(57)【要約】【課題】弁孔を通って二次側に流出するガス流が、弁体を開位置に押し下げる力として有効に作用するようにし、二次側圧力の低下に伴う弁体の開弁位置への応答性に優れ、二次側圧力の調整精度を大幅に向上させることができる圧力調整ガバナーを提供する。【解決手段】流体流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側流体圧力をダイヤフラム室１１に導入し、このダイヤフラム室１１に作用する二次側流体圧力の変動に追従してバルブ２の弁孔６に対する弁体７での開度を調整し、二次側の流体圧力を一定の範囲に保つようにした直動式圧力調整ガバナーにおいて、上記バルブ２のバルブ本体４内に設けた仕切り壁５の下流側に、弁体７を囲む筒状のブースター２５が設けてある。【選択図】  図１
2004310289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側流体圧力をダイヤフラム室に導入し、このダイヤフラム室に作用する二次側流体圧力の変動に追従してバルブの開度を調整し、二次側の流体圧力を一定の範囲に保つようにした圧力調整ガバナーにおいて、上記バルブが、バルブ本体内を上流側と下流側に仕切る仕切り壁と、この仕切り壁に設けた弁孔と、上記弁孔に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラムと連動することによって弁孔を開閉する弁体とを有し、このバルブの上記仕切り壁の下流側に、弁体を囲む筒状のブースターが設けられていることを特徴とする圧力調整ガバナー。
【請求項２】
上記ブースターが、弁体と同軸心の配置となる筒体の下部に、内周側へ向けて突出する屈曲壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整ガバナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側ガス圧力を所定の範囲に保つようにするための圧力調整ガバナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスの供給を行うガス流路においては、このガス流路の途中に二次側ガス圧力を駆動源とする圧力調整ガバナーを設け、需要による二次側ガス圧力の変動に追従してバルブの開度を調整し、二次側ガス圧力を一定の範囲に保つことが行われている。
【０００３】
従来の直動式圧力調整ガバナー１は、図３に示すように、管路の一次側と二次側の間に接続するバルブ２の上部にダイヤフラム機構３を設け、上記バルブ２が、バルブ本体４と、このバルブ本体４内を上流側と下流側に仕切るよう設けた仕切り壁５と、この仕切り壁５に設けた弁孔６と、上記弁孔６に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラム装置３と連動することによって弁孔６を開閉する弁体７とを有し、弁孔６の開弁で一次側ガスが二次側に流出することになる。
【０００４】
また、ダイヤフラム機構３は、上記バルブ２上に取り付けたケース８内を、張設したダイヤフラム９で上位の大気室１０と下位のダイヤフラム室１１に区切り、上記ダイヤフラム９とバルブ２の弁体７をスピンドル軸１２で連動し、オリフィス１３で外気と導通する大気室１０に、ダイヤフラム９を介して弁体７に開弁方向の弾性を付与する圧力調整スプリング１４を設けた構造を有し、ダイヤフラム室１１はオリフィス１５に接続した調整管を介して管路の二次側と接続されている。
【０００５】
このような圧力調整ガバナー１は、ダイヤフラム９に作用する二次圧とスプリング１４の力が釣り合っているとき、バルブ２の弁体７が一定の開度で停止し、一定量のガスが弁孔６から二次側に流出している。
この状態から、ガスの需要が増大すると、二次側の圧力が低下するため、ダイヤフラム室１１の圧力も低下し、スプリング１４の力が打ち勝つことで弁体７は開方向に移動し、弁孔６の開き量が増えることで二次側が所定の圧力になるまでガス量は増大する。
【０００６】
逆に、ガスの需要量が減少すると、二次側の圧力が上昇するため、ダイヤフラム室１１の圧力も増大し、スプリング１４に打ち勝って弁体７は閉方向に移動し、弁孔６が絞られることで、二次側が所定の圧力になるようガス量が減少する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記圧力調整ガバナー１におけるバルブ７は、図４に示すように、仕切り壁５に設けた弁孔６をスピンドル軸１２が貫通し、このスピンドル軸１２の下端に取り付けた弁体７が、弁孔６の直下においてこの弁孔６を開閉するようになっており、弁体７が下降した開弁時に、一次側のガスは弁孔６を通って二次側に流出することになるが、この弁孔６から二次側に流出するガス流の圧力は、弁体７を開弁位置に移動させるために寄与している。
【０００８】
即ち、上記弁体７による弁孔６の開弁時において、弁孔６を通って二次側に流出するガス流は、弁体７の上面に作用することで、弁体７を開位置に押し下げる力となるが、従来は弁体７の周囲が全くの開放された空間になっているので、図４に矢印で示すように、弁孔６を通って二次側に流出するガス流の一部は、弁体７の周囲の空間へ直接流出することになり、弁体７を開位置に押し下げる力として有効に働いていない。
