(57)【要約】【課題】結露発生を抑えるべく熱源の上部に取り付け可能であって製作コストの抑制を図ることが可能な気化圧力調整弁を提供する。【解決手段】気化圧力調整弁２０は、燃料ガス側となる圧力室ＰＣ及び大気側となる大気圧室ＡＣを有した第１及び第２筐体２１，２２と、圧力室ＰＣ側及び大気圧室ＡＣ側に変位可能なダイヤフラム２３ａと、弁体２４ａと弁座側部品２４ｃとを有し、ダイヤフラム２３ａの圧力室ＰＣ側及び大気圧室ＡＣ側への変位量に応じて、燃料ガス液のフラッシュ量を制御するフラッシュ弁機構２４と、フラッシュ弁機構２４から熱交換器までの間に形成された出口通路ＯＰと、出口通路ＯＰの内壁から離間した隙間部位ＩＳを有して出口通路ＯＰ内に内包されるパイプ部材４０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス側となる圧力室、及び、大気側となる大気圧室を有した筐体と、
前記圧力室と前記大気圧室とを隔てると共に前記圧力室側及び前記大気圧室側に変位可能なダイヤフラムと、
弁体と弁座側部品とを有し、前記ダイヤフラムの前記圧力室側及び前記大気圧室側への変位量に応じて、燃料ガス液のフラッシュ量を制御するフラッシュ弁機構と、
前記フラッシュ弁機構から熱交換器までの間に形成された出口通路と、
前記出口通路の内壁から離間した隙間部位を有して前記出口通路内に内包されるパイプ部材と、
を備えることを特徴とする気化圧力調整弁。
【請求項２】
前記パイプ部材は、一端側が前記フラッシュ弁機構の前記弁座側部品に接触又は近接し、他端側が前記熱交換器の内部まで延設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の気化圧力調整弁。
【請求項３】
前記パイプ部材は、前記熱交換器側において前記出口通路との接触部位を有し、
当該接触部位にはシール部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の気化圧力調整弁。
【請求項４】
前記隙間部位には、前記筐体よりも断熱性が高い断熱部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の気化圧力調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化圧力調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロパンガス等のＬＰガスを強制的に気化させるベーパーライザーが知られている。このようなベーパーライザーは、電気ヒータや熱源機等で加熱された温水などの熱媒に液状のＬＰガスを通過させることで自然気化よりも効率的に気化させる装置である。ベーパーライザーには、様々な蒸発方式の１つとして、気化したガスが１ＭＰａ未満となるように減圧させるためのフラッシュ弁機構を具備したものがある。フラッシュ弁機構を通過したＬＰガス液はフラッシュ状となり下流の熱交換器に流入する。熱交換器は、温水槽や金属熱媒等からの熱を利用してフラッシュ状のＬＰガスを強制的に気化させる。
【０００３】
このようなフラッシュ弁機構は、減圧による気化潜熱によって例えば理論上マイナス２０℃まで冷却され、最終的には筐体の表面まで冷却してしまう。これにより、筐体表面が大気温度の露点以下まで低下してしまい結露水による腐食や外観上の問題が発生してしまう。そこで、従来はフラッシュ弁機構を有する筐体を温水槽の側面に密着させていた。しかし、側面に密着させる場合には、製品全体が側方に大きくなってしまうため、スペース面から好ましくない。
【０００４】
このような問題に対して、フラッシュ弁機構を有する筐体を温水槽の上方に配置することが考えられるが、この場合には温水を利用して筐体を加熱することが困難となってしまう。
【０００５】
