(57)【要約】【課題】弁体の変形によるのではなく変位によって開閉し、駆動圧が低下すると閉弁し、しかも駆動部を小型化することができるようにする。【解決手段】整圧器３１は、二次圧を所定値に保つように、一次圧と二次圧とに基づいて生成される駆動圧で弁３３の開閉を行う。弁３３では、仕切り３４に形成される貫通孔３５に弁体であるピストン３６が挿通される。ピストン３６は中空の筒体であり、駆動室３７ではピストン３６の底面３６ａに駆動圧を印加する。駆動圧は、ばね４０による付勢力に抗して、ピストン３６が上昇するように底面３６ａを押圧する。ピストン３６の側面３６ｂには、多数の通気孔３６ｃが設けられ、上端は蓋３６ｄで封止されている。ピストン３６が底面３６ａへの受圧によって上昇すると、側面し、通気孔３６ｃを介して上流側３２ａから下流側３２ｂへの流路が形成される。【選択図】      図１
2004302606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体供給管路に減圧弁として設置され、気体供給管路上流側の一次圧を下流側の二次圧に減圧し、二次圧を所定値に保つように、一次圧と二次圧とに基づいて生成される駆動圧で弁の開閉を行う整圧器において、
往復変位可能で、該往復変位に伴って、気体供給管路を開閉する開度を全閉と全開との範囲で変化可能なピストン形状の弁体と、
弁体を、開度が全閉となる方向へ押圧するばねと、
気体供給管路の一次圧と二次圧とに基づいて、二次圧が該所定値よりも低下するときに駆動圧を増大させるように発生し、発生する駆動圧を弁体に対して、ばねの押圧力に対抗するように付加するローディング型駆動圧発生機構とを含むことを特徴とする整圧器。
【請求項２】
前記弁体は、前記気体供給管路で前記上流側と前記下流側とを仕切る隔壁に形成される貫通孔に挿通され、軸線方向に往復変位可能な筒体であり、
該筒体は、複数の通気孔が設けられて通気性を有する側面と、軸線方向の両端で通気性を有していない端面とを備える中空状であり、
前記駆動圧は一方の端面側から該弁体を該下流側に変位させる方向に印加され、
前記ばねによる押圧力は他方の端面側から該弁体を該上流側に変位させる方向に印加され、
該駆動圧によって該弁体が該他方の端面側に変位すると、該側面の通気孔を介して該上流側から該下流側に気体が流通して前記減圧が行われることを特徴とする請求項１記載の整圧器。
【請求項３】
前記弁体は、前記全閉の状態で、前記他方の端面側は通気性を有していない側面のみが前記気体供給管路の下流側に臨むように、側面を軸線方向の他方に延長した形状を有することを特徴とする請求項２記載の整圧器。
【請求項４】
前記弁体は、前記ローディング型駆動圧発生機構によって発生される駆動圧に対抗する方向に、前記気体供給管路上流側の一次圧を受ける受圧部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の整圧器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガスの配管網などに設けられる整圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、都市ガスを広い地域の顧客に供給するために、圧力を複数段階で順次降下させている。都市ガスの配管網で、圧力を降下させる部分では、ガバナとも呼ばれる整圧器が設けられ、上流側の一次圧を、下流側の二次圧に減圧している。整圧器は、減圧の際に、二次圧を所定の圧力に保つように動作する。
【０００３】
図５は、従来からの整圧器の一例についての概略的な構成を示す。この整圧器はローディング型として作動する。都市ガス供給管１の途中に整圧器である減圧弁２が介在され、調圧器３の動作に応じて駆動部２ａが作動し、弁体４で弁座５を開閉する。駆動部２ａにはダイヤフラム室６がダイヤフラム７を収容するように設けられ、弁体４とダイヤフラム７とは、弁棒４ａで連結されている。ダイヤフラム７には、圧力設定用のばね８による押圧力が作用し、弁体４を弁座５に押付けて、減圧弁２の弁開度を閉じる方向に弾発付勢する。
