JP7304943B2 - 下流に過圧力が発生した場合に圧力を逃がす安全弁が組み込まれた圧力調節器 - Google Patents
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Description
圧力調節器の出口で低圧チャンバを区画する静的な下流ボディと、
圧力調節器の入口で高圧チャンバを区画する上流ボディであって、上流側体の上部に形成された内部通路に対向して配置された膨張シートを有する上流ボディと、
一側が低圧チャンバからのガスに押圧され、他側が第1付勢部材に押圧される調節部を形成する可動ピストンと、
ピストンと協働し、且つ、低圧チャンバと高圧チャンバとの間の連通を遮断する上流位置と、低圧チャンバと高圧チャンバとの間の連通を開放する下流位置との間で、膨張シートに対して移動可能な調節フラップと、
を有し、
この圧力調節器は、
(i) ピストンが、貫通する内部通路を有し、内部通路が、
下流ボディの側で低圧チャンバに面し且つ排出シートを形成する開放された上端部と、
上流ボディと下流ボディとの間に介在する中間チャンバに開口する下端部であって、前記中間チャンバが漏出回路に接続される下端部と、
を含む2つの対向する端部を有することを特徴とし、
(ii) 前記圧力調節器は、さらに、内部通路を有する管状のバルブロッドを有し、バルブロッドが、ピストンの内部通路及び上流ボディの上部の内部通路の両方を通過することにより、このバルブロッドが、
ピストンの内部通路の上端に設けられた排出シートに当接するのに適合した排出フラップを形成するフレア状の上端と、
膨張シートに当接するのに適合した調節フラップを形成する下端と、を有し、
(iii) 第1付勢部材は、ピストンを下流ボディに向かって付勢することによりピストンと上流ボディとの間で圧縮され、第2付勢部材は、ピストンとバルブロッドに固定されたプレートとの間で圧縮されて、排出フラップを排出シートに対して押圧する方向へバルブロッドをピストンに対して付勢する
ことを特徴とする。
低圧チャンバの過圧力が、第2付勢部材がバルブロッドを押し付ける効果で、調節フラップを上流側の閉位置にするのに十分に、下流ボディから離れる方向へピストンに作用し、
バルブロッドが膨張シートに接してピストンが下流ボディから十分に離れ、排出フラップが排出シートから離脱して下流の開位置になり、低圧チャンバと漏出回路に接続された排出通路とが連通し、漏出回路において排出が行われて下流の圧力が放出される。
下流の圧力(低圧チャンバの圧力)が低閾値圧力(または設定値)を下回ると、低圧チャンバと高圧チャンバとの間の連通を遮断すること、
(特に回収装置の漏れを反映する)圧力低下の不具合が解消されない間は、圧力調節器の再起動を禁止すること、
圧力降下の不具合(または回収装置の漏れ)が解消されると、手動リセットによってのみ圧力調節器の再起動を可能にすること、
が可能になる。
シャッターフィンガーをバルブロッドの開放された上端に接近する下降位置と、
シャッターフィンガーがバルブロッド(67)の開放された上端から離れる上昇位置と、
の間で選択的に移動可能である。
加圧されたガスのための貯蔵容器(RE)と接続するように構成された貯蔵コネクタが設けられた上流端部と、減圧されたガスを回収するための回収装置と接続するように構成された回収コネクタが設けられた下流端部とを有する回収回路であって、少なくとも1つの被制御分離ゲート及び少なくとも1つの本発明に係る圧力調節器を備える回収回路と、
貯蔵容器に充填するための加圧ガス源と接続するように構成された充填コネクタが設けられた上流端部と、回収回路の上流端部に接続された下流端部とを有する充填回路と、
を備える。
加圧されたガスの貯蔵容器REに接続するように構成された貯蔵コネクタ3が設けられた上流端部21と、
減圧されたガスの回収装置(図示せず)に接続するように構成された回収コネクタ25が設けられた下流端部22と、
を有する。
回収回路2の上流端部21に接続された上流端部91と、
外部EXTに接続された上流端部92であって、外部への集合点を形成する上流端部92と、
を有する。
外部EXTに接続、より詳細には安全回路9の上流端部92に接続される出口と、
