JP5616748B2

JP5616748B2 - 整圧器

Info

Publication number: JP5616748B2
Application number: JP2010244394A
Authority: JP
Inventors: 悟川岸
Original assignee: Ｉ・Ｔ・Ｏ株式会社
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2012098819A

Description

ここに開示する技術は、パイロット式の整圧器に関する。

都市ガス等の流体を供給する供給路上には、整圧器が配置されている。整圧器は、上流側から供給される一次圧を、予め設定した二次圧に減圧して下流側に供給する。例えば特許文献１には、そうした整圧器の一例として、アンローディング型のパイロット式整圧器が記載されている。

アンローディング型のパイロット式整圧器は通常、供給路上に介設された主ガバナと、主ガバナの上流側の供給路及び下流側の供給路のそれぞれに連通する調整路上に設けられた絞り及びパイロットガバナと、を備えて構成されている。主ガバナは、例えば、供給路を流れるガス流量を調整する弁体と、弁体を移動させるダイヤフラムと、弁体を開弁方向に付勢するばねと、を備えて構成される。調整路は、上流側の供給路に連通しかつ、絞りが介設された一次側調整路と、下流側の供給路に連通しかつ、パイロットガバナが介設された二次側調整路と、を含んで構成され、一次側調整路は、主ガバナにおいてダイヤフラムによって区画された圧力感知室に接続されている。これにより、絞りによって一次圧を降下させた駆動圧が圧力感知室に供給される。二次側調整路もまた、主ガバナの圧力感知室に接続されており、二次圧に応じてパイロットガバナが作動することに伴い、調整路のガス流量が変化し、その結果、圧力感知室に供給される駆動圧が変更されるようになる。

こうしたパイロット式の整圧器では、主ガバナを締め切るための締切り力が必要であり、その締切り状態（非作動の状態）から、主ガバナの作動を開始させるには、一次圧と駆動圧との差圧を、締切り力以上にしなければならない。

特開２０１０−１４０１９０号公報

ところで、こうしたパイロット式の整圧器においては、例えば供給路の二次側に設けた開閉弁を閉じた状態から開弁してガスの供給を開始するときに、主ガバナの作動開始の応答性を高めて、ガスの供給が速やかに開始されることが要求される。この場合、供給路の開閉弁を閉じているときは、主ガバナは締切り状態であり、駆動力が一次圧と等しい状態になっているため、アンローディング型の整圧器においては、駆動圧を一次圧と等しい状態から速やかに低下させて、主ガバナの作動を早期に開始させることが必要になる。

ここで、主ガバナが開弁し始める駆動圧まで圧力を速やかに低下させる上では、一次側調整路上の絞りの有効面積（絞りの開口面積）を小さくし、流量変化に対する圧力降下が大きくなる特性にすることが有利である。しかし、絞りの有効面積（絞りの開口面積）を小さくすると主ガバナの開弁動作を速める一方で、閉弁動作は遅くなるため、主ガバナの応答性は悪くなる。逆に、絞りの有効面積（絞りの開口面積）を大きくすることは、応答性を改善させるが、主ガバナの開弁動作が遅くなる上、静特性が悪くなる。このため、絞りの有効面積（絞りの開口面積）を大きくすることによる動特性の改善には限界がある。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パイロット式の整圧器において、良好な静特性を維持しつつ、動特性の改善を図ることにある。

ここに開示する技術は、前記の目的に鑑みて、主ガバナに駆動圧を供給する駆動圧供給機構に含まれる絞り部の絞りの特性を、一次圧と駆動圧との差圧に応じて変更可能に構成した。

