JPH09138709A - 圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次室内の流体圧が異常高圧となるような危
険状態が発生しない圧力調整弁を提供すること。 【解決手段】 二次室２０の一部を構成するダイヤフラ
ムＤの上下への変形により、流体の入口２４と二次室２
０との間に設けられた弁機構を開閉せしめる形式の圧力
調整弁であって、二次室２０内の圧力が設定圧よりも大
きくなったときに自動開弁して二次室２０内のガスを設
定圧まで排出させる第１安全弁Ｂと、二次室２０内の圧
力が第１安全弁Ｂの自動開弁では処理できない程急激に
圧力上昇したときに自動開弁してガスを弁外部に放出さ
せる第２安全弁７とを具備させてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一次側の流体供
給源側に圧力変化があっても、二次圧が所望の圧力値と
なるように流体圧を制御する所謂圧力調整弁（減圧弁と
もいう）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧力調整弁としては、基本的には図７に
示すような構成となっており、上部に設けた調整ネジ９
０のねじ込み量を変化させることによりコイルバネ９１
を介してダイヤフラム９２の変形量を変化せしめ、これ
により二次室９３の圧力を所望に設定し得るようにして
ある。

【０００３】調整ネジ９０をねじ込むと、ダイヤフラム
９２が下方に押し込まれて弁体９４、弁押し９５、弁体
９６が下方に移動し、弁体９６と弁座９７との間に隙間
が形成される。流体は一次側から、入口９８→弁体９６
と弁座９７との間の隙間→弁押し９５の周りの空域とい
う経路で二次室９３内に流入する。二次室９３内の圧力
の上昇に伴いダイヤフラム９２はコイルバネ９１の付勢
力に抗して上方に移動せしめられ、設定圧になると弁体
９６と弁座９７との間の隙間は閉じられる。そして、再
び二次室９３内の圧力が設定圧以下になると、弁体９６
と弁座９７の間の隙間ができる。つまり、ダイヤフラム
９２に作用するコイルバネ９１の付勢力と二次室９３内
の圧力等との力バランスにより、弁体９６と弁座９７と
の隙間が開閉するようにしているのである。

【０００４】したがって、二次室９３内の流体が出口
（図示せず）を介して機器側に供給されている状態で
は、弁体９６と弁座９７との隙間の開閉が連続的に行わ
れ、一次側の流体供給源側に圧力変化があっても、二次
圧が一定圧となるように流体圧は制御されることにな
る。

【０００５】しかしながら、上記圧力制御弁を使用して
炭酸ガスを一次側の流体供給源から機器側に供給した場
合、二次室９３内において炭酸ガスが固化してドライア
イスが発生する可能性があり、このドライアイスが二次
室９３内で再気化した場合には二次室９３内が異常高圧
となって非常に危険な状態となる。エチレンガスやアン
モニアガスを対象とした場合には二次室９３内において
液化する可能性があり、これが再気化したときには上記
と同様の現象が生じる。

【０００６】なお、この圧力調整弁では二次室９３内の
圧力が瞬間的に設定圧よりも高くなるとその圧力により
ダイヤフラム９２が押し上げられて二次室９３と通路９
２ａとが連通状態となって、二次室９３内の流体は、通
路９２ａ→圧力調整室９９→開孔９９ａの経路で外部に
放出されるようにしてあるが、流体の逃がし量が小さい
ため上記した危険な異常高圧状態を回避できるようなも
のではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、二次室内の流体圧が異常高圧となるような危険状態
が発生しない圧力調整弁を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、二次室２０
の一部を構成するダイヤフラムＤの上下への変形によ
り、流体の入口２４と二次室２０との間に設けられた弁
機構を開閉せしめる形式の圧力調整弁であって、二次室
２０内の圧力が設定圧よりも大きくなったときに自動開
弁して二次室２０内のガスを設定圧まで排出させる第１
安全弁Ｂと、二次室２０内の圧力が第１安全弁Ｂの自動
開弁では処理できない程急激に圧力上昇したときに自動
開弁してガスを弁外部に放出させる第２安全弁７とを具
備させてある。

【０００９】この圧力調整弁では、二次室２０内の圧力
が設定圧よりも大きくなったときには第１安全弁Ｂが自
動開弁して二次室２０内のガスを設定圧まで排出させる
ことになり、また、二次室２０内の圧力が第１安全弁Ｂ
の自動開弁では処理できない程急激に圧力上昇した場
合、例えば、ドライアイス、エチレンやアンモニアが二
次室２０内で再気化した場合には第２安全弁７が自動開
弁してガスを弁外部に放出させることになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面に従って説明する。

