JP3730585B2

JP3730585B2 - 圧力調整器

Info

Publication number: JP3730585B2
Application number: JP2002076298A
Authority: JP
Inventors: 睦実中村; 正樹山岸
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: JP2003271247A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス供給側からガス使用側へ供給されるガスの圧力を調整する圧力調整器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、例えば、特許登録番号２９７１８７４号に記載された従来の圧力調整器の断面図であり、この圧力調整器はＬＰガスボンベからガスレンジなどの燃焼器にＬＰガスを供給するガス供給通路の途中に設けられるものである。ハウジング５１は、ガス入口通路５３を備えたボディ５５の上下に、上カバー５７および下カバー５９がそれぞれ装着されている。下カバー５９はガス出口通路６５を構成している。
【０００３】
上記ガス入口通路５３とガス出口通路６５との間には０．０７〜１．５６ＭＰａの圧力で導入されるガスを０．０６ＭＰａ程度に減圧するガス導入用減圧手段としての中圧減圧部６７と、それをさらに２．５５〜３．３ＫＰａ程度に減圧する第１の減圧手段としての低圧減圧部６９とが設けられている。
【０００４】
中圧減圧部６７は、大気圧室７１側から中圧スプリング７３にて中圧用減圧室７５側に押圧されるガス導入用ダイヤフラムとしての中圧ダイヤフラム７７を備えている。中圧ダイヤフラム７７は、周縁がボディ５５と上カバー５５’との間に挟持固定され、大気圧室７１と中圧用減圧室７５とを気密に区画している。
【０００５】
低圧減圧部６９は、大気圧室９７側から低圧スプリング９９によりダイヤフラム受板１００を介して低圧用減圧室１０１側に押圧される第１のダイヤフラムとしての低圧ダイヤフラム１０３を備えている。上記低圧用減圧室１０１は、ガス出口通路６５に連通している。低圧ダイヤフラム１０３は、周縁がボディ５７’と上カバー５７との間に挟持固定され、大気圧室９７と低圧用減圧室１０１とを気密に区画している。
【０００６】
低圧ダイヤフラム１０３の中心には、作動桿１２３が上下に貫通して設けられており、この作動桿１２３の下部にはレバー１１１の一端が摺動可能に交叉係合している。レバー１１１は、ピン１１３を中心としてボディ５７’に対し回動可能に軸支されており、その他端は第１の弁体としての低圧弁１１５に連結されている。大気圧室９７は貫通孔１０７により大気に連通されるが、通常ビスにより貫通孔１０７は大気より閉塞されている。
【０００７】
ボディ５７’には中圧用減圧室７５とガス出口通路６５とを連通するガス連通路１１７が形成されており、このガス連通路１１７のガス出口通路６５側に低圧弁ケース１１９が固定されている。前記低圧弁１１５は、この低圧弁ケース１１９内に、図中で左右方向に移動可能に収容され、低圧弁ケース１１９に形成された第１のノズル部としての低圧ノズル部１２１を開閉し、これにより中圧用減圧室７５とガス出口通路６５とを連通遮断する。
【０００８】
低圧減圧部６９の下方には、第２の減圧部としての供給用低圧減圧部１３１が設けられている。供給用低圧減圧部１３１は、ボディ５７’と下カバー５９との間に周縁が固定された第２のダイヤフラムとしての供給用低圧ダイヤフラム１３３を備えている。供給用低圧ダイヤフラム１３３は、ボディ５７’側のスプリング室１３５と下カバー５９側の供給用減圧室１３７とを気密に区画するもので、スプリング室１３５内に収容された供給用低圧スプリング１３９により供給用低圧減圧室１３７側に押圧されている。
【０００９】
上記スプリング室１３５は、ボディ５７’および低圧弁ケース１１９に形成された小孔１４１により低圧ノズル部１２１に連通している。一方、供給用低圧減圧室１３７は、入口バイパス通路１４３により、中圧用減圧室７５およびガス連通路１１７側に連通するとともに、出口バイパス通路１４５によりバイパスノズル（第２のノズル部）１４７ａを通してガス出口通路６５に連通している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧力調整器は、低圧減圧部へ高圧力のガスを帰還することができれば、低圧減圧部の弁が閉じ、圧力を下げるように制御が働くが、高流量時に高圧力のガスは勢いよくガス出口に吹きだして低圧減圧部に帰還できず、図６に示すように高流量になるほどガス出口側の圧力が上昇し、燃焼機器にガスを安定供給できなくなるという問題点があった。
