JP4053312B2 - 圧力流量調整器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば酸素吸入器といった医療用ガス供給装置などに適用されてガスの圧力及び流量の調整を行う圧力流量調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は医療用ガス供給装置の一例としての酸素吸入器を示す。
図７に示すように、酸素吸入器５１としては、酸素ボンベ等であるガス容器５２の容器バルブ５３に接続された圧力及び流量調整用の酸素調整器５４によって酸素の供給流量を調整して、前記酸素調整器５４に接続されたホース５５先端の供給端末器５６（吸入マスク）に酸素を供給する構成が多く採用されている。図７中、符号５７は酸素調整器５４のガス入口に設けられているガス導入用のノズルである。図８に示すように、このノズル５７のガス入口５９にはフィルタ５８が組み込まれており、ガス容器５２側からのゴミ等を捕捉して、酸素調整器５４への流入を防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今、酸素吸入器等の医療用酸素供給装置の容器バルブ内での断熱圧縮による発火事故が続発している。例えば酸素の供給開始時に使用者がガス容器のバルブを不用意に急激に開いたときに、大量、高圧の酸素の供給に起因して容器バルブ内部で生じた断熱圧縮現象によって発火し、容器バルブのシートパッキン（主に樹脂製）が焼損するものと考えられる。
前述のような容器バルブ内での発火事故は、酸素や空気等を代表とする支燃性のガスをボンベ等の容器から供給する各種医療用ガス供給装置で共通の問題であるが、現状では、容器バルブの開放をゆっくり行うよう注意を促す程度の対策しか行われていない。
【０００４】
容器バルブでの発火が生じた場合、容器バルブからガス供給方向下流側の機器等への影響が懸念される。従来構成の酸素供給器は、図８に例示したように、ガス入口にフィルタ５８付きのノズル５７を有しているものの、容器バルブのシートパッキンが焼損した場合、火炎等の酸素調整器５１への侵入を確実に防止することは困難であり、酸素調整器の作動不良等を生じる可能性があった。
一方、万一、発火が生じても、酸素調整器の機能が維持されれば、該酸素調整器の流量調整機能によって、酸素調整器よりも下流側の機器への大量、高圧の酸素の流入や、これに伴う燃焼中の微細粉の流入等を抑えたり、阻止することができるため、酸素調整器よりも下流側の機器への発火の影響を防止して被害を最小限に抑えたり、復旧を容易にすることができる。
【０００５】
この発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、
（１）設定値以上の動圧が作用したときに、遮断弁によって速やかにガス流路を遮断できる、
（２）前記（１）により、万一、容器バルブ内で断熱圧縮現象による発火が生じたとしても、遮断弁から下流側への影響を最小限に抑えることができ、機能を損なわない
（３）前記（１）又は（２）により、供給口から下流側の機器等を保護でき、容器バルブ内で断熱圧縮現象による発火が生じたとしても、供給口から下流側の機器等への発火の影響を防止できる
圧力流量調整器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では前記課題を解決するため、以下の構成を解決手段とした。請求項１記載の発明は、ボンベ等のガス容器から供給端末器へ酸素等のガスを供給するガス供給路の途中に介在配置されて、ガスの圧力及び流量を調整する圧力流量調整器であって、前記ガス容器からの供給ガスが導入されるガス入口及び前記供給端末器側にガスを供給する供給口を有するガス流路と、このガス流路に設けられた遮断弁と、該遮断弁の下流側に設けられて前記ガス流路のガスの圧力及び流量を調整する圧力流量調整機構とを有し、前記遮断弁は、前記ガス流路をなす貫通孔に形成され下流側が縮径する円錐形状とされた弁座と、この弁座に着座することで前記ガス流路を遮断する遮断ボールと、前記弁座の下流側の前記貫通孔に形成されたスプリング収納孔に収納されて記遮断ボールを前記弁座から離間する方向に付勢するスプリングと、前記ガス流路の前記ガス入口側を塞ぐように設けられた焼結フィルタとを有し、前記遮断ボールが、前記ガス容器から供給されるガスの動圧によって前記スプリングの付勢力に抗して前記弁座に着座することで前記ガス流路を遮断するようになっていることを特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載の圧力流量調整器において、前記遮断ボールが耐火性の素材で形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この圧力流量調整器によれば、通常使用時、つまり、ガス容器からのガスの供給圧の急激な増大（供給圧ゼロからの増大、供給中の圧力の増大のいずれも含む。以下も同じ）に起因する動圧の作用等が無い環境下では、遮断弁のスプリングの付勢力によって遮断弁の遮断ボールが弁座から離間した状態が維持され、遮断ボールと弁座との間に確保された隙間を介して、ガス容器からの供給ガスが遮断弁の下流側へ流れる。ガス容器からのガスの供給圧が急激に増大し、スプリングの付勢力を上回る動圧が遮断ボールに作用すると、遮断ボールが遮断弁の弁座に着座して、遮断弁を遮断する。これにより、急激な供給圧の増大の影響が遮断弁よりも下流側に作用することを防止できる。容器バルブ内での発火、容器バルブ内のバルブシート等の燃焼等が生じても、火炎が遮断弁よりも下流側に流入することを防止でき、圧力流量調整器内部の可燃物の焼損等を防止でき、圧力流量調整器の機能を維持できる。
なお、遮断ボールは、請求項２記載のように、耐火性に優れた材料（例えば金属、セラミック等）で形成されていることがより好ましく、これにより遮断弁よりも上流側での断熱圧縮に起因する万一の発火等が生じても、遮断弁の機能を確実に維持できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
ここでは、圧力流量調整器として、酸素供給用の医療用ガス供給装置（例えば図６に例示する酸素吸入器１００）からの供給酸素の圧力及び流量を調整する調整器（いわゆる酸素調整器）を例示しており、以下、圧力流量調整器を「酸素調整器」と称する場合がある。図１は、この発明の実施形態に係る酸素調整器の断面図、図２は平面図である。
【０００９】
図１及び図２に示すように、酸素調整器１は、軸方向一端に底壁２１を有し軸方向他端に開口部２２を有する片側有底筒状の金属製ケーシングである本体ケーシング２に遮断弁３、シート４等が設けられて構成された本体部５と、この本体部５の前記本体ケーシング２の開口部２２側に設けられた流量調整機構６と、この流量調整機構６のキャップ６１や流量調整板６２、前記シート４、シート４を流量調整機構６側に付勢するスプリング１３、シート４に突設されたシートヘッド部４１（後に詳述）がスライド移動自在に挿入されたガイド用スリーブ部９１を有するガイド部材９等によって構成された圧力調整機構６Ａとを有している。前記流量調整機構６と圧力調整機構６Ａとは、この酸素調整器１に前記遮断弁３から導入されて供給口８ｂから供給される酸素の圧力及び流量を調整する圧力流量調整機構を構成する。
【００１０】
図３に示すように、遮断弁３は、スリーブ状のノズル３１と、このノズル３１の貫通孔３２の一端部を拡張した形状のボール収納室３２ａに収納された遮断ボール３３と、前記ボール収納室３２ａの前記ノズル３１端部に位置する開口部を塞ぐようにして固定して設けられたフィルタ３４と、前記貫通孔３２の長手方向中央部であるスプリング収納孔３２ｂに収納されたスプリング３５とを有し、外周面にネジ溝（あるいはネジ山）が形成されている雄ネジ状の前記ノズル３１を、前記本体部５の本体ケーシング２の底壁２１の中央部に貫通された雌ネジ穴である遮断弁取り付け孔２３にねじ込んで固定されている。前記ノズル３１は、該ノズル３１の外側に張り出されたフランジ３１ａが本体ケーシング２に当接するところまでねじ込み、さらに、本体ケーシング２の底壁２１にネジ止め等によって外側から固定された押さえ部品２４によって前記フランジ３１ａが底壁２１に押さえ込まれて、ぐらつかないように固定される。
