(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスシステムの圧力を調整するガス圧力調整器において、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に仕切る第１の隔膜と、
第２のチャンバと、
前記第２のチャンバを第３の区画及び前記第１の区画に接続され通じている第４の区画に仕切る第２の隔膜と、を有し、
前記第１の隔膜の移動が、前記第４の区画の第１の容量及び前記第３の区画の第２の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こし、
垂直に延びるアダプタは前記第１のチャンバの第１の区画と第２のチャンバの第４の区画を接続し、前記アダプタは、
垂直部の下側ネジ及び上側ネジ、
垂直部の上側ネジに少なくとも一つの開口部であって、前記第１の区画と前記第４の区画がそれを通して通じる開口部、そして、
水平方向に延びる外縁、を備え、
ここにおいて、垂直部分の下側ネジの外径は前記第１の区画の垂直に延びる部分の内径に一致し、垂直部分の上側ネジの外径は前記第２のチャンバの内径と一致し、そして、前記少なくとも一つの開口部の開口領域は前記第１の区画と前記第４の区画の間の最も小さな開口部の開口領域より大きいガス圧力調整器。
【請求項２】
さらに、前記第１の区画に位置し、前記第１の区画から周囲の大気へ空気を排出するか、周囲の大気から前記第１の区画に空気を導く通気バルブを有し、
前記第１の区画の気圧が予め設定したしきい値に達する場合、前記通気バルブは、最大の通気割合で前記第１の区画から空気を排出するか導入する請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項３】
少なくとも１つの前記開口部は、最大の通気バルブが排気する割合より大きな割合で第１の区画と第４の区画の間の空気を交換する請求項２に記載のガス圧力調整器。
【請求項４】
少なくとも１つの開口部の開口領域は、０.２５〜０.６平方インチである、請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項５】
少なくとも１つのバネが、前記第２の隔膜の上面及び前記第２のチャンバの上面に接続し、
少なくとも１つのバネが、前記第２の隔膜の下面及び前記第２のチャンバの下面に接続する請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項６】
前記第２の隔膜の内径は、前記第１の区画の上面及び前記アダプタの外縁の間で堅固に挟持され、
前記第２の隔膜の外径は、前記第２のチャンバの上面と前記第２のチャンバの底表面の間の少なくとも１つの締結具によって堅固に挟持される請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項７】
前記第２の隔膜の内径と外径の間の前記第２の隔膜の表面に沿って測定された距離は、前記第２のチャンバの外径と前記第１の区画のバネ・タワーの外径の間の距離より大である請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項８】
前記第２のチャンバの内径と一致するネジ部分と、密閉する要素を下へ押す、水平に伸びる外縁を備える安全キャップであって、前記安全キャップは大気に対し前記第２のチャンバを密閉し、前記安全キャップは２５psiの圧力に耐える、請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項９】
前記第２のチャンバは、第１の径の内部セクション、第２の水平セクション及び第３の径の外部セクションを有する上部のシェルと、
下側環状水平板を具備し、
前記第１の径の内部セクションは前記アダプタの垂直部分の前記上側ネジに接続され、下側環状水平板の内径は、前記第１の区画のバネ・タワーの外径より大きい請求項７に記載のガス圧力調整器。
【請求項１０】
前記下側環状水平板は、大気と連通する空気孔を備える請求項９に記載のガス圧力調整器。
【請求項１１】
前記空気孔は、最低でも０.２５平方インチの累積した開口領域を有する請求項１０に記載のガス圧力調整器。
【請求項１２】
前記空気孔は丸い開口部であり、前記下側環状水平板に均等に分配される請求項１１に記載のガス圧力調整器。
【請求項１３】
前記第２の隔膜の移動は、前記第４の区画の第１の容量を増加させて、前記第３の区画の第２の容量を減少させる請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項１４】
前記第２の隔膜の移動は、前記第４の区画の第１の容量を減少させて、前記第３の区画の第２の容量を増加させる請求項１に記載のガス圧力調整器。
【請求項１５】
ガスシステムの圧力を調整するガス圧力調整器において、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に仕切る第１の隔膜と、
第２のチャンバと、
前記第２のチャンバを第３の区画及び前記第１の区画に接続され通じている第４の区画に仕切る第２の隔膜と、を有し、
前記第１の隔膜の移動が、前記第４の区画の第１の容量及び前記第３の区画の第２の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こし、
少なくとも１つのバネが、前記第２の隔膜の上面及び前記第２のチャンバの上面に接続し、
