JP5561724B2 - ガス減圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、ガス流路の上流側に連通するガス流入部屋と下流側に連通するガス流出部屋とを区画する区画壁に弁孔を設け、その弁孔に宛がわれた弁体が下流側のガス圧に応じて弁孔を開閉するガス減圧弁に関する。

従来のこの種のガス減圧弁としては、ガス流入部屋の上方にガス流出部屋が重ねて配置され、ガス流出部屋の上方に弁体を駆動するための弁体駆動手段が重ねて配置されると共に、ガス流出部屋内に消音器を配設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００９−５３７９２５号公報（段落［００１８］〜［００３１］、第１図）

ところが、上述した従来のガス減圧弁では、例えば、メンテナンスのために消音器をガス流出部屋内に着脱する場合に、ガス流出部屋の上方に配置された弁体駆動手段を取り外す必要があり、手間が掛かるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、消音器の着脱作業を軽減することが可能なガス減圧弁の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るガス減圧弁は、ガス流路の上流側に連通するガス流入部屋と下流側に連通するガス流出部屋とを区画する区画壁に設けた弁孔に弁体を宛がい、その弁体が下流側のガス圧に応じて弁孔を開閉して、下流側のガス圧を一定圧に保持するガス減圧弁において、ガス流出部屋のうち区画壁の側方の側壁にガス流出口を備えると共に、ガス流出部屋のうち区画壁と対向する部分を着脱可能な蓋体とし、ガス流出部屋内に、弁孔を囲みかつ区画壁と蓋体との間に挟まれた筒状の消音器を設け、消音器は、一端が区画壁に固定されかつ他端が蓋体に隙間を空けて突き合わされた第１筒体と、一端が蓋体に固定されかつ他端が区画壁に隙間を空けて突き合わされた第２筒体とを入れ子式に交互に遊嵌してなるところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のガス減圧弁において、ガス流入部屋を挟んでガス流出部屋と反対側に感圧部屋を設けて、その感圧部屋とガス流入部屋との間を区画する上流区画壁を貫通したシャフトの先端部に弁体を固定する一方、感圧部屋のうち上流区画壁に対向した部分をダイヤフラムで構成して、そのダイヤフラムにシャフトを固定し、弁体をガス流出部屋側から弁孔に宛がい、ガス流出部屋のうち消音器より外側部分と感圧部屋との間を連通する感圧導入路を設けると共に、蓋体を取り外した場合に、ガス流出部屋側でシャフトに対して弁体を着脱可能に構成したところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の発明によれば、ガス減圧弁に流入したガスは、ガス流入部屋から弁孔を通過し、ガス流出部屋を経てガス流出口からガス減圧弁の外部に送出される。このとき下流側のガス圧に応じて弁体が弁孔を開閉することで、下流側のガス圧が一定圧に保持される。また、ガスの減圧に伴い発生する音は、ガス流出部屋内で区画壁と蓋体との間に挟まれた筒状の消音器によって消音される。そして、消音器は、蓋体を取り外すことでガス流出部屋に対して単独で着脱することができるので、消音器の着脱作業を従来よりも軽減することができる。また、消音器の内側から外側に向かって上下に交互に屈曲した蛇腹状の隙間をガスが通過する過程で、ガスの減圧に伴う発生音が消音される。

［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、蓋体を取り外すことで、消音器と弁体の両方をガス流出部屋側から着脱することが可能になり、ガス減圧弁のメンテナンス性が向上する。

本発明の第１実施形態に係るガス減圧弁の側断面図 開弁状態におけるガス減圧弁の側断面図 消音器の着脱時におけるガス減圧弁の側断面図

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１には、図示しないガス配管の途中に接続される本発明の「ガス減圧弁」としてのガバナ１０が示されている。ガバナ１０は、ガス供給源から供給される比較的高圧（一次圧）のガスを、所定の二次圧まで減圧すると共に、その二次圧が一定に維持されるように弁開度を自動調節する。

図示しないが、ガス配管にはガスの流量を計測するために、超音波、熱線又はカルマン渦等を利用した公知なガス流量計が接続される。ここで、ガバナ１０はガスの減圧に伴い音を発生するため、ガバナ１０とガス流量計とを十分に離して配置しておかないと、ガス減圧時の発生音がガス流量計に対して悪影響を与え得る。ところが、ガバナ１０とガス流量計をいつでも十分に離して配置できるとは限らないため、本実施形態のガバナ１０は、ガス減圧時の発生音を消音するための消音器４０を内蔵している。以下、ガバナ１０の構造について詳説する。