【０００４】
弁体４で弁座５を開く方向への付勢は、管路１０を介して駆動圧をばね８の付勢力と逆方向にダイヤフラム７に印加させて行う。駆動圧は、二次圧Ｐ２が低下して調圧器３の設定圧以下になると、調圧器３が開き、一次圧Ｐ１が管路１１から管路１０に導入されて増大する。管路１０の駆動圧は、絞り１２で減圧されて二次圧Ｐ２に降下する。
【０００５】
図６は、従来からの整圧器の他の例について、概略的な構成を、簡略化して示す（たとえば、特許文献１参照）。この整圧器はアンローディング型として作動する。一次側管路２１と二次側管路２２との間にガバナ２３が介在し、一次圧Ｐ１を、駆動圧ＰＲに応じて、二次圧Ｐ２に降圧する。ガバナ２３には、ガバナ本体２４ａとリストリクタ２５およびパイロット弁２６が含まれる。リストリクタ２５は、一次側管路２１から分岐する管路２１ａと、ガバナ本体２４内に連通する管路２４ａとの間に介在される。パイロット弁２６は、管路２４ａと二次側管路２２に連通する管路２２ａとの間に介在される。ガバナ本体２４の底部には、ゴムのダイヤフラムによって形成される弁２７が設けられる。弁２７の中央部は一次側管路２１の先端である入口２１ｂに臨み、弁２７の周辺部はケージ２８を介して二次側管路２２の先端である入口２１ｂに臨む。ケージ２８は、球体、あるいは截頭円錐の周面に似た形状の曲面部を備え、この曲面部には周方向に並んで軸線方向に延びる一定幅寸法のスリット２９が穿設される。このようなガバナ本体２４、リストリクタ２５およびパイロット弁２６としては、たとえば米国フィッシャーコントロールズ社製のＴＹＰＥ３９９ガバナ、１１２リストリクタおよび１６１Ｙパイロット弁が代表的なものとして知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２６６４４３号公報（図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すような整圧器２は、弁体４のダイヤフラム７と連動する変位で弁座５との間を開閉する。ローディング型ガバナとして動作する整圧器２は、何らかの原因で駆動圧が低下しても、弁体４と弁座５との間は、閉じる方向に変化するので、信頼性が高い。
【０００８】
図６に示すようなガバナ２３は、弁体２７が変形して一次側管路２１と二次側管路２２との間の開度を変化させる。弁体２７はゴムなどの弾発性の材料で形成されている。ゴム膜などである弁体２７の変形の程度が大きくなると、弾発的な変形抵抗が小さくなり、圧力の条件は変らなくても開度が徐々に拡大してしまう可能性がある。また、リストリクタ２５とパイロット弁２６との間に生成される駆動圧が低下すると弁体２７は開く方向に変形するので、アンローディング型であり、故障して駆動圧が低下すると、一次側管路２１と二次側管路２２との間が開いてしまう。
【０００９】
この点で、図５に示すような整圧器２では、弁体４は変形しないで、弁体４の変位で開度を変化させるため、駆動圧と開度との対応関係が保たれ、信頼性が高い。さらに、ローディング型ガバナとして動作する。しかしながら、図５に示すような整圧器２は、駆動部２ｂを有し、そのような駆動部が不要な図６のガバナ２３よりも形状が大きくなってしまう。整圧器２の形状が大きくなると、都市ガスの配管網の途中に設置するために必要なスペースが大きくなり、都市部などではスペースを確保することが困難になったり、設置工事に費用がかかってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、弁体の変形によるのではなく変位によって開閉し、駆動圧が低下すると閉弁し、しかも駆動部を小型化することができる整圧器を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、気体供給管路に減圧弁として設置され、気体供給管路上流側の一次圧を下流側の二次圧に減圧し、二次圧を所定値に保つように、一次圧と二次圧とに基づいて生成される駆動圧で弁の開閉を行う整圧器において、
