JP2001503648A - 圧力減少と充填を組み合わせた弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガスボンベ、特に水中ダイバー、消防士等により用いられるための高圧下の呼吸ガスを含むガスボンベと共に用いるための圧力減少とボンベ充填を組み合わせた弁。この弁は弁室（３）とこの弁室内で動くことができかつ室（３）の一部に送出するためにガスがボンベ（１）から取り出されるときにばね（９）の助けにより圧力を減少する機能をするばね負荷弁スライド（４）を含む。この室部内の圧力はそれによりばね力により決定される水準の実質的一定値に保たれる。ガスが消費されるときに外部多目的弁連結部（１５）が弁室（３）を外部装置に連結するのに適合されている。ボンベを高圧下のガスで充填するとき、この弁はガス消費に応答してそれを通ってガスが弁室に送出されたのと同じ通路（１１）を経由してガスをボンベに送る機能をする。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力減少と充填を組み合わせた弁 本発明はガスボンベ、特に水中ダイバー、消防士、等により使用される高圧下 の呼吸ガスを含むようなボンベと共に用いるための圧力減少と充填を組み合わせ た弁に関する。 特に、水中ダイバー及び消防士によって通常用いられる圧力ボンベは、典型的 には２００−３００バールの圧力の呼吸ガスを含む。これらのガスボンベは呼吸 器具に送出される圧力を１０バールの大きさに減少する第一減圧弁を備えている 。このガスボンベはまたボンベがガスで再充填されるためのいわゆるボンベ弁を 含む。 これらの二つの形式の弁は物理的に単一装置に一体化することができるが、弁 は弁本体と組み合わされた二つの異なる弁座（一つは減圧弁に属し、他はボンベ 弁に属する）を含む。ボンベはまた二つの異なる外部連結部（呼吸ガスを呼吸器 具に連結するためのものとボンベを必要なときに新鮮なガスで再充填する外部ガ ス源に連結するためのもの）を含む。 上述の弁配置はボンベを一つの同じ連結部により空にしかつ充填することを可 能とし、一方一つの単一弁座と組み合わされた弁本体を用いることにより大幅に 単純化することができる。これはまた安全に関して顕著な改善を作り出す。なぜ ならこの種の弁は安全機能のため検査し維持する必要のある一つの封止位置を含 むだけであるからである。 本発明によれば、共通連結部と前記目的の両方に共通である弁機能を含むこの 種の圧力減少と充填を組み合わせた弁が提供される。 この発明によれば、この種の弁は弁室とこの弁室内で動くことができかつボン ベから前記室の一部中へガスが移るときに前記室部内の圧力をばね力により決定 される水準の実質的一定値に維持するようにばねの助けによりその圧力を減少す るばね負荷弁スライドと、ガスが消費されるときこの弁室を外部装置に連結する のに適合し、かつこのボンベを高圧下のガスで充填するとき、ガス消費に応答し て弁室にガスが送出されるのと同じ通路を通してガスがボンベに送られるのに適 合している外部共通弁連結部と、により特徴づけられる。 この種の弁は比較的容易に製造され維持することができる、なぜならそれは比 較的少数の構成要素を含むからである。この弁は唯一つの単一弁座を持つおかげ で、弁の機能障害に対して追加の安全度を持つ。この弁の使用も簡易化される。 なぜならこの弁はボンベ排出とボンベ充填工程の両方で共通に使用される唯一の 連結部を含むからである。 この発明の一つの好ましい実施例において、ばねが弁室の部分内の圧力がばね により発揮される力に等しくなるまでボンベから前記弁室部への通路を開放状態 に保つ方式で弁スライド上に作用する。 この発明の一実施例において、この通路はボンベの圧力によって作動される逆 止弁によって通常は閉鎖されており、弁スライドは前記弁室部内の圧力が設定さ れたばね力以下に置かれているときばねの影響下に逆止弁を開くように適合され ている。 この弁はまた前記弁室部内の圧力が低いときでさえもスライドが逆止弁を開く のを防ぐために弁スライドにかけがねを掛ける(latching)ための手段を便宜的に 含む。この機能はボンベが特に外部源からの新鮮ガスで満たされるときに用いら れる。 この発明の他の実施例では、この通路は前記弁室部内の圧力が設定されたばね 力を越えるときに前記ばねの作用に対抗してこの弁スライドによって閉じられる のに適合している。かくして弁はこの実施例では共流(con−flow)方向に開かれ る。 