携帯用高圧ガス容器
【課題】高熱又は外力が容器に加わっても、爆発する前に容器内部のガスを放出させることによって爆発を防止し得る携帯用高圧ガス容器を提供する。
【解決手段】本発明は、内部に高圧ガスが充填された胴体と、前記胴体の内部に充填された高圧ガスを排出させる弁を備え、前記胴体に結合された上部体と、前記上部体の縁部に沿って形成され、前記胴体の内部に向かって湾曲しているカウンターシンク部と、前記弁を中心にして放射状に前記カウンターシンク部に形成され、前記胴体の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化され、前記胴体が爆発する前に前記高圧ガスの上昇された圧力によって開放される多数の爆発防止部と、を含む。
【解決手段】本発明は、内部に高圧ガスが充填された胴体と、前記胴体の内部に充填された高圧ガスを排出させる弁を備え、前記胴体に結合された上部体と、前記上部体の縁部に沿って形成され、前記胴体の内部に向かって湾曲しているカウンターシンク部と、前記弁を中心にして放射状に前記カウンターシンク部に形成され、前記胴体の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化され、前記胴体が爆発する前に前記高圧ガスの上昇された圧力によって開放される多数の爆発防止部と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用高圧ガス容器（PORTABLE HIGH-PRESSURE GAS CONTAINER）に関し、より詳しくは、高熱又は外力が容器に加わっても、爆発する前に容器内部のガスを放出させることによって、爆発を防止することができる携帯用高圧ガス容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用高圧ガス容器とは、主に「液化されたガスが内部に充填され、高熱又は外力が加わったとき、爆発の危険性がある容器」を通称するものであり、例えば、液化石油ガスの一種であるブタンガスが内部に充填され携帯用ガスコンロに使用される携帯用ブタンガス容器、又は液化石油ガスを推進剤として使用するヘアスプレー、殺虫剤などのエアロゾル容器などがこれに属する。
【０００３】
このような携帯用高圧ガス容器は、流通過程や使用中に周囲から高熱又は外力を受けると、容器内部に充填されている高圧ガスが圧力の上昇に因って爆発する可能性がある。特に、携帯用ブタンガス容器の場合、旅行中に安全規則を遵守せず変則的に携帯用ガスコンロに使用することが度々あるが、この場合、携帯用ブタンガス容器が高熱を受け爆発する可能性があって、周辺の人々に傷害を被らせる恐れがある。また、流通及び保存中においても、火災が発生した場合、携帯用高圧ガス容器の爆発に因る人命被害が懸念され、消火作業においても長時間かかり、その被害が拡散され得る。さらに焼却時においても、容器に残存するガスに因って爆発の危険性があって、焼却作業時にも留意しなければならないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述のような問題点などを解決するためになされたものであり、その技術的課題は、高熱又は外力が容器に加わっても、爆発する前に容器内部のガスを放出させることによって爆発を防止し得る携帯用高圧ガス容器を提供することにある。
【０００５】
本発明の解決しようとする技術的課題は、上述の課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとっては明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の技術的課題は、本発明による、内部に高圧ガスが充填された胴体と、前記胴体の内部に充填された高圧ガスを排出させる弁を備え、前記胴体に結合された上部体と、前記上部体の縁部に沿って形成され、前記胴体の内部に向かって湾曲しているカウンターシンク部と、前記弁を中心にして放射状に前記カウンターシンク部に形成され、前記胴体の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化され、前記胴体が爆発する前に前記高圧ガスの上昇された圧力によって開放される多数の爆発防止部と、を含む携帯用高圧ガス容器によって達成されることができる。
【０００７】
ここで、前記胴体と前記上部体とは、前記胴体に備えられたフランジと前記上部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部（double seaming part）又は三重に結合した三重シーミング部（triple seaming part）によって結合されることで、前記胴体と前記上部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることができる。
【０００８】
一方、本発明による携帯用高圧ガス容器は、前記上部体に対向する位置に、前記胴体の内部に向かって湾曲され前記胴体と結合する下部体をさらに含んで構成されることができる。
【０００９】
ここで、前記胴体と前記上部体及び下部体とは、前記胴体に備えられたフランジと前記上部体及び下部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部又は三重に結合した三重シーミング部によって結合されることで、前記胴体と前記上部体及び下部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることができる。
【００１０】
この時、前記三重シーミング部は、前記フランジと前記フックとが密着して重畳された状態で、前記フランジは∪形、∩形に連続して二重に折り曲げられ、前記フックは∩形、∪形、∩形に連続して三重に折り曲げられた後、圧着されることで、前記フランジと前記フックとが結合され得る。
【００１１】
また、前記胴体は、前記三重シーミング部によって結合される部分の外周が、前記胴体の他の部分の外周よりも大きくなることを防止するために、前記三重シーミング部によって結合される部分に隣接した前記胴体の一部分の直径が狭くなるようにネック部を備えることができる。
【００１２】
一方、本発明による携帯用高圧ガス容器において、それぞれの前記爆発防止部は、外部空気と接する外側面は湾曲されているが、前記高圧ガスと接する内側面は水平になっていることができる。
【００１３】
また、それぞれの前記爆発防止部は、外部空気と接する外側面と、前記高圧ガスと接する内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接する一側とは湾曲されているが、前記内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接していない他側は水平になっていることができる。
【００１４】
また、前記爆発防止部は、前記カウンターシンク部に同一の間隔又は一定の間隔で形成され得る。
【００１５】
また、それぞれの前記爆発防止部は、前記外側面の最低点と前記水平な内側面との間の厚さが全部一定であり得、この時、前記外側面の最低点と前記水平な内側面との間の厚さは０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍであり得る。
【００１６】
このような前記爆発防止部は、開放される瞬間、１．５ＭＰａの圧力下で１５０ｌ／ｍｉｎ〜２５０ｌ／ｍｉｎの流量で前記高圧ガスを排出させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による携帯用高圧ガス容器によれば、高熱又は外力が容器に加わっても、爆発防止部によって容器内部のガスを放出させることで、爆発を防止することができるとの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例を縦方向に切断して示した切断斜視図である。
【図２】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を示した平面図である。
【図３】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を概略的に示した断面図である。
【図４】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部を拡大して示した断面図である。
【図５】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部の変形例を拡大して示した断面図である。
【図６】爆発防止部を製作する前における図３のＡ部分を拡大して示した断面図である。
【図７】爆発防止部としてのスコア（score）が形成された仮想の携帯用高圧ガス容器を図３のＡ部分に対応して示した断面図である。
【図８】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部を製作する過程の一部を示した断面図である。
【図９】図８に示された過程を通して製作された爆発防止部を示した断面図である。
【図１０】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部の変形例を製作する過程の一部を示した断面図である。
【図１１】図１０に示された過程を通して製作された爆発防止部の変形例を示した断面図である。
【図１２】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部を製作する過程を概略的に示した断面図である。
【図１３】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１４】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１５】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１６】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１７】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による破裂圧を測定した結果を比較したグラフである。