そこで、筐体から下方に延長した部位を設け、この部位にフラッシュ弁機構を設けることで、温水槽内にフラッシュ弁機構を配置させることを可能とした気化圧力調整弁が提案されている（例えば特許文献１参照）。この気化圧力調整弁によれば、フラッシュ弁機構が下方に延長した部位に設けられるため、筐体を温水槽の上部に設けて製品の側方への大型化を防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０７０２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１に記載の気化圧力調整弁では、ダイヤフラムとフラッシュ弁機構とを共に動作させるために、両者を接続する軸部材が必要となる。しかし、特許文献１に記載の気化圧力調整弁においては、ダイヤフラムからフラッシュ弁機構までの距離が長くなってしまうため、これらを接続する軸部材が非常に長くなってしまう。非常に長い軸部材については偏芯を防止するために部品工作精度を高める必要があると共に、ＬＰガス流路を確保するための部品構成が多く必要となってしまい、製作コストがかさんでしまう。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、結露発生を抑えるべく熱源の上部に取り付け可能であって製作コストの抑制を図ることが可能な気化圧力調整弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る気化圧力調整弁は、燃料ガス側となる圧力室及び大気側となる大気圧室を有した筐体と、圧力室側及び大気圧室側に変位可能なダイヤフラムと、弁体と弁座側部品とを有し、ダイヤフラムの圧力室側及び大気圧室側への変位量に応じて、燃料ガス液のフラッシュ量を制御するフラッシュ弁機構と、フラッシュ弁機構から熱交換器までの間に形成された出口通路と、出口通路の内壁から離間した隙間部位を有して出口通路内に内包されるパイプ部材とを備える。
【００１０】
本発明に係る気化圧力調整弁によれば、出口通路の内壁から離間した隙間部位を有して出口通路内に内包されるパイプ部材を備える。このため、フラッシュ状の燃料ガスはパイプ部材を通じて熱交換器に至り出口通路に接触し難くなる。これにより、筐体の温度低下が緩和され、筐体のフラッシュ弁機構付近を温水槽等の熱源の上部に密着させることが困難であったとしても結露の発生が抑えられる。また、極端に長い軸部材とこれに隣接する流路とを形成する必要もないことから、製作コストが抑えられる。従って、結露発生を抑えるべく温水槽の上部に取り付け可能であって製作コストの抑制を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、結露発生を抑えるべく熱源の上部に取り付け可能であって製作コストの抑制を図ることが可能な気化圧力調整弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る気化圧力調整弁を含むベーパーライザーの構成図である。
【図２】図１に示した気化圧力調整弁の詳細を示す断面図である。
【図３】第２実施形態に係る気化圧力調整弁を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る気化圧力調整弁を含むベーパーライザーの構成図である。なお、図１においては説明の便宜上、一部構成については断面図を示すものとする。図１に示すように、第１実施形態に係るベーパーライザー１は、サーモバルブ１０と、気化圧力調整弁２０と、熱交換器３０とを備えている。
【００１５】
サーモバルブ１０は、例えば熱交換器３０の温水槽３１に貯蔵される温水温度を検出する温度センサ３２からの信号に基づいて開閉されるものであり、上流の液入口管１１からのＬＰガス（燃料ガス）液を気化圧力調整弁２０に供給したり遮断したりするものである。気化圧力調整弁２０は、サーモバルブ１０から供給されるＬＰガス液をフラッシュ状とし、気化効率を高めるためのものである。
【００１６】
熱交換器３０は、フラッシュ状のＬＰガスを気化させるための装置であり、温水槽３１と、温度センサ３２と、気化器３３とを備えている。温水槽３１は、温水入口３１ａ及び温水出口３１ｂを有している。温水入口３１ａ及び温水出口３１ｂは加熱機（図示せず）に接続されている。温水槽３１は、加熱機にて加熱された温水を温水入口３１ａから受け入れると共に、気化に利用されて温度低下した温水を温水出口３１ｂから加熱機に戻す。
【００１７】
