JP2006053727A - Pressure regulation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の圧力調整器に関するもので、より詳しくは小型で広範囲の流量にわたって安定した低い圧力流体を提供することができる圧力調整器に関するものである。 The present invention relates to a fluid pressure regulator, and more particularly to a pressure regulator that can provide a low pressure fluid that is small and stable over a wide range of flow rates.
例えば、半導体製造装置や燃料電池システムでは、高圧圧縮ガス容器から高圧で供給されるガスを閉止弁の下流側に圧力調整器を設けて低圧のガスにして使用することが一般的に行われている。このような流体供給システムにおいては、前記高圧圧縮ガス容器に連結される圧力調整器は、流体が高圧圧縮ガス容器から排出されて使用される時に、流体の流量が変化しても常に一定の低圧圧力を維持することが要求され、また一定時間使用されて高圧圧縮ガス容器内の残留ガスの圧力が低下しても、常に一定の低圧圧力を維持することが要求される。 For example, in a semiconductor manufacturing apparatus or a fuel cell system, it is generally performed to use a gas supplied at high pressure from a high-pressure compressed gas container as a low-pressure gas by providing a pressure regulator downstream of the shut-off valve. Yes. In such a fluid supply system, the pressure regulator connected to the high-pressure compressed gas container has a constant low pressure even when the flow rate of the fluid changes when the fluid is discharged from the high-pressure compressed gas container and used. It is required to maintain the pressure, and even if the pressure of the residual gas in the high-pressure compressed gas container decreases after being used for a certain period of time, it is required to always maintain a constant low pressure.
一般的な圧力調整器の一例として、周縁部がハウジングに固定されたベローズ又はダイアフラムを使用した圧力調整器が知られている(例えば、特許文献1参照。)。図9に周縁部がハウジングに固定されたベローズを使用した圧力調整器の断面構造を示す。図9に示す圧力調整器50は、チャンバー52を内部に有するハウジング51と、該ハウジング51に設けられた前記チャンバー52に連通する入口53及び出口54と、これら入口53と出口54との間の流体の流れを選択的に調整するための流量調整手段60とを有する圧力調整器であって、該流量調整手段60は、前記チャンバー52の中に固定された圧力調整室55と、ベローズ56と、該ベローズ56の動きを調整する可動圧力調整部材57及び前記ベローズ56と連動して移動可能なポペット58とを主体として構成されている。
この圧力調整器50では、ベローズ56はチャンバー52内の圧力と圧力調整室55内に設定される圧力に見合った量だけ伸縮する。さらにベローズ56が伸縮すると、それに伴って該ベローズ56に直結されたポペット58も紙面左右方向の移動することができる。
As an example of a general pressure regulator, a pressure regulator using a bellows or a diaphragm whose peripheral portion is fixed to a housing is known (for example, see Patent Document 1). FIG. 9 shows a cross-sectional structure of a pressure regulator using a bellows whose peripheral portion is fixed to the housing. A
In the
今、入口53に高圧ガス源が接続され、出口54側が閉鎖されて出口54側のガス流量が零の状態で、ポペット58の先端部58aがハウジング51の弁座部51aに嵌り込み、弁座部51aが閉塞状態になった時にのベローズ56の膨らみ量と釣り合うように圧力調整室55内の圧力を調整しておく。
次に、この状態で出口54側のガスを流すとチャンバー52内の圧力が低下して、ベローズ56は膨張する。
ベローズ56が膨張すると該ベローズ56に直結されたポペット58は紙面左方向に移動して、ポペット58の先端部58aがハウジング51の弁座部51aから離れるのでガス流路59が形成される。
Now, with the high pressure gas source connected to the
Next, when the gas on the
When the
ガス流路59が形成されると、高圧ガス源から供給される高圧ガスがガス流路59を通ってチャンバー52内に流入してチャンバー52の圧力が高まり、チャンバー52の圧力が高まるとベローズ56が圧力調整室55内の設定圧力に達するまで収縮する。
ベローズ56が収縮すると、それに伴って該ベローズ56に直結されたポペット58は紙面右方向に移動して、ポペット58の先端部58aがハウジング51の弁座部51aに嵌り込み、弁座部51aが閉塞状態になる。
このようにして弁座部51aの開閉を繰り返すことにより、入口53から入った高圧ガスは減圧されて出口54を通して供給される。
When the
By repeatedly opening and closing the
さらに、半導体製造装置のように低圧ガスを低流量で正確に制御する必要がある場合には、図10に示すように前述の構造の圧力調整器を2段直列に連結した圧力調整器70が使用されている。この圧力調整器70は1次圧力調整器71と2次圧力調整器72を直列の連結したものであって、各圧力調整器71,72の内部機構は先の圧力調整器50とほぼ同様である。
入口73から供給された高圧ガスは、1次圧力調整器71で減圧されて連結管75を通して2次圧力調整器72に入り、所定の圧力まで減圧されて出口74から所望の行程に供給される。図中P1,P2,P3はそれぞれ圧力計であり、76は安全弁である。
