JPH09170672A - 減圧弁 - Google Patents

減圧弁

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 減圧弁を迂回させたり取り外したりせずに、
減圧弁を取り付けたままボンベを流体で満たす。 【解決手段】 減圧弁２は、入口８と調整用サブチャン
バ５０との間で流体の流れを阻止するために充満ノズル
によって作動する第２ピストン１２’の形態の可動手段
を含み、それによって出口１０と入口８との間で弁を通
る流体の流れを可能にする。これは、減圧弁が適所にあ
るままボンベを満たすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は減圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体、例えば、圧縮ガスを或る圧力レベ
ルからより低い圧力レベルに減じることが望まれるとき
に、減圧弁は有用性を有する。典型的な例は、ガスが約
３００×１０5 Ｎ／ｍ2 （３００ｂａｒ）の圧力でボン
ベ又は他の圧力容器に貯蔵され、末端使用者は仕事場で
２００×１０5 Ｎ／ｍ2 （２００ｂａｒ） 以下の圧力
でガスを送出したいときである。圧力を３００×１０5
Ｎ／ｍ2 （３００ｂａｒ）から２００×１０5 Ｎ／ｍ2
（２００ｂａｒ）に減じることのできる減圧弁は公知で
ある。英国特許第２２６９４４１号には、第１及び第２
ピストンの形態のバルブ手段を配置した内部チャンバを
構成するボデーを有する減圧弁が説明されている。高圧
ガスボンベからのガス入口が出口と同じようにボデーに
形成される。入口と出口との間のガスの流れは第１ピス
トンの下端に形成された弁座によって制御される。第１
ピストンには、第１ピストンの上面とボデーの対向面に
よって構成された制御チャンバで終わる軸線方向のガス
導管が形成される。ガス導管は第１ピストンに形成され
る横穴と連通し、横穴は入口に近接して位置した第２チ
ャンバと連通する。ばねが第２ピストンを介して第１ピ
ストンを上方に押すので、通常の作動では、入口からの
ガスは横穴を通り弁座を超えて第２チャンバの中に入
り、ガスのいくらかは出口を経て出ていく。残りのガス
はガス導管に沿って制御チャンバの中に流入するので、
圧力が制御チャンバ内に生じ、第１ピストンに作用して
ばねによって第１ピストンに作用する力と弁座及び第１
ピストンの比較的小さい領域に作用する第２チャンバ内
のガス圧を平衡させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この公知の減圧弁の不
都合な点は、減圧弁が適所にある間は減圧弁を取り付け
たガスボンベへ充填することができない点にある。ガス
ボンベを充填するために減圧弁を迂回させるか取り外す
必要がある。もし、高圧ガスをボンベの中に、充填方向
に通す試みがなされたとき、かかる弁をひどく破損させ
てしまうであろう。特にガスボンベに充填することので
きる高圧ガスボンベ用減圧弁を提供することが本発明の
目的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によると、内部チ
ャンバを構成するボデーと、流体をチャンバに流入させ
るための入口手段と、流体の排出のための、入口手段か
ら出口手段まで延びる流路と、流路に沿った流体の流れ
を制御するための、チャンバに滑動可能に受け入れられ
た弁手段とを有し、弁手段は、小さい直径の近位端部及
びより大きい直径の遠位端部を有するピストンを有し、
近位端部の面には、ピストンの第１部分で、流路に沿う
流体の流れを制限する弁座が形成され、更に、ピストン
を前記第１位置から、流路が開放する第２位置に向かっ
て付勢するための手段と、ピストンの遠位端部の面は、
ボデーの協働面とともに調整用サブチャンバを構成し、
入口手段と調整用サブチャンバとの間の連通を可能にす
る手段とを含み、入口手段に入る流体は、付勢手段とと
もに、ピストンをその第１位置からその第２位置に向か
って移動させていくらかの流体を流路に沿って出口手段
