JP2002286138A - 圧力容器用可溶栓、圧力容器用可溶栓の製造方法、及び圧力容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏れ出し防止能力の高い圧力容器用可溶栓、
圧力容器用可溶栓の製造方法、及びその圧力容器用可溶
栓を備えた圧力容器の提供。 【解決手段】 圧力逃し孔に可溶合金が充填された高温
高圧ガス封入の圧力容器用可溶栓において、前記圧力逃
し孔に、前記可溶合金が圧力容器内の圧力を受けて変形
してガスを漏らさないよう前記可溶合金よりも高い融点
と剛性とを有する剛性部材が配置されたことを特徴とす
る圧力容器用可溶栓、及びその圧力容器用可溶栓を備え
た圧力容器。圧力容器用可溶栓をその圧力印加側が上方
を向く状態に置いて、圧力印加側から剛性部材の配置予
定位置まで溶融させた可溶合金を充填し、充填された可
溶合金の表面に剛性部材を乗せたる、或いは更に、所要
量の溶融させた可溶合金を充填することを特徴とする圧
力容器用可溶栓の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置等の高温
高圧ガス封入圧力容器の安全装置として用いられる可溶
栓と、可溶栓の製造方法と、可溶栓を備えた圧力容器と
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を、冷凍装置の圧力容器に用
いられる可溶栓を例にして、図７乃至図１１に基づいて
説明する。図７は冷凍装置の概略図、図８は可溶栓の斜
視図、図９は可溶栓の縦断面図、図１０は別の可溶栓の
縦断面図、図１１は更に別可溶栓の縦断面図である。

【０００３】図７において、冷凍装置は、圧縮機２、可
溶栓１を備えた圧力容器４、膨張弁３、及び熱交換器５
を順次接続して冷凍サイクルが構成されている。この冷
凍装置では、圧縮機２で圧縮された冷媒としての高温高
圧ガスが、圧力容器４で空気或いは水と熱交換して凝縮
されて高温高圧の液冷媒となり、膨張弁３に送られて減
圧され、低温低圧の液ガス混合冷媒となって熱交換器５
に送り込まれる。熱交換器５では水等の冷却対象物と熱
交換して気化し、圧縮機２で圧縮され、再び高温高圧の
ガス冷媒となって、冷媒回路を循環するように送り出さ
れる。

【０００４】このような圧力容器４の側壁には、何らか
の原因で当該圧力容器４内の冷媒温度が上昇したとき、
当該圧力容器４内の冷媒を外気中に放出することによっ
て、圧力容器４の破裂を未然に防止する安全装置として
可溶栓１が取り付けられている。この種の可溶栓１を図
８乃至図１１に示す。図８は従来の可溶栓１の斜視図、
図９は従来の可溶栓１の縦断面図である。

【０００５】先ず図８乃至図１１において、可溶栓１
は、圧力容器４への取り付け用ねじ部６ｂや圧力容器４
への取り付け時の当たりとなる鍔部６ｃ等を有する本体
６と、この本体６のほぼ軸線に沿って、圧力容器２の内
部と外部とを開通するように形成された圧力逃し孔６ａ
と、この圧力逃し孔６ａを常時は閉塞するように充填さ
れた可溶合金７等で構成されている。

【０００６】冷凍装置の動作中は、圧力容器４の内部空
間に晒されている可溶合金７の面８（以下、圧力印加面
という）には、高温高圧の冷媒が乱流状態で接触しなが
ら流れている。この冷媒の圧力Ｐ（この圧力は、図９の
矢印Ｐで示すように、圧力印加面８に対して直角方向に
作用する）は、通常３０ｋｇ／ｃｍ²前後である。しか
も、この冷媒の圧力Ｐ及び温度は、冷凍機運転中不規則
な変化を繰返しているため、何らかの原因で圧力容器４
内の冷媒温度が上昇すると、可溶合金７が軟化溶融し、
圧力逃し孔６ａが空き、圧力容器４内の冷媒（高温高圧
ガス）が外部に放出されて、圧力容器４の破裂が未然に
防止される。

【０００７】他方、この可溶合金７の圧力印加面８は、
冷媒の不規則な圧力や温度の変化による力や熱が常に作
用するため、時として、冷媒の動作設定温度以下の環境
においても、比較的短期間で可溶合金７が変形したり、
可溶合金７の一部が可溶栓１の本体６の外部に露出した
り、更には、動作設定温度以下で図９の矢印Ｌの方向に
可溶合金７が破断して飛び出し、冷媒が漏れ出してしま
うこと等が懸念されていた。以下、このような露出や飛
び出しを総称して「漏れ出し」という。

