リリーフ弁
【課題】本発明は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵された容器に設けた筒体の先端に出入り用弁を設け、開弁に弾性体を押え板で押圧配置することにより、リリーフ弁機能を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明によるリリーフ弁は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベ(23)の先端に接続された筒体(20)に出入り用弁(21)を設け、筒体(20)の壁(20a)に穴(3)、弾性体(4)及び押え板(6)を設け、この押え板(6)をねじ体(28)等で抑えることにより、弾性体(4)の圧縮状態を可変とする構成である。
【解決手段】本発明によるリリーフ弁は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベ(23)の先端に接続された筒体(20)に出入り用弁(21)を設け、筒体(20)の壁(20a)に穴(3)、弾性体(4)及び押え板(6)を設け、この押え板(6)をねじ体(28)等で抑えることにより、弾性体(4)の圧縮状態を可変とする構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リリーフ弁に関し、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵された容器に設けた筒体の先端に出入り用弁を設け、壁に弾性体を押え板で押圧配置することにより、リリーフ弁機能を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、燃料電池を代表とする水素利用機器の水素源として、低圧でコンパクトに水素を貯蔵できる水素吸蔵合金を利用する技術が開発されてきた。また、水素貯蔵容器の圧力が高くなった際に、一般的な圧力容器と同様に、他の分野で用いられている圧力を逃がす装置を採用してきた。
例えば、ばねに加える押さえつけ力を変化させることで、圧力を逃がす量を調整するばね式のリリーフ弁が考案されており、水素貯蔵容器でも採用されてきた。
また、密閉型蓄電池に使用目的を限定している特許文献1及び2では、上部を少し大きくして拘束することで位置決めを容易にし、弾性体を2重にした構造で内部圧力のシールと圧力上昇に伴なうリリーフ弁としての機能を兼ね備えた構造も存在した。
【0003】
また、同じく密閉型の特許文献3の構成では、円筒形の弾性体を用いることで形状を簡単にし、周囲にゆとりを持った構造とすることで、圧力の逃げ道を確実に確保した構造となっていた。
また、非水電解質二次電池に関する特許文献4の構成では、圧力が低い際は押え板の周囲から圧力を逃がし、急激な圧力上昇の際は弾性体を放出することで、ガス排出能力に優れた構造となっている。
また、これらの弾性体を用いた従来特許では、設置する弾性体のサイズや圧力逃がし穴の大きさを変えることで、リリーフ圧を調整する手段としていた。
また、他の非水電解質二次電池では膜式を提案しているが、これは、所定の圧力を超えた場合に、肉薄部分から開裂することで内部の圧力を逃がすことを手段としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−347130号公報
【特許文献2】特開2003−045393号公報
【特許文献3】特開2001−126696号公報
【特許文献4】特開平07−37568号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来のリリーフ弁は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
従来、水素貯蔵容器で採用されてきたリリーフ弁では、ばねに加える押さえつけ力を変化させることで、圧力を逃がす量を調整するばね式であるが、この装置では、構造が複雑のため、人が手で持ち運びできる大きさ若しくは携帯できる大きさ、特に携帯電話器の燃料電池用タンク若しくはポータブルな電源機用途の燃料電池用タンク等次第に小型化が要求されてきた水素貯蔵容器に対応させる程の小型化が非常に難しく、構造コストも低くならない、といった欠点がある。
また、特許文献1及び2の構成では、上部を少し大きくして位置決めしたり、弾性体を二重構造にしてシール性も兼ね備えた構造となっているが、弾性体自体や位置決めするための構造が複雑となり、小型化していく水素貯蔵容器に対応するための構造を維持することが困難である。といった課題がある。
また、特許文献3の構成では、円筒形の弾性体を用いることで形状を簡単にしているものの、圧力の逃げ道を確保するために周囲にゆとりを持った構造になっており、圧力の逃がし穴の大きさによって、穴を塞ぐための位置決めが困難である。更に、圧力の逃げ道を大きくとりすぎる構造であるために、リリーフ弁を外部にさらすことになり、ごみなどがリリーフ弁の周囲にたまることによりリリーフ弁のリリーフ圧力に影響を及ぼす可能性があった。もちろん、周囲にカバーをすれば、ごみ対策にはなるが、それでは、構造が複雑になってしまい、小型容器には不向きとなっていた。