少なくとも１つのバネが、前記第２の隔膜の下面及び前記第２のチャンバの下面に接続し、そして、
前記第２のチャンバの下側通気水平板は、前記第２の隔膜の変位を制限するガス圧力調整器。
【請求項１６】
前記第２の隔膜の移動速度は、少なくとも前記第２の隔膜の剛性によって、及び少なくとも１つのバネの剛性によって、及び、下側水平通気板の孔を通じた大気の交換割合により、調整される請求項１５に記載のガス圧力調整器。
【請求項１７】
ガス圧力調整器によるガスシステムの圧力調整方法において、
第１のチャンバ、第１の隔膜、通気バルブ及び気圧調整されたシステムの安全キャップを有し、前記第１の隔膜は第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に仕切り、前記通気バルブは前記第１の区画に配置され、前記安全キャップは前記第１の区画を密閉するように調整器を取付け、
気圧調節されたシステムが作動している間、安全キャップを取り外し、
第３の区画及び第４の区画に仕切る第２の隔膜を含む第２のチャンバを、前記第４の区画と前記第１の区画が接続し、連通するように、アダプタを介して前記第１のチャンバに接続し、
前記第２のチャンバの上の前記安全キャップを交換し、
気圧調節されたシステムを操作し、ここにおいて、前記気圧調節されたシステムの操作中に、前記第１の隔膜の移動は、第４の区画の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こすガスシステムの圧力調整方法。
【請求項１８】
ガスシステムの圧力を調整するガス圧力調整器において、
第１のチャンバと、
前記第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に仕切る第１の隔膜と、
第２のチャンバと、
前記第２のチャンバを第３の区画及び前記第１の区画に接続され通じている第４の区画に仕切る第２の隔膜と、を有し、
前記第１の隔膜の移動が、前記第４の区画の第１の容量及び前記第３の区画の第２の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こし、そして、
アダプタが前記第１のチャンバの第１の区画と第２のチャンバの第４の区画を接続し、前記アダプタは水平方向に延びる外縁を備え、前記第２の隔膜の内径は、前記第１の区画の上面及び前記アダプタの外縁の間で堅固に挟持されるガス圧力調整器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１２年１月３１日に出願された米国特許８,１０４,３９７号に関連し、その全内容は本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明はガス圧力供給の制御のために、機械的な自動のばね上げしてある商用調整器に関する。圧力調整器は、一連のフロー要求に関するガス圧力供給を調節するために圧力レベルを下げてかつ/または維持するものである。
【背景技術】
【０００３】
複合体の開発・導入、制御されたコンピュータ、迅速な制御を備えたガス消費器具のためのオペレーティング・システムは、既存のガス圧力調整器に対し、新しく特別な要求を課している。
【０００４】
高性能商用ボイラは、自動電子着火、スナップ作動バルブ、燃焼空気及び燃料ガスの混合ガスの強制吸引、数分の１秒の圧力応答性を要求するフローの広い範囲に関する燃料要求のような特徴を使用するかもしれない。
従来のガス圧力調整器は、これらの事前に予期できない圧力応答性を提供することは目指さなかったかもしれない。
【０００５】
しかしながら、従来のガス圧力調整器、それらは過去５０年間以上有効に一連の利用で役立っており、これらの新しく挑戦する利用のために、まだ利用されるかもしれない。
これは、厳しい地域及び多数の方向における設置の容易、単純な内部制御と低いメンテナンス設計及び構築、長期の信頼できる耐用年数及び経済的コストが一部である。
【発明の概要】
【０００６】
上記した問題に照らし、ガス消費装置用の複雑なオペレーティング・システムに十分に速く応答することができないかもしれない既存のガス供給調整器に関連した動作中の運用上の問題に取り組むことができる装置を得ることが望ましいであろう。
【０００７】
ガスシステムの圧力を調整するためのガス圧力調整器は、第１のチャンバ、この第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に分ける第１の隔膜、付加チャンバとして知られている第２のチャンバ、この第２のチャンバを第３の区画及び第４の区画に分ける第２の隔膜を含んでいる。第４の区画は、第１のチャンバの第１の区画に接続され、連通している。第１の隔膜の移動は、第１の区画における圧力変化を引き起こす。さらに、第１の隔膜の移動は、第４の区画の容積を変更する第２の隔膜の対応する移動を引き起こす。
【０００８】
図面を参照して、例示的実施形態の特性及び利点を以下の記述でより詳細に述べる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るガス圧力調整器の概要の断面図である。
【００１０】
【図２】本発明の実施形態に係るガス圧力調整器の断面図である。
【００１１】
【図３】図３は、ガス圧力調整器のバネ・タワーに接続された第２のチャンバの第１の例示的実施形態の断面図である。
【００１２】
【図４】図４は、ガス圧力調整器に接続された第２のチャンバの第１の例示的実施形態の断面図である。
