CN101631978B

CN101631978B - 安全阀

Info

Publication number: CN101631978B
Application number: CN2008800057680A
Authority: CN
Inventors: 大道邦彦; 北利夫
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: JP2008202736A; US20100078078A1; DE112008000447T5; KR101152475B1; WO2008102673A1; CN101631978A; US8726923B2; KR20090118040A

Abstract

本发明提供安全阀，在安装在容器上的、在温度上升的情况下释放容器内的气体的安全阀中，能够进一步提高安全性。主体(3)具有插入到设于容器(T)上的开口中的安装部(6)以及具有比安装部(6)大的外径、且外周缘部(5a)抵接在容器(T)的表面上的大直径部(5)。框体(2)的下表面与主体(3)的大直径部外周缘部(5a)的上表面对接。在主体(3)的大直径部外周缘部(5a)上设有多个轴向贯通孔(32)，并且，在框体(2)上设有从下表面与各轴向贯通孔(32)相对应的内螺纹部(33)。主体(3)和框体(2)通过从主体(3)的大直径部外周缘部(5a)下表面插入的多个外螺纹部件(34)结合。

Description

安全阀

技术领域

本发明涉及安全阀，尤其涉及为了防止火灾发生时等容器内的压力过度上升而安装于容器中的、在温度上升的情况下释放容器内的气体的安全阀。

背景技术

在燃料电池车的氢气箱中，为了防止因内压伴随箱的温度上升而上升引起的破裂，需要设置安全阀，该安全阀中内置有气体释放机构，该气体释放机构具有高温时熔化的可溶体，并伴随可溶体的熔化释放容器内的气体。专利文献1中公开了以下的内容，具有安装在容器上的主体和与主体结合的圆筒状框体以及气体释放机构，通过使设在主体上的外螺纹部和设在框体上的内螺纹部螺合，构成将气体释放机构内置的安全阀，通过使设在安全阀的主体上的外螺纹部与容器的内螺纹部螺合，将安全阀安装在容器上。

专利文献1：日本特开2004-263786号公报

在上述现有的安全阀中，若由于振动等导致主体与框体的螺合产生松动，则存在着由此导致气体释放机构的误动作的可能性，其改良成为课题。

因此，如图3所示，在具有圆筒状框体42、圆筒状主体43、可熔体7、移动体8、弹压部件9、可动栓体10以及可动栓体保持机构11的安全阀41中，在框体42的外周形成外螺纹部42a，在主体43的内周形成与之对应的内螺纹部43a，为了防止框体42与主体43之间的松动，考虑将锁定螺母44进一步紧固在框体42的外螺纹部42a上，但在此情况下，存在以下问题。

由于安全阀41是搭载在车上的部件，因此要求其轻量、紧凑，而且，为了提高感温特性，需要将其整体形成为薄壁，所以无法以强力紧固锁定螺母44，因而无法否定因振动造成锁定螺母44松动的可能性。此外，将安全阀41安装到容器T上时，由于套筒扳手型的扭力扳手会与锁定螺母44的对角部发生干涉，所以，只能使用扳手型的扭力扳手，操作性不好。此外，将安全阀41从容器T上拆下时，存在误将锁定螺母44松动的可能性，如果在这种状态下再将安全阀41组装到容器T上，则锁定螺母44的防松动效果消失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全阀，在这种安装在容器中且在温度上升时释放容器内的气体的安全阀中，能够进一步提高安全性。

本发明的安全阀，在由安装在容器上的主体以及与主体结合的框体形成的空间内，设有气体释放机构，该气体释放机构具有高温时能够融解的可熔体且伴随着可熔体的熔化释放容器内的气体，其特征在于，主体和框体通过多个外螺纹部件结合，所述外螺纹部件从主体外周缘部的与容器相对的面侧插入，并螺合在设于框体上的内螺纹部中。

例如，主体具有插入到设于容器上的开口中的安装部以及外径比安装部大的大直径部，框体的下表面与主体的大直径部外周缘部上表面对接，在主体的大直径部外周缘部上设有多个轴向贯通孔，并且，在框体上设有从下表面与各轴向贯通孔相对应的内螺纹部。

此外，在本说明书中，“上下”以将安全阀安装在容器的上表面上的情况(图1)为基准，该“上下”是为便于说明而采用的说法，安全阀可以从该基准的状态上下颠倒或横向地进行安装。

在专利文献1中记载的、设置于主体上的外螺纹部和设置于框体上的内螺纹部相互螺合的安全阀中，若该螺合松动则会引起误动作，而在本发明的安全阀中，即使在多个外螺纹部件全部松动的情况下也不会引起误动作。其原因在于，由于采用大直径部与容器表面相对的结构设计，因此，从主体的大直径部下表面插入的多个外螺纹部件的松动量受到限制，不会导致误动作。

