JP6482638B1 - バルブ及び圧力容器 - Google Patents

Abstract

【課題】内容物の漏出を確実に防止することが可能なバルブ及び圧力容器を提供すること。
【解決手段】本技術に係るバルブは、バルブ本体と、第１の弁体と、スライドカップと、操作部材とを具備する。バルブ本体は、カップリング用のスリーブを備える接続対象物が嵌合する接続口と、接続口に連通する流路を備える。第１の弁体は、流路を閉塞しない第１の状態と、流路を閉塞する第２の状態との間で切り替えが可能である。スライドカップは、接続口の周囲に設けられ、第１の状態においてスリーブを覆い、第２の状態においてスリーブを露出させる。操作部材は、バルブ本体に回転可能に設けられ、回転することによって第１の弁体を第１の状態と第２の状態の間で回転させ、スライドカップを第１の状態と第２の状態の間でスライドさせる。
【選択図】図３

Description

本技術は、液化ガス等の貯留に用いる圧力容器用のバルブ及び圧力容器に関する。

ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas）のような液化ガス等の貯留に用いられる圧力容器は内容物の充填時や使用時に用いられるバルブを備え（特許文献１参照）、バルブには必要に応じて充填ヘッドやレギュレーター（圧力調整器）等の接続対象物が装着される。

バルブにはクイックカップリングバルブと呼ばれるものがあり、接続対象物を取り付けるとスプリングにより弁体が開放されて流路が形成され、接続対象物を取り外すと自動的に弁体が流路を閉止する構造を有する。このため、クイックカップリングバルブでは手動による開閉操作が不要となっている。

しかしながら、クイックカップリングバルブでは塵埃等の異物が弁体に噛み込んだ場合に内容物の漏出が発生するおそれがある。これを防止するため、クイックカップリングバルブにも手動操作用の元弁（以下、手動弁）が設けられており、手動弁を閉止した後、接続対象物を外す操作が推奨されている。

特開２０１２−２０２４７９号公報

しかしながら、クイックカップリングバルブは手動弁を操作しなくても使用することは可能であり、特に一般消費者が接続対象物の着脱を行う場合には手動弁の操作が徹底されないおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、内容物の漏出を確実に防止することが可能なバルブ及び圧力容器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るバルブは、バルブ本体と、第１の弁体と、スライドカップと、操作部材とを具備する。
上記バルブ本体は、カップリング用のスリーブを備える接続対象物が接続される接続口と、上記接続口に連通する流路を備える。
上記第１の弁体は、上記流路を閉塞しない第１の状態と、上記流路を閉塞する第２の状態との間で切り替えが可能である。
上記スライドカップは、上記接続口の周囲に設けられ、上記第１の状態において上記スリーブを覆い、上記第２の状態において上記スリーブを露出させる。
上記操作部材は、上記バルブ本体に回転可能に設けられ、回転することによって上記第１の弁体を上記第１の状態と上記第２の状態の間で回転させ、上記スライドカップを上記第１の状態と上記第２の状態の間でスライドさせる。

この構成によれば、第１の弁体が流路を閉塞しない第１の状態（開状態）ではスライドカップによってスリーブが被覆され、接続対象物の接続を解除することができない、接続対象物の接続を解除するためには第１の弁体が流路を閉塞する第２の状態（閉状態）としてスリーブを露出させる必要がある。このため、接続対象物の接続が解除される際には常に第１の弁体によって流路が閉塞されることとなり、内容物の漏出を防止することが可能である。

上記バルブは、上記接続対象物が接続されていない状態では上記流路を閉塞し、上記接続対象物が接続されている状態では、上記流路を閉塞しない第２の弁体をさらに具備してもよい。

上記操作部材は、上記スライドカップに当接し、上記操作部材の回転によって上記スライドカップをスライドさせる当接部と、上記操作部材を回転させるためのハンドルとを備えてもよい。

上記当接部は、上記第２の状態において上記スライドカップが上記当接部の回転軸に最も近接し、上記第１の状態において上記スライドカップが上記当接部の回転軸から最も離間する形状を有してもよい。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る圧力容器は、バルブと、容器本体とを具備する。
上記バルブは、カップリング用のスリーブを備える接続対象物が接続される接続口と、上記接続口に連通する流路を備えるバルブ本体と、上記流路を閉塞しない第１の状態と、上記流路を閉塞する第２の状態との間で切り替えが可能な第１の弁体と、上記接続口の周囲に設けられ、上記第１の状態において上記スリーブを覆い、上記第２の状態において上記スリーブを露出させるスライドカップと、上記バルブ本体に回転可能に設けられ、回転することによって上記第１の弁体を上記第１の状態と上記第２の状態の間で回転させ、上記スライドカップを上記第１の状態と上記第２の状態の間でスライドさせる操作部材と備える。
上記圧力容器は、上記バルブが装着される。

