SE532578C2 - Fire Safety valve - Google Patents

Fire Safety valve

Info

Publication number
SE532578C2
SE532578C2 SE0701983A SE0701983A SE532578C2 SE 532578 C2 SE532578 C2 SE 532578C2 SE 0701983 A SE0701983 A SE 0701983A SE 0701983 A SE0701983 A SE 0701983A SE 532578 C2 SE532578 C2 SE 532578C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
high pressure
safety valve
fire safety
holes
disc
Prior art date
Application number
SE0701983A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0701983L (en
Inventor
Pelle Rangsten
Johan Bejhed
Maria Bjoerklund
Tor-Arne Groenland
Haakan Johansson
Kerstin Jonsson
Original Assignee
Nanospace Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanospace Ab filed Critical Nanospace Ab
Priority to SE0701983A priority Critical patent/SE532578C2/en
Priority to PCT/SE2008/050928 priority patent/WO2009029023A1/en
Publication of SE0701983L publication Critical patent/SE0701983L/en
Publication of SE532578C2 publication Critical patent/SE532578C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/36Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position
    • F16K17/38Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature
    • F16K17/383Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature the valve comprising fusible, softening or meltable elements, e.g. used as link, blocking element, seal, closure plug
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/06Closures, e.g. cap, breakable member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0119Shape cylindrical with flat end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03Orientation
    • F17C2201/032Orientation with substantially vertical main axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/052Size large (>1000 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/054Size medium (>1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0614Single wall
    • F17C2203/0617Single wall with one layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • F17C2203/0648Alloys or compositions of metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • F17C2203/0656Metals in form of filaments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0305Bosses, e.g. boss collars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0311Closure means
    • F17C2205/0317Closure means fusing or melting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22Assembling processes
    • F17C2209/221Welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/014Nitrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/017Improving mechanical properties or manufacturing by calculation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/021Avoiding over pressurising
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/042Reducing risk of explosion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/044Avoiding pollution or contamination
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/05Applications for industrial use

Description

25 30 532 578 vilket fordrar ansenligt utrymme i närheten av de vanliga ventilarrangemangen. 25 30 532 578 which requires considerable space in the vicinity of the usual valve arrangements.

SAMMANFATTNING Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en enkel och relativt billig brandsåkerhetsventil för högt tryck. Ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en brandsäkerhetsventil för högt tryck som lätt sätts på existerande högtrycksbehällare utan att förbruka för mycket utrymme runt den vanliga ventilen.SUMMARY An object of the present invention is to provide a simple and relatively inexpensive high pressure fire safety valve. A further object of the present invention is to provide a high pressure fire safety valve which is easily fitted to existing high pressure containers without consuming too much space around the ordinary valve.

De ovanstående syftena ästadkoms genom ventiler, behållare och förfaranden enligt de bifogade kraven. I allmänna ordalag, enligt en första aspekt, innefattar en brandsåkerhetsventil för högt tryck en skiva som klarar av att mekaniskt stå emot en högtrycksskillnad. Skivan har ett flertal hål som penetrerar genom skivan. Vart och ett av hålen har en minsta diameter av mindre än 100 mikrometer. Brandsäkerhetsventilen för högt tryck innefattar vidare en tätningssubstans i en fast fas, vilken tätar vart och ett av hålen. Tätningssubstansen uppvisar en fasomvandling till ett flytande tillstånd vid förhöjda temperaturer. Denna konfiguration resulterar i att nämnda flertal hål utgör raka evakueringskanaler för det höga trycket när tätningssubstanser har genomgått fasomvandlingen.The above objects are achieved by valves, containers and methods according to the appended claims. In general terms, according to a first aspect, a high pressure fire safety valve includes a disc which is capable of mechanically withstanding a high pressure difference. The disc has a plurality of holes that penetrate through the disc. Each of the holes has a minimum diameter of less than 100 micrometers. The high pressure fire safety valve further comprises a solid phase sealant which seals each of the holes. The sealant exhibits a phase change to a fl surface state at elevated temperatures. This configuration results in the said plurality of holes constituting straight evacuation channels for the high pressure when sealing substances have undergone the phase transformation.

Enligt en andra aspekt innefattar en gasbehållare för högt tryck en brandsâkerhetsventíl för högt tryck enligt den första aspekten.According to a second aspect, a high pressure gas container comprises a high pressure fire safety valve according to the first aspect.

Enligt en tredje aspekt innefattar ett förfarande för tillverkning av en brandsäkerhetsventil för högt tryck tillhandahållande av en skiva och skapande av ett flertal hål som penetrerar genom skivan. Vart och ett av hålen har en minsta diameter av mindre än 100 mikrometer. Förfarandet innefattar vidare tätning av nämnda flertal hål med en tätningssubstans.According to a third aspect, a method of manufacturing a high pressure fire safety valve comprises providing a disc and creating a plurality of holes penetrating through the disc. Each of the holes has a minimum diameter of less than 100 micrometers. The method further comprises sealing said number of holes with a sealant.

Tätningssubstansen är sådan att den uppvisar en fasomvandling till ett 10 15 20 25 30 532 573 3 flytande tillstånd vid förhöjda temperaturer. I en föredragen utföringsform används MEMS-tekniker för tillverkning av skivan.The sealant is such that it exhibits a phase transformation to a liquid state at elevated temperatures. In a preferred embodiment, MEMS techniques are used to manufacture the disc.

En fördel med brandsäkerhetsarrangemangen enligt den föreliggande uppfinningen är att de kan utformas till att vara mycket små och att de kan tillverkas på ett relativt billigt sätt.An advantage of the fire safety arrangements according to the present invention is that they can be designed to be very small and that they can be manufactured in a relatively inexpensive manner.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen tillsammans med ytterligare syften och fördelar därav förstås bäst genom att referera till den följande beskrivningen gjord tillsammans med de medföljande ritningarna, i vilka: FIG. 1A är en delvy i tvärsnitt av en utföringsform av en brandsäkerhetsventil för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. IB är en vy av utföringsformen i Fig. 1A när den år öppnad; FIG. 2A-D är exempel på hålformer som är användbara i en branclsäkerhetsventil för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 3 år ett flödesdíagram av steg i en utföringsform av ett tillverkningsförfarande enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 4A~B år utföringsformer av en brandsâkerhetsventil för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen som innefattar skyddsfilmer; FIG. 5 är en tvärsnittsvy av en utföringsforrn av en brandsâkerhets- ventil för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen; _ FIG. 6A är en tvärsnittsvy av en ufiöringsform av en mellankoppling som är användbar i utföringsforrner av en gasbehållare för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 6B är en vy uppifrån av en brandsåkerhetsventil för högt tryck som används i utföringsforrnen i Fig. 6A; samt FIG. 7 är en tvärsnittsvy av en annan utföringsforrn av en mellankoppling som är användbar i utföringsforrner av en gasbehållare för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen. 10 15 20 25 30 532 578 4 DETALJERAD BESKRIVNING Alltigenom den föreliggande framställningen kommer lika eller direkt motsvarande särdrag i olika figurer och utföringsforrner att noteras med samma referenssiffror.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention, together with further objects and advantages thereof, is best understood by reference to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. 1A is a partial cross-sectional view of an embodiment of a high pressure fire safety valve according to the present invention; FIG. 1B is a view of the embodiment of Fig. 1A when opened; FIG. 2A-D are examples of hollow shapes useful in a high pressure fuel safety valve according to the present invention; FIG. 3 is a flow diagram of steps in an embodiment of a manufacturing method according to the present invention; FIG. 4A-B are embodiments of a high pressure fire safety valve according to the present invention comprising protective elements; FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment of a high pressure fire safety valve according to the present invention; FIG. 6A is a cross-sectional view of an embodiment of an intermediate coupling useful in embodiments of a high pressure gas container according to the present invention; FIG. 6B is a top view of a high pressure fire safety valve used in the embodiments of Fig. 6A; and FIG. 7 is a cross-sectional view of another embodiment of an intermediate coupling useful in embodiments of a high pressure gas container according to the present invention. 10 15 20 25 30 532 578 4 DETAILED DESCRIPTION Throughout the present representation, similar or directly corresponding features in different figures and embodiments will be noted by the same reference numerals.

