JP2003322267A - 安全弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低融点合金の収容が容易で且つ確実に安全作
動できるようにする。 【解決手段】 筒状のハウジング(12)の一側端に入口穴
(15)を、他側端に出口穴(36)をそれぞれ開口する。ハウ
ジング(12)内に合金収容室(24)を形成し、この合金収容
室(24)に低融点合金(25)を収容する。安全弁室(17)に挿
入した安全部材(28)にバックアップ面(31)を形成する。
バックアップ面(31)を低融点合金(25)の入口路側端面(4
5)に支持させ、これにより安全部材(28)を封止姿勢(Ｘ)
に保持する。合金収容室(24)には合金排出路(27)を設け
る。ハウジング(12)内で合金収容室(24)の周囲に連通路
(40)を形成し、この連通路(40)を介して安全弁室(17)を
出口路(18)に連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定温度に昇温す
ると溶融流動する低融点合金を用いた安全弁に関し、さ
らに詳しくは、低融点合金の収容が容易で且つ確実に安
全作動する安全弁に関する。

【０００２】

【発明の背景】近年、自動車の排出ガスに含まれる有害
成分の低減が要求されており、この観点から天然ガスを
燃料とする自動車が注目されている。上記の天然ガス自
動車に塔載されるガス供給装置には、車体内のボンベ収
納室に複数のガスボンベを配置して、各ガスボンベの一
端部に容器弁を固定するとともに、その容器弁やガスボ
ンベの他端部に安全弁を付設したものがある。そしてこ
の安全弁とこれに連結された放出管を介して、上記のガ
スボンベの内部空間をボンベ収納室の外部空間へ連通で
きるように構成してあり、事故発生等によりガスボンベ
が所定温度以上に昇温すると上記の安全弁が作動して、
ガスボンベ内に貯蔵されている圧縮天然ガスが安全な外
部空間へ排出され、ガスボンベの破裂が防止される。

【０００３】

【従来の技術】従来、上記の安全弁には、例えば特開平
１０−３８１１３号公報に開示のように、筒状のハウジ
ングを用いたものがある。即ちこの安全弁は、筒状のハ
ウジングの一側端に入口穴を、他側端に出口穴をそれぞ
れ開口し、この入口穴と出口穴との間に入口路と安全弁
室と出口路とを順に形成して、上記の安全弁室の入口路
側に安全弁座を形成してある。上記の安全弁室にはピス
トン状の安全部材を挿入してあり、この安全部材を上記
の安全弁座に接当した封止姿勢と、安全弁座から離隔し
た開放姿勢とに切換え可能に構成してある。

【０００４】上記の出口路の内周面には、薄肉筒状の低
融点合金が装着されており、この低融点合金の内周面に
沿って一組の弧状部分からなるスリーブを配置し、この
スリーブの内面に第１カム面を形成してある。一方、上
記のピストン状の安全部材には、出口路側部分の周面に
第２カム面を形成してあり、所定温度以下では、この第
２カム面を上記の第１カム面と係合させることにより安
全部材を上記の封止姿勢に維持してある。

【０００５】上記の安全部材が所定温度以上に達する
と、上記の低融点合金が溶融流動して上記のスリーブが
拡径する。これにより、上記の第２カム面が第１カム面
から外れ、上記の安全部材が貯蔵ガスに押圧されて移動
し、弁座から離隔した開放姿勢に切換わる。そして上記
の貯蔵ガスは入口穴から入口路、安全弁室、出口路、出
口穴、及びこの出口穴に接続した放出管等を経て安全な
外部空間へ放出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の安全弁
は、上記の低融点合金が薄肉筒状であるため、これを所
定の形状に加工するのが容易でなく、また、出口路の内
周面と一組の弧状部分からなるスリーブとの間に溶融し
た低融点合金を流し込むことも容易でない。本発明は上
記の問題点を解消し、低融点合金の収容が容易で且つ確
実に安全作動する安全弁を提供することを技術的課題と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、例えば本発明の実施の形態を示す図１から
図５に基づいて説明すると、安全弁を次のように構成し
たものである。即ち、筒状のハウジング(12)の一側端に
入口穴(15)を、他側端に出口穴(36)をそれぞれ開口し
て、この入口穴(15)と出口穴(36)との間に入口路(16)と
安全弁室(17)と出口路(18)とを順に形成するとともに、
上記の安全弁室(17)の入口路(16)側に安全弁座(20)を形
成し、上記の安全弁室(17)に安全部材(28)を挿入して、
この安全部材(28)を上記の安全弁座(20)に接当した封止
姿勢(Ｘ)と、安全弁座(20)から離隔した開放姿勢(Ｙ)と
に切換え可能に構成した安全弁であって、上記のハウジ
ング(12)内に合金収容室(24)を形成して、この合金収容
室(24)に低融点合金(25)を収容し、上記の安全部材(28)
にバックアップ面(31)を形成して、このバックアップ面
(31)を上記の低融点合金(25)の入口路側端面(45)に支持
させることにより上記の安全部材(28)を封止姿勢(Ｘ)に
保持させ、上記の合金収容室(24)は、上記の低融点合金
(25)が溶融した際にこの液状となった低融点合金(25)を
合金収容室(24)の外部へ排出する合金排出路(27)を備え
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の合金収容室に収容した低融点合金は、そ
の入口路側端面で上記の安全部材に形成したバックアッ
プ面を支持するだけであるので、例えば柱状や厚肉筒状
などの、所定のブロック形状に予め形成した低融点合金
が合金収容室に収容される。或いは、上記の合金収容室
へ溶融した低融点合金を流し込んでもよい。

