JPH05322100A - 液化ガス容器用安全弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のバネ式あるいは破裂板式の安全弁の
諸問題を解決するとともに、作動が確実で経年変化する
ことなく、再シールも容易であり、その作動圧力を精度
高く設定可能な液化ガス容器用安全弁を提供すること。 【構成】 超電導体が磁場を半永久的に捕捉し磁性体
を安定して浮上させる効果（サスペンション効果、ある
いは通称ヤスハラ効果）に着目したものであり、内部の
ガス圧力を導入するガス圧導入配管４に取り付けた超電
導体円筒２２と、超電導体円筒２２の内部に位置させて
ガス圧導入配管４に取り付けたシール部材（Ｏリング
７）と、超電導円筒体２２を超電導状態に冷却する円筒
冷却手段２１と、超電導体円筒２２に磁場を捕捉させる
電磁石２３と、永久磁石から構成するとともに超電導体
円筒２２の内部に配置してシール部材７に接離可能とし
たシール用弁体２４と、を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液化ガス容器用安全弁に
かかるもので、とくに液体窒素や液体ヘリウムなどの極
低温液化ガスを貯蔵するとともに、その液化ガスの安全
対策を施した液化ガス容器用安全弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図６に示すように、超電導磁石
用の液体ヘリウムあるいは液体窒素、さらには液体水素
その他の液化ガスを充填した低温容器などの液化ガス容
器１では、充填ガスの圧力により容器の破損を防止する
ために安全弁２を取り付けている。

【０００３】従来の液化ガス容器用安全弁としては、た
とえば図７に示すバネ式の液化ガス容器用安全弁３があ
る。

【０００４】この液化ガス容器用安全弁３は、ガス圧導
入配管４と、このガス圧導入配管４に設けたシール用弁
体５と、バネ６と、シール部材としてのＯリング７とを
有する。

【０００５】この液化ガス容器用安全弁３では、ガス圧
がバネ６を変形させ、シール用弁体５を押し上げ、容器
１内を所定圧力に維持することができる。

【０００６】しかしながら当該液化ガス容器用安全弁３
では、ガス流路にバネ６が位置するためガス流量の確保
に問題があること、バネ定数の経時変化により作動圧が
変化すること、作動圧を変えるときにはバネ６を交換す
る必要があること、低温ガスによりバネ６が固くなって
作動不良を生じること、およびバネ６が伸縮する空間を
確保する必要があるためガス圧導入配管４を長くかつ太
く形成する必要があり構造が大型化することなどの諸問
題がある。

【０００７】図８は、従来の他の液化ガス容器用安全弁
１０を示す断面図であって、この液化ガス容器用安全弁
１０は、ガス圧導入配管４にネジ止めした破裂治具１１
と、所定のガス圧以上で変形する破裂板１２とを有す
る。

【０００８】この液化ガス容器用安全弁１０では、ガス
圧により破裂板１２が変形し、破裂治具１１の尖端部１
１Ａにより破壊されることによって、ガス圧を外部に逃
がすことができる。

【０００９】さらに、破裂治具１１および破裂板１２の
取付け部分の長さないし太さは小さくて良く、またガス
圧の完全開放が可能である。

【００１０】しかしながら当該液化ガス容器用安全弁１
０では、破裂板１２の取付け方法によっては作動圧がば
らつくこと、ガス圧が低下しても自己復帰不可能であり
再シールに手間がかかることなどの諸問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、上述のような諸問題
を解決するとともに、作動が確実で経年変化することな
く、再シールも容易であり、その作動圧力を精度高く設
定可能な液化ガス容器用安全弁を提供することを課題と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、超電
導体が磁場を半永久的に捕捉し磁性体を安定して浮上さ
せる効果（サスペンション効果、あるいは通称ヤスハラ
効果）に着目したものであり、所定圧力の液化ガスを貯
蔵する液化ガス容器用安全弁であって、上記液化ガス容
器に取り付けるとともに、内部のガス圧力を導入するガ
ス圧導入配管と、上記ガス圧導入配管に取り付けた超電
導体円筒と、この超電導体円筒の内部に位置させて上記
ガス圧導入配管に取り付けたシール部材と、上記超電導
円筒体を超電導状態に冷却する円筒冷却手段と、上記超
電導体円筒に磁場を捕捉させる電磁石と、永久磁石から
構成するとともに、上記超電導体円筒の内部に配置して
上記シール部材に接離可能としたシール用弁体と、を有
することを特徴とする液化ガス容器用安全弁である。

【００１３】なお、上記シール用弁体の配置位置として
は、上記超電導体円筒の内部において上記捕捉させた磁
場中心に対してガス圧とは反対側で上記シール部材と同
じ側かつガス圧とは遠い側が望ましい。

