WO2018056110A1 - ガラス玉式安全弁 - Google Patents

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WO2018056110A1
WO2018056110A1 PCT/JP2017/032779 JP2017032779W WO2018056110A1 WO 2018056110 A1 WO2018056110 A1 WO 2018056110A1 JP 2017032779 W JP2017032779 W JP 2017032779W WO 2018056110 A1 WO2018056110 A1 WO 2018056110A1
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WO
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glass ball
valve
valve body
housing
longitudinal direction
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PCT/JP2017/032779
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広大 加藤
鈴木 豊
二宮 誠
将佳 岡本
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川崎重工業株式会社
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Priority to US16/335,423 priority patent/US10955062B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a glass ball type safety valve provided with a glass ball.
  • a safety valve In a high-pressure tank or the like, a safety valve is provided to release gas to the atmosphere in the event of a fire or the like.
  • the safety valve of Patent Document 1 is a heat-actuated safety valve including glass balls, and includes a valve body. The valve body is supported by a glass ball and closes the flow path in that state. The glass ball is broken when it reaches a predetermined temperature, and the valve body moves when the glass ball is broken. Then, the flow path is opened, and the gas in the high pressure tank is released to the atmosphere.
  • the glass ball has a hollow and long, generally cylindrical casing, in which a liquid is enclosed.
  • the casing is broken when the liquid expands due to the temperature rise, and the middle part is mainly broken. Therefore, the longitudinal direction one end side part and longitudinal direction other end side part of a glass ball may remain as a big fragment.
  • the valve body cannot move to a desired position. If it does so, gas cannot be discharged
  • an object of the present invention is to provide a glass ball type safety valve capable of suppressing the movement of the valve body from being hindered by a large piece of glass ball after breakage.
  • the glass ball type safety valve of the present invention includes a housing in which a valve passage that connects a first port and a second port is formed, and the inside of the housing is movable in an opening direction that closes the valve passage and opens the valve passage.
  • a valve body provided in the opening, a biasing spring that biases the valve body in the opening direction, a space extending from the valve body in the opening direction, and between the valve body and the housing.
  • the housing so as to support the valve body against the urging force of the urging spring in a state in which the urging spring is opened, and when the temperature reaches a predetermined temperature, the intermediate portion in the longitudinal direction is damaged and is damaged.
  • the holding body holds at least one of the one end side in the longitudinal direction and the other end side in the longitudinal direction of the glass ball. It can suppress that at least one held among these enters into the space between a valve body and a housing. As mentioned above, it can suppress that at least one hold
  • the holding body is provided on the valve body and holds a longitudinal one end side portion of the glass ball, and is provided on the housing and the other longitudinal end side of the glass ball. You may have the 2nd holding member holding a part.
  • both end portions in the longitudinal direction of the glass ball are held by the first holding member and the second holding member, respectively. Therefore, when the glass ball is broken, it is possible to suppress entry into the space with respect to any of both end portions in the longitudinal direction. Therefore, the possibility of hindering movement of the valve body in the opening direction can be further reduced as compared with the case where only one of the both ends in the longitudinal direction is held.
  • the first holding member and the second holding member may be formed in an annular shape and configured to be elastically deformable.
  • the two end members in the longitudinal direction of the glass ball can be held over the entire circumference by the two holding members.
  • the longitudinal direction both ends side part of a glass ball can be hold
  • the one end side in the longitudinal direction and the other end side in the longitudinal direction of the glass ball each have a partial spherical portion whose diameter is larger than the intermediate part of the glass ball, and the first holding member and the second holding member.
  • the member may be configured to hold the partial spherical portion.
  • the two holding members can be elastically deformed more greatly than the case where the intermediate portion is held by holding the partial spherical portion whose diameter is larger than that of the intermediate portion. Thereby, the two holding members can hold the glass balls with a large holding force.
  • one end side in the longitudinal direction of the glass ball supports the valve element via a first spacer made of synthetic resin, and the housing has a second spacer made of synthetic resin through the second spacer.
  • the other end side in the longitudinal direction is supported, and the elastic modulus of the first spacer and the second spacer may be lower than the elastic modulus of the first holding member and the second holding member.
  • the glass ball can be prevented from sliding and being damaged with respect to the valve body or the housing. Moreover, since the spacer is less likely to be elastically deformed than the holding member, the deformation of the spacer that supports the glass ball can be suppressed. Thereby, it can suppress that a valve body moves to an opening direction by deformation
  • one end side in the longitudinal direction of the glass ball supports the valve element via a first spacer made of synthetic resin
  • the housing has a second spacer made of synthetic resin through the second spacer.
  • the first holding member may be configured integrally with the first spacer
  • the second holding member may be configured integrally with the second spacer.
  • the housing may include a block having a valve hole in which the valve body is disposed, and a cap that closes the valve hole, and the second holding member may be provided in the cap.
  • At least one of the glass ball in one longitudinal side and the other longitudinal side can be held by the holding body. Therefore, when the cap is assembled to the block so as to close the valve hole, the inclination and position of the holding body can be adjusted in advance, and the glass ball can be easily assembled.
  • the valve body is provided in the housing so as to move in the opening direction along the inner peripheral surface of the housing, and the sliding body is provided between the valve body and the inner peripheral surface of the housing.
  • the valve body may be provided in contact with the inner peripheral surface of the housing, and the frictional resistance of the sliding body may be smaller than the frictional resistance of the valve body.
  • safety valves glass ball type safety valves (hereinafter simply referred to as “safety valves”) 1, 1A to 1C according to first to fourth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the concept of the direction used in the following description is used for convenience in description, and does not limit the direction of the configuration of the invention in that direction.
  • the safety valves 1 and 1A to 1C described below are only one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments, and additions, deletions, and changes can be made without departing from the spirit of the invention.
  • a safety valve 1 as shown in FIG. 1 is provided in a fluid device such as a high-pressure tank in order to release the gas to the atmosphere in the event of a fire or the like.
  • the safety valve 1 is a kind of a heat-actuated safety valve, and when the ambient temperature of the safety valve 1 exceeds a predetermined temperature, the fluid device and the atmosphere are connected to release the gas in the high-pressure tank to the atmosphere.
  • the safety valve 1 having such a function includes a housing 2, a valve body 3, a biasing spring 4, a glass ball 5, and a holding body 6.
  • the housing 2 has a block 11 and a cap 12, and the block 11 has a valve hole 13, a high-pressure side passage 14, and an air release passage 15.
  • the valve hole 13 is a hole with a bottom having a circular cross section formed along a predetermined axis L1.
  • a high pressure side passage 14 is formed on the bottom surface 13a of the valve hole 13 along the axis L1, and an air release passage 15 is formed on the side surface of the valve hole 13 so as to extend in the radial direction.
  • the high-pressure side passage 14 is connected to the valve hole 13 through the opening 14a, and is connected to a high-pressure tank (not shown) through the first port 14b.
  • the atmosphere opening passage 15 is connected to the valve hole 13 through the opening 15a, and is connected to the atmosphere through the second port 15b.
  • the two passages 14 and 15 formed in this way constitute a valve passage 16 together with a part of the valve hole 13 (more specifically, a space around an intermediate portion 3d of the valve body 3 described later).
  • the port 14b and the second port 15b are connected by a valve passage 16.
  • the valve hole 13 has an opening 13b on the side opposite to the bottom surface 13a in the axial direction, and the cap 12 is inserted into the opening 13b.
  • the cap 12 is screwed onto the inner peripheral surface of the block 11 in a sealed state.
  • the cap 12 is a substantially cylindrical member, and has a flange portion 12b at an intermediate portion on the outer peripheral surface thereof.
  • the flange portion 12b is formed in a substantially polygonal shape (in the present embodiment, a hexagonal shape) in a plan view, and can be sandwiched by an attachment tool such as a wrench.
  • the cap 12 has a male screw 12 c on the distal end side of the flange portion 12 b on the outer peripheral surface thereof, and the male screw 12 c is screwed to the inner peripheral surface of the block 11. Thereby, the cap 12 is being fixed to the block 11 in the state which made the base end side protruded from the block 11 from the flange part 12b.
  • the cap 12 has an inner hole 17, and the inner hole 17 has a large diameter portion 17a and a small diameter portion 17b.
  • the large-diameter portion 17a is formed with a larger diameter than the small-diameter portion 17b and is located on the distal end side, and the valve body 3 is inserted therein.
  • the valve body 3 is formed in a substantially cylindrical shape, and the base end portion 3a is formed in a larger diameter than the remaining portion.
  • the outer diameter of the base end portion 3 a substantially matches the hole diameter of the large diameter portion 17 a in the cap 12, and the base end portion 3 a is fitted into the inner peripheral surface of the cap 12.
  • the distal end side portion 3b of the valve body 3 is formed with a smaller diameter than the remaining portion. More specifically, the hole diameter of the tip side portion 3 b is substantially the same as the hole diameter of the high pressure side passage 14, and the tip side portion 3 b is inserted into the high pressure side passage 14.
