JPH0215192Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、たとえばガス混合装置などに好適に
使用することができるアラーム装置に関する。

２種類のガスを個別的に供給し、その後各ガス
を混合して混合ガスを排出するガス混合装置で
は、各ガスのいずれか一方の圧力が低下し、また
は供給が停止した場合、正確な濃度の混合ガスを
排出することが不可能となる。そのため、圧力が
低下したことを知らせるアラーム装置が設けられ
ている。このようなアラーム装置ではガスの圧力
が低下した場合には至急にその対策を講じる必要
があるため、ガスの圧力低下発生から短時間で確
実に警報音が発生することが必要とされている。
しかしながら従来からのアラーム装置などに使用
する圧力の検知方法としては圧力スイツチ、接点
付圧力計などが考えられるが、いずれも大型で小
型の機器に取付けることが困難であり、かつ電源
を必要とするという不便さもある。またコイルバ
ネを利用した簡単な装置では圧力の変化に対して
比例的に変化しある一定の圧力差ですばやく作動
させることがむづかしい。さらに小型で電池式の
ものは電池の保守管理が問題になる。使用ガスの
圧力差を確実に検出し一定の圧力差で確実に作動
する小型のアラーム装置が望まれていた。

本考案の目的は、上述の技術的問題を解決し、
警報作動圧力を安定させ、かつ警報音を断続音と
して警報効果の向上したアラーム装置を提供する
ことである。

本考案は、 (a) 一対の開放弁１０，１１であつて、各開放弁
１０，１１は、 （a1） 第１入口３８と第２入口４０との間
にわたつて、案内孔３５を有し、また流路２
５を有するケーシング３１と、 （a2） 案内孔３５内に移動可能にして案内
され、一方端が第１入口３８に臨み、他方端
が第２入口４０に臨む弁体３４と、 （a3） ケーシング３１に、第２入口４０に
臨んで設けられ、弁体３４の前記他方端が当
接することによつて第２入口４０と前記流路
２５とを遮断し、弁体３４の前記他方端が離
間することによつて第２入口４０と前記流路
２５とを連通する弁座４９と、 （a4） 弁体３４を、前記他方端が弁座４９
に当接する方向にばね付勢し、前記他方端か
ら前記一方端側に力を加えてゆくと、急激に
弯曲変形して弁体３４の前記他方端を弁座４
９から離間させる反転板ばね３３とを有す
る、そのような開放弁１０，１１と、 (b) 一方の開放弁１０の第１入口３８と、他方の
開放弁１１の第２入口４０とに、第１ガスを供
給する第１ガス供給源と、 (c) 一方の開放弁１０の第２入口４０と、他方の
開放弁１１の第１入口３８とに、第２ガスを供
給する第２ガス供給源と、 (d) 前記流路２５からのガスによつて警報音を発
生する警報発音部１２とを含むことを特徴とす
るアラーム装置である。

第１図は本考案の一実施例の全体の正面図であ
り、第２図は第１図の矢符Ａ側から見た側面図で
あり、その一部を切欠いてある。気体混合装置１
は、本体２と、本体２の側面に備えられる混合ガ
スの出口部３と、本体２の下部に設けられる一対
の気体の入口部４，５とから構成される。たとえ
ば入口部４は酸素の供給用であり、入口部５は空
気の供給用である。本体２の表面には、酸素と空
気の混合比すなわち酸素濃度を調節するために調
節用つまみ６が設けられる。出口部３にはたとえ
ばホース１５が取付けられて、所望の場所に送ら
れて使用される。

