JP3594360B2 - 減圧弁のガス抜き機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガスボンベ等に使用される減圧弁のガス抜き機構、特に減圧弁に急激な高圧が付加された場合であっても、安全にガス抜きを行うことのできる簡易な減圧弁のガス抜き機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来より使用されているダイアフラム型減圧弁であって、ガスボンベ４０に装着した場合を示している。
【０００３】
この減圧弁３０の下部において、主弁１６がガイド１５によって弁室内を案内されるとともに、弁バネ１７によって上方の弁座１４に付勢される。弁バネ１７の下方にはストレーナ２７が配置されるとともに、ストレーナ２７の下方には、ガスボンベ４０の先端部４１に挿入される挿入部１９が設けられる。また、減圧弁３０とガスボンベ４０をシールするためパッキン２８が嵌挿されている。尚、減圧弁３０はガスボンベ４０にネジ結合されている。
【０００４】
減圧弁３０の上部には、ダイアフラム１０がフランジ４ａ、１２ａによって挟持されるとともに、調整バネ７によって下方に付勢されている。調整バネ７は減圧弁３０の設定圧力を調整するために使用される。
【０００５】
ダイアフラム１０の下方において、連結棒１３が当該ダイアフラム１０と主弁１６間に設けられ、弁本体１２の案内孔１２ｂ内を摺動する。連結棒１３の上端部はダイアフラム１０と一体化された当金１１に当接し、連結棒１３の下部は主弁１６の上端部に当接している。
【０００６】
弁本体１２には、開口断面が円形の管路１２ｄが形成され、その一端は出口管２１に通ずるとともに、他端は安全弁２０に通じている。この安全弁２０は、減圧弁内部の圧力が異常に上昇した場合に備えたものである。
【０００７】
管路１２ｄは、ほぼ中央下方において主弁１６側の弁室に連通する管路１２ｅと、中央上部において、連結棒１３の案内孔１２ｂに通じている。また、管路１２ｄとダイアフラム１０が配置されている空間の間には、連通孔１２ｃが形成されている。
【０００８】
この減圧弁３０は、出口管２１内の圧力が低下すると、管路１２ｄ内の圧力が低下するとともに、連通孔１２ｃを介してダイアフラム１０室内の圧力が低下するため、調整バネ７の付勢力によりダイアフラム１０が下方に移動する。これによって、当金１１を介して連結棒１３が下方に移動し、主弁１６を押し下げる。そして、主弁１６が弁座１４から離れ、弁口１２ｅと連結棒１３の下端部表面間の隙間から、ガスボンベ４０からのガスが弁内に流入し、出口管路２１に導かれる。
【０００９】
また、出口管路２１に導かれるガスの圧力が設定圧力より大きくなると、ダイアフラム１０が調整バネ７の付勢力に対抗して上方に移動し、出口管路２１へのガスの圧力をそれ以上上昇させない。一方、出口管路２１に導かれるガスの圧力が設定圧力より小さくなると、ダイアフラム１０が調整バネ７に付勢されて下方に移動し、出口管路２１へのガスの圧力を上昇させる。本減圧弁３０は、上記作用によって出口管路２１へのガスの圧力を制御するものである。尚、減圧弁３０の設定圧力を調整するには、ハンドル１を介して調整バネ７の付勢力を調整する。
【００１０】
図９は、上述の従来の減圧弁３０におけるフランジ部４ａ、１２ａの拡大図である。ダイアフラム１０がフランジ４ａ、１２ａによって挟持され、上蓋４とダイアフラム１０の上面間には、ダイアフラム室上部空間２２ａ形成されるとともに、ダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２間には、ダイアフラム室下部空間２２ｂが形成されている。
【００１１】