後述するように、装置1の種々の部材、特に安全弁50,60に接続される入口と、を有する。
第2圧力調節器6の下流且つフローリミッタ600の下流で回収回路2の下流端部22に接続された入口と、
逆止弁11の上流側に接続された排出口と、
を有する。
上面の、ねじ締め込み/緩め工具のための上部有底穴511と、
外周の、外ネジ510の下方の2つのOリングシール512と、
上面に対向する下面の、第1圧力調節器5の出口に低圧チャンバ513を形成するキャビティであって、低圧チャンバ513が第2圧力調節器6の入口に接続されるキャビティと、
を有する。
低圧チャンバ513に面して排出シート521を形成する、下流ボディ51側の上端と、
中間チャンバ524へ開放される反対側の下端523と、を有する。
排出シート521(言い換えると内部通路520の上端)に当接するのに適合した排出フラップ571を形成するフレア状の上端と、
膨張シート552に当接するのに適合した調節フラップ572を形成する下端と、
を有する。
低圧チャンバ513と高圧チャンバ56との間の連通を(内部通路570を介して)遮断する上流位置であって、調節フラップ572が膨張シート552に当接する上流位置と、
低圧チャンバ513と高圧チャンバ56との間の連通を(内部通路570を介して)可能にする下流位置であって、調節フラップ572が膨張シート552から離れる下流位置と、
の間で移動可能である。
低圧チャンバ513と中間チャンバ524との間の連通を(内部通路520を介して)遮断する上流位置であって、排出フラップ571が排出シート521に当接する上流位置と、
低圧チャンバ513と中間チャンバ524との間の連通を(内部通路520を介して)可能にする下流位置であって、排出フラップ571が排出シート521から離れる下流位置と、
の間で移動可能である。
ピストン52は第1付勢部材58の作用で下流ボディ51の下面に接し、
排出フラップ571は第2付勢部材59の作用で上流の閉位置になり、
調節フラップ572は第1圧力調節器5が開くように下流の開位置になる。
調節フラップ572が下流の開位置にあって膨張シート552で膨張作用が生じ、ガスはバルブロッド57の内部通路570を通って低圧チャンバ513に到達し、
低圧チャンバ513内の圧力がピストン52に下流ボディ51から離れる方向に作用して第1圧力調節器5で圧力調節が行われ、
排出フラップ571は第2付勢部材59の作用で上流の閉位置になる。
低圧チャンバ513内の過圧力が、第2付勢部材59がバルブロッド57を押す作用で、調節フラップ572を上流側の閉位置にするのに十分に、下流ボディ51から離れる方向へピストン52に作用し、
バルブロッド57が膨張シート552に接してピストン52が下流ボディ51から十分に離れ、排出フラップ571が排出シート521から離脱して下流の開位置になり、低圧チャンバ513と漏出回路10に接続された排出通路14とが連通し、漏出回路10において吐出が行われて下流の圧力が解放される。
外周の、周辺支持部610の下方の2つのOリングシール612と、
上面(または外面)の、回収回路2の下流端22に回収コネクタ25(雌コネクタ)を形成するネジ付きオリフィスと、
上面に対向する下面の、第2圧力調節器6の出口に低圧チャンバ613を形成するキャビティであって、内側通路614を介して回収コネクタ25に接続される低圧チャンバ613と、
を有する。
低圧チャンバ613と対向し、排出シート621を形成する、下流ボディ61の側の上端と、
中間チャンバ624へ開放される反対側の下端623と、
を有する。
排出シート621(言い換えると内部通路620の上端)に当接するのに適合した排出フラップ671を形成するフレア状の上端と、
膨張シート652に当接するのに適合した調節フラップ672を形成する下端と、
を有することになる。
低圧チャンバ613と高圧チャンバ66との間の連通を(内部通路670を介して)遮断する上流位置であって、調節フラップ672が膨張シート652に当接する上流位置と、
低圧チャンバ613と高圧チャンバ66との間の連通を(内部通路670を介して)可能にする下流位置であって、調節フラップ672が膨張シート652から離れる下流位置と、