【０００８】このような漏れ出しを防止する可溶栓とし
て、例えば、特開平１０−１８４９６０号公報或いは特
開平１０−３３９５２８号公報に開示されているものが
ある。これらを図１０及び図１１に示す。図１０は前者
の可溶栓の縦断面図、図１１は後者の可溶栓の縦断面図
である。

【０００９】図１０において、図示の可溶栓１は、圧力
逃し孔６ａを、その圧力印加面８側部分が拡開するテー
パ孔とし、これに可溶合金７を充填した構成とすること
によって、可溶合金７の外部側への移動を不能としたも
のである。又、図１１において、図示の可溶栓１もま
た、圧力逃し孔６ａを、圧力容器４の内側から外側に至
る経路をＬ字状とし、更に、この圧力逃し孔６ａを、圧
力容器４の内部側から、大径部の孔６ａ１、中径部の孔
６ａ２、９０度方向を変えて小径部の孔６ａ３と形成
し、前記の中径部の孔６ａ２に可溶合金７を充填した構
成とすることによって、可溶合金７の外部側への移動を
不能としている。

【００１０】ところで、従来、使用されているＣＦＣ
（Ｃｈｌｏｒｏ Ｆｌｕｏｒｏ−Ｃａｒｂｏｎｓ）系冷
媒では、動作設定温度と冷媒の圧力における冷媒の飽和
温度（以下フィールド温度という）とに温度幅があった
ため、可溶合金７の融点とフィールド温度にも温度幅が
あった（可溶合金の融点は動作設定温度とフィールド温
度との間で設計される）。このよう場合の可溶合金７の
変形や破断は、本体６との接合界面付近で生じ、可溶合
金７はほとんど元の形状を保ったまま飛び出してしま
う。従って、上記の図１０及び図１１に示す構成の可溶
栓１では、可溶合金７の変形、破断が本体６との接合界
面付近に発生する場合には漏れ出し防止に非常に有効で
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
有害物質の使用規制から代替が進んでいるＨＣＦＣ（Ｈ
ｙｄｒｏ、Ｃｈｌｏｒｏ、Ｆｌｕｏｒｏ−Ｃａｒｂｏｎ
ｓ）系冷媒や、ＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ、Ｆｌｕｏｒｏ−Ｃ
ａｒｂｏｎｓ）系冷媒等では、動作設定温度とフィール
ド温度との温度差が非常に小さい場合、可溶合金７の融
点とフィールド温度との温度差も非常に小さくなり、可
溶合金７は融点直下で軟化している状態で圧力を受ける
ために、可溶合金７の変形及び破断は本体６との接合界
面ではなく、可溶合金７の内部で生じる。

【００１２】つまり、先ず圧力印加面８付近の可溶合金
７の中央部に窪みが生じ、その窪み部に応力が集中する
ことによって亀裂が発生し、この亀裂が進展して、圧力
容器４内の冷媒が外部に漏れ出してしまうことになる。
従って、このような現象による冷媒の漏れ出しに対して
は、上記の図１０及び図１１に示す従来の可溶栓１の構
成では、漏れ出し防止効果を期待することができない。
即ち、上記の図１０及び図１１に示す構成の可溶栓１で
は、圧力印加面８側の可溶栓７の中央部に生ずる窪み
や、応力集中による可溶栓７の内部に生ずる亀裂の発生
及びその進展を防止することが困難である。

【００１３】本発明は、上記のような課題を解消し、圧
力印加面側の可溶栓の中央部の窪みや、応力集中による
可溶合金内部での亀裂の発生及び進展を防止することに
よって、冷媒の漏れ出しを有効に阻止する圧力容器用可
溶栓、その圧力容器用可溶栓の製造方法、及びその圧力
容器用可溶栓を備えた圧力容器の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の圧力容器用可
溶栓の発明は、圧力逃し孔に可溶合金が充填された高温
高圧ガス封入の圧力容器用可溶栓において、前記圧力逃
し孔に、前記可溶合金が圧力容器内の圧力による変形を
受けてガス漏れしないよう前記可溶合金よりも高い融点
と剛性とを有する剛性部材が配置されたことを特徴とす
る。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力
容器用可溶栓において、剛性部材は充填された可溶合金
の圧力印加側面に配置されたことを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１に記載の圧力
容器用可溶栓において、剛性部材は充填された可溶合金
の内部に配置されたことを特徴とする。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の何れかに記載の圧力容器用可溶栓において、剛性部材
は圧力逃し孔内の圧力逃し方向に通過可能であることを
特徴とする。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
の何れかに記載の圧力容器用可溶栓において、剛性部材
は少なくとも圧力逃し孔内の圧力逃し方向に通過不能で
あると共に、圧力逃し孔の軸方向に貫通された圧力通過
孔を備えていることを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
の何れかに記載の圧力容器用可溶栓において、剛性部材
は円盤状又は円柱状であることを特徴とする。