作为设在主体以及框体所形成的空间内的气体释放机构，能够使用公知的各种类型。气体释放机构，除可熔体外，还包括伴随着可熔体的熔化而移动的移动体、对移动体进行弹压的弹压部件、随着移动体的移动而开放从而连通容器与安全阀外部的可动栓体等，在主体以及框体上也分别形成有构成气体释放机构的部分。

作为包含气体释放机构的安全阀的具体结构，例如具有：框体，该框体为圆筒状，在其上端部形成有向内凸缘部；圆筒状主体，该圆筒状主体具有与框体内周之间具有间隙的小直径部、与小直径部的下端相连且封闭框体下端开口的大直径部、以及与大直径部的下端相连且安装在容器上的安装部；可熔体，该可熔体以其上端面抵接在框体的向内凸缘部的下表面上的方式配置在主体的小直径部与框体之间；移动体，该移动体以其上端抵接在可熔体的下端上的方式能够移动地配置在主体的小直径部与框体之间；弹压部件，该弹压部件以其上端抵接在移动体的下端且其下端被支承在主体的大直径部上表面上的方式配置在主体的小直径部与框体之间；能够移动地插入到主体内的带阶梯的圆柱状可动栓体；可动栓体保持机构，该可动栓体保持机构阻止通常状态下的可动栓体向上方的移动，且通过移动体向上方位置移动而容许可动栓体向上方的移动。主体具有：与容器内连通的小直径轴向通路和与小直径轴向通路的上端相连且在上端开口的大直径轴向通路。可动栓体具有：嵌合在主体的小直径轴向通路的上端部上的小直径轴部；与小直径轴部相连且在与主体的大直径轴向通路下端部之间具有间隙的中间轴部；与中间轴部相连且以能够滑动的方式嵌合在主体的大直径轴向通路的中间部分上的大直径轴部，在可动栓体的大直径轴部上，设有从其上端延伸到下端的轴向通路，在可动栓体的中间轴部上，设有在其外周面上开口且与大直径轴部的轴向通路的下端相连的连通路，由此，当可熔体熔化从而移动体移动至上方位置时，容器内气体经过主体小直径轴向通路、主体大直径轴向通路下端部、可动栓体连通路以及可动栓体轴向通路被排出至容器外。在这样的安全阀中，容器内的气体的压力通过设置在固定于框体上的主体内且通过可动栓体保持机构阻止其向上方的移动的可动栓体来承受，由于容器内的压力不会影响到移动体，因此，施加在可熔体上的力仅为弹压部件的弹性力，能够避免比设定值低的温度下的误动作，因此，成为气体释放机构部分的稳定性非常高的安全阀，这些都使螺纹的松动对策变得重要，通过对其进行改良能够得到可靠性极高的安全阀。

发明的效果

根据本发明的安全阀，由于螺合松动的可能性实质上为零，因此，消除了因螺纹的松动而导致的误动作，在拆下安全阀时，也不可能误使螺纹部件松动，由此，大幅度地提高了可靠性。此外，通过不使用锁定螺母，在将安全阀安装到容器上时可以使用套筒扳手型的扭力扳手，操作性也较好。

附图说明

图1是表示本发明的安全阀的实施方式的剖视图，表示通常状态(关闭状态)。

图2是沿图1的II-II线的剖视图。

图3是表示现有的安全阀的剖视图，表示通常状态(关闭状态)。

附图标记的说明

1安全阀

2框体

3主体

5a外周缘部

7可熔合金(可熔体)

33内螺纹部

34外螺纹部件

T容器

具体实施方式

下面参照以下附图说明本发明的实施方式。在以下的说明中，上下和左右是指图中的上下和左右。

图1和图2表示本发明的安全阀的实施方式。图1表示安全阀的环境温度为规定值以下的通常状态即通路封闭的状态。

如图1所示，安全阀1具有：框体2，该框体2为具有周壁12以及顶壁13的圆筒状，在周壁12上端部形成有向内凸缘部12a；圆筒状主体3，该圆筒状主体3具有与框体2内周之间具有间隙的小直径部4、与小直径部4的下端相连且封闭框体2下端开口的大直径部5、以及与大直径部5的下端相连且安装在容器T上的安装部6；圆筒状可熔合金(可熔体)7，该圆筒状可熔合金7以其上端面抵接在框体2的向内凸缘部12a的下表面上的方式配置在主体3的小直径部4上端部与框体2上端部之间；圆筒状移动体8，该圆筒状移动体8以其上端抵接在可熔合金7的下端上的方式能够移动地配置在主体3的小直径部4中间部与框体2的中间部之间；圆筒状盘簧(弹压部件)9，该盘簧9以其上端抵接在移动体8的下端且其下端被支承在主体3的大直径部5上表面上的方式配置在主体3的小直径部4下端部与框体2下端附近部之间；能够移动地插入主体3内的带阶梯的圆柱状可动栓体10；可动栓体保持机构11，该可动栓体保持机构11阻止通常状态下的可动栓体10向上方的移动，且通过移动体8向上方位置移动而容许可动栓体10向上方的移动。