【0006】
また、特許文献4の構成では、ごみこそ入りにくく、圧力の放出に優れた構造であるが、急激な圧力上昇にも対応させるため弾性体が露出しており、弾性体を放出してしまうことで再利用が難しい、といった欠点がある。
尚、従来特許に開示のリリーフ弁では、圧力の調整範囲に精度は必要なく、成形の誤差が影響し得ない程度に大型の弾性体で十分であったが、成形の誤差の影響が大きく出る小型の弾性体を使用した場合、高い精度で圧力調整が可能なリリーフ弁を得ることは難しかった。
また、薄膜式の場合、作動圧力の管理は容易なものの、一度作動したら、再利用ができない、といった課題があった。
従って、本発明においては、前述の小型化や弾性体の位置決めが難しい、リリーフ弁に
外部からごみが入りやすい、再利用性が悪い、小型では高い精度でリリーフ圧力の調整が難しいなどの課題を解決するためになされたものであり、これらを兼ね備え、利便性が高い構造で再利用可能な容器に対応できるリリーフ弁を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によるリリーフ弁は、容器は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベよりなり、前記ボンベの先端に接続された筒体にガス又は液体の出入り用弁を設け、前記筒体の壁に穴、弾性体及び押え板が設けられているリリーフ弁において、前記押え板を前記弾性体側へ付勢するため前記穴に連通するねじ穴又は溝付きねじ穴に螺合されたねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体が設けられ、前記ねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体により前記弾性体の圧縮状態を可変とする構成であり、また、前記押え板は、前記ガス又は液体の逃がし穴又は溝又は突部を有する構成であり、前記弾性体が収まるための前記穴に連通する凹部は、前記弾性体の外接円と同じか又は大きい内接円をもつ多角柱又は円柱であり、前記多角柱又は円柱の断面形状は前記弾性体と合同又は相似でない断面形状を有している構成であり、また、前記弾性体は、円柱、楕円柱、球体、多角柱、台形体、階段状体、外周に突条を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体、外周に溝を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体の何れかよりなる構成である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によるリリーフ弁は、以上のように構成されているため、次のような効果が得ることができる。
すなわち、本発明では、従来から使用してきたばね式とは異なる弾性体を採用して構造を簡単にしたことで、容器の小型化と低コスト化に対応した安全機能を有する効果がある。
また、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベの先端に接続された筒体の先端にガス又は液体の出入り用弁を設け、前記筒体の壁に穴、弾性体及び押え板が設けられているリリーフ弁において、押え板を弾性体側へ付勢するため穴に連通するねじ穴又は溝付きねじ穴に螺合されたねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体が設けられ、このねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体により弾性体の圧縮状態を可変とすることができる。
また、円筒形の凹部に対して円筒形などの断面が円状の弾性体ではなく、多角形の断面を有する弾性体を採用することで、又は、多角形の凹部に対してこの凹部と合同又は相似形ではない断面を有する弾性体を採用することで、弾性体を設置する際に弾性体又は凹部の対角で容易に位置決めできるようになり、圧力の逃がし穴を作業者が意識することなく確実に塞ぐことが可能となり、生産性が向上した。更に、凹部と弾性体との間に隙間ができることで、圧力の逃げ道も確保する効果も得られる。
また、極力、隙間を減らした押え板などで弾性体を押さえつけ、弾性体を露出させないことで、弾性体自体へのごみなどによる外部環境の関与が少なくなり、弁の作動への影響が減少しただけでなく、弁が作動した際にごみなどが弾性体と容器或いは押え板の隙間のシール面に入り込む可能性が少なくなり、作動の繰返時のリリーフ圧の再現性も増すこととなった。尚、容器がある程度大きな場合は、設置した後に、弾性体の圧縮率を可変できるねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体の機構も組み込むことで、弾性体の熱履歴、設置箇所の寸法誤差、弾性体自体の寸法誤差などの因子に左右されることがなく、リリーフ弁の作動圧を調整できるようになった。