往復変位可能で、該往復変位に伴って、気体供給管路を開閉する開度を全閉と全開との範囲で変化可能なピストン形状の弁体と、
弁体を、開度が全閉となる方向へ押圧するばねと、
気体供給管路の一次圧と二次圧とに基づいて、二次圧が該所定値よりも低下する増大するように駆動圧を発生し、発生する駆動圧を弁体に対して、ばねの押圧力に対抗するように付加するローディング型駆動圧発生機構とを含むことを特徴とする整圧器である。
【００１２】
本発明に従えば、整圧器は、気体供給管路に減圧弁として設置され、気体供給管路上流側の一次圧を下流側の二次圧に減圧し、二次圧を所定値に保つように、一次圧と二次圧とに基づいて生成される駆動圧で弁の開閉を行うために、弁体と、ばねと、ローディング型駆動圧発生機構とを含む。弁体は、往復変位可能で、その往復変位に伴って、気体供給管路を開閉する開度を全閉と全開との範囲で変化可能であるので、弁体の変形ではなく変位によって開度を変えることができ、信頼性を高めることができる。弁体はピストン形状であるので、軸線方向に変位して、開閉動作を容易に行わせることができる。ばねは、弁体を開度が全閉となる方向に押圧するので、駆動圧が低下して作用しなくなると、弁体を全閉にすることができる。ローディング型駆動圧発生機構は、気体供給管路の一次圧と二次圧とに基づいて、二次圧が該所定値よりも低下するときに駆動圧を増大させるように発生し、発生する駆動圧を弁体に対して、ばねの押圧力に対抗するように付加するので、二次圧が低下すれば駆動圧を増大させて、二次圧の低下を防ぐことができる。二次圧が上昇すれば駆動圧を低減し、開度が小さくなるように弁体を変位させることができる。駆動圧は弁体に直接作用させるので、弁体とは別に駆動部を設ける必要はなく、小型化を図ることができる。
【００１３】
また本発明で、前記弁体は、前記気体供給管路で前記上流側と前記下流側とを仕切る隔壁に形成される貫通孔に挿通され、軸線方向に往復変位可能な筒体であり、
該筒体は、複数の通気孔が設けられて通気性を有する側面と、軸線方向の両端で通気性を有していない端面とを備える中空状であり、
前記駆動圧は一方の端面側から該弁体を該下流側に変位させる方向に印加され、
前記ばねによる押圧力は他方の端面側から該弁体を該上流側に変位させる方向に印加され、
該駆動圧によって該弁体が該他方の端面側に変位すると、該側面の通気孔を介して該上流側から該下流側に気体が流通して前記減圧が行われることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、気体供給管路で上流側と下流側とを仕切る隔壁に形成される貫通孔に筒体である弁体が挿通され、軸線方向に往復変位可能である。筒体は、複数の通気孔が設けられて通気性を有する側面と、軸線方向の両端で通気性を有していない端面とを備える中空状であり、駆動圧が一方の端面側から弁体を下流側に変位させるように印加されると、弁体が隔壁の両側を弁体の側面に設けられる複数の通気孔を介して連通させ、減圧しながら気体を流通させることができる。
【００１５】
また本発明で、前記弁体は、前記全閉の状態で、前記他方の端面側は通気性を有していない側面のみが前記気体供給管路の下流側に臨むように、側面を軸線方向の他方に延長した形状を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、弁体は、全閉の状態でも、他方の端面側は通気性を有していない側面のみが気体供給管路の下流側に臨むように、側面を軸線方向の他方に延長した形状を有するので、弁が開き始める際に、駆動圧に関して上流側の圧力の影響を受けにくい特性を有するようにすることができる。
【００１７】
