JP2006283899A - バルブ装置とガス容器および充填用接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収されたガス容器の検査や内部の洗浄を容易に行うことができ、機器接続部が仮に損傷してもバルブ装置を交換するだけでよく、しかも再充填された貯蔵ガスを所定の純度に確実に維持できるようにして、ガス容器を容易に再利用できるようにする。
【解決手段】容器壁(２)のガス取出部(３)に弁取付穴(４)を開口して、この弁取付穴(４)にバルブ装置(５)を保密状で且つ着脱可能に取り付ける。バルブ装置(５)は、ハウジング(６)の外面に容器接続部(７)と機器接続部(８)とを形成する。容器接続部(７)にガス入口(９)を開口し、機器接続部(８)にガス出口(10)を開口する。ガス入口(９)とガス出口(10)とをハウジング(６)内に形成したガス取出路(12)で互いに連通連結する。ガス取出路(12)にガス出口(10)側へのガスの流れを阻止する逆止弁(13)を設ける。逆止弁(13)は機器接続部(８)が接続されたガス機器(11)に連係して強制的に開弁される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、標準ガスや高純度ガスなどの圧縮ガスを高圧で貯蔵するガス容器とこれに付設するバルブ装置およびガス容器にフレッシュガスを充填するための充填用接続装置に関し、さらに詳しくは、回収されたガス容器の検査や内部の洗浄を容易に行うことができ、機器接続部が仮に損傷してもバルブ装置を交換するだけでよく、しかも再充填された貯蔵ガスを所定の純度に確実に維持でき、これらによりガス容器を容易に再利用することができる、バルブ装置とガス容器および充填用接続装置に関する。

従来のガス容器には、配管などを使用せずにガス機器へ直接装着して貯蔵ガスを取り出すように構成したものがある。このガス容器は、容器壁のガス取出部に機器接続部を形成してあり、この機器接続部に開口したガス出口と容器内空間とを連通するガス取出路を容器壁に形成してある。このガス取出路には、ガス出口側へのガスの流れを阻止する逆止弁を設けてあり、ガス機器に上記の機器接続部を接続した際、上記の逆止弁をこのガス機器に連係させて強制的に開弁するようにしてある。

上記のガス容器をガス機器へ装着していない状態では、上記の逆止弁が逆止作動して閉弁しており、ガス出口から貯蔵ガスは流出しない。これに対し、このガス容器をガス機器へ装着して機器接続部を保密状に接続すると、この接続により上記の逆止弁が強制的に開弁され、貯蔵ガスがガス出口からガス機器へ取り出されて使用される。

上記のガス容器は、ガス取出路に逆止弁を設けただけの簡単な構造であり、開閉弁を備えていないのでガス機器への装着が容易であるうえ、ガス機器との間に接続用配管などを必要としないので、安価に実施することができ、例えば液化石油ガスを充填した携帯用ガスボンベ等に繁用されている。

上記の液化ガスを貯蔵する場合、貯蔵ガス圧力が比較的低く、容器壁の薄い安価なガス容器を用いることができるので、貯蔵ガスの使用により空になると、ガス容器はそのまま廃棄されることが多い。但し、液化ガスを貯蔵する場合は接続部のシールが容易であることから、上記のガス取出口に他の大容量のガス容器を接続し、液化ガスの自重でフレッシュガスを充填して、このガス容器を再利用するものもある(例えば、特許文献１参照)。

一方、上記のガス容器に高圧の圧縮ガスを貯蔵する場合、ガス容器の耐圧性能の向上とともに容器壁を厚くする必要があるので、ガス容器が高価につく。このため、空になったガス容器は、廃棄せずに再利用することが望ましい。特に、貯蔵ガス量を多くして容器を小形にするため高圧化が進められると、一層再利用化が望まれる。
しかしながら、この種のガス容器に高圧ガスを貯蔵する場合には、つぎのような問題点がある。

(１) 空になったガス容器にフレッシュガスを再充填する際には、ガス容器に異常や汚損がないか検査する必要があり、また、容器内の洗浄を必要とする場合もある。しかしながら、ガス容器に形成されたガス取出路は、逆止弁を取外しても通路断面積が狭いため、これらの検査や洗浄が極めて困難であり、ガス容器を再利用することができない。

