JP3583728B2 - 液化ガス用過充填防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガス、液体燃料等の液体を貯留するタンク内に装着されて、液体を外部からタンク内へ補給する際に、液体がタンク内へ過充填されることを防止するための過充填防止装置に関し、特に、気化ガスの排出用の逆流装置を不要とし、また、ダイヤフラムの遊動縁部の負担を軽減し、耐久性を向上させた液化ガス用過充填防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の装置としては、例えば、実公平２−４１４３９号に開示されているような「液化ガス用過充填防止装置」が知られている。この装置は、図７に示すように、基本的には、入口腔５１内の奥に配置されたダイヤフラム５２と、このダイヤフラム５２の一方側に配置された環状流入室５３、弁座５４、筒状弁座壁５５、及び、出口腔５６と、その反対側に配置されたダイヤフラム室５７、及び、タンク内のフロート５８と連動するパイロット弁５９とによって構成されている。
【０００３】
この装置が装着されているタンク内に液化ガスが十分に充填されていない状態においては、液面の低下によりフロート５８は下降状態にあり、パイロット弁５９は開放されていることになる。従って、ダイヤフラム室５７とタンクの内部空間は連通状態にあり、ダイヤフラム室５７内の圧力は、タンクの内部空間と等しい状態にある。
【０００４】
この状態でタンク内に液化ガスの充填を開始すると、入口腔５１から流入する液化ガスは、環状流入室５３へ供給され、この環状流入室５３から、ダイヤフラム５２をダイヤフラム室５７側へ押し下げながら、ダイヤフラム５２と弁座５４との間を通って、出口腔５６よりタンク内へと流入することになる。
【０００５】
尚、ダイヤフラム５２には、細孔６０が穿設されており、前述の通り、ダイヤフラム室５７内の圧力はタンクの内部空間と等しい状態にあるので、環状流入室５３に供給された液化ガスの一部は、この細孔６０を通ってダイヤフラム室５７側へも流入することになり、更に、ダイヤフラム室５７から、開放されたパイロット弁５９を介してタンク内へ流入することになる。
【０００６】
タンク内に所定量の液化ガスが充填されると、タンク内のフロート５８が液面の上昇により押し上げられ、パイロット弁５９は閉じられることになる。こうなると、ダイヤフラム５２の細孔６０を通ってダイヤフラム室５７内へ流れ込んだ液化ガスは、逃げ場を失うことになり、その結果、ダイヤフラム室５７内における液化ガスの圧力は増大し、環状流入室５３内における液化ガスの圧力と等しくなる。
【０００７】
このとき、環状流入室５３に接するダイヤフラム５２の面積よりも、ダイヤフラム室５７に接するダイヤフラム５２の面積の方が大きいため、環状流入室５３の液化ガスがダイヤフラム５２をダイヤフラム室５７側へ押し下げようとする力よりも、ダイヤフラム室５７の液化ガスがダイヤフラム５２を筒状弁座壁５５の弁座５４に押し付ける力の方が大きくなる。その結果、ダイヤフラム５２は筒状弁座壁５５の弁座５４に押し付けられて密着することになり、環状流入室５３から出口腔５６方向への液化ガスの流れが遮断され、タンク内に対する過充填を生ずることなく、液化ガスの補給を終えることができる。
【０００８】
また、タンク内に貯蔵されたガス（気化ガス）を使用する際には、充填時における液化ガスの流入経路とは別個に設けた排出用の弁（図示せず）を開いてタンクの外部へと気化ガスを放出するか、或いは、そのような排出用の弁が設けられていない場合には、前述したような液化ガスの流入経路を逆流させて、気化ガスをタンクの外部へと排出する。
【０００９】
【発明が解決すべき課題】
液化ガスの流入経路を逆流させて、タンク外へと気化ガスを排出させる場合には、入口腔５１に連通する栓（図示せず）を開放する。そうすると、タンク内の気化ガスは、パイロット弁５９を抜けてダイヤフラム室５７内に流入し、細孔６０を通って、環状流入室５３及び入口腔５１を経て外部に流れ出すことになる。
【００１０】
尚、このときのダイヤフラム室５７内の圧力は、タンク内の圧力とほぼ等しく、入口腔５１内及び環状流入室５３内の圧力よりも相対的に高くなっているため、ダイヤフラム５２は、ダイヤフラム室５７の圧力によって弁座５４側に押し付けられ、また、環状流入室５３からは弁座５４側へ引っ張られることになる。その結果、ダイヤフラム５２は弁座５４に密着することになる。従って、入口腔５１に連通する栓を開放した場合、タンク内の気化ガスが、出口腔５６から、ダイヤフラム５２と弁座５４の間を通って排出されることはなく、前述した通り、パイロット弁５９からダイヤフラム５２の細孔６０を通る経路によって、気化ガスは外部へと排出されることになる。
