JPH0222280B2 - - Google Patents
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- JPH0222280B2 JPH0222280B2 JP60102300A JP10230085A JPH0222280B2 JP H0222280 B2 JPH0222280 B2 JP H0222280B2 JP 60102300 A JP60102300 A JP 60102300A JP 10230085 A JP10230085 A JP 10230085A JP H0222280 B2 JPH0222280 B2 JP H0222280B2
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- Japan
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- cylinder
- internal pressure
- pressure relief
- valve body
- relief hole
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D51/00—Closures not otherwise provided for
- B65D51/16—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas
- B65D51/1633—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element
- B65D51/1644—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element the element being a valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS 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
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
- F17C13/123—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures for gas bottles, cylinders or reservoirs for tank vehicles or for railway tank wagons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0104—Shape cylindrical
- F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
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- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0323—Valves
- F17C2205/0332—Safety valves or pressure relief valves
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- F17C2205/0388—Arrangement of valves, regulators, filters
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- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
-
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- F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
- F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
- F17C2260/021—Avoiding over pressurising
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
- F17C2260/023—Avoiding overheating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/1842—Ambient condition change responsive
- Y10T137/1939—Atmospheric
- Y10T137/1963—Temperature
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、消火器用、吸入酸素用、或
いは、炭酸飲料における炭酸ガス供給用を初めと
する各種ボンベに安全弁を付設したものに関し、
内圧が上昇した場合に安定弁からこの上昇した内
圧を徐々に逃がして、従来のように破封板の破裂
により噴出するガスの推進力によつてボンベが吹
き飛ぶことを防止できるものを提供する。
いは、炭酸飲料における炭酸ガス供給用を初めと
する各種ボンベに安全弁を付設したものに関し、
内圧が上昇した場合に安定弁からこの上昇した内
圧を徐々に逃がして、従来のように破封板の破裂
により噴出するガスの推進力によつてボンベが吹
き飛ぶことを防止できるものを提供する。
従来の安全弁付きボンベとしては、例えば、実
公昭56−34240号公報に係る考案のように、ボン
ベ開口面に薄板状の破封板を溶接し、その中央部
の外壁面、若しくは内壁面に円錐形状の凹部を設
け、加温による内圧の異常昇圧の際に、この凹部
に引張力と剪断力を及ぼして亀裂を生ぜしめ、内
部ガスを逃がすようにしたものがある。
公昭56−34240号公報に係る考案のように、ボン
ベ開口面に薄板状の破封板を溶接し、その中央部
の外壁面、若しくは内壁面に円錐形状の凹部を設
け、加温による内圧の異常昇圧の際に、この凹部
に引張力と剪断力を及ぼして亀裂を生ぜしめ、内
部ガスを逃がすようにしたものがある。
しかしながら、上記従来技術では、内部ガスが
流出する亀裂は目視困難な程で、オリフイスの作
用をすると記憶されているが、内圧が急激に上昇
した場合には円錐形状の凹部周辺にまで破裂が進
み、内部ガスが大量に噴出する虞れが大きく、ま
た、ガスの噴出方向はボンベの長さ方向に近いの
で、ガスの噴出反力でボンベが吹き飛ぶことを根
本的に防止することは不十分である。
流出する亀裂は目視困難な程で、オリフイスの作
用をすると記憶されているが、内圧が急激に上昇
した場合には円錐形状の凹部周辺にまで破裂が進
み、内部ガスが大量に噴出する虞れが大きく、ま
た、ガスの噴出方向はボンベの長さ方向に近いの
で、ガスの噴出反力でボンベが吹き飛ぶことを根
本的に防止することは不十分である。
さらに、円錐凹部は0.3mm程度の薄い破封板に
設けられるため、加工のバラつきが生じ易く、破
封板の安全作動圧（破封圧）の誤差範囲が広い。
設けられるため、加工のバラつきが生じ易く、破
封板の安全作動圧（破封圧）の誤差範囲が広い。
しかも、破封板の外面に円錐凹部を設ける場合
には、この凹部に雨水等がたまつて錆付くと、そ
の部分の強度が低下して誤破封を起こしてしまう
危険がある。
には、この凹部に雨水等がたまつて錆付くと、そ
の部分の強度が低下して誤破封を起こしてしまう
危険がある。
本発明は、上記問題点を解消することを技術的
課題とする。
課題とする。
本発明は、上記課題を解決するために次のよう
に構成される。
に構成される。
即ち、ボンベの安全弁の弁体をその中間部が小
径で両端部が大径になる形に形状記憶合金で形成
し、ボンベの一部に内圧逃し孔を明け、内圧逃し
孔に弁体の小径中間部を貫通させるとともに、内
圧逃し孔の周囲の肉壁の内外の各面に弁体の大径
の各端部を係止自在に構成し、ボンベの雰囲気温
度が安全作動用設定温度以下の状態では、形状記
憶合金製の弁体が内圧逃し孔を閉塞し、その設定
温度以上の状態では、弁体が形状記憶作用によ
り、変形して内圧逃し孔との間に内圧逃し用隙間
を空けるように構成したものである。
径で両端部が大径になる形に形状記憶合金で形成
し、ボンベの一部に内圧逃し孔を明け、内圧逃し
孔に弁体の小径中間部を貫通させるとともに、内
圧逃し孔の周囲の肉壁の内外の各面に弁体の大径
の各端部を係止自在に構成し、ボンベの雰囲気温
度が安全作動用設定温度以下の状態では、形状記
憶合金製の弁体が内圧逃し孔を閉塞し、その設定