  • the distal end side portion 3b of the valve body 3 is recessed inward in the radial direction over the entire circumference, and the sealing member 21 is covered with the recessed portion 3c that is recessed.
  • the seal member 21 is sealed between the distal end side portion 3b of the valve body 3 and the inner peripheral surface of the high pressure side passage 14, and the valve passage 16 is closed by inserting the valve body 3 into the high pressure side passage 14. It has been.
  • the base end portion of the valve body 3 is slidably fitted into the cap 12 and can move between a closed position where the valve passage 16 is closed and an open position where the valve passage 16 is opened. ing.
  • the open position is a position where the tip side portion 3b of the valve body 3 has escaped from the high pressure side passage 14, and is a position of the valve body 3 in a state where the high pressure side passage 14 is opened as shown in FIG. is there.
  • the valve body 3 is located at the closed position as shown in FIG. 1 in the initial state, and is urged by the urging spring 4 so as to be moved to the open position.
  • the urging spring 4 is a so-called compression coil spring, and is externally mounted on the intermediate portion 3 d of the valve body 3.
  • the base end portion 3a of the valve body 3 is formed to have a larger diameter than the intermediate portion 3d. That is, the base end portion 3a protrudes radially outward from the intermediate portion 3d, and a spring receiver 3e is configured by the protruding portion.
  • the spring receiver 3e is opposed to the bottom surface 13a of the valve hole 13 in one axial direction, and a recess 13c is formed at a position on the bottom surface 13a of the valve hole 13 that faces the spring receiver 3e.
  • the urging spring 4 is disposed in a compressed state between the recess 13c and the spring receiver 3e facing each other.
  • the valve body 3 is urged toward the open position (that is, the other in the axial direction) by the urging spring 4 arranged in this way. That is, the valve body 3 is pressed toward the open position (that is, in the opening direction) by the fluid in the high-pressure side passage 14 and the biasing spring 4.
  • the glass ball 5 is supporting the valve body 3 pressed in this way so as to resist the biasing of the biasing spring 4 and the pressing of the fluid.
  • the glass ball 5 is configured to be broken when the ambient temperature reaches a predetermined temperature. More specifically, the glass ball 5 has a glass casing 5a.
  • the casing 5a is long in the axial direction and is formed in a hollow, generally cylindrical shape.
  • the casing 5a has a longitudinal end portion 5b and a longitudinal end portion 5c that are formed in a substantially spherical shape.
  • the longitudinal end portion 5b further has a tip portion 5d that protrudes in one axial direction and tapers toward the tip.
  • the casing 5a of the glass ball 5 does not necessarily have such a shape, and the longitudinal ends 5b and 5c may simply be formed in a partial spherical shape.
  • the casing 5a having such a shape is filled with a liquid not shown (for example, naphthalene).
  • the liquid has a thermal expansibility that expands as its temperature rises.
  • the casing 5a is damaged without being able to withstand the expansion of the liquid.
  • the inner space of the casing 5a is mainly formed in the intermediate portion 5e excluding the longitudinal end portions 5b and 5c (that is, the portion between the longitudinal end portions), and the intermediate portion 5e is mainly damaged. . That is, the longitudinal ends 5b and 5c remain as large pieces without being damaged.
  • the glass ball 5 configured as described above is attached to the base end portion 3 a of the valve body 3 and the small diameter portion 17 b of the cap 12.
  • An insertion hole 22 is formed in the base end portion 3a of the valve body 3 in a portion on the other side in the axial direction.
  • the insertion hole 22 is formed along the axis L1, and the base end side is formed with a large diameter with respect to the front end side.
  • a step 22a is formed in the intermediate portion of the insertion hole 22, and the first spacer 24 is fitted into the base end side portion of the step 22a.
  • the first spacer 24 is a substantially annular member made of a synthetic resin, and the front end portion 5d of the casing 5a is inserted into the inner hole thereof. Further, the inner hole of the first spacer 24 is formed to have a smaller diameter than the portion excluding the tip portion 5d of the longitudinal end portion 5b. For this reason, the longitudinal end 1b is supported by the first spacer 24 by inserting the casing 5a into the inner hole of the first spacer 24. Further, the distal end portion 5d of the casing 5a is formed with a smaller diameter than the distal end side of the insertion hole 22, and does not hit the inner peripheral surface of the proximal end portion 3a.
  • the glass ball 5 is disposed away from the inner peripheral surface of the base end portion 3a by the first spacer 24, and is inserted into the insertion hole 22 so as not to hit the inner peripheral surface of the base end portion 3a. Therefore, it is possible to prevent the longitudinal end portion 5b of the glass ball 5 from sliding on the valve body 3 and being damaged at the time of assembly or before operation.
  • the glass ball 5 protrudes from the insertion hole 22 in the other axial direction, and the other end 5c in the longitudinal direction reaches the small diameter portion 17b of the inner hole 17 of the cap 12.
  • the small-diameter portion 17b has a step 17c formed at an intermediate portion thereof, and has a ceiling portion 17d on the other side in the axial direction from the step 17c.
  • a second spacer 25 is fitted in the ceiling portion 17d.
  • the second spacer 25 is a substantially disk-shaped member made of synthetic resin, and is fitted into the small diameter portion 17b so as to contact the ceiling portion 17d.
  • a recess 25 a is formed around the central axis of the second spacer 25.
  • the recess 25a is formed in a generally conical shape, and the other end 5c in the longitudinal direction of the casing 5a is applied to the recess 25a.
  • the other end part 5c in the longitudinal direction of the casing 5a is arranged away from the ceiling part 17d and can be prevented from hitting the inner peripheral surface of the cap 12. Therefore, it is possible to prevent the other end 5c in the longitudinal direction of the glass ball 5 from sliding on the cap 12 and being damaged at the time of assembly or before operation.
  • the glass ball 5 arranged in this way is supported by the cap 12 via the second spacer 25 and further supports the valve element 3 via the first spacer 24.
  • the valve element 3 is supported by the glass ball 5 so as to resist the urging force of the urging spring 4, and the valve element 3 is held in the closed position.
  • the base end portion 3a of the valve body 3 is separated from the stepped surface 17f of the cap 12, and a space 18 is formed therebetween.
  • the step surface 17f is a substantially annular surface formed around an opening connecting the large diameter portion 17a and the small diameter portion 17b, and is opposed to the base end portion 3a of the valve body 3 in the other axial direction. Surface.
  • a communication passage 23 connected to the insertion hole 22 is formed in the intermediate portion 3d of the valve body 3, and the space 18 and the valve passage 16 (more specifically, the valve hole) are connected via the communication passage 23 and the insertion hole 22. 13 and a space around the intermediate portion 3d).
  • the valve body 3 when the glass ball 5 is damaged, the valve body 3 is allowed to move in the other axial direction by the space 18, and the fluid in the space 18 is transferred to the valve passage 16 by the communication passage 23.
  • the valve body 3 can be discharged and quickly moved to the open position. Accordingly, when the ambient temperature of the safety valve 1 (more specifically, the ambient temperature of the glass ball 5) rises to a predetermined temperature and the glass ball 5 is broken, the valve is pushed by the fluid of the biasing spring 4 and the high-pressure side passage 14.
  • the body 3 can quickly move to the open position and open the valve passage 16 as shown in FIG. Thereby, the fluid (that is, the fluid of the high pressure tank) guided to the high pressure side passage 14 can be discharged to the atmosphere through the valve hole 13 and the atmosphere release passage 15 (see the arrow in FIG. 2).
  • the safety valve 1 configured as described above, as described above, when the glass ball 5 is broken, the middle part 5e of the casing 5a is mainly broken, and the longitudinal ends 5b and 5c of the casing 5a are not broken. It remains as a large piece. Since the valve element 3 quickly moves to the open position, the large fragments basically remain in the insertion hole 22 and the small diameter portion 17b. On the other hand, the possibility that at least one piece of the longitudinal ends 5b, 5c of the casing 5a jumps out into the space 18 due to some action is extremely low but not zero. When large pieces enter the space 18, the valve body 3 cannot move to the open position quickly. As a result, the fluid cannot be quickly released to the atmosphere, and the desired function cannot be achieved. In order to avoid such a situation, the safety valve 1 includes a holding body 6.
  • the holding body 6 is a member for fastening the longitudinal ends 5b and 5c of the casing 5a to the insertion hole 22 and the small diameter portion 17b, and includes a first holding ring 31 and a second holding ring 32.
  • the first holding ring 31 is a substantially annular member made of synthetic resin (for example, silicon rubber), and has higher elasticity than the first spacer 24. That is, the first holding ring 31 is easier to deform than the first spacer 24, and can be deformed to generate an elastic reaction force.
  • the first holding ring 31 is disposed in the insertion hole 22 so as to be proximal to the first spacer 24 and adjacent to the first spacer 24.
  • a partial spherical portion of one end portion 5b in the longitudinal direction of the casing 5a is inserted into the inner hole of the first holding ring 31. More specifically, a portion of the longitudinal end portion 5 b that is a partial spherical portion and bulges outward most in the radial direction is inserted into the first holding ring 31.
