JP6593967B2 - ガスボンベ用フローセレクタ付き減圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、ガスボンベのような加圧ガス貯蔵タンク用のタップ（元栓部）の分野に関する。当該タップは、遮断機能、減圧機能及び／またはフローセレクタ機能のような幾つかの機能を備えることができる。

公開された先行技術特許文献である欧州特許出願公開第２７９１４０９Ａ１号（特許文献１）には、減圧弁及びフローセレクタを備えたガスボンベタップが開示されている。フローセレクタの操作は、タップのガス出口に流体連通されたガス通路の前に較正部分の特定の孔を移動させるために円に沿って複数の較正孔が配置された円盤体を回転させるハンドホイルによって行われる。ハンドホイル内に圧力計が収容されており、ハンドホイルとともに回転しないようにタップ上に取り付けられている。実際に、圧力計は、ハンドホイルのより大きなシャフトと、減圧弁のピストンを貫通して延在する細いシャフトとによって支持されている。ピストンは、タップ本体内においてシートと協働する閉止要素を含む。圧力計を保持する細いシャフトは、シートの上流において高圧側と直接的に常に流体連通されるように、ピストンを貫通して閉止要素まで延在している。したがって、圧力計はガスボンベ内の圧力の情報を提供する。しかしながら、この構成は、タップの長手方向において幾分嵩張っている。圧力計はまた、減圧弁のピストンに機械的に接続されている。このことは、圧力計が減圧弁の機能を妨げる可能性が高いことを意味している。実際に、細いシャフトとハンドホイルのシャフトの案内面間の摩擦力は、圧力の調整のためにピストンに作用する力を妨げることになる。さらに、圧力計ハウジングとハンドホイルの内面との間における埃や粒子の存在が、そのような負の干渉を増大させることさえある。

公開された先行技術特許文献である米国特許第６，２８３，１４６Ｂ１号明細書（特許文献２）にも、減圧弁と、ハンドホイル内に収容された圧力計とを備えたガスボンベタップが開示されている。上記の教示と同様に、圧力計はハンドホイルと一緒に回動しない。しかし、このタップにはフローセレクタが含まれていない。ハンドホイルは、減圧弁の事前設定を調整する。圧力計は、ハンドホイルの回転可能なスリーブ内に螺合されたボルトによって適所に長手方向に保持されかつ案内部の溝に係合している圧力計ガイドを含む複雑な構成によって保持されている。さらに、減圧弁の非回転ばね固定部が、摺動するが回転しないように係合されている。圧力計は低圧側に流体連通されており、特許文献１で圧力計が入口において高圧側に接続されていたのとは対照的である。

欧州特許出願公開第２７９１４０９Ａ１号 米国特許第６，２８３，１４６Ｂ１号明細書

本発明は、技術的問題の解決のために、圧力計を収容する調節ハンドホイルを備えた、よりコンパクトかつ／またはよりシンプルなタップ構造を提供する。

本発明は、加圧ガスの圧力及び／または流量を調整する装置であって、ガス入口、ガス出口、及び該出口を入口に接続するガス通路を備えたボディと、減圧弁と、好適には、減圧弁の下流に配置されたフローセレクタと、ボディに回転可能に取り付けられかつ減圧弁及び／またはフローセレクタと協働する、圧力及び／または流量を調節するためのハンドホイルと、該ハンドホイルの中央に配置された圧力計とを含み、当該装置が、ボディから剛体的に延出しかつハンドホイルを回転可能に支承するシャフトをさらに含み、該シャフトが圧力計を支持するような装置に関する。

本発明の或る好適実施形態によれば、シャフトは、好適には螺合によって、ボディに強固に固定されている。

本発明の或る好適実施形態によれば、シャフトは、ボディ内のガス通路に流体連通されたガスチャンネルを含む。

本発明の或る好適実施形態によれば、シャフトの一端は圧力計のための支持部を含み、シャフトの他端はボディに対して動かないようにかつ気密に固定されており、他端は、好適には、ボディの雌ねじに嵌合する雄ねじを含む。