に向かって流れさせ、残りの流体は入口手段から手段を
通ってサブチャンバに向かって流れ、そこで残りの流体
は力をピストンの遠位端部に及ぼして、ピストンをその
第１位置に向かって押し戻し、該減圧弁は入口手段と調
整用サブチャンバとの間で前記手段に沿う流体の流れを
選択的に防ぐ可動手段とを含む。
【０００５】好ましくは、可動手段はピストン内に入れ
子式に受け入れられ、入口手段と調整用サブチャンバと
の間の流体の流れを防ぐためにボデーの面のシートと協
働するためのシール手段、例えば、面取り面が遠位端部
に形成された第２ピストンの形態をなしている。付勢手
段はそれ自体公知の圧縮ばねで良い。別の例として、ボ
デーの通路が、圧力下の流体をピストンをその第２位置
に向かって押すばね圧を増大させ、又は取って代るよう
にするために設けられても良い。好ましい実施の形態で
は、弁座は減圧弁を比較的小型にさせる環状形体であ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】今、本発明の実施の形態を、添付
概略図面の図を参照しながら例示として説明する。図
１、図２、図３に示すように、例えば、高圧ガスボンベ
用の減圧弁２は内部チャンバ６を構成するボデー４を有
する。チャンバ６は比較的小さい直径の前方部分７、中
間部分９及び比較的大きい直径の後方部分１１を有す
る。部分７及び部分９はそれらの間に後方に向いた肩１
３を構成し、部分９及び部分１１はそれらの間に後方に
向いた肩１５を構成する。チャンバ６と連通する環状ガ
ス入口８がボデー４に形成され、中央出口１０が該入口
８から間隔を隔てる。
【０００７】弁手段がチャンバ６内に配置され、該弁手
段はチャンバ６内に滑動可能に受け入れられた第１ピス
トン１２を含む。ピストン１２は、チャンバ６の部分７
内で滑り嵌めである比較的小さい直径の近位端部と、部
分９に収容された中間部分と、チャンバ６の部分１１内
に収容された比較的大きい直径の遠位端部とを有する。
ピストン１２の近位部分、中間部分及び遠位部分の外面
には各々溝が形成され、該溝には、各部分７、９、１１
の協働する面にガス密方法で係合するＯ−リングシール
５が配置される。ピストン１２の近位部分と中間部分は
それらの間に前方に向いた肩１９を構成し、中間部分と
遠位部分はそれらの間に前方に向いた肩３３を構成す
る。肩１３と肩１９との間には、圧縮ばね２１の形態の
付勢手段が配置される。通路２２が、チャンバ６の中間
部分９と減圧弁２を取り付けた、ガスボンベの閉止弁
（図示せず）との間でボデー４を貫通する。第１ピスト
ン１２の近位端部の前方面２３には環状入口８と整合し
て環状弁座１６が形成される。
【０００８】図示するように、ピストン１２は、第２後
方部分よりも小さい直径の第１前方部分をもった貫通孔
１４を有する。両部分はそれらの間に後方に向いた肩１
７を構成する。第２ピストン１２’がピストン１２の貫
通孔１４内に配置される。ピストン１２’の近位端部に
は、最小圧力保持用逆止め弁２６を受け入れた盲孔２５
が形成される。弁２６は、小さい直径の前方ノーズ部分
３０と、中間円錐形部分３２及び比較的大きい直径の後
部分３４を有するボデー部分２８とを含む。後部分３４
は盲孔２５内に滑り嵌めであるように寸法決めされ、盲
孔２５の内側面とガス密方法で係合するＯ−リングシー
ル３６を保持する溝を含む。更なるＯ−リングシール３
８が円錐形部分３２とノーズ部分３０との接合部に形成
された溝内に配置される。通路４２がノーズ部分３０の
前方面から孔４４に向かって延び、孔４４内に圧縮ばね
４６が配置される。
【０００９】孔１４の第１前方部分内に滑り嵌めである
中空ボデー部分２７はピストン１２’の近位端部から後
方に延びている。フランジ２９が中空ボデー部分２７か
ら外方に延び、前方に向いた肩６１及び後方に向いた肩
６３を構成する。ピストン１２’はその遠位端部が面取
り面６４の形態のシール手段で終わる。説明されるよう
に、貫通孔３１により、孔１４からボデー部分２７の中
空内部への連通を可能にする。穴３１は、ボデー部分２
７の中空内部とともに、入口８に向かうピストン１２’
