JP2018206168A - 対面型圧力調整器 - Google Patents

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正樹 山岸
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Abstract

【課題】高さ方向へコンパクト化することが可能な対面型圧力調整器を提供する。【解決手段】圧力調整器10は、一次減圧部11と二次減圧部12とを備え、これらが高さ方向に並んで配置されたものであって、一次減圧部11は一次ダイヤフラム11aの変位に伴って高さ方向に変位させられる一次弁体11eを有し、二次減圧部12は、二次ダイヤフラム12aの変位に伴って動作する作動竿12dと、作動竿12dの動作時に動作する二次弁体12fと、を有し、一次弁体11eは、平面視状態で一次ダイヤフラム11aの配置領域内に設けられ、二次弁体12fは、平面視状態で一次ダイヤフラム11aの配置領域内に設けられ、一次弁体11eと二次弁体12fとは、互いの動作域OA1,OA2が互いに高さ方向に重複して設けられている。【選択図】図6

Description

本発明は、対面型圧力調整器に関する。
従来、例えば圧力調整器の上部に直管型のガスメータを連結して一体とした調整器一体型ガスメータが提案されている(特許文献1参照)。このような調整器一体型ガスメータでは、圧力調整器とガスメータとを近接して設けることとなりコンパクト化を図ることができる。
特開2007−127509号公報
しかし、特許文献1の調整器一体型ガスメータにおいて、圧力調整器は一次減圧部と二次減圧部とがガスメータの長手方向(上下方向)に隣接する構造となっている。よって、特許文献1の調整器一体型ガスメータは、ガスメータのみならず圧力調整器も上下方向に長くなってしまい、これらを連結した場合には上下方向に非常に長い構造となってしまう。このため、上下方向へのコンパクト化が望まれるものである。
そこで、一次減圧部と二次減圧部とを高さ方向(前後方向)に積層した対面型圧力調整器を採用したとしても、圧力調整器がガスメータよりも前方に大きく突き出てしまう。よって、対面型圧力調整器においては高さ方向へのコンパクト化の要求がある。
なお、高さ方向へのコンパクト化の要求は、対面型圧力調整器を直管型ガスメータに連結した場合に限られない。すなわち、対面型圧力調整器の設置場所が狭い場合などがあり、このような場合には高さ方向へのコンパクト化の要求が存在する。よって、対面型圧力調整器は単体で高さ方向へコンパクト化されることが望まれるものである。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高さ方向へコンパクト化することが可能な対面型圧力調整器を提供することにある。
本発明に係る対面型圧力調整器は、導入した燃料ガスを一次減圧する一次減圧部と、前記一次減圧部により減圧された燃料ガスを二次減圧する二次減圧部と、を備え、ガスメータ側への燃料ガスの排出方向に直交する高さ方向に、前記一次減圧部と前記二次減圧部とが並んで配置された対面型圧力調整器であって、前記一次減圧部は、燃料ガスを導入する一次減圧室と外部に連通する一次大気圧室とを隔てると共に前記高さ方向に変位可能な一次ダイヤフラムと、前記一次ダイヤフラムが前記高さ方向の一方に変位した場合に、これに伴って前記高さ方向の一方に変位させられることで弁開状態となり燃料ガスを前記一次減圧室に導入する一次弁体と、を有し、前記二次減圧部は、燃料ガスを導入する二次減圧室と外部に連通する二次大気圧室とを隔てると共に前記高さ方向に変位可能な二次ダイヤフラムと、前記二次ダイヤフラムが前記高さ方向の他方に変位した場合に、これに伴って動作する作動竿と、前記作動竿の動作時に弁開状態となり燃料ガスを前記二次減圧室に導入する二次弁体と、を有し、前記一次弁体は、前記高さ方向に沿う平面視状態で前記一次ダイヤフラムの配置領域内に設けられ、前記二次弁体は、前記平面視状態で前記一次ダイヤフラムの配置領域内に設けられ、前記一次弁体と前記二次弁体とは、互いの動作域が互いに前記高さ方向に重複して設けられていることを特徴とする。