具体的に、ここに開示する整圧器は、流体の供給路上に介設されかつ、前記流体を上流側の一次圧よりも低い二次圧に減圧して下流側に供給する主ガバナ、前記供給路における前記主ガバナの上流側に連通すると共に、前記主ガバナの圧力感知室に接続された一次側調整路と、前記供給路における前記主ガバナの下流側に連通すると共に、前記圧力感知室に接続された二次側調整路と、を含む調整路、前記一次側調整路上に介設された絞り部を含みかつ、前記絞り部の通過により前記一次圧が降下した駆動圧を前記圧力感知室に供給する駆動圧供給機構、前記二次側調整路上に設けられたパイロットガバナを含み、当該パイロットガバナが前記二次圧の高低に応じて前記調整路の流量を調整することを通じて前記駆動圧を変更することにより、前記主ガバナの作動を制御する制御機構、及び、前記駆動圧供給機構の圧力降下に係る絞り特性を変更する絞り特性変更手段、を備える。

そして、前記絞り特性変更手段は、前記一次圧と前記駆動圧との差圧が所定値以上のときには、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性にし、前記差圧が前記所定値よりも小さいときには、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性にするように構成されている。

ここで、絞り特性とは、流量の増大に伴い、絞りを通過後の圧力降下が大きくなる特性であるが、「流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性」とは、流量が増大しても圧力の降下度合いが比較的小さい特性であり、特に低流量側において、流量が増大しても圧力があまり低下しないことである。また、「流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性」とは、流量が増大したときに圧力が降下する度合いが比較的大きい特性であり、特に低流量側において、流量が増大したときに圧力が大きく低下することである。

この構成の整圧器は、供給路上の主ガバナの他に、調整路上に介設された絞り部及びパイロットガバナを備えたパイロット式の整圧器であると共に、絞り部を通過することによって一次圧が降下した駆動圧が主ガバナの圧力感知室に供給されるように構成されており、駆動圧が増大したときに一次側から二次側への流量を制限するアンローディング型に構成されている。つまり、パイロットガバナは、二次圧が高くなったときには調整路の流量を減少させて駆動圧を上昇させることにより、主ガバナの作動を制限、つまり供給路における一次側から二次側への流量を制限して二次圧を低下させる一方、二次圧が低くなったときには調整路の流量を増加させて駆動圧を低下させることにより、主ガバナを作動、つまり供給路における一次側から二次側への流量を増加して二次圧を上昇させる。そうして整圧器は、二次圧を、予め設定した設定圧で一定になるようにする。

この整圧器は、駆動圧供給機構の圧力降下に係る絞り特性を変更する手段を備えており、整圧器の通常使用時、換言すれば主ガバナが作動中で、一次圧と駆動圧との差圧が所定値以上のときには、絞り特性変更手段は、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性にする。この特性は、従来の整圧器における絞り特性と同等の特性とすればよい。

一方、絞り特性変更手段は、一次圧と駆動圧との差圧が所定値よりも小さいときには、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性にする。これは、例えば供給路の下流側に配置した開閉弁を閉弁状態から開弁状態へと切り替えて、供給路における流体の供給を開始する場合に対応し得る。つまり、供給路の下流側に配置した開閉弁が閉弁状態にあるときは、パイロットガバナが閉弁して調整路の流量がゼロになり、駆動圧が一次圧と実質的に等しくなって、主ガバナが非作動の状態（締切りの状態）になる。この状態から、供給路の下流側の開閉弁が開いて二次圧が低下することに伴い、パイロットガバナが開いて調整路の流量がゼロから増加し始める。このときに、前述したように、駆動圧供給機構の特性は、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性とされているため、駆動圧は、一次圧と実質的に等しい状態から素早く低下することになる。その結果、主ガバナが早期に作動し、供給路における流体の供給が速やかに開始される。つまり、供給路における流体の供給開始動作に対する主ガバナの作動開始の応答時間が短くなり、整圧器の動特性を改善し得る。

そうして駆動圧が低下して、主ガバナの作動が開始した後は、一次圧と駆動圧との差圧が所定値以上となり得るから、絞り特性変更手段は、駆動圧供給機構の絞り特性を、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性にする。そのことにより、整圧器の通常作動時には、静特性が悪化しない。

