(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置（５）の内部の過大圧力から保護するためのデバイス（４）用のラプチャーディスク（１）であって、前記ラプチャーディスクは、互いに実質的に平行な２つの平坦面（１０、１１）を備える概して円形の部品と、円周（Ｃ１、Ｃ２）上に各々位置付けられた２つのスコア（１２、１３）と、からなり、前記２つのスコアの前記円周（Ｃ１、Ｃ２）は互いに異なり、大きい方の円周上に位置付けられたスコア（１２）は、下面と呼ばれる前記平坦面のうちの一方の平坦面（１０）上に作り出されているが、小さい方の円周上に位置付けられたスコア（１３）は、上面と呼ばれる前記平坦面のうちの他方の平坦面（１１）上に作り出されており、前記上面に位置付けられた前記スコア（１３）は、第１のガスの下での第１の圧力Ｐ０で破裂するように設計されているが、前記下面に位置付けられる前記スコア（１２）は、Ｐ０と異なる、第２のガスの下での第２の圧力Ｐ１で破裂するように設計されている、ラプチャーディスク。
【請求項２】
前記スコアのうちの一方および／または他方は、その円周にわたって連続的である、請求項１に記載のラプチャーディスク。
【請求項３】
前記スコアのうちの一方および／または他方は、その円周上で不連続的である、請求項１に記載のラプチャーディスク。
【請求項４】
前記２つのスコアの前記円周は互いに同心である、請求項１から３のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項５】
前記２つのスコアの前記円周は、前記円形の部品の中心に心合わせされている、請求項１から４のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項６】
前記部品は、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、フェライト−ベイナイト鋼、ベイナイト鋼、フェライト−マルテンサイト鋼、好ましくはＡＰＩ Ｘ８０グレードのフェライト
−パーライト鋼、およびパーライト鋼から選択された鋼から作られている、請求項１から５のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項７】
前記部品は１ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項８】
前記スコアの深さが、前記部品の厚さの約７０％に対応する値以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項９】
前記スコアの底における半径が、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの間である、請求項１から８のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項１０】
前記スコアの開口角度が、５０°以下である、請求項１から９のいずれか一項に記載のラプチャーディスク。
【請求項１１】
ヘリウムおよび水素などの異なる化学的性質の２つのガスを連続して含むように意図された装置（５）であって、
開口（５０）が形成された壁と、
前記装置を過大圧力から保護するためのデバイス（４）と、
を備え、前記デバイス（４）が、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のラプチャーディスク（１）であって、前記ラプチャーディスク（１）の下面が、装置に含まれる圧力に直接的に接触する、ラプチャーディスク（１）と、
前記ラプチャーディスクのスコアが前記開口の上に配されながら前記ラプチャーディスクを前記壁に押し付けるように設計された少なくとも１つの支承要素（２）と、
を備える、装置（５）。
【請求項１２】
保護デバイスは、前記ラプチャーディスクの周縁と前記開口（５０）の周りの壁との間に配置された封止手段（６）と、
閉止キャップと呼ばれ、前記支承要素に当接し、前記支承要素および前記ラプチャーディスクを前記装置において保持すると共に前記封止手段のレベルで封止を確保するように前記装置に締め付けることにより固定された少なくとも１つの保持要素（３）と、
を備える、請求項１１に記載の装置（５）。
【請求項１３】
