(57)【要約】【課題】圧力損失を低減し、対応可能な圧力範囲、流量範囲を拡大すると共に、省スペース化を実現する流体供給制御装置を提供する。【解決手段】流体供給制御装置１００において、第１電磁弁１１１に通電すると第１弁１０８が開弁し、第２電磁弁１１２に通電すると上弁３１３が開弁して流体圧力が一次圧力室３５３に導入され、一次圧力室３５３の圧力上昇に伴い第２弁１０９が開弁し、出口１０６から流体が供給される。また、第１電磁弁１１１への電流供給を停止すると第１弁１０８が遮断され、第２電磁弁１１２への電流供給を停止すると上弁３１３が閉弁して一次圧力室３５３への流体導入が遮断され、一次圧力室３５３の圧力減少に伴い第２弁１０９が遮断される。また、ダイヤフラム駆動弁１１３は、ガバナ機能を有するので出口１０６へ供給する流体の圧力（二次圧力）を調整することもできる。【選択図】  図１
2004162751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の入口と出口とを連通する管路と、
前記管路を遮断可能な第１弁と、
前記管路を遮断可能であり、一次側と出口側とに隔てるダイヤフラムに連動して駆動する第２弁と、
前記第１弁を経た前記流体を制御圧力として前記ダイヤフラムの一次側に導入する導入流路と、
前記導入流路に設けられ、当該導入流路を遮断可能な第３弁と、
を具備することを特徴とする流体供給制御装置。
【請求項２】
前記ダイヤフラムの一次側に導入された流体を前記出口側に解放する解放流路と、
前記解放流路を遮断可能であり、前記第３弁が閉弁する際に開弁し前記第３弁が開弁すると閉弁する第４弁と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の流体供給制御装置。
【請求項３】
前記第１弁及び前記第３弁は、それぞれ、電磁作用により駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体供給制御装置。
【請求項４】
前記第３弁及び前記第４弁は、三方弁構成の電磁弁に設けられることを特徴とする請求項２に記載の流体供給制御装置。
【請求項５】
前記ダイヤフラムの一次側に放出口を介して連通する圧力調整機構を設け、前記出口側圧力を調整可能としたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の流体供給制御装置。
【請求項６】
前記導入流路に導入速度制御機構を設け、前記ダイヤフラムの一次側への前記流体の導入速度及び前記第２弁の開弁速度を調整可能としたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の流体供給制御装置。
【請求項７】
前記導入速度制御機構は、ニードル弁あるいはオリフィスを含むことを特徴とする請求項６に記載の流体供給制御装置。
【請求項８】
流体の入口と出口とを連通する管路と、
前記管路を遮断可能であり、一次側と出口側とに隔てるダイヤフラムに連動して駆動するダイヤフラム弁と、
前記入口を経た前記流体を制御圧力として前記ダイヤフラムの一次側に導入する導入流路と、
前記導入流路に設けられ、当該導入流路を遮断可能な導入流路弁と、
を具備することを特徴とする流体供給制御装置。
【請求項９】
前記ダイヤフラムの一次側に導入された流体を前記出口側に解放する解放流路と、
前記解放流路を遮断可能であり、前記導入流路弁が閉弁する際に開弁し前記導入流路弁が開弁すると閉弁する解放流路弁と、
を具備することを特徴とする請求項８に記載の流体供給制御装置。
【請求項１０】
前記導入流路弁及び前記解放流路弁は、三方弁構成の電磁弁に設けられることを特徴とする請求項９に記載の流体供給制御装置。
【請求項１１】
前記ダイヤフラムの一次側に放出口を介して連通する圧力調整機構を設け、前記出口側圧力を調整可能としたことを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の流体供給制御装置。
【請求項１２】
前記導入流路に導入速度制御機構を設け、前記ダイヤフラムの一次側への前記流体の導入速度及び前記ダイヤフラム弁の開弁速度を調整可能としたことを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれかに記載の流体供給制御装置。
【請求項１３】
流体の入口と出口とを連通する管路と、
前記管路を遮断可能であり、ダイヤフラム圧力室を形成するダイヤフラムに連動して駆動するダイヤフラム弁と、
前記入口を経た前記流体を制御圧力として前記ダイヤフラム圧力室に導入する導入流路と、
前記導入流路に設けられ、当該導入流路を遮断可能な導入流路弁と、
前記導入流路に設けられ、前記導入流路弁を経た流体の圧力を調整して当該流体を前記ダイヤフラム圧力室に導入する圧力調整機構と、
を具備することを特徴とする流体供給制御装置。
【請求項１４】
前記圧力調整機構と前記出口側とを連通する調整管路を有することを特徴とする請求項１３に記載の流体供給制御装置。
【請求項１５】
