JPS624971A

JPS624971A - 安全弁

Info

Publication number: JPS624971A
Application number: JP14273885A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 謙爾鈴木; Yoshinori Ito; 吉則伊藤
Original assignee: Asahi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Asahi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-10

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、例えば、消火器用、吸入酸素用或いは、炭酸
飲料における炭酸〃ス供給用を初めとする各種圧力容器
に付設して、温度上昇により圧力容器の内圧が異常に上
昇した場合に、その内圧を逃がす安全弁に関し、安全弁
の弁体そのものを形状記憶合金で造ることにより構造簡
単にして全体を小型化できるものを提供する。

く従来技術〉形状記憶合金を用いｔこ安全弁の従来例としては、例え
ば、第８図に示すように、安全弁１の弁本体２の中央部
にバネ収容室５０を設け、形状記憶合金で造ったコイル
状バネ５１を当該バネ収容室５０に収容し、コイル状バ
ネ５１の先端に弁体４を支持するとともに、弁本体２の
下方に圧力逃し孔３を空け、圧力逃し孔３の出口に設け
た弁座５２に上記弁体４を接当可能に設け、圧力逃し孔
３の付近の温度が安全作動用設定温度を越えると、当該
バネ５１の形状記憶作用により弁体４を開弁作動するよ
うに構成している。

この従来例では、コイル状バネ５１のバネ力を圧力容器
の内圧より充分に太き（し、弁体４を大きな接圧で弁座
５２に押圧して密封性を向上せしめている。

従って、圧力容器の内圧が上昇しても、所定圧以上にな
るまでは弁体４の接圧が低下することばないので、安全
弁の密封性を高精度に保つことができる。

一方、圧力容器の温度が設定温度以」−に上昇して内圧
が異常昇圧すると、バネ５１が形状記憶作用により縮み
変形し、その先端に取付けた弁体４を速やかに弁座５２
から離間させ、弁体４の接圧をいわば零にするので、内
圧は圧力逃し孔３から逃げ、圧力容器の破裂を防止でと
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、上記従来技術では、（１）安全弁１の弁本体２にバネ収容室５０をキリ加工
せねばならない。

（２）バネ収容室５０にコイル状バネ５１を収容し、そ
の先端に別部品の弁体４を固定しなければならない。

（３）本体４をガイドするケーシング５３を必要とする
。

（４）圧力逃し孔３の出口に、弁体４を接当可能にする
弁座５２を精密に加工しなければならない。

以上の理由により、安全弁の加工や構造が複雑になり、
部品点数も多くなる。

しかも、長いコイル状バネ５１を収容でとるバネ収容室
５（）を弁本体２に加工する必要があるので、安全弁そ
のものが大型化してしまう問題もある。

本発明は、−に記問題点を解決することを技術的課題と
する。

〈問題点を解決するための手段〉上記課題を解決するための手段を、実施例に対応する第
１図乃至第６図を用いて、以下に説明する。

即ち、安全弁１の弁本体２に圧力逃し孔３を空は圧力逃
し孔３を弁体４で閉じ、弁体４を形状記憶合金で造り、
形状記憶合金製弁体４は、安全作動用設定温度以下の正
常温度域では圧力逃し孔３を閉じる閉弁状態になるとと
もに、設定温度以上の異常温度域では形状記憶作用によ
り変形して圧力逃し孔３を開ける開弁状態となるように
構成したものである。

〈作　用〉安全弁１に空けた圧力逃し孔３を形状記憶合金製の弁体
４自身の温度による変形力で閉じるので、圧力逃し孔３
がいわば弁座となって、当該合金の安全作動用設定温度
以下では、弁体４が圧力逃し孔３に密接し、圧力容器の
内圧がある程度」１昇しても安全弁の密封性を高精度に
保つことができる。

また、圧力逃し孔周辺の温度が安全作動用設定温度以上
に上昇して圧力容器の内圧が異常昇圧すると、弁体４そ
のものが形状記憶作用で変形するので、弁体４と圧力逃
し孔３との開に間隙が生じ、この間隙から内圧が徐々に
逃げて圧力容器の破裂を防止する。