前記支承要素はリングであり、前記リングの下面（２１）が前記ラプチャーディスクの前記上面（１１）に当接し、前記リングの開口（２３）が前記壁の開口に面して配置されたリングである、請求項１１に記載の装置（５）。
【請求項１４】
前記リングの周縁と閉止キャップ（３）との間に配置された封止手段（６）をさらに備える、請求項１３に記載の装置（５）。
【請求項１５】
前記封止手段（６）は１つまたは複数のＯリングシールからなる、請求項１２または１４に記載の装置（５）。
【請求項１６】
前記閉止キャップおよび前記装置は、前記閉止キャップを前記装置に締め付けるためのネジを収容するために、互いに面するネジ穴（３１、５１）がそれぞれ穿孔されている、請求項１２に記載の装置（５）。
【請求項１７】
ヘリウム（Ｈｅ）および水素（Ｈ２）などの異なる化学的性質の２つのガスを圧力下で含むための、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の装置の使用。
【請求項１８】
水素の生産および保管の装置としての、請求項１７に記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力下の装置を過剰圧力および/または過大真空から保護するために使用される安全デバイスの分野に関する。
【０００２】
本発明は、より詳細には、この種類のデバイスを形成する新規のラプチャーディスクを取り扱う。
【背景技術】
【０００３】
圧力下の装置を過剰圧力から保護するために使用されるすべてのデバイスの実施および記載は、フランスの規格NF EN ISO 4126の主題を特に形成している。
【０００４】
この規格の概要は、以下のような物品とされ得る本質的に4つの種類のデバイスが現在あることを示している。
1)ラプチャーディスク、
2)安全弁、
3)ラプチャーディスクおよび安全弁の使用を組み合わせたデバイス、
4)いわゆる「制御された安全圧力解放システム」(CSPRS)。
【０００５】
規格NF EN ISO 4126-2の主題であるラプチャーディスクは、装置の内部と外部との間の差圧によって作動されるデバイスであり、これらの装置は、破裂によって、すなわち、材料が裂けることによって保護し動作するように設計される。
【０００６】
より具体的には、ラプチャーディスクは、圧力を含み、圧力下の装置の内部の圧力に敏感であり、所定の圧力で破裂することで開放するように設計される部品からなる。この破裂は、圧力下の装置に含まれるガスを放出することで、装置の内圧の低下をもたらすことを可能にする。
【０００７】
既存のラプチャーディスクの中で、ラプチャーディスクは、市場の大部分を構成するその具体的な形状に応じて区別され得る。
-  保護を行う圧力下の装置から外向きに半球形とされた形態を伴う、半球形態のラプチャーディスク、
-  反対の半球形態のラプチャーディスク、すなわち、保護を行う圧力下の装置の内部に向かう半球形態を伴うラプチャーディスク、
-  平面状の形態のラプチャーディスク。
【０００８】
既存のラプチャーディスクは、単一の材料または複数の材料から製作され得る。それらラプチャーディスクは、意図されている使用のための指定された破裂圧力である1つの圧力値Pで破裂するように、すべて設計されている。Pの値は、温度の関数であるが、圧力下の装置に含まれるガスの性質とは無関係である。実際、Pの値は、性能許容差を伴って、製造者により供給される。
【０００９】
したがって、ラプチャーディスクは、簡単な技術的手段によって、圧力下にある装置を過大真空または過剰圧力から保護することを可能にする。過大圧力の場合、前述したように、ディスクの破裂は、装置の内部の圧力が許容差値内で指定された破裂圧力に等しくなると、すぐに起こり、装置に含まれるガスの化学的性質と無関係に起こる。
【００１０】
頭字語によってHEとしばしば称される鋼の水素ガス脆化(Hydrogen gas Embrittlement)は、水素と鋼との間の相互作用によって引き起こされる現象である。相互作用は、鋼の表面における水素の吸着と、おそらくは水素の体積の拡散とからなる。その微細構造、機械的特性などの材料と、水素の揮散力、温度などのその環境とに関連する複数のパラメータに基づいて、この相互作用は、鋼の早期の破裂をもたらし、それによって当該装置の明らかな破裂をもたらす可能性がある。脆化という用語によって総称されるこの早期の破裂は、一般に、鋼の延性の低下によって、鋼の機械的挙動で表して反映される。この低下の規模は、先に挙げたパラメータに依存する。