第２図を参照して、本体２の内部には、入口部
４から供給された酸素または入口部５から供給さ
れた空気のいずれか一方の圧力が低下したときに
警報音を発生させるアラーム装置７と、供給され
た酸素と空気とを予め同一の圧力に調節するため
の圧力調節部８と、圧力調節部８によつて圧力調
節された酸素および空気とを調節用つまみ６に応
じた濃度で混合する混合部９とが、本体２の下部
から上部にわたつて順次設けられる。アラーム装
置７は１対の開放弁１０，１１と開放弁１０，１
１から供給される酸素または空気によつて警報音
を発生さす警報発音部１２とを含む。開放弁１０
は酸素の供給圧力が空気の供給圧力よりも予め定
めた値以下になつたときに空気を警報発音部１２
に供給するために用いられる。開放弁１１（図示
せず）は開放弁１０に対して本体２の幅方向（第
２図の紙面に垂直方向）に沿つて平行に配置され
る。開放弁１１は開放弁１０とは基本的には同一
の構成を有しており、空気の供給圧力が酸素の供
給圧力よりも予め定めた値以下になつたときに、
酸素を警報発音部１２に供給するために用いられ
る。入口部４，５にはそれぞれ逆止弁１３，１４
が設けられており、逆止弁１３，１４はばね１
５，１６によつて下方にわずかに付勢されてお
り、酸素および空気は下方から上方へ、すなわち
入口部４，５から本体２に向う方向にのみ流れ、
逆流が防止されている。

第３図は、混合ガスが生成される過程を示すガ
ス混合装置１の系統図である。実線は酸素および
空気が本体２内を正常に作動している状態のライ
ンを示し、破線は酸素と空気との圧力差が予め定
めた値を越えたときのラインを示している。圧縮
ボンベなどから減圧され供給される酸素および空
気は入口部４，５から逆止弁１３，１４を介して
開放弁１０，１１に導かれる。開放弁１０，１１
において酸素と空気の圧力差が一定値未満である
とき、酸素および空気は開放弁１０，１１から圧
力調整部８に導かれ、酸素と空気の両者の圧力の
うち高い方の圧力を低い方に調整し両者の圧力を
等しくする。圧力調整部８において等圧力となつ
た酸素および空気は混合部９に供給され、混合部
９で調節用つまみ６に対応した濃度に混合された
混合ガスが出口部３から排出される。このように
混合前に圧力調整部８で酸素と空気の各圧力を等
しくするようにしているので酸素および空気の各
個別の絞り量を１つのつまみ６で調整することが
可能となる。

開放弁１０，１１において酸素と空気の圧力差
が予め定めた値以上であるとき、さらに詳しくは
酸素の圧力が空気圧よりも低下しかつその圧力差
が予め定めた値以上であるときには開放弁１０か
ら空気が警報発音部１２に導かれ、警報音が発生
される。空気圧が酸素圧よりも低下しかつその圧
力差が予め定めた値以上であるときには開放弁１
１から酸素が警報発音部１２に導かれ、警報音が
発生される。

第４図は第１図の切断面線−から見た断面
図であり、第５図は第２図の切断面線−から
見た断面図である。入口部４から供給された酸素
は、流路２０を経て開放弁１０に導かれ、さらに
流路２１を経て流路２２から圧力調整部８に導か
れる。入口部５から供給された空気は流路２３を
経て開放弁１０に導かれる。この開放弁１０に導
かれた空気は前述したように酸素圧が低くなると
流路２５を経て流路２６を介して警報発音部１２
に導かれる。酸素圧が低下しないときには開放弁
１０内に貯留された状態のままである。第５図を
参照して、入口部５から供給された空気は流路２
７を経て開放弁１１に導かれ、さらに流路２８を
経て流路２９から圧力調整部８に導かれる。入口
部４から供給された酸素は、流路３０を経て開放
弁１１に導かれる。開放弁１１に導かれた酸素は
空気圧が低くなると流路２５ａを経て流路２６を
介して警報発音部１２に導かれ、酸素圧が低下し
ないときには開放弁１１内に貯留された状態のま
まである。

第６図は開放弁１０の拡大図である。開放弁１
０は圧力調整部８の本体の下部に設けられたケー
シング３１の内側に一端（第６図１の左方端）か
ら他方端へ順に部屋３２、反転板ばね３３、弁体
３４、円柱体用案内孔３５、弁座であるシール部
材４９、弁室３６、弁棒３７およびばね５２が設
けられるとともに、前記一端付近には部屋３２に
連通する酸素の入口３８および出口３９が穿設さ
れ、他端付近には弁室３６に連通する空気入口４
０が穿設される。前記部屋３２内に介在される反
転板ばね３３は、球面状薄円板から成るばね本体
４１とそのばね本体と同じであるが左右逆に取付
けたばね本体４２そしてその２つのばね本体の中
央に存在する中ゴマ５３とを含む。ばね本体４
１，４２と中ゴマ５３の各々の中央口は小孔があ
り、その小孔を弁体３４の左端の支持棒が貫通す
ることにより、ばね本体４１，４２及び中ゴマ５
３の位置が決定されている。ばね本体４１はその
凸側に力を加えていくと急激に彎曲変形するよう
に構成されている。