【図１８】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による変形圧を測定した結果を比較したグラフである。
【図１９】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による残量別の作動実験の結果を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳しく説明すれば、次の通りである。但し、本発明の説明において、既に公知となった機能或いは構成に対する説明は、本発明の要旨を明瞭にするために省略することにする。
【００２０】
まず、図１〜図５を参照しながら、本発明による携帯用高圧ガス容器の構成について詳しく説明する。
【００２１】
ここで、図１は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例を縦方向に切断して示した切断斜視図、図２は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を示した平面図、図３は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を概略的に示した断面図、図４は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部を拡大して示した断面図、そして、図５は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部の変形例を拡大して示した断面図である。
【００２２】
図１〜図５に示されたように、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例は、胴体１００、上部体２００、カウンターシンク部３００及び爆発防止部４００を含む。
【００２３】
胴体１００は、内部に高圧ガスが充填され、一般的に、保存された高圧ガスからの内部圧力を均一に受けるために、円筒状に形成される。
【００２４】
胴体１００の上端には、後述する上部体２００が結合されることができ、下端には、下部体９００がシーミング加工によって結合されるか、一体に形成されることができる。
【００２５】
このとき、胴体１００と上部体２００との結合方法としては、一体に製作する方法、溶接によって結合させる方法など、多様な方法を適用することができるが、高速生産性及び結合力を考慮したとき、シーミング加工による結合が有利である。即ち、胴体１００と上部体２００とは、胴体１００に備えられたフランジ６１０と上部体２００に備えられたフック６３０とが結合されたシーミング部６００によって結合されるのが有利である。
【００２６】
但し、シーミング部６００によって結合される場合は、胴体１００と上部体２００との結合力が十分に保障され得るように、二重に結合される二重シーミング部又は三重に結合される三重シーミング部とするのが有利である。
【００２７】
即ち、後述する爆発防止部４００が変形する前に胴体１００と上部体２００とが分離、破裂されてはならないので、胴体１００と上部体２００との結合力は、爆発防止部４００が変形し始める応力よりも大きくなければならない。例えば、爆発防止部４００の変形に必要な変形圧力が１．５ＭＰａであると仮定すれば、胴体１００と上部体２００との分離、破裂に必要な破裂圧力は２．０ＭＰａ以上でなければならない。
【００２８】
言い換えれば、後述する爆発防止部４００が正常作動するためには、胴体１００と上部体２００との結合力が、後述するカウンターシンク部３００が変形して爆発防止部４００が開放され始める応力よりも大きくなければならず、これにより胴体１００と上部体２００とが分離され胴体１００が爆発する前に、爆発防止部４００が開放され高圧ガスを排出させることができるのである。
【００２９】
一方、高圧ガスの種類、後述する爆発防止部４００の誤作動確率、周辺環境などによっては、胴体１００と上部体２００とを二重シーミング部によって結合するか、それとも、三重シーミング部によって結合するかを決定する必要性がある。
【００３０】
かかる必要性を考慮して、本明細書では図１７〜図１９を参照しながら次のような三通りの実験例を提示する。
【００３１】
＜実験例１＞
実験例１は、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による破裂圧を測定した結果を比較するための実験であり、錫鉄板（tin plate）［Ｔｏｐ：０．３５Ｔ、Ｂｏｄｙ：０．２０Ｔ 、Ｂｏｔｔｏｍ：０．３０Ｔ］からなる高圧ガス容器に対して、シーミングタイプ別にそれぞれ用意した耐圧試験機を利用して破裂圧を測定したところ、表１及び図１７のような結果が得られた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１及び図１７に示されたように、胴体１００と上部体２００とを三重シーミング部によって結合する場合において、缶容器の破裂圧が高く測定されることが分かる。
【００３４】
＜実験例２＞
実験例２は、実験例１との比較のために、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による変形圧を測定した実験であり、同一条件の下で変形圧を測定したところ、表２及び図１８のような結果が得られた。
【００３５】
【表２】
【００３６】
表２及び図１８に示されたように、缶容器の破裂圧の場合は、胴体１００と上部体２００とを三重シーミング部によって結合する場合に高く測定されるのに対して、変形圧の場合は大差がない。即ち、これは、胴体１００と上部体２００とを三重シーミング部によって結合しても、後述する爆発防止部４００の作用には影響を及ぼさないことを意味する。
【００３７】
＜実験例３＞
実験例３は、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による高圧ガスの残量別の作動可否を確認した実験であり、缶容器の内部にガスの残量をそれぞれ異にするように残した後、火炎の中に入れて、それぞれの作動可否を確認した。その結果は、表３及び図１９に示した通りである。
【００３８】
【表３】
【００３９】
表３及び図１９から、１００％充填されている缶容器よりは、１０％〜３０％の残量がある缶容器において、二重シーミングされた製品が三重シーミングされた本発明による製品に比べて不利であることが分かる。
【００４０】
これは、１００％充填されている場合よりは、残量が少ないほど、高温での相対的な加熱速度及び缶容器の内部圧の上昇速度が速くて、瞬間的に変形が開始され、上部体２００のフック６３０と胴体１００のフランジ６１０とが耐えられず展開されて、上部体２００が胴体１００から分離、破裂され爆発が起こりやすいためである。
【００４１】
以上の結果から分かるように、破裂圧が大きく作用する場合や高い安定性が要求される場合には、二重シーミング部よりは三重シーミング部によって胴体１００と上部体２００とを結合させるのが有利である。
【００４２】
ここで、三重シーミング部による胴体１００と上部体２００との結合方法の一例について詳しく説明すれば、フランジ６１０とフック６３０とが密着され重畳された状態で、フランジ６１０を‘∪'形、‘∩'形に連続して二重に折り曲げ、フック６３０を‘∩’形、‘∪'形、‘∩'形に連続して三重に折り曲げた後、圧着することで、フランジ６１０とフック６３０とを結合させてシーミング部６００を形成することができる。
【００４３】
かかるシーミング部６００の形成方法の一例は、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の製作過程を概略的に示した断面図である図１２を参照すれば一層容易に理解できるであろう。
【００４４】
即ち、図１２に示されたように、まずはカウンターシンク部３００の位置する上部体２００の周縁から水平方向に延長形成された延長部６２０の端部分を下方に折り曲げて円弧状のフック６３０を形成する。このようにフック６３０を円弧状に形成する理由は、それぞれのシーミングロール７２０、７３０、７４０で加圧した時、フック６３０が円形に巻かれるようにするためである。
【００４５】
次いで、円筒状胴体１００の端縁を水平方向に折り曲げてフランジ６１０を形成する。この時、フランジ６１０は上向きに傾斜して形成することができるが、これは、フランジ６１０の端部が延長部６２０の底面に密着してフック６３０とともに内側に巻かれるとき、延長部６２０から離隔されずに密着した状態を維持するためである。
【００４６】
以後、フランジ６１０の端部がフック６３０に近接するように、フランジ６１０を延長部６２０の底面に密着させ胴体１００に上部体２００を結合させる。そして、上部体２００のカウンターシンク部３００には、シーミングチャック７１０を装着させる。
【００４７】
シーミングチャック７１０は、それぞれのシーミングロール７２０、７３０、７４０による加圧時に、シーミングロール７２０、７３０、７４０の加圧方向の反対からこれを支持するためのもので、上部体２００から延長形成されたカウンターシンク部３００に挿入される。
【００４８】
前述の過程を経て、上部体２００にシーミングチャック７１０が装着されれば、フランジ６１０の密着されたフック６３０を１次のシーミングロール７２０によってシーミングチャック７１０側に加圧する。このように、１次のシーミングロール７２０によってフック６３０をシーミングチャック７１０側に加圧すれば、フック６３０はフランジ６１０との重畳状態から円形に１次巻きがなされる。これは、フック６３０が円弧状として下向に折り曲げられており、１次のシーミングロール７２０の内側にはフック６３０が円形に巻かれるようにガイドするための巻きガイド曲面が形成されていることから可能となる。
【００４９】