〈発明の効果〉本発明は、弁体自身が形状記憶作用により開閉作動する
か呟前述従来例に必要なコイル状バネ、バネ収容室及び
弁体のスライドガイドを省略できる。

これにより、安全弁全体の構造及び形状を簡素化しで、
製造コストを大幅に引下げる事ができ、しかも、長いコ
イル状バネを省略する事により、安全弁全体を大幅に小
型化する事もで鰺る。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は弁体周辺の要部縦断正面図、第２図は消火器の
要部縦断正面図であって、消火器５は破封型二重びんの
構造を採り、外筒の鉄製容器６に粉末状の炭酸水素ナト
リウムを収容し内筒のボンベ７に粉末放射用の液化炭酸
ガスを充填して、ボンベ７の封板８を破ると、炭酸ガス
圧で外筒容器６の粉末がホース１０から噴出するもので
ある。

即ち、外筒容器６の上方を絞り込むように立ち上げて開
口部１１を形成し、開口部１１の外壁に雄ネジ１２を刻
んで安全弁１を着脱自在に螺合する。

安全弁１は偏平な大径円筒部１４と小径の円柱部１５を
一体とした弁本体２と開弁ハンドル１６から成り、弁本
体２の中央部に破封棒１７をに下動自在に嵌挿し破封棒
１７の−に端を開閉ハンドル１６の中途部に支持する。

安全弁１の大径円筒部１４の中央部を下方に延出して支
持部１８とし、支持部１８に液化炭酸ガスを封入したボ
ンベ７を固定する。

上記支持部１８の中央に通気穴１９を形成し、通気穴１
９に前記破封棒１７の下方を出没自在に内嵌するととも
に、ボンベ７の上記開口部２０を略０，３ｍｍ程度の薄
い封板８で封正し、通気穴１９の下部をこの封板８に臨
ませる。

尚、通気穴１９の内径は破封棒１７の外径より若干大き
く形成し、下方に没したときの破封棒１７と通気穴１９
には間隙が生ずるように構成する。

また、通気穴１９に導気管２１の一端を接続し、その他
端を外筒容器６に充填した炭酸水素ナトリウム粉末の中
に埋没せしめる。

符号１０は、外筒容器６から導出したホースである。

一方、安全弁１の大径円筒部１４に圧力逃し孔３を貫設
し、圧力逃し孔３の下半部を細径室２３に、また」；半
部を大径室２４に形成し、形状記憶合金製の弁体４で当
該大径室２４を封止する。

弁体４は全体を略円柱状に形成し、その下方を逆円錐台
状に絞り込んで、上記大径室２４の下部に設けた摺り林
状弁座２５に当該円錐台部２６を接当可能に構成する。

圧力逃し孔３の上部には弁押え２７を螺合し、大径室２
４に配置した弁体４を上記摺り林状弁座２５に強圧する
。

この場合、弁体４の上面中央部に通気溝２８を設け、弁
押え２７の肉壁中央部に貫設したＴ字状の通気路３０に
この通気溝２８を連通する。

また、弁体４の上面及び弁押え２７の下面を曲率の異な
る部分球面状に形成して、弁押えの点接触により弁体４
が弁座２５に均等に当接するように構成する。

弁体４の材質となる形状記憶合金は、マルテンサイト変
態による形状記憶作用を有する合金の総称であり、マル
テンサイト相で変形を加えて見掛け−１−歪みが残留し
ても、設定温度Ｔｏ以」二に加熱すると熱回復歪みの誘
起に五り母相形状が元に戻るものをいい、具体的には、
Ｎｉ−Ｔｉ系、Ｃｕ系、ＡＨ−Ｃｄ系、Ｉｎ−Ｔ（ｌ系
、Ｆｅ−ＰＬ系等を初め７一種々の合金を利用できるが、回復特性、疲労特性ともに
優れたＮｉ−Ｔｉ系合金や、安価なＣｕ系合金（Ｃｕ−
Ｚｎ系、Ｃｕ　−Ａρ系、Ｃｕ−Ａρ−Ｎｉ系等）が現
実的にはより好ましい。

また、一方向だけの不可逆性形状記憶合金に止よらず、
温度変化に伴い形状変化を何度も繰り返す両方向性の可
逆性形状記憶合金（拘束加熱処理、強加工変形、析出物
分散処理等を施す）にも適用できることは言うまでもな
い。

本実施例においては、まず、内部ガスが異常昇圧を起こ
すに至らない安全温度の上限付近を設定温度Ｔｏに規定
し、この温度以上で所定の形状記憶を可能ならしめるよ
うに、Ｎｉに対するＴｉの含有量を調整した両方向性の
Ｎ　ｉ　−Ｔ　ｉ系合金を形状記憶合金として採用した
。

