JP2002168399A - ガスボンベ用バルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雰囲気温度が異常上昇したときに確実に安全
作動するガスボンベ用バルブ装置を提供する。 【解決手段】 ハウジング２内にガス取出し路とガス逃
し路１３とを設け、上記ガス取出し路に閉止弁を設ける
と共に上記ガス逃し路１３に安全弁１４を設ける。その
安全弁１４の受圧孔２０と出口室２２と可溶栓装着室３
０とを直列かつ直線状に配置し、その出口室２２から複
数の放出孔２３を半径方向の外側へ延出する。上記の可
溶栓装着室３０を、上記の受圧孔２０よりも大径に形成
すると共に排出孔３１を経て外気へ連通させる。上記の
受圧孔２０に受圧部材３５を保密状に挿入し、その受圧
部材３５よりも大径のバックアップ部材３６を上記の出
口室２２に挿入する。上記のバックアップ部材３６の左
端のバックアップ面３６ｂと上記の可溶栓装着室３０の
端壁２９ａとの間に可溶栓３９を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮ガスや液化
ガスを収容するガスボンベに取り付けられるバルブ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のバルブ装置には、ガスボンベの
雰囲気温度が異常上昇したときに上記ガスボンベ内のガ
スを逃がすための安全弁が付設される場合がある。その
安全弁付きバルブ装置には、従来では、実公昭２５−７
３９０号公報に示すように次のように構成されたものが
ある。ガスボンベに取付けられるハウジング内にガス取
出し路とガス逃し路とを設け、上記ガス取出し路に閉止
弁を設けると共に上記ガス逃し路に安全弁を設ける。そ
して、上記の安全弁を、上流側から順に配置した可溶栓
と破裂板とによって構成したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の安全弁
は、可溶栓のクリープ現象によって漏れたガスを破裂板
によって封止できる点で優れるが、雰囲気温度が設定領
域になった場合であってもガス圧力が設定圧力に到達す
るまではガスボンベ内のガスを放出できないという問題
があった。本発明の目的は、雰囲気温度が異常上昇した
ときに確実に安全作動するガスボンベ用バルブ装置を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、例えば、図１から図３、又は図
４に示すように、ガスボンベ用バルブ装置を次のように
構成した。ガスボンベＡに取付けられるハウジング２内
にガス取出し路７とガス逃し路１３とを設け、上記ガス
取出し路７に閉止弁１０を設けると共に上記ガス逃し路
１３に安全弁１４を設ける。その安全弁１４の受圧孔２
０と出口室２２と放出孔２３とを上記ガス逃し路１３に
順に設け、上記の受圧孔２０に対して上記の出口室２２
と可溶栓装着室３０とを直列かつ直線状に配置する。そ
の可溶栓装着室３０を、上記の受圧孔２０よりも大径に
形成すると共に排出孔３１を経て外気へ連通させる。上
記の受圧孔２０に封止接当する閉じ位置Ｓとその封止接
当状態を解除する開き位置とに移動される受圧部材３５
を設ける。上記の受圧部材３５よりも大径のバックアッ
プ部材３６の一端を上記の受圧部材３５に連結すると共
に上記バックアップ部材３６の外周面３６ａを前記の出
口室２２に連通する。上記バックアップ部材３６は、上
記の受圧部材３５を前記の閉じ位置Ｓへ移動させる進出
位置Ｍと、上記の可溶栓装着室３０内に後退されて同上
の受圧部材３５が前記の開き位置へ移動するのを許容す
る後退位置とに切換え可能とする。上記の進出位置Ｍの
バックアップ部材３６の他端のバックアップ面３６ｂと
上記の可溶栓装着室３０の端壁２９ａとの間に可溶栓３
９を装着する。