また本発明で、前記弁体は、前記ローディング型駆動圧発生機構によって発生される駆動圧に対抗する方向に、前記気体供給管路上流側の一次圧を受ける受圧部を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、弁体が有する受圧部で弁体を閉じる方向に気体供給管路の上流側の一次圧を受けるので、弁体を閉じる方向に付勢するばねの付勢力を弱めることができ、ばねを簡易化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である整圧器３１の概略的な構成を、全閉の状態について示す。整圧器３１は、都市ガスの配管路などの気体供給管路３２に減圧弁として設置され、気体供給管路３２の上流側３２ａの一次圧を下流側３２ｂの二次圧に減圧し、二次圧を所定値に保つように、一次圧と二次圧とに基づいて生成される駆動圧で弁の開閉を行う。弁３３には、上流側３２ａと下流側３２ｂとを仕切る仕切り３４が設けられ、仕切り３４に形成される貫通孔３５に弁体であるピストン３６が挿通される。すなわち、ピストン形状の弁体が、往復変位可能で、その往復変位に伴って、気体供給管路３２を開閉する開度を全閉と全開との範囲で変化可能である。ピストン３６は、金属など剛性を有する材料からなる中空の筒体であり、ピストン３６の下端には、駆動室３７が設けられ、ピストン３６の底面３６ａに駆動圧を印加する。ピストン３６の底面３６ａ付近の側面３６ｂには、シール３８ａが設けられ、側面３６ｂの下端付近を駆動室３７内で摺動変位可能とし、かつ気密に封止している。ピストン３６の上方には、弁棒３９が立設され、弁棒３９のまわりには、弁体であるピストン３６を、開度が全閉となる方向へ押圧するばね４０が設けられる。
【００２０】
ピストン３６の側面３６ｂには、多数の通気孔３６ｃが設けられ、上端は蓋３６ｄで封止されている。蓋３６ｄで、ピストン３６の側面３６ｂよりも外方に張出す部分の下面にも、シール３８ｂが設けられる。駆動室３７に駆動圧が導入され、ピストン３６が底面３６ａへの受圧によって上昇すると、側面３６ｂで通気孔３６ｃを有する部分が仕切り３４の上部の下流側３２ｂにも進出する。これによって、通気孔３６ｃを介して上流側３２ａから下流側３２ｂへの流路が形成される。
【００２１】
駆動室３７に印加される駆動圧は、ばね４０による付勢力に抗して、ピストン３６を上昇するように、ピストン３６の底面３６ａを押圧する。整圧器３１のケーシング４１の上部には、たとえば透明なカバー４２が設けられ、挿通孔４３に上端が挿通される弁棒３９が外部から視認可能になっている。挿通孔４３と弁棒３９との間には、摺動変位を可能にして気密に封止するためのシール４４が設けられる。シール３８ａ，３８ｂ，４４は、ゴムやエラストマなどの弾発性がある材料で形成される。
【００２２】
図２は、図１の整圧器３１を動作させるための構成を示す。ローディング型駆動圧発生機構４５は、気体供給管路３２の一次圧と二次圧とに基づいて、二次圧が所定値よりも低下すると駆動圧が増大するように駆動圧を発生し、発生する駆動圧をピストン３６に対して、ばね４０の押圧力に対抗するように付加する。ローディング型駆動圧発生機構４５には、パイロット弁４６とリストリクタ４７とが含まれ、駆動圧は、パイロット弁４６とリストリクタ４７との間から発生される。すなわち、整圧器３１は、気体供給管路３２に減圧弁として設置され、気体供給管路３２の上流側３２ａの一次圧を下流側３２ｂの二次圧に減圧し、二次圧を所定値に保つように、一次圧と二次圧とに基づいて生成される駆動圧で弁３３の開閉を行うために、弁体であるピストン３６と、ばね４０と、ローディング型駆動圧発生機構４５とを含む。
【００２３】
