JP5449853B2 - 集合管液封防止機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、集合住宅などで用いられるＬＰガス供給システムにおいて、複数のＬＰガス容器から集合したＬＰガス（LPG：Liquefied Petroleum Gas：液化ガス）を自動切替調整器に供給する集合管の液封を防止する集合管液封防止機構に関する。

特許文献１に「高圧ガス容器の安全装置」が記載されている。この装置はガス容器へのガスの逆流を防止する逆止弁上で実施されている。

図３は、業務用、あるいは、集合住宅などにおいて、複数のＬＰガス容器から集合管と自動切替調整器とを介してＬＰガスを消費側に供給するＬＰガス供給システムに用いられている逆止弁１０１を示している。この逆止弁１０１は、弁体１０３と、弁座１０５と、弁体１０３を弁座１０５から離れる方向に付勢するスプリング１０７とを備えている。この逆止弁３０１は、各ＬＰガス容器に設けられた開閉弁に一端が連結された高圧ホースの他端と集合管との間に設置され、開閉弁と高圧ホースとが未接続状態の時に逆止弁の上流側と下流側に所定の差圧が生じると、弁体３０３がスプリング３０７の付勢力に抗して弁座３０５に押圧され、ＬＰガスが大気放出することを防止する。

実開昭５７−１３９８００号公報

上記の逆止弁１０１を用いたＬＰガス供給システムでは、消費側がＬＰガスを使用していない場合、下記のような不具合の発生する恐れがある。

例えば、晴天の昼間にＬＰガス供給システムが日光に晒されると、集合管より集熱面積の広いＬＰガス容器の温度と圧力（蒸気圧）が先に上昇し、集合管との間に温度差と圧力差が生じる。ＬＰガスの場合は、温度差が３°以上になると飽和蒸気圧を超えた分だけガスが液化する再液化現象が生じることが知られており、ＬＰガス容器より低温の集合管では、再液化現象によって生じたＬＰガスが下部に滞留し、この状態が３０分〜１時間続くと、集合管は内部がＬＰガスで充満した状態になる恐れがある。

ＬＰガス供給システムにおいて、ＬＰガス容器は所定の配送計画に従って交換されるから、上記のように集合管がＬＰガスで充満した状態でＬＰガス容器の交換作業が行われることがあり、その際は、手動の開閉弁１０９を閉止し、高温の使用済みＬＰガス容器を取り外し、新しいＬＰガス容器を取り付けた後、開閉弁１０９を開放して交換作業を終了する。

使用済みのＬＰガス容器のように長時間日光に晒されていない新しいＬＰガス容器は集合管より低温で低圧の状態にあり、一般に、逆止弁１０１は集合管とＬＰガス容器との圧力差が０．０１ＭＰａ以上になると閉止されるように設定されており、開閉弁１０９を開放した瞬間に、高圧側の集合管から低圧側のＬＰガス容器に向かって流入するＬＰガスによって逆止弁１０１が閉止される。逆止弁１０１は集合管と各ＬＰガス容器との間にそれぞれ取り付けられており、交換に当たっては全てのＬＰガス容器側で逆止弁１０１が閉止されるから、集合管は全逆止弁１０１によって閉塞され、ＬＰガスが充満した液封状態になる。

閉塞されて液封状態になった集合管は、日光に晒され続けると内圧（液圧）が異常に上昇して５ＭＰａを超える高圧に達する恐れがあり、集合管に接続された自動切替調整器にこのような高圧が掛かると、精密な調整部がダメージを受けて圧力調整機能や切替機能などに不具合が生じることがある。

そこで、この発明は、ＬＰガス供給システムにおいて、複数のＬＰガス容器から集合したＬＰガスを自動切替調整器に供給する集合管の液封を防止する集合管液封防止機構の提供を目的としている。

請求項１の集合管液封防止機構は、複数のＬＰガス容器と、各ＬＰガス容器の流出ポート側に配置された逆止弁と、前記逆止弁からのＬＰガスを集める集合管と、前記集合管上に配置されＬＰガスを消費側に供給する自動切替調整器とを有するＬＰガス供給システムにおいて、前記集合管の液封状態を防止する液封防止機構であって、前記逆止弁は、集合管側の圧力が第１の設定値を超えると作動してＬＰガスの逆流を防止するように設定されており、前記集合管の内部には、前記圧力が第１の設定値より大きい第２の設定値まで上昇すると、その圧力を受けて容積が縮小することにより、前記圧力上昇分を吸収する内圧吸収手段が設けられている。

請求項２の発明は、請求項１に記載された集合管液封防止機構であって、前記内圧吸収手段が、移動自在に配置された弁体と、前記弁体によって区画された密封室と、前記弁体を集合管の内圧に抗する方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載された集合管液封防止機構であって、前記付勢手段が、スプリングであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２に記載された集合管液封防止機構であって、前記付勢手段が、前記密封室を満たす気体であることを特徴とする。

