JPH0262485A - ガス貯蔵容器用流量制御弁、及びガス貯蔵容器用流量制御弁内蔵型容器元弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス貯蔵容器に貯蔵したガスを容器元弁から
取出すに当り、容器残圧の変化により、ガス流量が大き
く変化することを防止するために用いる流量制御弁、及
び流量制御弁を内蔵した容器元弁に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、ガス貯蔵容器に貯蔵したガスを容器元弁から取
出すに当っては、ガスの取出しの初期には容器内圧が非
常に高いため（例えば１５０　ｋｇ／ｃｏり、ガス流量
が多い。ガスの使用が進むにつれて、容器内残圧が低く
なり（例えば１０　ｋｇ／ｃｏり　、ガス流量が極度に
少なくなる。

このような容器内残圧の低下に伴うガス流量の極度の変
化を抑制するために、流量制御弁を容器元弁の出口に接
続して使用することが知られている。

従来、この種の流量制御弁としては、次のものがある。

従来例１．　手動式のニードル弁からなるもの。

従来例２．　第７図に示す自動式のもの。

即ち、ガスは弁入口６０から入り、弁室５９・弁室出口
孔５１・作動シリンダ６１の作動室５２・オリフィス５
５及びバネ室５６を順に通り、弁出口６２から外部へ出
ていく。弁室５９内の弁体５４は、閉弁バネ５８で閉弁
側へ弾圧され、作動シリンダ６１で開閉制御される。

作動シリンダ６１のピストン５３は、戻しバネ６３で右
方へ押されると、ロッド５７を介して弁体５４を押し開
くのに対し、作動室５２のガス圧で左方へ押されると、
ロッド５７を左方へ移動させることにより、弁体５４を
閉弁バネ５８で押し止しさせる。

容器元弁６４が閉じられた状態では、戻しバネ６３がピ
ストン５３及びロット５７を介して、弁体５４を押し開
いている。

容器元弁６４を開けると、容器内のガスが容器元弁６４
から弁入口６０に入り、弁室５９・弁室出口孔５１を経
て作動室５２に入り、作動室５２の圧力を高めて、ピス
トン５３を左方へ移動させ、弁体５４が閉弁バネ５８で
閉じられ、作動室５２へのガス流入が中断される。作動
室５２の圧力がオリフィス５５からのガスの流出により
低下していくと、戻しバネ６３がピストン５３を右方へ
移動させ、ロッド５７を介して弁体５４を押し開き、作
動室５２へのガス流入が再開される。

このようにして、弁体５４の開閉が繰り返されることに
より、容器内の残圧のガス取出しに伴う低下に拘わらず
、作動室５２の内圧の平均値がほぼ一定に保たれる。こ
のため、作動室５２内のガスがオリフィス５５でほぼ一
定の流量に調整されて、弁出口６２から外部へ供給され
るのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例１では次の問題がある。

（イ）１手動による流ｉｔ　ＨＪＩ整操作に対するガス
流量の変化が大きすぎるため、調整が困難なうえ、不正
確になり易い。

（ロ）、容器内残圧の低下に伴いガス流量が低下してし
まう。

また、上記従来例２では、前記問題（イ）、（ロ）を解
決できるが、次のような問題がある。

（ハ）、弁体の開閉を頻繁に繰り返すことによって所定
の流量を取出すものであるから、弁体は開閉頻度が高い
ため寿命が短い。

（ニ）１作動シリンダ６１はガス流量の割りに大形のも
のが必要となるため、流量制御弁が大形になる。

（ホ）１作動シリンダを弁室５９と直列に設けているた
め、流量制御弁の全長が長くなる。

（へ）、容器にガスを充填するときにオリフィス５５で
しぼられるから、充填時間が極端に長くなり過ぎ、実用
的でない。実作業においては、流量制御弁を容器元弁か
ら取外さなければならず、手間がかかる。

