(57)【要約】【課題】  圧力と熱との両方に対応できる安全装置を提供する。【解決手段】  開示される熱及び圧力両用のリリーフ弁は、第１の端部に設けられた開口と、開口へ向けて第１のハウジングにおける第２の端部から延在してなる通路と、を有してなる第１のハウジングを含んでいる。第２のハウジングは、その一部分が第１のハウジングの開口に受け入れられて、第１及び第２のハウジングは、通路に隣接したチャンバを形成する。出口通路はチャンバから弁の外部へ延在している。ベアリング要素は、チャンバ内に配置されて通路に隣接していて、通路の広さよりも大きくなっている。バネは、チャンバ内に配置されて、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっている。チャンバ内には、熱要素も配置されていて、バネに対して一列になっている。熱要素は所定の温度にて溶融する。バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される。
2005526941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱及び圧力両用のリリーフ弁であって、このリリーフ弁が、
第１の端部に設けられた開口と、開口へ向けて第１のハウジングにおける第２の端部から延在してなる通路と、を有している第１のハウジングと、
第１のハウジングの開口に一部分が受け入れられる第２のハウジングであって、第１及び第２のハウジングが、通路に隣接したチャンバを形成するような上記第２のハウジングと、
チャンバから弁の外部へ延在してなる出口通路と、
チャンバ内に配置されて通路に隣接しているベアリング要素であって、通路の広さよりも大きいような上記ベアリング要素と、
チャンバ内に配置されたバネであって、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっているような上記バネと、
チャンバ内に配置され、バネに対して一列になっている熱要素であって、所定の温度にて溶融するような上記熱要素と、を備え、
バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される、
ことを特徴とする熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２】
第２のハウジングはさらに開口を含んでいて、第１及び第２のハウジングにおける開口によって、チャンバが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３】
出口通路は第２のハウジングに隣接していることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項４】
ベアリング要素は少なくとも一部分にシール要素を含んでいて、シール要素は通路に隣接していることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項５】
ベアリング要素はさらに、シール要素に隣接したピンを備えていることを特徴とする請求項４に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項６】
ピンはバネに隣接していることを特徴とする請求項５に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項７】
ピンはさらに、シール要素を受け入れるレセプタクルを有しているような頭部を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項８】
ピンは真鍮から作られていることを特徴とする請求項５に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項９】
熱要素は、共晶材料から作られていることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１０】
熱要素は、融点が低い合金から作られていることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１１】
第１のハウジングは雌ネジを含んでいて、第２のハウジングは、第１のハウジングにおける雌ネジに係合するような雄ネジを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１２】
第１のハウジングと第２のハウジングとは真鍮から作られていることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１３】
バネはステンレス鋼から作られていることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１４】
熱要素はバネに隣接していることを特徴とする請求項１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１５】
