JPH11218296A

JPH11218296A - 過流出防止機構付容器弁

Info

Publication number: JPH11218296A
Application number: JP2303098A
Authority: JP
Inventors: Yasuhira Watanabe; 保平渡辺; Fukuo Sakamoto; 富久男坂本
Original assignee: WORLD BOSAI KK
Current assignee: WORLD BOSAI KK
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】地震等の緊急時おいて、ＬＰガス容器から多
量のガスが放出するのを確実に防止できる過流出防止機
構付容器弁を提供すること。【解決手段】バルブ本体２１に、ガス入口部２２とガ
ス出口部２３との間に下方から水平方向に伸びるガス流
路２４を形成すると共に開閉弁２５を昇降可能に組み込
む。ガス流路２４中には過流出防止機構２８が配設され
る。この過流出防止機構２８は、弁球２９と、この弁球
２９を載せる台座３０と、弁球２９下流側のガス流路２
４の断面積を縮小させて形成した弁球用弁座３１と、弁
球２９と開閉弁２５との間に設けたコイルバネ３２とで
構成される。コイルバネ３２は、平常時、弁球２９に生
じる流体力に対しては抵抗して、弁球２９を下方へ付勢
する一方、所定速以上のガスが流れた時、弁球２９に生
じる流体力に対しては抵抗しきれず、縮小して弁球２９
の浮き上がりを妨げないバネ特性を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＰガス容器に取
り付けられる容器弁に関し、特に多量のガスの放出を防
止する過流出防止機構を内臓した過流出防止機構付容器
弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大地震や風水害などによって、ＬＰガス
容器が転倒したり大きな衝撃が加わった時に、ＬＰガス
容器に接続した高圧ガスホースが切断されたり、ＬＰガ
ス容器からガス器具に接続されるガス配管が破損するお
それがある。このような緊急時のために、ＬＰガス容器
内の高圧ガスが大量放出されるのを防止する過流出防止
機構を内臓した容器弁が知られている。この種の過流出
防止機構付容器弁として、本発明者は特開平９−３１０
７９９号に示した過流出防止機構付容器弁を提案してい
る。

【０００３】この過流出防止機構付容器弁は、図６に示
したように、バルブ本体１に下方から水平方向にガスを
流出させるガス流路２を形成する。そして、このバルブ
本体１に設けた弁座３に着座してガス流路２を閉鎖する
開閉弁４を昇降可能に組み込む。ガス流路２中には、ガ
ス容器から多量のガスが放出されるのを防止する過流出
防止機構５が設けられる。

【０００４】過流出防止機構５は、円錐状に形成された
弁体６の周面にＯリング７を装着した遮断弁８と、この
遮断弁８を支持する弁体受け９と、遮断弁８が上昇した
時に着座してガス流路を閉じる遮断弁用弁座１０と、遮
断弁８を平常時は下方へ付勢する一方、ガス流路２を所
定速以上のガスが流れた時に遮断弁８の上昇を妨げない
ようなバネ特性を有するバネ１１とを備える。

【０００５】図７に示したように、ガス流路２内の遮断
弁８の周囲にガス１２が流れたとき、遮断弁８のＯリン
グ７付近に流体力が働いて遮断弁８は上昇しようとする
が、平常時はバネ１１のバネ力によって遮断弁８が下方
へ付勢される。一方、所定速以上の多量のガス１２が流
れると、バネ１１の付勢力よりも遮断弁８の上昇力が勝
り、遮断弁８が遮断弁用弁座１０に着座し、多量のガス
１２が放出されるのが防止される。

【０００６】ところで、ＬＰガス容器は、数年に一度、
ガス残液を抜き取り、残ガスを回収する必要がある。残
ガスの回収は、ＬＰガス容器を上下逆にして開閉弁４を
開け、ガス残液を流出させて行われる。このため、従来
のガス放出防止機構付ガス容器弁にあっては、図６に示
すように、反転させても遮断弁８が降下し、ガス流路２
が遮断されないよう遮断弁降下防止機構１３が設けられ
ている。この遮断弁降下防止機構１３は、弁体６に下方
に伸びる２段の弁軸１４及び盤状体１５を備え、バルブ
本体１を反転させたときに、弁体受け９内に設けた空隙
部１６内の小球１８が空隙部１６の傾斜面１７を転がっ
て盤状体１５と係合し、遮断弁８の下降を妨げるもので
ある。