(２) 貯蔵ガス圧力が高圧であると、機器接続部をガス機器へ保密状に且つ確実に連結する必要があることから、この機器接続部は、例えばネジ構造など、確りした装着手段とシール構造が必要となる。この機器接続部は容器壁の外面に形成されるため、容器回収時などの非装着時に他物との接触で変形や破損など損傷する虞がある。この機器接続部が損傷すると、ガス機器へ正常に接続できなくなって、ガスの供給ができなくなったり、ガス漏れを生じたりする場合がある。このため、この機器接続部を慎重に取り扱う必要があるうえ、万一損傷するとガス容器全体を廃棄して新品と交換する必要があり、高価につく。

(３) 高圧のガス容器には安全弁を付設する必要があるが、機器接続部とは別の位置の容器壁に付設する必要があるうえ、ガス容器の容器壁に直接付設した安全弁は、安全作動性能やシール性能の検査等が容易でない。

(４) 各種の分析装置の校正に使用される、いわゆる標準ガスは、その組成ガスの純度が精緻に設定されている。これらの標準ガスや高純度ガスの貯蔵に用いるガス容器にあっては、使用済み容器内に残っているガスの純度が不明であるため、フレッシュガスの再充填に先立ってこれらの残存ガスを排出する必要がある。また、このフレッシュガスの充填の際に空気の混入を避ける必要もある。しかし、一般に真空吸引用の接続装置と充填用の接続装置は異なるため、これらの接続装置の交換作業が煩雑である。しかも、残存ガスを排出するためにガス取出路から容器内を真空引きすると、容器内が大気圧よりも低くなるので、真空吸引のあと充填用接続装置に交換するまでの間に逆止弁が大気圧で開弁して、ガス取出口から容器内に空気が流入する問題がある。このため、上記の残存ガスを排除することができず、従って、ガス容器を再利用することができない。

(５) 真空吸引の場合は、接続装置の装着により上記の逆止弁を強制的に開弁させておく必要がある。一方、フレッシュガスを充填する場合は充填完了時に接続装置の内部が高圧になっているため、このままでは接続装置を離脱させることができず、充填後に接続装置の内部の高圧ガスを排出して、大気圧などに減圧する必要がある。しかし、上記のガス取出し路には閉止弁が設けられていないことから、逆止弁が強制的に開弁していると接続装置の内部を減圧することができない。このため、上記の真空吸引とフレッシュガスの充填を一連の操作で実施しようとすると、接続装置をガス容器から取外すことができなくなる問題がある。

特開２０００−１３６８９８号公報

本発明の技術的課題はこれらの問題点を解消し、回収されたガス容器の検査や内部の洗浄を容易に行うことができ、機器接続部などが仮に損傷してもバルブ装置を交換するだけでよく、しかも再充填された貯蔵ガスを所定の純度に確実に維持でき、これらによりガス容器を容易に再利用することができる、バルブ装置とガス容器および充填用接続装置を提供することにある。

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、次のように構成したものである。
即ち本発明１はバルブ装置に関し、ハウジング(６)の外面に容器接続部(７)と機器接続部(８)とを形成し、上記の容器接続部(７)にガス入口(９)を開口するとともに、機器接続部(８)にガス出口(10)を開口して、このガス入口(９)とガス出口(10)をハウジング(６)内に形成したガス取出路(12)で互いに連通連結し、上記のガス取出路(12)にガス出口(10)側へのガスの流れを阻止する逆止弁(13)を設け、上記の逆止弁(13)を上記の機器接続部(８)が接続されたガス機器(11)に連係させて、強制的に開弁するように構成したことを特徴とする。

本発明２はガス容器に関し、容器壁(２)のガス取出部(３)に弁取付穴(４)を開口して、この弁取付穴(４)に上記の本発明１のバルブ装置(５)を保密状で且つ着脱可能に取り付けたことを特徴とする。

本発明３は充填用接続装置に関し、バルブ装置(５)へ着脱可能に接続される弁装着部(23)を備え、この弁装着部(23)にガス供給口(24)を開口するとともに、このガス供給口(24)と充填装置(27)とを連通連結できるガス供給路(25)を備え、上記のバルブ装置(５)は被装着部(33)と、この被装着部(33)に開口した充填口(34)と、この充填口(34)に連通する充填路(35)と、この充填路(35)に設けた逆止弁(13)とを備え、上記のバルブ装置(５)へ装着した状態では、上記の充填口(34)と上記のガス供給口(24)とを保密状に連通連結する充填用接続装置であって、上記のガス供給口(24)と真空吸引装置(29)とを連通連結できる真空吸引路(30)を備えるとともに、上記の逆止弁(13)と連係可能な開弁作動手段(32)を備え、上記の開弁作動手段(32)は、上記の逆止弁(13)を強制的に開弁する作動姿勢(Ｏ)と、この逆止弁(13)の逆止作動を許容する解除姿勢(Ｒ)とに切換可能に構成したことを特徴とする。