また、水素吸蔵合金が内蔵された容器におけるリリーフ弁の作動圧を、例えば3.5〜4.0MPaのように、0.5MPa以下といった狭い範囲で適切に調整できるようになった。具体的には、弾性体の配合や形状、寸法、硬さ等を調整し弾性体のバネ定数を変え、更に圧縮率も変えることで、リリーフ弁の適切な作動圧を調整できるようになった。
また、従来の薄膜式ではなく、弾性体を弁体として採用したことで、再現性を有した安全機能を設けることができた。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明によるリリーフ弁の断面図である。
【図2】図1における組合せ体30の拡大断面図である。
【図3】図2の分解図である。
【図4】図1の弾性体の拡大平面図である。
【図5】図4の他の形態を示す平面図である。
【図6】図5の他の形態を示す平面図である。
【図7】図6の他の形態を示す平面図である。
【図8】図4の他の形態を示す平面図である。
【図9】図8の他の形態を示す平面図である。
【図10】図1の弾性体の他の形態を示す構成図である。
【図11】図10の他の形態を示す図である。
【図12】図11の他の形態を示す図である。
【図13】図1の弾性体の他の形態を示す構成図である。
【図14】図13の他の形態を示す図である。
【図15】図14の他の形態を示す図である。
【図16】図1の他の形態の溝付きねじ穴を示す立体図である。
【図17】図1の他の形態の溝付きねじ体を示す立体図である。
【図18】図1における中空ねじ体の立体図である。
【図19】図1の他の形態のねじ体を示す立体図である。
【図20】図1の押え板を示す拡大平面図である。
【図21】図20の他の形態を示す平面図である。
【図22】図21の他の形態を示す平面図である。
【図23】図20の他の形態を示す平面図である。
【図24】図20の他の形態を示す平面図である。
【図25】図20の他の形態を示す平面図である。
【図26】図25の他の形態を示す平面図である。
【図27】図21の他の形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベに接続した筒体に出入り用弁とリリーフ弁用としての弾性体を設け、この弾性体の圧縮状態を可変とするようにしたリリーフ弁を提供することを目的とする。
【実施例】
【0011】
以下、図面と共に本発明によるリリーフ弁の好適な実施の形態について説明する。
図1において、符号23で示されるものは、容器としてのボンベであり、このボンベ23の先端に接続された筒体20には、出入り用弁21が設けられ、この出入り用弁21が保持された受け穴22,22a内には、水素供給用のボンベ23の先端を挿入して筒体20を介して水素ガスの吸放出を行うことができるように構成されている。
【0012】
前記受け穴22に連通するように筒体20の壁20aに形成された穴3は外方へ向けて開放するねじ穴24又は溝付きねじ穴26と連通して形成されている。
前記穴3に連通する凹部2にはゴム等からなる前記弾性体4が設けられ、前記押え板6で押圧され、この押え板6は前記ねじ穴24に螺合される中空ねじ体25によって前記穴3側へ押圧され、この中空ねじ体25の螺入状態により、穴3に対する弾性体4の押圧による圧縮状態を可変とすることができるように構成されている。
尚、前述の構成は、図2、図3に拡大して示されている。
また、中空ねじ体25の中空穴25aを通じてガスを放出する代わりに、図16においては、ねじ穴24に穴の軸方向に沿って十分な深さの溝26aを切った溝付きねじ穴26により通常のねじ体28を螺合しても同様のガスの導出機能を持たせることができる。図17においては、前記中空ねじ体25の代わりとして側面にねじの進行方向に沿って十分な深さの溝27aを切った溝付きねじ体27により通常のねじ穴24であっても同様のガス導出機能を持たせることができる。
また、前記中空ねじ体25の代わりに溝付きねじ体27又は通常のねじ体28であっても、螺入状態により、穴3に対する弾性体4の押圧による圧縮状態を可変とすることができる。
尚、場合によっては、ねじ体28又は中空ねじ体25又は溝付きねじ体27に押え板6の機能を持たせても良い。
【0013】
前記弾性体4は、ゴム等の成形加工品で形成されているが、実際には、図8から図9及び図10から図15で示されるように、図10の円柱、図11の楕円柱、図12の球体、図13の多角柱、図14の台形体、図15の階段状体、図8の外周の突条4dを有する円柱、あるいは図9の外周に溝4bを有する円柱等のように多様な形状としてもよい。なお、図13の多角柱は、図4の四角柱、図5の五角柱、図6の六角柱、図7の三角柱、のような形状が例として挙げられ、図8と9は円柱だけでなく、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体(図は省略)等に適用可能である。
【0014】
