JP3562920B2 - 過充填防止機能付ｌｐガス容器バルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス容器バルブに関し、特にＬＰガス使用のために配置された場所において、ガス充填を行うのに適した過充填防止機能付ＬＰガス容器バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＰガス容器のような高圧ガスの容器の出入り口に取付けられるバルブとしては、ガス充填、残ガス回収、気体ブローテストなどの一般的な作業が支障無くできることが要求され、これらの条件を満足させるものが普及している。さらに安全性を高めるため、放出ガスの過流防止機能を有するもの、地震等の災害に対応できるもの等が提案されている。
上記一般作業のうち、ガス充填に関しては、諸設備の整った特定の作業基地で行われることが多いので、従来のガス使用時放出用のガス容器バルブ（ガス通路開閉弁、異常圧力対応の安全弁のみが取付けられているもの）がそのままガス充填時にも利用されている。
【０００３】
また、燃料として自動車に搭載されるＬＰガスタンクへのガスの注入は、特定の作業基地以外でも、ガソリンスタンドなどの簡単な設備でガス充填を行う必要があるが、規定容量以上のガスを注入すると、熱膨張して安全弁の作動に至る場合があり、特にタクシーの場合は注意を要する。これらの危険を防ぐ目的で、過充填防止装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般家庭を含むガス需要家に対するＬＰガスの供給は、現在殆どの場合、充填済のガス容器を運搬し、現地において使用済みのガス容器と交換しているが、最近では作業効率を高めるために、このようなガス容器の交換ではなく、需要家用のガス容器設置現場でのガス充填（いわゆる軒先充填）を希望する向きが増加しつつある。
【０００５】
ところが、従来のＬＰガス容器ではガス通路開閉弁、異常圧力対応の安全弁、放出ガスの過流防止機能などが設けられているが、ガス充填時の過充填を防止する機能は付加されていない。そこで軒先充填を実施するためには、個々のガス容器に従来の容器バルブとは別に、過充填防止機能つきの充填専用バルブを増設する必要がある。全自動の充填設備を備えていない充填所、自動車容器のように取り外しをしないで充填する場合、および現在計画されている軒先充填においては何らかの安全対策が必要である。
本発明の目的は、このような課題を解決して、一つの容器バルブで、容器からのガス放出と容器へのガス充填を兼用することができ、かつ極めて安全性の高い過充填防止機能付ＬＰガス容器バルブを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明による過充填防止機能付ＬＰガス容器バルブは、
プロパンガス容器に取りつけられ、少なくとも通過するガスの通路を開閉する開閉弁とガス圧の異常上昇に対応して作動する安全弁を備えたガス容器バルブにおいて、
前記バルブのガス放出時の出口を入口としてガス充填を行う場合の過充填を防ぐため該バルブ内のガス通路に前記開閉弁と直列に配置した過充填防止弁と、
前記ガス容器内の液化ガスの液面移動に伴って上下動するフロートを駆動源として前記過充填防止弁を開閉させる過充填防止弁駆動手段とを設け、
前記過充填防止弁に、通常姿勢においてガスの通過をガス放出方向へのみ許容しガス充填方向へは許容しない方向性のある弁構造を一体に組み込んだ過充填防止機能付ＬＰガス容器バルブにおいて、
前記過充填防止弁は、ガス通路の壁面の一部に内側に向かって突き出しガス通路を狭くするための鍔状部と該鍔状部中央のガス通過孔を開閉弁側から塞ぐことができるボールとから成り、
前記ボールをガス通過方向に直角な平面で切断して開閉弁側の上半球形部とガス容器側の下半球形部に分け、前記上半球形部の下面中央に棒状の支柱を設け、前記下半球形部の上面中央に前記棒状の支柱にスライド自在に嵌合する穴と前記穴の周辺に前記切断面から下半球形部の下面に向かって貫通するガス通過孔を設けることによって方向性のある弁構造を形成し、
前記下半球形部の下部に一端を連結したレバーの他端を梃を介してガス容器内の液化ガス液面の動きに追随して上下動するフロートに連結させて過充填防止弁開閉手段とし、
ガス充填時に前記フロートの上下動に伴い、ガス通過を停止する場合はボールが下がって前記鍔状部のガス通過孔を塞ぎ、ガス通過を許容する場合はボールが上がって前記鍔状部のガス通過孔を開けるよう構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。
