JP5349952B2 - 加圧流体のためのカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は加圧流体のためのカートリッジに関する。

加圧流体、特にブタンなどの液化石油ガスのパッケージングは、カートリッジの形で行なわれることがある。これらのカートリッジは、異なるタイプの装置−コンロ、照明灯具、トーチランプ、その他−と連結されることができ、これらの装置は、作動するために、カートリッジ内に保存されているガスを使用する。

通常は、カートリッジは、本体自体の底端部に、底部によって閉じられている開口部を有する、円筒形壁を有する金属本体を備える。底部は、凹形状であり、かつスエージングによって本体に取り付けられている。

カートリッジ内に収容されている流体−通常は可燃性ガス−は、２つの可能性によって引き出すことができる。

穿孔可能なカートリッジ、すなわち、本体が完全に閉じられているカートリッジを提供することが可能である。本体の頂部は穿孔ゾーンを備えており、このゾーンにおいて、装置に付属している穿孔器が、流体を引き出すためにカートリッジを突き通すことができる。

弁つきのカートリッジ、すなわち頂部内にガス排出弁を組み込んでいるカートリッジを提供することもまた、可能である。この種のカートリッジは、穿孔され得るカートリッジの安全性よりも高度なレベルの安全性を有する。

当然、カートリッジの各タイプは、特定の直径を有しており、穿孔可能なカートリッジで作動するように設計されている装置は、弁付きのカートリッジと共に使用することができないようになっており、また逆も同様である。

新たなカートリッジを開発するために、既存の要素を再利用することは、新たな工具を製造する必要がないため、経済的観点から当然好ましい。

特に、弁付きのカートリッジの開発という状況では、穿孔可能なカートリッジの底部を使用することに価値があることが分かるであろう。具体的には、穿孔可能なカートリッジは、毎年何百万の単位で製造されており、後者を製造するための工具類（ｔｏｏｌａｇｅ）は、大部分が償却される。

しかし、穿孔可能なカートリッジの寸法に合わせて作られている底部を、弁付きのカートリッジが再利用すると、弁付きのカートリッジは、穿孔可能なカートリッジの直径とは異なる直径を必ず有さなければならないため、問題が生じる。この直径の差は、穿孔可能なカートリッジを受け入れる寸法に作られている装置との非互換性を生じる。

実際には、穿孔可能なカートリッジは、86mmの直径を有しており、その一方で同様の容量の弁付きのカートリッジは、91mmより大きい直径の本体を有さなければならず、穿孔可能なカートリッジで作動するように設計されている、現在市場に出回っている装置との非互換性を生じさせている。

したがって、本体の直径より小さい直径を有する既存の底部を使用することが望まれる場合、本体は、底部に接続することができるように形状を変えることのできる壁を有さなければならないことが理解される。したがって、円筒形部分を有する本体を使用することが構想され得る。

既存の底部に適合させるために本体の直径を小さくすることは、加圧流体の圧力に耐えるカートリッジの能力に対し、負の影響を与える可能性がある。換言すれば、本体の直径の変更は応力集中を生じさせる可能性があり、これは、特定の条件において、カートリッジの受け入れがたい変形を引き起こす可能性がある。

本発明の１つの目的は、直径を小さくした、かつ良好な耐圧性能を有する、加圧流体をパッケージングするためのカートリッジを提案することである。

本発明の主題は、加圧流体のためのカートリッジであって、
本体自体の端部の１つにおいてドームが載せられている75mmから110mmの間の直径Dを有する円筒形部分および本体自体の第２端部における円形開口部を有する本体と、
本体の開口部を閉じている、70mmから90mmの間でありかつ直径Dより小さい、直径ｄを有する底部であって、この底部は、本体の内部の方へ向いている凹部を有し、底部と本体との間の接続は環状シームによってなされている底部と
を備えるカートリッジにおいて、
前記本体は、開口部に隣接した部分内に、接続ゾーンＡを有し、この接続ゾーンＡは、
底部の直径と等しい直径を有し、高さｈを有する円筒形端部と、
円筒形本体に円筒形端部を接続する円錐台形状部分と
を備え、
円錐台形状部分は、円筒形端部と角度αを形成しており、αが10から30°の間であり、かつ円筒形端部の高さｈは、３から１０ｍｍの間であることを特徴とする。

