JP2007058616A - 圧力調整器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 加圧流体を調圧機構を解して減圧する圧力調整器において、小型化を可能にし、さらに溶解性の高いガス等の流体に対しても長時間使用可能とする。
【解決手段】 圧力調整器は、流体供給源から1次圧力の加圧流体が供給される入口孔21および減圧された2次圧力の加圧流体が排出される排出孔22を有するとともに入口孔21から排出孔22に至る流路が内部に形成されたハウジング2と、流路の途中に配置されて、1次圧力を2次圧力に減圧する調圧機構とを備える。調圧機構が、流体の圧力変動に応じて変位するダイヤフラム8を含む移動体7を有する。入口孔21と移動体7が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交する方向に並んでいる。
【選択図】 図2
【解決手段】 圧力調整器は、流体供給源から1次圧力の加圧流体が供給される入口孔21および減圧された2次圧力の加圧流体が排出される排出孔22を有するとともに入口孔21から排出孔22に至る流路が内部に形成されたハウジング2と、流路の途中に配置されて、1次圧力を2次圧力に減圧する調圧機構とを備える。調圧機構が、流体の圧力変動に応じて変位するダイヤフラム8を含む移動体7を有する。入口孔21と移動体7が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交する方向に並んでいる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、気体や液体等の加圧流体の圧力を、調圧機構を介して1次圧力から2次圧力に減圧する圧力調整器に関するものであり、特にその外形構造に関するものである。
従来、流体供給源に収容された、液体、気体等の加圧流体を、所定の圧力に減圧調整して外部に供給する装置として圧力調整器が使用されている。
このような圧力調整器として、例えば液化ガス利用機器、ガス供給設備等のガス器具に用いられる高圧ガス用の圧力調整器が知られている。(特許文献1、2参照)
これらの圧力調整器は、導入された高圧ガスの1次圧力を減圧して、一定の出口圧力(2次圧力)を得るものであり、ガスの圧力変動に応じて変位するダイヤフラムと該ダイヤフラムにより仕切られた調圧室を有するとともに、調圧室内にダイヤフラムに連動する調圧弁を有し、この調圧弁により、ガス流路の調圧弁座を開閉してガスの流入を制御するように構成されている。
また、液体用の調圧装置としては、水圧調整器(いわゆる水ガバナ)が知られている。(非特許文献1)この水圧調整器は、上記ガス用圧力調整器と略同様の構造である。
これらの圧力調整器は、導入された高圧ガスの1次圧力を減圧して、一定の出口圧力(2次圧力)を得るものであり、ガスの圧力変動に応じて変位するダイヤフラムと該ダイヤフラムにより仕切られた調圧室を有するとともに、調圧室内にダイヤフラムに連動する調圧弁を有し、この調圧弁により、ガス流路の調圧弁座を開閉してガスの流入を制御するように構成されている。
また、液体用の調圧装置としては、水圧調整器(いわゆる水ガバナ)が知られている。(非特許文献1)この水圧調整器は、上記ガス用圧力調整器と略同様の構造である。
一方、近年、電源として燃料電池を搭載したノートパソコン、PDA(Personal Data Assistant)等の小型機器、特に携帯電話やその充電器に、安定した圧力で燃料供給源(流体供給源)から燃料を供給するために、圧力調整器を搭載することが検討されつつあり、圧力調整器のさらなる小型化が期待されている。
特開2004−318683号公報
特開2004−334755号公報
都市ガス工業 器具編 日本瓦斯協会 S56.5.10 P236
しかしながら、例えば特許文献2に記載の圧力調整器は、流体供給源と接続する接続部(ガス導入部)の接続口(導入口)が、その中心軸がダイヤフラムの変位方向と同方向に直列に配置されているため、圧力調整器の前記変位方向が大きくなってしまい、携帯電話等の扁平な機器に搭載するのは困難である。
また、上記非特許文献1及び特許文献1に記載の圧力調整器は、ガス又は水の流入口(供給源との接続口)がダイヤフラムの変位方向と直交する方向に設けられているが、ダイヤフラムと流入口とが、前記変位方向において離れた位置に配置されているため、上記と同様、圧力調整器は前記変位方向に大きくなってしまい、携帯電話等の扁平な機器に搭載するのは困難である。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、小型で扁平な圧力調整器を提供することを目的とするものである。