熱要素は、ベアリング要素と反対側のチャンバの端部にて、バネに隣接していることを特徴とする請求項１４に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１６】
熱要素は、ベアリング要素に隣接していて、バネとベアリング要素との間に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１７】
熱及び圧力両用のリリーフ弁であって、このリリーフ弁が
第１の端部に設けられた開口と、開口へ向けて第１のハウジングにおける第２の端部から延在してなる通路と、を有している第１のハウジングと、
第１のハウジングの開口に一部分が受け入れられる熱要素であって、第１のハウジングと熱要素とが、通路に隣接したチャンバを形成し、熱要素は所定の温度にて溶融するような上記熱要素と、
チャンバから弁の外部へ延在してなる出口通路と、
チャンバ内に配置されて通路に隣接しているベアリング要素であって、通路の広さよりも大きいような上記ベアリング要素と、
チャンバ内に配置されたバネであって、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっているような上記バネと、を備え、
バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される、
ことを特徴とする熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１８】
熱要素はさらに開口を含んでいて、第１のハウジングと熱要素との開口によって、チャンバが形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項１９】
出口通路は熱要素に隣接していることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２０】
ベアリング要素は少なくとも一部分にシール要素を含んでいて、シール要素は通路に隣接していることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２１】
ベアリング要素はさらに、シール要素に隣接したピンを備えていることを特徴とする請求項２０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２２】
ピンはバネに隣接していることを特徴とする請求項２１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２３】
ピンはさらに、シール要素を受け入れるレセプタクルを有しているような頭部を含んでいることを特徴とする請求項２１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２４】
ピンは真鍮から作られていることを特徴とする請求項２１に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２５】
熱要素は共晶材料から作られていることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２６】
熱要素は、融点が低い合金から作られていることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２７】
第１のハウジングは真鍮から作られていることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２８】
バネはステンレス鋼から作られていることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項２９】
バネは熱要素に隣接していることを特徴とする請求項１７に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３０】
熱及び圧力両用のリリーフ弁であって、このリリーフ弁が、
第１の端部に設けられた開口と、開口へ向けて第１のハウジングにおける第２の端部から延在してなる通路と、を有している第１のハウジングと、
第１のハウジングの開口に一部分が受け入れられる第２のハウジングであって、第１及び第２のハウジングが、通路に隣接したチャンバを形成するような上記第２のハウジングと、
チャンバから弁の外部へ延在してなる出口通路と、
チャンバ内に配置されたベアリング要素であって、ベアリング要素は通路に隣接したシール部分を含んでいて、シール部分は通路の広さよりも大きくなっていて、ベアリング要素はシールに隣接した熱要素を含んでいて、熱要素は所定の温度にて溶融するような上記ベアリング要素と、
チャンバ内に配置されたバネであって、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっているような上記バネと、
バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される、
ことを特徴とする熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３１】