弁体であるピストン３６は、往復変位可能で、その往復変位に伴って、気体供給管路３２を開閉する開度を全閉と全開との範囲で変化可能であるので、弁体の変形ではなく変位によって開度を変えることができ、信頼性を高めることができる。弁体はピストン形状であるので、軸線方向に変位して、開閉動作を容易に行わせることができる。ばね４０は、ピストン３６を開度が全閉となる方向に押圧するので、駆動圧が低下して作用しなくなると、弁３３を全閉にすることができる。ローディング型駆動圧発生機構４５は、気体供給管路３２の一次圧と二次圧とに基づいて、二次圧が所定値よりも低下するときに駆動圧を増大させるように発生し、発生する駆動圧をピストン３６の底部３６ａに対して、ばね４０の押圧力に対抗するように付加するので、二次圧が低下すれば駆動圧を増大させて、二次圧の低下を防ぐことができる。二次圧が上昇すれば駆動圧を低減し、開度が小さくなるようにピストン３６を変位させることができる。駆動圧はピストン３６の底面３６ａに直接作用させるので、ピストン３６とは別に駆動部を設ける必要はなく、小型化を図ることができる。
【００２４】
また弁体であるピストン３６は、気体供給管路３２で上流側３２ａと下流側３２ｂとを仕切る隔壁となる仕切り３４に形成される貫通孔３５に挿通され、軸線方向に往復変位可能な筒体である。ピストン３６は、複数の通気孔３６ｃが設けられて通気性を有する側面３６ｂと、軸線方向の両端で通気性を有していない端面である底面３６ａおよび蓋３６ｄとを備える中空状である。駆動圧は一方の端面である底面３６ａ側からピストン３６を下流側３２ｂに変位させる方向に印加される。ばね４０による押圧力は他方の端面側である蓋３６ｄ側からピストン３６を上流側３２ａに変位させる方向に印加される。駆動圧によってピストン３６が下流側３２ｂに変位すると、側面３６ｂの通気孔３６ｃを介して上流側３２ａから下流側３２ｂに気体が流通して、減圧が行われる。
【００２５】
図３は、本発明の実施の他の形態である整圧器５１の概略的な構成を示す。（ａ）は全体的な構成を示し、（ｂ）は部分的に変更する構成を示す。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。（ａ）に示すように、整圧器５１では、弁５３が軸線方向に長く延びる形状のピストン５６であり、金属などの剛性を有する材料で形成され、底面５６ａで駆動圧を受ける点は、図１の実施形態と同様であっても、下流側３２ｂでは軸線方向の力を受けない点で相違する。すなわち、弁体であるピストン５６は、図に示すような全閉の状態で仕切り３４の貫通孔３５よりも上方となる部分に通気性を有していない側面５６ｂのみが臨むように、側面５６ｂを軸線方向に延長した形状を有する。ピストン５６の側面５６ｂで、全閉状態で貫通孔３５よりも下方となる部分には複数の通気孔５６ｃが形成され、ピストン５６が上方に変位すれば上流側３２ａと下流側３２ｂとの間に気体の通路を形成して減圧を行う。ケーシング６１の上部にはカバー６２が設けられ、挿通孔６３にピストン５６の上端側が挿通される。ピストン５６の底面５６ａ付近の側面５６ｂとケーシング６１との間、側面５６ｂと仕切り３４との間、および上端付近の側面５６ｂと挿通孔６３の内周面との間には、ゴムやエラストマ等の弾発性を有する材料からなるシール６４ａ，６４ｂ，６４ｃがそれぞれ配置され、相対的な摺動変位を許容して、しかも気密に封止を行っている。
【００２６】
なお、（ｂ）では、ピストン５６の側面５６ｂと仕切り３４との間の封止を、側面５６ｂから外方に張出させる突条５６ｄにシール６４ｄを設けて行う部分的な構成を示す。ピストン５６の全閉状態で確実な封止を行うことができる。
【００２７】
本実施形態の整圧器５１で、弁体であるピストン５６は、全閉の状態でも、通気性を有していない側面５６ｂのみが気体供給管路３２の下流側３２ｂに臨むように、側面５６ｂを軸線方向に延長した形状を有するので、下流側３２ｂの圧力が弁体であるピストン５６の変位に影響しないようにすることができる。
【００２８】