【００１３】
【図５】図５は、第２のチャンバの第２の例示的実施形態の断面図である。
【００１４】
【図６】図６は、第２のチャンバの第３の例示的実施形態の断面図である。
【００１５】
【図７Ａ】図７Ａは、第２のチャンバを備えたガス圧力調整器の例示的実施形態の等角図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第２のチャンバを備えたガス圧力調整器の例示的実施形態の等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここに記述された例示的実施形態の１つの目的及び特徴は、圧力調整器の応答性を改善するチャンバを提供することである。
【００１７】
第２のチャンバの例示的実施形態は、単独の圧力調整器の応答性の自由度と比較して、システムの応答性の自由度を増加させ、システムが瞬間の圧力変化に、より速く反応することを可能にする。
ここに記述された典型的な第２のチャンバの１つの利点は、システム応答を改善し、安定作業条件を維持する能力で、かつ、通気ラインを大型化せず、及び、関連コストの招来をせず、調整器の調整及び通気の構成を要求しない。
【００１８】
本発明による典型的な第２のチャンバは、必要な付加的な高さを最小化し、かつ、圧力調整器バネ・タワーの周囲に存在するスペースを利用できる。ここに記述された典型的な第２のチャンバの別の利点は、圧力レベルを設定するために安全キャップによって主バネへのアクセスを可能にし、圧力レベルを設定することである。
【００１９】
第２のチャンバの例示的実施形態は、特に商用の高い流量のため、及び、速くガスを作動するガス燃焼スペース及び湯沸かしに用いる産業用調整器のため、ガス圧調整器の応答性を安全に改善する。
安全・安定稼働を維持している間、第２のチャンバの例示的実施形態はさらに圧力及びフロー要求の急激な変化に対するガス圧力調整器のより速い応答性を許可してもよい。
【００２０】
これら及び他の目的、利点、及びここに記述された典型的な第２のチャンバの特徴は、付属の図面を含むこの明細書を考慮した当業者であれば明白である。
【００２１】
圧力調整器は安定した抑制された圧力でガスを供給するために使用されてもよく、それによって、一連のフロー要求に関するガス圧力供給を制御する。例えば、圧力調整器は、多くの居住用利用、商用利用及び産業利用のための、バーナ、ヒータ及びプロセス用機器からの燃料ガスの変化する要求フローを満たすである。
【００２２】
機械式の自動ばね負荷圧力調整器のような圧力調整器は、ガス・フロー制御装置、圧力反応装置、圧力参照装置及び安全装置を含んでいる場合がある。
【００２３】
図１に示すように、圧力調整器の例示的実施形態は、第１の区画１２０及び第２の区画１３０に分ける膜または隔膜１４０を備えたチャンバを含んでいる。制限しない例において、第２の区画は与圧室であり、また、第１の区画は与圧されていないか大気側の区画である。柔軟な隔膜は、その周囲が支持され密閉され、圧力応答要素の役割を果たし、バルブ１８０に接続されている。
【００２４】
バネ１５０を収容するバネ・タワー１１０は、与圧されていない区画を通って延びて、安全キャップ１００によって閉じられている。
バネ及びバネ・タワーは、隔膜に対向するプリセットバネ力を提供してもよい。
安全キャップは、そのケースを密閉し、ガスが隔膜破損時に前記圧力調整器から漏れないことを確保する。
前記安全キャップは、さらに回転によるセットポイント調節のためのバネへのアクセスを可能とし、中央開口部１２５が形成された内部ネジカラー１５５を下方又は上方への移動させる。前記移動可能バルブ１８０は、ガス・フロー制御素子の役割を担う。
【００２５】
動作中は、入口１０における前記給気管から前記圧力調整器を入力するフローが増加すると、ガスは圧力増加し、プリセットされたバネ１５０によって加えられた力に対して隔膜１４０を押し上げ、前記第２の区画１３０の中への開放弁を過ぎて流れる。
前記隔膜が上がるとともに、圧力のそれ以上の増加を防いで、前記第２の区画１３０からバルブを閉じる。
前記第２の区画の圧力が減少する場合、例えば、出力を増加させることのフロー要求により、バネ１５０の力はバルブ１８０を押し下げて、それによって、入口１０からのフローが前記第２の区画に入り、再び圧力を増加させることを可能にする。
前記圧力調整器から出口２０をフローが通過する量が増えると、前記第２の区画の圧力が減少し、次に隔膜１４０をバネ１５０によって下へ押させ、バルブ１８０を開かせる。
【００２６】
前記圧力調整器に入力するフローが増加すると、前記第２の区画の中で圧力が高まり、バネ１５０に対する隔膜１４０を移動させてバルブ１８０を閉じる。
従って、もし圧力調整器が開閉によりフロー変化に十分に速く応答することができれば、ほぼ安定した供給圧力は維持することができる。
前記調整器がフロー変化にどれくらい速く応答するかは、一部分前記第２の区画の圧力の変化率に左右される、すなわち、圧力は、どれくらい速く前記第２の区画の中で増加されるか、または減少させることができるのか。
前記第２の区画の圧力の変化率は、さらに前記第１の区画の圧力の変化率に関係がある、すなわち、バネ力が隔膜をバルブ開放位置に戻す前に、どれくらい速く隔膜１４０の上方移動を提供する第１の区画の空気を圧縮、または開放できるのか。
例示的実施形態中で、図１中に示されるように、安全孔か通風孔１６５は前記第１の区画に位置し、隔膜が上がる場合、前記第１の区画からの空気が解除配管システムへ放出されることを可能にする。
