(57)【要約】【課題】  容器内部への流体の充填操作や充填された流体の供給操作の不良原因となる機能部材の接続部への外部からの不純物の混入および水分の浸入を防止するとともに、水分の液化を未然に防止，低減することができるバルブを提供すること。【解決手段】  圧力容器２０の開口部２１に取付けられ、圧力容器２０内部への流体の充填および充填された流体の供給を担い、接続部３を一端とし他端が開口部２１または容器内部と接続される接続流路Ｌ，接続流路Ｌの開閉動作を担う開閉弁１，スピンドル４を介して開閉弁１の制動が可能な制動用ハンドル５，スピンドル４の軸部４ａに外装され、嵌合部６の外周よりも大きな外周を有する平坦または湾曲状の平面状部７ａが形成され、かつ外周端部７ｂが嵌合部６側に対向する蓋部材７と、を有すること【選択図】  図１
0003190127.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器の開口部に取付けられ、該圧力容器内部への流体の充填および充填された該流体の供給を担うバルブであって、
外部配管と接続される接続部を一端とし、他端が前記圧力容器の開口部または容器内部と接続される接続流路と、
該接続流路中に配設され、該流路の開閉動作を担う開閉弁と、
外部からの操作によって、スピンドルを介して前記接続流路の開閉あるいは開度調整の制動が可能な制動用ハンドルと、
一端が、該制動用ハンドルと一体的に駆動可能に結合され、他端が、前記開閉弁と近接または接続されるとともに、嵌合部を介してバルブ本体との間において駆動可能に嵌合状態が形成されるスピンドルと、
該スピンドルにおける前記制動用ハンドルと前記嵌合部の中間となる軸部に外装され、前記嵌合部の外周よりも大きな外周を有する平坦または湾曲状の平面状部が形成され、かつ外周端部が前記嵌合部側に対向する蓋部材と、
を有することを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記蓋部材が、中心部に前記スピンドルの中間部の軸断面と嵌合する貫通部を有し、前記平面状部が前記スピンドルの軸部から外周に向かって水平面に対して下方に所定の傾斜角度を有して形成されるとともに、熱伝導性材料で形成されることを特徴とする請求項１記載のバルブ。
【請求項３】
前記制動用ハンドルと前記スピンドルが同軸上で接合されるとともに、前記制動用ハンドルが前記蓋部材の外周端部よりも大きな外周が形成される空隙部分のない平面状部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のバルブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、バルブに関し、例えば、工場や医療設備等で使用される液体窒素、液体酸素、液体アルゴン、液化炭酸ガス等の低温液化ガスなどの低温流体の充填容器や接続配管等に用いられるバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素等のガスを工業的に多量に消費する工場等のガス消費施設では、これらのガスを、液化ガスとして低温貯槽に貯蔵しておき、この低温貯槽から低温液化ガスを使用先に供給する。このとき、低温液化ガスは、生産基地（生産工場）で生産され、液化ガス輸送車両（ローリー車）の輸送容器に充填されて、ガス消費施設に輸送される。ガス消費施設に輸送された低温液化ガスは、移充填用配管を通して低温貯槽（コールドエバポレータ）に移充填される。低温液化ガスを移充填する際に用いられる移充填用配管には、低温液化ガスの流れを調整する弁が設置されている。
【０００３】
