JPH11327655A - 二段減圧式圧力調整器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】二段減圧式圧力調整器において、第一減圧部の
減圧室の形状及び調整スプリングの配置位置を工夫する
ことにより装置全体の小型化を図る。 【解決手段】第一減圧部２０と第二減圧部４０とを略円
柱状のハウジング１０の軸方向の前面及び後面に互に反
対位置となるようにそれぞれ形成し、第一減圧部と第二
減圧部とを連通させる流路を設けて成り、第一減圧部の
第一減圧室１１を円柱状空間に形成し、この円柱状空間
に、弁の開閉を行う弁シート２５が装着された減圧ピス
トン２１を配するとともに、断面がＬ字片の環状のスプ
リング受け２４を介在させて減圧ピストンを付勢する調
整スプリング２２を装着し、前記流路６４の第一減圧室
側の開口位置をスプリング受け設置で形成された空間に
臨ませることにより、調整スプリングが流路の開口位置
を塞ぐことを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液化ガスの高圧容器
（ボンベ）から取り出した高圧ガスを所要のガス圧に減
圧調整する圧力調整器にかかり、特に、減圧を二段階で
行う二段減圧式圧力調整器において装置の小型化を図る
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】二段減圧式圧力調整器は、例えば図５及
び図６に示すように、第一減圧部２０１をピストン型の
圧力調整器とし、第二減圧部２０２をダイヤフラム型の
圧力調整器とし、第二減圧部２０２の流入口圧力を計測
する圧力計２０３を備えた構造が知られている。図５は
二段減圧式圧力調整器の縦断面、図６は二段減圧式圧力
調整器の横断面をそれぞれ示している。

【０００３】この二段減圧式圧力調整器は、略円柱状の
ハウジング１００に流入口１０１，第一減圧部２０１、
第二減圧部２０２，流出口１０２をそれぞれ中心に向っ
て刻設し、前記第一減圧部２０１と第二減圧部２０２と
を略円柱状のハウジング１００の軸方向の前面及び後面
に互に反対位置となるようにそれぞれ形成している。ま
た、流入口１０１，流出口１０２は、ハウジング１００
の中央部付近の側面側において、前記第一減圧部２０１
と第二減圧部２０２とを結ぶ方向に直交するようそれぞ
れ位置をずらして形成されている。

【０００４】第一減圧部２０１は、ハウジング１００の
中央に刻設された第一減圧室１０３と、第一減圧室１０
３の周囲に壁を介在させて刻設された環状溝１０４と、
大径部及び小径部を有し小径部が前記第一減圧室１０３
内に挿入される減圧ピストン１０５と、前記環状溝部１
０４に装着され減圧ピストン１０５の大径部を付勢する
調整スプリング（コイルスプリング）１０６と、ピスト
ン全体を被冠してハウジング１００に固定されるカバー
１０７とから構成されている。

【０００５】減圧ピストン１０５の小径部の先端側には
弁シート１０８が装着され、ハウジング１００の中央の
軸方向に形成された流入通路１０９の開口周囲の環状凸
部（弁座）１１０に接離することにより弁の開閉動作が
行われるようになっている。また、減圧ピストン１０５
の小径部の先端部は、第一減圧室１０３の壁との間に隙
間ができる内径となっており、減圧ピストン１０５に形
成された横通路１１１及び縦通路１１２により、第一減
圧室の圧力がピストン大径部の受圧面１１３に加わるよ
うになっている。

【０００６】また、ハウジング１００内には、前記流入
口１０１と第一減圧室１０３の流入通路１０９とを連通
する連通路１１４、第一減圧室１０２と第二減圧室１０
３を連通する流路１１５、第二減圧室１０２と流出口１
０２を連通する流出通路１１６がそれぞれ形成されてい
る。前記流路１１５は、前記流入通路１０９と平行とな
るように設けられ、第一減圧部２０１の圧力が一定圧力
以上の場合に、外部へガスを放出するための安全弁４０
０が接続されている。

【０００７】上記構造の圧力調整器によれば、ハウジン
グ１００の流入口１０１に接続された入口継手３００を
介してボンベ（図示せず）側から供給された高圧ガス
は、ハウジング内に形成された流入通路１０９に導か
れ、第一減圧部２０１において調整スプリング１０６の
力を受けた減圧ピストン１０５により減圧されて流路１
１５を介して第二減圧部２０２に導かれる。

