JP2015083866A - 携帯用ガス器容の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ - Google Patents

携帯用ガス器容の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ Download PDF

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Abstract

【課題】携帯用ブタンガスのガス容器内部の圧力が一定以上に高くなった場合、安全バルブが瞬時に作動して超過圧ガス排出孔を介して容器内の超過圧ガスを一度に外へ噴出させることによって容器内の圧力を十分に落として、ガス容器が爆発することを防止する。【解決手段】直径の異なる円筒状の第1及び第2の直径部311,312が一体に形成された安全バルブハウジング31と、本体の上端に係止爪が形成されており、本体の下部にガス流出部とガスケット締結部が備えられており、安全バルブハウジング31内部に位置するシャフト32と、下部は開放され、閉鎖された上部の中央部分に上下方向に貫通孔313が形成されており、縁に沿って上下方向にガスが排出されることのできるスペースが備えられた側壁が形成され、シャフト32の係止爪が貫通孔313に貫通挿入されて位置する。【選択図】図2

Description

本発明は、携帯用ガス容器の安全バルブに関するものであって、より詳しくは、携帯用ブタンガスのガス容器内部の圧力が一定以上に高くなった場合、安全バルブが瞬時に作動して超過圧ガス排出孔を介して容器内の超過圧ガスを一度に外へ噴出させることによって、容器内の圧力を十分に落としてガス容器が爆発することを防止するようにした携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブに関する。
一般的に、携帯用ガス容器は、液化石油ガスのうちブタンガスを主原料とするブタンガス混合物を充填して携帯用ガスレンジに使用する携帯用ブタンガス容器と、液化石油ガス等を推進剤として使用するヘアスプレー、殺虫剤、ラッカースプレーなどエアゾール容器が挙げられ、これらの携帯用ガス容器は、容器内のガス圧を利用して内容物を外へ噴出させるもので、内容物が充填されている場合には容器内に一定以上の圧力が常に作用している。
ブタンガス容器は、流通過程や使用中において周囲から高い熱を受けると、ブタンガス容器内に含まれている液化ガスの圧力が上昇して爆発することになるが、特に携帯用ガスレンジに使用されるブタンガス容器の場合、使用中に安全上の注意を守らず変則的に使用したり、高温又は一定以上の圧力が作用して内部の圧力が高くなると、容器が変形したり爆発することがある。よって、携帯用ガス容器が耐えることのできる圧力と変形及び破裂する圧力について法律で規定している。
このような携帯用ガス容器の爆発を防止するために、容器内の圧力が一定以上に達すると、作動して容器内の超過圧ガスを排出させる安全バルブについて特許文献1及び特許文献2など安全バルブに関する幾つかの技術が開示されている。
これらは組み立て作業が難しく、設定圧力で作動が正常に行われないなど、現実的な問題を多く抱えていたので、上記特許が持っていた問題点を解決するために、本発明の出願人は、多くの研究開発をした結果、大韓民国特許登録第914620号「携帯用ガス容器の安全バルブ」 、大韓民国特許登録第1064633号「携帯用ガス容器の安全バルブ」 、大韓民国特許登録第1281536号「超過圧防止機能を持つ携帯用ガス容器の安全バルブ」 、大韓民国特許登録第1292010号「携帯用ガス容器の安全バルブ」を取得しており、今も多くの時間と費用をかけて継続的な研究開発をしており、その他にも携帯用ブタンガス容器の爆発を防止するための多くの技術を開発して商品化している。
しかしながら、これまでに製品化して流通されている安全バルブが装着された多くの携帯用ブタンガス容器は、容器内のガス圧力が一定レベルに達すると、安全バルブが一度に開いて超過圧ガスを瞬時且つ一度に排出させることができないだけでなく、マウンティングカップとガスケットとの間にガスが少しずつ漏れるので、火災などの問題が発生するという問題があった。
大韓民国特許登録第431590号 大韓民国特許登録第515120号