Further, when it is necessary to accurately control the low pressure gas at a low flow rate as in a semiconductor manufacturing apparatus, a
The high-pressure gas supplied from the
図9に示す圧力調整器50では、流量調整手段60を組み立てる際にベローズ56や可動圧力調整部材57を組み込んだ後、キャップ61を被せて圧力調整室55を形成する。さらに、圧力調整室55内に所定圧力の気体を封入して圧力調整している。
このため圧力調整器50を使用中に周囲に環境温度が変化すると、この圧力調整室55内の気体が膨張・収縮してベローズ56の膨張・収縮量は可動圧力調整部材57の設定圧力のより定められた量からずれてしまう。従って正確な減圧圧力を得ることが困難となる問題がある。
また、図10に示す圧力調整器70では高圧ガスの入口73に対して横方向に長く、ガス流路を連結管75で接続する構造であるため、ますます横方向に長く大型の圧力調整器のなってしまい、各種製造工程に組み込むためには特別な部品を準備しなければならないという欠点があった。
In the
For this reason, if the ambient temperature changes during use of the
Further, the
本発明は、上記課題を解決して広範囲な流量に対して安定したガス圧力が得られ、しかもよりコンパクトな形状の圧力調整器とし、特に一般に広く使用されている規格品である穴径22mmの一般工業用容器内にも組み込み可能な圧力調整器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, obtains a stable gas pressure over a wide range of flow rates, and makes a pressure regulator with a more compact shape, and in particular, has a hole diameter of 22 mm, which is a standard product that is generally widely used. It aims at providing the pressure regulator which can be integrated also in a general industrial container.
上記課題を解決するため本発明の圧力調整器は、ダイヤフラムを使用した直動式の第1段減圧装置と第2段減圧装置を直列に結合した二段式の圧力調整器であって、高圧ガスの入口を有する円盤状の端末キャップに円筒状の第1のハウジングを嵌合させて接続し、さらに該第1のハウジングの他端に減圧ガスの出口を有する円筒状の第2のハウジングを嵌合させて接続したものであって、前記第1のハウジングまたは第2のハウジング内に収納された第1段減圧装置及び第2段減圧装置は、ダイヤフラムとロードスプリングからなる可動圧力調整機構と、ポペットと弁座シートからなる流体の流れを選択的に調整するための流量調整機構とを備え、前記第1段減圧装置の高圧ガス入口から導入された高圧ガスが前記第1段減圧装置の可動圧力調整機構によって制御された流量調整機構を通して所定の圧力まで減圧された後、前記第2段減圧装置に導入され、前記第2段減圧装置の可動圧力調整機構によって制御された流量調整機構を通して所定の圧力まで減圧されて、前記第2段減圧装置の低圧ガス出口より排出されるように構成した圧力調整器とした。 In order to solve the above problems, a pressure regulator according to the present invention is a two-stage pressure regulator in which a direct-acting first-stage decompression device and a second-stage decompression device using a diaphragm are connected in series. A cylindrical first housing is fitted and connected to a disk-shaped end cap having a gas inlet, and a cylindrical second housing having a reduced-pressure gas outlet at the other end of the first housing. The first stage pressure reducing device and the second stage pressure reducing device housed in the first housing or the second housing are connected to each other by a movable pressure adjusting mechanism including a diaphragm and a load spring. And a flow rate adjusting mechanism for selectively adjusting the flow of fluid comprising a poppet and a valve seat, and the high pressure gas introduced from the high pressure gas inlet of the first stage pressure reducing device is Movable pressure After being depressurized to a predetermined pressure through a flow rate adjusting mechanism controlled by a regulating mechanism, the pressure is introduced into the second stage depressurizing device, and a predetermined pressure is passed through the flow rate adjusting mechanism controlled by the movable pressure adjusting mechanism of the second stage depressurizing device. The pressure regulator was configured to be decompressed to a pressure and discharged from the low-pressure gas outlet of the second-stage decompressor.