【０００８】そして、第二減圧部２０２においては、調
整弁案内１２０の下側に受ける圧力と、調整弁案内１２
０の上側を付勢する調整スプリング１２１の力とにより
移動する調整弁案内１２０の先端棒状部１２２が当接す
る調整弁１２３による弁孔１２４の開閉により減圧さ
れ、所望の圧力に調整される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構造
の圧力調整器によると、小型化を図ることが困難であっ
た。すなわち、圧力調整器の設置場所での空間が制限さ
れる等の理由により、装置の小型化は要望されている
が、上記構造によると、図６のＸ方向のハウジング幅を
短くしようとすると、流入通路１０９及び連通路１１４
と流路１１５との位置（特に、連通路１１４の端部と流
路１１５の壁面）が接近し、加工が非常に難しくなると
いう問題があった。

【００１０】これを回避するため、図７に示す圧力調整
器のように、安全弁４００の設置位置を第一減圧部２０
１側に移動し、第一減圧部２０１に通じる安全弁４００
の流通路４０１に第二減圧部２０２への流路１１５を設
けることが考えられるが、この構造であると、安全弁４
００の設置位置の移動にともない、ハウジング１００の
Ｙ方向の寸法が長くなるという問題がある。更に、この
構造であると、ハウジング１００の環状凸部（弁座）１
１０と安全弁４００の流通路４０１との位置が接近する
ので、流通路４０１の形成の際に発生するバリが問題と
なり、バリ取りを怠ると弁座１１０と弁シート１０８と
の間に挟まって、ガスを止めることができなくなり、圧
力調整器の機能を失うというようなことが発生する可能
性がある。

【００１１】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、二段減圧式圧力調整器において、圧力調整機能に何
等問題を発生させることなく装置全体の小型化を図るこ
とができる圧力調整器の構造を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１は、略円柱状のハウジングに流入口，第一減圧
部、第二減圧部，流出口をそれぞれ中心に向って刻設
し、前記第一減圧部と第二減圧部とを略円柱状のハウジ
ングの軸方向の前面及び後面に互に反対位置となるよう
にそれぞれ形成し、前記流入口，流出口をハウジングの
中央部付近の側面側において前記第一減圧部と第二減圧
部とを結ぶ方向に直交するようそれぞれ形成し、前記流
入口と第一減圧部とを連通する流入通路、第一減圧部と
第二減圧部とをハウジングの軸方向に沿って連通する流
路、第二減圧部と流出口を連通する流出通路をそれぞれ
ハウジング内に形成して成る二段減圧式圧力調整器であ
って、次の構成を含むことを特徴としている。第一減圧
部を形成する第一減圧室を円柱状空間に形成し、この円
柱状空間に前記流入通路を開閉する弁シートが装着され
た減圧ピストンを配するとともに、この減圧ピストンを
付勢する調整スプリングを位置させる。前記流路の第一
減圧室側の開口位置を円柱状空間に臨ませる。

【００１３】請求項２は、請求項１記載の二段減圧式圧
力調整器において、前記調整スプリングは、流路の開口
位置を塞ぐことを防止する機能を有するスプリング受け
を介在して配置させたことを特徴としている。

【００１４】請求項３は、請求項２記載の二段減圧式圧
力調整器において、前記スプリング受けは、断面形状が
Ｌ字片の環状リングで構成し、Ｌ字片の開口側が流路側
に位置するように装着したことを特徴としている。

【００１５】本発明の二段減圧式圧力調整器によれば、
第一減圧室を円柱状空間に形成し、この円柱状空間に減
圧ピストン及び減圧ピストンを付勢するスプリングを配
置させ、流路の第一減圧室側の開口位置を円柱状空間に
臨ませているため、この部分をコンパクトに構成するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て、図１ないし図４を参照しながら説明する。図１ない
し図３は、本発明の実施例の形態の一例に係る二段減圧
式圧力調整器を示すもので、略円柱状のハウジング（調
整器本体）２０に流入口及び流出口を設け、流入口に入
口継手を連結し、減圧されたガス圧力を計測する圧力計
をハウジング上側に連結して構成されている。図１は二
段減圧式圧力調整器の正面説明図であり、図２は図１の
Ａ−Ａ′の断面説明図、図３は図１のＢ−Ｂ′断面説明
図である。

【００１７】略円柱状のハウジング１０の軸方向の前面
及び後面に、第一減圧部２０及び第二減圧部４０が互に
反対に位置するようにそれぞれ形成されている。第一減
圧部２０は、ハウジング１０の中央の軸に沿った形成さ
れた円柱状の第一減圧室１１と、この第一減圧室１１に
挿入配置される減圧ピストン２１と、第一減圧室１１内
に配置され減圧ピストン２１を付勢する調整スプリング
（コイルスプリング）２２と、減圧ピストン２１を被冠
するようにハウジング１０に連結された調整器カバー１
２とを有して構成されている。