本発明に係る対面型圧力調整器によれば、一次弁体のみならず二次弁体についても、一次ダイヤフラムの配置領域内に設けられている。加えて、一次弁体と二次弁体とは、互いの動作域が互いに高さ方向に重複して設けられている。これらの構成により、二次弁体は、一次弁体が配置されたスペースの余り部分に配置されるようになる。よって、例えば一次弁体よりも二次減圧部側に排出方向に延びる流路を有し、この流路において二次弁体が排出方向に沿って変位する対面型の圧力調整器と比較すると、二次弁体が一次弁体側に設けられている分だけ、高さ方向にコンパクト化を図ることとなる。従って、高さ方向へコンパクト化することが可能な対面型圧力調整器を提供することができる。
また、前記二次弁体は、変位方向が前記高さ方向となっていることが好ましい。
この対面型圧力調整器によれば、二次弁体の変位方向が高さ方向となっているため、二次ダイヤフラムの変位方向と同方向に二次弁体が変位することとなり、二次弁体を動作させる作動竿についても小型化を図ることとなる。従って、更なるコンパクト化を図ることとなる。
本発明によれば、高さ方向へコンパクト化することが可能な対面型圧力調整器を提供することができる。
本発明の実施形態に係る対面型圧力調整器を含む調整器一体型ガスメータの構成図であって、正面図を示している。 本発明の実施形態に係る対面型圧力調整器を含む調整器一体型ガスメータの構成図であって、側面図を示している。 図1に示すIII−III断面図である。 図1に示すIV−IV断面図である。 比較例に係る調整器一体型ガスメータを示す断面図であって、(a)は調整器一体型ガスメータの上下方向断面を示し、(b)は圧力調整器部分の左右方向断面を示している。 本実施形態に係る調整器一体型ガスメータがコンパクト化されることを説明するための断面図であって、(a)は調整器一体型ガスメータの上下方向断面を示し、(b)は圧力調整器の左右方向断面を示している。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図1及び図2は、本発明の実施形態に係る対面型圧力調整器を含む調整器一体型ガスメータの構成図であって、図1は正面図を示し、図2は側面図を示している。図1及び図2に示すように、調整器一体型ガスメータ1は、圧力調整器(対面型圧力調整器)10と、ガスメータ20とを備えて構成されており、接続部Cを介して圧力調整器10の上部にガスメータ20が連結された構造となっている。
圧力調整器10は、LPガスボンベ(図示せず)からの燃料ガスを減圧のうえ下流側のガスメータ20に送るものであって、二段減圧一体型調整器により構成されている。このような圧力調整器10は、燃料ガス導入部10a,10bと、一次減圧部11と、二次減圧部12と、ドレンポット13とを備えている。
燃料ガス導入部10a,10bは、LPガスボンベ側に接続され、高圧の燃料ガスを導入する導入部である。燃料ガス導入部10a,10bは正面視して圧力調整器10の左右にそれぞれ1つずつ設けられており、それぞれの燃料ガス導入部10a,10bに対して1又は複数のLPガスボンベが接続される。また、圧力調整器10は、正面に切替レバー10cを備えており、切替レバー10cの操作によって、左右に接続されるLPガスボンベのどちらから燃料ガスを導入するかを選択可能となっている。