在框体2的顶壁13上，形成有将框体2内的气体排出至外部的排出通路13a。主体3的小直径部4的上端经由微小的间隙与框体2的顶壁13下表面相对。

主体3的安装部6被制成与容器T的安全阀安装部的形状相对应的形状，在本实施方式中，采用在外周上设有外螺纹部6a的安装部6。该安装部6被插入到设在容器T上的开口中，并与设于此处的内螺纹部28螺合，由此，安全阀1被安装到容器T上。主体3的大直径部5具有比安装部6大的外径，在安全阀1被安装在容器T上的状态下，大直径部5的外周缘部5a下表面与容器T表面隔开微小的间隙相对。在主体3的大直径部5外周上，如图2所示，形成有六棱柱状的卡合部31，可以通过使套筒扳手型的扭力扳手嵌合到该六棱柱状卡合部31上，来进行将安全阀1安装到容器T上的作业。

框体2的下表面对接在主体3的大直径部5外周缘部5a上表面上。在主体3的大直径部5外周缘部5a上，设有多个(图示为6个)轴向贯通孔32。在框体2上，设有从下表面与各轴向贯通孔32相对应的内螺纹部33。而且，主体3和框体2通过从主体3的大直径部5外周缘部5a下表面插入的多根(本例中为6根)外螺纹部件34而结合。外螺纹部件34是六角带孔螺栓，在各轴向贯通孔32的下端部上，设有收纳六角带孔螺栓的头部的大直径部32a。在大直径部5的外周缘部5a下表面与容器T表面之间，如上所述仅存在微小的间隙，外螺纹部件34的下表面与容器T表面之间的间隙也是微小的。因此，因振动等导致外螺纹部件34松动的情况下的松动量是非常小的。

主体3的内周面形状为，小直径部4侧为大直径，安装部6侧为小直径，大直径部5的内周的直径处于其中间。由此，在主体3上形成有：从大直径部5的下端附近延伸到安装部6的下端并通向容器T内的小直径轴向通路14；与小直径轴向通路14相连并向上方延伸的中间直径轴向通路35；与中间直径轴向通路35相连并向上方延伸且在上端开口的大直径轴向通路15。

可熔合金7当到达预先设定的温度时会熔化。在框体2的周壁12的上端部设有用于将熔化了的合金7排出至外部的合金排出通路16。

移动体8以其内周与主体3的小直径部4外周邻接且在其外周与框体2的内周邻接的状态在能够滑动的方式配置在框体2与主体3之间。在移动体8的下端部内周上，形成有左右的滚珠移动用凹部17。

盘簧9将移动体8向上弹压，是在可熔合金7熔化时将可熔合金7从框体2的合金排出通路16排出并使移动体8向上方移动的部件，考虑到安全阀1工作而设定的温度下的可熔合金7的流动特性等，其弹性力被设定为能够使移动体8向上方移动且较小的值。

可动栓体10具有：嵌合在主体3的中间直径轴向通路35的上端部的小直径轴部18；与小直径轴部18相连、且在其与主体3的大直径轴向通路15下端部之间具有间隙的中间轴部19；与中间轴部19相连、以能够滑动的方式嵌合在主体3的大直径轴向通路15中的大直径轴部20。

在可动栓体10的大直径轴部20上设有从其上端延伸到下端的轴向通路21。在可动栓体10的中间轴部19上设有在其外周面上开口且与大直径轴部20的轴向通路21的下端相连的左右的连通路22。因此，该连通路22向主体3的大直径轴向通路15下端部与中间轴部19外周之间存在的间隙开口。

在可动栓体10的大直径轴部20上端与框体2的顶壁13下表面之间，以大直径轴部20能够向上方移动的方式设有规定的间隙，该间隙比小直径轴部18的长度大。因此，当可动栓体10因容器T内的气体的压力而被强制地上推时，可动栓体10停止在其上端抵接框体2的顶壁13下表面的位置上，此时，主体3的小直径轴向通路14以及中间直径轴向通路35与可动栓体10的连通路22之间，经由主体3的大直径轴向通路15的下端部连通。在可动栓体10的小直径轴部18的外周上设有O型环23。

可动栓体保持机构11包括：设在可动栓体10的上端附近部分的外周上的左右的凹部25；以与该凹部25位于同一位置的方式设在主体3的小直径部4上的贯通孔26；以横跨该凹部25以及贯通孔26的方式被收纳的滚珠27；移动体8的滚珠移动用凹部17。滚珠移动用凹部17被形成为，当可熔合金7熔化从而移动体8向上方位置移动时，与贯通孔26相对。