【００１１】図１はジュースの自動販売機等に使用され
るシステムであり、容器Ｃ１に収容された水Ｗと、容器
Ｃ２に収容されたシロップＳｉとを炭酸ガスボンベＢの
ガス圧を利用して排出させ、ディスペンサーＤＰ内で両
者を混合させるものである。このため、このシステムで
は、図１に示すように、炭酸ガスボンベＢから容器Ｃ
１，Ｃ２へのガス圧を調整するための二つの圧力調整弁
Ｖ１，Ｖ２と、四つの容器Ｃ２に炭酸ガスを分配供給す
るディストリビュータＤＢと、炭酸ガスボンベＢ内のガ
ス圧を示す高圧圧力計Ｐ３と、容器Ｃ１，Ｃ２へのガス
供給圧を示す低圧圧力計Ｐ１，Ｐ２と、付記号しない配
管とを具備させてある。

【００１２】以下にこのシステムに使用されている特徴
のある主要機器について詳述する。 〔圧力調整弁Ｖ１，Ｖ２について〕 上記圧力調整弁Ｖ
１，Ｖ２は、図３や図４に示すように、上ケース１と下
ケース２とによりダイヤフラムＤを挟み込み、前記下ケ
ース２の下部に栓体３を螺着するようにして構成されて
いる。なお、図３は圧力調整弁Ｖ１，Ｖ２の上面図であ
る図２のＸ−Ｘ断面図、図４は図２のＹ−Ｙ断面図であ
る。

【００１３】上ケース１は、図３や図４に示すように、
断面逆Ｕ字状に形成されたカップ状のもので、上記ダイ
ヤフラムＤとにより圧力調整室１０が形成されていると
共に該圧力調整室１０と弁外部とを連通する小孔１６を
設けてある。前記圧力調整室１０には、図３や図４に示
すように、上・下バネ受け１１，１２と、コイルバネ１
３とを収納してあり、上ケース１の上部構成壁に螺入さ
れた調整ネジ１４の螺入端により前記上・下バネ受け１
１，１２及びコイルバネ１３を介してダイヤフラムＤの
押し込みができるようにしてある。なお、前記調整ネジ
１４は不用意に回動しないようにロックナット１５によ
り固定できるようにしてある。

【００１４】下ケース２は、図３や図４に示すように、
ダイヤフラムＤとにより形成された二次室２０と、空室
２１と、弁座２２と、弁室２３とを順に上記した調整ネ
ジ１４の中心軸線上に連通する態様で具備させてある。
また、この下ケース２には、図２〜図４に示すように、
前記弁室２３に繋がる入口２４及び出口２５並びに二次
室２０に繋がる出口２６及びガス排出口２７を具備させ
てある。

【００１５】二次室２０には、図３や図４に示すよう
に、その内部に後述するゴムシール部５１との関係で第
１安全弁Ｂとして機能する弁体４０をダイヤフラムＤ及
び下バネ受け１２に対して外周気密状態に貫通突出させ
る態様で配置してあると共にその上端部にナット４１で
螺着してあり、上記弁体４０をダイヤフラムＤ及び下バ
ネ受け１２と一体化してある。なお、この弁体４０には
通路４０ａが形成されている。

【００１６】空室２１には、図３や図４に示すように、
上面中央部にゴムシール部５１を具備させた弁押し５０
を上下動可能に設けてあり、前記弁押し５０の軸部５２
を弁座２２を形成させるための孔に遊挿させてある。な
お、前記弁押し５０はＣ型ピン５３の存在により二次室
２０内に侵入しないようにしてある。

【００１７】弁室２３には、図３や図４に示すように、
上記した栓体３の挿入側筒部３０の外周に円筒状の金網
フィルターＦを設けてあると共に挿入側筒部３０の内部
には上面にゴムシール部６０ａを有する弁体６０が上下
動可能に設けてある。そして、図３や図４に示すよう
に、圧縮コイルバネ６１により弁体６０を上方に付勢せ
しめ、ゴムシール部６０ａが弁座２２と当接するように
してある。

【００１８】ガス排出口２７と二次室２０との間には、
図４に示すように、これら相互を連通させた太いガス通
路を開閉する第２安全弁７を設けてあり、当該第２安全
弁７は二次室２０内の圧力が設定値以上となったときに
開弁状態となるようにしてある。前記第２安全弁７は、
図４に示すように、ガス通路部にネジ止めされた保持筒
７０と、前記保持筒７０に進退自在に挿入された弁棒７
１と、弁棒７１の先端に設けられたゴムシール部７２
と、ガス通路構成壁に形成された弁座７３と、弁棒７１
をゴムシール部７２と弁座７３とを圧接させるべく付勢
するコイルバネ７４とから構成してある。

