JP3643862B2 - 管路を自動的に閉鎖するための過熱時安全用の管継手 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は過度の温度上昇が起きた時に管路、特にガス管路、を自動的に閉鎖するための、請求項１の前提部分に従った過熱時安全用の管継手に関するものである。
技術の現状
例えばガス設備、ガス器具、ガスメータ等の管路中に挿入して用いられるこの種の過熱時安全用管継手には、数多くの形式のものがある。これらの安全用管継手は温度上昇が起きた時に当該ガス器具の温度が、外部に対するシール性が危険にさらされるほどに上昇する前に、ガスの供給を遮断するために用いられている。
管路を自動的に閉鎖するための閉鎖スプリングを備えた、いわゆる火災防止弁が、WO93/06397から公知である。この火災防止弁ではシール領域が球状である金属製の閉鎖弁体がケーシング内に配置され、該閉鎖弁体は弁開放位置におき閉鎖スプリングの付勢下で、２個のボールと１個の温度感知部材とによって形成された３つの固定点に係合する。ケーシングの段部によって支持されている２個のボールは互いに対し、その間に約90゜の開角が形成されることとなる間隔をあけて配置されている。温度感知部材は該開角に対向させて、ケーシングの内壁面に固着されている。
この温度感知部材はケーシング内壁面に基部で固着されいる、内向きに開口した小さな容器を備える。放射方向の内向きに開口した該容器内には熔融性ろう材が収容され、容器の口には３番目の固定点を形成するボールが遊びを有する状態で押し込まれ、該ボールは、容器内にろう材が存在しない状態で該容器内にほぼ完全に入り込む寸法のものとされている。３つの固定点により形成された金属製閉鎖弁体用の係合座はその寸法を、容器内にボールが入り込むと閉鎖スプリングの付勢力に押されて閉鎖弁体が３つの固定点間の拡大された間隙を通過して移動せしめられることとなるように、設定されている。
上で説明した従来例は上記公報の図１から明確に理解できるように、偏心状態で支持されている閉鎖弁体が閉鎖移動時に軸線方向で何らガイドを受けないという不具合を有する。公差があることからして完全には軸線方向に作用しない閉鎖スプリングの力作用方向に起因して、球状シール領域を有する閉鎖弁体は閉鎖移動時に横向きにずれる。それに伴う横向きの衝撃と弁座中での不可避の中心移動によって、圧力下での着座を達成するのに必要な運動エネルギーの一部が消費される。圧力下での着座はしかし、閉鎖スプリングがもはや力を喪失するような温度でもなお過熱時安全用管継手が作用すべきである場合に、必要である。
類似の解決策が、EP−OS 574677に開示されている。本公報に記載された安全用のガス・ソケットではケーシング内に保持リングが設けられ、該リング中またはリング上に放射方向で対称的な閉鎖部材が支持されていて、この閉鎖部材の最大の外径は、保持リングの内径よりも僅かにのみ大とされている。閉鎖部材は保持リングに対し密接する方向に、スプリング部材によって押圧されている。保持リングは次のような素材、すなわち閉鎖部材がスプリング部材の作用により保持リングを貫通し弁座と協力してガス流れを遮断することとなるように、予定した温度で軟化する素材、から作られている。
本解決策は弁開放状態で閉鎖部材の軸線方向での位置決め支持は達成するけれども、球ないし閉鎖部材の閉鎖移動時の軸線方向ガイドを行っていないことから前述の解決策と同様、閉鎖弁体の横向きのずれが起き得て前述の不具合を回避できない。
同様の不具合を有する別の過熱時安全用管継手が、DE−GM 9017534から公知である。本公報のものではケーシング内に、保持ボルトを介し圧縮スプリングでバイアスされた閉鎖球を配設している。保持ボルトはその一端で閉鎖球に固定されているが、ボルト他端部は、直径を拡大した部分で熔融性物体に係合させた上で該物体の中心穴を貫通させてある。
管路を遮断するための類似構造の装置がDE−OS 3916100に記載されており、本装置では前述の不具合を、別のガイド部材によって保持ボルトを軸線方向で保持ガイドすることにより、解消しようと試みている。このような追加の別部材の採用は、製造コストを高める不具合を有する。また十分なガイドを保証するためには、構造寸法を拡大しなければならない。
