JPH10220607A - 液化ガスの気化圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気化圧力調整弁と一対の遮断弁を一体にするこ
とにより、コンパクトかつ信頼性が高い気化圧力調整弁
を提供する。 【解決手段】バネ力を調整可能なスプリングで押圧した
ダイヤフラムと、このダイヤフラムに連動して移動する
弁棒と、この弁棒の移動に連動して弁を開閉し、液化ガ
スの流入を行う気化圧力調整機構と、この気化圧力調整
機構の弁室に対して２つの連通孔を設け、これらそれぞ
れの連通孔の出口側には遮断弁座を有し、この遮断弁座
にそれぞれ着座可能な遮断弁体を有する遮断弁棒を設
け、この遮断弁棒は他端に設けられたピストンの押圧に
よって上記遮断弁体を遮断弁座から離脱することとした
一対の遮断機構を備える。それぞれの遮断機構では、ピ
ストンを押圧しない時に閉弁になり、ピストンを押圧し
た時には弁棒を開弁位置に維持するために、バルブスプ
リングとリターンスプリングによって弁棒を開弁位置に
均衡させる。ピストンの押圧のための印加圧は、パイロ
ットガスによる。ピストンは、第１ピストンと第２ピス
トンに分割する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガスなどを気
化させる場合の、気化圧力の調整弁に係るもので、この
調整弁の筐体内に遮断弁を一体に組み込んだ構成に関す
るものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来からＬＰＧ等の液
化ガスを燃焼室や燃焼器に供給するためにはこれらをい
ったん気化させる必要がある。そして、効率よく確実に
気化させるためにはガス圧力を調整しなければならない
ので気化圧力調整弁が用いられることが多い。

【０００３】ところで、上述した熱交換器では液化ガス
が一方向にのみ供給された場合には、例えば寒冷時では
気化器外部が凍結してしまい、熱交換効率が悪化するの
で、これを避けるためにガス流路を逆転させる方法を採
用することがある。発明者も既にこのような構成を開示
している（特願平８−１１５３２８号）。そして、この
技術ではガス流路を逆転させるために気化圧力調整弁の
下流を２本のラインに分岐し、それぞれ交互に遮断弁な
どによって開閉を行っている。

【０００４】しかし、このような構成を採用する場合に
は寒冷地で有効にするためには強制加熱器が不可欠であ
るが、イニシャルコストがかかり、経済性に欠けるとい
う問題がある。

【０００５】本発明は上述した不都合を改善した蒸発器
を提供するために、気化圧力調整弁と一対の遮断弁を一
体にすることにより、コンパクトかつ信頼性の高い気化
圧力調整弁を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、バネ力を調整可能なスプリングで押圧し
たダイヤフラムと、このダイヤフラムに連動して移動す
る弁棒と、この弁棒の移動に連動して弁を開閉し、液化
ガスの流入を行う気化圧力調整機構と、この気化圧力調
整機構の弁室に対して２つの連通孔を設け、これらそれ
ぞれの連通孔の出口側には遮断弁座を有し、この遮断弁
座それぞれ着座可能な遮断弁体を有する遮断弁棒を設
け、この遮断弁棒は他端に設けられたピストンの押圧に
よって上記遮断弁体を遮断弁座から離脱することとした
一対の遮断機構を備える液化ガスの気化圧力調整弁を採
用することとした。この手段では、気化圧力調整機構と
して設けられた弁の弁室に連通孔を介して一つの遮断機
構が設けられており、この連通孔の出口を遮断機構の弁
座として構成したので、非常に省スペースで圧力調整と
流路決定を可能としている。

【０００７】また、それぞれの遮断機構では、ピストン
を押圧しない時に閉弁になり、ピストンを押圧した時に
は弁棒を開弁位置に維持するために、バルブスプリング
とリターンスプリングによって弁棒を開弁位置に均衡さ
せるという手段を採用し、さらに、ピストンの押圧のた
めの印加圧は、パイロットガスによることとした。これ
らの手段によって、パイロットガスを遮断機構のピスト
ンに印加するだけで液化ガスの流路を開路することがで
き、流路制御が非常に容易である。また、装置全体を小
型にするための手段として、遮断機構で用いているピス
トンは、第１ピストンと第２ピストンに分割し、第１ピ
ストンに印加された押圧力を第２ピストンに印加し、こ
れによって遮断機構の弁棒を動作させるという手段も採
用することとした。この手段では、小さい圧力で弁棒を
動作させるので、遮断機構の制御が容易かつ確実であ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい一例を、
添付した図面にしたがって説明する。図１は本発明の気
化圧力調整弁を一例として開示する熱交換器に組み込ん
だ状態を示したブロック図であって、１は本発明で開示
する気化圧力調整弁で内部に流出路決定のための一対の
遮断弁が組み込まれており、液入口２および２本の液出
口３ａ、３ｂが接続されている。液出口３ａ、３ｂはそ
れぞれフィンプレートが周囲に設けられた蒸発器４ａ、
４ｂに接続され、これらの蒸発器４ａ、４ｂによって確
実に気化ガスを発生させる。蒸発器４ａ、４ｂを出た蒸
発ガスは、チャンバー５に入り、常温では蒸発しない重
質分などを分離した後にガス出口６から排出され、各種
燃焼装置に対して供給される。７は液化ガスの蒸発を促
すためのファンである。なお、これらのガス流路では、
気化圧力調整弁１において、一般的なガス圧として平方
ｃｍあたり１．０ｋｇに調整する。ただし、この数値は
あくまでも一例であり、これに限定する必要はない。

