(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断弁（１６）及び上・下限圧検出部（Ｏ、Ｕ）と圧力調整弁（Ｘ）をガス流路に前記遮断弁（１６）を一次側として直列に配置し、上記圧力調整弁（Ｘ）の二次圧を上記上・下限圧検出部（Ｏ、Ｕ）のダイヤフラム室（Ｒｏ、Ｒｕ）にそれぞれ導入し、その両ダイヤフラム室（Ｒｏ、Ｒｕ）のダイヤフラム（０３、５３）の変位に連動して前記遮断弁（１６）が作動し、上記二次圧が正常なときは遮断弁（１６）の作動を阻止し、上記二次圧が上・下限圧を超えたときには上記上・下限圧検出部（Ｏ、Ｕ）がそれを検知して遮断弁（１６）を作動させて上記ガス流路を遮断するようにしてなる上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁において、
上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室（Ｒｏ）に向けて、上記ガス流路の一次圧ガス流路（Ｌ）から弁（０８、５７、６４）を介在させた流路（６５）を開き、上記弁（０８）は上記二次圧が上限圧を超えたことによる上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（０３）の変位により開放し、又はその弁（５７，６４）は二次圧が下限圧を超えたことによる上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（５３）の変位により開くようにして、その弁（０８、５７、６４）の開放によって上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室（Ｒｏ）に一次圧ガスが流入するようにしてなることを特徴とする上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁。
【請求項２】
上記弁は、上記二次圧が上限圧を超えたことによる上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（０３）の変位により開放するパイロット弁（０８）と、上記二次圧が下限圧を超えたことによる上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（５３）の変位により開く一次圧ガス流通弁（５７）とから成り、
上記一次圧ガス流通弁（５７）は、その弁棒（５６）が、上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（５３）に連動するとともに、一次圧ガス流路（Ｌ）を貫通して上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室（Ｒｏ）に至って、その弁棒（５６）の弁体とその弁体に対向する上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラムケース（４０）の内面の弁座（６１）とによって構成されており、上記弁棒（５６）の一次圧ガス流路（Ｌ）を貫通して上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室（Ｒｏ）に至る通路によってそのダイヤフラム室（Ｒｏ）に一次圧ガスが流入する流路を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁。
【請求項３】
上記弁は、上記二次圧が上限圧を超えたことによる上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（０３）の変位により開放するパイロット弁（０８）と、上記二次圧が下限圧を超えたことによる上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラム室（Ｒｕ）のダイヤフラム（５３）の変位により開くスラストバルブ（６４）とから成り、そのスラストバルブ（６４）は上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（５３）に連動する連動子（５４）により作動されることを特徴とする請求項１に記載の上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁。