この点に関して、弁スライドは通路を閉じることのできる封止体を備えている 部分を含むピストンの形を持つことが好ましく、前記ピストン部分は通路が開い ているときピストンの他の側にガスを導くための手段を含み、このガスは封止体 が通路を閉じるようにばねの作用に対抗してピストンを動かすこととなる力をピ ストンに及ぼす。 前述の実施例の両者はガスが消費されるとき連結部を通るガス流を本質的に一 定に維持するために外部連結部と前記弁室部間の経路に取り付けられたノズルを 含むのが好都合であろう。これは、特にガスをいわゆる救助ヘルメットに送出す るときに用いられる。 この発明の他の特徴は請求の範囲から明らかになるであろう。 さて、この発明はその例示的実施例及び添付図面に関してより詳細に説明され るであろう。 図１はこの発明の第一実施例による弁組み合わせの縦断面図である。 図２は本発明の第二実施例による弁組み合わせの縦断面図である。 図１において、参照番号１は呼吸ガスボンベの一部を表わす。弁ハウジング２ はボンベ開口中にねじ込まれる。弁ハウジングは弁室３とこの室内で軸方向に可 動な弁スライド４を含み、弁スライドは封止Ｏ−リング５を含む。弁スライドの 前進運動、すなわち図１の左への動き、はスライド後部６と弁ハウジング２中に ねじ込まれた停止要素８の接触面７との共働作用により制限される。停止要素は ノブ形状部を備えることができる。スライド４はスライドと調節器１０間に作動 する圧力ばね９の作用を受ける。調節器は前記要素を回転させて図の右の方へま たは左の方へ動かすことを可能とするために弁ハウジング２とねじ係合されてい る。調節器１０は弁スライド４に作用するばね力を調節する機能をする。 弁室３はガス通路１１を経由してボンベ１の内部と連通する。ガス通路はばね 負荷逆止弁１２の助けにより通常閉じられている。逆止弁１２は外向き突出部１ ３を持ち、これは逆止弁１２を開くように弁スライド４の外向き突出部１４と共 働する。 参照番号１５は外部連結部を表わし、これにより弁は例えば呼吸装置に、また はこれに代えてボンベ１が外部源からの圧力下の呼吸ガスで充填されるところの ガス供給ラインに連結される。参照番号１６は弁スライド４と調節器１０間の空 間を周辺大気に連結する流路を表わす。 前述の弁は次のように作動する。 弁が高圧Ｐ₁、例えば２００−３００バールの呼吸ガスを含むと考えられるボ ンベ１に連結されるとき、逆止弁１２は通路１１を閉じそれによりボンベからの ガスの通過を防ぐであろう。呼吸ガスは停止要素８を弁ハウジング２中にねじ込 むことにより、外部連結部１５に結合された呼吸装置へ供給される。これはばね ９が弁スライド４を前方に強制するのを可能とし、従って弁スライド４の前記突 出部１４が逆止弁１２の突出部１３と共働してそれにより弁を開くであろう。ガ スはそのとき弁室３中に流れ、ばね９の作用に対抗してスライド４を後退させ、 前記弁１２は通路１１を再び閉じる傾向があるであろう。ばね力は調節器１０の 助けにより調節することができ、希望の低室圧Ｐ₂、例えば１０バールの圧力、 を得ることができ、この圧力は弁室３内に維持される。流路１６の結果として、 弁スライド４の他方側の圧力は大気圧Ｐ₀に相当するであろう。 弁室３内の圧力はかくしてばね９の助けによりほぼ一定に保たれる。連結部１ ５の上流にノズルが固定されまたは取り付けられるとき、本質的に一定のガス流 が連結部１５に結合された呼吸装置、例えば救助フードに送出されるであろう。 ボンベ１が高圧下の新鮮ガスで充填されるとき、停止要素８がわずかにねじ戻 されると、それによりスライド４の前方突出部１４が逆止弁１２の突出部１３か ら離れるように動き、それによりガス通路１１の閉鎖を起こすであろう。この点 に関して、連結部１５は高圧ガス源から延びている供給ラインに結合されること ができる。室３内のガス圧上昇は逆止弁１２を開き、ボンベ１を希望の圧力に充 填するであろう。その後でガス源が連結部１５から外される。逆止弁１２はそれ により再び通路１１を閉じ、弁は新機能の準備ができる。 説明された弁は非常に容易に使用することができる。なぜならそれは一つだけ の外部連結部を含むからであり、この連結部はボンベ１を空にするため及び充填 するための両方の目的に共通に使用される。これは誤連結の危険性を減らす。弁 はまた比較的容易に製造することができる。なぜならボンベ１を空にしかつ充填 するの両方のために一つの連結装置と一つの弁機能を必要とするのみであるから である。