JP2010266000A - 過流防止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】過流防止弁において、比較的簡易な構成で、過流防止弁が動作した後に、過流防止弁の状態を、非動作時の状態に復帰させることを可能とする。
【解決手段】過流防止弁１００は、第１の管状部材１０と、弁体２０と、第２の管状部材３０と、コイルスプリング４０とを備える。第１の管状部材１０は、高圧ガスが流入する流入口１２と、第１のガス流路１３と、弁室１４とを備える。弁室１４内には、弁体２０が設けられている。第２の管状部材３０は、弁座部３１と、第２のガス流路３３と、流出口３４と、Ｏリング３７とを備える。コイルスプリング４０は、弁体２０を、弁座部３１から離れる方向に付勢する。第１の管状部材１０の内壁には、着座面３１ｆが突出部１６よりも流出口３４側に移動された場合に、弁体２０と当接することによって、流出口３４側への弁体２０の移動を制限するための突出部１６を設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、過流防止弁に関するものである。

高圧ガス等の高圧流体を供給する供給装置には、電磁弁等の開閉弁や、流量調整弁等の他に、過流防止弁が備えられる。この過流防止弁は、所定流量未満の流体が流れる場合には、開弁して、流体を流出させる一方、例えば、上記開閉弁や流量調整弁の故障によって、所定流量以上の流体が流れた場合には、閉弁して、流体の流出を遮断する。

ところで、この過流防止弁が動作して閉弁状態となった場合、過流防止弁を再度利用するためには、過流防止弁の状態を、非動作時の状態、すなわち、開弁状態に復帰させる必要がある。そして、従来、過流防止弁の状態を、非動作時の状態に復帰させるための種々の技術が提案されている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。

特開２００２−１５６０６１号公報 特開平１０−１６９８１３号公報 特開２００１−４０６３号公報

しかし、上記特許文献に記載された技術では、過流防止弁の状態を、非動作時の状態に復帰させるために、弁体の位置を移動させるためのアクチュエータを過流防止弁に設ける必要があり、過流防止弁の構成が比較的複雑になる。さらに、過流防止弁にアクチュエータを設ける場合には、過流防止弁の本体とアクチュエータとの接続部をシールする必要があり、過流防止弁の構成をさらに複雑にする。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、過流防止弁において、比較的簡易な構成で、過流防止弁が動作した後に、過流防止弁の状態を、非動作時の状態に復帰させることを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］過流防止弁であって、外部から流体が流入する流入口と、該流入口から流入した前記流体が流れる第１の流体流路と、弁室とを有する第１の管状部材と、前記弁室内に、前記第１の管状部材の軸線方向に沿って移動可能に設けられた弁体と、前記第１の管状部材の内部に、前記軸線方向に沿って移動可能に装着される第２の管状部材であって、前記弁体が着座する弁座部と、前記弁体が前記弁座部に着座していないときに前記第１の流体流路と連通するとともに、前記弁体が前記軸線方向に沿って移動して、前記弁座部に着座しているときに前記第１の流体流路と非連通となる第２の流体流路と、該第２の流体流路から外部に前記流体が流出する流出口と、前記第１の管状部材と前記第２の管状部材との間の気密性を確保するためのシール部材とを有する第２の管状部材と、前記弁体を、前記軸線方向に沿って、前記弁座部から離れる方向に付勢する付勢部材と、前記第１の管状部材の内壁において、前記弁座部の前記弁体との着座面よりも前記流出口側に、前記第１の管状部材の内側に突出するように設けられた突出部であって、前記第２の管状部材が前記第１の管状部材に対して前記軸線方向に沿って移動されることによって前記着座面が前記突出部よりも前記流出口側に移動された場合に、前記弁体と当接することによって、前記流出口側への前記弁体の移動を制限するための突出部と、を備える過流防止弁。