【００１１】
図１、図２に示すように、酸素調整器１は、前記遮断弁３のノズル３１の貫通孔３２のボール収納室３２ａ側の端部の開口部を、酸素ボンベであるガス容器Ａの容器バルブＢのガス取り出し口に酸素流入可能に接続して、前記本体ケーシング２を容器バルブＢのガス取り出しパイプＢ１にアタッチメント７によって固定して取り付けられる。貫通孔３２のボール収納室３２ａ側の端部は、この酸素調整器１のガス入口８ａとして機能する。
アタッチメント７は、具体的には、ネジ７１（図２参照）等によって本体ケーシング２に固定された枠状のヨーク７２と、このヨーク７２のネジ穴７３にねじ込まれるヨーク押しネジ７４とを有し、本体ケーシング２の底壁２１とヨーク７２とによって囲まれた内側の空間Ｓに収容したガス取り出しパイプＢ１を、ハンドル７５の回転操作によってネジ穴７３にねじ込んだヨーク押しネジ７４と前記底壁２１との間に挟み込んで固定する構成であるが、アタッチメントとしてはこれに限定されず各種構成が採用可能である。
【００１２】
図３に示すように、前記遮断弁３の遮断ボール３３はスプリング収納孔３２ｂに入り込まない外径を有しており、通常時、すなわち、ガス容器Ａからのガス（ここでは酸素。以下「ガス」を「酸素」と称する場合がある）の供給圧の急激な増大に起因する動圧等の作用が無い環境下では、スプリング３５の付勢力によって、スプリング収納孔３２ｂとボール収納室３２ａとの間の段差部分に形成されている弁座３７から離間した状態が維持される。遮断ボール３３はスプリング３５の付勢力によってフィルタ３４に押し付けられる。
【００１３】
流量調整機構６は、本体ケーシング２の開口部２２側の端部外側に螺着される固定ナット６４によって前記開口部２２を塞ぐようにして固定されたキャップ６１と、このキャップ６１の前記本体ケーシング２側に臨む面６１ａ（以下、内面６１ａ）側に配置された流量調整板６２と、キャップ６１を介して本体ケーシング２に対向する側（つまり、キャップ６１の外側）に配置されたツマミ６５とを有して構成されている。前記ツマミ６５は、キャップ６１を貫通して回転自在に設けられた軸６６を介して流量調整板６２と一体的に回転されるように連結されており、使用者の手動操作等によってツマミ６５を回転すると、流量調整板６２を回転操作できる。本体ケーシング２の開口部２２側の端面とキャップ６１外周部との圧接境界は、固定ナット６４の締め付け力や、本体ケーシング２の開口部２２側端面とキャップ６１外周部との間に介装された図示しないパッキン等によって気密にシールされる。
【００１４】
図４に示すように、流量調整板６２には該流量調整板６２を貫通する複数の通過孔６３（オリフィス穴）が、該流量調整板６２における前記軸６６の連結部６２ａの周囲に配列形成されており、ツマミ６５を回転操作すると、キャップ６１に形成されているキャップ内流路６７のキャップ内面６１ａ側の開口部に選択的に位置決め、連通させることができる。複数の通過孔６３は断面積が異なる穴であり、キャップ内流路６７に連通させる通過孔６３の断面積によって、酸素調整器１の供給口８ｂから供給する酸素の流量が決まる。前記供給口８ｂは、キャップ内流路６７のキャップ６１外面側の開口部である。
図２に示すように、ツマミ６５の回転操作によって、ツマミ６５外面の複数の目盛り６９の内のいずれかをキャップ６１の外周面に設けられたマーキング６８に位置合わせすると、各目盛り６９に対応して流量調整板６２に形成されている通過孔６３の内の該当の通過孔６３がキャップ内流路６７と位置決め、連通されるから、これにより酸素調整器１の供給口８ｂから供給する酸素の流量を選択できる。
【００１５】
なお、ツマミ６５の回転操作によってツマミ６５外面の目盛り６９をキャップ６１の外周面のマーキング６８に位置決めすると、ツマミ６５のキャップ６１に臨む面６５ａ（図１参照）に各目盛り６９に対応させて配列形成されている凹所６５ｂの内の該当の凹所６５ｂが、キャップ６１に組み込まれたスプリング６１ｃによってツマミ６５のキャップ６１の面６５ａに付勢されている位置決めボール６１ｄに若干の係止力を以て係脱自在に係合するため、ツマミ６５の回転操作によって位置決めボール６１ｄに対する凹所６５ｂの係合が強制的に解除されない限りツマミ６５の不用意な回転が防止される。
