JP2011252565A - 液封防止機構内蔵逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】集合管が液封状態になることを防止する液封防止機構内蔵逆止弁を提供する。
【解決手段】液封防止機構内蔵逆止弁１は、ＬＰガス容器３，５，７，９側の圧力が集合管１１側の圧力より低くなり、ＬＰガス容器３，５，７，９側の圧力と集合管１１側の圧力との圧力差が第１の設定値を超えると作動してＬＰガス容器３，５，７，９側への逆流を防止する逆止弁１７と、上記圧力差が第１の設定値より大きい第２の設定値を超えると作動して逆流を許容するリリーフ弁１９と、を備えている。逆止弁１７は、貫通孔２９が形成され、リリーフ弁１９は、逆止弁１７の貫通孔２９に移動自在に配置された弁体３１を有している。弁体３１は、上記圧力差が第２の設定値を超えない場合に貫通孔２９の一端を封止するように位置し、上記圧力差が第２の設定値を超える場合に貫通孔２９の一端を開放する方向へ移動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、集合住宅などで、複数のＬＰガス容器から集合管と自動切替調整器とを介してＬＰガス（LPG：Liquefied Petroleum Gas：液化ガス）を消費側（例えば、各家庭）に供給するＬＰガス供給システムに用いられる液封防止機構内蔵逆止弁に関する。

特許文献１に「高圧ガス容器の安全装置」が記載されている。この装置はガス容器へのガスの逆流を防止する逆止弁で実施されている。

図８は、業務用、あるいは、集合住宅などにおいて、複数のＬＰガス容器から集合管と自動切替調整器とを介してＬＰガスを消費側に供給するＬＰガス供給システムに用いられている逆止弁３０１を示している。この逆止弁３０１は、弁体３０３と、弁座３０５と、弁体３０３を弁座３０５から離れる方向に付勢するスプリング３０７とを備えている。

この逆止弁３０１は、各ＬＰガス容器に設けられた開閉弁に一端が連結された高圧ホースの他端と集合管との間に設置され、開閉弁と高圧ホースとが未接続状態の時に逆止弁の上流側と下流側に所定の差圧が生じると、弁体３０３がスプリング３０７の付勢力に抗して弁座３０５に押圧され、ＬＰガスが大気放出することを防止する。

実開昭５７−１３９８００号公報

上記の逆止弁３０１を用いたＬＰガス供給システムでは、消費側がＬＰガスを使用していない場合、下記のような不具合が発生する恐れがある。

例えば、晴天の昼間にＬＰガス供給システムが日光に晒されると、集合管より集熱面積の広いＬＰガス容器の温度と圧力（蒸気圧）が先に上昇し、集合管との間に温度差が生じる。ＬＰガスの場合は、温度差が３°以上になると飽和蒸気圧を超えた分だけガスが液化する再液化現象が生じることが知られており、ＬＰガス容器より低温の集合管では、再液化現象によって生じたＬＰガスが下部に滞留し、この状態が３０分〜１時間続くと、集合管は内部がＬＰガスで充満した状態になる恐れがある。

ＬＰガス供給システムにおいて、ＬＰガス容器は所定の配送計画に従って交換されるから、上記のように集合管がＬＰガスで充満した状態でＬＰガス容器の交換作業が行われることがあり、その際、手動の開閉弁３０９を閉止し、高温の使用済みＬＰガス容器を取り外し、新しいＬＰガス容器を取り付けた後、開閉弁３０９を開放する。

使用済みのＬＰガス容器のように長時間日光に晒されていない新しいＬＰガス容器は集合管より低温で低圧の状態にあり、一般に、逆止弁３０１は集合管とＬＰガス容器との圧力差が０．０２ＭＰａ以上になると閉止されるように設定されており、高圧側の集合管から低圧側のＬＰガス容器に向かって流入するＬＰガスによって逆止弁３０１が瞬間的に閉止される。逆止弁３０１は集合管と各ＬＰガス容器との間にそれぞれ取り付けられており、交換された全てのＬＰガス容器で逆止弁３０１が閉止されるから、集合管は各逆止弁３０１によって閉塞され、ＬＰガスが充満する液封状態になる。