弁体３４では円柱体４４の一端にストツパフラ
ンジ４３が形成される。この円柱体４４が前記弁
座案内孔３５へ摺動自在に嵌合される。円柱体４
４にはその軸線部に沿つて通気孔４５が形成され
る。この通気孔４５は右方側に向けて開口してい
るとともに、開口部は弁棒３７のシール部材４９
でふさがれている。また反対側の頂部（第６図の
左方端部）は絞り口４７が備えられた円柱体４４
の外周面に開口し、ケーシング３１の円柱体４４
の軸線方向の中央付近に対応した位置に形成され
ている凹所４６に連結する通気孔４８が連接され
る。この絞り口４７によつて後述するように警報
音が断続的に発生することが可能となる。

弁棒３７は一端にたとえばゴムなどのシール部
材４９が装着され、他端部付近の外周に外ねじが
刻設されており、この外ねじに螺合する内ねじを
有するナツト５０，５１が取付けられ、このナツ
ト５０，５１により弁体３４が第６図１の位置に
あるときは、通気孔４５の右側開口部をシール部
材４９で閉塞しかつばね５２で開口部をふさぐ方
向にばね付勢するよう、また弁体３４が第６図２
に示す位置にあるときは通気孔４５の右側開口部
と弁棒３７のシール部材４９がはなれ、通気孔４
５と弁室３６とが連通するような位置に弁棒３７
が固定されている。

入口３８から流入した酸素の圧力と、入口４０
から流入した空気の圧力の差が予め定めた値未満
であるときには第６図１で示されるように２枚の
ばね本体４１，４２は反転せずかつ通気孔４５の
開口部はシール部材４９により閉塞されている。

酸素の供給圧が低下し、酸素と空気の圧力差が
予め定めた値以上になると、第６図２で示される
ように瞬時に２枚のばね本体４１，４２が反転す
る。これに伴つて弁体３４が左方に移動し通気口
４５の開口部はシール部材４９からはなれ通気孔
４５と弁室３６とが連通する。これによつて空気
は入口４０から弁室３６を経て、通気孔４５，４
８を介して凹所４６から流路２５に流出され、警
報発音部１２に導かれる。

開放弁１１もまた開放弁１０と基本的には同一
の構成を有しており、開放弁の向きが逆になつて
いるだけである。開放弁１１の開放弁１０に対応
する部分には添字ａを付す。

第７図は、警報発音部１２の断面図である。警
報発音部１２は開放弁１０の下方に設けられた本
体５５と、本体５５の一端部から上方に延びる鳴
動部材５６とから成る。本体５５には酸素および
空気を貯留する貯留空間５７が形成されており、
この貯留空間５７には流路２６が接続されてい
る。鳴動部材５６の下部には貯留空間５７内のガ
ス圧力によつて開閉自在な吐出弁６０が設けられ
る。この吐出孔６０はガイド部材６１の内周に軸
線方向に摺動自在に嵌合される。吐出弁６０の弁
室５９は通気孔５８を介して貯留空間５７に連通
している。吐出弁６０の弁座６２に臨む端部には
シール部材６３が装着されており、これによつて
気密性が向上される。ガイド部材６１には排出口
６１ａが穿設されており、この排出口６１ａを介
してガスが鳴動部材５６に導かれ、警報音が発生
する。なお鳴動部材５６を流過したガスは外部に
排出される。吐出弁６０とガイド部材６１の間に
はコイルばね６４が介在しており、そのため吐出
弁６０は常時弁座６２に向けてばね付勢されてい
る。