反対に、隔膜が下へ移動する場合、通風孔空気は安全孔１６５によって前記第１の区画に引っ張って行かれる。
前記安全孔は、前記圧力調整器の作動中における隔膜１４０の必要な湿潤安定に用いるバネ負荷された２ウェイのフラッパ及び小さな排水穴として組み込まれる。
隔膜１４０が破裂するかもしれない緊急状態において、前記第１の区画１２０へ前記第２の区画１３０から排出する気体は、安全孔１６５及び接続している配管システムによって安全な解除位置に向けられる。
補足安全機能として、いくつかの圧力調整器は、隔膜通過バルブ１７０を閉じるためのバネ１６０に示される内部過剰圧力開放バルブが組み込まれる。
前記第２の区画１３０に超過圧力が生じた場合には、隔膜１４０上に生じる力がバネ１５０及び１６０の結合した閉じる力を乗り越えて、バルブ１７０を開放し、矢印１７５によって図１の上で示されるような解除配管システムによって超過ガスを安全に放出する。
【００２７】
図２に示すように、圧力調整器の例示的実施形態は、図１の単純化された前記圧力調整器のものに似ている要素を含んでいる。
【００２８】
図２の例示的実施形態では、圧力調整器は、第１の区画２２０及び第２の区画２３０に仕切る第１の膜あるいは隔膜２４０を備えた第１のチャンバを有している。
例示的実施形態では、柔軟な前記隔膜２４０はその周囲で支持されて密閉され、バルブ機構２９２に繋がるようにしてもよい。
例示的実施形態において、出口２１での圧力の作用により移動すると共に、第２の区画２３０及び対応する隔膜２４０の下側と連通するリンク機構２９０は前記バルブ機構を作動させてもよい。
【００２９】
図２の例示的実施形態では、バネ２５０を収容し、垂直に伸びるバネ・タワー２１０は、前記第１の区画２２０を通って伸び、不正開封防止機構２０２で効果を増大させた安全キャップ２００によって閉塞される。
例示的実施形態では、フローは圧力調整器の前記第２の区画に、ガス入口１１及びバルブ、オリフィス２９５を通じて入る。
安全孔及び通気孔機構２６０は、隔膜２４０が上がる場合、前記第１の区画からの空気が排出配管システムへ放出されることを可能にする前記第１の区画に設けられる。
【００３０】
動作中に、動いている隔膜２４０が下流の流量特性に反応するとともに、前記調整器の第１の区画２２０の空気は押されるか引かれる。
例示的実施形態では、第１の区画２２０の中にある空気の容量は、通気孔機構２６０及び結合ガス解除配管によって周囲の空気とゆっくり交換する。
気流が前記安全開放流路を通じて出入りを強制されると、空気がバネ負荷により安定フラッパ及び長いパイプラインのような抵抗を生成する装置に逆らうように機能してもよい。
通気孔及び開放システムに起因する抵抗は、前記第１の区画の空気の出入りできる割合を制限し、前記第１の区画の圧力の変化率を有効に制限し、圧力変化に対する前記調整器の応答を制限するようにしてもよい。
例示的実施形態で、ガス・フロー要求が出口２１で急速に増加する時、圧力低下が区画２３０に生じて、その結果、バネ２５０が隔膜２４０を下方へ押圧する。
例示的実施形態中で、通気メカニズム２６０によって開放される空気が制限される場合、第１の区画２２０が真空に引かれる。
この真空は、隔膜２４０の応答性運動を遅くし、バルブ及びオリフィス２９５を開く接続リンケージの移動をさらに遅くする。
したがって、前記システムからの抵抗は、増加した出口フローの需要を望まれるように急速に満たす能力を害するかもしれない。
【００３１】
例示的実施形態では、圧力調整器の応答時間を改善するために、前記第１の区画の空気のより速い通気のために許可するべき安全孔２６０に接続された配管ラインの寸法を増やすことを可能としてもよい。
しかしながら、安全孔直径は隔膜中のばたつきを回避するためにはあるしきい値を過ぎて増加されないかもしれない。
前記安全通気孔直径の変更は、通気システムの不安定あるいは効果がないかもしれない。
【００３２】
あるいは、さらに、前記第１の区画の中への大気のより速い通気のために許可する通気ラインに関連した通風フラッパ及びバネの湿潤・調整特性を変更することは可能である。  システムへのこれらの変更は、高価な付加的な配管あるいは既存の設置の再配管を要求するかもしれないし、あるいは最適の調整のための多数の反復を要求し、調整器工場で遂行される必要があるかもしれないし、フロー及び／またはロックアップ圧力の増加を操作する項目で不安定を回避する必要があるかもしれない。
【００３３】
バネ調節タワーからの安全締切キャップを外すことは、気圧調節されていない第１の区画の空気が大気と自由に交換可能とする。
しかしながら、より速い応答性を得られるが、緊急状態中のような場合に、有毒ガスが自由な環境へ放出可能となり、潜在的に危険な状態を招くことになる。
【００３４】
例示的実施形態では、付加チャンバに当てはまる第２のチャンバは、既存の調整器上へ加えてもよい。図７Ａ及び図７Ｂは、第２のチャンバを持った既存の調整器の例示的実施形態を示している。
【００３５】
例示的実施形態では、第１のチャンバは、７５〜３５０立方インチの容量を持っていてもよい。制限しない例において、前記第１のチャンバは、１.５〜３インチの高さを持っていてもよい。例示的実施形態では、前記第１の膜は、８〜１２インチの外部の直径を持っていてもよい。
【００３６】
例示的実施形態では、前記付加チャンバは、排出又は吸入する前記調整器の第１の区画で交換された空気のための補足スペースを提供してもよい。