適用例１の過流防止弁では、上記流入口から所定流量未満の流体が流入している場合には、上記弁室への流体の流入圧力が比較的低いため、上記弁室内に設けられた弁体は、上記付勢部材の付勢力によって、上記弁座部に着座せず、上記第１の流体流路と上記第２の流体流路とは連通している、すなわち、開弁状態となっている（非動作状態）。したがって、上記流入口から流入した流体は、上記第１の流体流路、上記弁室、上記第２の流体流路を通って、上記流出口から外部に流出する。

一方、過流防止弁において、上記流入口から所定流量以上の流体が流入した場合には、上記弁室への流体の流入圧力が比較的高くなるため、上記弁室内に設けられた弁体は、上記付勢部材の付勢力に抗して上記弁座部に着座し、上記第１の流体流路と上記第２の流体流路とは非連通となる、すなわち、閉弁状態となる（動作状態）。なお、上記第１の管状部材と上記第２の管状部材との間の気密性は、上記シール部材によって確保されている。

そして、本適用例の過流防止弁では、過流防止弁が動作して閉弁状態となった後、過流防止弁を非動作時の状態、すなわち、開弁状態に復帰させるときに、過流防止弁のユーザが、上記第２の管状部材を、上記軸線方向に沿って、上記流出口側（流体の流れ方向の下流側）に、すなわち、上記弁体と上記弁座部とが離れる方向に移動させる。このとき、上記弁体は、流体の流入圧力によって、上記弁座部に着座したまま上記弁座部の移動に追従して上記流出口側に移動する。

その後、さらに、過流防止弁のユーザが、上記第２の管状部材を、上記軸線方向に沿って、上記流出口側に移動させ、上記着座面が上記突出部よりも上記流出口側に移動された場合には、上記弁体と上記突出部とが当接することによって、上記流出口側への上記弁体の移動は、上記突出部によって制限される。このとき、上記弁体が上記弁座部から離座して、上記第１の流体流路と上記第２の流体流路とが連通する。そして、上記第１の流体流路と上記第２の流体流路とが連通すると、上記第１の流体流路内の流体が、上記第２の流体流路を通じて上記流出口から流出し、上記第１の流体流路内の圧力と上記第２の流体流路内の圧力との差が小さくなっていく。

なお、過流防止弁が動作して閉弁状態となったときの上記第１の流体流路内の圧力と上記第２の流体流路内の圧力との差が比較的小さい場合には、上記流出口側への上記弁体の移動が上記突出部によって制限される前に、上記付勢部材の付勢力によって、上記弁体が上記弁座部から離座して、上記第１の流体流路と上記第２の流体流路とが連通することになる。

そして、上記第１の流体流路内の圧力と上記第２の流体流路内の圧力との差が十分に小さくなる、あるいは、上記第１の流体流路内の圧力と上記第２の流体流路内の圧力とが同じ圧力になると、上記弁体は、上記付勢部材の付勢力によって、過流防止弁の非動作時の位置に復帰する。そして、過流防止弁のユーザが、上記第２の管状部材を、再度、過流防止弁の非動作時の位置に移動させることによって、過流防止弁の状態は、非動作時の状態に復帰する。

以上説明したように、適用例１の過流防止弁では、先述したアクチュエータを用いることなく、比較的簡易な構成で、過流防止弁が動作した後に、過流防止弁の状態を、非動作時の状態に復帰させることができる。

本発明の一実施例としての過流防止弁１００の概略構成を示す説明図である。 動作時の過流防止弁１００を示す説明図である。 解除作業時の過流防止弁１００を示す説明図である。 復帰時の過流防止弁１００を示す説明図である。 第１変形例の過流防止弁１００Ａの概略構成を示す説明図である。 第２変形例の過流防止弁１００Ｂの概略構成を示す説明図である。 第３変形例の過流防止弁１００Ｃの概略構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．過流防止弁の構成（非動作時の状態）：
図１は、本発明の一実施例としての過流防止弁１００の概略構成を示す説明図である。本実施例では、流体としての高圧ガスの過流を防止する過流防止弁について説明する。図１では、非動作時、すなわち、開弁状態の過流防止弁１００の部分断面図を示した。図示するように、過流防止弁１００は、第１の管状部材１０と、弁体２０と、第２の管状部材３０と、コイルスプリング４０と、を備えている。