前記圧力調整機構に流体圧力制御に関連するその他機器圧力を導入し、該機器圧力を補正するための機器圧力導入管路を有することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の流体供給制御装置。
【請求項１６】
前記調整管路に制御機構を設け、前記流体の流速を調整可能としたことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の流体供給制御装置。
【請求項１７】
前記制御機構は、ニードル弁あるいはオリフィスを含むことを特徴とする請求項１６に記載の流体供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス等の流体圧の調整を行い、配管等に流体を供給する流体供給制御装置に関する。より詳細には、流体供給を制御する複数の弁を一体として具備する流体供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボイラ等の燃焼機器に都市ガス等の流体を供給する際、通常、安全基準、労働安全規則等の定めにより、流体供給制御装置には直列に２つの遮断弁が設けられ、ガス等を確実に遮断可能な構成となっているが、バーナ燃焼を自動制御するため、遮断弁及びガバナを設けた複数の弁を備える流体供給制御装置が利用される。ガバナは、ガス等の供給圧力の変動を吸収し、バーナ燃焼を一定に保つ。
【０００３】
図９は、従来の流体供給制御装置９００（フランジ接合）の概略を示す図である。図１０は、従来の流体供給制御装置９００（ネジ接合）の概略を示す図である。
流体供給制御装置９００は、一次配管側入口９０５から二次配管側出口９０６へ順に、２つの遮断弁９０１、９０２及び１つのガバナ９０３を有する筐体９０４がフランジ接合９０７（図９）、ネジ接合９０８（図１０）等により直列に連結され、二重遮断機能及び圧力調整機能を果たす。
【０００４】
流体供給制御装置９００は、２つの遮断弁を開弁し、ガバナを介して二次配管へ供給する流体圧（二次圧力）を調整する。遮断弁の駆動方式には、電磁コイルを用いた電磁弁方式と、オイルポンプを用いた液動弁方式がある。ガバナは、制御スプリングと二次圧力とのバランスで駆動させるものが一般的である。
また、遮断弁及びガバナの配置による特性の相違に対応すべく、電磁弁及び遮断弁が入れ替え可能な流体供給制御装置が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１５８７５４号公報（段落［００１１］）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の流体供給制御装置では、２つの遮断弁と１つのガバナを使用しているため構造が複雑で部品点数が多くなり、弁座も３箇所必要となり、圧力損失が大きく、対応可能な圧力範囲、流量範囲が相当制限されるという問題点がある。
また、従来の流体供給制御装置は、２つの遮断弁と１つのガバナの計３つを組み合わせるので、重量が増加すると共に、流体供給制御装置の長さ（一次配管側入口及び二次配管間側出口の長さ）が長くなり、その分、設置に係る労力的負担、設置スペースが必要となるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、圧力損失を低減し、対応可能な圧力範囲、流量範囲を拡大すると共に、省スペース化を実現する流体供給制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第１の発明は、流体の入口と出口とを連通する管路（筐体等）と、前記管路を遮断可能な第１弁と、前記管路を遮断可能であり、一次側と出口側とに隔てるダイヤフラムに連動して駆動する第２弁と、前記第１弁を経た前記流体を制御圧力として前記ダイヤフラムの一次側に導入する導入流路と、前記導入流路に設けられ、当該導入流路を遮断可能な第３弁と、を具備することを特徴とする流体供給制御装置である。
【０００９】
第１の発明では、流体供給制御装置は、上流弁（第１遮断弁・第１弁）として電磁弁を有し、下流弁（第２遮断弁ユニット・第２弁）として、二次側圧力（出口側圧力）を制御可能なガバナ弁（ダイヤフラム弁）を有する。
【００１０】
第１遮断弁は、電磁作用により駆動する電磁弁等を備える。
第２遮断弁ユニットは、ガバナにおける制御圧力に使用流体を応用したものであり、流路（導入流路）を介してガバナの一次圧力室（一次側）に流体圧力を導入し、一次圧力室下部のダイヤフラム及びバランススプリングを押下して当該ダイヤフラムと連動する第２弁を開弁し、一方、一次圧力室に導入された流体圧力が解放することにより第２弁を閉弁して遮断する。
導入流路は、第１弁を経た流体を制御圧力として一次圧力室に導入する流路であり、小型の電磁弁（第３弁・導入流路弁）が設けられる。一次圧力室上部には、二次圧力を制御する二次圧力調整ガバナ（圧力調整機構）が配置される。
【００１１】
第２遮断弁ユニットは、遮断弁及び制御ガバナ機能を併有するので、流体供給制御装置の弁座部は、第１遮断弁、第２遮断弁ユニットそれぞれ一箇所ずつ計２箇所となる。従って、全体の圧力損失が低減し、同一口径であっても対応可能な流量範囲、圧力範囲が拡大する。さらに、遮断弁の１つとガバナのバルブとを共用することにより、部品点数を減少させて軽量化、配管作業の負担軽減を実現可能である。