【００２０】請求項７の発明は、請求項５に記載の圧力
容器用可溶栓において、圧力通過孔には可溶合金が充填
されたことを特徴とする。

【００２１】請求項８の発明は、充填された可溶合金の
内部に配置された構成の請求項１乃至請求項７の何れか
に記載の圧力容器用可溶栓の製造方法において、圧力容
器用可溶栓をその圧力印加側が上方を向く状態に置い
て、圧力印加側から剛性部材の配置予定位置まで溶融さ
せた可溶合金を充填し、充填された可溶合金の表面に剛
性部材を乗せた後、更に所要量の溶融させた可溶合金を
充填することを特徴とする。

【００２２】請求項９の発明は、充填された可溶合金の
圧力印加側面に剛性部材が配置された構成の請求項１乃
至請求項７の何れかに記載の圧力容器用可溶栓の製造方
法において、圧力容器用可溶栓をその圧力印加側が上方
を向く状態に置いて、圧力印加側から剛性部材の配置予
定位置まで溶融させた可溶合金を充填し、充填された可
溶合金の表面に剛性部材を乗せることを特徴とする。

【００２３】請求項１０の圧力容器の発明は、請求項１
乃至請求項７の何れかに記載の圧力容器用可溶栓、又は
請求項８又は請求項９の何れかに記載の方法による圧力
容器用可溶栓を備えたことを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１は、
圧力逃し孔に可溶合金が充填された圧力容器用可溶栓に
おいて、前記圧力逃し孔の圧力印加面側に、前記可溶合
金が圧力容器内の高温高圧ガスの圧力を受けて可溶合金
が変形しないよう前記可溶合金よりも高い融点と剛性と
を有する剛性部材を配置した構成としたものである。こ
れを図１に基づいて説明する。図１は圧力容器に取付け
られた状態の可溶栓の縦断面図である。尚、図１におい
て、図７、図８及び図９に図示した従来の可溶栓１と同
一又は相当する部分には、同一の符号を付し、その説明
を省略する。

【００２５】図１において、符号９１が剛性部材であ
る。この剛性部材９１は圧力逃し孔６ａに充填される可
溶合金７よりも、高い融点と高い剛性とを有する素材を
用いて略円盤状に形成されたものである。この円盤状の
剛性部材９１の径は、圧力逃し孔６ａの径より若干小さ
く形成されているが、可溶合金７の圧力印加面８をほぼ
覆うように形成されている。従って、圧力逃し孔６ａに
可溶合金７が充填されていなければ、当該圧力逃し孔６
ａ内をそのまま圧力逃し方向に通り抜けるよう通過可能
に形成されている。

【００２６】上記のように、図示の剛性部材９１の径は
圧力逃し孔６ａの内径より小さいもののほぼ相応する大
きさに形成されているが、この形態１に示す剛性部材９
１には、図５に示すように、圧力逃し孔６ａの軸方向
に、剛性部材９２に相応する当該剛性部材９１を貫通す
る複数の圧力通過孔９５を形成してもよい。この圧力通
過孔９５は、文字通り当該剛性部材９１の存在が、圧力
逃し孔６ａを通過する内部圧力の抵抗とならないように
設けられたものである。従って、可溶栓１１の使用環境
に応じては、剛性部材９１に圧力通過孔９５を必ずしも
設ける必要はない。この場合、圧力通過孔９５の無い円
盤状の剛性部材９１は、圧力容器内部の高温高圧ガスの
印加圧力によって、圧力逃がし方向に圧力逃し孔内６ａ
から押出されることになる。

