JP6155103B2 - 可溶栓 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置内の高温、高圧となる凝縮器や受液器等に使用される可溶栓に関する。

上記用途に用いられる可溶栓は、本体に穿設された貫通穴とこの貫通穴に充填される低融点金属等で構成され、所定の温度に達すると、貫通穴に充填された低融点金属が溶融して内部の冷媒を外部に放出して冷凍装置の破損を防止する。

従来、この可溶栓には主に鉛（Ｐｂ）やカドミウム（Ｃｄ）等を含む低融点金属（以下「非ＲｏＨＳ品」という。）を用いていたが、ＥＵ加盟国で環境や人体に悪影響を及ぼす危険物質の使用を禁止するＲｏＨＳ指令が採決されたことにより、鉛やカドミウムを使用した製品を同圏内で発売することが全面的に禁止されることになった。そのため、鉛やカドミウム等を含まない物質（以下「ＲｏＨＳ品」という。）の使用が進められている。

そこで、特許文献１には、筒体状の本体内の貫通孔に、錫、ビスマス、インジウムからなるはんだ合金を充填し、カドミウム等の有害物質を一切含まずクリープ特性に優れた低融点金属を有する可溶栓が提案されている。

特開２００９−２０３５０１号公報

しかし、上記特許文献１等に記載の可溶栓では、ＲｏＨＳ品が成分偏析や内部のボイド等の欠陥により使用中に局所的な強度低下が生じ易く、また、近年オゾン層の破壊を防止するためにフロンの代わりに二酸化炭素を冷媒として使用することで冷凍装置内が高圧となっていることもあり、所定の温度に達して可溶栓が作動する前、すなわち可溶栓が正常に作動する前に、前記強度低下を生じた部分が起点となって冷凍装置内の圧力により低融点金属が押し出される恐れがあった。

そこで本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みて、ＲｏＨＳ品を使用した場合でも可溶栓が正常に作動する前に低融点金属が押し出されることがなく、安定した作動を実現することのできる可溶栓を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の可溶栓は、本体に備わっているストレート形の貫通穴に所定温度で溶解する低融点金属が充填されてなる可溶栓であって、前記貫通穴の壁面に環状溝が形成され、前記貫通穴の受圧側に開放端側に向けて尖った尖頭形状をしたプラグ部材が装填されていることを特徴とする。

本発明の可溶栓によれば、尖頭形状をしたプラグ部材を用いて受圧側の圧力を受けることにより、局所的な強度低下の影響を受けることがない。これにより、ＲｏＨＳ品を使用した場合でも、可溶栓の正常な安定した作動を実現することが可能となる。

前記可溶栓において、前記プラグ部材の尖頭形状は、円錐状、切頭円錐状又は砲弾状のいずれかとすることが好適であり、前記プラグ部材は、前記低融点金属よりも高い融点を有する材料にて形成される。

以上のように本発明によれば、ＲｏＨＳ品を使用した場合でも可溶栓の安定した作動を実現することが可能となる。

本発明に係る可溶栓の第１の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る可溶栓の第２の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る可溶栓の第３の実施形態を示す断面図である。

本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る可溶栓の第１の実施形態を示し、この可溶栓１は筒体状に形成された本体２に備わっているストレート形の貫通穴２ｅに、所定温度で溶解する低融点金属３が充填され、貫通穴２ｅの受圧側に開放端側に向けて尖った円錐状プラグ部材４が装填されている。

本体２は配管等に接続するためのレンチ等の工具（図示せず。）を係合可能な係合部２ａと、可溶栓１の受圧側に存在する凝縮器や受液器等に設けられた雌ねじ部に接続するための第１雄ねじ部２ｂと、開放端側に存在する配管等の雌ねじ部に接続するための第２雄ねじ部２ｃと、本体２の内壁面に形成される環状溝２ｄと、貫通穴２ｅとを備える。

環状溝２ｄは本体２の内壁面に形成され、本体２と低融点金属３との接着面積を大きくすることで両者間の接着強度を強化し、低融点金属３の剥離を防止すると共に、受圧側の圧力が急激に上昇した場合に低融点金属３が勢いよく飛び出すことを防止する。