かかる過程によって、フランジ６１０とフック６３０とが円形に巻かれ１次結合すれば、この部位を２次のシーミングロール７３０によって再び加圧する。このとき、２次のシーミングロール７３０の内側には、一次巻きにより円形となったフック６３０が巻き込まれるように１次のシーミングロール７２０の巻きガイド曲面より大きな巻きガイド曲面が形成されていることから、一次巻きがなされた円形のフック６３０は、もう一回円形に巻かれるようになる。即ち、１次のシーミングロール７２０によって円形に巻かれたフック６３０は、２次のシーミングロール７３０によってもう一回転巻かれるようになり、フランジ６１０と三重に重なることになるのである。
【００５０】
次いで、前述した過程によって２次結合されたフック６３０とフランジ６１０とを、３次のシーミングロール７４０によって加圧する。３次のシーミングロール７４０によって相互重畳された状態で三重に巻かれたフック６３０とフランジ６１０とを加圧すれば、フック６３０とフランジ６１０とが圧着されると同時に堅固に結合され、三重シーミング部を形成するようになる。即ち、三重シーミング部は、フランジ６１０が‘∪'形、‘∩'形に連続して二重に折り曲げられ、フック６３０が‘∩’形、‘∪'形、‘∩'形に連続して三重に折り曲げられた後、相互圧着されることで堅固に結合され得る。
【００５１】
しかし、かかる方法で製作された三重シーミング部によって胴体１００と上部体２００とを結合する場合、結合部分の体積が大きいことから、各国別に標準化された胴体１００の規格から外れる可能性がある。
【００５２】
従って、三重シーミング部によって結合される場合には、結合部分の外周が胴体１００の他の部分の外周よりも大きくなることを防止するために、ネック部８００を胴体１００に備えるのが有利である。
【００５３】
即ち、ネック部８００が胴体１００に備えられることで、三重シーミング部により胴体１００と上部体２００とが結合される本発明による携帯用高圧ガス容器の場合においても、国別に標準化されている胴体１００の規格に合せることができ、ひいては、前記規格に適合するように製作された既存の各種装置（例えば、携帯用ガスコンロ）に対しても無干渉で利用することができる。
【００５４】
ネック部８００は、シーミング部６００の位置する部分に隣接した胴体１００の一部分の直径が縮小される形態で構成されることができる。このとき、胴体１００の直径縮小の度合は、シーミング部６００の最外側の外周が胴体１００の外周と差がない程度であれば充分である。
【００５５】
一方、図示されてはいないが、胴体１００と下部体９００との結合においても、胴体１００と上部体２００との結合方法と同様に、三重シーミングによって結合するのが有利であり、これに対する詳細な説明は重複記載を避けるために省略する。
【００５６】
一方、上部体２００は、前述の通り、胴体１００の上端にシーミング加工によって結合され、その中央部には、胴体１００内部に充填された高圧ガスを必要に応じて排出するための弁２１０が備えられる。
【００５７】
このとき、弁２１０は、胴体１００内部に充填される高圧ガスの種類に応じて適宜採用することができ、高圧ガスを必要に応じて排出させることができるならば、如何なる構成及び形状のものであっても構わない。
【００５８】
また、上部体の縁部には、カウンターシンク部３００が形成されるが、これに対する説明は後述する。
【００５９】
カウンターシンク部３００は、胴体１００の内部に向かって湾曲した形状に上部体２００の縁部に設けられる。カウンターシンク部３００は、胴体１００と上部体２００とをシーミング加工によって結合する過程で上部体２００に形成されるもので、二重シーミング又は三重シーミング加工によって結合する場合、自然に形成され得る。
【００６０】
但し、これは、二重又は三重シーミング加工によって結合する場合に限定されない。即ち、結合力不足の理由から、胴体１００と上部体２００とを単一シーミング加工によって結合する場合は非常に稀なことではあるが、万一、単一シーミング加工によって結合する場合であっても、後述する爆発防止部４００が設けられるように、上部体２００の縁部に沿ってカウンターシンク部３００が形成されることもできる。
【００６１】
一方、爆発防止部４００は、胴体１００が爆発する前に胴体１００内部の高圧ガスを外部に排出させるところである。このとき、胴体１００の爆発とは、胴体１００自体の爆発だけでなく、前述したように、胴体１００とそれに結合された上部体２００又は下部体９００とが相互分離、破裂され爆発することまでを全て含む包括的な意味を有する。
【００６２】
このような爆発防止部４００は、上部体２００の中央部に備えられた弁２１０を中心にしてカウンターシンク部３００に放射状に多数形成され得る。即ち、カウンターシンク部３００の形成経路に沿って、所定の間隔を置いて相互離隔形成されることができる。
【００６３】
この時、所定の間隔とは、同一の間隔又は一定の間隔を意味する。このように同一の間隔又は一定の間隔で形成される理由は、爆発前に高圧ガスを排出させる爆発防止部４００が、特定方向に偏って作動されることを防止するためである。
【００６４】
また、爆発防止部４００は、爆発前に高圧ガスの上昇された圧力によって開放され得るように、胴体１００の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化されることができる。この時、厚さを薄くし且つ材質を硬質化するために、外部空気と接する爆発防止部４００の外側面４１０をカウンターシンク部３００の外側面から延長して湾曲されるように形成することができ、高圧ガスと接する爆発防止部４００の内側面４２０を水平に形成することができる。
【００６５】
一方、このような爆発防止部４００を形成する過程は、図６〜図１１に示されている通りである。
【００６６】
ここで、図６は爆発防止部を製作する前における図３のＡ部分を拡大して示した断面図、図７は爆発防止部としてのスコアが形成された仮想の携帯用高圧ガス容器を図３のＡ部分に対応して示した断面図、図８は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部を製作する過程の一部を示した断面図、図９は図８に示された過程を通して製作された爆発防止部を示した断面図、図１０は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部の変形例を製作する過程の一部を示した断面図、そして、図１１は図１０に示された過程を通して製作された爆発防止部の変形例を示した断面図である。
【００６７】
爆発防止部４００の製作のために、まず、図６に示されたようなカウンターシンク部３００の内側面を、図８に示された爆発防止部製造器具５００の水平な受け台５１０上に配置し、カウンターシンク部３００の外側面と同様に湾曲された形状を有する加圧部５２０によってカウンターシンク部３００の外側面を加圧して圧搾することができる。かかる圧搾によって、カウンターシンク部３００の一部は、厚さが薄くなり且つその材質が硬質化された爆発防止部４００として形成され得る。
【００６８】
一方、厚さを薄くし且つ材質を硬質化するために、爆発防止部４００は、他の形状に変形して形成されることもできる。即ち、図１１に示されたように、外部空気と接する爆発防止部４００の外側面４１０と、爆発防止部４００の内側面４２０のうち胴体１００の内側壁に隣接する一側とは、湾曲されるように形成し、爆発防止部４００の内側面４２０のうち胴体１００の内側壁と隣接していない他側は、水平に形成することができる。
【００６９】
これは、前述したような圧搾過程で発生する変形部（図１１のＭを参照）が、胴体１００と上部体２００とのシーミング加工による結合を邪魔し得るため、爆発防止部４００の内側面４２０のうち胴体１００の内側壁に隣接する一側は扁平に形成しないのである。特に、図５に示されたように、胴体１００がネック部８００を備える場合は、変形部（図１１のＭを参照）が胴体１００と上部体２００とのシーミング加工による結合を邪魔する可能性がさらに大きくなるので、爆発防止部４００をこのように変形して構成するのが有利である。
【００７０】
このような爆発防止部４００の変形例を形成する過程は、図１０に示されたように、カウンターシンク部３００の内側面を爆発防止部製造器具５００の水平な受け台５１０上に配置する時、カウンターシンク部３００の最低点を、加圧部５２０の中心とは一致させ、受け台５１０の中心とは所定距離だけ離隔させることによって可能となる。
【００７１】
一方、前述のように爆発防止部４００を同一の間隔で多数形成するために、受け台５１０は、長方形のものが円形のベース（未図示）に該ベースの中心から放射状に４〜２０個設けられることができ、加圧部５２０は、受け台５１０に対応して円形のものが４〜２０個配置されることができる。ここで、受け台５１０及び加圧部５２０の個数（４〜２０個）は、例示したものに過ぎず、その個数は幾らでも増減が可能である。但し、この場合においても、後述の通り、爆発の前に外部に排出させる高圧ガスの流量を考慮して爆発防止部４００の個数を決定するのが有利である。
【００７２】
また、多数の爆発防止部４００は、外側面４１０の最低点と内側面４２０との厚さｔが、全て一定に形成され得る。これは、多数の爆発防止部４００が同一の間隔でカウンターシンク部３００に形成されることと同様な理由である。即ち、爆発の前に高圧ガスを排出させる爆発防止部４００が、特定方向に偏って作動されるのを防止するためである。
【００７３】
ここで、多数の爆発防止部４００における外側面４１０の最低点と内側面４２０との厚さｔは、上部体２００の材質を考慮して決定することができ、爆発防止部４００の開放に大きな抵抗を与えないために、０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍにすることができる。
【００７４】
このような爆発防止部４００は、後述するように、爆発前に高圧ガスの圧力上昇に因って切断（departing）されることで開口４４０を発生させ、容器内部の高圧ガスを排出させる。
【００７５】
これと関連して、携帯用高圧ガス容器の爆発前に容器内部の高圧ガスを排出させる方法としては、図７に示されたように、カウンターシンク部３００に切り込み形状のスコアＳを形成する方法も想定することができる。