本発明は、上記のような問題を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、携帯用ブタンガス容器のマウンティングカップに装着されるバルブステムハウジングと安全バルブハウジングを一体に形成し、安全バルブハウジングを多段状の円筒形に形成して、ガス容器内部の圧力が一定以上に高くなった場合、安全バルブハウジング内に装着された安全バルブが瞬時に開きながらマウンティングカップに形成された超過圧ガス排出孔を介して容器内の超過圧ガスを一度に外へ噴出させることによって容器内部の圧力を十分に落としてガス容器が爆発することを防止するようにした携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブを提供するところにある。
上記課題を解決するために、本発明の携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブは、
直径の異なる円筒状の第1及び第2の直径部が一体に形成された安全バルブハウジングと、
本体の上端に係止爪が形成され、本体の下部にガス流出部とガスケット締結部とが備えられていて前記安全バルブハウジングの内部に位置するシャフトと、
下部が開放され、閉鎖された上部の中央部分に上下方向に貫通孔が形成されており、縁に沿って上下方向にガスが排出可能なスペースが備えられた側壁が形成され、前記シャフトの係止爪が貫通孔に貫通挿入されて位置し、側壁の外周面が前記安全バルブハウジングの第1の直径部の内周面に密着するよう設けられるストッパと、
前記シャフトの本体に嵌められて、シャフトのガス流出部の上面とストッパ上部の下面との間に設けられるバネと、
前記安全バルブハウジングの第1の直径部の上端とマウンティングカップの超過圧ガス排出孔との間に嵌められて位置する第1のガスケットと、
前記シャフトの下端に形成されたガスケット締結部に嵌められ、上端部が前記ガス流出部の下面に密着されて設けられる第2のガスケットとを含んで構成されることを特徴とする。
好ましくは、第2のガスケットは、下面は閉鎖され、上面は開放されており、下面の縁に沿って上向きに円筒状の側壁が形成され、側壁の上端には、断面が円形である突出部が形成されている。
好ましくは、安全バルブハウジングの第1の直径部は第2の直径部よりも直径が大きく、第1及び第2の直径部の間は端爪が傾斜するよう形成されており、ガス容器内に充填されたガス圧力が正常の場合は、前記第2のガスケットの下面が安全バルブハウジングの第2の直径部の底に形成された孔を密閉するよう位置し、ガス容器内の超過圧ガスによって第2のガスケットが作動して最高に上昇したとき、第2のガスケットの突出部が安全バルブハウジングの第2の直径部の上端部を離れるよう作動する。
好ましくは、ストッパの側壁とシャフトのガス流出部には等間隔で超過圧ガスが排出可能な溝が上下方向に貫通形成されている。
好ましくは、第2のガスケットは、容器内のガス圧力が正常の場合には、シャフトのガス流出部とガスケット締結部との間に挿入されて外周面が安全バルブハウジングの第2の直径部の内周面に密着されるOリング状の第1の部分と、シャフトのガスケット締結部の下部に位置し、安全バルブハウジングの第2の直径部の底に形成された孔を密閉させる第2の部分とに分離されて構成される。
上記のような構成的特徴を持つ本発明に係る携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブは、安全バルブハウジングを多段の円筒状に形成したため、超過圧ガスが第2のガスケットの下面に接する面積が大きくなるにつれて、第2のガスケットが超過圧ガスから受ける力も大きくなり、容器内の超過圧ガスを瞬時且つ一度に十分に排出させて容器内部の圧力を十分に落とすことができる。また、バルブステムハウジングに突出支持部を形成して、安全バルブハウジングが一側に傾かないよう支えることによって、安全バルブハウジングの上端とマウンティングカップの下面との間に挿入された第1のガスケットが常に圧縮された状態を維持できるようにして、マウンティングカップの超過圧ガス排出孔と第1のガスケットとの間に液化ガスが少しずつ漏れることを防止することができる。
