JP2017120097A - 熱作動式安全弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱作動式安全弁の動作状態を正確に安全弁の外部から判断できるようにする。【解決手段】 本体４が、外部に連通した高圧流体用通路１８、２４、２８を内部に有し、本体４内の小径凹所２６内をピストン３０が移動可能で、ピストン３０は、高圧流体用通路１８を開閉可能なオーリング４２を有している。小径凹所２６内にピストン３０に接触して可溶材３２が固定されている。可溶材３２は、固体状態においてオーリング４２による通路１８の閉状態を保持し、本体４の温度上昇に伴って溶解し、本体４の外部に小径凹所２６から分岐した分岐通路３４を介して流出して、ピストン３０を移動させて、オーリング４２を通路１８から離脱させて、通路１８を開状態とする。オーリング４２と反対側のピストン３０の面に設けられたインジケータ用ロッド４４が、通路１８及び分岐通路３４と異なる本体４の部分に設けられ、ピストン３０、オーリング４２の移動に従って移動する。【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧流体を収容している高圧設備に取り付けられ、温度が上昇したときに、高圧流体を高圧設備の外部に放出する熱作動式安全弁に関し、特に、動作状態を外部から確認可能なものに関する。

従来、上記のような安全弁において動作状態を外部から確認できるものとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の技術では、高圧ガス設備に本体が気密に装着され、本体にガス設備内のガス雰囲気に連通するように開口が形成されている。この開口に連通するように本体内に閉鎖形状のピストン収納孔が形成され、このピストン収納孔をそれの周壁に沿って摺動するようにピストンがピストン収納孔に収容されている。ピストン収納孔を外気開放するように前記本体に外気連通孔が形成され、この外気連通孔はピストンによって開閉される。ピストンに開口から離間する付勢力を及ぼすように開口とピストンとの間にバネが配置されている。このバネの付勢力をピストンを介して受けるようにピストン収納孔の端部に所定温度以上になると溶解する可溶材がガス雰囲気に晒されるように配置されている。外気連通孔の大気側の開口には閉塞栓が取り付けられている。

この安全弁では、所定温度よりも低い温度では、可溶材がバネの付勢力を受けて、ピストンが外気連通孔を閉鎖しているが、所定温度以上の温度になると、可溶材が溶解し、バネの付勢力によってピストンが移動して、外気連通孔が開かれる。このとき、ガス設備内のガスが、外気連通孔の大気側の開口、ピストン収納孔を介して外気連通孔に入り、その圧力で閉塞栓を外気連通孔の大気側開口から離脱させて、ガスが外気に排出される。

特許第４４６６１９３号

この安全弁では、閉塞栓が外気連通孔から離脱しているか否かを見ることによって、安全弁が動作したのか否かを判断することができる。しかし、この安全弁では、閉塞栓は外部連通孔に取り付けられて、外部連通孔をガスが通過することによって閉塞栓が離脱することによって安全弁が動作しているか否かを判断しているので、閉塞栓はピストンの動作を直接に表してなく、例えば閉塞栓が何らかの原因で外気連通孔から脱落している場合、外気連通孔がピストンによって開かれていないのに、安全弁が動作していると誤った判断を行ってしまう。即ち、閉塞栓が脱落しているか否かによっては、安全弁が動作しているか否かを正確に安全弁の外部から判断することはできない。

本発明は、動作状態が正確に外部から判断することができる熱作動式安全弁を提供することを目的とする。

本発明の一態様の熱作動式安全弁は、高圧流体設備に本体が装着され、該高圧流体設備または前記高圧流体設備の雰囲気の昇温に伴って前記本体内に設けた流体遮断体が動作して前記設備内の流体を外部に放出するものであって、前記本体に設けられたインジケータが、前記流体遮断体の動作と機械的に連動して、外部から観察可能に作動する。

このように構成された熱作動式安全弁では、熱作動式安全弁が動作して、高圧流体を外部に放出したとき、本体に設けたインジケータが流体遮断体の動作と機械的に連動しているので、流体遮断体の動作状態を本体の外部から観察可能で、正確に熱作動式安全弁の動作状態を確認することができる。また、インジケータは、流体遮断体の動作に機械的に連動しているので、流体遮断体がわずかに高圧流体を外部に放出するように移動していても、その移動状態をインジケータが表しており、インジケータを外部から観察することによって、熱作動式安全弁の動作状態を正確に判断することができる。