図１は本発明の一実施形態例を示す正面図（断面図）である。ただし図１は開閉弁、安全弁の他に過流防止弁を備えるガス容器バルブに、過充填防止弁を付加したものであり、開閉弁は閉じた状態で、安全弁と過流防止弁は不動作の状態で示してある。過充填防止弁は閉じた状態を実線で、開いた状態の一部を２点鎖線で示してある。
【０００８】
図１において、１は、バルブボディで、ガスボンベ結合用雄ねじ１ａによって図示しないボンベのガス出入り口の雌ねじにねじ込んで結合される。２は、バルブ入口（ガスボンベ出口）からバルブ出口３ｂへのガス通路である。３は、雌ねじ３ａによって図示しないガス供給高圧管に結合される高圧管結合部である。
５は、ガス通路２を遮断する開閉弁である。開閉弁５はハンドル６によって上下させることができる。安全弁７は、平常時スプリング８によって安全弁へのガス通路分岐部２ｂに設けられた斜面に押しつけられてガス通路分岐部２ｂを塞いでいる。開閉弁５および安全弁７の動作は、従来のバルブの同等部分と同じであるのでその関係の説明は省略する。
【０００９】
ガス通路２内に、開閉弁５の付近のガス通路を狭める斜面２ａに当接して、ガス異常流出時にガスを遮断するボール（以下過流防止ボールという。）９が挿入されている。
正常時の過流防止ボール９は、ボール受け９ａによって、ガス通路２の中で、安全弁７への分岐点より開閉弁５寄りの位置に支持されている。
過流防止ボール９は、ガス異常流出時には強いガスの流れによって浮上して斜面２ａに当り、ガス通路２を塞ぐ。
１０は、ガス充填時に過充填を防止するための過充填防止弁である。
【００１０】
図２は、過充填防止弁１０とその関連部分を分解し、しかも弁の球形の部分の構造を判りやすくするため、軸を含む垂直な面で切断した断面を示した斜視図である。
過充填防止弁１０は、球形でボール状であるが、図２に示すように上下に二分し、上側の小さい上半球形部１１と、下側の大きい下半球形部１２とによって構成されている。
【００１１】
上半球形部１１は、下面中央に下面に垂直で棒状の支柱（以下スライドロッドという）１１ａが取付けられている。
下半球形部１２は、上面中央にスライドロッド１１ａが上下動自由に嵌入する穴１２ａが設けられている。また、上面の周縁近くにリング状の溝があって、その溝には上半球形部１１の下面に接触した場合の気密性を高めるためのゴム製のＯリング１３が嵌め込まれている。また、Ｏリング１３の内側に、下半球形部１２の上面から下面に向かって垂直に貫通するガス通過孔１２ｂ、１２ｂ、１２ｂ、１２ｂが、穴１２ａの周りに分散して設けられている。
【００１２】
下半球形部１２の側面の一箇所から穴１２ａに向かって、止めねじ１４をねじ込む孔１２ｃが設けられていて、止めねじ１４を奥まで一杯ねじ込んだとき、その先端が、上半球形部１１のスライドロッド１１ａに設けられている凹部１１ｂに嵌入し、しかもその先端が凹部１１ｂの底に触れないようになっている。そこで止めねじ１４は、スライドロッド１１ａを固定することなく、その上下動の位置の上限を規制し、上半球形部１１が下半球形部１２から抜け出ることを防いでいる。
上半球形部１１とこれに接する下半球形部１２の面およびガス通過孔１２ｂ、１２ｂ、１２ｂ、１２ｂによって、通常姿勢においてプロパンガスの通過を前記ガス容器側から前記分岐点側方向へは許容し、前記分岐点側から前記ガス容器側方向へは許容しない一方向通過許容弁を形成する。
【００１３】
下半球形部１２の底面のねじ穴１２ｄは、下半球形部１２を上下に駆動する垂直ロッド１８の上端の雄ねじ部１８ａにねじ結合される。
図３は、図１の過充填防止弁１０駆動の構造を示す説明図（断面図）である。
過充填防止弁１０の駆動源は、液化ガスの液面の位置（図３に示すＬａ、Ｌｂ等）の変化によって上下に動くフロート１５である。フロート１５には水平レバー１６の一端が取りつけられている。水平レバー１６は、支点１７によってロッドガイド筒２０の下端付近に揺動自由に支持されている。水平レバー１６の他端には、垂直ロッド１８の下端１８ｂが揺動自由に結合されている。
ロッドガイド筒２０の頂部２０ａは、円筒の内側に張り出し鍔状部を形成している。その鍔状部の中央にある孔は、ガスの過充填防止時に、垂直ロッド１８の上端に結合されている下半球形部１２の底の球面によって塞がれる。
【００１４】