【０００５】上記の請求項１の発明は、例えば、上記の
図２又は図３に示すように、次のように作用する。バル
ブ装置の雰囲気温度が平常な状態では、前記の可溶栓３
９が固相に保たれている。このため、前記の受圧部材３
５の封止断面積に作用する開弁用ガス圧力は、前記バッ
クアップ部材３６のバックアップ面３６ｂを介して上記
の可溶栓３９によって受け止められ、上記の受圧部材３
５が閉じ位置Ｓに保持される。この場合、上記の受圧部
材３５の封止断面積よりも上記のバックアップ面３６ｂ
の面積が大きいため上記の可溶栓３９の面圧が小さくて
すみ、その可溶栓３９がクリープ現象によって前記の排
出孔３１から押し出されることが防止される。何らかの
原因によって上記バルブ装置の雰囲気温度が設定温度領
域へ異常上昇した場合には、上記の可溶栓３９が溶け出
して前記の受け止め力が大幅に低下する。すると、前記
の受圧部材３５に作用する前記の開弁用ガス圧力によっ
て前記バックアップ部材３６が可溶栓装着室３０内へ後
退して液状の可溶栓３９を前記の排出孔３１から外部へ
押し出し、これと同時に、上記の受圧部材３５が開き位
置へ移動する。これにより、ガスボンベ内のガスが前記
の受圧孔２０と前記の出口室２２と前記の放出孔２３と
を順に通って外部へ逃がされる。

【０００６】上記の請求項１の発明は次の効果を奏す
る。受圧孔に封止接当する受圧部材よりも大径のバック
アップ部材を設けることによってクリープ現象による可
溶栓の押し出しを防止できる。このため、前述の従来技
術の破裂板を省略して、雰囲気温度が異常上昇したとき
にガスボンベ内のガスを確実に放出できる。しかも、上
記の受圧部材を受圧孔に封止接当させるのに対して、上
記のバックアップ部材の外周面は、前記の出口室に連通
させるだけでよく、保密状に嵌合させる必要がない。こ
のため、そのバックアップ部材と上記の出口室および前
記の可溶栓装着室との嵌合構造が簡素となり、その安全
弁を安価かつ小形に造れる。そのうえ、上記のバックア
ップ部材は、上記の保密嵌合を省略することによって封
止部材に起因する摩擦抵抗が無くなるので、円滑に移動
できる。

【０００７】請求項２の発明に示すように、上記の請求
項１の発明においては、前記の出口室２２の周壁に前記
の放出孔２３を複数設けて、これら複数の放出孔２３を
半径方向へ延びるように形成することが好ましい。その
請求項２の発明は、前記の第２ハウジングの周壁に軸心
方向へ延びる放出孔を設ける場合と比べて、その周壁の
厚さを薄くできる。このため、その安全弁を小形化し
て、バルブ装置をコンパクトかつ軽量に造れる。

【０００８】請求項３の発明に示すように、上記の請求
項２の発明においては、前記の複数の放出孔２３の外端
開口２３ａを封止部材２５によって封止可能に構成し、
これら放出孔２３のうちのいずれか一つの放出孔からガ
ス漏れ検出孔２６を分岐させることが好ましい。その請
求項３の発明は、安全弁のガス漏れチェック時に上記の
複数の外端開口を封止部材によって封止することによ
り、受圧部材と受圧孔との間から漏れたガスを出口室と
放出孔と上記ガス漏れ検出孔とを経て排出できる。この
ため、その排出されたガスの有無をチェックすることに
よって安全弁のガス漏れを確実に検出できる。

【０００９】請求項４の発明に示すように、上記の請求
項１から３の各発明においては、前記ハウジング２を前
記の閉止弁用の第１ハウジング部分３と前記の安全弁用
の第２ハウジング部分４とによって構成し、その第２ハ
ウジング部分４に有底筒２９を外側から取付け、その有
底筒２９の内部空間によって前記の可溶栓装着室３０を
構成することが好ましい。その請求項４の発明は、可溶
栓を設けた有底筒を第２ハウジング部分に取り付けるこ
とによって上記の可溶栓を安全弁に装着できるので、そ
の安全弁の組み付けを容易かつ確実に行える。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１から図３は本発明の第１実施
形態を示している。この実施形態では、天然ガス自動車
に搭載する圧縮天然ガスボンベＡのガスボンベ用バルブ
装置１に本発明を適用した場合を例示してある。なお、
そのガスボンベＡには、約２０ＭＰａの圧縮天然ガスが
充填可能になっている。

