JP2000002353A - 熱ヒューズ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支承体の溶融時に弁体の位置ずれを防止し
て、適正な遮断動作を確実に達成することができる良好
な熱ヒューズ弁を提供する。 【解決手段】 熱ヒューズ弁２１は、管状ハウジング２
５内のガス供給路３０中に設けられる弁座２７と、該弁
座２７に着座することでガス供給路３０を遮断状態にす
る球状の弁体２３と、該弁体２３を弁座２７に向けて付
勢する圧縮コイルばね２４と、該圧縮コイルばね２４の
基端側を支持するバネ受け２６と、前記圧縮コイルばね
２４のばね付勢力に抗して前記弁座２７から離間した位
置に前記弁体２３を支承する支承体２２とを備える。支
承体２２は、弁座２７の中心線に向かって突設された複
数の支持突起部２２ｂを有しており、各支持突起部２２
ｂは、弁体２３の球面を当接支持する先端に向かって徐
々に肉厚を薄くされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱ヒューズ弁に関
し、都市ガス等のガス配管の途中、或いはガスメータや
ガス燃焼機器等のガス器具のガス供給路に設けられ、火
災等による異常過熱時にガス供給路を自動的に遮断する
熱ヒューズ弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の熱ヒューズ弁の一例を示
したものである。ここに示した熱ヒューズ弁１は、実開
昭５１−１３４２３８号公報に開示されたものであり、
ガスを燃焼させるガス器具（図示せず）のメインバルブ
２にガスを供給するガス供給路を構成する管状ハウジン
グ３に組み込まれている。前記管状ハウジング３には、
図８中の矢印Ａ方向にガスが流れる。この管状ハウジン
グ３は、上流側にガス供給路を開閉する元栓７を有した
構造であり、該元栓７よりも下流側となるガス供給路５
に、前記熱ヒューズ弁１が組み込まれている。

【０００３】前記熱ヒューズ弁１は、ガス供給路５の途
中に装備される弁座１１と、下流側から前記弁座１１に
着座することでガス供給路５を遮断状態にする球状の弁
体１２と、該弁体１２を弁座１１に向けて付勢するばね
部材である圧縮コイルばね１３と、該圧縮コイルばね１
３の基端側を支持するバネ受け４と、この圧縮コイルば
ね１３のばね付勢力に抗して前記弁座１１から離間した
位置に前記弁体１２を支承する支承体１４とを備えた構
成である。

【０００４】前記支承体１４は、図９に示すように、管
状ハウジング３の内周壁に係合するリング状の外周部１
４ａと、この外周部１４ａからリングの中心に向かって
張り出して弁体１２を支える支持突起部１４ｂとを備え
た構成であり、設定温度以上で溶融する低融点金属や熱
可塑性プラスチック、あるいは設定温度以上に加熱され
ると所定の変形を起こすバイメタル等により一体形成さ
れている。そこで、設定温度（例えば、１６０℃〜２０
０℃）以下の環境では前記支持突起部１４ｂが弁体１２
を支承するが、設定温度以上に加熱されると、該支持突
起部１４ｂが溶融又は熱変形することにより弁体１２に
対する支承力を喪失する。

【０００５】上述の構成により、前記熱ヒューズ弁１
は、火災等によるガス供給路５の異常過熱時には、支承
体１４の溶融又は熱変形によって該支承体１４の弁体支
承力が喪失し、図１０に示すように、弁体１２が弁座１
１に着座してガス供給路５が遮断された状態を得る。な
お、前記支承体１４において隣接する支持突起部１４ｂ
間の切り欠き部１４ｃは、図８に示した通常使用時に、
ガスの流路を確保するためのものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記支承体
１４の複数個の支持突起部１４ｂは、弁座１１の中心線
上に弁体１２を位置決めしている。そこで、火災等によ
るガス供給路５の異常過熱時に速やかなガス供給路の遮
断を実現するには、支承体１４の溶融又は熱変形によっ
て弁体１２が弁座１１に向かって移動する時に、弁体１
２が弁座１１の中心線上から位置ずれしないように、支
承体１４は各支持突起部１４ｂの先端部から溶融又は熱
変形することが好ましい。