ロッドガイド筒２０の内部には、上下の２箇所に、中央に小さい孔のあるガイド板２０ｂ、２０ｃが設けられていて、垂直ロッド１８はガイド板２０ｂ、２０ｃの小孔をスライド自由に貫通している。下半球形部１２の底面と上側のガイド板２０ｂの間にスプリング２１が挿入されていて、下半球形部１２をロッドガイド２０の頂部２０ａより引き離すよう附勢している。また、垂直ロッド１８の下側ガイド板２０ｃより少し下がった位置に、小さい出っ張り１９が設けられていて、垂直ロッド１８の上昇位置の限度を規制している。従って下半球形部１２の上昇限度位置は、出っ張り１９がガイド板２０ｃに当たる位置で決まる。なお、２０ｄ、２０ｄ、２０ｄ、２０ｄや、２０ｅ、２０ｅ、２０ｅ、２０ｅは、残ガス回収時容器を転倒させた場合の残ガス（液）回収のために必要孔で、ロッドガイド筒２０の内外にガス（液）を通過させる孔である。
【００１５】
次に過充填防止弁１０の動作について述べる。ガス供給のためのガス容器設置場所におけるガス充填作業は、ガス放出可能状態から一旦ガス容器バルブの開閉弁を締切り、バルブ出口３ｂに結合される高圧ガス管を、ガス供給（放出）用のものからガス充填用のものに切り換えて行われる。
このとき、ガス容器内はガスの残りが少ない状態で、液化ガスの液面は低く、例えば図３のＬｂの位置にある。そこで、液面がフロート１５を押し上げる力は弱く、フロート１５の自重で下がっている。垂直ロッド１８は水平レバーを介して押し上げられ、図中の２点鎖線で示すように出っ張り１９が１９ｂの位置まで上がったところでガイド板２０ｃに当たり止まっている。
【００１６】
このとき過充填防止弁１０は、図４の説明図（断面図）に示すように、上半球形部１１の下面と下半球形部１２の上面が接する状態で最上位の位置にある。そこでＬＰガス等の充填すべきガスは、バルブ出口（ガス充填入口兼用）３ｂより開閉弁５、過流防止ボール９の周辺、過充填防止弁１０の周辺を通過してガス容器内に満たされていく。このときのガス通過経路は、図４図中の矢印で示してある。
【００１７】
容器内の液化ガスの液面は漸次上昇し、図３のＬｂの位置を経てＬａの位置に到ると、フロート１５は、その浮力が増して上昇し、水平レバー１６を介して垂直ロッド１８を引き下げ、過充填防止弁１０は、スプリング２１の反発力に抗して下降し、下半球形部１２の下面がロッドガイド筒２０の頂部２０ａの孔を塞ぐ。そこで、液面Ｌａの位置からさらに液面を上昇させるようなガス充填は完全に阻止される。
液化ガス液面が図３の実線で示す規定位置Ｌａとなるまで充填した後は、容器バルブの開閉弁を締切り、バルブ出口３ｂに結合される高圧ガス管を、ガス充填用のものからガス放出（供給）用のものに切り換え、再びガス容器バルブの開閉弁を開いて、その後のガス供給に備える。
【００１８】
図５は、ガス容器内の液化ガス液面がほぼ規定値Ｌａに近い状態でガス供給が行われる場合のガス通過経路を示す説明図（断面図）である。
この状態では、下半球形部１２の下面はロッドガイド筒２０の頂部２０ａを塞いでいるが、下半球形部１２の下面から上面にガス通過孔１２ｂ、１２ｂ、１２ｂ、１２ｂが開けられているので、これらの孔を通ったガスが上半球形部１１の下面に当たって押し上げ、図５に矢印で示すようなガス放出経路を形成する。
【００１９】
その後ある程度のガス放出により、液化ガスの液面が下がってきて、フロート１５の浮力が小さくなれば、次第にスプリングの反発力の方が勝り、バランスが崩れてフロート１５は下がり、過充填防止弁１０は上昇して下半球形部１２の下面はロッドガイド筒２０の頂部２０ａより離れ、図４のガス充填経路の全く逆方向でガス放出が行われる。
もしこのような放出過程において異常事態が発生し、一定以上のガス過流状態となれば、過流防止ボール９がガス流によって浮上し、その直上の斜面に当たりガス通路を塞ぐ。このガス通路の阻止は、ガス過流の原因が無くなれば、解除される。
【００２０】
ガス供給終了その他の理由によって、ガス容器から残ガスを回収する場合の作業は、ガス容器を倒立させた状態で行われる。
図６は、残ガス回収時の容器バルブ内各部の状態を示す説明図（断面図）である。
この場合、フロート１５に液化ガス液面の影響による浮力を生じることは少ない。フロート１５に浮力を受けない場合は、その自重とスプリング２１の反発力とのバランスで、過充填防止弁１０の位置が決まるが、たとえ下半球形部１２の球面がロッドガイド筒２０の頂部２０ａを塞いでいても、自重により上半球形部１１が下がり下半球形部１２の接触面から離れるので、ガス（液化ガス）通過路は確保される。
