JP2005517597A - 粘物質のための圧力容器 - Google Patents

Abstract

圧力容器は粘物質を容れるために用いられ、閉位置と開き位置の間で動く放出バルブ（１４）を有する。可動なバルブ要素（１８）が開口断面を解除するために容器の内部に向かう方向に動く。一方で大きい開口断面が望まれ、他方で容器の内部に入り込む粒子のため非常に高い初めの抵抗を克服する必要があるので、バルブを作動させることにより連続して解除される少なくとも二個の開口断面が設けられる。これにより、バルブ（１４）が完全に開き、大きい開口断面が開く際、初めの小さい作動力が実現する。

Description

本発明は、閉位置と開き位置の間で動かせる放出バルブを有する、粘物質を受けるための圧力容器に関する。ここで、開口断面を開けるために、可動バルブ要素は容器の内部方向へ動ける。

公知のエアロゾルスプレー缶と同様な便利な圧力容器に貯蔵されるよう意図された粘物質に関連する特別な問題は、バルブが作動した後、物質の満足の行く小分けを実現するために、比較的大きい開口断面が放出バルブのオープン状態で設けられなければならないことにある。他方で、例えば１０バールのシステムの圧力と物質の粘性のために、開口断面を開けるためのバルブ要素は対応する大きい表面を有しなければならず、それで放出バルブを作動させるための力が非現実的に上昇するという問題が生じる。これらの問題は、冷却される圧力容器とこれによって引き起こされる氷の形成に関連して悪化する。これが開けるのに必要な力をさらに増加させる。

もう一つの選択肢として、回転バルブが特許文献１からすでに公知である。ここでは、バルブ要素の一部が、開き位置に動いていく途中で容器内部に入り込むことが妨げられる。ここで、持続的な密封効果を達成するために所定の圧力下で密封材を入れる必要があるので、シール領域で困難が生じる。密封材の量は、容器に貯蔵される物質で引き起こされる膨張のために変わりうる。このためシールがダメージを受けるか、作動力が非常に増加し、それでバルブが動かなくなる。圧力容器に食品を貯蔵する際、別な明らかな要件は持続的な密封性と規則（例えば、食物規制法）の遵守である。
EP1167842

本発明の目的は、放出バルブが持続的に確かに機能する、低温冷凍状態にある粘物質をも容れるための容器を作ることである。

本発明に従えば、この目的は、少なくとも二つの開口断面が初めに述べたタイプの圧力容器に設けられる点で達成される。最初に、好ましくは第一密封要素と第一クロージング要素によって定められる第一開口断面が、バルブを作動させることにより解除され、その後、好ましくは別な密封要素と別なクロージング要素によって定められる少なくとも一つの別な開口断面が解除される。

本発明に従う圧力容器は次の利点を提供する。つまり、はじめに狭い断面だけが対応する小さな作動力によって解除される。すなわち、容器内部に入り込むバルブ要素によって少量だけ放出される。第一断面を解除した後、粘物質は比較的少量の流量で放出部に流れ込む。それで、ある圧力平衡が密封位置の領域で得られ、さらに物質の構造が始まり流れの動きのために緩む。第二開口断面もバルブ要素の連続する作動により比較的小さい作動力で解除され、その後物質は大きい断面全体を通って流れる。従ってこのようにして、一方ではバルブを開けるための作動力は減少し、他方では単位時間当たりの所定の量の流れに必要な開口断面がまだ可能である。

閉じるプロセスも逆向きに同様に起こる。一つの理由としてはクロージング要素が容器の内部圧力に助けられ、また他方ではバルブ要素のための復元ばねも設けられるからである。

本発明の実施形態は、バルブ要素を作動させると初めに開く開口断面が、少なくとも一つの別な開口断面よりも狭い点で特に好ましい。幾つかの同一又はほぼ同一のサイズの開口断面を連続的に解除することが考えられるのに加えて、先に述べた圧力平衡と粘物質の始まり流れを用いて、物質をなるべく早く放出する大きめの開口断面を有するために、大きい第二の又は別な開口断面を設けることも可能である。

バルブを開けると、開口断面は例えば環状隙間の形状をしている。ここで、少なくとも一つの開口断面の領域では、クロージング要素が密封要素に対して軸方向に実質的に持ち上げられる。クロージング要素は開口断面を解除するために、環状に具体化された密封要素によって動かされる。このような解決により、シールはそれらの密封面の領域におけるすべる動きによって応力を受けないが、それらに接触するクロージング要素で起こる圧力によって応力を受けるという利点が現れる。これは、場合によっては起こる特定の物質の膨張が密封効果に対して少し不都合なだけであり、作動力に影響がないので、密封要素の物質の選択が実質的に決定的でないことを意味する。繰り返される、開けるプロセスによる密封面の磨耗はほとんど心配する必要はない。