本発明の或る好適実施形態によれば、支持部はシャフトに対して垂直に延在し、該支持部は、シャフトと一体的に形成されており、かつ／または締め付け具に回転可能に係合するように構成された手段を含む。該手段は、多角形ナットに係合させるために幾つかの面を有する支持部の外面形状を含むことができる。当該手段はまた、支持部において、特定の工具の平行なピンに係合させるための少なくとも２つの平行な孔を含めることもできる。

本発明の或る好適実施形態によれば、シャフトはハンドホイルを貫通して延在し、圧力計はハンドホイルの中央かつ内部に配置されている。

本発明の或る好適実施形態によれば、装置は、シャフト上に回転可能に取り付けられたスリーブを含み、ハンドホイルは該スリーブに取り付けられている。

本発明の或る好適実施形態によれば、スリーブは、ハンドホイルから離れて位置するショルダ部分を含むかまたは該ショルダ部分に取り付けられており、スリーブは、シャフトによって支持されかつハンドホイルとショルダ部分との間においてボディのベアリング部分に取り囲まれている。

本発明の或る好適実施形態によれば、ボディのベアリング部分は、ボディの残りの部分に取り付けられた別体をなす部分であり、ベアリング部分は、好適には略平坦及び／または環状である。

本発明の或る好適実施形態によれば、スリーブ、ハンドホイル及びベアリング部分は、予め組み立てられたプレアセンブリとなり得るように構成されており、その場合、スリーブ内に挿入されたシャフトをボディに固定することができ、プレアセンブリを当該ボディに固定することができる。

本発明の或る好適実施形態によれば、ショルダ部分は、フローセレクタを形成する様々な断面の通路を備えた円盤部分を含む。

本発明の或る好適実施形態によれば、ボディのベアリング部分はガス出口を含み、該出口は、好適にはシャフトの長手方向を横切るように延在し、好適には該長手方向軸線に対して少なくとも実質的に垂直に延在している。

本発明の或る好適実施形態によれば、円盤部分は、ボディのベアリング部分の接触面と回転可能に接触しており、当該接触面は、孔及び該孔にガス出口を相互接続する上記部分内の通路を含む。

本発明の或る好適実施形態によれば、ハンドホイルは略カップ形状をなしており、該キャビティ内に圧力計が収容されている。

本発明の或る好適実施形態によれば、ボディは、実質的に、ガス入口を形成しかつガスボンベのネック部に係合するためのねじ山の付いた部分の長手方向軸線に沿って延在し、装置は、長手方向軸線に対して横方向に配置された減圧弁を含む。

本発明の或る好適実施形態によれば、減圧弁は、制限された流路を調整する可動要素を含み、該要素は、ボディの長手方向軸線を横切るような、好適には該長手方向軸線に対して実質的に垂直であるような軸線に沿って、並進運動可能である。

本発明の或る好適実施形態によれば、装置は、減圧弁の下流に配置されかつガス出口と減圧弁とを流体連通するフローセレクタを含む。

本発明の或る好適実施形態によれば、シャフトのガスチャンネルは、減圧弁の上流においてガス通路に流体連通されている。

本発明は、加圧ガス調整装置の本体の中央において圧力計を備えたハンドホイルに取り付けるためのシンプルでかつコスト効率の良い構造を提供する点において特に興味深い。

本発明に従う加圧ガスの圧力及び流量を調整する装置の断面図である。

図１は、減圧弁及びフローセレクタを備えたガスボンベ用の装置の断面図である。しかしながら、本図には、フローセレクタと、該セレクタを調節するためのハンドホイルと、該ハンドホイル内に収容された圧力計とを含む装置の一部分しか示されていない。