【００１１】
ここで問題となるのは、パイロット弁５９から細孔６０を通る経路によって気化ガスを外部へ排出させる場合には、その流量は、ダイヤフラム５２に穿設されている細孔６０の大きさ（開口面積）に依存してしまうということである。
【００１２】
より具体的に説明すると、この細孔６０は、本来、液化ガスの充填時において液化ガスをダイヤフラム室５７内へ流入させるという目的でダイヤフラム５２に設けられているものであるため、この目的を達成することができる必要最小限度の大きさに設定されており、気化ガス排出時のことを考慮して設計されている訳ではない。このため、気化ガスの使用時においては、細孔６０の開口面積が小さいために、所望の排出速度にて気化ガスを排出させることが困難であるという問題がある。
【００１３】
また、パイロット弁５９から細孔６０を通る経路によって気化ガスを外部へ排出させる場合には、ダイヤフラム室５７内の圧力が環状流入室５３よりも高くなるため、ダイヤフラム５２の遊動縁部に余計な負担がかかってしまい、耐久性を低下させてしまうという問題がある。
【００１４】
より詳細に説明すると、図８に示すようにダイヤフラム５２は、板状本体６１と、その外側において断面がＵ字状に形成された遊動縁部６３と、更にその外側に形成された固定縁部６２とによって構成されており、液化ガス用過充填防止装置５０の本体内において固定縁部６２が固定されるとともに、遊動縁部６３によって板状本体６１と固定縁部６２とが接続されることによって、板状本体６１が所定方向（図８において上下方向）へ移動可能なように構成されている。
【００１５】
そして、パイロット弁５９から細孔６０を通る経路によってガスを外部へ排出させようとする場合には、細孔６０の開口面積がそれ程大きくないために、ダイヤフラム室５７内の圧力は、入口腔５１及び環状流入室５３側の圧力よりも高くなってしまうことになる。そうすると、遊動縁部６３は、その圧力差を受け、ダイヤフラム室５７内において潰れた状態となってしまう。
【００１６】
ダイヤフラム室５７と環状流入室５３等との間に生じるこのような圧力差は、柔軟性のある材料によって形成されている遊動縁部６３に過度の負担をかけることになり、耐久性を低下させ、作動不良の原因となる可能性がある。
【００１７】
このような事情に鑑みると、実公平２−４１４３９号に開示されているような液化ガス用過充填防止装置においては、気化ガスの排出時のことを考慮して、液化ガスの流入経路とは別個に、気化ガス排出用の経路を設けておく必要がある。
【００１８】
しかしながら、液化ガスの流入経路とは別個に、気化ガス排出用の経路（逆流装置等）を設けなければならないとすると、装置構成が複雑となり、安全性や信頼性の低下を招いてしまうほか、製造コストが嵩むといった問題がある。
【００１９】
本発明は、かかる従来技術における問題を解決すべくなされたものであって、気化ガス排出用の経路を別個に設けることなく、また、ダイヤフラムの遊動縁部にも負担をかけることなく、十分な速度にて気化ガスを円滑に排出することができる液化ガス用過充填防止装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液化ガス用過充填防止装置は、入口腔、出口腔、環状流入室、筒状弁座壁、弁座、及び、ダイヤフラム室を有するボディーと、固定縁部、遊動縁部、及び、細孔を有し、ボディー内において環状流入室とダイヤフラム室とを隔てる位置に配置されたダイヤフラムと、フロートに連動して開閉し、開放時においてダイヤフラム室から液化ガスタンク内への液化ガスの流入を許容するとともに、閉鎖時において液化ガスの流入を遮断するパイロット弁とによって構成されるものであって、上記のような問題を解決すべく、ダイヤフラム室内に、気化ガスの逆流を阻止する逆流防止手段が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
尚、逆流防止手段は、連通孔を有する隔壁板と、チェック弁とによって構成され、隔壁板によって、ダイヤフラム室が第一小室（ダイヤフラム側の小室）と第二小室（パイロット弁側の小室）とに隔てられ、チェック弁によって、隔壁板の連通孔が第二小室側から閉塞されるように構成されることが好ましく、更に、チェック弁は、連通孔を閉塞する小球と、パイロット弁の天端面に穿設された嵌合孔と、この嵌合孔内に配置された付勢手段とによって構成され、更に、嵌合孔は、小球を嵌合可能な大きさに設定され、付勢手段は、小球を連通孔に向けて付勢するように構成されることが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液化ガス用過充填防止装置の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る液化ガス用過充填防止装置１の断面図である。この図からも明らかなように、本実施形態に係る液化ガス用過充填防止装置１は、基本的には、ボディー１０と、このボディー１０内に配置されたダイヤフラム１２と、パイロット弁１９とによって構成されている。
