JP3922393B2 - 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。
ＤＥ−ＯＳ ４４２２２４１には最初に述べた種類の過熱時安全用の管継手が記載されている。この管継手では軸線方向の延長線上に弁座を有するケーシング内に閉鎖弁体が、ほぼＵ字状に湾曲された少なくとも１個の成形品によって開放位置に保持されるように設けられている。弁座に対面するシール領域に引き続いて該弁座の反対側で閉鎖弁体には狭窄部を形成してあり、好ましくは円筒状のカラーを、該狭窄部に取付けてある。成形品の両脚部は狭窄部の領域内に位置させてあり、閉鎖ばねの力に抗してカラーを支える座を形成している。さらに両脚部を連結する成形品部分は熱熔融性ろう材上で支持されており、該ろう材はケーシングの内壁面に隣接させてある。熱熔融性ろう材が熔融除去されるとケーシング内で成形品が姿勢を変更することから、該成形品の両脚部はもはや閉鎖弁体の狭窄部の領域内に位置しないことになる。したがって閉鎖弁体は閉鎖ばねの作用によって閉鎖位置へと移動する。成形品の各脚部は弁座方向を向く、カラー及び／又は閉鎖弁体のシール領域の案内路を形成している。
この解決策は閉鎖弁体に隣接して、特に閉鎖弁体の流路断面積内で多くの挿入物が存在するといった欠点を有する。したがって例えば標準仕様の、或いは実際上望ましい流量を得るために、対応して構造寸法を設定しなければならない。このため特に組込みのために同様に要求されるか望まれる寸法を、維持できなくなる。
またＥＰ−ＰＳ ６０５５５１から管路を自動的に閉鎖するための閉鎖ばねを備えた、いわゆる火災時安全弁が公知である。この火災時安全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ばねの付勢下で、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ている、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ばね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ばね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、閉鎖ばね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、該リング中又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きくされている。閉鎖部材は保持リングに対し密接する方向に、ばね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ばね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ばね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対し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
この発明は上述したタイプの過熱時安全用の管継手を、閉鎖弁体の領域内で分断されない円形断面形状を有するように改良することを、基本的な課題とする。さらに弁閉鎖運動中に閉鎖弁体が軸線方向でガイドされるべきである。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、ケーシング内に弁座の軸線方向の延長線上で案内ピンを設けることによって、解決される。案内ピン上には次のような閉鎖ばね、すなわちその圧縮状態で極力、閉鎖弁体の盲穴内に位置する閉鎖ばねを、配置する。上記盲穴は、制御縁として作用する狭窄部を有する。感知要素の一部であるタペットが設けられており、このタペットは、ケーシングの内壁面に支持された熱熔融性ろう材に一端側で支えられ閉鎖弁体の外面に対し制御縁の領域で他端を、該制御縁の領域が偏心されるように接当させてある。弁開放状態において該タペットは、閉鎖ばねの作用下で該制御縁がストップ縁に支えられることとする。熱熔融性ろう材が熔融除去され、それによるタペットの位置変更が起きると、制御縁はもはやストップ縁に支えられず、このため閉鎖ばねの作用によって閉鎖弁体がその閉鎖位置へと移動する。この閉鎖移動中に案内ピンは弁座に向けての閉鎖ばねの案内路を構成し、該閉鎖ばねが閉鎖弁体のガイドとして機能する。
これによって「技術の現状」の項で述べた問題点、つまり閉鎖弁体に隣接して、特に閉鎖弁体の流路断面積内で多くの挿入物が存在するといった問題点が、解消されたことになる。この解決策はとりわけ、単純であることを特徴としている。