制限しない例において、前記第２のチャンバは、２０〜１００の立方インチの容量を持っていてもよい。制限しない例において、前記第２のチャンバは、０.７５〜２インチの高さを有し、前記第２の膜は、６〜８インチの外径を有していても良い。例示的実施形態では、前記膜は、前記第２のチャンバの底か天井へ向けて中立位置から屈曲し、伸びるために十分なスペースを有している。
【００３７】
上記したように、調整器が吐出圧変更にどれくらい速く応答するかは、下流のフロー要求により、前記第２の区画の圧力の変化率、すなわち、圧力は、どれくらい速く第２の区画の中で増減する場合があるかに部分的に左右される。
前記第２の区画の圧力の変化率はさらに、前記第１の区画の圧力の変化率に関係がある、すなわち、均衡点にバルブ２９２を置き、バネ２５０に起因するバネ力と隔膜２４０に起因する力が平衡を保つ前に、第１の隔膜２４０の移動を提供する前記第１の区画の空気へどれくらい速く引き入れ、もしくは開放することができるかに関係する。
前記隔膜が上がる場合前記第１の区画から解除配管システムへ空気を放出されることを許容し、また前記隔膜が下へ移動する場合に、空気が前記第１の区画に引き入れられるようにする安全孔を前記第１の区画に設けてもよい。
【００３８】
図３の例示的実施形態では、第２のチャンバは第２の隔膜３０３を含んでいる。
この例示的実施形態では、付加チャンバと呼ばれる第２のチャンバの限界は、ケーシング３０５及び通気プレート３０６までに定めてもよい。隔膜または膜３０３は、前記第２のチャンバを第３の区画３３５及び第４の区画３４５に密閉し分離してもよい。例示的実施形態では、バネ３０２は隔膜３０３の一方の横に設けられてもよい。
図３の中で示される例示的実施形態は、前記第１の隔膜の移動を引き起こすガス調整器の吐出圧を変更し、それは次には前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こし、前記第４の区画における第２の圧力変化率と一致する第１の圧力変化率で、前記第１の区画の圧力を変化させる。
例示的実施形態では、第１の隔膜の移動は、第４の区画の容量及び第３の区画の容量を変更する第２の隔膜の対応する移動を引き起こす。
制限しない例では、前記第４の区画の容量が増加し、第３の区画の容量は減少するようにしてもよい。代替実施形態において、前記第４の区画の容量が減少し、第３の区画の容量の増加する。
【００３９】
この例示的実施形態では、前記第２のチャンバの存在は、前記第４の区画の空気と前記第１の区画の空気とが通流する割合を、空気が前記ベント通風孔システムによって第１の区画に出入りする割合よりも少なくとも等しいかより高くすることを可能にする。
例示的実施形態中では、前記第１の区画の第１質量流量変化割合を、前記第１の隔膜の移動によって引き起こされた前記第４の区画の第２質量流量変化割合と同等にしてもよい。
例示的実施形態では、前記第１の区画の第１質量流量変化割合は、前記第１の隔膜の移動によって引き起こされた前記第４の区画の第２質量流量変化割合と同じオーダーであってもよい。
【００４０】
例示的実施形態では、前記第２のチャンバは、主蒸気圧力低下防止装置（the initial pressure regulator）の安全キャップ２００によって密閉されてもよい。例示的実施形態では、シールの密閉を確実にするために、Oリング３０８は、ケーシング３０５と安全キャップ２００の間に位置させてもよい。
したがって、例示的実施形態中で、既成の調整器に当てはまる既存の圧力調整器は、前記バネ・タワーから安全キャップを取り除いたり、前記第２のチャンバとアダプタ３０９を有するバネタワーとを接続したり、アセンブリを密閉するための前記安全キャップ２００の位置を変える変形ができる。
例示的実施形態では、Ｏリング３０８及び使用される安全キャップ２００は修正済のオリジナルの圧力調整器からの要素であってもよい。
【００４１】
例示的実施形態では、前記第２のチャンバは、上に記述されると共に図２の中で示される圧力調整器に類似する既製の圧力調整器のバネ・タワー２１０に接続されてもよい。
図４は、圧力調整器に接続された第２のチャンバの例示的実施形態を示します。
【００４２】
図３に示す例示的実施形態では、前記第４の区画３４５の前記ケーシング３０５は、ガス圧力を含み、構造上支持するようにしてもよい。
制限しない例において、このケーシング３０５は、アダプタ３０９によって、圧力調整器の前記第１の区画上に接続され、密閉されるようにしてもよい。
例示的実施形態では、アダプタはねじ締めあるいは別の適切なカップリング手段を使用してもよい。
【００４３】
例示的実施形態では、前記アダプタは、バネ・タワー２１０及びケーシング３０５を接続するほぼ円筒状の１片であってもよい。
例示的実施形態では、アダプタ３１１の突出縁は、さらにその内径で適所へ膜３０３を挟持するようにしてもよい。
前記膜の外径は、通気プレート３０６とケーシング３０５との間で挟持され、ボルト３０４に助けられて両要素はシール３１２を提供する。
制限しない例において、第２の膜３０３は、６〜８インチ間の外径を持っていてもよい。
例示的実施形態では、前記アダプタは、前記第１の隔膜が動いた場合、前記第１の区画から第４の区画へ、あるいは逆に、空気の流れを許可する通気開口部３０１を含んでもよい。
【００４４】
例示的実施形態では、前記アダプタに設けられた開口部の領域は、前記第１の区画と前記第４の区画との間の最も小さな開口部の領域より少なくとも大きい。