上記のバルブ装置は、容器接続部がガス容器の弁取付穴に保密状で且つ着脱可能に取り付けられる。このガス容器をガス機器へ装着していない状態では、バルブ装置の逆止弁が逆止作動しているので、ガス容器内の貯蔵ガスはガス出口から流出することがない。
上記のガス容器をガス機器へ装着して機器接続部をガス機器に保密状に接続すると、この接続により上記の逆止弁が強制的に開弁され、これにより、ガス容器内の貯蔵ガスが、バルブ装置のガス入口とガス取出路とガス出口とを順に経てガス機器へ取り出され、使用される。

上記のガス容器は、貯蔵ガスの取出しにより空になると回収されて、異常や汚損がないか検査され、必要に応じて上記のバルブ装置が取外されて開口面積の広い弁取付穴が開口され、容器内が容易に洗浄される。また、バルブ装置の機器接続部が他物との接触などにより損傷を受け、ガス機器へ正常に接続できなくなった場合は、回収されたガス容器の弁取付穴からこのバルブ装置が取外され、新しいバルブ装置がこの弁取付穴に取り付けられる。

ここで上記のガス機器とは、ガス容器内の貯蔵ガスを取り出して使用する装置をいい、具体的には分析装置などをいうが、燃焼装置など他のガス機器であってもよい。
なお、上記のバルブ装置のハウジングには、ガス容器の内部空間と連通するガス逃し路を設けて、このガス逃し路に安全弁を付設すると、高圧のガス容器に容易に安全弁を設けることができるうえ、ガス容器からバルブ装置を取外した状態で安全弁の安全作動性能やシール性能の検査等を容易に行うことができ、好ましい。

上記の空になったガス容器には、上記の充填用接続装置がバルブ装置に装着されて、フレッシュガスが充填される。この充填用接続装置のガス供給口は、充填装置と真空吸引装置の両者に連通連結できるので、バルブ装置に装着した接続装置を交換することなく、真空吸引処理に引き続いて充填処理が、一連の操作として実施される。

上記の真空吸引処理の際には、上記のガス供給口と真空吸引装置とが真空吸引路を介して連通連結されるとともに、上記の開弁作動手段が作動姿勢に切換えられて、上記の逆止弁が強制的に開弁される。一方、上記の充填処理の際には、上記のガス供給口と充填装置とが連通連結されるとともに、上記の開弁作動手段が解除姿勢に切り替えられて、上記の逆止弁の逆止作動が許容される。これにより、ガス容器内は真空吸引装置で容器内の残存ガスが排出されたのち、所定の純度のフレッシュガスが充填される。フレッシュガスの充填後は、ガス供給路内が大気圧にまで減圧されて、充填用接続装置がバルブ装置から簡単に取外される。このとき、ガス供給路内が大気圧に減圧されると、上記の逆止弁が逆止作動して、充填路からの貯蔵ガスの流出が防止される。

なお、上記の充填用接続装置を装着するバルブ装置は、上記の充填用の被装着部と充填口と充填路を専用に設けたものであっても良いが、この被装着部は前記の機器接続部と、充填口は前記のガス出口と、充填路は前記のガス取出路とそれぞれ兼用してあると、バルブ装置の構造を簡略にでき、好ましい。

また、上記の開弁作動手段は、手動により作動姿勢と解除姿勢とに切換可能に構成してもよいが、真空吸引装置や充填装置との連通連結により、その圧力を受けて自動的に作動姿勢と解除姿勢とに切り換わるように構成すると、フレッシュガスの充填作業が簡略となり、好ましい。

この開弁作動手段を自動的に切換える手段としては、例えば次のような構成があげられる。
即ち、上記のガス供給口に連通する作動室を設けて、この作動室に開弁作動手段を保密摺動可能に挿入し、この開弁作動手段により上記の作動室を、大気に連通する大気室とガス供給口に連通する受圧室とに区画する。真空吸引路を介して上記のガス供給口と真空吸引装置とを連通連結すると、受圧室内が減圧されるので、上記の開弁作動手段が大気室内の大気圧に押圧されて、受圧室側へ移動した作動姿勢に切り替えられる。また、ガス供給路を介して上記のガス供給口と充填装置とを連通連結すると、受圧室内がフレッシュガス圧で加圧されるので、上記の開弁作動手段は、大気室側に移動した解除姿勢に切り替えられる。