【００１２】
また、流路（解放流路）を介して一次圧力室の流体圧力が二次側（出口側）に解放される。解放流路には第４弁（解放流路弁）が設けられる。第３弁が閉弁する際に第４弁が開弁することで、一次圧力室の流体圧力解放を迅速に行うことができ、ひいては、第２弁のクイックシャットを実現することができる。
尚、導入流路及び解放流路における流体の制御を行うものとして、三方弁構成の電磁弁を用い、この電磁弁に第３弁及び第４弁を設けるようにすることができる。
【００１３】
また、導入流路に導入速度制御機構を設け、一次圧力室への流体の導入速度を調整することにより、第２弁のスローオープンを実現することができる。この導入速度制御機構としては、ニードル弁あるいはオリフィス等を用いることができる。
【００１４】
第２の発明は、流体の入口と出口とを連通する管路と、前記管路を遮断可能であり、一次側と出口側とに隔てるダイヤフラムに連動して駆動するダイヤフラム弁と、前記入口を経た前記流体を制御圧力として前記ダイヤフラムの一次側に導入する導入流路と、前記導入流路に設けられ、当該導入流路を遮断可能な導入流路弁と、を具備することを特徴とする流体供給制御装置である。
第２の発明は、第１の発明における第２遮断弁ユニット・第２弁に関する発明である。
【００１５】
第３の発明は、流体の入口と出口とを連通する管路と、前記管路を遮断可能であり、ダイヤフラム圧力室を形成するダイヤフラムに連動して駆動するダイヤフラム弁と、前記入口を経た前記流体を制御圧力として前記ダイヤフラム圧力室に導入する導入流路と、前記導入流路に設けられ、当該導入流路を遮断可能な導入流路弁と、前記導入流路に設けられ、前記導入流路弁を経た流体の圧力を調整して当該流体を前記ダイヤフラム圧力室に導入する圧力調整機構と、を具備することを特徴とする流体供給制御装置である。
【００１６】
第３の発明の流体供給制御装置は、第１の発明及び第２の発明における第２遮断弁ユニット・第２弁と同様に、ダイヤフラム駆動用に使用流体を用いたものである。
第１の発明及び第２の発明における第２遮断弁ユニット・第２弁は、使用流体をダイヤフラムの圧力室に導入してから当該使用流体を二次圧力調整ガバナにより圧力調整するが、第３の発明の第２遮断弁ユニット・第２弁は、使用流体を二次圧力調整ガバナにより圧力調整した上で、当該使用流体をダイヤフラムの圧力室に導入する。
尚、導入流路弁については、第１の発明及び第２の発明と同様に電磁弁等を用いることができるが、第３の発明では二方弁構成（単座弁）の電磁弁等で足りる。
【００１７】
また、第３の発明の流体供給制御装置において、前記圧力調整機構と前記出口側とを連通する調整管路（圧力調整管、二次圧力導入管等）等を設けてもよい。この場合、圧力調整機構が有する圧力室、ダイヤフラム圧力室の流体圧力を安定させることができる。
また、前記圧力調整機構が有する圧力室に流体圧力制御に関連するその他機器の圧力を導入し、該機器圧力を補正するための機器圧力導入管路等を設けてもよい。ここで、その他機器とは、例えば、燃焼装置、バーナ等である。この場合、バーナの空気圧力、ボイラ等の燃焼室の炉内圧力等を圧力調整機構が有する圧力室に導入することにより、第２遮断弁ユニット・第２弁を比例制御弁として機能させることができる。
また、前記圧力調整機構が有する圧力室は、放出口により連通する複数の圧力室としてもよい。
また、前記調整管路にニードル弁あるいはオリフィス等の制御機構を設け、前記流体の流速を調整可能としてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る流体供給制御装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１９】
最初に、図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係る流体供給制御装置１００の概略構成について説明する。
図１は、流体供給制御装置１００の概略構成図である。
流体供給制御装置１００は、第１遮断弁１０１、第２遮断弁ユニット１０２、筐体１０４から構成される。筐体１０４は、入口−出口管の管路であり、入口１０５で一次配管（図示しない）に接続され、出口１０６で二次配管（図示しない）に接続される。
【００２０】
第１遮断弁１０１は、第１弁１０８を開閉し、入口１０５から室１０７への流体の供給、遮断を制御する。第１遮断弁１０１については、第１弁１０８の開閉を制御するものとして、例えば図１に示すように、第１電磁弁１１１、プランジャと一体化した閉止バルブ等を用いることができる。
【００２１】
第２遮断弁ユニット１０２は、第２弁１０９を開閉し、室１０７から出口１０６への流体の供給、遮断を制御する。また、第２遮断弁ユニット１０２は、出口１０６へ供給する流体の流量、圧力を調整する。第２遮断弁ユニット１０２については、第２弁１０９の開閉を制御し、流体の流量、圧力を調整するものとして、例えば図１に示すように、第２電磁弁１１２、ダイヤフラム駆動弁１１３、導入速度制御機構１１４等を用いることができる。