一次減圧部11は高圧の燃料ガスを一次減圧するものであり、二次減圧部12は一次減圧部11によって一次減圧された燃料ガスを二次減圧するものである。図1及び図2に示すように、一次減圧部11は二次減圧部12よりも手前側(正面側)に配置されており、二次減圧部12は、一次減圧部11の背面側に位置している。すなわち、本実施形態に係る圧力調整器10は、一次減圧部11と二次減圧部12とが高さ方向(図2参照)に重なって配置された積層型(対面型)の調整器となっている。ここで、高さ方向とは、ガスメータ20側への燃料ガスの排出方向(すなわち図1に示す上方向)に直交する方向であって、より詳細には、LPガスボンベからの燃料ガスの導入方向(すなわち図1に示す左右方向)と、ガスメータ20側への燃料ガスの排出方向(すなわち図1に示す上方向)とを含む平面に直交する方向をいう。
ドレンポット13は、LPガスボンベから圧力調整器10内に入ってきた油等を貯留のうえ排出するための構造部であり、蓋部材13aを取り外すことで上記油等を排出可能となっている。
ガスメータ20は、内部に設けられた流量センサ(後述の符号25)により計測された流量に基づいてガス使用量を積算表示するものであって、正面に液晶表示部21を備えている。液晶表示部21は、ガス使用量の積算表示のほか、遮断弁(後述の符号23)による流路遮断やその理由を表示するものである。さらに、ガスメータ20は、正面中央に復帰ボタン22を備えている。復帰ボタン22は、遮断弁を弁開動作させるための操作部である。
図3は、図1に示すIII−III断面図であり、図4は、図1に示すIV−IV断面図である。
図3及び図4に示すように、一次減圧部11は、概略的に一次減圧室D1と、一次大気圧室A1と、一次ダイヤフラム11aと、一次スプリング11bと、軸部材11cと、軸受部材11dと、2つの一次弁体11eと、2つのロッド11fとを備えている。
一次減圧室D1は、燃料ガス導入部10a,10bから導入された高圧ガスを一時的に保持する部位である。一次大気圧室A1は、外部と連通することにより内部が大気圧となる部位である。
一次ダイヤフラム11aは、周縁が筐体Bに固定された略円形の薄膜であって、一次減圧室D1と一次大気圧室A1とを気密に隔てるものである。また、一次ダイヤフラム11aは、一次スプリング11bにより一次減圧室D1側(背面側)に付勢されている。
軸受部材11dは、一次ダイヤフラム11aの軸心部に同軸的に固定されるものである。軸部材11cは、軸受部材11dに挿入される部材であって、軸受部材11dの軸方向(すなわち高さ方向)と直交する平面(以下単に平面という)内において回転自在となっている。また、軸部材11cは、軸受部材11dに対して高さ方向へ摺動自在となっており、一次減圧室D1内のガス圧力の変動に伴って、一次ダイヤフラム11aと共に高さ方向に変位する構成となっている。このような軸部材11cの先端側(背面側)には、2つの一次弁体11eに接続される2つのロッド11fのいずれか一方に接触可能な押圧部11gが形成されている。
2つの一次弁体11eは、燃料ガス導入部10a,10bと、一次減圧室D1との間に設けられ、不図示のスプリングによって正面側に付勢されている。2つの一次弁体11eは、スプリングによって付勢されて弁座に当接する状態で、燃料ガス導入部10a,10bと一次減圧室D1とを遮断する。2つのロッド11fは、一端が2つの一次弁体11eに接続され、他端が一次減圧室D1まで延びている。
ここで、需要者側における燃料ガスの使用によって、一次減圧室D1の圧力が低下すると、一次スプリング11bの付勢力によって一次ダイヤフラム11aが背面側(高さ方向の一方)に変位する。このとき、軸部材11cの先端にある押圧部11gが2つのロッド11fのいずれか一方に接触して、そのロッド11fを背面側に押す。これにより、いずれか一方の一次弁体11eが弁座から離れて弁開状態となり、燃料ガス導入部10a,10bの一方を通じて燃料ガスが一次減圧室D1に導入される。
一次減圧室D1に燃料ガスが導入されると、一次減圧室D1の圧力が上昇する。これにより、一次ダイヤフラム11aは、一次スプリング11bの付勢力に抗して正面側に変位する。このとき、軸部材11cの先端にある押圧部11gについても正面側に変位して、いずれか一方の一次弁体11eについても正面側に変位する。これにより、一次弁体11eは弁閉状態となる。以後、一次減圧部11は、上記の動作を繰り返しながら、高圧の燃料ガスを一次減圧する。
