JP4117552B2

JP4117552B2 - 流体遮断装置

Info

Publication number: JP4117552B2
Application number: JP2003195264A
Authority: JP
Inventors: 力雄加藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2005030473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の通流を遮断する流体遮断装置に係り、特に、ガスの通流の遮断に好適な流体遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の通流を遮断する流体遮断装置として、従来、駆動回路などを介してモータの回転駆動を制御し、このモータの回転駆動を直進運動に代えて弁体を移動させ、流体の流路を開閉する遮断弁が用いられている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−７１６５６号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
実開平５−３８４４６号公報（第５−６頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のモータ駆動式の遮断弁を用いた流体遮断装置では、供給する流体に必要とされる圧力が高くなるに連れてモータの出力が大きくなるため消費電力が増加してしまうという問題がある。さらに、モータの回転運動を適正な速度の直進運動に変換するため、駆動回路、減速機構、そして回転運動を直進運動に変換する機構などが必要となり、遮断弁の制御や構成が複雑になるという問題などもある。また、流体が可燃性のガスである場合、防爆構造が必要となるため、モータ駆動式の遮断弁を用いた流体遮断装置では、さらに構成が複雑になる。このため、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いない流体遮断装置が必要とされている。
【０００５】
本発明の課題は、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いない流体遮断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体遮断装置は、ばねにより付勢されたダイヤフラムにより隔てられた第１及び第２の部屋を有し、この第１及び第２の部屋の圧力差により燃料ガスが機器又は設備に供給される流路を開閉し、第１の部屋の圧力が第２の部屋の圧力よりも低いときに流路が開く遮断弁と、この遮断弁の第１及び第２の部屋を連通状態及び非連通状態に切り換える電磁弁と、流路の遮断弁に流入される燃料ガスの一部を第１の圧力に調整して第１の部屋に供給する第１の圧力調整器と、遮断弁に流入される燃料ガスの一部を第１の圧力よりも高い第２の圧力に調整して第２の部屋に供給する第２の圧力調整器と、第１の圧力調整器で降圧された燃料ガスの一部を機器又は設備よりも低い燃料ガス圧力を使用する機器又は設備に供給される流路とを備えた構成とすることにより上記課題を解決する。
【０００７】
このような構成とすることにより、通常は、電磁弁を閉じておくことにより、遮断弁の第１の部屋と第２の部屋との圧力差により、遮断弁の流路が開き燃料ガスが通流する。一方、遮断弁により燃料ガスの通流を遮断する場合には、電磁弁を開くことにより、遮断弁の第１の部屋と第２の部屋が連通状態となり、圧力差がなくなるため、遮断弁の流路が閉じた状態となる。したがって、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いずに燃料ガスの通流を遮断できるため、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いない流体遮断装置を提供できる。
【０００８】
このとき、電磁弁であっても、弁体が受ける圧力は、モータ駆動式の遮断弁の弁体が受ける圧力よりも低くなるので、より消費電力が少なく、また、より簡単な構成のものを用いることができる。このため、モータ駆動式の遮断弁に比べ、消費電力を低減でき、また、構成を簡素化できる。さらに、防爆構造へ対応させた場合でも、構成を簡素化できる。
【０００９】
また、流体の供給源から前記遮断弁の前記流路に供給される流体の圧力を、遮断弁を介して流体を供給する機器または設備が要求する圧力に降圧する供給圧力調整器を備え、第１の圧力調整器は、供給圧力調整器で流体を供給する機器または設備が要求する圧力に降圧され、遮断弁の第１の部屋に供給される流体を流体を供給する機器または設備が要求する圧力よりも低い第１の圧力に降圧し、第２の圧力調整器は、供給圧力調整器で流体を供給する機器または設備が要求する圧力に降圧され、遮断弁の第２の部屋に供給される流体を流体を供給する機器または設備が要求する圧力よりも低く、第１の圧力よりも高い第２の圧力に降圧する構成とする。