前記空気開口部の領域は、開口部フロー・領域、開口部表面領域、または開口部領域と言及された、例示的実施形態の断面図の中にある穴を通る領域に当てはまる。
例示的実施形態では、フロー方向は、開口部が存在する平面に対し、実質的に垂直方向である。
１つの実施形態では、最も小さな開口部は、バネ調節ボタン２５５の中心にある開口部２２５である。例示的実施形態では、開口部２２５の領域は０.２５平方インチである。
例示的実施形態では、開口部２２５は、バネ調節ボタン２５５を回し、出口圧力を設定することを考慮に入れる正方形駆動ツールの係合を提供するために合わせて形成される。
【００４５】
例示的実施形態では、前記アダプタに設けられた空気開口部は、０.２５〜０.６平方インチ(好ましくは０.３８平方インチ)の結合した開口領域を有している。例示的実施形態では、空気開口部は少なくとも０.４インチの直径を備えた２つの穴であってもよい。代わりの実施形態では、前記空気開口部は、少なくとも０.４インチの直径を有する３つあるいは４つの穴でもよい。
【００４６】
図３の例示的実施形態では、前記第２のチャンバの第３の区画３３５は通気プレート３０６によって画定され、周囲空気に通気される。制限しない例において、この第３の区画３３５は、通気プレート３０６によって、汚れ、天候によってもたらされる湿気あるいは昆虫のように動いている生物のような汚染物質の進入から遮られ保護されるようにしてもよい。
例示的実施形態の中で、図３の中で示されるように、通気プレート３０６は開口部３１６を含むようにしてもよい。それは、空気が自由に第３の区画３３５に出入りすることを可能にする。
例示的実施形態では、通気孔はスクリーンまたはメッシュによって覆われていてもよい。例示的実施形態では、通気孔は、０.２５平方インチの最小の累積的なフロー・領域を持ち、好ましくは０.３８平方インチの累積的なフロー・領域を有してもよい。例示的実施形態では、通気孔は、開口部２２５の中心のフロー・領域と少なくとも等しい累積的なフロー・領域を持っていてもよい。代替実施形態では、通気孔は、通気プレート上に平等に分配されてもよい。
まだ別の代替実施形態では、通気孔は実質的に０.１インチの最大径と共に、循環的であってもよい。
例示的実施形態では、前記通気孔は、前記アダプタの空気の開口部を通しての通気割合と同じ流量で、大気への前記第２の膜の移動による通気可能とする最小の累積的なフロー・領域を有していてもよい。
例示的実施形態では、前記通気プレートと前記バネ・タワー２１０の外面の間に僅かなギャップ３０７があってもよい。
【００４７】
制限しない例において、通気プレート３０６は、さらに、１標準平方インチ当たり２５ポンドの最大の緊急圧力で破裂を回避するために隔膜を支持して、柔軟な隔膜３０３の支援の役割をしてもよい。例示的実施形態では、通気プレート３０６はアルミニウムで形成してもよい。
例示的実施形態では、前記通気プレートは、１標準平方インチ当たり２５ポンド以内で通気プレートを押す第２の隔膜を支持するように十分に強くてもよい。
例示的実施形態では、第２の隔膜に支持することができる最大圧力は、少なくとも２００psi、すなわち調整器の１標準平方インチ当たり２５ポンドの最大の緊急圧力より著しく高くできる。
【００４８】
例示的実施形態では、膜はドーナツ形状であってもよい。例示的実施形態では、柔軟な膜３０３は、中立及び付加チャンバの中央の位置の中で保持されてもよい。制限されない実施形態では、対向するバネ３０２は膜の各側面を軽く押圧するために使用されてもよい。例示的実施形態では、バネ３０２はワイヤを捲回したか、柔軟な発泡体で作られていてもよい。代替実施形態では、その中立位置に膜を戻す他の手段は、プラスチックまたは金属の板ばねを含めて使用されてもよい。
【００４９】
別の例示的実施形態では、膜３０３は、それ自体により、１つまたは両方のこれらの中立位置復帰バネ３０２の機能を提供するようにしてもよく、膜の固有の構造は、同心の回旋のようなその中立位置に膜を返す手段を含んでいてもよい。
例示的実施形態では、前記膜は適切な寸法により、強く柔軟である。
例示的実施形態では、膜は成型された同心の渦巻を備え、ファイバで強化され、最適の反応のために薄く柔軟であるが、気圧調節され、通気プレートに押しつけられた時、非常に強いエラストマの膜であってもよい。
例示的実施形態では、膜３０３は波隔膜でもよい。例示的実施形態では、前記第２の膜として、accuWAVE（商標）を使用してもよい。
例示的実施形態では、前記第２の膜は、ガス流量調節器適用のバースト強度要求を超過するようにしてもよい。
例示的実施形態では、前記第２の膜は、平均的な米国の家庭に設置中のガス量計に４０年間以上の寿命を有することがある。
【００５０】
例示的実施形態では、前記圧力調整器の操作中に、膜３０３は中立位置から自由に、速く押し引きされてもよい。
膜３０３の反応性は、その柔軟性、弱バネ３０２の存在、及び、大気側の区画と周囲の環境と容易に空気を交換可能にする通気プレート３０６によってもよい。
例示的実施形態の中で、上述したように、膜３０３は、一方のケーシング３０５の一方側でバックアップされ支持されることにより、また、通気プレート３０６あるいは他の側のスクリーン・ワイヤにより、破裂から保護され得る。
【００５１】
例示的実施形態では、前記圧力調整器の第１の区画の空気の容量は、ゆっくり通気孔システム２６０を介して出入りする代わりに、第２のチャンバの第４の区画に急速に出入りするようにしてもよい。
【００５２】
例示的実施形態では、前記第２のチャンバは、速い要求負荷変動が生じる場合、調整器が一時的な期間により一定の供給圧力を安全に提供することを可能にする。