以上のように、本技術によれば、本技術の目的は、内容物の漏出を確実に防止することが可能なバルブ及び圧力容器を提供することが可能である。

本技術の実施形態に係る圧力容器の平面図である。 同圧力容器の断面図である。 同圧力容器が備えるバルブの平面図である。 同圧力容器が備えるバルブの断面図である。 同圧力容器が備えるバルブの、操作部材の回転角度とスライドカップの位置を示す模式図である。 同圧力容器が備えるバルブと、バルブに装着される接続対象物を示す平面図である。 同圧力容器が備えるバルブと、バルブに装着される接続対象物を示す平面図である。 同圧力容器が備えるバルブと、バルブに装着される接続対象物を示す平面図である。 同圧力容器が備えるバルブと、バルブに装着される接続対象物を示す平面図である。

＜圧力容器の構成＞
本発明の実施形態に係る圧力容器の構成について説明する。図１は本実施形態に係る圧力容器１の平面図であり、図２は圧力容器１の断面図である。

圧力容器１は、ＬＰＧ（Liquefied petroleum gas）等の液化ガス、あるいはＣＮＧ（Compressed Natural Gas）、水素ガス等の高圧ガスを圧力を維持したまま貯留することが可能な容器である。以下、圧力容器１に貯留される物質を「内容物」とする。圧力容器１の大きさや形状は、内容物、用途等に応じて適宜変更される。

図２に示すように、圧力容器１はインナータンク２、口金３、ＦＲＰ層４及びバルブ５を有する。インナータンク２には口金３が装着され、インナータンク２の外周及び口金３上にＦＲＰ層４が形成されている。口金３にはバルブ５が取り付けられている。

インナータンク２は、圧力容器１の内壁面を構成する。インナータンク２は、ブロー成形によって製造することが可能である。インナータンク２は、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；High Density Polyethylene）からなるものとすることができる。また、この他にも各種合成樹脂からなるものとすることができる。インナータンク２の材料は、ブロー成形に適し（熱可塑性が有り）、内容物に対して耐腐食が有り、光透過性（半透明性）がある材料が好適である。

口金３は、バルブ５をインナータンク２に装着するための部材である。口金３は、例えば真鍮、アルミニウム又はステンレス等の金属からなるものとすることができる。

ＦＲＰ層４は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ；Fiber Reinforced Plastics）からなる層である。ＦＲＰ層４は、インナータンク２の外周及び口金３上に形成されている。

ＦＲＰ層４は、インナータンク２の外周を被覆することにより、インナータンク２を補強し、耐圧性を維持する。ＦＲＰ層４は、インナータンク２の外周に巻回された繊維（ガラス繊維、カーボン繊維等）に合成樹脂を含浸させることによって形成することができる。以下、含浸される合成樹脂を「含浸樹脂」とする。ＦＲＰ層４を構成する繊維の巻回は、ＦＷ（Filament Winding）法によってすることができる。

ＦＲＰ層４を構成する繊維の種類は特に限定されないが、強度が高いものが好適である。ＦＲＰ層４を構成する含浸樹脂は、インナータンク２に巻回された繊維を固定し、繊維と共にＦＲＰ層４の強度を維持する。含浸樹脂の種類は特に限定されないが、強度が高いものが好適である。

バルブ５は、内容物のインナータンク２への充填及びインナータンク２からの取り出しに用いられる。図３はバルブ５の平面図であり、図４はバルブ５の断面図である。これらの図に示すようにバルブ５は、バルブ本体５１、スライドカップ５２、操作部材５３、ストッパリング５４、Ｃ型止め環５５、Ｏリング５６及びガスケット５７を備える。

バルブ本体５１は、接続口５１ａ及び吐出口５１ｂを備える。接続口５１ａは、後述する接続対象物と接続され、吐出口５１ｂはインナータンク２内に配置される。接続口５１ａと吐出口５１ｂは図示しない流路によって接続されている。