【００１８】減圧ピストン２１は、中央に第一減圧室１
１の壁面を摺動するシリンダ部２１ａと、シリンダ部２
１ａに連設して第一減圧室側に形成された小径部２１ｂ
と、シリンダ部２１ａに連設して反第一減圧室側に形成
された大径部２１ｃとを有している。したがって、シリ
ンダ部２１ａと小径部２１ｂとの間に環状段部２３が形
成され、この段部２３と第一減圧室１１の底面１３側に
配置された環状リングのスプリング受け２４との間に調
整スプリング２２が装着されている。

【００１９】スプリング受け（環状リング）２４は、図
４に示すように、その断面形状をＬ字片とし、第一減圧
室１１の底面１３側及び第一減圧室１１の中心側にＬ字
片の開口側２４′が位置するように配置して、底面側に
空間を形成している。また、調整スプリング２２と当接
する環状面２４ａは、減圧ピストン２１の小径部２１ｂ
と干渉しない大きさとしている。

【００２０】第一減圧室１１の底面１３の中央には、環
状凸部とした弁座１４が形成されている。減圧ピストン
２１の小径部２１ｂには、その先端部に前記弁座１４に
当接する弁シート２５が装着されている。小径部２１ｂ
の先端側における反弁シート側には、ピストン軸の方向
に直交する方向に横通路２６が形成され、ピストン軸の
方向に沿った中央部には前記横通路２６と大径部側の端
部（受圧面）との間を貫通する縦通路２７が形成され、
第一減圧室１１内の圧力が減圧ピストン２１の受圧面２
８に作用するようになっている。また、シリンダ部２１
ａと第一減圧室１１の壁面との間、大径部２１ｃの側面
部と調整器カバー１２の内側面との間には、Ｏリング２
９，３０がそれぞれ装着され、第一減圧室内と外部との
間をシールしている。

【００２１】第二減圧部４０は、ハウジング１０の中央
側より軸に沿って形成された円状凹部１５、これより大
径の円柱状部１６、円柱状部１６に連続し更に径が大き
い大径部１７を有している。円柱状部には中央に孔４２
が形成された弁座本体４１を装着して大径部１７を二次
側とするとともに円柱状部１６を一次側とし、弁座本体
４１内に調整弁４３を挿入配置している。弁座本体４１
の孔４２の周囲の円柱状部側には、弁座４４が形成され
ている。円状凹部１５と調整弁４３間には緩衝スプリン
グ４５が装着されている。調整弁４３の反緩衝スプリン
グ４５側にはシート取付ビス（図示せず）により低圧側
調整弁シート４７が装着され、前記弁座４４に当接する
ようになっている。第一減圧部２０の第一減圧室１１の
内径と、第二減圧部４０の円柱状部１６の内径とは、略
同じ大きさに形成されている。

【００２２】弁座本体４１の孔４２には調整弁案内５０
の棒状部５０ａが挿入されている。調整弁案内５０は、
前記棒状部５０ａに連続する円盤部５０ｂと、円盤部５
０ｂの反棒状部５０ａ側に設けた円柱部５０ｃを有して
いる。円盤部５０ｂの円柱部５０ｃ側に円柱部５０ｃに
固定されるダイヤフラム取付ナット５１によりダイヤフ
ラム５２を挟持して固定するとともに、このダイヤフラ
ム５２が大径部１７を覆うようにハウジング１０に低圧
調整器カバー１８を被冠している。低圧調整器カバー１
８の頭部には圧力調整ネジ５３が螺着され、このネジの
進退によりスプリング受け５４とダイヤフラム取付ナッ
ト５１との間に装着された圧力調整スプリング５５の付
勢力により調整弁案内５０及びダイヤフラム５２に生じ
させる力を可変できるようになっている。

【００２３】ハウジング１０の中央部付近の側面側にお
いて、前記第一減圧部２０及び第二減圧部４０を結ぶ線
に直交する方向（ハウジング１０の中心部に向う方向）
に流入口６０を形成し、この流入口６０に対して９０度
ずれた位置で中心部に向う方向に流出口６１を形成す
る。流入口６０には、同心状に連続しより小径の連通路
６２がハウジング２０の中央位置まで形成され、この連
通路６２は前記第一減圧室１１と同心状に形成された流
入通路６３を介して底面１３の弁座１４の中央に連通し
ている。そして、流入口６０には入口継手７０が、流出
口６１には出口継手（図示せず）が接続されるようにな
っている。

