JP2003269697A

JP2003269697A - 高圧ガス容器用開閉弁

Info

Publication number: JP2003269697A
Application number: JP2002077760A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kikuchi; 敏明菊地
Original assignee: Hamai Industries Ltd
Current assignee: Hamai Industries Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高圧ガス容器の開閉弁を急速に開放操作した場
合の、連結された機器との間で発生する断熱圧縮による
熱の発生を抑制する。【解決手段】高圧酸素ガス容器に取り付けられる開閉弁
１で、弁体３１よりも上流側流路に、収納部５３を形成
し、該収納部５３に流量調整部材４をガス流通方向に移
動可能に収納する。流量調整部材４にはオリフィス４３
が形成されており、弁体３１を開放位置に移動して高圧
酸素ガスが弁室２６内に流入すると同時に、ガス圧によ
って流量調整部材４が移動し、流路２２を塞ぐ。この
時、オリフィス４３によりガス流量が規制される。これ
により、オリフィス４３の下流側のガス圧の昇圧速度が
緩やかになり、断熱圧縮による発熱が抑制される。

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、高圧酸素ガス用
開閉弁にかかり、詳しくは、開放時にガス流量が制限さ
れる開閉弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高圧ガス容器から酸素ガスを取り出す際
の発火事故は、従来から散発している。その原因として
は、第１に、酸素自体が支燃剤であること、第２に、高
圧ガスが操作弁の排出側に接続されている機器の密閉空
間内に高速で流入し、瞬間的に断熱圧縮による熱が発生
すること、第３に、弁体のシール材、潤滑油、バルブ内
の埃などが着火源となることなどが挙げられている。こ
のような事故を防止するため、高圧ガス容器弁を開放す
るときは、操作ハンドルを緩やかに開放方向へ操作し、
操作弁下流側の空間のガス圧を徐々に上げることが、操
作上の注意点として知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、医療用
に用いられる酸素ボンベに使用される操作弁などでは、
患者の様態の急変に応じて、緊急に酸素を供給する必要
が生じることがあり、このような咄嗟の場合には、操作
コックを緩やかに解放するというような操作は忘れられ
ることが多い。また、このような医療用の酸素ボンベ
は、救急自動車などに搭載され、或いは、患者の移動に
付帯して運ばれることが多いため、運搬の利便性を考慮
して、小型化されたものが多い。小型の酸素ボンベで
は、それに合わせて操作弁も小型化され、開閉操作する
操作ハンドルの大きさも小さくなり、握りにくくなる。
このため、操作ハンドルを握りながら開放方向にゆっく
り回転させるという微妙な操作が難しくなるといった問
題がる。

【０００４】この発明は、急速に開放操作した場合に、
高圧酸素ガスの断熱圧縮熱の発生が抑制される高圧ガス
容器を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的は、以下の本
発明によって達成される。（１）高圧ガス容器の容器内に連通される流入口と、
密閉空間に接続される流出口と、前記流入口と前記流出
口との間に設けられ、前記流入口と前記流出口間の気体
の流通を遮断状態と開放状態とに制御する開閉操作機構
と、前記開閉操作機構と前記流入口とを連通する流入路
と、前記開閉操作機構と前記流出口とを連通する流出路
と、前記流入路内に設けられた収納部と、前記収納部内
に、気体の流通方向に移動自在に収納され、前記流入路
を流通する気体流量の上限を開放時に制限する流量調整
部材と、前記流量調整部材に設けられ、前記収納部と前
記開閉操作機構側流路との連通口を塞いだときに作用す
るオリフィスとを有し、前記流量調整部材は、前記開閉
操作機構の開放切換操作時に、連通口に当接してオリフ
ィスによる流量規制をし、ガス充填時には、連通口から
離れてオリフィスの作用を解除することを特徴とする高
圧ガス容器用開閉弁。

【０００６】（２）さらに、前記流量調整部材を連通
口から離す方向へ付勢する付勢部材とを備え、前記付勢
手段の付勢力は、開閉操作機構の開放状態時の気体流入
圧力によって生じる、流量調整部材に対する移動圧力よ
りも小さい上記（１）に記載の高圧ガス容器用開閉弁。