ガバナ１０は、ガスが通過する本体ハウジング１３と、本体ハウジング１３の上面に固定された検知ハウジング１２とを有している。本体ハウジング１３は、その側面から相反する方向に１対の接続開口部１４Ａ，１４Ｂを突出して備え、一方の接続開口部１４Ａがガス配管の上流側に接続され、他方の接続開口部１４Ｂ（本発明の「ガス流出口」に相当する）がガス配管の下流側に接続される。本体ハウジング１３の内部には、上流側の接続開口部１４Ａと連通したガス流入部屋２０と、下流側の接続開口部１４Ｂと連通したガス流出部屋２１とが形成され、ガス流入部屋２０の下方にガス流出部屋２１が配設されている。ガス流入部屋２０とガス流出部屋２１との間には区画壁２２が設けられ、その区画壁２２を上下方向に貫通した弁孔２３により、ガス流入部屋２０とガス流出部屋２１とが連通可能となっている。弁孔２３のうち下流側（ガス流出部屋２１側）の開口縁は、略円錐状に窄んだ弁座２３Ａとなっており、この弁座２３Ａに対して後述する弁体３０が接離することで弁開度が調節可能となっている。

本体ハウジング１３の上面には、ガス流入部屋２０を開放した円形開口部１６が形成され、その円形開口部１６を覆うように検知ハウジング１２が重ねて固定されている。検知ハウジング１２は、軸方向に対して径方向が大きくなった中空扁平体の上面中央から中空円筒体１２Ａ２が起立した構造をなしており、内部がガス圧検知部屋２４となっている。

検知ハウジング１２の下面中央にはガス圧検知部屋２４を開放した円形開口部１５が形成され、本体ハウジング１３の円形開口部１６と重ねられている。ガス圧検知部屋２４とガス流入部屋２０との間は、バランスダイヤフラム２５（本発明の「上流区画壁」に相当する）によって仕切られている。バランスダイヤフラム２５は、その外周縁が本体ハウジング１３と検知ハウジング１２との間に挟持されている。バランスダイヤフラム２５の外周縁には全周に亘ってリップが形成されており、そのリップが本体ハウジング１３の上面に陥没形成されたリップ溝１３Ａに係止されて抜け止めが図られている。なお、バランスダイヤフラム２５は、ガス流入部屋２０内のガスが後述する弁体３０の上面に与えるガス圧を打ち消すために設けられている。

ガス圧検知部屋２４は、その内部に保持されたダイヤフラム２６によって上下の受圧部屋２４Ａ，２４Ｂに仕切られている。ダイヤフラム２６は、ガス圧検知部屋２４の径方向中央に配置された円板形の剛体プレート２７から側方に弾性シートが張り出した構造をなしており、ダイヤフラム２６の外周縁は、検知ハウジング１２の外周縁部に固定されている。詳細には、検知ハウジング１２は、上下方向で上蓋１２Ａと扁平容器１２Ｂとに分割可能となっており、それら上蓋１２Ａと扁平容器１２Ｂの各開口縁の間にダイヤフラム２６の外周縁が挟持されている。なお、ダイヤフラム２６の外周縁には全周に亘ってリップが形成されており、そのリップが扁平容器１２Ｂの開口縁に陥没形成されたリップ溝１２Ｂ１に係止されて抜け止めが図られている。

ダイヤフラム２６及びバランスダイヤフラム２５は、それらの中心部を貫通したシャフト３２に固定されている。バランスダイヤフラム２５は、シャフト３２の中間部で上下に重なって嵌合した環状プレート３３とスペーサ部材３４との間で挟持されている。環状プレート３３は、シャフト３２の段差部に係止して下方への移動が禁止されている。スペーサ部材３４は下端有底の円筒状をなし、底部が環状プレート３３の上面に重ねられると共に上端部がダイヤフラム２６（剛体プレート２７）の下面に突き当てられ、ダイヤフラム２６の上面側でシャフト３２に螺合された二重ナット３５との間でダイヤフラム２６（剛体プレート２７）を挟持している。なお、バランスダイヤフラム２５の内周縁には全周に亘ってリップが形成され、そのリップが環状プレート３３の上面に陥没形成されたリップ溝３３Ａに係止されて抜け止めが図られている。

