JP2521543Y2 - 吸入ガス供給用定流量弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、生体、主に人体に空気や酸素などの吸入ガ
スを定流量で供給するための吸入ガス供給用定流量弁に
関する。例えば、火災現場で用いられる空気吸入器、医
療分野で用いられる酸素吸入器、更に、スキューバダイ
ビングで用いられる潜水器などに利用することができ
る。

〔背景技術〕

一般に、空気吸入器、酸素吸入器、潜水器などは、空
気や酸素などの高圧吸入ガスを充填した高圧ガスボンベ
と、吸入マスクと、前記高圧ガスボンベ内の高圧吸入ガ
スを減圧して定流量で前記吸入マスクに供給する定流量
弁とから構成されている。

例えば、火災現場で用いられる空気吸入器は、高圧吸
入空気（最高圧力300kgf/cm²）を充填した高圧ガスボン
ベと、吸入マスクと、前記高圧ガスボンベ内の高圧吸入
空気を減圧して定流量で前記吸入マスクに供給する定流
量弁とから構成されている。なお、高圧ガスボンベは、
背負子を介して背中に背負えるようになっている。

従来、この種のガス吸入器に付属する吸入ガス供給用
定流量弁は、高圧吸入ガスを充填した高圧ガスボンベの
一端放出口に開閉バルブを取り付け、この開閉バルブに
ホースを介して前記高圧ガスボンベ内の吸入ガス圧力を
表示する圧力計と、吸入ガスを定流量で前記吸入具に供
給する減圧バルブとをそれぞれ接続した構成である。

なお、これらの開閉バルブ、圧力計および減圧バルブ
は、高圧ガスボンベ内に充填される高圧吸入ガス圧力が
最高300kgf/cm²であることから、この圧力に耐え得る材
質として銅合金が採用されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、この種のガス吸入器では、携帯あるいは運
搬上から、小型化、軽量化が要請されている。特に、火
災現場で使用される空気吸入器は、それを背負って避難
あるいは消火作業を行わなければならないことから、た
とえ数パーセントでも軽量化をはかることが重要な課題
であると同時に、少しでも小型化することが重要な課題
である。

高圧ガスボンベに関しては、軽量化の要請に応えるべ
く、数年前より従来のスチール製容器に代わって、アル
ミニウムのシームレスライナの上からエポキシ樹脂含浸
高強度ガラス繊維を巻いたFRPコンポジット（複合材
料）製容器が急速に使用されてきている。

しかし、吸入ガス供給用定流量弁については、従来の
ままの銅合金であるため重く、軽量化の要請に応えられ
ていない。また、高圧ガスボンベに取り付けられる開閉
バルブと、圧力計と、減圧バルブとがそれぞれ別体とし
て構成され、かつ、これらがホースを介して接続された
構成であるため、大きなスペースが必要で小型化の障害
となっている。

このことは、消火作業を行う消防士などの消火作業を
損なうばかりか、これら訓練された人以外の一般人が使
用するガス吸入器としては、使いずらく迅速な非難が困
難である上、安全性の面でも問題が残されている。

ここに、本考案の目的は、このような従来の問題を解
消し、小型化および軽量化がはかれると同時に、安全性
をも確保できる吸入ガス供給用定流量弁を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

そのため、本考案では、高圧ガスボンベに収容された
高圧吸入ガスを減圧して定流量で供給するための吸入ガ
ス供給用定流量弁であって、前記高圧ガスボンベの一端
放出口に取り付けられる開閉バルブと、この開閉バルブ
の入口側に取り付けられ前記高圧ガスボンベ内の吸入ガ
ス圧力を表示する圧力計と、前記開閉バルブの出口側に
取り付けられ前記吸入ガスを減圧して定流量で放出する
減圧バルブとを備え、少なくとも前記開閉バルブおよび
減圧バルブの主要構成部品をアルミニウム合金で形成す
るとともに、前記開閉バルブ、圧力計および減圧バルブ
を前記高圧ガスボンベの外径寸法内に収まるように配置
構成した、ことを特徴とする。

〔作用〕

高圧ガスボンベに収容された高圧吸入ガスは、開閉バ
ルブの入口側へ導入されているので、圧力計によって高
圧ガスボンベ内の高圧吸入ガス圧力が表示されている。
ここで、開閉バルブを開くと、高圧ガスボンベ内の高圧
吸入ガスは、開閉バルブを通って減圧バルブへ導入さ
れ、ここで、減圧された後、定流量で放出される。