【００１１】
この主題についての文献は、石油化学製品、冶金、または原子力産業などの、多くの分野におけるこの現象の重要性および臨界性を非常に明確に示している。
【００１２】
したがって、概して鋼のその金属壁が脆化によって影響され得る圧力下の装置の製造者は、この現象を考慮しなければならない。
【００１３】
具体的には、このような装置は、その動作の間に連続して、水素に続く不活性ガスの圧力を受けることが必要とされ得る。
【００１４】
この場合、装置の製造者は、安全対策を通じて、水素の下での最大許容可能圧力を、不活性ガスの下での最大許容可能圧力と比較して低くしようとする可能性がある。
【００１５】
今日まで、装置におけるガスの化学的性質に従って、デバイスの破裂をもたらす圧力値を自動的に対処するように設計された過剰圧力に対して圧力下の装置を保護するためのデバイスはない。
【００１６】
そのため、特に、保護デバイスの破裂をもたらす圧力値を自動的に対処するように、装置におけるガスの化学的性質に従って圧力下の装置を適合させるために、圧力下の装置の保護デバイスを改良する必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の広い目的は、この必要性に少なくとも部分的に対処することである。
【００１８】
具体的な目的は、広い目的に対処し、製作するのが簡単で、信頼でき、安価であるデバイスを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これを行うために、本発明の主題は、装置の内部の過大圧力から保護するためのデバイス用のラプチャーディスクであって、ディスクは、互いに実質的に平行な2つの平坦面を備える概して円形の形態の部品と、円周上に各々位置付けられる2つのスコアとからなり、2つのスコアの円周は互いに異なり、大きい方の円周上に位置付けられるスコアは、下面と呼ばれる平坦面のうちの一方上に作り出され、小さい方の円周上に位置付けられるスコアは、上面と呼ばれる平坦面のうちの他方上に作り出される、ラプチャーディスクである。
【００２０】
有利な実施形態によれば、上面に位置付けられるスコアは、第1の圧力P0で破裂するように設計され、下面に位置付けられるスコアは、P0と異なる第2の圧力P1で破裂するように設計される。
【００２１】
本発明によるラプチャーディスクの配置に関して、大きい方の直径の円周のスコアを有するディスクの下面は、保護される装置に含まれる圧力と直接的に接触して配置される。
【００２２】
そのため、ディスクの上面は、装置の内部の圧力を受けず、不活性ガスまたは空気の下で大気圧になる。
【００２３】
したがって、本発明の発明者らは、装置に含まれる加圧ガスに従って、ラプチャーディスクの破壊開始スコアに差異を生じさせることを巧みに考えた。
【００２４】
発明者らは、これらの破壊開始スコアの可能な位置の分析もし、ディスクの2つの平坦面の各々に破壊開始スコアまたはスコアを位置付けることが必要であるという結論になった。
【００２５】
実際において、スコアが両方とも装置の圧力と直接的に接触しないように意図されているディスクの上面に位置付けられる場合、これらのスコアは、水素などのガスによって脆化されないことになる。結果として、ディスクの脆化の主要なポイントは、保護デバイスの支承要素とのディスクの埋め込みのレベルにおいて、ディスクの反対の面、すなわち、下面において生じることになる。そのため、破裂圧力は、埋め込みのレベルにおいて、ディスクの下面における傷(引っ掻き)の存在に非常に敏感になり、そのため、水素などのガスの下での破裂圧力が非常にランダムとなる。別の言い方をすると、良好な信頼性を保証することが可能とならない。
【００２６】
一方で、スコアが両方ともディスクの下面に位置付けられる場合、2つのスコアの底が、圧縮によってではなく牽引によって圧力が掛けられるようにディスクを寸法決定しようとするのが非常に困難となる。したがって、水素などのガスによる脆化は、ディスクの下面における埋め込みのレベルへと移転されることになり、破裂圧力制御の前述と同じ問題が生じることになる。
【００２７】
言うまでもなく、当業者は、所望の破裂圧力を得るために、厚さ、直径などのディスクの形状パラメータと、深さ、スコアの底の半径、ディスクにおける位置などのスコアの形状パラメータとを寸法決定するのに注意することになる。