の間で移動可能である。
低圧チャンバ613と中間チャンバ624との間の連通を(内部通路620を介して)遮断する上流位置であって、排出フラップ671が排出シート621に当接する上流位置と、
低圧チャンバ613と中間チャンバ624との間の連通を(内部通路620を介して)可能にする下流位置であって、排出フラップ671が排出シート621から離れる下流位置と、
の間で移動可能である。
下流の圧力(低圧チャンバ613の圧力)が低閾値圧力PSB(または設定値)よりも低下した場合に、低圧チャンバ613と高圧チャンバ66との間の連通を遮断する機能と、
圧力低下の不具合(または回収装置における漏出)が解消されない間は、第2圧力調節器6の運転再開を禁止する機能と、
圧力低下の不具合(または回収装置における漏出)が解消されると、手動リセットによってのみ第2圧力調節器6の運転再開を許容する機能と、
を有する。
シャッターフィンガー602がバルブロッド67の開口した上端に接近し、その結果、その上端を塞いで下側チャンバ圧力613と高圧チャンバ66との間の連通を遮断できる(図24及び図27に示す)下降位置と、
シャッターフィンガー602がバルブロッド67の開口した上端から離れる(図25及び図26に示す)上昇位置と、
の間で選択的に移動可能である。
調整ネジ603が下側ストッパ部605上にあり、その結果、シャッターフィンガー602が下降位置になり、
ピストン62が、第1付勢部材68の作用で下流ボディ61の下面の方向へ上昇し、したがってバルブロッド67が上昇して、このバルブロッド67の開口した上端がシャッターフィンガー602に当接してその上端で内部通路670をブロックし、それによって低圧チャンバ613と高圧チャンバ66との間の連通が遮断される。
調整ネジ603が止めネジ604の当接部まで引き上げられ、
ピストン62が、第1付勢部材68の作用で下流ボディ61の下面に当接するまで上昇し、したがってシャッターフィンガー602が上昇位置に向かって自由に移動するようにスラスト力が発揮され(必ずしも上昇位置に完全に到達する必要はない)、
回収コネクタ25のレベルで回収装置との接続が遮断され、下流の圧力(低圧チャンバ613内の圧力)が確定する。
上流の圧力(第2圧力調節器6の入口または高圧チャンバ66の圧力)が(特にゲート40の開放後に)印加され、
この上流の圧力の影響でシャッターフィンガー602が上昇位置に向かって押されてシャッターフィンガー602がバルブロッド67の開口した上端にもはや当接しなくなり、低圧チャンバ613と高圧チャンバ66とが再び連通し、
調節フラップ672が下流の開位置にあって膨張シート652で膨張が行われ、ガスがバルブロッド67の内部通路670を通過して低圧チャンバ613に到達し、
低圧チャンバ613内の圧力がピストン62に下流ボディ61から離れる方向に作用する結果、第2圧力調節器6で圧力調節が行われ、
排出フラップ671が、第2付勢部材69の作用で上流の閉位置になる。
回収コネクタ25のレベルで回収装置との接続が解放され、
調整ネジ603がその下側ストッパ部605の上へ下降して、シャッターフィンガー602が下降位置になり、
(低圧チャンバ613内の)下流の圧力の影響で、シャッターフィンガー602がバルブロッド67の開口した上端に当接しないように、ピストン62が下流ボディ61から十分に離れ、実際、調整ネジ603のストロークとピストン62のストロークとの間にクリアランス差が設けられて、解放された調節形態においてシャッターフィンガー602がバルブロッド67のこの開口した上端をブロックしない。
低圧チャンバ613内の過圧力が、バルブロッド67を押す第2付勢部材69の効果により、膨張フラップ672が上流側の閉位置になるのに十分、下流ボディ61から離れる方向へピストン62に作用し、
バルブロッド67が膨張シート652に当接し、ピストン62が下流ボディ61から十分に離れると、排出フラップ671が排出シート621から離れて下流の開位置へ移行し、低圧チャンバ613と漏出回路10に接続された排出通路15とが連通できるようになり、漏出回路10で吐出が行われて下流の圧力が放出される。