ここで、開閉バルブには圧力計および減圧バルブが直
接取り付けられているので、つまり一箇所に集約的に配
置されているので小型化をはかることができる。同時
に、開閉バルブおよび減圧バルブの主要構成部品がアル
ミニウム合金で形成されているので、軽量化をはかるこ
とができる。しかも、開閉バルブ、圧力計および減圧バ
ルブが高圧ガスボンベの外径寸法内に収まるように配置
構成されているので、消火作業時にこれら部品がぶつか
って放出される吸入ガス圧力あるいは流量が変動するこ
とも防止できるから、安全性を確保できる。

〔実施例〕

以下、本考案の定流量弁を火災現場で使用される吸気
吸入器に適用した一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第５図は本実施例の空気封入器の使用状態を示してい
る。同空気吸入器は、内部に高圧吸入ガスである高圧吸
入空気（最高圧力300kgf/cm²）を収容した高圧ガスボン
ベ１と、この高圧ガスボンベ１の一端放出口1Aに取り付
けられた定流量弁２と、この定流量弁２にホース３を介
して接続されたヘルメット４とから構成されている。

従って、高圧ガスボンベ１を背負子５を介して背中に
背負い、かつ、ヘルメット４を頭から被った状態におい
て、定流量弁２を開けば、高圧ガスボンベ１内の高圧吸
入空気が定流量弁２およびホース３を介してヘルメット
４内にパージされるから、安全に避難あるいは消火作業
することができる。

さて、本実施例の定流量弁２は、第１図に示す如く、
前記高圧ガスボンベ１の一端放出口1Aに取り付けられる
開閉バルブ11と、この開閉バルブ11の入口側に取り付け
られ前記高圧ガスボンベ１内の高圧吸入空気圧力を表示
する圧力計31と、前記開閉バルブ11の出口側に取り付け
られ前記高圧吸入空気を約2kgf/cm²に減圧して定流量で
放出する減圧バルブ41と、この減圧バルブ41から放出さ
れる吸入空気流量を切り替える流量切替バルブ71とから
構成されている。

前記開閉バルブ11は、本体12を備える。本体12には、
一端側に前記高圧ガスボンベ１への取付ねじ部13が、他
端側に前記減圧バルブ41を取り付けるための取付ねじ部
14がそれぞれ形成されている。取付ねじ部13の中心から
取付ねじ部14の中心に向かって、途中に弁座15を有する
ガス流路16A,16Bがそれぞれ形成されている。ガス流路1
6A,16Bの間には、互いに直角に配置された弁体収納穴1
7、圧力計取付穴18および安全装置取付穴19がそれぞれ
ガス流路16Aに対して直角に連通形成されている。20は
Ｏリングである。

弁体収納穴17には、前記弁座15を開閉する弁体21が進
退自在に螺合されているとともに、この弁体21を回転さ
せながら進退させる回動ハンドル機構24が螺合されてい
る。弁体21は、先端面に前記弁座15に対して接離するパ
ッキン22を有するとともに、外端面に凹溝23を有する。
回動ハンドル機構24は、前記弁体収納穴17に螺合された
押えねじ25と、この押えねじ25の中心軸方向に回動自在
に保持されかつ先端面に前記凹溝23に係合する突起片26
を有する回動軸27と、この回動軸27の外端おねじ部28に
ナット29を介して固定されたハンドル30とから構成され
ている。

圧力計取付穴18には、第２図に示す如く、前記圧力計
31が取り付けられている。また、安全装置取付穴19に
は、中心孔に可溶合金32を収納した押えねじ33を介して
破裂板34が収納されている。可溶合金32は、温度が105
±５℃になったとき可溶する低温ハンダによって構成さ
れている。破裂板34は、ガス流路16A内の高圧吸入空気
圧力つまり高圧ガスボンベ１内の高圧吸入空気圧力が35
0±50kgf/cm²に達したとき破裂し高圧ガスボンベ１内の
高圧吸入空気を外部へ逃がす役目を果たす。35はこれら
の外部を覆うキャップである。

なお、上述した開閉バルブ11を構成する部品のうち主
要構成部品、ここでは、本体12、弁体21、押えねじ25、
回動軸27およびキャップ35については、アルミニウム合
金によって形成されている。

次に、前記減圧バルブ41は、前記本体12の取付ねじ部
14に袋ナット42を介して取り付けられたニップル43と、
このニップル43にボディ44を介して取り付けられたシリ
ンダ45とを備える。ニップル43の中心軸方向には、前記
本体12のガス流路16Bに連通しかつ途中に絞りを有する
ガス流路46が形成されている。ガス流路46には、その一
端側に網47が取り付けられているとともに、他端側に弁
座体48が収納されている。

