JP3914038B2 - 整圧装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス供給系統に用いられる整圧装置に係り、特に、ガス配管網と顧客の住宅または店舗等のガス管との境界に挿入される整圧装置（ハウスレギュレータ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、都市ガス供給のための配管系統においては、上流側（１次側）管路と下流側（２次側）管路との間に整圧装置（レギュレータ、ガバナ）が挿入されている。整圧装置は、上流側管路内を高圧で輸送されてきた都市ガスを、一定の所定圧力に減圧して下流側管路へ送出する。また、整圧装置は、上流側管路から下流側管路へのガスの導通を開始または遮断することにより、上流側管路内のガス圧力の変動に関わらず下流側管路内のガス圧力を一定に保つ役割も果たしている。
【０００３】
図４は、従来の整圧装置の構成の一例を表す断面図である。この整圧装置１１０は、具体的には、ガス配管網と顧客の住宅または店舗等のガス管との境界に挿入される整圧装置（ハウスレギュレータ）である。ガスは、入口１１０Ａから整圧装置１１０の本体部１１０Ｃ内に入り、点線で示したストレーナ１１１およびノズル部１１２を経て出口１１０Ｂから送出される。
【０００４】
ノズル部１１２の入口１１２Ａには、主弁１１３が設けられている。整圧装置１１０は、主弁１１３よりも下流側の下流側管路（２次側管路）１１５内のガス圧力によりダイヤフラム１１７が受ける力と調整スプリング１１８の付勢力とがつりあい、主弁１１３の開度を調整することによりガスの流量を制御し、下流側管路１１５内のガスの圧力（以下「２次圧力」という）の変動にかかわらず、２次圧力を予め設定された一定の値に調整することができる。
【０００５】
すなわち、整圧装置１１０では、主弁１１３よりも上流側の上流側管路（１次側管路）１１４内のガスの圧力（以下「１次圧力」という）は貫通孔１１０Ｄを通じてバランスダイヤフラム１１６に伝わる。２次圧力は貫通孔１１０Ｅを通じてダイヤフラム１１７により感知されるが、ダイヤフラム１１７は支持盤１１７Ａおよび弁棒受け１１７Ｂを介して調整スプリング１１８の付勢力を受けるので、２次圧力は常に予め設定された一定の値に保持されるようになっている。通常の状態、すなわち、調整スプリング１１８の付勢力と２次圧力とがつりあっているときには、主弁１１３は一定の開度を保ち、一定量のガスが上流側管路１１４から下流側管路１１５へと送出される。なお、図４では、主弁１１３は閉止状態で示されている。
【０００６】
需要家によるガス使用量の増減により２次圧力が変動すると、ダイヤフラム１１７を押し上げる２次圧力と調整スプリング１１８の付勢力とのつりあいが破れ、ダイヤフラム１１７が上方または下方に動く。ダイヤフラム１１７は、レバー１１９および弁棒１２０を介して主弁１１３に連動されており、ダイヤフラム１１７の動きに応じて主弁１１３も上方または下方に移動し、主弁１１３の開度が調整される。これにより、ガスの流量が調整され、２次圧力が設定値に回復する。
【０００７】
また、整圧装置１１０においては、ノズル部１１２の出口１１２Ｂに、異常昇圧防止弁（ハイカット弁）１２３が配設されている。このハイカット弁１２３は、２次圧力が設定値よりも異常に上昇した場合に、上流側管路１１４から下流側管路１１５へのガスの導通を停止するものである。
【０００８】
主弁１１３とハイカット弁１２３との間には、ハイカットスプリング１２４が配設されている。このハイカットスプリング１２４は、主弁１１３とハイカット弁１２３との間を広げ、両者間の距離を一定に保持するためのものである。この距離は、図５に示したように、２次圧力の変動により主弁１１３が閉止しても、ハイカット弁１２３は開いたままになるように設定されており、これにより、通常の２次圧力制御は主弁１１３のみにより行われるようになっている。なお、主弁１１３が一定の開度を保っている通常の状態ではハイカット弁１２３も開放されていることは勿論である。
【０００９】