ピストン81をネジ止め/ネジ外しするために手動または適切なツールで掴むことができ、ガス源SOのオス型ソケットと接続するために設けられ且つ充填ダクト82と連通するメス型ソケット812を備えたグリップ部811と、
上流ボディ80の内ネジ801にねじ込まれるネジ部813と、
平滑部814と、
スラストフィンガーを形成する端部815と、
を有する。
充填ダクト82が外周孔820を介して開口する拡がった上流部831と、
端部815が横切る狭まった下流部832であって、シート833を形成する下流端を有する下流部832と、
を有する。
分離フラップ85がシート833に当接することにより充填ダクト82と充填回路7の上流端72との間の連通が遮断される、充填ダクト82を閉じるための(図9に示す)上流位置と、
分離フラップ85がシート833から離れることによって充填ダクト82と充填回路7の上流端72とが連通する、充填ダクト82を開くための(図8に示す)下流位置と、
の間で移動可能な分離フラップ85を有する。
ピストン81は、端部815が付勢部材86に抗して分離フラップ85に開位置へ向かってスラスト力を与えるように下流にねじ込まれ、
ピストン81に設けられたドレンオリフィス816は、ドレンボディ84に設けられたドレンダクト841とは一致しない。
付勢部材86によって閉位置に向かって付勢されている分離フラップ85から端部815を遠ざけるように、ピストン81を上流へネジを緩め、
ピストン81に設けられたドレンオリフィス816が、ドレンボディ84に設けられたドレンダクト841と一致して、充填ダクト82と漏出回路10または安全回路9とが連通する。
回収回路2の上流端21、言い換えると充填コネクタ8の出口に接続され、貯蔵コネクタ3の主通路31に接続される入口930と、
漏出回路9の上流端92(または外部の回収点)に接続された出口931と、
を有する。
回収回路2の上流端21、言い換えると充填コネクタ8の出口に接続され、貯蔵コネクタ3の主通路31に接続された入口940と、
漏出回路9の上流端92(または外部の回収ポイント)に接続された出口941であって、流れを制限するためにキャリブレートオリフィスを形成する狭窄部が設けられた出口93と、
を有する。
回収回路2の下流端部22に接続された入口120と、
逆止弁11の上流で漏出回路10に接続された排出口121と、
を有する。
2段階の膨張を可能にする直列に接続された2つの圧力調節器5,6による膨張の質と正確さ、
特に、圧力調節器5,6に組み込まれた排出弁50,60、及び高圧安全弁93と高温安全弁94を有する安全システム601と他の安全システムによる、不具合や事故が発生した場合の安全性、
充填コネクタと加圧ガス源との間の接続解除時の自動減圧(またはドレン)機能が組み込まれた充填コネクタ8による充填動作中の安全性、
装置1内で外部、上流及び下流への漏出を確実に抑える特に効果的な二重のシールバリアを形成する2つのシールによって組織的に包囲された、漏出、排出、及びドレンのダクト14、15、16、17、18、32をまとめた漏出回路10による安全性、及び
適切なボアと種々の通路の多くの構成要素と、種々の回路2、7、9、10の通路を入れるために最適化された本体13が小型で軽量であること、
に関して多くの利点を有する。
Claims (19)
- 圧力調節器(5,6)であって、
圧力調節器(5,6)の出口で低圧チャンバ(513,613)を区画する静的な下流ボディ(51,61)と、
圧力調節器(5,6)の入口で高圧チャンバ(56,66)を区画する上流ボディ(53,63)であって、上流側体(51,63)の上部(54,64)に形成された内部通路(542,642)に対向して配置された膨張シート(552,652)を有する上流ボディ(53,63)と、
一側が低圧チャンバからのガス(513,613)に押圧され、他側が第1付勢部材(58,68)に押圧される調節部を形成する可動ピストン(52,62)と、
ピストン(52,62)と協働し、且つ、低圧チャンバ(513,613)と高圧チャンバ(56,66)との間の連通を遮断する上流位置と、低圧チャンバ(513,613)と高圧チャンバ(56,66)との間の連通を可能にする下流位置との間で、膨張シート(552,652)に対して移動可能な調節フラップ(572,672)と、