【００２７】次に上記実施形態１の可溶栓１１の製造方
法について説明する。図１の状態において、圧力逃し孔
６ａの外部開放側（図中のＬ側）を適宜な部材(非図示)
で塞いで、圧力印加側（図中のＰ側）から、溶融させた
可溶合金７を充填し、可溶合金７を剛性部材９１の配置
位置まで充填した後に、当該可溶合金９１の上面に剛性
部材９１を乗せるように配置する。この場合、剛性部材
９１の面が圧力逃し孔６ａの圧力印加側(Ｐ側)開口部の
高さに一致させるとよい。可溶合金７が固化することに
より剛性部材９２は圧力印加側（Ｐ側）開口部の配置位
置で、即ち可溶合金９１の圧力印加面８に固定される。
こうして、この形態１の可溶栓１１が形成される。

【００２８】この実施の形態１によれば、高融点高剛性
の剛性部材９１が可溶栓１１の本体６と直接固定されて
いないため、圧力容器４内の冷媒温度の上昇によって可
溶合金７が軟化溶融したときには、当該剛性部材９１も
飛び出して、圧力容器４の圧力逃げ出し孔６ａが開通す
る。又、可溶合金７の圧力印加面８に剛性部材９１が配
置されているので、圧力容器４内の圧力を受けても、高
融点高剛性の剛性部材９１により、応力集中が発生せ
ず、従って、従来生じていた可溶合金７の内部での亀裂
の発生や、その進展を防止することができ、冷媒の漏れ
出しを防止することができる。

【００２９】実施の形態２．実施の形態２は、上記実施
の形態１において、剛性部材９１の配置位置を圧力逃し
孔６ａの内部に、即ち、圧力逃し孔６ａに充填される可
溶合金の内部に埋設された状態に配置した構成としたも
のである。これを図２に基づいて説明する。図２は圧力
容器４に取付けられた状態の可溶栓１２の縦断面図であ
る。尚、この形態２のその他の構成は上記実施の形態１
と同様である。

【００３０】次に、上記実施の形態２の可溶栓１２の製
造方法について説明する。図１の状態において、圧力逃
し孔６ａの外部開放側（Ｌ側）を適宜な部材(非図示)で
塞いで、圧力印加側（Ｐ側）から溶融させた可溶合金７
を充填し、可溶合金７を剛性部材９１の配置位置まで充
填した段階で、当該可溶合金７の上面に剛性部材９１を
乗せるように配置した後、更に、圧力印加側（Ｐ側）の
開口部にまで可溶合金７を充填する。可溶合金７が固化
することにより剛性部材９１は圧力逃し孔６ａの内部の
配置位置で固定される。こうして、この形態２の可溶栓
１２が形成される。

【００３１】この実施の形態２によれば、上記実施の形
態１と同様に、高融点高剛性の剛性部材９１が可溶栓１
２の本体６と直接固定されていないため、圧力容器４内
の冷媒温度の上昇によって可溶合金７が軟化溶融したと
きには、当該剛性部材９１も飛び出して、圧力容器４の
圧力逃し孔６ａが開通する。又、可溶合金７の圧力印加
面８にて圧力容器４内部の圧力を受けるため、当該圧力
印加面８に窪みは生じるものの、圧力逃し孔６ａの内部
に配置された高融点高剛性の剛性部材９１により、それ
以上の応力集中がなくなるため、可溶合金７の内部での
亀裂の発生や、その進展を防止することができ、冷媒の
漏れ出しを防止することができる。

【００３２】実施の形態３．実施の形態３は、上記実施
の形態１において、剛性部材（９１）を圧力逃し孔６ａ
に、少なくとも、その圧力逃し方向に通過不能に固定し
た構成としたものである。この形態３では、剛性部材９
２が圧力逃し孔６ａに通過不能に固定されるので、当該
剛性部材９２によって、圧力が閉じ込められないよう
に、圧力通過孔９５等の圧力を逃す手段を設けておく必
要が有る。その他の構成は上記実施の形態１と実質的に
同様である。これを図３に基づいて説明する。図３は圧
力容器４に取付けられた状態の可溶栓１３の縦断面図で
ある。

【００３３】図３において、円盤状の剛性部材９２は、
その径が本来の圧力逃し孔６ａの径より大きく形成され
ており、この剛性部材９２が圧力印加側（Ｐ側）から丁
度納まるように、圧力逃し孔６ａの圧力印加側（Ｐ側）
の開口部から圧力逃し孔６ａの内部に向けて拡大径部が
形成されている。この場合、拡大径部の圧力印加側（Ｐ
側）からの深さと、剛性部材９２の厚さとをほぼ等しく
し、当該剛性部材９２の圧力印加側（Ｐ側）の面と圧力
容器４の内面とを一致させている。