【０００７】しかしながら、従来の支承体１４は全体が
均一の板厚で形成されており、火災等によるガス供給路
５の異常過熱時には、必ずしも各支持突起部の先端部か
ら溶融又は熱変形が開始するとは限らない。特に、図９
に示したように切り欠き部１４ｃの形成により幅の狭く
なった外周部１４ａでの温度上昇が、支持突起部１４ｂ
よりも激しくなる。

【０００８】従って、切り欠き部１４ｃを形成された外
周部１４ａが、支持突起部１４ｂの先端部よりも先に溶
融又は熱変形を開始し、その結果、各支持突起部１４ｂ
による支承力のバランスが崩れ、弁体１２は弁座１１の
中心線から外れた方向に移動してしまうので、適正な遮
断動作ができなくなる虞があった。また、支承体１４の
支持突起部１４ｂの先端部よりも先に外周部１４ａが溶
融を開始した結果、支承体１４に破断が起こり、該支承
体１４の破片が移動する弁体１２と弁座１１との間に挟
まって、遮断が不完全になる虞もあった。従って、本発
明の目的は上記課題を解消することに係り、支承体の溶
融時に弁体の位置ずれを防止して、適正な遮断動作を確
実に達成することができる良好な熱ヒューズ弁を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ガ
ス供給路中に設けられる弁座と、該弁座に着座すること
でガス供給路を遮断状態にする弁体と、該弁体を弁座に
向けて付勢するばね部材と、該ばね部材のばね付勢力に
抗して前記弁座から離間した位置に前記弁体を支承する
と共に設定温度以上に加熱されると支承力を失って弁体
の弁座への着座を可能とする支承体とを備えた熱ヒュー
ズ弁であって、前記支承体が、前記弁座の中心線に向か
って突設された複数の支持突起部を有すると共に、前記
弁体の球面又は円錐面を周方向に沿って当接支持する各
支持突起部の少なくとも先端側が、基端側よりも低い温
度で支承力を失うように構成されていることを特徴とす
る熱ヒューズ弁により達成される。

【００１０】上記構成によれば、ガス供給路の異常過熱
時には、弁体の球面又は円錐面を当接支持している各支
持突起部の先端側が先ず溶融又は変形することにより支
承力を失い、次に順次、基端側へ支承力を失ってゆく。
そこで、その球面又は円錐面の周方向に沿ってこれら支
持突起部により当接支持されている弁体は、該弁座の中
心線上に沿ってセンタリングされながら弁座に向かって
移動し、該弁座に確実に着座することができる。

【００１１】尚、好ましくは前記支承体の各支持突起部
が、前記弁体の球面又は円錐面に当接する先端に向かっ
て徐々に肉厚を薄くされていることにより、ガス供給路
の異常過熱時には、一番薄肉の支持突起部先端に熱伝導
が集中し、支承体上の温度上昇は支持突起部先端で一番
激しくなるので、支持突起部先端が一番早く設定温度を
越えることになる。そこで、支承体の溶融又は変形は、
弁体に当接している各支持突起部先端から必ず始まるよ
うになり、各支持突起部による弁体のセンタリング機能
が損なわれないため、弁座に向かって移動する弁体の位
置ずれを防止することができる。

【００１２】又、好ましくは前記支承体の各支持突起部
が、設定温度以上に加熱されると溶融する低融点材料か
ら成ると共に、少なくとも先端側が基端側よりも低い温
度で溶融するように融点の異なる複数の低融点材料で構
成されていることにより、ガス供給路の異常過熱時に、
熱伝導による支承体上の温度上昇が均一に生じたとして
も、基端側よりも融点の低い低融点材料で形成されてい
る支持突起部先端が一番早く溶融する。