【００１０】
さらに、第１の圧力調整器で降圧された燃料ガスの一部を、遮断弁を介して燃料ガスが供給される機器以外の機器に供給する流路を有する構成とすれば、異なる圧力を要求する複数の機器に燃料ガスを供給できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる流体遮断装置の一実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる流体遮断装置の概略構成を模式的に示す図である。図２は、本発明を適用してなる流体遮断装置の概略構成及び遮断弁の内部の概略構成を模式的に示す図である。図３は、本発明を適用してなる流体遮断装置に用いるパイロット弁の概略構成の一例を示す断面図である。なお、本実施形態では、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などの液化ガスのうち、液化石油ガス（ＬＰＧ）を供給する管路に設け、ガスヒートポンプ（以下、ＧＨＰと略称する）などといったより高圧のＬＰＧを要求する機器や設備と、一般的な圧力のＬＰＧを燃料とする燃焼機器などより低圧の機器とにＬＰＧを供給する場合を例として説明する。
【００１２】
本実施形態の流体遮断装置は、図１に示すように、ＬＰＧの通流を遮断する遮断弁１、一般的なガスメータなどの遮断弁として用いられる双方向弁つまり電磁弁からなるパイロット弁３、ガスの圧力をＧＨＰなどといったより高圧のＬＰＧを要求する機器が要求する圧力にする供給圧力調整器５、供給圧力調整器５からのＬＰＧを異なる圧力に降下させて調整する第１圧力調整器７、そして、第２圧力調整器９などを備えている。遮断弁１は、ＬＰＧの供給源からＧＨＰなどの通常よりも高い圧力のＬＰＧ、例えば０.３５ＭＰａといった圧力のＬＰＧを要求する機器へＬＰＧを供給する第１ガス供給管路１１に設けられている。供給圧力調整器５は、第１ガス供給管路１１の遮断弁１よりもガスの流れに対して上流側に設けられている。
【００１３】
第１ガス供給管路１１の第１ガス供給管路１１と遮断弁１との間の部分には、ガスの流れに対して上流側から第１分岐部１３と第２分岐部１５とが順次設けられている。第１分岐部１３からは、遮断弁１の第１室１７に連結される第１分岐管路１９が分岐している。第１圧力調整器７は、この第１分岐管路１９に設けられている。一方、第２分岐部１５からは、遮断弁１の第２室２１に連結される第２分岐管路２３が分岐している。第２圧力調整器９は、この第２分岐管路２３に設けられている。第１分岐管路１９の第１圧力調整器７よりもガスの流れに対して下流側には、第３分岐部２５が設けられている。第３分岐部２５からは、通常の圧力のＬＰＧ、例えば２.８ｋＰａといった圧力のＬＰＧを要求する一般の燃焼機器などへＬＰＧを供給する第２ガス供給管路２７が分岐している。
【００１４】
遮断弁１は、図２に示すように、ダイヤフラム２９によって隔てられた２つの部屋、すなわち第１室１７と第２室２１とを有している。遮断弁１の第２室２１は、気密に形成されており、内部に弁座３１が設けられた壁３３を有し、弁体３５を内包するＬＰＧの流路室３７と、この流路室３７を画成する壁を隔てて隣接している。遮断弁１の第１室１７は、気密に形成されており、第２室２１を挟んで流路室３７と反対側に位置している。遮断弁１の第１室１７内には、ダイヤフラム２９を第２室２１の方向、つまり流路室３７の方向に付勢するばね３９を内包している。ダイヤフラム２９の第２室２１側の面には、流路室３７に向けて延在するロッド４１の一端が連結されている。ロッド４１の他端は、流路室３７内に在る弁体３５に連結されている。したがって、ばね３９は、ダイヤフラム２９を介して、弁体３５を弁座３１方向に付勢している。
【００１５】
遮断弁１の第１室１７には、第１分岐管路１９が連結されている。遮断弁１の第２室２１には、第２分岐管路２３が連結されている。そして、遮断弁１の第１室１７と第２室２１との間、または、第１分岐管路１９の第１室１７への連結部分と第２分岐管路２３の第２室２１への連結部分との間に、弁体の開閉により、第１室１７及び第２室２１を連通状態及び非連通状態に切り換えるパイロット弁３が設けられている。
【００１６】
遮断弁１の流路室３７は、気密に形成されており、弁座３１が設けられた壁３３によって、入口側部分３７ａと出口側部分３７ｂとに分けられている。この流路室３７の入口側部分３７ａが、第２室２１に隣接して弁体３５を内包している。流路室３７の入口側部分３７ａには、第１ガス供給管路１１のＬＰＧ供給源側からの部分が連結されている。一方、流路室３７の出口側部分３７ｂには、第１ガス供給管路１１のＧＨＰなどのＬＰＧを供給する機器側の部分が連結されている。また、遮断弁１の流路室３７には、弁体３５の他、弁体３５の位置を検出する弁センサ４３が設けられている。
【００１７】