従って、前記の構成では、一次圧と駆動圧との差圧に応じて、駆動圧供給機構の圧力降下に係る特性を変更することにより、良好な静特性を維持しつつ、動特性を改善し得る。

前記絞り特性変更手段は、前記差圧が前記所定値以上のときには、前記絞り部の有効面積を第１面積にし、前記差圧が前記所定値よりも小さいときには、前記有効面積を、前記第１面積よりも小さい第２面積にするように構成されている、としてもよい。ここで、絞り部の有効面積は、例えば絞りの開口面積としてもよい。

つまり、前記絞り特性変更手段は、絞り部の有効面積を変えることにより絞り特性を変更するようにしてもよく、絞り部の有効面積を、第１面積よりも小さい第２面積にしたときには、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性になり得る。

前記一次側調整路は、並列に配置された第１路と第２路とを含んで構成され、前記絞り部は、前記第１路上に設けられかつ、所定の有効面積を有する第１絞りと、前記第２路上に設けられかつ、所定の有効面積を有する第２絞りと、を含んで構成され、前記絞り特性変更手段は、前記第２路上に介設されかつ、前記一次圧と駆動圧との差圧に応じて、当該差圧が前記所定値以上のときに開く一方、当該差圧が前記所定値よりも小さいときに閉じる切替弁を含んで構成されている、としてもよい。

つまり、一次圧と駆動圧との差圧が所定値以上のときに切替弁を開くことにより、並列に配置された第１路及び第２路の双方を流体が流れる。このことにより、駆動圧供給機構における絞り部の有効面積は、第１絞りの有効面積と第２絞りの有効面積とを合わせた面積となる。つまり、第１絞りの有効面積と第２絞りの有効面積との合計面積が、前述の第１面積に相当する。一方、差圧が所定値よりも低いときに切替弁を閉じることにより、第２路は流体が流れず、第１路のみ流体が流れる。このことにより、絞り部の有効面積は、第１絞りの有効面積と等しくなり、差圧が所定値以上のときと比べて、絞り部の有効面積は小さくなる。つまり、第１絞りの有効面積が、前述の第２面積に相当する。

前記切替弁は、前記一次圧が供給される第１室と前記駆動圧が供給される第２室との間を区画しかつ、前記一次圧と前記駆動圧との差圧に応じて変位するダイヤフラム、前記ダイヤフラムに結合された弁体、前記弁体によって開閉される前記第２絞り、及び、前記ダイヤフラムを、前記弁体の閉弁方向に、所定の付勢力で付勢するばねを含んで構成されている、としてもよい。

このように、一次圧と駆動圧との差圧に応じて機械的に作動する切替弁は、駆動圧供給機構の絞り特性を変更し得る絞り特性変更手段を、簡易に構成し得る。このとき、ばねの付勢力の調整によって、絞り特性の切り替えに係る差圧の所定値を設定し得る。

以上説明したように、前述した整圧器は、一次圧と駆動圧との差圧が所定値以上となる整圧器の通常使用時には、駆動圧供給機構の絞り特性を、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい特性にすることで、静特性を良好にし得る一方で、一次圧と駆動圧との差圧が所定値よりも小さくなる供給路における流体の供給を開始するような場合には、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性にすることで、駆動圧を、一次圧に等しい状態から素早く低下させて、主ガバナを早期に開弁し得るから、整圧器の動特性を改善し得る。また、その主ガバナの作動開始後に、一次圧と駆動圧との差圧が所定値以上となったときには、駆動圧供給機構の絞り特性が、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい特性に変更されて静特性が悪化しないから、良好な静特性を維持しつつ、高い動特性を達成する上で有利になる。

実施形態に係る整圧器の構成を示す図である。切替弁の構造を示す断面図である。切替弁の作動に伴う、絞り特性の変更を示す図である。絞り特性の切替の有無による、二次圧力の時間変化の相違を例示する図である。