【０００９】次にこれらの制御系について説明すると、
８はパイロットガスの圧力調整器であり、自然気化ガス
を導入し、平方ｃｍあたり２．５ｋｇに圧力を調整して
流出させる。ただし、この圧力は一例であって、液化ガ
ス圧である１．０より高いものであれば、十分に機能す
る。圧力調整器８を出たパイロットガスは、２本に分岐
してそれぞれ三方電磁弁９ａ、９ｂに入る。それぞれの
三方電磁弁９ａ、９ｂは２本の流出路を有しており、途
中で合流させた後にチャンバー５に供給されてガス出口
６から流出するようにし、他方はそれぞれ気化圧力調整
弁１の流出路決定のための圧力として利用される。１０
は電気制御盤であって、ファン７および一対の三方電磁
弁９ａ、９ｂを制御する。１１はチャンバー５に設けら
れた熱電対であり、チャンバー５の加熱状況を検知す
る。なお、この熱電対１１はチャンバー５の温度を監視
できるものであればよく、別の温度センサが代替するこ
ともある。そして、これらの構成において、三方電磁弁
９ａ、９ｂを経由して平方ｃｍあたり２．５ｋｇのパイ
ロットガスが印加された場合のみいずれか一方あるいは
両方の遮断機構が動作して、その流路を開路するもので
ある。

【００１０】次に、図２は気化圧力調整弁１の概念を示
したものであり、１２は圧力調整機構、１３ａ、１３ｂ
はそれぞれガス流路の遮断機構である。そして、上記三
方電磁弁９ａ、９ｂのガス圧が印加された場合のみいず
れか一方の遮断機構が動作して、その一方の流路を開路
するものである。

【００１１】上述した構成において、全体の作動系を説
明すると、先ず電気系をオンして電気制御盤１０を作動
させた後に、パイロットガスを圧力調整器８によって圧
力調整し、送り出す。作動開始時やガス消費量が多い時
間帯では急速運転または大量供給の必要があるので、三
方電磁弁９ａ、９ｂはいずれもチャンバー側の流路を閉
路し、遮断機構１３ａ、１３ｂに対する流路は開路す
る。そうすると、図２に示した遮断機構１３ａ、１３ｂ
のいずれにもガス圧は印加されるので、これらはいずれ
も開路状態になり、液入口２から流入した液化ガスは両
方の流路から並行して遮断機構１３ａ、１３ｂを通過
し、蒸発器４ａ、４ｂに送り込まれ、蒸発ガスを生成す
る。そして、チャンバー５で重質分などを除去した後に
ガス出口６から各種燃焼器に供給される。従って、この
動作の場合には能力が増大することになる。このように
して急速運転を行った後に、例えばタイマにより、また
は熱電対１１の加熱状況などに応じて定常運転に切り替
える。即ち、いずれか一方の三方電磁弁を切り替えてパ
イロットガスをいずれか一方の遮断機構に印加すれば、
そのガス流路は開路し、一方側の蒸発器のみが作動する
ことになる。そして、作動している蒸発器が蒸発工程に
よって凍結した場合には一対の三方電磁弁９ａ、９ｂを
切り替えると、もう一方の蒸発器が作動することにな
り、これを交互に繰り返すことにより連続運転を行う。
なお、全体の作動は上述した実施形態に限定されるもの
ではなく、当初から通常運転を行うことももちろん可能
である。