なお、圧力調整器10の正面に設けられる切替レバー10cに対して180度の回転操作が行われた場合、図3及び図4に示す軸部材11cも180度回転させられる。これにより、押圧部11gは、2つのロッド11fの一方でなく、他方に接触可能となり、燃料ガス導入部10a,10bの他方から燃料ガスを受け入れ可能な状態となる。
二次減圧部12は、二次減圧室D2と、二次大気圧室A2と、二次ダイヤフラム12aと、軸部材12cと、作動竿12dと、ピン12eと、二次弁体12fとを備えている。
二次減圧室D2は、一次減圧室D1の背面側に形成され、一次減圧部11から導入された中圧の燃料ガスを一時的に保持する部位である。二次大気圧室A2は、外部と連通することにより内部が大気圧となる部位である。
二次ダイヤフラム12aは、周縁が筐体Bに固定された略円形の薄膜であって、二次減圧室D2と二次大気圧室A2とを気密に隔てるものである。また、二次ダイヤフラム12aは、不図示の二次スプリングにより二次減圧室D2側(正面側)に付勢されている。
軸部材12cは、二次ダイヤフラム12aの中心を軸方向に貫通して設けられる部材であって、二次減圧室D2側の先端に作動竿12dの一端側が取り付けられている。作動竿12dの中間部には、ピン12eが設けられている。このため、作動竿12dは、ピン12eを中心に回動可能となっている。また、作動竿12dのより先端(他端側)には、二次弁体12fが設けられている。二次弁体12fは、一次減圧室D1と二次減圧室D2との間の流路Rを開放したり遮断したりする弁であって、高さ方向に変位可能となっている。
ここで、需要者側における燃料ガスの使用によって、二次減圧室D2の圧力が低下すると、二次スプリングの付勢力によって二次ダイヤフラム12aが正面側(高さ方向の他方)に変位する。このとき、軸部材12cの先端に取り付けられる作動竿12dも正面側に変位する。作動竿12dは、ピン12eを中心とした回動によって、二次弁体12fを弁座から離して弁開状態とし、一次減圧室D1からの燃料ガスを二次減圧室D2に導入させる。
二次減圧室D2に燃料ガスが導入されると、二次減圧室D2の圧力が上昇する。これにより、二次ダイヤフラム12aは、二次スプリングの付勢力に抗して背面側に変位する。このとき、軸部材12cの先端にある作動竿12dが回動し、二次弁体12fを正面側に変位させる。これにより、二次弁体12fは弁閉状態となる。以後、二次減圧部12は、上記の動作を繰り返しながら、高圧の燃料ガスを二次減圧する。
ガスメータ20は、いわゆる直管型のガスメータであって、内部に遮断弁23、多層ユニット24及び流量センサ25を備えている。
遮断弁23は、ガスメータ20内における燃料ガスの流通を遮断するものであって、本実施形態ではボールバルブにより構成されている。多層ユニット24は、遮断弁23の下流側に設けられ、四角筒の内部に複数の分流板(図示せず)を備えた構造となっている。流量センサ25は、いわゆる超音波センサであって、多層ユニット24の背面側に取り付けられた、いわゆるVパス構造のセンサとなっている。
ここで、比較例に係る調整器一体型ガスメータを説明する。図5は、比較例に係る調整器一体型ガスメータを示す断面図であって、(a)は調整器一体型ガスメータの上下方向断面を示し、(b)は圧力調整器部分の左右方向断面を示している。
まず、図5(a)に示すように、比較例に係る調整器一体型ガスメータ100は、圧力調整器110の構成が本実施形態のものと異なっている。以下具体的に説明すると、圧力調整器110の一次減圧室D1’からの燃料ガスは、ガスメータ120の直管状流路120aと直線状につながる直線流路110aに流入する構成となっている。