温度以上の状態では、弁体が形状記憶作用によ
り、変形して内圧逃し孔との間に内圧逃し用隙間
を空けるように構成したものである。
設定温度以上になつてボンベの内圧が異常昇圧
すると、形状記憶合金製の弁体が熱回復歪みの誘
起により変形し、ボンベの内圧逃し孔との間に内
圧逃し用隙間が形成される。
すると、形状記憶合金製の弁体が熱回復歪みの誘
起により変形し、ボンベの内圧逃し孔との間に内
圧逃し用隙間が形成される。
この隙間を通じて内部ガスを徐々に外部に放出
して、瞬間的に大量のガスが噴出することを防止
できる。
して、瞬間的に大量のガスが噴出することを防止
できる。
しかも、この内部ガスは、弁体の小径中間部を
経て大径端部から放射状に分散して洩れ出すこと
になるから、ボンベを飛ばす推進力とはなり得な
い。
経て大径端部から放射状に分散して洩れ出すこと
になるから、ボンベを飛ばす推進力とはなり得な
い。
本発明によれば、ボンベ内のガス圧が異常上昇
しても、内部ガスを徐々に、且つ、放射状に分散
して放出するので、ガスの噴出反力でボンベが吹
き飛ぶことをなくす事ができる。
しても、内部ガスを徐々に、且つ、放射状に分散
して放出するので、ガスの噴出反力でボンベが吹
き飛ぶことをなくす事ができる。
さらに、形状記憶合金製弁体は温度に感応して
比較的高精度に開弁作動するので、その温度によ
つて決まるボンベ内圧に対する弁体の安全作動圧
の誤差範囲を狭くしてその安全作動精度を高める
ことができる。しかも、前記従来例のように、安
全弁には雨水等のたまる凹部がないので、錆付き
を起こすこともなく、誤破封をなくせる。
比較的高精度に開弁作動するので、その温度によ
つて決まるボンベ内圧に対する弁体の安全作動圧
の誤差範囲を狭くしてその安全作動精度を高める
ことができる。しかも、前記従来例のように、安
全弁には雨水等のたまる凹部がないので、錆付き
を起こすこともなく、誤破封をなくせる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
る。
第１図は封止板の要部拡大縦断面図、第２図は
形状記憶合金の設定温度以上にボンベがなつた場
合の第１図相当図、第３図はボンベ全体の一部縦
断面図であり、この図に示すボンベＢは、たとえ
ばCO2、95c.c.封入用のもので、炭素鋼からなり、
本体の平均厚みは1.8mm、その全長は130mm程度の
大きさで、その円筒体１２の底部１４を半球状に
形成し、上部１５を紡錘状に絞り込んで、その先
端部を小円筒状の開口部１６とする。
形状記憶合金の設定温度以上にボンベがなつた場
合の第１図相当図、第３図はボンベ全体の一部縦
断面図であり、この図に示すボンベＢは、たとえ
ばCO2、95c.c.封入用のもので、炭素鋼からなり、
本体の平均厚みは1.8mm、その全長は130mm程度の
大きさで、その円筒体１２の底部１４を半球状に
形成し、上部１５を紡錘状に絞り込んで、その先
端部を小円筒状の開口部１６とする。
そして、ボンベＢ内に液化炭酸ガスを充填した
のち、ボンベＢの開口部１６の上端縁１７にほぼ
0.3mmの厚みの封止板１８を溶着する。
のち、ボンベＢの開口部１６の上端縁１７にほぼ
0.3mmの厚みの封止板１８を溶着する。
尚、符号１９は、上記開口部１６の外周面に刻
んだ雄ネジである。
んだ雄ネジである。
上記封止板１８の中央には内圧逃し孔５を空
け、当該逃し孔５に形状記憶合金製の安全弁１の
弁体２を嵌合する。
け、当該逃し孔５に形状記憶合金製の安全弁１の
弁体２を嵌合する。
形状記憶合金は、マルテンサイト変態による形
状記憶効果を有する合金の総称であり、マルテン
サイト相で変形を加えて見掛け上歪みが残留して
も、設定温度To以上に加熱すると熱回復歪みの
誘起により母層形状が元に戻るものをいい、具体
的には、Ni−Ti系、Cu系、Ag−Cd系、In−Tl
系、Fe−Pt系等を初め種々の合金を利用できる
が、回復特性、疲労特性ともに優れたNi−Ti系
合金や、安価なCu系合金（Cu−Zn系、Cu−Al
系、Cu−Al−Ni系等）が現実的にはより好まし
い。
状記憶効果を有する合金の総称であり、マルテン
サイト相で変形を加えて見掛け上歪みが残留して
も、設定温度To以上に加熱すると熱回復歪みの
誘起により母層形状が元に戻るものをいい、具体
的には、Ni−Ti系、Cu系、Ag−Cd系、In−Tl
