JP2005069417A - 高圧ガス容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 火災等により周囲環境温度が上昇した場合でも、ガス爆発およびガス爆発による容器破損を確実に防止することができるようにする。
【解決手段】 この発明の高圧ガス容器は、所定温度以上の周囲環境温度で内部の高圧ガスを放出する高温時ガス放出手段６を有している、ことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＬＰガス等の高圧ガスを充填する高圧ガス容器に関するものである。

ＬＰガス等の高圧ガスを充填する高圧ガス容器には、安全弁が設けられ、容器の内圧が異常に高くなった場合に、安全弁が作動してガスを外部に放出し爆発を防止するするようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１７８０９６号公報（第３頁〜第４頁、図１）

しかし、実際には火災により高圧ガス容器が爆発する事故の発生が報告されている。これは、通常使用されている安全弁が過充填の際や大気温度の上昇時に作動することを目的に設計・設置されたもので、火災等の災害時は、業者が容器を移動・撤去することを前提にしているためである。ところが、現今の道路状況を考えた場合、高圧ガス容器に火炎等が到着する以前に移動撤去作業を実施するのが困難な状況が多々発生しており、そのような場合に爆発事故を引き起こしているものと思われる。

また、液化石油ガスでは容器内部のガス（液）が気化して外部に放出するまでに長時間を要し、現在設置されているバネ式の安全弁だけでは、たとえ安全弁が正常に作動しても放出量が不足する傾向にあり、このことも爆発事故につながる要因と思われる。

この発明は上記に鑑み提案されたもので、火災等により周囲環境温度が上昇した場合でも、ガス爆発およびガス爆発による容器破損を確実に防止することができる高圧ガス容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、高圧ガス容器であって、所定温度以上の周囲環境温度で内部の高圧ガスを放出する高温時ガス放出手段を設けた、ことを特徴としている。

以上説明したように、この発明では、バルブに高温時ガス放出手段を設けるようにしたので、周囲環境温度が異常に高くなると、ボンベ内の高圧ガスが外部に放出されるようになり、火災等により周囲環境温度が上昇した場合でも、ガス爆発および容器破損を確実に防止することができる。

以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず第１の実施形態を図１を用いて説明する。

図１はこの発明の高圧ガス容器のバルブ構造を示す断面図である。図において、この発明の高圧ガス容器は上部のバルブ１の構造に特徴を有しており、そのバルブ１は、ハンドル２とバルブボディ３とを備えている。バルブボディ３には、その一側に高圧管結合部４が設けられ、他側に容器内圧上昇防止用の安全装置５が設けられ、さらにバルブボディ３と安全装置５との間には、この発明に係る高温時ガス放出装置６が設けられている。また、バルブボディ３の下部にはバルブ入口７が形成されている。このバルブ入口７の外周の雄ねじ７ａには、ボンベ（図示省略）のガス出入り口雌ねじが螺入され、バルブ１とボンベとは一体化して高圧ガス容器本体を構成する。

上記の高圧管結合部４は、その内周の雌ねじ４ａにガス供給高圧管（図示省略）が螺入される。バルブボディ３には、バルブ入口７から高圧管結合部４に向けてガス通路８が形成されている。ガス通路８のうち、高圧管結合部４の入口側には開閉弁１１が設けられている。この開閉弁１１は、バルブステム１２およびスピンドル１３を介してハンドル２に結合され、ハンドル２の回転に応じて上下動可能に構成されている。開閉弁１１が上方に引き上げられているとき、ガス通路８は高圧管結合部４に向けて開成し、ボンベの高圧ガスがガス通路８を経由してガス供給高圧管に流入するようになている。なお、バルブステム１２の上端側外周は、グランドナット１４に螺合し結合している。

ガス通路８は、開閉弁１１の少し下方で高温時ガス放出装置６側の分岐ガス通路（連結路）８ａに分岐する。この分岐ガス通路８ａは、安全装置５の収納室５２前端の開口５５につながっている。