Lagring av gaser sker ofta under högt tryck. I den föreliggande framställningen hänvisar "högt tryck" till tryck över 20 bar. Fördelarna med den föreliggande uppfinningen är emellertid större för tryck över 50 bar och ännu större för tryck över 100 bar, eftersom explosionsrisken allmänt Ökar med ökande tryck. inom gasteknik för högt tryck utformas de flesta konstruktíonerna med de krafter som induceras av det höga trycket i minnet. Komponenterna är därför typiskt sett gjorda av höghållfasthets~ material, såsom metaller och keramer. Tätningar görs företrädesvis genom svetsning för att tillförsäkra tätningsfunktionen med en viss sträcka av fast material. I tätningar som inte kan svetsas, monteras typiskt sett o-ringar av gummi under högt tryck för att tillförsäkra tätheten. Mindre starka tätningar baserade på t.ex. adhesion, ytspänning, membran etc. beaktas normalt sett inte alls för tillämpningar för höga tryck.Gas is often stored under high pressure. In the present preparation, "high pressure" refers to pressures above 20 bar. However, the advantages of the present invention are greater for pressures above 50 bar and even greater for pressures above 100 bar, since the risk of explosion generally increases with increasing pressure. in high pressure gas technology, most constructions are designed with the forces induced by the high pressure in memory. The components are therefore typically made of high strength materials, such as metals and ceramics. Seals are preferably made by welding to ensure the sealing function with a certain distance of solid material. In seals that cannot be welded, rubber o-rings are typically mounted under high pressure to ensure tightness. Less strong seals based on e.g. adhesion, surface tension, membrane, etc. are not normally considered at all for high pressure applications.

Den föreliggande uppfinningen bygger på två insikter. Den första år att även relativt veka material kan motstå. höga tryck om bara ytan över vilken trycket appliceras är tillräckligt liten. Den andra år att begränsningar i uttömningshastigheter på grund av små dimensioner på uttömningskanaler kan kompenseras genom att istället tillhandahålla ett stort antal uttörriningskanaler.The present invention is based on two insights. The first year that even relatively weak materials can withstand. high pressures if only the surface over which the pressure is applied is small enough. The second year that limitations in discharge rates due to small dimensions of discharge channels can be compensated by instead providing a large number of discharge channels.

Om en tryckdifferens av 200 bar läggs på över en mycket liten cirkulär yta med en diameter av 100 míkrometer kommer den totala kraften endast uppgå till 0,16 N. De flesta fasta material kommer att stå emot sådana krafter även når relativt tunna dimensioner används, även material som betraktas som relativt mjuka eller veka, såsom parafñn, plast eller lod. Den lilla storleken av ytan vänder alltså upp och ner på traditionella resonemang. 10 15 20 25 532 573 5 Ett hål med en sådan liten diameter kan alltså tåtas med nästan vilket fast material som helst och fortfarande stå emot så höga tryck som 200 bar.If a pressure difference of 200 bar is applied over a very small circular surface with a diameter of 100 micrometers, the total force will only amount to 0.16 N. Most solids will withstand such forces even when relatively thin dimensions are used, even materials that are considered relatively soft or soft, such as paraffin, plastic or solder. The small size of the surface thus turns traditional reasoning upside down. 10 15 20 25 532 573 5 A hole with such a small diameter can thus be sealed with almost any solid material and still withstand as high a pressure as 200 bar.

Ett sådant litet hål kan även utnyttjas för uttömningsândarnål. Den lilla diametern kommer emellertid att kraftigt begränsa uttömningshastigheten. I området av brandsäkerhetsarrangemang är uttömningshastighet en av de avgörande parametrarna. Genom att emellertid tillhandahålla ett stort antal små hål kan en total uttömníngshastighet åstadkommas, vilken kan vara tillräcklig i typiska gaslagringstillåmpningar.Such a small hole can also be used for a discharge breathing needle. However, the small diameter will greatly limit the discharge rate. In the area of fire safety arrangements, discharge rate is one of the crucial parameters. However, by providing a large number of small holes, a total discharge rate can be achieved, which may be sufficient in typical gas storage applications.

Ett exempel kommer att visa möjligheterna.An example will show the possibilities.

Antag att en kvävgasbehållare har en volym V av 200 l och ett nominellt tryck P1, av 200 bar vid en nominell temperatur I; av 293 K. En total massa m av gasen uppgår till 46 kg enligt: där Rw är den allmänna gaskonstanten. I händelse av brand har gasbehållaren en maximalt tillåten temperatur TM av 400 K. Vid maximal temperatur kommer gasbehållaren att ha ett maximalt tryck Pm av 273 bar enligt: PW=P,-TW r Antag; nu att en maximal temperaturökning dT är mindre än 100 K per minut. När den maximala temperaturen har nåtts börjar en säkerhetsevakuering. För att bibehålla trycket vid eller under det maximala trycket 273 bar måste ökningen i tryck dP på grund av en ökande 10 15 20 25 532 5178 6 temperatur kompenseras genom ett flöde av massa dm som evakueras från behållaren. Tryckökningen dP kan bestämmas som: dP= P -wzr 72 och evakueringsmassflödet såsom: dP«V R T gas°max dm: I det föreliggande exemplet blir det nödvändiga massflödet 0,19 kg/ s.Assume that a nitrogen tank has a volume V of 200 l and a nominal pressure P1, of 200 bar at a nominal temperature I; of 293 K. A total mass m of the gas amounts to 46 kg according to: where Rw is the general gas constant. In the event of fire, the gas container has a maximum permissible temperature TM of 400 K. At maximum temperature, the gas container will have a maximum pressure Pm of 273 bar according to: PW = P, -TW r Assume; now that a maximum temperature increase dT is less than 100 K per minute. When the maximum temperature has been reached, a safety evacuation begins. In order to maintain the pressure at or below the maximum pressure 273 bar, the increase in pressure dP due to an increasing temperature must be compensated by a flow of mass dm which is evacuated from the container. The pressure increase dP can be determined as: dP = P -wzr 72 and the evacuation mass flow as: dP «V R T gas ° max dm: In the present example, the required mass flow is 0.19 kg / s.