基本的に密封要素は一つの又は両方の部品に設けられる。これらは、開口断面の領域で互いに対して動く。例えばクロージング要素、すなわち動く部品自体は、密封要素を担持し、又はコーティングによって密封要素として具体化される。物質の残留物は密封要素とクロージング要素の間に集まるため場合によっては線形のシールは持続的な気密性の要件に合わないので、粘物質から見れば密封要素は原則として、平らな環状接触面を有する断面形か、クロージング要素のための明確な密封外形を有することが役立つ。

さらに、開口断面が互いに同心状に配される実施形態も特に実用的である。
第一開口断面のクロージング要素は、容器内部に面する可動バルブの端に直接配されるのが好ましい。別の好ましい発展としては、バルブ要素が中空になるように具体化され、容器に貯蔵される物質のために放出開口又はノズルを構成する。このようなバルブ要素は一つの片から、例えばコスト効率の良いプラスチックから作られる。連結された第一クロージング要素の軸方向の動きを実行するため、バルブ要素がバルブハウジング内で軸方向に可動にガイドされる。バルブハウジングは圧力容器のハウジングと気密に連結されるか、ねじ連結を用いてバルブハウジングに回転可能に着座している。両方の場合で、適切な実施形態ではすでに述べた復元ばねが設けられる。このようなばねの例は従来の標準的なばねか、ゴムや弾性的なプラスチック材でできた要素でもよい。開口断面の掃除はバルブ要素を軸方向に押し込むか、ねじ山のバルブ要素をバルブハウジングに対して捻ることにより起こる。

軸方向に可動なバルブ要素によって、可動なバルブ要素にギアで連結された作動要素が便利である。これにより、さらに作動力を減少させることが可能である。特に好ましい実施形態では、作動要素は、バルブ要素とバルブハウジングに蝶番で留められたレバーとして具体化される。

構造上特に単純な構成は、本発明の別な好ましい実施形態によって達成される。ここでは、第一開口断面の密封要素が第二密封位置のクロージング要素上に配される。

この実施形態により、第二開口断面のクロージング要素が可動な中間要素を構成する。中間要素は別な好ましい実施形態では、第一開口断面が掃除された後、第二開口断面を掃除するためにバルブ要素に設けられた係合片に沿って動く。このようにして、２、３の構成部品によって機能的に信頼できる送出し弁を構成することが可能である。

３つ以上のアームを有する星形をした係合片のデザインが便利である。第二クロージング要素は中央の開口を有し、そこを通って、バルブ要素が第一クロージング要素と共に突出している。係合片はもちろん中央の開口よりも大きく構成されており、バルブ要素の所定の開口行程の後、第二クロージング要素に当たり、第二開口断面が解除される位置にそれを連れて行く。

ディスク形、円錐形又はプレート形のリングとして第二クロージング要素を具体化することは特に好ましい。ここで、第一密封要素は中央の開口の領域に配される。このようなデザインの第二クロージング要素は非常にスペースの節約になる。この際、第一密封位置は、第二クロージング要素の中央の開口領域にある第一開口断面によって定められ、第二密封位置は、第二クロージング要素の外側の端の開口断面によって定められる。密封効果を邪魔しかねないクロージング要素に関する密封要素の相対位置の変化を妨げるために、軸方向に第二クロージング要素をガイドし、及び／又はそれが傾かないように保障するガイド装置が設けられる。

本発明の別な実施形態では、バルブハウジングがプラスチックから作られ、押し下げ装置が容器と気密に連結するために設けられる。押し下げ装置は、バルブハウジングの環状フランジと容器の上端にクリンプされる。押し下げ装置の使用により、プラスチックのバルブハウジング本体を、原則としてシートメタルでできた容器か、その上端（いわゆるトップ）に気密に連結することが可能である。シールリングは、トップの上端とプラスチックでできた環状フランジの下面の間に着座することが好ましい。ここで、特に環状ディスクとして構成されたシールリングを用いることが好ましい。このディスクは、容器に締め付けられる前の最初の段階では、バルブハウジングの環状フランジの上方へ放射状に突出している。特にフランジングの結果として、シールリングが押し下げ装置と容器のシートメタル部のすぐ間に来ると、これにより特に良い密封効果が達成できる。

