JPH10227438A - ガバナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】静粛性及び整流性にすぐれ、且つ小型化が達成
できる全く新しいガバナを提供する。 【解決手段】一次側から供給されたガスを、所定の流量
に調節し、所定のガス圧で二次側に送り出すガバナにお
いて、所定の厚さを有する複数のリング状部材を所定間
隔の隙間を設けて重ね合わせることにより構成される円
筒部と、該円筒部と同軸であって、該円筒部を収容可能
な空洞部を有するピストンとを備え、前記ガスが、前記
円筒部の一方の端面から流入し、前記円筒部の前記空洞
部内に収容されていない部分の前記隙間から流出すると
き、前記ピストンを軸線方向に移動させ、該ガスが流出
する前記隙間の数を調節することによって、前記隙間か
ら流出するガスの総流量を制御し、前記二次側に送り出
すガスの圧力を制御することを特徴とするガバナが提供
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ガス導管網において、元ガス
供給部から送られるガスのガス圧を適切な圧力に調整す
るガバナに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガバナ１０は、それに供給される一次圧
力のガスをそれより低い二次圧力に調整して出力するも
のである。従来のガバナの例を図５に示す。図５におい
て、ガバナ１０は、一次圧力を二次圧力に調整する本体
部４０、この本体部４０を駆動させるための駆動圧力を
生成するパイロット部５０、及び一次側のガス管１及び
二次側のガス管２両方からそれぞれ分岐しパイロット部
５０に連結される分岐管６１及び６２と、駆動圧力を本
体部４０に伝達する伝達管６３とからなるパイロット系
６０を備えている。ガバナ１０の動作を簡単に説明する
と、パイロット部５０によって、分岐管６１及び６２を
流れるガスの圧力差が検知され、その圧力差に応じた駆
動圧力が伝達管６３を介して本体部４０に伝えられる。

【０００３】本体部４０に伝えられた駆動圧力は、その
圧力に応じて本体ダイヤフラム４１を動かし、シャフト
４３を介してそれに連結されている本体バルブ４４の弁
座４５に対する位置を調節する。

【０００４】具体的には、まず、二次圧力が設定圧力に
なっている場合、即ち平衡状態であるとき、パイロット
ダイヤフラム５１にかかる二次圧力とパイロットスプリ
ング５２の力がつり合っているため、パイロットダイヤ
フラム５１にシャフト５３によって連結されたパイロッ
トバルブ５４は動かず、パイロット系６０を一定量のガ
スが流れる。このため、駆動圧力は一定で、本体ダイヤ
フラム４１にかかる圧力と本体スプリング４２の力がつ
り合っているので本体バルブ４４も動かず、一定量のガ
スが本体バルブ４４を経由して二次側へ流れる。

【０００５】次に、例えば、二次側のガス使用量が減少
することにより二次圧力が設定圧力以上になった場合、
パイロットダイヤフラム５１を押し上げる力がパイロッ
トスプリング５２の力に打ち勝つ。これにより、パイロ
ットバルブ５４は上方に動き、パイロット部５０内を流
れるガスの流量が制限され、そのため、伝達管６３に流
れるガス流量が増大する。従って、駆動圧力が上昇し、
本体ダイヤフラム４１を押し上げる力が本体スプリング
４２の力に打ち勝ち、本体バルブ４４を上方に動かす。
このようにして、ガスの流量が制限され、二次圧力が設
定圧力に戻るように作動する。

