JPS61192979A - 弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弁ｌζ関し、特ｌζ流体流システムに用いる過
剰流量弁に関する。

以下に用いられる「流体」なる用語は気体システムおよ
び液体システムの両方に関する。尤も本発明は気体シス
テム、特に圧縮天然ガス（ＣＨＧ　）を用いる気体シス
テムに特に利用されるものである。

圧縮天然ガスを車輌用燃料として使用することは増々人
気を得るところとなり、イタリヤでは約３０万台の本に
、米国では約１０万台に、またはニューシーラントでは
約１０万台の本に圧縮天然ガス燃料供給システムが設け
らｎており、また多くの場合ガソリンを別の燃料とする
複式燃料供給システム（ｄｕａｌ−ｆｕｅｌ　５ｕｐｐ
ｌｙ　ｓｙｓｔｅｍＪの一部としている。

さらに、液化石油ガスは本積燃料としての使用が世界中
に既に確立さｎており１日本、ヨーロッパ、アメリカに
この種の車輌は多数あり。

このようなＬＰＧ燃料システムはニューシーラントにお
いて増々人気を得つつある。

上記のごときＣＨＧやｒｌ、ＰＧ燃料システムを車輌に
使用することとは別に、ＣＮＧは勿論その他各種の産業
分野および家庭環境において用いられており、こうした
状況め多くにおいて過剰流量弁の使用が望ましく、多（
の場合、義務付けることができる。

過剰流量を検出した場合こｎを防止する必要のある状況
が種々あり、例えば車の事故において起るような高圧管
の破裂の場合に燃料に火がつくと燃料が流れることで火
災が止まないことは理解されよう。

また別の状況はホースが接続されたままで燃料供給装置
から本が走り去る場合である。

さらに別の状況は連結車がその軍用の給油装置をトレイ
ラに乗せていて両車軸間の連結が壊われた場合にはこの
給油が遮断されなければならない場合である。

さらに今一つ別の状況は過剰流量遮断弁が家庭または工
場に必要とされる家、庭または産業的環境において起る
。

流体管の圧力次第で、種々な形式の過剰流量遮断弁が今
まで提案されてきた。高圧ガス管においては、例えば有
効圧力感知装置および動力作動弁が一般に用いられてい
る。これに反して、低圧ガス管の場合では、予め決めら
れた流量または圧力に達するとばねが偏倚して弁が閉じ
られるばね装填の弁が圧倒的に多く、さもなくば典型的
例としては電子検知装置を含むものである。

しかし、車の燃料としてＯＮＧの使用はいまだ揺贅期に
あるので、本申請人は過剰流量遮断弁を前記の流体流シ
ステムに設けることに関し何等かの法規が導入れたこと
を知らない。こうした法規はＬＰＧ燃料システムに関し
ては事実存在している。例えばオーストラリア標準仕様
４　Ａ　８１４２５−１９８２（車輌エンジン用のＬＰ
ガス燃料システムノ、Ａ３１５９６−１９８３（ＬＰガ
ス貯蔵および取扱）、およびヨーロッパ標準仕様書草案
ＥＣＥ３Ｃ１／ＷＰ２９／ＧＲＰＶＲＥＤ　３　（ＬＰ
容器付属品）を参照されたい口 勿論、非常・に大切なことは弁の遮断を起す流体流の流
量は通常の最大流槍以Ｆであってはならないこと１例え
ば、車輌燃料システムの場合では、全速および全負荷で
走行するためエンジンが必要とする流鷺以Ｆであっては
ならないということである。ＬＰＧシステムに対するオ
ーストラリア仕様書Ａｓ１５９６は［過剰流量弁の閉鎖
流量はその時点における最大通常流量の１！−倍を超え
てはならない」ことを要求している。しかし、このよう
な規定が存在しない場合には、遮断時の流量は安全およ
び゛実際の要件に従って決定される必要がある。

種々の用途に対して今まで各種の過剰流量弁が提案され
た。こうした先行提案は例えば英国特許第１４２６５８
８号（アナリカン・エア・フィルタ社）４こ記載の装置
のごとき圧力放出制御装置を含んでいた。上記特許にお
いては流体流管内の所定圧力以上で流体を吹出しボール
によってポートから流出させるようにしている。