【００１２】図３は気化圧力調整弁１の具体的構造を示
したものであって、Ａは図２で示した圧力調整機構１２
の、ＢおよびＣは遮断機構１３ａ、１３ｂのそれぞれ具
体的構成である。圧力調整機構Ａにおいて、１４は圧力
調整部弁函、１５はダイヤフラムステム、１６はスピン
ドルハウジング、１７は弁棒、１８はスピンドル、１９
はスピンドルガイド、２０はダイヤフラム、２１はダイ
ヤフラムカバー、２２はダイヤフラムプレート、２３は
ダイヤフラムスプリング、２４はスプリングシート、２
５はバルブシート、２６はバルブシャフト、２７はシー
トハウジング、２８はシートパッキン、２９はボトムキ
ャップ、３０はバルブスプリング、３１はアジャストス
クリュー、３２は放熱フィンである。この構成におい
て、アジャストスクリュー３１によってダイヤフラムス
プリング２３のスプリング力を調整し、例えば平方ｃｍ
あたり１ｋｇに調整すると、液化ガスが１ｋｇ以下の圧
力である場合には液化ガス圧はダイヤフラムスプリング
２３に打ち勝つことができないので、ダイヤフラム２０
からスピンドル１８を介して連結されている弁棒１７は
図示した状態のように下がったままであり、シートハウ
ジング２７が下がった状態になり、バルブシート２５に
は着座しない。従って、この場合には開弁状態になり、
液化ガスは１ｋｇ以下の圧力で流れる。

【００１３】一方、液化ガスの圧力が上昇して１ｋｇを
超える場合には、液化ガス圧がダイヤフラムスプリング
２３の調整力に打ち勝つので、ダイヤフラム２０を押し
上げ、これに連動してスピンドル１８及び弁棒１７が上
昇する。すると、バルブスプリング３０の伸長によって
シートハウジング２７が押し上げられ、バルブシート２
５に着座して閉弁状態となり、液化ガスは供給を停止さ
れる。しかし液化ガスは下流に対して徐々に供給される
ので、弁内の液化ガス圧は徐々に低下して、１ｋｇ以下
になれば再びダイヤフラム２０が定常状態に復帰して、
開弁される。

【００１４】続いて遮断機構の構成について説明する
と、３３は遮断部弁函、３４は第１ピストン、３５は第
２ピストン、３６はシリンダ、３７は遮断弁棒、３８は
遮断弁座、３９はピストンカバー、４０はピストンキャ
ップ、４１はバルブスプリング、４２はリターンスプリ
ング、４３はシートパッキン状の遮断弁体、４４は液化
ガスの流出孔である。そして、これらの構成が図面上で
左右に一対ずつ設けられており、連通孔４５によって圧
力調整機構Ａの弁室に連通している。第１ピストン３４
および第２ピストン３５については、１つのピストンカ
バー３９に収容されており、小さい圧力で大きい力を得
ることができる構成とし、全体を小型にできるようにし
ている。作動について説明すると、パイロット圧印加口
５１にパイロット圧が印加されない状態では、ピストン
３５、３４はリターンスプリング４２によって図面にお
いて右方向に押圧されており、バルブスプリング４１に
よって遮断弁座３８は着座して閉路しており、流出孔４
４と連通孔４５とは閉路している。続いて、ピストン３
５及び３４に対してパイロットガスのガス圧が印加され
れば、第２ピストン３５および第１ピストン３４は連動
して左方向に押圧し、遮断弁棒３７をバルブスプリング
４１が押し縮まる方向に移動させ、遮断弁体４３を遮断
弁座３８から離脱させる。そうすると、連通孔が開路す
る。即ち、２つの遮断機構の第２ピストン３５及び第１
ピストンにパイロットガスのガス圧を適宜印加すること
によって、液化ガスの流路を選択することができる。パ
イロットガスをいずれに導入するかを決定する要素は、
図１における三方電磁弁９ａ、９ｂの制御によって行わ
れる。なお、図３における状態は、遮断機構Ｂ側に対し
てはパイロットガスは印加されておらずに閉弁状態であ
り、遮断機構Ｃ側では第２ピストン３５および第１ピス
トン３４にパイロットガス圧が印加された結果、遮断弁
棒３７が図面において中央側に移動しており、開弁状態
になっている。