流路２６が開放弁１０，１１によつて酸素また
は空気のいずれかが空間５７に流入され、この気
体の圧力がばね６４のばね力に打ち勝つたときに
吐出弁６０が開放され、通気孔５８、弁室５９、
排出口６１ａを介して前記気体が鳴動部材５６に
導かれ、警報音が発生する。この流路２６から空
間５７に流入する気体は絞り口４７，４７ａによ
つて流量が小さく絞られる。そのため通気孔５８
から気体が流出すると、空間５７内の気体圧力は
低下し、これによつて吐出弁６０が左方に変位し
て弁座６２に当接し鳴動部材５６に導かれる気体
を遮断する。これによつて警報音は遮断する。そ
の後空間５７内に気体が充填されて圧力が増加す
ると、吐出弁６０が右方に変位し、通気孔５８が
開放される。これによつて気体が再び鳴動部材５
６に導かれ、警報音が発生する。このようにして
空間５７の容積あるいは絞り口４７，４７ａを適
度な大きさにすることにより適度な断続音を得る
ことができる。

また前述したように酸素の圧力が低くなると開
放弁１０によつて空気が警報発音部１２に導か
れ、空気の圧力が低くなると開放弁１１によつて
酸素が警報発音部に導かれるように構成されてい
るので、酸素または空気のいずれか一方の圧力が
低下したとき警報音が発生するので安全性が高
い。また開放弁１０，１１には反転板ばね３３，
３３ａが設けられているので、動作速度が速く、
圧力低下を瞬時に警報音によつて知らせることが
可能である。

第８図は圧力調整部８の断面図である。ケーシ
ング６９内には弁体７０，７１が設けられる。こ
の弁体７０，７１は同一の形状を有しており、軸
線７２に関して左右対称に配置されている。この
弁体７０，７１の軸部内周面には内ねじ７３，７
４が刻設してあり、この内ねじ７３，７４に螺合
する外ねじを有し中央部付近に円板状のダイヤフ
ラム取付部を有する弁棒７５が弁体７０，７１を
挿通している。弁棒７５の半径方向外方には、ド
ーナツ形スペーサ７７が備えられる。弁棒７５お
よびスペーサ７７の両側方には１対のダイヤフラ
ム７８，７９が設けられる。このダイヤフラム７
８，７９は一端が弁棒７５に固定され、他端がケ
ーシング６９に固定される。

弁体７０の弁室８０には流路２１から酸素が供
給される。弁体７０は第８図の左右方向に変位可
能であり、弁座８１に弁体７０が当接・離反する
ことによつて、弁室８０、空間８２および流路９
８を介して流過する酸素の圧力が変化することが
可能である。もう１つの弁体７１に関してもまた
同様な構成を有しており、弁体７０に関連した構
成に対応する部分には添字ａを付す。

次に圧力調整部８の動作状態について説明す
る。流路２１から供給された酸素は空間８０、弁
座８１を通り空間８２へ導かれダイヤフラム７８
を加圧する。一方流路２８から供給された空気は
空間８０ａ、弁座８１ａを通り空間８２ａへ導か
れダイヤフラム７９を加圧する。ここで空気の圧
力が酸素の圧力よりも大きい場合を想定すると、
ダイヤフラム７８，７９は圧力差によつて第８図
の左方に向けて凸状に彎曲する。これによつて弁
体７０は弁座８１から離反する方向に変位し、こ
の変位量に対応した量だけ弁体７１は弁座８１ａ
に当接する方向に変位する。すなわち、空気の流
入量は少なく酸素の流入量は多くなり、これによ
つて流路９９へ導かれる空気の圧力を流路９８へ
導かれる酸素の圧力に等しくすることができる。
そして等圧力に調整された気体は流路９８，９９
から混合部９に導かれる。この圧力調整部８は圧
力調整のためだけでなく、酸素または空気のいず
れか一方の供給が止つた場合は自動的に他の気体
の流入を停止させる安全装置の役目も果してい
る。またダイヤフラムは２枚装着されているの
で、万一破れた場合でも圧力調整部８内で２種の
気体が混り合う危険性は全くない。また破れた部
分から挿入したガスは排出口７６によつて外部に
排出される。しかも排出口７６は流路断面が小さ
いので、気体の流出時に音が発生し、そのため故
障の発生を直ちに認識することができる。

なお、弁棒７５の両端部には軸方向の切欠き９
０が形成されており、この切欠き９０にビス９１
が挿入されており、このビス９１の働きによつて
弁体７０のゆるみを防いでいる。弁体７１に関し
ても同様にビス９１ａによつてゆるみが防止され
ている。