第１の管状部材１０は、高圧ガスが流入する流入口１２と、この流入口１２から流入した高圧ガスが流れる第１のガス流路１３と、弁室１４とを備えている。弁室１４内には、図中に一点鎖線で示した第１の管状部材１０の軸線方向に沿って移動（摺動）可能に、弁体２０が設けられている。なお、図示するように、流入口１２、および、第１のガス流路１３の内径は、弁室１４の内径よりも小さく、弁体２０の流入口１２側への移動は制限されている。

また、第１の管状部材１０において、流入口１２と反対側の端部近傍の内壁には、雌ねじ１５が形成されている。また、第１の管状部材１０の内壁において、後述する弁座部３１の弁体２０との着座面３１ｆよりも流出口３４側に、第１の管状部材１０の内側に突出する突出部１６が設けられている。なお、本実施例の過流防止弁１００において、第１の管状部材１０と突出部１６とは、過流防止弁１００の製造時に、第１の管状部材１０の流入口１２と反対側の端部の開口部から、弁室１４内に弁体２０を挿入可能なように、別部材からなる。この突出部１６は、後述するように、過流防止弁１００の解除作業時に、弁座部３１の着座面３１ｆが突出部１６よりも流出口３４側に移動された場合に、弁体２０と当接することによって、流出口３４側への弁体２０の移動を制限する。この突出部１６の機能については、後から詳述する。

第２の管状部材３０は、第１の管状部材１０の内部に、上記軸線方向に沿って移動可能に装着される。本実施例では、第２の管状部材３０の側壁に、雄ねじ３５が形成されており、第１の管状部材１０における雌ねじ１５と第２の管状部材３０における雄ねじ３５とが螺合される。なお、第２の管状部材３０において、雄ねじ３５が形成されている部位よりもガスの流れ方向の上流側の側面には、溝部３６が形成されており、この溝部３６には、Ｏリング３７が嵌合されている。このＯリング３７によって、第１の管状部材１０と第２の管状部材３０との気密性が確保されている。Ｏリング３７は、［課題を解決するための手段］におけるシール部材に相当する。

そして、第２の管状部材３０は、弁体２０が着座する弁座部３１と、弁体２０が弁座部３１に着座していないときに第１のガス流路１３と連通するとともに、弁体２０が弁座部３１に着座しているときに第１のガス流路１３と非連通となる第２のガス流路３３と、第２のガス流路３３からガスが流出する流出口３４とを備えている。

コイルスプリング４０は、図示するように、弁体２０に設けられた凹部２４と、第２の管状部材３０において、凹部２４と対向する位置に設けられた凹部３２にそれぞれ嵌合することによって固定されている。このコイルスプリング４０は、弁体２０を、上記軸線方向に沿って、弁座部３１から離れる方向に付勢する。コイルスプリング４０は、［課題を解決するための手段］における付勢部材に相当する。なお、第１の管状部材１０において、第１のガス流路１３から弁室１４へのガスの流路は、弁体２０の流入口１２側の表面に設けられた突起部２２によって確保されている。

この過流防止弁１００では、流入口１２から所定流量未満の高圧ガスが流入している場合には、弁室１４への高圧ガスの流入圧力が比較的低いため、弁室１４内に設けられた弁体２０は、コイルスプリング４０の付勢力によって、弁座部３１に着座せず、第１のガス流路１３と第２のガス流路３３とは連通している、すなわち、開弁状態となっている。したがって、流入口１２から流入した高圧ガスは、図中に破線矢印で示したように、第１のガス流路１３、弁室１４、第２のガス流路３３を通って、流出口３４から外部に流出する。