【０００７】（３）さらに、前記流量調整部材を連通
口の方向へ付勢する付勢部材とを備え、前記付勢手段の
付勢力は、気体充填時の時の気体流入圧力によって生ず
る、流量調整部材に対する移動圧力よりも小さい上記
（１）に記載の高圧ガス容器用開閉弁。

【０００８】（４）前記開閉操作機構は、前記流出路
に形成された弁室と、前記流入路の開口部に形成された
弁座と、前記弁座に対して進退自在に設けられ、前記弁
体に押圧された状態で気体の流通を遮断する遮断状態
と、前記弁座から離れた状態で気体の流通を可能とする
開放状態とに切り換わる弁体と、前記弁体を遮断状態と
開放状態との間で、切り換え操作する操作手段とを有す
る上記（１）〜（３）のいずれか１に記載の高圧ガス容
器用開閉弁。

【０００９】（５）操作手段は、本体に固定された支
持部材と、前記支持部材に対して回動自在に支持され、
一端に弁体が接続されている連結部材と、前記連結部材
の他端に接続され、手動により操作される操作ハンドル
とを備え、前記支持部材に対して、前記連結部材又は前
記弁体が螺合され、前記操作ハンドルを回動操作するこ
とにより、前記弁体が遮断状態と開放状態とに切り換わ
るものであって、前記操作ハンドルの径は、５ｃｍ以下
である上記（４）に記載の高圧ガス容器用開閉弁。

【００１０】（６）高圧ガス容器は、酸素ガスが充填
されている上記（１）〜（５）のいずれか１に記載の高
圧ガス容器用開閉弁。

【００１１】（７）高圧ガス容器は、携帯可能な小型
の容器である上記（１）〜（６）のいずれか１に記載の
高圧ガス容器用開閉弁。

【００１２】（８）高圧酸素ガス容器は、医療用に用
いられるものである上記（１）〜（７）のいずれか１に
記載の高圧ガス容器用開閉弁。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態の高
圧酸素ガス容器用開閉弁１に添付図面に基づいて詳細に
説明する。図１は、本発明の高圧酸素ガス容器用開閉弁
１が用いられる医療用酸素吸入システムの構成を示すブ
ロック図である。高圧酸素ガス容器１０は、運搬可能と
なるように、小型のボンベにより構成されており、例え
ば１〜１０リットル程度の容量のボンベで、外径が１０
０〜１５０ｍｍ程度の大きさを有した容器である。この
容器１０の容器内に連通する接続部には、高圧酸素ガス
容器用開閉弁１が接続されており、容器１０から排出さ
れる酸素ガスの排出を遮断／開放操作する。開閉弁１の
酸素ガス流出口には、流量調整器１１のガス流入口が接
続されている。流量調整器１１のガス流出口には、連結
チューブ１１０を介して加湿器１２の上流側接続口が接
続され、加湿器１２の下流側接続口には連結チューブ１
２０を介してマスク１３等が接続されている。マスク１
３は、患者１４の口にあてがわれ、患者に酸素を供給す
る。加湿器１２やマスク１３等は、必要に応じて、適
宜、他の機器と交換され、あるいは、省略され得る。

【００１４】流量調整器１１は、高圧の酸素ガスの圧力
を、患者に供給するために適した圧力にまで低下させ、
適度な流量に調整するための流量調整手段である。その
ような作用を発揮させるために、流量調整器１１は、減
圧部と流量調整部とを備えており、ガス排出時の上流側
に、減圧部が、下流側に流量調整部が直列に接続された
構成となっている。従って、最初に流量調整器１１の減
圧部の一次圧側に、酸素ガスが流入する構成となってい
る。そして、例えば、この実施形態では、減圧部は、一
次側（高圧側）が一定の圧力以上に到達するまで作動し
ない。

