JP4174198B2

JP4174198B2 - 減圧装置、分析システムおよび減圧システム

Info

Publication number: JP4174198B2
Application number: JP2001241115A
Authority: JP
Inventors: 隆一石川; 毅石飛
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: JP2003050634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧力を一次圧力から二次圧力に低下させる減圧装置に関し、さらに詳述すると、減圧装置の下流側（二次圧力側）で流体の一次圧力を計測することができる減圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水質分析計を用いて高圧の試料水の分析を行う場合、水質分析計の上流側に減圧弁を設置し、この減圧弁で試料水の圧力を低下させた後、試料水を水質分析計に導入することが行われる。また、上記高圧の試料水の分析では、試料水の一次圧力（減圧前の圧力）を計測するために、従来、減圧弁の上流側（一次圧力側）の流路に圧力計を設置したり、減圧弁の上流側の流路に減圧弁を通らない別の流路を接続し、この別の流路に水質分析計内で圧力計を設置したりすることが行われている。
【０００３】
図５は、試料水の一次圧力を計測するために、減圧弁の上流側の流路に圧力計を設置した例を示すフロー図である。図５において、６２は水質分析計、６４は水質分析計６２に連結された試料水導入配管、６６は試料水導入配管６４に介装され、試料水の圧力を一次圧力Ｐ₁から二次圧力Ｐ₂に低下させる減圧弁、６８は試料水導入配管６４の減圧弁６６より上流側に介装された圧力計を示す。圧力計６８と水質分析計６２とは電気的に接続されている。本例では、試料水導入配管６４の減圧弁６６より上流側で圧力計６８によって試料水７０の一次圧力Ｐ₁を計測し、その信号７２を水質分析計６２に送るものである。
【０００４】
図６は、試料水の一次圧力を計測するために、減圧弁の上流側の流路に減圧弁を通らない別の流路を接続し、この別の流路に水質分析計内で圧力計を設置した例を示すフロー図である。図６において、６２は水質分析計、６４は水質分析計６２に連結された試料水導入配管、６６は試料水導入配管６４に介装された前記と同様の減圧弁、７４は試料水導入配管６４の減圧弁６６より上流側に接続された別の流路、６８は水質分析計６２の内部に設置され、かつ別の流路７４に介装された圧力計を示す。本例では、試料水７０の圧力を変動させない別の流路７４において、水質分析計６２の内部に設置された圧力計６８によって試料水７０の一次圧力Ｐ₁を計測するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の一次圧力計測手段は、いずれも問題点を有するものであった。すなわち、減圧弁の上流側の流路に圧力計を設置する図５に示した手段は、圧力計を水質分析計の外部に設置し、さらに圧力計と水質分析計とを電気的に接続する必要があるため、分析システムの構造が複雑になるものであった。なお、減圧弁の上流側の流路に圧力計を設置する場合、減圧弁および圧力計の両方を水質分析計の内部に設置することも考えられるが、この手段では水質分析計の構造が複雑になるものであった。
【０００６】
また、減圧弁の上流側の流路に減圧弁を通らない別の流路を接続し、この別の流路に水質分析計内で圧力計を設置する図６に示した手段は、複数の試料水流路が必要となるため、やはり分析システムの構造が複雑になるものであった。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、減圧装置の下流側で流体の一次圧力を計測することができる減圧装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、下記（１）、（２）の減圧装置を提供する。