Ｂ．動作時の状態：
図２は、動作時の過流防止弁１００を示す説明図である。過流防止弁１００において、流入口１２から所定流量以上の高圧ガスが流入した場合には、弁室１４への高圧ガスの流入圧力が比較的高くなるため、弁室１４内に設けられた弁体２０は、図示するように、コイルスプリング４０の付勢力に抗して弁座部３１の着座面３１ｆに着座し、第１のガス流路１３と第２のガス流路３３とは非連通となる、すなわち、閉弁状態となる。

Ｃ．解除作業時の状態：
図３は、解除作業時の過流防止弁１００を示す説明図である。図２に示したように、過流防止弁１００が動作して閉弁状態となった後、過流防止弁１００のユーザは、過流防止弁１００を再度利用するために、過流防止弁１００の状態を、非動作時の状態、すなわち、開弁状態に復帰させる解除作業を行う。この解除作業時には、過流防止弁１００のユーザは、第１の管状部材１０を固定し、第２の管状部材３０を、上記軸線を中心として回転させることによって、雌ねじ１５と雄ねじ３５との螺合を緩め、第２の管状部材３０を、上記軸線方向に沿って、流出口３４側（高圧ガスの流れ方向の下流側）に、すなわち、弁体２０と弁座部３１とが離れる方向に移動させる。このとき、弁体２０は、高圧ガスの流入圧力によって、弁座部３１に着座したまま弁座部３１の移動に追従して流出口３４側に移動する。

その後、さらに、過流防止弁１００のユーザが、第２の管状部材３０を、上記軸線方向に沿って、流出口３４側に移動させ、図示するように、弁座部３１の着座面３１ｆが突出部１６よりも流出口３４側に移動された場合には、弁体２０と突出部１６とが当接することによって、流出口３４側への弁体２０の移動は、突出部１６によって制限される。このとき、弁体２０が弁座部３１から離座して、第１のガス流路１３と第２のガス流路３３とが連通する。なお、図３から分かるように、この時点においても、第１の管状部材１０と第２の管状部材３０との気密性は、Ｏリング３７によって確保されている。

そして、第１のガス流路１３と第２のガス流路３３とが連通すると、第１のガス流路１３内の高圧ガスが、第２のガス流路３３を通じて流出口３４から流出し、第１のガス流路１３内の圧力と第２のガス流路３３内の圧力との差が小さくなっていく。なお、過流防止弁１００が動作して閉弁状態となったときの第１のガス流路１３内の圧力と第２のガス流路３３内の圧力との差が比較的小さい場合には、流出口３４側への弁体２０の移動が突出部１６によって制限される前に、コイルスプリング４０の付勢力によって、弁体２０が弁座部３１から離座して、第１のガス流路１３と第２のガス流路３３とが連通することになる。

Ｄ．復帰時の状態：
図４は、復帰時の過流防止弁１００を示す説明図である。図３に示した解除作業によって、第１のガス流路１３内の圧力と第２のガス流路３３内の圧力との差が十分に小さくなる、あるいは、第１のガス流路１３内の圧力と第２のガス流路３３内の圧力とが同じ圧力になると、図示するように、弁体２０は、コイルスプリング４０の付勢力によって、過流防止弁１００の非動作時の位置に復帰する。

この後、過流防止弁１００のユーザが、第２の管状部材３０を第１の管状部材１０に締め込み、再度、弁座部３１を過流防止弁１００の非動作時の位置に移動させることによって、過流防止弁１００の状態は、図１に示した非動作時の状態に復帰する。

以上説明した本実施例の過流防止弁１００によれば、弁体２０を移動させるためのアクチュエータを用いることなく、比較的簡易な構成で、過流防止弁１００が動作した後に、過流防止弁１００の状態を、非動作時の状態に復帰させることができる。また、本実施例の過流防止弁１００によれば、過流防止弁１００が動作した後に、過流防止弁１００を分解することなく、すなわち、第１の管状部材１０と第２の管状部材３０とを分離することなく、過流防止弁１００の状態を、非動作状態に復帰させることができる。