  • the first holding ring 31 is a partial spherical portion (that is, a partial spherical portion having a diameter larger than that of the intermediate portion 5e) of the one end portion 5b in the longitudinal direction, and has a smaller diameter than a portion that swells outward in the radial direction. Yes. Therefore, the first holding ring 31 is elastically deformed by inserting the portion into the inner hole thereof, thereby firmly holding the longitudinal end 1b with the longitudinal end 5b sandwiched over the entire circumference. Can do.
  • the first portion is compared with the case of sandwiching the other portion.
  • the amount of elastic deformation of the retaining ring 31 can be increased. That is, it is possible to increase the force with which the first holding ring 31 clamps the longitudinal end portion 5b. Thereby, the longitudinal direction one end part 5 b can be firmly held by the first holding ring 31.
  • the glass ball 5 is held by the first holding ring 31 at one end 5 b in the longitudinal direction.
  • the other end 5 c in the longitudinal direction of the glass ball 5 is held by the second holding ring 32.
  • the second holding ring 32 is a substantially annular member made of synthetic resin (for example, silicon rubber), and has higher elasticity than the second spacer 25. That is, the second holding ring 32 is easier to deform than the second spacer 25, and can be deformed to generate an elastic reaction force.
  • Such a second holding ring 32 is fitted into the small diameter portion 17b of the cap 12. More specifically, the small diameter portion 17b has an insertion hole 17e on one side in the axial direction from the step 17c, and the insertion hole 17e is formed to have a larger diameter than the ceiling portion 17d.
  • the second holding ring 32 is fitted into the insertion hole 17e so as to contact the step 17c so as to be adjacent to the second spacer 25.
  • a partial spherical portion of the other end portion 5c in the longitudinal direction of the casing 5a that is, a partial spherical portion having a diameter larger than that of the intermediate portion 5e
  • the second holding ring 32 is formed to have a smaller diameter than a portion of the partial spherical surface of the other end portion 5c in the longitudinal direction and swelled outward in the radial direction. Therefore, the second holding ring 32 is elastically deformed by inserting the portion into the inner hole thereof, thereby firmly holding the other end 5c in the longitudinal direction with the other end 5c in the longitudinal direction being sandwiched over the entire circumference. can do.
  • the second portion 5c in the longitudinal direction and the portion that swells outward in the radial direction is sandwiched by the second holding ring 32, the second portion 5c is compared with the case where the other portion is sandwiched. 2
  • the elastic deformation amount of the holding ring 32 can be increased. That is, the force with which the second holding ring 32 clamps the other end portion 5c in the longitudinal direction can be increased. Thereby, the other end portion 5c in the longitudinal direction can be firmly held by the second holding ring 32.
  • the one end side and the other end side in the longitudinal direction of the glass ball 5 are portions located respectively on the one end side and the other end side in the longitudinal direction from the easily damaged middle portion 5e, and are not damaged by the temperature rise.
  • one end 5b in the longitudinal direction of the glass ball 5 is a part of one end in the longitudinal direction of the glass ball 5
  • the other end 5c in the longitudinal direction of the glass ball 5 is located on the other end in the longitudinal direction of the glass ball 5. It is a part.
  • the glass ball 5 that has become a large piece can have the longitudinal end 1b and the other end 5c in the longitudinal direction retained in the insertion hole 22 and the small diameter portion 17b, respectively. Can be suppressed. Thereby, at least one of the longitudinal end 1b and the longitudinal other end 5c of the glass ball 5 is sandwiched between the base end 3a of the valve body 3 and the stepped surface 17f of the cap 12 (that is, the space 18). , They can prevent the movement of the valve body 3 in one axial direction. Thereby, possibility that the safety valve 1 will not operate can be reduced.
  • the longitudinal direction one end part 5b and the longitudinal direction other end part 5c of the glass ball 5 are hold
  • the glass ball 5 is held on the first holding ring 31 as shown in FIG. 3A, or the glass ball 5 is held in the second state as shown in FIG. 3B. It can be held by the holding ring 32.
  • the glass ball 5 is inserted into the first holding ring 31 attached to the cap 12, and the glass ball 5 is sandwiched between the first holding ring 32.
  • the inclination and position of the glass ball 5 with respect to the cap 12 can be adjusted in advance.
  • FIG. 3B the same applies to the case where the glass ball 5 is sandwiched in advance by the second holding ring 32 attached to the valve body 3.
  • the elastic modulus of the two spacers 24 and 25 is lower than the elastic modulus of the holding rings 31 and 32. Therefore, it can suppress that the valve body 3 moves to an open direction with the deformation
  • the safety valve 1 ⁇ / b> A of the second embodiment is similar in configuration to the safety valve 1 of the first embodiment. Therefore, regarding the description of the configuration of the safety valve 1A of the second embodiment, the configuration different from the safety valve 1 of the first embodiment will be mainly described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The same applies to safety valves 1B and 1C of third and fourth embodiments described later.
  • a first seal groove 22b is formed on the inner peripheral surface thereof.
  • the first seal groove 22b is located closer to the proximal end than the first spacer 24 and is located near the opening end of the insertion hole 22A.
  • the first seal groove 22b is a groove that is recessed outward in the radial direction, and is formed over the entire circumference in the circumferential direction.
  • a second seal groove 17g is formed on the inner peripheral surface of the small diameter portion 17b. The second seal groove 17 g is located on the tip side from the second spacer 24.
  • the second seal groove 17g is a groove that is recessed outward in the radial direction and is formed over the entire circumference in the circumferential direction. O-rings 31A and 32A constituting the holding body 6A are fitted in the two seal grooves 22b and 17g formed as described above.
  • the first O-ring 31A which is an example of the first holding member, is made of synthetic rubber and formed in an annular shape. Similar to the first holding ring 31, the first O-ring 31 ⁇ / b> A is formed to have a smaller diameter than a portion of the partial spherical surface of the one end portion 5 b in the longitudinal direction and bulges outward most in the radial direction. Further, the first O-ring 31A sandwiches the base end side (that is, the base end side portion of the longitudinal end portion) from the partial spherical portion of the longitudinal end portion 5b.
  • the second O-ring 32A is formed in an annular shape, and, like the second holding ring 32, has a smaller diameter than the portion that is a partial spherical surface of the other end portion 5c in the longitudinal direction and that swells most outward in the radial direction. Is formed.
  • the second O-ring 32A sandwiches the proximal end side (that is, the distal end side portion of the other end portion in the longitudinal direction) from the partial spherical portion of the other end portion 5c in the longitudinal direction.
  • the two O-rings 31 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> A hold a large piece generated when the glass ball 5 is broken by holding the inner side in the axial direction from the most radially expanded portion of the glass ball 5.
  • the movement toward 18 is regulated.
  • the longitudinal direction one end part 5b and the longitudinal direction other end part 5c of the glass ball 5 which became a big fragment can be fastened to the insertion hole 22 and the small diameter part 17b, respectively, and preventing them from entering the space 18. it can.
  • the safety valve 1A of the second embodiment has the same effects as the safety valve 1 of the first embodiment.
  • the holding body 6 ⁇ / b> B of the safety valve 1 ⁇ / b> B of the third embodiment has a first holding spacer 41 and a second holding spacer 42.
  • the first holding spacer 41 has a first spacer 24B and a first holding ring 31B, and is a member in which the first spacer 24B and the first holding ring 31B are integrally formed. That is, the first holding spacer 41 is formed in a substantially cylindrical shape, and has an inward flange 41a at the opening end portion on one side in the axial direction.
  • the inward flange 41a protrudes inward in the radial direction, and is formed over the entire circumference in the circumferential direction at the opening end.
  • the first holding spacer 41 having such a shape is press-fitted and fitted in the proximal end portion of the step 22a in the insertion hole 22. Further, one end portion 5b of the glass ball 5 in the longitudinal direction is inserted into the inner hole 41b of the first holding spacer 41, and a partial spherical portion of the one end portion 5b in the longitudinal direction is placed on and supported by the inward flange 41a.
  • the first holding spacer 41 is made of synthetic resin, is elastically deformable, and has a smaller elastic coefficient than that of synthetic rubber.
  • the inner hole 41b of the first holding spacer 41 is formed to have substantially the same diameter as a part of a spherical surface of the glass ball 5 in the longitudinal direction one end part 5b and bulges outward most in the radial direction.
  • One end portion 5b of the glass ball 5 in the longitudinal direction is fitted in.
  • the first holding spacer 41 has a claw-like portion 41c at the opening end on the other side in the axial direction.
  • the claw-like portion 41c protrudes inward in the radial direction, and is formed over the entire circumference in the circumferential direction at the opening end on the other side in the axial direction.
  • the claw-like portions 41c are not necessarily formed over the entire circumference in the circumferential direction, and a plurality of claw-like portions 41c may be formed at intervals.
  • the claw-shaped portion 41 c formed in this way is caught by the partial spherical portion of the longitudinal end 5 b of the glass ball 5, and the partial spherical portion of the longitudinal one end 5 b is detached from the first holding spacer 41. There is no such thing.