前記弾性体4は、ガス又は液体に対し化学的に安定で、押え板6とボンベ23との間においてこれらを遮断でき、押え板6の押圧により圧縮弾性を生じる材料であれば特に限定しないが、ゴムとしては、天然ゴム又はエチレンープロピレンージエン三元共重合体、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴムが挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、オレフィン系、エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が挙げられ、好ましくは、夏冬の温度差や熱帯又は寒冷地域でも使用できる広い使用温度範囲で安定した弾性率と圧縮永久ひずみ特性を持ち、かつ成形加工精度の高いシリコーンゴムを主成分としている。
【0015】
前記押え板6は、図20から図26及び図27で示されるように構成され、図20では、円板形で2個のガス逃がし穴5を有し、図21では、外周に一対の突部6bを有し、図22では、外周に4個の突部6bを有し、図24では4個のガス逃がし穴5を有し、図23では十字状の溝6cを有し、必要に応じて溝6cと交わる押え板6の側面にも同様の溝を有し、図25では直線状の2本の溝6cと外周に3個の突部6bを有し、図26では格子状の溝6cと外周に4個の突部6bを有し、図27では外周に2個の突部6bを有し、ガスは前記ガス逃がし穴5又は溝6c又は押え板6と容器1との隙間7を経て外部に導出される。
また、図21、図22、図25、図26及び図27において突部6bを設けることにより、押え板6の上面と容器の表面との高さを一致させるように容器1に押え板6を嵌着する場合、押え板6の側面と容器1との隙間7を形成すると同時に押え板6を所定位置に設置し易くなる。
尚、図27のように押え板6にガス逃がし穴5又は溝6cを設けずに押え板6と容器1との結合部に、わずかにガスが導出される隙間を設けることにより同一の作用を得てもよいし、図20〜26を含めこれらを組み合わせてもよい。
【0016】
従って、図1の構成において、ボンベ23内のタンク内水素圧力が上昇すると、高圧化したガスは穴3から弾性体4を外側へ押圧するため、このガスは穴3と弾性体4との間に隙間を形成し、その隙間から外部へ放出されることにより、ボンベ23内のタンク内水素圧力は低下し、ボンベ23の破損等が防止されると共に、再び、弾性体4が穴3を塞いで密着し、ガスの放出が停止し、次の圧力上昇に備えることとなる。
【産業上の利用可能性】
【0017】
尚、本発明のリリーフ弁は水素吸蔵合金を収容する容器だけではなく、他のガス又は液化プロパンガス、液体窒素、液体二酸化炭素等の気化性のある液化ガス類の液体やメタノール、エタノール、ブチルアルコール、ガソリン等の燃料として用いられる体積膨張の大きい揮発性液体が内蔵された容器にも同様に利用することができる。
【符号の説明】
【0018】
3 穴
4 弾性体
6 押え板
6b 突部
6c 溝
7 隙間
20 筒体
20a 壁
21 出入り用弁
22 受け穴
22a 受け穴
23 ボンベ
24 ねじ穴
25 中空ねじ体
25a 中空穴
26 溝付きねじ穴
26a 溝
27 溝付きねじ体
27a 溝
28 ねじ体
30 組合せ体
【技術分野】
【0001】
本発明は、リリーフ弁に関し、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵された容器に設けた筒体の先端に出入り用弁を設け、壁に弾性体を押え板で押圧配置することにより、リリーフ弁機能を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、燃料電池を代表とする水素利用機器の水素源として、低圧でコンパクトに水素を貯蔵できる水素吸蔵合金を利用する技術が開発されてきた。また、水素貯蔵容器の圧力が高くなった際に、一般的な圧力容器と同様に、他の分野で用いられている圧力を逃がす装置を採用してきた。
例えば、ばねに加える押さえつけ力を変化させることで、圧力を逃がす量を調整するばね式のリリーフ弁が考案されており、水素貯蔵容器でも採用されてきた。
また、密閉型蓄電池に使用目的を限定している特許文献1及び2では、上部を少し大きくして拘束することで位置決めを容易にし、弾性体を2重にした構造で内部圧力のシールと圧力上昇に伴なうリリーフ弁としての機能を兼ね備えた構造も存在した。
【0003】
また、同じく密閉型の特許文献3の構成では、円筒形の弾性体を用いることで形状を簡単にし、周囲にゆとりを持った構造とすることで、圧力の逃げ道を確実に確保した構造となっていた。
また、非水電解質二次電池に関する特許文献4の構成では、圧力が低い際は押え板の周囲から圧力を逃がし、急激な圧力上昇の際は弾性体を放出することで、ガス排出能力に優れた構造となっている。
また、これらの弾性体を用いた従来特許では、設置する弾性体のサイズや圧力逃がし穴の大きさを変えることで、リリーフ圧を調整する手段としていた。