また、本発明に係る携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブは、安全バルブの超過圧ガス排出孔の位置をマウンティングカップの中心とノッチ部分とを結んだ線に垂直となるマウンティングカップの中心の左側又は右側に配置することで、一体に形成されたバルブステムハウジングと安全バルブハウジングの射出成形時に、同じサイズの金型に多数のキャビティーを形成することができることから製造コストを大幅に削減することができ、安全バルブを構成する全ての構成要素を予め組み立てて、安全バルブハウジング内に挿設するよう構成したので、組み立てが簡単で且つ生産性が非常に高くなる。
バルブステムハウジングと安全バルブハウジング及びこれらがマウンティングカップに装着された状態を示す図である。 バルブステムハウジングと安全バルブハウジングの断面図である。 安全バルブが作動しながら超過圧ガスが排出される過程を説明するための図である。 安全バルブのシャフトを示す図である。 安全バルブのストッパを示す図である。 安全バルブの第1のガスケットを示す図である。 安全バルブの第2のガスケットを示す図である。 安全バルブの他の実施形態を示す断面図である。
10:マウンティングカップ
11:ノッチ
13:超過圧ガス排出孔
20 :バルブステムハウジング
21:突出支持部
30:安全バルブ
31:安全バルブハウジング
32:シャフト
33:バネ
34:ストッパ
35:第1のガスケット
36:第2のガスケット
本発明に係る携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブの技術的特徴は、バルブステムハウジングと一体に形成された安全バルブハウジングを多段の円筒状に作製することによって、容器内の超過圧ガスを一度に十分に排出させて容器内の圧力を十分に落とすことができるようにしたという点と、安全バルブの超過圧ガス排出孔の位置をマウンティングカップの中心とノッチ部分を結んだ線に垂直となるように配置することによって、一体に形成されたバルブステムハウジングと安全バルブハウジングの射出成形時に、同じサイズの金型に多数のキャビティーを形成することができることから製造コストを大幅に削減することができたという点である。
本明細書において、「安全バルブ」は、安全バルブハウジング31、シャフト32、バネ33、ストッパ34、第1及び第2のガスケット(35、36)を全て含む意味であり、「安全バルブハウジング」は、第1及び第2の直径部(311、312)から成る円筒状を意味する。また、超過圧ガス排出孔13の位置をマウンティングカップ10の中心とノッチ11部分とを連結した線に垂直となるマウンティングカップ10の中心の左側又は右側に配置すると記載はしたが、このように配置することがバルブステムハウジングと安全バルブハウジングとの射出成形時の製造コストの面で最も好ましいが、必ずしもマウンティングカップ中心の左側又は右側に配置しなくても、図1(a)と図1(b)とから見たとき、図1(a)と図1(b)に形成された超過圧ガス排出孔13とノッチ11との間に配置しても構わないことを予め明らかにしておく。
本発明の安全バルブ30が装着されたガス容器は、バルブステムハウジング20と安全バルブハウジング31とが一体に形成され、マウンティングカップ10に形成された超過圧ガス排出孔13がマウンティングカップの中心とノッチ11部分とを結んだ線に垂直となるマウンティングカップの中心の左側又は右側に配置される(図1を参照)。このように、超過圧ガス排出孔13を配置し、バルブステムハウジング20と安全バルブハウジング31とを一体に形成するため(図1(c)を参照)、射出成形時に同じサイズの金型に多数のキャビティーを形成することができることから、製造コストを大幅に削減することができる。
ブタンガスが充填された携帯用ガス容器は、容器の上端に結合されたマウンティングカップ10の中央部を貫通して設けられたバルブステムを介してガスを噴出させ、容器内の圧力が規定圧力よりも高くなった場合、本発明の安全バルブ30を介して容器内の超過圧ガスを瞬時且つ一度に外へ噴出させることによって、容器内部の圧力を十分に落とすことができる。このような本発明の安全バルブ30は、安全バルブハウジング31と、安全バルブハウジング31の内部に位置するシャフト32と、シャフト32の上端部分に嵌められるストッパ34と、シャフト32本体に嵌められるバネ33と、ガス漏れを防止するための第1及び第2のガスケット(35、36)とを基本的に備える。