低融点金属３は、錫（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）等からなり、鉛やカドミウム等を含まないＲｏＨＳ品を使用する。

円錐状プラグ部材４は低融点金属３よりも高い融点を有する材料によって形成され、円筒状の基部４ａと基部４ａから開放端側に向けて尖った円錐状の尖頭部４ｂとを有する。円筒状の基部４ａの外周面と本体２の貫通穴２ｅの内周面との嵌め合いは、円錐状プラグ部材４が貫通穴２ｅの内部を円滑に移動できる程度に設定する。

円錐状プラグ部材４の材質としては、低融点金属３よりも高い融点を有する材料であれば、金属材料又は樹脂材料のいずれでも使用可能である。金属材料であれば、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又は銅合金（真鍮）等が使用可能である。樹脂材料であれば、テフロン（登録商標）やナイロン等が使用可能である。

この円錐状プラグ部材４を本体２の貫通穴２ｅの受圧側に装填する際には、貫通穴２ｅに充填された低融点金属３が凝固しないうちにプラグ部材４を貫通穴２ｅの受圧側から押し込んで低融点金属３と隙間無く密着させ、低融点金属３の内部に局所的な強度低下・ボイドが発生した場合でも影響を少なくできる。

上記構成を有する可溶栓１は、本体２の貫通穴２ｅの受圧側に装填された円錐状プラグ部材４によって受圧側の圧力を受けることができ、低融点金属３に成分偏析や内部ボイド等の欠陥の影響を受けることなく安定的に低融点金属３を押し出すことができる。これにより、可溶栓１の安定した正常作動を実現することができる。

図２は本発明に係る可溶栓の第２の実施形態を示す。この可溶栓５は、上記第１の実施形態における円錐状プラグ部材４に代えて切頭円錐状プラグ部材６を用いており、その他の構成は可溶栓１と同様である。

切頭円錐状プラグ部材６は第１の実施形態と同様の材料で形成され、円筒状の基部６ａと、基部６ａから開放端側に向けて尖った切頭円錐状の尖頭部６ｂを有し、基部６ａの外周面と本体２の貫通穴２ｅの内周面との嵌め合いや本体２の貫通穴２ｅへの装填方法は第１の実施形態の場合と同様であり、同様の作用効果を奏する。

図３は本発明に係る可溶栓の第３の実施形態を示す。この可溶栓７は、砲弾状プラグ部材８を用いており、その他の構成は第１の実施形態と同様である。

砲弾状プラグ部材８は第１の実施形態のプラグ部材４と同様の材料で形成され、円筒状の基部８ａと基部８ａから開放端側に向けて尖った砲弾状の尖頭部８ｂを有し、基部８ａの外周面と本体２の貫通穴２ｅの内周面との嵌め合いや本体２の貫通穴２ｅへの装填方法は円錐状プラグ部材４の場合と同様であり、同様の作用効果を奏する。

なお、プラグ部材の形状は円錐状、切頭円錐状、砲弾状に限定されることなく、その他の尖頭形状とすることができる。また、プラグ部材は中空形状に代えて中実形状とすることも勿論可能である。かかる中実形状の場合は棒材からの切削加工品となる。なお、中空のプラグ部材４、６、８はプレス加工品若しくは型成形品である。

１、５、７ 可溶栓
２ 本体
２ａ レンチ係合部
２ｂ 第１雄ねじ部
２ｃ 第２雄ねじ部
２ｄ 環状溝
２ｅ 貫通穴
３ 低融点金属
４ 円錐状プラグ部材
６ 切頭円錐状プラグ部材
８ 砲弾状プラグ部材

Claims (3)

1. 本体に備わっているストレート形の貫通穴に、所定温度で溶解する低融点金属が充填されてなる可溶栓であって、
   前記貫通穴の壁面に環状溝が形成され、
   前記貫通穴の受圧側に、開放端側に向けて尖った尖頭形状をしたプラグ部材が装填されていることを特徴とする可溶栓。
2. 前記プラグ部材の尖頭形状は、円錐状、切頭円錐状又は砲弾状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の可溶栓。
3. 前記プラグ部材は、前記低融点金属よりも高い融点を有する材料にて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の可溶栓。