本発明の一態様の安全弁をより詳細に構成すると、例えば以下のようなものとすることができる。高圧流体設備、例えば圧力容器や高圧流体路に装着された本体内に外部に連通した高圧流体用通路を形成し、この本体内にシリンダを設け、このシリンダ内を移動可能にピストンが前記シリンダ内に設けられている。このピストンに、前記高圧流体用通路を開閉可能な流体遮断体が設けられている。流体遮断体としては、例えば高圧流体用通路を開閉するシール部材、例えばオーリングを使用することもできるし、高圧流体用通路の中途に設けた弁座に着座及び離座可能な弁体を使用することができる。前記流体遮断体と反対側のシリンダ内に前記ピストンに接触して可溶材が固定されている。可溶材は、固体状態において前記流体遮断体による前記高圧流体用通路の閉状態を、前記高圧流体用通路に供給された高圧流体の圧力に抗して保持し、前記高圧流体設備または高圧流体設備の雰囲気の温度上昇に伴って溶解する。その溶解状態において前記本体の外部に前記シリンダから分岐した分岐通路を介して可溶材が流出することによって前記ピストンが例えば高圧流体の圧力によって移動して、前記高圧流体用通路の前記流体遮断体による閉状態を開状態とする。なお、可溶材の溶解時に、ピストンを円滑に移動させるために、ピストンを挟んで可溶材と対向するように付勢手段をシリンダ内に設けることもできる。また、分岐通路に固体状態において溶解した可溶材の外部への流出を阻止するように別の可溶材を設けることもできる。この場合、別の可溶材は、前記可溶材が溶解する温度よりも高い温度で溶解を開始し、本体から少なくとも一部が離れたとき、溶解した前記可溶材と共に本体外部に排出される。前記流体遮断体と反対側の前記ピストンにインジケータ用ロッドが設けられ、このインジケータ用ロッドは、前記高圧流体用通路及び前記分岐通路と異なる前記本体に設けられたロッド用通路を、前記ピストンの移動に従って移動し、前記溶解状態において外部から観察可能である。インジケータ用ロッドは、ピストンと一体成型することもできるし、ピストンとは別個に形成したものを、ピストンに結合して一体とすることもできる。

このように構成された熱作動式安全弁では、流体遮断体を有するピストンに設けられたインジケータ用ロッドが、移動することを外部から観察することができるので、流体遮断体の移動状態を外部から正確に観察することができ、例えばピストンが何らかの原因で可溶材側にわずかに移動して、わずかに高圧流体が流体遮断体を介して外部に放出されている場合でも、高圧流体の漏出があることを直接に観察することができ、正確に熱作動式安全弁の動作状態を確認することができる。さらに、インジケータ用ロッドは、流体遮断体と反対側の前記ピストンに設けられ、このインジケータ用ロッドは、高圧流体用通路及び前記分岐通路と異なるロッド用通路を移動するので、インジケータ用ロッド側に高圧流体用が流れず、ロッド部は溶解した可溶材のシールのみでよい。

前記ロッド用通路の前記ピストンと反対側の端を開口させ、前記インジケータ用ロッドを、前記可溶材が前記溶解状態において前記ロッド用通路より突出するようにロッドの長さを選択することもできる。このように構成すると、本体からロッドが突出しているか否かによって安全弁が動作しているか否かを容易に認識することができる。更に、可溶材が固体状態において、インジケータ用ロッドのピストンと反対側の端部がロッド用通路の開口に位置するように構成すれば、ピストンがわずかに動いた場合、インジケータ用ロッドもわずかにロッド用通路から突出するので、ピストンのわずかな移動状態も認識することができる。

或いは、前記ロッド用通路の前記ピストンと反対側の端を開口させ、前記インジケータ用ロッドを、前記可溶材が前記溶解状態において前記ロッド用通路から非突出に長さを選択することもできる。このように構成すると、ロッド用通路の開口側からロッド用通路の内部を観察することによって、インジケータ用ロッドの位置を知ることができ、ピストンの移動状態を認識することができる。

前記ロッド用通路の所定位置から前記本体を貫通して外部に連通する孔を形成することもできる。このように構成すると、この孔からシリンダ用通路を観察することによって、インジケータ用ロッドが少なくとも所定位置まで移動するようにピストンが移動しているか否かを確認することができるし、或いはこの孔に確認用の工具を挿入し、その工具がインジケータ用ロッドに接触するか否かによって、インジケータ用ロッドが少なくとも所定位置まで移動するようにピストンが移動しているか否かを確認することができる。

以上のように、本発明の安全弁によれば、熱作動式安全弁の動作状態を外部から正確に判断することができる。

本発明の第１の実施形態の安全弁の閉弁状態と開弁状態とを示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態の安全弁の閉弁状態と開弁状態とを示す縦断面図である。 本発明の第３の実施形態の安全弁の閉弁状態を示す縦断面図である。 本発明の第４の実施形態の安全弁の閉弁状態を示す縦断面図である。