系、Fe−Pt系等を初め種々の合金を利用できる
が、回復特性、疲労特性ともに優れたNi−Ti系
合金や、安価なCu系合金（Cu−Zn系、Cu−Al
系、Cu−Al−Ni系等）が現実的にはより好まし
い。
また、一方向だけの不可逆性形状記憶合金に止
まらず、温度変化に伴い形状変化を何度も繰り返
す両方向性の可逆性形状記憶合金（拘束加熱処理
や強加工変形等を施す）にも適用できることは言
うまでもない。
まらず、温度変化に伴い形状変化を何度も繰り返
す両方向性の可逆性形状記憶合金（拘束加熱処理
や強加工変形等を施す）にも適用できることは言
うまでもない。
特に、上記Cu系合金の中にはカシメ加工の容
易なものがあり、これらは一方向不可逆性変形を
行なう形状記憶合金製の安全弁として適してい
る。
易なものがあり、これらは一方向不可逆性変形を
行なう形状記憶合金製の安全弁として適してい
る。
本実施例においては、まず、内部ガスが異常昇
圧を起こすに至らない安全温度、例えば、CO2ガ
スの場合にはほぼ70℃を設定温度Toに規定し、
この温度で所定の形状記憶を可能ならしめるよう
に、Niに対するTiの含有量を調整した両方向性
のNi−Ti系合金を形状記憶合金として採用した。
圧を起こすに至らない安全温度、例えば、CO2ガ
スの場合にはほぼ70℃を設定温度Toに規定し、
この温度で所定の形状記憶を可能ならしめるよう
に、Niに対するTiの含有量を調整した両方向性
のNi−Ti系合金を形状記憶合金として採用した。
そして、上記形状記憶合金の線材を適当な長さ
に切断したのち、これを封止板１８に空けた上記
内圧逃し孔５に嵌挿し、その上・下両端をかしめ
ることにより、断面ほぼエ字状の弁体２とする。
に切断したのち、これを封止板１８に空けた上記
内圧逃し孔５に嵌挿し、その上・下両端をかしめ
ることにより、断面ほぼエ字状の弁体２とする。
即ち、弁体２は、かしめることによりその中間
部３が小径で、その上・下両端部４が大径に形成
され、小径中間部３はボンベＢの内圧逃し孔５に
挿通されるとともに、内圧逃し孔５の周囲の肉壁
６の内・外の各面７，８に大径端部４が強く押し
付けられ、肉壁に内外から密接する。
部３が小径で、その上・下両端部４が大径に形成
され、小径中間部３はボンベＢの内圧逃し孔５に
挿通されるとともに、内圧逃し孔５の周囲の肉壁
６の内・外の各面７，８に大径端部４が強く押し
付けられ、肉壁に内外から密接する。
従つて、正常内圧を維持しているときの安全弁
１は第１図に示すように、弁体の中間部３が内圧
逃し孔５に確実に密着し、内部ガス、即ち、CO2
ガスを密封するが、ボンベに外部から熱（例え
ば、太陽熱、火災等）が加わつて、設定温度To
＝70℃に達すると、安全弁１を形成する形状記憶
合金が熱回復歪みの誘起により変形を起こす。
１は第１図に示すように、弁体の中間部３が内圧
逃し孔５に確実に密着し、内部ガス、即ち、CO2
ガスを密封するが、ボンベに外部から熱（例え
ば、太陽熱、火災等）が加わつて、設定温度To
＝70℃に達すると、安全弁１を形成する形状記憶
合金が熱回復歪みの誘起により変形を起こす。
このため、第２図に示すように、小径中間部３
が細径に縮むとともに、上・下方向に線膨張した
大径端部４が封止板１８の上・下面７，８から離
間するので、加熱のため異常上昇しようとする
CO2ガスは弁体２と内圧逃し孔５との間の内圧逃
し用隙間１０を通つて放出される。しかも、この
隙間１０は実際には1/10mm以下の狭隘な隙間なの
で、内部ガスは徐々に外部に放出され、瞬間的に
大量の内部ガスが噴出することを防止して、噴出
反力によりボンベＢが吹き飛ぶことをなくせる。
が細径に縮むとともに、上・下方向に線膨張した
大径端部４が封止板１８の上・下面７，８から離
間するので、加熱のため異常上昇しようとする
CO2ガスは弁体２と内圧逃し孔５との間の内圧逃
し用隙間１０を通つて放出される。しかも、この
隙間１０は実際には1/10mm以下の狭隘な隙間なの
で、内部ガスは徐々に外部に放出され、瞬間的に
大量の内部ガスが噴出することを防止して、噴出
反力によりボンベＢが吹き飛ぶことをなくせる。
そのうえ、ガスの放出方向はボンベＢの長さ方
向にほぼ直交する方向なので、ボンベを吹き飛ば
す推進力には根本的になり得ず、ボンベをより安
全に取り扱うことができる。
向にほぼ直交する方向なので、ボンベを吹き飛ば
す推進力には根本的になり得ず、ボンベをより安