【００２８】
当業者は、有限要素計算ソフトウェアを用いて、この寸法決定を実施できる。これは、出願者によって開発され市販されているCast3Mと呼ばれるソフトウェアであり得る。Abaqusという販売名称のソフトウェアであってもよい。任意の他の有限要素計算ソフトウェアが適切であり得る。
【００２９】
発明者らは、以下の手順に従って、Cast3Mソフトウェアを用いて、本発明によるラプチャーディスクの寸法決定を実行した。
-  第一に、ラプチャーディスクの材料の機械的特性の評価が、不活性ガスの下で、牽引および破裂の力学試験、特に、靭性試験を実施することで、実行された。
-  第二に、水素ガス脆化への材料の感度の評価が、様々な水素圧力の下で複数の変形の速さについて牽引試験を実施することで、実施された。水素圧力の下でのこれらの試験の目的は、水素の下での材料の広い挙動の概要を得ることである。
【００３０】
次に、有限要素ソフトウェアを介したシミュレーションが、増加するガス圧力をその下面において受けるスコアを伴ったディスクにおいて実行された。漸減する応力のガス圧力と、2つのスコアの変形場とを伴う変化が分析される。
【００３１】
次に、スコアの半径およびスコアの深さなどの、スコアの付けられたディスクの形状のパラメータの変更の反復過程が、ディスクの様々な形状パラメータが、水素の下で、および、不活性ガスの下で、所望の破裂圧力を得ることを可能にするまで実行される。
【００３２】
そのため、本発明の発明者らは、装置における加圧されたガスの化学的性質の関数として、ディスクの破裂圧力の自動的な調節を可能にする特定のラプチャーディスク形状を定めた。
【００３３】
したがって、ガスが不活性ガスである場合、ディスクの破裂圧力はP0に等しい。ガスが水素の場合、破裂圧力はP1に等しい。P0はP1より断然大きい。P0とP1との間の絶対値における差は、不活性ガスの下での破裂圧力における公差より大きい。
【００３４】
装置における加圧されたガスの化学的性質によるディスクの破裂圧力の値の順応は、第三者からの介入を必要とすることなく、自動的に行われる。
【００３５】
スコアのうちの一方および/または他方は、その円周にわたって連続的または不連続的であり得る。
【００３６】
ラプチャーディスクを形成する部品は、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、フェライト-ベイナイト鋼、ベイナイト鋼、フェライト-マルテンサイト鋼、好ましくはAPI X80グレードのフェライト-パーライト鋼、およびパーライト鋼から選択される鋼から有利に作られ得る。
【００３７】
本発明によるラプチャーディスクおよびそのスコアは、以下の好ましい寸法を有し得る。
-  部品が1〜5mmの厚さを有する、
-  スコアの深さが、部品の厚さの約70%に対応する値以下である、
-  スコアの底の半径は0.1〜0.6mmの間である、
-  スコアの開口角度は50°以下である。
【００３８】
これらの好ましい寸法は、250barから550barまでの間の不活性ガスおよびH2の下での破裂圧力のために、および、フェライト系鋼、特定のマルテンサイト系鋼、フェライト-パーライト系鋼から選択される鋼などの、HEに敏感な鋼から作られる部品のために、有利に実施される。
【００３９】
また、本発明の態様のうちの別のものによる本発明の主題は、ヘリウムおよび水素などの異なる化学的性質の2つのガスを連続して含むように意図された装置であって、
-  開口が形成される壁と、
-  装置を過大圧力から保護するためのデバイスであって、
・装置に含まれる圧力にその下面が直接的に接触する、先に記載したラプチャーディスク、および、
・ディスクのスコアが開口上にある状態でディスクを壁に押し付けるように設計される少なくとも1つの支承要素
を備えるデバイスと
を備える装置である。
【００４０】
装置を保護するためのデバイスは、有利には、
・ディスクの周縁と、開口の周りの壁との間に配置される封止手段と、
・閉止キャップと呼ばれ、支承要素に当接し、支承要素およびラプチャーディスクを装置において保持すると共に封止手段のレベルで密封性を保証するように機器に締め付けることで固定される少なくとも1つの保持要素と
を備え得る。
【００４１】