本発明の例示の実施形態を付属の図を用いてより詳細に以下に記述する。
圧力下で粘物質、特に低温冷凍物質（例えば、アイスクリーム）を入れるための圧力容器１０を通る縦断面図が図１に示される。容器壁１２はシートメタルやアルミニウムからできており、放出バルブ１４は壁１２の開口に気密に配されている。これは、図２に関連して後でさらに詳しく補う。

放出バルブ１４は、容器壁１２と気密に結合したバルブハウジング１６を有する。バルブハウジング１６では、バルブ要素が復元ばね２０の力に抗して可動にガイドされる。この目的のために、バルブハウジング１６は内部ボアを有し、この直径は中空円筒状に具体化されたバルブ要素１８の外径に基本的に一致する。復元ばね２０は、バルブ要素１８の外周上のショルダー２４と、バルブハウジング１６の内部ボア２２にあるステップ２６の間に配されている。内部ボア２２の底領域にあるシールリング２８は、粘物質の浸透に抗して、バルブ要素１８とバルブハウジング１６の間の領域を密封する。この領域では実質的な圧力は計測されない。

ピストンに似た第一クロージング要素３０が、容器内部に面したバルブ要素１８の端に形成され、中間要素又は第二クロージング要素３４に配された第一密封要素３２と共に、第一密封位置を形成する。中間要素３４に関連するピストン３０の軸方向運動を用いて、環状隙間の形状の比較的小さな開口断面が解除される。これは、後でより詳しく議論する。ピストン形第一クロージング要素３０は、軸の向きのタペット３６と、端に設けられたスペースを有する放射状ストリップ３６を介して、バルブ要素３８の壁４０としっかり結合している。放射状ストリップの間のスペースにより、物質がノズルを構成する中空バルブ要素１８を通ることが可能になる。ここで、バルブ要素の自由端４２は歯の形状で具体化されている。

中間要素３４はディスクに似た環状形を有しており、同時に第二クロージング要素３４の機能をもたらす。この要素は、バルブハウジング１６の前面に設けられた密封要素４４と共にハウジング内部に向かって動き、また第二密封位置を構成する。第二クロージング要素３４の軸方向運動によって、環状隙間の形状の第二開口断面が解除される。これは、第一密封位置の領域にある第一開口断面よりかなり大きい。第二クロージング要素３４を連れて行くことは星形係合片４６を用いて実行される。ここで、そのストリップの外周は、ディスクに似た環状形第二クロージング要素３４のボアの内径よりも大きい。それで、バルブ要素２８が軸方向に動かされるとき、後者は係合片の星形ストリップによって連行される。係合要素４６のストリップの間のスペースによって、第一開口断面を通って流出する物質の通過が可能になる。

二つの密封領域にある環状形密封要素３２、４４のそれぞれの断面は、たとえ、容器１０に貯蔵された物質の残留物が密封要素とクロージング要素の間に集まっても、なるべく持続的な気密シールを達成するために、クロージング要素３０、３４のそれぞれの間で平らな接触が生じるようになっている。

作動レバー４８が放出バルブ１４を作動させるために設けられている。これは、一方の側ではバルブハウジング１６上の蝶番点５０に、他方の側ではバルブ要素１８上の第二蝶番点５２に蝶番で留められている。これによって引き起こされるギアリングは、バルブ要素１８の開き動作に必要な作動力を減少させる。

作動プロセスは次のようにして起こる。つまり、作動レバー４８が押し下げられると、バルブ要素１８は容器内部の方向に移動する。一方、復元ばね２０にはさらに応力がかかる。プロセスでは、ピストンに似た円錐形第一クロージング要素３０の傾斜のある向きをつけられた外周表面が、第二クロージング要素３４の内部ボアの端に着座した密封要素３２から持ち上げられる。第一クロージング要素３０は非常に小さな前面を有するだけなので、下方へ押す間、抵抗は比較的小さい。原則として約１０バールの容器の内部圧力に加えて、物質の粘性、そして特に低温冷凍物質に関連する氷の形成も、標準なエアロゾルではよくあるようにバルブ要素の動作に対してかなり高めの抵抗を及ぼす。

第一クロージング要素３０を第一密封要素３２から持ち上げ、環状隙間形の第一開口断面を解除することにより、第二クロージング要素３４の両側である圧力平衡が生じる。第一開口断面を通る流れ動きの開始のため、特に低温冷凍状態にある貯蔵された物質の構造が緩くなる。しかしながら、第一密封位置の領域の非常に小さい断面のために、目下の体積流れは非常に小さい。作動レバー４８を連続して押し下げることにより、係合片４６は第二クロージング要素３４に当たるようになり、さらに下方に圧力をかける途中でそれを軸方向に連れて行く。すでに述べたように、すでに生じた圧力平衡と流れ動きの開始のために、これに必要な作動力は、仮にバルブ要素１８が第二クロージング要素３４に固く結合されていて開口断面が先にすでに解除されていなかったときよりも、かなり少ない。