【００１１】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、高流量になってもガス出口側の圧力を一定に維持してガス燃焼機器にガスを安定供給することができる圧力調整器を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る圧力調整器は、ガス入口通路とガス出口通路とを連通する第１のノズル部を開閉可能な第１の弁体および、この第１の弁体の開閉動作を、前記ガス出口通路側の圧力変化に基づき変位することで行わせる第１のダイヤフラムを備えた第１の減圧手段と、前記ガス入口通路と前記第１のノズル部との間に設けられ、ガスの流れに伴って圧力を低下させる差圧発生手段と、この差圧発生手段の下流側の圧力低下部に対し、前記差圧発生手段の上流側に連通する減圧室を画成するとともに、前記圧力低下部と前記減圧室との圧力差に基づき変位する第２のダイヤフラム、前記減圧室と前記ガス出口通路とを連通する第２のノズル部、この第２のノズル部を、前記第２のダイヤフラムの動作に連動して開閉可能な第２の弁体をそれぞれ設けて構成した第２の減圧手段を有する圧力調整器において、前記第２のノズル部は前記第１のノズル部との通過ガス合流部に自身のガス出口側に通過ガスを導き、そのガス圧を拡散して前記第１の減圧手段に帰還させる帰還手段を備えたことを特徴とする圧力調整器。
【００１３】
この発明によれば、第２のノズル部の帰還手段を拡散した高圧ガスは第１の減圧手段のガス出口側に帰還し、第１の減圧手段には圧力を低減させようと弁を閉塞させる力が働く。それにより、第１の弁体は閉成し、第１の弁体を通るガスガス流量の急減により第２の減圧手段における第２の弁体も急閉する。その結果、第１の減圧手段のガス出口側圧力が低下するので第１および第２の弁体が開放してガス出口側の圧力上昇を抑える。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力調整器であって、第２のノズル部における帰還手段は、終端を閉塞して前記通過ガス合成部に延展したガス流路を含む筒体より構成すると共に、前記終端近傍において筒体の外周面よりガス流路に向けて所定角度間隔で複数のガス吹き出し孔を貫通させたことを特徴とする。
この発明によれば、第２のノズル部の帰還手段を構成する筒体に導入された高圧ガスは筒体の端部に形成した複数のガス吹き出し孔より拡散して第１の減圧手段のガス出口側に帰還し、第１の減圧手段には圧力を低減させようと弁を閉塞させる力が働く。それにより、第１の弁体は閉成し、第１の弁体を通るガス流量の急減により第２の減圧手段における第２の弁体も急閉する。その結果、第１の減圧手段のガス出口側圧力が低下するので第１および第２の弁体が開放してガス出口側の圧力上昇を抑える。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１に記載の圧力調整器であって、前記第２のノズル部における帰還手段は、終端を閉塞して前記通過ガス合成部に延展したガス流路を含む筒体より構成すると共に、前記終端近傍において筒体の外周面よりガス流路に向けて所定角度間隔で複数のガス吹き出し孔を貫通させ、且つ終端より前記筒体内部へガス流路にそって第２のガス吹き出し孔を貫通させたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、第２のノズル部の帰還手段を構成する筒体に導入された高圧ガスは筒体の端部に形成した複数のガス吹き出し孔より拡散して第１の減圧手段のガス出口側に帰還し、第１の減圧手段には圧力を低減させようと弁を閉塞させる力が働く。それにより、第１の弁体は閉成し、第１の弁体を通るガス流量の急減により第２の減圧手段における第２の弁体も急閉する。その結果、第１の減圧手段のガス出口側圧力が低下するので第１および第２の弁体が開放してガス出口側の圧力上昇を抑える。