Ｅ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。

Ｅ１．変形例１：
図５は、第１変形例の過流防止弁１００Ａの概略構成を示す説明図である。図１と同様に、非動作時、すなわち、開弁状態の過流防止弁１００Ａの部分断面図を示した。図５と図１との比較から分かるように、第１変形例の過流防止弁１００Ａでは、実施例の過流防止弁１００におけるコイルスプリング４０の代わりに、付勢部材として、湾曲した板バネ４０Ａを備えている。これ以外の過流防止弁１００Ａの構成は、実施例の過流防止弁１００の構成と同じである。

なお、図示および詳細な説明は省略するが、第１変形例の過流防止弁１００Ａの動作時の状態や、解除作業時の状態や、復帰時の状態は、実施例の過流防止弁１００の動作時の状態や、解除作業時の状態や、復帰時の状態と同様である（図２〜４参照）。

以上説明した第１変形例の過流防止弁１００Ａによっても、上記実施例の過流防止弁１００と同様に、弁体２０を移動させるためのアクチュエータを用いることなく、比較的簡易な構成で、過流防止弁１００Ａが動作した後に、過流防止弁１００Ａの状態を、非動作時の状態に復帰させることができる。また、第１変形例の過流防止弁１００Ａによっても、過流防止弁１００Ａが動作した後に、過流防止弁１００Ａを分解することなく、すなわち、第１の管状部材１０と第２の管状部材３０とを分離することなく、過流防止弁１００Ａの状態を、非動作状態に復帰させることができる。

Ｅ２．変形例２：
図６は、第２変形例の過流防止弁１００Ｂの概略構成を示す説明図である。図１と同様に、非動作時、すなわち、開弁状態の過流防止弁１００Ｂの部分断面図を示した。図６と図１との比較から分かるように、第２変形例の過流防止弁１００Ｂでは、実施例の過流防止弁１００における第１の管状部材１０の代わりに、第１の管状部材１０Ｂを備えている。

この第１の管状部材１０Ｂは、過流防止弁１００Ｂの製造時に、流入口１２側から弁室１４内に弁体２０を挿入可能なように、ほぼストレートな形状を有している。また、実施例の過流防止弁１００では、第１の管状部材１０と突出部１６とは、別部材からなるものとしたが、第２変形例の過流防止弁１００Ｂにおける第１の管状部材１０Ｂでは、突出部１６Ｂが第１の管状部材１０Ｂに一体的に形成されている。また、第１のガス流路１３内における弁体２０よりも流入口１２側には、弁体２０の流入口１２側への移動を制限するためのＣリング１７が備えられる。これら以外の過流防止弁１００Ｂの構成は、実施例の過流防止弁１００の構成と同じである。

なお、図示および詳細な説明は省略するが、第２変形例の過流防止弁１００Ｂの動作時の状態や、解除作業時の状態や、復帰時の状態は、実施例の過流防止弁１００の動作時の状態や、解除作業時の状態や、復帰時の状態と同様である（図２〜４参照）。

以上説明した第２変形例の過流防止弁１００Ｂによっても、上記実施例の過流防止弁１００と同様に、弁体２０を移動させるためのアクチュエータを用いることなく、比較的簡易な構成で、過流防止弁１００Ｂが動作した後に、過流防止弁１００Ｂの状態を、非動作時の状態に復帰させることができる。また、第２変形例の過流防止弁１００Ｂによっても、過流防止弁１００Ｂが動作した後に、過流防止弁１００Ｂを分解することなく、すなわち、第１の管状部材１０Ｂと第２の管状部材３０とを分離することなく、過流防止弁１００Ｂの状態を、非動作状態に復帰させることができる。

Ｅ３．変形例３：
図７は、第３変形例の過流防止弁１００Ｃの概略構成を示す説明図である。図１と同様に、非動作時、すなわち、開弁時の過流防止弁１００Ｃの部分断面図を示した。図７と図１との比較から分かるように、第３変形例の過流防止弁１００Ｃでは、実施例の過流防止弁１００における第１の管状部材１０の代わりに、第１の管状部材１０Ｃを備えている。