Ett flöde av en vätska genom en öppning beror på såväl kvoten L/d , dvs. längcl-tíll-diameter-kvoten, som på rundningen av ingången. En flödesresistansparameter C, för en plan öppning är typiskt sett i intervallet 0,6 till 0,9. I det föreliggande fallet antar vi ett värde av Cd =0.75 för en öppning av 100 mikrometer.A flow of a liquid through an opening depends on both the ratio L / d, ie. lengcl-to-diameter ratio, as on the rounding of the entrance. A flow resistance parameter C, for a flat aperture is typically in the range 0.6 to 0.9. In the present case, we assume a value of Cd = 0.75 for an aperture of 100 micrometers.

En total öppningsarea A (indelad i IOO-mikrometeröppningar) som krävs för att åstadkomma det nödvändiga massflödet ges av: vilket ger A=2.3mm2, vilket motsvarar 290 öppningar med en diameter av 100 mikrometer.A total aperture area A (divided into 100 micrometer apertures) required to achieve the required mass fl is given by: which gives A = 2.3mm2, which corresponds to 290 apertures with a diameter of 100 micrometers.

Från detta exempel dras slutsatsen att tillräcklig evakuering kan i ett typiskt fall utföras genom att använda 300 öppningar med 100 mikrometers diameter var. Genom att minska öppningsdiametern till 50 mikrometer, 1.0 15 20 25 30 532 578 7 medan flödesegenskaperna genom öppningen bibehålls, kommer istället 1360 öppningar att fordras.From this example it is concluded that sufficient evacuation can in a typical case be performed by using 300 openings with a diameter of 100 micrometers each. By reducing the aperture diameter to 50 micrometers, while maintaining the flow characteristics through the aperture, 1360 apertures will be required instead.

För bara några få år sedan skulle tillverkning av sådana små hål i en sådan stor mängd ha varit omöjlig med de tillverkningstekniker som fanns tillgängliga vid den tidpunkten, t.ex._ konventionell mekanisk maskínbearbetning. Idag, kan emellertid med MEMS-tekniker (eng.Only a few years ago, the manufacture of such small holes in such a large quantity would have been impossible with the manufacturing techniques available at that time, such as conventional mechanical machining. Today, however, with MEMS technicians (eng.

MicroElectroMechanical System) strukturer på mycket mindrß än C11 millimeter lått tillverkas i stora antal.MicroElectroMechanical System) structures of much less than C11 millimeters have been manufactured in large numbers.

Från exemplet ovan kan man dra slutsatsen att flödesegenskaperna för de kanaler som används för evakuering spelar en viktig roll för att åstadkomma en tillräcklig flödeshastighet. Raka evakueringskanaler som har en så kort flödesvâg som möjligt är därvid fördelaktiga.From the example above, it can be concluded that the flow properties of the channels used for evacuation play an important role in achieving a sufficient fl velocity rate. Straight evacuation ducts that have as short a fateful wave as possible are advantageous.

I känd teknik finns det lågtryckstillårnpningar som grundar sig på småltning av ett tåtande material för att åstadkomma en såkerhetsevakuering. Två typiska exempel kan hittas i den engelska översättningen av sammandraget till den japanska patentansökan 11-132349 och i det europeiska patentet EP 0 784 024. Hålen som ursprungligen tätas av en tåtningssubstans används här också för evakueringsändamál. Evakueringshålen är emellertid för stora för att motstå höga tryck och kan därför inte omedelbart tillämpas för tillämpningar med gas under högt tryck.In the prior art, there are low pressure inlets which are based on melting of a corroding material to effect a safety evacuation. Two typical examples can be found in the English translation of the summary of Japanese patent application 11-132349 and in the European patent EP 0 784 024. The holes originally sealed by a sealant are also used here for evacuation purposes. However, the evacuation holes are too large to withstand high pressures and therefore cannot be immediately applied for high pressure gas applications.

Fig. 1A illustrerar en delvy av ett tvärsnitt av en ufiöringsforrn av en brandsåkerhetsventil l för högt tryck enligt den föreliggande uppfinningen. illustrationen är i_r¿e_ ritad med ett sant förhållande mellan olika dimensioner, för att öka låsbarheten av figuren. Huvudskillnaderna från ritningsskalorna noteras nedan. En skiva 10 klarar av att mekaniskt stå emot en hög tryckskillnad. Skivan 10 har därvid en tjocklek t som år tillräcklig för att bära det avsedda maximala trycket över brandsäkerhetsventilen l för högt tryck. 'Typiskt sett år skivan gjord i kisel, glas eller metall. Skivan lO har ett flertal hål 12 som penetrerar rakt genom 10 15 20 25 30 532 578 8 skivan 10. Hålen 12 har en minsta diameter d av som mest 100 mikrometer och företrädesvis som mest 50 mikrometer.Fig. 1A illustrates a partial view of a cross section of an embodiment of a high pressure fire safety valve 1 according to the present invention. the illustration is i_r¿e_ drawn with a true relationship between different dimensions, to increase the lockability of the figure. The main differences from the drawing scales are noted below. A disc 10 can mechanically withstand a high pressure difference. The disc 10 then has a thickness t which is sufficient to carry the intended maximum pressure over the high-pressure fire safety valve 1. 'Typically, the disc is made of silicon, glass or metal. The disc 10 has a plurality of holes 12 which penetrate straight through the disc 10. The holes 12 have a minimum diameter d of at most 100 micrometers and preferably at most 50 micrometers.

Hålen 12 är fyllda med en tätnirigssubstans 20 i en fast fas, vilket därvid tätar varje häl 12. Tätningssubstansen uppvisar en fasomvandling till ett flytande tillstånd vid en förutbestämd förhöjd temperatur eller temperatur-område. Exempel på möjliga tätningssubstanser att använda i den föreliggande uppfinningen år t.ex. metaller. Rena metaller med en tillräckligt låg smålttemperatur kan användas. Legeringar och i synnerhet lod som har en relativt låg smälttemperatur kan med fördel användas. Andra tätningssubstanser, såsom paraffin, olika polymerer, i synnerhet termoplastíska polymerer, och olika sorters låg-temperatur-småltande glas är eniellertid också möjliga att använda.The holes 12 are filled with a sealing substance 20 in a solid phase, which thereby seals each heel 12. The sealing substance exhibits a phase conversion to a liquid state at a predetermined elevated temperature or temperature range. Examples of possible sealants to be used in the present invention are e.g. metals. Pure metals with a sufficiently low melting temperature can be used. Alloys and in particular solder which has a relatively low melting temperature can be used to advantage. However, other sealing substances, such as paraffin, various polymers, in particular thermoplastic polymers, and various kinds of low-temperature melting glass are also possible to use.