【請求項４】
上記弁は、上記二次圧が上限圧を超えたことによる上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（０３）の変位により開放するパイロット弁（０８）と、上記二次圧が下限圧を超えたことによる上記下限圧検出部（Ｕ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（５３）の変位により開く弁（５７、６４）とから成り、
上記パイロット弁（０８）は、上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室のダイヤフラム（０３）と共動する連動子（０４）の下端面に設けた弁体（１３）と、ダイヤフラムケース（０１）下部中心の貫通孔（０７）に差し込まれた中空スピンドル（１５）の上部枠体（１０）内に形成された弁座（１４）とからなり、上記中空スピンドル（１５）の中空部が上記上限圧検出部（Ｏ）のダイヤフラム室（Ｒｏ）に向けて上記一次圧ガス流路（Ｌ）から至る流路を構成し、上記連動子（０４）と枠体（１０）とは上記ダイヤフラム（０３）の変位方向の遊びを以て連結されており、上記二次圧の異常圧力によるダイヤフラム（０３）の初動に伴って上記連動子（０４）が枠体（１０）内を上記遊びでもって共動して上記弁体（１３）を弁座（１４）から離して上記パイロット弁（０８）を開放することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁。
【請求項５】
上記上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁が高い一次圧力下で使用される場合において、上記遮断弁（１６）の作動を、上記ダイヤフラム（０３）にその変位に連動するスピンドル（１５）を介して行い、そのスピンドル（１５）にスプリング（３８）を装填し、このスプリング（３８）で上記スピンドル（１５）を上記遮断弁（１６）を非作動とする方向に付勢することによって、二次圧正常状態における上記スピンドル（１５）の変位による上記遮断弁（１６）の誤作動を防止するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の上・下限圧遮断弁付き圧力調整弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力調整弁の二次側の圧力が異常に変動した場合に作動する上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力調整弁の二次側圧力が規定値より高く、または低くなった場合に作動する遮断弁（ＯＰＳＯ＝Over Pressure Shut Off、ＵＰＳＯ＝Under Pressure Shut Off ）として、これまで使用されてきたものとして、図１０（ａ）に示すように圧力調整弁Ｘと遮断弁Ｚとが直列に配置され、遮断弁Ｚのダイヤフラム室４１に圧力調整弁Ｘの二次圧を導入し、二次圧が異常に高くなったときにダイヤフラム４２が変位して連動子４３が後退してスピンドル４５の切り込み４６が外れ、スプリング４７の付勢により弁体４４が弁座４８に当接して流路を遮断するものがある。なお、スピンドル４５の上端にはリセット用の摘まみ４９があり、この摘まみを引き上げることによりリセットされる。
【０００３】
また、図１０（ｂ）に示すＯＰＳＯとＵＰＳＯ兼用の従来例は、ダイヤフラム４２と一体の連動子４３の下端には内面に環状リブ４３a を形成した筒体４３b が一体に形成されている。
【０００４】
一方、下端に弁体４４を取付けたスピンドル４５には括れ４５a が形成されて、この括れ４５a と上記筒体４３b の環状リブ４３a との間に複数個のボールＢが介在し、上記環状リブ４３a の上下は懐が広くなってボールＢが遊ぶようになっている。
【０００５】
図の状態では環状リブ４３a とスピンドル４５の括れ４５a との間にボールＢが介在しているのでスピンドル４５は下降しない。
【０００６】
ここで、二次圧が規定圧より高く、または低くなるとダイヤフラム４２は上、または下に変位し、ボールＢは環状リブ４３a から外れ、筒体４３b の上、または下の懐に入りスピンドル４５の括れ４５a から外れ、スピンドル４５はスプリング４７の付勢により下降し弁体４４と弁座４８とが当接して流路が遮断される。なお、弁座４８の中心下方にはロッドＰが延び、その下端にノブＮが設けられてリセット機構を構成している。