【００７６】
このような仮想の携帯用高圧ガス容器において、スコアＳは、本発明の携帯用高圧ガス容器の爆発防止部４００とは異なり、破裂（tearing）されることで開口を発生させる。従って、スコアＳの深さは十分に深く形成しなければならず、その位置も破裂させる位置（図７のａ位置）に正確に形成しなければならない。
【００７７】
しかし、スコアＳを形成する過程において、過度に深く形成される場合が度々あって、これにより、予期せぬ開口が発生してしまい、使用前に高圧ガスが漏出される危険性がある。
【００７８】
また、不正確な位置にスコアＳが形成される場合、破裂位置が変化するが（図７のｂ、ｃ位置）、爆発前に排出される高圧ガスの量がスコアＳの位置によって異なり得、これにより、高圧ガスを排出させるスコアＳが特定方向に偏って作動し得るとの欠点もある。
【００７９】
従って、本発明の携帯用高圧ガス容器の一実施例による爆発防止部４００は、爆発前に高圧ガスの圧力上昇に因り切断（departing）されることで開口４４０を発生させるよう、前述の構成を有する。
【００８０】
一方、爆発防止部４００の外側面４１０には、腐食防止剤４３０がコーティングされることができる。これは、調理中にこぼれ出た汁や野外保管中に留まった雨水などのような水分に因り、爆発防止部４００の外側面４１０が腐食することを防止するためである。
【００８１】
このとき、腐食防止剤４３０は、爆発防止部４００の腐食を防止できる素材ならば、何でも構わないが、例示的に、エポキシ樹脂が１００ｃｍ２当り３００〜３５０ｍｇの厚さでコーティングされることができる。
【００８２】
このとき、エポキシ樹脂は、２５℃及びフォードカップＮｏ．４（＃4 ford cup）の条件下で２５〜３５秒の粘度を有するのが有利である。また、かかるエポキシ樹脂のコーティングは、スプレーコーティングを施した後、２００〜２２０℃で１分間硬化（curing）させるのが望ましい。また、エポキシ樹脂に色を添加すれば、コーティング有無及びコーティング度合を確認することができる。上記のようなコーティング有無及びコーティング度合の確認は、品質管理において有利であろう。
【００８３】
このように、爆発防止部４００に腐食防止剤４３０をコーティングすることによって、爆発防止部４００の腐食に因る予期せぬ開口の発生を防止することができる。
【００８４】
以下、胴体の爆発前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である、図１３〜図１６を参照しながら、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例の作動について説明する。
【００８５】
図１３に示されたように、携帯用高圧ガス容器に高熱又は外力が加わる前は、胴体１００と上部体２００とはシーミング加工によって結合されており、上部体２００に形成されたカウンターシンク部３００には爆発防止部４００が設けられている。
【００８６】
しかし、携帯用高圧ガス容器に高熱又は外力が加われば、図１４に示されたように、まずは胴体１００の内部に向かって湾曲されていたカウンターシンク部３００が膨張しながら展開され、次いで爆発防止部４００が切断され始め隙間（aperture）が発生し、胴体１００内部の高圧ガスが排出され始める。
【００８７】
以後、図１５に示されたように、カウンターシンク部３００はさらに展開され、爆発防止部４００に発生された隙間は開口４４０の形状を有するようになって、より多くの高圧ガスを排出させる。
【００８８】
図１５のように作用する携帯用高圧ガス容器は、最終的には図１６のような形状を有するようになる。即ち、カウンターシンク部３００は完全に展開され、爆発防止部４００は完全な開口４４０の形状を有するようになって、さらに多くの高圧ガスを排出させる。
【００８９】
ここで、この高圧ガスは、爆発防止部４００が開放される瞬間、１．５ＭＰａの圧力下で１５０〜２５０ｌ／ｍｉｎの流量で排出されるが、これは、本発明による携帯用高圧ガス容器が、標準技術に合せて製造されたブタンガス容器の場合において必要となる流量、即ち８０ｌ／ｍｉｎ（空気圧力６ｋｇ／ｃｍ２）を越える数値と言える。
【００９０】
以上、本発明の特定の実施例を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内で多様な修正及び変形が可能なことは、本発明の技術分野における通常の知識を有する者にとっては自明なことである。従って、かかる修正例又は変形例は、本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施例も本発明の特許請求の範囲に属すると言える。
【符号の説明】
【００９１】
１００： 胴体
２００： 上部体
２１０： 弁
３００： カウンターシンク部
４００： 爆発防止部
４１０： 爆発防止部の外側面
４２０： 爆発防止部の内側面
４３０： 腐食防止剤
４４０： 開口
５００： 爆発防止部製造器具
５１０： 受け台
５２０： 加圧部
６００： シーミング部
６１０： フランジ
６２０： 延長部
６３０： フック
７１０： シーミングチャック
７２０、７３０、７４０： シーミングロール
８００： ネック部
９００： 下部体
Ｓ： 仮想の携帯用高圧ガス容器によるスコア
ｔ： 爆発防止部の厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用高圧ガス容器（PORTABLE HIGH-PRESSURE GAS CONTAINER）に関し、より詳しくは、高熱又は外力が容器に加わっても、爆発する前に容器内部のガスを放出させることによって、爆発を防止することができる携帯用高圧ガス容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用高圧ガス容器とは、主に「液化されたガスが内部に充填され、高熱又は外力が加わったとき、爆発の危険性がある容器」を通称するものであり、例えば、液化石油ガスの一種であるブタンガスが内部に充填され携帯用ガスコンロに使用される携帯用ブタンガス容器、又は液化石油ガスを推進剤として使用するヘアスプレー、殺虫剤などのエアロゾル容器などがこれに属する。
【０００３】
このような携帯用高圧ガス容器は、流通過程や使用中に周囲から高熱又は外力を受けると、容器内部に充填されている高圧ガスが圧力の上昇に因って爆発する可能性がある。特に、携帯用ブタンガス容器の場合、旅行中に安全規則を遵守せず変則的に携帯用ガスコンロに使用することが度々あるが、この場合、携帯用ブタンガス容器が高熱を受け爆発する可能性があって、周辺の人々に傷害を被らせる恐れがある。また、流通及び保存中においても、火災が発生した場合、携帯用高圧ガス容器の爆発に因る人命被害が懸念され、消火作業においても長時間かかり、その被害が拡散され得る。さらに焼却時においても、容器に残存するガスに因って爆発の危険性があって、焼却作業時にも留意しなければならないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述のような問題点などを解決するためになされたものであり、その技術的課題は、高熱又は外力が容器に加わっても、爆発する前に容器内部のガスを放出させることによって爆発を防止し得る携帯用高圧ガス容器を提供することにある。
【０００５】
本発明の解決しようとする技術的課題は、上述の課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとっては明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の技術的課題は、本発明による、内部に高圧ガスが充填された胴体と、前記胴体の内部に充填された高圧ガスを排出させる弁を備え、前記胴体に結合された上部体と、前記上部体の縁部に沿って形成され、前記胴体の内部に向かって湾曲しているカウンターシンク部と、前記弁を中心にして放射状に前記カウンターシンク部に形成され、前記胴体の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化され、前記胴体が爆発する前に前記高圧ガスの上昇された圧力によって開放される多数の爆発防止部と、を含む携帯用高圧ガス容器によって達成されることができる。
【０００７】
ここで、前記胴体と前記上部体とは、前記胴体に備えられたフランジと前記上部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部（double seaming part）又は三重に結合した三重シーミング部（triple seaming part）によって結合されることで、前記胴体と前記上部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることができる。
【０００８】
一方、本発明による携帯用高圧ガス容器は、前記上部体に対向する位置に、前記胴体の内部に向かって湾曲され前記胴体と結合する下部体をさらに含んで構成されることができる。
【０００９】
ここで、前記胴体と前記上部体及び下部体とは、前記胴体に備えられたフランジと前記上部体及び下部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部又は三重に結合した三重シーミング部によって結合されることで、前記胴体と前記上部体及び下部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることができる。
【００１０】
この時、前記三重シーミング部は、前記フランジと前記フックとが密着して重畳された状態で、前記フランジは∪形、∩形に連続して二重に折り曲げられ、前記フックは∩形、∪形、∩形に連続して三重に折り曲げられた後、圧着されることで、前記フランジと前記フックとが結合され得る。
【００１１】
また、前記胴体は、前記三重シーミング部によって結合される部分の外周が、前記胴体の他の部分の外周よりも大きくなることを防止するために、前記三重シーミング部によって結合される部分に隣接した前記胴体の一部分の直径が狭くなるようにネック部を備えることができる。