【００１６】
図１に示すように、流量調整板６２は、キャップ６１に組み込まれて軸６６を付勢するスプリング６ａの付勢力によってキャップ６１の面６１ａに圧接されている。符号６ｂはキャップ６１の貫通穴６１ｅ内面と該貫通穴６１ｅに挿入されている軸６６とを気密にシールするＯリングである。符号６ｃはキャップ内流路６７のキャップ６１の面６１ａにおける開口部の周囲に配置されたＯリングであり、流量調整板６２に摺動自在に設けられており、前記キャップ内流路６７の開口部と連通される通過孔６３の周囲をシールする。
【００１７】
シート４は概略円盤状の部材であり、詳細には、円柱状のシートヘッド部４１の一端部から該シートヘッド部４１を中心としてその周囲に円盤状に広がった形状になっている。本体ケーシング２とキャップ６１とによって囲まれた内側の内部空間１５は底壁２１の遮断弁取り付け孔２３と中心軸線が一致された断面円形の空間であり、前記シート４は、前記シートヘッド部４１を底壁２１に向けた状態で内部空間１５に前記底壁２１に対する進退方向に移動自在として収納され、内部空間１５をキャップ６１側（ガス収容空間１０）と底壁２１側（シート外側空間１２）とに仕切る機能を果たす。このシート４は、その外周部に設けられたＯリング４３によって本体ケーシング２の内側空間２５内面に対して気密なシール性を確保したまま摺動して、本体ケーシング２の中心軸線方向に沿って前記底壁２１に対して進退動するようになっている。
【００１８】
内部空間１５側から底壁２１に固定されたガイド部材９は、円筒状のガイド用スリーブ部９１と、このガイド用スリーブ部９１の軸方向片端の周囲にフランジ状に延出されたプレート部９２とを有して構成され、ガイド用スリーブ部９１の内部の貫通穴９３を前記取り付け孔２３と同軸上に位置決めし、プレート部９２を前記底壁２１の内部空間１５側の面に重ねるようにして配置して設けられている。前記ガイド用スリーブ部９１の内部の貫通穴９３は、該貫通穴９３の周囲に配置されて底壁２１とガイド部材９との間に挟み込まれるＯリング９４等によって前記取り付け孔２３と気密性を確保して連通されている。
なお、ここでは、底壁２１と別体のガイド部材９を底壁２１に固定する構成を例示したが、これに限定されず、例えばガイド部材が底壁の一部として一体成形されている本体ケーシングを採用することも可能である。
【００１９】
シート４のシートヘッド部４１は、内部空間１５側から前記ガイド用スリーブ部９１の貫通穴９３に挿入されており、該シートヘッド部４１の側面に周設されたＯリング４４によって前記貫通穴９３内面との間の気密なシール性を確保しつつ摺接しつつスライド移動可能になっている。
シート４は、前記シートヘッド部４１のシート４からの突出先端に取り付けられたシートパッキン４５が、遮断弁３のノズル３１の前記ボール収納室３２ａに対向する端部であるノズル先端部３６に突き当たるところが、底壁２１側への移動限界になっている。
【００２０】
前記ガイド部材９のプレート部９２は、シート外側空間１２に収納されてシート４をキャップ６１側へ付勢するスプリング１３の受け座を兼ねている。シート４のキャップ６１側への移動限界は、キャップ６１の外周部から内部空間１５（ガス収容空間１０）に突出されたシート受け部６１ｂに当接するところである。但し、このキャップ６１側への移動限界にシート４が移動しても、シートヘッド部４１はガイド用スリーブ部９１の貫通穴９３から抜け出ることは無く、また、このとき、シートヘッド部４１の側部のＯリング４４もガイド用スリーブ部９１の貫通穴９３から抜け出ない。
なお、シート４は、シートヘッド部４１から外周部に向けて末広がりの形状になっており、外周部がシート受け部６１ｂに押圧、当接されても、シート４とキャップ６１との間にはガス収容空間１０が確保される。
【００２１】
