JP2016183690A - safety valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、安全弁に関するものである。 The present invention relates to a safety valve.
従来の安全弁においては、流路に接続され閉塞収容部(本体)及び金属製閉塞材を備え、閉塞材収容部(本体)が流路と流路の外部とを連通させる連通路を有し、金属製閉塞材が連通路内に収容され、連通路を閉塞するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional safety valve, it is connected to the flow path and includes a blocking housing portion (main body) and a metal blocking material, and the blocking material storage portion (main body) has a communication path that allows the flow path and the outside of the flow path to communicate with each other. It is known that a metal blocking material is accommodated in a communication path and closes the communication path (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に示された従来における安全弁は、作動する際に金属製閉塞材が溶融して連通路を開放するものである。このような従来の安全弁は、例えば図6に示すように、作動時に金属製の閉塞材300が部分溶融して軟化し、軟化した閉塞材300が冷媒等の圧力で塑性変形して安全弁の本体100から塊状で高速で飛び出す(飛散する)可能性がある。
The conventional safety valve shown in
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、安全弁の作動時に塊状の閉塞材が高速で飛散することを抑制することができる安全弁を得るものである。 This invention was made in order to solve such a subject, and obtains the safety valve which can suppress that a block-like obstruction | occlusion material scatters at high speed at the time of the action | operation of a safety valve.
この発明に係る安全弁においては、内部に冷媒が封入された配管又は容器の内部と外部とを通じる貫通孔が形成された本体と、予め定められた温度以上で軟化する材料からなり、前記本体の前記貫通孔内に挿入されて前記貫通孔を閉塞する閉塞材と、前記本体の前記貫通孔内に通された飛散抑制部材と、を備え、前記飛散抑制部材は、前記貫通孔内に通され、前記貫通孔より長い軸部と、前記配管又は容器の外部側の前記軸部に設けられ、前記軸部の長手方向に垂直な断面より大きな外形を有する頭部と、前記配管又は容器の内部側の前記軸部に設けられ、前記貫通孔の内形より大きな外形を有する尾部と、を備えた構成とする。 In the safety valve according to the present invention, the safety valve according to the present invention is composed of a main body in which a through-hole that passes through the inside or outside of a pipe or container in which a refrigerant is sealed, and a material that softens at a predetermined temperature or more, A blocking material that is inserted into the through hole and closes the through hole; and a scattering suppression member that is passed through the through hole of the main body, and the scattering suppression member is passed through the through hole. A shaft portion longer than the through-hole, a head portion provided on the shaft portion on the outside of the pipe or the container, and having an outer shape larger than a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the shaft portion, and the interior of the pipe or the container And a tail portion provided on the shaft portion on the side and having an outer shape larger than the inner shape of the through hole.
この発明に係る安全弁においては、安全弁の作動時に塊状の閉塞材が高速で飛散することを抑制することができるという効果を奏する。 In the safety valve according to the present invention, there is an effect that it is possible to suppress the massive blockage material from being scattered at a high speed when the safety valve is operated.
この発明を添付の図面を参照しながら説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示している。同符号の部分についての重複説明は適宜に簡略化あるいは省略する。 The present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. The overlapping description of the same reference numerals will be simplified or omitted as appropriate.
実施の形態1.