ハイカット弁１２３が作動、すなわち閉止してガスの導通を遮断するのは、２次圧力が調整スプリング１１８による通常の設定値よりも異常に上昇した場合である。このような２次圧力の異常な上昇の原因としては、主弁１１３にごみや滓などが溜まって、主弁１１３が閉止してもガスが上流側管路１１４から下流側管路１１５へ漏れていってしまうことなどが挙げられる。例えば図６（Ａ）に示したように、ごみや埃などが溜まって主弁１１３が閉止できなくなった場合、ガスが下流側管路１１５へ漏れていき、ダイヤフラム１１７（図６には図示せず、図４参照）をさらに押し上げる。その結果、図６（Ｂ）に示したように、ハイカット弁１２３が作動する（閉止する）。なお、ハイカット弁１２３の作動を人為的に確認することは難しい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の整圧装置１１０では、ハイカット弁１２３が主弁１１３に対して下流側に配置されるので、ハイカット弁１２３は圧力損失を緩和するため大型化せざるを得ない。このため、例えば主弁１１３にごみなどが挟まって１次圧力が上昇すると、ハイカット弁１２３は面積が大きいだけに大きな圧力を受けることになり、この圧力に対抗してハイカット弁１２３を閉止するには２次圧力もそれだけ高くなければならず、遮断圧が高い方へずれていってしまう。したがって、１次圧力が高くなれば高くなるほど遮断圧も高くなるという問題が生じる。
【００１１】
また、ハイカット弁１２３には、１次圧力以外にも、ハイカットスプリング１２４による付勢力、弁棒１２０とハイカット弁１２３との間に嵌められている気密用Ｏリング１２５の摺動抵抗力が直接作用する。ハイカット弁１２３が作動するには、これらの力に打ち勝つ必要があるので、ハイカット弁１２３の作動圧力が高くなるという問題もある。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型で作動圧力が小さく、締切り性能が高い異常昇圧防止弁を有する整圧装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による整圧装置は、主弁と、この主弁に対して上方かつ上流側に配設されると共に主弁に固定された支軸と結合させるための凹部を有し、主弁に固定された支軸が凹部に滑動可能に嵌め込まれることにより主弁に連結された異常昇圧防止弁と、この異常昇圧防止弁に対して上方に設けられ、主弁よりも下流側管路内のガスの圧力を感知して上方または下方に動くダイヤフラムと、このダイヤフラムと異常昇圧防止弁との間に設けられると共に先端に凹部を有し、異常昇圧防止弁に形成された凸部が凹部に嵌め込まれることにより異常昇圧防止弁に連結された弁棒と、ダイヤフラムおよび弁棒を下方に付勢する下流側圧力調整用の調整スプリングとを備え、主弁は、ダイヤフラムの動きに応じて開度が変化することにより下流側管路のガスの圧力を予め設定された一定値に調整し、異常昇圧防止弁は、主弁の支軸の先端と凹部の底面とが接触する第１の位置において調整スプリングに付勢された弁棒の先端が異常昇圧防止弁に当接することにより開放状態を保っており、下流側管路内のガスの圧力の異常な上昇に応じてダイヤフラムが上方に動くことにより弁棒の先端が異常昇圧防止弁から離れた場合には、異常昇圧防止弁は、主弁の支軸に沿って、かつ弁棒の凹部内で滑動することにより支軸の先端と凹部の底面とが離間する第２の位置に移動してガスの導通を停止するものである。
【００１４】
本発明の整圧装置は、また、主弁、異常昇圧防止弁、ダイヤフラムおよび弁棒を収納する本体部と、主弁と本体部の底部との間に配設され、主弁を本体部の底部とは反対の方向に付勢するカウンタースプリングとを備えていてもよい。このことにより、上流側管路内のガスの圧力の変動の影響を抑えて、下流側管路内のガスの圧力を予め設定された一定の値に調整できる。
【００１６】
本発明による整圧装置では、主弁に対して上流側に異常昇圧防止弁が配置されている。下流側管路内のガスの圧力は、主弁によって、予め設定された一定値に調整されているが、設定値よりも異常に上昇した場合には、異常昇圧防止弁が作動（閉止）してガスの導通を停止する。
【００１７】
主弁および異常昇圧防止弁は本体部に収納されており、主弁は、カウンタースプリングにより本体部の底部から一定の高さで保持される。異常昇圧防止弁と主弁との連結、および異常昇圧防止弁とこれを支持する弁棒との連結は、嵌合状態で行われている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る整圧装置を表すものである。この整圧装置１０は、具体的には、ガス配管網と集合住宅のガス管との境界に挿入される整圧装置（集合住宅用中間圧ハウスレギュレータ）である。ガスは、入口１０Ａから整圧装置１０の本体部１０Ｃ内に入り、点線で示したストレーナ１１およびノズル部１２を経て出口１０Ｂから送出される。