例示的実施形態では、前記第２のチャンバは、下流の配管、バルブ及び／またはガス消費機器に生じる、任意の迅速なフロー及び圧力要求変更に対する調整器の可動部の迅速で直接の応答を可能にする。
前記第２のチャンバの例示的実施形態は、単に周囲空気に調整器の大気側を露出する代わりに、安全であるが改善された調整器応答を可能にする。
【００５３】
既存の圧力調整器では、調整器から内部ガスを緊急開放する場合には、バルブ破損あるいは第１の隔膜破裂のいずれかにより、ガスが周囲の環境へ漏れる可能性がある。例示的実施形態では、圧力調整器システムの中にあるガスは有毒又は有害である可能性がある。例示的実施形態では、緊急開放の際に、前記柔軟な膜３０３は、第４の区画及び第１の区画内のガスを封じ込める。
例示的実施形態では、前記柔軟な膜３０３は、漏れたガスを安全な分散位置へ要求された前記通気配管によって移動させることができる。
第１の隔膜２４０が破裂した場合に、前記第２のチャンバの例示的実施形態が、通気システム２６０にフローを向けることによって直接の流出を防ぐようにしてもよい。
【００５４】
図５及び図６は、第２のチャンバの代替実施形態を示す。
図５を参照し、前記第２のチャンバの代替例示的実施形態に示されるように、アダプタ５１５に設けられたネジあるいは他の接続手段によってバネ２５０を有するバネ・タワー２１０に接続するようにしてもよい。
【００５５】
図５の例示的実施形態では、前記付加チャンバは、その外径がケーシング４０６と安全キャップ４００の間に挟持して固定され、Oリング４１４のようなシールにより外径を固定する膜を有するケーシング４０６を含んでいる。
例示的実施形態では、ネジ４１３のような手段によって、ケーシング４０６の上に安全キャップ４００をねじ込んでもよい。
図５の例示的実施形態はさらに第２の膜４０３を含んでおり、ベント４０１を遮る。
前記第４の区画４４５は前記膜４０３によって前記第３の区画４３５から仕切られる。
この膜の形は、環状の回旋及びネジ４１５の近くで閉じた端部を備えた円筒状のブーツである。
図５に示された例示的実施形態では、通気する開口部４０１は、前記第１の隔膜が移動し、それにより膜４０３が移動する場合、大気と自由に交換する前記第３の区画からの通気を許可する。
この例示的実施形態では、開口部４０１はシステムに入る大気からゴミを防ぐためにスクリーンにより覆われている。
【００５６】
図５に示す例示的実施形態では、チューブ４２５は、膜４０３が過剰に移動するか、回復なしで崩壊することを防止するため、膜４０３が中立位置へ返ることを常に可能にする通気プレートの役割を果たしている。
例示的実施形態では、前記チューブ４２５は、スクリーン・メッシュあるいは多数の穴を有する穿孔されたチューブにより作られてもよい。
空気移動の経路は、区画４４５及び区画４３５の両矢印によって図５の中で示される。
【００５７】
例示的実施形態では、膜４０３は、軸方向及び放射状のいずれかの方向に移動することにより、調整器の第１の区画の気圧を大気圧に迅速に等しくすることを可能にする。
この例示的実施形態では、質量は膜境界を横断しない。
図５の中で示される例示的実施形態では、前記第１の区画２２０の空気は、バネ調節ボタン２５５中のセンタ穴２２５を通って、第４の区画４４５の空気と直接連通する。
【００５８】
例えば、バネ力を調節するために調節バネ２５０にアクセスする例示的実施形態では、付加チャンバ装置は、ネジ４１５を緩めることにより全体として除去するようにしてもよい。
【００５９】
図６を参照し、前記第２のチャンバの代替例示的実施形態に示されるように、アダプタ５１５に設けられたネジあるいは同様の手段によってバネ２５０を有するバネ・タワー２１０に接続するようにしてもよい。
図６の例示的実施形態では、前記第２のチャンバはケーシング５０６、膜５０３、バネや発泡体のような復元手段５０２、通気プレート５１６を含んでいる。
【００６０】
例示的実施形態では、通気プレート５１６はワイヤーメッシュまたは多孔板でもよく、過剰高圧調節時に膜のバックアップ支持を行う。通気遮蔽部５０１は、虫やゴミが第３の区画５３５に入るのを防ぐ。
例示的実施形態では、通気遮蔽部５０１の位置は、システムに入力する雨、みぞれ、雪あるいは砂のような物質を最も良く回避するように構成されるようにしてもよい。
【００６１】
本発明の範囲から逸れることなしに、多くの可能な実施形態が形成されてもよく、ここで明らかにされるか示される実例として解釈される添付図面に限定される意味ではないことが理解される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  ガスシステムの圧力を調整するガス圧力調整器において、
第１のチャンバと、
この第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に仕切る第１の隔膜と、
第２のチャンバと、
この第２のチャンバを第３の区画及び前記第１の区画に接続され通じている第４の区画に仕切る第２の隔膜とを有し、
前記第１の隔膜の移動が、前記第４の区画の第１の容量及び前記第３の区画の第２の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こすガス圧力調整器。
［２］  さらに、前記第１の区画に位置し、周囲の大気へ空気を排出するか、周囲の大気から前記第１の区画に空気を導く通気バルブを有し、
