(57)【要約】      （修正有）【課題】一次側圧力の変動に伴って二次側圧力が変動しない圧力調整器を提供する。【解決手段】押さえ棒５１を押し下げると，弁５２が下に押し下げられて間隙部５３を生じる。流体供給口５４から，加圧された流体（ガスまたは液体）が流入して，弁５２の上部の間隙部５３を通過して上部のオリフィス５５に流れる。弁５２の上部はシール材５６で間隙部５３をシールしている。弁５２の下部にあるバランスロッド５８には，シール材があり，さらにバランスロッド５８の下部端面にはスプリングが配接されている。スプリングは，バランスロッドが抜け落ちない程度の弱い力で弁を押している。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
オリフィス径とバランスロッド径との比を約１となるように設定することを特徴とする圧力調整器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は，加圧容器の圧力調整器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，圧力調整器とは一次側圧力の変動や，供給流量の変化に対応して二次側圧力を一定に保つ機能を有するものである。
圧力変動は，一次側圧力が変化すると二次側圧力も変動する特性があるため，従来のフランス式圧力調整器では，一次側圧力が低下すると二次側圧力は次第に上昇する。
【０００３】
そこで，以下に従来のフランス式圧力調整器を例にした図１に従って，一次側圧力と二次側圧力の変動の相関を説明する。説明にあたり，わかりやすくするために流体を流さない静止状態について説明する。計算式に使用する記号を以下に示す。
Ｐ１：一次側圧力  Ｐ２：二次側圧力
Ｆ１：圧力調圧スプリングの力  Ｆ２：高圧スプリングの力
Ｓ１：有効ダイアフラム面積  Ｓ２：ノズル面積
１）圧力調整器の下向きの力は以下のようになる。
調圧スプリングの力                  ＝Ｆ１
バルブケースに作用する二次側圧力の力＝Ｐ２×Ｓ２
２）圧力調整器の上向きの力は以下のようになる。
ダイアフラムに作用する二次側圧力の力＝Ｐ２×Ｓ１
バルブケースに作用する二次側圧力の力＝Ｐ１×Ｓ２
高圧スプリングの力                  ＝Ｆ２
３）ダイアフラムを介した力の均衡式は以下のようになる。
Ｆ１＋Ｐ２×Ｓ２＝Ｐ２×Ｓ１＋Ｐ１×Ｓ２＋Ｆ２・・・（１）
Ｆ１＝Ｐ２×（Ｓ１−Ｓ２）＋Ｐ１×Ｓ２＋Ｆ２・・・（２）
４）変化した一次側圧力をＰ１１，二次側圧力をＰ２２とすると，（２）式は（３）式になる。
Ｆ１＝Ｐ２２×（Ｓ１−Ｓ２）＋Ｐ１１×Ｓ２＋Ｆ２・・・（３）
５）圧力が変化する前の（２）式より，圧力が変化した後の（３）式を引くと，（４）式になる。
０＝（Ｐ２−Ｐ２２）×（Ｓ１−Ｓ２）＋（Ｐ１−Ｐ１１）×Ｓ２＋０・・・（４）
６）いま，（Ｐ２−Ｐ２２）＝△Ｐ２，（Ｐ１−Ｐ１１）＝△Ｐ１とすると，（４）式は（６）式になる。
０＝△Ｐ２×（Ｓ１−Ｓ２）＋△Ｐ１×Ｓ２＋０・・・（５）
△Ｐ２＝｛Ｓ２／（Ｓ１−Ｓ２）｝×△Ｐ１・・・（６）
すなわち，一次側圧力の変化に圧力調整器の面積比（ノズル面積と有効ダイアフラム面積の比）を乗じた値が二次側圧力の変動になることがわかる。従来の圧力調整器では，ノズル面積と有効ダイアフラム面積の比が１以下であった。すなわち，Ｓ２／Ｓ１＜１であった。
（例１）例えば，従来の調整器の場合，入り口圧力が１５０ｋｇ／ｃｍ２から５ｋｇ／ｃｍ２かに変化した場合，二次側の圧力変化△Ｐ２は以下のようになる。
オリフィス径＝３ｍｍ，ダイヤフラム径＝３２ｍｍ
△Ｐ２＝｛Ｓ２／（Ｓ１−Ｓ２）｝×△Ｐ１＝３２／（３２２−３２）×（１５０−５）＝１．２９（ｋｇ／ｃｍ２）
二次側圧力は１．２９ｋｇ／ｃｍ２変化することになる。
（例２）例えば，従来の調整器の場合，入り口圧力が１０ｋｇ／ｃｍ２から１ｋｇ／ｃｍ２かに変化した場合，二次側の圧力変化△Ｐ２は以下のようになる。
オリフィス径＝３ｍｍ，ダイヤフラム径＝３２ｍｍ
△Ｐ２＝｛Ｓ２／（Ｓ１−Ｓ２）｝×△Ｐ１＝３２／（３２２−３２）×（１０−１）＝０．０８（ｋｇ／ｃｍ２）
二次側圧力は０．０８ｋｇ／ｃｍ２変化することになる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
すなわち，従来の調整器では原理的に，一次側圧力が変動すると二次側圧力がそれに伴って変動することを避けることができないため，高圧状態で圧力変動が発生する条件では二次側圧力を一定に保持することはできない。
【０００５】
そこで本考案は，以上の欠陥を解決するために提案されたものであり，一次側圧力の変動に伴って二次側圧力が変動しない調整器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下，本考案を図２に示す実施例に従って説明する。