閉塞されて液封状態になった集合管は、日光に晒され続けると内圧（液圧）が異常に上昇して５ＭＰａを超える高圧に達する恐れがあり、集合管に接続された自動切替調整器にこのような高圧が掛かると、精密な調整部がダメージを受けて圧力調整機能などに不具合が生じる。

従来の逆止弁３０１は、集合管が液封状態になることを防止する機能を備えていない。

そこで、この発明は、複数個のＬＰガス容器から集合管と自動切替調整器とを介してＬＰガスを消費側に供給するＬＰガス供給システムにおいて、集合管が液封状態になることを防止する液封防止機構内蔵逆止弁の提供を目的としている。

本発明の液封防止機構内蔵逆止弁は、ＬＰガスを供給する複数のＬＰガス容器と、ＬＰガス容器からのガスが集合する集合管と、集合管上に配置されＬＰガスを消費側に供給する自動切替調整器とを有するＬＰガス供給システムの各ＬＰガス容器と集合管との間に配置される液封防止機構内蔵逆止弁であって、ＬＰガス容器側の圧力が集合管側の圧力より低くなり、ＬＰガス容器側の圧力と集合管側の圧力との圧力差が第１の設定値を超えると作動してＬＰガス容器側への逆流を防止する逆止弁と、圧力差が第１の設定値より大きい第２の設定値を超えると作動して逆流を許容するリリーフ弁と、を備え、逆止弁は、貫通孔が形成され、リリーフ弁は、逆止弁の貫通孔に移動自在に配置されたリリーフ用弁体を有し、リリーフ用弁体は、圧力差が第２の設定値を超えない場合に貫通孔の一端を封止するように位置し、圧力差が第２の設定値を超える場合に貫通孔の一端を開放する方向へ移動することを特徴とする。

この液封防止機構内蔵逆止弁によれば、逆止弁は貫通孔が形成され、リリーフ用弁体は、ＬＰガス容器側の圧力が集合管側の圧力より低くなり、ＬＰガス容器側の圧力と集合管側の圧力との圧力差が第２の設定値を超えない場合に貫通孔の一端を封止するように位置し、その圧力差が第２の設定値を超える場合に貫通孔の一端を開放する方向へ移動する。このため、圧力差が第２の設定値を超えない場合には貫通孔が閉じられることとなる。よって、圧力差が第１の設定値を超える場合に逆止弁によって逆流が防止れる。一方、圧力差が第２の設定値を超える場合には貫通孔の一端が開放されるため、貫通孔を介して逆流が許容される。これらより、逆流を防止しつつ、集合管内が液封状態になってより高圧となると逆流が許容される。従って、複数個のＬＰガス容器から集合管と自動切替調整器とを介してＬＰガスを消費側に供給するＬＰガス供給システムにおいて、集合管が液封状態になることを防止することができる。

また、本発明の液封防止機構内蔵逆止弁において貫通孔は、小径部と当該小径部よりも内径が大きい大径部とを有し、リリーフ弁は、貫通孔の他端側に固定された中空状の筒体と、筒体とリリーフ用弁体との間に介在された付勢手段と、をさらに有し、リリーフ用弁体は、圧力差が第２の設定値を超えない場合に付勢手段により小径部へ押しつけられて貫通孔の一端を封止するように位置し、圧力差が第２の設定値を超える場合に付勢手段の付勢力に抗して小径部から大径部へ移動して貫通孔の一端を開放することが好ましい。

この液封防止機構内蔵逆止弁によれば、リリーフ用弁体は、圧力差が第２の設定値を超える場合に付勢手段の付勢力に抗して小径部から大径部へ移動して貫通孔を開放する。このため、液封状態となったＬＰガスは貫通孔の一端から侵入し、大径部及び筒体の中空部位を介して、貫通孔の他端へ抜けることとなる。これにより、集合管が液封状態になることを防止することができる。