【００３４】この実施の形態３の可溶栓１３の製造方法
は、実質的には、上記実施の形態１と同様であるが、こ
の形態３の方が、予め、剛性部材９２が納められる拡大
径部が圧力逃し孔６ａに形成されているので、剛性部材
９２の位置決めや圧力逃し孔６ａへの可溶合金７の充填
量が拡大径部の存在によって明瞭となり、配置位置を容
易に確定することができるので、上記実施の形態１乃至
２に比べてその製造が容易となる。

【００３５】又、この形態３によれば、上記実施の形態
１と同様に、可溶合金７の圧力印加側（Ｐ側）の面８に
剛性部材９２が配置されているので、圧力容器４内の圧
力を受けても、高融点高剛性の剛性部材９２により、応
力集中が発生せず、従って、従来生じていた可溶合金７
内部での亀裂の発生や、その進展を防止することがで
き、冷媒の漏れ出しを防止することができる。

【００３６】実施の形態４．実施の形態４は、上記実施
の形態３において、剛性部材９２の配置位置を圧力逃し
孔６ａの圧力印加側(Ｐ側)の開口部より適度に深い内部
に、例えば図４に示すように、圧力逃し孔６ａの内部の
圧力印加側（Ｐ側）に配置した構成としたものである。
これを図４に基づいて説明する。図４は圧力容器４に取
付けられた状態の可溶栓１２の縦断面図である。尚、そ
の他の構成は上記実施の形態１や形態３と同様である。

【００３７】図４において、円盤状の剛性部材９２は、
その径が圧力逃し孔６ａの本来の径より大きく形成され
ており、この剛性部材９２が丁度納まるように、圧力逃
し孔６ａの圧力印加側（Ｐ側）の開口部から圧力逃し方
向に、即ち上記実施の形態３よりも深い圧力逃し孔６ａ
の内部まで形成された拡大径部に、圧力印加側(Ｐ側)か
ら嵌め込まれている。

【００３８】次に、この形態４の可溶栓１４の製造方法
について説明する。図４の状態において、圧力逃し孔６
ａの外部開放側（Ｌ側）を適宜な部材(非図示)で塞い
で、圧力印加側（Ｐ側）から溶融された可溶合金７を充
填し、可溶合金７が剛性部材９２の配置位置まで、即
ち、拡大径部の最深部まで充填された段階で、その可溶
合金７の上面に、圧力通過孔９５が形成された剛性部材
９２を乗せるように配置する。即ち、拡大径部の最深部
に嵌め込む。しかる後、更に、圧力印加側（Ｐ側）から
その開口部に達するまでの拡大径部に可溶合金７を充填
する。これにより、剛性部材９２の圧力通過孔９５に
も、可溶合金７が充填されることになる。そして、充填
された可溶合金７が固化することにより剛性部材９２は
その配置形態にて圧力逃し孔６ａの内部の配置位置に固
定される。こうして、この形態４の可溶栓１４が形成さ
れる。

【００３９】この実施の形態４によれば、上記実施の形
態３と同様に、高融点高剛性の剛性部材９２が可溶栓１
４の本体６と直接固定されているため、圧力容器４内の
冷媒温度の上昇によって可溶合金７が軟化溶融したとき
には、当該剛性部材９２の圧力通過孔９５に充填された
可溶合金７も軟化溶融して、可溶栓１４の圧力逃し孔６
ａが開通する。又、上記実施の形態２と同様に、可溶合
金７の圧力印加面８で圧力を受けるために、若干の窪み
は生じるものの、圧力逃し孔６ａの内部に配置された高
融点高剛性の剛性部材９４により、それ以上の応力集中
がなくなるため、充填されている可溶合金７の内部での
亀裂の発生やその進展を防止することができ、冷媒の漏
れ出しを防止することができる。

【００４０】実施の形態５．実施の形態５として示す可
溶栓１５は、上記実施の形態２において、剛性部材（９
１）の配置位置を圧力逃し孔６ａの内周面と接触させる
ことなく、当該圧力逃し孔６ａの内部に配置した構成と
したものである。これを図６に基づいて説明する。図６
は圧力容器４に取付けられた状態の可溶栓１５の縦断面
図である。図示の通り、この形態５の剛性部材９４の構
成は、上記実施の形態２の剛性部材９１と異なり、円柱
状に形成された剛性部材９４であって、円柱状の軸線が
圧力逃し孔６ａの軸線と一致する状態に置いて、当該円
柱状の胴周面と圧力逃し孔６ａの内周面との間に可溶合
金７が充実して介在する状態となるように剛性部材９４
が配置された構成としている。