全に取り扱うことができる。
尚、第４図は、本発明の他の実施例を示すもの
で、安全弁の弁体２を、封止板１８に設定する代
わりに、ボンベＢの半球状底部１４に取り付けた
ものである。
で、安全弁の弁体２を、封止板１８に設定する代
わりに、ボンベＢの半球状底部１４に取り付けた
ものである。
また、安全弁の材質としては、上述したよう
に、Cu、Al、Zn、Niなどの含有量を調整したカ
シメ加工の容易なCu系合金でも良い。
に、Cu、Al、Zn、Niなどの含有量を調整したカ
シメ加工の容易なCu系合金でも良い。
以上のように、本発明は、形状記憶合金を材質
とする弁体を安全弁に使用したボンベなので、ボ
ンベの種類は上記実施例に限らず、アクアラング
用のボンベや消火器ボンベに適用してもよく、ま
た、内部充填ガスも、液化炭酸ガス、液化窒素ガ
スを初め、酸素やアルゴン等の各種圧縮ガスでも
差し支えない。
とする弁体を安全弁に使用したボンベなので、ボ
ンベの種類は上記実施例に限らず、アクアラング
用のボンベや消火器ボンベに適用してもよく、ま
た、内部充填ガスも、液化炭酸ガス、液化窒素ガ
スを初め、酸素やアルゴン等の各種圧縮ガスでも
差し支えない。
図面は、本発明の実施例を示すもので、第１図
は封止板の要部拡大縦断面図、第２図は形状記憶
合金の設定温度以上にボンベがなつた場合の第１
図相当図、第３図はボンベ全体の一部縦断面図、
第４図は他の実施例を示すボンベ底部の要部拡大
縦断面図である。 １……安全弁、２……弁体、３……２の中間
部、４……２の端部、５……内圧逃し孔、６……
５の周辺のボンベ肉壁、７……６の内面、８……
６の外面、１０……内圧逃し用隙間、Ｂ……ボン
ベ、To……安全作動用設定温度。
は封止板の要部拡大縦断面図、第２図は形状記憶
合金の設定温度以上にボンベがなつた場合の第１
図相当図、第３図はボンベ全体の一部縦断面図、
第４図は他の実施例を示すボンベ底部の要部拡大
縦断面図である。 １……安全弁、２……弁体、３……２の中間
部、４……２の端部、５……内圧逃し孔、６……
５の周辺のボンベ肉壁、７……６の内面、８……
６の外面、１０……内圧逃し用隙間、Ｂ……ボン
ベ、To……安全作動用設定温度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ボンベの安全弁の弁体をその中間部が小径で
両端部が大径になる形に形状記憶合金で形成し、
ボンベの一部に内圧逃し孔を明け、内圧逃し孔に
弁体の小径中間部を貫通させるとともに、内圧逃
し孔の周囲の肉壁の内外の各面に弁体の大径の各
端部を係止自在に構成し、ボンベの雰囲気温度が
安全作動用設定温度以下の状態では、形状記憶合
金製の弁体が内圧逃し孔を閉塞し、その設定温度
以上の状態では、弁体が形状記憶作用により、変
形して内圧逃し孔との間に内圧逃し用隙間を空け
るように構成した事を特徴とする安全弁付きボン
ベ。 ２ 弁体を温度変化に伴い形状変化を可逆的に繰
り返す両方向性の形状記憶合金で形成した特許請
求の範囲第１項に記載の安全弁付きボンベ。 ３ 弁体を一方向性の形状記憶合金で形成した特
許請求の範囲第１項に記載の安全弁付きボンベ。 ４ 弁体を封止板に透設した内圧逃し孔にかしめ
込んだ特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３
項に記載の安全弁付きボンベ。 ５ 弁体をボンベの底部に透設した内圧逃し孔に
止着した特許請求の範囲第１項又は第２項又は第
３項に記載の安全弁付きボンベ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60102300A JPS61262299A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 安全弁付きボンベ |
| US06/837,761 US4660714A (en) | 1985-05-14 | 1986-03-10 | Safety gas container |
| EP86301878A EP0201994A3 (en) | 1985-05-14 | 1986-03-14 | Safety gas container and safety valve |
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