【０００７】また、空になったＬＰガス容器へのガスの
充填は、開閉弁４を開け、ガス流路２の出口１９から入
口２０側に向かって高圧ガスの流量及び流速を大きくと
って一気に流し込むことで行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の過流出防止機構付容器弁にあっては、遮断弁降
下防止機構１３が容器弁の機構を複雑化しており、この
機構の複雑化のため、部品点数が多くなり、安価に容器
弁を提供することができない。また、ガスの充填作業中
に高圧ガスを一気に流し込むと、弁体６からＯリング７
が外れてしまうおそれがあった。

【０００９】そこで、本発明は、緊急時に確実に多量の
ガスの放出が防止でき、また、簡単な機構で残ガスの回
収ができる過流出防止機構付容器弁を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題を解
決するために本発明の請求項１に係る過流出防止機構付
容器弁は、ガス容器に取り付けられ、下方から水平方向
にガスを流出させるガス流路を備えるバルブ本体と、こ
のバルブ本体に昇降可能に組み込まれ、前記バルブ本体
に設けた弁座に着座してガス流路を閉鎖する開閉弁と、
この開閉弁の上流側であって前記下方から上方に伸びる
ガス流路中に設けられ、ガス容器から多量のガスが放出
されるのを防止する過流出防止機構とからなる過流出防
止機構付容器弁において、前記過流出防止機構が、弁球
と、この弁球を載せる台座と、前記弁球下流側のガス流
路断面積を縮小させて形成した弁球用弁座と、前記弁球
上部に配設した弾性体とからなり、前記弾性体は、ガス
流路にガスが流れる時に、平常時は前記弁球を下方へ付
勢する一方、所定速以上のガスが流れた時、前記弁球が
バネ力に抗して浮き上がり前記弁球用弁座に着座するバ
ネ特性を有することを特徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項２に係る過流出防止
機構付容器弁は、上記弾性体が、上記バルブ本体を反転
させたときに、上記弁球が上記弁球用弁座に着座するの
をバネ力によって防止するバネ特性を有することを特徴
とする。

【００１２】また、本発明の請求項３に係る過流出防止
機構付容器弁は、上記弁球が合成ゴム又は合成樹脂から
なることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る過流出防止機構付容器弁について詳細に説明す
る。本発明は、ガスの容器弁に、所定速以上のガスが流
れた緊急時にガスの放出を遮断させる過流出防止機構を
内臓している。図１乃至図５は、本発明に係る過流出防
止機構付容器弁（以下容器弁という）の一実施例を示し
たものである。ここで、図１は平常時における容器弁の
断面を示したもの、図４は緊急時における過流出防止機
構の作動状態を示したもの、図５は残液回収時の容器弁
を示したものである。バルブ本体２１下端のガス入口部
２２側は、ＬＰガス容器（図示せず）にねじこまれ、バ
ルブ本体２１側面のガス出口部２３側は、高圧ガスホー
ス（図示せず）に連結される。

【００１４】バルブ本体２１にはガス入口部２２とガス
出口部２３との間に下方から水平方向に伸びる円形断面
のガス流路２４が形成されている。また、バルブ本体２
１には開閉弁２５が昇降可能に組み込まれている。開閉
弁２５はハンドル２６の回転動作で上下動し、下降させ
るとガス流路２４のコーナ付近に設けられた弁座２７に
着座してガス流路２４を閉鎖する。開閉弁２５の下面に
はリセット軸３８が突出している。

【００１５】開閉弁２５の上流側であって、下方から上
方に伸びるガス流路２４中には、ＬＰガス容器から多量
のガスが放出されるのを防止する過流出防止機構２８が
配設されている。この過流出防止機構２８は、弁球２９
と、この弁球２９を載置する台座３０と、弁球２９の下
流にガス流路２４の断面積を縮小させて形成した弁球用
弁座３１と、弁球２９と開閉弁２５との間に設けたコイ
ルバネ３２とからなる。

【００１６】弁球２９は合成ゴムを球形に形成したもの
である。また、台座３０はプラスチック材料で形成され
た略円筒体である。台座３０の上面には、弁球２９の半
径以上の曲率半径を有する曲面凹部３４が形成され、こ
の曲面凹部３４上に弁球２９が載せられる。台座３０の
直径は弁球２９の直径と等しいか、若干大きく設定され
る。この弁球２９及び台座３０の周囲の隙間３３をガス
が流れる。台座３０の下部には突出板３５が膨出形成さ
れる。この突出板３５は、止め金具３６でバルブ本体２
１に固定される。突出板３５は、図２に示すように、周
方向に９０度の間隔を空けて４ヶ所形成され、突出板３
５間にガスが流れる。なお、本実施例において、下方か
ら上方に伸びるガス流路２４、弁球２９、及び台座３０
の直径は、容器弁全体の圧力損失等を考慮して、それぞ
れ１２．５φ，８．５φ，８．５φ程度に設定される。