安全バルブハウジング31は、直径の異なる円筒状の第1及び第2の直径部(311、312)が一体に形成されて安全バルブを成す構成要素が安全バルブハウジング31の内部に全て配置されるが、第1の直径部311は第2の直径部312よりも直径が大きく、第1及び第2の直径部(311、312)の間は端爪が傾斜するよう形成されており、第2の直径部312の底には超過圧ガスを排出させるための孔313が形成されている。
シャフト32は合成樹脂で作製されたもので、本体321が一つの軸に作製されて安全バルブハウジング31の第1及び第2の直径部(311、312)内にわたって位置し、本体321の上端には係止爪324が形成されており、本体321の下部にガス流出部322とガスケット締結部323が備えられた構造である。ガス流出部322は、超過圧ガスが排出される通路(スペース)が備えられていなければならないが、超過圧ガスが排出される通路は、ガス流出部322の縁円周面に沿って等間隔に上下方向を貫通する溝を形成することが好ましい(図4を参照)。
シャフト32の直径は同一ではなく、ガス流出部322の上部部分の直径を係止爪324の下部部分よりも太く形成することが好ましいが、このように太さが異なるように形成したのは、バネ33の内径がシャフト本体321の直径の太い部分の直径と同様にすることによって、バネ33がシャフト本体321に嵌められたときバネ33の位置が固定されるようになり、バネ33が圧縮されてもシャフト本体321の周囲での姿勢を維持することができる。
ストッパ34は、合成樹脂で作製されたもので、図5に示すように、下部は開放され、閉鎖された上部の中央部分に上下方向に貫通孔が形成されており、縁に沿って上下方向に側壁が形成され、側壁にはガスが排出されることのできる通路(スペース)である溝が等間隔に上下方向に貫通形成されており、側壁の外周面が安全バルブハウジングの第1の直径部311の内周面に密着固定されるよう設けられる。シャフト32の上端部分はストッパ34の上部中央に形成された貫通孔に貫通挿入されるが、シャフト32の本体321の上端部分には、係止爪324が突出するよう形成されているので(図4を参照)、シャフト32が上下方向に動いても、ストッパ34の上部貫通孔に挿入されたシャフト32がストッパ34から離脱せずストッパ34に挿入された状態で上下に動くことができ、また、安全バルブハウジング31に挿入される前に、シャフト32とバネ33とストッパ34及び第2のガスケット36を予め組み立てて保管するのにも便利である。
バネ33は、シャフト本体321の外周面に嵌められて、シャフト32のガス流出部322の上面とストッパ34上部の下面との間に設けられ、容器内の圧力が正常の場合はバネの弾性力でシャフト32を下方に押して第2のガスケット36がハウジングの第2の直径部312の底の中央に密着するようにして孔313を介して排出されようとするガスが排出されることを防止する。
第1のガスケット35は、弾性の有るゴム類で作製されたもので、安全バルブハウジングの第1の直径部311の上端とマウンティングカップ10の超過圧ガス排出孔との間に嵌められて位置し、容器内のガスが超過圧ガス排出孔13を介して漏れたり、排出されたりしないよう密閉させる役割をする。
第2のガスケット36は、弾性を有するゴム類で製作されたもので、ガスケットの本体362は、下面は閉鎖され、上面は開放されており、下面の縁に沿って上方に円筒状の側壁が形成され、側壁の上端には断面が円形である突出部が形成されている(図7を参照)(突出部の断面は円形ではなく、D型などのようにすることもできる)。
第2のガスケット36の本体362は、シャフト32の下端に形成されたガスケット締結部323に挿入されて嵌められ、第2のガスケット36の突出部361から内側へ突出した部分がシャフトのガス流出部322とガスケット締結部323との間の間隔に嵌められながら、突出部361の上端部がガス流出部322の下面に密着されて設けられる。
第2のガスケット36は、ガス容器内に充填されたガス圧力が正常の場合は、第2のガスケット36の本体362の下面がハウジングの第2の直径部312の底に形成された孔313を密閉し、突出部361はハウジングの第2の直径部312の上端部内周面に接して密閉することによって二重に密閉しており、ガス容器内の超過圧ガスにより、第2のガスケット36が作動して最高に上昇したときは、第2のガスケット36の突出部361がハウジングの第2の直径部312の上端部を離れるよう作動する。