【００１２】
一方、本発明による携帯用高圧ガス容器において、それぞれの前記爆発防止部は、外部空気と接する外側面は湾曲されているが、前記高圧ガスと接する内側面は水平になっていることができる。
【００１３】
また、それぞれの前記爆発防止部は、外部空気と接する外側面と、前記高圧ガスと接する内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接する一側とは湾曲されているが、前記内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接していない他側は水平になっていることができる。
【００１４】
また、前記爆発防止部は、前記カウンターシンク部に同一の間隔又は一定の間隔で形成され得る。
【００１５】
また、それぞれの前記爆発防止部は、前記外側面の最低点と前記水平な内側面との間の厚さが全部一定であり得、この時、前記外側面の最低点と前記水平な内側面との間の厚さは０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍであり得る。
【００１６】
このような前記爆発防止部は、開放される瞬間、１．５ＭＰａの圧力下で１５０ｌ／ｍｉｎ〜２５０ｌ／ｍｉｎの流量で前記高圧ガスを排出させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による携帯用高圧ガス容器によれば、高熱又は外力が容器に加わっても、爆発防止部によって容器内部のガスを放出させることで、爆発を防止することができるとの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例を縦方向に切断して示した切断斜視図である。
【図２】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を示した平面図である。
【図３】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を概略的に示した断面図である。
【図４】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部を拡大して示した断面図である。
【図５】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部の変形例を拡大して示した断面図である。
【図６】爆発防止部を製作する前における図３のＡ部分を拡大して示した断面図である。
【図７】爆発防止部としてのスコア（score）が形成された仮想の携帯用高圧ガス容器を図３のＡ部分に対応して示した断面図である。
【図８】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部を製作する過程の一部を示した断面図である。
【図９】図８に示された過程を通して製作された爆発防止部を示した断面図である。
【図１０】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部の変形例を製作する過程の一部を示した断面図である。
【図１１】図１０に示された過程を通して製作された爆発防止部の変形例を示した断面図である。
【図１２】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部を製作する過程を概略的に示した断面図である。
【図１３】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１４】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１５】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１６】本発明の一実施例による携帯用高圧ガス容器が爆発する前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である。
【図１７】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による破裂圧を測定した結果を比較したグラフである。
【図１８】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による変形圧を測定した結果を比較したグラフである。
【図１９】本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による残量別の作動実験の結果を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳しく説明すれば、次の通りである。但し、本発明の説明において、既に公知となった機能或いは構成に対する説明は、本発明の要旨を明瞭にするために省略することにする。
【００２０】
まず、図１〜図５を参照しながら、本発明による携帯用高圧ガス容器の構成について詳しく説明する。
【００２１】
ここで、図１は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例を縦方向に切断して示した切断斜視図、図２は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を示した平面図、図３は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における上部体を概略的に示した断面図、図４は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部を拡大して示した断面図、そして、図５は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部及びシーミング部の変形例を拡大して示した断面図である。
【００２２】
図１〜図５に示されたように、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例は、胴体１００、上部体２００、カウンターシンク部３００及び爆発防止部４００を含む。
【００２３】
胴体１００は、内部に高圧ガスが充填され、一般的に、保存された高圧ガスからの内部圧力を均一に受けるために、円筒状に形成される。
【００２４】
胴体１００の上端には、後述する上部体２００が結合されることができ、下端には、下部体９００がシーミング加工によって結合されるか、一体に形成されることができる。
【００２５】
このとき、胴体１００と上部体２００との結合方法としては、一体に製作する方法、溶接によって結合させる方法など、多様な方法を適用することができるが、高速生産性及び結合力を考慮したとき、シーミング加工による結合が有利である。即ち、胴体１００と上部体２００とは、胴体１００に備えられたフランジ６１０と上部体２００に備えられたフック６３０とが結合されたシーミング部６００によって結合されるのが有利である。
【００２６】
但し、シーミング部６００によって結合される場合は、胴体１００と上部体２００との結合力が十分に保障され得るように、二重に結合される二重シーミング部又は三重に結合される三重シーミング部とするのが有利である。
【００２７】
即ち、後述する爆発防止部４００が変形する前に胴体１００と上部体２００とが分離、破裂されてはならないので、胴体１００と上部体２００との結合力は、爆発防止部４００が変形し始める応力よりも大きくなければならない。例えば、爆発防止部４００の変形に必要な変形圧力が１．５ＭＰａであると仮定すれば、胴体１００と上部体２００との分離、破裂に必要な破裂圧力は２．０ＭＰａ以上でなければならない。
【００２８】
言い換えれば、後述する爆発防止部４００が正常作動するためには、胴体１００と上部体２００との結合力が、後述するカウンターシンク部３００が変形して爆発防止部４００が開放され始める応力よりも大きくなければならず、これにより胴体１００と上部体２００とが分離され胴体１００が爆発する前に、爆発防止部４００が開放され高圧ガスを排出させることができるのである。
【００２９】
一方、高圧ガスの種類、後述する爆発防止部４００の誤作動確率、周辺環境などによっては、胴体１００と上部体２００とを二重シーミング部によって結合するか、それとも、三重シーミング部によって結合するかを決定する必要性がある。
【００３０】
かかる必要性を考慮して、本明細書では図１７〜図１９を参照しながら次のような三通りの実験例を提示する。
【００３１】
＜実験例１＞
実験例１は、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による破裂圧を測定した結果を比較するための実験であり、錫鉄板（tin plate）［Ｔｏｐ：０．３５Ｔ、Ｂｏｄｙ：０．２０Ｔ 、Ｂｏｔｔｏｍ：０．３０Ｔ］からなる高圧ガス容器に対して、シーミングタイプ別にそれぞれ用意した耐圧試験機を利用して破裂圧を測定したところ、表１及び図１７のような結果が得られた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１及び図１７に示されたように、胴体１００と上部体２００とを三重シーミング部によって結合する場合において、缶容器の破裂圧が高く測定されることが分かる。
【００３４】
＜実験例２＞
実験例２は、実験例１との比較のために、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による変形圧を測定した実験であり、同一条件の下で変形圧を測定したところ、表２及び図１８のような結果が得られた。
【００３５】
【表２】
【００３６】
表２及び図１８に示されたように、缶容器の破裂圧の場合は、胴体１００と上部体２００とを三重シーミング部によって結合する場合に高く測定されるのに対して、変形圧の場合は大差がない。即ち、これは、胴体１００と上部体２００とを三重シーミング部によって結合しても、後述する爆発防止部４００の作用には影響を及ぼさないことを意味する。
【００３７】
＜実験例３＞