バルブ要素１８がその押し下げられた端の位置に達するとすぐに、粘物質は、そこに存在する圧力のために、第一密封位置の領域にある第一環状隙間形開口断面と、第二密封位置の領域にある大きめの第二環状隙間形開口断面を通り、容器内部から流れる。それで、バルブ要素１８の全ノズル領域への物質の流入を有する所望の体積流れが生じる。

作動レバー４８を放した後は、バルブ要素１８は、復元ばね２０の動きにより最初の閉じた位置の方向へ動いて戻る。ここでは、閉じるプロセスもシステムの圧力によって促進される。

密封位置の領域にある密封要素３２、４４だけは、持続的にシステムの圧力に耐えられるように気密に具体化されなければならない一方で、バルブハウジング１６とバルブ要素１８の間の密封リング２８は単純なオーリングとして具体化される。

示した実施形態の様々な変更ももちろん考えられる。例えば、バルブハウジング１８もバルブハウジング１６のねじ山を用いて可動にガイドされる。この場合、作動装置によりバルブ要素１８が回転し、第一クロージング要素３０を第一密封要素３２から持ち上げるとき、ねじのリードにより最初の抵抗を超えるようにギアリングがもたらされる。このような実施形態では、ねじりばねがバルブ要素１８を復元させるために配される。密封要素３２を第二クロージング要素３４に直接備えるのではなく、第一クロージング要素３０に備えることも考えられる。その場合、第二クロージング要素３４は、第一クロージング要素３０と共に動く密封要素のために第一開口断面の領域に接触面を一つだけ形成する。第二密封要素３４も環状ディスク又は単純な錐体の形状を有し、大量に構成された厚めのクロージング要素３４が考えられる。その場合、それらは例えば成形プラスチック製品として製造される。第二クロージング要素３４は第二開口断面の第二密封要素４４も担持する。その場合、対応する適切な接触面をバルブハウジングに備える必要があるだけである。例えば、密封材で完全に又は一部を覆われた、両方の開口断面のために密封要素を構成するクロージング要素も考えられる。さらに、ガイド要素を、第一クロージング要素の領域又はバルブハウジング１６の前面に備えることも考えられる。これは、クロージング要素を密封要素に確かに当てるために、第二クロージング要素３４の安定した軸方向のガイド、及び／又は第二クロージング要素３４の傾きに抗する安全性を提供する。

バルブハウジング１６が容器１２の上部５１、いわゆるトップと連結している領域の詳細図は図２で示されている。バルブハウジング１６は円形フランジ５３を有し、その外端はわずかに下方に湾曲して具体化されている。バルブハウジング１６の外周面に着座した押さえ装置５４は、環状フランジ５３とトップ５１の上部曲がり端５６とにクリンプされている。ここで、曲がり端５６と環状フランジ５３の下面の間に位置するディスク形密封リング５８は、それ自体が曲がり端５６と押さえ装置５４の間の隙間をもふさぐように詰められている。このようにして、プラスチックでできたバルブハウジング１６とシートメタルでできたトップ５１の間に気密な連結がもたらされる。それは、図２で示されたその低い方の放射状の外端を介して、公知のようにして容器１２の壁と気密に連結されている。

初期状態では、すなわちバルブを容器の開口に気密に設ける前では、押さえ５４はその実質的にＬ形の断面によってバルブハウジング１６に着座している。フランジ５２の下面にある密封リング５８もバルブハウジング１６に配されている。バルブハウジング１６の領域にあるデタントは、初期状態の押さえ装置５４がしっかりバルブハウジング１６に支えられるように備えられる。

バルブ領域の圧力容器を通る縦断面図である。 バルブと容器の間の移行領域の詳細な平面図である。

符号の説明

１４ 放出バルブ
１８、３０ バルブ要素

Claims (22)