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。

(１) バルブ装置はガス取出路に逆止弁を設けただけの簡単な構造であり、開閉弁を備えていないのでガス機器への装着が容易であるうえ、ガス機器との間に接続用配管などを必要としないので、安価に実施することができる。
しかも、バルブ装置を弁取付穴から取外すことで、開口面積の広い弁取付穴が開口されることから、回収されたガス容器の検査や容器内部の洗浄を容易に行うことができ、ガス容器を容易に再利用することができる。

(２) 機器接続部はバルブ装置に形成してあり、このバルブ装置はガス容器の弁取付穴から取外すことができるので、万一、機器接続部が他物との接触で損傷を受けるなどしてガス機器へ正常に接続できなくなったとしても、高価なガス容器を廃棄することなく、バルブ装置を交換するだけでこのガス容器を容易に再利用することができる。

(３) 上記の充填用接続装置をバルブ装置に装着するだけで、ガス容器内の真空吸引とフレッシュガスの再充填とを一連に行うことができ、フレッシュガスの再充填作業を簡略にすることができる。また、開弁作動手段の姿勢を切換えることで、残存ガスを確実に排出でき、空気等を混入することなくフレッシュガスを充填できるので、ガス容器内に再充填された貯蔵ガスを所定の純度に確実に維持できるうえ、フレッシュガスの再充填後にバルブ装置から充填用接続装置を容易に取外すことができ、このフレッシュガスの再充填により、ガス容器を容易に再利用することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１から図４は本発明の第１実施形態を示し、図１はバルブ装置を付設したガス容器の断面図、図２はバルブ装置の拡大断面図、図３はガス容器にフレッシュガスを充填する際の系統図、図４はバルブ装置に装着した充填用接続装置を示し、図４(ａ)は開弁作動手段を作動姿勢に切換えた状態の充填用接続装置の断面図、図４(ｂ)は開弁作動手段を解除姿勢に切換えた状態の充填用接続装置の断面図である。

図１に示すように、上記のガス容器(１)は容器壁(２)のガス取出部(３)に弁取付穴(４)を開口してあり、この弁取付穴(４)にバルブ装置(５)が保密状に、且つ着脱可能に取り付けてある。

上記のバルブ装置(５)は、ハウジング(６)の外面に容器接続部(７)と機器接続部(８)とが形成してある。この容器接続部(７)にはガス入口(９)が開口してあり、この容器接続部(７)を上記の弁取付穴(４)に確りと螺着することで、このガス入口(９)をガス容器(１)の内部空間(1a)に臨ませてある。一方、上記の機器接続部(８)にはガス出口(10)が開口してあり、ガス容器(１)を分析装置などのガス機器(11)に装着する際、この機器接続部(８)がガス機器(11)に確りと螺着固定され、上記のガス出口(10)がガス機器(11)に保密状に接続される。なお、本発明のガス容器(１)をガス機器(11)へ固定する手段は、螺着固定に限定されない。

上記のハウジング(６)内には、上記のガス入口(９)とガス出口(10)とを互いに連通連結するガス取出路(12)が形成してある。このガス取出路(12)には、ガス入口(９)側へのガスの流れは許容するが、ガス出口(10)側へのガスの流れを阻止する逆止弁(13)のみが設けてあり、ハンドル等で開閉操作される閉止弁は設けられていない。
また、上記のハウジング(６)には、ガス容器(１)の内部空間(1a)と連通するガス逃し路(14)が設けてあり、このガス逃し路(14)に、所定の設定温度で溶融する低融点合金からなる安全弁(15)が設けてある。

図２に示すように、上記の逆止弁(13)は筒状の支持部材(16)がガス取出路(12)内に螺着固定してあり、この支持部材(16)の内方に、棒状の逆止部材(17)が進退可能に配置してある。この逆止部材(17)は、図２における上端をガス出口(10)から外部に臨ませてあり、下端に封止部材(18)を付設してある。この封止部材(18)は、上記の支持部材(16)に付設した筒体(19)の下端縁に臨ませてあり、逆止部材(17)がガス容器(１)内の貯蔵ガス圧力を受けてガス出口(10)側へ移動すると、この封止部材(18)が筒体(19)の下端縁に当接してガス取出路(12)が閉止される。