また、温水槽３１はガス出口管３１ｃを備えており、気化されたＬＰガスはガス出口管３１ｃを通じて下流の消費者側に供給される。気化器３３は温水槽３１内においてコイル状に設けられており、一端が気化圧力調整弁２０に接続され他端がガス出口管３１ｃ側に接続されている。気化圧力調整弁２０から供給されるフラッシュ状のＬＰガスは、気化器３３内に通過する際に温水槽３１内の温水によって強制気化されてガス出口管３１ｃから消費者側に供給される。
【００１８】
図２は、図１に示した気化圧力調整弁２０の詳細を示す断面図である。気化圧力調整弁２０は、第１筐体２１と第２筐体２２とを備えると共に、第１筐体２１内に圧力調整機構２３を備え、第２筐体２２内にフラッシュ弁機構２４を備えている。
【００１９】
第１筐体２１は、本体部２１ａと上ケース２１ｂと底板２１ｃとを有して構成されている。本体部２１ａは、第１筐体２１の上下中央に位置するものであって、断面視してＨ字形状の部材となっており、そのＨ字の上側開放部を塞ぐように上ケース２１ｂが設けられ、Ｈ字の下側開放部を塞ぐように底板２１ｃが設けられている。なお、本体部２１ａと上ケース２１ｂとによって形成される空間を第１空間Ｓ１と称し、本体部２１ａと底板２１ｃとによって形成される空間を第２空間Ｓ２と称する。
【００２０】
圧力調整機構２３は、ダイヤフラム２３ａを備えている。ダイヤフラム２３ａは薄膜部材から構成されており、本体部２１ａと上ケース２１ｂとによって挟持固定されている。ダイヤフラム２３ａは第１空間Ｓ１を分割する部材となり、第１空間Ｓ１のうちダイヤフラム２３ａと上ケース２１ｂとによって挟まれる空間は大気が導入されて大気圧となる大気圧室ＡＣとなり、ダイヤフラム２３ａと本体部２１ａとによって挟まれる空間は熱交換器３０によって気化されたＬＰガスが導入される圧力室ＰＣとなる。なお、本体部２１ａにはガス導入孔２１ｄが形成されており、熱交換器３０によって気化されたＬＰガスはガス導入孔２１ｄを通じて圧力室ＰＣに至るようになっている。
【００２１】
また、圧力調整機構２３は、受圧板２３ｂ、コイルスプリング２３ｃ、スプリング受部２３ｄ、及び軸部材２３ｅを備えている。このうち、受圧板２３ｂ、コイルスプリング２３ｃ、及びスプリング受部２３ｄについては大気圧室ＡＣ側に設けられ、軸部材２３ｅは、大気圧室ＡＣ及び圧力室ＰＣの双方に跨って設けられている。
【００２２】
受圧板２３ｂは、ダイヤフラム２３ａの大気圧室ＡＣ側に接する板部材である。コイルスプリング２３ｃは、受圧板２３ｂに押圧状態で設けられるバネ部材であって受圧板２３ｂを押圧することでダイヤフラム２３ａを圧力室ＰＣ側へ付勢するものである。
【００２３】
スプリング受部２３ｄは、コイルスプリング２３ｃの受圧板２３ｂとは反対側に設けられる部材である。コイルスプリング２３ｃは、スプリング受部２３ｄによって一端側が固定状態とされることにより、受圧板２３ｂに対して押圧力を発揮するようになっている。さらに、スプリング受部２３ｄは上下方向に位置調整可能なネジ構造となっており、コイルスプリング２３ｃの押圧力を調整可能となっている。
【００２４】
軸部材２３ｅは、ダイヤフラム２３ａ及び受圧板２３ｂの中心を軸方向（上下方向）に貫通して設けられる部材である。この軸部材２３ｅは、大気圧室ＡＣ側に設けられた軸受に内包されるようになっている。
【００２５】
さらに、圧力調整機構２３は、第２空間Ｓ２内にテコ部材２３ｆとピン２３ｇとを備えている。なお、第１空間Ｓ１の圧力室ＰＣと第２空間Ｓ２とは貫通孔Ｈによって連通されている。よって、第２空間Ｓ２にも気化されたＬＰガスが導入可能となっている。
【００２６】
テコ部材２３ｆは、軸部材２３ｅの下方側先端と、連動軸（後述の符号２４ｂ）の先端との双方が当接可能な部材である。このテコ部材２３ｆは、ピン２３ｇによって本体部２１ａに固定されており、ピン２３ｇを中心に回動可能とされている。
【００２７】
第２筐体２２は、本体部２２ａと、延出部２２ｂとを備えている。本体部２２ａはフラッシュ弁機構２４を収納する部位である。延出部２２ｂは、本体部２２ａから下方に延出して設けられた部位であって、温水槽３１の上面に取り付けられる取付部２２ｃを有するものである。なお、第２筐体２２は、本体部２２ａにおけるフラッシュ弁機構２４の収納部位から延出部２２ｂまで延びて熱交換器３０に至る出口通路ＯＰを備えている。
【００２８】