圧力調整器をこのように構成すればコンパクトな形状の圧力調整器となり、例えば第1及び第2のハウジングを外径21mmのパイプで構成すれば、特に一般に広く使用されている規格品である穴径22mmの一般工業用容器内にも組み込み可能な圧力調整器となる。 また、可動圧力調整機構と流量調整機構の作用により、広範囲な流量に対して安定した低圧ガス圧力が得られる圧力調整器となる。 If the pressure regulator is configured in this way, it becomes a pressure regulator having a compact shape. For example, if the first and second housings are made of pipes having an outer diameter of 21 mm, holes that are standard products that are generally widely used are used. The pressure regulator can be incorporated into a general industrial container having a diameter of 22 mm. Further, the pressure regulator can obtain a stable low-pressure gas pressure over a wide range of flow rates by the action of the movable pressure adjustment mechanism and the flow rate adjustment mechanism.
本発明の圧力調整器では、前記可動圧力調整機構は、キャップの開口端にダイヤフラムを取付け、該ダイヤフラムの背面にダイヤフラムプレートを介してロードスプリングを配置して、該ロードスプリングの他端をスプリングボトムで抑え、さらに前記キャップの他端中心部にねじ込んだアジャスティングスクリューを前記スプリングボトムに当接させ、該アジャスティングスクリューを回転させることによりロードスプリングを伸縮させて、前記ダイヤフラム7が膨張・収縮する変位量を調整可能に構成することが好ましい。
また、前記流量調整機構は、前記ダイヤフラムにステイを介して連結された一端が円錐状の先端部を有するポペットを具備し、該ステイは弁座シートの中心部に設けられたロート状の弁座部を貫通しており、前記ダイヤフラムの膨張・収縮に伴ってポペット4も移動して、前記ポペットの先端部が弁座部に嵌合・解放することにより、高圧ガスが弁座シートを通過・停止可能となるように構成することが好ましい。
任意の広範囲な流量に対して安定した低ガス圧力を得るためである。
In the pressure regulator of the present invention, the movable pressure adjusting mechanism has a diaphragm attached to the opening end of the cap, a load spring is disposed on the rear surface of the diaphragm via a diaphragm plate, and the other end of the load spring is connected to the spring bottom. Further, the adjusting screw screwed into the center of the other end of the cap is brought into contact with the spring bottom, and by rotating the adjusting screw, the load spring is expanded and contracted, so that the diaphragm 7 expands and contracts. It is preferable that the displacement amount be adjustable.
Further, the flow rate adjusting mechanism includes a poppet having one end connected to the diaphragm through a stay and having a conical tip portion, and the stay is a funnel-shaped valve seat provided at the center of the valve seat. The
This is to obtain a stable low gas pressure for any wide range of flow rates.
本発明の圧力調整器では、前記ポペットは断面が正方形であって、前記第1段減圧装置の円盤状の端末キャップ、もしくは該端末キャップに嵌合接続された円筒状の第1のハウジングの中心部に形成された断面が円形の凹部に内接して、該凹部内を軸方向に沿って移動可能に構成し、かつポペットの中心部には高圧ガスが流れる溝を有しており、高圧ガスが前記溝の途中から前記断面が円形の凹部と断面が正方形のポペットとの間隙に排出されるように構成することができる。
なるべくコンパクトにして、しかも広範囲な流量に対して安定した低ガス圧力を得るためである。
In the pressure regulator of the present invention, the poppet has a square cross section, and the center of the disk-shaped end cap of the first stage pressure reducing device or the cylindrical first housing fitted and connected to the end cap The cross section formed in the part is inscribed in a circular concave part, and is configured to be movable in the axial direction in the concave part, and has a groove through which high pressure gas flows in the central part of the poppet. However, it can be configured to be discharged from the middle of the groove into the gap between the concave portion having a circular cross section and the poppet having a square cross section.
This is to make the gas pressure as compact as possible and to obtain a stable low gas pressure over a wide range of flow rates.