本発明の圧力調整器は、流体供給源から1次圧力の加圧流体が供給される入口孔および減圧された2次圧力の加圧流体が排出される排出孔を有するとともに前記入口孔から前記排出孔に至る流路が内部に形成されたハウジングと、前記流路の途中に配置されて、前記1次圧力を前記2次圧力に減圧する調圧機構とを備えた圧力調整器において、
前記調圧機構が、前記流体の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムを含む移動体を有するものであって、
前記入口孔と前記移動体が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交する方向に並んでいることを特徴とするものである。
前記調圧機構が、前記流体の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムを含む移動体を有するものであって、
前記入口孔と前記移動体が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交する方向に並んでいることを特徴とするものである。
本発明の圧力調整器は、前記ハウジングが、
内部に前記ダイヤフラムを含む移動体を収容し、前記ダイヤフラムの外周部を、該ダイヤフラムの第1の面と、その反対側の第2の面の両側から挟持する、
前記第1の面と共に前記流路を含む調圧室を形成する本体ケースと、
前記第2の面と共に大気と連通する大気室を形成するカバーケースと、
中心軸が前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交するように前記本体ケースに接続され、前記入口孔を有する接続導入筒とからなるものとすることができる。
内部に前記ダイヤフラムを含む移動体を収容し、前記ダイヤフラムの外周部を、該ダイヤフラムの第1の面と、その反対側の第2の面の両側から挟持する、
前記第1の面と共に前記流路を含む調圧室を形成する本体ケースと、
前記第2の面と共に大気と連通する大気室を形成するカバーケースと、
中心軸が前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交するように前記本体ケースに接続され、前記入口孔を有する接続導入筒とからなるものとすることができる。
本発明の圧力調整器は、前記本体ケースが、前記調圧室を、前記入口孔と連通する1次調圧室と、前記排出孔と連通する2次調圧室とに区画する区画壁を備え、
該区画壁が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交するように設けられ、前記1次調圧室と前記2次調圧室とを連通する連通孔を有するものであって、
前記移動体が、前記ダイヤフラムの前記本体ケース側の面と、前記カバーケース側の面の両側から協働して該ダイヤフラムを挟持する2つの部材を有し、
該2つの部材のうち前記本体ケース側の部材が、前記本体ケース側に突出して、前記連通孔を挿通する軸部を有し、
該軸部の先端外周に環状溝部が設けられ、該溝部に前記連通孔を開閉する調圧弁を設けることができる。
該区画壁が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交するように設けられ、前記1次調圧室と前記2次調圧室とを連通する連通孔を有するものであって、
前記移動体が、前記ダイヤフラムの前記本体ケース側の面と、前記カバーケース側の面の両側から協働して該ダイヤフラムを挟持する2つの部材を有し、
該2つの部材のうち前記本体ケース側の部材が、前記本体ケース側に突出して、前記連通孔を挿通する軸部を有し、
該軸部の先端外周に環状溝部が設けられ、該溝部に前記連通孔を開閉する調圧弁を設けることができる。
本発明の圧力調整器は、調圧機構が、流体の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムを含む移動体を有するものであって、入口孔と移動体が、ダイヤフラムの変位する方向と略直交する方向に並んでいるので、圧力調整器はダイヤフラムの変位する方向と同方向に直列に前記入口孔を設ける必要がないため、前記一方向において扁平な形状とすることができる。
また、本発明の圧力調整器において、軸部の先端外周に環状溝部が設けられ、溝部に連通孔を開閉する調圧弁が設けられた場合には、調圧弁が加圧流体と接し、膨潤する等して体積膨張したとしても、その体積変化は軸の環状溝部によって、調圧弁の移動方向に垂直な方向に規制されているため、調圧弁の開閉作動および流体流量の制御に影響を与えない。