また、本発明の液封防止機構内蔵逆止弁において、付勢手段は、コイルスプリングであって、リリーフ用弁体は、コイルスプリングのコイル内に挿入される突起部を有することが好ましい。

この液封防止機構内蔵逆止弁によれば、付勢手段はコイルスプリングであって、リリーフ用弁体は、コイルスプリングのコイル内に挿入される突起部を有する。このため、リリーフ弁体はコイルスプリングによって固定状態となり、回転等が防止されることとなる。これにより、リリーフ弁体が回転等により傷ついて、貫通孔の一端を塞ぐ際の気密性が低下してしまうことを防止することができる。

また、本発明の液封防止機構内蔵逆止弁において、小径部とリリーフ用弁体の一方は樹脂製であり、他方が金属製であることが好ましい。

この液封防止機構内蔵逆止弁によれば、小径部とリリーフ用弁体の一方は樹脂製であり、他方が金属製であるため、双方が金属製である場合に比較して貫通孔の一端を塞ぐ際の気密性を向上させることができる。

本発明の液封防止機構内蔵逆止弁によれば、集合管が液封状態になることを防止することができる。

本実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁を含むＬＰガス供給システムの構成図である。 図１に示した液封防止機構内蔵逆止弁１の詳細を示す外観図である。 図２に示した液封防止機構内蔵逆止弁１のＡ−Ａ断面図である。 図２に示した液封防止機構内蔵逆止弁１のＡ−Ａ断面図であって、逆止弁１７が閉止された状態を示す断面図である。 図２に示した液封防止機構内蔵逆止弁１のＡ−Ａ断面図であって、リリーフ弁１９が開放された状態を示す断面図である。 第２実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１のリリーフ弁１９を示す拡大図である。 第３実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１のリリーフ弁１９を示す拡大図である。 関連技術を示す構成図である。

以下、本発明に係る液封防止機構内蔵逆止弁の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁を含むＬＰガス供給システムの構成図である。

図１に示すように、ＬＰガス供給システム１５は、複数のＬＰガス容器３，５，７，９と、集合管１１と、自動切替調整器１３と、液封防止機構内蔵逆止弁１とを備えている。

複数のＬＰガス容器３，５，７，９は、それぞれＬＰガスが納められた容器であって、ＬＰガスを消費側（例えば、各家庭）に供給するものである。集合管１１は、ＬＰガス容器３，５，７，９からのＬＰガスが集合する配管である。

自動切替調整器１３は、集合管１１上に配置され、自動切替調整器１３は流出ポートを介して各家庭側に接続されている。この自動切替調整器１３は、集合管１１の中央部に配置されており、左右の集合管１１（ＬＰガス容器３，５とＬＰガス容器７，９）の切替を行うと共に、圧力調整機能によって家庭に送られるＬＰガスの圧力を適正に維持する。

液封防止機構内蔵逆止弁１は、各ＬＰガス容器３，５，７，９と集合管１１との間に配置された弁であって、詳細には各ＬＰガス容器３，５，７，９の開閉弁３７から伸びる高圧ホース３９と、集合管１１との間に配置されている。作業員等は、ＬＰガス容器３，５，７，９の交換の際に、液封防止機構内蔵逆止弁１を操作して逆流を防止した状態とし、この状態でＬＰガス容器３，５，７，９を取り換えることとなる。

なお、図１に示す例においてＬＰガス供給システム１５は、４つのＬＰガス容器３，５，７，９を備えているが、特に４つに限らず、３個以下であってもよいし、５個以上であってもよい。

図２は、図１に示した液封防止機構内蔵逆止弁１の詳細を示す外観図である。図２に示すように、液封防止機構内蔵逆止弁１は、プラグ２３と、ケース本体４５とを備えている。プラグ２３及びケース本体４５はそれぞれ別部材であって、これら別部材を組み合わせることで、液封防止機構内蔵逆止弁１が構成される。