一つの単一弁機能と一つの単一弁座の使用はまた誤りの原因の数を減ら し安全を強化する。 図２はガス通路１１を閉じかつ共流方向に開く弁体２１を含む代替実施例を示 す。図１の実施例に対応を見出す部分は同じ参照記号で識別されている。 図２の実施例においては、スライド４はピストン棒１７と貫通流路１８を含む ピストンの形を持つ。ピストン棒１７の前方部は弁室３の狭くなった部分１９内 を動き、この部分１９の表面と封止Ｏ−リング２０により封止的に共働する。ピ ストン棒の前方端は封止体２１を有し、これはガス通路１１の穴に対して押圧さ れるときこの通路を閉じることができる。ピストン棒１７内の流路１８は図のＯ −リング２０の左に位置する弁室空間と半径方向流路２２を通して連絡する。 参照番号２３はスライド４を通って延びる流路を表わし、ノズルとして機能す る。参照番号２４は弁スライド４から突出しているピン２６と接触してノブ状部 ２５の助けによりねじ込まれることのできるかけがね体(latch body)を表わす。 これ（ピン）はかけがね体が流路１８を完全に閉じるのを防ぐ。 図２の実施例は次の方式で作動する。 連結部１５が呼吸装置に連結され、かけがね体２４が引っ込んだ位置にあると き、ばね９はスライド４を図２の右の方へ後退させ、それにより封止体２１がガ ス通路１１を開くことになろう。圧力下のガスがそれにより通路１１を通って、 ピストン棒１７の半径方向流路２２と流路１８を経由して、図２のスライド４の 右側の弁室３に流れることができる。室圧がばね９により決定されるＰ₂水準に 達するとき、室３内のガスにより発揮される力は弁４を図の左の方へ動かし、そ れにより通路１１を閉じるであろう。圧力Ｐ₂はかくしてばね９の助けにより室 ３内で本質的に一定に保たれるであろう。これは実質的に一定のガスの流れがノ ズル２３を通って、連結部１５を経由して、この連結部に連結された呼吸装置に 、図１に関して説明したのと同じ方式で通過するであろうことを意味する。 弁スライド４とピストン棒１７を動かしそれにより封止体２１の助けにより通 路１１を閉じるように、ノブ２５の助けによりかけがね体２４をねじ込むことに より、希望するときはガスの供給を絞ることができる。ガスボンベ１を圧力下の 新鮮ガスで充填する目的のために、圧力ラインを連結部１５に連結し、かけがね 体２４をノブ２５の助けによりねじ戻しまたは後退させることができる。それに より室２７内の増大した圧力がスライド４を図の右の方へ動かし、従って封止体 ２１が通路１１を開き、Ｏ−リング２０が室１９の壁から離れるように動かされ るであろう。高圧力下の新鮮ガスがそれにより連結部１５、室２７、室１９及び 通路１１を経由してボンベ１に送られる。ボンベ充填操作を終了したいときは、 封止体２１を持つピストン棒１７を通路１１の入口穴に対して押圧するようにか けがね体２４が弁ハウジング２中にねじ込まれる。 初めの実施例のように、この実施例においてもボンベ１を空にするため及び充 填するための両方の目的に共通して使用される単一連結部１５が用いられ、そこ では両方の場合ともガスは一つの単一封止体２１の助けにより調節されている共 通通路１１を通過する。 この発明はその二つの実施例に関して上述されたが、これらの実施例は請求の 範囲の範囲内で幾つかの点で改変することができることは理解されるであろう。 例えば、例示された圧力ばねは引張りばねで置き換えて弁スライドの反対側に 置くことができる。弁スライドに与えられる形は必要に応じ変えることができる 。ばね機能はまた他の装置で達成することができる。かくして他の形式の圧力調 節器がこの発明により用いられ、この発明は主として圧力ボンベまたは相当する 装置を空にするため及び充填するための両方の目的のための一つの単一連結部と 一つの単一弁機能の使用を指向している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年６月４日（１９９８．６．４） 【補正内容】 明細書 圧力減少と充填を組み合わせた弁 本発明はガスボンベ、特に水中ダイバー、消防士、等により使用される高圧下 の呼吸ガスを含むようなボンベと共に用いるための圧力減少と充填を組み合わせ た弁に関する。 特に、水中ダイバー及び消防士によって通常用いられる圧力ボンベは、典型的 には２００−３００バールの圧力の呼吸ガスを含む。これらのガスボンベは呼吸 器具に送出される圧力を１０バールの大きさに減少する第一減圧弁を備えている 。