以下、本発明の圧力調整器にかかる一実施形態を詳細に説明する。図1は一実施形態における圧力調整器の斜視図、図2は図1のII−II断面図である。なお本実施形態では便宜上、紙面上側(カバーケース側)を上方、紙面下側(本体ケース側)を下方として説明する。
圧力調整器1は、例えば燃料電池用燃料容器等の流体供給源(図示しない)から1次圧力の加圧流体が供給される入口孔21と、減圧された2次圧力の加圧流体が排出される排出孔22とを有し、入口孔21から排出孔22に至る流路23が内部に形成されたハウジング2と、流路23の途中に配置されて、1次圧力を2次圧力に減圧する調圧機構3とから概略構成されている。
ハウジング2は、内部に空間(流路23)を形成するように配置された本体ケース4及びカバーケース5と、本体ケース4の側部に横向きに取り付けられた円筒形の接続導入筒6とから概略構成され、本体ケース4とカバーケース5は後述するダイヤフラム8の外周部をダイヤフラム8の第1の面(下面)8aと、その反対側の第2の面(上面)8bの両側から挟持して、例えばネジ等によって係合されている。また、カバーケース5とダイヤフラム8及び本体ケース4とダイヤフラム8の間にはそれぞれ空間が形成され、カバーケース5側の空間は大気と連通する大気室50、本体ケース4側の空間は流路23を含む調圧室40となっている。
カバーケース5の上壁内面には、略中央に、下方に向かって突出する凸部51(ストッパ部)が形成され、凸部51の先端すなわち下面は、平坦形状となっている。凸部51の中央には外部(大気)と、大気室50とを連通する小孔51aが形成され、これにより大気室50内は大気圧に維持される。
ダイヤフラム8は、後述する本体ケース4の上面全周に亘って形成された段部4aに配置され、本体ケース4とカバーケース5によって、調圧室40に面する第1の面(下面)8aとその反対側の大気室50に面する第2の面(上面)8bの両側を押圧固定されている。このようにダイヤフラム8は、下面8aに調圧室40に収容された加圧流体の圧力、上面8bに大気室50に収容された気体の大気圧をそれぞれ受けるものであり、前記圧力と大気圧との圧力差に応じて上下に弾性偏位可能となっていて、該圧力差によって生じる付勢力と後述する調圧ばね11によって生じる付勢力とが平衡した位置に保たれている。
ダイヤフラム8は、例えば、ゴム等から構成され、弾力性を有する概ね平板状の部材であり、略中央に穿設された円形の開口81を有し、略中央から所定距離離れた位置に、円形状に形成された湾曲撓み部82を有する。また、ダイヤフラム8は上側(大気室50側)に後述するサポータ9、下側(調圧室40側)に後述するシャフト10がそれぞれ固着され、ダイヤフラム8の弾性偏位に応じて一体に上下方向(軸方向)に移動可能となっている。なお、これら一体となったダイヤフラム8、サポータ9およびシャフト10を総括して移動体7といい、移動体7の移動方向略中心を通る線を軸線Yとする。
サポータ9は、ダイヤフラム8の湾曲撓み部82から内側の上面に固着される略円形状の平板部91と、該平板部91の略中央から上方に突出する略円柱状の突出部92を有する。突出部92はカバーケース5の凸部51に対応する位置に設けられていて、該上面は凸部51と同様、平坦に形成され、略中央には上端から下端まで略垂直に、雌ねじ93が形成されている。なおサポータ9は、軽量な部材、例えばポリオキシメチレン(POM)製が好ましいが、金属製であってもよい。
また、サポータ9の突出部92およびカバーケース5の凸部51の外周には圧縮コイルばね11(以下調圧ばね11という)が配置され、調圧ばね11は、サポータ9を介してダイヤフラム8を所定の圧力で常時下方に押圧している。なお、凸部51の下面と、サポータ9の突出部92の上面との間は、圧力調整器の通常の使用状態では、間隙Gが確保されている。これにより、加圧流体の供給圧力が過度に高くなると、後述するシャフト10の軸103が上方に押し上げられて、サポータ9の突出部92の上面が、カバーケース5の凸部51の下面に当接することによって、ダイヤフラム8の過度の変形を防止することができる。
シャフト10は、上面がダイヤフラム8の下面(第1の面)と固着された略円柱状の大径部101と、大径部101略中央から上下方向に向かってそれぞれ延びる軸部102,103とを有する。軸部103は、後述する本体ケース4の連通孔43aを通過して下方に延びていて、先端外周には環状溝部103aが設けられ、該溝部103aに連通孔43aを開閉する調圧弁12が設けられている。なお調圧弁12は弾性体からなるOリングで構成されたものとする。このように構成することによって、調圧弁12が加圧流体と接し、膨潤する等して体積膨張したとしても、その体積変化は軸の環状溝部103aによって、調圧弁12の移動方向に垂直な方向に規制されているため、調圧弁12の開閉作動および流体流量の制御に影響を与えない。