本発明の第１の実施形態の安全弁は、図１（ａ）に一点鎖線で示す高圧設備、例えば高圧水素ガス容器２に設けられるもので、高圧水素ガス容器２は、高圧流体、例えば高圧水素ガスを内部に収容している。この高圧水素ガス容器２の温度が所定温度以上になると、この安全弁が動作して、高圧水素ガス容器２内の高圧水素ガスを外部に排出するものである。

この安全弁は、本体４を有している。本体４は、基部６を有し、基部６は平板状、例えば円板状に形成され、その一方の主表面、例えば下面中央に円筒状に形成された雄ネジ部８を有し、その外周面に雄ねじ１０が形成されている。この雄ねじ１０が、高圧水素ガス容器２に外部に連通するように形成した通路１２の内周面に形成した雌ねじ部１４に螺合している。

この雄ネジ部８の通路１２側の端の中央から、基部６の他方の主表面、例えば上面まで貫通して、例えば概略円筒状の通路１８が形成されている。この通路１８は、通路１２側から基部６に向かう途中で、その直径が拡大され、段が形成されている。

基部６の上面に、筒状部、例えば円筒状部２０が通路１８と同心に形成されている。この円筒状部２０は、基部６よりも径が小さく、基部６の上面から上方に向かって伸び、その上端が開放されている。この円筒状部２０に本体４の胴部２２が被せられて、螺合している。なお、円筒状部２０の外周面と胴部２２との間には、シール用のオーリング２３が配置されている。

胴部２２も、筒状、例えば円筒状に形成され、その外径は基部６の外径と同一である。この胴部２２の内部には、基部６側の端、即ち下端から、その反対側に、即ち上端側に向かって、円筒状部２０の上端より幾分上方まで大径の大径凹所２４が形成され、この大径凹所２４に続いて、大径凹所２４より小径の小径凹所２６が形成されている。小径凹所２６の上端は閉じられている。これら大径凹所２４及び小径凹所２６は、通路１８と同心に形成されている。これら基部６及び胴部２２は、いずれも熱伝導が良好な材質、例えば金属製である。

大径凹所２４における小径凹所２６との境界付近に、大径凹所２４を外界と連通させる開口２８が形成されている。これら通路１８と大径凹所２４とによって、開口２８を介して外界と連通した高圧流体通路が形成されている。

小径凹所２６内には、ピストン３０が小径凹所２６内を上下方向に摺動可能に配置されている。即ち小径凹所２６はシリンダとして機能する。ピストン３０の周囲には、シール用のオーリング３１が設けられている。このピストン３０の下面が小径凹所２６の下面付近に位置する状態で、ピストン３０の上面と小径凹所２６の上端との間に、可溶材３２が配置されている。可溶材３２は、本体４を介して伝達される温度が予め定めた第１の所定温度未満では環状の固体状態を維持し、第１の所定温度以上になると溶解を開始し、第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上になると完全に溶解されて液化するものである。この可溶材３２が収容されている小径凹所２６の部分の一部から胴部２２の側方には、溶解した可溶材３２を外部に排出するために、外界に連通した分岐通路３４が形成されている。また、円筒状部２０の内部においてピストン３０の下面と基部６の上面との間に、付勢手段、例えばコイルバネ３６が配置されて、その付勢力、例えばバネ力によってピストン３０を可溶材３２側に押圧している。また、通路１８を介して供給される高圧水素ガスの圧力もピストン３０を可溶材３２側に押圧している。従って、可溶材３２が固体状態を維持しているとき、可溶材３２がコイルバネ３６のバネ力及び高圧水素ガスの圧力を受けているので、ピストン３０は、図１（ａ）に示す降下状態を維持する。しかし、可溶材３２が溶解して、コイルバネ３６のバネ力を受けることができなくなると、バネ力及び通路１２からの高圧水素ガスの圧力によってピストン３０が上昇を開始し、ピストン３０は、小径凹所２６の上面に接触する上昇状態まで上昇する。すなわち、可溶材３２の厚さだけピストン３０は上昇する。このとき、溶解した可溶材３２は、分岐通路３４を介して本体４の外部に排出される。

コイルバネ３６の中央を通ってピストン３０の下面中央からロッド３８が下方に伸延し、可溶材３２が固体状態にあるとき、ロッド３８は通路１８内の段部の上側部分に進入している。ロッド３８の先端部には、オーリング支持体４０が形成されており、このオーリング支持体４０の先端部は、可溶材３２が固体状態では、通路１８の下側部分内に進入している。通路１８の段部の上側においてオーリング支持体４０の周囲には流体遮断体、例えばシール用のオーリング４２が段部の上側部分に密着して取り付けられており、通路１８を遮断している。ピストン３０が上述したように上昇すると、シール用のオーリング４２も上昇して、通路１８の上側部分から抜けて、通路１８を開放する。従って、高圧水素ガス容器２の内部は、本体４の外部と連通する。