また、他の非水電解質二次電池では膜式を提案しているが、これは、所定の圧力を超えた場合に、肉薄部分から開裂することで内部の圧力を逃がすことを手段としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−347130号公報
【特許文献2】特開2003−045393号公報
【特許文献3】特開2001−126696号公報
【特許文献4】特開平07−37568号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来のリリーフ弁は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
従来、水素貯蔵容器で採用されてきたリリーフ弁では、ばねに加える押さえつけ力を変化させることで、圧力を逃がす量を調整するばね式であるが、この装置では、構造が複雑のため、人が手で持ち運びできる大きさ若しくは携帯できる大きさ、特に携帯電話器の燃料電池用タンク若しくはポータブルな電源機用途の燃料電池用タンク等次第に小型化が要求されてきた水素貯蔵容器に対応させる程の小型化が非常に難しく、構造コストも低くならない、といった欠点がある。
また、特許文献1及び2の構成では、上部を少し大きくして位置決めしたり、弾性体を二重構造にしてシール性も兼ね備えた構造となっているが、弾性体自体や位置決めするための構造が複雑となり、小型化していく水素貯蔵容器に対応するための構造を維持することが困難である。といった課題がある。
また、特許文献3の構成では、円筒形の弾性体を用いることで形状を簡単にしているものの、圧力の逃げ道を確保するために周囲にゆとりを持った構造になっており、圧力の逃がし穴の大きさによって、穴を塞ぐための位置決めが困難である。更に、圧力の逃げ道を大きくとりすぎる構造であるために、リリーフ弁を外部にさらすことになり、ごみなどがリリーフ弁の周囲にたまることによりリリーフ弁のリリーフ圧力に影響を及ぼす可能性があった。もちろん、周囲にカバーをすれば、ごみ対策にはなるが、それでは、構造が複雑になってしまい、小型容器には不向きとなっていた。
【0006】
また、特許文献4の構成では、ごみこそ入りにくく、圧力の放出に優れた構造であるが、急激な圧力上昇にも対応させるため弾性体が露出しており、弾性体を放出してしまうことで再利用が難しい、といった欠点がある。
尚、従来特許に開示のリリーフ弁では、圧力の調整範囲に精度は必要なく、成形の誤差が影響し得ない程度に大型の弾性体で十分であったが、成形の誤差の影響が大きく出る小型の弾性体を使用した場合、高い精度で圧力調整が可能なリリーフ弁を得ることは難しかった。
また、薄膜式の場合、作動圧力の管理は容易なものの、一度作動したら、再利用ができない、といった課題があった。
従って、本発明においては、前述の小型化や弾性体の位置決めが難しい、リリーフ弁に
外部からごみが入りやすい、再利用性が悪い、小型では高い精度でリリーフ圧力の調整が難しいなどの課題を解決するためになされたものであり、これらを兼ね備え、利便性が高い構造で再利用可能な容器に対応できるリリーフ弁を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によるリリーフ弁は、容器は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベよりなり、前記ボンベの先端に接続された筒体にガス又は液体の出入り用弁を設け、前記筒体の壁に穴、弾性体及び押え板が設けられているリリーフ弁において、前記押え板を前記弾性体側へ付勢するため前記穴に連通するねじ穴又は溝付きねじ穴に螺合されたねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体が設けられ、前記ねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体により前記弾性体の圧縮状態を可変とする構成であり、また、前記押え板は、前記ガス又は液体の逃がし穴又は溝又は突部を有する構成であり、前記弾性体が収まるための前記穴に連通する凹部は、前記弾性体の外接円と同じか又は大きい内接円をもつ多角柱又は円柱であり、前記多角柱又は円柱の断面形状は前記弾性体と合同又は相似でない断面形状を有している構成であり、また、前記弾性体は、円柱、楕円柱、球体、多角柱、台形体、階段状体、外周に突条を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体、外周に溝を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体の何れかよりなる構成である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によるリリーフ弁は、以上のように構成されているため、次のような効果が得ることができる。
すなわち、本発明では、従来から使用してきたばね式とは異なる弾性体を採用して構造を簡単にしたことで、容器の小型化と低コスト化に対応した安全機能を有する効果がある。