【００１９】この圧力調整弁Ｖ１，Ｖ２は上記のような
構成であるから以下のような機能を有する。

【００２０】調整ネジ１４を所定の設定圧に応じてねじ
込むと、ダイヤフラムＤが下方に押し込まれて弁体４
０、弁押し５０、弁体６０が下方に移動し、弁体６０と
弁座２２との間に隙間が形成される。炭酸ガスはボンベ
Ｂから、入口２４→金網フィルターＦ→弁室２３→挿入
側筒部３０の内壁と弁体６０の外周面との隙間→弁体６
０のゴムシール部６０ａと弁座２２との間の隙間→空室
２１→弁押し５０と空室２１の内壁面との隙間という経
路で二次室２０内に流入する。これに伴い、ダイヤフラ
ムＤはコイルバネ１３の付勢力に抗して上方に変形せし
められ、二次室２０内の圧力が設定圧になると、弁体６
０と弁座２２との間の隙間は閉じられる。そして、二次
室内２０内の圧力が設定値以下になると再び弁体６０と
弁座２２との隙間ができる。したがって、炭酸ガスがボ
ンベＢから容器Ｃ１，Ｃ２に流れているときにおいても
二次室２０内の圧力は、弁体６０と弁座２２との開閉に
より設定圧に保たれることになる。

【００２１】ここで、二次室２０内の圧力が上記設定圧
を越えてしまった場合には、ダイヤフラムＤが上方に変
形して弁体４０と弁押し５０のゴムシール部５１との間
に隙間ができ、二次室２０内の圧力が設定圧になるまで
炭酸ガスを、二次室２０→通路２０ａ→圧力調整室１０
→小孔１６の経路で弁外部に排出させる。これにより二
次室２０内の圧力は設定圧となる。

【００２２】そして、この圧力調整弁Ｖ１，Ｖ２では、
二次室２０内で炭酸ガスが固化して発生したドライアイ
スが再気化した場合においても、二次室２０内の圧力が
設定値以上になったときには第２安全弁７が開弁状態と
なって、二次室２０内の炭酸ガスを瞬時に大気（弁外
部）へ逃がすこととなる。したがって、二次室２０内が
異常高圧となることが回避される。〔高圧・低圧圧力計Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について〕 各圧力
計Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、図５や図６に示すように、その
外周部にゴム板材ｇを巻いてあり、これにより外部から
の衝撃力を緩衝するようにしてある。〔圧力調整弁Ｖ１と炭酸ガスボンベＢとの間の繋ぎ構造
について〕 図５や図６に示すように、下ケース２に形成
した入口２４に螺入された配管８０と、炭酸ガスボンベ
Ｂに設けられたガス排出口ｂとを、袋ナット８１により
螺着するようにしている。前記螺着を容易ならしめるた
め、図５や図６に示すように、配管８０に上記袋ナット
８１を回転自在に且つ抜け止め状態に取り付けると共に
配管８０にレンチＬを回転自在に外挿し、レンチＬを進
退することにより袋ナット８１に対して係合・非係合状
態にできるようにしてある。

【００２３】なお、袋ナット８１による圧力調整弁Ｖ１
と炭酸ガスボンベＢとを接続は、以下の手順により容易
に行える。

【００２４】先ず、手で袋ナット８１をガス排出口ｂに
螺入し、手で回る範囲で締め込む。次に、レンチＬを配
管８０の位置で袋ナット８１の締め込みができるところ
に揺動させ、レンチＬを炭酸ガスボンベＢ側に移動させ
て袋ナット８１と係合状態にする。

【００２５】続いて、前記係合状態を維持しながらレン
チＬを揺動させ、しっかりと袋ナット８１をガス排出口
ｂにねじ込む。これにより圧力調整弁Ｖ１と炭酸ガスボ
ンベＢとの接続は完了することとなるが、その後レンチ
Ｌと袋ナット８１との係合を解き、レンチＬの端部を下
げておくとよい。 〔他の実施態様について〕上記圧力制御弁は流体をエチ
レンガスやアンモニアガスとした場合のシステムにも採
用でき、このものでは前記ガスの液化したものが再気化
したときの二次室の異常高圧を防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】課題を解決するための手段の欄に記載し
た作用の内容から、二次室内の流体圧が異常高圧となる
ような危険状態が発生しない圧力調整弁を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である圧力調整弁を使用
したシステムの概略図。

【図２】前記圧力調整弁の上面図。

【図３】前記圧力調整弁のＸ−Ｘ断面図。

【図４】前記圧力調整弁のＹ−Ｙ断面図。

【図５】前記システムの主要部の正面図。

【図６】前記システムの主要部の正面図。

【図７】先行技術の圧力調整弁の断面図。

【符号の説明】

Ｂ 第１安全弁 Ｄ ダイヤフラム ７ 第２安全弁 ２０ 二次室 ２４ 入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次室（２０）の一部を構成するダイヤ
   フラム（Ｄ）の上下への変形により、流体の入口（２
   ４）と二次室（２０）との間に設けられた弁機構を開閉
   せしめる形式の圧力調整弁であって、二次室（２０）内
   の圧力が設定圧よりも大きくなったときに自動開弁して
   二次室（２０）内のガスを設定圧まで排出させる第１安
   全弁（Ｂ）と、二次室（２０）内の圧力が第１安全弁
   （Ｂ）の自動開弁では処理できない程急激に圧力上昇し
   たときに自動開弁してガスを弁外部に放出させる第２安
   全弁（７）とを具備させてあることを特徴とする圧力調
   整弁。