(57)【要約】【課題】汎用性を備え、かつ、実際に使用する流量域に適した性能特性を得ることのできる整圧装置の提供。【解決手段】弁開口部４を介して連通する一次側通路２と二次側通路３を有し、二次側通路３に連通のダイヤフラム室６を形成するダイヤフラム機構５を内装し、ダイヤフラム機構５に連設の弁軸１１と、弁軸１１に連設の弁体１２を備え、弁体１２が、弁開口部４の開度を制御し、一次側通路２に連通の一次側バランス室１４と二次側通路３に連通の二次側バランス室１５とを備え、一次側バランス室１４に隣接するバランスダイヤフラム１３が、弁軸１１に連設されている整圧装置で、二次側通路３と二次側バランス室１５とを連通する連通路１６に流体の通流量を調節するバルブ１７が設けられ、二次側バランス室１５とダイヤフラム室６とが絞り孔１８により連通されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記ダイヤフラム機構に連設されて前記装置本体に摺動自在に保持される弁軸と、当該弁軸に連設されて前記弁開口部の開度を制御する弁体とを備え、当該弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に伴って前記弁開口部の開度を制御するように構成され、前記弁体に対して前記一次側通路から作用する一次側圧力と前記二次側通路から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするため、前記一次側通路に連通する一次側バランス室と前記二次側通路に連通する二次側バランス室とを備え、少なくとも前記一次側バランス室に隣接するバランスダイヤフラムが、前記弁軸に連設されている整圧装置であって、
前記二次側通路と前記二次側バランス室とを連通する連通路に当該連通路を通流する流体の通流量を調節するバルブが設けられ、前記二次側バランス室と前記ダイヤフラム室とが絞り孔により連通されている整圧装置。
【請求項２】
前記弁体が、前記二次側通路側から前記弁開口部の開度を制御し、前記バランスダイヤフラムが、前記一次側バランス室と前記二次側バランス室に隣接する状態で、前記一次側通路と前記ダイヤフラム室との間に配設され、前記連通路の前記二次側通路への連通端部が、前記弁体の下方に開口している請求項１に記載の整圧装置。
【請求項３】
前記連通路が、前記装置本体の外側に配設された管部材により形成され、前記バルブが、当該管部材に設けられている請求項１または２に記載の整圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記ダイヤフラム機構に連設されて前記装置本体に摺動自在に保持される弁軸と、当該弁軸に連設されて前記弁開口部の開度を制御する弁体とを備え、当該弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に伴って前記弁開口部の開度を制御するように構成され、前記弁体に対して前記一次側通路から作用する一次側圧力と前記二次側通路から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするため、前記一次側通路に連通する一次側バランス室と前記二次側通路に連通する二次側バランス室とを備え、少なくとも前記一次側バランス室に隣接するバランスダイヤフラムが、前記弁軸に連設されている整圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような整圧装置は、通常、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路、ダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構、ダイヤフラム機構に連設される弁軸、および、弁軸に連設される弁体などを備え、二次側通路に連通するダイヤフラム室の圧力変動に伴って、弁体が、ダイヤフラム機構と弁軸を介して作動して弁開口部の開度を制御することにより、二次側通路内の圧力（二次側圧力）を所定の設定圧に整圧できるように構成されている。
このような整圧装置の特性は、例えば、本願の図２の図表に示されるような、横軸を流量（Ｑ）とし、縦軸を二次側圧力（Ｐ２）とする特性線で表現され、整圧装置の理想的な整圧特性は、流量（Ｑ）の変化にかかわらず、二次側通路における二次側圧力（Ｐ２）が一定の圧力に整圧されるものである。
【０００３】
しかしながら、ダイヤフラム機構を備えた整圧装置においても、その整圧装置が使用される使用条件、例えば、流量範囲、整圧範囲によっては、図２の図表中「Ａ」の破線で示すように、大流量側において、二次側圧力（Ｐ２）が過度に低下する場合があり、整圧装置を必ずしも現場の状況に適した状態で使用することができないという問題があった。