第２のハウジングはさらに開口を含んでいて、第１及び第２のハウジングにおける開口によって、チャンバが形成されていることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３２】
出口通路は第２のハウジングに隣接していることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３３】
バネは熱要素に隣接していることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３４】
熱要素はさらに、シール要素を受け入れるレセプタクルを含んでいることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３５】
熱要素は共晶材料から作られていることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３６】
熱要素は、融点が低い合金から作られていることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３７】
第１のハウジングと第２のハウジングとは真鍮から作られていることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３８】
バネはステンレス鋼から作られていることを特徴とする請求項３０に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項３９】
加圧容器であって、この加圧容器が、
加圧された流体を収容する容器と、
容器に取り付けられ、容器に連通している熱及び圧力両用のリリーフ弁であって、この熱及び圧力両用のリリーフ弁が、
第１の端部に開口を備えている第１のハウジングと、
開口に一部分が受け入れられる第２のハウジングと、
第１のハウジングにおける第２の端部から開口へ向けて延在してなる通路と、
通路に隣接し、第１及び第２のハウジングによって形成されるチャンバと、
チャンバから弁の外部へ延在してなる出口通路と、
チャンバ内に配置されて通路に隣接しているシール要素であって、通路の広さよりも大きいような上記シール要素と、
圧縮状態にてチャンバ内に配置されたバネであって、シール要素に対して一列になっているような上記バネと、
チャンバ内に配置され、バネに対して一列になっている熱要素であって、所定の温度にて溶融するような上記熱要素と、を備え、
バネがベアリング要素に対して力を加えることで、シール要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される、
ことを特徴とする加圧容器。
【請求項４０】
第２のハウジングはさらに開口を含んでいて、第１及び第２のハウジングにおける開口によって、チャンバが形成されていることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【請求項４１】
弁がさらに、容器の外壁に接触する肩部を備えていることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【請求項４２】
出口通路は第２のハウジングと肩部との間に設けられていることを特徴とする請求項４１に記載の加圧容器。
【請求項４３】
容器がさらに、容器の上部にマニホールドを含んでいて、弁はマニホールドに取り付けられていることを特徴とする請求項４１に記載の加圧容器。
【請求項４４】
第１のハウジングは雄ネジを含んでいて、マニホールドは、第１のハウジングにおける雄ネジに係合するような雌ネジを含んでいることを特徴とする請求項４１に記載の加圧容器。
【請求項４５】
熱要素はバネに隣接していることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【請求項４６】
熱要素は、シール要素と反対側のチャンバの端部にて、バネに隣接していることを特徴とする請求項４５に記載の加圧容器。
【請求項４７】
熱要素は、シール要素及びバネに隣接していることを特徴とする請求項４５に記載の加圧容器。
【請求項４８】
熱要素はさらに、シール要素を受け入れるレセプタクルを含んでいることを特徴とする請求項４７に記載の加圧容器。
【請求項４９】
熱要素は共晶材料から作られていることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【請求項５０】
熱要素は、融点が低い合金から作られていることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【請求項５１】
第１のハウジングは雌ネジを含んでいて、第２のハウジングは、第１のハウジングにおける雌ネジに係合するような雄ネジを含んでいることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【請求項５２】
第１のハウジングと第２のハウジングとは真鍮から作られていることを特徴とする請求項３９に記載の熱及び圧力両用のリリーフ弁。
【請求項５３】