【０００９】上記の安全部材は、設定温度以下では上記
の柱状や厚肉筒状の低融点合金に確りと支持され、封止
姿勢に維持される。そして設定温度以上に昇温すると、
上記の低融点合金が溶融流動して上記の合金排出路から
排出される。これにより上記のバックアップ面への支持
力が失われ、安全部材がガス圧等に押圧されて開放姿勢
に切り換わり、入口穴が入口路、安全弁室、及び出口路
を介して出口穴に連通する。

【００１０】上記の安全弁室と上記の出口路とは、ハウ
ジング内で上記の合金収容室の周囲に連通路を形成し、
この連通路を介して互いに連通させることができる。こ
の場合、上記のバックアップ面は、例えば上記の安全部
材の出口路側端面等に形成され、上記の合金収容室に収
容される低融点合金は柱状に形成される。

【００１１】また、上記の安全弁室と上記の出口路と
は、上記の安全部材の出口路側部分を筒状に形成して、
この出口路側部分の筒壁部の内側空間を介して互いに連
通させてもよい。この場合、上記のバックアップ面は上
記の筒壁部に形成され、合金収容室は、例えばハウジン
グの周壁部に沿って形成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の第１実施
形態を示し、図１は安全弁を備えたガス供給装置の模式
図、図２はその安全弁の断面図である。

【００１３】図１に示すように、このガス供給装置(１)
は、天然ガス自動車のボンベ収納室(２)に横置きで並列
に配置された３本のガスボンベ(３)と、このガスボンベ
(３)内の貯蔵ガスをエンジンへ案内する供給ヘッダー
(４)と、安全作動時に上記の貯蔵ガスを安全な外部空間
へ案内する放出ヘッダー(５)とを備える。

【００１４】上記の各ガスボンベ(３)は、一端部(図１
における左端部)に設けた第１首部(3a)と他端部(図１に
おける右端部)に設けた第２首部(3b)とを備える。上記
の第１首部(3a)に容器弁(６)が固定され、その容器弁
(６)のガス出口(７)に継手(８)と供給管(９)とを介して
上記の供給ヘッダー(４)が着脱自在で保密状に接続され
ている。

【００１５】一方、上記の第２首部(3b)には、安全弁(1
0)と放出管(11)とを介して上記の放出ヘッダー(５)が着
脱自在で保密状に接続されており、この放出ヘッダー
(５)は上記のボンベ収納室(２)外で大気へ連通されてい
る。

【００１６】なお、上記の容器弁(６)内で入口路からガ
ス逃し路を分岐し、そのガス逃し路の終端に別の安全弁
が付設され、上記と同様に放出管を介して放出ヘッダー
に連結されている(いずれも図示せず)。ただし本発明で
は、上記の容器弁(６)と上記の第２首部(3b)とのいずれ
か一方にのみ安全弁(10)を付設してもよい。また、本発
明では上記の放出ヘッダー(５)を省略することも可能で
あり、この場合には、上記の各放出管(11)が直接に大気
へ連通される。

【００１７】次に、図２に基づいて、上記の安全弁(10)
の具体的な構造を説明する。上記の安全弁(10)のハウジ
ング(12)は、同軸上に配置した筒状の第１本体(13)と第
２本体(14)とからなる。第１本体(13)には左端部に入口
穴(15)が開口してあり、第１本体(13)内に入口路(16)と
安全弁室(17)と出口路(18)の上流部分(18ａ)が順に形成
してある。