また、バルブ本体５１には、口金３に螺合されるネジ５１ｃが設けられている。ネジ５１ｃは、径が均一な平行ネジが好適である。

スライドカップ５２は、接続口５１ａの周囲においてバルブ本体５１に対してスライド可能に装着され、操作部材５３の回転によってスライドする。

操作部材５３は、バルブ本体５１に回転可能に設けられている。図３及び図４に示すように操作部材５３は当接部５３ａとハンドル５３ｂを備え、回転軸５３ｃによってバルブ本体５１に接続されている。当接部５３ａは角丸方形状の板状部材であり、スライドカップ５２に当接する。ハンドル５３ｂは当接部５３ａから突出し、ユーザの操作による操作部材５３の回転を可能とする。

図５は、操作部材５３の回転とスライドカップ５２の位置を示す模式図である。図５（ａ）から（ｃ）に示すように操作部材５３は回転軸５３ｃを回転中心として回転する。当接部５３ａは、スライドカップ５２に当接しながら回転し、スライドカップ５２をスライドさせる。

ストッパリング５４は、バルブ本体５１に装着されたリングであり、スライドカップ５２がバルブ本体５１から抜けないようにスライドカップ５２の位置を規制する。ストッパリング５４はＣ型止め環５５によってバルブ本体５１に固定されている。

Ｏリング５６は、インナータンク２に当接し、バルブ本体５１とインナータンク２の間を封止する。ガスケット５７はバルブ本体５１と口金３の間を封止し、雨水等のインナータンク２内への浸入を防止する。

バルブ５は、接続対象物とのクイックカップリングが可能なクイックカップリングバルブである。接続口５１ａと吐出口５１ｂを接続する流路には、操作部材５３によって開閉操作が可能な弁体と、クイックカップリング機構によって開閉される弁体がそれぞれ設けられている。以下、クイックカップリング機構によって開閉される弁体をカップリング弁体とし、操作部材５３によって開閉操作が可能な弁体を手動弁体とする。

＜接続対象物のバルブへの接続について＞
上記のようにバルブ５には、クイックカップリングによって接続対象物が接続される。接続対象物は、圧力容器１へ内容物を充填するための充填ヘッドや圧力容器１から吐出される内容物の圧力を調整するレギュレーター（圧力調整器）等であり、バルブ５とのクイックカップリングが可能なものであれば特に限定されない。

図６は、バルブ５とバルブ５に接続された接続対象物６を示す平面図である。なお、接続対象物６は、バルブ５との接続部のみを図示し、他は図示を省略する。同図に示すように、接続対象物６は、スリーブ６１を備える。接続対象物６を接続口５１ａに当接させると、スリーブ６１は接続口５１ａの周囲に設けられた溝に係合して接続対象物６をバルブ５に対してロックする。同時にスプリングによってカップリング弁体が開放される。

この状態で操作部材５３が操作され、手動弁体が開放されると、圧力容器１の内部と接続対象物６の流路が連通し、接続対象物６からの内容物の充填や、接続対象物６への内容物の吐出が可能となる。

接続対象物６とバルブ５の接続を外す場合、スリーブ６１をバルブ５から離間する方向に移動させ、ロックを解除する。これにより、接続対象物６をバルブ５から外すことができる。

ここで、バルブ５においては、操作部材５３によって手動弁体を閉止しないとスリーブ６１を移動させることができないように構成されている。

図７乃至図９は、操作部材５３の回転とスライドカップ５２の位置を示す平面図である。

図７は、操作部材５３が「開」の位置にある状態を示す。この状態では、カップリング弁体はクイックカップリング機構によって開放され、手動弁体は操作部材５３によって開放されている。また、操作部材５３の当接部５３ａによってスライドカップ５２は回転軸５３ｃから最も離間した位置に存在し、スリーブ６１を被覆する。

この状態では、ユーザの指がスライドカップ５２とスリーブ６１の間に入らず、スリーブ６１をバルブ５から離間する方向に移動させることができない。

図８は、操作部材５３を「開」の位置から４５度回転させた状態を示す。同図に示すように操作部材５３の回転によりスライドカップ５２はわずかに回転軸５３ｃ側に移動する。

図９は、操作部材５３を「開」の位置から７４度回転させた状態を示す。同図に示すように操作部材５３の回転によりスライドカップ５２はさらに回転軸５３ｃ側に移動する。なおこの７４度という角度は手動弁体によって流路が閉塞され始める角度である。