【０００７】
また、本発明者は図９に示す「遮断弁付き圧力調整弁」を提案した。この提案はダイヤフラム室３１に導入された二次圧が異常上昇したときの、ダイヤフラム０３の初動変位で、弁体１３と弁座１４とからなるパイロット弁０８が開き、一次圧ガスをダイヤフラム室３１に導入してダイヤフラム０３を大きく変位させ、Ｏリング１１aなどの抵抗に関わりなくストッパーＳが引き上げて確実に遮断弁１６が作動するようにしたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案では、二次圧の異常上昇には対応できるが、異常低下には対応できないという問題が残っている。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題に鑑み、応答性が良く、構造が小型・簡単で確実に作動する上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁（ＯＰＳＯ＆ＵＰＳＯ）を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、圧力調整弁の二次圧を上・下限圧検出ダイヤフラム室に導入し、上記二次圧が正常なときは遮断弁の作動を阻止し、上・下限圧を超えたときは遮断弁を作動させるようにしてなる上・下限圧遮断機構付き圧力調整弁において、一次圧ガス流路に対して上限圧検出部と下限圧検出部を設け、上限圧検出ダイヤフラム室に向けて、一次圧ガス流路からパイロット弁を介在させた流路を開き、下限圧検出部には、そのダイヤフラムの変位を受けて上限圧検出ダイヤフラム室に一次圧ガスが流入するようにしてなり、上記下限圧検出部の弁棒は、一次圧ガス流路を経て上限圧検出ダイヤフラム室に向けて貫通し、同ダイヤフラム室内で一次圧ガス流通弁を構成するか、上記下限圧検出部のダイヤフラムの変位を、直接または間接にスライドバルブに伝えて、一次圧ガス流路から上限圧検出ダイヤフラム室に流路を開くようにしたものである。
【００１１】
また、上記パイロット弁は、ダイヤフラムと共動する連動子の下端面に設けた弁体と、ダイヤフラムケース下部中心の貫通孔に差し込まれた中空スピンドルの上部枠体内に形成された弁座とからなり、上記連動子と枠体とは遊びを以て連結されており、その連結は、枠体に開けられた長孔と連動子に植設されたピンにより、または、上端を縮径した筒体である枠体と連動子の下端に形成した鍔とにより遊びを以て連結される構成とし、上記遮断弁は、一次圧ガス流路中に、バネ座とこのバネ座に装填されたスプリングと、このスプリングにより弁座に向けて付勢される遮断弁体と、本体内に形成した弁座とからなる構成としたものである。
【００１２】
上記の如く構成するこの発明によれば、二次圧の異常上昇に対しては、上限圧検出ダイヤフラムの初動でパイロット弁が開き、その後は、パイロット弁を経て一次圧ガスがダイヤフラム室に導入され、Ｏリングなどの抵抗に関わりなくストッパーが引き上げられて確実に遮断弁が作動する。
【００１３】
また、二次圧の異常低下に対しては、下限圧検出ダイヤフラムの変位により上限圧検出ダイヤフラム室内に一次圧ガスが流入してＯリングなどの抵抗に関わりなくストッパーが引き上げられて確実に遮断弁が作動するようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一実施形態に係るもので、圧力調整弁Ｘと上・下限圧遮断機構とからなり、圧力調整弁Ｘは、ダイヤフラム室３１とダイヤフラム３２と連動子３３とレバー３４と弁体３５とノズル３６とからなる公知のものであり、上・下限圧遮断機構は、上限圧検出部Ｏと下限圧検出部Ｕと遮断弁１６とからなっている。
【００１５】
上限圧検出部Ｏは、図１，図２，図６（ａ）（ｂ）に示すようにケース４０とカバー０２とダイヤフラム０３と受圧板０５とスプリング２８ｏとからなるダイヤフラム機構０１と、ダイヤフラム０３と一体でピン１２を植設した連動子０４と上部に枠体１０を有し上記ピン１２と長孔０９とでダイヤフラム０３の変位方向の遊びをもって連結し先端を縮径０６した中空のスピンドル１５、弁体１３と弁座（ノズル）１４とからなるパイロット弁０８とで構成している。