挟持部材９は、上述のとおりフランジ４ａ、１２ａを挟持するが、一端の円板状部分９ａがフランジ４ａに当接し、他端の円錐状の屈曲部９ｄがもう一方のフランジ１２ａに当接している。円板状部分９ａと屈曲部９ｄの間には、円弧部９ｂが形成されるとともに、円弧部９ｂと屈曲部９ｄの間には円筒部９ｃが形成されている。尚、弁本体１２の上面１２ｈとダイアフラム１０下面のシール性を向上させるため、弁本体１２にシール突起１２ｆが形成されるとともに、ダイアフラム１０にはこの１２ｆに当接する溝部１０ａが形成されている。挟持部材９はかしめによってその屈曲部９ｄが弁本体１２に圧着される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のビールサーバーに使用される減圧弁のガス抜き機構において、減圧弁３０の主弁１６における圧力調整が不調であって、さらに安全弁２０も不調である場合、ガスボンベ中の圧力がそのまま減圧弁３０のダイアフラム部１０に加わることになり、その結果ダイアフラム下部空間２２ｂに高圧ガスが流入し、この高圧ガスが弁本体１２の上面１２ｈとダイアフラム１０の下面１０ｂ間の隙間に流入して前記挟持部材９を変形させることとなる。この変形量が大きくない場合は、挟持部材９の変形は弾性変形にとどめられ、ガス圧力の低下とともに、挟持部材９は元の位置に復帰する。しかし、ダイアフラム下部空間２２ｂ内に高圧ガスが急激に流入した場合には、挟持部材９の変形は弾性変形にとどまらず、塑性変形を起こし、高圧ガス圧力によって、屈曲部９ｄとフランジ１２ａの斜面との係合が解かれ、上蓋４又は弁本体１２側が吹き飛ぶ可能性があり、非常に危険である。
【００１３】
そこで、本発明はかかる減圧弁３０の不調時に、挟持部材９が弁本体１２から容易にはずれることがなく、安全な減圧弁のガス抜き機構を簡易な構造により提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、減圧弁のガス抜き機構であって、ダイアフラムを挟む一対のフランジの一方のフランジの外周面に形成され、該フランジの接合面に垂直な面に対して傾斜する傾斜面と、他方のフランジとに圧接する該フランジの挟持部材を有する減圧弁のガス抜き機構において、前記一対のフランジの外周面及びダイアフラムの外周面の、これら一対のフランジによる前記ダイアフラムの挟持部分に跨る部分に臨むように、前記挟持部材にガス抜き部を形成し、前記一方のフランジの前記傾斜面に当接する前記挟持部材の当接部の端部から延設されるとともに、該端部において前記一方のフランジに近接する方向に屈曲された延設部を、前記挟持部材に設けたことを特徴とする。
【００１５】
【作用】
請求項１に係る発明によると、減圧弁のシール部を構成する一対のフランジの一方のフランジ部の傾斜面と当接する挟持部材の当接部とは別に、この挟持部材の拡開時において前記一方のフランジの傾斜面と当接する延設部を設けたので、減圧弁に急激に高圧が付加された場合に、挟持部材が塑性変形して拡開しても、延設部が前記一方のフランジの傾斜面に当接するので、減圧弁エレメント等の吹き飛びを防止することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係るガス抜き機構を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係るガス抜き機構の実施例を示す断面図である。本図において、図８に示した従来のガス抜き機構と同様の部材及び要素には、図８における参照番号と同様の番号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１に示す減圧弁５０は、図８に示した減圧弁３０とほぼ同様の構成を有するものであるが、その挟持部材９が異なる。すなわち、挟持部材９は、ダイアフラム１０を挟む一対のフランジ４ａ、１２ａを挟持し、一方のフランジ１２ａの外周面に形成され、このフランジ１２ａの接合面に垂直な面に対して傾斜する傾斜面１２ｇに当接するとともに、他方のフランジ４ａの上面に圧接して、これらのフランジ４ａ、１２ａを挟持する点は上記従来のガス抜き機構と同様である。