直線流路110a上には、二次弁体112fが設けられており、作動竿112dの動作によって、直線流路110aに沿って(すなわち上下方向に)変位可能となっている。このような二次弁体112fが下方に変位している場合、二次弁体112fは弁閉状態となり、二次弁体112fが上方に変位している場合、二次弁体112fは弁開状態となる。
ここで、比較例に係る圧力調整器110においては、一次ダイヤフラム111aの径が定まっており、構造上、高さ方向に沿う平面視状態(すなわち正面側から高さ方向に沿って視認した状態)で一次ダイヤフラム111aの配置領域内に2つの一次弁体111eを配置する必要がある。よって、一次弁体111eの間の距離を広げることには制約があり、直線流路110aについては、一次弁体111eよりも二次ダイヤフラム112a側に設ける必要がある。
また、二次ダイヤフラム112aは高さ方向に変位するにも拘わらず、直線流路110aに沿って上下方向に二次弁体112fを動作させる関係上、作動竿112dが高さ方向に大きくなってしまう。
図6は、本実施形態に係る調整器一体型ガスメータ1がコンパクト化されることを説明するための断面図であって、(a)は調整器一体型ガスメータ1の上下方向断面を示し、(b)は圧力調整器10の左右方向断面を示している。なお、図6(a)は図4に示した図と同じであり、図6(b)は図3に示した図と同じである。さらに、図6では図示の関係上一部符号の図示を省略する。
まず、本実施形態に係る圧力調整器10においては、図6(b)に示すように、二次弁体12fの変位方向が高さ方向となっている。このため、二次弁体12fは、二次ダイヤフラム12aの変位方向と同方向に動作することとなり、作動竿12dについて比較例のように高さ方向に大きくする必要がなくなっている。
また、図1に示すように、2つの一次弁体11eは、一次ダイヤフラム11aの配置領域PA内に設けられている。さらに、本実施形態においては、二次弁体12fについても一次ダイヤフラム11aの配置領域PA内に設けられている。加えて、図6(a)及び図6(b)に示すように、一次弁体11eと二次弁体12fとは、互いの動作域OA1,OA2が高さ方向に重複しており、二次弁体12fは、一次弁体11eと高さ方向に同程度の位置に設けられることとなる。
ここで、図1に示すように、2つの一次弁体11eを切替レバー10cの回転方向に90度回転させた領域RPは、比較例においては中実部となっている。すなわち、比較例において2つの一次弁体111eは、燃料ガスを左右から導入する関係上、対向側に設けられることから、一次弁体111eと90度だけ回転方向に離れた領域RPには、何らかの構成を設けるスペースが存在しているといえる。本実施形態に係る圧力調整器10においては、このような領域RPに二次弁体12fを配置することとなる。よって、図5に示す例と比較すると、二次弁体12fが一次弁体11e側に食い込むように設けられることから、高さ方向へのコンパクト化が図られることとなる。
このようにして、本実施形態に係る圧力調整器10によれば、一次弁体11eのみならず二次弁体12fについても、一次ダイヤフラム11aの配置領域PA内に設けられている。加えて、一次弁体11eと二次弁体12fとは、互いの動作域OA1,OA2が互いに高さ方向に重複して設けられている。これらの構成により、二次弁体12fは、一次弁体11eが配置されたスペースの余り部分(上記領域RP)に配置されるようになる。よって、例えば一次弁体111eよりも二次減圧部112側に上下方向に延びる直線流路110aを有し、この直線流路110aにおいて二次弁体112fが上下方向に変位する対面型の圧力調整器110と比較すると、二次弁体12fが一次弁体11e側に設けられている分だけ、高さ方向にコンパクト化を図ることとなる。従って、高さ方向へコンパクト化することが可能な対面型の圧力調整器10を提供することができる。