【００２０】
ノズル部１２の出口１２Ｂには、主弁１３が設けられている。主弁１３は、ノズル部１２の出口１２Ｂを封止する弁ゴム１３Ａと、弁ゴム１３Ａを受ける弁ゴム受け１３Ｂとを有する構成となっている。整圧装置１０は、主弁１３の開度を調整することによりガスの流量を制御し、主弁１３よりも下流側の下流側管路（２次側管路）１５内のガスの圧力（以下「２次圧力」という）の変動にかかわらず、２次圧力を予め設定された一定の値に調整することができる。
【００２１】
また、整圧装置１０においては、ノズル部１２の入口１２Ａに、異常昇圧防止弁（ハイカット弁）２３が配設されている。このハイカット弁２３は、２次圧力が設定値よりも異常に上昇した場合に作動し、ガスの導通を停止するものである。主弁１３とハイカット弁２３とは、嵌合状態で連結されている。具体的には、主弁１３には支軸１３Ｃが固定されており、一方、ハイカット弁２３の主弁１３側には、この支軸１３Ｃを嵌め込むことができる凹部２３Ｃが設けられている。したがって、主弁１３とハイカット弁２３との連結は、主弁１３の支軸１３Ｃがハイカット弁２３の凹部２３Ｃに嵌め込まれることにより行われ、ハイカット弁２３は、主弁１３の支軸１３Ｃに沿って滑動可能となっている。
【００２２】
ハイカット弁２３と弁棒２０Ｂとは、同様にして嵌合状態で連結されている。すなわち、ハイカット弁２３の主弁１３と反対側には凸部２３Ｄが形成され、この凸部２３Ｄは、弁棒２０Ｂの先端に形成された凹部２０Ｃに嵌め込まれており、ハイカット弁２３は、弁棒２０Ｂの凹部２０Ｃ内で滑動可能となっている。したがって、ハイカット弁２３の作動に際して、従来のように気密用のＯリングの摺動抵抗を受けることはない。
【００２３】
ハイカット弁２３が作動しない（開放されている）ときは、調整スプリング１８の付勢力が弁棒２０Ｂに常に伝えられ、弁棒２０Ｂの先端がハイカット弁２３に当接した状態を維持するので、主弁１３の開度の如何に関わらず主弁１３とハイカット弁２３との距離は一定に保持される。したがって、主弁１３とハイカット弁２３との距離を一定に保持するため、従来のようなハイカットスプリングは不要となる。なお、主弁１３とハイカット弁２３との距離は、図１に示したように、主弁１３が閉止してもハイカット弁２３は開放状態を保つように設定されており、これにより、通常の２次圧力制御は主弁１３のみにより行われるようになっている。
【００２４】
主弁１３と、本体部１０Ｃの底部１０Ｆとの間には、カウンタースプリング２６が設けられている。このカウンタースプリング２６は、調整スプリング１８、弁棒２０Ａ，２０Ｂおよびハイカット弁２３とともに、主弁１３を底部１０Ｆから一定の高さに保持している。
【００２５】
このような整圧装置１０では、主弁１３よりも上流側の上流側管路（１次側管路）１４内のガスの圧力（以下「１次圧力」という）は貫通孔１０Ｄを通じてバランスダイヤフラム１６に伝わる。２次圧力は貫通孔１０Ｅを通じてダイヤフラム１７により感知されるが、ダイヤフラム１７は支持盤１７Ａおよび弁棒受け１７Ｂを介して調整スプリング１８の一定の付勢力を受けるので、２次圧力は常に予め設定された一定の値に保持されるようになっている。通常の状態、すなわち、調整スプリング１８の付勢力と２次圧力とがつりあっているときには、主弁１３は一定の開度を保ち、一定量のガスが上流側管路１４から下流側管路１５へと送出される。
【００２６】
需要家によるガス使用量の増減により２次圧力が変動すると、ダイヤフラム１７を押し上げる２次圧力と調整スプリング１８の付勢力とのつりあいが破れ、ダイヤフラム１７が上方または下方に動く。ダイヤフラム１７は、弁棒２０Ａ，２０Ｂおよびハイカット弁２３を介して主弁１３に連結されており、ダイヤフラム１７の動きに応じて主弁１３も上方または下方に移動し、主弁１３の開度が調整される。これにより、ガスの流量が調整され、２次圧力が設定値に回復する。
【００２７】
例えば、２次圧力が増大した場合には、図２に示したように、主弁１３が閉止する。しかし、主弁１３が閉止しても、ハイカット弁２３は開放状態を保っている。すなわち、ハイカット弁２３は、主弁１３の支軸１３Ｃの先端と凹部２３Ｃの底面とが接触する第１の位置にあり、しかも、弁棒２０Ｂの先端がハイカット弁２３に当接しているので、主弁１３と異常昇圧防止弁２３との間の距離は一定に保たれる。したがって、ハイカット弁２３は弁棒２０Ｂと主弁１３との間に挟まれて動かず、主弁１３の開度の如何にかかわらず異常昇圧防止弁２３は開放されている。