計算式に使用する記号を以下に示す。
Ｐ３：一次側圧力    Ｐ４：二次側圧力  Ｐ０：バランスロッド下室の圧力
Ｓ３：オリフィス径  Ｓ４：バランスロッド径
一次圧力Ｐ１は，弁で隔てられたオリフィス面下部と，シール材で隔てられたバランスロッド内面に荷重を生じるが，Ｓ３＝Ｓ４の場合には（７）式で示す状態となり，一次圧力による荷重は相殺される。
Ｐ３×Ｓ３＝Ｐ４×Ｓ４・・・（７）
オリフィス，弁，バランスロッドに働く荷重を上向きを正，下向きを負として計算すると（８）式となる。
ガス圧力荷重＝−Ｐ４×Ｓ３＋Ｐ３×Ｓ３−Ｐ３×Ｓ４＋Ｐ０×Ｓ４・・・（８）
Ｓ３＝Ｓ４より（９）式になる。
ガス圧力荷重＝Ｓ３×（Ｐ０−Ｐ４）＝Ｓ４×（Ｐ０−Ｐ４）・・・（９）
本考案による調整器の場合，ガス圧力がバランスする結果，残る荷重はＳ３×（Ｐ０−Ｐ４）であるから，負の値，すなわち下向きの力となる。
圧力変動の大きさは，（１０）（１１）式で示される。
Ｓ３×Ｐ０−Ｓ４×Ｐ４＝０・・・（１０）
Ｓ３＝Ｓ４より  Ｐ０＝Ｐ４・・・（１１）
すなわち，二次側圧力変動≒０となる。
【０００７】
以上のように，本考案においては，一次側圧力変動が二次側圧力変動に影響を及ぼさない。従って，例えば高圧の気体または液体を保有する容器から保有物を抜き出す場合，初期の高圧状態からほとんど保有物を抜き出した定圧の状態に至るまで，一次側圧力変化に影響されることなく二次側の圧力を一定に保持することができる。すなわち，常時一定流量で保有物を抜き出すことができる。
【考案の効果】
【０００８】
以上のように，本考案は簡単な構造で一次側圧力変化に影響されることなく，二次側の圧力を一定に保持することができるものであり，工業上有用な考案である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案の圧力調整器の作動状態を，図３の説明図に従って示す。
押さえ棒５１を押し下げると，弁５２が下に押し下げられて間隙部５３を生じる。流体供給口５４から，加圧された流体（ガスまたは液体）が流入して，弁５２の上部の間隙部５３を通過して上部のオリフィス５５に流れる。弁５２の上部はシール材５６（例えばテフロン（登録商標）製）で間隙部５３をシールしている。弁５２の下部にあるバランスロッド５８には，シール材５７があり，さらにバランスロッド５８の下部端面にはスプリング５９が配接されている。スプリング５９は，バランスロッドが抜け落ちない程度の弱い力で弁を押している。図１に示すような従来の圧力調整器に配接されたスプリングは，Ｐ１に相当する強い圧力で押さえる必要があった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の圧力調整器の構造例を示す概要図である。
【図２】本考案の圧力調整器の原理図である。
【図３】本考案の圧力調整器の作動説明図である。
【図４】本考案の圧力調整器の詳細構造例である。
【符号の説明】
【００１１】
１  押さえ棒
２  ハンドル
３  スプリングカバー
４  スチールボルト
５  スプリング押し
６  調圧スプリング
７  ピストン押し
８  ピストン
９  バックアップリング
１０  Ｏリング
１１  シリンダー
１２  バックアップリング
１３  Ｏリング
１４  バルブ押し
１５  シート
１６  Ｏリング
１７  出入口継手
１８  本体
１９  弁材
２０  バルブケース
２１  Ｏリングケースパッキン
２２  Ｏリングプレート
２３  Ｏリング
２４  バックアップリング
２５  Ｏリングケース
２６  安定器
２７  高圧スプリング
２８  高圧ナット
２９  Ｏリング
３０  フィルター受け
３１  フィルター
３２  フィルター押さえ
３３  高圧圧力計
３４  低圧圧力計
５１  押さえ棒
５２  弁
５３  間隙部
５４  流体供給口
５５  オリフィス
５６  シール材
５７  シール材
５８  バランスロッド
５９  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月11日(2007.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
流体入口に接続する入口側圧力室と流体出口に接続する出口側圧力室とがオリフィスを介して連通してなる本体と、
下部にバランスロッドを有する弁とを備え、
前記入口側圧力室は前記出口側圧力室の下方に位置し、
前記バランスロッドは前記入口側圧力室の下部壁を外部まで貫通し前記弁の上部は前記入口側圧力室に内包され、
前記オリフィス径と前記バランスロッド径との比が１となるように設定されていることを特徴とする圧力調整器。