JP6741415B2 - 圧力調整器 - Google Patents

Description

本発明は、圧力調整器に関する。

従来の圧力調整器として、例えば、特許文献１には、調整器本体内に配設された圧力調整室と大気圧室とを区画形成するダイヤフラムの動きによって調整弁の開き量を調整することで圧力調整室内のガス圧を設定範囲内に保つダイヤフラム式圧力調整器が開示されている。

特開２０１２−２３８１９６号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のダイヤフラム式圧力調整器は、例えば、圧力の安定化の点で更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、圧力を安定化することができる圧力調整器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る圧力調整器は、ガスが流入する入口部と流入口を介して連通すると共に、前記流入口から流入した前記ガスが流出する出口部と連通する減圧室と、前記流入口の前記減圧室側に設けられ前記流入口を閉止する閉止位置と前記流入口から前記減圧室側に離間した開放位置との間で移動可能である弁体と、前記減圧室内の前記ガスの圧力に応じて前記弁体を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させることで前記流入口の開度を調整し当該減圧室内の前記ガスの圧力を調圧する調圧機構と、前記弁体に対して前記入口部内の前記ガスの圧力である入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った前記出口部内の前記ガスの圧力である出口圧力の変動を抑制する入口圧力相殺機構とを備え、前記調圧機構は、前記減圧室に面して設けられ前記減圧室内の前記ガスの圧力変化に応じて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを前記減圧室側に付勢する調圧弾性体と、前記ダイヤフラムと前記弁体とを連結し前記ダイヤフラムの変位に応じて前記弁体を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる連結部材とを有し、前記入口圧力相殺機構は、前記入口圧力が相対的に大きくなるほど前記調圧弾性体によって前記ダイヤフラムに付加する荷重を相対的に小さくし、前記入口圧力が相対的に小さくなるほど前記調圧弾性体によって前記ダイヤフラムに付加する荷重を相対的に大きくし、前記調圧弾性体を前記ダイヤフラム側に押圧可能である押圧部材と、前記押圧部材を前記調圧弾性体側に付勢する相殺弾性体と、前記入口部と連通し当該入口部内の前記ガスが導入され、当該導入された前記ガスの圧力によって前記押圧部材を前記相殺弾性体による付勢の方向とは反対方向に押圧する相殺気圧室とを有することを特徴とする。

また、上記圧力調整器では、前記入口圧力相殺機構は、前記弁体に対して前記入口圧力に応じた力を前記減圧室側から作用させて前記入口圧力の変動を相殺するものとすることができる。

また、上記圧力調整器では、前記入口圧力相殺機構は、前記入口圧力が相対的に大きくなるほど前記弁体に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に大きくなり、当該入口圧力が相対的に小さくなるほど前記弁体に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に小さくなるものとすることができる。

本発明に係る圧力調整器は、入口圧力相殺機構によって、入口部と減圧室とを連通する流入口を開閉する弁体に対して入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った出口圧力の変動を抑制することから、圧力を安定化することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。 図２は、実施形態１に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。 図３は、実施形態１に係る圧力調整器の性能曲線を表す線図である。 図４は、実施形態２に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。 図５は、変形例に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１、図２は、実施形態１に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。図１は、入口が低い圧力である状態を表し、図２は、入口が高い圧力である状態を表している。図３は、実施形態１に係る圧力調整器の性能曲線を表す線図である。

図１、図２に示す圧力調整器１は、ガス容器１００の中の高い圧力のガスをガス使用機器１０２の使用に適した低い圧力に減圧して供給するためのガス供給機器であり、ガスの圧力の変動を抑えて安定したガス供給を実現するためのものである。圧力調整器１は、入口側に高圧のガスを貯留するボンベ等のガス容器１００が接続され、出口側にガスを燃焼する燃焼器（コンロ）等のガス使用機器１０２が接続される。

圧力調整器１は、ハウジング２と、入口部３と、出口部４と、減圧室５と、ノズル部６と、弁体７と、調圧機構８とを備える。本実施形態の圧力調整器１は、一例として、プロパンガス等を主成分としたＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ：液化石油ガス）を調圧する単段式調整器であるものとして説明するがこれに限られない。

ハウジング２は、圧力調整器１を構成する各部が設けられる外殻部材である。ここでは、ハウジング２は、第１ボディー２１と、第２ボディー２２と、キャップ２３とを含んで構成される。ハウジング２は、第１ボディー２１とキャップ２３との間に第２ボディー２２が位置する位置関係で、第１ボディー２１、第２ボディー２２、及び、キャップ２３がボルト等によって相互に締結され一体化される。ハウジング２は、内部が中空状に形成され、当該中空状の内部に各種の機能を有する空間部が区画される。ハウジング２は、第１ボディー２１と第２ボディー２２とによって略円柱状の第１空間部２４が区画され、第２ボディー２２とキャップ２３とによって略円柱状の第２空間部２５が区画される。第１空間部２４は、減圧室５、調圧機構８等が設けられる空間部であり、相対的に大径の空間部として形成される。第２空間部２５は、後述する入口圧力相殺機構９等が設けられる空間部であり、相対的に小径の空間部として形成される。また、ハウジング２は、第２ボディー２２の内部に略円柱形状の連通空間部２６が形成される。連通空間部２６は、第１空間部２４と第２空間部２５との間に位置し当該第１空間部２４と当該第２空間部２５とを連通する空間部である。連通空間部２６は、第２空間部２５より小径の空間部として形成される。第１空間部２４と第２空間部２５と連通空間部２６とは、ほぼ同軸上に形成され、すなわち、略円柱状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように形成される。

入口部３は、ガスが流入する入口空間部であり、ここでは、第１ボディー２１に形成される。入口部３は、中心軸線Ｘと交差する方向（ここでは直交する方向）に沿って略円柱状の空間部として形成される。入口部３は、一端部が第１ボディー２１の外側に開口し、当該開口側に種々の配管、インレットパイプ１０３等を介してガス容器１００が接続され、他端部が後述の減圧室５に接続される。入口部３は、種々の配管、インレットパイプ１０３等を介してガス容器１００に貯留されたガスが流入する。

出口部４は、入口部３から流入したガスが流出する出口空間部であり、ここでは、第１ボディー２１に形成される。出口部４は、中心軸線Ｘと交差する方向（ここでは直交する方向）に沿って略円柱状の空間部として形成される。出口部４は、中心軸線Ｘと直交する方向に沿って入口部３と対向し、当該入口部３と同軸で形成される。出口部４は、一端部が第１ボディー２１の外側に開口し、当該開口側に種々の配管等を介してガス使用機器１０２が接続され、他端部に後述の減圧室５が接続される。出口部４は、第１ボディー２１において入口部３の開口とは反対側に開口する。出口部４は、後述の減圧室５で減圧されたガスを種々の配管等を介してガス使用機器１０２側に流出させる。