【００２４】第一減圧部２０の第一減圧室１１と、第二
減圧部４０の円柱状部１６とは、前記連通路６３と平行
して軸方向に沿ってハウジング１０に形成された流路６
４により連通されている。流路６４の開口部は、スプリ
ング受け２４の装着によって形成された空間に臨むよう
になっている。また、流路６４には、第一減圧部２０に
よるガス圧が一定圧以上の場合にガスを外部に放出する
安全弁８０が接続されている。

【００２５】この安全弁８０は、内部空間８１及びこれ
に連通する流出口８２を有しハウジングに形成された安
全弁装着用ねじ部８３に固定される安全弁本体８４と、
円板の弁シートから構成される弁体８５と、前記内部空
間８１に装着され弁体８５を押圧するスプリング８６と
から構成され、前記弁体８５の側面は、流路６４に連通
するようハウジング１０に形成された孔部８７周囲の環
状凸部（弁座）８８に前記スプリング８６の付勢力によ
り密着し、前記孔部８７を塞ぐように構成されている。
したがって、流路６４内の圧力（第一減圧部２０による
減圧されたガス圧（減圧ピストン２１の受圧面２８に作
用する圧力））が上昇すると、スプリング８６の弾性力
に抗して弁体８５を押圧し、弁体８５の弁シート面と環
状凸部（弁座）８８との間に隙間が形成されてガスが流
出口８２より流出するようになっている。

【００２６】第二減圧部４０の大径部１７は、ハウジン
グ１０の軸方向に沿って形成された流出通路６５により
流出口６１に連通している。また、流出通路６５と反対
位置のハウジング１０には流通路６６が形成され、大径
部１７と流出口圧力を計測する圧力計９０が装着される
圧力検出部６７とが連通している。

【００２７】続いて、上記構成の二段減圧式圧力調整器
の動作について説明する。入口継手７０を介してボンベ
（図示せず）側から二段減圧式圧力調整器へ供給された
高圧ガスは、ハウジング１０内に形成された連通路６２
及び流入通路６３（一次側室）に導かれれる。第一減圧
部２０の減圧ピストン２１の弁シート２５は、調整スプ
リング２２の付勢力を受けて弁座１４から離れているの
で、ガスは第一減圧室１１に流入し、横通路２６及び縦
通路２７を通って減圧ピストン２１の受圧面２８側に流
れる。そして、ガスの流入により減圧ピストン２１の受
圧面２８が圧力を受けると、圧力上昇にともなって減圧
ピストン２１を上方（図３）に移動させ、弁シート２５
が弁座１４に当接しガスの流入を止める。以上の動作が
繰り返し行われ第一減圧部２０内のガスを所望の圧力で
ある調整圧（例えば、５ kgf／cm² 程度）に減圧させる
ことができる。

【００２８】第一減圧部２０で減圧されたガスは流路６
４を通って第二減圧部４０の円柱状部１６に流入する。
ここにおいて、第一減圧部２０の圧力が異常に上昇する
と流路６４に接続される安全弁８０が作動し、上述した
ようにスプリング８６の弾性力に抗して弁体８５が押圧
され、弁シート面と環状凸部（弁座）８８との間に隙間
が形成されて第一減圧部２５のガスを流出口８２より流
出させる。

【００２９】調整弁４３には調整弁案内５０を介して圧
力調整スプリング５５の付勢力が作用しているので、弁
座４４に対して低圧側調整弁シート４７が離れており、
円柱状部１６に導かれるたガスは、弁本体４１内から孔
４２を通って大径部１７に流入する。そして、ガスの流
入によりダイヤフラム５２が圧力を受けると、圧力上昇
にともなって圧力調整スプリング５５の付勢力に抗して
調整弁案内５０を押圧し、棒状部５０ａが孔４２内に退
避し、緩衝スプリング４５の付勢力により調整弁４３を
移動させ、低圧側調整弁シート４７が弁座４４に当接し
ガスの流入を止める。以上の動作が繰り返し行われ第二
減圧部４０の大径部１７内のガスを所望の圧力である調
整圧（例えば、０．７〜３．５ kgf／cm² 程度）に減圧
させることができる。減圧されたガスは流通路６５及び
出口継手（図示せず）を介して外部に取り出される。ま
た、ここで減圧されたガスの圧力は流通路６６及び圧力
検出部６７を介して圧力計９０で計測することができ
る。