1. 閉位置と開き位置の間で移動する放出バルブ（１４）を有する、粘物質を容れるための圧力容器にして、
   可動なバルブ要素（１８、３０）が開口断面を解除するために容器の内部に向かう方向に動く圧力容器において、
   少なくとも二つの開口断面が設けられており、バルブ（１４）を作動させることにより、初めに第一開口断面が解除され、その後少なくとも一つの別な開口断面が解除されることを特徴とする圧力容器。
2. 請求項１に記載の圧力容器において、上記バルブ（１４）が作動する際に初めに解除される上記第一開口断面が、上記少なくとも一つの別な開口断面よりも小さいことを特徴とする圧力容器。
3. 請求項１又は２に記載の圧力容器において、上記バルブ（１４）が開く場合、少なくとも一つの開口断面が環状隙間の形状を有することを特徴とする圧力容器。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧力容器において、
   上記第一開口断面が、第一密封要素（３２）と第一クロージング要素（３０）によって定められ、
   第二開口断面が、別な密封要素（４４）と別なクロージング要素（３４）によって定められることを特徴とする圧力容器。
5. 請求項３に記載の圧力容器において、上記開口断面を解除するために環状に具体化された上記密封要素（３２、４４）に対して動く上記クロージング要素（３０、３４）が、少なくとも一つの開口断面の領域にある上記密封要素（３２、４４）に関して、基本的に軸方向に持ち上げられることを特徴とする圧力容器。
6. 請求項５に記載の圧力容器において、上記密封要素（３２、４４）が、関連する上記クロージング要素（３０、３４）に関して、平らな環状接触面を有する断面、又は所定の密封の外形を有することを特徴とする圧力容器。
7. 請求項３〜６のいずれか一項に記載の圧力容器において、上記開口断面が互いに同心状に配されることを特徴とする圧力容器。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力容器において、第一開口断面の上記クロージング要素（３０）が、容器の内部に面する可動な上記バルブ要素（１８）の端に配されることを特徴とする圧力容器。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力容器において、第一開口断面の上記密封要素（３２）が、上記第二開口断面の上記クロージング要素（３４）に配されることを特徴とする圧力容器。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧力容器において、係合片（４６）が上記バルブ要素（１８）に設けられており、第一開口断面が解除された後、第二開口断面を解除するために第二クロージング要素（３４）に沿って動くことを特徴とする圧力容器。
11. 請求項１０に記載の圧力容器において、上記係合片が星形に具体化され、３つ以上のアームを有し、上記第二クロージング要素（３４）が中央の開口を有することを特徴とする圧力容器。
12. 請求項１１に記載の圧力容器において、
    上記第二クロージング要素（３４）がディスク形、円錐形又はプレート形のリングとして具体化され、
    上記第一密封要素（３２）が、容器（１０）の内部に面する上記クロージング要素（３４）の側面の上記中央の開口の周りに配されることを特徴とする圧力容器。
13. 請求項１２に記載の圧力容器において、上記第二クロージング要素（３４）を軸方向にガイドし、及び／又はそれが傾かないように保障するガイド装置が備えられることを特徴とする圧力容器。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の圧力容器において、上記バルブ要素（１８）が中空になるように具体化され、容器（１０）に蓄えられる物質の放出開口を構成することを特徴とする圧力容器。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の圧力容器において、上記バルブ要素（１８）が、圧力容器（１０）のハウジング（１２）に気密に連結されたバルブハウジング（１６）において可動にガイドされることを特徴とする圧力容器。
16. 請求項１５に記載の圧力容器において、復元ばね（２０）が、閉位置の方向に上記バルブ要素（１８）に応力をかけることを特徴とする圧力容器。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧力容器において、ギア（５０、５２）を介して可動な上記バルブ要素（１８）に連結した作動要素（４８）が設けられることを特徴とする圧力容器。
18. 請求項１７に記載の圧力容器において、上記作動要素が、蝶番点（５０、５２）によって上記バルブ要素（１８）と上記バルブハウジング（１６）に連結したレバー（４８）として具体化されることを特徴とする圧力容器。
19. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧力容器において、上記バルブ要素がねじ山によって上記バルブハウジングに回転可能に着座しており、ねじりばねが復元ばねとして設けられていることを特徴とする圧力容器。
20. 請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の圧力容器において、
    上記バルブハウジング（１６）がプラスチックでできており、
    押し下げ装置が上記容器（１２）に気密に連結するために設けられ、上記バルブハウジング（１６）の環状フランジと上記容器（１２）の上端の周りにクリンプされていることを特徴とする圧力容器。
21. 請求項２０に記載の圧力容器において、シールリングが、上記容器（１２）の上端と上記環状フランジの下部の間に設けられていることを特徴とする圧力容器。
22. 請求項２１に記載の圧力容器において、上記シールリングが、上記容器（１２）に固定される前の最初の段階では、上記バルブハウジングの上記環状フランジの上方へ放射状に突出する環状ディスクとして具体化されていることを特徴とする圧力容器。

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