この酸素調整器１では、流量調整機構６のツマミ６５の操作によって所望の供給流量の目盛り６９（図２参照）をマーキング６８に位置決めすることで、ガス容器Ａからの供給ガス（ここでは酸素。以下、ガス容器から供給されるガスを「酸素」と称する場合がある）を供給口８ｂから供給端末器側へ前記所望の圧力、流量で安定供給することができる。
つまり、ガス容器Ａから供給されてガス入口８ａから遮断弁３の貫通孔３２に流入したガス（酸素）は、遮断ボール３３と弁座３７との間に確保された隙間を介してスプリング収納孔３２ｂに流入し、さらに、前記貫通孔３２のノズル先端部３６側の端部を前記スプリング収納孔３２ｂよりも小径に形成した小孔３２ｃを通って、前記ノズル先端部３６先端の小孔３２ｃの開口部、つまり、貫通孔３２の下流端から噴射されて、ガイド部材９のガイド用スリーブ部９１の貫通穴９３内（貫通穴９３内におけるノズル先端部３６とシートヘッド部４１との間の隙間）に流入する。
【００２２】
ガイド用スリーブ部９１の貫通穴９３内に流入した酸素は、シートヘッド部４１内に貫通形成された細孔であるシート貫通孔４２を経由してガス収容空間１０に流入し、さらに、流量調整機構６の流量調整板６２の通過孔６３、及び、キャップ内流路６７を通り、供給口８ｂから流出することで、酸素調整器１の下流側、すなわち、該酸素調整器１の下流側に接続されている供給端末器側へ供給される。
ここでは、供給口８ｂから供給される酸素は、供給口８ｂに接続されたホース口１１から、このホース口１１に接続されたホース１４を介して供給端末器へ供給される。
【００２３】
ここで説明した、遮断弁３の貫通孔３２の一端部であるガス入口８ａから供給口８ｂまでのガスの移動経路は、この酸素調整器１におけるガス流路８に相当するものである。つまり、この酸素調整器１は、遮断弁３の貫通孔３２、ガイド部材９のガイド用スリーブ部９１の貫通穴９３内におけるノズル先端部３６とシートヘッド部４１との間の隙間、シート貫通孔４２、ガス収容空間１０、流量調整機構６の流量調整板６２の通過孔６３、キャップ内流路６７、供給口８ｂ等によって形成されたガス流路８を有している。
【００２４】
ところで、シート４はガス収容空間１０内のガスとの接触面積がガイド部材９の貫通孔９２側に比べて大きい（本実施の形態では数十倍）ため、ガス収容空間１０内とガイド部材９の貫通孔９２内とでガス圧が同じであっても、上述の接触面積の違いによってシート４に本体ケーシング２の底壁２１側への移動駆動力が作用する。この酸素調整器１では、供給口８ｂからの酸素の目的の供給圧に対応して、スプリング１３の付勢力を選択することで、供給口８ｂからの酸素の供給圧が調整され、目的の供給圧での酸素の安定供給が実現される。つまり、この酸素調整器１では、スプリング１３の付勢力の選択によって、ガス収容空間１０内のガス圧が供給口８ｂからの目的の供給ガス圧に対応する所定の大きさになっていればキャップ６１のシート受け部６１ｂにシート４が当接されるようにする。ホース１４の屈曲など、何等かの原因によってガス収容空間１０内のガス圧が上昇したとき（詳細には貫通孔９２内のガス圧との差が大きくなったとき）は、本体ケーシング２の底壁２１側へのシート４の移動駆動力とスプリング１３の付勢力とが釣り合うところまでシート４が本体ケーシング２の底壁２１側に向けて移動することで結果的にガス収容空間１０内のガス圧が減圧され、供給口８ｂからの供給ガス圧が異常に大きくならないように調整される。
【００２５】
スプリング１３の付勢力の選択によって、ガス収容空間１０内のガス圧が供給口８ｂからの目的の供給ガス圧に対応する所定の大きさになっているときに、シート４が、底壁２１側への移動限界位置とキャップ６１側への移動限界位置との間で、前記移動駆動力とスプリング１３の付勢力とが釣り合うところに配置されるようにすることも可能である。この場合、ガス収容空間１０内のガス圧が若干変動したとしても、シート４の移動によってガス収容空間１０内のガス圧が調整されて安定に維持されるため、供給口８ｂから目的の供給圧での酸素の安定供給を実現できる。
【００２６】