例えば、図４に示すような圧力容器（ボンベ）のバルブ（容器弁）が挙げられる（例えば特許文献１参照）。１０１は圧力容器を構成する液化ガス充填用のボンベで、該ボンベ１０１は、高強度の金属材料により筒状の密閉容器として形成されたボンベ本体１０２と、該ボンベ本体１０２の上端側中央部に設けられた充填用のバルブとしてのバルブボディ１０３等とから構成されている。そして、ボンベ１０１のバルブボディ１０３には、ボンベ本体１０２内に高圧ガスとしての液化ガスを充填させるため径方向に突出して外部に開口した充填口となる充填口部１０４と、該充填口部１０４をボンベ本体１０２内に対して開閉すべく、バルブボディ１０３内に可動に配設されたバルブとしての弁体（図示せず）と、この弁体を開閉操作するため弁軸１０５の上端側に連結されたバルブハンドル１０６とが設けられている。また、ボンベ１０１には、図中に仮想線で示すようにバルブボディ１０３を外側から覆う保護キャップ１０７が着脱可能に設けられ、該保護キャップ７はボンベ１０１の運搬時等にバルブボディ１０３を外部の障害物等から保護するものである。また、１０８はバルブボディ１０３の充填口部１０４に装着された充填口用シール材を示す（段落００２９〜００３２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４６２１２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなバルブには、以下の課題が生じることがあった。
（ｉ）上記バルブにおいて、流体充填操作を繰り返した場合、バルブハンドル１０６の操作ができなくなることがあった。本考案者の検証によれば、バルブボディ１０３と弁軸１０５の隙間の空間部に水分が凍結していることが原因であることが判明した。つまり、バルブハンドル１０６の操作性から、弁軸１０５には、バルブボディ１０３と接触せず空気中に所定の長さの部分が晒される部分が生じ、操作時にはその部分の長さが大きくなる。従って、流体充填操作によって流入する極低温の液化ガスの冷熱によりバルブボディ１０３および弁軸１０５が冷却され、弁軸１０５の表面での空気中の水分が液滴化して落下することがある。これらが、隙間の空間部に沿って落下するとともに、その空間部においてさらに冷却されることによって氷結化し、微細の氷が形成される。これが繰り返されることによって、結氷が成長し、バルブボディ１０３と弁軸１０５に固定化され、バルブハンドル１０６の操作による弁軸１０５の作動ができないことが判明した。また、上記バルブの構造では、こうした現象を未然に防止することが難しい。
（ii）また、ボンベ１０１への流体の充填操作あるいは充填された液化ガスの使用状態においては、保護キャップ１０７は外される。従って、ボンベ１０が屋外に簡易な防滴構造体に設置された場合等においては、空気中に水分のみならず、降雨の飛沫等のバルブボディ１０３と弁軸１０５の隙間への水分の侵入の可能性がある。こうした場合には、さらに多く結氷の発生あるいは成長を招来することがある。
（iii）また、バルブボディ１０３と弁軸１０５の隙間をＯリングやパッキン等のシール材によりシールする対策については、弁軸１０５の操作の障害となるとともに、シール材の設置に伴う弁軸１０５部分の構造の複雑化およびバルブボディ１０３の大型化を招来することとなる。また、操作に伴うシール材の磨耗や細塵の発生等、さらにこれらを保守する必要性が生じる。
【０００６】
本考案の目的は、各種の材料ガスや特殊ガスあるいは液体材料等にも適用可能で、簡便な構成で容器内部への流体の充填操作や充填された流体の供給操作に際して、操作機能の不良の原因となる機能部材の接続部への外部からの不純物の混入および水分の浸入を防止するとともに、水分の液化を未然に防止，低減することができるバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示すバルブによって上記目的を達成できることを見出し、本考案を完成するに到った。
【０００８】
本考案は、圧力容器の開口部に取付けられ、該圧力容器内部への流体の充填および充填された該流体の供給を担うバルブであって、
外部配管と接続される接続部を一端とし、他端が前記圧力容器の開口部または容器内部と接続される接続流路と、
該接続流路中に配設され、該流路の開閉動作を担う開閉弁と、
外部からの操作によって、スピンドルを介して前記接続流路の開閉あるいは開度調整の制動が可能な制動用ハンドルと、