バネはステンレス鋼から作られていることを特徴とする請求項３９に記載の加圧容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全装置に関し、特に、所定の温度又は圧力を越えたときに、容器又は缶の中にある加圧された流体の圧力を解放するようなリリーフ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力を加えて気体や液体の製品を収容する容器類は、過大な圧力や温度によって容器が破裂することを防ぐために、リリーフ弁を備えている。そうしたリリーフ弁によって、過大な圧力は漏れ出ることができる。
【０００３】
容器内に過大な圧力が生じることを防ぐために、いくつかのタイプの安全装置が使用されてきた。ひとつの装置は、容器の出口通路を閉鎖及び密封する溶融プラグを含んでいるような取付品である。容器を取り巻く温度が溶融プラグの降伏点に達したならば、プラグは溶融して、溶融したプラグは圧力のために通路を通って押し出され、容器内の圧力は漏れ出ることができる。しかしながら、溶融プラグには、高い圧力にさらされると、時間と共に押し出されるという問題点が生じる。こうした破壊は、圧力が漏れる経路を生じさせる。従って、かかるタイプの溶融プラグは、常時高圧下に置かれるような製品を収容する容器には使用することができず、プラグを使用できる製品のタイプは限定される。さらに、溶融プラグは、過度の熱条件にさらされるような場合には有効であるけれども、過度の圧力条件にさらされる場合には、一般に溶融プラグは有効ではない。
【０００４】
別の解決手段においては、２つの安全装置、つまり、過大な圧力にさらされた時のための圧力リリーフ弁と、熱的な解放が必要な時のための熱ヒューズとを用いている。溶融プラグに関連させて上述した問題点に加えて、この解決手段には、容器が２つの安全装置に適合していなければならないという不都合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、上述した不都合及び制限を解消できるような、圧力と熱との両方に対応できる安全装置が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
改良された圧力安全装置に対する要望を満足するために、熱及び圧力両用のリリーフ弁を以下に開示する。熱及び圧力両用のリリーフ弁のひとつの観点によれば、開示される第１のハウジングは、第１の端部に設けられた開口と、開口へ向けて第１のハウジングにおける第２の端部から延在してなる通路と、を有している。第２のハウジングは、その一部分が第１のハウジングの開口に受け入れられて、第１及び第２のハウジングは、通路に隣接したチャンバを形成する。出口通路はチャンバから弁の外部へ延在している。ベアリング要素は、チャンバ内に配置されて通路に隣接していて、通路の広さよりも大きくなっている。バネは、チャンバ内に配置されて、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっている。チャンバ内には、熱要素も配置されていて、バネに対して一列になっている。熱要素は所定の温度にて溶融する。バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される。
【０００７】
別の観点による熱及び圧力両用のリリーフ弁においては、熱要素は、その一部分が第１のハウジングの開口に受け入れられている。第１のハウジングと熱要素とが、通路に隣接したチャンバを形成し、熱要素は所定の温度にて溶融する。出口通路はチャンバから弁の外部へ延在している。ベアリング要素は、チャンバ内に配置されて通路に隣接していて、通路の広さよりも大きくなっている。バネは、チャンバ内に配置されて、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっている。バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される。
【０００８】
別の観点による熱及び圧力両用のリリーフ弁においては、第１のハウジングは、第１の端部に設けられた開口と、開口へ向けて第１のハウジングにおける第２の端部から延在してなる通路と、を有している。第２のハウジングは、その一部分が第１のハウジングの開口に受け入れられて、第１及び第２のハウジングは、通路に隣接したチャンバを形成する。出口通路はチャンバから弁の外部へ延在している。ベアリング要素は、チャンバ内に配置されて、通路に隣接したシール部分と、熱要素とを含んでいる。シール部分は通路の広さよりも大きくなっている。熱要素は、シール部分に隣接していて、所定の温度にて溶融する。バネは、チャンバ内に配置されて、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっている。バネがベアリング要素に対して力を加えることで、ベアリング要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される。
【０００９】