弁座体48には、第３図に示す如く、外周面にスリット
49が、先端面にシート50がそれぞれ設けられているとと
もに、中心に前記ガス流路46に連通する弁孔51が形成さ
れている。弁孔51には、先端に向かうに従ってテーパ状
に細径となったニードル弁52が収納されている。ニード
ル弁52は、先端が前記ボディ44に形成された開口53から
下方へ突出されているとともに、ばね54によって常時弁
孔51を閉じる方向へ付勢されている。

シリンダ45の内部には、ピストン55が摺動自在に収納
されているとともに、圧力調節ねじ56が螺合されてい
る。ピストン55によって仕切られたシリンダ室57の内壁
には、中心軸方向に沿ってガス流路58Aを有し前記ホー
ス３の一端を接続するためのノズル58が取り付けられて
いる。ピストン55の中心位置には、先端に前記ニードル
弁52に当接する突部59を有するガイド軸60がナット61に
より保持されている。圧力調節ねじ56には、中心位置に
前記ガイド軸60の下部を摺動自在に保持する保持孔62が
形成れているとともに、周囲の所定角度位置に逃げ孔63
が形成されている。圧力調節ねじ56とピストン55との間
には、ばね64が収納されている。65は逃げ孔、66はブリ
ード孔である。

なお、上述した減圧バルブ41を構成する部品のうち主
要構成部品、ここでは、袋ナット42、ニップル43、ボデ
ィ44、シリンダ45、弁座体48、ピストン55、圧力調節ね
じ56、ノズル58およびガイド軸60については、アルミニ
ウム合金によって形成されている。

次に、前記流量切替バルブ71は、第４図にも示す如
く、前記ノズル58のガス流路58Aの途中に形成された絞
り流路72と、この絞り流路72の外周壁に環状に形成され
た環状溝73と、この環状溝73を閉じるようにノズル58の
外周面に回動自在に設けられたアルミウム製のリング74
と、前記絞り流路72を挟んでガス流路58Aを前記環状溝7
3に連通させる２つの孔75,76と、前記環状溝73内にボル
ト77を介して前記リング74に連動して回転可能に収納さ
れた半円環状のスプール78とから構成されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

組み立てに当たっては、開閉バルブ11、圧力計31、減
圧バルブ41および流量切替バルブ71からなる定流量弁２
の取付ねじ部13を高圧ガスボンベ１の放出口1Aに取り付
けるとともに、ノズル58にホース３を介してヘルメット
４を接続する。このとき、定流量弁２は、高圧ガスボン
ベ１の外径寸法内に収まるように配置構成されているか
ら、例えば第５図に示す如く、高圧ガスボンベ１の外周
所定間隔位置から複数本の棒６を突出させれば、これら
の棒６によって覆うことができる。よって、消火作業時
にこれらのぶつかりによる吸入空気の圧力や流量の変動
を防止できる。

さて、高圧ガスボンベ１内に収容された高圧吸入空気
は、開閉バルブ11のガス流路16Aから、圧力計取付穴18
を通って圧力計31に、また、安全装置取付穴19を通って
破裂板34にそれぞれ導入されている。従って、圧力計31
には、高圧ガスボンベ１内に収容された高圧吸入空気圧
力が表示されていると同時に、高圧ガスボンベ１内に収
容された高圧吸入空気圧力が破裂板34で規定される許容
圧力を越えると、破裂板34が破裂し高圧ガスボンベ１内
に収容された高圧吸入空気が外部へ逃がされるので、安
全性が確保されている。また、可溶合金32によって高温
度に対する安全性も確保されている。

ここで、ハンドル30を開方向へ回すと、回動軸27の突
起片26に係合する弁体21が回動されながら弁座15に対し
て離れる方向へ後退するので、弁座15から弁体21のパッ
キン22が離れ弁座15が開く。すると、高圧吸入空気は、
網47、ガス流路46および弁座体48の弁孔51とニードル弁
52との隙間を通って、シリンダ室57内に流入する。

このとき、シリンダ室57内の圧力とピストン55に作用
するばね64の反発力とが2kgf/cm²でバランスし、弁座体
48の弁孔51とニードル弁52との隙間をコントロールして
いるので、シリンダ室57内の圧力は定圧力に保たれる。
ここで、仮に、シリンダ室57内の圧力が2kgf/cm²越えて
例えば３〜3.5kgf/cm²に達すると、ピストン55がばね64
の反発力に抗して押し下げられるので、シリンダ室57内
の空気はブリード孔66から外部へブリードされるから、
安全が確保されている。