（ト）、充填後のガス純度を確保するために、ガス充填
前に、容器内から残ガスを排出する事が一般に行なわれ
ている。この残ガスの排出時に、オリフィス５５で排出
時間が長くなり過ぎるため、実作業上では流量制御弁を
容器元弁から取外さなければならず、手間がかかる。

〔課題を解決するための手段〕

本第１発明では、例えば第１図、第５図又は第６図に示
すように、流量制御弁１の弁本体２内に弁室３を形成し
、弁室３内で弁体４を弁座５に対して、閉弁バネ６の張
力で閉弁させるとともに、１次側ガス圧Ｐ１による力で
開弁させるように構成し、閉弁バネ６のバネ受座７と弁
座５との少な（とも一方５（７）を他方７（５）に対し
て閉弁バネ６の伸縮方向に移動可能に構成し、上記一方
５（７）を他方７（５）に対して、圧力補償用バネ８の
張力で閉弁バネ６の伸長側へ押圧するとともに、１次側
ガス圧ＰＩによる力で閉弁バネ６の圧縮側へ押圧するよ
うに構成し、１次側ガス圧Ｐ１が低下するにつれて、前
記一方５（７）を圧力補償用バネ８の張力で閉弁バネ６
の伸長側へ次第に移動させて、閉弁バネ６の閉弁用張力
を次第に低下させるように構成した事を特徴とするもの
である。

本第２発明は、第１発明においてその一部に次の改良を
加えたものである。

即ち、例えば第１図に示すように、前記流量制御弁１の
弁座５を可動弁座体９に形成し、可動弁座体９を弁室３
に前後移動自在に挿入して、可動弁座体９を圧力補償用
バネ８の張力で後向きに押圧するとともに、１次側ガス
圧Ｐｌによるカで前向きに押圧し、弁室３内で閉弁バネ
６を弁体４の前側に配置するとともに、圧力補償用バネ
８を可動弁座体９の前側で閉弁バネ６の外周空間に配置
したことを特徴とするものである。

本第３発明は、第１発明又は第２発明の一部に次の改良
を加えたものである。

即ち、例えば第１図に示すように、ガス充填用弁箱ｌＯ
内にガス充填用弁室１１を形成し、ガス充填用弁室１１
内に流量制御弁１の弁本体２を前後移動可能に挿入し、
ガス充填用弁室１１のガス導出用入口１２をガス導出用
出口１３に対して、流量制御弁１のガス入口１４・弁室
３及びガス出口１５を介して連通させ、ガス充填用弁室
１１と弁本体２との嵌合面間にガス充填用通路１６・ガ
ス充填用弁面１７及びガス充填用弁座１８を設け、弁本
体２を前方押圧手段１９で前方へ押圧することにより、
ガス充填用弁面１７をガス充填用弁座１８に接当閉弁さ
せて、ガス充填用通路１６を閉止し、ガス充填装置Ａか
ら充填用ガスがガス導出用出口１３に圧入されるガス充
填状態では、ガス導出用出口１３内の充填用ガス圧によ
る力で弁本体２を前方押圧手段１９に抗して後方へ押圧
することにより、ガス充填用弁面１７をガス充填用弁座
１８から離間開弁させて、ガス充填用通路１６を開通し
、ガス導出用出口１３に圧入される充填用ガスをガス充
填用通路１６からガス導出用入口１２へ注入させるよう
に構成したことを特徴とするものである。

本第４発明は、第３発明の一部に次の改良を加えたもの
である。

即ち、例えば第１図に示すように、前記流量制御弁１の
弁本体２の前端面２０からガス充填用弁箱１０のガス導
出用出口１３を前向きに開口し、ガス急速排出操作具Ｂ
をガス導出用出口１３から挿入して弁本体２の前端面２
０に押し当て、弁本体２を前方押圧手段１９に抗して後
方へ押圧することにより、ガス充填用弁面１７をガス充
填用弁座１８から離間開弁させて、ガス充填用通路１６
を開通し、ガス導出用入口１２のガスをガス充填用通路
１６からガス導出用出口１３へ急速に排出するように構
成した事を特徴とするものである。