【００２１】
フロート１５に浮力を受ける場合は、浮力がスプリング２１の反発力と同一方向に附勢するので、過充填防止弁１０が下がって、下半球形部１２の球面がロッドガイド筒２０の頂部２０ａの鍔状部から離れ、ガス通過孔を塞ぐことはない。なお、この状態で自重による上半球形部１１の下降が加わっても、出っ張り１９がガイド板２０ｃに当たり、一定以下に下がらず、上半球形部１１の球面部で近くのガス通路の斜面を塞ぐことはない。
また、ガス回収作業は、開閉弁５が半開の状態で行われるため、その突起５ａがガス通路の斜面から突き出て過流防止ボール９がその斜面に当たらないようになっているので、過流防止ボール９によってガス通路が塞がれることはない。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように本発明によれば、プロパンガス容器に取りつけられるガスを需要家に供給するためのガス容器バルブのガス通路に、容器バルブ出口をガス充填の入口として注入する場合の過充填を防ぐための過充填防止弁を設け、該過充填防止弁に、正常姿勢におけるプロパンガスの通過を、容器側から容器バルブ出口側へは許容し逆方向へは許容しない一方向通過許容弁を一体に組み込み、容器内の液化ガスの液面の上下に伴い上下動するフロートによって前記過充填防止弁を開閉させることにより、一つの容器バルブで、容器からのガス放出とガス充填を兼用することができ、しかも簡単な構造で安全性の高い過充填防止機能が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の例を示す正面（断面図）図である。
【図２】図１の過充填防止弁関連部分の構造を示す説明図（分解、一部断面の斜視図）である。
【図３】図１の過充填防止弁の駆動構造を示す説明図（断面図）である。
【図４】ボンベ液面の中位以下におけるガス充填状態を示す説明図である。
【図５】ボンベ液面上限位置における通常ガス放出状態を示す説明図である。
【図６】残ガス回収作業時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ バルブボディ
２ ガス通路
３ 高圧管結合部
４ ガスボンベボディ
５ 開閉弁
６ ハンドル
７ 安全弁
９ 過流防止ボール
１０ 過充填防止弁
１１ 過充填防止弁の上半球形部
１２ 過充填防止弁の下半球形部
１５ フロート
１６ 水平レバー
１８ 垂直ロッド
２０ ロッドガイド平成１６年３月２６日 名称変更届、住所変更届提出

Claims (1)

1. プロパンガス容器に取りつけられ、少なくとも通過するガスの通路を開閉する開閉弁とガス圧の異常上昇に対応して作動する安全弁を備えたガス容器バルブにおいて、
   前記バルブのガス放出時の出口を入口としてガス充填を行う場合の過充填を防ぐため該バルブ内のガス通路に前記開閉弁と直列に配置した過充填防止弁と、
   前記ガス容器内の液化ガスの液面移動に伴って上下動するフロートを駆動源として前記過充填防止弁を開閉させる過充填防止弁駆動手段とを設け、
   前記過充填防止弁に、通常姿勢においてガスの通過をガス放出方向へのみ許容しガス充填方向へは許容しない方向性のある弁構造を一体に組み込んだ過充填防止機能付ＬＰガス容器バルブにおいて、
   前記過充填防止弁は、ガス通路の壁面の一部に内側に向かって突き出しガス通路を狭くするための鍔状部と該鍔状部中央のガス通過孔を開閉弁側から塞ぐことができるボールとから成り、
   前記ボールをガス通過方向に直角な平面で切断して開閉弁側の上半球形部とガス容器側の下半球形部に分け、前記上半球形部の下面中央に棒状の支柱を設け、前記下半球形部の上面中央に前記棒状の支柱にスライド自在に嵌合する穴と前記穴の周辺に前記切断面から下半球形部の下面に向かって貫通するガス通過孔を設けることによって方向性のある弁構造を形成し、
   前記下半球形部の下部に一端を連結したレバーの他端を梃を介してガス容器内の液化ガス液面の動きに追随して上下動するフロートに連結させて過充填防止弁開閉手段とし、
   ガス充填時に前記フロートの上下動に伴い、ガス通過を停止する場合はボールが下がって前記鍔状部のガス通過孔を塞ぎ、ガス通過を許容する場合はボールが上がって前記鍔状部のガス通過孔を開けるよう構成したことを特徴とする過充填防止機能付ＬＰガス容器バルブ。

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