【００１６】
なお、上記連動子０４と上部に枠体１０を有するスピンドル１５とを遊びを以て連結する構造を、図６（ｃ）のように枠体１０の上部を縮径１０b した筒体１０a とし、この筒体１０a に嵌まる連動子０４の外周に鍔１２a を形成して連結することもできる。
【００１７】
下限圧検出部Ｕは、図１、図２に示すようにケース５０とカバー５２とダイヤフラム５３と受圧板５５とスプリング２８uとからなるダイヤフラム機構５１と、ダイヤフラム５３と一体の連動子５４から一次圧ガス流路Ｌを経て上限圧検出ダイヤフラム室Ｒｏに貫通した弁棒５６の先端に設けられた一次圧ガス流通弁５７とで構成している。その弁棒５６が一次圧ガス流路Ｌを経て上限圧検出ダイヤフラム室Ｒｏに貫通していることにより、流通弁５７が開くことによってその貫通孔を介して一次圧ガス流路Ｌから上限圧検出ダイヤフラム室Ｒｏに一次圧ガスが流入する。なお、５８はＯリング５９を内包するグランド、
６０は一次圧ガス流通弁５７を弁座６１に向けて付勢するスプリングである。
【００１８】
一次圧ガス流路Ｌの遮断機構Ｙを成す上記遮断弁１６は、図１、図６（ａ）、（ｂ）に示すように本体１８の内部後端に環状のバネ座２０を設け、このバネ座２０にスプリング２２を装填し、このスプリング２２でロッド１７の両端に鍔２３を形成しＯリング２４を嵌めた遮断弁体２１を弁座Ｑに向けて付勢するように構成している。
【００１９】
次に上記実施形態の作用について説明する。圧力調整弁の二次圧Ｐ2 が正常のときは、上限圧検知ダイヤフラム０３は正常位置を保っており、異常上昇するとダイヤフラムと一体の連動子０４は長孔０９とピン１２とのギャップの範囲内で抵抗なく上昇する。
【００２０】
連動子０４が上昇すると、その下端に嵌められたゴム製の弁体１３も上昇し、弁体１３と弁座（ノズル）１４とで構成するパイロット弁０８が開き上限圧検出ダイヤフラム室ＲO に一次圧ガスが流入しダイヤフラム０３は大きく変位してピン１２は長孔０９の上端に当接してスピンドル１５、即ちストッパーＳがＯリングの抵抗に関わりなく引き上げられ縮径０６部の先端は遮断弁１６の移動阻止機能を失い一次圧ガス流路が遮断される。
【００２１】
二次圧Ｐ2 の異常上昇時の上限圧検出部Ｏの作用を図７を参照しながら、さらに詳しく説明する。
【００２２】
図７（ａ）は二次圧Ｐ2 が正常状態でダイヤフラム室ＲO 内は二次圧ガスで充満している。
【００２３】
二次圧Ｐ2 が異常上昇すると図７（ｂ）のごとくダイヤフラム０３が若干上昇する。このとき、長孔０９とピン１２にギャップがあるのでＯリングの摩擦抵抗に影響されずに連動子０４と共にゴム製弁体１３が上昇し、弁座１４（ノズル）とで構成しているパイロット弁が開きダイヤフラム室ＲO 内に一次圧ガスが流入しはじめる。
【００２４】
図７（ｃ）は一次圧ガスがダイヤフラム室ＲO 内に流入してダイヤフラム０３が大きく上昇し、図７（ｄ）では遂にスピンドル１５（ストッパー）が大きく上昇して遮断弁１６が作動し一次圧ガスの流路を遮断する。
【００２５】
図７（ｄ）の状態から一定時間経過するとダイヤフラム室ＲO 内のガスは微小孔ｈから流出して図７（ｅ）の状態（リリーフの吹き止まり圧）になる。
【００２６】
図２に戻って、圧力調整弁の二次圧Ｐ2 が異常低下するとダイヤフラム５３と一体の連動子５４は上方向に変位し、弁棒５６が上昇して一次圧ガス流通弁５７が開き、一次圧ガスがダイヤフラム室ＲO に流入してダイヤフラム０３が上昇してストッパーＳ（図６参照）が引き上げられて遮断弁１６が右に移動して一次圧ガス流路が遮断される。
【００２７】
図３は第二実施形態で、第一実施形態との違いは圧力調整弁Ｘと遮断機構Ｙと上・下限圧検出部Ｏ，Ｕの配置だけで他は同じであるから説明を省略する。
【００２８】
図４は、第三実施形態で第二実施形態と殆ど同じであるから、相違するところだけ説明する。下限圧検出部Ｕから延びる弁棒５６は一次圧ガス流路Ｌを貫通せず上限圧検知部のダイヤフラム室ＲO 内に至り一次圧ガス流通弁５７の弁軸６６を引き上げるようになり、ケースから突き出たブラケット６７と弁体６８との間にスプリング６９が介在し、一次圧ガス流路Ｌとダイヤフラム室ＲO とが連通している。
【００２９】