  • the second holding spacer 42 includes a second spacer 25B and a second holding ring 32B, and the second spacer 25B and the second holding ring 32B are integrally configured. That is, the second holding spacer 42 is generally formed in a bottomed cylindrical shape.
  • the second holding spacer 42 is press-fitted and fitted into the small-diameter portion 17 b so that the upper surface thereof is in contact with the ceiling portion 17 d of the cap 12.
  • the other end 5c in the longitudinal direction of the glass ball 5 is inserted into the inner hole 42a of the second holding spacer 42, and the other end 5c in the longitudinal direction of the glass ball 5 is the ceiling surface 42b of the second holding spacer 42. It is supported by being hit by.
  • the second holding spacer 42 is made of a synthetic resin, is elastically deformable, and has a smaller elastic coefficient than that of the synthetic rubber.
  • the inner hole 42a of the second holding spacer 42 is formed to have substantially the same diameter as the part of the spherical surface of the other end 5c in the longitudinal direction of the glass ball 5 and the part swelled outward in the radial direction, The other end 5c in the longitudinal direction of the glass ball 5 is fitted in the inner hole 42a.
  • the second holding spacer 42 has a claw-like portion 42c at the opening end on one side in the axial direction, and the claw-like portion 42c protrudes inward in the radial direction, and the opening end on one side in the axial direction. It is formed over the entire circumference in the circumferential direction.
  • the claw-shaped portion 42c does not necessarily have to be formed over the entire circumference, and a plurality of claw-shaped portions 42c may be formed at intervals.
  • the claw-shaped portion 42 c formed in this manner is caught by the partial spherical portion of the other end portion 5 c in the longitudinal direction of the glass ball 5, and the partial spherical portion of the other end portion 5 c in the longitudinal direction is the second holding spacer 42. You can't get out of it.
  • the first spacer 24B and the first holding ring 31B are integrally configured, and the second spacer 25B and the second holding ring 32B are integrally configured. The number of parts can be reduced.
  • the safety valve 1B of the third embodiment has the same effects as the safety valve 1 of the first embodiment.
  • the valve body 3C of the safety valve 1C of the fourth embodiment has a mounting groove 3f formed on the outer peripheral surface of the base end portion 3a.
  • the mounting groove 3f is recessed inward in the radial direction, and is formed over the entire circumference in the outer circumferential surface of the base end portion 3a.
  • the sliding ring 7 is fitted in the mounting groove 3f.
  • the sliding ring 7 as an example of the sliding body is formed in a substantially cylindrical shape, and is made of a material having a sliding resistance smaller than that of the valve body 3C, for example, Teflon (registered trademark), polyacetal, or polyamide. .
  • the outer diameter of the sliding ring 7 is substantially the same as the hole diameter of the large diameter portion 17 a of the cap 12, so that the sliding ring 7 is in close contact with the inner peripheral surface of the cap 12. That is, the sliding ring 7 and the cap 12 are in contact with each other so that there is no gap between them, and the space between the valve body 3 and the inner peripheral surface of the cap 12 is sealed. Thereby, when the glass ball 5 is broken, it is possible to prevent the fine fragments from entering between the sliding ring 7 and the cap 12. Thereby, the increase in the sliding resistance etc. which arise when fine fragments enter can be prevented.
  • the sliding ring 7 since the sliding ring 7 is in close contact with the inner peripheral surface of the cap 12, when the valve body 3 moves in the opening direction, the sliding ring 7 sweeps out fine fragments adhering to the inner peripheral surface of the cap 12. However, since it moves to the other in the axial direction, it is possible to prevent fine fragments from entering between the sliding ring 7 and the cap 12 during the movement.
  • the safety valve 1C of the fourth embodiment has the same effects as the safety valve 1 of the first embodiment.
  • the glass ball 5 is formed in a shape having a tip portion 5d at one end portion 5b in the longitudinal direction, but such a shape is not necessarily required. There is no.
  • both the longitudinal end 1b and the longitudinal other end 5c of the glass ball 5 may be formed in a partial spherical shape, and the longitudinal end of the glass ball 5 when the glass ball 5 is broken. Any shape may be used as long as the portion 5b and the other longitudinal end portion 5c remain as large pieces.
  • both the longitudinal end 1b and the longitudinal other end 5c of the glass ball 5 are held by the holding rings 31 and 32, respectively. Both are not necessarily held. As described above, the longitudinal end 5b and the other longitudinal end 5c of the glass ball 5 hardly fit into the space 18, and the possibility is close to zero. Only one of the longitudinal end portion 5b and the other longitudinal end portion 5c may be held by the holding body 6.