請求項１の集合管液封防止機構は、内圧を受けて容積が縮小することにより内圧の上昇分を吸収する内圧吸収手段を集合管の内部に設けたので、例えば、ＬＰガス容器を交換した際に、集合管からの圧力（内圧）によって逆止弁が閉止された状態で、圧力がさらに上昇（例えば、２．６ＭＰａ以上）しても、内圧吸収手段の収縮によってそれ以上の内圧上昇が抑制される。

従って、集合管の内圧が過度に上昇することはなく、自動切替調整器は集合管からの高圧によってダメージを受けることがなくなり、圧力調整機能や切替機能などが正常に保たれる。

また、従来の集合管に内圧吸収手段を設けるだけで自動切替調整器を保護し、不具合を未然に防止することができる上に、ＬＰガス供給システムを構成する複数個のＬＰガス容器側のそれぞれに対策を施すものではないから、それだけ低コストで容易に実施することができる。

請求項２の集合管液封防止機構は、内圧吸収手段が密封室と弁体と付勢手段とで構成されており、内圧が上昇すると付勢手段の付勢力に抗して弁体が移動し、密封室が縮小して内圧の上昇を抑制することにより、請求項１と同等の効果が得られる。

請求項３の集合管液封防止機構は、付勢手段がスプリングであり、内圧が上昇するとスプリングの付勢力に抗して弁体が移動し、密封室が縮小して内圧の上昇を抑制することにより、請求項１と同等の効果が得られる。

請求項４の集合管液封防止機構は、付勢手段が、密封室を気体（例えば、空気）で満たした気体バネ（例えば、空気バネ）であり、内圧が上昇すると気体バネの付勢力に抗して弁体が移動し、密封室が縮小して内圧の上昇を抑制することにより、請求項１と同等の効果が得られる。

図２のＡ部断面図であり、集合管液封防止機構１を切り欠いて示す断面図である。 集合管液封防止機構１が用いられたＬＰガス供給システム１７の構成を示す上面図である。 従来例の断面図である。

以下本発明に係る集合管液封防止機構の実施形態について説明する。

図１と図２によって集合管液封防止機構１（一実施例）の説明をする。

［集合管液封防止機構１の特徴］
集合管液封防止機構１は、複数のＬＰガス容器３，５，７，９（図２）と、各ＬＰガス容器３，５，７，９の流出ポート側に配置された逆止弁１１と、各逆止弁１１からのＬＰガスを集める集合管１３と、集合管１３上に配置されＬＰガスを消費側に供給する自動切替調整器１５とを有するＬＰガス供給システム１７において、集合管１３が液封状態になることを防止する集合管液封防止機構１であって、逆止弁１１は、集合管１３側の内圧Ｐ（圧力：図１）が第１の設定値を超えると作動してＬＰガスの逆流を防止するように設定されており、集合管１３の内部には、内圧Ｐが第１の設定値より大きい第２の設定値まで上昇すると、その内圧Ｐを受けて容積が縮小することにより、内圧Ｐの上昇分を吸収する内圧吸収手段１９が設けられている。

内圧吸収手段１９は、移動自在に配置された弁体２１と、弁体２１によって集合管１３の内部に区画された密封室２３と、弁体２１を集合管１５の内圧Ｐに抗する方向に付勢するコイルスプリング２５（付勢手段：スプリング）とで構成されている。密封室２３は弁体２１に装着されたパッキング２７によってシール性が保たれている。

図２のように、集合管１３の左右端にはプラグ２９，３１が螺着されている。密封室２３は右プラグ３１の内部に形成されており、プラグ３１の端部側には弁体２１のストッパである止め輪３３が装着され、弁体２１の右端側には集合管１３の内圧Ｐが掛かり、コイルスプリング２５は内圧Ｐに抗して弁体２１を止め輪３３の方向に付勢している。

図２のように、ＬＰガス供給システム１７は、ＬＰガス容器３，５が接続された集合管１３と、ＬＰガス容器７，９が接続された集合管１３とを自動切替調整器１５の左右に接続して構成されている。なお、このようなＬＰガス供給システムは３個、あるいは、４個以上のＬＰガス容器を自動切替調整器１５の左右に接続して構成してもよい。

ＬＰガス容器３，５，７，９は、開閉弁と、高圧ホース３５と、手動開閉弁３７と、開閉弁３７に内蔵された上記逆止弁１１とを介してそれぞれの集合管１３に接続されている。自動切替調整器１５は流出ポート３９から開閉弁４１を介して消費者側に接続されており、左右の集合管１３（ＬＰガス容器３，５とＬＰガス容器７，９）の間で切替を行うと共に、圧力調整機能によって消費者側に送られるＬＰガスの圧力を適正に維持している。

各ＬＰガス容器３，５，７，９側の逆止弁１１は一般的な逆止弁であり、第１の設定値は内蔵スプリングの付勢力を調整することによって設定されている。また、内圧吸収手段１９が作動する第２の設定値は、コイルスプリング２５の付勢力を調整することによって、例えば、内圧Ｐが２．６ＭＰａ以上になると作動するように設定されており、この設定値はガス機器の基準で定められている高圧部の耐圧基準を超えないように選定されている。