【００４１】次に、上記実施の形態５の可溶栓１５の製
造方法について説明する。図６において、圧力逃し孔６
ａの外部開放側（Ｌ側）を適宜な部材(非図示)で塞い
で、圧力印加側（Ｐ側）から溶融された可溶合金７を充
填し、可溶合金７が剛性部材９２の配置位置まで充填さ
れた段階で、その可溶合金７の上面に剛性部材９４を乗
せるように配置し、更に、圧力印加側（Ｐ側）開口部に
まで可溶合金７を充填する。そして、充填された可溶合
金７が固化することにより剛性部材９４はその配置形態
にて、図示の通り圧力逃し孔６ａの内部に埋設された状
態にて固定される。こうして、この形態５の可溶栓１５
が形成される。

【００４２】この実施の形態５によれば、上記実施の形
態１や形態２と同様に、高融点高剛性の剛性部材９４が
可溶栓１５の本体６と直接固定されていないため、可溶
栓１５内の冷媒温度の上昇によって可溶合金７が軟化溶
融したときには、当該剛性部材９４も飛び出して、可溶
栓１５の内部と外部とが容易に開通される。又、可溶合
金７の圧力印加面８で圧力容器内の圧力を受けるために
窪みが若干生じるものの、圧力逃し孔６ａの内部に存在
する高融点高剛性の剛性部材９４により、それ以上の応
力集中がなくなるため、可溶合金７の内部における亀裂
の発生や進展を防止することができ、冷媒の漏れ出しを
防止することができる。

【００４３】又、剛性部材９４が円柱状でその胴周囲に
可溶合金７が介在しているため、可溶栓７内の冷媒温度
の上昇により、当該可溶合金７が軟化溶融したときに、
剛性部材９４が圧力逃し孔６ａの内周面にひっかかるこ
となく、容易に飛び出すことができるため、可溶栓１５
の圧力逃し孔６ａを円滑に開通させることができる。

【００４４】実施例１．上記実施の形態１のように、圧
力逃し孔６ａの圧力印加面８側に、高融点高剛性の剛性
部材９１を配置した構成の可溶栓１１を２０個、上記実
施の形態２のように、圧力逃し孔６ａの内部に高融点高
剛性の剛性部材９２を配置した構成の可溶栓１２を２０
個ずつ用意して、次に示すようなクリープ試験を行っ
た。

【００４５】本実施の形態１及び形態２の可溶栓１１及
び１２と従来の可溶栓１について、各々充填される可溶
合金７が直径８ｍｍ、長さ５０ｍｍの円柱状となるよう
に圧力逃し孔６ａを形成し、本実施の形態１及び形態２
の可溶栓１１及び１２については、更に、直径７ｍｍ、
長さ２ｍｍの円盤状に形成された高融点高剛性の剛性部
材９１及び９２を配置し、可溶合金７の圧力印加面８側
に、減圧弁及び圧力ゲージを介装した配管により窒素ガ
スボンベを接続し、この圧力ゲージが４２ｋｇｆ／ｃｍ
²を指したところで、前記圧力印加面８側の配管を封じ
切ったものを準備した。そして、この可溶栓１１及び１
２と可溶栓１とを、６５℃の水温を保持させた水槽内の
湯中に浸け、各可溶合金７の１０００時間後の圧力印加
面８側の窪みと漏れ出しを確認した。

【００４６】この結果、従来の可溶栓１では、何れも圧
力印加面８側の可溶栓７の中央部が窪み、冷媒の漏れ出
しが認められた。他方、本実施の形態１の可溶栓１１で
は、圧力印加面８側に高融点高剛性の剛性部材９１を配
置した可溶栓１１の２０個全てにおいて、圧力印加面８
側の窪み、及び冷媒の漏れ出しは全く認められなかっ
た。又、本実施の形態２の可溶栓１２では、圧力逃し孔
６ａの内部に高融点高剛性の剛性部材９２を配置した可
溶栓１２の２０個では、圧力印加面８側の可溶栓７の中
央部が窪んでいるものがあったが、何れも、冷媒の漏れ
出しは全く認められなかった。

