JP2004251423A - Check valve with built-in back pressure valve and piping construction - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、あらかじめ設定された容器に液化ガスの液体を所定量充填するLPG充填装置において、簡易で且つ小型化が可能な構造の背圧弁を内蔵した逆止弁とこの逆止弁を使用した配管構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液化ガス等の液体を所定の充填容器に充填するLPG充填装置はその充填中に流量計や配管部分で気化して計量精度が低下するが、これを防止するために背圧弁を介在させ、常時背圧弁までの配管中に所定の圧力を加え液化ガスの気化を防止するようになっている。このための一般的な液化ガス充填装置の配管は図5に示すようになっており、貯蔵タンク101からの液体は配管中の供給ポンプ103により圧送されるようになっている。この加圧圧送された液体はガスセパレータ104を介して流量計105を通り、ベーパ加圧式背圧弁110を通過して供給されるようになっている。このベーパ加圧式背圧弁は貯蔵タンク101のガス圧と背圧弁内のスプリング圧とを合わせた力で流体通路を閉塞している弁体に対して、これより大きい液体圧が一次側通路から加わると、流路を開き液体が供給されるようになっており、一方、二次側通路において、圧力上昇が生じると、配管の損傷が生じることからこの圧力が所定圧以上になると、前記弁体が開き、この圧力を1次側へ逃がすようになっている。
【0003】
また、図6は近年需要が増加しつつある簡易型のLPG充填装置であり、これは前記構成における配管中の供給ポンプに代えて貯蔵タンク101内を常時加圧しながら供給する構成であり、前記逆止弁はスプリング加圧式逆止弁110を使用してこれにより、加圧された液体が所定圧力以上になると、一次側通路からこの逆止弁110を開いて液体を供給し、一方、二次側通路が上昇すると、背圧弁としてのリリーフ弁140が開いて二次側通路に接続されている配管中の圧力が所定圧力以上に上昇しないよう制御している。
【0004】
一方、これら配管中に使用されている背圧弁に代えて、例えば、図7及び図8に示すような逆止弁と一体の背圧弁もある。これは、実用新案登録第2539185号公報に示されたものであり、湯水混合水栓における内圧の異常上昇防止構造に関するものである。これは、二次側通路112の内部圧力が上昇すると、一次側通路111から水または湯を供給するよう逆止弁体用スプリング124で弾力付勢された逆止弁体120を内蔵する筒体に外装されている筒体用スプリング132の反発弾力に抗して筒体は一次側通路111へ向かって移動し、弁体130を弁座から離して逃がし弁を開けるようになっている。これにより、二次側通路112の高圧水は、開弁状態の逃がし弁及び逃がし通路を通過して一次側通路111へ送出することで、内圧を低下させるようになっているものである(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
実用新案登録第2539185号公報(図1及び図2)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように背圧弁としてベーパ加圧式背圧弁やスプリング加圧式逆止弁及びリリーフ弁を使用したLPG充填装置はその構造上から、一方は貯蔵タンク内のベーパ圧を使用する必要があり、他方は二次側通路の内圧上昇をリリーフ弁を介して一定以上に上がらないようにしているため、そのための配管が余分に必要となっており、配管が複雑になっている。また、これらは配管を簡略化するために背圧弁を変更することが望まれるが、この背圧弁として図7及び図8に示すようなものをそのまま使用した場合、背圧弁として高クラッキング圧(弁が開くのに必要な圧力)が必要になるが、これを実現するために逆止弁体を筒体の弁座面に押し付ける逆止弁用スプリングの荷重を大きくし且つ逆止弁用スプリングの荷重が急激に大きくならないようにするとともに、流量特性を安定させるためにばね常数を可能な限り小さくする必要がある。しかしながら、このような従来の逆止弁と一体の背圧弁では逆止弁用スプリングの径及び長さが十分に得られず、十分な径及び長さを得るためにはこれら弁構造全体を大きくする必要が生じている。しかも、筒体も必然的に大きくなり、このため全体が大型化していた。その上、このような構成の弁をそのまま使用すると、筒体の厚みが薄いため、その圧力に十分に耐えることができなくなることもあり、これを解消しようとすると、弁全体の重量が大きくなり、小型化ができない等の課題が生じている。