また、容器内に超過圧ガスが発生すると、安全バルブハウジングの第2の直径部312の内周面上端部を密閉させていた第2のガスケット36の上端突出部361が第2の直径部312の内周面から離されながら超過圧ガスの圧力を受ける面積が大きくなって(つまり、第2のガスケット本体の下面全体が圧力を受けるようになる)、より大きな力が加わるので、第2のガスケット36が締結されたシャフト32が上昇することになる。この時、第2のガスケットの突出部361が第2の直径部312の上端部を離れてバネ33が最大に圧縮されるまで動かしながら、超過圧ガスが排出されるに十分なスペースを確保するので、超過圧ガスが瞬時且つ一度に十分に排出されながら容器内部の圧力を十分に落とすようになる。
図8は、第2のガスケットの他の実施形態を装着した安全バルブを示したもので、第2のガスケット36’を2つの構成に分離したものである。容器内部の圧力が正常の場合、第1の部分361’は、シャフト32のガス流出部322とガスケット締結部323’との間に挿入されて外周面が安全バルブハウジングの第2の直径部312の内周面に密着されるOリング形状であり(Oリングの断面は、必ずしも円形である必要はなく、D型などのようにすることもできる)、第2の部分362’は、安全バルブハウジングの第2の直径部312の底に形成された孔313を密閉させるためのものである。その他は、前述した第2のガスケット36と同一であるので、その説明を省略する。
本発明のもう一つの特徴的な構成は、バルブステムハウジング20の外周面上端部に外向きに突出されるよう複数個(3個程度が適切である)の突出支持部21を形成したものである。バルブステムハウジング20と安全バルブ30とをマウンティングカップ10に装着したとき、このように形成された複数の突出支持部21がマウンティングカップ10の下面に接するので、如何なる状況や状態でも、第1のガスケット35による、安全バルブハウジング31の上端とマウンティングカップ10に形成された超過圧ガス排出孔13との間の密閉状態を維持できるように支える。
以上のように構成された本発明に係るガス容器の安全バルブが作動するメカニズムについて、図3を参照して説明すると、容器内のガスの圧力が正常の場合、初期にはバネ33の弾性力でシャフト32を下方に押して、第2のガスケット36が安全バルブハウジングの第2の直径部312の底に密着されながら孔313を密閉させて容器内のガスが孔313を介して排出されることを防止する。
以降、容器内のガス圧力が段々上がって、シャフト32の下端部に位置する第2のガスケット36がやや上向きに押され始めると、安全バルブハウジングの第2の直径部312の底に形成された孔313よりも第2の直径部312の断面積がより大きいので、第2のガスケット本体361下端のガス圧力を受ける面積が広くなるため、ガス圧によってシャフト32が受ける力が大きくなるにつれて、第2のガスケット36が安全バルブハウジングの第2の直径部312の上端部分まで押されていくが、第1の直径部311では、第2の本体部312よりも直径が急に大きくなるので、瞬時且つ一度に超過圧ガスが十分に排出されながら容器内の圧力を十分に落とすようになる。
このとき、第2のガスケット36の突出部361が安全バルブハウジングの第2の直径部312上端部分まで押されるまでは、超過圧ガスが殆ど排出されずにいるが、第2のガスケット36の突出部361が安全バルブハウジングの第2の本体部312の上端部分を通る瞬間、ハウジングの内径が急に大きくなるにつれて、ガス排出通路も急に大きくなって、一度に超過圧ガスを十分に排出するようになるので、ガス容器内の圧力が、設定圧力以下に瞬時に低下しガス容器はさらに正常の状態に戻るようになる。このように作動するため、超過圧ガスを一度排出すれば、従来の安全バルブのように容器内の圧力が設定圧力の近くで危険な状態を持続するのではなく、容器内の圧力が安全な範囲に瞬時に落ちる。
以上の説明は、本発明を例示的に説明したものであり、明細書に掲載された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術思想を外れない範囲で様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載された事項によって解釈され、それらと均等な範囲内にある技術的事項も本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