ピストン３０の上面側の中央には、インジケータ用ロッド４４が上方に伸延するように設けられている。このインジケータ用ロッド４４は、インジケータ用通路４６に挿通されている。インジケータ用通路４６は、通路１８と同心に小径凹所２６の上端から胴部２２の上面まで直線状に形成され、インジケータ用通路４６の上端が胴部２２の上面で開口している。インジケータ用ロッド４４は、このインジケータ用通路４６に可溶材３２を貫通して挿通されている。インジケータ用通路４６の中途には、シール用のオーリング４７が設けられている。オーリング４２が通路１８を遮断しているピストン３０の降下状態において、インジケータ用ロッド４４の上端は、インジケータ用通路４６の上端に位置している。そして、ピストン３０が上昇すると、インジケータ用ロッド４４の上端は、インジケータ用通路４６の上端から突出し、特にピストン３０が上述した上昇状態になってオーリング４２が通路１８を完全に開放したとき、インジケータ用ロッド４４は、図１（ｂ）に示すように最も突出する。インジケータ用ロッド４４が最も突出したとき、インジケータ用通路４６の上端に、指標、例えばマーカー４８の下端が位置するようにインジケータ用ロッド４４にマーカー４８が形成されている。従って、オーリング４２が通路１８を完全に開放していないが、上昇したようなときには、インジケータ用ロッド４２は、インジケータ用通路４６から突出しているが、マーカー４８はインジケータ用通路４６内にあり、外部から見ることはできない。

このように構成された安全弁では、図１（ａ）に示すピストン３０の降下状態では、オーリング４２が通路１８を遮断しており、高圧水素ガスの圧力がオーリング４２にかかり、ピストン３０にはこの高圧水素ガスの圧力とコイルバネ３６のバネ力とが印加され、ピストン３０を上昇させようとするが、固体状態にある可溶材３２が、その圧力及びバネ力を受けて、オーリング４２による通路１８の遮断状態が継続し、高圧水素ガス容器２内の高圧水素ガスは、本体４の外部に排出されることはない。このとき、インジケータ用ロッド４４は、胴部２２の上端から突出して無く、この安全弁が動作していないことが外部から判る。

高圧水素ガス容器２自体の温度または高圧水素ガス容器２の周囲温度が例えば火災等の原因で上昇し、本体４の温度が上昇すると、上述したように可溶材３２が溶解し、高圧水素ガスの圧力及びコイルバネ３６のバネ力によってピストン３０が上昇状態になり、同図（ｂ）に示したように溶解した可溶材３２が分岐通路３４から胴部２２の外部に排出され、オーリング４２が上昇し、通路１８は開放され、高圧水素ガス容器２内の高圧水素ガスは、本体４の外部に排出される。

また、通路１８が開放された状態では、図１（ｂ）に示すようにインジケータ用ロッド４４の先端部が胴部２２の上端部よりも上方に突出しており、一見して安全弁が動作していることが判る。即ち、オーリング４２の動作にインジケータ用ロッド４４が機械的に連動して、安全弁の動作を表している。特に、マーカー４８が見える場合、ピストン３０が上昇状態まで摺動して、オーリング４２が完全に通路１８を開いていることが判る。更に、インジケータ用ロッド４４は、ピストン３０に結合されており、オーリング４２の移動状態を直接に表しているので、正確に安全弁の動作状態を確認できる。例えば、可溶材３２のクリープ等の変質によって可溶材３２が溶解していないのに、ピストン３０がわずかに上昇しているような場合、マーカー４８は見えないが、インジケータ用ロッド４４の先端が胴部２２の上端からわずかに突出するので、ピストン３０がわずかに移動していることが判る。しかも、インジケータ用ロッド４４は、ピストン３０の上面側に形成されており、高圧水素ガスが通る大径凹所２４とはピストン３０によって分離されているので、安全弁が動作したか判断するための機構と、安全弁が動作したときに高圧水素ガスが流れる高圧流体通路とが分離独立しているので、開口２８を適当な接続具を利用して配管に接続して、安全弁から離れた位置で大気中に高圧水素ガスを放出しても、先行技術文献の閉塞栓のように配管中にインジケータが移動することなく、安全弁が動作したか否かを正確に判断することができるし、配管がインジケータによって詰まるようなこともない。また、上述したように安全弁が動作したか判断するための機構と、安全弁が動作したときに高圧水素ガスが流れる高圧流体通路とが分離独立しているので、インジケータ用ロッド４４、インジケータ用通路４６を介して高圧水素ガスが漏出することを考慮する必要が無く、ピストン３０、オーリング３１で高圧水素ガスをシールするので、インジケータ用ロッド４４、インジケータ用通路４６は、ガス漏れを考慮する必要は無い。