本発明の別の観点によれば、加圧容器が開示される。容器は加圧された流体を収容する。熱及び圧力両用のリリーフ弁は、容器に取り付けられ、容器に連通している。熱及び圧力両用のリリーフ弁は、第１の端部に開口を備えている第１のハウジングと、開口に一部分が受け入れられる第２のハウジングと、を含んでいる。通路は、第１のハウジングにおける第２の端部から開口へ向けて延在している。チャンバは、通路に隣接していて、第１及び第２のハウジングによって形成される。出口通路はチャンバから弁の外部へ延在している。シール要素は、チャンバ内に配置されて、通路に隣接している。シール要素は、通路の広さよりも大きくなっている。バネは、圧縮状態になっていて、ベアリング要素に対して一列になっている。熱要素は、チャンバ内に配置されて、バネに対して一列になっている。熱要素は所定の温度にて溶融する。バネがシール要素に対して力を加えることで、シール要素は通路へ向けて付勢されて、チャンバと通路との間にシールが形成される。
【００１０】
上述の及びその他の特徴及び利点に関しては、出願時における好ましい実施形態についての、以下の詳細な説明及びこれに関連させた添付図面によって、さらに明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照すると、図１は、ひとつの実施形態による容器２を示していて、該容器は、圧力リリーフ弁と熱圧力ヒューズとの組み合わせ（以下“弁”と称する。）４を有している。容器は好ましくは、加圧された液体状又は気体状の流体（図示せず）を収容している。容器２の中の圧力は、過度の温度又は圧力条件によって生じる。詳しくは後述するように、所定の圧力又は温度に達すると、弁４が圧力を逃がすことで、容器や流体が損傷することを防止する。
【００１２】
弁４は、好ましくは弁４に設けられた雄ネジ１３（図２参照）をマニホールド３に設けられた雌ネジ（図示せず）に係合させることによって、容器２のマニホールド３に設けられた開口６に組み込まれる。マニホールドは、容器に流体的に連通していて、流体は、マニホールドと容器との間を自由に出入りすることができる。望ましくは、マニホールド３は、容器２の上部１１に取り付けられている。必須ではないけれども、Ｏリングシールなどのシール８を弁４の外面まわりに配置して、マニホールド３の外壁５に隣接させると良い。シール８は、マニホールド３と弁４との間にシール作用を提供する。
【００１３】
図２を参照すると、弁４は好ましくは、第１のハウジング１０と第２のハウジング１２とを含んでいる。第１のハウジング１０は、第１の端部１５と、第１の端部に対して反対側になる第２の端部２４と、第１のハウジング１０における第２の端部２４から第１の端部１５へ向けて延在してなる通路２２とを含んでいる。従って、通路２２は、該通路がマニホールド３に導かれて、該マニホールドに連通するように配置されている（図１参照）。
【００１４】
第２のハウジング１２は、第１のハウジング１０における第１の端部１５の開口１４に部分的に受け入れられている（すなわち、第２のハウジング１２の全体よりも少ない部分が開口１４に受け入れられている。）。好ましい実施形態においては、第１のハウジング１０は、第２のハウジングに設けられた雄ネジ１８に係合するような雌ネジ１６を含むのが好ましいけれども、他の実施形態においては、第１及び第２のハウジングは、固定具等を用いるなどの別なやり方で、取り付けても良い。
【００１５】
第１のハウジング１０は、真鍮から作ることが好ましいけれども、他の実施形態においては、第１のハウジングは、鋼や、アルミニウム合金、又は他の任意の適当な合金から作ることができる。好ましい実施形態においては、第２のハウジング１２も真鍮から作られるが、第１のハウジングと同様に、鋼や、アルミニウム合金、又は他の合金から作ることができる。さらに、後述するように、第２のハウジングは溶融性の材料から作ることもできる。
【００１６】
図１に示した容器２などの容器の付属物として弁が組み込まれる場合には、第１のハウジング１０における第２の端部２４は、マニホールド３の開口６の中に配置されて、通路２２はマニホールドの内部へ導かれるようになっている。第２のハウジングと、第１のハウジングにおける残りの部分２６とは、容器の外部に配置される。望ましくは、第１のハウジングにおける、容器２の外部になる部分２６は、マニホールドの外壁５に当接するような肩部２８を含んでいる。
【００１７】
第１のハウジングにおける開口１４は、開口１４から第１のハウジングにおける外壁４４を通って延在するような、出口通路４２を含んでいて、出口通路４２は弁４の外部の領域につながっている。望ましくは、出口通路は、肩部２８と第２のハウジング１２との間において、第１のハウジングの部分２６に沿って配置される。
【００１８】
第１のハウジング１０と第２のハウジング１２とが、チャンバ２０を形成する。望ましくは、第２のハウジング１２は開口３４を有していて、第２のハウジング１２が第１のハウジング１０によって受け入れられたとき、第１及び第２のハウジングの開口１４及び３４が一緒に、通路２２に隣接したチャンバ２０を形成する。詳しくは後述するけれども、弁が作動した状態、つまり弁が熱又は圧力を逃しているときには、チャンバと通路とが連通している。