【００１８】上記の安全弁室(17)の入口路(16)側部分に
はスリーブ(19)が配置され、このスリーブ(19)の内面に
安全弁座(20)が形成される。上記の入口穴(15)には前記
の第２首部(3b)に設けた接続ノズル(21)が保密状に固定
され、この接続ノズル(21)の先端と第１本体(13)との間
に、上記のスリーブ(19)に形成したフランジ部(22)が挟
持される。

【００１９】上記の安全弁室(17)と出口路上流部分(18
ａ)との間に、有底筒状の合金収容部材(23)が開口部を
入口路(16)側に向けて固定してあり、この合金収容部材
(23)の内部に合金収容室(24)が形成してある。この合金
収容室(24)内には円柱状の低融点合金(25)が収容されて
いる。この合金収容部材(23)の底壁(26)は上記の出口路
(18)の上流部分(18ａ)に面しており、この底壁(26)に合
金排出路(27)が透設してある。上記の低融点合金(25)
は、所定の設定温度(例えば、１００〜１１０℃)以上に
昇温すると溶融し、上記の合金収容室(24)からこの合金
排出路(27)を経て上記の出口路(18)内へ流出するように
構成してある。なお、この低融点合金の流出量は出口路
(18)の容積に比べて僅かであり、この流出した低融点合
金により出口路(18)が閉塞される惧れはない。

【００２０】上記の安全弁室(17)には、ピストン状の安
全部材(28)を挿入してある。この安全部材(28)は、前記
の安全弁座(20)側に小径の封止部(29)と、上記の合金収
容室(24)側に大径のバックアップ部(30)とを備える。こ
のバックアップ部(30)の上記の合金収容室(24)に臨む端
面には、ハウジング(12)の軸心(32)と直交する方向にバ
ックアップ面(31)が形成されている。上記の安全部材(2
8)は、このバックアップ面(31)を上記の低融点合金(25)
の入口路側端面(45)に支持され、これにより、上記の封
止部(29)が前記の安全弁座(20)に接当した封止姿勢(Ｘ)
に維持される。なお、上記の安全弁室(17)の内面とバッ
クアップ部(30)との間には、安全部材(28)を開弁方向へ
弾圧する付勢バネ(33)が装着してある。

【００２１】図２に示すように、上記第１本体(13)の右
端部は前記の第２本体(14)の左端部に挿入され、止めネ
ジ(34)で固定される。この第２本体(14)の右端部にはノ
ズル部(35)が形成してあり、このノズル部(35)の内部に
出口路(18)の下流部分(18ｂ)が形成され、ノズル部(35)
の右端面に出口穴(36)が開口してある。前記の放出管(1
1)はこのノズル部(35)に固定され、上記の出口穴(36)が
放出管(11)と放出ヘッダー(５)を介してボンベ収納室
(２)外の大気に連通される。

【００２２】上記の第２本体(14)に挿入された第１本体
(13)の外面と、その外側に位置する第２本体(14)の内面
との間には、筒状の連通空間(37)が形成してある。上記
の第１本体(13)には、前記の安全弁室(17)の周壁に第１
連通孔(38)が透設してあり、前記の出口路上流部分(18
ａ)の周壁に第２連通孔(39)が透設してある。両連通孔
(38・39)はそれぞれ上記の連通空間(37)に連通してあ
る。従って、この第１連通孔(38)と前記の連通空間(37)
と上記の第２連通孔(39)とからなる連通路(40)が上記の
合金収容室(24)の周囲に形成されており、上記の安全弁
室(17)は、この連通路(40)を介して前記の出口路(18)に
連通してある。

【００２３】上記の安全弁(10)は、所定の設定温度以下
では安全部材(28)が固相状態の低融点合金(25)に支持さ
れて封止姿勢(Ｘ)に維持されている。火災の発生等によ
り安全弁(10)が設定温度以上に昇温すると、上記の低融
点合金(25)が溶融流動し、前記の合金排出路(27)を経て
出口路(18)内へ流出する。これにより上記のバックアッ
プ面(31)がその支持力を失い、安全部材(28)は前記の付
勢バネ(33)の弾圧力や入口路(16)内のガス圧に押圧さ
れ、図２の仮想線に示すように前記の安全弁座(20)から
離隔した開放姿勢(Ｙ)に切換わる。この結果、前記のガ
スボンベ(３)内の貯留ガスは入口穴(15)から入口路(1
6)、安全弁室(17)、連通路(40)、出口路(18)、出口穴(3
6)を順に経たのち、前記の放出管(11)と放出ヘッダー
(５)を経てボンベ収納室(２)外へ安全に放出される。