流路断面積を最適のものとするためには、制御縁として作用するところの盲穴の狭窄部を、閉鎖弁体において弁座の反対側に位置する端に配置し、制御縁の領域で閉鎖弁体の外径を、弁座の直径よりも実質的に小さくするのが、特に有利である。
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。案内ピンを次のような薄板材成形品、すなわちその面が流れ方向に対し平行するケーシング軸線に沿う成形品、したがってまたその面がケーシングの内壁面に対し平行している成形品、に形成するのが特に有利である。このような薄板材成形品によっては、最小限の流れ抵抗が生ぜしめられるのみである。閉鎖弁体反対側の端で薄板材成形品を、好ましくは圧力嵌めによって幅拡大部の両側端でケーシングに対し結合し、それに必要な幅拡大部に同時に、閉鎖ばねを受ける肩部を形成する。ストップ縁を、薄板材成形品中に一体形成することも可能である。
特に有利な解決策においてはストップ縁を、閉鎖ばねにおける弁座反対側の端によって形成し、前記案内ピンに、弁座反対側の閉鎖ばね端を受ける少なくとも１つの溝を設ける。
前記した薄板材成形品の幅拡大部を好ましくは圧力嵌めにより受け入れるための、互いに対向する２つの案内溝を、ケーシングに設けることは、組立て上で特に有利である。
流れに対する配慮からだけではなく組立て上の理由から、前記タペットをその長さ方向の一端で、薄板材成形品の幅拡大部の一側面に接当させることが有利である。
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を、開放状態で示す断面図であり、
図２は金属薄板材の成型形式の一つの可能な実施例を示す、分離した図である。
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もできることは、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。
流入口５の延長線上でケーシング１内には筒状領域４が設けられ、該領域４は流れ技術上の配慮から拡大部６へと連ねられている。拡大部６の形状は後で詳細に説明する閉鎖弁体１６の形状と、最適の流れが得られるように適合させてある。拡大部６は、流出口７の前方に配置された弁座領域８へと連ねられている。筒状領域４の範囲で互いに対向する２つの案内溝９を設けてあり、これらの案内溝９は該案内溝９に圧力嵌めされた、薄板材成形品１０の幅拡大部１１を受入れるのに用いられている。組込みを容易とするため幅拡大部１１に若干の傾斜をもたせるのが有利であることが、判明している。
薄板材成形品１０はその中央に配置した案内ピン１２と共に、ケーシング１の拡大部６内に突入させてある。図２から見てとれるように案内ピン１２は、幅拡大部１１を向く端の一側に溝１３を有し、この溝１３は、閉鎖ばね１４としての圧縮ばねの一端を受けるのに用いられている。溝１３のストップ縁２４としての作用については、後述する。ばね端はその他、幅拡大部１１に設けた肩部１５に受けられている。
ケーシング１の拡大部６の領域内には閉鎖弁体１６を配置してあり、本実施例では該閉鎖弁体１６が球面状のシール領域１８を有し、その流出口７側の面は流れ技術上の配慮からほぼ円錐形のものに形成されている。球面状のシール領域１８は流入口５側で首状領域１９へと連ねられ、この首状領域１９の外径は弁座８の直径よりも実質的に小さくされている。閉鎖弁体１６には流入口５側の面から盲穴１７を形成してあり、閉鎖ばね１４はその圧縮状態、つまり弁開放状態で完全に盲穴１７内に位置しており、そのため案内ピン１２にガイドされた閉鎖ばね１４は盲穴１７内で支持されている。盲穴１７端には周方向に延びた狭窄部を設けてあり、この狭窄部の制御縁２０としての作用については後述する。
首状領域１９の外面には、前述したストップ縁２４が位置する制御縁２０の領域内で、感知要素のタペット２１の端面を接当させてあり、タペット２１の他端は熱熔融性ろう材２２に支持させてある。熱熔融性ろう材２２は小さな容器２３に収容するのが好ましく、容器２３はケーシング１の内壁面に支持され、一部で案内溝９内に突入している。感知要素の全長はタペット２１によって閉鎖弁体１６が制御縁２０の領域内で、閉鎖ばね１４の付勢下で制御縁２０が、溝１３で位置決めされストップ縁２４として働くばね端に支えられる程度に偏心するように、設定される。
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２２が熔融する。したがってタペット２１が閉鎖ばね１４の力で容器２３内に押される。タペット２１の該位置変更によって制御縁２０がストップ縁２４から滑り、閉鎖弁体１６が閉鎖ばね１４の力によって、球面状シール領域１８でもって弁座領域８に対し押しつけられる。