【０００６】また、反対に、二次側のガス使用量が増加
することにより二次圧力が設定圧力以下になった場合、
パイロットスプリング５２の力がパイロットダイヤフラ
ム５１を押し上げる力に打ち勝つ。これにより、パイロ
ットバルブ５４を下方に下げることによって、パイロッ
ト部５０内を流れるガスの流量を増加させる。このと
き、一次圧力は、絞り６３によって制限されているの
で、伝達管６３に流れるガス流量が減少し、駆動圧力が
低下する。これにより、本体スプリング４２の力が本体
ダイヤフラム４１を押し上げる力に打ち勝ち、本体バル
ブ４４を下方に下げる。このようにして、ガスの流量を
増加させて、二次圧力が設定圧力まで回復するように作
動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のガバナ１０は、特にガスが高速で流れる
ときに、ガバナ１０内でのガスの流れによる騒音及び振
動が比較的大きい。また、パイロット部５０に流すガス
は、ある程度整流されている必要があるが、二次側のガ
ス管２に出力される際のガスの流れは大きく乱れている
ため、二次側のガス管２における分岐管６２の分岐位置
が、本体部４０から比較的長い距離を必要としていた。
通常、ガス管２の直径の５倍以上の距離が必要であり、
ガバナの大型化が避けられない要因の一つであった。

【０００８】そこで、本発明は、静粛性及び整流性にす
ぐれ、且つ小型化が達成できる全く新しいガバナを提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、一
次側から供給されたガスを、所定の流量に調節し、所定
のガス圧で二次側に送り出すガバナにおいて、所定の厚
さを有する複数のリング状部材を所定間隔の隙間を設け
て重ね合わせることにより構成される円筒部と、該円筒
部と同軸であって、該円筒部を収容可能な空洞部を有す
るピストンとを備え、前記ガスが、前記円筒部の一方の
端面から流入し、前記円筒部の前記空洞部内に収容され
ていない部分の前記隙間から流出するとき、前記ピスト
ンを軸線方向に移動させ、該ガスが流出する前記隙間の
数を調節することによって、前記隙間から流出するガス
の総流量を制御し、前記二次側に送り出すガスの圧力を
制御することを特徴とするガバナを提供することによっ
て達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がこの実施の形態に限定されるものではない。な
お、図５と同一、又は類似のものには同一の参照数字ま
たは参照記号を付し、その説明は省略する。

【００１１】図１は、本発明におけるガバナ１０の実施
の形態を示す全体図である。本発明におけるガバナ１０
は、以下に説明する気体圧力制御弁２０を利用したもの
であって、この気体圧力制御弁２０を図２を参照しつつ
説明する。図２（ａ）は、気体圧力制御弁２０及び後述
するピストン３０の全体斜視図である。気体圧力制御弁
２０は、図に示すような中心部が空洞の円筒部材であっ
て、さらに詳しくは、図２（ｂ）の気体圧力制御弁２０
の断面図に示すように、所定の厚さＤを有するリング状
部材２１を所定の間隔ｄの隙間２２をあけて複数重ね合
わせたものによって構成され、通しボルト２４によって
所定間隔ｄをあけて固定されている。リング状部材２１
は、例えば１０乃至１００程度重ねられ、各リング状部
材２１の厚さＤは例えば１cm、また、隙間２２は例えば
５０ミクロンである。隙間２２を強調するため、図にお
ける厚さＤ及び隙間２２それぞれの寸法は、実際の縮尺
と異なって描かれている。さらに、リング状部材２１全
体の直径及び中心孔部２５の直径は、接続されるガス管
の直径及びガスの流速などに応じて適宜決定される。

【００１２】このような構造において、一方の端面Ｂを
密閉し、他方の端面Ａ側からガスを所定の圧力Ｐ１でこ
の気体圧力制御弁２０内に流し込むと、ガスは各リング
状部材２１間の隙間２２から上記圧力Ｐ１より圧力Ｐ２
に減圧されて（Ｐ１＞Ｐ２）流出する。さらに、この気
体圧力制御弁２０は、気体の流出時における騒音及び振
動が低く抑えられ、且つ整流作用にすぐれていることが
知られている。

【００１３】再度、図１に戻ると、本発明のガバナ１０
は、その本体部４０内にこのような気体圧力制御弁２０
と、これと同軸であって、その軸線Ｃの方向に摺動可能
であり、さらに、この気体圧力制御弁２０を収容可能な
空洞部３１を有するピストン３０とを備えている。この
ような構成において、一次側から気体圧力制御弁２０内
に流入したガスは、気体圧力制御弁２０の複数の隙間２
２から流出し、ピストン３０の周囲を経て二次側へ流れ
る。即ち、本発明は、従来のガバナ１０における本体バ
ルブ４４及び弁座４５に代わって、それぞれ気体圧力制
御弁２０及びピストン３０を用いることに特徴を有す
る。