すなわち、図２の図表中「Ａ」の破線で示すように、小流量域においては、二次側圧力（Ｐ２）は、若干低下した後に上昇に転ずるが、大流量域においては、二次側圧力（Ｐ２）が極端に低下することになり、この状態となる一因としては、弁体下部に、いわゆる、一次側圧力に近い高圧領域が形成され、弁開口部の開度不足が発生するためと考えられる。
【０００４】
そこで、弁体に作用する一次側圧力と二次側圧力との差圧をキャンセルするため、一次側通路に連通する一次側バランス室（例えば、本願の図１の「１４」参照）と二次側通路に連通する二次側バランス室（同「１５」参照）とを形成するバランスダイヤフラム（同「１３」参照）を設け、当該バランスダイヤフラムが、一次側バランス室と二次側バランス室に隣接する状態で、一次側通路とダイヤフラム室との間に配設され、当該バランスダイヤフラムを弁軸に連設した構成の整圧装置が提案されるに至った（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この整圧装置によれば、一次側通路からの多量の流体が二次側通路の弁体の下部へ流入し、弁体下部の圧力が高くなっても、その高圧の流体が二次側バランス室の圧力を上昇させて弁体を開き方向に作動させるので、図２の図表中「Ｂ」の一点鎖線で示すように、流体の量（Ｑ）の増加に伴って、弁開口部を通流する流体の量も確保することができ、二次側圧力（Ｐ２）の極端な低下を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献に記載の整圧装置では、例えば、図２の図表中「Ｂ」の一点鎖線で示すような性能特性に固定されるため、実際に使用する際、その使用する流量域に最適な性能特性を備えた整圧装置を得ることが困難となる。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、汎用性を備え、かつ、実際に使用する流量域に適した性能特性を得ることのできる整圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明による整圧装置は、弁開口部を介して互いに連通する一次側通路と二次側通路を有し、かつ、当該二次側通路に連通するダイヤフラム室を形成するダイヤフラム機構を内装する装置本体と、前記ダイヤフラム機構に連設されて前記装置本体に摺動自在に保持される弁軸と、当該弁軸に連設されて前記弁開口部の開度を制御する弁体とを備え、当該弁体が、前記ダイヤフラム室の圧力変動に伴って前記弁開口部の開度を制御するように構成され、前記弁体に対して前記一次側通路から作用する一次側圧力と前記二次側通路から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするため、前記一次側通路に連通する一次側バランス室と前記二次側通路に連通する二次側バランス室とを備え、少なくとも前記一次側バランス室に隣接するバランスダイヤフラムが、前記弁軸に連設されている整圧装置であって、
その特徴構成は、前記二次側通路と前記二次側バランス室とを連通する連通路に当該連通路を通流する流体の通流量を調節するバルブが設けられ、前記二次側バランス室と前記ダイヤフラム室とが絞り孔により連通されている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、二次側通路と二次側バランス室とを連通する連通路に通流量を調節するバルブが設けられ、二次側バランス室とダイヤフラム室とが絞り孔により連通されているので、連通路に設けられたバルブおよび絞り孔によって連通路を通流する流体の通流量を調節する（具体的には、一種の絞りとして働かせる）ことにより、整圧装置の性能特性を自由に設定することが可能となる。
すなわち、図２の図表を参照して、例えば、バルブを全閉または全閉近くにまで閉じると、「Ａ」の破線で示す性能特性を有し、バルブを全開にすると、「Ｂ」の一点鎖線で示す性能特性を有する整圧装置であれば、バルブを調節することにより、例えば、「Ｃ」の実線で示すように、「Ａ」と「Ｂ」の間で性能特性を自由に設定することができる。
したがって、流量域の異なる各種流体の整圧に対応可能な汎用性を備えるとともに、実際の実施に際しては、使用する流量域に適した性能特性に設定して、所望通りの整圧効果を得ることができる。