この接続ゾーンの特別な構造は、応力が集中するゾーンを生じさせることなく、より小さい直径を有する底部へ接続するために本体の直径を小さくすることができる、ということを意味する。

このカートリッジの他の特徴によれば、
円錐台形状部分の円筒形部分への接続部分の半径Ｒ１は2から20mmの間であり、
円錐台形状部分の円筒形端部への接続部分の半径Ｒ２は、2から20mmの間である。

好ましくは、角度αは、12°から18°の間である。

特に、角度αは、15°に等しい。この値は、実質的に応力ピークを最小にし、円錐台形状部分の高さが高くなりすぎないようにするための良い妥協点である。

カートリッジの他の配置では、本体の円筒形端部に支持されている円筒形部分を底部が有するようになっており、これによって剛性のあるゾーンを作ることが可能になる。

好ましくは、円筒形端部ｈは、5mmの高さを有する。

好ましくは、接続部分の半径Ｒ１は、10mm程度であり、かつ接続部分の半径Ｒ２は、10mm程度である。

したがって、本発明が、限定を意図しない実施例としてカートリッジの一実施形態を示す、添付の図面に関連して記述されることを完全に理解されたい。

図１に示すように、カートリッジ１は２つの主要な要素、すなわち、本体２および底部３を備える。

本体は、ドーム２ｂが載せられている円筒形部分２ａを有するように構成されている金属板からなる。

ドーム２ｂは、カートリッジ内に収容されている流体を使用する装置と相互作用可能な弁８を受け入れる。弁は、ビーディングによって本体に取り付けられる。

底部３は、本体を閉じる凹状金属カップからなる。

底部３は、スエージングによって本体２に取り付けられている。

図２においてより明確に示されているように、本体は、環状フック５を有するように構成されており、一方では、底部３は、環状フック７によって延ばされている環状円弧６を有するように構成されている。本体２および底部３の環状フック５および７は、それぞれ互いに入れ子状態になっており、本体２と底部３との間の機械的接続を形成している。

本発明によるカートリッジの特別な特徴は、底部の直径が、本体の円筒形部分の直径より小さいことである。

本体は、したがって、接続ゾーンＡを有する。

注目すべき第１の点は、接続ゾーンＡは、本体２の開口部と隣接していることである。この配置により、具体的には、開口部に近接して作業する工具が使用できるようになる。この開口部は、実質的に、打つ動作を行なわなければならない工具が最もアクセスしやすいゾーンである。

第２に、接続ゾーンＡは、以下に説明する理由のために非常に特異なプロフィールを有することに注目されたい。

具体的には、この接続ゾーンが、
底部の直径と等しい直径を有する円筒形端部２ｃであって、この円筒形端部は、高さｈを有する円筒形端部と、
本体の円筒形端部２ｃと円筒形部分との間の接続をなす円錐台形状部分２ｄと
に分けられている。

カートリッジは、大気圧より大きい圧力の流体を受け入れるように設計されていることに注目されたい。流体は、気相と液相でカートリッジ内に存在している。

爆発する前には、ガスカートリッジは、ガス圧の増加の影響による永久的な機械的変形に耐えるが、この変形は、底部を反転させたものであり、すなわちカートリッジ自体の封止を保持しつつ、カートリッジ内の容積を増大させることを可能にする、底部の凹部が変化したものであることに、注目されたい。

本発明によるカートリッジの接続ゾーンの特性は、直径を小さくしてもカートリッジの挙動が損なわれないことを意味する。具体的には様々な部分が、応力の集中する複数のゾーンを形成する。

したがって、円筒形端部の高さｈが3から10mmの間であるようになっており、この配置によって、底部３が、本体２の円筒形端部２ｃに直接支持されている円筒形部分３ａを有することができる。