Hålen 12 har i den föreliggande utföríngsforrnen en avsmalnande form, med en större diameter D vid en avsedd högtryckssida ll än en diameter vid en avsedd làgtryckssida 13, vilken i den föreliggande utföringsforrnen år hålets 12 minsta diameter d. Den avsmalnande formen hjälper tätningssubstansen att täta hålen, genom att omvandla en del av de påförda krafterna orsakade av tryckskillnaden till kompressíonskrafter inom tätningsmaterialet och därigenom förstärka tätningen.The holes 12 in the present embodiment have a tapered shape, with a larger diameter D at a designated high pressure side 11 than a diameter at a designated low pressure side 13, which in the present embodiment is the smallest diameter d of the hole 12. The tapered shape helps the sealant to seal the holes , by converting some of the applied forces caused by the pressure difference into compression forces within the sealing material and thereby strengthening the seal.

Det kan noteras att hålet 12 i verkligheten är mycket mindre än skivans tjocklek t, till och med mycket mindre än vad som illustreras. I en föredragen utföringsform är den minsta diametern d fór varje hål mindre än 1/10 av skivans 10 tjocklek t. Dessutom, avståndet mellan två intilliggande hål är företrädesvis mycket större än skivtjockleken, även det till skillnad mot de ritade dimensionerna.It can be noted that the hole 12 is in fact much smaller than the thickness t of the disc, even much smaller than what is illustrated. In a preferred embodiment, the smallest diameter d for each hole is less than 1/10 of the thickness t of the disc 10. In addition, the distance between two adjacent holes is preferably much larger than the thickness of the disc, also in contrast to the drawn dimensions.

Såsom ses från exemplet som gavs vidare ovan kan antalet hål med fördel vara stort, vilket alltså ger en högre evakueringshastighet. Flertalet av hål uppvisar dessutom en redundans om vissa häl inte öppnas korrekt. I en 10 15 20 25 30 532 578 9 föredragen utföringsform finns det därför mer än 20 hål, och i en ännu mer föredragen utföringsforrn finns det åtminstone 100 hål.As can be seen from the example given further above, the number of holes can advantageously be large, which thus gives a higher evacuation speed. The majority of holes also show a redundancy if certain heels are not opened correctly. In a preferred embodiment, therefore, there are more than 20 holes, and in an even more preferred embodiment, there are at least 100 holes.

Fig. lB illustrerar samma brandsäkerhetsventil 10 för högt tryck när den är utnyttjad. När värmen från branden ökar tâtningssubstansens temperatur över den temperatur vid vilken den har sin fasomvandling, har det höga trycket på högtryckssidan ll tryckt ut den fasomvandlade tätninga- substansen från hålen, vilket lämnar raka evakueringskanaler 18 för gasen under högt tryck att evakuera igenom. För att underlätta såväl avlâgsnandet av den fasomvandlade tâtningssubstansen som evakueringen av gasen under högt tryck uppvisar hålen 12 en siktlinje 16 genom nämnda skiva.Fig. 1B illustrates the same high pressure fire safety valve 10 when in use. As the heat from the fire increases the temperature of the sealant above the temperature at which it has its phase change, the high pressure on the high pressure side 11 has pushed the phase-changed sealant out of the holes, leaving straight evacuation channels 18 for the gas under high pressure to evacuate through. In order to facilitate both the removal of the phase-transformed sealant and the evacuation of the gas under high pressure, the holes 12 have a line of sight 16 through said disc.

Siktlinjen 16 bör företrädesvis tillhandahållas i en riktning huvudsakligen vinkelrätt 14 mot skivytan.The line of sight 16 should preferably be provided in a direction substantially perpendicular to the disc surface.

Hålen kan vara utformade på många olika sätt. l fig. 2A illustreras en annan utföringsform, där hålet är ett häl med jämnt tvärsnitt genom hela skivan, dvs. ett hål med raka, parallella väggar. Sådana hål är lättast att tillverka.The holes can be designed in many different ways. l fi g. 2A illustrates another embodiment, where the hole is a heel with an even cross-section through the entire disc, i.e. a hole with straight, parallel walls. Such holes are easiest to make.

För att emellertid understödja tätningssubstansens tätningsverkan år det såsom nämnts ovan fördelaktigt ifall en del med minskande diameter finns någonstans längs hålet. l utföringsformen i Fig. 2B har hålet en minsta diameter i mitten av skivan. Diametrarna vid skivytorna är större, vilket förmodligen kommer att förbättra gasflödesegenskaperna något. En annan utföringsform som illustreras i Fig. 2C har en ännu mer avrundad form. l fig. 2D illustreras en utföringsform som har ett asymmetriskt hål. Fackmannen inser att det finns otaliga möjliga former och utformningar av häl, vilka har olika fördelar när de tillämpas i den föreliggande uppfinningen.However, in order to support the sealing action of the sealing substance, as mentioned above, it is advantageous if a part with a decreasing diameter is located somewhere along the hole. In the embodiment of Fig. 2B, the hole has a minimum diameter in the middle of the disc. The diameters at the disc surfaces are larger, which will probably improve the gas fate properties somewhat. Another embodiment illustrated in Fig. 2C has an even more rounded shape. l fi g. 2D illustrates an embodiment having an asymmetric hole. Those skilled in the art will appreciate that there are numerous possible shapes and forms of heels which have various advantages when applied in the present invention.

Fig. 3 illustrerar ett flödesdiagram över steg i en utföringsform av ett förfarande enligt den föreliggande uppfinningen. Ett förfarande för tillverkning av en brandsäkerhetsventil för högt tryck börjar i steg 200. l steg 210 tillhandahålls en skiva. Ett flertal häl skapas i steg 220, vilka hål penetrerar rakt genom skivan. Varje hål har en minsta diameter av mindre 10 15 20 25 30 532 578 10 an lO0 mikrometer. I en föredragen utföringsform utförs steg 220 åtminstone till en del genom MEMS-teknologi, såsom indikeras av steg 222.Fig. 3 illustrates a step diagram of steps in an embodiment of a method according to the present invention. A process for manufacturing a high pressure fire safety valve begins in step 200. In step 210 a disc is provided. A plurality of heels are created in step 220, which holes penetrate straight through the disc. Each hole has a minimum diameter of less than 10 10 micrometers. In a preferred embodiment, step 220 is performed at least in part by MEMS technology, as indicated by step 222.

I steg 230 tätas nämnda flertal hål med en tâtningssubstans. Tätnings- substansen uppvisar en fasomvandling till ett flytande tillstånd vid förhöjda temperaturer. l en föredragen utföringsform görs tätningen genom att utnyttja kapillärkrafterna i de smala hålen. Steg 230 innefattar därför företrådesvisåett steg 232 där en tätningssubstans smältstill lett flytande tillstånd. I steg 234 förs nämnda flertal hål i skivan i kontakt med en yta av den smälta tätningssubstansen. Genom kapillärkrafterna sugs tätnings- substansen i steg 236 upp in i nämnda flertal hål. Om kapillårkrafterna inte är tillräckliga kan en tryckskillnad läggas på över skivan, vilket hjälper till med att suga eller pressa in tåtningssubstansen i nämnda flertal hål. Skivan avlägsnas från den smälta tätningssubstansen och tillåts avkylas i steg 238 utan någon väsentlig tryckskillnad över skivan. På sådant sätt stelnar tåtningssubstansen inuti hålen, vilket skapar en tätning av hålen. Processen avslutas i steg 299.In step 230, said plurality of holes are sealed with a sealant. The sealant exhibits a phase change to a liquid state at elevated temperatures. In a preferred embodiment, the seal is made by utilizing the capillary forces in the narrow holes. Step 230 therefore includes stepwise step 232 in which a sealant has melted to a liquid state. In step 234, said plurality of holes in the disc are brought into contact with a surface of the molten sealant. Through the capillary forces, the sealing substance is sucked up in step 236 into said number of holes. If the capillary forces are not sufficient, a pressure difference can be applied over the disc, which helps to suck or press the sealing substance into said plurality of holes. The disc is removed from the molten sealant and allowed to cool in step 238 without any significant pressure difference across the disc. In this way, the sealing substance solidifies inside the holes, which creates a seal of the holes. The process ends in step 299.