【００１８】
しかし、本発明に係るガス抜き機構においては、フランジ１２ａの傾斜面１２ｇに当接する挟持部材９の屈曲部９ｄの端部９ｆから延設されるとともに、この端部９ｆにおいて前記一方のフランジ１２ａに近接する方向に屈曲された延設部９ｇが設けられ、この挟持部材９の形状によって、上述の本発明の目的を達成することができる。さらに、挟持部材９には、ガス抜きをより迅速に行うためガス抜き部９ｅが形成されている。
【００１９】
次に、上記挟持部材９の形状によって上蓋４の吹き飛びを防止する作用を説明するが、まず、従来のガス抜き機構における作用を図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００２０】
ダイアフラム室上部空間２２ｂのガスの圧力が高くなると、ダイアフラム１０と弁本体１２を分離させる力が働く。すなわち、ダイアフラム室上部空間２２ｂ内のガスは、ダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２の上面１２ｈの間に侵入し、このガスの圧力がさらに高くなると、図１０に示すように、ダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２の上面１２ｈは完全に離れ、両者間の隙間を通って、ガスが開放される。
【００２１】
この場合、当接部９ｄ上の点９ｄ’が弁本体１２の傾斜面１２ｇと当接しているが、さらにダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２の上面１２ｈの間が離れると、ついには当接部９ｄの先端が傾斜面１２ｇの先端１２ｇ’からはずれ、上蓋４が弁本体１２からはずれるため、上蓋４又はガスボンベ４０を含む弁本体１２側が吹き飛ぶこととなる。図１０に示す状態では、円弧部９ｂの中間の点９ｂ’を支点として当接部９ｄが図の左方向に回転していると考えることができるが、この場合、挟持部材９のバネ力が点９ｄ’を介して弁本体１２に加えられていることになる。すなわち、点９ｂ’回りには点９ｄ’に加えられる弁本体１２からの反力に点９ｂ’と点９ｄ’間の距離Ｌ_１を乗じた力のモーメントが働いている。
【００２２】
次に、本発明に係るガス抜き機構におけるガス抜き作用を図２乃至図４を参照しつつ説明する。
【００２３】
図２においても、図９の場合と同様、ダイアフラム室上部空間２２ｂ内のガスの圧力が高くなると、ダイアフラム１０と弁本体１２を分離させる力が働き、ダイアフラム室上部空間２２ｂ内のガスは、ダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２の上面１２ｈの間に侵入し、このガス圧がさらに高くなると、図３に示すように、ダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２の上面１２ｈは完全に離れ、両者間の隙間、さらに挟持部材９の円筒部９ｃに、例えば円形開口として形成されたガス抜き部９ｅを通って、ガスが開放される。
【００２４】
図３は、ダイアフラム１０の下面１０Ｂと弁本体１２の上面１２ｈがわずかに離れた状態であるが、本発明においては、下面１０ｂと上面１２ｈが離れるとすぐに、当接部９ｄと傾斜面１２ｇの当接が解除され、延設部９ｇが点９ｇ’において傾斜面１２ｇの下縁１２ｇ’に当接する。ここで、図１０の場合と同様に、当接部９ｄ、及び延設部９ｇ部は、円弧部９ｂの中間の点９ｂ’を支点として当接部９ｄが右方向に回転していると考えることができ、挟持部材９のバネ力が点点９ｇ’を介して弁本体１２に加えられていることになる。すなわち、点９ｂ’回りには点９ｇ’に加えられる弁本体１２からの反力に点９ｂ’と点９ｇ’間の距離Ｌ_２を乗じた力のモーメントが加えられている。