軸部102は、ダイヤフラム8の開口81を通過して上方に突出し、上述した突出部92の上面の手前まで延びている。また軸部102には雄ねじ102aが形成されており、前述のサポータ9の雌ねじ93と螺合して、ダイヤフラム8を両面から締め付けるように構成されている。ダイヤフラム8は、これにより、サポータ9およびシャフト10との間に挟持されて一体に構成される。なお、サポータ9とダイヤフラム8との間には、摩擦係数の小さい、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)もしくはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のフィルムを介在させることが好ましい。これにより、サポータ9を軸部102に螺合させてダイヤフラム8を締め付ける時に生じる摩擦力によって、ダイヤフラム8が変形するおそれを低減することができる。
本体ケース4は、上述した調圧室40を、ダイヤフラム8と面する2次調圧室42と2次調圧室42の下方に位置する1次調圧室41とに区画する区画壁43を有している。
区画壁43は上述したシャフト10の軸部103と対応する位置に、1次調圧室41と2次調圧室42とを連通する連通孔43aを有する。ここで、図4に図1の圧力調整器1の断面斜視図を示す。図4に示す如く、本体ケース4の2次調圧室42側の面には流体通過溝42aが、該連通孔43aから延長するように、後述する接続導入筒6側外方に向かって形成されている。これによって、1次調圧室41の圧力が低い場合に、上述した移動体7が下方に移動し、シャフト10の大径部101下面が、本体ケース4の2次調圧室42側の面と接触して、1次調圧室41から流入する加圧流体が流れ難くなるのを防ぐことができる。
また、区画壁43の下面には、連通孔43aから所定距離離れた外周部に、上述した軸部103の先端を囲むように第1環状壁44が下方に突設されている。第1環状壁44の外側には、第1環状壁44を囲むようにして蓋体45が取り付けられている。なお、蓋体45の上面は本体ケース4の下面と、下壁内面は第1環状壁44の下面とそれぞれ当接し、内周面が例えば第1環状壁44に螺合することによって着脱自在に係合されている。そして蓋体45の下壁内面と第1環状壁44の内面によって1次調圧室41が形成される。
また、第1環状壁44の外周面及び下面には、後述する流入路47aの流通孔47bと連通し、該流入路47aからの1次圧力の加圧流体を1次調圧室41に導入するための流路溝44a,44bがそれぞれ形成されている。外周面に形成された流路溝44aは、第1環状壁44下端から上端まで軸部103を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられ、流入路47a側の流路溝44aは、さらに流通孔47bを通過して流入路47aの上面まで延びて形成されている。また、下面に形成された流路溝44bは、外周面に形成された流路溝44aから延びるように、外方から内方に向かって、それぞれ1次調圧室41と連通するように形成されている。
なお本実施形態の本体ケース4では第1環状壁44の外周面及び下面に流路溝44a,44bをシャフト10の軸部103を挟んでそれぞれ1つずつ設けたが、本発明においてはこれに限られるものではなく、例えば流入路47a側のみに設けてもよく、流入路47aと1次調圧室41とが連通できるものであれば、便宜設計変更可能である。
そして1次調圧室41において、上述した調圧弁12(Oリング)は、ダイヤフラム8の偏位に対応して軸部103が上下方向(軸線Y方向)に移動すると、区画壁43の下面と当接又は離れることによって、軸部103と、連通孔43aとの間を通過する流体の流れを、開放又は遮断し、2次調圧室42内の流体圧力を調整するように構成されている。なお、上述した調圧ばね11、移動体7、調圧弁12等により調圧機構3は構成されている。
また、本体ケース4には、一端が上述した調圧機構3によって減圧された2次圧力の加圧流体を収容する2次調圧室42と連通し、他端が例えば燃料電池(図示しない)等に接続され、2次調圧室42内部の2次圧力の加圧流体を排出する排出孔22を有したノズル46が、その中心軸X1が上述した軸線Yと略直交するように側方に向けて突設されている。
なお、本実施形態ではノズル46は本体ケース4の側面に接続したが、本発明においてはこれに限られるものではなく、一端が2次調圧室42と連通していれば、上記接続先の燃料電池等に合わせて便宜設計変更可能であり、例えば下方に向けて突設してもよく、斜めに向けて突設してもよい。