安全装置５の収納室５２にはバネ５３が収納され、このバネ５３の後端は収納室５２の後端壁をなすキャップ５４に当接し、前端は安全弁５１に当接している。したがって、安全弁５１は、通常はバネ５３で付勢されて開口５５を閉じているが、ボンベの内圧が所定圧力以上に高くなると、分岐ガス通路８ａ側のガスで押圧され、開口５５は開放状態となり、ボンベ内の高圧ガスは、ガス通路８、分岐ガス通路８ａおよび開口５５を経由して、収納室５２に入り、収納室５２から通気口（図示省略）を介して外部に放出される。この外部放出によりボンベの内圧が所定圧力以下に低下すると、安全弁５１はバネ５３に付勢されて開口５５を再度閉じた状態にする。

上記の高温時ガス放出装置６は、分岐ガス通路８ａから突出するように設けられ、その突出した部分に分岐ガス通路８ａに連通するガス放出路６１を備えている。このガス放出路６１は、所定温度（例えば６０℃）以上で溶ける材料からなる可溶栓６２で閉塞されている。この可溶栓６２は、ワックスやはんだ等からなる可溶合金やその他種々の熱で溶解する材料で形成可能である。

このように、この発明の第１の実施形態では、通常時は可溶栓６２で閉塞されているガス放出路６１を設けるように構成したので、周囲環境温度が異常に高くなると、その可溶栓６２が溶けてガス放出路６１が開通し、ボンベ内の高圧ガスがガス放出路６１から外部に放出されるようになる。したがって、火災等により周囲環境温度が上昇した場合でも、ガス爆発およびガス爆発による容器破損を確実に防止することができる。

また、周囲環境温度の上昇によりガス放出路６１からガスが放出されるが、それでもさらにボンベの内圧が高くなると安全弁５１も作動するようになるので、ガス放出路６１と安全弁５１との双方でのガス放出が可能となり、ボンベの内圧上昇時のガス放出量を十分に確保することができ、この点からも、ガス爆発および容器破損を確実に防止することができる。

また、近年高圧ガス容器を繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で形成し、大幅な軽量化を図る試みがなされ、また実用化しつつある。ところで、このＦＲＰ製高圧ガス容器の場合、従来の金属製容器に比べて溶解温度が低いという難点があり、また熱伝導性が悪いためボンベ内部の温度が上がりにくく内圧が上昇しないため安全弁５１が作動しにくいという問題点も有している。これに対し、この発明を適用することで、ＦＲＰ製高圧ガス容器の溶解温度以下の温度でボンベ内の高圧ガスを放出することができ、またボンベの内圧が低い状態でもボンベ内の高圧ガスを放出することができ、したがって、ＦＲＰ製高圧ガス容器の場合であっても、火災時のガス爆発およびガス爆発による容器破損を確実に防止することができる。

次にこの発明の第２の実施形態を図２、図３を用いて説明する。

図２はこの発明の第２の実施形態におけるバルブ構造を示す断面図、図３はバルブの安全弁の作動を示す図で、（ａ）はボンベの内圧が高い場合の作動を示し、（ｂ）は周囲環境温度が高い場合の作動を示している。なお、この第２の実施形態において、上記の第１の実施形態と略同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施形態が、上記の第１の実施形態と相違している点は、安全弁５１を安全装置５０と高温時ガス放出装置６０の共通部品として使用した点である。

すなわち、この第２の実施形態における安全装置５０はバルブボディ３に隣接して設けられ、分岐ガス通路８０ａの長さは短縮されている。一方の高温時ガス放出装置６０は、安全装置５０のキャップ５４の後端壁から安全弁５１の弁軸５１ａを突出させるとともに、その突出させた弁軸５１ａ後端に形成した受座５６とキャップ５４後端との間にバイメタル５７を介挿し、このバイメタル５７と安全弁５１とで構成するようになっている。このバイメタル５７は所定温度（例えば６０℃）以上で伸張するように形成されている。なお、このバイメタル５７に代えて形状記憶合金を使用するようにしてもよい。

上記構成の下で、安全弁５１は、上記の第１の実施形態の場合と同様に、通常はバネ５３で前方に付勢されて開口５５を閉じている。ボンベの内圧が所定圧力以上に高くなると、安全弁５１は、図３（ａ）に示すように、分岐ガス通路８０ａ側のガスで押圧され、開口５５は開放状態となり、ボンベ内の高圧ガスは、ガス通路８、分岐ガス通路８０ａおよび開口５５を経由して、収納室５２に入り、収納室５２から通気口（図示省略）を介して外部に放出される。この外部放出によりボンベの内圧が所定圧力以下に低下すると、安全弁５１はバネ５３に付勢されて開口５５を再度閉じた状態にする。なお、この場合は、温度が上昇しない場合であるので、バイメタル５７は変形していない。