一端が、該制動用ハンドルと一体的に駆動可能に結合され、他端が、前記開閉弁と近接または接続されるとともに、嵌合部を介してバルブ本体との間において駆動可能に嵌合状態が形成されるスピンドルと、
該スピンドルにおける前記制動用ハンドルと前記嵌合部の中間となる軸部に外装され、前記嵌合部の外周よりも大きな外周を有する平坦または湾曲状の平面状部が形成され、かつ外周端部が前記嵌合部側に対向する蓋部材と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
こうした構成のバルブによって、不純物（水分を含む）の混入を防止することともに、水分の液化を未然に防止，低減することができることが可能となる。具体的には、蓋部材を設けることによって雨等飛沫状の液滴やスピンドルの軸部で発生した液滴を排除し、スピンドルとバルブ本体が嵌合する隙間の空間部（嵌合部）への液滴の侵入を物理的に防止することによって、嵌合部での水分の氷結および結氷によるスピンドルとバルブ本体の固着を未然に防止することが可能となった。また、嵌合部に存在する空気中の水分によって生じる液滴の量は、その嵌合部の容積自体が小さいことから、前記軸部において発生する液滴に比較し少量である。従って、該軸部において発生する液滴を物理的に排除するにより、嵌合部における結氷の発生を効果的に防止することが可能となった。さらに、嵌合部の外気との入口が、スピンドルの軸部と接続された蓋部材によって覆われることによって、該嵌合部を外気と間の温熱の移動および空気の移動が制限される。従って、液滴の発生を低減すると同時に、液滴の成長あるいは氷結化を防止することが可能となる。このように、本発明に係るバルブは、簡便な構成で外部からの不純物の混入および水分の浸入を防止するとともに、水分の液化を未然に防止，低減することができる。
【００１０】
本考案は、上記バルブであって、前記蓋部材が、中心部に前記スピンドルの中間部の軸断面と嵌合する貫通部を有し、前記平面状部が前記スピンドルの軸部から外周に向かって水平面に対して下方に所定の傾斜角度を有して形成されるとともに、熱伝導性材料で形成されることを特徴とする。
上記のように、蓋部材をスピンドルの軸部に配設することによって、流体の充填操作や供給操作において発生するスピンドル表面での液滴の嵌合部への侵入を防止することができる。本考案は、さらにスピンドルと蓋部材との接合を強化し、かつ蓋部材に残留する液滴を排除することによって、こうした機能さらに高めるとともに、嵌合部の上部を熱伝導性材料で形成され蓋部材によって覆うことによって、嵌合部全体を取り囲むようにバルブ本体とスピンドルおよび蓋部材の間でほぼ同一温度のシールドが形成され、外部空間と間の温熱の移動および空気の移動が制限され、嵌合部への液滴の侵入および内部での液滴の発生を防止することができる。従って、氷結による制動用ハンドルの操作不全を未然に防止することが可能となった。
【００１１】
本考案は、上記バルブであって、前記制動用ハンドルと前記スピンドルが同軸上で接合されるとともに、前記制動用ハンドルが前記蓋部材の外周端部よりも大きな外周が形成される空隙部分のない平面状部を有することを特徴とする。
上記のように、嵌合部への液滴の侵入は、スピンドルの軸部での液滴の発生とともに、外気に晒される機会のある圧力容器では、軸部に付着した降雨の飛沫等が液滴に成長する可能性がある。特に、嵌合部の入口（外気との接触部）に液滴が残留した場合には、蒸散等が難しく、充填操作等に伴う低温化によって液滴が成長する可能性がある。本考案は、蓋部材による１次的カバーを施すとともに、さらにそれらを覆うように空隙部分のない平面状部を有する制動用ハンドルによる２次的カバーを施すことによって、嵌合部への液滴の侵入を簡単な構成によって２重に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案に係るバルブの基本構成例を示す概略図
【図２】本考案に係る蓋部材の実施形態の１つを例示する概略図
【図３】本考案に係るバルブの他の構成例を示す説明図
【図４】従来技術に係る圧力容器のバルブを例示する概略図