本発明の圧力調整器では、前記ダイヤフラムプレートとキャップとで囲まれて内部にロードスプリングを有する調整バネ室内を真空に維持することが好ましい。
使用中に周囲に環境温度が変化しても、調整バネ室内には膨張・収縮する気体が無いので、ダイヤフラムの膨張・収縮量は可動圧力調整部材によって定められた設定圧力によって正確に規制されるので、正確な減圧圧力を得ることができる。
また、本発明の圧力調整器では、前記キャップと第1のハウジングの間、もしくは第2のキャップと第2のハウジングの間に減圧されたガスの流路を設けることが好ましい。
よりコンパクトな減圧調整器とするためである。
In the pressure regulator of the present invention, it is preferable to maintain a vacuum inside the adjustment spring chamber surrounded by the diaphragm plate and the cap and having a load spring inside.
Even if the ambient temperature changes during use, since there is no gas that expands and contracts in the adjustment spring chamber, the expansion and contraction amount of the diaphragm is accurately regulated by the set pressure determined by the movable pressure adjusting member. Therefore, an accurate reduced pressure can be obtained.
In the pressure regulator of the present invention, it is preferable to provide a decompressed gas flow path between the cap and the first housing or between the second cap and the second housing.
This is to provide a more compact decompression regulator.
本発明によれば、広範囲な流量に対して安定したガス圧力が得られ、しかもよりコンパクトな形状の圧力調整器となるので、特に一般に広く使用されている規格品である穴径22mmの一般工業用容器内にも組み込み可能な圧力調整器を提供することができる。 According to the present invention, a stable gas pressure can be obtained over a wide range of flow rates, and a pressure regulator having a more compact shape can be obtained. Therefore, a general industry having a hole diameter of 22 mm, which is a standard product that is generally widely used. It is possible to provide a pressure regulator that can be incorporated into a container for use.
以下、図面を使用して本発明を詳細に説明する。
まず、本発明で使用するダイヤフラム式圧力調整器の作動原理を図を使用して説明する。
図5ないし図8は、ダイヤフラム式圧力調整器の一連の作動原理を説明する図である。 図5はダイヤフラム式圧力調整器40の構造を示す図であって、高圧ガス入口44と低圧ガス出口47を有するハウジング41に、頂部にキャップ状の押しネジ43を備えたキャップ42が嵌合させてある。ハウジング41の内部には、高圧ガス入口44から通じる1次室45と低圧ガス出口47に通じる2次室46があり、さらにハウジング41の中央部には、スリーブ49がねじ込んである。スリーブ49には第1の窪み25と第2の窪み26が設けてあり、第1の窪み25は前記1次室45とつながり、第2の窪み26は前記2次室46とつながっている。第1の窪み25と第2の窪み26との間は狭くなっていてガス通路34を形成し、先端に弁座27が設けられている。
スリーブ49の第1の窪み25内には、小スプリング28に支持されたポペット29があり、第2の窪み26内にはダイヤフラム35に接合されたステム36が挿入されており、該ステム36と前記ポペット29とはガス通路34を貫通したステイ37を介して連結されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the operation principle of the diaphragm pressure regulator used in the present invention will be described with reference to the drawings.
5 to 8 are diagrams illustrating a series of operating principles of the diaphragm pressure regulator. FIG. 5 is a diagram showing the structure of the
In the