I vissa tillämpningar kan aggressiv gas lagras i behållaren och kan vara skadlig när den kommer i kontakt med en eller båda av skivan och tätníngssubstansen. l sådana fall kan brandsåkerhetsventilen för högt tryck dessutom täckas med ett tunt lager av ett ämne som är inert mot den aggressiva gasen på högtryckssidan. Tre utföringsformer illustreras i figurerna 4A och 4B. I ñg. 4A täcks hela högtryckssidan av säkerhetsventilen för högt tryck med ett tunt skikt 15 av ett material inert mot den aggressiva gasen. Tjockleken av detta tunna skikt 15 är avsevärt mindre än skivtjockleken. Det tunna skiktet 15 bör vara tillräckligt tunt för att gå sönder för högtrycksskillnaden när tätningssubstansen 20 avlägsnas. Det tunna skiktet 15 appliceras företrädesvis efter det att hålen har tätats, i.e. efter steg 230 (ñg. 3). Teknikerna för att tillhandahålla det tunna skiktet anpassas företrädesvis till det använda materialet. Exempel på material som skulle kunna användas som ett inert tunt skikt 15 är olika typer av 10 15 20 25 30 532 5?8 11 polymerer eller korrosionsmotståndskraftíga metaller eller legeringar.In some applications, aggressive gas can be stored in the container and can be harmful when it comes in contact with one or both of the disc and the sealant. In such cases, the high pressure fire safety valve can also be covered with a thin layer of a substance inert to the aggressive gas on the high pressure side. Three embodiments are illustrated in Figures 4A and 4B. I ñg. 4A, the entire high pressure side of the high pressure safety valve is covered with a thin layer 15 of a material inert to the aggressive gas. The thickness of this thin layer 15 is considerably smaller than the disc thickness. The thin layer 15 should be thin enough to break the high pressure difference when the sealant 20 is removed. The thin layer 15 is preferably applied after the holes have been sealed, i.e. after step 230 (ñg. 3). The techniques for providing the thin layer are preferably adapted to the material used. Examples of materials that could be used as an inert thin layer 15 are various types of polymers or corrosion resistant metals or alloys.

Typiska tjocklekar kan vara i storleksordningen några mikrometer för t.ex. polymererna och ännu mindre, t.ex. för metallbeläggníngar.Typical thicknesses can be in the order of a few micrometers for e.g. the polymers and even less, e.g. for metal coatings.

Ifall materialet i den tunna beläggningen 15 år dyrt, t.ex. ifall âdelmetaller används, kan den tunna beläggningen 15 tillhandahållas på ett sådant sätt att endast de substanser som kan påverkas av gasen täcks. I ñg. 4B står skivmaterialet emot gasen, medan tätningssubstansen inte gör det. Den tunna beläggningen 15 begränsas därför till ytor som tätnings- substansen och företrädesvis en liten säkerhetsregíon runt tâtnings~ substansen.If the material in the thin coating is 15 years expensive, e.g. if noble metals are used, the thin coating 15 can be provided in such a way that only those substances which can be affected by the gas are covered. I ñg. 4B, the sheet material resists the gas, while the sealant does not. The thin coating 15 is therefore limited to surfaces such as the sealant and preferably a small safety region around the sealant.

Brandsäkerhetsventilen för högt tryck som presenteras ovan är avsedd att monteras på en högtrycksgasbehållare. En möjlighet är att ha en dedikerad öppning i högtrycksgasbehållaren som tätas av en sådan ventil. I ett sådant arrangemang kan de eventuellt tillkommande anordningar-na placeras långt från området runt de normala utloppsventilerna och tävlar därigenom inte om det tillgängliga utrymmet. Sådana lösningar fordrar emellertid speciellt utformade högtrycksgasbehållare.The high pressure fire safety valve presented above is intended to be mounted on a high pressure gas container. One possibility is to have a dedicated opening in the high-pressure gas container which is sealed by such a valve. In such an arrangement, the possibly additional devices can be placed far from the area around the normal outlet valves and thereby do not compete for the available space. However, such solutions require specially designed high pressure gas containers.

En annan lösning år istället att använda redan existerande högtrycksgasbehållare. En utföringsform av en sådan högtrycksgasbehållarc illustreras schematiskt i ñg. 5. En högtrycksgasbehållare 30 har ett skal 31 med en utloppsöppníng 32. Skalet 31 omsluter en högtrycksgasvolym 33. En mellankoppling 34 är monterad vid utloppsöppningen 32 och ett uttömningsventilarrangemang 36 är monterat vid mellankopplingen 34.Another solution is instead to use existing high-pressure gas containers. An embodiment of such a high-pressure gas container is schematically illustrated in ñg. A high pressure gas container 30 has a shell 31 with an outlet opening 32. The shell 31 encloses a high pressure gas volume 33. An intermediate coupling 34 is mounted at the outlet opening 32 and a discharge valve arrangement 36 is mounted at the intermediate coupling 34.

Gängningen av mellankopplingens 34 övre del 38 år av samma typ och dimensioner som högtryeksgasbehållarens 30 gängning 37. Mellan- kopplingen 34 är alltså en kort utsträckning av gasflödesvägen 35 mellan högtiycksgasbehållarens 30 inre och uttömningsventilarrangemanget 36. På grund av samma gängningstyp kan emellertid samma uttömníngsventil- arrangemang 36 som används i konventionella system fortfarande utnyttjas.The thread of the upper part 38 of the intermediate coupling 34 is of the same type and dimensions as the thread 37 of the high-pressure gas container 30. The intermediate coupling 34 is thus a short extent of the gas flow path 35 between the interior of the high-pressure gas container 30 and the discharge valve arrangement 36. 36 used in conventional systems are still used.

Mellankopplingen 34 innefattar även en brandsäkerhetsventil 1 för högt 10 15 20 25 30 532 578 12 tryck enligt de principer som beskrivits vidare ovan. Brandsäkerhetsventílen 1 för högt tryck tätar en förbindelse mellan flödesvâgen 35 i mellan- kopplingen 34 och omgivningen.The intermediate coupling 34 also comprises a fire safety valve 1 for high pressure 532 578 12 pressure according to the principles described further above. The high-pressure fire safety valve 1 seals a connection between the balance balance 35 in the intermediate coupling 34 and the environment.