好ましくは、支承要素は、下面がディスクの上面に当接し、開口が壁の開口に面して配置されるリングである。
【００４２】
装置は、リングの周縁と閉止キャップとの間に配置される封止手段も備え得る。これらの封止手段は、好ましくは、1つまたは複数のOリングシールからなる。
【００４３】
様々な実施形態によれば、閉止キャップおよび装置は、閉止キャップを装置に締め付けるためのネジを収容するために、互いに面するネジ穴がそれぞれ穿孔される。
【００４４】
本発明の最終的な主題は、ヘリウム(He)および水素(H2)などの異なる化学的性質の2つのガスを圧力下で含むための、先に記載した装置の使用である。有利な使用は、装置が水素の生産および保管の装置であることである。
【００４５】
本発明の他の利点および特徴は、以下の図を参照しつつ、図示の非限定的な手法で提供されている本発明の詳細な記載を読むことでよりはっきりと明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による例示のラプチャーディスクの面の図である。
【図２】図1によるラプチャーディスクの反対の面の図である。
【図２Ａ】図1および図2によるラプチャーディスクの縦方向断面における図である。
【図３】図1〜図2Aのラプチャーディスクを、保護される圧力下の装置の開口の周りで壁に押し付けるように設計された、本発明による例示の支承リングの斜視図である。
【図３Ａ】図3による支承リングの正面図である。
【図３Ｂ】図3および図3Aによる支承リングの縦方向断面における図である。
【図４Ａ】本発明によるラプチャーディスクおよび支承リングを備える保護デバイスが固定された圧力下の装置の斜視での部分的な断面図である。
【図４Ｂ】本発明によるラプチャーディスクおよび支承リングを備える保護デバイスが固定された圧力下の装置の斜視での部分的な断面図である。
【図５】検証試験の間に、ディスクへの過大に加圧されたガスの作用を示す、本発明による支承リングを伴うラプチャーディスクの縦方向断面での概略図である。
【図６Ａ】下面の側から見た、所与の圧力のヘリウムの下で破裂した、本発明によるラプチャーディスクの複写写真である。
【図６Ｂ】上面の側から見た、所与の圧力のヘリウムの下で破裂した、本発明によるラプチャーディスクの複写写真である。
【図７Ａ】下面の側から見た、所与の圧力の水素の下で破裂した、本発明によるラプチャーディスクの複写写真である。
【図７Ｂ】上面の側から見た、所与の圧力の水素の下で破裂した、本発明によるラプチャーディスクの複写写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図1〜図2Aに示しているように、本発明によるラプチャーディスク1は、円形の形態C1、開口角度α1、スコアの底の半径R1、およびスコアの深さe1の連続的なスコア12でスコアが付けられている平坦面10を備えた直径Φの円形の部品である。
【００４８】
ディスク1の他方の平坦面11にも、円形の形態C2、開口角度α2、スコアの底の半径R2、およびスコアの深さe2の連続的なスコア13でスコアが付けられている。
【００４９】
2つのスコア12、13の円周C1、C2は同心であり、ディスク1の中心と一致する中心を持っている。
【００５０】
例として、寸法は次の通りである。
-  ディスクの厚さe1+e2:1.5mm、直径Φ:58mm。
-  直径C1:18mm、深さe1:0.65mm、底の半径R1:0.1mm、30°の開口α1。
-  直径C2:12mm、深さe2:0.85mm、底の半径R2:0.1mm、30°の開口α2。
【００５１】
ディスク1は、水素と使用するためのフェライト-パーライト系鋼から有利に作られ得る。
【００５２】
リングの構成材料は、任意の微細構造の鋼であり得る。
【００５３】
図3〜図3Bは、本発明によるラプチャーディスク1を、保護される圧力下の装置の壁に押し付けるように設計されている支承リング2を示している。
【００５４】
このリング2は、直径Φ2および厚さH2を伴う円形の断面のものであり、上面20と下面21とを備えている。この下面21は、ディスク1の上面11を保持することを可能にする平面を定めている。
【００５５】
上面20は、高さH22および幅L22の矩形断面の周縁溝22が設けられている。この溝22は、後で詳述しているような装置保護デバイスの最終的な封止を作り出すように設計されている封止するOリングシール6を収容できる。