このようにして外部から安全弁が動作しているか否かを安全弁に触れることなく判断できるようにしておけば、不幸にして高圧水素ガス容器２において火災等の事故が発生した際に、安全弁が動作しているか否かを、安全弁に作業員が触ることなく判断することができ、例えば高圧水素ガス容器２に作業員が触ることが危険な場合に有効である。

第２の実施形態の安全弁を図２（ａ）、（ｂ）に示す。第２の実施形態の安全弁では、開口２８を、離れた位置での外気放出用の配管への接続を容易にするためにポート２８ａに形成してある。更に、分岐通路３４の端部を拡大し、その拡大部分３４ａに非拡大部分３４ｂを閉塞するように分離体、例えばボール５０が配置されている。このボール５０は例えばゴム製で、非拡大部分３４ｂの直径よりも直径が大きいものである。このボール５０を保持するために環状のボール保持体５２が拡大部分３４ａの内奥に配置されている。ボール保持体５２は、その中央に非拡大部分３４ｂの長さ方向に貫通してボール５０を保持している貫通孔５４を有し、この貫通孔５４が非拡大部分３４ｂと同心となるようにボール保持体５２は配置されている。

このボール保持体５２は、その外面側に配置した環状の取付具５６によって拡大部分３４ａの本体４の外部側に取り付けられている。取付具５６の外側の端は、胴部２２よりも外側に一部突出している。ボール保持体５２は例えば樹脂製で、取付具５６は例えば金属製である。

取付具５６のボール保持体５２側から取付具５６の外方側まで、徐々に径が縮小される円錐台状の貫通孔６０が、非拡大部分３４ｂと同心に形成されている。この貫通孔６０に、別の可溶材６２が取り付けられ、その外方側の面は、本体４の外部に露出している。この別の可溶材６２は、固体状態において、溶解された可溶材３２及びボール５０が本体４の外部に放出されるのを防止している。この別の可溶材６２は、可溶材３２が完全に溶解する第２の所定温度よりも高い第３の所定温度で溶解を開始し、第３の所定温度よりも幾分高い第４の所定温度で別の可溶材６２の外周面が取付具５６の貫通孔６０の周面から離れるように溶解する。従って、完全に溶解した可溶材３２及びボール５０から力が加わると、別の可溶材６２は、取付具５６から外部に飛び出す。

他の構成は、第１の実施形態の安全弁の構成と同等であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

この安全弁では、可溶材３２が溶解し始める第１の所定温度よりも低い温度では、高圧水素ガス容器２内の高圧水素ガスの圧力がオーリング４２に印加され、この圧力がピストン３０に印加され、かつコイルバネ３６のバネ力もピストン３０に印加されるが、可溶材３２が固体状態にあるので、図２（ａ）に示すように、オーリング４２は通路１８の遮断状態を維持している。

高圧水素ガス容器２の温度が例えば火災等の原因で上昇し、可溶材３２が溶解する第２の所定温度よりも高く、別の可溶材６２が溶解を開始する温度よりも低い温度に本体４がなると、可溶材３２は溶解状態になっている。このとき高圧水素ガスの圧力も上昇し、この高圧水素ガス圧力とコイルバネ３６のバネ力とが、ピストン３０、溶解した可溶材３２、分岐通路３４の非拡大部分３４ｂ、ボール５０を介して別の可溶材６２に印加される。しかし、別の可溶材６２が溶解を開始する第３の所定温度以下の温度であるので、別の可溶材６２は固体状態を維持し、外部に流出せず、弁体４０は通路１８の遮断状態を維持している。

安全弁の温度が第３の所定温度になると、別の可溶材６２の周面が溶解を開始し、さらに温度が幾分上昇して第４の所定温度以上になると、別の可溶材６２は貫通孔６０の主面と非接触状態となり、溶解された可溶材３２にピストン３０を介して印加されている高圧水素ガス圧力及びコイルバネ３６のバネ力を別の可溶材６２は阻止できず、溶解状態の可溶材３２、ボール５０と共に別の可溶材６２が外部に放出され、同図（ｂ）に示すようにピストン３０が上昇し、オーリング４２が通路１８を開放し、高圧水素ガスは、通路１８、大径凹所２４、ポート２８ａを介して安全弁から離れた位置で大気中に放出される。このとき、インジケータ用ロッド４４も上昇し、本体４の胴部２２の上端より突出し、マーカー４８が見えるので、安全弁が動作していることが外部から確認できる。また、マーカー４８が見えないが、インジケータ用ロッド４４が胴部２２の上端から突出している場合には、例えば可溶材３２のクリープ等の影響で、オーリング４２が上昇していることが判る。