圧力調整弁の二次圧が異常低下するとダイヤフラム５３とともに弁棒５６が上昇し、一次圧ガス流通弁５７の弁軸６６を引き上げて、一次圧ガスがダイヤフラム室ＲO に流入し遮断弁１６が閉じる。
【００３０】
図５は第四実施形態で、下限圧検出部Ｕのダイヤフラム５３と一体の連動子５４には長孔６２でレバー６３がリンクし、レバー６３の作用点にはスライドバルブ６４がリンクしている。
【００３１】
スライドバルブ６４は一次圧ガス流路Ｌからダイヤフラム室ＲO に至る流路６５の一部に装填されてダイヤフラムの変位により流路６５が開閉されるようになっている。
【００３２】
圧力調整弁の二次圧が異常低下するとダイヤフラム５３とともにレバー６３が揺動し、作用点にリンクしたスライドバルブ６４が下がり流路６５が開いて、一次圧ガスがダイヤフラム室ＲO に流入し遮断弁１６を閉じる。
【００３３】
図８は、上記各実施形態が高い一次圧力下で使用される場合に、遮断弁の誤動作を防止する機構を付加したもので、スピンドル１５の下端にバネ座３７を形成し、このバネ座３７にスプリング３８を装填し、ケース４０の基部に袋ナット３９を螺合してスピンドル１５を下方に付勢する構造となっている。
【００３４】
この機構を付加することにより、高い一次圧力によってＯリング１１aが押し上げられて遮断弁１６が誤動作するのを防止できる。すなわち、スプリング３８でスピンドル１５を遮断弁１６を非作動とする方向に付勢することによって、二次圧正常状態におけるスピンドル１５の変位による遮断弁１６の誤作動を防止する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通りこの発明によれば、二次圧が異常上昇または異常低下したときに素早く応答し、確実に遮断弁が作動し、さらに一次圧が異常圧になったときにも遮断弁が確実に閉じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の縦断面図
【図２】図１の部分拡大図
【図３】第二実施形態の水平面図
【図４】（ａ）第三実施形態の縦断面図
（ｂ）図４（ａ）のＡ−Ａ断面図
【図５】第四実施形態の縦断面図
【図６】（ａ）ダイヤフラム室と遮断弁の部分図
（ｂ）連動子とストッパーとの連結部詳細図
（ｃ）他の連動子とストッパーとの連結部詳細図
【図７】上限圧検出部の作用説明図
【図８】一次圧異常上昇時遮断機構図
【図９】先行技術説明図
【図１０】（ａ）従来のＯＰＳＯ付き圧力調整弁の縦断面図
（ｂ）従来のＯＰＳＯ、ＵＰＳＯ付き圧力調整弁の遮断弁部分縦断面図
【符号の説明】
０１，５１  ダイヤフラム機構
０２，５２  カバー
０３，５３  ダイヤフラム
０４，５４  連動子
０５，５５  受圧板
０６  縮径
０７  貫通孔
０８  パイロット弁
０９  長孔
１０  枠体
１１，１１a ，１１b ，２４，５９  Ｏリング
１２  ピン
１３，６８  弁体
１４  弁座（ノズル）
１５，４５  スピンドル
１６  遮断弁
１７  ロッド
１８  本体
１９  ストレーナ
２０，３７  バネ座
２１  遮断弁体
２２，２８o ，２８u ，４７，６０，６９  スプリング
２３  鍔
２５  リセット機構
２６  筒体（リセット機構の）
２７  リセット棒
２９  キャップ
３１  ダイヤフラム室
３２，４２  ダイヤフラム
３３，４３  連動子
３４  レバー
３５，４４  弁体
３６  ノズル
３８  スプリング
３９  袋ナット
４０  ケース
４１  ダイヤフラム室
４３a   環状リブ
４３b   筒体
４５a   括れ
４６  切り込み
４８，６１  弁座
４９  摘まみ
５０  ケース
５６  弁棒
５７  一次圧流通弁
５８  グランド
６２  長孔
６３  レバー
６４  スライドバルブ
６５  流路
６６  弁軸
６７  ブラケット
６８
Ｂ  ボール
Ｌ  一次圧ガス流路
Ｎ  ノブ
Ｏ  上限圧検出部
Ｐ  ロッド
Ｑ  弁座
ＲO   ダイヤフラム室（上限圧検出用）
ＲU   ダイヤフラム室（下限圧検出用）
Ｓ  ストッパー
Ｕ  下限圧検出部
Ｘ  圧力調整弁
Ｙ  遮断機構
Ｚ  遮断弁
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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