【００５６】
リング2は、その高さH23のほとんどにわたって直径Φ23の円形断面23でもある中央開口23で穿孔されており、曲率半径r23の形態での連結部が、下面21との結合において作り出される。直径Φ23および曲率半径r23は、不活性ガスの下で、および、水素の下でディスクにとって望まれる破裂圧力に従って、寸法決定されるものである。
【００５７】
例として、寸法は次の通りである。
-  リング直径Φ2:58mm、厚さH2:9.25mm、
-  溝幅L22:4mm、溝高さH22:2.4mm、溝外径Φ22:45mm
-  中央開口の直径Φ23:22.5mm、高さH23:7.75mm、曲率半径r23:1.5mm。
【００５８】
リング2は、好ましくは表面が窒化されている316Lオーステナイト系ステンレス鋼の種類から作られている。この表面処理は、表面において鋼を硬化することを可能にし、それによって、ディスク1の破裂の場合にリング2が損傷されないことを確保している。
【００５９】
他の材料が、リング2の製作のために検討されてもよい。どんな材料がリングについて検討されても、リング2の機械的強度がディスク1の機械的強度より大きくなるように、すなわち、所与の圧力でディスク1が変形され、どんな状況でもリング2が変形されないように、選択される。
【００６０】
図4Aおよび図4Bは、異なる化学的性質の2つのガス、すなわち、ヘリウムおよび水素を連続的に含むように意図された装置5に、本発明によるラプチャーディスク1およびリング2を組み込む保護デバイス4の固定の例を示している。
【００６１】
装置5の壁は、ディスクの下面10が覆うようにして位置決めされて保持される円形の開口50で、穿孔される。そのため、スコア12を伴う下面10は、装置5の内部の圧力と直接的に接触している。
【００６２】
ディスク1の上面11は、リング2によって、開口50の周りにおいて装置5の壁に当たって保持されている。より具体的には、ディスクの周縁部14が、装置5の壁とリング2との間に埋め込まれる一方、スコア12、13は、壁の開口50とリング2の中央開口23とに心合わせされている。
【００６３】
ディスク1およびリング2は、装置の壁に捩じ込まれる閉止キャップ3によって保護されるように、装置5において所定位置で保持される。概して円形の形態でもある閉止キャップ3は、リング2の中央開口23に面して位置決めされた中央開口30を備えている。
【００６４】
表されていないが、締め付けるネジは、閉止キャップ3と装置5の壁とにそれぞれ製作されているネジ穴31、51へと捩じ込まれる。
【００６５】
装置5の内部と外部との間の封止は、2つのOリングシール6を介して作り出される。
【００６６】
シール6のうちの一方は、圧力下の装置5とラプチャーディスク1との間に位置決めされる。図4Aおよび図4Bに示しているように、このシール6は、装置5の壁において、この目的のために提供された溝52に収容され得る。
【００６７】
シール6のうちの他方は、リング2と閉止キャップ3との間に位置決めされる。この他方のシール6を提供することは、必須ではない。キャップ3とリング2との間にガス漏れのないことが必要である場合、これらの2つの要素2、3の間のこの他方のシール6の設置は、不可欠である。このような状況は、例えば、装置5が建物/構造/設備の内部に位置付けられる場合、および、ガスが外部に排出されるように管において流されなければならない場合である。
【００６８】
一方で、例えば装置5が屋外に位置付けられる場合、この他方のシール6の設置は不可欠ではない。このような状況は、例えば、装置5が、野外に置かれたガス保管タンクであるときである。図4Aおよび図4Bに示しているように、この他方のシール6は、リング2の溝22に収容され得る。
【００６９】
シール6はエラストマのものであり得る。有利には、装置5が、水素の圧力の下で長い期間にわたって留まるように設計される場合、ラプチャーディスク1と装置5との間で少なくともシール6は、インジウムから作られる。
【００７０】
閉止キャップ3に加えられる締め付けトルクは、保護デバイス4が装置5に当たって保持されることと、シール6がきつくなることとの両方を確保することを可能にする。
【００７１】