ガス収容空間１０内のガス圧が非常に大きくなって（詳細には貫通孔９２内のガス圧との差が大きくなったとき）、本体ケーシング２の底壁２１側へ移動したシート４のシートヘッド部４１先端のシートパッキン４５が遮断弁３のノズル３１のノズル先端部３６に当接されれば、このシートパッキン４５によって遮断弁３の貫通孔３２の下流端が塞がれ、ガスの流入が遮断される。ここで、流量調整機構６の流量調整板６２の通過孔６３からのガスの流出によって、ガス収容空間１０内が減圧されれば、シートパッキン４５が遮断弁３のノズル３１のノズル先端部３６から離れて、ガス収容空間１０へのガスの流入が再開される。この結果、供給口８ｂからの供給ガス圧が目的の供給圧を大きく超えることはない。
一方、ガス収容空間１０内のガス圧が小さく、シート４の本体ケーシング底壁２１側への移動駆動力がスプリング１３の付勢力よりも弱ければ、シート４がスプリング１３の付勢力によってキャップ６１のシート受け部６１ｂに押し付けられる。
【００２７】
ツマミ６５の回転操作によってツマミ６５の流量ゼロの目盛り（図示略）をキャップ６１のマーキング６８に位置決めすることなどによって、キャップ内流路６７のキャップ６１の面６１ａにおける開口部を流量調整板６２（通過孔６３が存在しない部分）によって塞ぐと、ガス収容空間１０からキャップ内流路６７、供給口８ｂへの酸素の流れが流量調整板６２によって遮断され、供給口８ｂからの酸素の供給が停止される。このとき、ガス収容空間１０内のガス圧の上昇に伴う本体ケーシング２の底壁２１側への移動駆動力によってシート４がスプリング１３を押し縮めつつ前記底壁２１側へ移動し、最終的に、シートヘッド部４１の突出先端のシートパッキン４５が遮断弁３のノズル３１のノズル先端部３６に当接されて遮断弁３の貫通孔３２の下流端を塞いで、ガスの流れを遮断する。
なお、シート４が移動すると、シート４を介して仕切られた両側の空間、すなわちガス収容空間１０及びシート外側空間１２の容積が変動するが、シート外側空間１２の内圧は、本体ケーシング２の側壁部２ａに貫通形成された通気孔２ｂによって常時大気圧となるので、シート４の移動を妨げない。
【００２８】
図３は、遮断弁３の断面図であり、（ａ）は開放状態を示し、（ｂ）は遮断状態を示す。
図３（ａ）に示すように、この遮断弁３は、スプリング３５の付勢力によって、遮断ボール３３がノズル３１内の弁座３７から離間された構造になっているが、容器バルブＢの急激な開放操作等によってガス容器Ａからのガスの供給圧や流量が急激に増大したときには、図３（ｂ）に示すように、この供給圧や流量の増大に伴う動圧の作用で遮断ボール３３がスプリング３５の付勢力に抗しつつ移動して弁座３７に着座し、遮断弁３の貫通孔３２を塞ぐようになっている。このため、万一、ガス容器Ａの容器バルブＢ付近で断熱圧縮による発火を生じるような動圧が作用したときには、遮断ボール３３によって遮断弁３の貫通孔３２が塞がれて、発火による火炎が遮断弁３から酸素調整器１内に飛び込むことが防止される。結果、シートパッキン４５等の酸素調整器１内の可燃物の延焼、焼損等も確実に防ぐことができ、酸素調整器１の機能を安定に維持できる。しかも、酸素調整器１よりも下流側の機器に発火の悪影響が作用することも防止できる。
【００２９】
この遮断弁３の遮断ボール３３の弁座３７からの浮き上がり寸法ｔは大きくても数ｍｍ程度であり、動圧作用時には速やかに作動して酸素調整器１のガス流路８を入り口付近を遮断ボール３３が遮断して、容器バルブＢ側からの火炎や焼損した破片が酸素調整器１内に入り込むことを防止する。これにより、例えば、遮断弁３のノズル先端部３６付近の小孔３２ｃや、ガイド部材９の貫通孔９２内にてノズル先端部３６とシートヘッド部４１との間に確保されたクリアランスや、シートヘッド部４１内に穿設されている小孔であるシート貫通孔４２での断熱圧縮を抑えることができ、断熱圧縮によって酸素調整器１全体が高温に加熱されるなどの弊害を防止できる。
【００３０】
図５は、比較例の遮断弁３Ａの断面図である。
図５に示す比較例の遮断弁３Ａは、図３の遮断弁３（実施例）と同じノズル３１を用いているが、遮断ボール３３及びスプリング３５の設置を省略し、実施例の遮断弁３のフィルタ３４に加えてボール収納室３２ａにもフィルタ３４ａを組み込み、フィルタ３４、３４ａの機能増強によって、火炎や燃焼中の微細粉の侵入を防止しようとするものである。