装置２は、ガス入口６と、ガス出口８と、該出口を入口に接続するガス通路１０^１、１０^２及び１０^３とを備えたボディを含む。装置２は、図面に概略的に示されている減圧弁１２を含む。減圧弁は、それ自体は当業者に公知であるので、さらに詳述する必要はない。減圧弁１２の出口は、ガス通路部分１０^３を通ってフローセレクタ１４に流体連通されている。入口は、ガス通路部分１０^４によって、シャフト１６に取り付けられた圧力計２０に直接接続されている。シャフトは、減圧弁１２の上流の部分において、圧力計をガス通路に連通させるために、その長手方向軸線に沿って当該シャフトを貫通して延在するガスチャンネル１８を含む。このことは、圧力計が入口における圧力、すなわちガスボンベ内の圧力を示すことを意味している。

バルブボディ４は、本体部分４^１と、ベアリング部分４^２とを含む。シャフト１６は、例えば螺合及び気密係合によって、本体部分４^１に強固に取り付けられている。安定的かつ強固な取付けを提供するために、シャフトは、本体４^１の対応するボア内に係合される縮径部を有する自由端部分１６^１と、自由端１６^１から離れて位置する雄ねじ部分１６^２とを含むことができる。

スリーブ２４が、シャフト１６によって支持されるように該シャフトの外面の一部に沿って延在している。スリーブ２４は、減圧弁１２の下流において流量選択チャンバ２８内に配置された円盤形状をなすショルダ部分３２を含む。このチャンバ２８は、接合部３０によって気密にボディ４のベアリング部分４^２によって閉じられた本体４^１のキャビティ内に形成されている。円盤部分３２は、一連の較正孔または開口３２^１〜３２^ｎ（ここで、ｎは２以上の整数である）を含む。これらの孔または開口は、好適には互いに異なる流部を有し、かつボディのベアリング部分４^２に形成された孔３４の前に選択的に配置されるように構成されており、それによって出口８へのガスの流量を制限する。代わりに、または補足的に、孔または開口のうちの幾つかが孔３４の前にくるように孔または開口の数及び位置を選定することができ、流部及びガス流量は、孔３４の前における孔または開口の数によって変化する。

ボディ４のベアリング部分４^２に形成された孔３４は、出口８を孔３４に流体連通させるガス通路１０^３と直接流体連通している。円盤部分３２との気密接続を提供するために、孔３４に形成されたハウジング内にＯリングの如き密閉手段を配置することができる。同様に、Ｏリング２６の如き密閉手段が、スリーブ２４の内面とシャフト１６の外面との間に配置される。例えば、Ｏリング２６はシャフトの外面に形成された円形溝に配置され、かつスリーブ２４の内面に接触している。

ボディ４のベアリング部分４^２は、スリーブ２４を取り囲むボアを含む。ボアの表面の円形溝にはＯリング２７が配置され、Ｏリング２７はスリーブの外面に接触している。これによって、チャンバ２８の気密アセンブリが提供される。

スリーブ２４に対して、より具体的には、スリーブ２４の、円盤形状をなすショルダ３２から離れて位置する、ボディ４のベアリング部分４^２から延出している部分において、ハンドホイル２２が取り付けられる。その目的のために、スリーブ２４は、ハンドホイルの底部部分２２^１を受容するショルダ部分を含むことができ、底部部分２２^１は、圧着されるナットまたはリングによって、ショルダ部分に固定されている。ハンドホイルとスリーブとの相対的な回転を防止する手段は、当然見込まれる（しかし断面図には図示せず）。

ハンドホイル２２は、好適には、底壁２２^１と、略外向きに広がった円形壁２２^２と、外部リム２２^３とを有するカップ形状をなしている。ハンドホイル２２は、それによって、圧力計２０を収容するキャビティ２２^４を形成する。圧力計２０は、シャフト１６の前面または前壁１６^３によって支持される。圧力計は、図のようなブルドン管を備えた機械式のものや、例えばデジタル式のような任意の他の圧力計であってよい。圧力計２０は、ハンドホイル２２のキャビティ２２^４内に完全に収容されるのが好ましい。ハンドホイル２２は、キャビティ２２^４を覆うように延在しかつ圧力計を保護する透明カバー２２^５を含むことができる。