本第５発明は、第１発明、第２発明、第３発明又は第４
発明の一部に次の改良を加えたものである。

即ち、例えば第２図に示すように、前記流量制御弁１の
弁本体２をガス貯蔵容器Ｃの容器元弁２１の弁本体２２
の内部に設けた事を特徴とするものである。

〔作　用〕

第１発明は次のように作用する。

容器元弁２１を開けると、圧力容器内のガスが、容器元
弁２１から流量制御弁１の１次室に入り、１次室内の１
次圧は圧力容器の内圧とほぼ同圧になる。

例えば、第１図の上半の図は、圧力容器内の圧力が高い
場合（例えば１５０　ｋｇ／ｃｎｌ）を示す。

この場合、１次室の１次圧も高圧となる。この高圧の１
次圧が、弁座５を圧力補償用バネ８に抗して、図上の左
方へ前進させて、弁体４を介して閉弁バネ６の圧縮量を
大きくし、閉弁バネ６の閉弁用張力を強（する。これに
より、高圧の１次圧による弁体４への強い開弁力に対し
て、圧縮量の大きい閉弁バネ６の強い閉弁用張力で対抗
させ、弁体４の開弁面積を小さくする。

また、第１図の下半の図は、圧力容器内の残圧が低くな
った場合（例えば１０ｋｇ／ｃａｔ）を示す。

この場合、１次室の１次圧も低圧となる。この低圧の１
次圧に比例して、圧力補償用バネ８が弁座５を右方へ後
退させて、閉弁バネ６の圧縮量を小さくし、閉弁バネ６
の閉弁用張力が弱くなる。

これにより、低圧となった１次圧による弁体４への弱い
開弁力に対して、圧縮量の小さい閉弁バネ６の弱い閉弁
用張力で対抗させ、弁体４の開弁面積を大きくする。

このように、１次圧の低下が進んでいっても、これに伴
って弁体４の開弁面積が大きくなっていくことから、ガ
ス流量の低下が抑制され、ガス流量は許容範囲内に保持
される。

また、容器元弁２１を開けて、ガスを取出している間は
、弁体４は１次圧で押し開かれたままとなる。容器元弁
２１を閉じてガスの取出しを終了したときにだけ、弁体
４は閉弁バネ６で押し閉じられる。これにより、弁体４
はガスを１回取出すごとに１回しか開閉せず、その弁開
閉頻度が非常に低いため、傷みに＜＜、耐久性に優れる
。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成され、作用することから、
次の効果を奏する。

◎第１発明、及びこれに従属する第２〜第５の各発明 （イ）、圧力容器内の残圧の低下に伴って、ガス流量が
自動的に調整されるので、手動による困難な調整操作を
省略できる。しかも、ガス流量の調整は自動的に行なわ
れる。

（ロ）、圧力容器内の残圧の低下が進んでも、ガス流量
は許容範囲内に正しく保持され、異常低下を起こすこと
がない。

（ハ）、弁体は、ガスを１回取出すごとに１回しか開閉
せず、その弁開閉頻度が非常に低いため、傷みにくく、
耐久性に優れる。

（ニ）、閉弁バネの閉弁用張力を調整する圧力補償用バ
ネは、ガス流量の割りに小形のものですむため、流量制
御弁を小形化することができる。

■第２発明 （ホ）、閉弁バネの閉弁用張力を調整する圧力補償用バ
ネは、閉弁バネの外周空間に並列伏に配置されるので、
直列状に配置される場合と比べて、流量制御弁の全長を
大幅に短縮することができる。

◎第３発明 （へ）、圧力容器にガスを充填するときに、充填ガス圧
でガス充填用通路を開通させて、このガス充填用通路を
通じて充填できるので、流量制御弁を容器元弁から取外
す必要を無くすことができ、ガス充填の作業能率を高め
ることができる。