  • the valve passage 16 is closed by inserting the valve bodies 3 and 3A to 3C into the high-pressure side passage 14, but this is not necessarily the case. There is no need.
  • a seat member may be provided in the high pressure side passage 14 or around the opening of the high pressure side passage 14, and the valve bodies 3, 3A to 3C may be seated on the seat member to close the valve passage 16.
  • the gas in the space 18 passes between the valve body 3 and the cap 12 and is guided to the valve passage 16, and thus is not necessarily connected to the valve body 3.
  • the passage 23 need not be formed.
  • a recess may be formed on the inner peripheral surface of the large diameter portion of the cap 12 and in the vicinity of the step surface 17f.
  • the concave portion is formed so as to be recessed radially outward from the inner peripheral surface, and extends over the entire circumferential direction of the inner peripheral surface.
  • the concave portion is connected to the space 18 so that fragments that are scattered when the glass ball 5 is broken enter. That is, it is possible to increase the volume of the space for storing the fragments when the glass ball 5 is broken.
  • a concave groove may be formed in the proximal end portion 3a of the valve body 3 and on the other end surface in the axial direction thereof.
  • the concave groove is formed on the end surface as an annular groove centered on the axis L1, for example.
  • the groove diameter and shape of the concave groove are not limited.
  • the glass ball 5 is held by the first holding ring 31 and the second holding ring 32.
  • the glass ball 5 is It is not necessary to be held by the first holding ring 31 and the second holding ring 32.

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Abstract

ガラス玉式安全弁は、第1ポートと第2ポートとを繋ぐ弁通路が形成されているハウジングと、弁通路を閉じ、且つ弁通路を開く開方向に移動可能にハウジング内に設けられている弁体と、開方向に向かって弁体を付勢する付勢ばねと、付勢ばねの付勢力に抗し且つ弁体とハウジングとの間において開方向に空間を空けた状態で弁体を支持するようにハウジング内に設けられ、予め定められる温度に達するとその長手方向中間部が破損し、破損した状態で開方向への弁体の移動を許容するガラス玉と、ハウジング内に設けられ、ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部のうち少なくとも一方を保持する保持体と、を備えるものである。

Description

ガラス玉式安全弁
 本発明は、ガラス玉を備えるガラス玉式安全弁に関する。
 高圧タンク等には、火災時等においてガスを大気に放出すべく安全弁が設けられており、安全弁としては、例えば特許文献1のような熱作動式の安全弁が知られている。特許文献1の安全弁は、ガラス玉を備える熱作動式の安全弁であり、弁体を備えている。弁体は、ガラス玉によって支持されており、その状態で流路を閉じている。ガラス玉は、所定の温度になると破損するようになっており、破損することによって弁体が移動する。そうすると、流路が開かれ、高圧タンクのガスが大気に放出される。
[規則91に基づく訂正 06.11.2017] 
米国特許出願公開第2010/0193050号明細書
 ガラス玉は、中空で長尺の大略円柱のケーシングを有しており、その中に液体が封入されている。ケーシングは、液体が温度上昇により膨張することによって破損するようになっており、主に中間部が破損する。それ故、ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部が大きな破片として残る可能性がある。この大きな破片が弁体とハウジングとの間に挟まると、弁体が所望の位置まで動くことができなくなる。そうすると、ガスを素早く排出することができず所望の機能を果たすことができない。
 そこで本発明は、破損後のガラス玉の大きな破片によって弁体の移動が妨げられることを抑制できるガラス玉式安全弁を提供することを目的としている。
 本発明のガラス玉式安全弁は、第1ポートと第2ポートとを繋ぐ弁通路が形成されているハウジングと、前記弁通路を閉じ、且つ前記弁通路を開く開方向に移動可能に前記ハウジング内に設けられている弁体と、前記開方向に向かって前記弁体を付勢する付勢ばねと、前記弁体から前記開方向に延在し、前記弁体と前記ハウジングとの間において空間を空けた状態で前記付勢ばねの付勢力に抗して前記弁体を支持するように前記ハウジング内に設けられ、予め定められる温度に達するとその長手方向中間部が破損し、破損した状態で前記開方向への前記弁体の移動を許容するガラス玉と、前記ハウジング内に設けられ、前記ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部のうち少なくとも一方を保持する保持体と、を備えるものである。
 本発明に従えば、保持体が、ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部のうち少なくとも一方を保持するので、ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部のうち保持される少なくとも一方が弁体とハウジングとの間にある空間に入ることを抑制することができる。以上から、保持体により保持される少なくとも一方が弁体の開方向への動きの妨げになることを抑制することができる。
 上記発明において、前記保持体は、前記弁体に設けられ、且つ前記ガラス玉の長手方向一端側部を保持する第1保持部材と、前記ハウジングに設けられ且つ前記ガラス玉の長手方向他端側部を保持する第2保持部材とを有してもよい。
 上記構成に従えば、ガラス玉の長手方向両端側部が第1保持部材及び第2保持部材に夫々保持されている。それ故、ガラス玉が破損した際、長手方向両端側部の何れに対しても空間に入ることを抑制することができる。従って、長手方向両端側部の一方だけを保持する場合に比べて弁体の開方向への動きの妨げになる可能性を更に低減することができる。
 上記発明において、前記第1保持部材及び前記第2保持部材は、円環状に形成され、且つ弾性変形可能に構成されていてもよい。
 上記構成に従えば、2つの保持部材によってガラス玉の長手方向両端側部を全周にわたって挟持することができる。これによって、ガラス玉の長手方向両端側部をしっかりと保持することができ、長手方向一端側部及び他端側部分が空間に入り込むことを更に抑制することができる。
 上記発明において、前記ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部は、前記ガラス玉の中間部より拡径する部分球面部分を夫々有し、前記第1保持部材及び前記第2保持部材は、前記部分球面部分を夫々保持するようになっていてもよい。
 上記構成に従えば、中間部より拡径した部分球面部分を保持させることにより中間部を保持する場合に比べて2つの保持部材をより大きく弾性変形させることができる。これにより、2つの保持部材が大きな保持力によってガラス玉を保持することができる。
 上記発明において、前記ガラス玉の長手方向一端側部は、合成樹脂から成る第1スペーサを介して前記弁体を支持し、前記ハウジングは、合成樹脂から成る第2スペーサを介して前記ガラス玉の長手方向他端側部を支持し、前記第1スペーサ及び前記第2スペーサの弾性率は、前記第1保持部材及び前記第2保持部材の弾性率より低くなっていてもよい。
 上記構成に従えば、ガラス玉が弁体又はハウジングに対して摺動して損傷することを抑制することができる。また、スペーサが保持部材に比べて弾性変形しにくいので、ガラス玉を支持するスペーサの変形を抑えることができる。これにより、スペーサの変形により弁体が開方向に移動することを抑えることができる。
 上記発明において、前記ガラス玉の長手方向一端側部は、合成樹脂から成る第1スペーサを介して前記弁体を支持し、前記ハウジングは、合成樹脂から成る第2スペーサを介して前記ガラス玉の長手方向他端側部を支持し、前記第1保持部材は、前記第1スペーサと一体的に構成され、前記第2保持部材は、前記第2スペーサと一体的に構成されていてもよい。
 上記構成に従えば、部品点数を低減することができる。
 上記発明において、前記ハウジングは、前記弁体が配置される弁孔を有するブロックと、前記弁孔を塞ぐキャップとを有し、前記第2保持部材は、前記キャップに設けられていてもよい。
 上記構成に従えば、ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部のうち少なくとも一方を保持体に保持させておくでことができる。それ故、弁孔を塞ぐべくブロックにキャップを組み付ける際、予め保持体の傾き及び位置等を調整しておくことができ、ガラス玉の組み付けが容易である。
 上記発明において、前記弁体は、前記ハウジングの内周面に沿って前記開方向に移動するように前記ハウジングに設けられ、摺動体は、前記弁体と前記ハウジングの内周面との間を封止するように、前記ハウジングの内周面に当接させて前記弁体に設けられ、前記摺動体の摩擦抵抗は、前記弁体の摩擦抵抗より小さくなっていてもよい。
 上記構成に従えば、ガラス玉が破損した際の破片が弁体とハウジングの内周面との間に入り込むことを抑制することができる。これにより、破片が入り込むことによって生じる摺動抵抗の増加等を防ぐことができる。
