圧力調整器

空気圧縮機は、産業、商業、家庭用作業場など様々な環境で、清掃、空気圧工具の駆動、タイヤやボールなどの空気注入といった作業に使用されます。レギュレーターは、作業に必要な圧力に合わせて、空気タンクから出る圧力を調整するために使用されます。多くの場合、1台の大型圧縮機で複数の用途に圧縮空気を供給する場合（建物全体に配管を常設する場合は「作業場用空気」と呼ばれることもあります）、各工具や機能に必要な圧力が確実に供給されるように、追加のレギュレーターが使用されます。これは、一部の空気圧工具や圧縮空気の用途では、他の工具や材料に損傷を与える可能性のある高圧が必要となるため重要です。

圧力調整器は、航空機の客室加圧、キャノピーシール圧力制御、飲料水システム、導波管加圧などに使用されています。^{[ 3 ]}

航空宇宙用圧力レギュレータは、高振動、極端な温度変化、腐食性流体が存在するリアクションコントロールシステム（RCS）および姿勢制御システム（ACS）の推進圧力制御に応用されています。 ^{[ 4 ]}

加圧容器は、大気圧下よりもはるかに速く食品を調理できます。これは、圧力が高いほど内容物の沸点が上がるためです。現代の圧力鍋はすべて、圧力調整弁と圧力解放弁を備えており、圧力調整弁が圧力を適切に解放できなかった場合に爆発を防ぐための安全機構となっています。古いモデルの中には、安全解放弁がないものもあります。ほとんどの家庭用調理器具は、低圧と高圧の設定を維持するように設計されています。これらの設定は通常、7～15ポンド/平方インチ（0.48～1.03バール）です。家庭用調理器具のほぼすべては、非常にシンプルな単段式圧力調整器を採用しています。古いモデルは、開口部の上に小さな重りを置いて、過剰な圧力で持ち上げて余分な蒸気を逃がす仕組みです。新しいモデルは通常、容器内の圧力が上昇すると持ち上げて圧力を逃がすバネ式の弁を採用しています。一部の圧力鍋には、圧力調整弁にクイックリリース設定があり、バネの張力を下げて、安全かつ迅速に圧力を逃がすことができます。業務用厨房でも圧力鍋は使用されており、場合によっては油を使った圧力鍋でファストフードを素早く揚げることもあります。このような圧力容器は、少量の調理器具を滅菌するためのオートクレーブとしても、また家庭での缶詰作りにも使用できます。 

水圧調整弁は、外部圧力が低いときは弁の開度を動的に変化させることで流入量を制限します。外部圧力が高いときは弁が全開し、外部圧力が高いときは弁が閉じます。水圧がない状態、つまり水が逆流する可能性がある状況では、水の流れは妨げられません。水圧調整弁は逆止弁としては機能しません。

これらは、配管末端の水圧が高すぎる用途において、機器や配管の損傷を防ぐために使用されます。

酸素燃料溶接および切断プロセスでは、特定の圧力のガスが必要であり、一般的にレギュレーターを使用して、貯蔵ボンベの高圧を切断および溶接に使用できる圧力まで減圧します。酸素および燃料ガスレギュレーターは通常2段階です。レギュレーターの第1段階では、ガスが放出されるにつれてボンベ内の圧力が低下しても、ボンベから一定の圧力でガスを放出します。レギュレーターの第2段階では、中間圧力から低圧への圧力低下を制御します。最終的な流量はトーチで調整できます。レギュレーターアセンブリには通常2つの圧力計があり、1つはボンベ圧力を示し、もう1つは供給圧力を示します。不活性ガスシールドアーク溶接も、レギュレーターを介して供給される高圧ガスを使用します。特定のガスに合わせて校正された流量計がある場合があります。

プロパンガスおよびLPガスを使用するすべての用途には、レギュレーターが必要です。プロパンタンク内の圧力は温度によって大きく変動する可能性があるため、下流の機器に一定の圧力を供給するにはレギュレーターが必要です。これらのレギュレーターは通常、30～200 psi（2.1～13.8 bar）のタンク圧力を補償し、一般的に家庭用用途では11インチ水柱0.4 psi（28 mbar） 、工業用用途では35インチ水柱1.3 psi（90 mbar）を供給します。プロパンレギュレーターは、サイズや形状、供給圧力、調整機能が異なりますが、下流の要求に応じて一定の出口圧力を供給するという目的は共通しています。家庭用LPガスレギュレーターの一般的な国際設定は、ブタン用が28 mbar 、プロパン用が37 mbarです。          

圧縮ガスを燃料とするすべての車両用モーター（内燃機関または燃料電池式パワートレイン）は、貯蔵ガス（CNGまたは水素）の圧力を700、500、350、または200 バール（70、50、35、および20MPa  ）から作動圧力まで減圧するための圧力調整器を必要とする。

配管設備を備えたキャンピングカーの場合、外部給水設備がキャンプ場よりもかなり高い場所にある場合があり、水圧は水柱の高さによって変化するため、車両の配管に接続された外部給水設備の水圧を下げるための圧力調整器が必要です。圧力調整器がないと、山間部のキャンプ場などで発生する強い水圧によって、キャンピングカーの水道管が破裂したり、配管の接続部が外れて浸水したりする可能性があります。この目的で使用される圧力調整器は、通常、キャンピングカーを給水設備に接続するホースに取り付ける小型のねじ込み式アクセサリーとして販売されており、これらのホースはほとんどの場合、一般的なガーデンホースとねじ山が互換性があります。