一方、周囲環境温度が異常に高くなると、安全弁５１はバネ５３で前方の開口５５方向に付勢されているものの、図３（ｂ）に示すように、バイメタル５７が伸張するのでバネ５３の付勢力に抗して安全弁５１が後方に引っ張られ、開口５５が開放する。その結果、ボンベ内の高圧ガスが収納室５２の通気口から外部に放出されるようになる。したがって、火災等により周囲環境温度が上昇した場合でも、ガス爆発およびガス爆発による容器破損を確実に防止することができる。

また、上記の第１の実施形態の場合と同様に、ＦＲＰ製高圧ガス容器にこの発明を適用することで、ＦＲＰ製高圧ガス容器の溶解温度以下の温度でボンベ内の高圧ガスを放出させることができ、またボンベの内圧が低い状態でもボンベ内の高圧ガスを放出することができる。したがって、ＦＲＰ製高圧ガス容器の場合であっても、火災時のガス爆発およびガス爆発による容器破損を確実に防止することができる。

さらに、上記の第１の実施形態の場合では、可溶栓６２が一旦溶けると、その後周囲環境温度が低下してもそのままガスの放出が継続してしまうが、この第２の実施形態においては、バイメタル５７が一旦伸張しもて、その後周囲環境温度の低下すると、それに応じてバイメタル５７が下の状態に収縮するので、ガスの放出を停止させることができ、その状態で安全な位置に容器を搬出させることができる。

なお、上記の説明では、高温時ガス放出装置６，６０が作動する所定温度（可溶栓６２が溶ける温度、バイメタル５７が伸張する温度）を例えば６０℃として説明したが、この所定温度は、安全弁５１の吹き出し圧力に相当する高圧ガス（例えばＬＰガス）の温度と同程度の温度若しくはそれ以上の温度に設定され、容器材料の強度が安全とされる一定強度を下回らない温度以下に設定されるものである。

この発明の高圧ガス容器のバルブ構造を示す断面図である。 この発明の第２の実施形態におけるバルブ構造を示す断面図である。 バルブの安全弁の作動を示す図で、（ａ）はボンベの内圧が高い場合の作動を示す図、（ｂ）は周囲環境温度が高い場合の作動を示す図である。

符号の説明

１ バルブ
２ ハンドル
３ バルブボディ
４ 高圧管結合部
４ａ 雌ねじ
５ 安全装置
６ 高温時ガス放出装置
７ バルブ入口
７ａ 雄ねじ
８ ガス通路
８ａ 分岐ガス通路
１１ 開閉弁
１２ バルブステム
１３ スピンドル
１４ グランドナット
５０ 安全装置
５１ 安全弁
５１ａ 弁軸
５２ 収納室
５３ バネ
５４ キャップ
５５ 開口
５６ 受座
５７ バイメタル
６０ 高温時ガス放出装置
６１ ガス放出路
６２ 可溶栓
８０ａ 分岐ガス通路

Claims (4)

1. 所定温度以上の周囲環境温度で内部の高圧ガスを放出する高温時ガス放出手段を設けた、
   ことを特徴とする高圧ガス容器。
2. 上記高温時ガス放出手段は、高圧ガス容器本体とその高圧ガス容器本体に設けられている容器内圧上昇防止用の安全弁との間の連結路に形成した、所定温度以上で溶ける材料からなる可溶栓で通常時は閉塞されているガス放出路である、
   請求項１に記載の高圧ガス容器。
3. 上記高温時ガス放出手段は、
   高圧ガス容器に設けられている容器内圧上昇防止用の安全弁と、
   上記安全弁の収納室後端壁から安全弁の弁軸を突出させ、その突出させた弁軸後端に形成した受座と収納室後端との間に介挿した、所定温度以上で伸張するバイメタルとからなり、
   周囲環境温度が所定温度以上の高温となったときバイメタルが伸張しその伸張に応じて安全弁が開くようにした、
   請求項１に記載の高圧ガス容器。
4. プラスチックをマトリックスとする複合材料からなる、請求項２または３に記載の高圧ガス容器。

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