【００１５】図２は開閉弁１の全体断面側面図である。
開閉弁１は、本体２と、開閉操作機構３と、流量調整部
材４と、流量調整部材４を保持する保持部材５と、流量
調整部材４を流入口側へ付勢する付勢手段としてのスプ
リング６とを備えている。開閉弁１の本体２は、基端部
には、高圧酸素ガス容器１０の接続開口部に接続される
接続部２１が設けられている。接続部２１の外周面に
は、高圧酸素ガス容器１０の接続開口部の内側に形成さ
れた雌ネジに螺合される雄ネジ２１１が形成されてお
り、内部には、保持部材５を挿入する挿入部２１２が形
成され、基端には保持部材５の挿入口２１３が設けられ
ている。挿入部２１２の先端には、流路２２が接続さ
れ、流路２２の一端と挿入部２１２とは、連通口２３を
介して連通している。流路２２の他端は、開口部２４を
介して弁室２６に連通している。以上のような本体２
は、例えば、マグネシウム合金により構成することがで
き、さらに鍛造により生成することにより、軽量で高強
度の開閉弁１を構成することができる。特に、携帯用の
小型高圧容器に取り付ける場合には、容器の大きさに応
じて、一層小型軽量化が図られた開閉弁とすることが可
能となる。

【００１６】保持部材５は、挿入部２１２に挿入され
る。保持部材５は中心部に軸方向に形成された流路５１
が形成され、流路５１の基端は容器１０内に開口する流
入口５２となっており、先端部は開口５５を介して、流
量調整部材４を収納する収納部５３と連通している。収
納部５３は、流路５１よりも径が大きく、保持部材５の
先端をくりぬいた形状となっている。収納部５３と流入
口５２との間には、孔５６が形成されて、流路５１は、
本体２の通路２１５を介して、安全弁２１６に連通して
いる。また、保持部材５の基端部外周面には雄ネジ５４
が形成されており、本体２の挿入部２１２内に形成され
た雌ネジ２１４に螺合する。

【００１７】収納部５３内に収納されている流量調整部
材４内には、付勢部材であるスプリング６が収容されて
いる。このスプリング６は、連通口２３の周囲に形成さ
れている受け面２３１と流量調整部材４との間に介挿さ
れて、流量調整部材４を連通口２３から離す方向に付勢
している。以上のように、容器１０から弁室２６まで酸
素ガスが流入する流入路は、流路５１、収納部５３、流
路２２とを備えている。本体２の側面には流出口２７が
形成され、流出路２８を介して弁室２６と連通してい
る。流出口２７には流量調整器１１が接続される。

【００１８】弁室２６は、本体２の先端側に開口し、こ
の開口部分に開閉操作機構３が装着される。開閉操作機
構３は、前記弁室２６と、前記弁座２５と、弁体３１
と、支持部材３２と、弁体３１を進退操作するための操
作ハンドル３３と、操作ハンドル３３と弁体３１とを一
体回動可能に接続する連結部材３４とを備えている。

【００１９】弁室２６の開口部内周部には、雌ネジ２６
１が形成され、支持部材３２の外周に形成されている雄
ネジ３２１が螺合される。支持部材３２の下端部には、
弁体３１を収容する弁体収容部３２２が形成されてい
る。この弁体収容部３２２には、弁体収容部３２２の内
周面に形成された雌ネジ３２３に弁体３１の外周に形成
された雄ネジ３１２が螺合されることにより、弁体３１
が収納されている。支持部材３２の中央には、連結部材
３４が挿通する支持孔３２４が形成され、埋設されてい
るＯリング３２６と、後述するパッキン３３５とによっ
て、弁室２６内の気密が保たれている。

【００２０】連結部材３４は、支持孔３２を挿通し、支
持部材３２に支持されており、基端部には、横断面が矩
形に形成された弁体接続部３４１とフランジ部３４２を
有しており、支持孔３２から外側に突出た他端部には、
横断面が矩形に形成されたハンドル接続部３４３と、さ
らにその先端に突出したボルト部３４４とを有してい
る。

【００２１】弁体３１には、弁体接続部３４１が嵌合す
る嵌合部３１３が形成されている。嵌合部３１３と弁体
接続部３４１で接続された連結部材３４と弁体３１は、
一体回転する構造となっており、この接続構造は、軸方
向には自由度を有し、弁体３１は、回転しつつ軸方向へ
移動可能に構成されている。従って、連結部材３４が回
転すると同時に弁体３１が回転し、雄ネジ３１２と支持
部材３２の雌ネジ３２３の螺合によって、弁体３１は軸
方向へ、回転量に応じた移動量が得られる構成となって
いる。弁体３１の先端面、つまり弁座２５に当接する面
には、シール部材（ケレップシート）３１１が埋設され
ている。