本実施形態では、パイロット弁３は、図３に示すように、一般のガスメータに搭載されている電池などで駆動する双方向弁である。したがって、パイロット弁３は、プランジャー４５を取り巻く位置に配置されたコイル４７に通電されていない状態では、コイル４７よりも弁体４９側にプランジャー４５を取り巻く位置に配置されたマグネット５１の作用により、プランジャー４５の弁体４９が連結された側とは反対側の端部側に位置するヨーク５３に吸着され開状態となる。一方、パイロット弁３は、コイル４７に通電されると、コイル４７によって発生した磁界によってマグネット５１の磁力がうち消され、プランジャー４５が、ばね５４の付勢力により、弁体４９が連結された側の端部方向、つまり弁座５５方向に移動し、弁体４９が弁座５５に当接することで閉じた状態となる。
【００１８】
供給圧力調整器５は、図１及び図２に示すように、ＬＰＧ供給源から供給されてくるＬＰＧの圧力、例えば１．５ＭＰａを、より低い圧力、例えば０．３５ＭＰａといった圧力に降圧するものである。第１圧力調整器７は、供給圧力調整器５によって降圧されたＬＰＧの圧力を、さらに低い圧力で、ＬＰＧを燃料として燃焼などを行う一般的なＬＰＧを利用する機器への供給圧力、例えば２．８ｋＰａといった圧力に降圧するものである。第２圧力調整器９は、供給圧力調整器５によって降圧されたＬＰＧの圧力を、さらに低い圧力で、第１圧力調整器７によって降圧されたＬＰＧの圧力よりも高い圧力、例えば２．９ｋＰａといった圧力に降圧するものである。
【００１９】
このような構成の流体遮断装置の動作と本発明の特徴部について説明する。本実施形態の流体遮断装置では、通常の使用時、つまりＧＨＰなどのより高圧のＬＰＧを要求する機器の使用時には、パイロット弁３に通電した状態とすることで、パイロット弁３は閉じた状態となっている。したがって、遮断弁１の第１室１７内は、第１分岐管路１９を介して第１圧力調整器７のＬＰＧの出口側と連通した状態となるため、第１圧力調整器７によって降圧されたＬＰＧの圧力と同じ圧力、例えば２．８ｋＰａといった圧力になる。一方、遮断弁１の第２室２１内は、第２分岐管路２３を介して第２圧力調整器９のＬＰＧの出口側と連通した状態となるため、第２圧力調整器９によって降圧されたＬＰＧの圧力と同じ圧力、例えば２．９ｋＰａといった圧力になる。
【００２０】
このように、パイロット弁３が閉じた状態であることにより、遮断弁１の第１室１７内の圧力は、第２室２１内の圧力よりも低い状態となるため、ダイヤフラム２９は、ばね３９の付勢力にうち勝ち、第１室１７側に撓む。これにより、弁体３５は、ロッド４１を介して第１室１７側に移動し、弁座３１から離れた状態となり、遮断弁１は、開いた状態となる。
【００２１】
ＧＨＰなどのより高圧のＬＰＧを要求する機器へのＬＰＧの供給を遮断する必要がある場合には、パイロット弁３への通電を遮断することで、パイロット弁３を開いた状態とする。このとき、パイロット弁３を介して遮断弁１の第１室１７と第２室２１とが連通した状態となるため、遮断弁１の第１室１７内の圧力は、第２室２１内の圧力と同じになり、ダイヤフラム２９は、ばね３９の付勢力によって、第２室２１側に撓む。これにより、弁体３５は、ロッド４１を介して弁座３１の方へ移動し、弁座３１に当接した状態となり、遮断弁１は、閉じた状態となる。
【００２２】
再度、ＧＨＰなどのより高圧のＬＰＧを要求する機器へＬＰＧを供給する場合には、パイロット弁３に通電してパイロット弁３を閉じれば、上記のように遮断弁１を開いた状態にでき、ＬＰＧを供給できる。
【００２３】
このように、本実施形態の流体遮断装置では、遮断弁１の第１室１７及び第２室２１を連通状態及び非連通状態に切り換えるパイロット弁３、パイロット弁３が閉状態のときに、遮断弁１の第１室１７内の圧力を第２室２１内の圧力よりも低くするための第１及び第２圧力調整器７、９などを備えている。このため、ＧＨＰなどのより高圧のＬＰＧを要求する機器へＬＰＧを供給する場合には、パイロット弁３を閉じることで遮断弁１を開いた状態にでき、ＬＰＧを供給できる。ＧＨＰなどのより高圧のＬＰＧを要求する機器へＬＰＧを供給する場合には、パイロット弁３を開くことで遮断弁１を閉じた状態にでき、ＬＰＧの供給を遮断できる。したがって、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いなくても遮断弁を開閉してＬＰＧなどの流体の通流を遮断できるため、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いない流体遮断装置を提供できる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、第１及び第２圧力調整器７、９によって一般的なＬＰＧの供給圧力、または、それに近い圧力に圧力を降下させるため、一般のガスメータなどに用いられる双方向弁などをパイロット弁３に流用できる。加えて、電力を消費するものとしては、一般のガスメータなどに用いられる双方向弁などを流用したパイロット弁３だけである。このため、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いる流体遮断装置に比べて消費電力を低減できる。さらに、パイロット弁３は、双方向弁つまり電磁弁であるため、パイロット弁３の遠隔操作により、流体遮断装置の遠隔操作も可能である。