以下、整圧器の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。図１は整圧器１の構成を概略的に示している。この整圧器１は、主ガバナ３、パイロットガバナ５及び絞り部を含んで構成されたパイロット式の整圧器１である。以下において、整圧器１の基本構成を先に説明し、その後、この整圧器１の特徴的な構成を説明する。

主ガバナ３は、例えばガスの供給路２上に介設される。主ガバナ３は、上流側（一次側）の供給路２１から供給されるガスの一次圧を減圧して、予め設定された設定圧（二次圧）のガスとして下流側（二次側）の供給路２２に供給する装置であり、二次側の流量変動に拘わらず、二次圧を設定圧に維持するように機能する。主ガバナ３は、供給路２の開度調整によって、その供給路２を流れるガスの流量を調整する弁体３１と、弁体３１が取り付けられかつ、主ガバナ３の筐体内を第１室３３と第２室３４とに区画するダイヤフラム３２と、第２室３４側に配置されて、ダイヤフラム３２を、弁体３１の開弁方向に付勢するばね３５と、を備えて構成されている。第１室３３には、後述する駆動圧Ｐｃが供給される一方、第２室３４は、この実施形態では大気に連通している。第１室３３は、圧力感知室に対応する。詳細は後述するが、この主ガバナ３は、駆動圧Ｐｃが上昇したときには、ばね３５の付勢力に抗してダイヤフラム３２が上方に変位し、それに伴い弁体３１が上方に、言い換えると閉弁方向に移動することで、供給路２を流れるガスの流量を制限する一方、駆動圧Ｐｃが低下したときには、ばね３５の付勢力によってダイヤフラム３２が下方に変位し、それに伴い弁体３１が下方に、言い換えると開弁方向に移動することで、供給路２を流れるガスの流量を増加するように作動する。つまり、このパイロット式の整圧器１は、アンローディング型に構成されている。ここで、主ガバナ３のばねの付勢力は、主ガバナ３が締切り可能（弁体３１が全閉）となるように、一次圧Ｐ１に応じて設定され、その締切り状態（非作動の状態）から作動を開始するには、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとのとの差圧が必要である。尚、主ガバナ３の第２室３４に二次圧を供給してもよい。

一次側の供給路２１に連通する一次側調整路４１と、二次側の供給路２２に連通する二次側調整路４２とを含む調整路４が、主ガバナ３をバイパスするように設けられている。一次側調整路４１と二次側調整路４２とは、合流した後に、主ガバナ３の第１室３３に接続されている。

パイロットガバナ５は、二次側調整路４２上に設けられている。このパイロットガバナ５は、公知の構成であり、その詳細な図示は省略するが、主ガバナ３と同様に、調整路４を流れるガスの流量を調整する弁体と、弁体が取り付けられたダイヤフラムと、ダイヤフラムを弁体の開弁方向に付勢するばねと、を備えて構成されている。パイロットガバナ５において、ダイヤフラムにより区画される第１室（図１における下側の室）には、二次圧Ｐ２が供給される一方、第２室（図１における上側の室であって、ばねが配設される側の室）は、大気に連通している。従って、このパイロットガバナ５は、二次圧Ｐ２が上昇したときには、ばねの付勢力に抗してダイヤフラムが上方に変位し、それに伴い弁体が上方に、言い換えると閉弁方向に移動する。このことで、詳細は後述するが、調整路４の流量を制限して駆動圧Ｐｃを高める。一方、二次圧Ｐ２が低下したときには、ばねの付勢力によってダイヤフラムが下方に変位し、それに伴い弁体が下方に、言い換えると開弁方向に移動することで、調整路４の流量を増加して駆動圧Ｐｃを下げる。このように、パイロットガバナ５及び二次側調整路４２は、二次圧Ｐ２の高低に応じて駆動圧Ｐｃを変更する機能を有し、主ガバナ３の作動を制御する制御機構を構成する。尚、パイロットガバナ５のばねの付勢力は、二次側の設定圧に応じて設定される。