フラッシュ弁機構２４は、弁体２４ａと、連動軸２４ｂと、弁座側部品２４ｃと備えている。弁体２４ａには第１筐体２１側に延びる連動軸２４ｂが接続されている。弁座側部品２４ｃは、弁座やノズル等を備えており、弁体２４ａが接離するものである。弁体２４ａは弁座側に付勢されている。このようなフラッシュ弁機構２４は、弁体２４ａが弁座に接触することで弁閉状態となり、弁体２４ａが弁座から離間することで弁開状態となる。弁開状態となるとＬＰガス液はフラッシュ状となって出口通路ＯＰに至る。
【００２９】
このような構成であるため、消費者側においてＬＰガスが使用されて熱交換器３０の下流側での圧力が低下すると、圧力室ＰＣにおける圧力も低下する。気化圧力調整弁２０は、圧力室ＰＣの圧力が低くなるとコイルスプリング２３ｃの付勢力によってダイヤフラム２３ａが圧力室ＰＣ側に変位する。ダイヤフラム２３ａが圧力室ＰＣ側に変位すると軸部材２３ｅを通じてテコ部材２３ｆを回動させる。テコ部材２３ｆが回動すると連動軸２４ｂを押し、連動軸２４ｂに接続される弁体２４ａを動作させてフラッシュ弁機構２４の弁開度を大きくさせる。フラッシュ弁機構２４の弁開度が大きくなると、ＬＰガス液のフラッシュ量が増加して気化量も増加する。
【００３０】
一方、ＬＰガスの気化量が増加すると熱交換器３０の下流側での圧力が高まり、圧力室ＰＣにおける圧力も高まる。気化圧力調整弁２０は、圧力室ＰＣの圧力が高くなるとコイルスプリング２３ｃの付勢力に抗してダイヤフラム２３ａが大気圧室ＡＣ側に変位する。ダイヤフラム２３ａが大気圧室ＡＣ側に変位すると、弁体２４ａに作用している付勢力によって弁体２４ａは連動軸２４ｂごと弁閉側に移動する。これにより、フラッシュ弁機構２４の弁開度が小さくなる。弁開度が小さくなると、ＬＰガス液のフラッシュ量が減少して気化量が減少する。気化量が減少すると熱交換器３０の下流側での圧力が低下する。
【００３１】
以上のように、フラッシュ弁機構２４はダイヤフラム２３ａの圧力室ＰＣ側及び大気圧室ＡＣ側への変位量に応じて、ＬＰガス液のフラッシュ量を制御することとなる。
【００３２】
ここで、このような気化圧力調整弁２０においては、フラッシュ弁機構２４における液フラッシュによってフラッシュ弁機構２４の温度が低下すると共に低温のフラッシュ状のＬＰガスが出口通路ＯＰを冷却してしまい、結露の発生の原因となってしまう。
【００３３】
そこで、第１実施形態に係る気化圧力調整弁２０は、パイプ部材４０を備えている。パイプ部材４０は出口通路ＯＰの内壁から離間した隙間部位ＩＳを有して出口通路ＯＰに内包される管部材である。
【００３４】
このパイプ部材４０は、一端側がフラッシュ弁機構２４の弁座側部品２４ｃに接触又は近接しており、他端側が延出部２２ｂから突出して熱交換器３０の内部まで延びる構成となっている。このパイプ部材４０は、断熱性が高い部材であることが好ましいが、強度的な観点からオーステナイト系ステンレス、黄銅、及びアルミニウムといった金属であってもよい。
【００３５】
次に、第１実施形態に係る気化圧力調整弁２０の作用を説明する。上記したようにＬＰガス液はフラッシュ弁機構２４によってフラッシュ状とされる。このとき、フラッシュ状のＬＰガスは、パイプ部材４０内を通って熱交換器３０に至る。すなわち、フラッシュ状のＬＰガスは出口通路ＯＰに接触し難くなる。よって、フラッシュ状のＬＰガスによって第２筐体２２が冷却され難くなり、結露の発生を抑えることに寄与することとなる。
【００３６】
このようにして、第１実施形態に係る気化圧力調整弁２０によれば、出口通路ＯＰの内壁から離間した隙間部位ＩＳを有して出口通路ＯＰ内に内包されるパイプ部材４０を備える。このため、フラッシュ状のＬＰガスはパイプ部材４０を通じて熱交換器３０に至り出口通路ＯＰに接触し難くなる。これにより、第２筐体２２の温度低下が緩和され、第２筐体２２のフラッシュ弁機構付近（すなわち本体部２２ａ）を温水槽３１の上部に密着させることが困難であったとしても結露の発生が抑えられる。また、極端に長い軸部材とこれに隣接する流路を形成する必要もないことから、製作コストが抑えられる。従って、結露発生を抑えるべく温水槽の上部に取り付け可能であって製作コストの抑制を図ることができる。
【００３７】