◎第４発明 （ト）、ガス充填前に圧力容器内から残ガスを排出する
ときに、ガス急速排出操作具で弁本体を後方へ押圧する
ことにより、ガス充填用通路を開通させて、このガス充
填用通路を通じて残ガスを排出できるので、流量制御弁
を容器元弁から取外す必要を無くすことができ、残ガス
排出の作業能率を高めることができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の第１実施例を第１図〜第４図に基づいて
説明する。

第１図はガス貯蔵容器用流量制御弁の縦断面図、第２図
は容器元弁の全体図、第３図は第１図の側面図、第４図
はガス急速操作具の断面図である。

これらの図において、ガス貯蔵容器Ｃの容器元弁２１の
弁本体２２の内部には、流量制御弁１の弁本体２が設け
られている。今、容器元弁２１を廻せば、ガス貯蔵容器
Ｃからのガスが孔３４、孔３５を通って流量制御弁１に
入る。

流量制御弁１は、弁本体２内に弁室３を形成している。

該弁室３内には弁体４があり、この弁体４の鍔部４ａと
弁本体２のバネ受座７との間に円錐台形状のコイルスプ
リングからなる閉弁バネ６を介装し、つまり弁室３内で
閉弁バネ６を弁体４の前側に配置して弁体４を弁座５に
閉弁させるようにすると共に１次側ガス圧Ｐ１による力
で開弁させるように構成する。

弁座５は、その鍔部５ａで弁本体２のガイド面２３に沿
ってバネ受座７に対して閉弁バネ６の伸縮方向に移動可
能に構成されている。即ち、弁座５は可動弁座体９にな
っており、バネ受座７に対して弁座５とバネ受座７との
間に介装され、可動弁座体９の前側で前記閉弁バネ６の
外周空間に配置した圧力補償用バネ８の張力で閉弁バネ
６の伸張側、つまり後向きに押圧されると共に１次側ガ
ス圧Ｐ１による力で閉弁バネ６の圧縮側、つまり前向き
に押圧されるように弁室３に挿入されている。

そして、初め１次側ガス圧Ｐ１が大きいときは弁座５は
最も前方位置をとり閉弁バネ６の閉弁用張力が高い状態
にあるが、１次側ガス圧Ｐ１が低下するにつれて前記弁
座５は圧力補償用バネ８の張力で閉弁バネ６の伸張側へ
次第に移動し、閉弁バネ６の閉弁用張力を次第に低下さ
せることができるようになっている。

また、１１はガス充填用弁箱１０内に形成されたガス充
填用弁室で、このガス充填用弁室１１内に前記流量制御
弁１の弁本体２が前後移動可能に挿入されている。

そして、ガス導出用入口１２をガス導出用出口１３に対
して、流量制御弁１の可動弁座体９の軸孔によって形成
されるガス入口１４、弁室３、弁本体２の前部に設けら
れるガス出口１５を介して連通させる。

ガス充填用弁室１１と弁本体２の嵌合面間には弁本体２
の外周面に軸長方向に穿設されたガス充填用通路１６、
ガス充填用弁箱１０の前部のテーバ面に設けられたガス
充填用弁座工８、該ガス充填用弁座１８に装填されるガ
ス充填用弁面１７が夫々配備される。

前記弁本体２は、通常時において、バネ又はガス圧によ
る前方押圧手段１９で前方へ押圧されており、これによ
って前記ガス充填用弁面１７をガス充填用弁座１８に接
当閉弁させてガス充填用通路１６を閉止している。

しかして、ガス充填装置Ａから充填用ガスがガス導出用
出口１３に圧入されるガス充填状態では、ガス導出用出
口１３内の充填用ガスによる力で弁本体２を、前方押圧
手段１９によって後方へ押圧することにより、ガス充填
用弁面１７をガス充填用弁座１８から離間開弁させてガ
ス充填用通路１６を開通し、ガス導出用出口１３に圧入
される充填用ガスをガス充填用通路１６からガス導出用
入口１２へ注入させることができるようになっている。