【００２３】
そして、ボディー１０内には、入口腔１１、環状流入室１３、弁座１４、筒状弁座壁１５、出口腔１６、及び、ダイヤフラム室１７が形成されている。また、ダイヤフラム１２は、板状本体２１、固定縁部２２、及び、遊動縁部２３とによって構成され、ボディー１０内において環状流入室１３とダイヤフラム室１７とを隔てるような位置に配置されている。但し、環状流入室１３とダイヤフラム室１７とは、気密的、水密的に隔てられているわけではなく、ダイヤフラム１２には液化ガスの通過を許容する細孔２０が設けられており、この細孔２０によって両室（１３，１７）は連通状態となっている。
【００２４】
また、パイロット弁１９は、図示しないフロートの上昇・下降動作に連動して開閉し、開放時においてダイヤフラム室１７から液化ガスタンク内への液化ガスの流入を許容するとともに、閉鎖時においてタンク内への液化ガスの流入を遮断するように構成されている。
【００２５】
尚、ダイヤフラム室１７内には、気化ガスの逆流防止手段が設けられている。この逆流防止手段は、気化ガスがパイロット弁１９、ダイヤフラム室１７、及び、細孔２０を通る経路により、タンク内から入口腔１１側へ逆流することを防止するためのものであり、本実施形態においては、連通孔２４を有する隔壁板２５と、チェック弁とによって構成されている。尚、チェック弁は、小球２８と、嵌合孔２９と、スプリング３０（付勢手段）とによって構成されている。
【００２６】
逆流防止手段を構成する隔壁板２５は、図示されているように、ダイヤフラム室１７を、ダイヤフラム１２側の第一小室２６と、パイロット弁１９側の第二小室２７とに隔てるような位置に配置されている。
【００２７】
また、パイロット弁１９の天端面には、小球２８を嵌合させることができる程度の大きさの嵌合孔２９が穿設されている。尚、本実施形態においては、パイロット弁１９の天端面には、小球２８を嵌合させるための嵌合孔２９のみが形成されているが、例えば、図６の（１）及び（２）に示すように、嵌合孔２９の周囲にスリット３５を形成しても良く、この場合、充填時における液化ガスの流れを円滑化することができる。
【００２８】
パイロット弁１９に形成されている嵌合孔２９の内部には、スプリング３０が配置されており、このスプリング３０は、隔壁板２５の連通孔２４に向けて小球２８を付勢すべく機能し、これにより、連通孔２４は、第二小室２７側から小球２８によって閉塞されるような構造となっている。
【００２９】
この液化ガス用過充填防止装置１は、上記のような構成にかかるものであるところ、液化ガスのタンク内に装着されて使用される場合、液化ガスの充填時には、液化ガスの過充填を好適に防止し、かつ、気化ガスの排出時（使用時）には、十分な排出速度にて気化ガスを排出することができる。
【００３０】
ここで、この液化ガス用過充填防止装置１の作用（液化ガス充填時の作用、及び、気化ガス排出時の作用）について説明する。まず、この液化ガス用過充填防止装置１の作動前の状態について説明すると、液化ガスのタンク内に液化ガスが充填されていない場合、或いは、タンク内における液化ガスの残存量が少量である場合には、フロート（図示せず）は、下降状態にある。
【００３１】
フロートが下降状態にある場合には、フロートに接続されているレバー３１によって、パイロット弁１９は内方（ダイヤフラム１２側）へ押し込まれ、図２に示すように、パイロット弁１９が、パイロット弁の弁座３２から離れた状態となり、タンクの内部空間と第二小室２７とが連通状態となっている。
【００３２】
この状態で、タンク内への液化ガスの充填を開始すると、入口腔１１から装置の内部方向へ供給された液化ガスは、環状流入室１３へ流入し、ダイヤフラム１２をダイヤフラム室１７側へ押し下げて、ダイヤフラム１２と弁座１４との間を通って、出口腔１６よりタンク内へと流入することになる。
【００３３】
尚、ダイヤフラム１２には、環状流入室１３からダイヤフラム室１７へと連通する細孔２０が穿設されているので、環状流入室１３内の液化ガスの一部は、この細孔２０を通ってダイヤフラム室１７へ流入する。
【００３４】