また、二次弁体12fの変位方向が高さ方向となっているため、二次ダイヤフラム12aの変位方向と同方向に二次弁体12fが変位することとなり、二次弁体12fを動作させる作動竿12dについても小型化を図ることとなる。従って、更なるコンパクト化を図ることができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。
例えば本実施形態に係る圧力調整器10は、直管型のガスメータ20に連結されているが、連結対象は直管型に限られるものでなく、既存膜式ガスメータなどのように内部流路がU字状となるガスメータに連結されてもよいし、圧力調整器10とガスメータ20との間には、他の配管が介在していてもよい。加えて、圧力調整器10はガスメータ20と同一の筐体内に収納されて完全一体型になっていてもよい。
また、二次弁体12fは一次弁体11eに対して90度回転された領域RPに設けられているが、特に90度回転された領域RPに限らず、二次弁体12fの設置スペースがあれば例えば60度回転された位置などに設けられてもよい。
さらに、上記実施形態において二次弁体12fは高さ方向に変位しているが、これに限らず、例えば上下方向や左右方向などの他の方向に変位する構成であってもよい。二次弁体12fと一次弁体11eとの変位方向が異なっていても、二次弁体12fの動作域OA2と一次弁体11eの動作域OA1とが高さ方向に重複していれば、コンパクト化を図ることができるからである。
1 :調整器一体型ガスメータ
10 :圧力調整器(対面型圧力調整器)
10a,10b :燃料ガス導入部
10c :切替レバー
11 :一次減圧部
11a :一次ダイヤフラム
11b :一次スプリング
11c :軸部材
11d :軸受部材
11e :一次弁体
11f :ロッド
11g :押圧部
12 :二次減圧部
12a :二次ダイヤフラム
12c :軸部材
12d :作動竿
12e :ピン
12f :二次弁体
13 :ドレンポット
13a :蓋部材
20 :ガスメータ
A1 :一次大気圧室
A2 :二次大気圧室
B :筐体
C :接続部
D1 :一次減圧室
D2 :二次減圧室
OA1,OA2 :動作域
PA :配置領域
R :流路
RP :領域

Claims (2)

  1. 導入した燃料ガスを一次減圧する一次減圧部と、前記一次減圧部により減圧された燃料ガスを二次減圧する二次減圧部と、を備え、ガスメータ側への燃料ガスの排出方向に直交する高さ方向に、前記一次減圧部と前記二次減圧部とが並んで配置された対面型圧力調整器であって、
    前記一次減圧部は、
    燃料ガスを導入する一次減圧室と外部に連通する一次大気圧室とを隔てると共に前記高さ方向に変位可能な一次ダイヤフラムと、
    前記一次ダイヤフラムが前記高さ方向の一方に変位した場合に、これに伴って前記高さ方向の一方に変位させられることで弁開状態となり燃料ガスを前記一次減圧室に導入する一次弁体と、を有し、
    前記二次減圧部は、
    燃料ガスを導入する二次減圧室と外部に連通する二次大気圧室とを隔てると共に前記高さ方向に変位可能な二次ダイヤフラムと、
    前記二次ダイヤフラムが前記高さ方向の他方に変位した場合に、これに伴って動作する作動竿と、
    前記作動竿の動作時に弁開状態となり燃料ガスを前記二次減圧室に導入する二次弁体と、を有し、
    前記一次弁体は、前記高さ方向に沿う平面視状態で前記一次ダイヤフラムの配置領域内に設けられ、
    前記二次弁体は、前記平面視状態で前記一次ダイヤフラムの配置領域内に設けられ、
    前記一次弁体と前記二次弁体とは、互いの動作域が互いに前記高さ方向に重複して設けられている
    ことを特徴とする対面型圧力調整器。
  2. 前記二次弁体は、変位方向が前記高さ方向となっている
    ことを特徴とする請求項1に記載の対面型圧力調整器。
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