また、本体ケース4には、後述する接続導入筒6から1次圧力の加圧流体が流入する流入路47aを有する第2環状壁47が、流入路47aの中心軸X2が上述した軸線Yと略直交するように側方にむけて一体に形成されている。なお、流入路47aの移動体7側一端は上述した第1環状壁44外周面に形成された流路溝44aと当接し、流入路47aの内面下側には、該流路溝44aと流入路47aが連通するための流通孔47bが形成されている。
また、第2環状壁47の基端外周には環状に溝47cが形成され、該溝47cに後述する接続導入筒6の導入用Oリング48が装着されている。第2環状壁47の外周には、例えば、図示しないねじが形成されて、接続導入筒6と螺合するように構成することができる。さらに第2環状壁47の内面には環状に中間段部47dが形成されている。
接続導入筒6は、後述する圧力容器等の流体供給源が接続される部材であり、その長手方向の中間に仕切壁6aを有している。仕切壁6aには、後述するプラグ64の下部軸64cを受容し、流体供給源から1次圧力の加圧流体が供給される入口孔21が形成されている。また、仕切壁6aと第2環状壁47との間には、該第2環状壁47側からフィルター61、ジョイント62、圧縮コイルばね63(以下、単にばね63という)およびプラグ64が配置されている。
ここで、図3に上述した該第2環状壁47側から後の部品の分解斜視図を、方向を変えて示し、以下、接続導入部6の説明は便宜上、第2環状壁47側(図2の紙面右側)を上側、その反対側(図2の紙面左側)を下側とする。
ジョイント62は、例えば、ポリオキシメチレンから形成された、上壁62aを有する概ね筒状である。ジョイントの上壁62aの中央には孔62bが形成され、上壁62aと下端62cとの間には、外方に延出する環状のフランジ62dが形成されている。
フィルター61は、円形の板状部61aの外周に環状壁61bが垂下された形状となっている。このフィルター61は、ジョイント62の上壁62aに被冠される。ジョイント62は、組立状態では、フランジ62dが、本体ケース4の第2環状壁47の下端に当接し、フィルター61を第2環状壁47の中間段部47dとジョイント62の上壁62aとの間に挟持する。フィルター61の上部は、1次調圧室41と連通する流入路47aとなる。このフィルター61を介装することにより、1次圧力の加圧流体に存在する細かなゴミが調圧機構3への混入するのを防ぎ、調圧機構3における作動部材の動作不良の発生を防止する。ジョイント62の内面には、上下方向に連続する溝62eがジョイント62の内周に互いに離隔して複数本形成されている。これらの溝62eは、供給される1次圧力の加圧流体が通過する通路となる。
プラグ64は、ステンレス鋼あるいはポリオキシメチレンから形成されるピン状であり、その上部近傍に円板状のフランジ64aを有する。フランジ64aより上方に突出する上部軸64bは、ばね63の内側に挿入可能な直径を有する。フランジ64aより下方に突出する下部軸64cは、プラグ64の下端に向けて収束している。すなわち、テーパが形成されて先細形状となっている。下部軸64cの、フランジ64a近傍にはOリング65が被冠されている。
接続導入筒6が第2環状壁47に組付けられると、ばね63とプラグ64は、ジョイント62の上壁62aと接続導入筒6の仕切壁6aとの間に保持される。このとき、プラグ64のフランジ64aは、ばね63により下方に付勢され、Oリング65が、フランジ64aと仕切壁6aとの間に押圧される。このOリング65は、流体供給源が接続導入筒6に接続されていない状態では、ばね63の付勢力により、仕切壁6aとフランジ64aに密着した状態にある。これにより、流体供給源内の加圧流体が、プラグ64の下部軸64cと仕切壁6aの入口孔21の間から外部に漏出することが防止される。
以上のようにして接続導入筒6は本体ケース4に取り付けられている。
ここで本発明において特徴的なのは、入口孔21と上述した移動体7が、該移動体7の移動方向すなわち軸線Yと略直交する方向に並んでいることである。つまり、接続導入筒6及び入口孔21の中心軸X3が、前記軸線Yと略直交し、さらに移動体7の任意の箇所が該中心軸X3上に位置するものである。このような構成の圧力調整器であれば、接続導入筒6または入口孔21を移動体7の下方に設ける必要がないので、本体ケース4の蓋体45の下方に接続される部材がなく、移動体7の移動方向(軸上下方向)において扁平な形状とすることができる。
また、接続導入筒6及び入口孔21の中心軸X3と、上述した流入路47aの中心軸X2とは必ずしも同一線上にある必要はなく、好ましくは接続導入筒6及び入口孔21の中心軸X3が流入路47aの中心軸X2より上方に位置するものとする。こうすることによって接続導入筒6の外周部壁が本体ケース4の蓋体45の下方に位置する可能性を低減することができる。