【００１３】そこで、支承体の溶融は、弁体に当接して
いる各支持突起部先端から必ず始まるようになり、各支
持突起部による弁体のセンタリング機能が損なわれない
ため、弁座に向かって移動する弁体の位置ずれを防止す
ることができる。又、支承体の溶融が必ず各支持突起部
先端から始まり、各支持突起部の基端側から先に溶融す
ることがないため、支承体が破断して破片が弁座側に落
下することはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の一実施形態に係る熱ヒューズ弁を詳細に説明する。図
１及び図２は本発明の第１実施形態に係る熱ヒューズ弁
の縦断面図及び要部拡大断面図であり、図３は図１に示
した支承体の部分破断斜視図である。

【００１５】本第１実施形態の熱ヒューズ弁２１は、図
１及び図２に示したように、矢印Ｆ方向にガスが流れる
ガス供給路３０を構成する管状ハウジング２５と、この
管状ハウジング２５内のガス供給路３０中に設けられる
弁座２７と、該弁座２７に着座することでガス供給路３
０を遮断状態にする球状の弁体２３と、該弁体２３を弁
座２７に向けて付勢するばね部材である圧縮コイルばね
２４と、該圧縮コイルばね２４の基端側を支持するバネ
受け２６と、前記圧縮コイルばね２４のばね付勢力に抗
して前記弁座２７から離間した位置に前記弁体２３を支
承すると共に設定温度以上に加熱されると支承力を失っ
て弁体２３の弁座２７への着座を可能とする支承体２２
とを備えた構成である。

【００１６】前記管状ハウジング２５の下流側端内周に
は、図示しないガス配管に接続される雌ねじ２９が設け
られており、この雌ねじ２９より内側には鋳鋼などでリ
ング状に形成されたバネ受け２６が螺着されている。一
方、前記管状ハウジング２５の上流側端外周には、図示
しないガス配管に接続される雄ねじ２８が設けられてお
り、上流端より内側の内周面には前記バネ受け２６に対
向すべくテーパ状に形成された弁座２７が形成されてい
る。

【００１７】前記弁座２７の拡径部に装着される支承体
２２は、図２及び図３に示すように、管状ハウジング２
５の内周壁に係合するリング状の外周部２２ａと、弁体
２３を支承するために前記外周部２２ａから前記弁座２
７の中心線に向かって突設された複数の支持突起部２２
ｂとを有した構造である。各支持突起部２２ｂは、支承
する弁体２３の移動方向に沿った中心線に対して放射状
に配置されており、中心側に位置している各支持突起部
２２ｂの先端が弁体２３の球面に当接することで、該弁
体２３を支承する。隣接する支持突起部２２ｂ間の切り
欠き部２２ｃは、通常使用時のガス流通路となる。

【００１８】前記支承体２２の各支持突起部２２ｂは、
図１及び図２に示すように、弁体２３に当接する先端側
に向かって徐々に肉厚を薄くした先細形状に形成されて
いる。そして、本実施形態の場合、前記支承体２２は、
融点が７０℃〜２００℃の範囲にある低融点材料によっ
て適宜一体形成される。尚、融点が７０℃〜２００℃の
範囲にある低融点材料としては、例えば、下記表１の品
番１〜１３に示す成分組成の低融点合金を用いることが
でき、前記熱ヒューズ弁２１の使用環境等に応じて適宜
設定される。

【００１９】

【表１】

【００２０】即ち、上述の如き熱ヒューズ弁２１によれ
ば、火災等によるガス供給路３０の異常過熱時には、一
番薄肉の支持突起部２２ｂ先端に熱伝導が集中し、支承
体２２上の温度上昇は支持突起部２２ｂ先端で一番激し
くなるので、支持突起部２２ｂ先端が一番早く設定温度
を越えることになる。そして、弁体２３の球面を当接支
持している各支持突起部２２ｂの先端側が先ず溶融する
ことにより支承力を失い、次に順次、基端側が溶融の進
行により支承力を失ってゆく。