【００２５】
さらに、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いないため、モータの駆動の制御回路や制御ソフト、モータの回転運動を直進運動に変換する機構などが不要であるため構成を簡素化できる。また、パイロット弁３や第１及び第２圧力調整器７、９などは、市販の一般的な機器を用いることができるため、コストを抑えることができる。加えて、防爆構造が必要となる場合でも、該当するのはパイロット弁だけであり、このパイロット弁は、一般のガスメータなどに用いられる双方向弁などを流用できるため、防爆対応による構成の複雑化やコストの増大などを抑えることもできる。
【００２６】
さらに、本実施形態では、第１圧力調整器７は、一般的なＬＰＧを利用する燃焼機器や設備などが要求する圧力にＬＰＧの圧力を降圧させるものであり、第１圧力調整器７で降圧されたＬＰＧの一部を、遮断弁１を介して流体が供給される機器屋設備以外の機器や設備に供給する第２ガス供給管路２７を有している。したがって、異なる供給圧力を要求する複数の機器にＬＰＧを供給できる。
【００２７】
ところで、本実施形態に例示したようなＧＨＰといった機器などでは、例えば０.３５ＭＰａといった、一般的なＬＰＧの供給圧力よりも高い供給圧力を要求する。このような、一般的なＬＰＧの供給圧力よりも高い供給圧力でＬＰＧの供給が必要な機器や設備に用いる場合、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いる流体遮断装置では、一般的なＬＰＧの供給圧力の場合よりも高出力のモータが必要となる。このため、特に、一般的なＬＰＧの供給圧力よりも高い供給圧力でＬＰＧの供給が必要な機器や設備に用いる場合、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いる流体遮断装置では、消費電力の増大、制御や機構の複雑化が問題となる。
【００２８】
これに対して、本発明の流体遮断装置では、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いないため、一般的なＬＰＧの供給圧力よりも高い供給圧力でＬＰＧの供給が必要な機器や設備に用いる場合でも、消費電力の増大、制御や機構の複雑化などを招き難くい。したがって、本発明の流体遮断装置は、特に、一般的なＬＰＧの供給圧力よりも高い供給圧力でＬＰＧの供給が必要な機器や設備に用いるのに適している。
【００２９】
また、本実施形態で例示した圧力などの数値は、用途に応じて適宜変更することができる。本発明は、本実施形態の構成の流体遮断装置に限らず、遮断弁１、パイロット弁３、そして第１及び第２圧力調整器７、９などを備えていれば、様々な構成にすることができる。例えば、流体の供給源から、要求される供給圧力に調整された流体が供給されてくる場合には、供給圧力調整器を設けていない構成などにすることもできる。
【００３０】
また、本実施形態では、ＬＰＧを供給する場合に用いる流体遮断装置を一例として説明したが、本願発明は、様々な流体のための流体遮断装置に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、遮断弁の弁体の駆動にモータを用いない流体遮断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる流体遮断装置の一実施形態の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明を適用してなる流体遮断装置の一実施形態の概略構成、及び遮断弁の内部の概略構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明を適用してなる流体遮断装置に用いるパイロット弁の概略構成の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１遮断弁
３パイロット弁
５供給圧力調整器
７第１圧力調整器
９第２圧力調整器
１７第１室
２１第２室
２９ダイヤフラム
３１弁座
３５弁体
３７流路室
３９ばね
４１ロッド

Claims

ばねにより付勢されたダイヤフラムにより隔てられた第１及び第２の部屋を有し、該第１及び第２の部屋の圧力差により燃料ガスが機器又は設備に供給される流路を開閉し、前記第１の部屋の圧力が前記第２の部屋の圧力よりも低いときに前記流路が開く遮断弁と、該遮断弁の前記第１及び第２の部屋を連通状態及び非連通状態に切り換える電磁弁と、前記流路の前記遮断弁に流入される前記燃料ガスの一部を第１の圧力に調整して第１の部屋に供給する第１の圧力調整器と、前記遮断弁に流入される前記燃料ガスの一部を前記第１の圧力よりも高い第２の圧力に調整して第２の部屋に供給する第２の圧力調整器と、前記第１の圧力調整器で降圧された前記燃料ガスの一部を前記機器又は設備よりも低い燃料ガス圧力を使用する機器又は設備に供給される流路とを備えた流体遮断装置。