しかしながら、本発明の圧力調整器は、接続導入筒6の外周部壁が本体ケース4の蓋体45の下方に位置しない形状であれば、すなわち移動体7の移動方向(軸線Y方向)において扁平な形状であればこれに限られるものではなく、例えば接続導入筒6及び入口孔21の中心軸X3と、上述した流入路47aの中心軸X2とが同一線上にあっても、接続導入筒6及び入口孔21の中心軸X3が流入路47aの中心軸X2より下方に位置するものであってもよく、便宜設計変更可能である。
なお本発明の圧力調整器1は、該内部が長時間流体にさらされることから、流体と接触する部材全てに、流体に対して非溶出性のポリパラキシリレン系樹脂、特にパリレンN(日本パリレン株式会社の登録商標;ポリパラキシリレンを示す)で形成された被覆層を施すことが好ましく、特にゴム部材に前記被覆層を施すことが好ましい。これにより、直接ゴム部材表面に流体が接触することを防ぐことができるので、従来一般的に使用されていたゴム部材の材料(EPDM)より安価な材料、例えばNBR、IR等を使用することが可能となり、コストを低減することができる。
また、摺動性を向上させるという点から、第2環状壁47の基端外周に嵌装された導入用Oリング48の外表面にも前記被覆層を施すことが好ましい。
次に、上述の如く構成された圧力調整器1に、例えば、流体供給源として、燃料電池用の燃料カートリッジのような圧力容器200が接続されて使用される場合について、図5を参照して説明する。図5は、圧力容器200が接続された圧力調整器1の断面を示す。なお、図5中、圧力容器200は、その一部のみを断面で示す。図5には、圧力容器200として、接続導入筒6に挿入される嵌合部201と、この嵌合部201が取り付けられる本体部202が示されている。嵌合部201には、嵌合部201を上下方向に貫通する噴出孔203が形成されている。噴出孔203には、ばね204により上方に常時付勢されて、圧力容器内の流体の噴出を阻止する弁体205が、噴出孔203の内部に摺動可能に配置されている。
図4に示すように、圧力容器200が圧力調整器1に取り付けられると、プラグ64は弁体205により上方に押圧される。これにより、Oリング65によって封止されていた接続導入筒6の入口孔21が開放されて、1次圧力の加圧流体が入口孔21、ジョイント62の内側の溝62eおよびフィルター61の順に通過する。圧力容器200の接続初期状態では、2次調圧室42内は流体の圧力が低いため、ダイヤフラム8は、調圧ばね11により下方に付勢された状態にある。従って、本体ケース4の連通孔43aを封止する調圧弁12は、連通孔43aから下方に離れる方向に移動しているので、調圧弁12は区画壁43の下面から離れた状態すなわち開作動状態である。従って、1次圧力の加圧流体は流路を構成する前述の通路、フィルター61、1次調圧室41、連通孔43aと軸部103の間、2次調圧室42およびノズル46を通過した流体は、排出孔22から外部、例えば、図示しない燃料電池に供給される。
ここで、加圧流体を1次圧力から2次圧力へ調整する調圧機構3について、詳細に説明する。
通常の使用状態では、ダイヤフラム8は、供給される流体の圧力、例えば、900KPa〜1MPaに対して、調圧ばね11により2次調圧室42内が所定の圧力になるように設定されている。すなわち、圧力容器200から供給される加圧流体の1次圧力が、供給すべき流体の2次圧力より高くなった場合、調圧ばね11による付勢力に抗して、2次調圧室42内の流体がダイヤフラム8を上方に押圧する。この結果、シャフト10の軸部103は上方に移動して、調圧弁12が本体ケース4の連通孔43aを遮断して、それ以上加圧流体が2次調圧室42に流入することを阻止する。また、逆に、2次調圧室42内の圧力が低くなった場合、調圧ばね11の付勢力により、シャフト10の軸部103が、下降して連通孔43aを開放し、再度、加圧流体が2次調圧室42内に流入可能とする。このように、ダイヤフラム8は、流体の圧力の変動に対して絶えず上下に移動することによって流体を一定の2次圧力に保っている。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、圧力容器200を圧力調整器1に取り付ける場合、取り付けた状態を維持するための何らかの固定装置が必要となる。この装置としては、圧力容器200を圧力調整器1に向けて、単にばね付勢するように配置された、圧縮コイルばねや、板ばねの如きばね部材(図示せず)でもよい。あるいは、本願出願人が平成16年9月14日に出願した「調圧装置」(特願2004−266463)に開示された固縛機構すなわち固定装置であってもよい。その他、固定装置として種々の構成が考えられるが、本発明の趣旨ではないので詳細な説明は省略する。