【００２８】
ハイカット弁２３が作動、すなわち閉止してガスの導通を遮断するのは、２次圧力が調整スプリング１８による通常の設定値よりも異常に上昇した場合である。このような２次圧力の異常な上昇の原因としては、例えば図３（Ａ）に示したように、主弁１３にごみや滓などが溜まって、主弁１３が閉止してもガスが漏れていってしまうことなどが挙げられる。主弁１３からのガスが漏れ始めたばかりのときには、まだ２次圧力は異常上昇していないので、ハイカット弁２３は開いている。
【００２９】
主弁１３からガスが漏れつづけて２次圧力が異常に上昇すると、この異常上昇がダイヤフラム１７により感知される。異常上昇した２次圧力によりダイヤフラム１７が押し上げられ、この上向きの圧力が弁棒２０Ａ，２０Ｂに伝わり、弁棒２０Ａ，２０Ｂが上方に移動するので、弁棒２０Ｂの先端はハイカット弁２３から離れる。これに伴い、ハイカット弁２３自体も異常上昇した２次圧力を受けて、弁棒２０Ｂの凹部２０Ｃ内で上方に滑動することが可能となる。したがって、図３（Ｂ）に示したように、ハイカット弁２３は主弁１３の支軸１３Ｃに沿って上方に滑動し、支軸１３Ｃの先端と凹部２３Ｃの底面とが離間する第２の位置に移動して閉止する。
【００３０】
なお、ハイカット弁２３の作動を人為的に確認するには、底部１０Ｆを本体部１０Ｃから取り外し、ハイカット弁２３の作動確認のためガスが漏れるようにした構造の主弁を組み付ける。その後、１次圧力をかけると、２次圧力が設定値よりも異常に上昇し、ハイカット弁２３が閉止する。
【００３１】
このように、本実施の形態によれば、ノズル部１２の入口１２Ａに、すなわち主弁１３に対して上流側にハイカット弁２３が配置されているので、ハイカット弁２３には１次圧力が直接作用しない。したがって、ハイカット弁２３をより低い圧力で作動させることができ、ハイカット弁２３が小型化される。
【００３２】
さらに、主弁１３と、本体部１０Ｃの底部１０Ｆとの間には、カウンタースプリング２６が設けられているので、１次圧力の変動の影響を吸収できる。また、従来のようなハイカットスプリングがないので、ハイカット弁２３の作動に際してハイカットスプリングの摺動抵抗を受けることがなく、作動圧力が低くなり、締切り性能が向上する。
【００３３】
また、主弁１３とハイカット弁２３との間の連結は、主弁１３の支軸１３Ｃがハイカット弁２３の凹部２３Ｃに嵌め込まれることにより嵌合状態で行われているので、主弁１３とハイカット弁２３との距離を一定に保つために、従来のようなハイカットスプリングは不要となる。したがって、ハイカット弁２３の作動に際して従来のようにハイカットスプリングの付勢力に打ち勝つ必要がなく、作動圧力がより低くなり、締切り性能が向上する。
【００３４】
ハイカット弁２３と弁棒２０Ｂとの連結は、ハイカット弁２３の主弁１３と反対側に形成された凸部２３Ｄが、弁棒２０Ｂの先端に形成された凹部２０Ｃに嵌め込まれることにより嵌合状態で行われているので、従来のような気密用のＯリングが不要となる。したがって、ハイカット弁２３の作動に際して、従来のように気密用のＯリングの摺動抵抗を受けることがなく、作動圧力がさらに低くなり、締切り性能が向上する。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態の整圧装置の構成要素やその配置は図１に示したものに限られない。また、ダイヤフラム１７等の整圧機能は、直動式またはパイロット式を問わず利用可能である。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、本発明をハウスレギュレータに適用した例について説明したが、本発明は、通常の、例えば地区毎に設けられるような、比較的大きい流量の整圧装置にも適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の整圧装置によれば、異常昇圧防止弁が主弁に対して上流側に配置されているので、異常昇圧防止弁には上流側管路のガスの圧力（１次圧力）が直接作用しない。したがって、異常昇圧防止弁をより低い圧力で作動させることができ、異常昇圧防止弁が小型化される。また、主弁と異常昇圧防止弁とを、主弁に固定された支軸を異常昇圧防止弁の凹部に滑動可能に嵌め込むことにより連結し、異常昇圧防止弁と弁棒とを、異常昇圧防止弁に形成された凸部を弁棒の先端に形成された凹部に嵌め込むことにより連結すると共に、ダイヤフラムおよび弁棒を調整スプリングにより下方に付勢するようにしたので、異常昇圧のない場合には主弁の開度の如何にかかわらず主弁と異常昇圧防止弁との間の距離が一定に保たれ、そのため従来のようなハイカットスプリングは必要ない。したがって、異常昇圧防止弁の作動に際して従来のようにハイカットスプリングの付勢力に打ち勝つ必要がなく、作動圧力がより低くなり、締切り性能が向上する。