【０００９】
このため、二次側圧力の低下に見合う弁体７の開弁位置への移動が緩慢となり、二次側圧力の低下に伴う弁体７の開弁位置への応答性が悪いという問題がある。
【００１０】
また、一次側のガス圧が高圧の場合、弁体７の開弁と共にガス流の流出量がどうしても多くなり、このため、二次側圧力が基準圧力よりも高くなるという問題もある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、弁孔を通って二次側に流出するガス流が、弁体を開位置に押し下げる力として有効に作用するようにし、二次側圧力の低下に伴う弁体の開弁位置への応答性に優れ、二次側圧力の調整が精度よく行える圧力調整ガバナーを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、この発明は、流体流路の一次側と二次側の間に設けられ、二次側流体圧力をダイヤフラム室に導入し、このダイヤフラム室に作用する二次側流体圧力の変動に追従してバルブの開度を調整し、二次側の流体圧力を一定の範囲に保つようにした圧力調整ガバナーにおいて、上記バルブが、バルブ本体内を上流側と下流側に仕切る仕切り壁と、この仕切り壁に設けた弁孔と、上記弁孔に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラムと連動することによって弁孔を開閉する弁体とを有し、このバルブの上記仕切り壁の下流側に、弁体を囲む筒状のブースターが設けられている構成を採用したものである。
【００１３】
上記ブースターは、弁体と同軸心の配置となる筒体の下部に、内周側へ向けて突出する屈曲壁が設けられている構造とすることができる。
【００１４】
ここで、ブースターは、円板状となる弁体の外径よりも少し大径の円筒状に形成され、弁体と同軸心となるよう仕切り壁に固定することにより、開弁時に弁体の外周にガスの流動空間を形成するようになっている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。なお、図３で示した従来の圧力調整ガバナーと同一部分には、同一符号を付して説明する。
【００１６】
図１のように、圧力調整ガバナー１ａは、管路の一次側と二次側の間に接続するバルブ２の上部にダイヤフラム機構３を設け、上記バルブ２が、バルブ本体４と、このバルブ本体４内を上流側と下流側に仕切る仕切り壁５と、この仕切り壁５に設けた弁孔６と、上記弁孔６に対して下流側に位置し、上記ダイヤフラム機構３と連動することによって弁孔６を開閉する弁体７とを有し、弁孔６の開弁で一次側ガスが二次側に流出することになる。
【００１７】
また、ダイヤフラム機構３は、上記バルブ３上に取り付けたケース８内を、張設したダイヤフラム９で上位の大気室１０と下位のダイヤフラム室１１に区切り、上記ダイヤフラム９とバルブ２の弁体７をスピンドル軸１２で連動し、オリフィス１３で外気と導通する上記大気室１０に、ダイヤフラム９を介して弁体７に開弁方向の弾性を付与する圧力調整スプリング１４を設けた構造となり、ダイヤフラム室１１がオリフィス１５に接続した調整管を介して管路の二次側と接続されている。
【００１８】
上記バルブ２とダイヤフラム機構３の間に、スピンドル軸１２と固定したバランスダイヤフラム２１を有する調圧室２２が設けられ、スピンドル軸１２には、上端が調圧室２２と連通し、下端が弁体７の上部の位置でバルブ本体４内の上流側と連通する連通路２３が形成され、バルブ本体４内の上流側ガス圧がバランスダイヤフラム２１に対して弁体７の閉弁方向に作用するようになっている。
【００１９】
また、バルブ本体４内の上流側には、スピンドル軸１２と同軸心の配置となる筒状のフィルター２４が内蔵されている。
【００２０】
上記圧力調整ガバナー１におけるバルブ２は、図２に示すように、仕切り壁５に設けた円形の弁孔６をスピンドル軸１２が貫通し、このスピンドル軸１２の下端に取り付けた円形の弁体７が、スピンドル軸１２の上下動で、弁孔６の直下においてこの弁孔６を開閉するようになっており、バルブ本体４内で上記仕切り壁５の下部には、弁体７を囲む円筒状のブースター２５が設けられている。
【００２１】
このブースター２５は、円板状となる弁体７の外径よりも少し大径の円筒状に形成され、弁体７と同軸心となるよう仕切り壁５に上端を固定することにより、開弁時に弁体７の外周にガスの流動空間を形成するようになっている。
【００２２】
図２（Ａ）に示すブースター２５は、ストレートな円筒状に形成し、一次側のガス圧力が低い場合に用いる例を示し、また、図２（Ｂ）は、下部に内周側へ向けて突出する屈曲壁２６を設け、ガス流の流出に屈曲壁２６で抵抗を与えることで、弁体７の押し下げを抑制するようにしたものであり、一次側のガス圧力が高い場合に用いるのに好ましい例を示している。
【００２３】
この発明の圧力調整ガバナー１ａは、上記のような構成であり、バルブ２をガス管路の一次側と二次側の間に接続し、ダイヤフラム機構３の二次圧室１１が調整管で管路の二次側と接続される。
【００２４】