このとき、ダイヤフラム室１７の第一小室２６は、小球２８によって、第二小室２７側から閉鎖された状態となっているが、この小球２８は、スプリング３０によって付勢されているだけなので、第一小室２６内に液化ガスが充満した場合には、液化ガスは、図３に示すように小球２８を押し退けて、連通孔２４から第二小室２７内へと流入することになる。
【００３５】
そして、第二小室２７は、前述したようにこの時点ではパイロット弁１９が開放され、タンクの内部空間と連通した状態となっているので、第二小室２７に流入した液化ガスは、パイロット弁１９を通過して、更に、タンク内へと流入して行くことになる。
【００３６】
そして、タンク内に所定量の液化ガスが充填されると、タンク内のフロート（図示せず）は液面の上昇により押し上げられ、上昇状態となる。その結果、このフロートに接続されているレバー３１が動作して、パイロット弁１９が閉じられることになる（図１参照）。
【００３７】
こうなると、ダイヤフラム１２の細孔２０を通ってダイヤフラム室１７の第一小室２６内へ流れ込み、更に、第二小室２７内へ流れ込んだ液化ガスは、逃げ場を失うことになるので、ダイヤフラム室１７内における液化ガスの圧力は増大し、環状流入室１３内の圧力と等しくなる。
【００３８】
このとき、環状流入室１３に接するダイヤフラム１２の面積よりもダイヤフラム室１７に接するダイヤフラム１２の面積の方が大きいため、環状流入室１３の液化ガスがダイヤフラム１２をダイヤフラム室１７側へ押し下げようとする力よりも、ダイヤフラム室１７の液化ガスがダイヤフラム１２を筒状弁座壁１５の弁座１４に押し付けようとする力の方が大きくなる。その結果、ダイヤフラム１２は筒状弁座壁１５の弁座１４に押し付けられて密着することになり、環状流入室１３から出口腔１６方向への液化ガスの流れが遮断され、タンク内に対する過充填を生ずることなく、液化ガスの充填を終えることができる。
【００３９】
次に、気化ガスの排出時の作用について説明する。気化ガスをタンク外へと排出するには、入口腔１１に連通する栓（図示せず）を開放する。そうするとタンク内の気化ガスは、パイロット弁１９を抜けて、ダイヤフラム室１７の第二小室２７内へ流入する。
【００４０】
但し、第二小室２７から第一小室２６へと連通する連通孔２４は、図２に示されているように、小球２８によって第二小室２７側から閉塞されているので、第二小室２７から第一小室２６へと気化ガスが流入することはない。
【００４１】
この場合、ダイヤフラム室１７の第一小室２６内において生じている圧力は、細孔２０を介して連通する入口腔１１内及び環状流入室５３内の圧力と等しく、ダイヤフラム１２の反対側（出口腔１６側）において生じている圧力よりも小さいことになる。
【００４２】
従って、気化ガスは、ダイヤフラム１２をダイヤフラム室１７側に押し下げながら、出口腔１６から、筒状弁座壁１５の弁座１４とダイヤフラム１２との間を通って、環状流入室１３及び入口腔１１を経て外部に流れ出すことになる。
【００４３】
このように、本実施形態に係る液化ガス用過充填防止装置１においては、気化ガスの逆流防止手段によって、気化ガスがパイロット弁１９及びダイヤフラム室１７を通る経路によってタンク内から入口腔１１側へ逆流することが防止され、その結果、出口腔１６から弁座１４とダイヤフラム１２の間を通して気化ガスを排出することができ、従来の液化ガス用過充填防止装置１のように、ダイヤフラム１２の細孔２０を経由させる必要がないので、細孔２０の開口面積に規制されることなく、所望の排出速度にて円滑に気化ガスの排出を行うことができる。
【００４４】
尚、本実施形態においては、逆流防止手段を構成するチェック弁（小球２８、嵌合孔２９、スプリング３０）を、パイロット弁１９の内部、又は、これに近接した位置に設けたため、簡単な構成で、上記のような気化ガスの円滑な排出機能を実現することができ、気化ガスの排出経路を、液化ガスの充填時における流入経路とは別個に設ける必要が無く、従って、製造コストを抑え、また、装置の信頼性・安全性を確保することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、隔壁板２５の連通孔２４を第二小室２７側から閉塞するチェック弁の構成要素として、小球２８が用いられているが、必ずしもこの形に限定される必要はなく、連通孔２４を第二小室２７側から閉塞し、液化ガスの充填時においては、第一小室２６から第二小室２７への液化ガスの流入を許容する一方、気化ガスの排出時において、第二小室２７から第一小室２６への気化ガスの流入を防止できるようなものであればどうような形のものでもよく、例えば、図４に示すような、円筒形状の閉塞手段３３を用いることもできる。
【００４６】