一次側調整路４１の途中（より詳細には、一次側調整路４１の一部を構成する第１路４１１上）には、第１絞り４３が介設されている。これにより、第１絞り４３によって一次圧Ｐ１を降下させた駆動圧Ｐｃが主ガバナ３に供給される。二次側調整路４２は、一次側調整路４１における第１絞り４３よりも下流側で合流している。この構成により、前述したように、二次圧Ｐ２が上昇してパイロットガバナ５が閉弁方向に移動したときには、二次側調整路４２のガス流量の減少に伴い、一次側調整路４１のガス流量が減少するため、第１絞り４３を通過した後の駆動圧Ｐｃが相対的に高くなる。一方、二次圧Ｐ２が低下してパイロットガバナ５が開弁方向に移動したときには、二次側調整路４２のガス流量の増加に伴い、一次側調整路４１のガス流量が増加するため、第１絞り４３を通過した後の駆動圧Ｐｃが相対的に低くなる。従って、一次側調整路４１上の第１絞り４３は、一次圧Ｐ１を降下させて、主ガバナ３に駆動圧Ｐｃを供給する駆動圧供給機構として機能すると共に、この駆動圧供給機構を通じて主ガバナ３に供給される駆動圧Ｐｃは、前述した制御機構によって調整されることになる。

以上が、整圧器１の基本構成であり、この整圧器１は、通常の作動時は、以下のように動作する。つまり、二次圧Ｐ２が設定圧と実質的に同じときには、パイロットガバナ５において、二次圧Ｐ２とばねの付勢力とが釣り合って、パイロットガバナ５の弁体は所定開度で動かない。これにより、調整路４には一定量のガスが流れ、主ガバナ３に供給される駆動圧Ｐｃも一定となる。このため、主ガバナ３において、駆動圧Ｐｃとばね３５の付勢力とが釣り合って、主ガバナ３の弁体３１は動かず、供給路２では、一次側から二次側に一定量のガスが流れることになる。

これに対し、二次圧Ｐ２が設定圧よりも上昇したときには、パイロットガバナ５において、ばねの付勢力に抗して弁体が閉弁方向に移動する。これにより、調整路４を流れるガスの流量が減少して、主ガバナ３に供給される駆動圧Ｐｃは上昇する。このため、主ガバナ３においては、ばね３５の付勢力に抗して弁体３１が閉弁方向に移動をし、その結果、供給路２では一次側から二次側へのガスの流量が制限される。その結果、上昇した二次圧Ｐ２が設定圧に戻るようになる。

また、二次圧Ｐ２が設定圧よりも低下したときには、前記とは逆に、パイロットガバナ５において、ばねの付勢力によって弁体が開弁方向に移動する。これにより、調整路４を流れるガスの流量が増加して、主ガバナ３に供給される駆動圧Ｐｃは低下する。このため、主ガバナ３においては、ばね３５の付勢力によって弁体３１が開弁方向に移動をし、その結果として、供給路２では一次側から二次側へのガスの流量が増加する。その結果、低下した二次圧Ｐ２が設定圧に戻るようになる。

この整圧器１は、特徴的な構成として、駆動圧供給機構の圧力降下に係る絞り特性を変更する絞り特性変更手段を備えている。絞り特性変更手段は、第１絞り４３に対し並列に配置された切替弁６を含んで構成されている。すなわち、一次側調整路４１は、第１絞り４３が介設された第１路４１１と、この第１路４１１から分岐して第１路４１１に並列に設けられると共に、第１絞り４３の下流側で第１路４１１に合流する第２路４１２と、を含んで構成されており、切替弁６は、第２路４１２上に設けられている。