そして、この合金を設定温度１０以上で略円柱状の弁体
４に形成して当該形状を記憶させたのち、設定温度Ｔｏ
以下で、その外径を縮め上下方向を伸ばした円柱状形態
に圧縮加工し、圧力逃し孔３内に固定した。

斯くしてなる消火器を用いて消火する場合には、まず、
ハンドル１６を握って破封棒１７を下方に押し下げると
、破封棒１７の先端が封板８を破って、ボンベ７の炭酸
ガスを外筒６に開放させる。

通気穴１９から導気管２１を経て外筒容器６に放出され
た炭酸ガスは、当該容器６に充填された炭酸水素ナトリ
ウム粉末をその圧力によりホース１０から外方に噴出せ
しめる。

ホース１０から放出された炭酸水素ナトリウムは火熱に
より炭酸ガスとなり、燃焼物をガスのベールで包み込み
、空気を遮断して消火する。

一方、消火器を静置する場合、外筒容器６内が正常内圧
を維持しているときは、第１図に示すように、弁体４は
弁押え２７によって圧力逃しくシ３の弁座２５に強圧さ
れ、圧力逃し孔３を完全に封鎖するが、外部から熱（例
えば、太陽光、火災等）が加わってボンベ７の蒸気圧が
異常に上昇すると、炭酸ガスが封板８を破って外筒容器
６に噴出しようとする。

しかしながら、外筒容器６内の温度が安全作動用膜定温
度Ｔｏ以」−になると、弁体４が熱回復歪みの誘起によ
り変形を起こす。

即ち、第３図に示すように、弁体４は、通気隙間を残し
て径方向に膨張変形する分だけ、軸方向に短縮変形して
弁座２５から離れ、開弁作動する。

これにより、異常上層しようとする外筒６の内圧を圧力
逃し孔３から外部に逃がすのである。

このため、消火器の破裂はなくなるとともに、一度に大
量の内部ガスを噴出することを防止して、噴出反力によ
り消火器が噴き飛ぶこともなくせる。

また、第４図は本発明の第２実施例であり、形状記憶合
金製の線利を適当な長さに切断したのち、これを弁本体
２に空けた圧力逃し孔３に嵌挿し、その上・下両端をか
しめることにより、断面略工字状の弁体４とする。

尚、符号３５は圧力放出を容易にする逃し溝である。

この場合、設定温度Ｔｏ以上では圧力逃し孔３に弁体中
間部４ａが密着し、当該逃し孔３を封鎖するが、設定温
度１０以上では弁体４が」１下方向に線膨張し、小径中
間部−４８が細径に縮むので、異常−１−列しようとす
る内圧は弁体４と逃し孔３との開の小さな間隙から逃げ
ることができる（第５図参照）。

尚、弁体４の材質としては、既述のように、Ｃｕ、Ａρ
、Ｚｎ、Ｎｉなどの含有量を調整したカシメ加工の容易
なＣｕ系合金が良好である。

第６図は本発明の第３実施例であり、−Ｉ−・下面に鍔
部３２・３３を有する略円柱状の弁体４を圧力逃し孔に
固定したもの（符号３６は弁押えに空けた圧力逃し溝で
ある）で、設定温度Ｔｏ以上では鍔部４２・４４か逃し
孔３に密着するが、設定温度Ｔｏ以−Ｉ−では、弁体４
が−１−下方向に線膨張し、その外径か細く縮もうとす
るので、やはり弁体４と逃し孔３との周面間に間隙が生
ずるものである（第７図参照）。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の実施例を示し、第１図は弁
体周辺の要部縦断正面図、第２図は消火器の要部縦断正
面図、第３図は設定温度以」二の状態を示す第２図相当
図、＄４図は第２実施例を示す第１図相当図、第５図は
同実施例の設定温度以」二の状態を示す第３図相当図、
第６図は第３実施例を示す第１図相当図、第７図は同実
施例の設定温度以」二の状態を示す第３図相当図、第８
図は従来例の安全弁を示す縦断正面図である。１・・・安全弁、　２・・・弁本体、　３・・・圧力逃
し孔、４・・・弁体。

Claims

【特許請求の範囲】

１、安全弁１の弁本体２に圧力逃し孔３を空け、圧力逃
し孔３を弁体４で閉じ、弁体４を形状記憶合金で造り、
形状記憶合金製弁体４は、安全作動用設定温度以下の正
常温度域では圧力逃し孔３を閉じる閉弁状態になるとと
もに、設定温度以上の異常温度域では形成記憶作用によ
り変形して圧力逃し孔３を開ける開弁状態となるように
構成した事を特徴とする安全弁