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案に係るバルブ（以下「本バルブ」という）は、圧力容器の開口部に取付けられ、該圧力容器内部への流体の充填および充填された該流体の供給を担うバルブであって、外部配管と接続される接続部を一端とし、他端が圧力容器の開口部または容器内部と接続される接続流路と、該接続流路中に配設され、該流路の開閉動作を担う開閉弁と、外部からの操作によって、スピンドルを介して接続流路の開閉あるいは開度調整の制動が可能な制動用ハンドルと、一端が、該制動用ハンドルと一体的に駆動可能に結合され、他端が、開閉弁と近接または接続されるとともに、嵌合部を介してバルブ本体との間において駆動可能に嵌合状態が形成されるスピンドルと、該スピンドルにおける前記制動用ハンドルと嵌合部の中間となる軸部に外装され、嵌合部の外周よりも大きな外周を有する平坦または湾曲状の平面状部が形成され、かつ外周端部が嵌合部側に対向する蓋部材と、を有することを特徴とする。以下、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
＜本バルブの基本構成例＞
図１（Ａ），（Ｂ）は、本バルブ１０の基本的な構成を例示する。図１（Ａ）は、本バルブ１０の概観の概略を例示し、図１（Ｂ）は、本バルブ１０の中心軸Ｍを含む断面の概略を例示する。本バルブ１０は、圧力容器２０の開口部２１に取付け可能な取付部２、外部配管３０と接続可能な接続部３を有し、開口部２１に取付けられ、圧力容器２０内部への流体の充填および外部配管３０を介して消費設備（図示せず）への充填された流体の供給を担う。本バルブ１０は、スピンドル４の軸部４ａであって制動用ハンドル５と嵌合部６の中間に外装された蓋部材７を有することを特徴とする。
【００１５】
なお、圧力容器２０は、図中貯留タンク型の圧力容器や高圧ガス供給設備のような圧力容器等を例示したが、後述するような高圧ガス容器等広く流体の充填や供給に用いられる圧力容器が含まれる。また、本構成例において、圧力容器２０は、高圧ガス供給設備のような圧力容器の場合を例示し、本バルブ１０が、圧力容器２０の側面に配設された構成を例示する。こうした構成においても、本バルブ１０の中心軸Ｍは、水平面に対する垂直方向とすることによって蓋部材７の機能を確保することができる。
【００１６】
本バルブ１０の内部には、接続部３を一端とし、他端が圧力容器２０の開口部２１または圧力容器２０内部と接続される接続流路Ｌと、接続流路Ｌ中に該流路の開閉動作を担う開閉弁１が設けられる。開閉弁１は、これと近接または接続されるスピンドル４を介して制動用ハンドル５と連結され、制動用ハンドル５の操作によって接続流路Ｌの開閉あるいは開度調整の制動が可能となる。また、スピンドル４は、本バルブ１０本体との間において駆動可能に嵌合状態が形成される。このとき、スピンドル４の軸部４ａと本バルブ１０本体との隙間には、非常に小さな空間部（嵌合部６）が形成される。
【００１７】
〔蓋部材について〕
蓋部材７は、嵌合部６の外周よりも大きな外周を有する平坦または湾曲状の平面状部７ａが形成され、かつ嵌合部６側に対向する外周端部７ｂを有する。外部空間に飛散する液滴や軸部４ａにおいて発生する液滴を物理的に排除することによって、嵌合部６における結氷の発生を効果的に防止することができる。蓋部材７の平面状部７ａによって、嵌合部６における外気の流通部分の上方をカバーするとともに、蓋部材７の外周端部７ｂを嵌合部６側に対向するように変形することによって、該流通部分の側方向をカバーすることができる。
【００１８】
蓋部材７の位置は、制動用ハンドル５に設けられた平坦または湾曲状の操作部（図示せず）に空隙部分があり、外部空間に飛散する液滴が、制動用ハンドル５を通過して嵌合部６に到達する可能性がある場合には、制動用ハンドル５の直下に設けることが好ましい。スピンドル４の軸部４ａおよび嵌合部６への液滴の侵入を未然に防止することができる。一方、上記操作部に空隙部分がない制動用ハンドル５の場合には、その操作部分が軸部４ａの一部をカバーすることができることから、制動用ハンドル５と嵌合部６の中間に位置することが好ましい。