【００２２】
次に、図２を参照しながら、第１遮断弁１０１の構成及び動作について説明する。
図２は、第１遮断弁１０１の構成を示す図である。
第１遮断弁１０１は、第１弁１０８の開閉を制御するものとして第１電磁弁１１１を具備する。電磁弁１１１は、ハウジング２０１、固定鉄心２０２、コイルボビン２０３、コイル２０４、ガイドパイプ２０５、可動鉄心２０６、ホルダ２０７、スプリング２０８、第１弁１０８（弁体２０９、弁座２１０）等を有する。
【００２３】
筒状のコイルボビン２０３の胴部に銅線が巻かれてコイル２０４が形成される。コイルボビン２０３の内周にはガイドパイプ２０５が嵌合される。ガイドパイプ２０５内上端部には固定鉄心２０２が固定される。また、ガイドパイプ２０５内には可動鉄心２０６が固定鉄心２０２に対向して移動自在に配置される。コイルボビン２０３の外側は、金属プレート等のハウジング２０１により磁気枠が形成される。弁体２０９は、弁座２１０に対向するように可動鉄心２０６下端に設けられ、可動鉄心２０６と連動して移動自在である。また、スプリング２０８がホルダ２０７と弁体２０９との間に縮設され、弁体２０９を弁座２１０に当接させる向きに弾性力を作用させる。ホルダ２０７は、第１電磁弁上部を支持し筐体１０４と一体化させる。
【００２４】
コイル２０４に電流が流れると、コイルが励磁し電磁作用により固定鉄心２０２に磁力が生じる。固定鉄心２０２は、弁体２０９を下方に押圧するスプリング２０８の弾性力に抗して可動鉄心２０６を吸引し、弁体２０９を弁座２１０から離反させる。第１弁１０８が開弁し、流体は入口１０５から室１０７に流入する。
【００２５】
コイル２０４に電流が流れない場合、固定鉄心２０２の磁力が消滅する。弁体２０９は、下方に押圧するスプリング２０８の弾性力により下方に移動し、弁座２１０に当接する。第１弁１０８が閉弁して遮断され、流体は入口１０５から室１０７に流入しない。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照しながら、第２遮断弁ユニット１０２の構成及び動作について説明する。
図３は、第２弁の開弁時における第２遮断弁ユニット１０２を示す図である。
図４は、第２弁の閉弁時における第２遮断弁ユニット１０２を示す図である。
【００２７】
第２遮断弁ユニット１０２は、第２弁１０９の開閉を制御し、流体の流量、圧力を調整するものとして、第２電磁弁１１２、ダイヤフラム駆動弁１１３、導入速度制御機構１１４等を具備する。
第２遮断弁ユニット１０２は、ダイヤフラム弁の駆動に使用流体を用い、ガバナ機構により調整した制御圧力によりダイヤフラム弁の作動量を制御している。
【００２８】
第１電磁弁１１１は二方弁構造であるが、第２電磁弁１１２は三方弁構造である。第２電磁弁１１２上部には、第１電磁弁１１１と同様に、固定鉄心３０１、コイル３０２、可動鉄心３０３、上スプリング３０４、上弁３１３（上弁体３０５、上弁座３０６）等が設けられ、第２電磁弁１１２下部には、下スプリング３０７、下弁３１４（下弁体３０８、下弁座３０９）等が設けられる。下スプリング３０７は、下弁体３０８下方に縮設され、下弁体３０８を上方に押圧するように弾性力を作用させる。上弁３１３により上弁室３１０と中弁室３１１とが隔てられ、下弁３１４により中弁室３１１と下弁室３１２とが隔てられる。
【００２９】
流路３２１は、室１０７と上弁室３１０との間に設けられる。流路３２２は、中弁室３１１と後述する一次圧力室３５３との間に設けられる。流路３２３は、下弁室３１２と出口１０６との間に設けられる。流路３２２には、導入速度制御機構１１４（後述する）を設けるようにしてもよい。
尚、各流路３２１〜３２３は、室１０７から出口１０６へ流体を供給するために設けられたものではなく、主として、一次圧力室３５３に対する圧力印加、圧力解放のために設けられるものである。
【００３０】
ダイヤフラム駆動弁１１３は、二次圧力調整ガバナ３４０（調整金具３４１、ガバナスプリング３４２、ガバナダイヤフラム３４３）、バランススプリング３４４、ダイヤフラム３４５、ハウジング３４６、第２弁１０９（弁体３４７、弁座３４８）等を有する。
【００３１】
ガバナダイヤフラム３４３、ダイヤフラム３４５は、可撓性のダイヤフラムであり、ハウジング３４６の内側に気密状に装着される。
ガバナダイヤフラム３４３と調整金具３４１との間には、ガバナスプリング３４２が縮設され、ガバナダイヤフラム３４３を下方に押圧するように弾性力が作用する。調整金具３４１を上下させることにより、ガバナダイヤフラム３４３に作用させるガバナスプリング３４２の弾性力を増減させることができる。
【００３２】
ダイヤフラム３４５下方には弁体３４７が設けられる。ダイヤフラム３４５とハウジング３４６との間には、バランススプリング３４４が縮設され、ダイヤフラム３４５を上方に押圧するように、すなわち、弁体３４７を弁座３４８に当接させる向きに弾性力が作用する。
ガバナダイヤフラム３４３により調整圧力室３５１が形成され、ダイヤフラム３４５により一次圧力室３５３が形成される。