第３の実施形態の安全弁を図３に示す。この安全弁は、第２の実施形態の安全弁において、インジケータ用ロッド４４を短くして、オーリング４２が通路１８を開放して、オーリング４２が通路１８の上部から離脱したとき、インジケータ用ロッド４４の上端がインジケータ用通路４６の上端に位置するようにインジケータ用ロッド４４の長さを選択したものである。他の構成は、第２の実施形態の安全弁と同一であるので、同一部分には同一符号を付して、説明を省略する。

インジケータ用通路４６の上端は、フィルタ６４によって通気可能に閉じられている。従って、安全弁が動作しているか否かを判断する場合、フィルタ６４を取り除いて、インジケータ用通路４６内を見たときに、インジケータ用通路４６の上端にインジケータ用ロッド４４の上端が位置していると、安全弁が動作して、通路１８が開放されていることが判り、インジケータ用通路４６の上端に達しない位置までインジケータ用ロッド４４の上端が位置していると、完全に通路１８を開く位置までオーリング４２が移動していないことが判る。なお、フィルタ６４を透明な材料で構成すれば、フィルタ６４を取り除く必要は無い。

第４の実施形態の安全弁を図４に示す。この安全弁は、胴部２２の側方から安全弁が動作しているか否かを確認できるようにしたもので、インジケータ用通路４６の中途に胴部２２の側方に開口した観察用の窓通路６６を形成し、インジケータ用ロッド４４は、オーリング４２が通路１８を開放して、オーリング４２が通路１８の上部から離脱したとき、インジケータ用ロッド４４の上端が窓通路６６に対応する位置に存在するようにインジケータ用ロッド４４の長さを選択したものである。なお、窓通路６６からの観察を容易にするために、マーカー４８は、インジケータ用ロッド４４の上端に設けられている。他の構成は、第２の実施形態の安全弁と同一であるので、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。なお、窓通路６６の外部から棒状の工具を挿入し、その工具の先端がインジケータ用ロッド４４に接触するか否かによって安全弁が動作しているか否かを判断することもできる。このような工具の挿入を考慮しない場合には、窓用通路６６内を透明な樹脂によって埋めることもできる。

第１及び第２の実施形態では、マーカー４８は、１つだけ設けたが、マーカーをインジケータ用ロッドの上端から予め定めた距離ごとにインジケータ用ロッド４４の長さ方向に沿って下方に向かって設けることも可能である。この場合、どれだけのマーカーが胴部２２の上端から突出しているかによってピストン３０の動作停止位置を判断することができる。同様に第４の実施形態においてもインジケータ用ロッド４４に複数のマーカーを設けて、いずれのマーカーが窓通路６６から見えているかによって、ピストン３０の動作停止位置を判断することができる。第３の実施形態の場合には、インジケータ用通路４６の内周面に、その長さ方向に沿って予め定めた距離ごとにマーカーを設ければ、同様にピストン３０の動作停止位置を判断することができる。また、第１の実施形態においても、第３及び第４の実施形態の安全弁と同様にインジケータ用ロッド４４の長さを調整することによって、第３の実施形態のように胴部２２の上部からインジケータ用通路４６を見ることによって、或いは第４の実施形態のように胴部２２の側方に設けた窓通路からインジケータ用通路４６を見ることによって、安全弁の動作状態を判断することができる。上記の各実施形態では、インジケータ用ロッド４４は、ピストン３０と一体に成型したが、ピストン３０とは別個にインジケータ用ロッド４４を形成し、インジケータ用ロッド４４をピストン３０の上面に取り付けることもできる。

上記の各実施形態の安全弁では、コイルバネ３６を設けたが、例えば高圧水素ガス容器２内のガス圧力が高い場合には、コイルバネ３６は不要である。上記の各実施形態の安全弁は、高圧水素ガスに対する安全弁として使用したが、他のガスに対しても使用することができるし、液体に対しても使用することができる。各実施形態において使用した可溶材３２は、第１の所定温度で溶解を開始し、第２の所定温度で溶解状態になるものを使用したが、第１及び第２の所定温度が同じ共晶合金を使用することもできる。同様に、第２乃至第４の実施形態において使用した別の可溶材６２も、第３の所定温度で溶解を開始し、第４の所定温度で別の可溶材６２の外周面が取付具５６の貫通孔６０の周面から離れるものを使用したが、第３及び第４の所定温度が同じ共晶合金を使用することもできる。上記の各実施形態では、安全弁は、高圧水素ガス容器に設けたが、これに限った物ではなく、例えば高圧流体路中に設けることもできる。