なお、実施例及び比較例の遮断弁のノズル３１は、いずれもステンレス製であり、フィルタ３４、３４ａはいずれも真鍮焼結フィルタである。また、実施例及び比較例の遮断ボール３３やスプリング３５はステンレス製である。
【００３１】
実施例及び比較例の遮断弁を酸素調整器の遮断弁取り付け孔２３（図１参照）に取り付け、実際に容器バルブＢの急激な開放操作によって容器バルブＢ付近での発火現象を発生させて、火炎等の侵入防止効果を試験し比較した。侵入防止効果は、試験後のシートパッキン４５の焼損状態、熱影響等の観察結果を以て評価した。
実施例の遮断弁３では、シートパッキン４５の焼損、熱影響が殆ど無く、シートパッキン４５のシール性等の性能には全く影響が無く、そのまま使用可能であった。
比較例については、クレーター状にシートパッキン４５が焼損した。シートパッキン４５の焼損は、そのままでは使用することができない程度であった。
【００３２】
本発明に係る酸素調整器１によれば、前述の試験結果から明らかなように、容器バルブＢ付近で断熱圧縮に起因する発火が生じても、遮断弁３から下流側への発火の悪影響を効果的に阻止でき、発火の影響を、ガス容器Ａから供給端末器までのガス供給路における遮断弁３よりも上流側に留めることができ、遮断弁３よりも下流側には殆ど影響を与えないようにすることができる。
【００３３】
図６は、本発明に係る酸素調整器１の適用例を示す図であって、医療用ガス供給装置としての酸素吸入器１００への適用例を示す。
この酸素吸入器１００は、酸素ボンベ等であるガス容器Ａから供給される酸素を、ガス容器Ａの容器バルブＢに接続された酸素調整器１によって流量調整して、この酸素調整器１の下流側に接続されたホース１０１先端の供給端末器１０２に供給する構成であり、酸素吸入を要する患者（以下「吸入者」と称する場合がある）が供給端末器１０２を鼻や口にあてがって酸素を吸入するようになっている。この酸素吸入器１００の場合、ガス容器Ａから供給端末器１０２までのガス供給路の途中に本発明に係る酸素調整器１が介在配置されているため、例えばガス容器Ａの容器バルブＢの急激な開放操作等によって、万一、容器バルブＢ付近で断熱圧縮による発火が生じたとしても、酸素調整器１の遮断弁３が発火の影響を遮断する安全装置として機能するため、酸素調整器１や該酸素調整器１よりも下流側のガス供給路に設けられている各機器に発火の悪影響が作用することを防止でき、各機器の機能を安定に維持できる。患者に悪影響が及ばないことは言うまでも無い。
【００３４】
また、本発明に係る酸素調整器の遮断弁としては、前述のように、発火に至るような断熱圧縮を生じるガス供給圧の急上昇に伴う動圧に対応してガスの流れを遮断する構成に限定されず、これよりも弱い動圧に対応して遮断ボールが弁座に着座してガスの流れを遮断するように、遮断弁３のスプリング３５の付勢力を調整した構成も採用可能である。前述の酸素吸入器１００では、例えば、容器バルブＢの操作ミス等で供給端末器１０２から酸素が急激に噴出されて吸入者が不快感を受けるといったケースが多々あるが、遮断弁３のスプリング３５の付勢力の調整によって比較的弱い動圧でも遮断ボールが弁座に着座してガスの流れを遮断するように構成することで、容器バルブＢの操作ミス等によっても供給端末器１０２からの酸素の急激な噴出が防止されるようになり、快適に使用できる酸素吸入器１００を提供できる。
【００３５】
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定するものではなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、前述の実施の形態では酸素調整器を例示したが、この発明に係る圧力流量調整器の流量調整対象のガスは酸素に限定されず、例えば空気、笑気ガスやその他の麻酔用ガス等を流量調整の対象とすることも可能である。