また、ケース本体４５は、開閉弁５１と、レバー５３とを備えている。作業者等は、レバー５３を操作することにより、開閉弁５１を弁閉して液封防止機構内蔵逆止弁１を操作して逆流を防止した状態とし、この状態でＬＰガス容器３，５，７，９を取り換えることとなる。

図３は、図２に示した液封防止機構内蔵逆止弁１のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、液封防止機構内蔵逆止弁１は、逆止弁１７と、リリーフ弁１９とを備えている。逆止弁１７は、ＬＰガス容器３，５，７，９側の圧力が集合管１１側の圧力より低くなり、ＬＰガス容器３，５，７，９側の圧力と集合管１１側の圧力との圧力差が第１の設定値を超えると作動してＬＰガス容器３，５，７，９側への逆流を防止するものである。リリーフ弁１９は、液封状態の場合など、上記圧力差が第１の設定値より大きい第２の設定値を超える場合に作動して逆流を許容するものである。

以下、逆止弁１７及びリリーフ弁１９について詳細に説明する。逆止弁１７は、弁体２１とコイルスプリング２７とパッキン４３とを備えている。弁体２１は、逆止弁１７の本体部位であって、略円錐形状となっている。この弁体２１の円錐先端側は、プラグ２３に形成された弁座２５に合致する形状となっている。コイルスプリング２７は、弁座２５に形成された切り欠き部２５ａと弁体２１との間に配置された付勢部材である。また、パッキン４３は弁体２１の先端側に設けられたゴム等の弾性部材である。

上記のような構成であるため、上記圧力差が第１の設定値以下である場合、図３に示すように弁体２１と弁座２５はコイルスプリング２７の付勢力により離間状態となる。このため、ＬＰガス容器３，５，７，９側からのガスは集合管１１に供給されることとなる。

図４は、図２に示した液封防止機構内蔵逆止弁１のＡ−Ａ断面図であって、逆止弁１７が閉止された状態を示す断面図である。一方、上記圧力差が第１の設定値を超える場合、コイルスプリング２７の付勢力に抗して弁体２１が弁座２５側に移動して流路を塞ぐこととなる。これにより、集合管１１側からの逆流が防止されることとなる。

また、逆止弁１７の弁体２１には貫通孔２９が形成されており、リリーフ弁１９は弁体（リリーフ用弁体）３１を備えている。弁体３１は、貫通孔２９に移動自在に配置された球体である。この弁体３１は、上記圧力差が第２の設定値を超えない場合に貫通孔２９の一端を封止するように位置し、上記圧力差が第２の設定値を超える場合に貫通孔２９の一端を開放する方向へ移動する。

より詳細に説明すると、貫通孔２９は、小径部２９ａと、小径部２９ａよりも内径が大きい大径部２９ｂとを有し、リリーフ弁１９は、筒体３５と、コイルスプリング（付勢手段）４１とを有している。筒体３５は、貫通孔２９の他端に固定された中空状の部材である。コイルスプリング４１は、筒体３５と弁体３１との間に介在された付勢部材である。

このような構成であるため、弁体３１は、上記圧力差が第２の設定値を超えない場合にコイルスプリング４１により小径部２９ａへ押しつけられて貫通孔２９の一端を封止するように位置する。

図５は、図２に示した液封防止機構内蔵逆止弁１のＡ−Ａ断面図であって、リリーフ弁１９が開放された状態を示す断面図である。一方、弁体３１は、上記圧力差が第２の設定値を超える場合にコイルスプリング４１の付勢力に抗して小径部２９ａから大径部２９ｂへ移動して貫通孔２９の一端を開放する。これにより、液封状態となったＬＰガスは貫通孔２９の一端から侵入し、大径部２９ｂ及び筒体３５の中空部位を介して、貫通孔２９の他端へ抜けることとなる。これにより、集合管１１が液封状態になることを防止することができる。