発明の説明
この発明は上述の従来技術に従った過熱時安全用の管継手を、弁座に向けての閉鎖弁体の軸線方向での閉鎖移動がガイドされるように改良することを、基本的な課題とする。この場合において閉鎖弁体のガイドは、最小限の流れ抵抗しか生じさせないものとしなければならない。製造コストと構造寸法は、極力小に維持すべきである。
本課題はこの発明に従って、ケーシング内で軸線方向の延長線上に配置された弁座の反対側で閉鎖弁体を、少なくとも１個の略Ｕ字状の湾曲部材により弁開放位置に保持することによって、解決される。閉鎖弁体の位置保持のために該閉鎖弁体は弁座に対面する弁体シール領域の反対側で外径縮小部を有し、この外径縮小部には環状であるのが好ましい鍔部を連ねてある。湾曲部材の両脚部を、上記外径縮小部の領域内に位置させ上記鍔部が弁閉鎖スプリングの付勢下で当接するストッパに形成することにより、閉鎖弁体を弁開放位置に保持する。湾曲部材において上記両脚部間を連結する連結部は、ケーシングの内壁面上に配置した熱熔融性ろう材に支持させてある。この熱熔融性ろう材の熔融除去が生じるとそれによるケーシング内での湾曲部材の位置変更によって該湾曲部材の上記両脚部が閉鎖弁体の上記外径縮小部の領域内から外れて、閉鎖弁体が弁閉鎖スプリングの作用により弁閉鎖位置へと移動する。その移動に際し上記脚部は、閉鎖弁体の上記鍔部及び／又はシール領域のための、弁座に向けての案内路を形成する。
これによって「技術の現状」の項で述べた問題点、つまり閉鎖弁体が不正確な軸線方向の閉鎖移動を行うといった問題点が、特に単純であることを特徴とする解決策によって解決されたことになる。
閉鎖弁体の良好なガイドを保証するために１個の湾曲部材に代えて、例えば２個のＵ字状湾曲部材を互いに対向配置して設けることもできる。その場合、一方の湾曲部材のみを少なくとも一部で熱熔融性ろう材に支持させ、他の湾曲部材をケーシングの内壁面上に配置するので、十分である。また２個のＵ字状湾曲部材のうちの１個をＩ字状の部材に置き換え、このＩ字状部材をケーシングの内壁面に支持させてＵ字状湾曲部材の幅方向中央位置で該湾曲部材に対向配置することもできる。さらに該２個の部材のうちの一方の部材に弁閉鎖スプリングの支持部を設けることもできるし、２個の部材を互いに連結して一体のものとし、その連結部を同時に弁開鎖スプリングの支持部として利用することもできる。
この発明の有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。閉鎖弁体を弁開放位置に保持するための前記湾曲部材は、ほぼＵ字状に湾曲させた保持部材に形成するのが、特に有利である。この保持部材の両弾性脚部を、放射方向外向きの折曲端でケーシングの内壁面に対し係合させ一部で閉鎖弁体の前記外径縮小部の領域内に臨ませる。前記熱熔融性ろう材の熔融除去時に該保持部材の寸法拡大を伴う位置変更に基づいて両脚部が、弁閉鎖スプリングの作用による閉鎖弁体の弁体鎖位置への移動を得させるように弾性的に拡張する。
過熱時安全用の管継手の構造寸法を一層減らすためには上述したように弁閉鎖スプリングを、閉鎖弁体反対側の端で前記湾曲部材ないし保持部材に支持させることができる。
前記湾曲部材の他にほぼＬ字状に湾曲させた薄板材製の湾曲部材をケーシング内に設けると、特に有利である。その場合に後者の湾曲部材の一脚部はケーシング内面上に段部に係合支持させて該一脚部に弁閉鎖スプリングを支持させる一方、他脚部によって閉鎖弁体のための、弁座に向けての別の案内路を形成させる。
さらに閉鎖弁体における弁座反対側の面に、圧縮状態にある弁閉鎖スプリングのほぼ全体を受入れる穴を設けるのが有利であることも、判明している。この場合に上記した穴の深さは、弁閉鎖スプリングを受ける該穴の内端面が弁体軸線方向でみて閉鎖弁体外面上のシール領域の範囲内に位置するように設定する。これにより閉鎖弁体に対する弁閉鎖スプリングの作用点が湾曲部材による弁体保持領域よりも弁体のシール領域側に寄った部位に位置することとなって、特に製作公差に起因して起き得る、開放位置での閉鎖弁体の傾きを生じさせる弁閉鎖スプリングの片寄り、したがって閉鎖過程に対する追加の悪影響が、回避される。また弁閉鎖スプリングの大部分を上記した閉鎖弁体の穴内に納めて、過熱時安全用の管継手の長さ寸法を減らすことができる。