【００１５】図３に示した気化圧力調整弁の全体の動き
を説明すると、先ずアジャストスクリュー３１で気化圧
力を調整した後に液化ガスをボンベ（図示せず）などか
ら液化ガス供給口５０に供給する。そうすると、調整圧
（例えば平方ｃｍあたり１ｋｇ）以下であればダイヤフ
ラム２０は安定しており、開弁状態を維持する。そし
て、液化ガスは連通孔４５を介してそれぞれの遮断機構
の弁室に充填される。この場合、遮断機構において第２
ピストン３５および第１ピストン３４に対してパイロッ
トガスの圧力が印加されておれば、開弁状態であるの
で、流出孔４４から液化ガスが下流側に供給されること
になる。反対に、三方電磁弁９ａあるいは９ｂを制御し
てパイロットガスが供給されていない側では、遮断弁体
４３が遮断弁座３８に着座して閉弁されることになる。
従って、パイロットガスを２つの遮断機構のいずれに供
給するかによって、液化ガスの流路が決定されることに
なる。ところで、蒸発器出口と気化圧力導入口はパイプ
で連通しているが、この気化圧力が調整圧を超えている
場合には、そのガス圧がダイヤフラム２０を押し上げ、
これによって弁棒１７が引き上げられて、バルブスプリ
ング３０の伸長に伴い、シートハウジング２７がバルブ
シート２５に着座して、ボンベからの液化ガス自体の供
給を停止する。これによって気化圧力が調整されるので
ある。なお、ここで、パイロットガスによる遮断機構の
動作を安全かつ確実にするためには、パイロットガスを
大気中に放出せずに作動させる必要があるので、少なく
ともパイロットガスのガス圧が圧力調整機構Ａによって
調整されている圧力よりも高いこと、即ち圧力調整機構
における弁室内は絶えず１ｋｇの圧力を維持しているの
で、これよりも高い圧力で遮断弁棒３７を動作させるこ
とになる。

【００１６】

【発明の効果】本発明では、上述した手段を採用したの
で、従来必要としていた気化圧力調整弁と遮断弁との間
の配管が不要になったとともに、装置全体をコンパクト
に設計することができるようになった。また、遮断弁は
たとえばパイロットガス圧のように、圧力によって作動
させる構成としているので、安全かつ確実である。さら
に、遮断弁を作動させるためのピストンを２つに分割し
て２段としているので、小さい圧力で確実な作動が可能
であると同時に、省スペースをも可能とすることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を採用した一例を示すブロック図

【図２】本発明の構成を示す概略ブロック図

【図３】本発明の弁構造を示す断面図

【符号の説明】

１ 気化圧力調整弁 ２ 液入口 ３ａ・３ｂ 液出口 ４ａ・４ｂ 蒸発器 ５ チャンバー ６ ガス出口 ７ ファン ８ 圧力調整器 ９ａ・９ｂ 三方電磁弁 １０ 電気制御盤 １１ 熱電対 １２ 圧力調整機構 １３ａ・１３ｂ 遮断機構 １４ 圧力調整部弁函 １５ ダイヤフラムステム １６ スピンドルハウジング １７ 弁棒 １８ スピンドル １９ スピンドルガイド ２０ ダイヤフラム ２１ ダイヤフラムカバー ２２ ダイヤフラムプレート ２３ ダイヤフラムスプリング ２４ スプリングシート ２５ バルブシート ２６ バルブシャフト ２７ シートハウジング ２８ シートパッキン ２９ ボトムキャップ ３０ バルブスプリング ３１ アジャストスクリュー ３２ 放熱フィン ３３ 遮断部弁函 ３４ 第１ピストン ３５ 第２ピストン ３６ シリンダ ３７ 遮断弁棒 ３８ 遮断弁座 ３９ ピストンカバー ４０ ピストンキャップ ４１ バルブスプリング ４２ リターンスプリング ４３ 遮断弁体 ４４ 流出孔 ４５ 連通孔 ５０ 液化ガス供給口 ５１ パイロット圧印加口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バネ力を調整可能なスプリングで押圧した
   ダイヤフラムと、このダイヤフラムに連動して移動する
   弁棒と、この弁棒の移動に連動して弁を開閉し、液化ガ
   スの流入を行う気化圧力調整機構と、この気化圧力調整
   機構の弁室に対して２つの連通孔を設け、これらそれぞ
   れの連通孔の出口側には遮断弁座を有し、この遮断弁座
   にそれぞれ着座可能な遮断弁体を有する遮断弁棒を設
   け、この遮断弁棒は他端に設けられたピストンの押圧に
   よって上記遮断弁体を遮断弁座から離脱することとした
   一対の遮断機構を備えることを特徴とした液化ガスの気
   化圧力調整弁。
2. 【請求項２】それぞれの遮断機構では、ピストンを押圧
   しない時に閉弁になり、ピストンを押圧した時には弁棒
   を開弁位置に維持するために、バルブスプリングとリタ
   ーンスプリングによって弁棒を開弁位置に均衡させる請
   求項１記載の液化ガスの気化圧力調整弁。
3. 【請求項３】ピストンの押圧のための印加圧は、パイロ
   ットガスによることとした請求項１または２記載の液化
   ガスの気化圧力調整弁。
4. 【請求項４】ピストンは、第１ピストンと第２ピストン
   に分割し、第１ピストンに印加された押圧力を第２ピス
   トンに印加し、これによって遮断機構の弁棒を動作させ
   る請求項１または２記載の液化ガスの気化圧力調整弁。