JP2005331016A - 可溶栓 - Google Patents

Abstract

【課題】 高圧設備に設置され、内部に連通穴を有しており該連通穴に低融点合金が充填されている可溶栓において、機械的強度が弱い低融点合金を使用してもクリープ現象が起こりにくい可溶栓であり、異常高温時には迅速に高圧設備内の流体を外部へ放出可能である可溶栓を提供する。
【解決手段】 可溶栓は、粒状の金属を焼結して形成された多孔組織材２を含んで構成されており、低融点合金４は多孔組織２内に滲入した状態で固化されている。または連通穴３内に多孔組織材２が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内部に高圧流体を有する高圧設備に取り付けられ、上記高圧流体が異常高温になった際に低融点合金が溶融して上記設備内部の流体を放出させることにより、設備の破損を防止するための可溶栓に関するものである。

可溶栓は、冷凍機器や給湯設備、空調設備内に設けられた圧力容器等の高圧設備に設置されている。可溶栓の内部には連通穴が穿設されており、該連通穴には低融点合金が充填され、常時は高圧設備内の流体を外に流出させないようにしている。

上記の高圧設備内が異常高温になった場合、可溶栓内部の低融点合金が溶融することで連通穴が開放され、高圧設備内の流体を外部へ逃がし、設備の破損を防止する作用を有している。

上記の可溶栓内に充填されている低融点合金には、高圧設備内部側から常時流体の圧力が加わっている。低融点合金は機械的強度が弱いことからクリープ現象が発生する可能性があり、クリープ現象によって連通穴の外部に低融点合金が押出され、高圧設備内の流体が外部に漏れる事態が発生するおそれがある。

このことから、クリープ現象の発生を防止するために連通穴の内部に段差を設けたり、中子を設けた可溶栓がある。（例えば、特許文献１、２参照。）。

実開平４−４３７７４号公報 （第１頁、第１図） 特開昭６４−３０９７７号公報 （第２−３頁、第２図）

ところで、近年において環境問題がクローズアップされ、低融点合金の一成分である鉛やカドミウム等の有害物質が含まれない低融点合金が充填されている可溶栓の需要が増加している。

しかしながら上記の鉛成分を含まない低融点合金は、従来の低融点合金と比較して機械的強度が弱く、クリープ現象が発生する可能性が高くなり、場合によっては前述の技術的手段ではクリープ現象の発生を阻止できないおそれがある。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、機械的強度が弱い低融点合金を使用してもクリープ現象が起こりにくい可溶栓であり、異常高温時には迅速に高圧設備内の流体を外部へ放出可能である可溶栓を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、内部に連通穴を有しており、該連通穴に低融点合金が充填されている可溶栓において、可溶栓は多孔組織材を含んで構成されており、低融点合金は多孔組織内に滲入した状態で固化している可溶栓である。

請求項２記載の発明は、内部に連通穴を有しており、該連通穴に低融点合金が充填されている可溶栓において、連通穴内に多孔組織材が設けられている可溶栓である。その際、低融点合金は多孔組織材に滲入した状態であっても良いし、連通穴内に低融点合金を充填・固化した後に多孔組織材を挿入して設置することも可能である。

請求項３記載の発明は、内部に連通穴を有しており、多孔組織材が連通穴の内部または連通穴に接続されて設けられている可溶栓であり、該多孔組織材に低融点合金が滲入した状態で固化している可溶栓である。

請求項４記載の発明は、前記低融点合金の成分に鉛が含まれていない請求項１、２、３記載の可溶栓である。

請求項５記載の発明は、前記多孔組織材が、粒状の金属を焼結して形成されている請求項１、２、３記載の可溶栓である。

請求項１の発明によれば、内部に連通穴を有する可溶栓の一部を多孔組織材によって構成し、低融点合金を多孔組織内に滲入させて固化されていることから、低融点合金は多孔組織内の隙間で複雑な形状で固まっている。低融点合金には高圧設備より常時所定圧力が加わっているが、多孔組織内にある低融点合金にクリープ現象が発生する可能性は極めて低いものであり、高圧設備内の流体を外部に流出することはない。

請求項２の発明によれば、高圧設備から常時所定圧力が低融点合金に加わっていても多孔組織材によって低融点合金が支持されているのでクリープ現象によって低融点合金が外部に押出されることはない。また、異常高温時には低融点合金が溶融し、多孔組織内部を通過して外部に排出されるので連通穴は速やかに開放される。また使用する低融点合金の量も従来と比較して少なくて済む。

請求項３記載の発明によれば、連通穴を有する可溶栓に多孔組織材を接続し、多孔組織材内部に低融点合金を滲入させ固化したことで、上記請求項１、２の可溶栓よりも低融点合金の使用量が大幅に少なくできる。特に、鉛が含まれていない低融点合金は通常の低融点合金と比較して高額であることからコストダウン効果は大きい。

上記可溶栓は、機械的強度の弱い鉛成分が含まれない低融点合金に用いるのが好適である。また、多孔組織材は粒状の金属を焼結して形成されており機械的強度を有するものであり、可溶栓のサイズ、使用圧力、高圧設備の用途に合わせて金属粒の大きさや材質を変えることが可能である。

以下、実施例１として請求項１記載の発明を図１を参照して説明する。図１は実施例１の可溶栓の断面図である。

図１に示す可溶栓は、一端が高圧設備と接続されるネジ部１が形成され、他端にコップ状の多孔組織材２が接続されている。内部は空洞の連通穴３となっており、低融点合金４が充填されている。