実施例
この発明を実施例についてより詳細に説明する。図面において、
図１はこの発明に従った過熱時安全用の管継手の側面図である。
図２はこの発明に従った過熱時安全用の管継手を、開放状態で示す縦断面図である。
図３は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図４はこの発明に従った図２の過熱時安全用の管継手を、閉鎖状態で示す縦断面図である。
図５は図３の矢印Ｂに沿って見た、保持部材の側面図である。
図６はこの発明に従った過熱時安全用の他の管継手を、開放状態で示す縦断面図で、断面は図７のＤ−Ｄ線に沿う。
図７は図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図８はこの発明に従った図６の過熱時安全用の他の管継手を、閉鎖状態で示す縦断面図で、断面は図７のＤ−Ｄ線に沿う。
詳細に説明すると、図１に示すこの発明に従った過熱時安全用の管継手は筒状のケーシング１を備え、このケーシング１の両端には接続部、図例では外ねじ、を設けてある。他の形式の接続部とできることは、自明の通りである。両接続ねじ２間でケーシング１は外周面上の六角形状の突起３を有し、該突起３は管継手を、図示していないガス管路中に組込む時にスパナ又は類似の工具を受入れるのに用いられる。さらに黒に着色してもよい六角形状突起３の表面積を増すために全周にまたがる溝４を設けてあり、これによって過熱時安全用管継手の内部に対する熱伝達ができるだけ高められるように図られている。
図１に示した過熱時安全用管継手は図２に、開放状態での縦断面図で示してある。
流れ技術上の配慮から延長したものに形成してある流入口５はケーシング１内で、筒状の拡大部６へと連ねられている。流入口５と拡大部６とにより形成された段部７に対し、ほぼＵ字状に湾曲させた保持部材８を係合させてあり、放射方向の外向きに曲げられた端10を有することが好ましい該保持部材８の両脚部９は、ケーシング１の内壁面11に対し弾性的に係合させてある（図３参照）。両折曲端10間の開角は、約90゜に選択するのが好ましい。保持部材８は金属薄板材から製作した湾曲部材であり、その各面は流れ方向に沿っているケーシング軸線に平行であり、したがってケーシング１の内壁面11にも平行している。したがって保持部材８により生じる流れ抵抗は最小限に留められる。ケーシング１内に軸線方向に沿わせ配置してある弁閉鎖スプリング24を、保持部材８の両脚部９に受けさせてあり、弁閉鎖スプリング24は、後に詳しく説明する閉鎖弁体12内に突入させてある。保持部材８において両脚部９間を連結する連結部13とケーシング１の内壁面11との間には熱熔融性ろう材14から成る帯片状の成型部品を配置してあり、この成型部品は保持部材８によって内壁面11に対し押し付けられている。
図５から見てとれるように保持部材８の各脚部９は、流れ方向に開いたほぼＵ字状の切欠き15を有する。両者の切欠き15は互いに対称的に配置されており、各脚部９の屈曲縁は切欠き15の領域内に位置し軸線方向でみて該切欠き15の内端縁を形成している。流れ方向に沿う切欠き15の側縁によって筒状の閉鎖弁体12が、ケーシング１の長さ方向に沿い移動可能にガイドされている。
閉鎖弁体12は流入口５側の端で全周にまたがる鍔部16を有し、流れ方向で該鍔部16に引き続いて外径縮小部17、閉鎖弁体12に設けてある。閉鎖弁体12の端は、図例では球面状のものに形成してあるシール領域18を有する。
閉鎖弁体12において流入口５を向く面には、弁閉鎖スプリング24を受入れるための穴23を形成してある。弁閉鎖スプリング24は圧縮状態、つまり弁開放状態でほぼ完全に穴23内に位置しており、穴23の深さは弁閉鎖スプリング24を係合させる内端面25が弁体軸線方向でみて、閉鎖弁体12外周面上のシール領域18の範囲内に位置するように、設定されている。