更に、ガス流量が高流量になると流路の終端に形成された第２のガス吹き出し孔より高圧ガスが出力されるため、過剰にガスが第１の減圧手段に帰還されることはない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の圧力調整器の実施の形態１を各添付図面を参照して説明する。尚、図中、図５と同一符号は同一または相当部分を示す。図において、１４７Ａは出口バイパス通路１４５（図５を参照）のガス出口通路６５側の端部に配置したバイパスノズル本体である。
このバイパスノズル本体１４７Ａは図２（ａ）〜（ｃ）にその構成を示す。同図（ａ）はバイパスノズル本体１４７Ａの側面図であり、同図（ｂ）は図（ａ）をＡ−Ａ線で切断した長手方向の断面図であり、図（ｃ）は図（ａ），（ｂ）を矢印Ｂ方向より見た平面図である。
【００１８】
本実施の形態におけるバイパスノズル本体１４７Ａはガス出口通路６５に沿ってその先端が延展され、その中心部は一端より他端方向に向けガス流路Ｌを形成し、且つ、流路の終端近傍においてバイパスノズル本体１４７Ａの外周面より９０度間隔で流路Ｌに孔部を貫通させてガス吹き出し孔Ｈ１〜Ｈ４を形成している。
尚、Ｓはシール部材である。
【００１９】
次に本実施の形態の動作を特に出口バイパス通路１４５に配置したバイパスノズル本体１７０Ａの動作を中心に説明する。
中圧減圧部６７では、燃焼器側にてガスが使用されることで、中圧用減圧室７５の圧力が低下し、中圧スプリング７３により中圧ダイヤフラム７７が下方に押圧されて変位するに伴い中圧弁８７が下方に移動して中圧ノズル部９１を開放する。これにより、ガス入口通路５３から導入されたガスが中圧用減圧室７５側に流れる。中圧用減圧室７５の圧力が上昇し、この圧力が中圧スプリング７３の弾性力に打ち勝つと、中圧弁８７が上昇移動して中圧ノズル部９１の流路を狭め、中圧用減圧室７５へのガスの流入を制御する。このように、中圧弁８７が中圧ノズル部９１の流路を開閉制御して中圧用減圧室７５に流入するガスの圧力を制御する。
【００２０】
一方、低圧減圧部６９においては、燃焼器側にてガスが使用されることで、低圧用減圧室１０１の圧力が低下し、低圧スプリング９９により低圧ダイヤフラム１０３が下方に押圧されて変位すると、これに伴いレバー１１１が反時計方向に回動するとともに、低圧弁１１５が右方向に移動して低圧ノズル部１２１を開放する。これにより、中圧用減圧室７５側のガスが、ガス連通路１１７を経てガス出口通路６５側に流れる。低圧用減圧室１０１の圧力が上昇し、この圧力が低圧スプリング９９の弾性力に打ち勝つと、低圧ダイヤフラム１０３が上方に向けて変位し、低圧弁１１５が左方向へ移動して低圧ノズル部１２１の流路を狭め、低圧用減圧室１０１へのガスの流入を制御する。このように、低圧弁１１５が低圧ノズル部１２１の流路を開閉制御して低圧用減圧室１０１に流入するガスの圧力を制御する。
【００２１】
ここで、中圧ノズル部９１から低圧ノズル部１２１に向けてガス連通路１１７を流れるガスの流量が少ないときには、オリフィス１２０を境にしてその上流側のガス連通路１１７の圧力Ｐ０と同下流側の低圧ノズル部１２１の圧力Ｐ１との間で圧力差がほとんど発生しない。上記圧力Ｐ０は、ガス連通路１１７と出口バイパス通路１４３を通して連通している供給用低圧減圧室１３７の圧力Ｐ２と同等であり、圧力Ｐ１は、低圧ノズル部１２１と小孔１４１を通して連通しているスプリング室１３５の圧力と同等である。
【００２２】
上記したように、圧力Ｐ０と圧力Ｐ１との間で圧力差がほとんどない状態、言い換えればスプリング室１３５の圧力（Ｐ１）と供給用低圧減圧室１３７の圧力（Ｐ２（＝Ｐ０））とがほぼ等しい状態では、供給用低圧スプリング１３９の荷重により供給用低圧ダイヤフラム１３３が下方に変位する。これに伴いレバー１５１が反時計方向に回動してバイパス弁１４９がバイパスノズル入口１４７ａを閉じ、供給用低圧減圧室１３７からガス出口通路６５へのガスの流出が停止された状態となる。
【００２３】
上記ガス連通路１１７を流れるガスの流量が多くなり流速が増してくると、オリフィス１２０の前後で圧力損失が発生してＰ０＞Ｐ１となり、スプリング室１３５の圧力（Ｐ１）が低下して供給用低圧減圧室１３７の圧力Ｐ２（＝Ｐ０）より低くなる。供給用低圧減圧室１３７の圧力Ｐ２（＝Ｐ０）がスプリング室１３５の圧力（Ｐ１）より、例えば０．０１ＭＰａ高くなると、供給用低圧スプリング１３９が撓んで供給用低圧ダイヤフラム１３３が上方に変位し、これに伴いレバー１５１が時計方向に回動する。これによりバイパス弁１４９が図中で左方向に移動してバイパスノズル入口１４７ａを開放し、中圧用減圧室７５側のガスが、供給用低圧減圧室１３７を経てガス出口通路６５方向へ流れ、バイパスノズル本体１４７Ａのガス流路Ｌに流れ込む。