を有し、
前記圧力調節器(5,6)は、ピストン(52,62)が、貫通する内部通路(520,620)を有し、内部通路(520,620)は、
下流ボディ(51,61)の側で低圧チャンバ(513,613)に面し且つ排出シート(521,621)を形成する開放された上端部と、
上流ボディ(53,63)と下流ボディ(51,61)との間に介在する中間チャンバ(524,624)に開口する下端部(523,623)であって、前記中間チャンバ(524,624)が漏出回路(10)に接続される下端部(523,623)と、
を含む2つの対向する端部を有し、
前記圧力調節器(5,6)は、さらに、内部通路(570,670)を有する管状のバルブロッド(57,67)を有し、バルブロッド(57,67)が、ピストン(52,62)の内部通路(520,620)及び上流ボディ(53,63)の上部(54,64)の内部通路(542,642)の両方を通過することにより、このバルブロッド(57,67)が、
ピストン(52,62)の内部通路(520,620)の上端に設けられた排出シート(521,621)に当接するのに適合した排出フラップ(571,671)を形成するフレア状の上端と、
膨張シート(552,652)に当接するのに適合した調節フラップ(572,672)を形成する下端と、を有し、
第1付勢部材(58,68)は、ピストン(52,62)を下流ボディ(51,61)に向かって付勢することによりピストン(52,62)と上流ボディ(53,63)との間で圧縮され、第2付勢部材(59,69)は、ピストン(52,62)とバルブロッド(57,67)に固定されたプレート(573,673)との間で圧縮されて、排出弁(571,671)を排出シート(521,621)に対して押圧する方向へバルブロッド(57,67)をピストン(52,62)に対して上流ボディ(53,63)に向かって付勢し、
第2付勢部材(59,69)が第1付勢部材(58,68)の内部で延びていることを特徴とする圧力調節器。 - 請求項1に記載の圧力調節器(5,6)において、
プレート(573,673)がバルブロッド(57,67)の周りに締め付けられるサークリップで形成されている圧力調節器(5,6)。 - 請求項1または2に記載の圧力調節器(5,6)において、
上流ボディ(53,63)の上部(54,64)に、ボアにねじ込むことにより固定するための外ねじ(540,640)が設けられている圧力調節器(5,6)。 - 請求項1から3の何れか1つに記載の圧力調節器(5,6)において、
上流ボディ(53,63)は、下部(55,65)によって延長される上部(54,64)を有し、上部(54,64)はピストン(52,62)に面し、下部(55,65)はガス入口のためのボアの底部に当接する下部ドーム(550,650)を有し、この下部ドーム(550,650)に、高圧チャンバ(56,66)に開口する横穴(551,651)が設けられている圧力調節器(5,6)。 - 請求項4に記載の圧力調節器(5,6)において、
下部ドーム(550,650)は、上流ボディ(53,63)の上部(54,64)の内部通路(542,642)の下端に面する上面を有し、この上面にキャビティが形成されて膨張シート(552,652)が形成されている圧力調節器(5,6)。 - 請求項4または5に記載の圧力調節器(5,6)において、
上流ボディ(53,63)の下部(55,65)が、下部ドーム(550,650)の上面を包囲する円筒壁(553,653)を有し、この円筒壁(553,653)に、高圧チャンバ(56,66)に開口する横穴(554,654)が設けられている圧力調節器(5,6)。 - 請求項1から6の何れか1つに記載の圧力調節器(5,6)において、
下流ボディ(51,61)が本体(13)の外側からアクセス可能なカバーまたはプラグを形成する圧力調節器(5,6)。 - 請求項1から7の何れか1つに記載の圧力調節器(5,6)において、
下流ボディ(51,61)が、外周部に、ボア内の2つのOリングシール(512,612)を有し、漏出回路(10)に接続された漏出通路(17,18)が2つのシール(512,612)の間でボア内に開口している圧力調節器(5,6)。 - 請求項1から8の何れか1つに記載の圧力調節器(5,6)において、