ガス圧検知部屋２４のうちダイヤフラム２６の下方の受圧部屋２４Ｂ（本発明の「感圧部屋」に相当する）は、本体ハウジング１３及び検知ハウジング１２を貫通した感圧導入路２８によりガス流出部屋２１と常時連通している。感圧導入路２８の入口２８Ａは、ガス流出部屋２１のうち弁孔２３と下流側の接続開口部１４Ｂとの中間部分に開放しており、感圧導入路２８の出口２８Ｂは受圧部屋２４Ｂの底面に開放している。一方、ガス圧検知部屋２４のうち、ダイヤフラム２６の上方の受圧部屋２４Ａは、上蓋１２Ａを貫通した外気連通孔１２Ａ１によって外気と常時連通している。

上蓋１２Ａの中央部で起立した中空円筒体１２Ａ２の内側には、圧縮コイルバネ２９が収容されている。中空円筒体１２Ａ２の内周面には調整ナット３１が螺合され、その調整ナット３１とダイヤフラム２６（剛体プレート２７）の上面との間で圧縮コイルバネ２９が圧縮状態に保持されている。また、調整ナット３１の螺合操作により圧縮コイルバネ２９の弾発力が調整可能となっている。なお、中空円筒体１２Ａ２の上端開口はキャップ１２Ａ３にて塞がれている。

つまり、ダイヤフラム２６の上面には外気圧と圧縮コイルバネ２９の弾発力とが付与される一方、ダイヤフラム２６の下面には、ガス流出部屋２１内のガス圧（二次圧）が付与され、これらの力が釣り合うようにダイヤフラム２６が移動してシャフト３２を上下に直動させるようになっている。

シャフト３２は、複数の軸体を連結してなり、ガス圧検知部屋２４、ガス流入部屋２０及び弁孔２３を貫通して上下方向に延びている。

シャフト３２は圧縮コイルバネ２９の中心部を貫通し、上端部が調整ナット３１の中心部に支持されている。調整ナット３１の中心部は軸受３１Ａとなっており、調整ナット３１とシャフト３２との相対回転及び軸方向の移動（上下動）を許容している。

シャフト３２の中間部には、上記したようにダイヤフラム２６及びバランスダイヤフラム２５が固定され、シャフト３２の下端部には弁体３０が固定されている。弁体３０は、シャフト３２の側方に張り出すと共に上面がドーム状をなした円盤形をなしている。また、弁体３０は、シャフト３２の下端側から挿入嵌合されており、シャフト３２の下端部に螺合されたナット３９により移動不能に固定されている。

弁体３０の外周縁部は、リング状の弾性部材３０Ａで構成されている。弾性部材３０Ａは、弁体３０を構成する１対の金属部材の間で挟持されている。シャフト３２の上下動に伴い弁体３０は弁孔２３の下流側で上下動し、弾性部材３０Ａが弁座２３Ａに密着すると弁孔２３が閉鎖される（図１に示す状態）。また、弾性部材３０Ａが弁座２３Ａから離間すると弁孔２３が開放して（図２に示す状態）ガス流入部屋２０からガス流出部屋２１へとガスが流れると共に、ガスが減圧される。

ここで、弁体３０の上面からは複数のバルブガイド３０Ｂが起立している。バルブガイド３０Ｂは、板状をなすと共に弁体３０の周方向で等間隔に配置されており、弁孔２３の内周面と摺接可能となっている。なお、弁孔２３の内周面は、本体ハウジング１３の他の部分に比べて摩擦係数の小さい部材（例えば、ポリアセタール樹脂）で構成することが好ましい。

ダイヤフラム２６の下面（下側の受圧部屋２４Ｂ）にかかるガスの二次圧と、ダイヤフラム２６の上面にかかる圧力とが釣り合っている場合、弁体３０は弁孔２３を一定の弁開度にした状態で停止し、一定量のガスが弁孔２３を通ってガス流入部屋２０からガス流出部屋２１へと流れる。