（１）流体の流入口を有する装置本体内に、内部を流れる流体の圧力を減圧手段によって一次圧力から二次圧力に低下させる減圧流路と、減圧手段を用いず内部を流れる流体の一次圧力を変動させない非減圧流路と、減圧流路に接続された外管と、外管内に配置され非減圧流路に接続された内管とを設け、流体の流入口から装置本体内に入り、減圧流路を経由した流体を外管に設けた減圧流体流出口から流出させ、非減圧流路を経由した流体を内管に設けた非減圧流体流出口から流出させる減圧装置であって、前記減圧手段は、減圧流路に面して配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの内面に接続された弁体と、ダイヤフラムの外面に接続された調節ばねとを備え、弁体には、調節ばねによる弁体を開ける方向の力と、ダイヤフラムによる弁体を閉じる方向の力とが作用し、前記二次圧力が設定圧力より低い場合は、調節ばねによる力により弁体は一定の開度を保持し、二次圧力が上昇して設定圧力に近づくと、ダイヤフラムによる力により弁体の開度は絞られ、二次圧力が設定圧力に達すると弁体は閉じ、二次圧力は設定圧力以内に保たれる直動形減圧弁であることを特徴とする減圧装置。
（２）流体の流入口を有する装置本体内に、内部を流れる流体の圧力を減圧手段によって一次圧力から二次圧力に低下させる減圧流路と、減圧手段を用いず内部を流れる流体の一次圧力を変動させない非減圧流路と、非減圧流路に接続された外管と、外管内に配置され減圧流路に接続された内管とを設け、流体の流入口から装置本体内に入り、減圧流路を経由した流体を内管に設けた減圧流体流出口から流出させ、非減圧流路を経由した流体を外管に設けた非減圧流体流出口から流出させる減圧装置であって、前記減圧手段は、減圧流路に面して配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの内面に接続された弁体と、ダイヤフラムの外面に接続された調節ばねとを備え、弁体には、調節ばねによる弁体を開ける方向の力と、ダイヤフラムによる弁体を閉じる方向の力とが作用し、前記二次圧力が設定圧力より低い場合は、調節ばねによる力により弁体は一定の開度を保持し、二次圧力が上昇して設定圧力に近づくと、ダイヤフラムによる力により弁体の開度は絞られ、二次圧力が設定圧力に達すると弁体は閉じ、二次圧力は設定圧力以内に保たれる直動形減圧弁であることを特徴とする減圧装置。
【０００９】
本発明の減圧装置は、減圧装置自体に流体の圧力を変動させない非減圧流路を設けたので、非減圧流路の下流側の流路に圧力計を設置することにより、減圧装置の下流側（二次圧力側）で流体の一次圧力を計測することができる。また、外管および内管からなる二重管を用いて一次圧力の流体および二次圧力の流体を減圧装置から流出させるので、流体の流路を小型化して、減圧装置を小型化することができる。
【００１０】
また、本発明は、前述した本発明の減圧装置を用いた分析システムとして、分析計と、本発明の減圧装置と、圧力計とを具備し、分析計の外部に本発明の減圧装置を設置し、分析計の内部に圧力計を設置するとともに、前記圧力計によって前記減圧装置の非減圧流路を経由した流体の圧力を測定することを特徴とする分析システムを提供する。
【００１１】
上記本発明の分析システムによれば、分析システムの構造を簡単にして、分析システムを小型化することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、前述した本発明の減圧装置を用いた減圧システムとして、本発明の減圧装置の複数個を具備し、上流側の減圧装置の非減圧流路を経由して流出した流体を下流側の減圧装置に導入することにより、複数個の本発明の減圧装置を直列に接続したことを特徴とする減圧システムを提供する。
【００１３】
上記本発明の減圧システムによれば、各減圧装置によってそれぞれ異なる二次圧力の試料水を得ることができる。また、各減圧装置の下流側で試料水の一次圧力を計測することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。本発明に係る減圧装置の一例の概念図を図１に示す。本例の減圧装置は、装置本体２内に、内部を流れる流体（液体や気体）の圧力を減圧手段４によって一次圧力Ｐ₁から二次圧力Ｐ₂に低下させる減圧流路６と、内部を流れる流体の一次圧力Ｐ₁を変動させない非減圧流路８とが形成されている。また、本例の減圧装置は、外管１０と、外管１０の内部に配置された内管１２とからなる二重管部１４を備えている。そして、流入口１６から装置本体２内に入り、減圧流路６を経由した流体を外管１０に設けた減圧流体流出口１８から流出させ、非減圧流路８を経由した流体を内管１２に設けた非減圧流体流出口２０から流出させるようになっている。