下流ボディ(51,61)がボア内にねじ込むことにより固定される圧力調節器(5,6)。 - 請求項1から9の何れか1つに記載の圧力調節器(6)において、
低圧チャンバ(613)の下流の圧力が、圧力調節器(6)の出口でのガス流量の増加に対応する予め定められた低閾値圧力を下回ると、特に下流の漏れと関連して、低圧チャンバ(613)と高圧チャンバ(66)との間の連通を自動的に遮断するように構成された手動リセットを備えた安全システム(601)を有する圧力調節器(6)。 - 請求項10に記載の圧力調節器(6)において、
安全システム(601)が、バルブロッド(67)の開放された上端に対向する下流ボディ(61)に移動可能に取り付けられたシャッターフィンガー(602)を有し、このシャッターフィンガー(602)が、
シャッターフィンガー(602)をバルブロッド(67)の開放された上端に接近する下降位置と、
シャッターフィンガー(602)がバルブロッド(67)の開放された上端から離れる上昇位置と、
の間で選択的に移動可能である圧力調節器(6)。 - 請求項11に記載の圧力調節器(6)において、
シャッターフィンガー(602)が、下流ボディ(61)を貫通して形成されたオリフィス(615)に摺動可能に取り付けられている圧力調節器(6)。 - 請求項12に記載の圧力調節器(6)において、
シャッターフィンガー(602)が、外周部に、下流ボディ(61)のオリフィス(615)の内部に2つのOリングシール(616)を有し、漏出回路(10)に接続された漏出通路(617)が、下流ボディ(61)に、2つのシール(616)の間で前記オリフィス(615)に開口して形成されている圧力調節器(6)。 - 請求項12または13に記載の圧力調節器(6)において、
安全システム(601)が、下流ボディ(61)のオリフィス(615)に設けられたねじにねじ込まれる調整ねじ(603)を備え、シャッターフィンガー(602)に当接する調整ねじ(603)のねじ締め込み/緩めによってシャッターフィンガー(602)を選択的に変位させることができる圧力調節器(6)。 - 請求項14に記載の圧力調節器(6)において、
安全システム(601)が、下流ボディ(61)のオリフィス(615)に設けられたねじにねじ込まれて調整ねじ(603)の上側停止部を形成する中空の止めネジ(604)を備え、調整ねじ(603)の下側停止部が前記オリフィス(615)の内側肩部(605)によって形成されている圧力調節器(6)。 - ガスの充填及び回収装置(1)であって、
加圧されたガスを貯蔵するための容器(RE)と接続するように構成された貯蔵コネクタ(3)が設けられた上流端部(21)と、減圧されたガスを回収するための回収装置と接続するように構成された回収コネクタ(25)が設けられた下流端部(22)とを有する回収回路(2)であって、少なくとも1つの被駆動分離ゲート(4)及び少なくとも1つの圧力調節器(5,6)を備える回収回路と、
貯蔵容器(RE)に充填するための加圧ガス源(SO)と接続するように構成された充填コネクタ(8)が設けられた上流端部(71)と、回収回路(2)の上流端部(21)に接続された下流端部(72)とを有する充填回路(7)と、
を備え
少なくとも1つの圧力調節器(5,6)が、請求項1から15のいずれか1つに記載の圧力調節器であることを特徴とする装置(1)。 - 請求項16に記載の装置(1)において、
回収回路(2)が直列に接続された第1圧力調節器(5)及び第2圧力調節器(6)を備え、各圧力調節器(5,6)が請求項1から16のいずれか1つに記載の圧力調節器である装置(1)。 - 請求項18に記載の装置(1)において、
第2圧力調節器(6)のみが、請求項11から15のいずれか1つに記載の圧力調節器である装置(1)。 - 請求項16から18の何れか1つに記載の装置(1)の使用方法であって、
貯蔵コネクタ(3)が加圧された水素ガスの貯蔵容器(RE)に接続され、回収コネクタ(25)が燃料電池型の回収装置に接続されることを特徴とする装置(1)の使用方法。
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