【００１１】まず、図１の立面図によって上記バルブ装
置１の概要を説明する。そのバルブ装置１のハウジング
２は、閉止弁装着用の第１ハウジング部分３と、その第
１ハウジング部分３の上左部にネジ止めした安全弁装着
用の第２ハウジング部分４と、上記の第１ハウジング部
分３の脚ネジ部３ａの下面にネジ止めした過流防止弁装
着用の筒部材５とを備える。上記の脚ネジ部３ａがガス
ボンベＡの首部にネジ止め可能になっている。

【００１２】上記の筒部材５と上記の第１ハウジング部
分３とにわたってガス取出し路７が形成される。そのガ
ス取出し路７の始端７ａが上記の筒部材５の下面に開口
され、同上ガス取出し路７の終端７ｂが上記の第１ハウ
ジング部分３の接続フランジ８に開口される。上記の筒
部材５内で上記ガス取出し路７の上流部分に過流防止弁
(図示せず)が設けられる。また、上記の第１ハウジング
部分３内で上記のガス取出し路７の下流部分に閉止弁１
０の閉止弁座および閉止弁室が設けられ(いずれも図示
せず)、その閉止弁室に挿入した閉止部材(図示せず)を
回転ハンドル１１によって上記の閉止弁座に開閉させる
ようになっている。なお、この実施形態では、上記の接
続フランジ８のネジ孔８ａ・８ａには、上記ガス取出し
路７の終端７ｂに連通される電磁弁(図示せず)がネジ止
め可能になっている。

【００１３】上記の第１ハウジング部分３と前記の第２
ハウジング部分４とにわたってガス逃し路１３が設けら
れる。そのガス逃し路１３の始端１３ａが前記の脚ネジ
部３ａの下面に開口され、同上ガス逃し路１３の終端寄
り部分に安全弁１４が設けられる。上記の安全弁１４の
具体的な構造を上記の図１を参照しながら図２と図３に
よって説明する。図２は、上記の図１中のII−II線矢視
の拡大断面図である。図３は、同上の図１中のIII−III
線矢視の拡大図である。

【００１４】上記の第２ハウジング部分４は、六角ナッ
ト状に形成され、その右メネジ１６を前記の第１ハウジ
ング部分３の雄ノズル３ｂに螺合することにより、内ス
リーブ１７のフランジ１７ａの右端面が上記の雄ノズル
３ｂの左端面に保密状に押圧固定される。

【００１５】上記の内スリーブ１７内に受圧孔２０とテ
ーパ孔２１とが順に形成される。また、上記の第２ハウ
ジング部分４の左右方向の途中部に、上記テーパ孔２１
に連通する出口室２２が形成される。その出口室２２の
周壁に、半径方向へ延びる６つの放出孔２３が形成され
る。これら複数の放出孔２３の外端開口２３ａにわたっ
て円弧状の外周溝２４が形成され、その外周溝２４には
後述のＯリング(封止部材)２５が装着可能になってい
る。また、これら複数の放出孔２３のうちのいずれか一
つの放出孔２３からガス漏れ検出孔２６が分岐されてい
る。

【００１６】さらに、上記の第２ハウジング部分４の左
メネジ２８に有底筒２９が左外側から螺合される。その
有底筒２９の内部に可溶栓装着室３０が構成され、その
可溶栓装着室３０と前記の出口室２２と前記の受圧孔２
０とが直列かつ直線状に配置される。その可溶栓装着室
３０及び上記の出口室２２が上記の受圧孔２０よりも大
径に形成される。また、上記の可溶栓装着室３０は、上
記の有底筒２９の底壁２９ａに形成した５つの排出孔３
１を経て外気へ連通されている。