なお、上記において、第１の設定値はコイルスプリング２７の付勢力を調整することによって設定され、第２の設定値はコイルスプリング４１の付勢力を調整することによって設定される。また、第１の設定値は従来の逆止弁と同様の設定値（例えば、０．０１〜０．０２ＭＰａ程度）であり、第２の設定値は第１の設定値より適度に大きい値（例えば、１．５〜１．６ＭＰａ程度）に設定されている。

次に、本実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１の作用を説明する。まず、消費側でＬＰガスが使用されている場合など、上記圧力差が第１の設定値以下である場合、コイルスプリング２７により逆止弁１７が開放されてＬＰガス容器３，５，７，９から集合管１１にＬＰガスが供給される（図３参照）。

そして、上記圧力差が第１の設定値を超えたとすると、コイルスプリング２７の付勢力に抗して逆止弁１７が閉止され、集合管１１からＬＰガス容器３，５，７，９への逆流が防止される（図４参照）。

さらに、上記圧力差が第２の設定値を超えたとすると、コイルスプリング４１の付勢力に抗してリリーフ弁１９が開放され、集合管１１からＬＰガス容器３，５，７，９への逆流を許容する（図５参照）。このため、集合管１１内が液封状態になることが回避され、集合管１１が日光に晒されても内圧が異常に上昇することはなく、自動切替調整器１３の機能がダメージを受けることはない。

このようにして、本実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１によれば、逆止弁１７は貫通孔２９が形成され、弁体３１は、ＬＰガス容器３，５，７，９側の圧力が集合管１１側の圧力より低くなり、ＬＰガス容器３，５，７，９側の圧力と集合管１１側の圧力との圧力差が第２の設定値を超えない場合に貫通孔２９の一端を封止するように位置し、上記圧力差が第２の設定値を超える場合に貫通孔２９の一端を開放する方向へ移動する。このため、上記圧力差が第２の設定値を超えない場合には貫通孔２９が閉じられることとなる。よって、上記圧力差が第１の設定値を超える場合に逆止弁１７によって逆流が防止れる。一方、上記圧力差が第２の設定値を超える場合には貫通孔２９の一端が開放されるため、貫通孔２９を介して逆流が許容される。これらより、逆流を防止しつつ、集合管１１内が液封状態になってより高圧となると逆流が許容される。従って、複数個のＬＰガス容器３，５，７，９から集合管１１と自動切替調整器１３とを介してＬＰガスを消費側に供給するＬＰガス供給システム１５において、集合管１１が液封状態になることを防止することができる。

また、弁体３１は、上記圧力差が第２の設定値を超える場合にコイルスプリング４１の付勢力に抗して小径部２９ａから大径部２９ｂへ移動して貫通孔２９を開放する。このため、液封状態となったＬＰガスは貫通孔２９の一端から浸入し、大径部２９ｂ及び筒体３５の中空部位を介して、貫通孔２９の他端へ抜けることとなる。これにより、集合管１１が液封状態になることを防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１は、第１実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。

図６は、第２実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１のリリーフ弁１９を示す拡大図である。図６に示すように、第２実施形態に係るリリーフ弁１９は、弁体３１が球体に突起部３１ａが接続された形状となっている。また、突起部３１ａは、貫通孔２９の他端側に伸びており、コイルスプリング４１のコイル内に挿入されている。

このため、弁体３１コイルスプリング４１によって固定状態となり、回転等が防止されることとなる。ここで、弁体３１が球体である場合、弁体３１が樹脂製で、コイルスプリング４１が金属製であったとすると、弁体３１が傷ついてしまい、傷による気密性の低下が生じてしまう。しかし、第２実施形態に係る構成によれば、気密性の低下を防止することができる。

このようにして、第２実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１によれば、集合管１１が液封状態になることを防止することができる。

さらに、第２実施形態によれば、弁体３１は、コイルスプリング４１のコイル内に挿入される突起部３１ａを有する。このため、弁体３１はコイルスプリング４１によって固定状態となり、回転等が防止されることとなる。これにより、弁体３１が回転等により傷ついて、貫通孔２９の一端を塞ぐ際の気密性が低下してしまうことを防止することができる。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１は、第１実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。