【００２４】図３は本発明の第２実施形態を示す、安全
弁の断面図である。この第２実施形態では、ハウジング
(12)が筒状の第１本体(13)と、この第１本体(13)の右端
部に螺着固定される第２本体(14)とからなる。

【００２５】上記の第１本体(13)には、前記の第１実施
形態と同様に、左端部に入口穴(15)が開口され、第１本
体(13)内に入口路(16)と安全弁室(17)と出口路(18)の上
流部分(18ａ)とが順に形成され、安全弁室(17)の入口路
(16)側部分にスリーブ(19)が配置され、スリーブ(19)の
内面に安全弁座(20)が形成されている。さらに安全弁室
(17)にはピストン状の安全部材(28)が挿入され、この安
全部材(28)を開弁方向へ弾圧する付勢バネ(33)が装着し
てある。また上記の第２本体(14)の右端部にはノズル部
(35)が形成してあり、このノズル部(35)の内部に出口路
(18)の下流部分(18ｂ)が形成され、ノズル部(35)の右端
面に出口穴(36)が開口してある。

【００２６】上記の安全部材(28)は安全弁座(20)側に小
径の封止部(29)を備え、出口路(18)側部分を筒状に形成
してある。この出口路側部分の筒壁部(41)には安全弁室
(17)へ臨む位置に連通孔(42)が透設してあり、この連通
孔(42)と筒壁部(41)の内側空間(43)とを介して上記の安
全弁室(17)が上記の出口路(18)に連通してある。また、
上記の筒壁部(41)の外周面にはフランジ状のバックアッ
プ部(30)が突出してあり、このバックアップ部(30)の出
口路側端面には、ハウジング(12)の軸心(32)と交差する
方向に環状のバックアップ面(31)が形成してある。

【００２７】図３に示すように、上記の出口路上流部分
(18ａ)の内周壁には環状の合金支持部材(44)が固定され
ており、上記の安全部材(28)の筒壁部(41)の右側端部
は、この合金支持部材(44)内へ保密摺動可能に挿入され
ている。そしてこの合金支持部材(44)の左端面と上記の
筒壁部(41)の外周面と前記の第１本体(13)の内周面との
間に、円筒状の合金収容室(24)が形成され、この合金収
容室(24)内に、厚肉円筒状の低融点合金(25)が収容され
る。そして上記のバックアップ面(31)はこの低融点合金
(25)の入口路側端面(45)に支持してある。

【００２８】上記の第１本体(13)の外周面には複数箇所
に合金排出孔(46)が形成してあり、上記の合金収容室(2
4)は、合金支持部材(44)とハウジング(12)の内周面との
間の間隙(47)を介して上記の合金排出孔(46)に連通して
ある。即ち、上記の間隙(47)と合金排出孔(46)により合
金排出路(27)が構成されている。その他の構成は上記の
第実施形態と同様であり、説明を省略する。

【００２９】上記の安全部材(28)は、上記の第１実施形
態と同様、所定の設定温度以下では封止姿勢(Ｘ)に維持
されている。そして、設定温度以上に昇温すると、上記
の低融点合金(25)が溶融流動し、前記の合金排出路(27)
を経てハウジング(12)の外部へ流出する。これにより上
記の安全部材(28)は、上記の第１実施形態と同様に作動
して開放姿勢に切換わり、前記のガスボンベ(３)内の貯
留ガスがボンベ収納室(２)外へ安全に放出される。

【００３０】上記の各実施形態では、いずれも安全弁室
(17)に付勢バネ(33)を配置したが、安全作動時に安全部
材が入口路内のガス圧で開弁される場合は、例えば図４
に示す第１変形例のように、上記の付勢バネを省略する
ことができる。この場合は付勢バネを省略した分、安全
弁(10)の全長が短く形成される。なお、この第１変形例
では、安全作動時に溶融した低融点合金(25)が合金収容
室(24)の外部へ円滑に排出されるように、合金支持部材
(44)の左端面から第１本体(13)の外周面に亘って合金排
出路(27)が形成してある。