４ 本体
２６ 小径凹所（シリンダ）
３０ ピストン
３２ 可溶材
４２ オーリング（流体遮断体）
４４ インジケータ用ロッド（インジケータ）

本発明の一態様の安全弁では、高圧流体設備、例えば圧力容器や高圧流体路に装着された本体内に外部に連通した高圧流体用通路を形成し、この本体内にシリンダを設け、このシリンダ内を移動可能にピストンが前記シリンダ内に設けられている。このピストンの一方の面側に、前記高圧流体用通路を開閉可能な流体遮断体が設けられている。流体遮断体としては、例えば高圧流体用通路を開閉するシール部材、例えばオーリングを使用することもできるし、高圧流体用通路の中途に設けた弁座に着座及び離座可能な弁体を使用することができる。前記ピストンの他方の面に接触して前記シリンダ内に可溶材が固定されている。可溶材は、固体状態において前記流体遮断体による前記高圧流体用通路の閉状態を保持し、前記高圧流体設備または高圧流体設備の雰囲気の温度上昇に伴って溶解する。その溶解状態において前記ピストンが例えば高圧流体の圧力によって移動して前記本体に設けた分岐通路を介して前記本体の外部に可溶材が流出することによって、前記高圧流体用通路の前記流体遮断体による閉状態を開状態とする。なお、可溶材の溶解時に、ピストンを円滑に移動させるために、ピストンを挟んで可溶材と対向するように付勢手段を設けることもできる。また、分岐通路に固体状態において溶解した可溶材の外部への流出を阻止するように別の可溶材を設けることもできる。この場合、別の可溶材は、前記可溶材が溶解する温度よりも高い温度で溶解を開始し、本体から少なくとも一部が離れたとき、溶解した前記可溶材と共に本体外部に排出される。前記ピストンの前記可溶材側にインジケータ用ロッドが設けられ、このインジケータ用ロッドは、前記本体の前記可溶材側に設けられたロッド用通路を、前記流体遮断体が前記高圧流体用通路を開状態とする前記ピストンの移動に従って移動し、移動時に外部から観察可能である。インジケータ用ロッドは、ピストンと一体成型することもできるし、ピストンとは別個に形成したものを、ピストンに結合して一体とすることもできる。

本発明の一態様の安全弁では、高圧流体設備、例えば圧力容器や高圧流体路に装着された本体内に外部に連通した高圧流体用通路を形成し、この本体内にシリンダを設け、このシリンダ内を移動可能にピストンが前記シリンダ内に設けられている。このピストンの一方の面側に、前記高圧流体用通路を開閉可能な流体遮断体が設けられている。流体遮断体としては、例えば高圧流体用通路を開閉するシール部材、例えばオーリングを使用することもできるし、高圧流体用通路の中途に設けた弁座に着座及び離座可能な弁体を使用することができる。前記ピストンの他方の面に接触して前記シリンダ内に可溶材が固定されている。可溶材は、固体状態において前記流体遮断体による前記高圧流体用通路の閉状態を保持し、前記高圧流体設備または高圧流体設備の雰囲気の温度上昇に伴って溶解する。その溶解状態において前記ピストンが例えば高圧流体の圧力によって移動して前記本体に設けた分岐通路を介して前記本体の外部に可溶材が流出することによって、前記高圧流体用通路の前記流体遮断体による閉状態を開状態とする。なお、可溶材の溶解時に、ピストンを円滑に移動させるために、ピストンを挟んで可溶材と対向するように付勢手段を設けることもできる。また、分岐通路に固体状態において溶解した可溶材の外部への流出を阻止するように別の可溶材を設けてある。この場合、別の可溶材は、前記可溶材が溶解する温度よりも高い温度で溶解を開始し、本体から少なくとも一部が離れたとき、溶解した前記可溶材と共に本体外部に排出される。前記ピストンの前記可溶材側にインジケータ用ロッドが設けられ、このインジケータ用ロッドは、前記本体の前記可溶材側に設けられたロッド用通路を、前記流体遮断体が前記高圧流体用通路を開状態とする前記ピストンの移動に従って移動し、移動時に外部から観察可能である。インジケータ用ロッドは、ピストンと一体成型することもできるし、ピストンとは別個に形成したものを、ピストンに結合して一体とすることもできる。

本発明の参考例の安全弁の閉弁状態と開弁状態とを示す縦断面図である。 本発明の第１の実施形態の安全弁の閉弁状態と開弁状態とを示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態の安全弁の閉弁状態を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施形態の安全弁の閉弁状態を示す縦断面図である。