この状態で、ガスの使用量が増加すると二次圧が低下し、これに伴いガス圧検知部屋２４における下側の受圧部屋２４Ｂの圧力も低下するので、ダイヤフラム２６の中央部（剛体プレート２７）が降下して弁体３０が開弁方向（下方）に移動し、二次圧が所定の圧力になるように弁孔２３を通過するガス量が増大する。

一方、ガスの使用量が低下すると二次圧が上昇し、これに伴いガス圧検知部屋２４における下側の受圧部屋２４Ｂの圧力も上昇するので、ダイヤフラム２６の中央部（剛体プレート２７）が上昇して弁体３０が閉弁方向（上方）に移動し、二次圧が所定の圧力になるように弁孔２３を通過するガス量が減少する。

さて、ガバナ１０のうちガス流出部屋２１内には消音器４０が備えられている。消音器４０は、弁孔２３と同軸上に配置されかつ弁孔２３の下方領域を側方から包囲した筒形構造をなしている。消音器４０は、軸方向の両端部が区画壁２２と、区画壁２２に対向したガス流出部屋２１の底壁とに突き当てられて固定されている。ここで、感圧導入路２８の入口２８Ａは、消音器４０の外側に配設されている。

消音器４０は、同心円状に遊嵌された複数の円筒体４６，４７で構成されている。詳細には、区画壁２２に突き当てられかつガス流出部屋２１の底壁に隙間を開けて突き合わされた第１円筒体４６（本発明の「第１筒体」に相当する）と、ガス流出部屋２１の底壁に突き当てられかつ区画壁２２に隙間を空けて突き合わされた第２円筒体４７（本発明の「第２筒体」に相当する）とを入れ子式に交互に遊嵌してなる。そして、これら第１円筒体４６及び第２円筒体４７の間に形成されて径方向の中心から外側に向かって上下に交互に屈曲した蛇腹状の隙間によりガスの通過路４２が構成されている。なお、図示しないが径方向で隣り合う第１及び第２円筒体４６，４７同士は連結されており、複数の円筒体４６，４７は一体構造になっている。

図２に示すように、ガス配管からガス減圧弁１０に流入したガスは、ガス流入部屋２０及び弁孔２３を通過して筒形構造をなした消音器４０の最内部に流入し、蛇腹状のガス通過路４２を通過して消音器４０の外側に流出する。このガス通過路４２をガスが通過する過程でガスの減圧に伴う発生音を消音することが可能となっている。

ところで、本実施形態のガバナ１０では、本体ハウジング１３のうちガス流出部屋２１の底壁全体が着脱可能な蓋体３７で構成されており、その蓋体３７を取り外した場合に、ガス流出部屋２１を下方に開放する挿抜開口３６から消音器４０を挿抜することが可能となっている。即ち、挿抜開口３６は、消音器４０の外径より大きく開放しており、常には、蓋体３７によって気密状態に閉塞されている。蓋体３７は、平板状をなし、図示しない複数のボルトによって本体ハウジング１３に固定されている。なお、蓋体３７と挿抜開口３６の開口縁との間には、図示しないガスケット（Ｏリング）が挟まれて気密状態が確保される。

例えば、消音器４０の点検や交換等のメンテナンスを行う場合には、ガバナ１０とガス配管とを遮断してから、図３に示すように蓋体３７を取り外す。そして、ガス流出部屋２１の挿抜開口３６から消音器４０を取り出して必要なメンテナンスを行った後、再び、挿抜開口３６からガス流出部屋２１内に消音器４０を戻す。また、消音器４０のメンテナンスと同時に、弁体３０のメンテナンス（例えば、弾性部材３０Ａの交換）を行う場合は、ナット３９を取り外してシャフト３２から弁体３０を取り外し、必要なメンテナンスを行った後、弁体３０を元通りにシャフト３２に組み付ける。そして、全てのメンテナンスが終了したら蓋体３７を図示しないボルトで本体ハウジング１３に固定する。

このように本実施形態によれば、消音器４０を収容したガス流出部屋２１のうち、区画壁２２と対向する底壁が着脱可能な蓋体３７で構成されているので、蓋体３７を取り外すことで、ガス流出部屋２１に対して消音器４０だけを単独で着脱することができる。これにより、消音器４０の着脱作業を従来よりも軽減することができる。また、蓋体３７を取り外すと、消音器４０のみならず、弁体３０もガス流出部屋２１側から着脱することができるので、ガバナ１０のメンテナンス性が向上する。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記第１実施形態では、蓋体３７が複数のボルト（図示せず）にて本体ハウジング１３に固定されていたが、蓋体３７を挿抜開口３６との螺合により固定可能な構成にしてもよい。