さらに、キャップ42内のダイヤフラム35で仕切られた調整バネ室48の内部には、ダイヤフラム35に当接するスプリングヘッド38とスプリングボトム39に挟まれたロードスプリング9が収納されており、押しネジ43を調節して前記スプリングボトム39の位置を調整することにより、ダイヤフラム35の変位範囲を調整することができるようになっている。
Further, inside the
図5は、高圧ガス入口44から高圧ガス負荷がかかり、低圧ガスの使用を停止して低圧ガス出口47を閉じた状態で、ダイヤフラム35が押しネジ43の押圧と釣り合っていてポペット29が小スプリング28によって持ち上がり、弁座27を塞いでいる状態を示している。
FIG. 5 shows that the high pressure gas load is applied from the high
次に、低圧ガス出口47に所定の低圧ガスを得るには、図6に示すように押しネジ43を回転させてロードスプリング19を所定の量だけ圧縮し、その圧縮力でダイヤフラム35を2次室46側に押し下げる。
ダイヤフラム35が2次室46側に押し下げられると、ダイヤフラム35に連結してあるステム36とポペット29が連動して小スプリング28に抗して紙面下方に移動するので、ポペット29ば弁座27から離れてスリーブ49の弁座27を解放してガス通路34が貫通する。
ガス通路34が貫通すると高圧ガス入口44から入った高圧ガスは、1次室45からガス通路34を通って2次室46に入り、ダイヤフラム35を紙面上方に押し上げる。
図7は、2次室46の圧力が上がり、ダイヤフラム35を押し上げる力がロードスプリング9の圧縮力と釣り合って、弁座27にポペット29がおしつけられて1次室45から2次室46へのガスの流れが停止して2次室の圧力が安定した状態を示している。
Next, in order to obtain a predetermined low-pressure gas at the low-
When the
When the
In FIG. 7, the pressure in the
次に、図8に示すように低圧ガス出口47から低圧ガスを流すと2次室46の圧力が低下し、ダイヤフラム35を押し上げるガス圧よりもロードスプリング19の圧縮力の方が大きくなり、ダイヤフラム35は2次室46側に押し下げられる。するとポペット29が弁座27から離れて、ガス通路34が貫通して1次室45から2次室46に向かってガスが流れ込む。2次室46に流れ込むガス量と2次室46から流出するガス量とが等しくなるとポペット29の動きは止まり、2次室46のガス圧力は安定する。
このようにダイヤフラム35と連動するポペット29の働きに依って、低圧ガス出口47側のガス圧力は、ガスの流量にかかわらず設定値通りの安定した圧力を示すものとなる。
Next, as shown in FIG. 8, when the low pressure gas flows from the low
Thus, depending on the action of the
上述のような減圧機構を利用して、高圧ガスの圧力を2段式で減圧するようにしたのが本発明の圧力調整器である。
図1に、本発明の圧力調整器の断面構造を示す。また、図2には図1に示す本発明の圧力調整器1の第1段減圧装置の断面構造を拡大して示す。
本発明の圧力調整器1は、ダイヤフラム7を使用した直動式の第1段減圧装置2と第2段減圧装置3を直列に結合した二段式の圧力調整器であって、該第1段減圧装置2及び第2段減圧装置3はそれぞれダイヤフラム7,7とロードスプリング9,9からなる可動圧力調整機構21,31と、ポペット4,4と弁座シート5,5からなる流体の流れを選択的に調整するための流量調整機構22,32とを備えている。
そして本発明の圧力調整器1の前記第1段減圧装置2の高圧ガスの入口6から導入された高圧ガスは、前記第1段減圧装置2の可動圧力調整機構21によって制御された流量調整機構22を通して所定の圧力まで減圧された後、前記第2段減圧装置3に導入され、さらに前記第2段減圧装置3の可動圧力調整機構31によって制御された流量調整機構32を通して所定の圧力まで減圧されて、前記第2段減圧装置3の低圧ガスの出口33より排出されるように構成されている。
このように2段の減圧装置を直列に結合させることにより、より小型にしかも細い直線状にした圧力調整器とすることができる。
第1段減圧装置2と第2段減圧装置3の作動機構は同じなので、以下に第1段減圧装置2を中心にして説明する。
The pressure regulator of the present invention is configured to reduce the pressure of the high-pressure gas in a two-stage manner using the pressure reducing mechanism as described above.
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of the pressure regulator of the present invention. FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional structure of the first stage pressure reducing device of the
The
The high pressure gas introduced from the high
Thus, by connecting the two-stage decompression devices in series, a pressure regulator that is smaller and has a thin linear shape can be obtained.