減圧室５は、入口部３と出口部４との間に設けられ、当該入口部３、及び、当該出口部４と連通する調圧空間部である。減圧室５は、入口部３から流入したガスを後述する調圧機構８の作用によって減圧して出口部４から排出可能である。減圧室５は、第１ボディー２１の内部に略円柱状の空間部として形成され、上述の第１空間部２４の一部を構成する。減圧室５は、中心軸線Ｘに沿った方向（以下、「軸方向」という場合がある。）の一方側が閉塞し、他方側が開口している。減圧室５は、閉塞側の端部に入口部３と出口部４とが連通される。

ノズル部６は、入口部３と減圧室５との接続部分に設けられる。ノズル部６は、減圧室５内に設けられる。ノズル部６は、略円筒状に形成された部材であり、減圧室５内に入口部３、出口部４と同軸で設けられる。ノズル部６は、入口部３に位置する入口側円筒部６１と、出口部４に位置する出口側円筒部６２とを含み、これらが一体で形成される。ノズル部６は、入口側円筒部６１の内径、外径が相対的に小さく形成され、出口側円筒部６２の内径、外径が相対的に大きく形成される。ノズル部６は、入口側円筒部６１の外周面にリング状のシール部材６３が装着され、シール部材６３によって第１ボディー２１において入口部３を形成する壁面の内周面と当該入口側円筒部６１の外周面との間を密閉し、入口部３側の高圧側空間部と減圧室５側の低圧側空間部とを気密に区画する。入口側円筒部６１は、中心の中空部が入口部３と減圧室５とを接続する流入通路６４として形成される。出口側円筒部６２は、中心の中空部が後述の弁体７等を開閉動作可能に収容する弁空間部６５として形成される。当該弁空間部６５は、減圧室５に属する空間部である。流入通路６４は、弁空間部６５側、言い換えれば、減圧室５側が当該減圧室５に開口し流入口６６を形成する。つまり、減圧室５は、このノズル部６の流入口６６を介して入口部３と連通する。そして、ノズル部６は、入口側円筒部６１の弁空間部６５側、言い換えれば、減圧室５側の端面において、流入口６６の周りに弁座６７が形成される。

弁体７は、流入口６６の減圧室５側に設けられる。ここでは、弁体７は、減圧室５の一部を構成する弁空間部６５内において、弁座６７と対向し接触可能な位置に設けられる。弁体７は、閉止位置と開放位置との間で移動可能である。閉止位置とは、当該弁体７が弁座６７と当接し流入口６６を閉止する位置である。開放位置とは、当該弁体７が弁座６７から離れ、流入口６６から減圧室５（弁空間部６５）側に離間した位置である。弁体７は、後述する調圧機構８に支持され、ノズル部６の中心軸線に沿って、閉止位置と開放位置とに移動可能である。弁体７は、閉止位置と開放位置との間で移動することで、流入口６６の開度（以下、「弁開度」という場合がある。）を調整可能である。弁体７は、後述する調圧機構８によって減圧室５内のガスの圧力に応じて弁開度が調整され、これにより、調圧弁として機能する。

調圧機構８は、減圧室５内のガスの圧力に応じて弁体７を閉止位置と開放位置との間で移動させることで流入口６６の開度を調整し当該減圧室５内のガスの圧力を調圧する弁駆動機構である。調圧機構８は、第１空間部２４内に設けられる。本実施形態の調圧機構８は、大気圧室８１と、ダイヤフラム８２と、作動桿８３と、レバー８４と、ピストン８５と、調圧弾性体としての調整スプリング８６と、支持板８７と、保持部材８８とを含んで構成される。

大気圧室８１は、大気圧が導入される大気開放空間部である。大気圧室８１は、第２ボディー２２の内部に略円柱状の空間部として形成され、上述の第１空間部２４の一部を構成する。大気圧室８１は、軸方向の一方側が開口し当該開口がダイヤフラム８２を隔てて減圧室５の開口と対向し、他方側が連通空間部２６を介して第２空間部２５と連通される。大気圧室８１は、第２ボディー２２に形成され外部に開口する大気開放口８１ａを介して大気に開放されており、当該大気開放口８１ａを介して内部に大気圧が導入される。

ダイヤフラム８２は、減圧室５に面して設けられ減圧室５内のガスの圧力変化に応じて変位するものである。ダイヤフラム８２は、円環板状に形成され、外周側の縁部が第１ボディー２１と第２ボディー２２との間に挟持され保持される。ダイヤフラム８２は、減圧室５と大気圧室８１とを区画する隔壁として機能する。これにより、第１ボディー２１と第２ボディー２２とによって区画された第１空間部２４は、ダイヤフラム８２を挟んで第１ボディー２１側に減圧室５が区画され、第２ボディー２２側に大気圧室８１が区画される。ダイヤフラム８２は、減圧室５内の圧力（ガスの圧力）に応じて変形し、すなわち、減圧室５内の圧力変化に応じて変形し軸方向に変位する。ダイヤフラム８２は、作動桿８３、レバー８４、ピストン８５等を介して弁体７と連結される。

作動桿８３、レバー８４、及び、ピストン８５は、ダイヤフラム８２と弁体７とを連結しダイヤフラム８２の変位に応じて弁体７を開放位置との間で移動させる連結部材として機能する。第１連結部材である作動桿８３は、ダイヤフラム８２の中央部に軸方向に沿ってダイヤフラム８２を貫通して連結される。第２連結部材であるレバー８４は、湾曲したアーム状の部材であり、一端側に作動桿８３の減圧室５側の端部が相対回転可能に連結され、他端側にピストン８５が相対回転可能に連結される。また、レバー８４は、作動桿８３との連結部分とピストン８５との連結部分との間であってピストン８５との連結部分と隣接する部位がレバー支持軸８４ａを回動中心として回動可能に支持される。レバー支持軸８４ａは、第１ボディー２１の壁面に固定されている。ピストン８５は、略円柱状に形成され、上述のように一端側にレバー８４が連結され、他端側（流入口６６側）に上述の弁体７が固定される。ピストン８５は、出口側円筒部６２の内周側の弁空間部６５内に配置され、ノズル部６の中心軸線に沿って、弁体７と共に移動可能である。レバー８４は、出口側円筒部６２に形成された貫通孔６２ａを介して出口側円筒部６２の壁部を貫通し作動桿８３とピストン８５とを連結する。作動桿８３、レバー８４、及び、ピストン８５は、ダイヤフラム８２の変位に伴った作動桿８３の軸方向に沿った直線運動を、レバー８４の回動の作用によって、ノズル部６の中心軸線に沿ったピストン８５の直線運動に変換する運動方向変換機構（リンク機構）を構成する。

調整スプリング８６は、ダイヤフラム８２を減圧室５側に付勢する弾性体である。調整スプリング８６は、例えば、圧縮コイルバネによって構成され、大気圧室８１内に設けられる。ここでは、調整スプリング８６は、大気圧室８１内に設けられた支持板８７と保持部材８８との間に保持される。調整スプリング８６は、ダイヤフラム８２と同軸上に設けられ、すなわち、略円筒状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように設けられる。