この第１の管状部材１０Ｃは、ほぼストレートな形状を有する第１の部材１０ａと、第１の部材１０ａの内径よりも小さい内径の貫通孔を有し、弁体２０の流入口１２側への移動を制限する第２の部材１０ｂとからなる。第１の部材１０ａには、先に説明した第２変形例の過流防止弁１００Ｂにおける第１の管状部材１０Ｂと同様に、突出部１６Ｃが一体的に形成されている。そして、第１の部材１０ａと、第２の部材１０ｂとは、図示するように、第１の部材１０ａの内壁に形成された雌ねじと、第２の部材１０ｂに形成された雄ねじとを螺合することによって結合される。第１の部材１０ａと第２の部材１０ｂとの間には、第１の部材１０ａと第２の部材１０ｂとの気密性を確保するための、図示しないシール部材が設けられている。

なお、図示および詳細な説明は省略するが、第３変形例の過流防止弁１００Ｃの動作時の状態や、解除作業時の状態や、復帰時の状態は、実施例の過流防止弁１００の動作時の状態や、解除作業時の状態や、復帰時の状態と同様である（図２〜４参照）。

以上説明した第３変形例の過流防止弁１００Ｃによっても、上記実施例の過流防止弁１００と同様に、弁体２０を移動させるためのアクチュエータを用いることなく、比較的簡易な構成で、過流防止弁１００Ｃが動作した後に、過流防止弁１００Ｃの状態を、非動作時の状態に復帰させることができる。また、第３変形例の過流防止弁１００Ｃによっても、過流防止弁１００Ｃが動作した後に、過流防止弁１００Ｃを分解することなく、すなわち、第１の管状部材１０Ｃ（１０ａ，１０ｂ）と第２の管状部材３０とを分離することなく、過流防止弁１００Ｃの状態を、非動作状態に復帰させることができる。

１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…過流防止弁
１０，１０Ｂ，１０Ｃ…第１の管状部材
１０ａ…第１の部材
１０ｂ…第２の部材
１２…流入口
１３…第１のガス流路
１４…弁室
１６，１６Ｂ，１６Ｃ…突出部
２０…弁体
２２…突起部
２４…凹部
３０…第２の管状部材
３１…弁座部
３１ｆ…着座面
３２…凹部
３３…第２のガス流路
３４…流出口
３５…雄ねじ部
３６…Ｏリング
４０…コイルスプリング
４０Ａ…板バネ

Claims (1)

1. 過流防止弁であって、
   外部から流体が流入する流入口と、該流入口から流入した前記流体が流れる第１の流体流路と、弁室とを有する第１の管状部材と、
   前記弁室内に、前記第１の管状部材の軸線方向に沿って移動可能に設けられた弁体と、
   前記第１の管状部材の内部に、前記軸線方向に沿って移動可能に装着される第２の管状部材であって、前記弁体が着座する弁座部と、前記弁体が前記弁座部に着座していないときに前記第１の流体流路と連通するとともに、前記弁体が前記軸線方向に沿って移動して、前記弁座部に着座しているときに前記第１の流体流路と非連通となる第２の流体流路と、該第２の流体流路から外部に前記流体が流出する流出口と、前記第１の管状部材と前記第２の管状部材との間の気密性を確保するためのシール部材とを有する第２の管状部材と、
   前記弁体を、前記軸線方向に沿って、前記弁座部から離れる方向に付勢する付勢部材と、
   前記第１の管状部材の内壁において、前記弁座部の前記弁体との着座面よりも前記流出口側に、前記第１の管状部材の内側に突出するように設けられた突出部であって、前記第２の管状部材が前記第１の管状部材に対して前記軸線方向に沿って移動されることによって前記着座面が前記突出部よりも前記流出口側に移動された場合に、前記弁体と当接することによって、前記流出口側への前記弁体の移動を制限するための突出部と、
   を備える過流防止弁。

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