閉鎖弁体12をガイドするための切欠き15の側縁は、閉鎖弁体12の外径縮小部17内に突入する突隆部19を有する。この突隆部19の一端には肩部20を形成してあり、閉鎖弁体12の鍔部16は保持部材脚部の第１の切削溝部21内に臨んで肩部20に係合している。突隆部19の他端側には第２の切削溝部22を形成してあり、この第２の切削溝部22は閉鎖弁体12のシール領域18を受入れる（図２参照）。
ケーシング１における流入口５の軸線方向の延長線上に流出口26が設けられており、この流出口26はそのための拡大穴27に筒状の弁座28を、例えば圧力嵌めして形成されている。弁座28中心の開口は、閉鎖弁体12のシール領域18の形状に対応した形状のシール領域29を有する。
この発明に係る過熱時安全用の管継手の作用は、次の通りである。
過度の温度上昇が起きると熱熔融性ろう材14が熔融する。それにより保持部材８は弾性脚部９の拡張によって連結部13ごと、ケーシング１の内壁面11に対し圧接する。保持部材８の寸法拡大を伴う弾性的な拡張によって閉鎖弁体12の鍔部16は肩部20を通過して摺動し、閉鎖弁体12のシール領域18が閉鎖スプリング24の力で弁座28のシール領域29に対し押し付けられる。
閉鎖弁体12は閉鎖移動中、保持部材８の脚部９に設けられた突隆部19により軸線方向でガイドされ、そのため該弁体12の放射方向でのずれ及びそれに伴うシール効果に対する悪影響が回避される。達成される閉鎖状態は図４に示してある。
図６は、この発明に従った過熱時安全用管継手の別の実施例を示している。閉鎖弁体12を弁開放位置に保持するため、ほぼＵ字状に湾曲させた湾曲部材30を拡大部６内に配置してある。湾曲部材30において両脚部９間を連結する連結部13の、ケーシング１内面上の段部７向きの端は、ケーシング１の内壁面11の形状に合致させ該内壁面11上に配置してある帯片状の熱熔融性ろう材14に対し、係合させてある。一方湾曲部材30において両脚部９間を連結する連結部13の、弁座28向きの端は、ケーシング１の内壁面11に対し直接に係合させてある。Ｕ字状湾曲部材30をケーシング１の軸線に対し若干傾斜させてあることから、該湾曲部材30の両脚部９は一部で閉鎖弁体12の外径縮小部17の領域内に位置し、また同時に若干予圧縮された状態の下で閉鎖弁体12のシール領域18内に位置している。
Ｕ字状湾曲部材30の幅方向中央位置でＬ字状の他の湾曲部材31を、その一脚部を内壁面11に係合支持させ他脚部を段部７に係合支持させて、設けてある。一部で流入口５内に突入させ該流入口５に軽く圧力嵌め保持させるのが好ましい後者の脚部は、閉鎖弁体12側で舌部32を有し、この舌部32は弁開放状態で閉鎖弁体12の穴23内に突入して弁閉鎖スプリング24のガイドを行うものに、形成されている。
ろう材14が熔融して除去されるとそれによる湾曲部材30の位置変更により該部材30の脚部９は、もはや閉鎖弁体12の外径縮小部17内に位置しなくなるだでなくケーシング１の軸線に対し平行する姿勢をとり、そのため閉鎖弁体12は弁閉鎖スプリング24の作用で閉鎖位置へ移動する（図８）。その際に湾曲部材30の脚部９と成型部材31において内壁面11に対し係合している脚部とが、閉鎖弁体12の鍔部16及びシール領域18の案内路として機能する。
この発明に係る過熱時安全装置は勿論、図示の実施例の構成に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱することなく実施例の構成に変形及び修正を施すことができる。例えば外ねじを有する図示の接続部は、内ねじ又はフランジを有するものに変更できる。また球面状のシール領域18は、例えば円錐面状のものとすることもできる。さらに湾曲部材30;31の個数と形状は、例えば２個のＵ字状湾曲部材30を採択する等、変更したり別の組合わせとしたりすることが可能である。また１個に限らず複数個の熱熔融性ろう材14を使用することも可能である。
符号の説明
１ ケーシング 17 外径縮小部
２ 接続ねじ 18 シール領域
３ 六角形状突起 19 突隆部
４ 溝 20 肩部
５ 流入口 21 第１の切削溝部