1 圧力調整器
2 ハウジング
21 入口孔
22 排出孔
23 流路
3 調圧機構
4 本体ケース
40 調圧室
41 1次調圧室
42 2次調圧室
43 区画壁
43a 連通孔
44 第1環状壁
44a、44b 流路溝
45 蓋体
46 ノズル
47 第2環状壁
47a 流入路
47b 流通孔
47c 溝
47d 中間段部
48 導入用Oリング
5 カバーケース
50 大気室
6 接続導入筒
6a 仕切壁
61 フィルター
62 ジョイント
63 ばね
64 プラグ
65 Oリング
7 移動体
8 ダイヤフラム
9 サポータ
10 シャフト
103 軸部
103a環状溝部
11 調圧ばね
12 調圧弁
G 隙間
2 ハウジング
21 入口孔
22 排出孔
23 流路
3 調圧機構
4 本体ケース
40 調圧室
41 1次調圧室
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43 区画壁
43a 連通孔
44 第1環状壁
44a、44b 流路溝
45 蓋体
46 ノズル
47 第2環状壁
47a 流入路
47b 流通孔
47c 溝
47d 中間段部
48 導入用Oリング
5 カバーケース
50 大気室
6 接続導入筒
6a 仕切壁
61 フィルター
62 ジョイント
63 ばね
64 プラグ
65 Oリング
7 移動体
8 ダイヤフラム
9 サポータ
10 シャフト
103 軸部
103a環状溝部
11 調圧ばね
12 調圧弁
G 隙間
Claims (3)
- 流体供給源から1次圧力の加圧流体が供給される入口孔および減圧された2次圧力の加圧流体が排出される排出孔を有するとともに前記入口孔から前記排出孔に至る流路が内部に形成されたハウジングと、前記流路の途中に配置されて、前記1次圧力を前記2次圧力に減圧する調圧機構とを備えた圧力調整器において、
前記調圧機構が、前記流体の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムを含む移動体を有するものであって、
前記入口孔と前記移動体が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交する方向に並んでいることを特徴とする圧力調整器。 - 前記ハウジングは、
内部に前記ダイヤフラムを含む移動体を収容し、前記ダイヤフラムの外周部を、該ダイヤフラムの第1の面と、その反対側の第2の面の両側から挟持する、
前記第1の面と共に前記流路を含む調圧室を形成する本体ケースと、
前記第2の面と共に大気と連通する大気室を形成するカバーケースと、
中心軸が前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交するように前記本体ケースに接続され、前記入口孔を有する接続導入筒とからなるものであることを特徴とする請求項1に記載の圧力調整器。 - 前記本体ケースは、前記調圧室を、前記入口孔と連通する1次調圧室と、前記排出孔と連通する2次調圧室とに区画する区画壁を備え、
該区画壁が、前記ダイヤフラムの変位する方向と略直交するように設けられ、前記1次調圧室と前記2次調圧室とを連通する連通孔を有するものであって、
前記移動体が、前記ダイヤフラムの前記本体ケース側の面と、前記カバーケース側の面の両側から協働して該ダイヤフラムを挟持する2つの部材を有し、
該2つの部材のうち前記本体ケース側の部材が、前記本体ケース側に突出して、前記連通孔を挿通する軸部を有し、
該軸部の先端外周に環状溝部が設けられ、該溝部に前記連通孔を開閉する調圧弁が設けられたことを特徴とする請求項2に記載の圧力調整器。
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- 2006-08-25 US US12/092,963 patent/US20090151797A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-25 EP EP06851976A patent/EP1993018A4/en not_active Withdrawn
- 2006-08-25 WO PCT/IB2006/004326 patent/WO2008102193A2/ja active Application Filing
- 2006-08-25 CN CNA2006800399142A patent/CN101495746A/zh active Pending
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