前記第１の区画の気圧が予め設定したしきい値に達する場合、前記通気バルブは、最大の通気割合で前記第１の区画から空気を排出するか導入する［１］に記載のガス圧力調整器。
［３］  前記第２のチャンバの前記第４の区画に前記第１のチャンバの前記第１の区画に接続し、第１の外径を有し、下側ネジが形成された垂直部、水平方向に伸びる外縁、第２の外径を有し、上側ネジが形成された垂直部、前記上側ネジが形成された垂直部の少なくとも１つの穴を含み、前記第１の外径は、前記第１の区画の垂直に伸びる部分の内径と同等であるアダプタを備え、
前記第２の隔膜の外径は、前記第２のチャンバの内径と同等であり、少なくとも１つの開口部の開口領域は、前記第１の区画と前記第４の区画の間の最も小さな開口部の開口領域より大きい［２］に記載のガス圧力調整器。
［４］  少なくとも１つの前記開口部は、最大の通風バルブが排気する割合より大きな割合で第１の区画と第４の区画の間の空気を交換する［３］に記載のガス圧力調整器。
［５］  少なくとも１つの開口部の開口領域は、０.２５〜０.６平方インチ(好ましくは０.３８平方インチである開口領域)である［３］に記載のガス圧力調整器。
［６］  少なくとも１つのバネは、前記第２の隔膜の上面及び前記第２のチャンバの上面へ接続し、
少なくとも１つのバネは、前記第２の隔膜の下面及び前記第２のチャンバの下面へ接続する［１］に記載のガス圧力調整器。
［７］  前記第２の隔膜の内径は、前記第１の区画の上面及び前記アダプタ縁の間で堅固に挟持され、
前記第２の隔膜の外径は、前記第２のチャンバの上面と前記第２のチャンバの底表面の間の少なくとも１本の締結具によって堅固に挟持される［３］に記載のガス圧力調整器。
［８］  前記第２の隔膜の内径と外径の間の前記第２の隔膜の表面に沿って測定された距離は、前記第２のチャンバの外径と前記第１の区画の前記バネ・タワーの外径の間の距離より大である［１］に記載のガス圧力調整器。
［９］  前記第２のチャンバの下側通気水平板は、前記第２の隔膜の変位を制限する［６］に記載のガス圧力調整器。
［１０］  前記第２の隔膜の移動速度は、少なくとも前記第２の隔膜の、及び少なくとも１つのバネの剛性、及び、下側水平通気板の穴による大気との交換割合によって規制される［９］に記載のガス圧力調整器。
［１１］  前記第２の区画の内径と一致し、ネジが通された放射状の部分を備え、及び密閉する要素を下へ押す、水平に伸びる外縁、大気に対し、前記第２のチャンバを密閉する２５psi以内の圧力に耐える安全キャップをさらに備える［１］に記載のガス圧力調整器。
［１２］  前記第２のチャンバは、第１の放射状の内部セクション、第2の水平セクション及び第３の放射状の外部セクションを有する上部のシェルと、
下側環状水平板を具備し、
前記第１の放射状の内部セクションは前記アダプタの前記上側ネジ垂直部に接続され、下側環状水平板の内径は、前記第１の区画のバネタワーの外径より大きく形成されている［３］に記載のガス圧力調整器。
［１３］  前記下側環状水平板は、大気と連通する空気孔を含んでいる［１２］に記載のガス圧力調整器。
［１４］  前記空気孔は、最低でも０.２５平方インチの累積的な開口領域及び好ましくは０.３８平方インチの累積的な開口領域を有する［１３］に記載のシステム。
［１５］  前記空気孔は循環的な開口部であり、前記下側環状水平板上に平等に分配される［１４］に記載のシステム。
［１６］  前記第２の隔膜の移動は前記第４の区画の第１の容量を増加させて、前記第３の区画の第２の容量を減少させる［１］に記載のガス圧力調整器。
［１７］  前記第２の隔膜の移動は前記第４の区画の第１の容量を減少させて、前記第３の区画の第２の容量を増加させる［１］に記載のガス圧力調整器。
［１８］  ガス圧力調整器によるガスシステムの圧力調整方法において、
第１のチャンバ、第１の隔膜、通気バルブ及び気圧調整されたシステムの上の安全キャップを有し、前記第１の隔膜は第１のチャンバを第１の区画及び第2の区画に仕切り、前記通気バルブは前記第１の区画に配置され、前記安全キャップは前記第１の区画を密閉するように調整器を取付け、
気圧調節されたシステムが作動している間、安全キャップを取り外し、
アダプタを介し、前記第１のチャンバへ第３の区画及び第４の区画に仕切る第２の隔膜を含む第2のチャンバを、前記第４の区画と前記第１の区画が連通するように接続し、
前記第２のチャンバの上の前記安全キャップを交換し、
気圧調節されたシステムを操作し、
前記気圧調節されたシステムの操作中に、前記第１の隔膜の移動は、第４の区画の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こすガスシステムの圧力調整方法。
［１９］  ガス圧力調整器によるガスシステムの圧力調整方法において、
第１のチャンバ及び前記第１のチャンバを第１の区画及び第２の区画に仕切る第１の隔膜を有する調整器を配置し、
第１のチャンバへ第３の区画及び前記第１の区画に連通する第４の区画に仕切る第2の隔膜を含む第2のチャンバを接続し、
また気圧調節されたシステムを操作し、
前記気圧調節されたシステムの操作中に、前記第１の隔膜の移動は、多くの前記第４の区画の容量を変更する前記第２の隔膜の対応する移動を引き起こすガスシステムの圧力調整方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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