また、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベの先端に接続された筒体の先端にガス又は液体の出入り用弁を設け、前記筒体の壁に穴、弾性体及び押え板が設けられているリリーフ弁において、押え板を弾性体側へ付勢するため穴に連通するねじ穴又は溝付きねじ穴に螺合されたねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体が設けられ、このねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体により弾性体の圧縮状態を可変とすることができる。
また、円筒形の凹部に対して円筒形などの断面が円状の弾性体ではなく、多角形の断面を有する弾性体を採用することで、又は、多角形の凹部に対してこの凹部と合同又は相似形ではない断面を有する弾性体を採用することで、弾性体を設置する際に弾性体又は凹部の対角で容易に位置決めできるようになり、圧力の逃がし穴を作業者が意識することなく確実に塞ぐことが可能となり、生産性が向上した。更に、凹部と弾性体との間に隙間ができることで、圧力の逃げ道も確保する効果も得られる。
また、極力、隙間を減らした押え板などで弾性体を押さえつけ、弾性体を露出させないことで、弾性体自体へのごみなどによる外部環境の関与が少なくなり、弁の作動への影響が減少しただけでなく、弁が作動した際にごみなどが弾性体と容器或いは押え板の隙間のシール面に入り込む可能性が少なくなり、作動の繰返時のリリーフ圧の再現性も増すこととなった。尚、容器がある程度大きな場合は、設置した後に、弾性体の圧縮率を可変できるねじ体又は中空ねじ体又は溝付きねじ体の機構も組み込むことで、弾性体の熱履歴、設置箇所の寸法誤差、弾性体自体の寸法誤差などの因子に左右されることがなく、リリーフ弁の作動圧を調整できるようになった。
また、水素吸蔵合金が内蔵された容器におけるリリーフ弁の作動圧を、例えば3.5〜4.0MPaのように、0.5MPa以下といった狭い範囲で適切に調整できるようになった。具体的には、弾性体の配合や形状、寸法、硬さ等を調整し弾性体のバネ定数を変え、更に圧縮率も変えることで、リリーフ弁の適切な作動圧を調整できるようになった。
また、従来の薄膜式ではなく、弾性体を弁体として採用したことで、再現性を有した安全機能を設けることができた。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明によるリリーフ弁の断面図である。
【図2】図1における組合せ体30の拡大断面図である。
【図3】図2の分解図である。
【図4】図1の弾性体の拡大平面図である。
【図5】図4の他の形態を示す平面図である。
【図6】図5の他の形態を示す平面図である。
【図7】図6の他の形態を示す平面図である。
【図8】図4の他の形態を示す平面図である。
【図9】図8の他の形態を示す平面図である。
【図10】図1の弾性体の他の形態を示す構成図である。
【図11】図10の他の形態を示す図である。
【図12】図11の他の形態を示す図である。
【図13】図1の弾性体の他の形態を示す構成図である。
【図14】図13の他の形態を示す図である。
【図15】図14の他の形態を示す図である。
【図16】図1の他の形態の溝付きねじ穴を示す立体図である。
【図17】図1の他の形態の溝付きねじ体を示す立体図である。
【図18】図1における中空ねじ体の立体図である。
【図19】図1の他の形態のねじ体を示す立体図である。
【図20】図1の押え板を示す拡大平面図である。
【図21】図20の他の形態を示す平面図である。
【図22】図21の他の形態を示す平面図である。
【図23】図20の他の形態を示す平面図である。
【図24】図20の他の形態を示す平面図である。
【図25】図20の他の形態を示す平面図である。
【図26】図25の他の形態を示す平面図である。
【図27】図21の他の形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベに接続した筒体に出入り用弁とリリーフ弁用としての弾性体を設け、この弾性体の圧縮状態を可変とするようにしたリリーフ弁を提供することを目的とする。
【実施例】
【0011】
以下、図面と共に本発明によるリリーフ弁の好適な実施の形態について説明する。
図1において、符号23で示されるものは、容器としてのボンベであり、このボンベ23の先端に接続された筒体20には、出入り用弁21が設けられ、この出入り用弁21が保持された受け穴22,22a内には、水素供給用のボンベ23の先端を挿入して筒体20を介して水素ガスの吸放出を行うことができるように構成されている。
【0012】
前記受け穴22に連通するように筒体20の壁20aに形成された穴3は外方へ向けて開放するねじ穴24又は溝付きねじ穴26と連通して形成されている。