実験例３は、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の種類による高圧ガスの残量別の作動可否を確認した実験であり、缶容器の内部にガスの残量をそれぞれ異にするように残した後、火炎の中に入れて、それぞれの作動可否を確認した。その結果は、表３及び図１９に示した通りである。
【００３８】
【表３】
【００３９】
表３及び図１９から、１００％充填されている缶容器よりは、１０％〜３０％の残量がある缶容器において、二重シーミングされた製品が三重シーミングされた本発明による製品に比べて不利であることが分かる。
【００４０】
これは、１００％充填されている場合よりは、残量が少ないほど、高温での相対的な加熱速度及び缶容器の内部圧の上昇速度が速くて、瞬間的に変形が開始され、上部体２００のフック６３０と胴体１００のフランジ６１０とが耐えられず展開されて、上部体２００が胴体１００から分離、破裂され爆発が起こりやすいためである。
【００４１】
以上の結果から分かるように、破裂圧が大きく作用する場合や高い安定性が要求される場合には、二重シーミング部よりは三重シーミング部によって胴体１００と上部体２００とを結合させるのが有利である。
【００４２】
ここで、三重シーミング部による胴体１００と上部体２００との結合方法の一例について詳しく説明すれば、フランジ６１０とフック６３０とが密着され重畳された状態で、フランジ６１０を‘∪'形、‘∩'形に連続して二重に折り曲げ、フック６３０を‘∩’形、‘∪'形、‘∩'形に連続して三重に折り曲げた後、圧着することで、フランジ６１０とフック６３０とを結合させてシーミング部６００を形成することができる。
【００４３】
かかるシーミング部６００の形成方法の一例は、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例におけるシーミング部の製作過程を概略的に示した断面図である図１２を参照すれば一層容易に理解できるであろう。
【００４４】
即ち、図１２に示されたように、まずはカウンターシンク部３００の位置する上部体２００の周縁から水平方向に延長形成された延長部６２０の端部分を下方に折り曲げて円弧状のフック６３０を形成する。このようにフック６３０を円弧状に形成する理由は、それぞれのシーミングロール７２０、７３０、７４０で加圧した時、フック６３０が円形に巻かれるようにするためである。
【００４５】
次いで、円筒状胴体１００の端縁を水平方向に折り曲げてフランジ６１０を形成する。この時、フランジ６１０は上向きに傾斜して形成することができるが、これは、フランジ６１０の端部が延長部６２０の底面に密着してフック６３０とともに内側に巻かれるとき、延長部６２０から離隔されずに密着した状態を維持するためである。
【００４６】
以後、フランジ６１０の端部がフック６３０に近接するように、フランジ６１０を延長部６２０の底面に密着させ胴体１００に上部体２００を結合させる。そして、上部体２００のカウンターシンク部３００には、シーミングチャック７１０を装着させる。
【００４７】
シーミングチャック７１０は、それぞれのシーミングロール７２０、７３０、７４０による加圧時に、シーミングロール７２０、７３０、７４０の加圧方向の反対からこれを支持するためのもので、上部体２００から延長形成されたカウンターシンク部３００に挿入される。
【００４８】
前述の過程を経て、上部体２００にシーミングチャック７１０が装着されれば、フランジ６１０の密着されたフック６３０を１次のシーミングロール７２０によってシーミングチャック７１０側に加圧する。このように、１次のシーミングロール７２０によってフック６３０をシーミングチャック７１０側に加圧すれば、フック６３０はフランジ６１０との重畳状態から円形に１次巻きがなされる。これは、フック６３０が円弧状として下向に折り曲げられており、１次のシーミングロール７２０の内側にはフック６３０が円形に巻かれるようにガイドするための巻きガイド曲面が形成されていることから可能となる。
【００４９】
かかる過程によって、フランジ６１０とフック６３０とが円形に巻かれ１次結合すれば、この部位を２次のシーミングロール７３０によって再び加圧する。このとき、２次のシーミングロール７３０の内側には、一次巻きにより円形となったフック６３０が巻き込まれるように１次のシーミングロール７２０の巻きガイド曲面より大きな巻きガイド曲面が形成されていることから、一次巻きがなされた円形のフック６３０は、もう一回円形に巻かれるようになる。即ち、１次のシーミングロール７２０によって円形に巻かれたフック６３０は、２次のシーミングロール７３０によってもう一回転巻かれるようになり、フランジ６１０と三重に重なることになるのである。
【００５０】
次いで、前述した過程によって２次結合されたフック６３０とフランジ６１０とを、３次のシーミングロール７４０によって加圧する。３次のシーミングロール７４０によって相互重畳された状態で三重に巻かれたフック６３０とフランジ６１０とを加圧すれば、フック６３０とフランジ６１０とが圧着されると同時に堅固に結合され、三重シーミング部を形成するようになる。即ち、三重シーミング部は、フランジ６１０が‘∪'形、‘∩'形に連続して二重に折り曲げられ、フック６３０が‘∩’形、‘∪'形、‘∩'形に連続して三重に折り曲げられた後、相互圧着されることで堅固に結合され得る。
【００５１】
しかし、かかる方法で製作された三重シーミング部によって胴体１００と上部体２００とを結合する場合、結合部分の体積が大きいことから、各国別に標準化された胴体１００の規格から外れる可能性がある。
【００５２】
従って、三重シーミング部によって結合される場合には、結合部分の外周が胴体１００の他の部分の外周よりも大きくなることを防止するために、ネック部８００を胴体１００に備えるのが有利である。
【００５３】
即ち、ネック部８００が胴体１００に備えられることで、三重シーミング部により胴体１００と上部体２００とが結合される本発明による携帯用高圧ガス容器の場合においても、国別に標準化されている胴体１００の規格に合せることができ、ひいては、前記規格に適合するように製作された既存の各種装置（例えば、携帯用ガスコンロ）に対しても無干渉で利用することができる。
【００５４】
ネック部８００は、シーミング部６００の位置する部分に隣接した胴体１００の一部分の直径が縮小される形態で構成されることができる。このとき、胴体１００の直径縮小の度合は、シーミング部６００の最外側の外周が胴体１００の外周と差がない程度であれば充分である。
【００５５】
一方、図示されてはいないが、胴体１００と下部体９００との結合においても、胴体１００と上部体２００との結合方法と同様に、三重シーミングによって結合するのが有利であり、これに対する詳細な説明は重複記載を避けるために省略する。
【００５６】
一方、上部体２００は、前述の通り、胴体１００の上端にシーミング加工によって結合され、その中央部には、胴体１００内部に充填された高圧ガスを必要に応じて排出するための弁２１０が備えられる。
【００５７】
このとき、弁２１０は、胴体１００内部に充填される高圧ガスの種類に応じて適宜採用することができ、高圧ガスを必要に応じて排出させることができるならば、如何なる構成及び形状のものであっても構わない。
【００５８】
また、上部体の縁部には、カウンターシンク部３００が形成されるが、これに対する説明は後述する。
【００５９】
カウンターシンク部３００は、胴体１００の内部に向かって湾曲した形状に上部体２００の縁部に設けられる。カウンターシンク部３００は、胴体１００と上部体２００とをシーミング加工によって結合する過程で上部体２００に形成されるもので、二重シーミング又は三重シーミング加工によって結合する場合、自然に形成され得る。
【００６０】
但し、これは、二重又は三重シーミング加工によって結合する場合に限定されない。即ち、結合力不足の理由から、胴体１００と上部体２００とを単一シーミング加工によって結合する場合は非常に稀なことではあるが、万一、単一シーミング加工によって結合する場合であっても、後述する爆発防止部４００が設けられるように、上部体２００の縁部に沿ってカウンターシンク部３００が形成されることもできる。
【００６１】
一方、爆発防止部４００は、胴体１００が爆発する前に胴体１００内部の高圧ガスを外部に排出させるところである。このとき、胴体１００の爆発とは、胴体１００自体の爆発だけでなく、前述したように、胴体１００とそれに結合された上部体２００又は下部体９００とが相互分離、破裂され爆発することまでを全て含む包括的な意味を有する。
【００６２】
このような爆発防止部４００は、上部体２００の中央部に備えられた弁２１０を中心にしてカウンターシンク部３００に放射状に多数形成され得る。即ち、カウンターシンク部３００の形成経路に沿って、所定の間隔を置いて相互離隔形成されることができる。
【００６３】
この時、所定の間隔とは、同一の間隔又は一定の間隔を意味する。このように同一の間隔又は一定の間隔で形成される理由は、爆発前に高圧ガスを排出させる爆発防止部４００が、特定方向に偏って作動されることを防止するためである。
【００６４】
また、爆発防止部４００は、爆発前に高圧ガスの上昇された圧力によって開放され得るように、胴体１００の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化されることができる。この時、厚さを薄くし且つ材質を硬質化するために、外部空気と接する爆発防止部４００の外側面４１０をカウンターシンク部３００の外側面から延長して湾曲されるように形成することができ、高圧ガスと接する爆発防止部４００の内側面４２０を水平に形成することができる。
【００６５】
一方、このような爆発防止部４００を形成する過程は、図６〜図１１に示されている通りである。
【００６６】
ここで、図６は爆発防止部を製作する前における図３のＡ部分を拡大して示した断面図、図７は爆発防止部としてのスコアが形成された仮想の携帯用高圧ガス容器を図３のＡ部分に対応して示した断面図、図８は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部を製作する過程の一部を示した断面図、図９は図８に示された過程を通して製作された爆発防止部を示した断面図、図１０は本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例における爆発防止部の変形例を製作する過程の一部を示した断面図、そして、図１１は図１０に示された過程を通して製作された爆発防止部の変形例を示した断面図である。