【００１５】
本例の減圧装置において、減圧手段４の構成に限定はなく、流体の圧力を一次圧力から二次圧力に低下させることができるものであればいずれのものでもよい。また、本例の減圧装置では、減圧流路６を通った流体を外管１０から流出させ、非減圧流路８を通った流体を内管１２から流出させたが、減圧流路６を通った流体を内管１２から流出させ、非減圧流路８を通った流体を外管１０から流出させてもよい。さらに、装置本体２、減圧流路６、非減圧流路８、外管１０、内管１２の形状、構造等は適宜設定することができる。
【００１６】
図２は本発明に係る減圧装置の一実施形態を示す概略図である。本例は高圧試料水の減圧装置として構成されている。本例の減圧装置２１において、２２は装置本体、２４は弁体、２６はダイヤフラム、２８は調節ばね、３０は外管、３２は内管を示す。内管３２は外管３０の内部に配置され、これら外管３０および内管３２によって同軸の二重管部３４が形成されている。
【００１７】
本例の減圧装置２１は、内部を流れる試料水の圧力を一次圧力Ｐ₁から二次圧力Ｐ₂に低下させる減圧流路３６を備えている。減圧流路３６における圧力調整機構は次の通りである。圧力調整機構は、弁体２４、ダイヤフラム２６、調節ばね２８などから構成されている。弁体２４には、調節ばね２８による下向きの力Ｗ（弁を開ける方向の力）と、二次圧力Ｐ₂がダイヤフラム２６に働きかけて生じる上向きの力Ｐ（弁を閉じる方向の力）とが作用する。二次圧力Ｐ₂が設定圧力より低い場合は、調節ばね２８による下向きの力Ｗにより弁体２４は下方に位置し、一定の開度を保持する。次に、二次圧力Ｐ₂が上昇して設定圧力に近づくと、二次圧力Ｐ₂による上向きの力Ｐがばね力Ｗに打ち勝って、弁体２４が上方に移動する。このとき弁の開度は絞られ、流体の通過面積は減少する。同時に流体抵抗は増え、減圧作用を始める。二次圧力Ｐ₂が設定圧力に達すると弁は閉じ、二次圧力Ｐ₂は設定圧力以内に保たれる。また、本例の減圧装置２１は圧力バランス機構を備えている。すなわち、図２における弁体２４のＡ₁部とＡ₂部の受圧面積は等しく、一次圧力Ｐ₁が変動しても安定した二次圧力Ｐ₂を保つようになっている。以上の圧力調整機構および圧力バランス機構は、従来の直動形減圧弁と同様である。
【００１８】
また、本例の減圧装置２１は、内部を流れる試料水の一次圧力Ｐ₁を変動させない非減圧流路３８を備えている。この非減圧流路３８においては、試料水は前記圧力調整機構などによる減圧作用を受けないようになっている。
【００１９】
そして、本例の減圧装置２１では、減圧流路３６を経由した流体を外管３０に設けた減圧流体流出口４０から流出させ、非減圧流路３８を経由した流体を内管３２に設けた非減圧流体流出口４２から流出させるようになっている。
【００２０】
したがって、本例の減圧装置２１によれば、外管３０から流出した二次圧力Ｐ₂の試料水を水質分析計に導入することができる。また、内管３２から流出した試料水の圧力を計測することにより、減圧装置２１の下流側で試料水の一次圧力Ｐ₁を計測することができる。
【００２１】
図３は本発明に係る分析システムの一実施形態を示す概略図である。本例の分析システムは、水質分析計４４と、図２に示した減圧装置２１と、圧力計４６とを備えている。そして、水質分析計４４の外部に減圧装置２１が設置され（ただし二重管部３４の先端側は水質分析計４４内に配置）、水質分析計４４の内部に圧力計４６が設置されているとともに、外管３０から流出した二次圧力Ｐ₂の試料水が分析部（図示せず）に導入され、内管３２から流出した試料水の圧力（一次圧力Ｐ₁）が圧力計４６によって測定されるようになっている。
【００２２】
本例の分析システムは、上記構成としたことにより、分析システムの構造を簡単にして、分析システムを小型化することができる。
【００２３】
図４は本発明に係る減圧システムの一実施形態を示す概略図である。本例の減圧システムは、図２に示した減圧装置２１の複数個（本例では２個）を具備する。そして、上流側の減圧装置２１の非減圧流路３８を経由して流出した試料水、すなわち内管３２から流出した一次圧力Ｐ₁の試料水を下流側の減圧装置２１に導入することにより、複数個の減圧装置２１を直列に接続してある。