ＥＰ−Ａ１−０ １１２７６５はこのような減圧弁の一例を開示している。こ のような弁に加えて、ガスボンベはまたボンベがガスで再充填されるためのいわ ゆるボンベ弁を含む。 これらの二つの形式の弁は物理的に単一装置に一体化することができるが、弁 は弁本体と組み合わされた二つの異なる弁座（一つは減圧弁に属し、他はボンベ 弁に属する）を含む。ボンベはまた二つの異なる外部連結部（呼吸ガスを呼吸器 具に連結するためのものとボンベを必要なときに新鮮なガスで再充填する外部ガ ス源に連結するためのもの）を含む。 上述の弁配置はボンベを一つの同じ連結部により空にしかつ充填することを可 能とし、一方一つの単一弁座と組み合わされた弁本体を用いることにより大幅に 単純化することができる。これはまた安全に関して顕著な改善を作り出す。なぜ ならこの種の弁は安全機能のため検査し維持する必要のある一つの封止位置を含 むだけであるからである。 本発明によれば、共通連結部と前記目的の両方に共通である弁機能を含むこの 種の減少と充填を組み合わせた弁が提供される。 本発明はガスボンベ、特に水中ダイバー、消防士等のための高い圧力の呼吸ガ スを含むボンベと共に用いるための圧力減少とボンベ充填を組み合わせた弁を規 定し、この弁は弁室とこの弁室内で動くことができかつガスがボンベから取り出 されて前記室の一部に送出されるときに前記室部内の圧力をばねにより発揮され る力により決定される水準の実質的一定値に維持するようにばねの助けによりそ の圧力を減少する機能をするばね負荷弁スライドと、ガスが消費されるときにこ の弁室を外部装置に連結しかつボンベを高圧ガスで充填するときにガスを弁室に 送る外部多目的弁連結部とを含み、更にガスが消費されるときにそれを通ってガ スが弁室に送出されるのと同じ通路を経由してボンベがガスで充填されるように 供給されたガス圧力がボンベ閉鎖弁を開くことを特徴とする。 この種の弁は比較的容易に製造され維持することができる、なぜならそれは比 較的少数の構成要素を含むからである。この弁は唯一つの単一弁座を持つおかげ で、弁の機能障害に対して追加の安全度を持つ。この弁の使用も簡易化される。 なぜならこの弁はボンベ排出とボンベ充填工程の両方で共通に使用される唯一の 連結部を含むからである。 この発明の一つの好ましい実施例において、ばねが弁室の部分内の圧力がばね により発揮される力に等しくなるまでボンベから前記弁室部への通路を開放状態 に保つ方式で弁スライド上に作用する。 この発明の一実施例において、この通路はボンベの圧力によって作動される逆 止弁によって通常は閉鎖されており、弁スライドは前記弁室部内の圧力が設定さ れたばね力以下に置かれているときばねの影響下に逆止弁を開くように適合され ている。 この弁はまた前記弁室部内の圧力が低いときでさえもスライドが逆止弁を開く のを防ぐために弁スライドにかけがねを掛ける(latching)ための手段を便宜的に 含む。この機能はボンベが特に外部源からの新鮮ガスで満たされるときに用いら れる。 この発明の他の実施例では、この通路は前記弁室部内の圧力が設定されたばね 力を越えるときに前記ばねの作用に対抗してこの弁スライドによって閉じられる のに適合している。かくして弁はこの実施例では共流(con−flow)方向に開かれ る。 この点に関して、弁スライドは通路を閉じることのできる封止体を備えている 部分を含むピストンの形を持つことが好ましく、前記ピストン部分は通路が開い ているときピストンの他の側にガスを導くための手段を含み、このガスは封止体 が通路を閉じるようにばねの作用に対抗してピストンを動かすこととなる力をピ ストンに及ぼす。 前述の実施例の両者はガスが消費されるとき連結部を通るガス流を本質的に一 定に維持するために外部連結部と前記弁室部間の経路に取り付けられたノズルを 含むのが好都合であろう。これは、特にガスをいわゆる救助ヘルメットに送出す るときに用いられる。 この発明の他の特徴は請求の範囲から明らかになるであろう。 請求の範囲 1. ガスボンベ、特に水中ダイバー、消防士等のための高い圧力の呼吸ガスを 含むボンベと共に用いるための圧力減少とボンベ充填を組み合わせた弁であって 、この弁室が弁室（３）と、この弁室（３）内で動くことができかつガスがボン ベ（１）から取り出されて前記室（３）の一部に送出されるときに前記室部内の 圧力をばねにより発揮される力により決定される水準の実質的一定値に維持する ようにばね（９）の助けによりその圧力を減少する機能をするばね負荷弁スライ ド（４）と、ガスが消費されるときにこの弁室（３）を外部装置に連結しかつボ ンベを高圧ガスで充填するときにガスをこの弁室に送る外部多目的弁連結部（１ ５）とを含み、更にガスが消費されるときにガスが弁室に送出されるのと同じ通 路（１１）を経由してボンベがガスで充填されるように供給されたガス圧力がボ ンベ閉鎖弁を開く弁。 