支持板８７は、円環板状に形成され、ダイヤフラム８２の大気圧室８１側の面に固定される。支持板８７は、ダイヤフラム８２と同軸上に設けられ、すなわち、略円筒状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように設けられる。支持板８７は、ダイヤフラム８２とは反対側の面、すなわち、大気圧室８１側の面に円環状の支持突起部８７ａが形成されている。支持板８７は、この支持突起部８７ａの内側に調整スプリング８６の軸方向の一方の端部を支持する。

保持部材８８は、ダイヤフラム８２との間に調整スプリング８６を保持する部材である。保持部材８８は、円板状に形成され、大気圧室８１内に設けられる。保持部材８８は、ダイヤフラム８２、支持板８７と同軸上に設けられ、すなわち、略円筒状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように設けられる。保持部材８８は、大気圧室８１内において、調整スプリング８６の軸方向の他方の端部に当接して設けられ、ダイヤフラム８２に固定された支持板８７との間に調整スプリング８６を保持する。

なお、上述した作動桿８３は、大気圧室８１内に設けられた圧縮コイルバネ８９と協動して安全弁としても機能する。安全弁としての作動桿８３は、減圧室５内のガスの圧力が規定圧力になった場合に、ガスの一部を大気に放出して一定以下の圧力に保つ。

上記のように構成される圧力調整器１は、調圧機構８の作用によって、減圧室５内のガスの圧力に応じて弁体７を閉止位置と開放位置との間で移動させることで流入口６６の開度を調整し当該減圧室５内のガスの圧力を調圧する。圧力調整器１は、減圧室５内のガスの圧力が変化することで、大気圧室８１内の調整スプリング８６による付勢力との関係でダイヤフラム８２が軸方向に撓みつつ変位し、この変位に伴って作動桿８３、レバー８４を介してピストン８５が弁体７と共に移動し流入口６６を開閉させる。これにより、圧力調整器１は、減圧室５内の圧力が所定の圧力範囲内に保たれる。

より詳細には、圧力調整器１は、まず、ガス容器１００のバルブが開かれると、ガス容器１００からの高圧ガスが入口部３、流入口６６を介して減圧室５に流入する。このとき、圧力調整器１は、ガス使用機器１０２でのガスの使用が開始されておらず、出口部４の下流側でガスの流通が遮断されていると、減圧室５内のガスの圧力が上昇する。そして、圧力調整器１は、減圧室５内のガスの圧力が上昇すると、ダイヤフラム８２を減圧室５側に押圧している調整スプリング８６の付勢力に打ち勝って、ダイヤフラム８２が軸方向に沿って大気圧室８１側に突出する方向に変位する。そして、圧力調整器１は、ダイヤフラム８２に連結されている作動桿８３、レバー８４の作用によって、このダイヤフラム８２の大気圧室８１側への変位に伴ってピストン８５が弁体７と共に流入口６６、弁座６７に接近する側、すなわち、閉止位置側に移動する。これにより、圧力調整器１は、弁体７の弁開度が減少し、最終的に弁体７が弁座６７と当接し流入口６６を閉止する。この結果、圧力調整器１は、減圧室５へのガスの流入が停止され、減圧室５の圧力がこれ以上に上昇しない状態となる。このときの減圧室５内のガスの圧力を「閉塞圧力」という場合がある。

圧力調整器１は、ガス使用機器１０２でのガスの使用が開始され、減圧室５内のガスの出口部４を介した流出が開始されガスの流出量が増加すると、減圧室５内の圧力が相対的に低下する。そして、圧力調整器１は、減圧室５内の圧力に応じて、ダイヤフラム８２が軸方向に沿って減圧室５側に突出する方向に変位する。そして、圧力調整器１は、このダイヤフラム８２の減圧室５側への変位に伴って作動桿８３、レバー８４の作用によって、ピストン８５が弁体７と共に流入口６６、弁座６７から離間する側、すなわち、開放位置側に移動し、弁体７の弁開度が増加する。これにより、圧力調整器１は、入口部３から流入口６６を介して減圧室５内に流入する高圧のガスの流入量が増加し、減圧室５内の圧力が上昇する。

また、圧力調整器１は、例えば、ガス使用機器１０２でのガスの使用が減少し、減圧室５内のガスの流出量が減少すると、減圧室５内の圧力が相対的に上昇する。そして、圧力調整器１は、減圧室５内の圧力に応じて、ダイヤフラム８２が軸方向に沿って大気圧室８１側に突出する方向に変位する。そして、圧力調整器１は、このダイヤフラム８２の大気圧室８１側への変位に伴って作動桿８３、レバー８４の作用によって、ピストン８５が弁体７と共に流入口６６、弁座６７に接近する側、すなわち、閉止位置側に移動し、弁体７の弁開度が減少する。これにより、圧力調整器１は、入口部３から流入口６６を介して減圧室５内に流入する高圧のガスの流入量が減少し、減圧室５内の圧力が低下する。

このように、圧力調整器１は、減圧室５に対するガスの流出入に応じた減圧室５内のガスの圧力変化に伴ってダイヤフラム８２が変位し、このダイヤフラム８２の変位に応じて弁体７の弁開度が調整される構造となっている。そして、圧力調整器１は、調整スプリング８６の付勢力によってダイヤフラム８２を減圧室５側に押圧する力と、減圧室５内のガスの圧力によってダイヤフラム８２を大気圧室８１側に押圧する力とが同等となる状態で、弁体７の弁開度が定まる。これにより、圧力調整器１は、入口部３のガスの圧力である入口圧力の高低や減圧室５へのガスの流出量の多少によって出口部４のガスの圧力である出口圧力が上下しようとすると、自動的に弁体７の開度が変化し、当該出口圧力がほぼ一定に保たれる。このときの出口圧力を「調整圧力」という場合がある。

そして、本実施形態の圧力調整器１は、さらに、入口圧力相殺機構９を備えることで、出口圧力の更なる安定化を図っている。

ここで、上記のように構成される圧力調整器１は、入口圧力を「Ｐ０」、出口圧力を「Ｐ１」、流入口６６の開口（オリフィス）面積を「Ｓ０」、ダイヤフラム８２の受圧面積を「Ｓ１」、調整スプリング８６による荷重（付勢力）を「Ｆ」、作動桿８３、レバー８４、及び、ピストン８５によって構成される運動方向変換機構のレバー比（作動桿８３の移動量とピストン８５の移動量との比）を「Ｒ」とした場合、調整スプリング８６による荷重Ｆは、下記の数式（１）によって表すことができる。

Ｆ＝Ｓ１・Ｐ１−Ｓ０・（Ｐ０−Ｐ１）／Ｒ ・・・ （１）

そして、出口圧力Ｐ１は、上記の数式（１）を変形することで、下記の数式（２）によって表すことができる。圧力調整器１は、当該数式（２）に基づいて、圧力バランスが保たれている。