【００１７】上記の安全弁１４の作動器３３は、上記の
受圧孔２０に２つのＯリング３４を介して保密状に挿入
される受圧部材３５と、その受圧部材３５よりも大径に
形成されて前記の出口室２２に挿入したバックアップ部
材３６とを備える。そのバックアップ部材３６の一端面
である右端面が連結ロッド３７を介して上記の受圧部材
３５に連結される。上記バックアップ部材３６の外周面
３６ａが、前記の出口室２２の周壁に嵌合されると共
に、その嵌合隙間を経て上記の出口室２２に連通されて
いる。なお、この実施形態では、上記の受圧部材３５と
バックアップ部材３６と連結ロッド３７との３つの部材
を一体に形成してあるが、隣り合う２つの部材だけを一
体に形成してもよく、さらには、個別に製作した３つの
部材をネジ止め等によって締結してもよい。

【００１８】図２に示すように、上記バックアップ部材
３６は、右方の進出位置Ｍへ切換えられた状態では、上
記の受圧部材３５を前記の受圧孔２０に封止接当する閉
じ位置Ｓへ移動させる。これに対して、前記の有底筒２
９内から可溶栓３９が排出された状態では、上記のバッ
クアップ部材３６は、前記の可溶栓装着室３０内の後退
位置(図示せず)に切換えられて、同上の受圧部材３５が
前記のテーパ孔２１内の開き位置へ移動するのを許容す
る。

【００１９】上記の進出位置Ｍのバックアップ部材３６
の他端のバックアップ面３６ｂと上記の可溶栓装着室３
０の端壁である前記の底壁２９ａとの間に上記の可溶栓
３９が装着されている。この実施形態では、上記の可溶
栓３９は、三元共晶合金によって構成され、設定温度領
域で溶解するようになっている。ちなみに、この実施形
態では、上記の設定温度領域は、摂氏100度から110度程
度である。

【００２０】上記の安全弁１４は、例えば次の手順で前
記の第１ハウジング部分３に組み付けられる。まず、上
記の第１ハウジング部分３の前記の雄ノズル３ｂ内に前
記の内スリーブ１７を挿入し、その状態で、前記の第２
ハウジング部分４の右メネジ１６を上記の雄ノズル３ｂ
にネジ止めする。次いで、上記の内スリーブ１７と前記
の出口室２２とにわたって前記の作動器３３を左方から
挿入する。引き続いて、前記の可溶栓３９を設けた前記
の有底筒２９を上記の第２ハウジング部分４の前記の左
メネジ２８にネジ止めするのである。

【００２１】その後、上記の作動器３３の前記の受圧部
材３５の封止状態をチェックする。より詳しくいえば、
前記の外周溝２４に前記のＯリング２５を装着して、前
記の６つの放出孔２３の各外端開口２３ａを保密状に覆
う。そして、前記の雄ノズル３ｂ内の圧縮天然ガスが出
口室２２へ漏出した場合には、その漏出ガスが上記の放
出孔２３と前記のガス漏れ検出孔２６とを通って外部へ
排出される。このため、その検出孔２６の開口端から排
出されるガスの有無をチェックすることによってガス漏
れを確認できる。なお、前記の内スリーブ１７の前記フ
ランジ１７ａの右端面と前記の雄ノズル３ａの左端面と
の間の漏れは、別のガス漏れ検出孔４１によって検出可
能になっている。

【００２２】上記の安全弁１４は次のように作動する。
前記のバルブ装置１の雰囲気温度が平常な状態では、前
記の可溶栓３９が固相に保持されている。このため、前
記の雄ノズル３ｂ内のガス圧力によって前記の受圧部材
３５の封止断面積に作用する開弁力は、前記バックアッ
プ部材３６のバックアップ面３６ｂを介して上記の可溶
栓３９によって受け止められ、上記の受圧部材３５が閉
じ位置Ｓに保持される。この場合、上記バックアップ面
３６ｂの面積が大きいため上記の可溶栓３９の面圧が小
さくてすむ。これにより、上記の可溶栓３９がクリープ
現象によって前記の排出孔３１から押し出されることが
防止されている。