図1から図5は、この発明の実施の形態1に係るもので、図1は安全弁の断面図、図2は安全弁が備える飛散抑制部材の斜視図、図3は安全弁の本体と飛散抑制部材の大きさの関係を模式的に説明する図、図4は安全弁の作動実験に用いる装置を説明する図、図5は安全弁の作動時の様子を説明する図である。
1 to 5 relate to
図1に示すこの発明に係る安全弁1は、安全弁の一形式である液栓式安全弁、いわゆる可溶栓である。安全弁1は、内部に冷媒が封入された配管又は容器に取り付けられる。安全弁1の本体100には、貫通孔110が形成されている。貫通孔110は、本体100が取り付けられた配管又は容器の内部と外部とを通じている。ここでは、貫通孔110は、本体100の中央に設けられている。また、貫通孔110の長手方向に垂直な断面形状は、例えば円形であるとする。
A
安全弁1は、飛散抑制部材200を備えている。飛散抑制部材200は、本体100の貫通孔110内に通されて設けられている。本体100の貫通孔110内には、閉塞材300も挿入されている。閉塞材300は貫通孔110を閉塞している。
The
貫通孔110内には飛散抑制部材200と閉塞材300とが入れられているため、より正確に言えば、閉塞材300は、飛散抑制部材200を除いた貫通孔110内に充填されている。別の言い方をすれば、貫通孔110内に挿入された閉塞材300内に飛散抑制部材200(の一部)が埋め入れられているとも言うことができる。
Since the
閉塞材300は、予め定められた温度以上で軟化する材料からなる。閉塞材300を構成する材料として、例えば、融点の低い金属、あるいは、はんだ等の可溶合金等を用いることができる。閉塞材300は、予め定められた温度より低い温度環境下では固体であり、予め定められた温度以上となると溶融する。閉塞材300が軟化する温度は、具体的に例えば、65〜75℃程度に設定される。
The
閉塞材300の配管又は容器の内部側の面には、保護膜400が設けられている。前述したように配管又は容器の内部には冷媒が封入されている。閉塞材300として錫を含むはんだ合金を用いた場合、閉塞材300がフルオロカーボン等の冷媒と反応し腐食してしまう可能性がある。そこで、閉塞材300の冷媒と面する側に、保護膜400を形成しておくことで、冷媒と閉塞材300との接触及び反応を防ぐことができる。このような目的を達するため、保護膜400は、例えばフッ化樹脂等の、フルオロカーボン等の冷媒との反応性が低い(耐腐食性が高い)ものを用いる。
A
次に、図2を参照しながら、飛散抑制部材200の構成について詳しく説明する。この図2に示すように、飛散抑制部材200は、軸部210、頭部220及び尾部230を備えている。軸部210は、細長い円柱状すなわち軸状の部材である。軸部210の一端には頭部220が設けられる。頭部220は、例えば、先端が切り取られた切頭円錐状(円錐台状)を呈する。ここでは、頭部220は、軸部210に近いほど幅広で、軸部210から遠ざかるほど幅が狭くなる向きに設けられている。
Next, the configuration of the
軸部210の他端には尾部230が設けられる。尾部230は、薄い円板状を呈する。尾部230には、尾部貫通孔231が形成されている。尾部貫通孔231は1以上設けられ、ここでは、4つの尾部貫通孔231が設けられている。それぞれの尾部貫通孔231は、尾部230を軸部210の長手方向に貫通している。
A
次に、図3を参照しながら、本体100に取り付けられた状態の飛散抑制部材200と本体100との位置関係、及び、両者各部の大きさの関係について説明する。前述したように、本体100の中央には貫通孔110が形成されている。この貫通孔110は、安全弁1が取り付けられた配管又は容器の内部側(以下、単に内部側という)と前記配管又は容器の外部側(同じく、以下、単に外部側という)と貫通している。
Next, the positional relationship between the scattering suppressing
貫通孔110の内部側及び外部側は、貫通孔110よりも孔の内径が広げられている。すなわち、貫通孔110の内部側の端部には内部側段差部111が形成されている。そして、貫通孔110の内部側には、入口部120が形成される。また、貫通孔110の外部側の端部には外部側段差部112が形成されている。そして、貫通孔110の外部側には、出口部130が形成される。
The inner diameter and the outer side of the
入口部120の内形は貫通孔110の内形よりも大きい。そして、出口部130の内形も貫通孔110の内形よりも大きい。また、ここでは、入口部120の内形は出口部130の内形よりも小さい。ここで、貫通孔110の貫通方向に直交する方向の出口部130の寸法をA、貫通孔110の貫通方向に直交する方向の寸法をB、貫通孔110の貫通方向に直交する方向の入口部120の寸法をCとする。そうすると、前述した貫通孔110、入口部120及び出口部130の内形の開係は、A>B、C>B、かつ、C>Aとなる。したがって、これらをまとめると、A、B及びCは、C>A>Bの関係にある。
The inner shape of the