【００６７】
爆発防止部４００の製作のために、まず、図６に示されたようなカウンターシンク部３００の内側面を、図８に示された爆発防止部製造器具５００の水平な受け台５１０上に配置し、カウンターシンク部３００の外側面と同様に湾曲された形状を有する加圧部５２０によってカウンターシンク部３００の外側面を加圧して圧搾することができる。かかる圧搾によって、カウンターシンク部３００の一部は、厚さが薄くなり且つその材質が硬質化された爆発防止部４００として形成され得る。
【００６８】
一方、厚さを薄くし且つ材質を硬質化するために、爆発防止部４００は、他の形状に変形して形成されることもできる。即ち、図１１に示されたように、外部空気と接する爆発防止部４００の外側面４１０と、爆発防止部４００の内側面４２０のうち胴体１００の内側壁に隣接する一側とは、湾曲されるように形成し、爆発防止部４００の内側面４２０のうち胴体１００の内側壁と隣接していない他側は、水平に形成することができる。
【００６９】
これは、前述したような圧搾過程で発生する変形部（図１１のＭを参照）が、胴体１００と上部体２００とのシーミング加工による結合を邪魔し得るため、爆発防止部４００の内側面４２０のうち胴体１００の内側壁に隣接する一側は扁平に形成しないのである。特に、図５に示されたように、胴体１００がネック部８００を備える場合は、変形部（図１１のＭを参照）が胴体１００と上部体２００とのシーミング加工による結合を邪魔する可能性がさらに大きくなるので、爆発防止部４００をこのように変形して構成するのが有利である。
【００７０】
このような爆発防止部４００の変形例を形成する過程は、図１０に示されたように、カウンターシンク部３００の内側面を爆発防止部製造器具５００の水平な受け台５１０上に配置する時、カウンターシンク部３００の最低点を、加圧部５２０の中心とは一致させ、受け台５１０の中心とは所定距離だけ離隔させることによって可能となる。
【００７１】
一方、前述のように爆発防止部４００を同一の間隔で多数形成するために、受け台５１０は、長方形のものが円形のベース（未図示）に該ベースの中心から放射状に４〜２０個設けられることができ、加圧部５２０は、受け台５１０に対応して円形のものが４〜２０個配置されることができる。ここで、受け台５１０及び加圧部５２０の個数（４〜２０個）は、例示したものに過ぎず、その個数は幾らでも増減が可能である。但し、この場合においても、後述の通り、爆発の前に外部に排出させる高圧ガスの流量を考慮して爆発防止部４００の個数を決定するのが有利である。
【００７２】
また、多数の爆発防止部４００は、外側面４１０の最低点と内側面４２０との厚さｔが、全て一定に形成され得る。これは、多数の爆発防止部４００が同一の間隔でカウンターシンク部３００に形成されることと同様な理由である。即ち、爆発の前に高圧ガスを排出させる爆発防止部４００が、特定方向に偏って作動されるのを防止するためである。
【００７３】
ここで、多数の爆発防止部４００における外側面４１０の最低点と内側面４２０との厚さｔは、上部体２００の材質を考慮して決定することができ、爆発防止部４００の開放に大きな抵抗を与えないために、０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍにすることができる。
【００７４】
このような爆発防止部４００は、後述するように、爆発前に高圧ガスの圧力上昇に因って切断（departing）されることで開口４４０を発生させ、容器内部の高圧ガスを排出させる。
【００７５】
これと関連して、携帯用高圧ガス容器の爆発前に容器内部の高圧ガスを排出させる方法としては、図７に示されたように、カウンターシンク部３００に切り込み形状のスコアＳを形成する方法も想定することができる。
【００７６】
このような仮想の携帯用高圧ガス容器において、スコアＳは、本発明の携帯用高圧ガス容器の爆発防止部４００とは異なり、破裂（tearing）されることで開口を発生させる。従って、スコアＳの深さは十分に深く形成しなければならず、その位置も破裂させる位置（図７のａ位置）に正確に形成しなければならない。
【００７７】
しかし、スコアＳを形成する過程において、過度に深く形成される場合が度々あって、これにより、予期せぬ開口が発生してしまい、使用前に高圧ガスが漏出される危険性がある。
【００７８】
また、不正確な位置にスコアＳが形成される場合、破裂位置が変化するが（図７のｂ、ｃ位置）、爆発前に排出される高圧ガスの量がスコアＳの位置によって異なり得、これにより、高圧ガスを排出させるスコアＳが特定方向に偏って作動し得るとの欠点もある。
【００７９】
従って、本発明の携帯用高圧ガス容器の一実施例による爆発防止部４００は、爆発前に高圧ガスの圧力上昇に因り切断（departing）されることで開口４４０を発生させるよう、前述の構成を有する。
【００８０】
一方、爆発防止部４００の外側面４１０には、腐食防止剤４３０がコーティングされることができる。これは、調理中にこぼれ出た汁や野外保管中に留まった雨水などのような水分に因り、爆発防止部４００の外側面４１０が腐食することを防止するためである。
【００８１】
このとき、腐食防止剤４３０は、爆発防止部４００の腐食を防止できる素材ならば、何でも構わないが、例示的に、エポキシ樹脂が１００ｃｍ２当り３００〜３５０ｍｇの厚さでコーティングされることができる。
【００８２】
このとき、エポキシ樹脂は、２５℃及びフォードカップＮｏ．４（＃4 ford cup）の条件下で２５〜３５秒の粘度を有するのが有利である。また、かかるエポキシ樹脂のコーティングは、スプレーコーティングを施した後、２００〜２２０℃で１分間硬化（curing）させるのが望ましい。また、エポキシ樹脂に色を添加すれば、コーティング有無及びコーティング度合を確認することができる。上記のようなコーティング有無及びコーティング度合の確認は、品質管理において有利であろう。
【００８３】
このように、爆発防止部４００に腐食防止剤４３０をコーティングすることによって、爆発防止部４００の腐食に因る予期せぬ開口の発生を防止することができる。
【００８４】
以下、胴体の爆発前に爆発防止部が作動する過程を示した作動状態図である、図１３〜図１６を参照しながら、本発明による携帯用高圧ガス容器の一実施例の作動について説明する。
【００８５】
図１３に示されたように、携帯用高圧ガス容器に高熱又は外力が加わる前は、胴体１００と上部体２００とはシーミング加工によって結合されており、上部体２００に形成されたカウンターシンク部３００には爆発防止部４００が設けられている。
【００８６】
しかし、携帯用高圧ガス容器に高熱又は外力が加われば、図１４に示されたように、まずは胴体１００の内部に向かって湾曲されていたカウンターシンク部３００が膨張しながら展開され、次いで爆発防止部４００が切断され始め隙間（aperture）が発生し、胴体１００内部の高圧ガスが排出され始める。
【００８７】
以後、図１５に示されたように、カウンターシンク部３００はさらに展開され、爆発防止部４００に発生された隙間は開口４４０の形状を有するようになって、より多くの高圧ガスを排出させる。
【００８８】
図１５のように作用する携帯用高圧ガス容器は、最終的には図１６のような形状を有するようになる。即ち、カウンターシンク部３００は完全に展開され、爆発防止部４００は完全な開口４４０の形状を有するようになって、さらに多くの高圧ガスを排出させる。
【００８９】
ここで、この高圧ガスは、爆発防止部４００が開放される瞬間、１．５ＭＰａの圧力下で１５０〜２５０ｌ／ｍｉｎの流量で排出されるが、これは、本発明による携帯用高圧ガス容器が、標準技術に合せて製造されたブタンガス容器の場合において必要となる流量、即ち８０ｌ／ｍｉｎ（空気圧力６ｋｇ／ｃｍ２）を越える数値と言える。
【００９０】
以上、本発明の特定の実施例を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内で多様な修正及び変形が可能なことは、本発明の技術分野における通常の知識を有する者にとっては自明なことである。従って、かかる修正例又は変形例は、本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施例も本発明の特許請求の範囲に属すると言える。
【符号の説明】
【００９１】
１００： 胴体
２００： 上部体
２１０： 弁
３００： カウンターシンク部
４００： 爆発防止部
４１０： 爆発防止部の外側面
４２０： 爆発防止部の内側面
４３０： 腐食防止剤
４４０： 開口
５００： 爆発防止部製造器具
５１０： 受け台
５２０： 加圧部
６００： シーミング部
６１０： フランジ
６２０： 延長部
６３０： フック
７１０： シーミングチャック
７２０、７３０、７４０： シーミングロール
８００： ネック部
９００： 下部体
Ｓ： 仮想の携帯用高圧ガス容器によるスコア
ｔ： 爆発防止部の厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に高圧ガスが充填された胴体と、
前記胴体の内部に充填された高圧ガスを排出させる弁を備え、前記胴体に結合された上部体と、
前記上部体の縁部に沿って形成され、前記胴体の内部に向かって湾曲しているカウンターシンク部と、
前記弁を中心にして放射状に前記カウンターシンク部に形成され、前記胴体の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化され、前記胴体が爆発する前に前記高圧ガスの上昇された圧力によって開放される多数の爆発防止部と、
を含む携帯用高圧ガス容器。
【請求項２】
前記胴体と前記上部体とは、