【００３３】
コイル３０２に電流が流れると、コイルが励磁し電磁作用により固定鉄心３０１に磁力が生じる。固定鉄心３０１は、上弁体３０５を下方に押圧する上スプリング３０４の弾性力に抗して可動鉄心３０３を吸引し、上弁体３０５を上弁座３０６から離反させ、上弁３１３が開弁する。流体は、室１０７から流路３２１、第２電磁弁１１２の上弁室３１０、中弁室３１１、流路３２２を経て、ダイヤフラム駆動弁１１３の一次圧力室３５３に導入され、一次圧力室３５３の圧力が上昇する。
【００３４】
コイル３０２に電流が流れない場合、固定鉄心３０１の磁力が消滅する。上弁体３０５は、下方に押圧する上スプリング３０４の弾性力により下方に押圧されて上弁座３０６に当接し、上弁３１３が閉弁する。流体は、ダイヤフラム駆動弁１１３の一次圧力室３５３に導入されなくなり、一次圧力室３５３の圧力が減少する。
【００３５】
一次圧力室３５３内の圧力が上昇すると、ダイヤフラム３４５は、バランススプリング３４４の弾性力に抗して下方に押圧され、ダイヤフラム３４５と連動して弁体３４７も押し下げられ、弁体３４７は弁座３４８から離反する。第２弁１０９が開弁し、流体は室１０７から出口１０６に供給される。
二次室３５５の圧力が上昇すると、二次圧管３５６を経て二次圧力室３５７の圧力が上昇し、ダイヤフラム３４５を押し上げ、一次圧力室３５３の圧力とバランスさせる。
【００３６】
一次圧力室３５３内の圧力が減少すると、ダイヤフラム３４５は、バランススプリング３４４の弾性力により上方に押圧され、ダイヤフラム３４５と連動して弁体３４７も押し上げられ、弁体３４７は弁座３４８に当接する。第２弁１０９が遮断され、流体は室１０７から出口１０６に供給されない。
【００３７】
また、調整圧力室３５１、一次圧力室３５３との間には、両圧力室を連通する一次圧力放出口３５２が設けられる。従って、調整金具３４１により調整圧力室３５１の圧力を調整することにより、一次圧力室３５３の圧力、出口１０６へ供給する流体の圧力（二次圧力）を調整することができる（ガバナ機能）。
【００３８】
また、調整圧力室３５１と出口１０６側（二次側）との間に圧力調整管３５４を設け、一次圧力室３５３に導入している流体圧力を、一次圧力放出口３５２から上部の二次圧力調整ガバナ３４０の調整圧力室３５１、圧力調整管３５４を介して二次側に解放したりすることにより、一次圧力室３５３の制御圧力を調整して、第２弁１０９（弁体３４７、弁座３４８）の開度を調整し、二次圧力を安定制御する。圧力調整管３５４は、図３及び図４に示すように、弁座３４８〜出口１０６の間に設ける場合（内装）と、出口１０６以降の配管（図示しない）に接続される場合があり、いずれの場合も同様の機能を果たすことができる。
【００３９】
次に、図３及び図４を参照しながら、第２電磁弁１１２の三方弁構成について説明する。
図３及び図４に示すように、第２電磁弁１１２は、通常の二方弁構成でなく、流路３２１、流路３２２、流路３２３を設け、三方弁構成とすることができる。
第２電磁弁１１２下部には、下スプリング３０７、下弁体３０８、下弁座３０９等が設けられる。下スプリング３０７は、下弁体３０８下方に縮設され、下弁体３０８を上方に押圧するように弾性力を作用させる。
【００４０】
流体供給制御装置１００を出口１０６に接続したバーナ（図示しない）にガスを供給するガスバルブとして用いる場合、ガスバルブ作動中、一次圧力室３５３に導入される供給ガス圧により、第２弁１０９は、開弁しているが、運転を停止する場合は、第２電磁弁１１２を止電し、一次圧力室３５３への供給ガスの導入を断ち、第２弁１０９を閉弁する必要がある。そして、第２電磁弁１１２が二方弁構成の場合、一次圧力室３５３の圧力放出に時間を要するため、第２弁の遮断を迅速に行うことができない。
【００４１】
一方、図３及び図４に示すように、第２電磁弁１１２を三方弁構成とした場合、第２電磁弁１１２を止電すると、上弁体３０５は、上スプリング３０４の弾性力により下方に押圧されて、上弁座３０６に当接して上弁３１３を閉弁し、上弁室３１０から中弁室３１１への流体を閉止するとともに、下弁体３０８に当接し、さらに、当該下弁体３０８を下方に押圧すると、下弁体３０８は、下弁座３０９から離反し、下弁３１４が開弁する。一次圧力室３５３に導入されていた流体は、流路３２２、中弁室３１１、下弁室３１２、流路３２３を経て、出口１０６側に解放される。従って、一次圧力室３５３の圧力放出を速やかに行い、第２弁１０９を迅速に遮断することができる。
【００４２】
次に、図５及び図６を参照しながら、導入速度制御機構１１４について説明する。
図５及び図６は、流路３２２に設けられる導入速度制御機構１１４の概略図である。図５は、導入速度制御機構としてニードル弁５００を示す図である。図６は、導入速度制御機構としてオリフィス６００を示す図である。
【００４３】
ニードル弁５００は、ニードル弁本体５０１、ニードル弁棒５０２から構成される。ニードル弁棒５０２は、ニードル弁本体５０１内に可変的に挿入可能であり、その位置を適宜調整することにより、第２電磁弁１１２側（中弁室３１１）からダイヤフラム駆動弁１１３側（一次圧力室３５３）へ導入する流体の流入速度、流入圧力等を制御することができる。