【００２４】
本例の減圧システムによれば、各減圧装置２１によってそれぞれ異なる二次圧力Ｐ₂、Ｐ₃の試料水を得ることができる。また、各減圧装置２１の下流側で試料水の一次圧力を計測することができる。なお、本例では減圧装置を２個接続したが、３個以上を接続してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の減圧装置は、減圧装置の下流側で流体の一次圧力を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減圧装置の一例を示す概念図である。
【図２】本発明に係る減圧装置の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る分析システムの一実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係る減圧システムの一実施形態を示す概略図である。
【図５】減圧弁を用いた従来の分析システムの一例を示すフロー図である。
【図６】減圧弁を用いた従来の分析システムの他の例を示すフロー図である。
【符号の説明】
４減圧手段
６減圧流路
８非減圧流路
１０外管
１２内管
１４二重管部
２１減圧装置
２４弁体
２６ダイヤフラム
２８調節ばね
３０外管
３２内管
３４二重管部
３６減圧流路
３８非減圧流路
４４水質分析計
４６圧力計

Claims

流体の流入口を有する装置本体内に、内部を流れる流体の圧力を減圧手段によって一次圧力から二次圧力に低下させる減圧流路と、減圧手段を用いず内部を流れる流体の一次圧力を変動させない非減圧流路と、減圧流路に接続された外管と、外管内に配置され非減圧流路に接続された内管とを設け、流体の流入口から装置本体内に入り、減圧流路を経由した流体を外管に設けた減圧流体流出口から流出させ、非減圧流路を経由した流体を内管に設けた非減圧流体流出口から流出させる減圧装置であって、前記減圧手段は、減圧流路に面して配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの内面に接続された弁体と、ダイヤフラムの外面に接続された調節ばねとを備え、弁体には、調節ばねによる弁体を開ける方向の力と、ダイヤフラムによる弁体を閉じる方向の力とが作用し、前記二次圧力が設定圧力より低い場合は、調節ばねによる力により弁体は一定の開度を保持し、二次圧力が上昇して設定圧力に近づくと、ダイヤフラムによる力により弁体の開度は絞られ、二次圧力が設定圧力に達すると弁体は閉じ、二次圧力は設定圧力以内に保たれる直動形減圧弁であることを特徴とする減圧装置。
流体の流入口を有する装置本体内に、内部を流れる流体の圧力を減圧手段によって一次圧力から二次圧力に低下させる減圧流路と、減圧手段を用いず内部を流れる流体の一次圧力を変動させない非減圧流路と、非減圧流路に接続された外管と、外管内に配置され減圧流路に接続された内管とを設け、流体の流入口から装置本体内に入り、減圧流路を経由した流体を内管に設けた減圧流体流出口から流出させ、非減圧流路を経由した流体を外管に設けた非減圧流体流出口から流出させる減圧装置であって、前記減圧手段は、減圧流路に面して配置されたダイヤフラムと、ダイヤフラムの内面に接続された弁体と、ダイヤフラムの外面に接続された調節ばねとを備え、弁体には、調節ばねによる弁体を開ける方向の力と、ダイヤフラムによる弁体を閉じる方向の力とが作用し、前記二次圧力が設定圧力より低い場合は、調節ばねによる力により弁体は一定の開度を保持し、二次圧力が上昇して設定圧力に近づくと、ダイヤフラムによる力により弁体の開度は絞られ、二次圧力が設定圧力に達すると弁体は閉じ、二次圧力は設定圧力以内に保たれる直動形減圧弁であることを特徴とする減圧装置。
分析計と、請求項１または２に記載の減圧装置と、圧力計とを具備し、分析計の外部に前記減圧装置を設置し、分析計の内部に前記圧力計を設置するとともに、前記圧力計によって前記減圧装置の非減圧流路を経由した流体の圧力を測定することを特徴とする分析システム。
請求項１または２に記載の減圧装置の複数個を具備し、上流側の減圧装置の非減圧流路を経由して流出した流体を下流側の減圧装置に導入することにより、前記複数個の減圧装置を直列に接続したことを特徴とする減圧システム。