このような制御装置その他のばね圧によるボール弁は、
特にばね時間の経過と共にばね力が低Ｆするのでばねに
頼る固有の欠点をまぬがれない。こうした欠点は米国特
許＠３８６１４１５号（ラーセン）８よび７ランス特許
第２１８０８８５号（Ａ／！３テクノーバノに記載のご
とき流量作動弁番こおいて克服さｎている。これら両弁
は流体を流通させる弁室内にボールを配置し、所定流量
に達するとボールを動かしポートにあててふさぐように
したポールに依存している。しかしながら、ポールの位
置決めするの番こ弁室を導る流体の実際流量に依存する
この種の弁は感度に欠けることが判明した。即ち、これ
らの弁は特に室が水平から動いた場合には広い流量範囲
に亘って作動する傾向を示し、異なる重量のポールが利
用できることを除いては１種々異なる流量の作動を行う
ために調整することもできない。

７ランス特許第２１８０８８５号の弁は特に振動のため
に早めに遮断しがちである。こｎはこの弁が完全に移動
自在であるためであ６６従って１本発明の目的は作動に
信頼性があり感度がよく現在利用される上記弁における
欠点を克服、または少なくとも除去する過剰流量遮断弁
を提供すること番ζある。

本発明のその他の目的は以Ｆの説明から明白になろう。

本発明の一態様によれば、弁胴と、ｙＰ座を設けたまた
は設けるようにした＠１ポートと、圧縮流体源と接続す
るようにした少なくともＷ１２ポートと、この第１ポー
トとｉＪ２ポートとの間に配置された室と、制ａ部材と
を有する弁において、上記弁胴が弁棒部材を含み、この
弁Ｓ部材の端部が上記制御部材をこの端部上にまたは端
部に配置させて制御部材の予め選ばれた部分を上記室内
の流体流に触れさせるようにしたことにより、制御部材
の重量と室内での制御部材の露出度とが、この室を通る
流体流の予め決められた流量以上では制御部材が上記弁
座に抗する位置を取って上巳圧縮流体源からそれ以上の
流体流が上εＷｉ１ポートを通って出てゆくのを防止ま
たは制限するようなものとされたことを特徴とする弁が
提供ざｎる。

本発明の新規な態様の全てにおいて考えられるべき別の
態様は本発明の実施例を例として添付の図面を参考にし
てぢこなう以下の説明から明白になろう。

先ず図面の第１図番ζついて述べると１本発明の一実施
例による弁は矢印１によって全体的に示され、はぼ丁字
形弁胴２よりなることが示されている。

弁胴２は螺設出口ポート４を備えた流体出ロコネクク３
を取付けている。螺設突出部分５は弁ｔＮ２と内端に弁
シール部材７を備えた弁座６とにねじ係合している。シ
ールまたは座金８がざらにコネクタ３の内７ランジと弁
１ｌｌｉ４２の外面との間に配置さｎていることが示さ
れている。

使用について述べると、コネクタ３の螺設ポート４は適
当なカイリングと接続され、カプリングは車輌のエンジ
ンなどへの燃料管と螺設ポート４を接続する。

第２ポート９は螺設インサート１０を有し、インサー）
１０はその長さに沿ってみぞ１１を有し、また弁胴２内
の弁室１３内へ突出する内部突出チップ１２を有する。

雄ねじ１４は使用に際してＷＩ２ポート９を車輌燃料シ
ステムの加圧流体を入れるタンクに連結する適当なカプ
リングに連結さｎ６゜弁１ｉ１ｉ４２の下側部分には螺
設凹陥＠１５内の所望位置へ移動可能な螺設弁棒１６で
遮断される凹陥部１５が設けられている。ポールの形で
示される制御部材１７は本夾施例では弁室１３のレベル
より適当な距離ｒｈＪｆ側において弁棒１６の頂部に概
略的に示されている。弁棒１６の頂部はボール１７が着
座できる凹部１８を有する。別の実施例では弁棒１６の
頂部にポール１７がすベリばめで入れることもできる直
立スリーブなどを設けることができる。

第２ポート９に連結されたタンクを充たす場合には、弁
１はそのポート４が圧縮流体の供給源に接続されている
ので流体流はコネクタ３および弁座６を通り、さらにイ
ンサー）１０のみぞ１１を通ってタンクに流入する。こ
の流体流は流量とボール１７の寸法および重量との如何
によりボール１７が弁室１３内で浮遊状態になるように
ボールを英綴で示す位置から拾い上げる傾向を示す。し
かし、この浮遊中のボール１７は流体が弁ｖ４２内を流
れるのを阻止できないであろう。その理由はインサート
ｌＯの突出先端１２は流体がみぞ１１に近づ（のをボー
ル１７に妨害させないからである。