【００２４】
この時、ガスが高流量であれば、ガスはガス流路Ｌの壁面に衝突してガス吹き出し孔Ｈ１〜Ｈ４方向に拡散する。この拡散したガスはガス吹き出し孔Ｈ１〜Ｈ４より吹きだして低圧減圧部６９に帰還する。低圧用減圧室１０１の圧力が上昇し、この圧力が低圧スプリング９９の弾性力に打ち勝つと、低圧ダイヤフラム１０３が上方に向けて変位し、低圧弁１１５が左方向へ移動して低圧ノズル部１２１の流路を狭め、低圧用減圧室１０１へのガスの流入を制御する。
【００２５】
このように、低圧弁１１５が低圧ノズル部１２１の流路を開閉制御して低圧用減圧室１０１に流入するガスの圧力を低下させるように制御する。この結果、図７に示すように高流量時においても、圧力が安定する。
【００２６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、バイパスノズル本体１４７Ａの外周面に９０度間隔でガス噴き出し高Ｈ１〜Ｈ４を形成したが、本実施の形態ではガス流量が更に高流量になった場合に対処できるようにするため、図４に示すようにバイパスノズル本体１４７Ｂの先端にも、ガス流路Ｌに連通したガス吹き出し孔Ｈ５を形成する。
【００２７】
この結果、高流量で且つ高圧となったガスは、ガス流路Ｌの壁面に衝突してガス吹き出し孔Ｈ１〜Ｈ４方向に拡散する。この拡散したガスはガス吹き出し孔Ｈ１〜Ｈ４より吹きだして低圧減圧部６９に帰還する。
【００２８】
ここで、更に、高流量となると低圧減圧部６９に帰還される高圧ガス量が多くなり、ガス圧が過度の低下する。しかし、本実施の形態２では、更に高流量になるとガス流路Ｌの流通方向に形成したガス吹き出し孔Ｈ５を通って、高圧ガスの一部がガス出口通路６５に吹き出されて低圧減圧部６９に帰還される高圧ガス量が調整されるため、ガス圧が過度に低下することが阻止される。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ガス入口通路とガス出口通路とを連通する第１のノズル部を開閉可能な第１の弁体および、この第１の弁体の開閉動作を、前記ガス出口通路側の圧力変化に基づき変位することで行わせる第１のダイヤフラムを備えた第１の減圧手段と、前記ガス入口通路と前記第１のノズル部との間に設けられ、ガスの流れに伴って圧力を低下させる差圧発生手段と、この差圧発生手段の下流側の圧力低下部に対し、前記差圧発生手段の上流側に連通する減圧室を画成するとともに、前記圧力低下部と前記減圧室との圧力差に基づき変位する第２のダイヤフラム、前記減圧室と前記ガス出口通路とを連通する第２のノズル部、この第２のノズル部を、前記第２のダイヤフラムの動作に連動して開閉可能な第２の弁体をそれぞれ設けて構成した第２の減圧手段を有する圧力調整器において、前記第２のノズル部は前記第１のノズル部との通過ガス合流部に自身のガス出口側に通過ガスを導き、そのガス圧を拡散して前記第１の減圧手段に帰還させる帰還手段を備えたことで、第２のノズル部を拡散した高圧ガスは第１の減圧手段のガス出口側に帰還し、第１の減圧手段には圧力を低減させようと弁を閉塞させる力が働く。それにより、第１の弁体は閉成し、第１の弁体を通るガス流量の急減により第２の減圧手段における第２の弁体も急閉する。その結果、第１の減圧手段のガス出口側圧力が低下するので第１および第２の弁体が開放してガス出口側の圧力上昇を抑えるガスの高流量時に燃焼機器に供給するガスの圧力を安定化させることができるという効果がある。
【００３０】
請求項２の発明によれば、第２のノズル部は、終端を閉塞して前記通過ガス合成部に延展した中空の筒体より構成すると共に、前記終端近傍において筒体の外周面より中空部分に向けて所定角度間隔で複数のガス吹き出し孔を貫通させたことで、第２のノズル部を構成する筒体に導入された高圧ガスは筒体の端部に形成した複数のガス吹き出し孔より拡散して第１の減圧手段のガス出口側に帰還し、第１の減圧手段には圧力を低減させようと弁を閉塞させる力が働き、それにより、第１の弁体は閉成し、第１の弁体を通るガス流量の急減により第２の減圧手段における第２の弁体も急閉するため、第１の減圧手段のガス出口側圧力が低下するでの第１および第２の弁体が開放してガス出口側の圧力上昇を抑えることで、簡易な構成でガスの高流量時においても圧力上昇を抑制してガス燃焼機器に安定した圧力でガス供給を行うことができるという効果がある。