【００３０】上記構造の二段減圧式圧力調整器によれ
ば、ハウジング１０に形成される第一減圧室１１内に減
圧ピストン２１及び調整スプリング２２を配置するの
で、従来例のように調整スプリング挿入用の環状溝を設
ける必要がなく、ハウジング１０における第一減圧部２
０と第二減圧部４０とを繋ぐ流路６４の形成位置の自由
度を増加させ、第一減圧部２０をコンパクトに構成する
ことができる。また、調整スプリング２２は、減圧ピス
トン２１の段部２３とスプリング受け２４との間に配置
されているので、第一減圧部２０と第二減圧部４０とを
繋ぐ流路６４の第一減圧室１１側の開口部分をスプリン
グ受け２４により形成される空間に臨ませることがで
き、第一減圧室１１に調整スプリングを配置した場合で
あっても、流路６４の開口部分が調整スプリング２２で
塞がれることを防止することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ハウジングに形成され
る第一減圧室内に減圧ピストン及び調整スプリングを配
置し、第一減圧部と第二減圧部とを繋ぐ流路を軸方向に
沿って形成しているので、調整器の機能に支障を来すこ
となく装置全体をコンパクトに構成することができる。
また、第一減圧室内において、スプリング受けを介在さ
せて調整スプリングを装着しているので、第一減圧室内
に減圧ピストン及び調整スプリングを配置させても、流
路が調整スプリングで塞がれることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例としての二段減圧式
圧力調整器の外観を示す正面説明図である。

【図２】図１の二段減圧式圧力調整器のＡ−Ａ′断面説
明図である。

【図３】図１の二段減圧式圧力調整器のＢ−Ｂ′断面説
明図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は、二段減圧式圧力調整器の第一
減圧室に配置されるスプリング受けを示すもので、
（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は断面説明図である。

【図５】従来の二段減圧式圧力調整器の縦断面説明図で
ある。

【図６】図５の二段減圧式圧力調整器の横断面説明図で
ある。

【図７】二段減圧式圧力調整器の他の例を示す横断面説
明図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、 １１…第一減圧室、 １２…調整
器カバー、１３…底面、 １４…弁座、 １５…円状凹
部、 １６…円柱状部、１７…大径部、 １８…低圧調
整器カバー、２０…第一減圧部、 ２１…減圧ピスト
ン、 ２２…調整スプリング、２３…段部、 ２４…ス
プリング受け、 ２５…弁シート、 ２８…受圧面、４
０…第二減圧部、 ４１…弁本体、 ４２…弁孔、 ４
３…調整弁、４４…弁座、 ４５…緩衝スプリング、
４７…低圧側調整弁シート、５０…調整弁案内、 ５２
…ダイヤフラム、 ５５…圧力調整スプリング、６０…
流入口、 ６１…流出口、 ６２…連通路、 ６３…流
入通路、６４…流路、 ６５…流出通路、 ６６…流通
路、７０…入口継手、 ８０…安全弁、 ９０…圧力計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略円柱状のハウジングに流入口，第一減圧
   部、第二減圧部，流出口をそれぞれ中心に向って刻設
   し、前記第一減圧部と第二減圧部とを略円柱状のハウジ
   ングの軸方向の前面及び後面に互に反対位置となるよう
   にそれぞれ形成し、前記流入口，流出口をハウジングの
   中央部付近の側面側において前記第一減圧部と第二減圧
   部とを結ぶ方向に直交するようそれぞれ形成し、前記流
   入口と第一減圧部とを連通する流入通路、第一減圧部と
   第二減圧部とをハウジングの軸方向に沿って連通する流
   路、第二減圧部と流出口を連通する流出通路をそれぞれ
   ハウジング内に形成して成る二段減圧式圧力調整器であ
   って、 第一減圧部を形成する第一減圧室を円柱状空間に形成
   し、この円柱状空間に前記流入通路を開閉する弁シート
   が装着された減圧ピストンを配するとともに、この減圧
   ピストンを付勢する調整スプリングを位置させ、 前記流路の第一減圧室側の開口位置を円柱状空間に臨ま
   せて成ることを特徴とする二段減圧式圧力調整器。
2. 【請求項２】前記調整スプリングは、流路の開口位置を
   塞ぐことを防止する機能を有するスプリング受けを介在
   して配置させた請求項１記載の二段減圧式圧力調整器。
3. 【請求項３】前記スプリング受けは、断面形状がＬ字片
   の環状リングで構成し、Ｌ字片の開口側が流路側に位置
   するように装着した請求項２記載の二段減圧式圧力調整
   器。