回転操作時には、所望のガス流量を選択するためにハンドホイルがその回転運動をスリーブ２４及び円盤部分３２に伝えるのに対して、圧力計は静止したままで入口圧力すなわち貯蔵タンク内の圧力を示している。

上記の詳細な構造は、その組立てに関して特に興味深い。実際にスリーブ２４をボディ４のベアリング部分４^２内に挿入することができ、その後スリーブ２４にハンドホイル２２を取り付け、それによってプレアセンブリを提供することができる。当該プレアセンブリのスリーブ内にシャフト１６を挿入することができる。シャフトの突出自由端を有するプレアセンブリを、本体４^１に対して、該本体の対応するボアの方向へ近づけることができる。したがって、シャフト１６の自由端は、案内手段として機能し、その後、例えば螺合によって、ボディに固定することができる。その後、ボディ４のベアリング部分４^２を、例えば螺合手段（図１の断面図には図示せず）によって、本体４^１に固定することができる。

上記の構造では、ボディは、ガスボンベのネック部に係合するためのねじ込み式ポートを入口６に含むことが好ましい。したがって、ボディ４は、ねじ込み式ポートの軸線に沿って実質的に長手方向に延在することができる。この軸線は、ガス通路１０^１及び１０^４の略図に対応するかまたは実質的に平行であり得る。図面に見られるように、フローセレクタ１４はこのとき長手方向軸線に対して横方向に配置されている。シャフト１６の軸は、実際には、長手方向軸線に対して３０〜６０°の角度をなして傾斜している。減圧弁１２は、概略的にしか示されていないが、横方向に、好適にはフローセレクタ１４に占有されていない長手方向軸線の周りの場所に配置することもできる。減圧弁１２は、遮断装置の位置を制御しかつ該装置の下流において低圧チャンバの境界を定めるピストンの如き可動要素を含むことができる。そのような構造は、それ自体は当業者に公知である。この要素は、調整装置の長手方向軸線を横切る方向または該長手方向軸線に対して略垂直ですらある方向に沿って並進運動可能であるように配置することができる。このことは、シャフトを入口に対して、例えば調整装置の長手方向軸線と同心をなし得る実質的に中央通路１０^４に対して容易に流体連通させることができるという利点を提供する。

上記のハンドホイル構造は、既にフローセレクタに関連して具体的に説明されている。しかしながら、減圧弁の事前設定及び調整に適用することもできる。実際には、スリーブに取り付けられた、またはスリーブにより形成されたショルダ部分は、実際に、例えばねじ係合により、減圧弁のバネの予張力を変更することができる。

Claims (18)