【００３１】
請求項３の発明によれば、第２のノズル部は、終端を閉塞して前記通過ガス合成部に延展した中空の筒体より構成すると共に、前記終端近傍において筒体の外周面より中空部分に向けて所定角度間隔で複数のガス吹き出し孔を貫通させ、且つ終端より前記筒体内部へガス流路にそって第２のガス吹き出し孔を貫通させたことで、第２のノズル部を構成する筒体に導入された高圧ガスは筒体の端部に形成した複数のガス吹き出し孔より拡散して第１の減圧手段のガス出口側に帰還し、第１の減圧手段には圧力を低減させようと弁を閉塞させる力が働き。それにより、第１の弁体は閉成し、第１の弁体を通るガス流量の急減により第２の減圧手段における第２の弁体も急閉することで、第１の減圧手段のガス出口側圧力が低下すのるで第１および第２の弁体が開放してガス出口側の圧力上昇を抑え、更に、ガス流量が高流量になると流路の終端に形成された第２のガス吹き出し孔より高圧ガスが出力されるため、簡易な構成でガスの高流量時においても圧力上昇を抑制し、更に、過剰にガスが第１の減圧手段に帰還されることがないためガスの過低下を抑制してガス燃焼機器に安定した圧力でガス供給を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る圧力調整器の断面図である。
【図２】図２は本実施の形態１に係る第２のノズル部の断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係る圧力調整器の断面図である。
【図４】図４は本実施の形態２に係る第２のノズル部の断面図である。
【図５】図５は従来の圧力調整器の断面図である。
【図６】図６は従来の圧力調整器におけるガス流量とガス出口側のガス圧力との関係を示す図である。
【図７】図７は本発明に係る圧力調整器におけるガス流量とガス出口側のガス圧力との関係を示す図である。
【符号の説明】
５３ガス入口通路
６５ガス出口通路
６７中圧減圧部（ガス導入用減圧手段）
６９低圧減圧部（第１の減圧手段）
７７中圧ダイヤフラム（ガス導入用ダイヤフラム）
８７中圧弁（ガス導入用弁体）
９１中圧ノズル部（ガス導入用ノズル部）
１０３低圧ダイヤフラム（第１のダイヤフラム）
１１５低圧弁（第１の弁体）
１２０オリフィス（差圧発生手段）
１２１低圧ノズル部（第１のノズル部）
１３１供給用低圧減圧部（第２の減圧手段）
１３３供給用低圧ダイヤフラム（第２のダイヤフラム）
１３７供給用低圧減圧室（減圧室）
１４７Ａ，Ｂバイパスノズル本体部（第２のノズル部）
１４９バイパス弁（第２の弁体）
Ｌガス流路
Ｈ１〜Ｈ５ガス吹き出し孔

Claims

ガス入口通路とガス出口通路とを連通する第１のノズル部を開閉可能な第１の弁体および、この第１の弁体の開閉動作を、前記ガス出口通路側の圧力変化に基づき変位することで行わせる第１のダイヤフラムを備えた第１の減圧手段と、
前記ガス入口通路と前記第１のノズル部との間に設けられ、ガスの流れに伴って圧力を低下させる差圧発生手段と、
この差圧発生手段の下流側の圧力低下部に対し、前記差圧発生手段の上流側に連通する減圧室を画成するとともに、前記圧力低下部と前記減圧室との圧力差に基づき変位する第２のダイヤフラム、前記減圧室と前記ガス出口通路とを連通する第２のノズル部、この第２のノズル部を、前記第２のダイヤフラムの動作に連動して開閉可能な第２の弁体をそれぞれ設けて構成した第２の減圧手段を有する圧力調整器において、
前記第２のノズル部は前記第１のノズル部との通過ガス合流部に自身の通過ガスを導き、そのガス圧を拡散して前記第１の減圧手段に帰還させる帰還手段を備えたことを特徴とする圧力調整器。
前記第２のノズル部における帰還手段は、終端を閉塞して前記通過ガス合成部に延展したガス流路Ｌを含む筒体より構成すると共に、前記終端近傍において筒体の外周面より前記ガス流路に向けて所定角度間隔で複数のガス吹き出し孔を貫通させて形成したことを特徴とする請求項１に記載の圧力調整器。
前記第２のノズル部における帰還手段は、終端を閉塞して前記通過ガス合成部に延展したガス流路を含む筒体より構成すると共に、前記終端の近傍において筒体の外周面よりガス流路に向けて所定角度間隔で複数のガス吹き出し孔を貫通させ、且つ終端より前記筒体内部へガス流路に合わせて第２のガス吹き出し孔を貫通させたことを特徴とする請求項１に記載の圧力調整器。