続いて、シリンダ室57内の吸入空気は、流量切替バル
ブ71の絞り流路72を通ってノズル58のガス流路58Aへ流
れる。このとき、リング74の回動操作に連動してスプー
ル78を２つの孔75,76から外れる位置まで回動させる
と、２つの孔75,76および環状溝73を通じて絞り流路72
とは別の流路が構成されるため、吸入空気の流量が切り
替えられる。ここでは、絞り流路72のみの場合には20l/
min、孔75,76および環状溝73による流路が開放された場
合には30l/minに切り替えられる。

続いて、ノズル58のガス流路58Aから放出された吸入
空気は、ホース３を通ってヘルメット４内にパージされ
る。よって、安全に避難あるいは消火作業を行うことが
できる。

従って、本実施例によれば、開閉バルブ11に圧力計31
および減圧バルブ41を直接取り付けた構成であるから、
つまり一箇所に集約的に配置した構成であるので、従来
のホースを介してして接続したものに比べ、小型化をは
かることができる。

また、開閉バルブ11および減圧バルブ41の主要構成部
品、具体的には開閉バルブ11を構成する部品のうち本体
12、弁体21、押えねじ25、回動軸27およびキャップ35
を、また、減圧バルブ41を構成する部品のうちニップル
43、ボディ44、シリンダ45、弁座体48、ピストン55、圧
力調節ねじ56、ノズル58およびガイド軸60をそれぞれア
ルミニウム合金で形成したので、軽量化をはかることが
できる。その際、これらのアルミニウム合金の表面を茶
褐色のタフコート処理を施せば、アルミニウム合金地肌
から受ける軽薄感をなくし、高級重厚感を出すことがで
きると同時に、表面硬度を上げることができる。

また、開閉バルブ11、圧力計31および減圧バルブ41が
高圧ガスボンベ１の外径寸法内に収まるように構成した
ので、作業時にこれら部品がぶつかって放出される吸入
ガス圧力あるいは流量が変動することも防止できるか
ら、安全性を確保できる。しかも、第５図のように、複
数本の棒６で囲えば、より高い安全性を確保できる。

なお、上記実施例では、流量切替バルブ71を設け、流
量を２段階、つまりに20l/minと30l/minとの２段階に切
り替えられるようにしたが、特に切り替えなしでもよ
く、あるいは、３段階以上に切り替えられるようにして
もよい。この場合、流量も20l/minと30l/minとに限られ
ものではない。

また、上記実施例では、ノズル58にホース３を直接接
続するようにしたが、例えばワンタッチカプラを介して
ホース３を接続するようにすることもできる。このよう
にすれば、ヘルメット４の部分をワンタッチで脱着する
ことができる。その場合、ワンタッチカプラに自動開閉
バルブ機構を内蔵したものを使用すれば、ヘルメット４
の部分を離脱させた時にガスの放出を自動的に遮断する
ことができる。

また、上記実施例では、火災現場で使用する空気吸入
器に適用した例について説明したが、本考案はこれに限
られるものではなく、このほか、医療分野で用いられる
酸素吸入器やスキューバダイビングで用いられる潜水器
などにも適用することができる。

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、小型化および軽量化が
はかれると同時に、安全性をも確保した吸入ガス供給用
定流量弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示すもので、第１図は定流量弁
を示す断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３
図は第１図の一部を拡大した断面図、第４図は第１図の
IV−IV線断面図、第５図は使用状態を示す図である。 １…高圧ガスボンベ、２…定流量弁、11…開閉バルブ、
31…圧力計、41…減圧バルブ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧ガスボンベに収容された高圧吸入ガス
   を減圧して定流量で供給するための吸入ガス供給用定流
   量弁であって、 前記高圧ガスボンベの一端放出口に取り付けられる開閉
   バルブと、この開閉バルブの入口側に取り付けられ前記
   高圧ガスボンベ内の吸入ガス圧力を表示する圧力計と、
   前記開閉バルブの出口側に取り付けられ前記吸入ガスを
   減圧して定流量で放出する減圧バルブとを備え、 少なくとも前記開閉バルブおよび減圧バルブの主要構成
   部品をアルミニウム合金で形成するとともに、前記開閉
   バルブ、圧力計および減圧バルブを前記高圧ガスボンベ
   の外径寸法内に収まるように配置構成した、 ことを特徴とする吸入ガス供給用定流量弁。