しかし、コネクタ３に連結ざｎた燃料管に破裂が起る場
合には、流体流は逆方向に、即ちタンクからエンジンへ
またポート９からポート４へとなるであろう。異常な流
体流が弁室１３にはいる時は、突出部分１２は乱流を起
し、この乱流は所定の流量レベルではボール１７の重量
を克服してボールを持ち上げ輪郭１７１で示す位置へつ
けて弁座６を閉鎖またはほぼ閉鎖するに十分な空力刀を
生み出す。

弁が遮断されると、ボール１７の背後の圧力は密封部材
７があたえるシールがこｎに何等かの流体バイパスを通
させていない場合には、ボールを遮断位置に抑え込む傾
向があり、この場合、管の破裂が修復されると、シール
７を通るバイパス流は自動的にリセットされる。シール
７の材料は低温への連続的環流に対処できて低温で十分
な密封をおこなえることがきわめて重要である。流体が
弁室１３内にはいる時は膨張するので、温度の実質的な
低ドが起り、流量の高い場合ではこの温度低ドは大幅な
ものとなる得ることがこの点で理解される。シール７用
の材料が例えばナイロンである場合、シールを通る流体
バイパスが可能である。しかし、ポリテトラフルオロエ
チレンなどの材料が用いられる場合には、この材料はほ
ぼ１００％のシールをするので遮断後の弁のリセットは
手動のリセットによるかまたは応用可能なら別の注入操
作により達成される必要があろう。

弁室１３内の温度低Ｆについては、燃料の乾燥を保証し
氷結の起るのを防止Ｔるため燃料システム内に吸湿装置
を含めることも望ましい。

弁座６．弁体１６．インサートｌＯの配置はエンジンと
燃料システムのタンクとの間の種々の接続を可能にする
ように相互交換が可能であることに注目さｎたい。しか
し、弁１は自重に頼ってボール１７を弁開放位置に保留
しているので、弁１１１２がその配置位置のＦ端に弁体
１６を有することがきわめて重要で、テストでは弁ａｆ
ｉ４２の垂直線からの傾きが好ましくは１５’を超える
べきでないことが確認された。弁１を車のタンクとエン
ジンとの間に使用することについては特に述べたが、こ
れは例として述べたに過ぎないことを理解さｎたい。弁
１は車の給油が無人でおこなわｎる滴Ｆ給油装置、また
は据付けの装置において同様に使用できる。

第２因および３因について述べると、符号ｌ圓で示す本
発明の別の実施例は可動螺設弁体１１６が係合する凹陥
部１１５を有する弁胴１０１を有し、弁体１１６の端１
５１と凹陥部１１５の外面との間にはスペーサ座金１５
０が設けらｎている。制御部材１１７はまた弁体１１６
の突出端１１８に配置さｎたボールとして示されている
。弁１００をエンジンに連結するための出口コネクタ１
０３＆ζはその内７ランジと弁胴１０１の外面との間に
スペーサ座金１０８が設けられている。コネクタ１０３
の内面にはボール座１０７が設けられている。燃料タン
クに連結さｎる入口１１４はこの実施例では出口コネク
タ１０３に対しほぼ直角である。

この配列は特に突起１５２が流体路内に延びているので
流体が入口コネクタ１１４を通って弁室１１３内に流入
する時は弁室１１３内に乱流の発生を容易にする。突起
１５２上のまたは突起に隣接する切欠き上側部分１５３
もまた弁室１１３内の乱流の発生を助けると共ＩＣまた
燃料タンクに給油する際にボール１１７の周りや入口１
１４を通る流路を保証する助けにもなる。

また、シール１０７用に選ばれた材料の如何によっては
、実際のバイパス路が実際に設けられていない場合には
（ｉ！ｇ６図参照ン、ボール１１７が輪郭１１７’で示
す位置に移動し終ると、弁の手動リセット操作が必要と
なる。