滚珠27的径向的动作通过可动栓体10的凹部25底面与移动体8的内周面进行限制。因此，当对可动栓体10作用向上的力时，从可动栓体10的凹部25下表面对滚珠27作用斜向上的力，由于抵抗该力而从主体3的贯通孔26的上表面对滚珠27作用有斜向下的力，因此，双方的力达到平衡。这样，在通常状态下，通过滚珠27阻止了可动栓体10向上方的移动。

滚珠移动用凹部17是通过移动体8向上方位置移动而用于容许可动栓体10向上方的移动的结构，即，若移动体8移动到上方位置，则滚珠移动用凹部17成为与主体3的贯通孔26的外端开口相对，由此，向径向外侧的移动被移动体8的内周阻止了的滚珠27变得能够向径向外侧移动。由于可动栓体10的凹部25形成为锥状，在滚珠27上作用有向径向外侧成分的力，因此，滚珠27能够容易地向径向外侧移动。由此，滚珠27从可动栓体10的凹部25脱出，并跨越贯通孔26和滚珠移动用凹槽17地被收纳，阻止可动栓体10向上方的移动的作用被解除。在该状态下，在容器内气体压力超过可动栓体10的摩擦力的情况下，可动栓体10向上方移动。这样，若移动体8向上方移动，则可动栓体10此后立刻向上方移动。

当安全阀1的环境温度超过规定值，可熔合金7熔化，安全阀1成为工作状态。该工作状态的安全阀1，其可熔合金7从合金排出通路16被排出而消失，被盘簧9弹压的移动体8移动至上方位置。移动体8的上方位置是移动体8的上端抵接在框体2的向内凸缘部12a的下表面上的位置。当移动体8移动至上方位置时，如上所述，阻止可动栓体10向上方的移动的结构不复存在，可动栓体10也移动至上方位置。可动栓体10的上方位置是其上端抵接在框体2的顶壁13下表面上的位置。因此，由于关闭了中间直径轴向通路35的可动栓体10的小直径轴部18被上推到大直径轴向通路15内，因此，在安全阀1中，形成用以排出容器T内的气体的释放通路。即，在可熔合金7熔化从而移动体8移动至上方位置时，容器T内的气体经过主体小直径轴向通路14、主体中间直径轴向通路35、主体大直径轴向通路15的下端部、可动栓体连通路22以及可动栓体轴向通路21，从设于框体2的顶壁13上的气体排出通路13a排出。

在主体3与框体2的螺合松动的情况下，即，在框体2相对于主体3向上方移动的情况下，与此相伴随地移动体8向上方移动，会发生与上述安全阀的工作状态相同的情况(误动作)。在图3所示的安全阀41中，由于锁定螺母44因振动等而松动、以及不能防止误使锁定螺母44松动的情况发生，所以，存在发生上述误动作的可能性，但根据本发明的安全阀1，在图1所示的安全阀1的安装状态下，由于外螺纹部件34不从安全阀1露出，因而完全不存在误使其松动的可能性，而且，由于因振动而产生的外螺纹部件34的松动量很微小，因而能够获得可靠性极高的产品。

工业实用性

本发明是使安装在容器上的、在温度上升的情况下释放容器内的气体的安全阀的安全性提高的发明，可以将其用于火灾发生时等容器内的压力过度上升的用途等，由此有助于提高安全性。

Claims

1.一种安全阀，在由安装在容器上的主体以及与主体结合的框体形成的空间内设有气体释放机构，该气体释放机构具有高温时能够熔化的可熔体且伴随着可熔体的熔化释放容器内的气体，其特征在于，

主体具有插入到设于容器上的开口中的安装部以及外径比安装部大的大直径部，框体的下表面与主体的大直径部外周缘部上表面对接，在主体的大直径部外周缘部上设有多个轴向贯通孔，并且，在框体上设有从下表面与各轴向贯通孔相对应的内螺纹部，主体与框体通过多个外螺纹部件结合，所述外螺纹部件从主体外周缘部的与容器相对的表面侧插入并螺合在设于框体上的内螺纹部中，在主体的轴向贯通孔的下端部上，设有收纳外螺纹部件的头部的大直径部，在安全阀安装在容器上的状态下，主体的大直径部的外周缘部下表面与容器表面隔开微小的间隙相对，由此，在外螺纹部件的下表面与容器表面之间的间隙也是微小的，外螺纹部件松动的情况下的松动量小。

2.如权利要求1所述的安全阀，其特征在于，

主体的安装部在外周上设有外螺纹部，该安装部被插入到设于容器上的开口中并螺合在设于此处的内螺纹部中，在主体的大直径部外周上，以在主体与框体通过多个外螺纹部件结合的状态下能够相对于容器装拆的方式形成有供套筒扳手型的扭力扳手嵌合的六棱柱状卡合部。