【0007】
本発明の第1の目的は、このような課題を解消するとともに簡単な構成で、最小限の構成部品で且つ動作の確実な背圧弁を内蔵した逆止弁を得ることであり、第2の目的は、簡略化された配管構造を得ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の目的は、一方に加圧液体を供給する一次側通路11を有し、他方にこの液体を送出する二次側通路12を形成したケーシング10を設け、このケーシング10内の前記一次側通路11と二次側通路12とを結ぶ中心線上に一次側通路の周囲端面に当接する弁座21を一方に有する逆止弁体20を配置し、この弁体20の他方に前記二次側通路側に取り付けられているとともに、外周に液体が通過する溝22が形成された断面T字形状の第1ストッパ部材23との間において、この弁体20を一次側通路側に押圧する弾発力を有する第1スプリング24を設け、一方、前記逆止弁体20の中心線上に形成された段付き穴に一次側通路側の圧力が高いと閉塞するとともに、二次側通路側の内圧が高くなると開放される背圧弁体30を内蔵し、一次側通路11から液体を供給する時は逆止弁体20が開放され、二次側通路側の圧力が上昇すると、背圧弁体30が開放される構成の背圧弁を内蔵する逆止弁を提供することで達成される。
【0009】
また、この目的は、前記構成に加えて、ケーシングは中心線上に貫通穴16が形成されたケーシング本体13と、一次側通路11を有し且つケーシング本体13の一端に貫入固定されたケーシング蓋14と、二次側通路12を有し且つケーシング本体13の他端に貫入固定されたケーシング底15とから成り、これらは互いにねじ部材18で結合された構成であってもよく、更に、背圧弁は逆止弁体20に形成され且つ弁ガイド穴27と連通穴26とからなる段付き穴と、この弁ガイド穴27内において軸方向に往復移動自在で一端が前記連通穴26を閉塞するよう前記弁ガイド穴27の座面に当接する背圧弁体30と、この背圧弁体30を押圧するようこれと前記弁ガイド穴27の開放端に固定した第2ストッパ部材31との間に配置した第2スプリング32とから成り、二次側通路側の圧力が高くなると背圧弁体30が前記座面から離れる構成となっているので、背圧弁が小型化され、このような背圧弁を内蔵したコンパクトな逆止弁が得られる。
【0010】
一方、本発明の第2の目的は、所定の圧力となるよう常時加圧されている貯蔵タンク1から供給される液体をあらかじめ設定した必要量を供給する供給配管において、貯蔵タンク1にこれから供給される液体に混入している気泡を液体から分離するガスセパレータ4を配管接続し、このガスセパレータ4で分離された液体を流量計5を介して背圧弁が内蔵された逆止弁の一次側通路11に接続し、この逆止弁の二次側通路12から前記液体を送出するようにし、一方、前記ガスセパレータ4で分離された気体を前記貯蔵タンク1に戻すかあるいは大気放出するように配管接続した配管構造とすることで達成される。
【0011】
また、この目的は、前記構成における逆止弁が二次側通路12に接続される配管内の圧力が所定圧以上に上昇すると、内蔵されている背圧弁が開放動作して一次側通路11へ二次側通路12の圧力が逃げるようになっていることで、余分な配管がいらなくなり、充填装置全体の小型化が可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図4に基づき説明する。図1において、10は一端に液化ガス等の加圧液体が供給される入り口としての一次側通路11と他端に加圧液体が送出される出口としての二次側通路12を有するケーシングである。このケーシングはケーシング本体13とこれの両端に貫入固定されたケーシング蓋14とケーシング底15とで構成され、このケーシング本体13は円筒内面形状の貫通穴16が形成されている。このケーシング本体13の両端には入り口側がケーシング蓋14で閉塞してあり、出口側はケーシング底15で閉塞されている。これらケーシング蓋14及びケーシング底15には夫々前記一次側通路11となる第2供給管7及び二次側通路12となる第3供給管8が夫々接続してあり、ケーシング本体13とケーシング蓋14とケーシング底15との嵌合箇所には内部の液体が漏れない密封状態となるようにシール材17が嵌め合わされ、ケーシング本体13、ケーシング蓋14、ケーシング底15はねじ部品18で締結固定されている。