【００１１】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記弁体が、前記二次側通路側から前記弁開口部の開度を制御し、前記バランスダイヤフラムが、前記一次側バランス室と前記二次側バランス室に隣接する状態で、前記一次側通路と前記ダイヤフラム室との間に配設され、前記連通路の前記二次側通路への連通端部が、前記弁体の下方に開口している点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、弁体が、二次側通路側から弁開口部の開度を制御し、バランスダイヤフラムが、一次側バランス室と二次側バランス室に隣接する状態で、一次側通路とダイヤフラム室との間に配設されているので、バランスダイヤフラム、一次側バランス室、二次側バランス室などを合理的に配置して、整圧装置自体を簡素化することができる。
そして、連通路の二次側通路への連通端部が、弁体の下方に開口しているので、例えば、弁が大きく開いて一次側通路からの流体が弁体の下部へ流入し、弁体下部の圧力が高くなった場合、二次側バランス室の圧力を迅速に上昇させて弁体を開き方向に作動させることになり、状況に応じた適切で迅速な弁開口部の開度制御が可能となる。
【００１３】
本発明による整圧装置の更なる特徴構成は、前記連通路が、前記装置本体の外側に配設された管部材により形成され、前記バルブが、当該管部材に設けられている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、連通路を通流する流体の通流量を調節するバルブが、装置本体の外側に位置することになり、装置本体の外側から容易、迅速に、その整圧装置の性能特性を自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】整圧装置の概略構成を示す縦断正面図
【図２】整圧装置の性能特性を示す図表
【図３】別実施形態による整圧装置の概略構成を示す縦断正面図
【図４】別実施形態による整圧装置の性能特性を示す図表
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明による整圧装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の整圧装置は、例えば、都市ガス用の導管に装着されて、上流側の高圧ガスを減圧して下流側に供給するためのもので、図１に示すように、装置本体１が、上流側の導管（図示せず）に接続される一次側通路２と、下流側の導管（図示せず）に接続される二次側通路３を有し、一次側通路２と二次側通路３が、弁開口部としての円形の弁ポート４を介して互いに連通されている。
装置本体１には、ダイヤフラム機構５が、一次側通路２の上方に位置する状態で内装され、下方に位置するダイヤフラム室としての下室６と上方に位置する上室７とを区画形成している。
【００１７】
ダイヤフラム室としての下室６は、管路８を介して二次側通路３に連通され、上室７は、大気開口部９によって大気圧に維持され、当該上室７には、ダイヤフラム機構５を下方に押し下げるための圧縮スプリング１０が内装されている。
ダイヤフラム機構５には、弁軸１１が連設され、当該弁軸１１が、その軸心に沿って上下方向に摺動自在に、下室６の底壁６ａを貫通する状態で装置本体１に保持され、弁軸１１の下端には、弁ポート４の開度をその下方から、言い換えると、二次側通路３側から制御する円形の弁体１２が設けられ、当該弁体１２が、下室６の圧力変動に伴って、ダイヤフラム機構５および弁軸１１を介して上下に摺動して弁ポート４の開度を制御するように構成されている。
【００１８】
下室６の底壁６ａの下方には、バランスダイヤフラムとしてのベロフラム１３が配設され、下方に位置する一次側バランス室１４と上方に位置する二次側バランス室１５とを区画形成している。つまり、ベロフラム１３が、一次側バランス室１４と二次側バランス室１５とに隣接する状態で設けられ、一次側バランス室１４は一次側通路２に連通され、二次側バランス室１５は、連通路としてのバイパス管１６を介して二次側通路３に連通されている。
バランスダイヤフラムとしてのベロフラム１３は、弁軸１１に連設され、弁体１２に対して一次側通路２から作用する一次側圧力と二次側通路３から作用する二次側圧力との差圧をキャンセルするように構成されている。
【００１９】
二次側通路３と二次側バランス室１５とを連通する連通路としてのバイパス管１６は、装置本体１の外側に配設された各種の管部材、例えば、金属製の管部材、あるいは、可撓性を有する合成樹脂製の管部材などにより形成され、当該バイパス管１６の二次側通路３への連通端部が弁体１２の中心下方に開口するように配置されている。
バイパス管１６を形成する管部材において、装置本体１の外側に配設された部位には、バイパス管１６を通流するガスの通流量を調節するバルブ１７が設けられ、二次側バランス室１５とダイヤフラム室としての下室６を区画する底壁６ａには、二次側バランス室１５と下室６とを連通する絞り孔としてのブリード孔１８が設けられている。
【００２０】
つぎに、この整圧装置の作動および性能特性について説明する。