【００１９】
ベアリング要素３０と、バネ３２と、熱要素３４とは、チャンバ２０の中に配置されている。ベアリング要素３０は、通路２２に隣接している。詳しくは後述するように、ベアリング要素３０における少なくとも一部分３６は、シール材料から作られていて、通路２２に隣接している。変形例の実施形態においては、ベアリング要素３０は完全にシール材料から作ることもできる。ベアリング要素３０における残余の部分は、バネ２２から加わる力を受けるような、支持面として機能する。
【００２０】
最も望ましくは、図２に示すように、ベアリング要素３０は、通路に隣接したシール部材３６ａと、シール部材３６に隣接したピン３８とを含んでいる。シール部材３６ａは、通路２２に比べて大きくなっているべきである。ここで「大きい」ということの意味を例示的に説明すると、シール部材３６ａと通路２２とがいずれも丸い形状であるならば、シール部材の直径は、通路の直径に比べて長く、従って大きいべきである。
【００２１】
ピン３８の頭部４６は、弁４が不作動状態であるときに、バネ２２の付勢力が働く面として機能する。必須ではないけれども、ピン３８の頭部４６は、レセプタクル４０を有していることが好ましく、その中にシール部材３６ａが収容される。好ましい実施形態においては、ピン３８は真鍮から作られているけれども、他の実施形態においては、ピンは、第１及び第２のハウジングについて前述したような、別の材料から作ることができる。
【００２２】
ベアリング要素３０は、通路２２に対してはシールとして働くけれども、チャンバ２０の中ではシールとして働かないことに留意されたい。ピン３８を組み込んだ実施形態にあっては、ピン３８の頭部４６は好ましくは六角形になっていて、気体又は流体はチャンバを通って流れることができる。他の実施形態においては、勿論、ベアリング要素は、チャンバを通る流れを許す限りにおいて、別な形状にすることができる。
【００２３】
バネ３２はピン３８に隣接して配置されていて、弁４が不作動状態である、正常条件下では、バネ３２は圧縮状態になっていて、ピン３８及びシール部材３６ａを押圧している。従って、正常条件下では、バネ３２はピン３８及びシール部材３６ａを通路２２へ向けて付勢している。従って、シール部材は通路２２とチャンバ２０との間のシールとして機能する。
【００２４】
バネ３２は、ステンレス鋼のバネであることが好ましいけれども、バネは、珪素鋼や、バネ鋼、又はその他の好適な、破断やクリープ破損などの破損の発生を抑制できるような材料から作ることができる。また、使用されるバネの材料は、容器内の流体のタイプにも依存していて、例えば腐食などの、バネと流体との間の不適合による破損の発生を抑制する。さらに、バネの荷重は、流体に関連した、熱及び圧力についての逃がしの要求条件に依存する。
【００２５】
熱要素３４は、好ましくは共晶材料から作られ、さらに好ましくはビスマス又は錫の合金から作られた共晶材料から作られる。好ましい実施形態においては、熱要素３４は、ベアリング要素３０と反対側のチャンバ２０の端部４０にて、バネ３２に隣接している。追加的な実施形態においては、例えば、熱要素は、バネとベアリング要素との間に配置しても良い。シール要素とピンとを組み込んだ実施形態では、熱要素は、ピンとシール要素との間に配置しても良い。一般的に、熱要素３４のチャンバ２０内における位置は、熱要素がバネ３２に対して一列になっていて、正常条件下において（すなわち弁が不作動状態であるときに）、バネが熱要素に対して付勢される限り、さほど重要ではない。
【００２６】
通常は、熱要素は共晶材料から作られるけれども、低い融点をもったその他の材料からも作ることができ、融点は、流体に関連した熱についての逃がしの要求条件によって定められる。例としては、限定はしないが、半田や、融点の低い合金などが含まれる。
【００２７】
次に、弁の動作について説明するが、まずは、熱についての逃がしが必要な場合における弁の動作について説明する。図１に関連させて上述したように、弁４は、マニホールド３の開口６に組み込まれていて、マニホールドは、気体状又は液体状の流体を収容している容器２に取り付けられている。正常条件下では、バネ３２は圧縮されていて、ベアリング要素３０に対して力を加えていて、通路２２とチャンバ２０との間にはシールが形成されている。従って、正常条件下では、バネ３２はベアリング要素３０を通路２２に対して付勢している。熱要素３４は、バネ３２に対して一列になるように配置されている。
【００２８】
熱要素３４は、容器２の中が所定の温度に達すると、溶融を生じさせ又は固体特性を失なうような、融点を有している。これが生じると、熱要素は溶融し、バネ３２の圧縮は解かれて、バネは、熱要素３４がそれまで占有していた領域へ広がる。バネ３２の圧縮が解かれると、ベアリング要素３０は、もはや通路２２に対して付勢されることはなくなる。従って、過剰な熱圧力は、通路２２からチャンバ２０へ入り、出口通路４２から排出される。従って、弁４は、熱についての逃がしを提供して、容器及び／又は流体への損傷を防止する。