前記ガス充填用弁箱１０には、前記流量制御弁１の弁本
体２の前端面２０から前向きにガス導出用出口１３が開
口されており、このガス導出用出口１３から第４図に示
すごときガス急速排出操作具Ｂを挿入する。即ち、ガス
導出用出口１３に相対するガス充填用弁箱１０の外周面
には雄ねじ２４が螺設されており、この雄ねじ２４に、
ガス急速排出操作具Ｂに螺設した雌ねじ２５を螺入する
ことによって、ガス急速排出操作具Ｂの突出棒部２６の
先端を弁本体２の前端面２０に押し当てることができ、
ガス導出用入口１２のガスをガス充填用通路１６からガ
ス導出用出口へ急速に排出させることができるようにな
っている。

なお、前記実施例においては、バネ受座７を固定として
弁座５を可動弁座体９となし、弁座５をバネ受座７に対
して閉弁バネ６の伸縮方向に移動可能に構成したが、弁
座５を固定としてバネ受座７を弁座５に対して閉弁バネ
６の伸縮方向に移動可能に構成しても差支えないことは
勿論である。

次に第５図に示す第２実施例は、前記第１実施例におけ
る圧力補償用バネ８を、弁座５とバネ受座７との間に介
装する代わりに、弁座５の後端部を、弁本体２のす・ン
ト２７に嵌まるパツキン２８の後面から後方へ突出する
ように延設してその後端に鍔部５ｂを設け、パツキン２
８と鍔部５ｂとの間に圧力補償用バネ８を介装したもの
であり、前記第１実施例と同様の作用をなす。