また上記の逆止部材(17)は、逆止バネ(20)の弾圧力でガス出口(10)側へ付勢してあり、これにより、ガス容器(１)内の貯蔵ガス圧力が大気圧近傍に低下した場合にも、封止部材(18)を筒体(19)に当接させてガス取出路(12)を確実に閉止するようにしてある。

上記の逆止部材(17)は、ガス容器(１)を上記のガス機器(11)に装着する際、このガス機器(11)に設けた開弁操作部(21)が連係するようにしてある。この連係により逆止部材(17)が、貯蔵ガス圧力や上記の逆止バネ(20)の弾圧力に抗してガス入口(９)側へ移動すると、上記の封止部材(18)が筒体(19)の下端縁から離隔してガス取出路(12)が開放される。
また、後述のフレッシュガスの充填の際には、ガス出口(10)から高圧ガスを流入させるとその圧力で上記の逆止部材(17)がガス入口(９)側へ移動し、封止部材(18)が筒体(19)の下端縁から離隔してガス取出路(12)が開放される。

次に、上記のガス容器の使用法について説明する。
保管中や搬送中など、このガス容器(１)をガス機器(11)へ装着していない状態では、上記の逆止弁(13)の逆止部材(17)がガス出口(10)側へ移動しており、ガス取出路(12)が閉止されているので、貯蔵ガスがガス出口(10)から流出することはない。

上記のガス容器(１)をガス機器(11)に装着して、機器接続部(８)をガス機器(11)に固定すると、図２に示すように、ガス機器(11)に形成された開弁操作部(21)が上記の逆止部材(17)を押圧し、逆止弁(13)を強制的に開弁する。これにより上記のガス取出路(12)が開放され、ガス容器(１)内の貯蔵ガスが、バルブ装置(５)のガス入口(９)とガス取出路(12)とガス出口(10)とを順に経てガス機器(11)に取り出され、使用される。

貯蔵ガスが消費されて空になった場合や、バルブ装置(５)の機器接続部(８)が損傷した場合などには、上記のガス容器(１)が回収されて異常や汚損などがないか検査され、必要に応じて上記のバルブ装置(５)が取外されて、開口面積の広い弁取付穴(４)からガス容器(１)の内部が洗浄等される。その後、このガス容器(１)に正常なバルブ装置(５)が装着され、ガス容器(１)内に、所定の純度に設定されたフレッシュガスが充填される。

次に、上記のフレッシュガスの充填に用いる充填用接続装置について説明する。
図３に示すように、上記の充填用接続装置(22)は弁装着部(23)と、この弁装着部(23)に開口したガス供給口(24)と、このガス供給口(24)に連通するガス供給路(25)とを備えており、上記の弁装着部(23)がバルブ装置(５)へ着脱可能に接続され、上記のガス供給路(25)が充填用開閉弁(26)を介して充填装置(27)に接続される。上記のガス供給路(25)は、真空吸引用開閉弁(28)を介して真空吸引装置(29)にも接続され、従って、このガス供給路(25)は真空吸引路(30)を兼ねている。
また、上記の上記のガス供給口(24)に連通させて作動室(31)が設けてあり、この作動室(31)に挿入した開弁作動部材(32)をバルブ装置(５)の逆止弁(13)に連係できるように構成してある。

上記の弁装着部(23)が装着されるバルブ装置(５)の被装着部(33)は、前記の機器接続部(８)で構成してある。また、この被装着部(33)に開口した充填口(34)は、前記のガス出口(10)で構成してあり、この充填口(34)とガス容器(１)の内部空間(1a)とを連通する充填路(35)は、前記の逆止弁(13)を備えたガス取出路(12)で構成してある。そして、このバルブ装置(５)に上記の充填用接続装置(22)を装着すると、前記のガス供給口(24)が上記の充填口(34)に保密状に連通連結される。

次に、上記の充填用接続装置(22)の具体的な構造を、図４に基づいて説明する。
図４(ａ)に示すように、この充填用接続装置(22)の本体部(36)には一端に上記の弁装着部(23)が、他端に接続ノズル(37)がそれぞれ形成してあり、この弁装着部(23)に上記のガス供給口(24)を開口するとともに、接続ノズル(37)に接続口(38)を開口してある。この接続ノズル(37)は、図外の充填装置と真空吸引装置の両者に配管を介して接続される。
上記の本体部(36)の内部には、前記の真空吸引路(30)を兼ねるガス供給路(25)が上記のガス供給口(24)と接続口(38)との間に形成してあり、このガス供給路(25)の中間部に前記の作動室(31)が形成してある。