この閉鎖運動中に閉鎖弁体１６は閉鎖ばね１４により、そして閉鎖ばね１４は案内ピン１２により、軸線方向でガイドされ、これにより閉鎖弁体１６の放射方向への横向き変位、したがってそれによるシール作用に対する悪影響が、避けられる。
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。さらにストップ縁２４を、薄板材成形品１０中に一体形成することも可能である。
符号の説明
１ ケーシング １３ 溝
２ 接続ねじ １４ 閉鎖ばね
３ 六角形状突起 １５ 肩部
４ 筒状領域 １６ 閉鎖弁体
５ 流入口 １７ 盲穴
６ 拡大部 １８ シール領域
７ 流出口 １９ 首状領域
８ 弁座 ２０ 制御縁
９ 案内溝 ２１ タペット
１０ 薄板材成形品 ２２ 熱熔融性ろう材
１１ 幅拡大部 ２３ 小容器
１２ 案内ピン ２４ ストップ縁

Claims (7)

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）内に配置された金属製の閉鎖弁体（１６）を備え、この閉鎖弁体（１６）が閉鎖方向に作用する閉鎖ばね（１４）の付勢下で、タペット（２１）を備えた感知要素によって弁開放位置に保持されるものにおいて、
   ケーシング（１）内に弁座（８）の軸線方向の延長線上で案内ピン（１２）が設けられ、この案内ピン上に閉鎖ばね（１４）が配設され、この閉鎖ばねが圧縮状態で制御縁（２０）として作用する狭窄部を備えているところの閉鎖弁体（１６）の盲穴（１７）内に位置しており、
   ケーシング（１）の内壁面で支持された熱熔融性ろう材（２２）に一端側で支えられ閉鎖弁体（１６）の外向に対して制御縁（２０）の領域で他端を接当させる感知要素のタペット（２１）の作用下で、制御縁（２０）が弁開放状態において閉鎖ばね（１４）の端部または薄板材成形品（１０）に係止されるように偏心させてあり、
   熱熔融性ろう材（２２）が熔融しそれによる上記タペット（２１）の位置変更が起きると制御縁（２０）が偏心状態から元に戻ることで閉鎖ばね（１４）の端部または薄板材成形品（１０）から外れ、閉鎖弁体（１６）が閉鎖ばね（１４）の作用により閉鎖位置へと移動するものであり、この移動中に案内ピン（１２）が弁座（８）に向けての閉鎖ばね（１４）の案内路を形成し、該閉鎖ばねが閉鎖弁体（１６）のガイドとして作用することを特徴とする過熱時安全用の管継手。
2. 制御縁（２０）として作用するところの盲穴（１７）の前記狭窄部を、閉鎖弁体（１６）において弁座（８）の反対側に位置する端に配置し、制御縁（２０）の領域で閉鎖弁体（１６）の外径を、弁座（８）の直径よりも小さくしたことを特徴とする、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. 前記案内ピン（１２）を、閉鎖弁体（１６）反対側の端を圧力嵌めによって幅拡大部（１１）の両側端でケーシング（１）に対し結合した薄板材成形品（１０）により形成し、幅拡大部（１１）にさらに閉鎖ばね（１４）を支える肩部（１５）を形成したことを特徴とする、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. 前記薄板材成形品（１０）が前記ストップ縁（２４）を備えていることを特徴とする、請求項３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. 前記ストップ縁（２４）を、閉鎖ばね（１４）における前記弁座（８）反対側の端に形成し、前記案内ピン（１２）に、弁座（８）反対側の閉鎖ばね（１４）端を受ける少なくとも１つの溝（１３）を設けたことを特徴とする、請求項１から３までの何れか一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。
6. 互いに対向する２つの案内溝（９）をケーシング（１）に、圧力嵌めにより前記した薄板材成形品（１０）の幅拡大部（１１）を受け入れるために設けてあることを特徴とする、請求項３から５までの何れか一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。
7. 前記タペット（２１）をその長さ方向の一端で、前記溝（１３）が位置する側の薄板材成形品（１０）の幅拡大部（１１）に支えさせてあることを特徴とする、請求項６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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