Since the operating mechanisms of the first stage
本発明の圧力調整器1の第1段減圧装置2は、高圧ガスの入口6を有する円盤状の端末キャップ13に円筒状の第1のハウジング14を嵌合させて接続し、さらに該第1のハウジング14の他端に減圧ガスの出口33を有する円筒状の第2のハウジング24を嵌合させて接続し、前記第1のハウジング14内に当該第1段減圧装置2が収納されている。
The first-stage
そして前記可動圧力調整機構21は、図2に示すようにキャップ12の開口端にダイヤフラム7を取付け、該ダイヤフラム7の背面にダイヤフラムプレート8を介してロードスプリング9を配置して、該ロードスプリング9の他端をスプリングボトム10で抑え、前記キャップ12の他端中心部にねじ込んだアジャスティングスクリュー11を前記スプリングボトム10に当接させ、該アジャスティングスクリュー11を回転させることにより前記ダイヤフラム7が膨張・収縮する可動変位量を調整可能に構成されている。
キャップ12には凹部16が形成されており、この凹部16の内部にダイヤフラムプレート8、ロードスプリング9及びスプリングボトム10が収納されていて、ロードスプリング9が伸縮可能になっている。
2, the movable
A
また、キャップ12の一端の中心には孔17が貫通しており、この孔17にアジャスティングスクリュー11が挿入されている。アジャスティングスクリュー11の一端はスプリングボトム10に当接しており、前進・後退させることができるようになっている。アジャスティングスクリュー11の他端にはキャッププラグ19が嵌合接合されていて、気密を保って孔17に挿入されている。
A
ここで、ロードスプリング9を含むダイヤフラム7とキャップ12とで囲まれた空間の内部、すなわち調整バネ室18の内部を真空にしておくが重要である。調整バネ室18の内部を真空にしておくと、周囲の環境温度が変化しても体積変化を起こす気体が調整バネ室18には存在しないので、ダイヤフラム7の変位量に影響は及ばない。したがって、より精密な圧力制御をすることが可能になる。
調整バネ室18の内部を真空にするには、組み立て時に真空に排気した後密封すればよい。
Here, it is important that the inside of the space surrounded by the diaphragm 7 including the
In order to make the inside of the
また、前記流量調整機構22は、前記ダイヤフラム7にステイ15を介して連結された、一端が円錐状の先端部4aを有するポペット4を具備し、該ステイ15は弁座シート5の中心部に設けられたロート状の弁座部5aを貫通しており、前記ダイヤフラム7の膨張・収縮に伴ってポペット4も移動して、前記ポペット4の先端部4aが弁座部5aに嵌合・離反することにより、高圧ガスが弁座シート5を通過・停止可能となるように構成されている。
The flow
図2に示す前記ポペット4は断面が正方形であって、前記第1段減圧装置2の円盤状の端末キャップ13に嵌合接続された円筒状の第1のハウジング14の中心部に形成された断面が円形の凹部13aに内接して、該凹部13a内を軸方向に沿って移動可能に構成されており、かつポペット4の中心部には高圧ガスが流れる溝(図示省略)を有しており、高圧ガスがこの溝の途中から前記断面が円形の凹部13aと断面が正方形のポペット4との間隙に排出されるように構成されている。
このように構成することにより、高圧ガスの流路がポペット4内部に確保できるので、装置を直線状に細く構成することができる。
The
By comprising in this way, since the flow path of high pressure gas can be ensured in the
さらに、図2に示す第1段減圧装置2においては、前記キャップ12と第1のハウジング14の間に減圧ガスの流路30を設けてある。
ポペット4内部を通過した高圧ガスは前記流量調整機構22で減圧された後、前記ダイヤフラム7の表面に沿って形成された空間23を通って前記減圧ガスの流路30を流れていく。
減圧されたガスの流路をこのように確保することにより、装置全体を細く直線的に構成することができるので、よりコンパクトな形状の圧力調整器となり、特に第1のハウジング14及び第2のハウジング24を外形21mmとして構成すれば、一般に広く使用されている規格品である穴径22mmの一般工業用容器内にも組み込み可能な圧力調整器となる。
Further, in the first-
The high-pressure gas that has passed through the
By ensuring the flow path of the decompressed gas in this way, the entire apparatus can be configured to be thin and linear, so that the pressure regulator has a more compact shape, in particular, the
ここで、減圧されたガスの流れを図3を使用して説明する。
図2は、低圧ガスの使用を停止して減圧されたガスの流れを止め、ポペット4の先端部4aが弁座5aを閉塞させた状態でロードスプリング9の押圧が調整されて均衡を保っている場合を示している。
次に、低圧ガスの使用を開始して減圧されたガスの流れが生じると、図3に示すようにダイヤフラム7の紙面左側の空間23の圧力が低下するので、ダイヤフラム7は矢印で示すように紙面左側に向かって変位する。
ダイヤフラム7が変位するのに伴ってダイヤフラム7に連結されているポペット4も矢印で示すように紙面左側に向かって変位して、ポペット4の先端部4aは弁座5aから離反する。すると弁座部分にガス流路20が形成され、ポペット4から排出されたガスは弁座5aを通過して、ダイヤフラム7と端末キャップ13との間に形成された狭い空間を流れ、図3に示す矢印に沿ってキャップ12とハウジング14の間に形成された減圧ガスの流路30を流れて行く。
Here, the flow of the decompressed gas will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows that the flow of the decompressed gas is stopped by stopping the use of the low-pressure gas, and the pressure of the
Next, when the use of the low-pressure gas is started and the flow of the decompressed gas is generated, the pressure in the space 23 on the left side of the diaphragm 7 as shown in FIG. 3 is lowered, so that the diaphragm 7 is indicated by an arrow. Displaces toward the left side of the page.