【0013】
このケーシング10内の中心線上には一次側通路11の外周端面に対して当接して一次側通路11を閉塞するように密着可能な弁座21を有する逆止弁体20が配置してあり、この逆止弁体20の外周には軸方向に液体の通路となる溝22が複数条形成されている。この逆止弁体20はケーシング底側に位置する第1ストッパ部材23との間に配設された第1スプリング24によりケーシング蓋側に弾力付勢されており、第1ストッパ部材23は前記ケーシング底15により支えられている。この第1ストッパ部材23の外周側には等間隔をおいて複数の流路25が形成してあり、前記逆止弁体20が一次側通路11から所定圧力により開放されると、液体が通過して二次側通路12に供給されるようになっている。
【0014】
更に、前記逆止弁体20の中心線上には段付き穴が形成してあり、二次側通路側にはこの段付き穴を構成する細い連通穴26が位置している。この連通穴26にはこれより大きい弁ガイド穴27が続いており、この穴27にはこの中を往復動する背圧弁体30が内蔵されている。この背圧弁体30は前記一次側通路側に固定された第2ストッパ部材31に一端が位置する第2スプリング32により常時前記連通穴26を閉塞するように弾力付勢されている。この第2ストッパ部材31の外周側にも等間隔をおいて流路33が複数形成されている。
【0015】
このようにして構成されている背圧弁を内蔵した逆止弁をLPG充填装置の配管構造に使用した構成は図2のようになる。続いて、この配管構造について説明すると、所定の圧力となるよう常時加圧されている貯蔵タンク1にはその底部に第1供給管2が接続してあり、これには供給弁3を介してガスセパレータ4が接続されている。このガスセパレータ4は供給される液体に混入している気泡を液体から分離するものであり、このガスセパレータ4に配管接続されている流量計5での流量計測を正確にするために必要なものである。また、このガスセパレータ4は排気管6を介して前記貯蔵タンク1に接続されているとともに分岐されて大気放出可能となっており、前記ガスセパレータ4で分離された気泡内の気体は排気管6を介して貯蔵タンク1に戻されるか大気放出されるようになっている。
【0016】
一方、前記流量計5には第2供給管7を介して図1に示す背圧弁を内蔵する逆止弁の一次側通路11に接続してあり、この逆止弁の二次側通路12には液体を充填容器(図示せず)に所定量だけ供給する第3供給管8が接続されている。この第3供給管8には充填量が設定量になった時に供給を遮断するように作動する電磁弁9を介在させて給液ノズル(図示せず)が接続された構造となっている。
【0017】
このような構成において、スタート信号が入り、貯蔵タンク1から加圧されている液体が供給されると、この液体は第1供給管2からガスセパレータ4を通り、流量計5を通過する。この時、供給量は流量計5により計量されることになる。続いて、液体は所定圧力が加わった状態で流れているので、図3に示すように第1スプリング24に撓みが生じ、逆止弁体20が開放されて液体は一次側通路11から二次側通路12に流れる。この状態においては背圧弁体30は開放されず、連通穴26を閉塞した状態のままであるので、液体は逆止弁体20の周囲を流れることになる。この後、液体が所定量供給されて充填容器に充填されると、電磁弁9にストップ信号が入り、液体の供給は遮断される。続いて、次の充填容器に液体を充填する場合は、スタート信号を入れ、電磁弁9が開くと所定量の液体が同じ動作により供給される。
【0018】
一方、何らかの原因で二次側通路の圧力が所定圧以上に上昇すると、逆止弁体20内の背圧弁体30にこの上昇圧力が作用することになり、図4に示すように、この背圧弁体30は第2スプリング32に抗して後退するから連通穴26は開放される。これにより、二次側通路12から一次側通路11に圧力が逃げるので、二次側通路12の圧力は低下することになる。このように二次側通路12の昇圧が繰り返されても、その都度、背圧弁体30が開放されるので、二次側通路12は都度、降圧されて供給管の破壊は生じず、安全な作業が可能になる。
【0019】
【発明の効果】