【００２１】そこで、その球面の周方向に沿ってこれら
支持突起部２２ｂにより当接支持されている弁体２３
は、支承体２２の溶融の進行により前記弁座２７の中心
線上に沿ってセンタリングされながら弁座２７に向かっ
て移動し、図２に想像線で示したように該弁座２７に確
実に着座することができる。また、支承体２２の溶融が
必ず各支持突起部２２ｂの先端から始まり、各支持突起
部２２ｂの基端側である外周部２２ａが先に溶融するこ
とがないため、支承体２２が破断して破片が弁座２７側
に落下することもない。従って、本第１実施形態の熱ヒ
ューズ弁２１は、異常過熱時に圧縮コイルばね２４の付
勢力により弁座２７に向かって移動する弁体２３の位置
ずれを防止することができ、ガス供給路３０の適正な遮
断動作を確実、且つ速やかに達成することができる。

【００２２】尚、上記第１実施形態においては、支承体
２２を低融点合金で形成し、設定温度以上の異常加熱時
には溶融する構成としたが、例えば、設定温度以上に加
熱されると所定の変形を起こす形状記憶合金や形状記憶
樹脂等の形状記憶材料、或いはバイメタルで支承体を構
成することもできる。即ち、この場合も一番薄肉の支持
突起部先端に熱伝導が集中し、支承体上の温度上昇は支
持突起部先端で一番激しくなるので、支持突起部先端が
一番早く設定温度を越えることになる。そして、弁体の
球面を当接支持している各支持突起部の先端側が先ず変
形することにより支承力を失い、次に順次、基端側が変
形することにより支承力を失ってゆくので、その球面の
周方向に沿ってこれら支持突起部により当接支持されて
いる弁体は、支承体の変形の進行により弁座の中心線上
に沿ってセンタリングされながら弁座に向かって移動
し、該弁座に確実に着座することができる。

【００２３】次に、図４に示した本発明の第２実施形態
に係る熱ヒューズ弁３１は、上記第１実施形態の熱ヒュ
ーズ弁２１における支承体２２の代わりに支承体３２を
用いた以外は、熱ヒューズ弁２１と同様の構成を有する
ので、共通の構成部材については同符号を付して詳細な
説明を省略する。前記支承体３２は、図４及び図５に示
すように、管状ハウジング２５の内周壁に係合するリン
グ状の外周部３２ａと、弁体２３を支承するために前記
外周部３２ａから前記弁座２７の中心線に向かって突設
された複数の支持突起部３２ｂとを有した構造である。

【００２４】各支持突起部３２ｂは、支承する弁体２３
の移動方向に沿った中心線に対して放射状に配置されて
おり、中心側に位置している各支持突起部３２ｂの先端
が弁体２３の球面に当接することで、該弁体２３を支承
する点では、上記第１実施形態と同様である。又、隣接
する支持突起部３２ｂ間の切り欠き部３２ｃが、通常使
用時のガス流通路となる点でも、上記第１実施形態と同
様である。

【００２５】そして、本第２実施形態における前記支承
体３２は、融点が７０℃〜２００℃の範囲にある低融点
合金から成ると共に、少なくとも先端側が基端側よりも
低い温度で溶融するように融点の異なる二種類の低融点
合金Ｍ１，Ｍ２を積層して適宜一体形成されている。即
ち、支承体３２の弁体対向面（図４中、左側面）と支持
突起部３２ｂの先端部とを構成している低融点合金Ｍ１
は、支承体３２の弁座対向面（図４中、右側面）を構成
している低融点合金Ｍ２よりも融点の低い低融点合金が
使用環境等に応じて適宜選択的に用いられる。例えば、
前述の表１に示した低融点合金を利用する場合、低融点
合金Ｍ１には品番１のリポウイッツメタル（融点７１
℃）、低融点合金Ｍ２には品番６のローズメタル（融点
９３℃）をそれぞれ選択することができる。尚、低融点
材料としては、上記低融点合金に限らず、熱可塑性プラ
スチックを用いることもでき、融点が異なる熱可塑性プ
ラスチック同士を組み合わせたり、低融点合金と熱可塑
性プラスチックとを組み合わせて使用することもでき
る。