 本発明によれば、破損後のガラス玉の大きな破片によって弁体の移動が妨げられることを抑制できる。
 本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明の第1実施形態に係るガラス玉式安全弁を示す断面図である。 図1のガラス玉式安全弁においてガラス玉が破損した状態を示す断面図である。 図1のガラス玉式安全弁を分解して示す図であり、(a)はガラス玉がキャップに取付けられた状態を示し、(b)はガラス玉が弁体に取付けられている状態を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るガラス玉式安全弁を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係るガラス玉式安全弁を示す断面図である。 本発明の第4実施形態に係るガラス玉式安全弁を示す断面図である。
 以下、本発明に係る第1乃至第4実施形態のガラス玉式安全弁(以下、単に「安全弁」という)1,1A~1Cについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する安全弁1,1A~1Cは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
 [第1実施形態]
 高圧ガスを取り扱う際、火災時等においてガスを大気に放出すべく、流体機器等、例えば高圧タンクに図1に示すような安全弁1が設けられている。安全弁1は、熱作動式安全弁の一種であって、安全弁1の周辺温度が予め定められる温度以上になると流体機器と大気とを繋いで高圧タンク内のガスを大気開放するようになっている。このような機能を有する安全弁1は、ハウジング2と、弁体3と、付勢ばね4と、ガラス玉5と、保持体6とを備えている。
 <ハウジング>
 ハウジング2は、ブロック11とキャップ12とを有しており、ブロック11は、弁孔13と、高圧側通路14と、大気開放通路15とを有している。弁孔13は、予め定められている軸線L1に沿って形成されている断面円形状の有底の孔である。弁孔13の底面13aには、高圧側通路14が軸線L1に沿って形成され、弁孔13の側面には、大気開放通路15が半径方向に延びるように形成されている。高圧側通路14は、開口14aを介して弁孔13に繋がり、第1ポート14bを介して図示しない高圧タンクに繋がっている。また、大気開放通路15は、開口15aを介して弁孔13に繋がり、第2ポート15bを介して大気に繋がっている。
 このように形成されている2つの通路14,15は、弁孔13の一部分(より詳しくは、後述する弁体3の中間部3d周りの空間)と共に弁通路16を構成しており、第1ポート14bと第2ポート15bとは弁通路16によって繋がれている。また、弁孔13は、軸線方向において底面13aと反対側に開口13bを有しており、開口13bにキャップ12が挿入されている。キャップ12は、シールされている状態でブロック11の内周面に螺合されている。
 キャップ12は、大略円筒部材であり、その外周面における中間部にフランジ部12bを有している。フランジ部12bは、平面視で大略多角形(本実施形態では、六角形)に形成されており、レンチ等の取付工具で挟めるようになっている。また、キャップ12は、その外周面においてフランジ部12bより先端側に雄ねじ12cを有しており、雄ねじ12cがブロック11の内周面に螺合されている。これにより、キャップ12は、フランジ部12bより基端側をブロック11から突出させた状態でブロック11に固定されている。また、キャップ12は、内孔17を有しており、内孔17は、大径部17a及び小径部17bを有している。大径部17aは、小径部17bより大径に形成され且つ先端側に位置しており、そこには弁体3が挿入されている。
 <弁体>
 弁体3は、大略円柱状に形成されており、基端部3aが残余の部分に比べて大径に形成されている。基端部3aの外径は、キャップ12における大径部17aの孔径と略一致しており、基端部3aがキャップ12の内周面に嵌まり込んでいる。また、弁体3の先端側部分3bは、残余の部分に比べて小径に形成されている。更に詳細に説明すると、先端側部分3bの孔径は、高圧側通路14の孔径と略同じになっており、先端側部分3bは、高圧側通路14に挿入されている。また、弁体3の先端側部分3bの外周面において、その先端側が全周にわたって半径方向内方に凹んでおり、凹んでいる凹部3cにシール部材21が外装されている。シール部材21は、弁体3の先端側部分3bと高圧側通路14の内周面との間に封止しており、高圧側通路14に弁体3を挿入することによって弁通路16が閉じられている。
 また、弁体3の基端部は、キャップ12内に摺動可能に嵌まり込んでおり、弁通路16を閉じる閉位置と、弁通路16を開く開位置との間で移動できるようになっている。なお、開位置とは、弁体3の先端側部分3bが高圧側通路14から脱出している位置であり、図2に示すような高圧側通路14が開いた状態における弁体3の位置である。弁体3は、初期状態において図1に示すような閉位置に位置しており、開位置に移動させるべく付勢ばね4によって付勢されている。
 <付勢ばね>
 付勢ばね4は、いわゆる圧縮コイルばねであり、弁体3の中間部3dに外装されている。弁体3の基端部3aは、この中間部3dより大径に形成されている。即ち、基端部3aは、中間部3dより半径方向外方に突出しており、突出する部分によってばね受け3eが構成されている。ばね受け3eは、軸線方向一方において弁孔13の底面13aに対向しており、弁孔13の底面13aであってばね受け3eと対向する位置には、凹部13cが形成されている。付勢ばね4は、互いに対向する凹部13cとばね受け3eとの間に圧縮された状態で配置されている。このように配置される付勢ばね4によって弁体3は、開位置の方(即ち、軸線方向他方)に向かって付勢されている。即ち、弁体3は、高圧側通路14の流体と付勢ばね4によって開位置の方(即ち、開方向)に押圧されている。このように押圧される弁体3を付勢ばね4の付勢及び流体の押圧に抗するようにガラス玉5が支持している。
 <ガラス玉>
 ガラス玉5は、その周辺温度が予め定められた温度に達すると破損するように構成されている。更に詳細に説明すると、ガラス玉5は、ガラス製のケーシング5aを有している。ケーシング5aは、軸線方向に長尺であって中空の大略円柱状に形成されている。ケーシング5aは、大略部分球面状に形成される長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cを有している。また、長手方向一端部5bは、更に軸線方向一方に突出し且つ先端に向かって先細る先端部分5dを有している。なお、ガラス玉5のケーシング5aは、必ずしもこのような形状を有している必要はなく、長手方向両端部5b,5cが単に部分球面状に形成されているだけでもよい。
 このような形状を有するケーシング5aの中は図示しない液体(例えば、ナフタレン)で満たされている。液体は、それ自体の温度が上昇すると膨張する熱膨張性を有している。ケーシング5aは、ガラス玉5の周辺温度が上昇して所定の温度に到達すると、液体の膨張に耐え切れずに破損するようになっている。なお、ケーシング5aの内空間は、長手方向両端部5b,5cを除いた中間部5e(即ち、長手方向両端部の間の部分)に主に形成されており、主に中間部5eが破損する。即ち、長手方向両端部5b,5cは、破損せずに大きな破片として残る。
 このように構成されるガラス玉5は、弁体3の基端部3aとキャップ12の小径部17bに取付けられている。弁体3の基端部3aは、軸線方向他方側の部分に挿入孔22が形成されている。挿入孔22は、軸線L1に沿って形成されており、先端側に対して基端側が大径に形成されている。これにより、挿入孔22の中間部には段差22aが形成されており、その段差22aの基端側部分に第1スペーサ24が嵌まり込んでいる。
 第1スペーサ24は、合成樹脂から成る大略円環状の部材であり、その内孔にケーシング5aの先端部分5dが挿入されている。また、第1スペーサ24の内孔は、長手方向一端部5bの先端部分5dを除いた部分より小径に形成されている。そのため、第1スペーサ24の内孔にケーシング5aを挿入することで第1スペーサ24によって長手方向一端部5bが支えられている。また、ケーシング5aの先端部分5dは、挿入孔22の先端側より小径に形成されており、基端部3aの内周面に当たらないようになっている。このようにガラス玉5は、第1スペーサ24によって基端部3aの内周面から離して配置され、基端部3aの内周面に当たらないように挿入孔22に挿入されている。それ故、組み付け時や作動前においてガラス玉5の長手方向一端部5bが弁体3に対して摺動して損傷することを抑制することができる。
 また、ガラス玉5は、挿入孔22から軸線方向他方に突出し、その長手方向他端部5cがキャップ12の内孔17の小径部17bまで達している。小径部17bは、その中間部に段差17cが形成されており、段差17cより軸線方向他方側に天井部分17dを有している。天井部分17dには、第2スペーサ25が嵌まり込んでいる。第2スペーサ25は、合成樹脂から成る大略円板状の部材であり、天井部分17dに当てるようにして小径部17bに嵌まり込んでいる。また、第2スペーサ25の中心軸回りには、凹部25aが形成されている。凹部25aは、大略円錐形状に形成されており、その凹部25aにケーシング5aの長手方向他端部5cが当てられている。これにより、ケーシング5aの長手方向他端部5cが天井部分17dから離して配置され、キャップ12の内周面に当たらないようにすることができる。それ故、組み付け時や作動前においてガラス玉5の長手方向他端部5cがキャップ12に対して摺動して損傷することを抑制することができる。
 このように配置されるガラス玉5は、第2スペーサ25を介してキャップ12に支えられ、更に第1スペーサ24を介して弁体3を支えている。これにより、ガラス玉5によって弁体3が付勢ばね4の付勢力に抗するように支持され、弁体3が閉位置に保持されている。このような弁体3が閉位置に保持されている初期状態において、弁体3の基端部3aは、キャップ12の段差面17fから離れており、それらの間に空間18が形成されている。ここで段差面17fは、大径部17aと小径部17bとを繋ぐ開口の周りに形成される大略円環状の面であり、弁体3の基端部3aに軸線方向他方に対向している面である。また、弁体3の中間部3dには、挿入孔22と繋がる連通路23が形成されており、連通路23及び挿入孔22を介して空間18と弁通路16(より詳細には、弁孔13の一部分であって中間部3d周りの空間)とが繋がっている。
 このように構成される安全弁1では、ガラス玉5が破損した際に空間18によって弁体3が軸線方向他方に移動することが許容され、また連通路23によって空間18の流体を弁通路16に排出して弁体3を開位置へと素早く移動させることができるようになっている。これにより、安全弁1の周辺温度(より詳しくは、ガラス玉5の周辺温度)が所定温度まで上昇してガラス玉5が破損すると、付勢ばね4及び高圧側通路14の流体に押されて弁体3が開位置に素早く移動し、図2に示すように弁通路16を開くことができる。これにより、高圧側通路14に導かれる流体(即ち、高圧タンクの流体)を弁孔13及び大気開放通路15を介して大気に放出することができる(図2の矢印参照)。
 このように構成される安全弁1では、前述の通り、ガラス玉5が破損した際、主にケーシング5aの中間部5eが破損し、ケーシング5aの長手方向両端部5b,5cは、破損せずに大きな破片として残る。この大きな破片は、弁体3が開位置に素早く移動するので、基本的に挿入孔22及び小径部17bに残ったままとなる。他方、何らかの作用によりケーシング5aの長手方向両端部5b,5cの少なくとも一方の破片が空間18に飛び出す可能性は、極めて低いがゼロではない。大きな破片が空間18に入り込むと、弁体3が素早く開位置に移動することができない。そうすると、流体を素早く大気に開放することができず、所望の機能を達成することができない。このような事態を避けるべく、安全弁1は、保持体6を備えている。