【００２２】操作ハンドル３３は、支持部材３２のヘッ
ド部３２５を収納する凹部３３１と、中央部に形成され
た接続孔３３２と、握り部３３０と、握り部３３０内に
形成されたスプリング収納部３３３とを備えている。ま
た、操作ハンドル３３と支持部材３２の間には、パッキ
ン３３５が介挿されている。接続孔３３２は、横断面が
矩形に形成され、連結部材３４のハンドル接続部３４３
に嵌合し、一体回動できるように構成されている。つま
り、握り部３３０を手で握り、操作ハンドル３３を回転
させると、連結部材３４がハンドル３３と一体回転する
構成となっている。

【００２３】操作ハンドル３３のスプリング収納部３３
３内に突出した連結部材３４のボルト部３４４にはスプ
リング受ナット３４５が螺合されており、スプリング受
ナット３４５とハンドル３３の間には、圧縮されたスプ
リング３４６が介挿されている。このスプリング３４６
によって、操作ハンドル３３は、支持部材３２へ押し付
けられ、パッキン３３５のシール作用を補強している。
スプリング収納部３３３には蓋３３４が取り付けられて
いる。

【００２４】以上のように構成された開閉操作機構３
は、操作ハンドル３３を握って、これを回転させること
により、連結部材３４を介して弁体３１が回転して軸方
向に移動する。これにより、弁体３１の先端面に設けら
れたシール部材３１１が弁座２５に押接された、ガスが
流出しない遮断状態（弁閉じ状態）と、弁座２５から離
れて開口部２４が開放された、ガスが流出できる開放状
態（弁開き状態）とに切り換え操作することができる。

【００２５】次に、保持部材５に保持されている流量調
整部材４について説明する。図３及び図４は、流量調整
部材４と収納部５３の構成を示す、部分拡大断面図であ
る。図３は、開閉弁が遮断状態（弁閉じ）であるとき
の、流量調整部材４の状態を示すもので、図４は、開閉
弁が開放状態（特に、開放直後の状態）であるときの、
流量調整部材４の状態を示すものである。流量調整部材
４は、収納部５３の内部形状に沿った形状に、外形状が
形成された筒状の部材であって、内空部４１は、連通口
２３に向かって開口した開口端４２となっており、開口
端４２の反対側の端部には、オリフィス４３が設けられ
ている。この実施形態では、開口端４２が連通口２３側
に、オリフィス４３が高圧酸素ガス容器１０側に位置し
ている。

【００２６】内空部４１内には、付勢部材としてスプリ
ング６が圧縮された状態で収納されている。スプリング
６の一端は連通口２３の周囲に形成された受け面２３１
に当接し、他端は、内空部４１の底面に当接しており、
流量調整部材４を連通口２３から離す方向に付勢してい
る。流量調整部材４の外径は、収納部５３の内径より十
分小さく構成されており、収納部５３の内壁と流量調整
部材４の外周面との間にガスが流通できる十分な隙間が
設けられている。流量調整部材４には、ガス容器側に、
溝４４が形成され、ガス充填時の流路が確保されてい
る。

【００２７】流量調整部材４は、スプリング６の付勢力
に抗して開口端４２が受け面２３１に当接した位置と、
スプリング６の付勢力によって受け面２３１から離れた
位置とに移動する。そして、流量調整部材４の開口端４
２が受け面２３１に当接した時に、オリフィス４３が作
用して、酸素ガス流量の上限が規制される。このとき、
開口端４２が連通口２３を囲む位置に当接するように
（換言すると、連通口２３が流量調整部材で完全に塞が
れるように）、流量調整部材４が移動する必要がある。
筒状の外周面は、オリフィス４３が適正な姿勢で、収納
部５３内を移動できるように作用するガイド面として作
用する。内空部４１は、流量調整部材４が連通口２３を
覆っているときには、オリフィス４３を通過した酸素ガ
スの流路として作用し、このオリフィス４３から下流側
には、オリフィス４３を通過したガスのみが流入するこ
ととなる。