前記穴3に連通する凹部2にはゴム等からなる前記弾性体4が設けられ、前記押え板6で押圧され、この押え板6は前記ねじ穴24に螺合される中空ねじ体25によって前記穴3側へ押圧され、この中空ねじ体25の螺入状態により、穴3に対する弾性体4の押圧による圧縮状態を可変とすることができるように構成されている。
尚、前述の構成は、図2、図3に拡大して示されている。
また、中空ねじ体25の中空穴25aを通じてガスを放出する代わりに、図16においては、ねじ穴24に穴の軸方向に沿って十分な深さの溝26aを切った溝付きねじ穴26により通常のねじ体28を螺合しても同様のガスの導出機能を持たせることができる。図17においては、前記中空ねじ体25の代わりとして側面にねじの進行方向に沿って十分な深さの溝27aを切った溝付きねじ体27により通常のねじ穴24であっても同様のガス導出機能を持たせることができる。
また、前記中空ねじ体25の代わりに溝付きねじ体27又は通常のねじ体28であっても、螺入状態により、穴3に対する弾性体4の押圧による圧縮状態を可変とすることができる。
尚、場合によっては、ねじ体28又は中空ねじ体25又は溝付きねじ体27に押え板6の機能を持たせても良い。
【0013】
前記弾性体4は、ゴム等の成形加工品で形成されているが、実際には、図8から図9及び図10から図15で示されるように、図10の円柱、図11の楕円柱、図12の球体、図13の多角柱、図14の台形体、図15の階段状体、図8の外周の突条4dを有する円柱、あるいは図9の外周に溝4bを有する円柱等のように多様な形状としてもよい。なお、図13の多角柱は、図4の四角柱、図5の五角柱、図6の六角柱、図7の三角柱、のような形状が例として挙げられ、図8と9は円柱だけでなく、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体(図は省略)等に適用可能である。
【0014】
前記弾性体4は、ガス又は液体に対し化学的に安定で、押え板6とボンベ23との間においてこれらを遮断でき、押え板6の押圧により圧縮弾性を生じる材料であれば特に限定しないが、ゴムとしては、天然ゴム又はエチレンープロピレンージエン三元共重合体、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴムが挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、オレフィン系、エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が挙げられ、好ましくは、夏冬の温度差や熱帯又は寒冷地域でも使用できる広い使用温度範囲で安定した弾性率と圧縮永久ひずみ特性を持ち、かつ成形加工精度の高いシリコーンゴムを主成分としている。
【0015】
前記押え板6は、図20から図26及び図27で示されるように構成され、図20では、円板形で2個のガス逃がし穴5を有し、図21では、外周に一対の突部6bを有し、図22では、外周に4個の突部6bを有し、図24では4個のガス逃がし穴5を有し、図23では十字状の溝6cを有し、必要に応じて溝6cと交わる押え板6の側面にも同様の溝を有し、図25では直線状の2本の溝6cと外周に3個の突部6bを有し、図26では格子状の溝6cと外周に4個の突部6bを有し、図27では外周に2個の突部6bを有し、ガスは前記ガス逃がし穴5又は溝6c又は押え板6と容器1との隙間7を経て外部に導出される。
また、図21、図22、図25、図26及び図27において突部6bを設けることにより、押え板6の上面と容器の表面との高さを一致させるように容器1に押え板6を嵌着する場合、押え板6の側面と容器1との隙間7を形成すると同時に押え板6を所定位置に設置し易くなる。
尚、図27のように押え板6にガス逃がし穴5又は溝6cを設けずに押え板6と容器1との結合部に、わずかにガスが導出される隙間を設けることにより同一の作用を得てもよいし、図20〜26を含めこれらを組み合わせてもよい。
【0016】
従って、図1の構成において、ボンベ23内のタンク内水素圧力が上昇すると、高圧化したガスは穴3から弾性体4を外側へ押圧するため、このガスは穴3と弾性体4との間に隙間を形成し、その隙間から外部へ放出されることにより、ボンベ23内のタンク内水素圧力は低下し、ボンベ23の破損等が防止されると共に、再び、弾性体4が穴3を塞いで密着し、ガスの放出が停止し、次の圧力上昇に備えることとなる。
【産業上の利用可能性】
【0017】
尚、本発明のリリーフ弁は水素吸蔵合金を収容する容器だけではなく、他のガス又は液化プロパンガス、液体窒素、液体二酸化炭素等の気化性のある液化ガス類の液体やメタノール、エタノール、ブチルアルコール、ガソリン等の燃料として用いられる体積膨張の大きい揮発性液体が内蔵された容器にも同様に利用することができる。
【符号の説明】
【0018】
3 穴
4 弾性体
6 押え板
6b 突部
6c 溝
7 隙間
20 筒体
20a 壁
21 出入り用弁
22 受け穴
22a 受け穴
23 ボンベ
24 ねじ穴
25 中空ねじ体
25a 中空穴
26 溝付きねじ穴