（２）上記第１実施形態では、蓋体３７が平板状をなしていたが、下方にドーム状に膨らんだ形状としてもよい。

（３）上記第１実施形態において、消音器４０のうち、第１円筒体４６と第２円筒体４７との何れか一方を、区画壁２２又は蓋体３７に形成された環状の係合溝に係脱可能としてもよい。

（４）上記第１実施形態では、消音器４０を構成する第１円筒体４６と第２円筒体４７とを互いに連結していたが、消音器４０のうち、第１円筒体４６と第２円筒体４７とを分離させておき、第１円筒体４６は区画壁２２に形成された係合溝に係脱可能とし、第２円筒体４７は蓋体３７に形成された係合溝に係脱可能としてもよい。

（５）消音器の構造は、上記第１実施形態で例示した構成に限定するものではなく、弁孔２３を囲みかつかつ区画壁２２と蓋体３７との間に挟まれた筒状をなしたものであればよい。

（６）例えば、上記第１実施形態で例示した消音器４０の構造と、複数の筒体のそれぞれに複数の貫通孔を穿孔してなる消音器の構造とを組み合わせた構造としてもよい。具体的には、径方向の内側の複数の筒体を第１円筒体４６と第２円筒体４７とで構成すると共に、径方向の外側の複数の筒体を貫通孔を有した円筒体で構成してもよい。或いは、この逆の配置にしてもよい。

（７）また、上記第１実施形態では、複数の円筒体４６，４７を同心円状に遊嵌していたが、互いに中心をずらして非同心円状に遊嵌してもよい。

（８）さらに、上記第１実施形態では、消音器４０を構成する筒体を円筒体としていたが、角筒体でもよい。

１０ ガバナ
２０ ガス流入部屋
２１ ガス流出部屋
２２ 区画壁
２３ 弁孔
２４Ｂ 受圧部屋（感圧部屋）
２５ バランスダイヤフラム（上流区画壁）
２６ ダイヤフラム
２８ 感圧導入路
３０ 弁体
３２ シャフト
３７ 蓋体
４０ 消音器
４６ 第１円筒体（第１筒体）
４７ 第２円筒体（第２筒体）

Claims (2)

1. ガス流路の上流側に連通するガス流入部屋と下流側に連通するガス流出部屋とを区画する区画壁に設けた弁孔に弁体を宛がい、その弁体が下流側のガス圧に応じて前記弁孔を開閉して、前記下流側のガス圧を一定圧に保持するガス減圧弁において、
   前記ガス流出部屋のうち区画壁の側方の側壁にガス流出口を備えると共に、前記ガス流出部屋のうち前記区画壁と対向する部分を着脱可能な蓋体とし、
   前記ガス流出部屋内に、前記弁孔を囲みかつ前記区画壁と前記蓋体との間に挟まれた筒状の消音器を設け、
   前記消音器は、一端が前記区画壁に固定されかつ他端が前記蓋体に隙間を空けて突き合わされた第１筒体と、一端が前記蓋体に固定されかつ他端が前記区画壁に隙間を空けて突き合わされた第２筒体とを入れ子式に交互に遊嵌してなることを特徴とするガス減圧弁。
2. 前記ガス流入部屋を挟んで前記ガス流出部屋と反対側に感圧部屋を設けて、その感圧部屋と前記ガス流入部屋との間を区画する上流区画壁を貫通したシャフトの先端部に前記弁体を固定する一方、前記感圧部屋のうち前記上流区画壁に対向した部分をダイヤフラムで構成して、そのダイヤフラムに前記シャフトを固定し、
   前記弁体を前記ガス流出部屋側から前記弁孔に宛がい、前記ガス流出部屋のうち前記消音器より外側部分と前記感圧部屋との間を連通する感圧導入路を設けると共に、
   前記蓋体を取り外した場合に、前記ガス流出部屋側で前記シャフトに対して前記弁体を着脱可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のガス減圧弁。

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