【００１４】さらに、本発明におけるガバナは、このガ
スが流出する隙間２２の数を調節することより、流出す
るガスの圧力即ち二次側のガス圧を制御する。さらに詳
しく説明すると、ピストン３０を軸線Ｃの方向に摺動さ
せることにより、ピストン３０内に気体圧力制御弁２０
を収容したり、ピストン３０内から開放したりすること
ができる。さらに、ピストン３０を摺動させて、適当な
位置に位置決めすることにより、気体圧力制御弁２０の
ピストン３０内に収容される部分の長さｌ（図２（ａ）
参照）を変化させることができる。ピストンが摺動する
とき、図３に示すピストン３０の内壁３２は気体圧力制
御弁２０の表面に対して接触しながら摺動するように構
成される。そのため、ピストン３０内に収容された部分
にある隙間２２からは、ガスはほとんど流出することが
できない。このように、気体圧力制御弁２０のリング状
部材２１の一部がピストン３０に収容されると、ガスが
流出できる隙間２２の数が変化する。

【００１５】一定圧力のガスが供給されている場合、隙
間２２からの流出圧力は一定であるので、ガスが流出で
きる隙間２２の数が変化すると、この隙間２２から流出
するガスの総流量が変化する。流出したガスは、所定の
断面積を有するガス管２へ送られるが、ガス管２を流れ
るガスの圧力は、この総流量の変化に比例して変化す
る。従って、ピストン３０の気体圧力制御弁２０に対す
る位置を調節し、空洞部３１から開放されている隙間２
２の数を変化させることによって、ガス管２を流れるガ
スの二次圧力を制御することが可能となる。

【００１６】ピストン軸３３は、上記従来技術において
説明した本体ダイヤフラム４１及び本体スプリング４２
と接続されている。また、本体ダイヤフラム４１は、図
とは異なり、実際はピストン３０の移動可能距離（即ち
ほぼ気体圧力制御弁２０の長さＬ（図２（ａ）参照））
を移動できるように構成されている。

【００１７】そして、本実施の形態におけるガバナ１０
は、上記従来技術と同様のパイロット部５０及びパイロ
ット系６０を有し、さらに、従来技術同様に、パイロッ
ト部５０及びパイロット系６０を流れるガス流量を調節
することにより、本体部４０に駆動圧力を伝達する。そ
して、本体ダイヤフラム４１に加えられた駆動圧力と本
体スプリング４２による圧力が平衡状態になる位置に本
体ダイヤフラム４１は移動し、その移動に応じて、本体
ダイヤフラム４０に連結されているピストン３０は上記
軸線Ｃの方向に摺動し、所定の位置に位置決めされる。

【００１８】図３は、上述のようにピストン３０が移動
し、ピストン３０が気体圧力制御弁２０に対して様々な
位置に位置決めされている状態を示す図である。図３
（ａ）は、ピストン３０が気体圧力制御弁２０全体を収
容しているときの詳細断面図である。このとき、ピスト
ン３０の先端縁部３５は、本体４０の内壁４７に設けら
れた例えばＯリングのような密閉部材４６に当接する。
一方、ピストン３０内に気体圧力制御弁２０を収容する
とき、空洞部３１内のガスを抜くためのガス抜き孔３６
が設けられており、気体圧力制御弁２０全体が空洞部３
１に収容されるとき、このガス抜き孔３６が、気体圧力
制御弁２０の端面Ｂ側に設けられたＯリングのような密
閉部材２３と当接する。これらによって、ピストン３０
の空洞部３１内は密閉状態に維持される。この状態は、
例えば、ガス導管網の何らかの異常によりガス供給を停
止する必要がある場合であって、気体圧力制御弁２０に
供給される一次圧のガスはピストン３０の外部へ流出し
ない、即ち二次側へ流出しないガス遮断状態である。