上記の作動室(31)には、前記のピストン状の開弁作動部材(32)が保密摺動可能に挿入してあり、この開弁作動部材(32)により作動室(31)は大気室(39)と受圧室(40)とに区画してある。この大気室(39)は大気に連通してあり、受圧室(40)は上記のガス供給口(24)に連通してある。
上記の開弁作動部材(32)には、上記のガス供給口(24)を貫通する棒状の作動部(41)が延設してあり、この作動部(41)内に第２ガス供給路(42)が形成してある。この第２ガス供給路(42)は、上記の受圧室(40)を介して前記のガス供給路(25)に連通してある。

上記の開弁作動部材(32)は、図４(ａ)に示すように、ガス供給口(24)側に進出した作動姿勢(Ｏ)と、図４(ｂ)に示すように、大気室(39)側に後退した解除姿勢(Ｒ)とに切換えられる。この開弁作動部材(32)の上記の作動部(41)は、上記の作動姿勢(Ｏ)では前記の逆止弁(13)の逆止部材(17)をバルブ装置(５)のガス入口(９)側へ押圧し、解除姿勢(Ｒ)ではこの押圧力が取り除かれるようにしてある。

前記のガス容器には、上記の充填用接続装置を用いて、フレッシュガスが次の手順で充填される。
最初に、充填用接続装置(22)の弁装着部(23)がバルブ装置(５)の被装着部(33)に装着され、充填用接続装置(22)のガス供給口(24)とバルブ装置(５)の充填口(34)とが保密状に連通連結される。

次に、前記の充填用開閉弁(26)を閉じた状態で、前記の真空吸引用開閉弁(28)が開けられ、上記のガス供給口(24)と真空吸引装置(29)とが真空吸引路(30)を介して連通連結される。これにより前記の受圧室(40)が減圧され、開弁作動部材(32)が大気室(39)内の大気圧に押圧され、ガス供給口(24)側に進出した作動姿勢(Ｏ)に切換わる。これにより、この開弁作動部材(32)に延設した上記の作動部(41)が、前記の逆止弁(13)の逆止バネ(20)の弾圧力に抗して逆止部材(17)を押圧し、逆止弁(13)が強制的に開弁される。そして、ガス容器(１)内の残存ガスが真空吸引装置(29)により吸引されて排出される。

次に、上記の真空吸引用開閉弁(28)を閉じて上記の充填用開閉弁(26)が開けられ、上記のガス供給口(24)と充填装置(27)とがガス供給路(25)を介して連通連結される。上記の受圧室(40)はフレッシュガスの充填圧力で加圧され、開弁作動部材(32)が大気室(39)側に後退した解除姿勢(Ｒ)に切換わる。これにより、上記の逆止部材(17)に対する作動部(41)の押圧力が取り除かれ、逆止弁(13)は逆止作動が許容されるようになる。

上記の逆止弁(13)は、ガス供給口(24)からフレッシュガスが充填路(35)に流入すると、その充填圧力で開弁し、フレッシュガスはガス容器(１)内に充填される。なお、このときのフレッシュガスは、単一ガス種でも良く混合ガスでもよい。さらに複数のガス種が所定の比率で混合されるように、複数の供給ラインから供給するように構成してもよい。

上記のフレッシュガスの充填が完了すると、ガス供給路(25)内とガス容器(１)内とはほぼ等圧となるので、前記の逆止バネ(20)の弾圧力で逆止部材(17)が閉弁側に移動し、逆止弁(13)が閉じられる。そして上記の充填用開閉弁(26)が閉じられたのち、フレッシュガスが排出されてガス供給路(25)内が大気圧にまで減圧され、弁装着部(23)がバルブ装置(５)の被装着部(33)から簡単に取外される。このとき、上記の逆止弁(13)は逆止作動が許容されているので、ガス容器(１)内の貯蔵ガスが充填路(35)から流出することがない。

上記の第１実施形態では、ガス供給口の圧力により、開弁作動手段(32)が自動的に作動姿勢(Ｏ)と解除姿勢(Ｒ)とに切換わるように構成した。しかし本発明では、例えば図５に示す第２実施形態のように、この開弁作動手段(32)の姿勢を手動で切換えるように構成してもよい。

即ちこの第２実施形態では、図５(ａ)と図５(ｂ)に示すように、充填用接続装置(22)の本体部(36)の外面に弁装着部(23)と接続ノズル(37)を設けてあり、この弁装着部(23)にガス供給口(24)を開口するとともに、接続ノズル(37)に接続口(38)を開口してある。そして上記の第１実施形態と同様、真空吸引路(30)を兼ねるガス供給路(25)が、このガス供給口(24)と接続口(38)との間に形成してある。