の遠位面取り面６４から延びる通路の一部を形成する。
シート３７が、ピストン１２’の遠位面取り面６４に向
った、ボデー４の壁の表面３５に形成される。壁の表面
３５はピストン１２、１２’の遠位端部とともに、調整
用サブチャンバ５０を構成する。
【００１０】ばね４０が、フランジ２９の後方に向いた
面６３と壁の対向面３５との間に配置されてフランジ２
９をピストン１２の通路１４に形成された後方に向いた
肩１７に向って前方に付勢する。通路５２がサブチャン
バ５０から延び、安全リリーフ弁（図示せず）と連通す
る。同様に、更なる通路５４がボデー４に形成され、チ
ャンバ６から大気に延び、通気孔として作用する。肩１
９に作用するばね２１がピストンをボデー４の表面３５
に向かって後方に（図示するように右に）押すので、図
２に示すように、ピストン１２は通常、チャンバ６内の
位置を選択する。同様に、ばね４０がフランジ２９の肩
６１を孔１４内の肩１７に押しつけるので、ピストン１
２’は図２に示す位置を選定する。その上、逆止め弁２
６のＯ−リングシール３８は出口１０の表面に係合す
る。
【００１１】使用中、ガスボンベ口が開けられたとき、
ガスが、例えば、３００×１０5 Ｎ／ｍ2 （３００ｂａ
ｒ）の高圧で環状入口８を経てチャンバ６に入る。ガス
のいくらかは入口８から流路に沿って弁シール１６を超
えて弁２６の円錐形部分３２とボデー４の対向面との間
に通り、出口１０を通って排出する。ガスが円錐形部分
３２に流れるとき、弁２６はばね４４の作用に抗して右
に押される。残りのガスは弁座１６を超え、ピストン１
２’の穴３１を通って中空ボデー部分２７に沿って通っ
て、調整用サブチャンバ５０を占め、該ガスはピストン
１２の遠位端部に力を及ぼしてピストンをばね２１の作
用及び通路２２を通るガス流によって加えられた圧力に
抗して左に移動させる。肩１５と肩３３との間に閉じ込
められたガス又は空気は通路５４を経て大気に排気され
る。
【００１２】明らかに、出口から流れるガスの圧力は２
００×１０5 Ｎ／ｍ2 （２００ｂａｒ）より小さくなる
ようにピストン１２の平衡位置が達せられる。ガスボン
ベを再び満たす必要がある状況が生じたら、高圧ホース
の端７０が図３に示すように、出口１０に入る。端部７
０は弁２６を図示するように後方に（右に）物理的に押
して、高圧ガスを、出口１０を通って円錐形部分３２の
面とボデー４の対向面との間、弁座１６を超え、入口８
を通ってガスボンベのボデーの中に流入する。弁２６の
後方への移動により、ピストン１２’をもばね４０の付
勢に抗して図示するように後方に（右に）移動させ、つ
いには、面取り面６４がシート３７とガス密方法で係合
する。これは、高圧ガスがサブチャンバ５０の入るのを
効果的に止め、ピストン１２を左に前方に移動させて、
高圧ホースからガスボンベの中へのガス流を阻止する。
【００１３】前記移動は又、ガス圧が、ガスボンベを満
たすのに必要とされる圧力よりも低い作動圧力に設定さ
れた安全リリーフ弁に達するのを防ぐ。今、同様の参照
数字は同様の部分を示す図４及び図５を参照すると、例
えば、高圧ガスボンベ用減圧弁が内部チャンバ６を構成
するボデー４を有する。チャンバ６は、比較的小さい直
径の第１前方部分７と、中間部分９と、比較的大きい直
径の後方部分１１とを有する。部分７及び９はその間に
後方に向いた肩１５を構成する。チャンバ６と連通する
環状ガス入口８がボデー４に形成され、中央出口１０が
該入口から間隔を隔てる。弁手段がチャンバ６内で配置
され、該弁手段は、チャンバ６内に滑動可能に受け入れ
られたピストン１２を含む。ピストン１２は、チャンバ
６の部分７内に滑り嵌めである比較的小さい直径の近位
端部と、チャンバ６の後部分１１内に滑り嵌めである比
較的大きい直径の遠位端部とを有する。ピストン１２の
近位端部及び遠位端部の表面には各々、溝が形成され、
該溝に、各部分７及び１１の協働面にガス密方法で係合
するＯ−リングシール５が配置される。ピストン１２の
近位端部及び遠位端部はそれらの間に前方に向いた肩１
９を構成する。圧縮ばね２１の形態の付勢手段が肩１３
と肩１９との間に配置される。