更に、チェック弁は、付勢手段によって小球２８（或いはその他の閉塞手段３３）を連通孔２４に向けて付勢し、これによって連通孔２４を第二小室２６側から閉塞するような形のものに限定される必要はなく、例えば、図５に示すようなリード弁３４をバネ板材により製作し、第二小室２７側から隔壁板２５に取り付けるように構成しても良い。この場合、図１に示したような嵌合孔２９をパイロット弁１９に形成する必要が無くなり、また、付勢手段としてのスプリング３０、小球２８等も不要とすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の液化ガス用過充填防止装置は、液化ガスの充填時においては、タンク内への液化ガスの過充填を好適に防止し、更に、気化ガスの使用時においては、所望の排出速度にて、気化ガスを円滑に排出することができる。
【００４８】
また、本発明においては、気化ガスを使用する際に、液化ガスの充填時における流入経路を逆流させてタンク外へと排出するように構成されているので、気化ガス排出用の専用経路を設ける必要が無く、装置の複雑化を回避し、製造コストを抑え、装置の信頼性・安全性を確保することができる。
【００４９】
更に、気化ガスの排出時において、気化ガスが、出口腔からダイヤフラムと弁座の間を通って入口腔側へと流れるように構成されているので、気化ガスの排出時におけるダイヤフラム室の高圧化を防止することができ、これにより、ダイヤフラムの遊動縁部の圧潰を防止し、これに起因するダイヤフラムの耐久性低下、作動不良等を、好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液化ガス用過充填防止装置１の断面図。
【図２】図１の液化ガス用過充填防止装置１の作動状態を示す要部拡大断面図。
【図３】図１の液化ガス用過充填防止装置１の作動状態を示す要部拡大断面図。
【図４】本発明に使用されるチェック弁の他の適用例を示す断面図。
【図５】本発明に使用されるチェック弁の他の適用例を示す断面斜視図。
【図６】本発明に使用されるパイロット弁１９の他の適用例を示す斜視図。
【図７】従来の液化ガス用過充填防止装置５０の断面斜視図。
【図８】図７の液化ガス用過充填防止装置５０の断面図。
【符号の説明】
１，５０：液化ガス用過充填防止装置、
１０：ボディー、
１１，５１：入口腔、
１２，５２：ダイヤフラム、
１３，５３：環状流入室、
１４，５４：弁座、
１５，５５：筒状弁座壁、
１６，５６：出口腔、
１７，５７：ダイヤフラム室、
１９，５９：パイロット弁、
２０，６０：細孔、
２１，６１：板状本体、
２２，６２：固定縁部、
２３，６３：遊動縁部、
２４：連通孔、
２５：隔壁板、
２６：第一小室、
２７：第二小室、
２８：小球、
２９：嵌合孔、
３０：スプリング、
３１：レバー、
３２：パイロット弁の弁座、
３３：閉塞手段、
３４：リード弁、
３５：スリット、
５８：フロート、

Claims (3)

1. 入口腔、出口腔、環状流入室、筒状弁座壁、弁座、及び、ダイヤフラム室を有するボディーと、
   固定縁部、遊動縁部、及び、細孔を有し、前記ボディー内において前記環状流入室とダイヤフラム室とを隔てる位置に配置されたダイヤフラムと、
   フロートに連動して開閉し、開放時においてダイヤフラム室から液化ガスタンク内への液化ガスの流入を許容するとともに、閉鎖時において液化ガスの流入を遮断するパイロット弁とによって構成される液化ガス用過充填防止装置であって、
   前記ダイヤフラム室内に、気化ガスの逆流を阻止する逆流防止手段が設けられていることを特徴とする液化ガス用過充填防止装置。
2. 前記逆流防止手段が、連通孔を有する隔壁板と、チェック弁とによって構成され、
   前記隔壁板によって、前記ダイヤフラム室がダイヤフラム側の第一小室とパイロット弁側の第二小室とに隔てられ、
   前記チェック弁によって、前記隔壁板の連通孔が前記第二小室側から閉塞されるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の液化ガス用過充填防止装置。
3. 前記チェック弁が、前記連通孔を閉塞する小球と、前記パイロット弁の天端面に穿設された嵌合孔と、当該嵌合孔内に配置された付勢手段とによって構成され、
   前記嵌合孔は、前記小球を嵌合可能な大きさに設定され、
   前記付勢手段は、前記小球を前記連通孔に向けて付勢するように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の液化ガス用過充填防止装置。

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