次に第６図に示す第３実施例は、弁本体２の中に鍔部２
９及び鍔部３０を有する倒Ｕ字状の弁座５を設け、弁座
５の内側で、前記鍔部２９と弁体４先端に設けた鍔部３
１との間に介装した閉弁バネ６によって弁体４を付勢す
ると共に弁座５の外側には前記鍔部３０と弁本体２との
間に圧力補償用バネ８を介装する。また、前記バネ受座
７には突棒部３３が後方に退没固着されており、この突
棒部３３を弁本体２の後部に設けた挿入孔３２から後方
へ貫通せしめたものである。この実施例においては、弁
本体２の外側、つまり弁本体２の後方空間が、突棒部３
３の断面積に働（ガス圧に相当する分だけ弁本体２の内
側より圧力が小さ（保たれることになり、この差圧分に
相当した圧力で閉弁バネ６の圧縮側へ次第にバネ受座７
を移動させるものであり、前記第１実施例及び第２実施
例と同様の作用をする。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図はガス貯蔵容器用流量制御弁の縦断面図、第２図は
容器元弁の全体図、第３図は第１図の側面図、第４図は
ガス急速排出操作具の断面図、第５図は本発明の第２実
施例における第１図相当の図面、第６図は本発明の第３
実施例における第１図相当の図面、第７図は従来例２に
おける第１図相当の図面である。 １・・・流量制御弁、２・・・弁本体、３・・・弁室、
４・・・弁体、５・・・弁座、６・・・閉弁バネ、７・
・・バネ受座、８・・・圧力補償用バネ、９・・・可動
弁座体、１０・・・ガス充填用弁箱、１１・・・ガス充
填用弁室、１２・・・ガス導出用入口、１３・・・ガス
導出用出口、１４・・・ガス入口、１５・・・ガス出口
、１６・・・ガス充填用通路、１７・・・ガス充填用弁
面、１８・・・ガス充填用弁座、１９・・・前方押圧手
段、２０・・・前端面、２１・・・容器元弁、　Ａ・・
・ガス充填装置、Ｂ・・・ガス急速排出操作具、　Ｃ・
・・ガス貯蔵容器。 第３ 図 第２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流量制御弁１の弁本体２内に弁室３を形成し、弁室
   ３内で弁体４を弁座５に対して、閉弁バネ６の張力で閉
   弁させるとともに、１次側ガス圧Ｐ＿１による力で開弁
   させるように構成し、閉弁バネ６のバネ受座７と弁座５
   との少なくとも一方５（７）を他方７（５）に対して閉
   弁バネ６の伸縮方向に移動可能に構成し、上記一方５（
   ７）を他方７（５）に対して、圧力補償用バネ８の張力
   で閉弁バネ６の伸長側へ押圧するとともに、１次側ガス
   圧Ｐ＿１による力で閉弁バネ６の圧縮側へ押圧するよう
   に構成し、１次側ガス圧Ｐ＿１が低下するにつれて、前
   記一方５（７）を圧力補償用バネ８の張力で閉弁バネ６
   の伸長側へ次第に移動させて、閉弁バネ６の閉弁用張力
   を次第に低下させるように構成した事を特徴とするガス
   貯蔵容器用流量制御弁 ２、前記流量制御弁１の弁座５を可動弁座体９に形成し
   、可動弁座体９を弁室３に前後移動自在に挿入して、可
   動弁座体９を圧力補償用バネ８の張力で後向きに押圧す
   るとともに、１次側ガス圧Ｐ＿１による力で前向きに押
   圧し、弁室３内で閉弁バネ６を弁体４の前側に配置する
   とともに、圧力補償用バネ８を可動弁座体９の前側で閉
   弁バネ６の外周空間に配置したことを特徴とする請求項
   １に記載のガス貯蔵容器用流量制御弁 ３、ガス充填用弁箱１０内にガス充填用弁室１１を形成
   し、ガス充填用弁室１１内に流量制御弁１の弁本体２を
   前後移動可能に挿入し、ガス充填用弁室１１のガス導出
   用入口１２をガス導出用出口１３に対して、流量制御弁
   １のガス入口１４・弁室３及びガス出口１５を介して連
   通させ、 ガス充填用弁室１１と弁本体２との嵌合面間にガス充填
   用通路１６・ガス充填用弁面１７及びガス充填用弁座１
   ８を設け、弁本体２を前方押圧手段１９で前方へ押圧す
   ることにより、ガス充填用弁面１７をガス充填用弁座１
   ８に接当閉弁させて、ガス充填用通路１６を閉止し、 ガス充填装置Ａから充填用ガスがガス導出用出口１３に
   圧入されるガス充填状態では、ガス導出用出口１３内の
   充填用ガス圧による力で弁本体２を前方押圧手段１９に
   抗して後方へ押圧することにより、ガス充填用弁面１７
   をガス充填用弁座１８から離間開弁させて、ガス充填用
   通路１６を開通し、ガス導出用出口１３に圧入される充
   填用ガスをガス充填用通路１６からガス導出用入口１２
   へ注入させるように構成したことを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載のガス貯蔵容器用流量制御弁 ４、前記流量制御弁１の弁本体２の前端面２０からガス
   充填用弁箱１０のガス導出用出口１３を前向きに開口し
   、 ガス急速排出操作具Ｂをガス導出用出口１３から挿入し
   て弁本体２の前端面２０に押し当て、弁本体２を前方押
   圧手段１９に抗して後方へ押圧することにより、ガス充
   填用弁面１７をガス充填用弁座１８から離間開弁させて
   、ガス充填用通路１６を開通し、ガス導出用入口１２の
   ガスをガス充填用通路１６からガス導出用出口１３へ急
   速に排出するように構成した事を特徴とする請求項３に
   記載のガス貯蔵容器用流量制御弁 ５、前記流量制御弁１の弁本体２をガス貯蔵容器ｃの容
   器元弁２１の弁本体２２の内部に設けた事を特徴とする
   請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のガ
   ス貯蔵容器用流量制御弁内蔵型容器元弁