切替弁６は、図２に拡大して示すように、第２路４１２の上流側が接続される第１ポート６１と、第２路４１２の下流側が接続される第２ポート６２と、を備えている。第１ポート６１と第２ポート６２とをつなぐ連通路上には、第２絞り６６が設けられている。切替弁６はまた、その内部にダイヤフラム６５を有していて、ダイヤフラム６５は、切替弁６の内部空間を、下側の第１室６８と上側の第２室６９とに区画する。この内、第１室６８は、第１ポート６１に連通していて一次圧が供給される。一方、第２室６９には、第３ポート６３が連通しており、この第３ポート６３には、図１に示すように、第１路４１１及び第２路４１２の下流側の合流端から分岐した分岐路４５が接続される。これにより、第２室には駆動圧Ｐｃが供給されるようになり、切替弁６のダイヤフラム６５は、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとの差圧によって変位する。このダイヤフラム６５には、弁体６４が一体に取り付けられており、ダイヤフラム６５の変位に伴い弁体６４が移動する。切替弁６はまた、第２室６９に配設されて、ダイヤフラム６５を、弁体６４の閉弁方向に付勢するばね６７を備えている。従ってこの切替弁６は、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとの差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が、ばね６７の付勢力よりも大きいときには、ばね６７の付勢力に抗して、ダイヤフラム６５が上方に変位し、弁体６４が弁座から離れて、第２絞り６６が開いた状態になる一方、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとの差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が、ばね６７の付勢力と同じがそれよりも小さいときには、ばね６７の付勢力によって弁体６４が弁座に密着し、第２絞り６６が閉じた状態になる。

そうして、切替弁６が第２絞り６６を開いている状態では、第１路４１１と第２路４１２との双方をガスが流れるようになるため、駆動圧Ｐｃは、第１絞り４３及び第２絞り６６の双方の影響を受ける。つまり、駆動圧供給機構は、第１絞り４３と第２絞り６６とを含み、一次圧Ｐ１を降下させて駆動圧Ｐｃとする絞り部を有しており、この絞り部の有効面積は、第２絞り６６が開いているときには、第１絞り４３の有効面積（開口面積）と、第２絞り６６の有効面積（開口面積）との合計に相当する。一方、切替弁６が第２絞り６６を閉じている状態では、第２路４１２はガスが流れず、第１路４１１のみガスが流れるため、駆動圧Ｐｃは、第１絞り４３の影響のみを受ける。つまり、駆動圧供給機構の絞り部の有効面積は、第２絞り６６を閉じているときには、第１絞り４３の有効面積と等しくなり、その有効面積は相対的に縮小する。

前述したように、切替弁６は、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとの差圧（Ｐ１−Ｐｃ）に応じて、第２絞り６６の開閉を切り替えるように構成されており、ばね６７の付勢力の調整により、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値以上のときには、第２絞り６６を開ける一方、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値よりも小さいときには、第２絞り６６を閉じるように構成されている。ここで、主ガバナ３が作動している（弁体３１が開弁して、供給路２を通じてガスが供給されている）ような通常の作動状態は、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値以上のときに相当し、第２絞り６６が開いた状態になる。このため、駆動圧供給機構の絞り部の有効面積は、第１絞り４３の有効面積と、第２絞り６６の有効面積との合計になる。これは有効面積が相対的に大きいことに相当する。このときの絞り特性は、図３に、一点鎖線に連続する実線で示すように、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さくなるような特性である（第１＋第２絞りの特性）。ここで、第１絞り４３の有効面積、及び、第２絞り６６の有効面積はそれぞれ、それらの有効面積の合計で決定される絞り特性によって整圧器１の静特性が良好になるように、設定すればよい。