上記のガス供給路(25)には、先端がガス供給口(24)を貫通する状態に、棒状の開弁作動部材(32)が挿入してある。また、上記の本体部(36)の外面には操作ハンドル(43)が設けてあり、この操作ハンドル(43)を上記の開弁作動部材(32)の後端部に連係させてある。この開弁作動部材(32)の後端部には、上記の本体部(36)との間に姿勢切換えバネ(44)が付設してあり、この姿勢切換えバネ(44)の弾圧力で開弁作動部材(32)を操作ハンドル(43)側へ付勢してある。この操作ハンドル(43)を回動することにより、上記の開弁作動部材(32)は、ガス供給口(24)から突出する作動姿勢(Ｏ)と、ガス供給路(25)側に引き込まれる解除姿勢(Ｒ)とに切換えられる。
その他の構成は上記の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

上記の充填用接続装置(22)を用いて、ガス容器(１)にフレッシュガスを充填する場合、次の手順で行われる。
最初に、充填用接続装置(22)の弁装着部(23)がバルブ装置(５)の被装着部(33)に装着され、充填用接続装置(22)のガス供給口(24)とバルブ装置(５)の充填口(34)とが保密状に連通連結される。

次に、充填装置とガス供給口(24)との連通を遮断した状態で、このガス供給口(24)と真空吸引装置とが連通連結され、さらに、上記の操作ハンドル(43)が操作されて、図５(ａ)に示すように、開弁作動部材(32)が作動姿勢(Ｏ)に切換えられる。これにより、バルブ装置(５)の逆止弁が強制的に開弁され、ガス容器(１)内の残存ガスが真空吸引装置に吸引されて排出される。

ガス容器(１)からの残存ガスの排出が終了すると、真空吸引装置とガス供給口(24)との連通が遮断されるとともに、上記の操作ハンドル(43)が操作されて、図５(ｂ)に示すように、開弁作動部材(32)が姿勢切換えバネ(44)の付勢力で後退し、解除姿勢(Ｒ)に切換えられる。これにより、バルブ装置(５)の逆止弁(13)の逆止作動が許容されるようになる。

この状態で上記のガス供給口(24)が充填装置に連通連結され、逆止弁(13)がフレッシュガスの充填圧力で開弁されて、ガス容器(１)内にフレッシュガスが充填される。フレッシュガスの充填が完了すると、ガス供給路(25)内とガス容器(１)内とが略等圧となるので、前記の第１実施形態と同様、逆止弁(13)が閉じられる。その後、充填装置との連通が遮断されたのち、ガス供給路(25)内のフレッシュガスが排出されて大気圧にまで減圧され、弁装着部(23)がバルブ装置(５)の被装着部(33)から取外される。

上記の各実施形態で説明したガス容器やバルブ装置、或いは充填用接続装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、逆止弁や安全弁、開弁作動手段などはもとより、各部材の形状や、構造、配置等をこれらの実施形態のものに限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。またガス容器に貯蔵されるガス種は標準ガスなど特定のガス種に限定されず、混合ガスであってもよく、ガス機器も分析装置に限定されないことは、いうまでもない。

例えば、次のように変形して適用することが考えられる。
・バルブ装置のハウジングに設けるガス逃し路を、逆止弁よりも上流側のガス取出路から分岐する。
・ハウジングに、ガス取出路とは別の充填路を設け、さらに、ガス出口とは別に充填口を設ける。
・充填用接続装置の本体部に、ガス供給路とは別の真空吸引路を設ける。
・真空吸引用開閉弁や充填用開閉弁を、充填用接続装置の本体部に設ける。

また、上記の実施形態では真空吸引とフレッシュガスの充填を１回のみ実施したが、これを複数回繰り返すことにより、ガス容器内の貯蔵ガスの純度を一層精緻に設定することも可能である。
なお、上記の充填用接続装置は、ガス取出路に開閉弁を備え、このガス取出路とは別に逆止弁を設けた充填路を備えるバルブ装置に適用することも可能である。