【００１７】上記弁球用弁座３１は、弁球２９の下流側
のガス流路２４の断面積を徐々に縮小してテーパ面と
し、このテーパ面を鏡面研磨することで形成される。弁
球用弁座３１の上端３７は、ガス流路２４の断面積最小
部になる。この断面積最小部の断面積は、ガス流路２４
内の流れを安定させるため、並びに容器弁の圧力損失を
低く押さえるため、ガス出口部２３側での高圧ガスホー
スの内径断面積の３倍以上に設定される。高圧ガスホー
スの出口側の内径は、直径が４φ程度であるため、上端
３７の最小断面積の内径は直径７φ以上であることが望
ましい。

【００１８】コイルバネ３２は、弁球２９の上面と開閉
弁２５の下面との間に設けられ、コイルバネ３２の上端
が開閉弁２５に固定されると共に、開閉弁２５の下面か
ら突出させたリセット軸３８に巻装される。このコイル
バネ３２は、ガス流路２４と弁球２９との隙間３３を通
過するガスの流れにより、平常時、弁球２９に生じる流
体力に対しては抵抗して弁球２９を下方へ付勢し、弁球
２９を台座３０の曲面凹部３４に押し付ける。一方、こ
の隙間３３に所定速以上のガスが流れた時（緊急時）、
弁球２９に生じる流体力に対しては抵抗しきれず、縮小
して弁球２９の浮き上がりを妨げない。

【００１９】また、ガス流路２４の開閉弁２５の上流側
には安全弁３９が設けられる。この安全弁３９は、ガス
流路２４内に異常圧力が発生した場合、ガスを放出させ
るものである。安全弁３９とガス流路２４を繋ぐ安全弁
ガス流路４０中には、安全弁３９の作動中、弁球２９が
安全弁ガス流路４０を塞ぐのを防止するため、流路確保
用のピン４１が設けられる。

【００２０】次に、上記構成からなる容器弁の作用につ
いて説明する。図３に示したようにガス流路２４と弁球
２９との間に生じた隙間３３にガス４２が流れると、弁
球２９には上方に浮き上がる流体力Ｆが働く。この流体
力Ｆは、ガスの密度、流速、弁球２９の直径等に比例す
る。平常時、弁球２９に生じる流体力Ｆに対しては、コ
イルバネ３２のバネ力が抵抗し、弁球２９は浮き上がる
ことなく台座３０上に押し付けられる。このため、隙間
３３は確保されて図３に示したようにガス４２が流れ続
ける。一般にガス４２は、ＬＰガス容器内の圧力が低圧
になった場合や、外気温が低下した場合、２次側のガス
供給設備を燃焼させると、容器弁内を流れる流速が、平
常時でも一時的に所定速以上に大きくなることがある。
この一時的なガス流速の増大によって、弁球２９はコイ
ルバネ３２を縮小して一時的に浮き上がろうとする。し
かし、弁球２９が弁球用弁座３１に着座する前に、ガス
流速が所定速以下に回復すると、コイルバネ３２のバネ
力が弁球２９に働く流体力Ｆに勝り、再び弁球２９を台
座３０に押し付けて隙間３３が確保される。従って、コ
イルバネ３２を備えることによって、一時的なガス４２
の流速の増大による弁球２９の誤作動を防止することが
できる。

【００２１】一方、大地震などで高圧ガスホースに破損
が生じ、そこから大量のガス４２が放出するなどの緊急
事態が発生した場合には、容器弁内を過大流のガス４２
が流れる。この場合には、隙間３３を所定速以上のガス
流速でガス４２が通過するために、弁球２９に生じる流
体力Ｆにコイルバネ３２の付勢力が対抗できず、コイル
バネ３２が縮小して弁球２９が浮き上がる。その結果、
図４に示すように、弁球２９が弁球用弁座３１に密着し
てガス流路２４を遮断し、大量のガス４２の放出が防止
される。弁球２９は合成ゴム又は合成樹脂からなり、弁
球用弁座３１は鏡面研磨されているため、高密着性が得
られることになり過大流のガスの確実な遮断が可能にな
る。なお、ガス流路２４を遮断させた後は、ガス入口部
２２と、ガス出口部２３の圧力差によって遮断状態が維
持される。また、従来のように、円錐状の弁体の周面に
Ｏリングを装着することがないため、ガスの充填時に、
高圧ガスを一気に充填してもＯリングが弁体から外れる
心配がない。さらに、弁球２９は球体であるため方向性
をもたず、ガス流路２４中への組み込みも容易になる。
弁球２９に働く流体力Ｆは、上述したように、ガス４２
の密度、流速、弁球２９の直径等に比例する。このた
め、弁球２９、コイルバネ３２のバネ特性を一旦設定す
れば、再現性の高い遮断が可能になり、緊急時の確実な
遮断が可能になる。