【００１４】また、上記円筒冷却手段としては、液体窒
素、あるいは冷凍機などを用いることができる。

【００１５】

【作用】本発明による液化ガス容器用安全弁において
は、電磁石により超電導体円筒に磁場を半永久的に捕捉
発生させることができ、この磁場によりシール用弁体を
を磁場中心に向かって所定設定圧力でシール部材に安定
して圧接させ、当該安全弁を閉鎖させておくことができ
る。

【００１６】この所定設定圧力より大きなガス圧により
シール用弁体は、シール部材から離れ、ガス圧の開放に
より再びシール部材に所定圧力で圧接して安全弁を閉鎖
する。

【００１７】なお上記所定設定圧力は、超電導体円筒に
磁束がトラップされたときの磁場の強さ、およびシール
用弁体の磁場強さにより任意にこれを変えることができ
るので、安全弁としての作動圧を精度よく設定すること
ができる。

【００１８】

【実施例】つぎに、本発明の一実施例による液化ガス容
器用安全弁を図１ないし図５にもとづき説明する。ただ
し、図６ないし図８と同様の部分には同一符号を付し、
その詳述はこれを省略する。

【００１９】図１は、上記一実施例による液化ガス容器
用安全弁２０の断面図であって、この液化ガス容器用安
全弁２０は、前記ガス圧導入配管４と、このガス圧導入
配管４の先端部分に形成した円筒冷却手段２１と、超電
導体円筒２２と、この超電導体円筒２２の外周に位置し
て着脱可能な電磁石２３と、シール用弁体２４と、前記
シール部材としてのＯリング７と、電源２５とを有す
る。

【００２０】円筒冷却手段２１は、円筒状収容容器２６
と、この円筒状収容容器２６内に収容した低温液体たと
えば液体窒素２７とを有する。

【００２１】超電導体円筒２２は、たとえば酸化物超電
導体によりこれを構成するもので、液体窒素２７内にこ
れを浸してある。

【００２２】シール用弁体２４は、永久磁石による板
材、あるいは永久磁石を埋め込んだ板材からこれを構成
したもので、Ｏリング７の部分に所定圧力でこれを当接
するものである。

【００２３】この超電導体円筒２２、電磁石２３および
シール用弁体２４の相互作用については、本出願人によ
る特願平２−７１８０９号（「非接触浮上装置」）に記
載があるが、図２ないし図５にもとづき概説する。

【００２４】図２に示すように、任意の成分からなる酸
化物超電導体など、液体窒素温度以上の臨界温度を持つ
材料により超電導体円筒２２を任意の製造方法により製
造する。

【００２５】ただし、この超電導体としては、磁束を閉
じこめる作用を有して前記サスペンション効果を有する
ものを選択する。

【００２６】この超電導体円筒２２を冷却することによ
り超電導状態においた状態で、外周の電磁石２３に電源
２５により通電し、その後電流をゼロに戻すと、超電導
体円筒２２に磁束がトラップされる。

【００２７】すなわち、電磁石２３により発生した磁場
を超電導体円筒２２に保持することができる。

【００２８】図３に示すように、この状態で超電導体円
筒２２内に永久磁石（シール用弁体２４）を入れると、
超電導体円筒２２内で最も磁場の強い位置にシール用弁
体２４が浮上した状態で保持され、この位置にとどまる
（サスペンション効果、あるいはヤスハラ効果）。

【００２９】図４に示すように、超電導体円筒２２の軸
方向中心に磁場の強い分布で磁束がトラップされると、
図５に示すように、シール用弁体２４をこの中心から軸
方向にずらせると、該中心に向かってシール用弁体２４
を戻す力が作用する。

【００３０】このシール用弁体２４を戻す力は、超電導
体円筒２２に磁束がトラップされたときの磁場の強さ、
およびシール用弁体２４の磁場強さにより任意にこれを
変えることができる。

【００３１】上述のような現象を利用し、シール用弁体
２４とＯリング７とによって当該液化ガス容器用安全弁
２０のシール手段を構成しようとするものである。

【００３２】すなわち、電源２５から所定量の電流を流
し、超電導体円筒２２に磁束をトラップさせる。

【００３３】こののち、シール用弁体２４を超電導体円
筒２２内に入れると、このシール用弁体２４がサスペン
ション効果により保持され、Ｏリング７に所定設定圧力
で圧接してガス圧導入配管４をシールする。

【００３４】なお、Ｏリング７の位置は、シール用弁体
２４に図中下方向きの力が作用するように、磁場中心よ
り若干上方に設定しておく。

【００３５】また、シール用弁体２４を上方に持ち上げ
る力は、磁束をトラップさせるときの電源２５による発
生磁場、およびシール用弁体２４の磁場強さにより適当
に定めて決定しておく。

【００３６】こうした構成の液化ガス容器用安全弁２０
において、ガス圧が作用すると、サスペンション力に応
じて、シール用弁体２４が上方に持ち上がり、ガスが開
放される。

【００３７】ガス圧が下がると、Ｏリング７に密着する
位置にシール用弁体２４を戻す力があるため、自動的に
再シールが行われる。

【００３８】ガス圧が急激に大きく作用したときには、
シール用弁体２４が超電導体円筒２２の内部から完全に
抜き去られ、前記破裂板１２と同様の安全性を図ること
も可能である。

【００３９】こうした開閉作用によって、前述したよう
な従来の液化ガス容器用安全弁３（図７）、および液化
ガス容器用安全弁１０（図８）の欠点を解消することが
できる。

【００４０】すなわち、シール用弁体２４を持ち上げる
力は、磁束をトラップさせるときの磁場と、シール用弁
体２４の磁場の強さとで精度良くこれを決めることがで
きるため、従来のバネ式の液化ガス容器用安全弁３、あ
るいは破裂板式の液化ガス容器用安全弁１０とは異な
り、液化ガス容器用安全弁２０としての作動圧力の設定
精度を向上させることができる。

【００４１】さらにバネ式の液化ガス容器用安全弁３の
ように、バネ６の低温冷却にともなう作動不良の問題が
ない。

【００４２】あるいは、破裂板式の液化ガス容器用安全
弁１０のように、部品を破壊するものではなく、シール
用弁体２４は自己復帰可能で、再シールを行うことがで
きる。

【００４３】また、破裂板１２を用いた場合と同様に、
ガス圧を完全開放させることも可能である。

【００４４】さらに、ガス流路に、バネ６および破裂治
具１１などの作動物がなく、構造単純で、ガス流量の設
定が容易である。

【００４５】なおまた、安全弁として各種装置に設置後
であっても、シール用弁体２４を取り替えることによ
り、あるいはその磁場を制御することにより、任意に作
動圧力を変更することが可能である。

【００４６】また、必要に応じて電磁石２３を取り外し
可能とし、作動圧力を任意に変えることができる。

【００４７】なお本発明は、液化ガス容器用のみなら
ず、高圧ガス容器用としてもこれを使用可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、超電導体
が磁束をトラップする効果を応用し、永久磁石から構成
したシール用弁体をシール部材とともにシール手段とし
て利用するようにしたので、信頼性、保守性を向上さ
せ、作動圧力の設定精度高く、性能良好な安全弁を提供
することができる。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による液化ガス容器用安全弁
２０の断面図である。

【図２】同、超電導体円筒２２に磁束をトラップすると
きの説明図である。

【図３】同、超電導体円筒２２内にシール用弁体２４
（永久磁石）を浮上させる状態の説明図である。

【図４】同、超電導体円筒２２の軸方向におけるトラッ
プした磁場の強さ分布を示す図である。

【図５】同、超電導体円筒２２内におけるシール用弁体
２４に作用する力の説明図である。

【図６】従来の液化ガス容器１およびその安全弁２の説
明図である。

【図７】従来の液化ガス容器用安全弁３の断面図であ
る。

【図８】従来の液化ガス容器用安全弁１０の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 液化ガス容器 ２ 安全弁 ３ 液化ガス容器用安全弁 ４ ガス圧導入配管 ５ シール用弁体 ６ バネ ７ Ｏリング（シール部材） １０ 液化ガス容器用安全弁 １１ 破裂治具 １１Ａ 破裂治具１１の尖端部 １２ 破裂板 ２０ 液化ガス容器用安全弁 ２１ 円筒冷却手段 ２２ 超電導体円筒 ２３ 電磁石 ２４ シール用弁体（永久磁石） ２５ 電源 ２６ 円筒状収容容器 ２７ 液体窒素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定圧力の液化ガスを貯蔵する液化ガ
   ス容器用安全弁であって、 前記液化ガス容器に取り付けるとともに、内部のガス圧
   力を導入するガス圧導入配管と、 前記ガス圧導入配管に取り付けた超電導体円筒と、 この超電導体円筒の内部に位置させて前記ガス圧導入配
   管に取り付けたシール部材と、 前記超電導円筒体を超電導状態に冷却する円筒冷却手段
   と、 前記超電導体円筒に磁場を捕捉させる電磁石と、 永久磁石から構成するとともに、前記超電導体円筒の内
   部に配置して前記シール部材に接離可能としたシール用
   弁体と、 を有することを特徴とする液化ガス容器用安全弁。