【００４４】
オリフィス６００は、オリフィス本体６０１、狭窄部６０２から構成される。狭窄部６０２の管径は、オリフィス本体６０１の他の部分に比較して小さい。狭窄部６０２は、予め所定の管径が選択され、当該管径に応じて、第２電磁弁１１２側（中弁室３１１）からダイヤフラム駆動弁１１３側（一次圧力室３５３）へ導入する流体の流入速度、流入圧力等を調整することができる。すなわち、第２弁１０９の開弁速度を調整することができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、流体供給制御装置１００は、上流弁（第１遮断弁・第１弁）として電磁弁を有し、下流弁（第２遮断弁ユニット・第２弁）として、二次圧力（出口圧力）を制御するガバナ弁を有する。
第２遮断弁ユニットは、ダイヤフラム駆動用に使用流体を用いたものであり、小型電磁弁を介して、一次圧力室に流体圧力を導入し、一次圧力室下部のダイヤフラム及びバランススプリングを押下して第２弁を開弁する。
一次圧力室上部には、二次圧力を制御する二次圧力調整ガバナが配置され、一次圧力室に導入している流体圧力を安定させるため、二次圧力調整ガバナを介して二次側（出口側）に導入流体圧力が解放される。
【００４６】
すなわち、流体供給制御装置１００において、第１電磁弁１１１に通電すると第１弁１０８が開弁し、第２電磁弁１１２に通電すると上弁３１３が開弁して流体圧力が一次圧力室３５３に導入され、一次圧力室３５３の圧力上昇に伴い第２弁１０９が開弁し、出口１０６から流体が供給される。
また、第１電磁弁１１１への電流供給を停止すると第１弁１０８が遮断され、第２電磁弁１１２への電流供給を停止すると上弁３１３が閉弁して一次圧力室３５３への流体導入が遮断され、一次圧力室３５３の圧力減少に伴い第２弁１０９が遮断される。
また、ダイヤフラム駆動弁１１３は、ガバナ機能を有するので出口１０６へ供給する流体の圧力（二次圧力）を調整することもできる。
【００４７】
通常の機器ガバナは閉止性を有していないので、ガスバルブユニットとして弁座が３箇所となるが、一方、第２遮断弁ユニット１０２は、ダイヤフラム駆動弁を有し、遮断弁及び制御ガバナ機能を併有するので、流体供給制御装置１００の弁座部が２箇所となる。
下流側の遮断弁駆動を二次圧力調整ガバナと一体化させることで、流体供給制御装置の小型化、低差圧化、省電力をはかることができる。
また、全体の圧力損失が低減し、従来の流体供給制御装置と比較して、同一口径であっても対応可能な流量範囲、圧力範囲が拡大する（従来の２倍以上）。
さらに、遮断弁の１つとガバナのバルブとを共用することにより、部品点数を減少させて軽量化、配管作業の負担軽減を実現可能である。
【００４８】
また、流体供給制御装置１００は、第２電磁弁１１２を三方弁構成とすることにより、第２弁１０９をクイックシャットさせることができるので、出口１０６に接続されたバーナ等の機器（図示しない）に対してガス等の流体を迅速に遮断することが可能となる。例えば、第２電磁弁１１２を二方弁構成とした場合、閉弁時間は２秒以上であるが、三方弁構成とした場合、閉弁時間は１秒未満とすることができる。
【００４９】
また、流路３２２にニードル弁５００及びオリフィス６００等の導入速度制御機構１１４を設けて第２電磁弁１１２側（中弁室３１１）からダイヤフラム駆動弁１１３側（一次圧力室３５３）へ導入する流体の流入速度、流入圧力等を制御して、第２弁１０９の開速度を制御することができる。すなわち、ニードル弁の調整、オリフィスの穴径の選択により、出口１０６における流体圧力（ガスバルブ二次圧力等に相当）を設定圧まで上昇させる時間を調整可能である。
従って、流体供給制御装置１００は、第２弁をスローオープンさせることができるので、出口１０６に接続されたバーナ等の機器（図示しない）に対して、設定圧に達するまで漸増的に、ガス等の流体を供給することが可能となる。例えば、急激なガスの供給によるバーナの異常動作を防止することができる。設定圧に達するまでの時間の調整範囲としては、例えば、０．１秒〜２０秒であり、実用的には、１秒〜１０秒を選択することが望ましい。
【００５０】
次に、図７及び図８を参照しながら、本発明の他の実施の形態における第２遮断弁ユニットの構成及び動作について説明する。
図７は、第２弁の開弁時における第２遮断弁ユニット７００を示す図である。
図８は、第２弁の閉弁時における第２遮断弁ユニット７００を示す図である。
【００５１】
第２遮断弁ユニット７００は、第２弁７３５の開閉を制御し、流体の流量、圧力を調整するものとして、第２電磁弁７０１、二次圧力調整ガバナ７０２、ダイヤフラム駆動弁７０３等を具備する。
先述の第２遮断弁ユニット１０２は、使用流体をダイヤフラムの圧力室に導入してから当該使用流体を二次圧力調整ガバナにより圧力調整したが、第２遮断弁ユニット７００は、使用流体を二次圧力調整ガバナにより圧力調整した上で、当該使用流体をダイヤフラムの圧力室に導入する。
【００５２】