【００２３】何らかの原因によって上記のバルブ装置１
の雰囲気温度が前記の設定温度領域(ここでは摂氏100度
から110度程度)へ異常上昇した場合には、上記の可溶栓
３９が溶け出して前記の受け止め力が大幅に低下する。
すると、前記の受圧部材３５に作用する前記の開弁力に
よって前記のバックアップ部材３６が可溶栓装着室３０
内へ後退して液状の可溶栓３９を前記の排出孔３１から
外部へ押し出し、これと同時に、上記の受圧部材３５が
前記テーパ孔２１内の開き位置へ移動する。これによ
り、前記の雄ノズル３ｂ内のガスが前記の受圧孔２０と
テーパ孔２１と出口室２２と複数の放出孔２３とを順に
通って外部へ逃がされるのである。

【００２４】図４は、本発明の第２実施形態を示し、前
記の図２に相当する図である。この第２実施形態におい
ては、上記の第１実施形態と同じ構成の部材には原則と
して同一の符号を付けて説明する。この場合、前記の第
２ハウジング部分４を袋ナット状に形成して、その第２
ハウジング部分４の左端壁内に前記の可溶栓３９を装着
してある。前記の可溶栓装着室３０を外部へ連通させる
前記の排出孔３１は、半径方向へ延びるように形成され
ている。また、前記の出口室２２を外部へ連通させる前
記の放出孔２３は軸心方向へ延びるように形成されてい
る。さらに、前記のバックアップ部材３６の外周面３６
ａは、その全域が前記の出口室２２に開放されて、その
出口室２２に直接に連通されている。

【００２５】上記の第１または第２の各実施形態は、次
のように変更可能である。前記の放出孔２３の設置数量
は、例示の６つに限定されるものでなく、少なくとも一
つ設ければよい。また、前記の排出孔３１の設置数量
も、例示の５つに限定されるものでなく、少なくとも一
つ設ければよい。なお、前述の図２においては、上記の
排出孔３１を前記の有底筒２９の底壁２９ａに軸心と平
行に形成している。これに代えて、上記の排出孔３１を
軸心に対して斜め方向に形成してもよい。さらには、上
記の排出孔３１を断面視でＬ字状に形成して、その排出
孔３１の外端部を上記の底壁２９ａの外周面に開口させ
てもよい。前記の作動器３３を左方の後退位置へ付勢す
る弱いバネ(図示せず)を前記バックアップ部材３６と前
記の内スリーブ１７との間に装着してもよい。

【００２６】上記バックアップ部材３６のバックアップ
面３６ｂと前記の可溶栓３９との間にはガスケット(図
示せず)を装着してもよい。この場合、上記の可溶栓３
９が溶け出したときに、その液状の可溶栓３９が前記の
放出孔２３へ流出するのを上記ガスケットによって防止
できるので、その放出孔２３から円滑にガスを放出でき
る。また、上記バックアップ部材３６の前記の外周面３
６ａは、そのほぼ全域を前記の出口室２２の周壁に所定
の隙間をあけて嵌合させたり、そのほぼ全域を同上の出
口室２２に開放させたりするとしたが、これに代えて、
上記の外周面３６ａの一部分だけを上記の出口室２２の
周壁に嵌合させてもよい。

【００２７】前記の可溶栓３９は、前記の可溶栓装着室
３０に溶し込んで固化させておく場合や、所定の形状に
予め成形しておいた可溶栓３９を上記の可溶栓装着室３
０に挿入(又は嵌入)する場合などが考えられる。なお、
前述の図２では、前記の排出孔３１内にも可溶栓３９を
充填した場合を例示したが、その排出孔３１内には可溶
栓３９を充填しないようにしてもよい。本発明のバルブ
装置は、例示した圧縮天然ガスボンベだけでなく、別の
種類の圧縮ガスや液化ガスを収容するガスボンベに適用
できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示し、ガスボンベ用バ
ルブ装置の立面図である。