例えば、弁体１２が弁ポート４を閉じた閉弁状態で、二次側通路３の二次側圧力が低下すると、下室６の圧力も低下し、弁軸１１が下方へ摺動し、弁体１２も下方へ移動して開弁され、一次側通路２のガスが、弁ポート４を通って二次側通路３に流入する。
弁体１２が更に下方へ移動して弁が大きく開き、多量のガスが二次側通路３の弁体１２の下部へ流入し、弁体１２の下部の圧力が高くなると、その高圧のガスがバイパス管１６を介して二次側バランス室１５の圧力を上昇させ、弁体１２を下方（開き方向）へ移動させるように作用する。
その結果、図２の図表中「Ｂ」で示すように、ガスの量（Ｑ）が増加しても、二次側圧力（Ｐ２）が極端に低下することはなく、逆に、上昇するような性能特性を示す。
【００２１】
そして、本発明の整圧装置では、バイパス管１６にバルブ１７が設けられ、当該バルブ１７によって、バイパス管１６を通流するガスの通流量を調節することができるので、バルブ１７の調節により性能特性を自由に設定変更することができる。
すなわち、バルブ１７を全閉にすると、バイパス管１６が設けられていない構成のものと同じ結果となり、図２の図表中「Ａ」の破線で示す性能特性になる。バルブ１７を全開にすると、「Ｂ」の一点鎖線で示す性能特性になり、バルブ１７を全閉と全開の間に設定すると、「Ａ」と「Ｂ」の間の性能特性、例えば、「Ｃ」の実線で示す性能特性となり、実際に使用する流量域に最適な性能特性に設定することができる。
【００２２】
〔別実施形態〕
（１）別実施形態を図３に基づいて説明するが、先の実施形態で説明した構成部品または同じ作用を有する構成部品については、同じ符号を付すことで説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
先の実施形態では、二次側バランス室１５をバランスダイヤフラムとしてのベロフラム１３の上方に隣接して設けた例を示したが、図３に示すように、弁体１２の下方に二次側バランス室１５を設け、二次側通路３の下流側、つまり、弁が大きく開いて出側管内の流速が速くなった場合、ベンチュリ効果により圧力が低くなる部位（図３の「４ａ」で示す部位）と二次側バランス室１５とを各種の管部材からなる連通路としてのバイパス管１６で連通し、そのバイパス管１６にバルブ１７を設けることもできる。
その場合、弁体１２の下方に筒体１２ａを設け、当該筒体１２ａが二次側バランス室１５に対して摺動するように構成し、ベロフラム１３の上方は、ダイヤフラム室としての下室６の一部として構成する。そして、二次側バランス室１５と下室６を管路１９で連通し、その管路１９内に絞り孔としてのブリード孔１８を設けるのである。
【００２３】
この別実施形態の整圧装置によれば、バルブ１７を全閉近くにまで閉じると、図４の図表中「Ａ」の破線で示す性能特性になり、バルブ１７を全開にすると、「Ｂ」の一点鎖線で示す性能特性になる。
そして、バルブ１７を全閉と全開の間に設定することにより、「Ａ」と「Ｂ」の間の性能特性、例えば、「Ｃ」の実線で示す性能特性となり、先の実施形態の場合と同様、実際に使用する流量域に最適な性能特性に設定することができる。
【００２４】
（２）これまでの実施形態では、連通路としてのバイパス管１６が、装置本体１の外側に配設された管部材により形成された例を示したが、連通路１６を装置本体１に内装して実施することもできる。
例えば、図１に示した実施形態において、弁軸１１の中心に弁軸１１に沿って延びる連通路１６を形成し、当該連通路１６の上方開口端が二次側バランス室１５に連通し、下方開口端が弁体１２に設けた開口を介して二次側通路３に連通するように構成することもでき、その場合、バルブ１７も装置本体１に内装することになる。
【００２５】
（３）これまでの実施形態では、都市ガス用の導管に装着される整圧装置を例示したが、本発明の整圧装置は、特に都市ガス用に制限されるものではなく、都市ガス以外の各種のガス用として、更には、上水を含む各種の液体用としても適用可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１        装置本体
２        一次側通路
３        二次側通路
４        弁開口部
５        ダイヤフラム機構
６        ダイヤフラム室
１１      弁軸
１２      弁体
１３      バランスダイヤフラム
１４      一次側バランス室
１５      二次側バランス室
１６      連通路
１７      バルブ
１８      絞り孔
【図１】
2015197726.tif 000003
【図２】
2015197726.tif 000004
【図３】
2015197726.tif 000005
【図４】
2015197726.tif 000006