【００４７】これは本実施の形態１の可溶栓１１では、
圧力印加面８に、剛性部材９１が配置されているので、
この剛性部材９１が直接圧力を受けることになり、可溶
合金７における応力集中が抑制され、これによる可溶合
金７の亀裂の発生や進展が防止されて、冷媒の漏れ出し
が防止されたと考えられる。又、本実施の形態２の可溶
栓１２では、圧力逃し孔６ａの内部に、剛性部材９２が
埋設された状態にて配置されているので、可溶合金７の
圧力印加面８側には、若干の窪みが生じるものの、可溶
合金７の内部に配置された剛性部材９２によって可溶合
金７で圧力が受けられるために、それ以上の応力集中が
なくなるため、亀裂の発生や進展が防止されて、冷媒の
漏れ出しが防止できたものと考えられる。

【００４８】尚、上記実施の形態１乃至形態５におい
て、可溶栓１１、１２、１３、１４、１５を製造する
際、何れも、本体６の圧力逃し孔６ａの全部若しくは一
部に、予め可溶合金７を充填した後に剛性部材９１、９
２、９４を配置して製造している。これは、剛性部材９
１、９２、９４を配置した後に可溶合金７を充填する
と、充填の際に、剛性部材９１、９２、９４が傾いたり
移動したりするため、所定の位置に保持させることが困
難だからである。即ち、予め可溶合金７を充填した後に
剛性部材９１、９２、９４を乗せるように配置すること
によって、剛性部材９１、９２、９４の位置が比較的安
定するため、比較的容易に製造することができると共
に、可溶合金７の充填量を一定とすることによって剛性
部材９の配置も一定化することができ、生産性を向上さ
せることができる。

【００４９】又、圧力通過孔９５を備えた剛性部材９
１、９２を圧力印加面８側に配置した構成の場合には、
剛性部材９１、９２と複数の圧力通過孔９５の内部の可
溶合金７とで圧力を受けることになるが、剛性部材９は
剛性のため窪むことはなく、又、圧力通過孔９５内部に
充填された可溶合金７が受ける圧力面積はそれぞれ十分
に小さいので、窪みがほとんどなくなるから、これによ
り、可溶合金７への応力集中が抑制され、応力集中によ
る亀裂の発生や進展を防止することができ、冷媒の漏れ
出しを防止することができる。

【００５０】他方、圧力逃し孔６ａの内部に埋設した状
態に、圧力通過孔９５を備えた剛性部材９１、９２を配
置した構成の場合には、圧力を可溶合金７の圧力印加面
８側で受けるため、若干の窪みは生じるものの、高融点
高剛性の剛性部材９１、９２によって、窪みの拡大は阻
まれるし、剛性部材９１、９２の圧力通過孔９５の内部
に充填された可溶合金７に対する窪みや応力集中も殆ど
なくなるため、亀裂の発生や進展を防止することがで
き、冷媒の漏れ出しを防止することができる。

【００５１】更に又、圧力通過孔９５を備えた剛性部材
９１、９２が、圧力逃し孔６ａの圧力逃し方向に通過不
能に構成されている場合には、圧力容器４内の冷媒温度
が上昇して、可溶合金７が軟化溶融しても、剛性部材９
は飛び出さず、圧力逃し孔６ａと圧力通過孔９５の内部
の可溶合金７とが飛び出すため、可溶栓１１の圧力逃し
孔６ａを円滑に開通させることができる。

【００５２】実施の形態６．実施の形態６は、上記実施
の形態１乃至形態５の何れかに記載の可溶栓１１、１
２、１３、１４、１５を搭載している圧力容器４である
(図１乃至４、及び図６）。これらの圧力容器４は、何
れも、可溶合金７の漏れ出し防止構造を備えた可溶栓１
１、１２、１３、１４、１５を搭載しているため、信頼
性の高い圧力容器４として提供することができる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１乃至請求項９の発明によれば、
何れも、圧力印加面側の可溶栓の中央部の窪み、或い
は、応力集中による可溶合金の内部での亀裂の発生やそ
の進展を防止して、冷媒の漏れ出しのない圧力容器用可
溶栓を提供することができる。

【００５４】請求項５の発明によれば、圧力容器内の冷
媒温度が上昇により可溶合金が軟化溶融したときに、剛
性部材が飛び出さず、その圧力通過孔に充填されていた
可溶合金のみが飛び出して、圧力容器の圧力逃し孔を円
滑に開通させることができる。