【００２６】そこで、上記本第２実施形態における熱ヒ
ューズ弁３２によれば、火災等によるガス供給路３０の
異常過熱時には、熱伝導による支承体３２上の温度上昇
が均一に生じたとしても、低融点合金Ｍ１で形成されて
いる支承体３２の弁体対向面と支持突起部３２ｂの先端
部とが最初に設定温度を超えることになる。従って、前
記弁体２３の球面を当接支持している各支持突起部３２
ｂの先端から支承体３２の溶融が始まり、次第に基端側
が溶融の進行により支承力を失ってゆくので、その球面
の周方向に沿ってこれら支持突起部３２ｂにより当接支
持されている弁体２３は、支承体３２の溶融の進行によ
り前記弁座２７の中心線上に沿ってセンタリングされな
がら弁座２７に向かって移動し、図４に想像線で示した
ように該弁座２７に確実に着座することができる。

【００２７】また、支承体３２の溶融が必ず各支持突起
部３２ｂの先端から始まり、各支持突起部３２ｂの基端
側である外周部３２ａが先に溶融することがないため、
支承体３２が破断して破片が弁座２７側に落下すること
もない。従って、上記第１実施形態の熱ヒューズ弁２１
と同様に、本第２実施形態の熱ヒューズ弁３１は、異常
過熱時に圧縮コイルばね２４の付勢力により弁座２７に
向かって移動する弁体２３の位置ずれを防止することが
でき、ガス供給路３０の適正な遮断動作を確実、且つ速
やかに達成することができる。

【００２８】次に、図６に示した本発明の第３実施形態
に係る熱ヒューズ弁４１は、上記第２実施形態の熱ヒュ
ーズ弁３１における支承体３２の代わりに支承体４２を
用いた以外は、前記熱ヒューズ弁３１と同様の構成を有
するので、共通の構成部材については同符号を付して詳
細な説明を省略する。前記支承体４２は、図６及び図７
に示すように、管状ハウジング２５の内周壁に係合する
リング状の外周部４２ａと、弁体２３を支承するために
前記外周部４２ａから前記弁座２７の中心線に向かって
突設された複数の支持突起部４２ｂとを有した構造であ
る。

【００２９】各支持突起部４２ｂは、支承する弁体２３
の移動方向に沿った中心線に対して放射状に配置されて
おり、中心側に位置している各支持突起部４２ｂの先端
が弁体２３の球面に当接することで、該弁体２３を支承
する点では、上記第２実施形態と同様である。又、隣接
する支持突起部４２ｂ間の切り欠き部４２ｃが、通常使
用時のガス流通路となる点でも、上記第２実施形態と同
様である。

【００３０】そして、本第３実施形態における前記支承
体４２は、該支承体４２の弁体対向面（図６中、左側
面）が、支承体４２の弁座対向面（図６中、右側面）を
構成する低融点合金Ｍ２よりも融点の低い低融点合金Ｍ
１で構成されると共に、各支持突起部４２ｂが、図７に
示すように、弁体２３に当接する先端側に向かって徐々
に肉厚を薄くした先細形状に形成されている。

【００３１】即ち、本第３実施形態の支承体４２は、前
記第２実施形態の支承体３２における低融点合金Ｍ２の
肉厚を各支持突起部４２ｂの先端側に向かって徐々に薄
くして先細形状とすることにより、上記第１実施形態の
効果と上記第２実施形態の効果とが相乗的に作用し、ガ
ス供給路３０の適正な遮断動作を更に確実、且つ速やか
に達成することができる。