前記胴体に備えられたフランジと前記上部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部又は三重に結合した三重シーミング部によって結合されることで、
前記胴体と前記上部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、
前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることを特徴とする請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項３】
前記上部体に対向する位置に、前記胴体の内部に向かって湾曲され前記胴体と結合する下部体をさらに含む請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項４】
前記胴体と前記上部体及び下部体とは、
前記胴体に備えられたフランジと前記上部体及び下部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部又は三重に結合した三重シーミング部によって結合されることで、
前記胴体と前記上部体及び下部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、
前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることを特徴とする請求項３に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項５】
前記三重シーミング部は、
前記フランジと前記フックとが密着して重畳された状態で、前記フランジは∪形、∩形に連続して二重に折り曲げられ、前記フックは∩形、∪形、∩形に連続して三重に折り曲げられた後、圧着されることで、前記フランジと前記フックとが結合されることを特徴とする請求項２又は４に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項６】
前記胴体は、
前記三重シーミング部によって結合される部分の外周が、前記胴体の他の部分の外周よりも大きくなることを防止するために、
前記三重シーミング部によって結合される部分に隣接した前記胴体の一部分の直径が狭くなるようにネック部を備えることを特徴とする請求項５に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項７】
前記爆発防止部のそれぞれは、
外部空気と接する外側面は湾曲されているが、
前記高圧ガスと接する内側面は水平になっていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項８】
前記爆発防止部のそれぞれは、
外部空気と接する外側面と、前記高圧ガスと接する内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接する一側は湾曲されているが、
前記内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接していない他側は水平になっていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項９】
前記爆発防止部は、
前記カウンターシンク部に同一の間隔又は一定の間隔で形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１０】
前記爆発防止部のそれぞれは、
前記外側面の最低点と前記水平な内側面との厚さが全て一定であることを特徴とする請求項９に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１１】
前記外側面の最低点と前記水平な内側面との間の厚さは、
０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１２】
前記爆発防止部のそれぞれの外側面には、
腐食防止剤がコーティングされていることを特徴とする請求項９に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１３】
前記爆発防止部は、
開放される瞬間、１．５ ＭＰａの圧力下で１５０ｌ／ｍｉｎ〜２５０ｌ／ｍｉｎの流量で前記高圧ガスを排出させることを特徴とする請求項９に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１】
内部に高圧ガスが充填された胴体と、
前記胴体の内部に充填された高圧ガスを排出させる弁を備え、前記胴体に結合された上部体と、
前記上部体の縁部に沿って形成され、前記胴体の内部に向かって湾曲しているカウンターシンク部と、
前記弁を中心にして放射状に前記カウンターシンク部に形成され、前記胴体の内部に向かうにつれて厚さが薄くなり且つ材質が硬質化され、前記胴体が爆発する前に前記高圧ガスの上昇された圧力によって開放される多数の爆発防止部と、
を含む携帯用高圧ガス容器。
【請求項２】
前記胴体と前記上部体とは、
前記胴体に備えられたフランジと前記上部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部又は三重に結合した三重シーミング部によって結合されることで、
前記胴体と前記上部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、
前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることを特徴とする請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項３】
前記上部体に対向する位置に、前記胴体の内部に向かって湾曲され前記胴体と結合する下部体をさらに含む請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項４】
前記胴体と前記上部体及び下部体とは、
前記胴体に備えられたフランジと前記上部体及び下部体に備えられたフックとが二重に結合した二重シーミング部又は三重に結合した三重シーミング部によって結合されることで、
前記胴体と前記上部体及び下部体との結合力が、前記カウンターシンク部が変形され開放され始める前記爆発防止部の応力よりも大きくなって、
前記胴体が爆発する前に前記爆発防止部が開放され、前記高圧ガスを排出させることを特徴とする請求項３に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項５】
前記三重シーミング部は、
前記フランジと前記フックとが密着して重畳された状態で、前記フランジは∪形、∩形に連続して二重に折り曲げられ、前記フックは∩形、∪形、∩形に連続して三重に折り曲げられた後、圧着されることで、前記フランジと前記フックとが結合されることを特徴とする請求項２又は４に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項６】
前記胴体は、
前記三重シーミング部によって結合される部分の外周が、前記胴体の他の部分の外周よりも大きくなることを防止するために、
前記三重シーミング部によって結合される部分に隣接した前記胴体の一部分の直径が狭くなるようにネック部を備えることを特徴とする請求項５に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項７】
前記爆発防止部のそれぞれは、
外部空気と接する外側面は湾曲されているが、
前記高圧ガスと接する内側面は水平になっていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項８】
前記爆発防止部のそれぞれは、
外部空気と接する外側面と、前記高圧ガスと接する内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接する一側は湾曲されているが、
前記内側面のうち前記胴体の内側壁に隣接していない他側は水平になっていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項９】
前記爆発防止部は、
前記カウンターシンク部に同一の間隔又は一定の間隔で形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１０】
前記爆発防止部のそれぞれは、
前記外側面の最低点と前記水平な内側面との厚さが全て一定であることを特徴とする請求項９に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１１】
前記外側面の最低点と前記水平な内側面との間の厚さは、
０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１２】
前記爆発防止部のそれぞれの外側面には、
腐食防止剤がコーティングされていることを特徴とする請求項９に記載の携帯用高圧ガス容器。
【請求項１３】
前記爆発防止部は、
開放される瞬間、１．５ ＭＰａの圧力下で１５０ｌ／ｍｉｎ〜２５０ｌ／ｍｉｎの流量で前記高圧ガスを排出させることを特徴とする請求項９に記載の携帯用高圧ガス容器。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２５７００３（Ｐ２０１１−２５７００３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６４５９（Ｐ２０１１−１２６４５９）
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【出願人】（５１１１３７１７２）デ リュク カン カンパニー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【出願人】（５１１１３７１７２）デ リュク カン カンパニー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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