前述したように、飛散抑制部材200は、本体100の貫通孔110内に通される。この際、飛散抑制部材200の軸部210が貫通孔110内に配置される。したがって、軸部210の外形は、貫通孔110の内形より小さい。すなわち、軸部210の長手方向に垂直な断面は、貫通孔110の貫通方向に垂直な断面より小さい。ここでは、軸部210の断面及び貫通孔110の断面のいずれも円形である。したがって、軸部210の長手方向に直交する方向の寸法をbとすると、b<Bである。また、軸部210は貫通孔110よりも長い。すなわち、軸部210の長手方向の長さ寸法をd、貫通孔110の貫通方向の長さ寸法をDとすると、d>Dである。
As described above, the
前述したように、軸部210の一端には頭部220が設けられ、軸部210の他端には尾部230が設けられている。そして、軸部210は、頭部220が外部側、尾部230が内部側となる向きに、貫通孔110を通されて配置される。したがって、頭部220は出口部130の空間内に配置され、尾部230は入口部120の空間内に配置される。このように、外部側の軸部210に頭部220が設けられ、内部側の軸部210に尾部230が設けられている。
As described above, the
そして、頭部220は、軸部210の長手方向に垂直な断面より大きな外形を有している。すなわち、軸部210の長手方向に直交する方向の頭部220の寸法をaとすると、a>bである。ここでは、さらに、頭部220は、貫通孔110の内形より大きな外形を有している。すなわち、a>Bでもある。なお、頭部220は出口部130内にあるため、a<Aである。
The
また、尾部230は、貫通孔110の内形より大きな外形を有している。すなわち、軸部210の長手方向に直交する方向の尾部230の寸法をcとすると、c>Bである。なお、頭部220は入口部120内にあるため、c<Cも成立している。
Further, the
本体100及び飛散抑制部材200を以上のような位置及び大きさの関係にした上で、貫通孔110内に閉塞材300が挿入される。閉塞材300は、貫通孔110の内壁と飛散抑制部材200との間の隙間部分の全てと、入口部120の大部分とに充填され、図1に示す状態となる。
The
このようにして構成された安全弁1の動作について次に説明する。まず、図4に示すのは、安全弁1の作動実験を行うための装置である。この図4に示すように、プール501内には、水502が入れられている。水502中には、ヒータ503が入れられている。ヒータ503はスライダック504に接続されている。スライダック504を操作してヒータ503に流れる電流を変化させ、ヒータ503の発熱量を調節することにより、水502の温度を調節することができる。
Next, the operation of the
ボンベ505内には、冷媒が封入されている。ボンベ505には減圧弁506を介して銅配管507の一端が接続されている。銅配管507の他端には実験対象である安全弁1が接続されている。そして、安全弁1は、プール501の水502中に沈められている。この際、安全弁1の向きは、本体100の外部側すなわち出口部130が下方となるようにすることが望ましい。なお、安全弁1を従来の可溶栓に交換すれば、従来の可溶栓についても作動実験を行うことができる。
A refrigerant is sealed in the
このように構成された装置においてプール501内の水502の温度が均一になるように適宜に攪拌しながらスライダック504を操作し、水502の温度を徐々に上昇させていく。そして、安全弁1の作動温度を少し上回った状態で維持する。すると、安全弁1が作動し、閉塞材300が安全弁1から噴出される状況を観察することができる。また、安全弁1から噴出される泡の様子から、安全弁1から放出される冷媒の状況を観察することもできる。
In the apparatus configured as described above, the temperature of the
この装置を用いて観察した安全弁1の作動時の様子を図1及び図5を参照しながら説明する。まず、安全弁1の作動前の状態は、図1に示した通りである。ここで、前述したように、飛散抑制部材200の軸部210は貫通孔110より長く、かつ、頭部220の寸法a及び尾部230の寸法cは貫通孔110の寸法Bより大きい。このため、閉塞材300が貫通孔110に充填されていない状態では、飛散抑制部材200は貫通孔110の貫通方向に沿って一定量だけ前後に移動することが可能である。なお、飛散抑制部材200が移動可能な量は、軸部210と貫通孔110の長さの差分(d−D)である。
The state at the time of the action | operation of the
図1に示すように、安全弁1の作動前には、飛散抑制部材200は移動可能な範囲でなるべく内部側の位置に配置されている。そして、閉塞材300は入口部120にまで充填され、飛散抑制部材200の尾部230は閉塞材300内に埋め込まれている。
As shown in FIG. 1, before the