消費者側でＬＰガスを使用している場合は集合管１３の内圧Ｐが第１の設定値以下に保たれており、この間は逆止弁１１が開放されてＬＰガス容器３，５，７，９から集合管１３にＬＰガスが供給され、内圧Ｐが第１の設定値を超えると、この内圧Ｐによって逆止弁１１が閉止され、ＬＰガスの逆流を防止する。

この状態で、集合管１３の内圧Ｐが第２の設定値を超えると（２．６ＭＰａ以上になると）、この内圧Ｐが内圧吸収手段１９の弁体２１をコイルスプリング２５の付勢力に抗して右方に移動させ、密封室２３の容積を収縮させることによって集合管１３の容積をこの収縮分だけ増加させ、内圧Ｐの上昇分を吸収し、集合管１３の内圧Ｐが異常に上昇することを防止する。

因みに、液化したＬＰガスの体積膨張係数は１．１５×１０⁻³／Ｃ°であるから、例えば、容積５００cm3の集合管１３の温度が１０°Ｃ上昇した場合でもその容積の膨張分は、
５００cm3×１０°Ｃ×１．１５×１０⁻³／Ｃ°＝５．７５cm3
であるから、例えば、内圧吸収手段１９が１０cm3程度の容積吸収能力を備えていれば、ＬＰガスの体積膨張による内圧Ｐの上昇を充分に吸収して、集合管１３の異常な内圧上昇を防止することができる。

従って、日射によってＬＰガス容器３，５，７，９の温度が集合管１３より高くなり（例えば、温度差が３°以上になり）、集合管１３がＬＰガスで充満した状態になり、この状態でＬＰガス容器３，５，７，９の交換が行われ、集合管１３と新しいＬＰガス容器３，５，７，９との間に生じた差圧（例えば、０．０１ＭＰａ以上）によって逆止弁１１が閉止され、更に集合管１３に陽が当たり続け、集合管１３内が高圧になっても、上記のように内圧吸収手段１９がこの差圧（第２の設定値を超えた内圧Ｐ）を吸収するから、集合管１３は、日光に晒されても内圧が異常に上昇することはなく、自動切替調整器１５の機能がダメージを受けることもない。

［集合管液封防止機構１の効果］
集合管液封防止機構１は、内圧Ｐを受けて容積が縮小することにより内圧Ｐの上昇分を吸収する内圧吸収手段１９を集合管１３の内部に設けたので、例えば、ＬＰガス容器を交換した際に、集合管１３の内圧ＰによってＬＰガス容器３，５，７，９側の逆止弁１１が閉止された状態で、内圧Ｐがさらに上昇しても、内圧吸収手段１９によってそれ以上の内圧Ｐの上昇が抑制される。

従って、集合管１３の内圧Ｐが過度に上昇することがなく、自動切替調整器１５は高圧によってダメージを受けることがなくなり、圧力調整機能や切替機能などが正常に保たれる。

また、従来の集合管１３に内圧吸収手段１９を設けるだけで、自動切替調整器１５を保護し、不具合を未然に防止することができる上に、ＬＰガス供給システム１７を構成する複数個のＬＰガス容器３，５，７，９のそれぞれに対策を施すものではないから、それだけ低コストで容易に実施することができる。

１ 集合管液封防止機構
３，５，７，９ ＬＰガス容器
１１ 逆止弁
１３ 集合管
１５ 自動切替調整器
１７ ＬＰガス供給システム
１９ 内圧吸収手段
２１ 弁体
２３ 密封室
２５ コイルスプリング（付勢手段：スプリング）

Claims (4)

1. 複数のＬＰガス容器と、各ＬＰガス容器の流出ポート側に配置された逆止弁と、前記逆止弁からのＬＰガスを集める集合管と、前記集合管上に配置されＬＰガスを消費側に供給する自動切替調整器とを有するＬＰガス供給システムにおいて、前記集合管の液封状態を防止する集合管液封防止機構であって、
   前記逆止弁は、集合管側の内圧が第１の設定値を超えると作動してＬＰガスの逆流を防止するように設定されており、
   前記集合管の内部には、前記内圧が第１の設定値より大きい第２の設定値まで上昇すると、その内圧を受けて容積が縮小することにより、前記内圧上昇分を吸収する内圧吸収手段が設けられていることを特徴とする集合管液封防止機構。
2. 請求項１に記載された集合管液封防止機構であって、
   前記内圧吸収手段が、移動自在に配置された弁体と、前記弁体によって区画された密封室と、前記弁体を集合管の内圧に抗する方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする集合管液封防止機構。
3. 請求項２に記載された集合管液封防止機構であって、
   前記付勢手段が、スプリングであることを特徴とする集合管液封防止機構。
4. 請求項２に記載された集合管液封防止機構であって、
   前記付勢手段が、前記密封室を満たす気体であることを特徴とする集合管液封防止機構。

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