【００２８】一方、ガス容器１０が空になった場合に
は、この開閉弁１を介して、外部から酸素ガスが充填さ
れるが、（図中、ガス流を示す矢印ａで示す）この場合
には、図３に示されているように、スプリング６によっ
て流量調整部材４は、連通口２３から離れており、オリ
フィス４３以外の流路（流量調整部材４の外周面と収納
部５３の内周面との隙間４０、及び溝４４）も確保され
ており、充填するために十分な流量が得られる流路が構
成される。つまり、別の充填用のバイパス路を設けるこ
となく、ガス充填作業を円滑に行うことができる。

【００２９】以上のような流量調整部材４の作用を具体
的に説明する。例えば、流量調整部材４が設けられてい
ない場合には、開閉操作機構３によって、弁体３１が開
放位置に移動すると、高圧酸素ガス容器１０内のガス圧
によって、瞬時に酸素ガスが流量調整器１１の一次側空
間まで充填される。この開閉弁から流量調整器１１まで
の流路は、高圧ガスが流通するため、十分な強度の流路
を確保する必要がある。

【００３０】しかし、コスト低減のため、及び運搬の利
便性を考慮してコンパクトにする必要性などから、流路
は短く設定されることが多く、開閉弁と流量調整器１１
は相互に近接して設けられている。このため、開閉弁１
から流量調整器１１の一次圧側空間までの総容量は小さ
くなる。また流量調整器１１は一次圧側が所定の圧力以
上に達するまでは、作動しない。つまり、一次圧側が所
定の圧力に達するまでは、容量の小さい密閉空間が開閉
弁１の下流側に形成されることとなる。或いは、減圧部
が開放状態の場合や、減圧部を有さない構成の流量調整
器では、流量調整部が流量ゼロにセットされている場合
（つまり、閉じられている場合）にも、密閉空間が形成
される。

【００３１】このような容量の小さい密閉空間に、高圧
ガスが瞬時に充填されると、密閉空間内の気体は断熱圧
縮状態となり発熱する。また、同時に、弁座２５の開口
部２４とシール部材３１１との間の狭い空間を高速で気
体が通過することにより摩擦熱も発生する。さらに酸素
ガス自体が支燃材としての性質を備えている。以上のよ
うな条件が揃うと、開閉弁１を開放した瞬間に、シール
部材３１１や切削加工時に使用した油、その他潤滑剤等
の油脂類、塵埃等が発火するなどの恐れがある。

【００３２】一方、本発明の高圧酸素ガス容器用開閉弁
１では、弁体３１を開放位置に移動させた瞬間（弁を開
放した瞬間）に、高圧酸素ガス容器１０から酸素ガスが
弁室２６内へ流れ込む。このとき、図４に示されている
ように、酸素ガスの流出が始まるのと略同時に、流量調
整部材４が高圧酸素ガス容器１０からのガス圧によっ
て、連通口２３側に押し付けられてこれを塞ぐ。ここ
で、図４中、ガス流を示す矢印ｂ1、ｂ2で示すように、
オリフィス４３の作用により、下流側の密閉空間内に流
れ込むガスの流量が少なくなるので、密閉空間内での昇
圧速度が遅くなり、その結果として、断熱圧縮による発
熱が抑制される。

【００３３】規制されるガス流量は、流量調整器１１供
給される流量としては十分な量で、かつ、断熱圧縮によ
る発熱が抑制できる程度に十分少ない流量である。この
オリフィスの作用は、開放時の断熱圧縮を防止すればよ
く、ガスの流通量が安定した後は、図３に示されている
ように、ガス供給状態であっても、スプリング６によっ
て、連通口２３から離れる。これは、スプリング６の付
勢力が、通常の流通状態（患者に酸素を供給している状
態）において、ガス流通によって生じる流量調整部材４
に加わる移動圧力よりも、強く設定されているからであ
る。