第２■および３図に示した弁のテストでは。

弁はＣＮＧ給油のエンジンｌこおいて通常の最大流量の
１！−倍の理論値にごく近い過剰流量では弁はテスト結
果は次の通り ８００　４Ｂ、８　４．０　　４．４２　７／１６　１
３．０１０００　６１．０　５．０　　５．０７　５／
１６　１１．０１２００　７３．２　６．０　　６．０
０　１／２　　１６．５１３０ｕ　　７９．３　６．５
　　６．８５　７／１６　１６．０１５００　９１．５
　７．５　　７．７６　３／８　　８．０１８００１０
９．８　９．０　　１０．７４　７／１６　１３．０２
０００１２２．０　１０．Ｑ　　　Ｉｏ、７４　７／１
６　１３．０２３００１４０．３　１１．５　　１１．
５３　１／２　　１３．５２５００１５２．５　１２．
５　　１２．２２　７／１６　１０．５３０００１８３
．０　１５．０　　１３．９０　３／８　　１２．５３
３００２０１．４　１６．５　　１７．３８　３／８　
　１３．０４１００２５０．２　２０．５　　２１．８
０　７／１６　　３．５Ｃｌ＆）５０００３０５．２　
２５．０　　２５．２８　３／８　　３．５（※］５／
１６　　７．９４　　１．９５０２３／８　　９．５３
　　３．５１５２ ７／１６　１１．１１　　５−５７６２１／２　　１２
．７０　　８．２８３２注：ｔｍは頂部−こ４．０１１
！１１の凹陥部を有する弁体。

上記の数字から理解されることは最大流量の１７倍の締
切過剰流量はＣＮＧ燃料システムに対して義務的ではな
い（少な（とも現在ではニューシーラントにおいて〕が
、ボール寸法、ボール重量、および（または）弁体の高
さを僅かに調整すれば上記の締切流量は各種寸法のエン
ジンに対して容易に達成されるということである。

ポール座が完全なシールを提供しない場合には弁の自動
的リセットが達成できることは先きに述べた。流体がこ
のようにボールを通って漏れると自動的リセットをおこ
なうという不完全なシールに頼るよりもむしろこれに代
って＠４図の実施例に示される通り１手動的リセットに
することができる。

適切な場合、第１図に用いた符号に対応する符号を用い
た本実施例において、弁体１６はこれを貫通するプラン
ジャ２００を有し、その円盤形上端２０１においてボー
ルの形を取った制御部材１７を支えている。過剰流が発
生し、ボール１７がその遮断位置１７’に移動してしま
うと、ばね２０２などの偏倚に対抗してプランジャ２０
０が移動することによって円盤２０１の縁が位置１７１
にあるボール１７と係合してボールをその位置から追い
出し自重で落丁させて弁開放位置へ戻す。プランジャ２
００などの物理的リセット装置は弁体１６内に貫入され
る必要はなくて適当な位置において弁１１１ｉ４２へ挿
入することができることを理解されたい。

ざらに別の実施例として、例えば＠２図および３図の弁
１００に使用するに適した出ロコネクク１０３Ｎにおい
て＠５図および６図に示すとと（、切欠き部分２５０が
ボール座部域２５１に近い内端に設けらｎている。従っ
て、コネクタ１０計の螺設部分２５２はコネクタ１０３
１０）端の手前で終っている。

ボール１１７が第２図に輪郭で示す弁遮断位置にある場
合でも、ある流体量がなお出口１０３１を通って流れる
ように、＠６図に明示の通り。

バイパスオリフィス２５３を設けることができる。

このような配列が望ましいかどうかは弁が使用さｎる状
況に大きく依存することを理解されたい。この場合下す
べき決定は勿論のこと弁の自動的リセットの価値がたと
え流量が大幅に減少しているとは言え流体の連続的流量
の潜在的欠点を補って余りあるかどうかである。

さて第７図について述べると、典型的な車の装備におい
てＣＮＧのシリンダ４００が息のフローアバネル４０１
に取付けられている。主遮断弁４０２は高圧バイブ４０
３を介して本発明の一実施例番ζよる過剰流量遮断弁４
０４にンリンダ４００を連結している。弁４０４は横と
縦に垂直線からなるべ（は約１５°を超えないほぼ垂直
方向になるように取付けられている。高圧パイプ４０５
は弁４０４を圧力調整装置に公知の方法で連結している
。袋４０６は主遮断弁４０２辺りの構造体を覆っている
。

本発明は非常に簡単（可動部分が一つあるだけ）である
が信頼性が高く選択的動作を提供し、車のＣＮＧシステ
ムにおける燃料流量の制御に特に利用されるが、過剰流
体流量の制御の達成が必要な場合はどこにおいても潜在
的用途を有する過剰流量遮断弁を提供するものであるこ
とが判る。