Ｐ１＝［Ｆ＋Ｓ０・（Ｐ０−Ｐ１）／Ｒ］／Ｓ１ ・・・ （２）

圧力調整器１は、仮に入口圧力相殺機構９を備えていなかった場合、数式（２）からも明らかなように、入口圧力Ｐ０が所定の変動範囲で変動すると、入口圧力Ｐ０の変動に応じて入口圧力Ｐ０が低くなると出口圧力Ｐ１も低くなり、入口圧力Ｐ０が高くなると出口圧力Ｐ１も高くなる傾向にある。ここで、入口圧力Ｐ０の変動範囲は、一例として、『液化石油ガスの保安の確保及び取引の適正化に関する法律施行規則の例示基準 ２７．最大消費数量を供給しうる調整器及び消費する液化石油ガスに適合した調整器』の記載では、単段式調整器においては、０．０７ＭＰａ以上１．５６ＭＰａ以下の範囲に規定されている。圧力調整器１において、ガスを供給できる能力は、基本的には、流入口６６の開口（オリフィス）面積Ｓ０の大きさで定まるが、所定の変動範囲での入口圧力Ｐ０の変動を考慮し、出口圧力Ｐ１の変動を所定の許容範囲内に安定化させるためには、ダイヤフラム８２の受圧面積Ｓ１の大型化、ひいては装置全体の大型化をまねくおそれがある。ここで、出口圧力Ｐ１の許容範囲は、一例として、『液化石油ガスの保安の確保及び取引の適正化に関する法律施行規則の例示基準 ２７．最大消費数量を供給しうる調整器及び消費する液化石油ガスに適合した調整器』の記載では、単段式調整器においては、調整圧力が２．３ｋＰａ以上３．３ｋＰａ以下の範囲で、かつ、閉塞圧力が３．５ｋＰａ以下の範囲に規定されている。

これに対して、本実施形態の圧力調整器１は、入口圧力相殺機構９を備えることで、入口圧力帰還式の圧力調整器を構成し、これにより、装置全体の大型化を抑制しつつ、出口圧力Ｐ１の更なる安定化を図っている。以下、入口圧力相殺機構９の各構成について、詳細に説明する。

入口圧力相殺機構９は、弁体７に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を作用させて当該入口圧力Ｐ０の変動に伴った出口圧力Ｐ１の変動を抑制するものであり、主要な部分が第２空間部２５に設けられる。

具体的には、入口圧力相殺機構９は、押圧部材としての相殺ピストン９１と、相殺弾性体としての相殺スプリング９２と、保持板９３と、相殺気圧室９４と、導入通路９５とを有する。

相殺ピストン９１は、調整スプリング８６をダイヤフラム８２側に押圧可能な部材である。ここでは、相殺ピストン９１は、保持部材８８を介して調整スプリング８６を押圧する。相殺ピストン９１は、保持部材８８の調整スプリング８６側とは反対側の面に当接し保持部材８８と共に調整スプリング８６をダイヤフラム８２側に押圧可能である。具体的には、相殺ピストン９１は、略円柱状に形成され、ダイヤフラム８２、調整スプリング８６等と同軸上に設けられ、すなわち、略円筒状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように設けられる。相殺ピストン９１は、第２空間部２５と連通空間部２６と第１空間部２４とに渡って設けられる。ここでは、相殺ピストン９１は、相対的に大径に形成される大径部９６と、相対的に小径に形成される小径部９７とを含み、これらが一体で形成される。相殺ピストン９１は、小径部９７が連通空間部２６に挿入され第１空間部２４の大気圧室８１内に位置し、大径部９６が第２空間部２５内に位置するような位置関係で第２ボディー２２に設けられる。相殺ピストン９１は、小径部９７の先端部が保持部材８８の調整スプリング８６側とは反対側の面に当接し嵌合している。

相殺スプリング９２は、相殺ピストン９１を保持部材８８側に付勢する弾性体である。相殺スプリング９２は、例えば、圧縮コイルバネによって構成され、第２空間部２５内に設けられる。ここでは、相殺スプリング９２は、第２空間部２５内に設けられた相殺ピストン９１の大径部９６と保持板９３との間に保持される。相殺スプリング９２は、軸方向の一方の端部が大径部９６と当接する。相殺スプリング９２は、ダイヤフラム８２と同軸上に設けられ、すなわち、略円筒状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように設けられる。

保持板９３は、円板状に形成され、第２空間部２５内に設けられる。保持板９３は、相殺ピストン９１と同軸上に設けられ、すなわち、円板状の中心軸線Ｘがほぼ一致するように設けられる。保持板９３は、第２空間部２５内において、相殺スプリング９２の軸方向の他方の端部に当接して設けられ、大径部９６との間に相殺スプリング９２を保持する。

相殺気圧室９４は、入口部３と連通し当該入口部３内のガスが導入され、当該導入されたガスの圧力によって相殺ピストン９１を相殺スプリング９２による付勢の方向とは反対方向、すなわち、調整スプリング８６から離間する側に押圧する空間部である。相殺気圧室９４は、第２空間部２５内において、大径部９６の小径部９７側の空間部に区画される。つまり、相殺気圧室９４は、第２ボディー２２において第２空間部２５を形成する壁面と、大径部９６の小径部９７側の端面とによって区画される。ここでは、相殺ピストン９１は、大径部９６の外周面にリング状のシール部材９８が装着され、小径部９７の外周面にリング状のシール部材９９が装着される。シール部材９８、９９は、第２ボディー２２において第２空間部２５、連通空間部２６を形成する壁面の内周面と大径部９６、小径部９７の外周面との間を密閉し、相殺気圧室９４を気密に区画する。

導入通路９５は、入口部３と相殺気圧室９４とを連通し、入口部３内のガスを相殺気圧室９４に導入するガス通路である。導入通路９５は、第１ボディー２１と第２ボディー２２とに渡ってガスが流通可能な空間部として形成される。

上記のように構成される入口圧力相殺機構９は、相殺スプリング９２の付勢力によって相殺ピストン９１を保持部材８８、調整スプリング８６側に押圧する力と、相殺気圧室９４内のガスの圧力、すなわち、入口圧力Ｐ０によって相殺ピストン９１を保持部材８８、調整スプリング８６から離間する側に押圧する力とのバランスに応じて、調整スプリング８６による荷重（「セット荷重」とも呼ばれる場合がある。）Ｆを可変とすることができる。

すなわち、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が変動すると、これに応じて相殺ピストン９１の受圧面が受ける力が比例的に変化し、相殺スプリング９２の付勢力による押圧力と、相殺気圧室９４内のガスの入口圧力Ｐ０による押圧力との均衡がとれる位置まで、相殺ピストン９１が第２空間部２５内を軸方向に沿って変位する。これにより、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０に応じて調整スプリング８６による荷重Ｆを調節することができる。

例えば、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が相対的に小さいほど相殺ピストン９１が調整スプリング８６側に近接した側に移動し当該調整スプリング８６を押圧し圧縮することで、調整スプリング８６による荷重Ｆが相対的に大きくなる。そして、入口圧力相殺機構９は、図１に示すように、入口圧力Ｐ０が予め規定される変動範囲の下限（例えば、０．０７ＭＰａ）となると、相殺ピストン９１が最も調整スプリング８６側に接近した位置となり、調整スプリング８６による荷重Ｆが最大となる。この結果、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が相対的に小さくなるほど調整スプリング８６による荷重Ｆを相対的に大きくし調整スプリング８６によってダイヤフラム８２に付加する荷重を相対的に大きくすることができる。

一方、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が相対的に大きいほど相殺ピストン９１が調整スプリング８６側から離間した側に移動し当該調整スプリング８６を伸長させることで、調整スプリング８６による荷重Ｆが相対的に小さくなる。そして、入口圧力相殺機構９は、図２に示すように、入口圧力Ｐ０が予め規定される変動範囲の上限（例えば、１．５６ＭＰａ）となると、相殺ピストン９１が最も調整スプリング８６側から離間した位置となり、調整スプリング８６による荷重Ｆが最小となる。この結果、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が相対的に大きくなるほど調整スプリング８６による荷重Ｆを相対的に小さくし調整スプリング８６によってダイヤフラム８２に付加する荷重を相対的に小さくすることができる。

このようにして、入口圧力相殺機構９は、調整スプリング８６による荷重Ｆを、入口圧力Ｐ０の変動分を相殺した荷重とすることができる。これにより、入口圧力相殺機構９は、弁体７に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を減圧室５側から作用させて入口圧力Ｐ０の変動を相殺すことができる。言い換えれば、入口圧力相殺機構９は、調整スプリング８６による荷重Ｆを入口圧力Ｐ０に応じて可変とすることで、入口圧力Ｐ０の変動分を調整スプリング８６による荷重Ｆの変動分によって相殺することができる。

例えば、入口圧力相殺機構９は、減圧室５内のガスの圧力が一定であるものと仮定すると、入口圧力Ｐ０が相対的に小さくなるほど調整スプリング８６による荷重Ｆを相対的に大きくすることで、ダイヤフラム８２を相対的に減圧室５側に変位させることができる。そして、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が相対的に小さくなるほどダイヤフラム８２を相対的に減圧室５側に変位させることで、当該入口圧力Ｐ０が相対的に小さくなるほどダイヤフラム８２から作動桿８３、レバー８４、ピストン８５等を介して弁体７に対して作用させる閉弁方向への力（弁体７が弁座６７、流入口６６に接近する側への力）を相対的に小さくすることができる。

一方、入口圧力相殺機構９は、減圧室５内のガスの圧力が一定であるものと仮定すると、入口圧力Ｐ０が相対的に大きくなるほど調整スプリング８６による荷重Ｆを相対的に小さくすることで、ダイヤフラム８２を相対的に大気圧室８１側に変位させることができる。そして、入口圧力相殺機構９は、入口圧力Ｐ０が相対的に大きくなるほどダイヤフラム８２を相対的に大気圧室８１側に変位させることで、当該入口圧力Ｐ０が相対的に大きくなるほどダイヤフラム８２から作動桿８３、レバー８４、ピストン８５等を介して弁体７に対して作用させる閉弁方向への力を相対的に大きくすることができる。

このようにして、入口圧力相殺機構９は、弁体７に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を減圧室５側から作用させて入口圧力Ｐ０の変動を相殺することで、当該入口圧力Ｐ０の変動に伴った出口圧力Ｐ１の変動を抑制することができる。

なお、ダイヤフラム８２の受圧面積Ｓ１、調整スプリング８６のバネ定数、相殺ピストン９１の受圧面積、相殺スプリング９２のバネ定数等は、許容される装置体格、予め規定される入口圧力Ｐ０の変動範囲、及び、出口圧力Ｐ１の許容範囲等を考慮して、相互にバランスをとって適宜設定される。

以上で説明した圧力調整器１によれば、ガスが流入する入口部３と流入口６６を介して連通すると共に、流入口６６から流入したガスが流出する出口部４と連通する減圧室５と、流入口６６の減圧室５側に設けられ流入口６６を閉止する閉止位置と流入口６６から減圧室５側に離間した開放位置との間で移動可能である弁体７と、減圧室５内のガスの圧力に応じて弁体７を閉止位置と開放位置との間で移動させることで流入口６６の開度を調整し当該減圧室５内のガスの圧力を調圧する調圧機構８と、弁体７に対して入口部３内のガスの圧力である入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った出口部４内のガスの圧力である出口圧力の変動を抑制する入口圧力相殺機構９とを備える。

したがって、圧力調整器１は、入口圧力相殺機構９によって、入口部３と減圧室５とを連通する流入口６６を開閉する弁体７に対して入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った出口圧力の変動を抑制することから、出口圧力を安定化することができる。

より詳細には、以上で説明した圧力調整器１によれば、入口圧力相殺機構９は、調整スプリング８６をダイヤフラム８２側に押圧可能である相殺ピストン９１と、相殺ピストン９１を調整スプリング８６側に付勢する相殺スプリング９２と、入口部３と連通し当該入口部３内のガスが導入され、当該導入されたガスの圧力によって相殺ピストン９１を相殺スプリング９２による付勢の方向とは反対方向に押圧する相殺気圧室９４とを有する。したがって、圧力調整器１は、入口圧力相殺機構９において、相殺ピストン９１と、相殺スプリング９２と、相殺気圧室９４との作用により、入口圧力が相対的に大きくなるほど調整スプリング８６によってダイヤフラム８２に付加する荷重を相対的に小さくし、入口圧力が相対的に小さくなるほど調整スプリング８６によってダイヤフラム８２に付加する荷重を相対的に大きくすることができる。

さらに、以上で説明した圧力調整器１は、入口圧力相殺機構９において、入口圧力が相対的に大きくなるほど調整スプリング８６によってダイヤフラム８２に付加する荷重を相対的に小さくし、入口圧力が相対的に小さくなるほど調整スプリング８６によってダイヤフラム８２に付加する荷重を相対的に大きくすることで、入口圧力が相対的に大きくなるほど弁体７に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に大きくなり、当該入口圧力が相対的に小さくなるほど弁体７に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に小さくなるようにすることができる。

さらに、以上で説明した圧力調整器１は、入口圧力相殺機構９において、入口圧力が相対的に大きくなるほど弁体７に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に大きくなり、当該入口圧力が相対的に小さくなるほど弁体７に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に小さくなることで、弁体７に対して入口圧力に応じた力を減圧室５側から作用させて入口圧力の変動を相殺することができる。

そして、以上で説明した圧力調整器１は、入口圧力相殺機構９において、弁体７に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を減圧室５側から作用させて入口圧力Ｐ０の変動を相殺することで、図３の性能曲線に示すように、当該入口圧力Ｐ０の変動に伴った出口圧力Ｐ１の変動を抑制することができる。

ここで、図３は、横軸をガスの流量（ｋｇ／ｈ）とし、縦軸を出口圧力（ｋＰａ）とし、ガスの流量に対する出口圧力によって性能を表している。また、図３中、線Ｌ１１は、入口圧力相殺機構９を備えない比較例に係る圧力調整器において入口圧力Ｐ０が１．５６ＭＰａ（予め規定される変動範囲の上限）である場合での流量と出口圧力との関係を表している。線Ｌ１２は、入口圧力相殺機構９を備えない比較例に係る圧力調整器において入口圧力Ｐ０が０．０７ＭＰａ（予め規定される変動範囲の下限）である場合での流量と出口圧力との関係を表している。線Ｌ２１は、入口圧力相殺機構９を備える本実施形態に係る圧力調整器１において入口圧力Ｐ０が１．５６ＭＰａ（予め規定される変動範囲の上限）である場合での流量と出口圧力との関係を表している。線Ｌ２２は、入口圧力相殺機構９を備える本実施形態に係る圧力調整器１において入口圧力Ｐ０が０．０７ＭＰａ（予め規定される変動範囲の下限）である場合での流量と出口圧力との関係を表している。

本実施形態の圧力調整器１は、図３からも明らかなように、入口圧力相殺機構９によって、入口圧力Ｐ０に応じて調整スプリング８６による荷重Ｆを調節し、弁体７に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を減圧室５側から作用させて入口圧力Ｐ０の変動を相殺することで、出口圧力Ｐ１の変動を予め規定される許容範囲（例えば、図３中に点線で示す２．３ｋＰａ以上３．３ｋＰａ以下の範囲）に対して余裕を持たせた設計とすることができる。これにより、圧力調整器１は、ダイヤフラム８２の受圧面積Ｓ１の大型化、ひいては装置全体の大型化を抑制した上で、入口圧力Ｐ０の変動に対する出口圧力Ｐ１の変動幅を抑制し予め規定される許容範囲内で安定化させることができる。例えば、比較例に係る圧力調整器では、入口圧力Ｐ０の変動に対する出口圧力Ｐ１（線Ｌ１１、Ｌ１２等参照）の変動幅が０．８ｋＰａ程度であったのに対して、本実施形態の圧力調整器１は、入口圧力Ｐ０の変動に対する出口圧力Ｐ１（線Ｌ２１、Ｌ２２等参照）の変動幅が０．３４ｋＰａ程度になるように当該出口圧力Ｐ１を安定化させることができる。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。図５は、変形例に係る圧力調整器の概略構成を表す断面図である。実施形態２に係る圧力調整器は、主に調圧機構、入口圧力相殺機構の構成が実施形態１とは異なる。以下では、上述した実施形態と同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。

図４に示す圧力調整器２０１は、ハウジング２０２と、入口部２０３と、出口部２０４と、減圧室２０５と、流入口２０６と、流出口２０７と、弁体２０８と、調圧機構２０９と、入口圧力相殺機構２１０とを備える。

ハウジング２０２は、圧力調整器１を構成する各部が設けられる外殻部材である。ここでは、ハウジング２０２は、略円筒状（パイプ状）に形成され、ガス容器１００とガス使用機器１０２との間の配管に組み込まれる。ハウジング２０２は、内部が中空状に形成され、当該中空状の内部に各種の機能を有する空間部が区画される。ハウジング２０２は、内側に形成される隔壁２０２ａ、２０２ｂによって、入口部２０３を構成する略円柱状の空間部と、出口部２０４を構成する略円柱状の空間部と、減圧室２０５を構成する略円柱状の空間部とが区画される。隔壁２０２ａ、２０２ｂは、略円柱状に形成されたハウジング２０２の中心軸線Ｘ１と直交する径方向に沿って延在する略円形板状の壁体である。隔壁２０２ａ、２０２ｂは、中心軸線Ｘ１とほぼ同軸上に形成される。隔壁２０２ａは、入口部２０３を構成する略円柱状の空間部と、減圧室２０５を構成する略円柱状の空間部とを区画し、隔壁２０２ｂは、減圧室２０５を構成する略円柱状の空間部と、出口部２０４を構成する略円柱状の空間部とを区画する。本実施形態の調圧機構２０９、入口圧力相殺機構２１０は、主たる部分が減圧室２０５内に設けられる。

入口部２０３は、ガスが流入する入口空間部であり、ここでは、ハウジング２０２内の一方側の端部に形成される。入口部２０３は、中心軸線Ｘ１に沿った方向（以下、「軸方向」という場合がある。）の一端部がハウジング２０２の外側に開口し、当該開口側に種々の配管、インレットパイプ等を介してガス容器１００が接続される。入口部２０３は、軸方向の他端部が隔壁２０２ａによって閉塞されると共に隔壁２０２ａに形成された流入口２０６を介して減圧室２０５に接続される。

出口部２０４は、入口部２０３から流入したガスが流出する出口空間部であり、ここでは、ハウジング２０２内の他方側の端部に形成される。出口部２０４は、中心軸線Ｘ１と直交する方向に沿って入口部２０３と対向し、当該入口部２０３と同軸で形成される。出口部２０４は、軸方向の一端部がハウジング２０２の外側に開口し、当該開口側に種々の配管等を介してガス使用機器１０２が接続される。出口部２０４は、軸方向の他端部が隔壁２０２ｂによって閉塞されると共に隔壁２０２ｂに形成された流出口２０７を介して減圧室２０５に接続される。出口部２０４は、ハウジング２０２において入口部２０３の開口とは反対側に開口する。

減圧室２０５は、入口部２０３と出口部２０４との間に設けられ、当該入口部２０３、及び、当該出口部２０４と連通する調圧空間部である。減圧室２０５は、入口部２０３から流入したガスを後述する調圧機構２０９の作用によって減圧して出口部２０４から排出可能である。減圧室２０５は、ハウジング２０２内において隔壁２０２ａと隔壁２０２ｂとの間に区画される。

流入口２０６は、入口部２０３と減圧室２０５との接続部分、ここでは、上述したように隔壁２０２ａに形成される。流出口２０７は、減圧室２０５と出口部２０４の接続部分、ここでは、上述したように隔壁２０２ｂに形成される。減圧室２０５は、入口部２０３と流入口２０６を介して連通すると共に、出口部２０４と流出口２０７を介して連通する。入口部２０３内のガスは、流入口２０６を介して減圧室２０５内に流入可能である。減圧室２０５内のガスは、流出口２０７を介して出口部２０４内に流出可能である。

弁体２０８は、流入口２０６の減圧室２０５側に設けられる。ここでは、弁体２０８、流入口２０６は、入口部２０３側に向かって先細りの形状となっており、流入口２０６は、円錐台形状に形成され、弁体２０８は、円錐針状に形成される。弁体２０８は、軸方向に沿って閉止位置と開放位置との間で移動可能である。閉止位置とは、当該弁体２０８が流入口２０６側に進出し弁体２０８の外表面と流入口２０６の内表面とが当接し流入口２０６を閉止する位置である。開放位置とは、当該弁体２０８が流入口２０６から減圧室２０５側に離間した位置である。弁体２０８は、後述する調圧機構２０９に支持され、流入口２０６の中心軸線、ここでは中心軸線Ｘ１に沿って、閉止位置と開放位置とに移動可能である。弁体２０８は、閉止位置と開放位置との間で移動することで、流入口２０６の開度（以下、「弁開度」という場合がある。）を調整可能である。弁体２０８は、後述する調圧機構２０９によって減圧室２０５内のガスの圧力に応じて弁開度が調整され、これにより、調圧弁として機能する。

調圧機構２０９は、減圧室２０５内のガスの圧力に応じて弁体２０８を閉止位置と開放位置との間で移動させることで流入口２０６の開度を調整し当該減圧室２０５内のガスの圧力を調圧する弁駆動機構である。調圧機構２０９は、減圧室２０５は内に設けられる。本実施形態の調圧機構２０９は、二重円筒状ベローズ２９１と、基端板状部２９２と、大気開放通路２９３とを含んで構成される。

二重円筒状ベローズ２９１は、円筒蛇腹状に形成された外筒２９１ａと、円筒蛇腹状に形成され外筒２９１ａの内側に位置する内筒２９１ｂとによって構成されるバウムクッヘン型のダブルベローズである。二重円筒状ベローズ２９１は、減圧室２０５内において、中心軸線Ｘ１とほぼ同軸上に設けられる。上述の弁体２０８は、二重円筒状ベローズ２９１の内側、すなわち、内筒２９１ｂの内側に位置する。二重円筒状ベローズ２９１は、軸方向の流入口２０６側の端部が隔壁２０２ａに密着するようにして設けられる一方、軸方向の流出口２０７側の端部に基端板状部２９２が密着して設けられる。つまり、二重円筒状ベローズ２９１は、軸方向に対して隔壁２０２ａと基端板状部２９２との間に位置する。基端板状部２９２は、略円形板状の壁体であり、中心軸線Ｘ１とほぼ同軸上に形成される。基端板状部２９２は、弁体２０８の軸方向の流出口２０７側の端部が結合され一体に形成される。二重円筒状ベローズ２９１は、基端板状部２９２、及び、弁体２０８と共に当該基端板状部２９２側の端部が軸方向に沿って隔壁２０２ａ側に接近、離間するように伸縮可能であり、これにより、弁体２０８を軸方向に沿って閉止位置と開放位置とに移動させることができる。また、基端板状部２９２は、当該基端板状部２９２を境界として流入口２０６、弁体２０８側の空間部と、流出口２０７側の空間部とを連通する連通孔２９２ａが形成されている。大気開放通路２９３は、二重円筒状ベローズ２９１の外筒２９１ａ、内筒２９１ｂ、及び、基端板状部２９２によって区画される空間部である大気圧室２９１ｃと連通し、当該大気圧室２９１ｃ内に大気圧を導入する大気通路である。ここでは、大気開放通路２９３は、隔壁２０２ａ内を通って、大気側の空間部と大気圧室２９１ｃとを連通し、当該大気圧室２９１ｃに大気圧を導入する。二重円筒状ベローズ２９１の外筒２９１ａ、及び、内筒２９１ｂは、減圧室２０５と大気圧室２９１ｃとを区画する隔壁として機能する。

入口圧力相殺機構２１０は、弁体２０８に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を作用させて当該入口圧力Ｐ０の変動に伴った出口圧力Ｐ１の変動を抑制するものであり、主要な部分が減圧室２０５内に設けられる。本実施形態の入口圧力相殺機構２１０は、弁体２０８に対して入口圧力Ｐ０によって作用する入口部２０３側からの力を、入口部２０３側の高圧ガスを利用して弁体２０８に対して減圧室２０５側から入口圧力Ｐ０に応じて作用させる力によって相殺しバランスさせるものである。

本実施形態の入口圧力相殺機構２１０は、弁体内部シリンダ２１１と、導入通路２１２とを有する。弁体内部シリンダ２１１は、弁体２０８の内部に設けられた略円柱状の空間部である。導入通路２１２は、入口部２０３と弁体内部シリンダ２１１とを連通し、入口部２０３内のガスを弁体内部シリンダ２１１に導入するガス通路である。導入通路２１２は、ハウジング２０２の円筒状の部分内の通路、隔壁２０２ｂ内の通路、減圧室２０５内に露出する配管等によってガスが流通可能な空間部として形成される。弁体内部シリンダ２１１が形成された弁体２０８と導入通路２１２とは、例えば、気密性の高いスライディング機構を介して軸方向に沿って相対移動可能に連結される。弁体内部シリンダ２１１の内径（言い換えれば、入口圧力Ｐ０の受圧面積）は、弁体２０８に対して入口部２０３側から入口圧力Ｐ０によって作用する力と、弁体２０８に対して弁体内部シリンダ２１１側から入口圧力Ｐ０によって作用する力とが同等になるように設定される。

上記のように構成される圧力調整器２０１は、調圧機構２０９の作用によって、減圧室２０５内のガスの圧力に応じて弁体２０８を閉止位置と開放位置との間で移動させることで流入口２０６の開度を調整し当該減圧室２０５内のガスの圧力を調圧する。圧力調整器２０１は、減圧室２０５内のガスの圧力が変化することで、大気圧室２９１ｃ内の大気圧との関係で二重円筒状ベローズ２９１が軸方向に伸縮し、この伸縮に伴って弁体２０８が軸方向に移動し流入口２０６を開閉させる。圧力調整器２０１は、例えば、出口圧力Ｐ１が増加すると二重円筒状ベローズ２９１が縮み、弁体２０８が流入口２０６側に接近することで流量抵抗が増大し、出口圧力Ｐ１が低下する。一方、圧力調整器２０１は、例えば、出口圧力Ｐ１が低下すると二重円筒状ベローズ２９１が伸び、弁体２０８が流入口２０６側から離間することで流量抵抗が低下し、出口圧力Ｐ１が増加する。また、圧力調整器２０１は、例えば、大気圧が増加すると二重円筒状ベローズ２９１内の大気圧室２９１ｃの内圧もこれに連動して増加し、弁体２０８が流入口２０６側から離間することで流量抵抗が低下し、出口圧力Ｐ１が増加する。これにより、圧力調整器２０１は、減圧室２０５内の圧力が所定の圧力範囲内に保たれる。