Fig. 6A är ett tvärsnitt av en mellankoppling 34 som kan användas i en högtiycksgasbehällare, såsom i fig. 5. En högtrycksgasbehållare 30 illustreras med streckade linjer. Mellankopplingen 34 är monterad i en gängning 37 på högtrycksgasbehållaren 30 med en gångning 42 av en inre del 41 på en huvudkropp 40 av mellankopplingen 34. lillen inre delen 41 är allmänt rörformad och har en utåt riktad flâns 45. En yttre del 43 av huvudkroppen 40 är mekaniskt fastsatt (ej visat i figuren) till den inre delen 41 vid åtminstone ett antal ställen runt den mellanliggande 34 för att tillfórsälaa mekanisk styvhet mellan de inre och yttre delarna 41, 43. Den yttre delen 43 har en inåt riktad fläns 47 på samma nivä som flânsen 45. En brandsäkerhetsventil 1 för högt tryck tas emot på fiänsarna 43, 45. Två cirkulära o-ringar 44, 46 tätar brandsäkerhetsventilen l för högt tryck, och lçläms fast genom en inre klämring 48 gängad in i den inre delen 41 och en yttre klämring 50 gängad in i den yttre delen 43. Den yttre klämringen 50 har en inre gångning 51, vilken i den föreliggande utíöringsformen är identisk med gängningen 37 på högtrycksgasbehållaren 30.Fig. 6A is a cross-sectional view of an intermediate coupling 34 that may be used in a high pressure gas container, as in Fig. 5. A high pressure gas container 30 is illustrated in broken lines. The intermediate coupling 34 is mounted in a thread 37 on the high pressure gas container 30 with a thread 42 of an inner part 41 of a main body 40 of the intermediate coupling 34. The small inner part 41 is generally tubular and has an outwardly directed shaft 45. An outer part 43 of the main body 40 is mechanically attached (not shown in the figure) to the inner part 41 at at least a number of places around the intermediate 34 to provide mechanical rigidity between the inner and outer parts 41, 43. The outer part 43 has an inwardly directed flange 47 on the same level as the flange 45. A high pressure fire safety valve 1 is received on the flanges 43, 45. Two circular o-rings 44, 46 seal the high pressure fire safety valve 1, and are clamped by an inner clamping ring 48 threaded into the inner part 41 and an outer clamping ring 50 threaded into the outer part 43. The outer clamping ring 50 has an inner passage 51, which in the present embodiment is identical to the thread 37 of the high-pressure gas container 30.

Uttörnningsventilarrangernanget 36, vilket illustreras genom streckade linjer, är monterat med hjälp av den inre gängningen 51. Mellankopplingen 34 tillhandahåller en öppen flödesvâg 35 mellan högtrycksgasbehållaren 30 och uttömningsventilarrangemanget 36. Mellankopplingen 34 tillhandahåller även en flödesväg 52 från högtrycksgasbehållaren 30 till brandsäkerhetsventilen 1 för högt tryck.The exhaust valve arrangement 36, which is illustrated by broken lines, is mounted by means of the internal thread 51. The intermediate coupling 34 provides an open wall 35 between the high pressure gas container 30 and the discharge valve arrangement 36. The intermediate coupling 34 also provides a flow safety valve 52 from the high pressure pre-gas.

Skivan 10 i brandsäkerhetsventilen l för högt tryck, illustrerad i en vy ovanifrån i ñg. 6B, har i den föreliggande utföringsfonnen en plan ringfonn med en central öppning 55. Hålen 12 i brandsäkerhetsventilen 1 för högt tryck är belägna i det inre av ringformen, vilket lämnar kvar icke-perforerade kanter 57 vid skivans 10 inre och yttre sidor. Kanterna 57 är avsedda att vara samverkansytor med o-ringarna 44, 46 (fig. 6A). 10 15 20 25 30 532 578 13 Nu tillbaka till tig. 6A, när brandsäkerhetsventilen 1 för högt tryck öppnar, dvs. när området runt brandsäkerhetsventilen l för högt tryck blir tillräckligt varmt för att smälta tâtníngssubstansen i brandsâkerhetsventilen 1 för högt tryck, kan gas strömma ut genom brandsäkerhetsventilen 1 för högt tryck genom användning av flödesvägen 52. I den föreliggande utföringsfonnen är brandsäkerhetsventilen 1 för högt tryck anordnad i en riktning 54 som ger ett nedåt, såsom avbildad i ñguren 6A, riktat flöde av utströmmande gas.Disc 10 in the high pressure fire safety valve l, illustrated in a top view in ñg. 6B, in the present embodiment has a flat annulus with a central opening 55. The holes 12 in the high pressure fire safety valve 1 are located in the interior of the annular mold, leaving non-perforated edges 57 at the inner and outer sides of the disc 10. The edges 57 are intended to be cooperating surfaces with the o-rings 44, 46 (fi g. 6A). 10 15 20 25 30 532 578 13 Now back to tig. 6A, when the high pressure fire safety valve 1 opens, i.e. when the area around the high pressure fire safety valve 1 becomes hot enough to melt the sealant in the high pressure fire safety valve 1, gas can flow out through the high pressure fire safety valve 1 by using the fate path 52. In the present embodiment, the high pressure fire safety valve 1 is arranged in a direction 54 which provides a downwardly directed flow of effluent gas, as depicted in Figure 6A.

Med andra ord är brandsäkerhetsventilen l för högt tryck i en riktning för att rikta gas som strömmar ut 54 genom brandsäkerhetsventilen 1 för högt tryck mot högtrycksgasbehållarens 33 skal 31. Gasen som strömmar ut genom brandsäkerhetsventilen l för högt tryck har allmänt en lägre temperatur än omgivningen och i synnerhet lägre än den gas som hettas upp direkt av branden. På ett sådant sätt kan gasen som flödar ut bilda ett skyddande gasomräde, vilket något minskar den fortsatta upphettningen av högtrycksgasbehållaren 33 av värmen från en yttre brand. Även flödet i sig kommer att bidra något till en kylning av högtrycksgas~ behållaren 30. Även om ett flöde mot högtrycksgasbehållaren 30 kan vara föredraget, kan brandsäkerhetsventílen l för högt tryck naturligtvis anordnas i vilken riktning som helst. En annan utföringsform av en mellankoppling 34 illustreras i Fig. 7. Hår innefattar en huvudkropp 40 åtminstone en och företrädesvis ett antal sidokanaler 60, riktade väsentligen vinkelrätt mot huvudflödesvägen 35. Brandsäkerhetsventilen l för högt tryck stöds mot en fläns 63 via en o-ring 64. Brandsäkerhetsventílen l för högt tryck pressas och säkras genom en låsring 66 fastsatt in i en gängning 62 i sidokanalen 60. Brandsäkerhetsventilen l för högt tryck är in denna utföringsform hela skivor och typiskt sett mindre i storlek, men istället kan flera brandsäkerhetsventiler l för högt tryck monteras i samma mellankoppling 34. Brandsâkerhetsventilen l för högt tryck har i denna utföringsforrn sina hål i ett centralt område, medan skivans kant används för fastsättningsândamäl. Denna utföringsform kan utformas mycket kompakt, 10 15 532 578 14 varvid det tillkommande upptagna utrymmet kommer vara mycket litet, jämfört med ett arrangemang utan brandsåkerhetsarrangemang.In other words, the high pressure fire safety valve 1 is in a direction to direct gas flowing out 54 through the high pressure fire safety valve 1 toward the shell 31 of the high pressure gas container 33. The gas flowing out through the high pressure fire safety valve 1 generally has a lower temperature than ambient and in particular lower than the gas heated directly by the fire. In such a way, the gas which flows out can form a protective gas area, which somewhat reduces the continued heating of the high-pressure gas container 33 by the heat from an external fire. The flow itself will also contribute somewhat to a cooling of the high pressure gas container 30. Although a flow towards the high pressure gas container 30 may be preferred, the high pressure fire safety valve 1 can of course be arranged in any direction. Another embodiment of an intermediate coupling 34 is illustrated in Fig. 7. Hair comprises a main body 40 at least one and preferably a number of side channels 60, directed substantially perpendicular to the main path 35. The high pressure fire safety valve 1 is supported against one end 63 via an o-ring 64. The high pressure fire safety valve 1 is pressed and secured by a locking ring 66 attached to a thread 62 in the side channel 60. The high pressure fire safety valve 1 is in this embodiment whole discs and typically smaller in size, but instead several high pressure fire safety valves 1 can is mounted in the same intermediate coupling 34. The high-pressure fire safety valve 1 in this embodiment has its holes in a central area, while the edge of the disc is used for fastening purposes. This embodiment can be designed very compactly, whereby the additional occupied space will be very small, compared with an arrangement without fire safety arrangement.