第９図は混合部９付近の断面図であり、第１０
図は第９図の分解斜視図である。調節用つまみ６
の回転軸１００には歯車１０１が固定される。こ
の歯車１０１は歯車１０２，１０３に共通に噛合
される。歯車１０２には酸素の流量を調節するた
めの回転弁体１０４が歯車１０２の回転軸として
固定され、もう１つの歯車１０３には空気の流量
を調節するための回転弁体１０５が歯車１０３の
回転軸として固定される。回転弁体１０４，１０
５の左方には遮蔽部材１０６が立設されており、
この遮蔽部材１０６には弁体１０４，１０５に対
応して弁座１０７，１０８が形成される。この弁
座１０７には周方向に沿つて等間隔に複数の弁孔
１０９がその円周の一部にわたつて形成されてい
る。もう１つの弁座１０８もまた弁座１０７と同
様な構成を有しており、弁孔１０９と同一の弁孔
１１０が形成されている。回転弁体１０４の左方
端部には、弁孔１０９を閉塞するためのシール部
材１１１が装着される。このシール部材１１１は
弁孔１０９に臨む円周面の約半分が弁孔１０９に
向けて半月状に突出した突出部１１２を有する。
もう１つの回転弁体１０５もまた同様に突出部１
１３を有するシール部材１１４が装着される。回
転弁体１０４，１０５はコイルばね１１５，１１
６によつて左方にばね付勢されており、そのため
シール部材１１１，１１４は、弁座１０７，１０
８に常時当接している。空間１１７は流路９８と
通じており、流路９８からの酸素は、空間１１７
に貯留され、シール部材１１１の突出部１１２に
よつて閉塞されていない弁孔１０９から混合室１
１８へと流入する。同様に空間１１９は流路９９
と通じており、流路９９からの空気は空間１１９
に貯留され、シール部材１１４の突出部１１３に
よつて閉塞されていない弁孔１１０から混合室１
１８へと流入する。

調節用つまみ６が予め定めた量だけ角変位され
ると、歯車１０１を介して歯車１０２および歯車
１０３に伝えられ、回転弁体１０４および回転弁
体１０５が回転される。これによつて弁孔１０９
および弁孔１１０の予め定めた個数だけ塞ぎ、し
かも閉じられていない弁孔１０９と弁孔１１０の
総和は常に一定になるように構成される。これに
よつて混合ガスの流量は常に一定であり、しかも
所望の濃度の混合ガスを排出することが可能とな
る。また混合室１１８で両気体が混合されるまで
各々のガスは個別の流路を通り、その間は確実に
シール部材で遮蔽されているので、気体の１次側
で誤つて酸素と空気が混り合うことがなく、正確
な濃度の混合ガスを得ることができる。

遮蔽部材１０６の左側面にはシール部材１２０
が付着される。このシール部材１２０の中央部に
は角孔１２１が形成されている。また同じく遮蔽
部材１０６の左側面のシール部材１２０の角孔に
あてはまる部分に、各弁孔を通過するガスの流量
が比較的少ない場合にも所望の濃度を得るための
背圧付加手段１２２が配設されている。この背圧
付加手段１２２は加圧片１２２ａと加圧片１２２
ａを一定の力で遮蔽部材１０６へ付勢しているば
ね１２２ｂと、ばね１２２ｂの力を加圧片１２２
ａに加えるための加圧棒１２２ｃとから成る。

各弁孔１０９，１１０を通過するガスの流量が
比較的少ない場合、開口している弁孔のガスの流
路の断面積より、実際に流れているガスの流量に
対し必要な流路の断面積の方が小さくなつた場
合、弁孔を通過するガスの流れは均一でなくな
り、濃度を決定するための２つのガスの流量の比
に誤差が生じる。これを防止するために全弁孔の
出口を１つの加圧片１２２ａで均一にふさぎ、各
弁孔からガスが流出しようとする時にそのガスの
圧力で加圧片１２２ａをおし広げて流れ出るよう
にしたものである。この加圧片の機能をさらに詳
しく説明すると、第１１図１に示すごとく、加圧
片１２２ａはその中央よりやや下方をばね１２２
ｂ、加圧棒１２２ｃで遮蔽部材１０６に付勢され
ており、各弁孔１０９，１１０からガスが流出し
ようとした時のガスの圧力は加圧片１２２ａの上
方部を左へ押すことになり、したがつて加圧片１
２２ａは第１１図２に示すごとくその下端部を支
点として上部が開口するような形で開き、各ガス
は混合室１１８へ導かれる。