また、パイプ部材４０は、一端側がフラッシュ弁機構２４の弁座側部品２４ｃに接触又は近接し、他端側が熱交換器３０の内部まで延設されているため、フラッシュ状のＬＰガスが一層出口通路ＯＰに接触し難くなり、結露の発生をより抑えることができる。
【００３８】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る気化圧力調整弁は第１実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【００３９】
図３は、第２実施形態に係る気化圧力調整弁２０を示す断面図である。図３に示すように、気化圧力調整弁２０は、パイプ部材４０の形状が第１実施形態のものと異なっている。第２実施形態に係るパイプ部材４０は、熱交換器３０側に膨出部（接触部位）４１を有している。膨出部４１は、熱交換器３０側において外方に膨出した部位であり、出口通路ＯＰに接触するようになっている。また、膨出部４１には、Ｏリング（シール部材）４２が設けられおり、隙間部位ＩＳを密閉された空間とする。
【００４０】
このような気化圧力調整弁２０においては、フラッシュ状のＬＰガスがパイプ部材４０内を通って熱交換器３０に至る。ここで、第２実施形態においては隙間部位ＩＳが密閉空間とされていることから、空気を有した断熱部を形成することとなり、パイプ部材４０の冷熱が第２筐体２２に伝達し難いようにすることができる。また、フラッシュ状のＬＰガスがパイプ部材４０の熱交換器３０側から回り込むようにして、隙間部位ＩＳに流入してしまうことも防止でき、一層第２筐体２２を冷却し難くなる。
【００４１】
なお、第２実施形態においては隙間部位ＩＳが空気を有した断熱部とされているが、これに限らず、少なくとも第２筐体２２よりも断熱性が高い断熱部材が設けられていてもよい。これによっても、同様にパイプ部材４０の冷熱を第２筐体２２に伝達し難いようにすることができるからである。
【００４２】
このようにして、第２実施形態に係る気化圧力調整弁２０によれば、第１実施形態と同様に、結露発生を抑えるべく温水槽の上部に取り付け可能であって製作コストの抑制を図ることができる。また、フラッシュ状のＬＰガスが一層出口通路ＯＰに接触し難くなり、結露の発生をより抑えることができる。
【００４３】
さらに、第２実施形態によれば、パイプ部材４０は、熱交換器３０側において出口通路ＯＰと接触する膨出部４１を有し、当該膨出部４１にはＯリング４２が設けられているため、一度熱交換器３０側に達したフラッシュ状のＬＰガスが回り込むようにして隙間部位ＩＳに入り込むことを防止でき、隙間部位ＩＳを断熱層として機能させることが可能となる。従って、結露の発生をより一層抑えることができる。
【００４４】
また、隙間部位ＩＳに筐体よりも断熱性が高い断熱部材を設ける構成を採用した場合には、冷却されたパイプ部材の冷熱が筐体に伝わり難くでき、結露の発生をより一層抑えることができる。
【００４５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態同士の技術を組み合わせてもよいし、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。
【００４６】
例えば本実施形態に係る気化圧力調整弁２０は温水循環式の熱交換器３０に接続されているが、これに限らず、電気によって温水を加熱する電気式の熱交換器に接続されていてもよい。さらには、温水を利用しないタイプの熱交換器に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１      ：ベーパーライザー
２０    ：気化圧力調整弁
２１    ：第１筐体（筐体）
２２    ：第２筐体（筐体）
２３ａ  ：ダイヤフラム
２４    ：フラッシュ弁機構
２４ａ  ：弁体
２４ｃ  ：弁座側部品
３０    ：熱交換器
３１    ：温水槽
４０    ：パイプ部材
４１    ：膨出部（接触部位）
４２    ：Ｏリング（シール部材）
ＡＣ    ：大気圧室
ＩＳ    ：隙間部位
ＯＰ    ：出口通路
ＰＣ    ：圧力室
【図１】
2020016280.tif 000003
【図２】
2020016280.tif 000004
【図３】
2020016280.tif 000005