【００２９】
上述のように、弁４は、所定の圧力に達したときにも、逃がしを提供する。容器２内の圧力は、通路２２へ入り、ベアリング要素３０に対して力を働かせる。容器内の圧力が所定の圧力にまで高まると、ベアリング要素３０に加わる圧力が、バネ３２の荷重を越える。その結果、バネ３２はさらに圧縮されて、ベアリング要素３０は、もはや通路２２に対して付勢されることはなくなる。従って、過剰な圧力は、チャンバ２０へ入り、出口通路４２から排出される。
【００３０】
図３は、追加的な実施形態による弁４を示している。図において、図２と同一の要素には同一の符号を付しており、相違する要素にはプライム記号（’）を付している。この実施形態では、第２のハウジング１２が、熱要素’３４としての機能を実行する。従って、バネ３２は、第２のハウジング１２に対して一列になっていて、代表的には第２のハウジングに隣接している。所定の温度に達したときには、第２のハウジング１２は溶融し始める。バネ３２の圧縮は解かれて、バネは、第２のハウジングがそれまで占有していた領域へ広がる。先の実施形態について前述したように、ベアリング要素３０は、もはや通路２２に対して付勢されることはなくなる。従って、過剰な熱圧力は、チャンバ２０へ入り、出口通路４２から排出される。圧力についての逃がしに関連した弁４の動作は、前述の実施形態の動作と、概略同じである。
【００３１】
図４は、別の実施形態による弁４を示している。図において、図２と同一の要素には同一の符号を付しており、相違する要素にはダブルプライム記号（”）を付している。この実施形態では、シール要素３６ａとピン３８とが組み込まれていて、ピン３８が、熱要素”３４としての機能を実行する。前述の如く、ピン３８は、シール要素３６ａを受け入れるためのレセプタクル４０を含んでいる。熱についての逃がしを提供するために、所定の温度に達したときに、ピン３８は溶融する。バネ３２の圧縮が解かれると、ベアリング要素３０は、もはや通路２２に対して付勢されることはなくなる。過剰な熱圧力は、チャンバ２０へ入り、出口通路４２から排出される。圧力についての逃がしに関連した弁４の動作は、前述の実施形態の動作と、概略同じである。
【００３２】
好ましい実施形態においては、熱要素は、温度が２８１゜Ｆの所定温度になると、約９０秒以内に溶融するような材料から作られていることに留意されたい。しかしながら、他の実施形態においては、熱要素は、仕様の要求条件に応じ、より長時間又はより短時間で溶融するような材料から作ることができ、また、所定の温度を変更することもできる。仕様の要求条件及び使用されるバネのタイプに応じて、熱要素が完全に溶融したときに、又は部分的に溶融したときに、弁を作動させることができる。
【００３３】
上述した弁は、熱及び圧力についての逃がしを提供する別のタイプの弁には勝る、いくつかの利点を提供する。例えば、いくつかの他の装置は、容器の出口通路を閉鎖及びシールするような溶融プラグを用いている。容器を取り巻く温度が溶融プラグの降伏点に達したならば、プラグは溶融して、溶融したプラグは圧力のために通路を通って押し出され、容器内の圧力は漏れ出ることができる。しかしながら、溶融プラグには、高い圧力にさらされると、押し出されるという問題点がある。対照的に、本発明による弁では、容器と熱要素との間にシールを組み込んでいる。従って、熱要素は高い圧力にされされることがなく、よって圧力とは独立して作動する。従って、押し出しの破損が生じる確率は大いに減少する。
【００３４】
本発明による弁では、１台だけの装置によって、熱及び圧力についての逃がしを提供することができる。他の装置では、圧力リリーフ弁と熱ヒューズとの両方が使用される。従って、溶融プラグに関連した問題点を解決できることに加えて、本発明の弁によれば、容器が、２つではなく、ひとつの安全装置に適合していれば良いという利点が提供される。
【００３５】
さらに例示すると、ピンの中に受け入れられるようなシール要素を組み込んだ実施形態においては、熱要素を以外の部品は、再利用することができる。このことは、必要な交換部品数が少なくて良いという利点を提供し、弁に関連したコストを引き下げることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したけれども、本発明は、特許請求の範囲に定めた適切な範囲及び公平な意味から逸脱せずに、改変、応用、変更することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、加圧容器の付属物として組み込まれた、熱及び圧力両用のリリーフ弁についての実施形態を示している。
【図２】図２は、実施形態による熱及び圧力両用のリリーフ弁について、弁の一部分を取り除いた側面図を示している。
【図３】図３は、図２の弁に対する第２の実施形態を示している。
【図４】図４は、図３の弁に対する第３の実施形態を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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