安全弁1の周囲の温度(図4の実験装置においては水502の温度)が安全弁1の作動温度以上となると、閉塞材300が軟化する。閉塞材300が軟化し、安全弁1の内部側の冷媒の圧力に抗することができなくなると、冷媒の圧力により保護膜400が破れて閉塞材300が貫通孔110内から外へと押し出される。
When the temperature around the safety valve 1 (the temperature of
ここで、前述したように軸部210の寸法aは軸部210の寸法bより大きい。したがって、貫通孔110内の閉塞材300は飛散抑制部材200の頭部220に当たりながら噴出されることになる。このため、噴出される閉塞材300は、飛散抑制部材200により塑性変形されて、あるいは分断されて塊状でなくなる。また、飛散抑制部材200に当たることで、噴出の勢いが減じられる。したがって、安全弁1の作動時に閉塞材300が塊状で高速飛散することを抑制することができる。
Here, as described above, the dimension a of the
閉塞材300が外部へと噴出され、貫通孔110が開放されると、安全弁1の内部側の冷媒は、入口部120から貫通孔110に入る。そして、冷媒は出口部130を通って安全弁1の外部へと放出される。こうして、周囲の環境の温度が予め定められた温度以上に上昇した場合に、安全弁1が作動して配管又は容器内の冷媒の圧力を開放することができる。
When the blocking
なお、前述したように、飛散抑制部材200は貫通孔110の貫通方向に沿って可動である。そして、安全弁1の作動前には飛散抑制部材200は可動範囲の内部側の位置において閉塞材300により固定されている。安全弁1の作動時には、閉塞材300が軟化し、飛散抑制部材200の位置の固定が解かれる。したがって、飛散抑制部材200は冷媒及び閉塞材300に押されて外部側へと移動する。すると、貫通孔110の出口部130側の端部と飛散抑制部材200の頭部220との間の隙間が広がる。このため、飛散抑制部材200は閉塞材300が塊のまま高速で放出されることを抑制しつつ、貫通孔110と飛散抑制部材200の頭部220との間に閉塞材300が詰まってしまうことを防止することができる。
As described above, the
また、尾部230には、尾部貫通孔231が形成されているため、冷媒の圧力は尾部貫通孔231を通じて貫通孔110内の閉塞材300にかかる。したがって、温度上昇時に円滑かつ確実に閉塞材300が貫通孔110から放出され、安全弁1が作動される。さらに、尾部貫通孔231が形成されていることで、尾部230が貫通孔110の入口部120側の端部に当たるまで飛散抑制部材200が移動しても、尾部230により貫通孔110が閉塞されることがなく、尾部貫通孔231を通じて円滑に冷媒を外部に放出することが可能である。
In addition, since the
なお、以上のように構成された安全弁1は、例えば、図6に示したような飛散抑制部材を備えていない従来の可溶栓の閉塞材を加熱し溶かして一旦取り除いた上で、図2及び図3に示したような形状及び大きさの飛散抑制部材を取り付けることで製造することができる。また、図2及び図3に示したような飛散抑制部材については、例えば、樹脂性のネジ及びナットを元にして、所望の形状及び大きさに加工すること等によって、容易に製造することが可能である。
Note that the
以上のように構成された安全弁は、内部に冷媒が封入された配管又は容器の内部と外部とを通じる貫通孔110が形成された本体100と、予め定められた温度以上で軟化する材料からなり、本体100の貫通孔110内に挿入されて貫通孔110を閉塞する閉塞材300と、本体100の貫通孔110内に通された飛散抑制部材200と、を備えている。そして、飛散抑制部材200は、貫通孔110内に通され、貫通孔110より長い軸部210と、配管又は容器の外部側の軸部210に設けられ、軸部210の長手方向に垂直な断面より大きな外形を有する頭部220と、配管又は容器の内部側の軸部210に設けられ、貫通孔110の内形より大きな外形を有する尾部230と、を備えたものである。
The safety valve configured as described above is composed of a
このため、安全弁1の作動時に軟化した閉塞材300と飛散抑制部材200とが干渉し、安全弁1の作動時に塊状の閉塞材300が高速で飛散することを抑制することができる。また、これは安全弁1の取り付け向きに左右されないため、安全弁1がどのような取り付け向きであっても、作動時における塊状の閉塞材300の高速飛散を抑制することができる。
For this reason, the blocking
なお、頭部220の寸法aが少なくとも軸部210の寸法bよりも大きければ、閉塞材300の放出が頭部220により阻害されるため、安全弁1の作動時に塊状の閉塞材300が高速で飛散することを抑制するという前述の効果を得ることができる。ここで、原理的には頭部220の寸法aを大きくした方が閉塞材300の放出を阻害する作用が強まるため、塊状の閉塞材300の高速飛散をより抑制することが可能となる。しかしながら、閉塞材300の放出が阻害され過ぎると円滑な圧力開放に支障をきたすおそれがあるため、頭部220の寸法aはこれらの要素の兼ね合いにより決定することが好ましい。