この状態で、ダイヤフラム９に作用する二次圧とスプリング１４の力が釣り合っているとき、バルブ２の弁体７が一定の開度で停止し、一定量のガスが弁孔６から二次側に流出し、また、ガスの需要が増大すると、二次側の圧力が低下するため、ダイヤフラム室１１の圧力も低下し、スプリング１４の力が打ち勝つことで弁体７は開方向に移動し、弁孔６の開き量が増えることで管路の二次側が所定の圧力になるまでガス量は増大する。
【００２５】
逆に、ガスの需要量が減少すると、二次側の圧力が上昇するため、ダイヤフラム室１１の圧力も増大し、スプリング１４に打ち勝って弁体７は閉方向に移動し、弁孔６が絞られることで、管路の二次側が所定の圧力になるようガス流量が減少する。
【００２６】
上記弁体７が下降した開弁時において、一次側のガスは弁孔６を通って二次側に流出することになるが、この弁孔６から二次側に流出するガス流の圧力は、弁体７を開弁位置に移動させるために作用するが、図２のように、弁体７の周囲にブースター２５が設けてあるので、同図に矢印で示すように、弁孔６を通って二次側に流出するガス流は、弁体７の周囲からバルブ本体４の空間へ流出するのを制限され、下方へ向けて流れた後、弁体７の周囲とブースター２５の間を流れることになるため、このガス流の圧力は弁体７の上面に確実に作用し、弁体７を開位置に押し下げる力として有効に働くことになり、二次側圧力の低下に見合う弁体７の開弁位置への移動が速やかに行われることになる。
【００２７】
図５は、ブースターのない従来の圧力調整ガバナー１と、ブースターを設けたこの発明の圧力調整ガバナー１ａを用い、弁孔６の開弁による流量と二次側圧力の関係を測定した結果を示している。ここで、測定条件は、流量が１００ｍ３Ｎ／ｈのとき二次側圧力が２．３０ｋＰａであることを基準値とし、この基準値に対して流量の変動で二次側圧力がどのように変化するかを測定した。
【００２８】
上記測定は、一次側圧力が０．３ＭＰａである高圧の場合と、０．０５ＭＰａの低圧の場合の二種類で行い、この発明の圧力調整ガバナー１ａは、高圧の場合は図２（Ｂ）に示した下部に屈曲壁２６が設けられているブースター２５付きのものを、また、低圧の場合は図２（Ａ）に示したストレートのブースター２５付きのものを用いた。
【００２９】
この測定結果から判るように、一次側圧力が高圧の場合、従来の圧力調整ガバナー１は、二次側圧力が基準値よりも上昇したのに対し、この発明の圧力調整ガバナー１ａは、二次側圧力が基準値に近い値で推移した。
【００３０】
また、一次側圧力が低圧の場合、従来の圧力調整ガバナー１は、基準値に対して流量の増大と共に二次側圧力の低下量が大きいのに対し、この発明の圧力調整ガバナー１ａは、二次側圧力の低下量が少なくなり、基準値に近い値に近づいた。
【００３１】
このことは、ブースター２５を設けることにより、弁孔６の開弁時における開位置への応答性に優れたものになると共に、一次側圧力が高圧の場合は、屈曲壁２６によってガス流に弁体７を下から押し上げる作用が生じることにより、二次側圧力の上昇を抑えることができるからである。
【００３２】
また、一次側圧力が低圧の場合は、弁体７に当接するガス流の圧力で弁体７を確実に開弁位置に移動させ、二次側へのガス流量を確保することができるからである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、圧力調整ガバナーにおいて、バルブ本体内の仕切り壁の下流側に弁体を囲む筒状のブースターを設けたので、弁孔から二次側に流出する流体の圧力を弁体に対して開弁方向に有効に作用させることができ、一次側圧力が高圧の場合の流出の抑制と、一次側圧力が低圧の場合の弁体の所定開弁位置への速やかな移動とにより、流量が変動しても二次側圧力を基準値圧力に近付けることができ、二次側圧力の調整精度を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る圧力調整ガバナーの縦断正面図
【図２】（Ａ）はブースターの第１の例を示す拡大した縦断正面図、（Ｂ）は同第２の例を示す拡大した縦断正面図
【図３】従来の圧力調整ガバナーの縦断正面図
【図４】従来の圧力調整ガバナーにおける弁孔と弁体の拡大した縦断正面図
【図５】この発明に係る圧力調整ガバナーと従来の圧力調整ガバナーの二次圧調整特性の測定結果を示す説明図
【符号の説明】
１    圧力調整ガバナー
１ａ  圧力調整ガバナー
２    バルブ
３    ダイヤフラム機構
４    バルブ本体
５    仕切り壁
６    弁孔
７    弁体
８    ケース
９    ダイヤフラム
１０  大気室
１１  ダイヤフラム室
１２  スピンドル軸
１３  オリフィス
１４  圧力調整スプリング
１５  オリフィス
２１  バランスダイヤフラム
２２  調圧室
２３  連通路
２４  フィルター
２５  ブースター
２６  屈曲壁
【図１】
2004310289.tif 000003
【図２】
2004310289.tif 000004
【図３】
2004310289.tif 000005
【図４】
2004310289.tif 000006
【図５】
2004310289.tif 000007