本発明は以上説明した実施の形態から明らかなように、一方に加圧液体を供給する一次側通路11を有し、他方にこれを送出する二次側通路12を形成したケーシング10を設け、前記一次側通路11と二次側通路12との間に一次側通路11の周囲端面に当接する弁座21を有する逆止弁体20を配置し、この弁体20と二次側通路側に取り付けられた断面T字形状の第1ストッパ部材23との間にこの弁体20を1次通路側に押圧する第1スプリング24を設け、一方、逆止弁体20の段付き穴に一次側通路側の圧力が高いと閉塞するとともに二次側通路側の内圧が高くなると開放される背圧弁体30を内蔵し、液体供給時には逆止弁体20が開放され、二次側通路側の圧力上昇時には、背圧弁体30が開放される構成の背圧弁を内蔵する逆止弁である。
【0020】
このため、従来のように、ベーパ圧やリリーフ弁を使用する必要がないから余分な配管を行う必要がなく、充填装置の小型化に大きく寄与することができる。また、この逆止弁のケーシング10はケーシング本体13に夫々必要な部品を嵌め合わせてねじ部品18で固定しただけの構成であることから、これの加工において精度が向上するとともにその保守点検が容易になり、製造コストも低減される。更に、背圧弁は逆止弁体20に内蔵され、この中を軸方向に往復移動自在で一端が連通穴26を閉塞するように弾力付勢された背圧弁体30を有し、二次側通路側の圧力が高くなると背圧弁体30が前記座面から離れる構成であるので、安定した流量特性を得ながら逆止弁及び背圧弁を動作させるに十分な荷重のスプリングを任意に選定使用することができるとともに、小型化にも十分対応できる。しかも、逆止弁体及び背圧弁体の強度も向上するとともに背圧弁の小型化が可能になり、背圧弁を内蔵したコンパクトな逆止弁が得られる。
【0021】
また、この逆止弁を使用する配管構造は、貯蔵タンク1から供給される液体に混入している気泡を液体から分離するガスセパレータ4を貯蔵タンク1に配管接続し、分離された液体を流量計5を介して前記逆止弁の一次側通路11に接続し、この逆止弁の二次側通路12から液体を送出するようにし、一方、ガスセパレータ4で分離された気体を貯蔵タンク1に戻すかあるいは大気放出するようになっているので、この配管自体が必要最低限となり、充填装置全体が小型化される。更に、二次側通路12の圧力が所定圧以上に上昇すると、その都度、内蔵されている背圧弁が開放動作して一次側通路11へ二次側通路12の圧力が逃げるようになっていることから、常時配管内の圧力が所定圧以下に制御されることになり、安定した充填動作の得られる配管構造となる等の特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図2】本発明に係る配管を示す概略図である。
【図3】本発明における逆止弁の開放状態を示す断面図である。
【図4】本発明における背圧弁の開放状態を示す断面図である。
【図5】従来例の配管を示す概略図である。
【図6】もう一つの従来例の配管を示す概略図である。
【図7】逆止弁の従来例を示す断面図である。
【図8】図7の動作状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 貯蔵タンク
2 第1供給管
3 供給弁
4 ガスセパレータ
5 流量計
6 排気管
7 第2供給管
8 第3供給管
9 電磁弁
10 ケーシング
11 一次側通路
12 二次側通路
13 ケーシング本体
14 ケーシング蓋
15 ケーシング底
16 貫通穴
17 シール材
18 ねじ部品
20 逆止弁体
21 弁座
22 溝
23 第1ストッパ部材
24 第1スプリング
25 流路
26 連通穴
27 弁ガイド穴
30 背圧弁体
31 第2ストッパ部材
32 第2スプリング
33 流路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention uses a check valve having a built-in back pressure valve having a simple and compact structure and a check valve in an LPG filling apparatus for filling a predetermined amount of liquid of a liquefied gas into a preset container. Related to piping structure.