これに対し、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値よりも低くなる状態は、主ガバナ３が非作動のときになり得る。これは、例えば供給路２の下流側に設けた開閉弁２３を閉じているときであり、このときは、パイロットガバナ５の弁体が閉じて一次側調整路４１を流れるガスの流量が実質的にゼロになり、それにより、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとが等しくなって、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）がゼロになる。この状態から、開閉弁２３を開けて供給路２を通じたガスの供給を開始するときには、二次圧Ｐ２の低下と共にパイロットガバナ５の弁体が開いて、調整路４のガスの流量が増加し始めることになる。このときには差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値よりも低いため、切替弁６が第２絞り６６を閉じており、一次側調整路４１のガスは第１絞り４３のみを通ることになる。このため、前述したように、駆動圧供給機構の絞り部の有効面積は第１絞り４３の有効面積になり、これは有効面積が相対的に小さいことに相当する。従って、絞り特性は、図３に実線及びそれに連続する破線で示すように、特に低流量側において、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きくなる（第１絞りの特性）。従って、流量変化に対する駆動圧Ｐｃの変化が相対的に大きくなり、駆動圧Ｐｃが、一次圧Ｐ１と等しい状態から速やかに低下するようになる。

こうして駆動圧Ｐｃが速やかに低下することにより、主ガバナ３は早期に作動を開始して、供給路２におけるガス供給が早期に開始されるようになる。このように駆動圧供給機構における絞り部の有効面積を相対的に小さくすることによって、整圧器１の作動開始の応答性が高くなり、その動特性が改善する。例えば図４は、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値よりも低いときに切替弁６によって第２絞り６６を閉じて、第１絞り４３のみにする場合（絞り切替有）と、絞りの切替を行わずに、常時、第２絞り６６を開いた場合（絞り切替無）と、の場合で、開閉弁２３の開弁後の、二次圧Ｐ２の変化の例を示す図である。同図によると、第２絞り６６を常時、開いている「絞り切替無」では、主ガバナ３の作動の応答遅れに起因して、圧力変動の振幅が大きくなっているのに対し、第２絞り６６を当初閉じている「絞り切替有」では、主ガバナ３の作動の応答遅れの改善により圧力変動の振幅が小さくなり、安定性が向上していることがわかる。

また、駆動圧Ｐｃが低下することに伴い、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとの差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が大きくなって所定値以上になれば、切替弁６が作動して第２絞り６６が開けられるから、図３に示すように、絞り特性は、「第１絞りの特性」から、「第１＋第２絞りの特性」に切り替えられる（同図の実線参照）。

ここで、第１絞り４３の有効面積と、第２絞り６６の有効面積との比率は、絞り特性の切り替えがスムースになるように設定することが望ましく、例えば１：１に設定してもよい。

以上説明したように、ここに開示した整圧器１は、一次圧Ｐ１と駆動圧Ｐｃとの差圧（Ｐ１−Ｐｃ）に応じて、その差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値以上のときには、絞り部の有効面積を相対的に大きくして、つまり、［第１絞り４３の有効面積＋第２絞り６６の有効面積］にして、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性にすることで、通常使用時等における静特性を良好にすることが可能になる一方、差圧（Ｐ１−Ｐｃ）が所定値よりも小さいときには、絞り部の有効面積を相対的に小さくして、つまり、［第１絞り４３の有効面積］のみにして、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性にすることで、主ガバナ３の作動開始時の応答性を高めて、動特性を改善することが可能になる。

尚、ここに記載している整圧器１の構成は単なる例示であり、整圧器１を構成する各構成要素の構造や、それらの組み合わせ等は、ここに記載している以外の構造及び組み合わせであってもよい。

例えば、主ガバナの構造は、前述したような構造に限定されず、図示は省略するが、アキシャルフロー式を採用してもよい。

また、一次圧が高い場合には、一次側調整路４１における絞り４３よりも上流側に、補助ガバナを配置してもよい。

以上説明したように、ここに開示した整圧器は、良好な静特性を維持しつつ、動特性を改善し得るから、例えば都市ガス等の流体を供給する供給路上に設けられる整圧器として有用である。

１整圧器
２供給路
２１一次側の供給路
２２二次側の供給路
３主ガバナ
３３第１室（圧力感知室）
４調整路
４１一次側調整路
４１１第１路
４１２第２路
４２二次側調整路
４３第１絞り（絞り部）
５パイロットガバナ
６切替弁
６４弁体
６５ダイヤフラム
６６第２絞り（絞り部）
６７ばね
６８第１室
６９第２室