【００３４】このように、開放直後にのみオリフィス４
３が作動する構成とすることにより、開放した後に、酸
素ガスの供給量を増やした場合には（図３中、ガス流を
示す矢印ｃ）、オリフィス４３が、供給の妨げにならな
いという利点がある。特に、オリフィス４３により制限
された流量が、下流の流量調整器１１の最大調整流量よ
りも小さい場合には、通常供給時の流量が、十分に確保
されることとなり、特に有用である。また、患者への酸
素供給中に、なんらかの理由で、供給流量の急激な上昇
が生じた場合にも、流量調整部材４が瞬時に移動して、
オリフィス４３が作用し、患者への供給量の急激な上昇
が抑制され、患者に対するトラブルの発生も未然に防止
できる。

【００３５】操作ハンドル３３の握り部３３０の直径
は、２０〜４０ｍｍ程度であり、本体２の径に合わせて
構成されている。高圧酸素ガス容器１０が可搬性を考慮
して小型に構成されているので、高圧酸素ガス容器用開
閉弁１もコンパクトに構成され、操作ハンドル３３も本
体２からはみ出さないように構成されている。このよう
な構成は、例えば、救急自動車等に搭載する場合などに
収納スペースを取らないので有利である。しかしなが
ら、握り部３３０の径が小さくなると、これを操作する
際には、より強い握力が必要となり、開閉操作機構３の
開放操作を緩やかに行うことが容易でなくなる。そし
て、弁体３１を一気に開放位置に移動させてしまうよう
な操作になりがちである。しかし、上記のように流量調
整部材４によって、流量が規制されるので、操作ハンド
ル３３の操作に注意を払う必要がない。

【００３６】以上のような構成の他、図５及び図６は、
他の構成例を示すもので、流量調整部材４と収納部５３
の構成を示す部分拡大断面図である。図５は、本発明の
高圧酸素ガス容器用開閉弁１が閉じでいる状態及び開放
状態であるときの、流量調整部材４の状態を示すもの
で、図６は、高圧酸素ガス容器１０に酸素ガス充填して
いる場合の状態を示すものである。

【００３７】この構成では、流量調整部材４は逆向きに
取り付けられており、オリフィス４３は、連通口２３側
に位置し、スプリング６は、開口５５側の受け面５５１
と流量調整部材４との間に介挿されている。また、ガス
充填時の流路を確保するために、開口端４２側には、溝
４４が形成されている。この構成では、酸素ガスを高圧
酸素ガス容器１０へ充填する場合以外は、常時流量調整
部材４によって連通口２３が塞がれた状態となり、オリ
フィス４３によって、高圧酸素ガスの流量が規制されて
いる。スプリング６は、適正な姿勢で流量調整部材４を
連通口２３に当接させる作用を有する。酸素ガス充填時
には、外側からのガス圧によって、図６に示されている
ように、流量調整部材４は、連通口２３から離れ、隙間
４０と溝４４により、充填される酸素ガスが流れるため
に十分流量を確保できる流路が構成される。

【００３８】以上の構成例の他、流量調整部材４にはス
プリング６を介挿しなくてもよい。この場合は、弁開放
時には、高圧酸素ガス容器１０のガスの流出圧により流
量調整部材４が連通口２３側に当接して、これを塞ぎ、
流出ガスによる密閉空間内の急激な圧力上昇が抑制され
る。その結果、断熱圧縮による発熱も抑制される。ま
た、高圧酸素ガス容器１０へガスを充填する場合には、
ガス注入時のガス流によって流量調整部材４に加わる移
動圧力よりも、スプリング６の付勢力が小さく設定され
ているので、注入時のガス流入圧によって、流量調整部
材４が連通口２３から離れ、流入ガスの流路が確保され
る。従って、ガス注入用のバイパス路を新たに設ける必
要がなく、コンパクトに構成することができる。

【００３９】このような構成とした場合には、流量調整
部材４の向きは、図３又は図５に示されているように、
どちらを向いていてもよい。また、流量調整部材４の構
成も、筒状の本体部の中央部にオリフィスが設けられて
いてもよい。なお、以上説明した実施形態は、手動で開
閉する開閉弁であるが、操作手段としてアクチュエータ
を用いた機構の開閉弁であってもよい。この場合には、
弁体を緩やかに開放位置に移動させるといった操作が困
難な構成もあるので、特に本発明の構成は有用である。