さらに操作部材５３を回転させると、図６に示す状態となる。同図では操作部材５３が「閉」の位置にあり、操作部材５３を「開」の位置から９０度回転させた状態を示す。同図に示すように操作部材５３の回転によりスライドカップ５２は最も回転軸５３ｃ側に近接した位置に移動する。この状態では、ユーザの指がスライドカップ５２とスリーブ６１の間に入り、スリーブ６１の移動、即ちクイックカップリングのロック解除が可能となる。

以上のように、バルブ５においては操作部材５３が「開」の位置にある場合にはスリーブ６１がスライドカップ５２によって被覆されているため、クイックカップリングを解除することができない。クイックカップリングを解除するためには操作部材５３を「閉」の位置まで回転させ、スライドカップ５２を移動させる必要がある。

このため、クイックカップリングが解除される際には操作部材５３は常に「閉」の位置となって、カップリング弁体と共に手動弁体が流路を閉塞した状態となり、バルブ５による内容物の確実な遮断が可能となる。

仮に手動弁体が開放された状態でクイックカップリングが解除可能であると、バルブ５の流路はカップリング弁体のみで閉止された状態となり、カップリング弁体に塵埃の噛み込み等による不具合があると、内容物が漏出するおそれがある。これに対してバルブ５では、手動弁体によって漏出の防止が可能である。

なお、操作部材５３は上記のように「開」状態と「閉」状態の間でスライドカップ５２を移動させるが、操作部材５３の回転角度が手動弁体によって流路が閉塞され始める角度より大きい角度（一般には７４度以上）でのみスリーブ６１の移動を可能とする構成が好適である。

このため、当接部５２ａを図３に示すような角丸方形状とすると好適である。操作部材５３を「開」状態から回転させても当初はスライドカップ５２の変位量は小さく、「閉」状態に近づくとスライドカップ５２の変位量が大きくなり、スリーブ６１の操作が可能となるためである。

また、上記説明において、バルブ５が装着される容器本体は、インナータンク２及びＦＲＰ層４によって構成された樹脂製のものとしたが、これに限られず、バルブ５は金属製の容器本体に装着することも可能である。

１…圧力容器
２…インナータンク
３…口金
４…ＦＲＰ層
５…バルブ
５１…バルブ本体
５２…スライドカップ
５３…操作部材
６…接続対象物
６１…スリーブ

Claims (5)

1. カップリング用のスリーブを備える接続対象物が接続される接続口と、前記接続口に連通する流路を備えるバルブ本体と、
   前記流路を閉塞しない第１の状態と、前記流路を閉塞する第２の状態との間で切り替えが可能な第１の弁体と、
   前記接続口の周囲に設けられ、前記第１の状態において前記スリーブを覆い、前記第２の状態において前記スリーブを露出させるスライドカップと、
   前記バルブ本体に回転可能に設けられ、回転することによって前記第１の弁体を前記第１の状態と前記第２の状態の間で回転させ、前記スライドカップを前記第１の状態と前記第２の状態の間でスライドさせる操作部材と
   を具備するバルブ。
2. 請求項１に記載のバルブであって、
   前記接続対象物が接続されていない状態では前記流路を閉塞し、前記接続対象物が接続されている状態では、前記流路を閉塞しない第２の弁体
   をさらに具備するバルブ。
3. 請求項１に記載のバルブであって、
   前記操作部材は、前記スライドカップに当接し、前記操作部材の回転によって前記スライドカップをスライドさせる当接部と、前記操作部材を回転させるためのハンドルとを備える
   バルブ。
4. 請求項３に記載のバルブであって、
   前記当接部は、前記第２の状態において前記スライドカップが前記当接部の回転軸に最も近接し、前記第１の状態において前記スライドカップが前記当接部の回転軸から最も離間する形状を有する
   バルブ。
5. カップリング用のスリーブを備える接続対象物が接続される接続口と、前記接続口に連通する流路を備えるバルブ本体と、前記流路を閉塞しない第１の状態と、前記流路を閉塞する第２の状態との間で切り替えが可能な第１の弁体と、前記接続口の周囲に設けられ、前記第１の状態において前記スリーブを覆い、前記第２の状態において前記スリーブを露出させるスライドカップと、前記バルブ本体に回転可能に設けられ、回転することによって前記第１の弁体を前記第１の状態と前記第２の状態の間で回転させ、前記スライドカップを前記第１の状態と前記第２の状態の間でスライドさせる操作部材と備えるバルブと、
   前記バルブが装着される容器本体と
   を具備する圧力容器。

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