【００３８】
特に、請求項２記載の整圧装置によれば、主弁と本体部の底部との間には、カウンタースプリングが設けられているので、従来のようなハイカットスプリングがなく、異常昇圧防止弁の作動に際して従来のハイカットスプリングの摺動抵抗を受けず、作動圧力が低くなり、締切り性能が向上する。
【００４０】
更に、異常昇圧防止弁と弁棒とを、異常昇圧防止弁に形成された凸部を弁棒の先端に形成された凹部に嵌め込むことにより連結するようにしたので、従来のような気密用のＯリングが不要となる。したがって、異常昇圧防止弁の作動に際して、従来のように気密用のＯリングの摺動抵抗を受けることがなく、作動圧力がさらに低くなり、締切り性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る整圧装置の構成の一例を表す断面図である。
【図２】図１に示した整圧装置のノズル部付近を拡大して表す断面図である。
【図３】図１に示したハイカット弁の作動を説明するための断面図である。
【図４】従来の整圧装置の構成の一例を表す断面図である。
【図５】図４に示した整圧装置のノズル部付近を拡大して表す断面図である。
【図６】図４に示したハイカット弁の作動を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０…整圧装置、１０Ａ…入口、１０Ｂ…出口、１１…ストレーナ、１２…ノズル部、１３…主弁、１３Ｃ…支軸、１４…上流側管路（１次側管路）、１５…下流側管路（２次側管路）、１６…バランスダイヤフラム、１７…ダイヤフラム、１８…調整スプリング、２０Ａ，２０Ｂ…弁棒、２０Ｃ…凹部、２３…ハイカット弁、２３Ｃ…凹部、２３Ｄ…凸部、２６…カウンタースプリング

Claims (2)

1. 主弁と、
   この主弁に対して上方かつ上流側に配設されると共に前記主弁に固定された支軸と結合させるための凹部を有し、前記主弁に固定された支軸が前記凹部に滑動可能に嵌め込まれることにより前記主弁に連結された異常昇圧防止弁と、
   この異常昇圧防止弁に対して上方に設けられ、前記主弁よりも下流側管路内のガスの圧力を感知して上方または下方に動くダイヤフラムと、
   このダイヤフラムと前記異常昇圧防止弁との間に設けられると共に先端に凹部を有し、前記異常昇圧防止弁に形成された凸部が前記凹部に嵌め込まれることにより前記異常昇圧防止弁に連結された弁棒と、
   前記ダイヤフラムおよび前記弁棒を下方に付勢する下流側圧力調整用の調整スプリングと
   を備え、
   前記主弁は、前記ダイヤフラムの動きに応じて開度が変化することにより前記下流側管路のガスの圧力を予め設定された一定値に調整し、前記異常昇圧防止弁は、前記主弁の支軸の先端と前記凹部の底面とが接触する第１の位置において前記調整スプリングに付勢された前記弁棒の先端が前記異常昇圧防止弁に当接することにより開放状態を保っており、
   前記下流側管路内のガスの圧力の異常な上昇に応じて前記ダイヤフラムが上方に動くことにより前記弁棒の先端が前記異常昇圧防止弁から離れた場合には、前記異常昇圧防止弁は、前記主弁の支軸に沿って、かつ前記弁棒の凹部内で滑動することにより前記支軸の先端と前記凹部の底面とが離間する第２の位置に移動してガスの導通を停止する
   ことを特徴とする整圧装置。
2. 前記主弁、前記異常昇圧防止弁、前記ダイヤフラムおよび前記弁棒を収納する本体部と、
   前記主弁と前記本体部の底部との間に配設され、前記主弁を前記本体部の底部とは反対の方向に付勢するカウンタースプリングと
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の整圧装置。

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