If the dimension “a” of the
ただし、以上の実施の形態として説明したように、頭部220の寸法aを貫通孔110の幅Bよりもわずかに大きくすることで、尾部230の寸法cも貫通孔110の幅Bより大きいことから飛散抑制部材200が貫通孔110内から抜けることがないようにすることができる。このようにすることで、本体100と飛散抑制部材200とが分離することがないため、取り扱いを容易にして利便性を向上することが可能である。
However, as described in the above embodiment, when the dimension a of the
1 安全弁、 100 本体、 110 貫通孔、 111 内部側段差部、 112 外部側段差部、 120 入口部、 130 出口部、 200 飛散抑制部材、 210 軸部、 220 頭部、 230 尾部、 231 尾部貫通孔、 300 閉塞材、 400 保護膜、 501 プール、 502 水、 503 ヒータ、 504 スライダック、 505 ボンベ、 506 減圧弁、 507 銅配管
DESCRIPTION OF
Claims (3)
予め定められた温度以上で軟化する材料からなり、前記本体の前記貫通孔内に挿入されて前記貫通孔を閉塞する閉塞材と、
前記本体の前記貫通孔内に通された飛散抑制部材と、を備え、
前記飛散抑制部材は、
前記貫通孔内に通され、前記貫通孔より長い軸部と、
前記配管又は容器の外部側の前記軸部に設けられ、前記軸部の長手方向に垂直な断面より大きな外形を有する頭部と、
前記配管又は容器の内部側の前記軸部に設けられ、前記貫通孔の内形より大きな外形を有する尾部と、を備えた安全弁。 A main body in which a through-hole is formed through the inside or outside of a pipe or container in which a refrigerant is sealed;
It is made of a material that softens at a predetermined temperature or higher, and a closing material that is inserted into the through hole of the main body and closes the through hole;
A scattering suppression member passed through the through hole of the main body,
The scattering suppression member is
A shaft that is passed through the through hole and is longer than the through hole;
A head having an outer shape larger than a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the shaft provided on the shaft of the pipe or the container on the outside;
A safety valve comprising: a tail portion provided on the shaft portion on the inner side of the pipe or the container and having an outer shape larger than the inner shape of the through hole.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021517953A (en) * | 2018-04-25 | 2021-07-29 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | A method for assembling a soluble safety device, a gas container, and a soluble safety device and installing them in the gas container. |
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US11940101B2 (en) | 2018-04-25 | 2024-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Fusible link, gas tank, and method for assembling a fusible link and for installing same in a gas tank |
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