【００１４】ピストン１２の近位端部の前方面２３には
環状入口８と整合して環状弁座１６が形成される。同様
に、最小圧力保持用逆止め弁２６が受け入れられる中央
盲孔２５が面１４に形成される。弁２６は、小さい直径
の前方ノーズ部分３０と、中間の円錐形部分３２と、比
較的大きい直径の後部分３４とを有するボデー部分２８
を含む。後部分３４は孔２５内に滑り嵌めであるように
寸法決めされ、孔２５の表面とガス密方法で係合するＯ
−リングシール３６が保持される溝を含む。更なるＯ−
リングシール３８が円錐形部分３２とノーズ部分３０と
の接合部に形成された溝内に配置される。通路４０がノ
ーズ部分３０の前方面から孔４２に向かって延び、孔４
４内に圧縮ばね４４が配置される。通路１８は、ピスト
ン１２の遠位端部の後方面２０から面２３に近接する近
位端部の面上の場所に向かってピストン１２を貫通す
る。面２０での通路１８の終点は環状突起７２によって
囲まれる。シート７３はボデー４の壁の表面３５に形成
されているので、該シート７３は突起７２に対向する。
表面３５及び面２０はそれらの間に調整用サブチャンバ
５０を構成した。通路５２はサブチャンバ５０から延
び、安全リリーフ弁（図示せず）と連通する。
【００１５】更なる通路５４がボデー４に形成され、チ
ャンバ６から大気まで延び通気孔として作用する。肩１
９上に作用するばね２１がピストン１２をボデー４の表
面３５に向かって後方に押すので、図４に示すように、
ピストン１２は通常、チャンバ６内の位置を選定する。
同時に、弁２６が、ばね４４によって出口１０に向かっ
て押しつけられるが、ガスの通過を可能にするように円
錐形部分３２とボデー４の対向面との間に十分な空間が
ある。使用中、ガスボンベ口が開けられたとき、例え
ば、３００×１０5 Ｎ／ｍ2 （３００ｂａｒ）の高圧で
ガスが環状入口８を経てチャンバ６に入る。ガスのいく
らかは、入口８から流路に沿って弁座１６、面２３及び
弁２６の円錐形部分３２とボデー４の対向面との間を通
り、出口１０を通って排出する。ガスが円錐形部分３２
を流れるとき、弁２６は、ばね４４の作用に抗して右に
（図１に示すように）押される。残りのガスは弁座１６
を超え、ピストン１２の近位端部の側に沿って通って、
通路１８に入り、これに沿って流れる。ガスは通路１８
を通り過ぎ、調整用サブチャンバ５０を満たし、そこで
ガスは面２０の総面積に力を及ぼし、図５に示すように
ピストン１２をばね２１の作用に抗して左に移動させ、
該ガスによってピストン１２の近位端部の比較的小さい
面２３に圧力を加える。肩１３と肩１９との間に閉じ込
められたガス又は空気は通路５４を経て大気に排気され
る。
【００１６】明らかに、出口１０から流れるガスの圧力
が２００×１０5 Ｎ／ｍ2 （２００ｂａｒ）より小さく
なるようにピストン１２の平衡位置が達せられる。ガス
ボンベを再び満たす必要がある状況が生じたら、特別に
出口１０に入るようになった高圧ホースの端が弁２６、
かくしてピストン１２を突起７２が実質的にガスタイプ
の方法でシール７３に係合するように右に移動させる。
次いで高圧ガスを、出口１０を通って円錐形部分３２の
面とボデー４の対向面との間、表面２３を超え、入口８
を通ってガスボンベのボデーの中に流入する。ガスは、
突起７２のシール７３との係合によってサブチャンバに
入るのを効果的に止められる。上記の実施の形態に関連
して説明した減圧弁は比較的少ない移動部品を有し、そ
の結果、製造するのに比較的費用がかからないことは明
らかである。
【００１７】ガスボンベ内に最小圧力を維持し、仕事場
からガスボンベの中に戻るガスの偶発的な又は不注意の
流れを阻止するための最小圧力保持用逆止め弁が知られ
ていることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、弁が開放又は閉鎖位置にあるときの、
弁の部品の相対位置を示す本発明による減圧弁の第１の
実施の形態の概略断面図である。
【図２】図２は、弁が閉鎖位置にあるときの、弁の部品
の相対位置を示す、図１と同様な概略断面図である。
【図３】図３は、弁を取り付けたガスボンベが外部供給