【００２５】
ここで、図１０の従来のガス抜き機構と図２に示した本発明に係るガス抜き機構における、距離Ｌ_１とＬ_２を比較すると、Ｌ_２の方がＬ_１より長いことに着目すべきである。図３及び図１０において高圧ガスが上面１２ｈを下方に移動させようとする力は同じであり、挟持部材９の点９ｂ’回りのバネ力も同じであると仮定すると、Ｌ_２の方がＬ_１より長いので、図３の方が図２の場合に比較して挟持部材９が変形しやすくなる。すなわち、下面１０ｂと上面１２ｈの間が開き易いように構成されている。その結果、本発明におけるガス抜き機構では、従来のガス抜き機構に比較して、挟持部材９の変形の初期段階においてガスが抜けやすくなる。
【００２６】
その後、下面１０ｂと上面１２ｈ間の隙間がさらに大きくなると、図４に示す状態となる。この状態では、延設部９ｇの内面と弁本体１２が完全に当接して、両面は面接触状態となり、摩擦力が大きくなるため、挟持部材９の弁本体１２からの抜けを防止することができる。
【００２７】
本発明に係るガス抜き機構において延設部９ｇの当接部９ｄに対する角度によっては、延設部９ｇの内面と弁本体１２の延設部１２ｇが完全に当接しない状態も存在する。すなわち、図５に示すように、まず当接部９ｄの点９ｄ’が傾斜面１２ｇと下縁１２ｇ’において当接し、さらに挟持部材９の変形が進むと、図６に示すように当接部９ｄと延設部９ｇの境界部分が点９ｄ’において上縁１２ｇ”と当接するような場合である。このような場合であっても、延設部９ｇは当接部９ｄに曲折した状態で一体的に取り付けられているため、図６の点９ｄ’に上縁１２ｇ”が当接することにより、当接部９ｄと上縁１２ｇ”間の摩擦に加えて、弁本体１２の下方への移動を妨げる力が生ずる。従って、本実施例においても、従来のガス抜き機構に比較して、挟持部材９が抜け難くなっている。
【００２８】
上述のとおり、本発明に係るガス抜き機構においては、減圧弁５０のダイアフラム部に高圧が付加された場合であっても、初期の段階で挟持部材９の速やかな変形によりガスが抜け易くなるとともに、挟持部材９が所定量変形した後は、従来よりも大きな抵抗力を発生し、挟持部材９が外れ難く構成してあるため、より安全な減圧弁のガス抜き機構を提供することができる。
【００２９】
尚、延設部９ｇの当接部９ｄに対する角度を大きくしすぎると、図３に示すように点９ｇ’と下縁１２ｇ’が当接するか、さらにダイアフラム１０の下面１０ｂと弁本体１２の上面１２ｈの間隔が大きくなると、点９ｇ’が傾斜面１２ｇと当接することになり、この場合は単に図１０に示す従来例において当接部９ｄのフランジ接合面に垂直な面に対する角度を大きくしたのと同様の作用を示すこととなるに過ぎないため、効果がない。
【００３０】
次に、図１に示す残圧抜き孔３１について説明する。ガスボンベ４０の使用時は、図８に示すように、ボンベ４０の端部１９とパッキン２８が密着しているが、ボンベ４０を使用した後には、ボンベ４０内に残留ガス（例えば炭酸ガス飲料のガスカートリッジ内の炭酸ガス）が残っている場合がある。従来この状態でガスボンベを交換するには、取り扱いに慣れた作業者が減圧弁を付けたまま飲料水タンクからガスの配管を外して、新しいガスボンベを取り付けていた。
【００３１】
しかし、野外用または家庭用として使用される炭酸ガス飲料のガスボンベでは、取り扱いに不慣れな者がガスボンベを減圧弁から取り外すことが必要な場合も生ずるが、例えばガスボンベ内の炭酸ガスの圧力は常温において約６０ｋｇ／ｃｍ^２にも達し、ボンベ４０を取り外す際にボンベ４０の端部とパッキン２８の間の隙間に高圧の炭酸ガスが充満し、この炭酸ガスの圧力によってボンベが吹き飛ぶ危険性がある。また、減圧弁３０のネジ部より吹き出した液ガスによって、凍傷を被る危険性がある。さらに 炭酸ガスの高圧によりネジが堅くなり、ボンベを取り外す作業に労力を要することとなる。