本発明の参考例の安全弁は、図１（ａ）に一点鎖線で示す高圧設備、例えば高圧水素ガス容器２に設けられるもので、高圧水素ガス容器２は、高圧流体、例えば高圧水素ガスを内部に収容している。この高圧水素ガス容器２の温度が所定温度以上になると、この安全弁が動作して、高圧水素ガス容器２内の高圧水素ガスを外部に排出するものである。

本発明の第１の実施形態の安全弁を図２（ａ）、（ｂ）に示す。第１の実施形態の安全弁では、開口２８を、離れた位置での外気放出用の配管への接続を容易にするためにポート２８ａに形成してある。更に、分岐通路３４の端部を拡大し、その拡大部分３４ａに非拡大部分３４ｂを閉塞するように分離体、例えばボール５０が配置されている。このボール５０は例えばゴム製で、非拡大部分３４ｂの直径よりも直径が大きいものである。このボール５０を保持するために環状のボール保持体５２が拡大部分３４ａの内奥に配置されている。ボール保持体５２は、その中央に非拡大部分３４ｂの長さ方向に貫通してボール５０を保持している貫通孔５４を有し、この貫通孔５４が非拡大部分３４ｂと同心となるようにボール保持体５２は配置されている。

他の構成は、参考例の安全弁の構成と同等であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

第２の実施形態の安全弁を図３に示す。この安全弁は、第１の実施形態の安全弁において、インジケータ用ロッド４４を短くして、オーリング４２が通路１８を開放して、オーリング４２が通路１８の上部から離脱したとき、インジケータ用ロッド４４の上端がインジケータ用通路４６の上端に位置するようにインジケータ用ロッド４４の長さを選択したものである。他の構成は、第１の実施形態の安全弁と同一であるので、同一部分には同一符号を付して、説明を省略する。

第３の実施形態の安全弁を図４に示す。この安全弁は、胴部２２の側方から安全弁が動作しているか否かを確認できるようにしたもので、インジケータ用通路４６の中途に胴部２２の側方に開口した観察用の窓通路６６を形成し、インジケータ用ロッド４４は、オーリング４２が通路１８を開放して、オーリング４２が通路１８の上部から離脱したとき、インジケータ用ロッド４４の上端が窓通路６６に対応する位置に存在するようにインジケータ用ロッド４４の長さを選択したものである。なお、窓通路６６からの観察を容易にするために、マーカー４８は、インジケータ用ロッド４４の上端に設けられている。他の構成は、第２の実施形態の安全弁と同一であるので、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。なお、窓通路６６の外部から棒状の工具を挿入し、その工具の先端がインジケータ用ロッド４４に接触するか否かによって安全弁が動作しているか否かを判断することもできる。このような工具の挿入を考慮しない場合には、窓用通路６６内を透明な樹脂によって埋めることもできる。

参考例及び第１の実施形態では、マーカー４８は、１つだけ設けたが、マーカーをインジケータ用ロッドの上端から予め定めた距離ごとにインジケータ用ロッド４４の長さ方向に沿って下方に向かって設けることも可能である。この場合、どれだけのマーカーが胴部２２の上端から突出しているかによってピストン３０の動作停止位置を判断することができる。同様に第３の実施形態においてもインジケータ用ロッド４４に複数のマーカーを設けて、いずれのマーカーが窓通路６６から見えているかによって、ピストン３０の動作停止位置を判断することができる。第２の実施形態の場合には、インジケータ用通路４６の内周面に、その長さ方向に沿って予め定めた距離ごとにマーカーを設ければ、同様にピストン３０の動作停止位置を判断することができる。また、参考例においても、第２及び第３の実施形態の安全弁と同様にインジケータ用ロッド４４の長さを調整することによって、第２の実施形態のように胴部２２の上部からインジケータ用通路４６を見ることによって、或いは第３の実施形態のように胴部２２の側方に設けた窓通路からインジケータ用通路４６を見ることによって、安全弁の動作状態を判断することができる。上記の各実施形態では、インジケータ用ロッド４４は、ピストン３０と一体に成型したが、ピストン３０とは別個にインジケータ用ロッド４４を形成し、インジケータ用ロッド４４をピストン３０の上面に取り付けることもできる。

Claims (2)

1. 高圧流体設備に装着される本体内に設けた流体遮断体が、前記高圧流体設備または前記高圧流体設備の雰囲気の昇温に伴って動作して前記設備内の流体を外部に放出する熱作動式安全弁において、
   前記本体に設けられたインジケータが、前記流体遮断体の動作と機械的に連動して、外部から観察可能に作動する熱作動式安全弁。
2. 請求項１記載の熱作動式安全弁において、前記インジケータは、前記本体内に形成した前記高圧流体設備からの流体用通路を前記流体遮断体が開口したことが判るように構成した熱作動式安全弁。

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