[0002]
[Prior art]
Generally, an LPG filling device that fills a predetermined filling container with a liquid such as a liquefied gas is vaporized by a flow meter or a pipe portion during the filling, and the measurement accuracy is reduced. However, in order to prevent this, a back pressure valve is interposed to prevent this. A predetermined pressure is always applied to the piping up to the back pressure valve to prevent the liquefied gas from evaporating. The piping of a general liquefied gas filling device for this purpose is as shown in FIG. 5, and the liquid from the storage tank 101 is sent under pressure by a supply pump 103 in the piping. The liquid under pressure and pressure is supplied through a
[0003]
FIG. 6 shows a simplified LPG filling apparatus whose demand has been increasing in recent years. This is a constitution in which the storage tank 101 is constantly pressurized and supplied in place of the supply pump in the pipe in the above-mentioned constitution. The check valve uses a spring pressurized
[0004]
On the other hand, in place of the back pressure valve used in these pipes, for example, there is a back pressure valve integrated with a check valve as shown in FIGS. 7 and 8. This is disclosed in Japanese Utility Model Registration No. 2539185, and relates to a structure for preventing an abnormal increase in internal pressure in a hot and cold water mixing faucet. This is because the internal pressure of the secondary passage 112 rises, the cylindrical body including the
[0005]
[Patent Document 1]
Utility Model Registration No. 2539185 (FIGS. 1 and 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the LPG filling apparatus using the vapor pressurized back pressure valve, the spring pressurized check valve, and the relief valve as the back pressure valve requires one to use the vapor pressure in the storage tank because of its structure, and the other to use the vapor pressure in the storage tank. Since the internal pressure of the secondary passage is prevented from rising more than a certain level via the relief valve, an extra pipe is required for that, and the pipe is complicated. It is desirable to change the back pressure valve in order to simplify the piping. However, when the back pressure valve shown in FIGS. 7 and 8 is used as it is, a high cracking pressure (valve) is used as the back pressure valve. Is required to open the check valve). To achieve this, the load of the check valve spring for pressing the check valve against the valve seat surface of the cylinder is increased, and the check valve spring is It is necessary to keep the load from increasing rapidly and to make the spring constant as small as possible in order to stabilize the flow characteristics. However, with such a conventional back pressure valve integrated with a check valve, the diameter and length of the check valve spring cannot be obtained sufficiently, and in order to obtain a sufficient diameter and length, the entire valve structure must be enlarged. There is a need to do so. In addition, the size of the cylinder is inevitably increased, and as a result, the overall size is increased. Furthermore, if a valve with such a configuration is used as it is, the thickness of the cylindrical body is so thin that it may not be able to withstand the pressure sufficiently. In addition, there are problems such as difficulty in downsizing.
[0007]
A first object of the present invention is to solve such a problem and to obtain a check valve having a simple structure, a minimum number of components, and a built-in back pressure valve that operates reliably. The aim is to obtain a simplified piping structure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first object of the present invention is to provide a
[0009]
In addition to this, in addition to the above-described configuration, the casing has a
[0010]
On the other hand, a second object of the present invention is to supply the liquid supplied from the
[0011]
In addition, when the pressure in the pipe connected to the secondary side passage 12 of the check valve in the above-described configuration rises to a predetermined pressure or more, the built-in back pressure valve opens to move to the primary side passage 11. Since the pressure in the secondary passage 12 escapes, no extra piping is required, and the entire filling device can be reduced in size.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1,
[0013]
A
[0014]
Further, a stepped hole is formed on the center line of the
[0015]
FIG. 2 shows a configuration in which a check valve having a built-in back pressure valve configured as described above is used in a piping structure of an LPG filling device. Next, a description will be given of this piping structure. A
[0016]
On the other hand, the
[0017]
In such a configuration, when a start signal is input and the pressurized liquid is supplied from the
[0018]
On the other hand, if the pressure in the secondary side passage rises above a predetermined pressure for some reason, this rising pressure acts on the back
[0019]
【The invention's effect】
As is clear from the embodiment described above, the present invention has a
[0020]
For this reason, unlike the related art, there is no need to use a vapor pressure or a relief valve, so there is no need to provide extra piping, which can greatly contribute to downsizing of the filling device. In addition, since the
[0021]
Further, in the piping structure using this check valve, a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a pipe according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing an open state of a check valve according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing an open state of a back pressure valve according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional pipe.
FIG. 6 is a schematic view showing another conventional pipe.
FIG. 7 is a sectional view showing a conventional example of a check valve.
FIG. 8 is a sectional view showing the operation state of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
貯蔵タンクにこれから供給される液体に混入している気泡を液体から分離するガスセパレータ(4)を配管接続し、このガスセパレータで分離された液体を流量計(5)を介して背圧弁が内蔵された逆止弁の一次側通路に接続し、この逆止弁の二次側通路から前記液体を送出するようにし、一方、前記ガスセパレータで分離された気体を前記貯蔵タンクに戻すかあるいは大気放出するように配管接続したことを特徴とする配管構造。In a supply pipe for supplying a predetermined amount of liquid supplied from a storage tank (1) which is constantly pressurized to a predetermined pressure,
A gas separator (4) for separating air bubbles mixed in the liquid to be supplied to the storage tank from the liquid is connected to the storage tank by piping, and the liquid separated by the gas separator has a built-in back pressure valve via a flow meter (5). Connected to the primary passage of the check valve, so that the liquid is delivered from the secondary passage of the check valve, while returning the gas separated by the gas separator to the storage tank or the atmosphere. A pipe structure characterized in that the pipe is connected so as to discharge the pipe.
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