 <保持体>
 保持体6は、ケーシング5aの長手方向両端部5b,5cを挿入孔22及び小径部17bに留めておくための部材であり、第1保持リング31と第2保持リング32とを有している。第1保持リング31は、合成樹脂(例えば、シリコンゴム)から成る大略円環状の部材であり、第1スペーサ24より高い弾力性を有している。即ち、第1保持リング31は、第1スペーサ24より変形しやすくなっており、変形させて弾性反力を発生させることができるようになっている。
 このような第1保持リング31は、挿入孔22において、第1スペーサ24より基端側であって第1スペーサ24に隣接させるように配置されている。また、第1保持リング31の内孔には、ケーシング5aにおける長手方向一端部5bの部分球面状の部分が挿入されている。より詳しくは、長手方向一端部5bの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分が第1保持リング31に挿入されている。第1保持リング31は、長手方向一端部5bの部分球面状の部分(即ち、中間部5eより拡径する部分球面状部分)であって最も半径方向外側に膨らんだ部分より小径に形成されている。それ故、第1保持リング31は、その内孔に前記部分が挿入されることで弾性変形し、それによって長手方向一端部5bを全周にわたって挟んで長手方向一端部5bをしっかりと保持することができる。また、長手方向一端部5bの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分を第1保持リング31によって挟持しているので、それ以外の部分を挟持する場合に比べて第1保持リング31の弾性変形量を大きくすることができる。即ち、第1保持リング31が長手方向一端部5bを挟持する力を大きくすることができる。これにより、第1保持リング31によって長手方向一端部5bをしっかりと保持することができる。
 このようにガラス玉5は、その長手方向一端部5bが第1保持リング31によって保持されている。他方、ガラス玉5の長手方向他端部5cは、第2保持リング32によって保持されている。第2保持リング32は、合成樹脂(例えば、シリコンゴム)から成る大略円環状の部材であり、第2スペーサ25より高い弾力性を有している。即ち、第2保持リング32は、第2スペーサ25より変形しやすくなっており、変形させて弾性反力を発生させることができるようになっている。
 このような第2保持リング32は、キャップ12の小径部17bに嵌まり込んでいる。より詳細に説明すると、小径部17bは、段差17cより軸線方向一方側に挿通孔17eを有しており、挿通孔17eは、天井部分17dより大径に形成されている。第2保持リング32は、第2スペーサ25に隣接させるように段差17cに当接させて挿通孔17eに嵌合されている。このように配置されている第2保持リング31の内孔には、ケーシング5aにおける長手方向他端部5cの部分球面状の部分(即ち、中間部5eより拡径する部分球面状部分)が挿入されている。より詳しくは、長手方向他端部5cの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分が第2保持リング32に挿入されている。第2保持リング32は、長手方向他端部5cの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分より小径に形成されている。それ故、第2保持リング32は、その内孔に前記部分が挿入されることで弾性変形し、それによって長手方向他端部5cを全周にわたって挟んで長手方向他端部5cをしっかりと保持することができる。また、長手方向他端部5cの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分を第2保持リング32によって挟持しているので、それ以外の部分を挟持する場合に比べて第2保持リング32の弾性変形量を大きくすることができる。即ち、第2保持リング32が長手方向他端部5cを挟持する力を大きくすることができる。これにより、第2保持リング32によって長手方向他端部5cをしっかりと保持することができる。
 なお、本発明においてガラス玉5の長手方向一端側部及び他端側部とは、破損しやすい中間部5eより長手方向一端側及び他端側に夫々位置する部分であり、温度上昇によって破損しない部分である。即ち、ガラス玉5の長手方向一端部5bは、ガラス玉5の長手方向一端側部の一部分であり、ガラス玉5の長手方向他端部5cは、ガラス玉5の長手方向他端側部の一部分である。
 <安全弁の機能について>
 このように構成される安全弁1では、閉位置に保たれた初期状態にて弁体3がガラス玉5によって支持されており、弁通路16が閉じられている。他方、安全弁1の周辺温度が上昇し、ガラス玉5の周辺温度が所定の温度に達するとガラス玉5が破損する。そうすると、弁体3の開方向への移動が許容され、付勢ばね4の付勢によって実際に弁体3が開位置へと移動する。この際、ガラス玉5の長手方向一端部5bは第1保持リング31に保持され、長手方向他端部5cは第2保持リング32に保持されている。それ故、破損後において、大きな破片となったガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cを挿入孔22及び小径部17bに夫々留めておくことができ、空間18に入ることを抑制することができる。これにより、ガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cの少なくとも一方が弁体3の基端部3aとキャップ12の段差面17fとの間(即ち、空間18)に挟まって、それらが弁体3の軸線方向一方への動きの妨げになることを抑制することができる。これにより、安全弁1を作動しない可能性を減らすことができる。
 なお、本実施形態の安全弁1では、ガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cが第1保持リング31及び第2保持リング32に夫々保持されている。それ故、ガラス玉5が破損した際、長手方向両端部5b、5cの何れも挿入孔22及び小径部17bに夫々留めておくことができ、長手方向両端部5b、5cの一方だけを保持する場合に比べて、弁体3の開方向への移動が妨げられる可能性を更に低減することができ、安全弁1を作動しない可能性を更に減らすことができる。但し、前述の通り長手方向両端部5b、5cの何れかが空間18に入る可能性は低いので、必ずしも長手方向両端部5b、5cの両方を保持することが必須であるわけではなく、空間18に大きな破片が入ることを抑制するということを鑑みた場合、長手方向両端部5b、5cの一方だけを保持してもよい。
 <安全弁の組立てについて>
 また、安全弁1は、組立てる際に図3(a)に示すようにガラス玉5を第1保持リング31に保持させておいたり、また図3(b)に示すようにガラス玉5を第2保持リング32に保持させておいたりすることができる。例えば、組立てる際、まず図3(a)に示すように、キャップ12に取付けられた第1保持リング31にガラス玉5を挿入し、第1保持リング32にガラス玉5を挟持させる。これにより、キャップ12に対してガラス玉5の傾き及び位置等を予め調整しておくことができる。これにより、傾きや位置を調整しながらキャップ12に弁体3を取付ける必要がなく、ガラス玉5の組み付けが容易である。図3(b)に示すように、弁体3に取付けられる第2保持リング32にガラス玉5を予め挟持させておいた場合についても同様である。
 <その他の機能等について>
 本実施形態の安全弁1では、2つのスペーサ24,25の弾性率が保持リング31,32の弾性率より低くなっている。これにより、スペーサ24,25の変形に伴って弁体3が開方向に移動することを抑制することができ、弁体3の高圧側通路14への挿入量を小さくすることができる。これにより、スペーサ24,25が変形しやすい場合に比べて安全弁1の高さを抑えることができる。
 [第2実施形態]
 図4に示すように、第2実施形態の安全弁1Aは、第1実施形態の安全弁1と構成が類似している。従って、第2実施形態の安全弁1Aの構成の説明については、第1実施形態の安全弁1と異なる構成について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。後述する第3及び第4実施形態の安全弁1B,1Cについても同様である。
 第2実施形態の安全弁1Aの弁体3Aの挿入孔22Aには、その内周面に第1シール溝22bが形成されている。第1シール溝22bは、第1スペーサ24より基端側に位置し且つ挿入孔22Aの開口端付近に位置している。また、第1シール溝22bは、半径方向外方に凹む溝であって、周方向全周にわたって形成されている。キャップ12Aの内孔17Aにも、小径部17bの内周面に第2シール溝17gが形成されている。第2シール溝17gは、第2スペーサ24より先端側に位置している。また第2シール溝17gは、半径方向外方に凹む溝であって周方向全周にわたって形成されている。このように形成される2つのシール溝22b、17gには、保持体6Aを構成するOリング31A,32Aが夫々嵌まり込んでいる。
 第1保持部材の一例である第1のOリング31Aは、合成ゴムから成り円環状に形成されている。第1のOリング31Aは、第1保持リング31と同様に、長手方向一端部5bの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分より小径に形成されている。また、第1のOリング31Aは、長手方向一端部5bの部分球面状の部分より基端側(即ち、長手方向一端側部の基端側の部分)を挟持している。
 第2のOリング32Aは、円環状に形成されており、第2保持リング32と同様に、長手方向他端部5cの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分より小径に形成されている。また、第2のOリング32Aは、長手方向他端部5cの部分球面状の部分より基端側(即ち、長手方向他端側部の先端側の部分)を挟持している。
 このように2つのOリング31A,32Aは、ガラス玉5において最も半径方向外側に膨らんだ部分より軸線方向内側を挟持することによって、ガラス玉5が破損した際に生じる大きな破片を保持しつつ空間18の方への動きを規制している。これにより、大きな破片となったガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cを挿入孔22及び小径部17bに夫々留めることができ、それらが空間18に入り込むことを防ぐことができる。
 その他、第2実施形態の安全弁1Aは、第1実施形態の安全弁1と同様の作用効果を奏する。
 [第3実施形態]
 図5に示すように、第3実施形態の安全弁1Bの保持体6Bは、第1保持スペーサ41と第2保持スペーサ42とを有している。第1保持スペーサ41は、第1スペーサ24Bと第1保持リング31Bとを有しており、第1スペーサ24Bと第1保持リング31Bとが一体的に構成されている部材である。即ち、第1保持スペーサ41は、大略円筒状に形成されており、その軸線方向一方側の開口端部に内向きフランジ41aを有している。内向きフランジ41aは、半径方向内方に突出しており、開口端部において周方向全周にわたって形成されている。
 このような形状を有する第1保持スペーサ41は、挿入孔22において段差22aの基端側部分に圧入されて嵌まり込んでいる。また、第1保持スペーサ41の内孔41bには、ガラス玉5の長手方向一端部5bが挿入されており、長手方向一端部5bの部分球面状の部分が内向きフランジ41aに載せられて支持されている。更に、第1保持スペーサ41は、合成樹脂から成り、弾性変形可能であって合成ゴムより弾性係数が小さくなっている。第1保持スペーサ41の内孔41bは、ガラス玉5の長手方向一端部5bの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分と略同径に形成されており、内孔41bにガラス玉5の長手方向一端部5bが嵌まり込んでいる。