本発明のバルブ装置を付設したガス容器は、回収されたガス容器の検査や内部の洗浄を容易に行うことができ、機器接続部が仮に損傷してもバルブ装置を交換するだけでよく、しかも再充填された貯蔵ガスを所定の純度に確実に維持できるので、高圧の圧縮ガスを貯蔵する場合もガス容器を容易に再利用できることから、分析装置用の標準ガスなど高純度ガスを貯蔵した、ガス機器へ直接装着されるガス容器に特に好適であるが、他の用途のガス種を貯蔵する場合にも好適に用いられる。

本発明の第１実施形態を示す、バルブ装置を付設したガス容器の断面図である。 第１実施形態の、バルブ装置の拡大断面図である。 第１実施形態の、ガス容器にフレッシュガスを充填する際の系統図である。 第１実施形態のバルブ装置に装着した充填用接続装置を示し、図４(ａ)は開弁作動手段を作動姿勢に切換えた状態の充填用接続装置の断面図、図４(ｂ)は開弁作動手段を解除姿勢に切換えた状態の充填用接続装置の断面図である。 第２実施形態のバルブ装置に装着した充填用接続装置を示し、図５(ａ)は開弁作動手段を作動姿勢に切換えた状態の充填用接続装置の断面図、図５(ｂ)は開弁作動手段を解除姿勢に切換えた状態の充填用接続装置の断面図である。

符号の説明

１…ガス容器
1a…内部空間
２…容器壁
３…ガス取出部
４…弁取付穴
５…バルブ装置
６…ハウジング
７…容器接続部
８…機器接続部
９…ガス入口
10…ガス出口
11…ガス機器
12…ガス取出路
13…逆止弁
14…ガス逃し路
15…安全弁
22…充填用接続装置
23…弁装着部
24…ガス供給口
25…ガス供給路
27…充填装置
29…真空吸引装置
30…真空吸引路
31…作動室
32…開弁作動手段(開弁作動部材)
33…バルブ装置(５)の被装着部
34…充填口
35…充填路
39…大気室
40…受圧室
Ｏ…開弁作動手段の作動姿勢
Ｒ…開弁作動手段の解除姿勢

Claims (5)

1. ハウジング(６)の外面に容器接続部(７)と機器接続部(８)とを形成し、
   上記の容器接続部(７)にガス入口(９)を開口するとともに、機器接続部(８)にガス出口(10)を開口して、このガス入口(９)とガス出口(10)をハウジング(６)内に形成したガス取出路(12)で互いに連通連結し、
   上記のガス取出路(12)にガス出口(10)側へのガスの流れを阻止する逆止弁(13)を設け、
   上記の逆止弁(13)を上記の機器接続部(８)が接続されたガス機器(11)に連係させて、強制的に開弁するように構成したことを特徴とする、バルブ装置。
2. 上記のハウジング(６)に、ガス容器(１)の内部空間(1a)と連通するガス逃し路(14)を設け、このガス逃し路(14)に安全弁(15)を付設した、請求項１に記載のバルブ装置。
3. 容器壁(２)のガス取出部(３)に弁取付穴(４)を開口して、この弁取付穴(４)に上記の請求項１または請求項２に記載のバルブ装置(５)を保密状で且つ着脱可能に取り付けたことを特徴とする、ガス容器。
4. バルブ装置(５)へ着脱可能に接続される弁装着部(23)を備え、この弁装着部(23)にガス供給口(24)を開口するとともに、このガス供給口(24)と充填装置(27)とを連通連結できるガス供給路(25)を備え、
   上記のバルブ装置(５)は被装着部(33)と、この被装着部(33)に開口した充填口(34)と、この充填口(34)に連通する充填路(35)と、この充填路(35)に設けた逆止弁(13)とを備え、
   上記のバルブ装置(５)へ装着した状態では、上記の充填口(34)と上記のガス供給口(24)とを保密状に連通連結する充填用接続装置であって、
   上記のガス供給口(24)と真空吸引装置(29)とを連通連結できる真空吸引路(30)を備えるとともに、上記の逆止弁(13)と連係可能な開弁作動手段(32)を備え、
   上記の開弁作動手段(32)は、上記の逆止弁(13)を強制的に開弁する作動姿勢(Ｏ)と、この逆止弁(13)の逆止作動を許容する解除姿勢(Ｒ)とに切換可能に構成したことを特徴とする、充填用接続装置。
5. 上記のガス供給口(24)に連通する作動室(31)を設けて、この作動室(31)に上記の開弁作動手段(32)を保密摺動可能に挿入し、この開弁作動手段(32)により上記の作動室(31)を、大気に連通する大気室(39)とガス供給口(24)に連通する受圧室(40)とに区画した、請求項４に記載の充填用接続装置。

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