【００３２】なお、本発明の熱ヒューズ弁は、上記各実
施形態の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
に基づいて適宜変更可能であることは勿論である。例え
ば、上記第２実施形態及び第３実施形態では、融点の異
なる二種類の低融点合金Ｍ１，Ｍ２を積層して支承体３
２，４２を形成したが、三種類以上の低融点合金或いは
熱可塑性プラスチックを組み合わせて良い。又、上記各
実施形態においては弁体を球状としたが、本発明の弁体
はこれに限定されるものではなく、支承体の支持突起部
先端に当接支持される部分が球面或いは円錐面を有して
いれば、略半球状、円錐状及び截頭円錐状等の種々の形
態を採り得ることは言うまでもない。更に、支持突起部
の数や形状も適宜変更可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の熱ヒューズ弁によれば、ガス供
給路の異常過熱時には、弁体の球面又は円錐面を当接支
持している各支持突起部の先端側が先ず溶融又は変形す
ることにより支承力を失い、次に順次、基端側へ支承力
を失ってゆく。そこで、その球面又は円錐面の周方向に
沿ってこれら支持突起部により当接支持されている弁体
は、該弁座の中心線上に沿ってセンタリングされながら
弁座に向かって移動し、該弁座に確実に着座することが
できる。従って、本発明の熱ヒューズ弁は、異常過熱時
にばね部材の付勢力により弁座に向かって移動する弁体
の位置ずれを防止することができ、ガス供給路の適正な
遮断動作を確実、且つ速やかに達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る熱ヒューズ弁の縦
断面図である。

【図２】図１に示した熱ヒューズ弁の要部拡大断面図で
ある。

【図３】図１に示した支承体の部分破断斜視図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る熱ヒューズ弁の要
部拡大断面図である。

【図５】図４に示した支承体の部分破断斜視図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る熱ヒューズ弁の要
部拡大断面図である。

【図７】図６に示した支承体の部分破断斜視図である。

【図８】従来の熱ヒューズ弁の非作動時の状態を示す縦
断面図である。

【図９】図８に示した熱ヒューズ弁の支承体の正面図で
ある。

【図１０】図８に示した熱ヒューズ弁の作動時の状態を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

３０ ガス供給路 ２７ 弁座 ２３ 弁体 ２４ 圧縮コイルばね ２１ 熱ヒューズ弁 ２２ 支承体 ２２ｂ 支持突起部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス供給路中に設けられる弁座と、該弁
   座に着座することでガス供給路を遮断状態にする弁体
   と、該弁体を弁座に向けて付勢するばね部材と、該ばね
   部材のばね付勢力に抗して前記弁座から離間した位置に
   前記弁体を支承すると共に設定温度以上に加熱されると
   支承力を失って弁体の弁座への着座を可能とする支承体
   とを備えた熱ヒューズ弁であって、 前記支承体が、前記弁座の中心線に向かって突設された
   複数の支持突起部を有すると共に、前記弁体の球面又は
   円錐面を周方向に沿って当接支持する各支持突起部の少
   なくとも先端側が、基端側よりも低い温度で支承力を失
   うように構成されていることを特徴とする熱ヒューズ
   弁。
2. 【請求項２】 前記支承体の各支持突起部が、前記弁体
   の球面又は円錐面に当接する先端に向かって徐々に肉厚
   を薄くされていることを特徴とする請求項１に記載の熱
   ヒューズ弁。
3. 【請求項３】 前記支承体の各支持突起部が、設定温度
   以上に加熱されると溶融する低融点材料から成ると共
   に、少なくとも先端側が基端側よりも低い温度で溶融す
   るように融点の異なる複数の低融点材料で構成されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱ヒューズ
   弁。