６ 拡大部 22 第２の切削溝部
７ 段部 23 閉鎖弁体中の穴
８ 保持部材 24 弁閉鎖スプリング
９ 脚部 25 内端面
10 曲折端 26 流出口
11 内壁面 27 流出口用の拡大穴
12 閉鎖弁体 28 弁座
13 連結部 29 シール領域
14 熱熔融性ろう材 30 Ｕ字状の湾曲部材
15 切欠き 31 Ｌ字状の湾曲部材
16 鍔部 32 舌部

Claims (5)

1. 過度の温度上昇が起きた時にガス管路等の管路を自動的に閉鎖するための過熱時安全用の管継手であって、ケーシング（１）内に配置された閉鎖弁体（12）を備え、この閉鎖弁体（12）が、閉鎖方向に作用する弁閉鎖スプリング（24）の付勢下で熱熔融性ろう材（14）により弁開放位置に保持されるものにおいて、
   閉鎖弁体（12）が、ケーシング（１）内で軸線方向の延長線上に配置された弁座（28）に対面する該閉鎖弁体（12）のシール領域（18）の反対側で外径縮小部（17）と該外径縮小部に連なる鍔部（16）を有し、少なくとも１個の略Ｕ字状の湾曲部材（8;30）の両脚部（９）を、上記外径縮小部（17）の領域内に位置させ上記鍔部（16）が弁閉鎖スプリング（24）の付勢下で当接するストッパに形成することにより、閉鎖弁体（12）を弁開放位置に保持してあり、
   湾曲部材（8;30）において上記両脚部（９）間を連結する連結部（13）を、ケーシング（１）の内壁面（11）上に配置した熱熔融性ろう材（14）に支持させてあって、
   この熱熔融性ろう材（14）の熔融除去が生じるとそれによるケーシング（１）内での湾曲部材（8;30）の位置変更により該湾曲部材（8;30）の上記両脚部（９）が閉鎖弁体（12）の上記外径縮小部（17）の領域内から外れて、閉鎖弁体（12）が弁閉鎖スプリング（24）の作用により弁閉鎖位置へと移動し、その移動に際し上記脚部（９）が閉鎖弁体（12）の上記鍔部（16）及びシール領域（18）の少なくとも一方をガイドする、弁座（28）に向けての案内路を形成することを特徴とする過熱時安全用の管継手。
2. 閉鎖弁体（12）を弁開放位置に保持するための前記湾曲部材が、ほぼＵ字状に湾曲し２つの弾性脚部（９）を有する保持部材（８）に形成されており、この保持部材（８）両弾性脚部（９）を、放射方向外向きの折曲端（10）でケーシング（１）の内壁面（11）に対し係合させ一部で閉鎖弁体（12）の前記外径縮小部（17）の領域内に臨ませてあり、前記熱熔融性ろう材（14）の熔融除去時に該保持部材（８）の位置変更に基づいて上記脚部（９）が、弁閉鎖スプリング（24）の作用による閉鎖弁体（12）の弁閉鎖位置への移動を得させるように弾性的に拡張することを特徴とする、請求項１に記載の管路を自動的に閉鎖するための過熱時安全用の管継手。
3. 弁閉鎖スプリング（24）を閉鎖弁体（12）反対側の端で、前記湾曲部材（30）又は保持部材（８）に支持させてあることを特徴とする、請求項１又は２に記載の管路を自動的に閉鎖するための過熱時安全用の管継手。
4. ケーシング（１）内に前記湾曲部材（30）の他に、ほぼＬ字状に湾曲させた薄板材製の湾曲部材（31）を設け、後者の湾曲部材の一脚部をケーシング（１）内面上の段部（７）に係合支持させて該一脚部に弁閉鎖スプリング（24）を支持させる一方、他脚部によって閉鎖弁体（12）のための、弁座（28）に向けての別の案内路を形成してあることを特徴とする、請求項１に記載の管路を自動的に閉鎖するための過熱時安全用の管継手。
5. 閉鎖弁体（12）が弁座（28）反対側の面に、圧縮状態にある弁閉鎖スプリング（24）のほぼ全体を受入れる穴（23）を有し、この穴（23）の深さを、弁閉鎖スプリング（24）を受ける該穴（23）の内端面（25）が弁体軸線方向でみて閉鎖弁体（12）外面上の前記シール領域の範囲内に位置するように設定してあることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項に記載の管路を自動的に閉鎖するための過熱時安全用の管継手。

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