 また、第1保持スペーサ41は、軸線方向他方側の開口端部に爪状部分41cを有している。爪状部分41cは、半径方向内方に突出しており、軸線方向他方側の開口端部において周方向全周にわたって形成されている。なお、爪状部分41cは、必ずしも周方向全周に渡って形成されている必要はなく、複数の爪状部分41cを間隔を空けて形成するようにしてもよい。このように形成される爪状部分41cは、ガラス玉5の長手方向一端部5bの部分球面状の部分に引掛り、長手方向一端部5bの部分球面状の部分が第1保持スペーサ41から抜けないようになっている。
 第2保持スペーサ42は、第2スペーサ25Bと第2保持リング32Bとを有しており、第2スペーサ25Bと第2保持リング32Bとが一体的に構成されている部材である。即ち、第2保持スペーサ42は、大略有底円筒状に形成されている。第2保持スペーサ42は、その上面をキャップ12の天井部分17dに当接させるようにして小径部17bに圧入して嵌められている。また、第2保持スペーサ42の内孔42aには、ガラス玉5の長手方向他端部5cが挿入されており、ガラス玉5の長手方向他端部5cが第2保持スペーサ42の天井面42bに当てられて支持されている。更に、第2保持スペーサ42は、合成樹脂から成り、弾性変形可能であって合成ゴムより弾性係数が小さくなっている。これにより第2保持スペーサ42の内孔42aは、ガラス玉5の長手方向他端部5cの部分球面状の部分であって最も半径方向外側に膨らんだ部分と略同径に形成されており、内孔42aにガラス玉5の長手方向他端部5cが嵌まり込んでいる。
 また、第2保持スペーサ42は、軸線方向一方側の開口端部に爪状部分42cを有しており、爪状部分42cは、半径方向内方に突出しており、軸線方向一方側の開口端部において周方向全周にわたって形成されている。なお、爪状部分42cは、必ずしも周方向全周に渡って形成されている必要はなく、複数の爪状部分42cを間隔を空けて形成するようにしてもよい。このように形成される爪状部分42cは、ガラス玉5の長手方向他端部5cの部分球面状の部分に引掛り、長手方向他端部5cの部分球面状の部分が第2保持スペーサ42から抜けないようになっている。
 このように構成される安全弁1Bは、第1スペーサ24Bと第1保持リング31Bとが一体的に構成され、且つ第2スペーサ25Bと第2保持リング32Bとが一体的に構成されているので、部品点数を低減することができる。
 その他、第3実施形態の安全弁1Bは、第1実施形態の安全弁1と同様の作用効果を奏する。
 [第4実施形態]
 第4実施形態の安全弁1Cの弁体3Cは、その基端部3aの外周面に取付溝3fが形成されている。取付溝3fは、半径方向内方に凹んでおり、基端部3aの外周面において周方向全周にわたって形成されている。この取付溝3fには、摺動リング7が嵌まり込んでいる。摺動体の一例である摺動リング7は、大略円筒状に形成されており、弁体3Cに比べて摺動抵抗が小さい材料、例えばテフロン(登録商標)、ポリアセタール、又はポリアミドによって構成されている。摺動リング7の外径は、キャップ12の大径部17aの孔径と略同一になっており、摺動リング7がキャップ12の内周面に密着するようになっている。即ち、摺動リング7とキャップ12とがそれらの間に隙間がないように当接し、弁体3とキャップ12の内周面との間を封止している。これにより、ガラス玉5が破損した際にその細かな破片が摺動リング7とキャップ12との間に入り込むことを防ぐことができる。これにより、細かな破片が入り込むことによって生じる摺動抵抗の増加等を防ぐことができる。また、摺動リング7がキャップ12の内周面に密着しているので、弁体3が開方向に移動する際、摺動リング7がキャップ12の内周面に付着する細かな破片を掃きながら軸線方向他方に移動するので、移動中も摺動リング7とキャップ12との間に細かな破片が入り込むことを防ぐことができる。
 その他、第4実施形態の安全弁1Cは、第1実施形態の安全弁1と同様の作用効果を奏する。
 [その他の実施形態]
 第1乃至第4実施形態の安全弁1,1A~1Cでは、ガラス玉5は、長手方向一端部5bに先端部分5dを有するような形状で形成されているが、必ずしもそのような形状である必要はない。例えば、前述の通り、ガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cの両方ともに部分球面状に形成されてもよく、ガラス玉5が破損した際にガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cが大きな破片として残るような形状であればよい。
 また、第1乃至第4実施形態の安全弁1,1A~1Cでは、ガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cの両方が保持リング31,32によって夫々保持されているが、必ずしも両方が保持されている必要はない。前述の通り、ガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cが空間18に嵌まり込むことは殆どなく可能性をゼロに近づけるものであるので、あらゆる設計上の理由によりガラス玉5の長手方向一端部5b及び長手方向他端部5cの一方のみを保持体6によって保持するようにしてもよい。
 更に、第1乃至第4実施形態の安全弁1,1A~1Cでは、弁体3,3A~3Cを高圧側通路14に挿入することによって弁通路16を塞いでいるが、必ずしもこのような構成である必要はない。例えば、高圧側通路14内又は高圧側通路14の開口周りにシート部材を設け、シート部材に弁体3,3A~3Cが着座して弁通路16を閉じるようにしてもよい。また、第1乃至第4実施形態の安全弁1,1A~1Cでは、空間18のガスは、弁体3とキャップ12との間を通って弁通路16に導かれるので、必ずしも弁体3に連通路23が形成されている必要はない。
 また、第1乃至第4実施形態の安全弁1,1A~1Cにおいて、キャップ12の大径部の内周面であって段差面17fの近傍に凹部を形成してもよい。凹部は、前記内周面から半径方向外方に向かって凹ませるように形成されており、前記内周面の周方向全周にわたって延在している。この凹部は、空間18と繋がっており、ガラス玉5が破損した際に飛散する破片が入り込むようになっている。即ち、ガラス玉5が破損した際の破片を収容するスペースの容積を大きくすることができる。また、凹部の各面(例えば、周方向に延びる周面、及び軸線方向一方側の面等)に粘着シートを貼り付けてもよい。これにより、凹部に入り込んだ破片を粘着シートによって捕捉して空間18に戻ることを防ぐことができ、凹部に入り込んだ破片が脱落して弁体3とキャップ12との間に入り込むことを抑制することができる。
 更に、第1乃至第4実施形態の安全弁1,1A~1Cにおいて、弁体3の基端部3aであってその軸線方向他方側の端面には、凹溝が形成されていてもよい。凹溝は、例えば軸線L1を中心とする円環状の溝として前記端面に形成される。なお、凹溝の溝径及び形状については限定されない。凹溝を形成することによって、この凹溝にガラス玉5が破損した際の破片を収容することができるので、前述する凹部と同様に破片を収容するスペースの容積を大きくすることができる。
 第4実施形態の安全弁1Cでは、ガラス玉5が第1保持リング31及び第2保持リング32によって保持されているが、摺動リング7の機能だけを達成するためには、ガラス玉5が第1保持リング31及び第2保持リング32によって保持されている必要はない。
 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
 1,1A~1C 安全弁
 2,2A ハウジング
 3,3A 弁体
 4 付勢ばね
 5 ガラス玉
 5b 長手方向一端部
 5c 長手方向他端部
 5e 中間部分
 6,6A、6B 保持体
 7 摺動リング(摺動体)
 11 ブロック
 12 キャップ
 13 弁孔
 14b 第1ポート
 15b 第2ポート
 16 弁通路
 18 空間
 24 第1スペーサ
 25 第2スペーサ
 31 第1保持リング(第1保持部材)
 31A 第1のOリング(第1保持部材)
 32 第2保持リング(第2保持部材)
 32A 第2のOリング(第2保持部材)

Claims (8)

  1.  第1ポートと第2ポートとを繋ぐ弁通路が形成されているハウジングと、
     前記弁通路を閉じ、且つ前記弁通路を開く開方向に移動可能に前記ハウジング内に設けられている弁体と、
     前記開方向に向かって前記弁体を付勢する付勢ばねと、
     前記弁体から前記開方向に延在し、前記弁体と前記ハウジングとの間において空間を空けた状態で前記付勢ばねの付勢力に抗して前記弁体を支持するように前記ハウジング内に設けられ、予め定められる温度に達するとその長手方向中間部が破損し、破損した状態で前記開方向への前記弁体の移動を許容するガラス玉と、
     前記ハウジング内に設けられ、前記ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部のうち少なくとも一方を保持する保持体と、を備える、ガラス玉式安全弁。
  2.  前記保持体は、前記弁体に設けられ、且つ前記ガラス玉の長手方向一端側部を保持する第1保持部材と、前記ハウジングに設けられ且つ前記ガラス玉の長手方向他端側部を保持する第2保持部材とを有する、請求項1に記載のガラス玉式安全弁。
  3.  前記第1保持部材及び前記第2保持部材は、円環状に形成され、且つ弾性変形可能に構成されている、請求項2に記載のガラス玉式安全弁。
  4.  前記ガラス玉の長手方向一端側部及び長手方向他端側部は、前記ガラス玉の中間部より拡径する部分球面部分を夫々有し、
     前記第1保持部材及び前記第2保持部材は、前記部分球面部分を夫々保持するようになっている、請求項3に記載のガラス玉式安全弁。
  5.  前記ガラス玉の長手方向一端側部は、合成樹脂から成る第1スペーサを介して前記弁体を支持し、
     前記ハウジングは、合成樹脂から成る第2スペーサを介して前記ガラス玉の長手方向他端側部を支持し、
     前記第1スペーサ及び前記第2スペーサの弾性率は、前記第1保持部材及び前記第2保持部材の弾性率より低くなっている、請求項2乃至4の何れか1つに記載のガラス玉式安全弁。
  6.  前記ガラス玉の長手方向一端側部は、合成樹脂から成る第1スペーサを介して前記弁体を支持し、
     前記ハウジングは、合成樹脂から成る第2スペーサを介して前記ガラス玉の長手方向他端側部を支持し、
     前記第1保持部材は、前記第1スペーサと一体的に構成され、
     前記第2保持部材は、前記第2スペーサと一体的に構成されている、請求項2乃至5の何れか1つに記載のガラス玉式安全弁。
  7.  前記ハウジングは、前記弁体が配置される弁孔を有するブロックと、前記弁孔を塞ぐキャップとを有し、
     前記第2保持部材は、前記キャップに設けられている、請求項2乃至6の何れか1つに記載のガラス玉式安全弁。
  8.  前記弁体は、前記ハウジングの内周面に沿って前記開方向に移動するように前記ハウジングに設けられ、
     摺動体は、前記弁体と前記ハウジングの内周面との間を封止するように、前記ハウジングの内周面に当接させて前記弁体に設けられ、
     前記摺動体の摩擦抵抗は、前記弁体の摩擦抵抗より小さくなっている、請求項1乃至7の何れか1つに記載のガラス玉式安全弁。
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