このとき、圧力調整器２０１は、入口圧力相殺機構２１０の作用によって、弁体２０８に対して、入口部２０３側から入口圧力Ｐ０によって作用する力と、弁体内部シリンダ２１１側から入口圧力Ｐ０によって作用する力とが相殺され、弁体２０８に作用する静的な力がほぼつり合う。つまりこの場合、入口圧力相殺機構２１０は、入口圧力Ｐ０が相対的に小さくなるほど弁体内部シリンダ２１１内の入口圧力Ｐ０によって弁体２０８に対して作用させる閉弁方向への力（弁体２０８が流入口２０６に接近する側への力）を相対的に小さくすることができる。一方、入口圧力相殺機構２１０は、入口圧力Ｐ０が相対的に大きくなるほど弁体内部シリンダ２１１内の入口圧力Ｐ０によって弁体２０８に対して作用させる閉弁方向への力を相対的に大きくすることができる。この結果、入口圧力相殺機構２１０は、弁体２０８に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を減圧室２０５側から作用させて入口圧力Ｐ０の変動を相殺すことができる。

以上で説明した圧力調整器２０１は、入口圧力相殺機構２１０によって、入口部２０３と減圧室２０５とを連通する流入口２０６を開閉する弁体２０８に対して入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った出口圧力の変動を抑制することから、出口圧力を安定化することができる。すなわち、圧力調整器２０１は、入口圧力相殺機構２１０において、入口圧力が相対的に大きくなるほど弁体２０８に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に大きくなり、当該入口圧力が相対的に小さくなるほど弁体２０８に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に小さくなることで、弁体２０８に対して入口圧力に応じた力を減圧室２０５側から作用させて入口圧力の変動を相殺することができる。そして、圧力調整器２０１は、入口圧力相殺機構２１０において、弁体２０８に対して入口圧力に応じた力を減圧室２０５側から作用させて入口圧力の変動を相殺することで、上述の圧力調整器１と同様に、当該入口圧力の変動に伴った出口圧力の変動を抑制することができ、出口圧力を安定化させることができる。

なお、図５に示す変形例に係る圧力調整器２０１Ａのように、当該圧力調整器２０１Ａは、入口圧力相殺機構２１０にかえて入口圧力相殺機構２１０Ａを備えてもよい。入口圧力相殺機構２１０Ａは、弁体内部シリンダ２１１にかえて背圧ベローズ２１１Ａを有している。背圧ベローズ２１１Ａは、円筒蛇腹状に形成され、減圧室２０５内において、中心軸線Ｘ１とほぼ同軸上に設けられる。背圧ベローズ２１１Ａは、軸方向の流入口２０６側の端部が基端板状部２９２に密着するようにして設けられる一方、軸方向の流出口２０７側の端部が隔壁２０２ｂに密着するようにして設けられる。つまり、背圧ベローズ２１１Ａは、軸方向に対して基端板状部２９２と隔壁２０２ｂとの間に位置する。この場合、導入通路２１２は、入口部２０３と背圧ベローズ２１１Ａの内側の空間部とを連通し、入口部２０３内のガスを背圧ベローズ２１１Ａの内側に導入する。背圧ベローズ２１１Ａの内径（言い換えれば、入口圧力Ｐ０の受圧面積）は、弁体２０８に対して入口部２０３側から入口圧力Ｐ０によって作用する力と、弁体２０８に対して背圧ベローズ２１１Ａ側から入口圧力Ｐ０によって作用する力とが同等になるように設定される。

この場合であっても、圧力調整器２０１Ａは、圧力調整器２０１と同様に、入口圧力相殺機構２１０Ａによって、入口部２０３と減圧室２０５とを連通する流入口２０６を開閉する弁体２０８に対して入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った出口圧力の変動を抑制することから、出口圧力を安定化することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る圧力調整器は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

調圧機構８、入口圧力相殺機構９は、以上で説明した構成に限られない。調圧機構８は、ダイヤフラム８２、調整スプリング８６等にかえて、他の構成であってもよい。入口圧力相殺機構９は、相殺ピストン９１、相殺スプリング９２、相殺気圧室９４等を備えていなくてもよく、弁体７に対して入口圧力Ｐ０に応じた力を減圧室５側から作用させて入口圧力Ｐ０の変動を相殺し、入口圧力Ｐ０の変動に伴った出口圧力Ｐ１の変動を抑制する構成であればよい。

１、２０１、２０１Ａ 圧力調整器
３、２０３ 入口部
４、２０４ 出口部
５、２０５ 減圧室
７、２０８ 弁体
８、２０９ 調圧機構
９、２１０、２１０Ａ 入口圧力相殺機構
６６、２０６ 流入口
８２ ダイヤフラム
８３ 作動桿（連結部材）
８４ レバー（連結部材）
８５ ピストン（連結部材）
８６ 調整スプリング（調圧弾性体）
９１ 相殺ピストン（押圧部材）
９２ 相殺スプリング（相殺弾性体）
９４ 相殺気圧室

Claims (3)

1. ガスが流入する入口部と流入口を介して連通すると共に、前記流入口から流入した前記ガスが流出する出口部と連通する減圧室と、
   前記流入口の前記減圧室側に設けられ前記流入口を閉止する閉止位置と前記流入口から前記減圧室側に離間した開放位置との間で移動可能である弁体と、
   前記減圧室内の前記ガスの圧力に応じて前記弁体を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させることで前記流入口の開度を調整し当該減圧室内の前記ガスの圧力を調圧する調圧機構と、
   前記弁体に対して前記入口部内の前記ガスの圧力である入口圧力に応じた力を作用させて当該入口圧力の変動に伴った前記出口部内の前記ガスの圧力である出口圧力の変動を抑制する入口圧力相殺機構とを備え、
   前記調圧機構は、前記減圧室に面して設けられ前記減圧室内の前記ガスの圧力変化に応じて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを前記減圧室側に付勢する調圧弾性体と、前記ダイヤフラムと前記弁体とを連結し前記ダイヤフラムの変位に応じて前記弁体を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる連結部材とを有し、
   前記入口圧力相殺機構は、前記入口圧力が相対的に大きくなるほど前記調圧弾性体によって前記ダイヤフラムに付加する荷重を相対的に小さくし、前記入口圧力が相対的に小さくなるほど前記調圧弾性体によって前記ダイヤフラムに付加する荷重を相対的に大きくし、前記調圧弾性体を前記ダイヤフラム側に押圧可能である押圧部材と、前記押圧部材を前記調圧弾性体側に付勢する相殺弾性体と、前記入口部と連通し当該入口部内の前記ガスが導入され、当該導入された前記ガスの圧力によって前記押圧部材を前記相殺弾性体による付勢の方向とは反対方向に押圧する相殺気圧室とを有することを特徴とする、
   圧力調整器。
2. 前記入口圧力相殺機構は、前記弁体に対して前記入口圧力に応じた力を前記減圧室側から作用させて前記入口圧力の変動を相殺する、
   請求項１に記載の圧力調整器。
3. 前記入口圧力相殺機構は、前記入口圧力が相対的に大きくなるほど前記弁体に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に大きくなり、当該入口圧力が相対的に小さくなるほど前記弁体に対して作用させる閉弁方向への力が相対的に小さくなる、
   請求項１又は請求項２に記載の圧力調整器。