1. 加圧ガスの圧力及び／または流量を調整する装置（２）であって、
   ガス入口（６）、ガス出口（８）、及び該出口（８）を前記入口（６）に接続するガス通路（１０^１，１０^２，１０^３）を備えたボディ（４）と、
   減圧弁（１２）及び該減圧弁（１２）の下流に配置されたフローセレクタ（１４）と、
   前記ボディ（４）に回転可能に取り付けられかつ前記減圧弁（１２）及び／または前記フローセレクタ（１４）と協働する、前記圧力及び／または流量を調節するためのハンドホイル（２２）と、
   前記ハンドホイル（２２）の中央に配置された圧力計（２０）とを含み、
   当該装置が、前記ボディ（４）から剛体的に延出しかつ前記ハンドホイル（２２）を回転可能に支承するシャフト（１６）をさらに含み、該シャフト（１６）が前記圧力計（２０）を支持するように構成されていることを特徴とする装置（２）。
2. 前記シャフト（１６）が、好適には螺合によって、前記ボディ（４）に強固に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（２）。
3. 前記シャフト（１６）が、前記ボディ（４）内の前記ガス通路（１０^１）に流体連通されたガスチャンネル（１８）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の装置（２）。
4. 前記シャフト（１６）の一端が、前記圧力計（２０）のための支持部（１６^３）を含み、前記シャフト（１６）の他端（１６^１，１６^２）が、前記ボディ（４）に対して動かないようにかつ気密に固定されており、前記他端が、好適には、前記ボディ（４）の雌ねじに嵌合する雄ねじ（１６^２）を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置（２）。
5. 前記支持部（１６^３）が前記シャフト（１６）に対して垂直に延在し、前記支持部が、好適には前記シャフトと一体的に形成されており、かつ／または締め付け具に回転可能に係合するように構成された手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置（２）。
6. 前記シャフト（１６）が前記ハンドホイル（２２）を貫通して延在し、前記圧力計（２０）が、前記ハンドホイル（２２）の中央かつ内部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置（２）。
7. 当該装置が、前記シャフト（１６）上に回転可能に取り付けられたスリーブ（２４）を含み、前記ハンドホイル（２２）が、前記スリーブ（２４）に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置（２）。
8. 前記スリーブ（２４）が、前記ハンドホイル（２２）から離れて位置するショルダ部分（３２）を含むかまたは該ショルダ部分（３２）に取り付けられており、前記スリーブ（２４）が、前記シャフト（１６）によって支持されかつ前記ハンドホイル（２２）と前記ショルダ部分（３２）との間において前記ボディ（４）のベアリング部分（４^２）に取り囲まれていることを特徴とする請求項７に記載の装置（２）。
9. 前記ボディ（４）の前記ベアリング部分（４^２）が、前記ボディの残りの部分（４^１）に取り付けられた別体をなす部分であり、前記ベアリング部分（４^２）が、好適には略平坦及び／または環状であることを特徴とする請求項８に記載の装置（２）。
10. 前記スリーブ（２４）、前記ハンドホイル（２２）及び前記ベアリング部分（４^２）が、予め組み立てられたプレアセンブリとなり得るように構成されており、その場合、前記スリーブ（２４）内に挿入された前記シャフト（１６）を前記ボディ（４）に固定することができ、前記プレアセンブリを前記ボディに固定することができるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の装置（２）。
11. 前記ショルダ部分が、前記フローセレクタ（１４）を形成する様々な断面の通路（３２^１，３２^ｎ）を備えた円盤部分（３２）を含むことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の装置（２）。
12. 前記ボディ（４）の前記ベアリング部分（４^２）が前記ガス出口（８）を含み、該出口が、好適には前記シャフト（１６）の長手方向を横切るように延在し、好適には前記長手方向軸線に対して少なくとも実質的に垂直に延在していることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の装置（２）。
13. 前記円盤部分（３２）が、前記ボディ（４）の前記ベアリング部分（４^２）の接触面と回転可能に接触しており、前記接触面が、孔（３４）及び該孔（３４）に前記ガス出口（８）を相互接続する前記部分内の通路（１０^３）を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置（２）。
14. 前記ハンドホイル（２２）が、キャビティ（２２^４）を有する略カップ形状をなしており、該キャビティ（２２^４）内に前記圧力計（２０）が収容されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の装置（２）。
15. 前記ボディ（４）が、実質的に、前記ガス入口（６）を形成しかつガスボンベのネック部に係合するためのねじ山の付いた部分の長手方向軸線に沿って延在し、当該装置が、前記長手方向軸線に対して横方向に配置された減圧弁（１２）を含むことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の装置（２）。
16. 前記減圧弁（１２）が、制限された流路を調整する可動要素を含み、該要素が、前記ボディの長手方向軸線を横切るような、好適には前記長手方向軸線に対して実質的に垂直であるような軸線に沿って、並進運動可能であることを特徴とする請求項１５に記載の装置（２）。
17. 当該装置が、前記減圧弁（１２）の下流に配置されかつ前記ガス出口（８）と前記減圧弁（１２）とを流体連通するフローセレクタ（１４）を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の装置（２）。
18. 前記シャフト（１６）の前記ガスチャンネル（１８）が、前記減圧弁（１２）の上流において前記ガス通路（１０^１）に流体連通されていることを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置（２）。

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