【００３１】また、上記の第２実施形態では、例えば図
５に示す第２変形例のように、上記の合金排出路(27)
を、合金収容室(24)を構成する第１本体(13)の壁部に透
設してもよい。この場合は合金支持部材(44)に合金排出
路を形成する必要がないので、製造コストを低減するこ
とができる。

【００３２】なお、本発明の安全弁は、ハウジングや安
全部材、合金収容室、低融点合金など、各部材の形状や
構造等が、上記の各実施形態で説明したものに限定され
ないことは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され作用する
ことから、次の効果を奏する。

【００３４】(１) 上記の合金収容室に収容した低融点
合金は、その入口路側端面で上記の安全部材に形成した
バックアップ面を支持するだけであるので、前記の従来
技術と異なり、柱状や厚肉筒状などのブロック状に形成
できる。従って、低融点合金を予め所定の形状に簡単に
形成でき、或いは溶融させて上記の合金収容室へ簡単に
流し込むことができるので、これらの低融点合金を合金
収容室へ容易に収容することができる。また、低融点合
金が所定の形状に形成されるので作動性能が安定し、所
定の温度以上に昇温すると確実に安全作動することがで
きる。

【００３５】(２) ハウジング内で上記の合金収容室の
周囲に連通路を形成し、この連通路を介して上記の安全
弁室を上記の出口路に連通した場合には、上記の低融点
合金を柱状に形成できるので、この低融点合金を合金収
容室へ一層簡単に収容することができる。

【００３６】(３) 上記の安全部材の出口路側部分を筒
状に形成して、この出口路側部分の筒壁部に上記のバッ
クアップ面を形成し、上記の筒壁部の内側空間を介して
上記の安全弁室を上記の出口路に連通した場合には、上
記の合金収容室をハウジングの周壁に沿って形成できる
ので、所定温度以上に昇温すると低融点合金を速やかに
溶融流動させて、一層確実に安全作動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す、安全弁を備えた
ガス供給装置の模式図である。

【図２】第１実施形態の、安全弁の断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示す、安全弁の断面図
である。

【図４】本発明の第１変形例を示す、安全弁の断面図で
ある。

【図５】本発明の第２変形例を示す、安全弁の要部を拡
大した断面図である。

【符号の説明】

10…安全弁 12…ハウジング 15…入口穴 16…入口路 17…安全弁室 18…出口路 20…安全弁座 24…合金収容室 25…低融点合金 27…合金排出路 28…安全部材 31…バックアップ面 36…出口穴 40…連通路 41…安全部材(28)の筒壁部 45…低融点合金(25)の入口路側端面 Ｘ…封止姿勢 Ｙ…開放姿勢

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のハウジング(12)の一側端に入口穴
   (15)を、他側端に出口穴(36)をそれぞれ開口して、この
   入口穴(15)と出口穴(36)との間に入口路(16)と安全弁室
   (17)と出口路(18)とを順に形成するとともに、上記の安
   全弁室(17)の入 口路(16)側に安全弁座(20)を形成し、上記の安全弁室(1
   7)に安全部材(28)を挿入して、この安全部材(28)を上記
   の安全弁座(20)に接当した封止姿勢(Ｘ)と、安全弁座(2
   0)から離隔した開放姿勢(Ｙ)とに切換え可能に構成した
   安全弁であって、 上記のハウジング(12)内に合金収容室(24)を形成して、
   この合金収容室(24)に低融点合金(25)を収容し、 上記の安全部材(28)にバックアップ面(31)を形成して、
   このバックアップ面(31)を上記の低融点合金(25)の入口
   路側端面(45)に支持させることにより上記の安全部材(2
   8)を封止姿勢(Ｘ)に保持させ、 上記の合金収容室(24)は、上記の低融点合金(25)が溶融
   した際にこの液状となった低融点合金(25)を合金収容室
   (24)の外部へ排出する合金排出路(27)を備えることを特
   徴とする、安全弁。
2. 【請求項２】 ハウジング(12)内で上記の合金収容室(2
   4)の周囲に連通路(40)を形成し、この連通路(40)を介し
   て上記の安全弁室(17)を上記の出口路(18)に連通した、
   請求項１に記載の安全弁。
3. 【請求項３】 上記の安全部材(28)の出口路(18)側部分
   を筒状に形成して、この出口路側部分の筒壁部(41)に上
   記のバックアップ面(31)を形成し、上記の筒壁部(41)の
   内側空間(43)を介して上記の安全弁室(17)を上記の出口
   路(18)に連通した、請求項１に記載の安全弁。