【図２】上記の図１中のII−II線矢視の拡大断面図であ
る。

【図３】同上の図１中のIII−III線矢視の拡大図であ
る。

【図４】本発明の第２実施形態を示し、上記の図２に相
当する図である。

【符号の説明】

２…ハウジング、３…第１ハウジング部分、４…第２ハ
ウジング部分、７…ガス取出し路、１０…閉止弁、１３
…ガス逃し路、１４…安全弁、２０…受圧孔、２２…出
口室、２３…放出孔、２３ａ…外端開口、２５…封止部
材(Ｏリング)、２６…ガス漏れ検出孔、２９…有底筒、
２９ａ…可溶栓装着室３０の端壁(有底筒２９の底壁)、
３０…可溶栓装着室、３１…排出孔、３５…受圧部材、
３６…バックアップ部材、３６ａ…外周面、３６ｂ…バ
ックアップ面、３９…可溶栓、Ａ…ガスボンベ、Ｍ…バ
ックアップ部材３６の進出位置、Ｓ…受圧部材３５の閉
じ位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E072 AA01 GA30 3H059 AA04 BB02 CE07 EE01 FF05 3H061 BB02 CC02 DD02 EA32 EC12 EC18 GG05 GG17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスボンベ(Ａ)に取付けられるハウジン
   グ(２)内にガス取出し路(７)とガス逃し路(１３)とを設
   け、上記ガス取出し路(７)に閉止弁(１０)を設けると共
   に上記ガス逃し路(１３)に安全弁(１４)を設け、 その安全弁(１４)の受圧孔(２０)と出口室(２２)と放出
   孔(２３)とを上記ガス逃し路(１３)に順に設け、上記の
   受圧孔(２０)に対して上記の出口室(２２)と可溶栓装着
   室(３０)とを直列かつ直線状に配置し、その可溶栓装着
   室(３０)を、上記の受圧孔(２０)よりも大径に形成する
   と共に排出孔(３１)を経て外気へ連通させ、 上記の受圧孔(２０)に封止接当する閉じ位置(Ｓ)とその
   封止接当状態を解除する開き位置とに移動される受圧部
   材(３５)を設け、 上記の受圧部材(３５)よりも大径のバックアップ部材
   (３６)の一端を上記の受圧部材(３５)に連結すると共に
   上記バックアップ部材(３６)の外周面(３６ａ)を前記の
   出口室(２２)に連通し、 上記バックアップ部材(３６)は、上記の受圧部材(３５)
   を前記の閉じ位置(Ｓ)へ移動させる進出位置(Ｍ)と、上
   記の可溶栓装着室(３０)内に後退されて同上の受圧部材
   (３５)が前記の開き位置へ移動するのを許容する後退位
   置とに切換え可能とされ、 上記の進出位置(Ｍ)のバックアップ部材(３６)の他端の
   バックアップ面(３６ｂ)と上記の可溶栓装着室(３０)の
   端壁(２９ａ)との間に可溶栓(３９)を装着した、ことを
   特徴とするガスボンベ用バルブ装置。
2. 【請求項２】 請求項１のガスボンベ用バルブ装置にお
   いて、 前記の出口室(２２)の周壁に前記の放出孔(２３)を複数
   設けて、これら複数の放出孔(２３)を半径方向へ延びる
   ように形成した、ことを特徴とするガスボンベ用バルブ
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２のガスボンベ用バルブ装置にお
   いて、 前記の複数の放出孔(２３)の外端開口(２３ａ)を封止部
   材(２５)によって封止可能に構成し、これら放出孔(２
   ３)のうちのいずれか一つの放出孔からガス漏れ検出孔
   (２６)を分岐させた、ことを特徴とするガスボンベ用バ
   ルブ装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載したガ
   スボンベ用バルブ装置において、 前記ハウジング(２)を前記の閉止弁用の第１ハウジング
   部分(３)と前記の安全弁用の第２ハウジング部分(４)と
   によって構成し、その第２ハウジング部分(４)に有底筒
   (２９)を外側から取付け、その有底筒(２９)の内部空間
   によって前記の可溶栓装着室(３０)を構成した、ことを
   特徴とするガスボンベ用バルブ装置。