図４は、本発明の実施のさらに他の形態である整圧器７１の概略的な構成を示す。本実施形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、弁７３の弁体となるピストン７６が底面７６ａ側が断面積が大きく、側面７６ｂの途中に段差が設けられて、段差よりも断面積が小さくなる側の側面７６ｂに複数の通気孔７６ｃが形成されている。ピストン７６は金属などの剛性を有する材料から成り、上端は、蓋７６ｄで封止されている。すなわち、弁体であるピストン７６は、図２に示すようなローディング型駆動圧発生機構４５によって発生される駆動圧を底面７６ａで受けて発生する力の方向に対抗する方向に、気体供給管路３２の上流側３２ａの一次圧を受ける受圧部７６ｅを有する。弁体であるピストン７６が有する受圧部７６ｅで弁７３を閉じる方向に気体供給管路３２の上流側３２ａの一次圧を受けるので、弁７３を閉じる方向に付勢するばね４０の付勢力を弱めることができ、ばね４０を簡易化することができる。なお、ピストン７６の上部は、図３と同様に、筒状に延長して、二次圧の影響を受けないようにすることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弁体は、往復変位可能で、その往復変位に伴って、気体供給管路を開閉する開度を全閉と全開との範囲で変化可能であるので、弁体の変形ではなく変位によって開度を変えることができ、信頼性を高めることができる。弁体の形状はピストン形状であるので、軸線方向に変位して、開閉動作を容易に行わせることができ、ばねは開度が全閉となる方向に押圧するので、駆動圧が低下して作用しなくなると、弁体を全閉にすることができる。ローディング型駆動圧発生機構で一次圧と二次圧とに基づいて発生する駆動圧は弁体に直接作用させるので、弁体とは別に駆動部を設ける必要はなく、小型化を図ることができる。
【００３０】
また本発明によれば、弁体は、気体供給管路で上流側と下流側とを仕切る隔壁に形成される貫通孔に筒体である弁体が挿通されており、駆動圧が一方の端面側から弁体を下流側に変位させるように印加されると、上流側と下流側とを通気孔を介して連通させ、減圧しながら気体を流通させることができる。
【００３１】
また本発明によれば、気体供給管路の下流側の圧力が弁体の変位に影響しないようにすることができる。
【００３２】
また本発明によれば、弁体が閉じる方向に気体供給管路の上流側の一次圧を受けるので、弁体を閉じる方向に付勢するばねの付勢力を弱めることができ、ばねを簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である整圧器３１の概略的な構成を示す断面図である。
【図２】図１の整圧器３１に駆動圧を与えるローディング型駆動圧発生機構４５の概略的な構成を示す配管系統図である。
【図３】本発明の実施の他の形態である整圧器５１の概略的な構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施のさらに他の形態である整圧器７１の概略的な構成を示す断面図である。
【図５】従来からの整圧器について、動作のための概略的な構成を示す配管系統図である。
【図６】従来からの整圧器の概略的な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
３１，５１，７１  整圧器
３２  気体供給管路
３２ａ  上流側
３２ｂ  下流側
３３，５３，７３  弁
３４  仕切り
３５  挿通孔
３６，５６，７６  ピストン
３６ａ，５６ａ，７６ａ  底面
３６ｂ，５６ｂ，７６ｂ  側面
３６ｃ，５６ｃ，７６ｃ  通気孔
３７  駆動室
３８ａ，３８ｂ，４４，５６ｄ，６４ａ，６４ｂ，６４ｃ  シール
４０  ばね
４５  ローディング型駆動圧発生機構
４６  パイロット弁
４７  リストリクタ
【図１】
2004302606.tif 000003
【図２】
2004302606.tif 000004
【図３】
2004302606.tif 000005
【図４】
2004302606.tif 000006
【図５】
2004302606.tif 000007
【図６】
2004302606.tif 000008