26a 溝
27 溝付きねじ体
27a 溝
28 ねじ体
30 組合せ体
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器(1)は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベ(23)よりなり、前記ボンベ(23)の先端に接続された筒体(20)にガス又は液体の出入り用弁(21)を設け、前記筒体(20)の壁(20a)に穴(3)、弾性体(4)及び押え板(6)が設けられているリリーフ弁において、前記押え板(6)を前記弾性体(4)側へ付勢するため前記穴(3)に連通するねじ穴(24)又は溝付きねじ穴(26)に螺合されたねじ体(28)又は中空ねじ体(25)又は溝付きねじ体(27)が設けられ、前記ねじ体(28)又は中空ねじ体(25)又は溝付きねじ体(27)により前記弾性体(4)の圧縮状態を可変とすることを特徴とするリリーフ弁。
【請求項2】
前記押え板(6)は、前記ガス又は液体の逃がし穴(5)又は溝(6c)又は突部(6b)を有することを特徴とする請求項1記載のリリーフ弁。
【請求項3】
前記弾性体(4)が収まるための前記穴(3)に連通する凹部(2)は、前記弾性体(4)の外接円と同じか又は大きい内接円をもつ多角柱又は円柱であり、前記多角柱又は円柱の断面形状は前記弾性体(4)と合同又は相似でない断面形状を有していることを特徴とする請求項1又は2記載のリリーフ弁。
【請求項4】
前記弾性体(4)は、円柱、楕円柱、球体、多角柱、台形体、階段状体、外周に突条(4d)を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体、外周に溝(4b)を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体の何れかよりなることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のリリーフ弁。
【請求項1】
容器(1)は、水素吸蔵合金又はガス又は液体が内蔵されたボンベ(23)よりなり、前記ボンベ(23)の先端に接続された筒体(20)にガス又は液体の出入り用弁(21)を設け、前記筒体(20)の壁(20a)に穴(3)、弾性体(4)及び押え板(6)が設けられているリリーフ弁において、前記押え板(6)を前記弾性体(4)側へ付勢するため前記穴(3)に連通するねじ穴(24)又は溝付きねじ穴(26)に螺合されたねじ体(28)又は中空ねじ体(25)又は溝付きねじ体(27)が設けられ、前記ねじ体(28)又は中空ねじ体(25)又は溝付きねじ体(27)により前記弾性体(4)の圧縮状態を可変とすることを特徴とするリリーフ弁。
【請求項2】
前記押え板(6)は、前記ガス又は液体の逃がし穴(5)又は溝(6c)又は突部(6b)を有することを特徴とする請求項1記載のリリーフ弁。
【請求項3】
前記弾性体(4)が収まるための前記穴(3)に連通する凹部(2)は、前記弾性体(4)の外接円と同じか又は大きい内接円をもつ多角柱又は円柱であり、前記多角柱又は円柱の断面形状は前記弾性体(4)と合同又は相似でない断面形状を有していることを特徴とする請求項1又は2記載のリリーフ弁。
【請求項4】
前記弾性体(4)は、円柱、楕円柱、球体、多角柱、台形体、階段状体、外周に突条(4d)を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体、外周に溝(4b)を有する円柱、楕円柱、多角柱、台形体、階段状体の何れかよりなることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のリリーフ弁。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【公開番号】特開2009−180375(P2009−180375A)
【公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−97161(P2009−97161)
【出願日】平成21年4月13日(2009.4.13)
【分割の表示】特願2008−17735(P2008−17735)の分割
【原出願日】平成20年1月29日(2008.1.29)
【出願人】(000004215)株式会社日本製鋼所 (840)
【出願人】(597096161)株式会社朝日ラバー (74)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年4月13日(2009.4.13)
【分割の表示】特願2008−17735(P2008−17735)の分割
【原出願日】平成20年1月29日(2008.1.29)
【出願人】(000004215)株式会社日本製鋼所 (840)
【出願人】(597096161)株式会社朝日ラバー (74)
【Fターム(参考)】
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