【００２２】高圧ガスホースの破損を改修した後など、
一旦停止したガスを再び供給する場合は、開閉弁２５を
下げてガス流路２４を閉じる。この時、開閉弁２５の下
面に設けたリセット軸３８が弁球用弁座３１に密着した
弁球２９を押し下げ、台座３０上に配置させる。そし
て、ハンドル２６を回して開閉弁２５を開け、再びガス
流路２４を開放させる。弁球２９の周囲には、再び隙間
３３が開けられガスの供給が可能になる。

【００２３】図５は、ガス残液回収時に、容器弁を反転
させた状態を示したものである。残液回収時は、まず、
ハンドル２６を回して開閉弁２５を弁座２７に着座さ
せ、ガス流路２４を閉じる。この状態でバルブ本体２１
を反転させる。そして、ハンドル２６を反対方向に徐々
に回して開閉弁２５を開き、ガス流路２４を開ける。コ
イルバネ３２は、バルブ本体２１を反転させた場合、弁
球２９に生じる重力に対して抵抗し、弁球２９が弁球用
弁座３１に着座するのを防止するバネ特性を有する。コ
イルバネ３２は、弁球２９に生じる重力に対して抵抗
し、弁球２９が弁球用弁座３１に着座するのを防止す
る。従って、ガス流路２４が確保され、ＬＰガス容器内
のガス残液は、隙間３３を通って流れ落ち、残液の回収
が可能になる。弁球２９は合成ゴム又は合成樹脂で形成
されるため、従来の弁体よりも軽量にすることができ
る。このため、コイルバネ３２に所定速以上のガスが流
れたとき、弁球２９が弁球用弁座３１に着座するような
バネ特性を持たせると共に、反転させたときに重力で弁
球２９が弁球用弁座３１に着座するのを防止するバネ特
性を持たせることができる。従って、残ガス回収のため
の複雑な機構を備えることなく残ガスの回収が可能とな
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る過流
出防止機構付容器弁によれば、過流出防止機構を、弁球
と、この弁球を載置する台座と、前記弁球下流のガス流
路断面積を縮小させて形成した弁球用弁座と、前記弁球
上部に配設した弾性体とで構成し、前記弾性体に、ガス
流路にガスを流す場合に平常時は前記弁球を下方へ付勢
する一方、所定速以上のガスが流れた時には前記弁球が
バネ力に抗して浮き上がり前記弁球用弁座に着座するバ
ネ特性を持たせたため、平常時における誤作動を防止で
きると共に、緊急時には確実に弁球を弁球用弁座に着座
させ、多量のガスが放出されるのを防止することができ
る。

【００２５】また、弾性体に、バルブ本体を反転させた
とき、弁球が弁球用弁座に着座してしまうのをバネ力に
よって防止するバネ特性を持たせたため、弾性体が弁球
に生じる重力に対して抵抗し、弁球が弁球用弁座に着座
するのを防止する。このため、残ガス回収時に、残ガス
回収のための複雑な機構を備えなくてもガス残液を回収
することができる。

【００２６】さらに、弁球が合成ゴム又は合成樹脂から
なるため弁球用弁座との密着性が良くなり、過大流のガ
スの確実な遮断が可能になる。また、弁球を軽量化する
ことができ、弾性体に所定速以上のガスが流れたときに
弁球が弁球用弁座に着座するようなバネ特性を持たせる
と共に、反転させたときに重力で弁球が弁球用弁座に着
座するのを防止するバネ特性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過流出防止機構付容器弁の一実施
例を示す断面図である。

【図２】上記図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】上記一実施例の過流出防止機構を示す拡大断面
図である。