発明者らは、本発明による保護デバイス4に検証試験を実行した。これらの検証試験について、ラプチャーディスク1およびリング2の寸法が上記の例を用いて与えられた寸法であることを、ここで明示する。これらの検証試験について、ラプチャーディスク1がAPI X80グレードのフェライト-パーライト系鋼から作られており、リング2は、表面が窒化された316L鋼から作られていたことも、明示する。
【００７２】
デバイス4は、Valducに位置する出願者の研究センタにおいて、出願者によって独創的に開発された試験手段であるディスク破裂セルを用いて、検証された。この破裂セルにおける試験計画が、図5に示されている。
【００７３】
20bar/minの圧力の速さでの上昇を伴う増加するヘリウム圧力が、ディスク1が破裂するまでディスク1に加えられた。3つの試験が、3つの異なるディスクにおいて連続して実行された。
【００７４】
次に、3つの新たな試験が、3つの異なるディスクにおいて、増加する水素圧力(99.9999%純粋)の下で実施された。
【００７５】
試験の結果は以下の表に提示されている。
【００７６】
【表１】
0006588543.tif 000002
【００７７】
この表で、水素の下でのディスク1の破裂圧力が、体系的に、ヘリウムの下で観察された破裂圧力より約30%の差で相当に低くなっている。
【００７８】
さらに、ヘリウムの下で、破裂は上のスコア13において起こるが、水素の下では、破裂は下のスコア12において常に起こる。これは、ヘリウムの下での破裂については図6Aおよび図6Bに、水素の下での破裂については図7Aおよび図7Bにそれぞれ示されており、裂けた蓋15の大きさにおける差が見て取れる。
【００７９】
2つの追加の試験が、先の試験結果がガスの圧力上昇の速さと無関係であることを確かめるために、水素の下で実行された。したがって、2つの追加の試験は次の通りである。
-  第1の試験は6.7×10-2bar/minにおいて実行された。結果は、水素の下で20bar/minにおいて得られたものと比較可能である。
-  第2の試験は2400bar/minにおいて実行された。試験の結果は、水素の下で20bar/minにおいて得られたものと同じく比較可能である。
【００８０】
結論として、したがって、先に記載した本発明による保護デバイス4は、含まれるガスの性質、すなわち、不活性ガスまたは水素の性質の関数として、加圧された格納容器内の最大許容可能圧力を対処することを実際に可能にする。
【００８１】
保護デバイス4によって保護されるように意図された装置5は、有利には、水素エネルギーの生産および保管の分野で使用される装置であり得る。
【００８２】
他の変形および拡張が、記載されている本発明の範囲から決して逸脱することなく、実施され得る。
【００８３】
好ましい使用によれば、過大な加圧の保護デバイスとしての本発明によるラプチャーディスクを伴う装置は、ヘリウム(He)と水素(H2)とを連続して含むように設計される。
【００８４】
しかしながら、本発明によるラプチャーディスクを伴う装置は、すべての他の既存の不活性ガスを含むために有利に使用できる。
【００８５】
具体的には、本発明によるラプチャーディスクを伴う装置は、H2の分圧を含むすべてのガスで使用できる。
【符号の説明】
【００８６】
1  ラプチャーディスク
2  支承リング
3  閉止キャップ
4  保護デバイス
5  装置
6  Oリングシール
10  平坦面、下面
11  平坦面、上面
12  スコア
13  スコア
14  周縁部
15  裂けた蓋
20  上面
21  下面
22  周縁溝
23  円形断面、中央開口
30  中央開口
31、51  ネジ穴
50  開口
52  溝
C1  円形の形態
C2  円形の形態
R1  スコアの底の半径
R2  スコアの底の半径
e1  スコアの深さ
e2  スコアの深さ
H2  厚さ
H22  高さ、溝高さ
H23  高さ
L22  幅、溝幅
r23  曲率半径
α1  開口角度
α2  開口角度
Φ  直径
Φ2  直径、リング直径
Φ22  溝外径
Φ23  直径
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ−６Ｂ】
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【図７Ａ−７Ｂ】
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