容器バルブ付近での断熱圧縮による発火の影響を防ぐ目的では、遮断弁の構成部材、特に、遮断ボールが耐火性の素材で形成されていることが好ましい。遮断ボールやノズルを形成する耐火性の素材としては、前述の実施例、比較例の構成に例示したステンレス等の金属の他、例えばセラミック等の各種無機材料も採用可能である。一方、発火を考慮しないで良い環境下（使用圧力が低い、ガスが支燃性では無いなど）での使用では、遮断弁の構成部材の形成素材を耐火性のものに限定する必要は無い。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の圧力流量調整器によれば、容器バルブの急激な開放操作等によってガス容器からのガスの供給圧が急激に増大したときに、前記ガス供給圧の急激な増大に伴う動圧によって押し動かされた遮断ボールが弁座に着座して該圧力流量調整器のガス流路を遮断する遮断弁を有するから、遮断弁よりも下流側に動圧の影響を作用させないようにすることができる。仮に、ガス供給圧の急激な増大に起因する断熱圧縮によって容器バルブ付近で発火が生じても、発火の影響がガス供給路における遮断弁よりも上流側に留められ、遮断部よりも下流側への発火の影響を遮断できる。これにより、発火が生じた場合でも圧力流量調整器の機能を確実に維持できるようになる。この圧力流量調整器自体が、容器バルブ付近での発火の影響を最小限に留める安全装置としての機能を果たし、該圧力流量調整器を適用した医療用ガス供給装置等の各種装置の安全性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る実施の形態の酸素調整器を示す断面図である。
【図２】 この発明に係る実施の形態の酸素調整器を示す平面図である。
【図３】 この発明に係る実施の形態の酸素調整器の遮断弁を示す断面図であり、（ａ）は開放状態を示し、（ｂ）は遮断状態を示す。
【図４】 この発明に係る実施の形態の酸素調整器における流量調整手段の流量調整板を示す斜視図である。
【図５】 この発明に係る圧力流量調整器の遮断弁に対する比較例の遮断弁を示す断面図である。
【図６】 本発明に係る実施の形態の酸素調整器の医療用ガス供給装置への具体的適用例を示す図であって、酸素吸入器への適用例を示す全体図である。
【図７】 従来例の酸素調整器を適用して構成された酸素吸入器の一例を示す図である。
【図８】 従来例の酸素調整器のガス導入用のノズルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…圧力流量調整器（酸素調整器）、３…遮断弁、６…流量調整機構、６Ａ…圧力調整機構、８…ガス流路、８ａ…ガス入口、８ｂ…供給口、３３…遮断ボール、３５…スプリング、３７…弁座、１０２…供給端末器（マスク）、Ａ…ガス容器（酸素ボンベ）、Ｂ…容器バルブ。

Claims (2)

1. ボンベ等のガス容器から供給端末器へ酸素等のガスを供給するガス供給路の途中に介在配置されて、ガスの圧力及び流量を調整する圧力流量調整器であって、
   前記ガス容器からの供給ガスが導入されるガス入口及び前記供給端末器側にガスを供給する供給口を有するガス流路と、このガス流路に設けられた遮断弁と、該遮断弁の下流側に設けられて前記ガス流路のガスの圧力及び流量を調整する圧力流量調整機構とを有し、
   前記遮断弁は、前記ガス流路をなす貫通孔に形成され下流側が縮径する円錐形状とされた弁座と、この弁座に着座することで前記ガス流路を遮断する遮断ボールと、前記弁座の下流側の前記貫通孔に形成されたスプリング収納孔に収納されて記遮断ボールを前記弁座から離間する方向に付勢するスプリングと、前記ガス流路の前記ガス入口側を塞ぐように設けられた焼結フィルタとを有し、前記遮断ボールが、前記ガス容器から供給されるガスの動圧によって前記スプリングの付勢力に抗して前記弁座に着座することで前記ガス流路を遮断するようになっていることを特徴とする圧力流量調整器。
2. 前記遮断ボールが耐火性の素材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧力流量調整器。

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