As the diaphragm 7 is displaced, the
減圧されたガスは、第1段減圧装置2では減圧ガスの流路30に沿って流れて第2段減圧装置3の第2のポペット4に流れ込み、さらにもう一段階減圧される。
第2段減圧装置3では所定の低圧まで減圧された後、第2の減圧ガスの流路30を流れて低圧ガスの出口33から排出されている。
The depressurized gas flows along the
In the second-
以上、主に第1段減圧装置2について説明したが、第2段減圧装置3に関しても構造はほとんど同じで、動作も同じであるから詳しい説明は省略する。
図1に示すように第2段減圧装置3では中程度に減圧されたガスが引き続き第2のポペット4に導入され、可動圧力調整機構31及び流量調整機構32でさらに減圧されて、第2のハウジング24の一端に設けられた低圧ガスの出口33から排出されている。
The first-
As shown in FIG. 1, in the second-
このような圧力調整器を使用した場合の低圧ガスの流量と低圧ガスの圧力変化の関係を図4に示す。
図4は、図1に示した圧力調整器1を使用して、第1段減圧装置2の高圧ガス入口6に3.7MPaの高圧窒素ガスを減圧した場合の、第2段減圧装置3の低圧ガス出口33の圧力を示したものである。ここで、第1段減圧装置2での減圧圧力は0.6〜0.8MPaに設定した。
図に示すように流通開始直後には急激に圧力が低下するものの、流量が1NL/minを越える頃から流量が4NL/min迄は圧力がほぼ安定し、ガス流量の精密制御に充分耐えうるものであった。
本発明の圧力調整器においては、ダイヤフラムとして厚さ50μmのものを使用することで、大気圧から負圧に至るまでの範囲で圧力を精密に制御することができる。
FIG. 4 shows the relationship between the flow rate of the low-pressure gas and the change in pressure of the low-pressure gas when such a pressure regulator is used.
FIG. 4 shows the second
As shown in the figure, although the pressure suddenly drops immediately after the start of distribution, the pressure is almost stable from the time when the flow rate exceeds 1 NL / min to the flow rate of 4 NL / min, and can sufficiently withstand the precise control of the gas flow rate. Met.
In the pressure regulator of the present invention, the pressure can be precisely controlled in a range from atmospheric pressure to negative pressure by using a diaphragm having a thickness of 50 μm.
1・・・・・圧力調整器、2・・・・・第1段減圧装置、3・・・・・第2段減圧装置、4・・・・・ポペット、5・・・・・弁座シート、6・・・・・・入口、7・・・・・・ダイヤフラム、 8・・・・・・ダイヤフラムプレート、9・・・・・・ロードスプリング、11・・・・・・アジャスティングスクリュー、12・・・・・・キャップ、13・・・・・・端末キャップ、14・・・・・・第1のハウジング、15・・・・・・ステイ、16・・・・・・凹部、17・・・・・・孔、18・・・・・・調整バネ室、19・・・・・・キャッププラグ、20・・・・・・ガス流路、21,31・・・・・・可動圧力調整機構、22,32・・・・・・流量調整機構、23・・・・・・空間、24・・・・・・第2のハウジング、29・・・・・・ポペット、30・・・・・・減圧ガスの流路、33・・・・・・出口、35・・・・・・ダイヤフラム、40・・・・・・圧力調整器、41・・・・・・ハウジング、45・・・・・・1次室、46・・・・・・2次室、48・・・・・・調整バネ室、50,70・・・・・・圧力調整器、51・・・・・・ハウジング、52・・・・・・チャンバー、53・・・・・・高圧ガス入口、54・・・・・・低圧ガス出口、55・・・・・・圧力調整室、56・・・・・・ベローズ、57・・・・・・可動圧力調整部材、58・・・・・・ポペット、60・・・・・・流量調整手段、71・・・・・・第1段減圧装置、72・・・・・・第2段減圧装置、75・・・・・・連結管
DESCRIPTION OF
Claims (6)
6. The flow path of the decompressed gas is provided between the cap and the first housing or between the second cap and the second housing. 6. Item 1. The pressure regulator according to item 1.
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