図７は、第３実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１のリリーフ弁１９を示す拡大図である。図７に示すように、第２実施形態に係るリリーフ弁１９は、第１実施形態の小径部２９ａに相当する箇所に、樹脂製の台座２９ｃが設けられている。この台座２９ｃは、中空の筒体であって、内径が大径部２９ｂよりも小さくなっている。

また、第３実施形態において弁体３１は金属製となっている。このため、金属製の弁体３１と樹脂製の台座２９ｃとによって機密性の向上を図れることとなる。なお、コイルスプリング４１は金属製であるため、弁体３１が樹脂製でなく金属製である方が、弁体３１に傷がつかず望ましい。しかし、これに限らず、弁体３１が樹脂製で台座２９ｃが金属製であってもよい。

このようにして、第３実施形態に係る液封防止機構内蔵逆止弁１によれば、集合管１１が液封状態になることを防止することができる。

さらに、第３実施形態によれば、小径部２９ａと弁体３１の一方は樹脂製であり、他方が金属製であるため、双方が金属製である場合に比較して貫通孔２９の一端を塞ぐ際の気密性を向上させることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。

１ 液封防止機構内蔵逆止弁
３，５，７，９ ＬＰガス容器
１１ 集合管
１３ 自動切替調整器
１５ ＬＰガス供給システム
１７ 逆止弁
１９ リリーフ弁
２１ 弁体
２３ プラグ
２５ 弁座
２７ コイルスプリング
２９ 貫通孔
２９ａ 小径部
２９ｂ 大径部
２９ｃ 台座
３１ 弁体（リリーフ用弁体）
３１ａ 突起部
３５ 筒体
４１ コイルスプリング（付勢手段）

Claims (4)

1. ＬＰガスを供給する複数のＬＰガス容器と、前記ＬＰガス容器からのガスが集合する集合管と、前記集合管上に配置されＬＰガスを消費側に供給する自動切替調整器とを有するＬＰガス供給システムの前記各ＬＰガス容器と集合管との間に配置される液封防止機構内蔵逆止弁であって、
   前記ＬＰガス容器側の圧力が前記集合管側の圧力より低くなり、前記ＬＰガス容器側の圧力と前記集合管側の圧力との圧力差が第１の設定値を超えると作動して前記ＬＰガス容器側への逆流を防止する逆止弁と、
   前記圧力差が第１の設定値より大きい第２の設定値を超えると作動して逆流を許容するリリーフ弁と、を備え、
   前記逆止弁は、貫通孔が形成され、
   前記リリーフ弁は、前記逆止弁の前記貫通孔に移動自在に配置されたリリーフ用弁体を有し、
   前記リリーフ用弁体は、前記圧力差が前記第２の設定値を超えない場合に前記貫通孔の一端を封止するように位置し、前記圧力差が前記第２の設定値を超える場合に前記貫通孔の一端を開放する方向へ移動する
   ことを特徴とする液封防止機構内蔵逆止弁。
2. 前記貫通孔は、小径部と当該小径部よりも内径が大きい大径部とを有し、
   前記リリーフ弁は、前記貫通孔の他端側に固定された中空状の筒体と、前記筒体と前記リリーフ用弁体との間に介在された付勢手段と、をさらに有し、
   前記リリーフ用弁体は、前記圧力差が前記第２の設定値を超えない場合に前記付勢手段により前記小径部へ押しつけられて前記貫通孔の一端を封止するように位置し、前記圧力差が前記第２の設定値を超える場合に前記付勢手段の付勢力に抗して前記小径部から前記大径部へ移動して前記貫通孔の一端を開放する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液封防止機構内蔵逆止弁。
3. 前記付勢手段は、コイルスプリングであって、
   前記リリーフ用弁体は、前記コイルスプリングのコイル内に挿入される突起部を有する
   こと特徴とする請求項２に記載の液封防止機構内蔵逆止弁。
4. 前記小径部と前記リリーフ用弁体の一方は樹脂製であり、他方が金属製である
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の液封防止機構内蔵逆止弁。

Images