今各弁孔を通過するガスの流量が比較的多い場
合、加圧片１２２ａを左方へ開くように働くガス
の圧力は強く、十分大きく開いている。ところが
出口側に流量調節バルブを設け、混合ガスの流量
を自由に調節できるようにし、排出流量を小にす
ると、各弁孔を通過するガスの流量は小さくな
る。この時ガスが流れるのに必要な流路の断面積
が、開口している弁孔の断面積より小さくなつた
時、加圧片１２２ａを左方へ開くように働くガス
の圧力は非常に弱くその開口度は小さくなり、そ
の時流出するガスの流量に対して必要な断面積分
しか開かなくなる。このようにして排出する流量
が小さい時、弁孔１０９，１１０の出口でガスの
流れを規制することにより、各弁孔から均一に流
れ出るようにして混合ガスの流量を変化させても
常に所望の濃度の混合ガスを排出することが可能
となる。

本実施例では酸素と空気とを用いて説明したけ
れども、他のガスを用いてもよいことは勿論であ
る。また二種類の気体の混合装置として説明した
けれども本考案の考え方に従えば二種類以上のガ
ス混合装置にも適用することが可能となる。

また酸素濃度計を組込むことによつて濃度を確
認して使用することができる。

以上のように本考案によれば、反転板ばねが使
用されているので一定の圧力差によつて急激に反
転して迅速に警報音を発生することが可能とな
る。しかも警報音を発生するために外部に排出さ
れるガスは圧力の低下していない方のガスである
ので警報音を発生させるとともに作動圧力が安定
し作動が確実となる。また警報音も断続音である
ので警報効果の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体の正面図、第
２図は第１図の矢符Ａ側から見た側面図、第３図
は混合ガスが生成される過程を示すガス混合装置
１の系統図、第４図は第１図の切断面線−か
ら見た断面図、第５図は第１図の切断面線−
から見た断面図、第６図は開放弁１０の拡大図、
第７図は警報発音部１２の断面図、第８図は圧力
調整部８の断面図、第９図は混合部９付近の断面
図、第１０図は第９図の分解斜視図、第１１図は
加圧片１２２ａの動作を説明するための図であ
る。 ７……アラーム装置、１０，１１……開放弁、
３３…反転板ばね、３４……弁座、３７……弁
棒、５６……鳴動部材、５７……貯留空間、６０
……吐出弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (a) 一対の開放弁１０，１１であつて、各開放弁
   １０，１１は、 （a1） 第１入口３８と第２入口４０との間
   にわたつて、案内孔３５を有し、また流路２
   ５を有するケーシング３１と、 （a2） 案内孔３５内に移動可能にして案内
   され、一方端が第１入口３８に臨み、他方端
   が第２入口４０に臨む弁体３４と、 （a3） ケーシング３１に、第２入口４０に
   臨んで設けられ、弁体３４の前記他方端が当
   接することによつて第２入口４０と前記流路
   ２５とを遮断し、弁体３４の前記他方端が離
   間することによつて第２入口４０と前記流路
   ２５とを連通する弁座４９と、 （a4） 弁体３４を、前記他方端が弁座４９
   に当接する方向にばね付勢し、前記他方端か
   ら前記一方端側に力を加えてゆくと、急激に
   弯曲変形して弁体３４の前記他方端を弁座４
   ９から離間させる反転板ばね３３とを有す
   る、そのような開放弁１０，１１と、 (b) 一方の開放弁１０の第１入口３８と、他方の
   開放弁１１の第２入口４０とに、第１ガスを供
   給する第１ガス供給源と、 (c) 一方の開放弁１０の第２入口４０と、他方の
   開放弁１１の第１入口３８とに、第２ガスを供
   給する第２ガス供給源と、 (d) 前記流路２５からのガスによつて警報音を発
   生する警報発音部１２とを含むことを特徴とす
   るアラーム装置。