【００４０】以上のように、本発明の高圧ガス容器用開
閉弁は、下流側に接続された機器との間で形成される密
閉空間内での、昇圧速度を抑制し、結果として断熱圧縮
による発熱を抑制するものである。従って、昇圧速度の
急激な上昇が生ずるような空間であれば、この発明にお
ける実質的な密閉空間と見なすことができる。例えば、
微小な絞りを備えた流路を備えた空間を想定すると、絞
りから流出する流量に比較して、高圧で流入するガス流
量が十分大きければ、昇圧速度は急激に上昇し、断熱圧
縮による発熱が生じ得る。このような流入するガス流量
に対して流出する流量が微小な空間も実質的には密閉空
間である。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、流量調
整部材によって、弁開放時における、密閉空間でのガス
圧の急激な上昇が抑制され、断熱圧縮による発熱が少な
くなる。さらに、容器にガスを充填する場合には、充填
のためのガス流通の障害にならないので、バイパス流路
等もう設けることなく、円滑なガス充填作業が可能とな
る。

【００４２】請求項２に記載の発明によれば、付勢部材
を設けることによって、流量調整部材が連通口から離れ
る方向に付勢され、ガス充填時に確実に連通口が開放さ
れ、ガス流入の妨げとならない。請求項３に記載の発明
によれば、付勢部材によって流量調整部材が連通口に押
接されているので、確実に連通口を塞ぐことができ、流
入するガスによる密閉空間内のガス圧の急激な上昇を確
実に抑制することができる。また、付勢部材は、充填時
のガス流入圧力よりも小さい付勢力に設定されているの
で、ガス充填の妨げになることもなく、ガス充填用の流
路を設ける必要もなくなる。

【００４３】請求項４に記載の発明によれば、開閉操作
機構が、弁座に弁体を押圧することによりガス流通を遮
断する構成である場合には、弁座と弁体の間をガスが通
過する際の、ガスと弁体又は弁座との摩擦熱の発生も抑
制することができる。請求項５に記載の発明によれば、
操作ハンドルを手で握って回転させ、開閉操作する機構
とした場合には、ハンドル径が小径であって握りにく
く、弁体を緩やかに開放する操作が難しい場合にも、流
量調整部材の作用により、密閉空間の急激な圧力上昇を
抑制することができる。

【００４４】請求項６に記載の発明によれば、特にガス
が酸素ガスである場合には、ガス自体が支燃剤として作
用するが、昇圧速度が抑制される結果、断熱圧縮による
発熱や摩擦による発熱が抑制されるので、発火等のトラ
ブルを防ぐことができる。請求項７に記載の発明によれ
ば、携帯用の小型の容器では、開閉弁を使用する作業者
が特定されず、高圧ガス容器の取り扱いに不慣れな者が
使用する恐れもあるが、そのような者が操作した場合で
も、断熱圧縮や摩擦による発熱を抑制することができ
る。また、小型の容器では、開閉弁の流出口側に接続さ
れる機器との間に形成される密閉空間が小さくなり、ガ
スの断熱圧縮による発熱現象が生じやすくなるので、特
に有用である。

【００４５】請求項８に記載の発明によれば、医療用に
用いられる容器である場合には、患者の様態の急変に応
じて、咄嗟に開閉弁を開く作業をする場合があり、「緩
やかにハンドルを操作して、開閉弁を徐々に開く」とい
った操作上の留意事項を考慮して操作できない状況が多
い。そのような場合でも、流量調整部材によってガス流
量を調整し、発熱による発火等のトラブル発生を抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧ガス容器用開閉弁が用いられる医
療用酸素吸入システムの構成を示すブロック図である。