弁体１６，１１．６を垂直方向に調整することは乱流が
ボール１７，１１７を拾い上げ弁を閉じる場合の流体流
量が容易に変更できることを意味する。さらに、ボール
１７．１１７の寸法／重量もまたカットオフポイントを
容易番こ調整させる。高体積流量の一部の弁に対しては
金属などの比較的重い材料に代って、軽量材料１例えば
プラスチックをボールに用いることが必要である。また
１球形ボール制御部材１７　、１１７を示したが、他の
形状の制御部材、例えば円筒形のものも使用可能である
ことが考えられる。

前記の説明において公知の同等構成部品を有する本発明
の特種構成部品番こついて述べたが、こうした同等部品
は個別に説明したかのごとく上記説明中に含めた。

本発明は例として説明しその若干の可能な実施例につき
述べたが、種々の変態または改良が本発明の範囲または
精神を逸脱することな（付属の特許請求の範囲に限定さ
れるごとくおこなうことができることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による弁の概略的横断面図、
第２図は本発明の別の実施例による弁の概略的横断面図
、１ｇ３図は第２図の矢印Ａ−Ａ線に沿った概略断面図
、第４図は本発明のさらに別の実施例による弁の概略的
横断面図。 Ｎ５図は本発明の実施例の弁に、用いる適当な出口コネ
クタの概略的横断面図、ＩＮ６図は第５図の出口コネク
タのバイパス部分の概略的横断面拡大図、第７図は本発
明の過剰流量弁を組入れた典型的なＣＨＧまたはＴ、、
ＰＧ車の装置の説明図である＠ なお図において、符号１．１００は弁、２゜１０１は弁
胴、４は嘱ｌポート、５，１５２は突起、６は弁座、９
は！！２ボー）、１３．１１３は弁室、１７，１１７は
制御部材、　１５　、１１５は凹陥部、１６．１１６は
弁体部材、２００はプランジャである。 手続補正書 ・］　　　　　　　　　　　　　昭和Ｌノ年９月／２日
１、事件の表示ｍ−４ｙｂ１号Δ彎膚１ｊｌり′♂ρＳ
２、に月−μ叶 准 ３、補正をする者 事件との関係　　＞１９ｊｆｌＪ　人 佳−所−歩１ ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁胴と、弁座を設けたまたは設けるようにした第１
   ポートと、圧縮流体源と接続するようにした少なくとも
   第２ポートと、該第１ポートと第２ポートとの間に配置
   された室と、制御部材とを有する弁において、上記弁胴
   が弁棒部材を含み、該弁棒部材の端部が上記制御部材を
   該端部上にまたは端部に配置させて該制御部材の予め選
   ばれた画分を上記室内の流体流に触れさせるようにした
   ことにより、該制御部材の重量と該室内での制御部材の
   露出度とが、該室を通る流体流の予め決められた流量以
   上では該制御部材が上記弁座に抗する位置を取って上記
   圧縮流体源からそれ以上の流体流が上記第１ポートを通
   って出てゆくのを防止または制限するようなものとされ
   たことを特徴とする弁。 ２、前記室と前記第２ポートとの連結部にまたは連結部
   近くに該室内の流体に乱流量を増大する流体流の乱流発
   生装置を含む特許請求の範囲第１項に記載の弁。 ３、前記第２ポートが前記第１ポートに対しほぼ直角を
   なすように配置され、前記乱流発生装置が該第２ポート
   に隣接する前記室内へまたは前記室に向って延びる突起
   よりなる特許請求の範囲第２項に記載の弁。 ４、前記弁体が前記制御部材の上側部分の前記室に対す
   る位置を調整するため前記凹陥部内で移動自在とした特
   許請求の範囲第１項に記載の弁。 ５、前記制御部材が前記弁座に抗する位置を取ると該弁
   座は限られた流体流の弁座通過を許すようにした特許請
   求の範囲第１項に記載の弁。 ６、前記制御部材が前記弁座に抗する位置を取ると、バ
   イパス装置はこれに流体流を通させるように上記弁座の
   周りに延びるようにした特許請求の範囲第１項に記載の
   弁。 ７、前記制御部材が前記弁座に抗する位置にある場合は
   該制御部材と係合して制御部材を自重で前記凹陥部内の
   位置に戻すために制御部材リセット装置が設けられて前
   記弁室内に延長するようにした特許請求の範囲第１項に
   記載の弁。 ８、前記制御部材リセット装置が前記弁体を貫通するプ
   ランジャよりなる特許請求の範囲第７項に記載の弁。