また、円錐台形状部分が円筒形端部と形成する角度が、１０から３０°の間であるようにもなっている。この比較的平らな角度により、直径の変化に起因する不連続によって生じる応力ピークの形成を最小にすることができる。

好ましくは、角度αは、12から18°の間であり、これは、応力ピークを最小にし、かつ円錐台形状部分の高さが高くなりすぎないようにするための満足できる妥協点であり、円錐台形状部分の高さが高すぎれば工業的に生産することが困難となるであろう。角度αの好ましい値は、15°と評価され得る。

半径Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、本体の円筒形部分２ａに円錐台形状部分２ｄを接続する部分、および円筒形端部に円錐台形状部分を接続する部分であるが、これらは、2から20mmの間である。半径Ｒ１およびＲ２の好ましい値は、10mm程度である。

したがって、接続ゾーンを画定している全てのパラメータが、応力集中が最小化されているゾーンを作成するのに役立っていることが見られる。

本体の直径より小さい直径を有する、おそらく既存である底部を使用することが可能であることの利点に加えて、本発明によるカートリッジについては、膨らみを形成するスエージングが本体の直径の範囲内で径方向に存在する、という事実に存在する更なる利点が注目される。

このため、本発明によるカートリッジは、他方に対してスエージングが邪魔にならずに保管され得る。

軸方向断面図における、本発明によるカートリッジである。 カートリッジ自体のベースに位置しているカートリッジの部分の拡大図である。

Claims (9)

1. 加圧流体のためのカートリッジであって、
   本体自体の一端部においてドームが載せられている75mmから110mmの間の直径Ｄを有する円筒形部分（２ａ）および本体自体の他端部における円形開口部を有する本体と、
   前記本体の前記開口部を閉じている、前記直径Ｄより小さい直径ｄを有する底部（３）であって、前記底部（３）は前記本体（２）の内部の方へ向いている凹部を有し、前記底部（３）と前記本体（２）との間の前記接続は環状シームによってなされている底部と
   を備えるカートリッジにおいて、
   前記本体は、前記開口部に隣接した部分内に接続ゾーンＡを有し、この接続ゾーンＡは、
   前記底部の前記直径と等しい直径を有し、高さｈを有する円筒形端部（２ｃ）と、
   前記円筒形本体に前記円筒形端部を接続する円錐台形状部分（２ｄ）と
   を備え、
   前記円錐台形状部分（２ｄ）は、前記円筒形端部と角度αを形成しており、αが10°から30°の間であり、かつ前記円筒形端部（２ｃ）の前記高さｈは、3から10mmの間であり、
   爆発する前においては、前記接続ゾーンＡは、所定の圧力を超えるガス圧の増加の影響による、ガスカートリッジの前記底部が凸状になる反転に耐えるものであり、前記底部の凹部の変化は、カートリッジ自体の封止を保持しつつ、カートリッジ内の容積を増大させることを可能にするものであることを特徴とするカートリッジ。
2. 前記円筒形部分（２ａ）への前記円錐台形状部分（２ｄ）の接続部分の半径Ｒ１は、2から20mmの間であることを特徴とする、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記円筒形端部（２ｃ）への前記円錐台形状部分（２ａ）の接続部分の半径Ｒ２は、2から20mmの間であることを特徴とする、請求項１または２に記載のカートリッジ。
4. 前記角度αは12°から18°の間であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
5. 前記角度αは、15°と等しいことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
6. 前記底部（３）は、前記本体（２）の前記円筒形端部（２ｃ）に支持されている円筒形部分（３ａ）を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
7. 前記円筒形端部は、5mmの高さを有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のカートリッジ。
8. 前記接続部分の半径Ｒ１は、約10mmであることを特徴とする、請求項２から７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
9. 前記接続部分の半径Ｒ２は、約10mmであることを特徴とする、請求項３から８のいずれか１項に記載のカートリッジ。

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