第２電磁弁７０１は、二方弁構造の電磁弁（単座弁）である。弁７１４（弁体７１２、弁座７１３）により上弁室７１１と下弁室７１６とが隔てられる。
流路７１５は、室１０７と上弁室７１１との間に設けられる。流路７１７は、下弁室７１６と後述する二次圧力調整ガバナ７０２の第１圧力室７２１とを連通する。
【００５３】
二次圧力調整ガバナ７０２は、第１圧力室７２１、第２圧力室７２２、ガバナ室７４４等を有するガバナである。圧力放出口７２３は、第１圧力室７２１と第２圧力室７２２とを連通する。流路７２４は、第２圧力室７２２と後述するダイヤフラム駆動弁７０３の第３圧力室７３１（ダイヤフラム圧力室）とを連通する。
【００５４】
ダイヤフラム駆動弁７０３は、ダイヤフラム７３２、当該ダイヤフラム７３２と連動する第２弁７３５（弁体７３３、弁座７３４）等を有する。ダイヤフラム７３２は、気密状に装着される可撓性のダイヤフラムであり、第３圧力室７３１（ダイヤフラム圧力室）を形成する。
【００５５】
図７に示すように、第２電磁弁７０１に通電すると弁７１４が開弁し、流体は、室１０７から流路７１５、上弁室７１１、下弁室７１６、流路７１７を経て、二次圧力調整ガバナ７０２下部の第１圧力室７２１に導入され、さらに、圧力放出口７２３を介して二次圧力調整ガバナ７０２上部の第２圧力室７２２に導入される。
二次圧力調整ガバナ７０２は、第２圧力室７２２に導入された流体圧力を調整する。圧力調整された流体は、流路７２４を経て、ダイヤフラム駆動弁７０３の第３圧力室７３１に導入され、第３圧力室７３１の圧力（制御圧力）が上昇する。
第３圧力室７３１内の圧力（制御圧力）が上昇すると、ダイヤフラム７３２が下方に押圧され、当該ダイヤフラム７３２と連動して弁体７３３も押し下げられ、第２弁７３５が開弁し、流体は室１０７から出口１０６に供給される。
二次室７３６の圧力が上昇すると、二次圧管７３７を経て二次圧力室７３８の圧力が上昇し、ダイヤフラム７３２を押し上げ、第３圧力室７３１の圧力とバランスさせる。
【００５６】
また、第２遮断弁ユニット７００において、第１圧力室７２１と出口１０６側とを連通する圧力調整管７４１を設け、第１圧力室７２１の流体を出口１０６側に解放したりすることにより、第２圧力室、第３圧力室７３１内の圧力（制御圧力）を安定させることができる。さらに、この圧力調整管７４１にニードル弁、オリフィス等の制御機構７０４を設け、流速等を調整するようにしてもよい。
尚、圧力調整管７４１は、図７及び図８に示すように、弁座７３４〜出口１０６の間に設ける場合（内装）（７４１−１）と、出口１０６以降の配管７５３に接続される場合（７４１−２）があり、いずれの場合も同様の機能を果たすことができる。
【００５７】
図８に示すように、第２電磁弁７０１を止電すると弁７１４が閉弁し、流体は、第１圧力室７２１、第２圧力室７２２、第３圧力室７３１に導入されなくなり、第１圧力室７２１から残留圧力を制御機構７０４、圧力調整管７４１を経て、出口１０６へ放出するため、第３圧力室７３１の圧力（制御圧力）が減少する。
第３圧力室７３１内の圧力（制御圧力）が減少すると、ダイヤフラム７３２は、バランススプリングの弾性力により上方に押圧され、ダイヤフラム７３２と連動して弁体７３３も押し上げられて第２弁７３５が閉弁し、室１０７から出口１０６への流体の供給が遮断される。
【００５８】
また、第２遮断弁ユニット７００において、ガバナ室７４４と出口１０６側とを連通する二次圧力導入管７４２を設け、ガバナ室７４４に出口１０６側の流体圧力を導入することにより、第３圧力室７３１内の圧力（制御圧力）を安定させることができる。
尚、二次圧力導入管７４２は、圧力調整管７４１と同様に、弁座７３４〜出口１０６の間に設ける場合（内装）と、出口１０６以降の配管７５３に接続される場合があり、いずれの場合も同様の機能を果たすことができる。
【００５９】
また、第２遮断弁ユニット７００の出口１０６側にバーナ、ボイラ等の機器が接続されている場合、ガバナ室７４４とバーナ、ボイラの燃焼室等とを連通する機器圧力導入管７４３を設け、ガバナ室７４４にバーナの空気圧力、ボイラ等の燃焼室の炉内圧力を導入することにより、第２遮断弁ユニットを比例制御弁として機能させることができる。すなわち、バーナ、ボイラ等の機器の動作状況（燃焼状況等）に応じて、第２弁７３５（弁体７３３、弁座７３４）の開度を調整することができる。
【００６０】
上述したように、第２遮断弁ユニット７００は、先述の第２遮断弁ユニット１０２と同様に、遮断弁及び制御ガバナ機能を併有するので、流体供給制御装置１００の弁座部が２箇所となる。
従って、第２遮断弁ユニット７００を先述の第２遮断弁ユニット１０２に替えて採用した場合であっても、流体供給制御装置の小型化、低差圧化、省電力をはかることができ、全体の圧力損失が低減して対応可能な流量範囲、圧力範囲を拡大し、部品点数を減少させて軽量化、配管作業の負担軽減を実現可能である。
尚、先述の第２遮断弁ユニット１０２の第２電磁弁１１２に関しては、三方弁構成（複座弁）として説明したが、上記の第２遮断弁ユニット７００の場合は、第２電磁弁７０１は、二方弁構成（単座弁）で足りる。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかる流体供給制御装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６２】