Om imellankopplingens 34 utgång har samma gångning som gasbehållarens gângning kan mellankopplingen 34 lâtt användas tillsammans med redan existerande utrustning. Redan existerande gasbehållare kan alltså lätt uppgraderas till att inbegripa ett brandsåkerhetsarrangemang enligt den föreliggande uppfinningen.If the outlet of the intermediate coupling 34 has the same passage as the passage of the gas container, the intermediate coupling 34 can be used together with already existing equipment. Existing gas containers can thus be easily upgraded to include a fire safety arrangement according to the present invention.

De iitfóringsforrner som beskrivs ovan ska ses som några illustrativa exempel av den föreliggande uppfinningen. Fackmannen inser att olika modifieringar, kombinationer och ändringar kan göras på utföringsformerna utan att avlägsna sig från den föreliggande uppfinningens omfång. I synnerhet kan olika dellösningar i de olika utföringsforrnerna kombineras i andra uppställningar där så är tekniskt möjligt. Den föreliggande uppfinningens omfång definieras emellertid av de bifogade patentkraven.The embodiments described above are to be considered as illustrative examples of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations, and changes may be made to the embodiments without departing from the scope of the present invention. In particular, different partial solutions in the different embodiments can be combined in other arrangements where this is technically possible. However, the scope of the present invention is defined by the appended claims.

Claims (16)

10 15 20 25 30 532 578 15 PATENTKRAV10 15 20 25 30 532 578 15 PATENT REQUIREMENTS 1. Brandsåkerhetsventil (1) för högt tryck, innefattande: en skiva (10) som klarar av att mekaniskt stå emot en högtryeksskillnad; vilken skiva (10) har ett flertal hål (12) som penetrerar genom skivan (10): vart och ett av hålen (12) har en rriinsta diameter (d) av mindre än 100 mikrometer; samt tâtningssubstans (20) i en fast fas som tâtar varje hål (12) av nämnda flertal hål; vilken tâtningssubstans (20) uppvisar en fasomvandling till ett flytande tillstånd vid förhöjda temperaturer; varvid nämnda flertal hål (12) utgör raka evakueringskanaler (18) för högtrjycket när tâtníngssubstansen (20) har genomgått fasomvandlingen.A high pressure fire safety valve (1), comprising: a disc (10) capable of mechanically withstanding a high pressure difference; said disc (10) having a plurality of holes (12) penetrating through the disc (10): each of the holes (12) has a smallest diameter (d) of less than 100 micrometers; and a solid phase sealing substance (20) sealing each hole (12) of said plurality of holes; which caustic substance (20) exhibits a phase conversion to a liquid state at elevated temperatures; said plurality of holes (12) constituting straight evacuation channels (18) for the high pressure when the sealing substance (20) has undergone the phase transformation. 2. Brandsäkerhetsventil för högt tryck enligt lcrav 1, känneteßknflå fl-V att den minsta diametern (d) för varje hål är mindre än 1/ 10 av en tjocklek (t) för skivan (10).2. A high pressure fire safety valve according to claim 1, characterized in that the minimum diameter (d) of each hole is less than 1/10 of a thickness (t) of the disc (10). 3. Brandsäkerhetsventil för högt tryck enligt krav 1 eller 2, känn-etecknad av att den minsta diametern (d) för varje hål år mindre än 50 mikrometer.High pressure fire safety valve according to claim 1 or 2, characterized in that the minimum diameter (d) for each hole is less than 50 micrometers. 4. Brandsäkerhetsventil för högt tryck enligt något av kraVCn 1 till 3, kännetecknad av att tätningssubstansen (20) år vald från listan: metall; lcd; legering; parafñn; polyrner; och glas. 10 15 20 25 30 532 578 16High-pressure fire safety valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the sealing substance (20) is selected from the list: metal; lcd; alloy; paraffin; polyrner; and glass. 10 15 20 25 30 532 578 16 5. Brandsäkerhetsventíl för högt tryck enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknad av att nämnda flertal hål (12) innefattar mer ån 20 hål (12).High pressure fire safety valve according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said number of holes (12) comprises more than 20 holes (12). 6. Brandsâkerhetsventil för högt tryck enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknad av att åtminstone ett av hålen (12) har en diameter (D) vid en högtryckssida (11) av skivan (10) som år större än nämnda minsta diameter (d).High-pressure fire safety valve according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the holes (12) has a diameter (D) at a high-pressure side (11) of the disc (10) which is larger than said minimum diameter (d). ). 7. Brandsäkerhetsventil för högt tryck enligt något av kraven 1 till 6, kännetecknad av att nämnda högt tryck år högre än 100 bar.High pressure fire safety valve according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said high pressure is higher than 100 bar. 8. Brandsäkerhetsventíl för högt tryck enligt något av kraven 1 till 7, kännetecknad av att vart och ett av hålen (12) uppvisar en siktlinje (16) genom skivan. 'High-pressure fire safety valve according to one of Claims 1 to 7, characterized in that each of the holes (12) has a line of sight (16) through the disc. ' 9. Brandsäkerhetsventil för högt tryck enligt något av kraven 1 till 8, kännetecknar! av en tunn film (15) av ett motståndskraftigt material som täcker åtminstone delar av högtryckssidan (11) av brandsäkerhetsventilen (1) för högt tryck.High-pressure fire safety valve according to one of Claims 1 to 8, characterized by! of a thin film (15) of a resistant material covering at least parts of the high pressure side (11) of the high pressure fire safety valve (1). 10. Högtrycksgasbehållare (30), innefattande en brandsäkerhetsventil (1) för högt tryck enligt något av kraven 1 till 9.A high pressure gas container (30), comprising a high pressure fire safety valve (1) according to any one of claims 1 to 9. 11. ll. Högtrycksgasbehållare enligt krav 10, kännetecknad av att brandsäkerhetsventílen (l) för högt tryck är monterad i en mellankoppling (34) monterad mellan en högtrycksgasvolyrn (33) och en uttömningsventil (36).11. ll. High-pressure gas container according to claim 10, characterized in that the high-pressure fire safety valve (1) is mounted in an intermediate coupling (34) mounted between a high-pressure gas volume (33) and a discharge valve (36). 12. Högtrycksgasbehållare enligt krav 11, kännetecknar! av att brandsâkerhetsventilen (1) för högt tryck är monterad i en riktning för att rikta utflödande gas (54) genom brandsäkerhetsventilen (l) för högt tryck mot ett skal (3 1) som omsluter högtrycksgasvolymen (33). 10 15 20 25 30 532 573 17High-pressure gas container according to Claim 11, characterized in that in that the high pressure fire safety valve (1) is mounted in a direction for directing effluent gas (54) through the high pressure fire safety valve (1) against a shell (3 1) enclosing the high pressure gas volume (33). 10 15 20 25 30 532 573 17 13. Förfarande för tillverkning av en brandsåkerhetsventil (1) för högt tryck, innefattande stegen: tillhandahållande (210) av en skiva ( 10); skapande (220) av ett flertal hål (12) som penetrerar genom skivan (10): vart och ett av hålen (12) har en minsta diameter (d) av mindre än 100 mikrorneter; samt tätning (230) av nämnda flertal hål (12) genom en tätníngssubstans vilken tâtningssubstans (20) uppvisar en fasomvandling till ett flytande tillstånd vid förhöjda temperaturer.A method of manufacturing a high pressure fire safety valve (1), comprising the steps of: providing (210) a disc (10); creating (220) a plurality of holes (12) penetrating through the disc (10): each of the holes (12) has a minimum diameter (d) of less than 100 micronets; and sealing (230) said plurality of holes (12) through a sealant which sealant (20) exhibits a phase conversion to a liquid state at elevated temperatures. 14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av att tâtningssteget (230) innefattar stegen: smältning (232) av tätningssubstansen (20); förande (234) av nämnda flertal hål (12) i skivan (10) i kontakt med en yta av den smälta tâtningssubstansen; uppsugande (236) av tåtningssubstansen in i nämnda flertal hål (12) genom åtminstone en av kapillårlcafter och en tryckskillnad över skivan (10); samt avkylning (238) av skivan (10) utan tryckskillnad över skivan (10).A method according to claim 13, characterized in that the sealing step (230) comprises the steps of: melting (232) the sealing substance (20); bringing (234) said plurality of holes (12) into the disc (10) into contact with a surface of the molten sealant; absorbing (236) the sealant into said plurality of holes (12) through at least one of capillary caps and a pressure difference across the disc (10); and cooling (238) of the disc (10) without pressure difference across the disc (10). 15. Förfarande enligt krav 13 eller 14, kännetecknat av att skapandesteget (220) av ett flertal hål utförs genom tekniker (222) fór mikroelektromekaniska system - MEMS.Method according to claim 13 or 14, characterized in that the creation step (220) of a number of holes is performed by techniques (222) for microelectromechanical systems - MEMS. 16. Förfarande enligt något av kraven 13 till 15, kännetecknat av ett ytterligare steg av täckande av åtminstone en del av en sida av brandsäkerhetsventílen (1) med ett tunt lager (15) av ett inert material.Method according to one of Claims 13 to 15, characterized by a further step of covering at least a part of one side of the fire safety valve (1) with a thin layer (15) of an inert material.
SE0701983A 2007-08-31 2007-08-31 Fire Safety valve SE532578C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0701983A SE532578C2 (en) 2007-08-31 2007-08-31 Fire Safety valve
PCT/SE2008/050928 WO2009029023A1 (en) 2007-08-31 2008-08-18 Fire safety valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0701983A SE532578C2 (en) 2007-08-31 2007-08-31 Fire Safety valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0701983L SE0701983L (en) 2009-03-01
SE532578C2 true SE532578C2 (en) 2010-02-23