圧力調整器は、スキューバダイビング用のダイビングシリンダーで使用されます。タンクには3,000 psi (210 bar)を超える圧力が含まれている場合があり、これを直接吸入すると致命的な気圧外傷を引き起こす可能性があります。需要制御型レギュレーターは、周囲圧力 (水深によって変化します) で呼吸ガスを供給します。減圧レギュレーターは、水面供給式ダイバー^{[ 5 ]}や、陸上での救助や危険物処理作業で自給式呼吸器(SCBA)を使用する人にも呼吸ガスを供給するために使用されます。通常の気圧での SCBA の中間圧力は、通常、工場出荷時の設定で一定に保つことができますが、水面供給式ダイバーの場合は、ダイバーの深度と流量の要件に応じて、ガスパネルオペレーターによって制御されます。非加圧航空機での高高度飛行用の補助酸素や医療用ガスも、高圧貯蔵タンクから減圧レギュレーターを介して供給されるのが一般的です。^{[ 6 ] [ 7 ]}  

補助酸素は、圧力を下げて計量流量でガスを供給し、周囲の空気と混合するレギュレーターを通して供給することもできます。^{[ 8 ]}周囲圧力が変化する中で一定の質量流量を生成する方法の1つは、計量オリフィスを通過する流れが音速となるチョークフローを使用することです。チョークフロー内の特定のガスの場合、質量流量はオリフィスのサイズまたは上流圧力を設定することによって制御できます。酸素でチョークフローを生成するには、上流ガスと下流ガスの絶対圧力比が20  ℃で1.893を超える必要があります。通常の気圧では、これには1.013 × 1.893 = 1.918 barを超える上流圧力が必要です 。医療用酸素レギュレータの一般的な公称調整ゲージ圧力は3.4 bar (50 psi)で、これは背圧なしで約 4.4 bar の絶対圧力と約 4.4 の圧力比に相当し、下流 (出口) 圧力が最大約 2.3 bar の絶対圧力まで計測オリフィスでチョークフローが発生します。このタイプのレギュレータは、通常、校正済みオリフィスと、目的の流量に対応するオリフィスが選択されたときに所定の位置に保持するためのデテントを備えたロータープレートを使用します。このタイプのレギュレータには、他の機器にガスを供給するために、直径インデックス安全システム(DISS) または同様のコネクタを備えた中間圧力チャンバーからの 1 つまたは 2 つの未校正のテイクオフ接続も備えている場合があり、高圧接続は一般的にピンインデックス安全システム(PISS) ヨーククランプです。^{[ 9 ]}同様のメカニズムは、航空および登山用レギュレータの流量制御にも使用できます。    

地下採掘作業では、水管内の圧力が深度とともに急速に上昇するため、減圧弁を備えたかなり複雑な給水システムが必要となる。これらの減圧弁は、一定の垂直間隔（通常は180メートル）ごとに設置しなければならない。減圧弁がないと、パイプが破裂したり、圧力が高すぎて機器が作動しなくなる可能性がある。 

圧力調整器（ガスガバナーとも呼ばれる）は、天然ガス供給業界で圧力制御に広く使用されています。天然ガスは、 最大直径42インチ（1.07m）の大型送ガス管を通して全国に送ガス・配給するために高圧に圧縮されます。^{[ 10 ]}送ガス圧力は1,000psi （69バール）を超える場合があり、産業、商業、住宅用途で使用可能な圧力まで数段階の減圧が必要です。配給システムは、主に3つの減圧地点で構成される場合があります。最初の減圧ステーションは都市部の郊外にあり、そこで圧力が配給圧力まで減圧され、供給エリア全体に供給されます。^{[ 10 ]}高圧可燃性ガスの損傷や漏洩の危険性があるため、高圧パイプラインを都市部に設置することは望ましくありません。産業ユーザーは、この減圧された圧力で供給を受けることができます。ここは、無臭の天然ガスにメルカプタンで臭気を付ける場所である可能性があります（英国では、これは高圧供給ターミナルで行われます）。配水圧力は、供給エリア内のさまざまな場所に設置された地区調整ステーションでさらに60 psig (4.13 barg )未満に減圧されます。最終的な減圧はエンドユーザーの場所で行われます（図を参照）。一般的に、エンドユーザーでの減圧は0.25～5 psig (0.01～0.34 barg)の低圧まで行われます。^{[ 10 ]}一部の産業用途では、より高い圧力が必要になる場合があります。      

内蔵呼吸システムの排気システムの圧力降下が大きすぎる場合（通常は飽和システム）、排気圧力降下をより安全で管理しやすい圧力に下げるために背圧レギュレーターが使用されることがある。^{[ 11 ] [ 13 ]}

水面供給式潜水でヘリオックス呼吸混合ガスが使用される深度は、一般的に水面大気圧より少なくとも5バール高く、ダイバーの排気ガスは、ダイバーの呼気によってダイバーのヘルメット内の圧力が周囲圧力より上昇した際に作動する背圧弁であるリクレーム弁を通過する必要があります。 ^{[ 14 ] [ 15 ]}呼気を水面に戻して再利用するリクレームガスホースは、ダイバーの周囲圧力との圧力差が大きすぎないようにする必要があります。このラインに追加の背圧レギュレーターがあると、さまざまな深度での呼吸仕事量を減らすためにリクレーム弁をより細かく設定できます。^{[ 16 ]}