【００１９】図３（ｂ）は、気体圧力制御弁２０の一部
がピストン３０の空洞部３１内に収容されている状態を
示す。この状態においては、上述したように、ピストン
３０内に収容されている部分にある隙間２２からはガス
は流出せず、開放されている部分の隙間２２のみからガ
スが流出し、開放されている部分の長さによって、隙間
２２からの流出圧力は異なる。即ち、開放されている部
分の長さが長いほど、ガスが流出できる隙間２２の数が
増加するので、隙間２２から流出するガスの流量が多く
なる。通常状態においては、ピストン３０は、図３
（ｂ）のような気体圧力制御弁２０の一部を収容してい
る状態であって、パイロット部５０からの駆動圧力によ
って移動する本体ダイヤフラム４１の動きに応じて、収
容される長さが調整される。

【００２０】そして、図３（ｃ）は、気体圧力制御弁２
０全体がピストン３０内に収容されず、開放されている
状態を示す。この状態では、すべての隙間２２からガス
が流出し、その流量が最も多い状態である。

【００２１】このように、本発明は、静粛特性及び整流
作用にすぐれた気体圧力制御弁２０を用い、特に、その
すぐれた整流作用によって、二次圧側に出力される際の
ガス流の乱れが少ない。そのため、二次側の分岐管６２
のガス管２からの分岐位置を、従来のように、本体部４
０から比較的長い距離の位置にする必要がなく、二次側
のガス管２の接続点の近傍から分岐させることができ
る。従って、ガバナ１０全体をコンパクトに設計するこ
とが可能となる。

【００２２】また、リング状部材２１の厚さＤ及び隙間
２２の間隔ｄを変えることによって、所望の応答特性を
得ることができる。

【００２３】また、本発明のガバナにおける気体圧力制
御弁２０及びピストン３０の機構は、本体部４０に限ら
れず、同じく圧力調整を行うパイロット部５０に用いて
もよい。

【００２４】

【発明の効果】上記説明したとおり、本発明によれば、
いわゆる気体圧力制御弁を利用してガバナを構成するこ
とにより、静粛性及び整流性にすぐれたガバナを提供す
ることが可能となる。

【００２５】さらに、気体圧力制御弁の整流作用によ
り、パイロット部用の二次圧力取り出し口の位置をガバ
ナ本体部から短くすることができるので、ガバナ装置全
体の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるガバナを示す図である。

【図２】気体圧力制御弁を説明するための図である。

【図３】気体圧力制御弁及びピストンの状態を示す図で
ある。

【図４】従来のガバナの例を示す図である。

【符号の説明】

１０ ガバナ ２０ 気体圧力制御弁 ３０ ピストン ４０ 本体部 ５０ パイロット部 ６０ パイロット系

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次側から供給されたガスを、所定の流量
   に調節し、所定のガス圧で二次側に送り出すガバナにお
   いて、 所定の厚さを有する複数のリング状部材を所定間隔の隙
   間を設けて重ね合わせることにより構成される円筒部
   と、 該円筒部と同軸であって、該円筒部を収容可能な空洞部
   を有するピストンとを備え、 前記ガスが、前記円筒部の一方の端面から流入し、前記
   円筒部の前記空洞部内に収容されていない部分の前記隙
   間から流出するとき、 前記ピストンを軸線方向に移動させ、該ガスが流出する
   前記隙間の数を調節することによって、前記隙間から流
   出するガスの総流量を制御し、前記二次側に送り出すガ
   スの圧力を制御することを特徴とするガバナ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ピストンの移動によって、前記円筒部全体が前記ピ
   ストン内に収容されたとき、前記空洞部内は密閉状態で
   あることを特徴とするガバナ。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記ピストンが前記円筒部を収容するように移動すると
   き、前記空洞部内のガスを抜くための孔部が設けられて
   いることを特徴とするガバナ。