2. 前記弁室部内の圧力がばね（９）によって決定される水準に達するまでボ ンベ（１）から前記弁室部まで延びている通路（１１）を開いたままに保つよう にばね（９）が弁スライド（４）を作動させることを特徴とする請求の範囲１に 記載の弁。 3. ボンベ（１）内の圧力の影響下に通路（１１）を通常閉状態に維持する機 能をする逆止弁（１２）を特徴とし、弁スライド（４）が前記弁室部内の圧力が ばね設定圧力以下であるときばね（９）の影響下に前記逆止弁を開くことができ るように適合されていることを特徴とする請求の範囲２に記載の弁。 4. 前記弁室（３）の前記部内の圧力が低いときでさえも逆止弁（１２）が開 くのを防ぐ弁スライドかけがね手段（６−８）を特徴とする請求の範囲３に記載 の弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ガスボンベ、特に水中ダイバー、消防士等のための高い圧力の呼吸ガスを 含むボンベと共に用いるための圧力減少とボンベ充填を組み合わせた弁において 、弁室（３）、この弁室（３）内で動くことができかつガスがボンベ（１）から 取り出されて前記室（３）の一部に送出されるときに前記室部内の圧力をばねに より発揮される力により決定される水準の実質的一定値に維持するようにばね（ ９）の助けによりその圧力を減少する機能をするばね負荷弁スライド（４）、及 びガスが消費されるときにこの弁室（３）を外部装置に連結しかつボンベを高圧 ガスで充填するときにガスが消費されるときにガスが弁室に送出されるのと同じ 通路（１１）を経由してボンベにガスを送る外部多目的弁連結部（１５）を特徴 とする弁。 2. 前記弁室部内の圧力がばね（９）によって決定される水準に達するまでボ ンベ（１）から前記弁室部まで延びている通路（１１）を開いたままに保つよう にばね（９）が弁スライド（４）を作動させることを特徴とする請求の範囲１に 記載の弁。 3. ボンベ（１）内の圧力の影響下に通路（１１）を通常閉状態に維持する機 能をする逆止弁（１２）を特徴とし、弁スライド（４）が前記弁室部内の圧力が ばね設定圧力以下であるときばね（９）の影響下に前記逆止弁を開くことができ るように適合されていることを特徴とする請求の範囲２に記載の弁。 4. 前記弁室（３）の前記部内の圧力が低いときでさえも逆止弁（１２）が開 くのを防ぐ弁スライドかけがね手段（６−８）を特徴とする請求の範囲３に記載 の弁。 5. ボンベ（１）を充填する目的で高圧力ラインが前記連結部に結合されてい るときに前記逆止弁（１２）が開くのに適合されていることを特徴とする請求の 範囲３または４に記載の弁。 6. 通路（１１）が前記弁室部内の圧力がばね設定力を越えるときにばね（９ ）の作用に対抗して弁スライド（４）により閉じられるのに適合していることを 特徴とする請求の範囲２に記載の弁。 7. 弁スライド（４）が通路（１１）を閉じることのできる封止体（２１）を 備えている部分（１７）を持つピストンの形を持つこと、及びピストン部分（１ ７）が前記通路が開いているときピストンの他の側にガスを導くための手段（２ ２，１８）を含み、それにより前記ガスが封止体（２１）が通路（１１）を閉じ るようにばね（９）の作用に対抗して前記ピストンを動かすことを特徴とする請 求の範囲６に記載の弁。 8. 封止体（２１）を有するピストン部分（１７）が中空ピストン棒であるこ と、封止体（２１）がピストン棒の外端に設けられていること、ピストン棒が弁 室（３）の狭くなった部分（１９）内を動きかつ狭くなった部分（１９）の壁と 共働する封止リング（２０）を備えていること、及びピストン棒が棒中空部（１ ８）と連通しかつ封止体（２１）と封止リング（２０）間に位置する半径方向流 路（２２）を含むことを特徴とする請求の範囲７に記載の弁。 9. 外部連結部（１５）と前記弁室部の間の経路に設けられたノズル（２３） を特徴とし、前記ノズルがガスが消費されるときに連結部を通るガス流を実質的 に一定に維持する機能をすることを特徴とする請求の範囲１−８のいずれか一つ に記載の弁。