源から満たされたときの、弁の部品の相対位置を示す、
図１及び図２と同様な概略断面図である。
【図４】図４は、弁が開放又は閉鎖位置にあるときの、
弁の部品の相対位置を示す本発明による減圧弁の第２の
実施の形態の概略断面図である。
【図５】図５は、弁が閉鎖位置にあるときの、弁の部品
の相対位置を示す、図４と同様な概略断面図である。
【符号の説明】
４ ボデー ６ チャンバ ８ 入口 １０ 出口 １２、１２’ピストン １３、肩 １６ 弁座 １９ 肩 ２１ 変位手段 ３５ 協働面 ３７ シート ５０ 調整用サブチャンバ ６４ シール ７２ 突起 ７３ シール

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部チャンバ６を構成するボデー４と、
    流体をチャンバ６に流入させるための入口手段８と、流
    体の排出のための、入口手段８から出口手段１０まで延
    びる流路と、流路に沿った流体の流れを制御するため
    の、チャンバ６に滑動可能に受け入れられた弁手段とを
    有し、弁手段は、小さい直径の近位端部及びより大きい
    直径の遠位端部を有するピストン１２を有し、近位端部
    の面には、ピストン１２の第１部分で、流路に沿う流体
    の流れを制限する弁座１６が形成され、更に、ピストン
    １２を前記第１位置から、流路が開放する第２位置に向
    かって付勢するための手段２１と、ピストン１２の遠位
    端部の面は、ボデー４の協働面とともに調整用サブチャ
    ンバ５０を構成し、入口手段８と調整用サブチャンバ５
    ０との間の連通を可能にする手段２７、３１とを含み、
    入口手段８に入る流体は、付勢手段２１とともに、ピス
    トンをその第１位置からその第２位置に向かって移動さ
    せていくらかの流体を流路に沿って出口手段１０に向か
    って流れさせ、残りの流体は入口手段８から手段２７，
    ３１を通ってサブチャンバ５０に向かって流れ、そこで
    残りの流体は力をピストン１２の遠位端部に及ぼして、
    ピストン１２をその第１位置に向かって押し戻し、出口
    手段１０と入口手段８との間で弁を通って流体の流れを
    可能にするために入口手段１０と調整用サブチャンバ５
    ０との間で前記手段２７，３１に沿う流体の流れを阻止
    するように、充填ノズルによって作動するようになった
    可動手段１２’を更に含む減圧弁。
  2. 【請求項２】 可動手段は、ピストン１２内で入れ子式
    に受け入れられ、入口手段８と調整用サブチャンバ５０
    との間の流体の流れを防ぐようにボデー４の面３５のシ
    ート３７と協働するためのシール手段６４が遠位端部に
    形成されているピストン１２’の形態をなしている、請
    求項１に記載の減圧弁。
  3. 【請求項３】 ピストン１２を押すための手段は圧縮ば
    ね２１である請求項１又は２のいずれかに記載の減圧
    弁。
  4. 【請求項４】 ピストン１２を押すための手段は圧力下
    の流体の源から、チャンバ６に形成された肩１３とピス
    トン１２に形成された肩１９との間でチャンバ６の位置
    まで延びるボデー２内の通路２２を含む請求項１乃至３
    のいずれかに記載の減圧弁。
  5. 【請求項５】 弁座１６は環状形態である請求項１乃至
    ４のいずれかに記載の減圧弁。
  6. 【請求項６】 入口手段８は環状形態であり、出口手段
    １０は入口手段８によって形成された環の中央に配置さ
    れる請求項１乃至５のいずれかに記載の減圧弁。
  7. 【請求項７】 可動手段は、入口手段８と調整用サブチ
    ャンバ５０との間の流体の流れを阻止するようにボデー
    ４の表面３５のシート７３に流体密方式で係合する、ピ
    ストン１２の遠位端部の面２０に形成された突起７２を
    含む請求項１に記載の減圧弁。
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