多孔組織材２の内部は隙間だらけであり、連通穴３内の流体は外部に通過可能である。多孔組織材２は、粒状の銅や鉄のような金属を焼結させて形成されたものである。この他に、金網や繊維状の金属を圧縮して形成することも可能である。

低融点合金４は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｇ等から選ばれた２種類以上の金属からなる合金であり、融点は数百度未満となっている。低融点合金の成分として、環境に悪影響を及ぼすＰｂやＣａを含まないものを用いることが好ましい。

次に、実施例１の可溶栓に低融点合金４を充填する手順について説明する。

まず、連通穴３内にフラックスを滴下させる。次に低融点合金４を加熱して液体状にしたものを可溶栓のネジ部１側から連通穴３内に流し込む。すると低融点合金４は毛細管現象によって多孔組織材２の内部にも滲入する。やがて低融点合金４は冷えて固体となる。低融点合金４を流し込む際に、多孔組織材２を予め加熱しておくと多孔組織材２の深部まで低融点合金４を滲入させることができる。

また、他の方法としては、連通穴３内に低融点合金４が充填されていない可溶栓を、多孔組織材２側から液状の低融点合金４へ漬け込む。すると低融点合金４が多孔組織材２内部を通過して連通穴３内に低融点合金４が充填される。連通穴３内に適当な量が充填されたら液状の低融点合金４から取り出して冷却・固化させる。

上記により、連通穴３内に充填された低融点合金４は、多孔組織材２内部に滲入した状態で固体となっており、低融点合金４の表層部分は複雑な形状を成し、多孔組織材２によって支持されている。ゆえに多孔組織材２の内部でのクリープ現象は発生し難い状態にある。

続いて、実施例１の可溶栓の作用について説明する。

上記可溶栓は、高圧設備に設置されているが、高圧設備が何らかの理由により異常高圧・高温に達した場合、可溶栓内に充填されている低融点合金４が溶融して多孔組織材２を通過して外部に排出され、連通穴３が開放される。連通穴３が開放されたことで高圧設備内の流体が外部に排出され、高圧設備の爆発や破損を防止する。

一方、常時において、低融点合金４は高圧設備から一定の圧力Ｐを受けている。この圧力Ｐにより連通穴３内に充填されている低融点合金４にクリープ現象が発生することが考えられるが、前述のように多孔組織材２内に滲入した低融点合金４は多孔組織材２により支持されており、クリープ現象によって変位する可能性は極めて少なく、また変位量も極僅かである。ゆえに常時においては高圧設備内部の流体が外部に流出することはない。

次に、実施例２として請求項２記載の発明を図２を参照して説明する。図２は実施例２の可溶栓の断面図である。

図２に示す可溶栓は、実施例１と同様に内部が連通穴５となっており、一端には高圧設備と接続されるネジ部６が形成されている。他端には多孔組織材７が連通穴５内に設置されており、該多孔組織材７が連通穴５から抜けないように段部８が形成されている。

連通穴５内には、実施例１と同様の低融点合金４が充填されており、低融点合金４は多孔組織材７内に滲入した状態で固化している。

上記構成の可溶栓には、高圧設備から常時所定圧力が低融点合金４に加わっていてるが、多孔組織材７によって低融点合金４が支持されているのでクリープ現象によって低融点合金４が外部に押出されることはない。また、異常高圧・高温時には低融点合金４が溶融し、多孔組織材７の内部を通過して外部に排出されるので連通穴５は速やかに開放され、高圧設備内部の流体を外部に排出することができる。

実施例２の可溶栓に低融点合金４を充填する手順、および作用については実施例１と同様なので説明は省略する。

続いて、実施例３として図３に示す可溶栓について説明する。

図３に示す可溶栓は、実施例２の可溶栓と略同じであるが、相違点として、低融点合金４が多孔組織材７に滲入されていないものである。これは、連通穴５に溶融された低融点合金４を充填して固化した後に多孔組織材７を連通穴５内に挿入して構成したものである。

また、実施例４として図４に示す可溶栓は、請求項３に記載されている可溶栓であり、連通孔９と接続して設けられた多孔組織材１０の内部に低融点合金４を滲入させた状態で固化させたものである。多孔組織材の内部に低融点合金を滲入させる手順については実施例１と同様である。

実施例１の可溶栓の断面図 実施例２の可溶栓の断面図 実施例３の可溶栓の断面図 実施例４の可溶栓の断面図

符号の説明

２ 多孔組織材
３ 連通穴
４ 低融点合金

Claims (5)

1. 内部に連通穴を有しており、該連通穴に低融点合金が充填されている可溶栓において、可溶栓は多孔組織材を含んで構成されており、低融点合金は多孔組織内に滲入した状態で固化していることを特徴とする可溶栓。
   
2. 内部に連通穴を有しており、該連通穴に低融点合金が充填されている可溶栓において、連通穴内に多孔組織材が設けられていることを特徴とする可溶栓。
   
3. 内部に連通穴を有しており、多孔組織材が連通穴の内部または連通穴に接続されて設けられている可溶栓であり、該多孔組織材に低融点合金が滲入した状態で固化していることを特徴とする可溶栓。
   
4. 前記低融点合金の成分に鉛が含まれていないことを特徴とする請求項１、２、３記載の可溶栓。
   
5. 前記多孔組織材は、粒状の金属を焼結して形成されていることを特徴とする請求項１、２、３記載の可溶栓。
   
   
   

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