Claims

流体の供給路上に介設されかつ、前記流体を上流側の一次圧よりも低い二次圧に減圧して下流側に供給する主ガバナ、
前記供給路における前記主ガバナの上流側に連通すると共に、前記主ガバナの圧力感知室に接続された一次側調整路と、前記供給路における前記主ガバナの下流側に連通すると共に、前記圧力感知室に接続された二次側調整路と、を含む調整路、
前記一次側調整路上に介設された絞り部を含みかつ、前記絞り部の通過により前記一次圧が降下した駆動圧を前記圧力感知室に供給する駆動圧供給機構、
前記二次側調整路上に設けられたパイロットガバナを含み、当該パイロットガバナが前記二次圧の高低に応じて前記調整路の流量を調整することを通じて前記駆動圧を変更することにより、前記主ガバナの作動を制御する制御機構、及び、
前記駆動圧供給機構の圧力降下に係る絞り特性を変更する絞り特性変更手段、を備え、
前記一次側調整路は、並列に配置された第１路と第２路とを含んで構成され、
前記絞り部は、前記第１路上に設けられかつ、所定の有効面積を有する第１絞りと、前記第２路上に設けられかつ、所定の有効面積を有する第２絞りと、を含んで構成され、
前記絞り特性変更手段は、前記第２路上に介設されかつ、前記一次圧と駆動圧との差圧に応じて、当該差圧が所定値以上のときに開く一方、当該差圧が前記所定値よりも小さいときに閉じる切替弁を含んで構成され、それによって、前記差圧が前記所定値以上のときには、前記絞り部の有効面積を第１面積にして流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性にし、前記差圧が前記所定値よりも小さいときには、前記有効面積を、前記第１面積よりも小さい第２面積にして流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性にするように構成されている整圧器。
請求項１に記載の整圧器において、
前記切替弁は、
前記一次圧が供給される第１室と前記駆動圧が供給される第２室との間を区画しかつ、前記一次圧と前記駆動圧との差圧に応じて変位するダイヤフラム、
前記ダイヤフラムに結合された弁体、
前記弁体によって開閉される前記第２絞り、及び、
前記ダイヤフラムを、前記弁体の閉弁方向に、所定の付勢力で付勢するばねを含んで構成されている整圧器。
ガス流体の供給路上に介設されかつ、前記ガス流体を上流側の一次圧よりも低い二次圧に減圧して下流側に供給する主ガバナ、
前記供給路における前記主ガバナの上流側に連通すると共に、前記主ガバナの圧力感知室に接続された一次側調整路と、前記供給路における前記主ガバナの下流側に連通すると共に、前記圧力感知室に接続された二次側調整路と、を含む調整路、
前記一次側調整路上に介設された絞り部を含みかつ、前記絞り部の通過により前記一次圧が降下した駆動圧を前記圧力感知室に供給する駆動圧供給機構、
前記二次側調整路上に設けられたパイロットガバナを含み、当該パイロットガバナが前記二次圧の高低に応じて前記調整路の流量を調整することを通じて前記駆動圧を変更することにより、前記主ガバナの作動を制御する制御機構、及び、
前記駆動圧供給機構の圧力降下に係る絞り特性を変更する絞り特性変更手段、を備え、
前記絞り特性変更手段は、前記一次圧と前記駆動圧との差圧が所定値以上のときには、流量変化に対する圧力降下が相対的に小さい絞り特性にし、前記差圧が前記所定値よりも小さいときには、流量変化に対する圧力降下が相対的に大きい絞り特性にするように構成されている整圧器。
請求項３に記載の整圧器において、
前記絞り特性変更手段は、前記差圧が前記所定値以上のときには、前記絞り部の有効面積を第１面積にし、前記差圧が前記所定値よりも小さいときには、前記有効面積を、前記第１面積よりも小さい第２面積にするように構成されている整圧器。