Claims (6)

  1. 容器の上端に結合されたマウンティングカップの中央部を貫通して設けられたバルブステムを介してガスを噴出させ、容器内の圧力が規定圧力よりも高くなった場合、安全バルブを介して容器内の超過圧ガスを外へ噴出させる携帯用ガス容器に装着される安全バルブにおいて、
    前記安全バルブは、
    直径の異なる円筒状の第1及び第2の直径部が一体に形成された安全バルブハウジングと、
    本体の上端に係止爪が形成され、本体の下部にガス流出部とガスケット締結部とが備えられていて前記安全バルブハウジングの内部に位置するシャフトと、
    下部が開放され、閉鎖された上部の中央部分に上下方向に貫通孔が形成されており、縁に沿って上下方向にガスが排出可能なスペースが備えられた側壁が形成され、前記シャフトの係止爪が貫通孔に貫通挿入されて位置し、側壁の外周面が前記安全バルブハウジングの第1の直径部内周面に密着するよう設けられるストッパと、
    前記シャフトの本体に嵌められて、シャフトのガス流出部の上面とストッパ上部の下面との間に設けられるバネと、
    前記安全バルブハウジングの第1の直径部の上端とマウンティングカップの超過圧ガス排出孔の間に嵌められて設けられる第1のガスケットと、
    前記シャフトの下端に形成されたガスケット締結部に嵌められて、上端部が前記ガス流出部の下面に密着して設けられる第2のガスケットと、
    を含んで構成され、前記バルブステムハウジングと安全バルブハウジングが一体に形成され、前記マウンティングカップに形成された超過圧ガス排出孔がマウンティングカップの中心とノッチ部分を結んだ線に垂直となるマウンティングカップ中心の左側又は右側に配置されることを特徴とする携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ。
  2. 前記第2のガスケットは、下面は閉鎖され、上面は開放されており、下面の縁に沿って上向きに円筒状の側壁が形成され、前記側壁の上端には断面が円形である突出部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ。
  3. 前記安全バルブハウジングの第1の直径部は第2の直径部よりも直径が大きく、第1及び第2の直径部の間は端爪が傾斜するように形成されており、ガス容器内に充填されたガス圧力が正常の場合は、前記第2のガスケットの下面が安全バルブハウジングの第2の本体部の底に形成された孔を密閉するよう位置し、
    ガス容器内の超過圧ガスにより、第2のガスケットが作動して最高に上昇したとき、第2のガスケットの突出部が安全バルブハウジングの第2の直径部の上端部を離れるように作動することを特徴とする請求項1に記載の携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ。
  4. 前記ストッパの側壁とシャフトのガス流出部には等間隔で超過圧ガスが排出されることのできる溝が上下方向に貫通形成されていることを特徴とする請求項1に記載の携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ。
  5. 前記第2のガスケットは、シャフトのガス流出部とガスケット締結部との間に挿入されて外周面が安全バルブハウジングの第2の直径部の内周面に密着されるOリング(O−ring)状の第1の部分と、シャフトのガスケット締結部の下部に位置して安全バルブハウジングの第2の直径部の底に形成された孔を密閉させる第2の部分に分離されて構成されることを特徴とする請求項1に記載の携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ。
  6. 前記バルブステムハウジングの外周面の上端部分には、外向きに突出するよう突出支持部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の携帯用ガス容器の爆発を防止するための超過圧排出用安全バルブ。

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