上記の説明では、本発明の実施の形態における流体供給制御装置は、第１遮断弁及び第２遮断弁ユニットを一体として具備するものとして説明したが、第１遮断弁及び第２遮断弁ユニットはそれぞれ独立したものとしてもよい。この場合、第１遮断弁と第２遮断弁ユニットを組み合わせることにより、２の遮断弁を有する流体供給制御装置を構成することができる。
【００６３】
また、本発明における流体供給制御装置は、従来の複合弁と比較して、構造が単純であり部品点数を減じることができるので、低圧仕様としてだけでなく、従来の複合弁では困難であった中圧仕様等にも対応可能である。従って、流体供給制御装置は、ガスバーナ等の機器へのガス供給制御等だけでなく、一次配管及び二次配管との間に設けることにより、管路におけるガス供給圧力の変換等を行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、圧力損失を低減し、対応可能な圧力範囲、流量範囲を拡大すると共に、省スペース化を実現する流体供給制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】流体供給制御装置１００の概略構成図
【図２】第１遮断弁１０１の構成を示す図
【図３】第２弁の開弁時における第２遮断弁ユニット１０２を示す図
【図４】第２弁の閉弁時における第２遮断弁ユニット１０２を示す図
【図５】ニードル弁５００を示す図
【図６】オリフィス６００を示す図
【図７】第２弁の開弁時における第２遮断弁ユニット７００を示す図
【図８】第２弁の閉弁時における第２遮断弁ユニット７００を示す図
【図９】従来の流体供給制御装置９００（フランジ接合）の概略を示す図
【図１０】従来の流体供給制御装置９００（ネジ接合）の概略を示す図
【符号の説明】
１００………流体供給制御装置
１０１………第１遮断弁
１０２………第２遮断弁ユニット
１０４………筐体
１０５………（一次配管側）入口
１０６………（二次配管側）出口
１０７………室
１０８………第１弁
１０９………第２弁
１１１………第１電磁弁
１１２………第２電磁弁
１１３………ダイヤフラム駆動弁
１１４………導入速度制御機構
２０１………ハウジング
２０２………固定鉄心
２０３………コイルボビン
２０４………コイル
２０５………ガイドパイプ
２０６………可動鉄心
２０７………ホルダ
２０８………スプリング
２０９………弁体
２１０………弁座
３０１………固定鉄心
３０２………コイル
３０３………可動鉄心
３０４………上スプリング
３０５………上弁体
３０６………上弁座
３０７………下スプリング
３０８………下弁体
３０９………下弁座
３１０………上弁室
３１１………中弁室
３１２………下弁室
３１３………上弁
３１４………下弁
３２１、３２２、３２３………流路
３４０………二次圧力調整ガバナ
３４１………調整金具
３４２………ガバナスプリング
３４３………ガバナダイヤフラム
３４４………バランススプリング
３４５………ダイヤフラム
３４６………ハウジング
３４７………弁体
３４８………弁座
３５１………調整圧力室
３５２………一次圧力放出口
３５３………一次圧力室
３５４………圧力調整管
３５５………二次室
３５６………二次圧管
３５７………二次圧力室
５００………ニードル弁
６００………オリフィス
７００………第２遮断弁ユニット
７０１………第２電磁弁
７０２………二次圧力調整ガバナ
７０３………ダイヤフラム駆動弁
７０４………制御機構
７１１………上弁室
７１２………弁体
７１３………弁座
７１４………弁
７１５、７１７、７２４………流路
７１６………下弁室
７２１………第１圧力室
７２２………第２圧力室
７２３………圧力放出口
７３１………第３圧力室
７３２………ダイヤフラム
７３３………弁体
７３４………弁座
７３５………第２弁
７３６………二次室
７３７………二次圧管
７３８………二次圧力室
７４１………圧力調整管
７４２………二次圧力導入管
７４３………機器圧力導入管
７４４………ガバナ室
７５３………配管
９００………流体供給制御装置
９０１………第１遮断弁
９０２………第２遮断弁ユニット
９０３………ガバナユニット
９０４………筐体
９０５………一次配管側入口
９０６………二次配管側出口
９０７………フランジ接合
９０８………ネジ接合
【図１】
2004162751.tif 000003
【図２】
2004162751.tif 000004
【図３】
2004162751.tif 000005
【図４】
2004162751.tif 000006
【図５】
2004162751.tif 000007
【図６】
2004162751.tif 000008
【図７】
2004162751.tif 000009
【図８】
2004162751.tif 000010
【図９】
2004162751.tif 000011
【図１０】
2004162751.tif 000012