Family

ID=40387551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0701983A SE532578C2 (en) 2007-08-31 2007-08-31 Fire Safety valve

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE532578C2 (en)
WO (1) WO2009029023A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951243B1 (en) * 2009-10-12 2015-04-03 Air Liquide SAFETY DEVICE FOR A GAS CONTAINER AND CONTAINER PROVIDED WITH SUCH A DEVICE
FR3008767B1 (en) * 2013-07-17 2015-07-17 Air Liquide SAFETY DEVICE AND STORAGE CONTAINER FOR GAS PROVIDED WITH SUCH A DEVICE
SE540348C2 (en) * 2016-11-23 2018-07-24 Scania Cv Ab A safety device, a tank arrangement and a vehicle
US10695598B2 (en) 2017-08-28 2020-06-30 Justrite Manufacturing Company, Llc Vented safety cabinet with thermally-actuated damper

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6006774A (en) * 1994-12-21 1999-12-28 Cti Composite Products Thermally activated pressure relief valve or fuse plug for protecting pressurized devices from over pressure due to fire
ATE316218T1 (en) * 1999-07-14 2006-02-15 Luxembourg Patent Co SAFETY VALVE FOR PRESSURE VESSELS
JP4427371B2 (en) * 2004-03-29 2010-03-03 株式会社ネリキ safety valve

Also Published As

Publication number Publication date
SE0701983L (en) 2009-03-01
WO2009029023A1 (en) 2009-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7686867B2 (en) Degasifier
SE532578C2 (en) Fire Safety valve
US11543187B2 (en) Heat exchanger with build powder in barrier channels
US6830229B2 (en) Two-stage valve suitable as high-flow high-pressure microvalve
US8025074B2 (en) Micro-machined temperature dependent one-shot valve and process for production thereof
EA004415B1 (en) Lined pipeline vent
KR20150091891A (en) Using the hollow fiber membranes of amorphous fluoropolymer resin and a method of manufacturing the gas removal device
EP1969269B1 (en) Single use valve
CN112005044B (en) Fuse, gas container and method for assembling a fuse and mounting it in a gas container
CN103298592B (en) Porous plate
US8141575B2 (en) Valve and production method thereof
CN112483661B (en) Exhaust structure suitable for generator lubricating oil circulation pipeline system
SE533065C2 (en) Pressure relief valve
US10011513B2 (en) Apparatuses and methods for forming hollow spheres
JP2013160355A (en) Safety valve
US5445312A (en) Heat activated closure
WO2018116440A1 (en) Centrifugal field-flow fractionation device
CN213900686U (en) Exhaust device for generator lubricating oil circulation pipeline system
WO2018116439A1 (en) Centrifugal field-flow fractionation device
JP2013246178A (en) Flow measurement device
US20220099205A1 (en) Pressure relief device
JP2011064493A (en) Electromagnetic flow meter
CN115111412A (en) Replaceable temperature-dependent adjustable current-limiting ring type current limiting device
JP2003247652A (en) Safety valve
JPH11173446A (en) Melting plug for preventing electric corrosion

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed