JPH07239096A - 高圧ガス容器用弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器の転倒等により弁が折損した場合にも、
ガス噴出を確実に防止でき、安全対策上、万全を期すこ
とができる高圧ガス容器用弁を提供する。 【構成】 容器１にねじ込まれた螺子部９がＡ−Ａ箇所
で折れた場合、弁体１６と補助弁体２３とを連結する連
結棒２６も折れる。螺子部９及び連結棒２６が折れる
と、補助弁体２３はコイルバネ２４により補助弁座２２
に当接されて、ガス通路１１を遮断し、容器１からのガ
ス噴出を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液化塩素，液化アンモ
ニウム，液化炭酸ガス等の液化ガスや半導体の製造に使
用される材料ガス（例えばシラン，ホスフィン，アルシ
ン，ジボラン等）等を収容する高圧ガス容器の口部に取
り付けられる高圧ガス容器用弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の高圧ガス容器用弁は、一般に、
弁箱に、ガス管を連結しうる連結部及び高圧ガス容器の
口部にねじ込み固着する螺子部を設け、弁箱内に形成し
た弁操作室に、連結部を貫通する第１ガス通路及び螺子
部を直線状に貫通する第２ガス通路の基端を開口させる
と共に、第２ガス通路の基端開口部に形成した弁座に当
接して両通路間を遮断閉塞させる閉弁位置と該弁座から
離間して両通路間を連通開放させる開弁位置とに亘って
第２ガス通路の軸線方向に進退操作される弁体を内装し
てなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この高圧ガス容器用弁
は、その螺子部を容器の口部にねじ込むことによって高
圧ガス容器に装着されるが、容器口部へのねじ込み量が
JIS B 8246等により定められており、少なくとも螺子部
の基端側が容器口部からはみ出した形態で容器に装着さ
れている。

【０００４】したがって、容器が転倒する等により、弁
に衝撃が加わった場合、衝撃応力が強度的に弱い箇所に
集中して、その箇所が折損する虞れがある。すなわち、
螺子部が弁箱から突出しており且つ螺子部の先端側部分
が容器口部に装着されている構造上、弁に衝撃が加わる
と、螺子部の基端箇所が折損する。そして、このような
箇所で折損すると、弁としての機能は当然に損なわれ、
容器内のガスが噴出し、甚だ危険である。特に、容器内
のガスが半導体の製造に使用される材料ガス（例えばシ
ラン，ホスフィン，アルシン，ジボラン等）のような可
燃性猛毒ガスである場合には、大事故になる。

【０００５】ところで、高圧ガス容器を運搬する場合等
にあっては、容器が転倒したようなときにも、上記した
折損事故が生じないように、容器口部に弁全体を囲繞す
る保護キャップを取り付けておくことが義務付けられて
いる。しかし、弁の連結部にガス管を脱着させる場合
（例えば、容器を交換する場合や空容器にガスを充填さ
せる場合）には、かかる作業を保護キャップを外した状
態で行う以上、上記した折損事故を完全に防止すること
はできない。特に、使用済の容器を新たな容器に交換さ
せる場合、ガス管から外した使用済の容器が作業者の意
識外に置かれ易く、使用済の容器を作業者が誤って倒し
てしまう虞れが強い。なお、使用済の容器と雖も、ある
程度のガスが残存しており、容器転倒により上記した折
損事故が生じると、ガスが噴出することになる。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、容器の転倒等により弁が折損した場合にも、ガ
ス噴出を確実に防止でき、安全対策上、万全を期すこと
ができる高圧ガス容器用弁を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成すべく、特に、容器口部にねじ込まれる螺子部
に、第２ガス通路の一部を拡大させてなる補助弁室を形
成し、この補助弁室に、前記弁座に直対向して形成され
た補助弁座に当接したときにのみ第２ガス通路を遮断閉
塞しうる補助弁体を第２ガス通路の軸線方向に進退自在
に内装すると共に、この補助弁体を前記弁体に向かう方
向であって補助弁座に当接する方向に附勢させるコイル
バネを内装し、弁体と補助弁体とを、第２ガス通路にこ
れを閉塞することなく進退自在に挿通させた非伸縮性の
連結杆を介して、弁体が弁開位置に位置されたときに補
助弁体がコイルバネに抗して補助弁座から離間した位置
に保持されるように、連動連結しておくことを提案す
る。

【０００８】

【作用】弁体が弁開位置に位置されたときは、弁体と補
助弁体との間に介挿された連結杆により、補助弁体はコ
イルバネに抗して補助弁座から離間した位置に保持され
る。そして、弁体を弁開位置から弁閉位置に操作させる
と、連結杆により、補助弁体はコイルバネに抗して補助
弁座から更に離間する位置へと移動される。したがっ
て、弁体の位置に拘わらず、補助弁体は常に補助弁座か
ら離間した状態にあり、補助弁体は弁体による弁機能を
何ら妨げることがない。

【０００９】而して、容器の転倒等により弁に衝撃が加
わって、螺子部がその基端箇所で折損すると、連結杆を
介しての弁体と補助弁体との連結が解除される。この連
結が解除されると、補助弁体はコイルバネにより補助弁
座に当接され、その状態に附勢保持される。その結果、
補助弁体により容器口部側に残存する第２ガス通路は遮
断閉塞され、容器からのガス噴出は阻止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の構成を図１〜図５に示す実施
例に基づいて具体的に説明する。

【００１１】図１において、１は上面部に筒状の口部３
を突設した高圧ガス容器であり、２は容器口部３に装着
された高圧ガス容器用弁である。

【００１２】高圧ガス容器１の口部３には、図１に鎖線
図示する如く、弁２を囲繞する保護キャップ４を螺着す
るための螺子筒５が嵌着されている。なお、保護キャッ
プ４は厚肉の金属製のもので、容器１の運搬時等におい
て弁２が破損しないように保護するものである。

【００１３】高圧ガス容器用弁２は、図１及び図２に示
す如く、ガス取出管，ガス補充管等のガス管７を連結す
るための連結部８及び容器口部３にねじ込み固着される
テーパネジ状の螺子部９を突設してなる弁箱６を具備し
てなる。弁箱６内には、連結部８を貫通する第１ガス通
路１０及び螺子部９を直線状に貫通する第２ガス通路１
１の基端を開口させた弁操作室１２が形成されている。
なお、弁箱６には、安全対策上、第２ガス通路１１に連
通するガス通路１３が形成されており、このガス通路１
３は安全ナット１４等により閉塞されている。

【００１４】弁操作室１２には、図１及び図２に示す如
く、第２ガス通路１１の基端開口部に形成した弁座１５
に当接して両通路１０，１１間を遮断閉塞させる閉弁位
置（図１に示す位置）と該弁座１５から離間して両通路
１０，１１間を連通開放させる開弁位置（図２に示す位
置）とに亘って第２ガス通路１１の軸線方向つまり上下
方向に進退操作される弁体１６が内装されている。弁体
１６は、弁操作室１２内を上下動自在であり且つコイル
バネ１７により上方に附勢されたリテーナ１８の下端部
に固着されており、弁箱６に螺合させた操作体１９を上
下方向に進退操作することにより、閉弁位置と開弁位置
とに亘って進退されるようになっている。また、リテー
ナ１８と操作体１９との間には金属製のダイヤフラム２
０が介挿されていて、このダイヤフラム２０により弁操
作室１２の上面側を密閉させている。

【００１５】容器口部３にねじ込まれた螺子部９の先端
部分には、図１及び図２に示す如く、第２ガス通路１１
の一部を拡大してなる補助弁室２１が形成されている。
この実施例では、第２ガス通路１１が横断面円形状をな
すものとされているが、補助弁室２１は第２ガス通路１
１の下端部を同心状に拡径させてなる。

【００１６】この補助弁室２１の上面には、図１及び図
２に示す如く、前記弁座１５の直対向する環状の補助弁
座２２が形成されていると共に、補助弁体２３及びコイ
ルバネ２４が内装されている。

【００１７】補助弁体２３は、図１〜図４に示す如く、
補助弁室２１よりも若干小径とされた、ステンレス鋼等
の金属材又はナイロン６６，ダイフロン，ベークライト
等の樹脂材からなる円盤状のもので、補助弁座２２に当
接したときにのみ第２ガス通路１１を遮断閉塞するよう
に、補助弁室２１に上下動自在に内装されている。すな
わち、補助弁体２３の周縁部には複数の切欠２３ａ…が
形成されていて、補助弁体２３をこれが補助弁座２２に
当接する補助弁閉位置（図４に示す位置）に位置させた
ときには、切欠２３ａ…が補助弁座２２の内径領域に食
み出さず、第２ガス通路１１を遮蔽閉塞し、補助弁体２
３を補助弁座２２から離間させた状態（例えば、図１又
は図２に示す状態）では、切欠２３ａ…を介して補助弁
室２１を含む第２ガス通路１１が開放されるようになっ
ている。

【００１８】コイルバネ２４は、図１〜図３に示す如
く、補助弁体２３と補助弁室２１の下端部に螺着された
環状のバネ受け板２５との間に介挿されていて、補助弁
体２３を弁座１５に向かう方向であって補助弁座２２に
当接する方向に附勢する。なお、コイルバネ２４及びバ
ネ受け板２５はステンレス鋼製のものとされている。と
ころで、コイルバネ２４は、後述する連結杆２６及び補
助弁体２３を介して弁体１６を前記コイルバネ１７と同
一方向（上方向）に附勢するものであるから、両コイル
バネ１７，２４のバネ係数は、弁体１６及び補助弁体２
３の機能を勘案して設定しておく必要がある。つまり、
両コイルバネ１７，２４による弁体１６の附勢力が必要
以上に大きくならず且つコイルバネ２４による補助弁体
２３の附勢力が必要以上に小さくならないように設定し
ておくことが好ましい。

【００１９】そして、弁体１６と補助弁体２３とは、図
１及び図２に示す如く、第２ガス通路１１にこれを閉塞
することなく進退自在に挿通させた非伸縮性の連結杆２
６を介して、弁体１６が弁閉位置に位置されたときは勿
論、弁開位置に位置されたときにも、補助弁体２３がコ
イルバネ２４に抗して補助弁座２２から離間した位置に
保持されるように、連動連結されている。この実施例で
は、連結杆２６を、両弁体１６，２３がこのような関係
をもって連動連結されるに必要且つ充分な長さを有し且
つ第２ガス通路１１の断面形状より小径の棒状体に構成
して、その両端部を弁体１６及び補助弁体２３に固着し
てある。なお、連結杆２６の構成材としては、弁体１６
の上下動に伴って補助弁体２３をコイルバネ２４に抗し
て押圧変位させるに充分な剛性を有し且つ螺子部９の折
損に伴って容易に折損できる金属材又は樹脂材が選択さ
れる。この実施例では、連結杆２６をステンレス鋼製と
してある。

【００２０】ところで、弁２の各構成部材の材質は、そ
の部材の機能（例えば、弁体によるシール機能）や取り
扱うガスの性状等に応じて適宜に選定されている。例え
ば、取り扱うガスが腐食性のものである場合には、ガス
に触れる部材については耐食性のある金属材又は樹脂材
で構成しておく。

【００２１】以上のように構成された高圧ガス容器用弁
２にあっては、両弁体１６，２３が連結杆２６を介して
一体連結されていて、弁体１６の上下動に伴って補助弁
体２３も上下動されるが、弁体１６を弁閉位置及び弁開
位置の何れに操作した場合にも、補助弁体２３は補助弁
座２２から離間された状態にあり、第２ガス通路１１は
補助弁体２３により閉塞されることがない（図１，図２
参照）。したがって、弁２の開閉機能上、補助弁体２３
は何ら関与せず、補助弁体２３を設けたことによる問題
はない。

【００２２】而して、保護キャップ４を外した状態で高
圧ガス容器１を交換させる場合等において、冒頭で述べ
た如く、弁２に衝撃が加わって、弁２が螺子部９の基端
箇所Ａ−Ａで折損したときには、弁体１６による弁機能
は喪失するが、容器１からのガス噴出は補助弁体２３に
より確実に阻止される。

【００２３】すなわち、螺子部９の基端箇所Ａ−Ａで折
損すると、連結杆２６もこれと同様箇所で折損すること
になる。したがって、補助弁体２３を補助弁座２２から
離間する位置に保持する機能が喪失し、補助弁体２３
は、図４に示す如く、コイルバネ２４により補助弁座２
２に当接されて、容器１側に残存する第２ガス通路部分
１１´が遮断閉塞される。その結果、容器１からのガス
噴出は確実に阻止されることになる。したがって、容器
１内のガスが前述した如き可燃性猛毒ガスである場合に
も、大事故に繋がる危険は未然に回避される。

【００２４】ところで、上記した如く弁２が破損した容
器１には、それが使用済のものであると否とに拘わら
ず、ガスが残存しているから、弁２を交換する場合に
は、その残存ガスを予め排除しておく必要があるが、か
かる残存ガスの排除は、図５に例示する如き適当な治具
３１を使用することによって容易且つ安全に行うことが
できる。

【００２５】すなわち、この治具３１は、図５に示す如
く、保護キャップ４を取付けるための螺子筒５に螺着し
うるキャップ３２と、キャップ３２の上面部に上下螺送
自在に支持させた操作棒３３と、キャップ３２と操作棒
３３との摺動部分をシールするシール部材３４と、キャ
ップ３２に連通状に設けた管継手３５とからなり、ガス
排出に際しては、キャップ３２を適当なパッキン３６を
介して螺子筒５に螺着させることによって、容器口部３
及び折損された螺子部９を密閉できるように構成されて
いる。

【００２６】したがって、キャップ３２を取付けると共
に、管継手３５にガス排出管３７を取付けた上、操作棒
３３を下方に螺送操作して、残存する連結杆部分２６´
を押し下げることにより、図５に鎖線で示す如く、補助
弁体２３がコイルスプリング２４に抗して補助弁座２２
から離間せしめられて、容器１内の残存ガスをガス通路
部分１１´及びキャップ３２内を経てガス排出管３７か
ら安全に排出させることができる。勿論、残存ガス量が
多い場合にあって、弁２を交換する時間的余裕がない場
合等にあっては、シール条件次第ではあるが、かかる治
具３１を補助弁体２３と相俟って高圧ガス容器用弁とし
て使用することも可能である。なお、連結杆２６の折損
箇所が、ガス通路部分１１´内にある場合（連結杆２６
が補助弁体２３との連結箇所で破断された場合を含む）
には、操作棒３３をガス通路部分１１´内にまで下降挿
通できるものとしておくか、ガス通路部分１１´に棒状
体を別途差し込んでおくことによって、上記したと同様
のガス排出作業を行うことができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲におい
て適宜に改良・変更することができる。

【００２８】例えば、連結杆２６は、コイルバネ２４の
附勢力と相俟って、両弁体１６，２３を連動連結できる
ものであればよく、両弁体１６，２３に固着しておく必
要はない。すなわち、連結杆２６を、弁体１６，２３の
一方にのみ固着しておくことは勿論、何れの弁体１６，
２３にも固着しないようにすることも可能である。ま
た、連結杆２６の形状，材質も、その存在が弁体１６の
機能及び第２ガス通路１１におけるガス流動性を妨げ
ず、螺子部９と共に折損されることを条件として、任意
である。また、連結杆２６を折損し難い高靱性材で構成
する必要がある場合等にあっては、螺子部９の折損箇所
Ａ−Ａに対応する部位に、折損を誘導する切欠を形成し
ておいてもよい。勿論、かかる切欠は、通常時における
弁体１６，２３の連動連結を妨げるようなものでないこ
とが必要である。

【００２９】また、補助弁室２１の形状，形成位置は、
その存在によっては螺子部９の強度が低下されないこと
を条件として、任意に設定できる。ただし、螺子部９の
強度及び加工上の観点からは、上記実施例における如
く、容器口部３内に螺合する部分、特に螺子部９の先端
部に形成しておくことが好ましい。ところで、高圧ガス
容器用弁の中には、第２ガス通路１１の先端部に、内径
がガス流路１１の径と略一致する液体取出管を装着する
ように構成したもの（例えば、液化炭酸ガスを収容した
高圧ガス容器に使用されるもの）があるが、このような
タイプの弁２に本発明を適用する場合には、液体取出管
の装着部をそのまま補助弁室２１として利用することが
できる。このようにすれば、既存の高圧ガス容器用弁を
本発明に係る弁２に容易に改造することができる。勿
論、本発明を適用しうる高圧ガス容器用弁は、上記実施
例の如きダイヤフラム弁２に限定されず、任意である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高圧ガス容器用弁によれば、高圧ガス容器が転倒する
等により螺子部の基端箇所で折損した場合にも、補助弁
体によりガス噴出を確実に防止することができる。した
がって、可燃性猛毒ガスを収容している場合等にあって
も、安全対策に万全を期すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧ガス容器用弁の一実施例を示
した縦断側面図である。

【図２】図１と異なる状態を示す縦断側面図である。

【図３】要部の横断平面図（断面は図１のIII−III線に
沿う）である。

【図４】高圧ガス容器用弁が折損した状態を示す縦断側
面図である。

【図５】高圧ガス容器用弁の折損後におけるガス排出状
態を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１…高圧ガス容器、２…高圧ガス容器用弁、３…容器口
部、６…弁箱、７…ガス管、８…連結部、９…螺子部、
１０…第１ガス通路、１１…第２ガス通路、１２…弁操
作室、１５…弁座、１６…弁体、２１…補助弁室、２２
…補助弁座、２３…補助弁体、２４…コイルバネ、２５
…バネ受け体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱に、ガス管を連結しうる連結部及び
   高圧ガス容器の口部にねじ込み固着する螺子部を設け、
   弁箱内に形成した弁操作室に、連結部を貫通する第１ガ
   ス通路及び螺子部を直線状に貫通する第２ガス通路の基
   端を開口させると共に、第２ガス通路の基端開口部に形
   成した弁座に当接して両通路間を遮断閉塞させる閉弁位
   置と該弁座から離間して両通路間を連通開放させる開弁
   位置とに亘って第２ガス通路の軸線方向に進退操作され
   る弁体を内装してある高圧ガス容器用弁において、螺子
   部に、第２ガス通路の一部を拡大させてなる補助弁室を
   形成し、この補助弁室に、前記弁座に直対向して形成さ
   れた補助弁座に当接したときにのみ第２ガス通路を遮断
   閉塞しうる補助弁体を第２ガス通路の軸線方向に進退自
   在に内装すると共に、この補助弁体を前記弁体に向かう
   方向であって補助弁座に当接する方向に附勢させるコイ
   ルバネを内装し、弁体と補助弁体とを、第２ガス通路に
   これを閉塞することなく進退自在に挿通させた非伸縮性
   の連結杆を介して、弁体が弁開位置に位置されたときに
   補助弁体がコイルバネに抗して補助弁座から離間した位
   置に保持されるように、連動連結してあることを特徴と
   する高圧ガス容器用弁。