【００５５】請求項６の発明において、剛性部材を円柱
状に形成すると、圧力容器内の冷媒温度が上昇して可溶
合金が軟化溶融したときに、圧力逃し孔の内周面にひっ
かかることがなく容易に飛び出すことができるため、圧
力逃し孔を円滑に開通させることができる。

【００５６】請求項８又は請求項９の発明によれば、何
れも、剛性部材の位置決めが容易となるため、製造が容
易となり、生産性を向上させることができる。

【００５７】請求項１０の発明によれば、冷媒の漏れ出
しのない圧力容器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の可溶栓の縦断面図である。

【図２】 実施の形態２の可溶栓の縦断面図である。

【図３】 実施の形態３の可溶栓の縦断面図である。

【図４】 実施の形態４の可溶栓の縦断面図である。

【図５】 円盤状の剛性部材の平面図である。

【図６】 実施の形態５の可溶栓の縦断面図である。

【図７】 冷凍装置の概略図である。

【図８】 従来の可溶栓の斜視図である。

【図９】 従来の可溶栓の縦断面図である。

【図１０】 別の従来の可溶栓の縦断面図である。

【図１１】 更に別の従来の可溶栓の縦断面図である。

【符号の説明】

１１、１２、１３、１４、１５ 可溶栓、４ 圧力容
器、６ 本体（可溶栓）、６ａ 圧力逃し孔（可溶
栓）、７ 可溶合金、８ 圧力印加面、９１、９２、９
４ 剛性部材、９２ 円盤状の剛性部材、９５ 圧力通
過孔、Ｐ 冷媒圧力、Ｌ 漏れ出し方向（圧力逃し方
向）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅村 敏夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 江川 邦彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 生越 安陽 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3E072 AA10 BA11 CA03 DB03 GA30 3H061 AA07 BB15 CC03 CC14 CC18 EA32 FA16 GG05 GG11 GG17 GG20 3J046 AA09 BD02 CA01 DA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力逃し孔に可溶合金が充填された高温
   高圧ガス封入の圧力容器用可溶栓において、前記圧力逃
   し孔に、前記可溶合金が圧力容器内の圧力による変形を
   受けてガス漏れしないよう前記可溶合金よりも高い融点
   と剛性とを有する剛性部材が配置されたことを特徴とす
   る圧力容器用可溶栓。
2. 【請求項２】 剛性部材は充填された可溶合金の圧力印
   加側面に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の
   圧力容器用可溶栓。
3. 【請求項３】 剛性部材は充填された可溶合金の内部に
   配置されたことを特徴とする請求項１に記載の圧力容器
   用可溶栓。
4. 【請求項４】 剛性部材は圧力逃し孔内の圧力逃し方向
   に通過可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３の何れかに記載の圧力容器用可溶栓。
5. 【請求項５】 剛性部材は少なくとも圧力逃し孔内の圧
   力逃し方向に通過不能であると共に、圧力逃し孔の軸方
   向に貫通された圧力通過孔を備えていることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４の何れかに記載の圧力容器用可
   溶栓。
6. 【請求項６】 剛性部材は円盤状又は円柱状であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の圧
   力容器用可溶栓。
7. 【請求項７】 圧力通過孔には可溶合金が充填されたこ
   とを特徴とする請求項５に記載の圧力容器用可溶栓。
8. 【請求項８】 充填された可溶合金の内部に配置された
   構成の請求項１乃至請求項７の何れかに記載の圧力容器
   用可溶栓の製造方法において、圧力容器用可溶栓をその
   圧力印加側が上方を向く状態に置いて、圧力印加側から
   剛性部材の配置予定位置まで溶融させた可溶合金を充填
   し、充填された可溶合金の表面に剛性部材を乗せた後、
   更に所要量の溶融させた可溶合金を充填することを特徴
   とする圧力容器用可溶栓の製造方法。
9. 【請求項９】 充填された可溶合金の圧力印加側面に剛
   性部材が配置された構成の請求項１乃至請求項７の何れ
   かに記載の圧力容器用可溶栓の製造方法において、圧力
   容器用可溶栓をその圧力印加側が上方を向く状態に置い
   て、圧力印加側から剛性部材の配置予定位置まで溶融さ
   せた可溶合金を充填し、充填された可溶合金の表面に剛
   性部材を乗せることを特徴とする圧力容器用可溶栓の製
   造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項７の何れかに記載
    の圧力容器用可溶栓、又は請求項８又は請求項９の何れ
    かに記載の方法による圧力容器用可溶栓を備えたことを
    特徴とする圧力容器。