【図４】上記一実施例の緊急時における断面図である。

【図５】ガス容器を上下逆にした時の過流出防止機構付
容器弁の断面図である。

【図６】従来の過流出防止機構付容器弁を示す断面図で
ある。

【図７】上記従来の過流出防止機構付容器弁の遮断弁付
近の拡大断面図である。

【符号の説明】２１バルブ本体２４ガス流路２５開閉弁２７弁座２８過流出防止機構２９弁球３０台座３１弁球用弁座３２弾性体（コイルバネ）

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年６月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】追加

【補正内容】

【００２０】次に、上記構成からなる容器弁の作用に付
いて説明する。図３に示したようにガス通路２４と弁球
２９との間に生じた隙間３３にガス４２が流れると、弁
球２９には、上方に浮き上がる流体Ｆが働く、この流体
Ｆはガス密度、流速、弁球２９の直径等に比例する。平
常時、弁球２９に生じる流体Ｆに対しては、コイルバネ
３２のバネ力が抵抗し、弁球２９は浮き上がることな
く、台座３０上に押し付けられている。このため、隙間
３３は確保されて図３に示したようにガス４２が流れ続
ける。一般にガス４２は、ＬＰガス容器内の圧力が低圧
になった場合や、外気温が低下した場合、２次側のガス
供給設備を燃焼させると、容器弁内を流れる流速が、平
常時でも一時的に所定速以上に大きくなることがある。
この流速の増大によって、弁球２９はコイルバネ３２を
縮小して一時的に浮き上がろうとする。しかし、弁球２
９が弁球用弁座３１に着座する前に、ガス流速が所定速
以下に回復すると、コイルバネ３２のバネ力が弁球２９
に働く流体力Ｆに勝り、再び弁球２９を台座３０に押し
付けて隙間３３が確保される。従って、コイルバネ３２
を備えることによって、一時的なガス４２の流速の増大
による弁球２９の誤作動を防止することができる。以上
の理論に付いて、ＬＰガスの過流出機構になぜ、トラブ
ルが起きるのか説明を追加する。ＬＰガスは「気化流
体」のため、外温条件や、ガスの連続多使用の場合に
は、ガス圧が著しく、降下する性質がある。ガス圧が低
下すると、ＬＰガスは気密が小さくなるので、内部の抵
抗値が減少する。と、同時にボンベ内圧の加勢と、ＬＰ
ガスの燃焼による吸引力等の相乗効果により、ＬＰガス
の流速が瞬間的に、平常時の３倍以上速く流れる。この
ため、図８の通り、過流速により、弁球２９は急浮上し
て、弁座３１へ圧着して、トラブルを引き起こすことが
多い。この場合、流体の流速が速く流れる程、弁球２９
の浮上する力は大きくなる。このため、不時作動などの
トラブルが起きる。この対策として、上記のように障害
物として、コイルバネ３２を内蔵して、ＬＰガスの低温
・低圧時に、瞬間的に波生するＬＰガスの過流速を防止
して、トラブルの発生を防ぐ必要がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】追加

【補正内容】

【図８】ＬＰガスの過流速による変化を表はす断
面図である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】２９…弁球３１…弁座Ａ…ＩＮ側Ｂ…ＯＵＴ側Ｃ…揚力（吸引力）

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】追加

【補正内容】

【図８】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス容器に取り付けられ、下方から水平
方向にガスを流出させるガス流路を備えるバルブ本体
と、このバルブ本体に昇降可能に組み込まれ、前記バル
ブ本体に設けた弁座に着座してガス流路を閉鎖する開閉
弁と、この開閉弁の上流側であって前記下方から上方に
伸びるガス流路中に設けられ、ガス容器から多量のガス
が放出されるのを防止する過流出防止機構とからなる過
流出防止機構付容器弁において、前記過流出防止機構が、弁球と、この弁球を載せる台座
と、前記弁球下流側のガス流路断面積を縮小させて形成
した弁球用弁座と、前記弁球上部に配設した弾性体とか
らなり、前記弾性体は、ガス流路にガスが流れる時に、
平常時は前記弁球を下方へ付勢する一方、所定速以上の
ガスが流れた時、前記弁球がバネ力に抗して浮き上がり
前記弁球用弁座に着座するバネ特性を有することを特徴
とする過流出防止機構付容器弁。
【請求項２】上記弾性体は、上記バルブ本体を反転さ
せたときに、上記弁球が上記弁球用弁座に着座するのを
バネ力によって防止するバネ特性を有することを特徴と
する請求項１記載の過流出防止機構付容器弁。
【請求項３】上記弁球が合成ゴム又は合成樹脂からな
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の過流出防止
機構付容器弁。