【００３２】
そこで、上記従来のガス抜き機構の問題に鑑み、安全かつ確実にボンベの取り外し作業を行うべく、残留ガス抜き孔３１が設けられている。
【００３３】
本発明に係る残留ガス抜き孔３１においては、図７に示すように、ガスボンベ４０に取り付けられる圧力調整弁５０において、ガスボンベ４０を圧力調整弁５０から抜き取る過程において、前記ボンベ４０のガス出口孔が形成された端面４１と、この端面４１に当接する前記減圧弁５０のパッキン２８とが離れた際に、残圧抜き穴３１とガスボンベ４０の管路が通じ、ガスボンベ４０内の残留ガスが放出される。すなわち、減圧弁５０はガスボンベ４０にねじ込まれているが、減圧弁５０を回転させてネジが少し緩んだ段階で、ガスボンベ４０内の残留ガスが残圧抜き穴３１から抜け始めるため、ボンベ４０を取り外す際にボンベ４０の端部とパッキン２８の間の隙間に高圧の炭酸ガスが充満する危険性はなく、ガス圧力によってボンベが吹き飛ぶことはない。また、ネジ部から液ガスが吹き出こともないため、凍傷を防止することができるとともに、ネジが堅くなることもないため、ボンベを取り外す作業に労力を要することもない。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によると、減圧弁に急激に高圧が付加され、挟持部材が塑性変形して拡開しても、減圧弁エレメント等の吹き飛びを防止することができるため、安全性の高い減圧弁のガス抜き機構を提供することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減圧弁のガス抜き機構の全体を示す断面図である。
【図２】本発明に係る減圧弁のフランジ部のガス抜き機構を示す部分断面図である。
【図３】本発明に係る減圧弁のフランジ部のガス抜き機構の作用の説明図である。
【図４】本発明に係る減圧弁のフランジ部のガス抜き機構の作用を示す説明図である。
【図５】本発明に係る減圧弁のフランジ部のガス抜き機構の作用の説明図である。
【図６】本発明に係る減圧弁のフランジ部のガス抜き機構の作用を示す説明図である。
【図７】本発明に係る減圧弁の本体のガス抜き孔の作用を示す説明図である。
【図８】従来の減圧弁のガス抜き機構を示す全体断面図である。
【図９】従来の減圧弁のフランジ部のガス抜き機構を示す部分断面図である。
【図１０】従来の減圧弁のフランジ部のガス抜き機構の作用の説明図である。
【符号の説明】
１ ハンドル
３ 調整ネジ
４ 上蓋
４ａ フランジ
５ ボール
６ 上バネ受
７ 調整バネ
８ 下バネ受
９ 挟持部材
９ｄ 当接部
９ｅ ガス抜き部
９ｇ 延設部
１０ ダイアフラム
１１ 当金
１２ 本体
１２ａ フランジ
１２ｇ 傾斜面
１３ 連結棒
１４ 弁座
１５ ガイド
１６ 主弁
１７ 弁バネ
２０ 安全弁
２７ ストレーナ
２８ パッキン
３０、５０ 減圧弁
４０ ガスボンベ

Claims (1)

1. ダイアフラムを挟む一対のフランジの一方のフランジの外周面に形成され、該フランジの接合面に垂直な面に対して傾斜する傾斜面と、他方のフランジとに圧接する該フランジの挟持部材を有する減圧弁において、前記一対のフランジの外周面及びダイアフラムの外周面の、これら一対のフランジによる前記ダイアフラムの挟持部分に跨る部分に臨むように、前記挟持部材にガス抜き部を形成し、前記一方のフランジの前記傾斜面に当接する前記挟持部材の当接部の端部から延設されるとともに、該端部において前記一方のフランジに近接する方向に屈曲された延設部を、前記挟持部材に設けたことを特徴とする減圧弁のガス抜き機構。

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