【図２】開閉弁の全体断面側面図である。

【図３】流量調整部材と収納部の構成を示す部分拡大断
面図である。

【図４】流量調整部材と収納部の構成を示す部分拡大断
面図である。

【図５】他の実施形態における流量調整部材と収納部の
構成を示す部分拡大断面図である。

【図６】他の実施形態における流量調整部材と収納部の
構成を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１高圧酸素ガス容器用開閉弁１０高圧酸素ガス容器１１圧力調整器１１０連結チューブ１２加湿器１２０連結チューブ１３マスク１４患者２本体２１接続部２１１雄ネジ２１２挿入部２１３挿入口２１４雌ネジ２１５通路２１６安全弁２２流路２１２挿入部２３連通口２３１受け面２４開口部２５弁座２６弁室２６１雌ネジ２７流出口２８流出路３開閉操作機構３１弁体３１１シール部材３１２雄ネジ３１３嵌合部３２支持部材３２１雄ネジ３２２弁体収容部３２３雌ネジ３２４支持孔３２５ヘッド部３２６Ｏリング３３操作ハンドル３３０握り部３３１凹部３３２接続孔３３３スプリング収納部３３４蓋３３５パッキン３４連結部材３４１弁体接続部３４２フランジ部３４３ハンドル接続部３４４ボルト部３４５スプリング受ナット３４６スプリング４流量調整部材４１内空部４２開口端４３オリフィス４４溝５保持部材５１流路５２流入口５３収納部５５開口５５１受け面５６孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧ガス容器の容器内に連通される流入
口と、密閉空間に接続される流出口と、前記流入口と前記流出口との間に設けられ、前記流入口
と前記流出口間の気体の流通を遮断状態と開放状態とに
制御する開閉操作機構と、前記開閉操作機構と前記流入口とを連通する流入路と、前記開閉操作機構と前記流出口とを連通する流出路と、前記流入路内に設けられた収納部と、前記収納部内に、気体の流通方向に移動自在に収納さ
れ、前記流入路を流通する気体流量の上限を開放時に制
限する流量調整部材と、前記流量調整部材に設けられ、前記収納部と前記開閉操
作機構側流路との連通口を塞いだときに作用するオリフ
ィスとを有し、前記流量調整部材は、前記開閉操作機構の開放切換操作
時に、連通口に当接してオリフィスによる流量規制を
し、ガス充填時には、連通口から離れてオリフィスの作
用を解除することを特徴とする高圧ガス容器用開閉弁。
【請求項２】さらに、前記流量調整部材を連通口から
離す方向へ付勢する付勢部材とを備え、前記付勢手段の付勢力は、開閉操作機構の開放状態時の
気体流入圧力によって生じる、流量調整部材に対する移
動圧力よりも小さい請求項１に記載の高圧ガス容器用開
閉弁。
【請求項３】さらに、前記流量調整部材を連通口の方
向へ付勢する付勢部材とを備え、前記付勢手段の付勢力は、気体充填時の時の気体流入圧
力によって生ずる、流量調整部材に対する移動圧力より
も小さい請求項１に記載の高圧ガス容器用開閉弁。
【請求項４】前記開閉操作機構は、前記流出路に形成された弁室と、前記流入路の開口部に形成された弁座と、前記弁座に対して進退自在に設けられ、前記弁体に押圧
された状態で気体の流通を遮断する遮断状態と、前記弁
座から離れた状態で気体の流通を可能とする開放状態と
に切り換わる弁体と、前記弁体を遮断状態と開放状態との間で、切り換え操作
する操作手段とを有する請求項１〜３のいずれか１に記
載の高圧ガス容器用開閉弁。
【請求項５】操作手段は、本体に固定された支持部材
と、前記支持部材に対して回動自在に支持され、一端に
弁体が接続されている連結部材と、前記連結部材の他端
に接続され、手動により操作される操作ハンドルとを備
え、前記支持部材に対して、前記連結部材又は前記弁体が螺
合され、前記操作ハンドルを回動操作することにより、
前記弁体が遮断状態と開放状態とに切り換わるものであ
って、前記操作ハンドルの径は、５ｃｍ以下である請求
項４に記載の高圧ガス容器用開閉弁。
【請求項６】高圧ガス容器は、酸素ガスが充填されて
いる請求項１〜５のいずれか１に記載の高圧ガス容器用
開閉弁。
【請求項７】高圧ガス容器は、携帯可能な小型の容器
である請求項１〜６のいずれか１に記載の高圧ガス容器
用開閉弁。
【請求項８】高圧酸素ガス容器は、医療用に用いられ
るものである請求項１〜７のいずれか１に記載の高圧ガ
ス容器用開閉弁。