【００１９】
ここで、蓋部材７は、中心部に貫通部７ｃを有し、スピンドル４の中間部の軸断面と嵌合することが好ましい。図２は、スピンドル４の軸部４ａの外部形状が角状の場合において、貫通部７ｃとして角状に打ち抜いた構成を例示するが、軸部４ａとの嵌合が確保されれば貫通部７ｃの形状は任意に選択することができる。スピンドル４と蓋部材７との接合を強化することによって、さらに外部からの飛沫や蓋部材７上部の軸部４ａの表面での液滴の嵌合部６への侵入を防止する機能を強化することができる。また、貫通部７ｃと軸部４ａとの嵌合部分にグリスアップを行い、隙間をシールするとともに、撥水機能を有することによって、さらに液滴の侵入防止を強化することができる。
【００２０】
蓋部材７は、平面状部７ａが、軸部４ａから外周に向かって水平面に対して下方に所定の傾斜角度を有して形成されることが好ましい。蓋部材７に残留する液滴を排除するとともに上記流通部分を側面からカバーすることによって、液滴の嵌合部６への侵入を防止する機能をさらに高めることができる。さらに、蓋部材７は、熱伝導性材料で形成されることが好ましい。嵌合部６の上部を熱伝導性材料で形成され蓋部材７によって覆うことによって、嵌合部６全体を取り囲むように本バルブ１０本体とスピンドル４および蓋部材７の間でほぼ同一温度のシールドが形成され、外部空間と間の温熱の移動および空気の移動が制限され、嵌合部６への液滴の侵入および内部での液滴の発生を防止することができる。従って、氷結による制動用ハンドル５の操作不全を未然に防止することができる。具体的な熱伝導性材料として、ステンレス鋼，アルミニウムあるいは銅等の熱伝導性の高い金属あるいは熱伝導性樹脂を挙げることができる。
【００２１】
また、蓋部材７は、図２に例示するように、貫通部７ｃの周囲に突起部７ｄが形成されることが好ましい。軸部４ａとの嵌合部分の嵌合性を損なうことなく、軸部４ａへの負荷（力積）を低減することができる。また、蓋部材７上部の軸部４ａとの嵌合部分を大きくカバーすることによって、液滴の発生をより抑制することができるとともに、発生した液滴を迅速に排除することができる。
【００２２】
〔スピンドル〕
本バルブ１０において、スピンドル４は、制動用ハンドル５の回動操作に直結して、本バルブ１０本体との間において回動可能な構成を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、制動用ハンドル５の回動操作に伴い、スピンドル４が嵌合部６を直線的に摺動し開閉弁１を制動する構成、あるいは制動用ハンドル５の摺動操作によってスピンドル４が嵌合部６を回動する動作に変換して伝達され、開閉弁１を制動する構成等を適用することができる。前者は制動用ハンドル５の回動量に対応した開閉弁１の制動量を設定することができるとともに、制動用ハンドル５の回動時において蓋部材７と嵌合部６の距離を維持することによって、蓋部材７の機能によって嵌合部６への液滴の浸入を防止することができる。後者は、制動用ハンドル５の摺動操作に伴うスピンドル４の回動量に対応した開閉弁１の制動量を設定することができるとともに、制動用ハンドル５の摺動操作時において蓋部材７と嵌合部６の距離を維持することによって、蓋部材７の機能によって嵌合部６への液滴の浸入を防止することができる。
【００２３】
＜本バルブの他の構成例＞
本バルブは、図３に例示するような構成を適用することができる（他の構成例）。具体的には、制動用ハンドル５とスピンドルが同じ中心軸Ｍ上で接合されるとともに、制動用ハンドル５が蓋部材７の外周端部よりも大きな外周が形成される空隙部分のない平面状部５ａを有することを特徴とする。制動用ハンドル５が、蓋部材７およびそれよりも下部全体を覆うことによって、蓋部材７およびそれよりも下部全体への降雨の飛沫等の付着を防止することができる。特にスピンドル４の軸部４ａは、蓋部材６による１次的カバーが施されるとともに、さらにそれらを覆うように空隙部分のない平面状部を有する制動用ハンドル５による２次的カバーが施されることとなり、嵌合部６への液滴の侵入を２重に防止することができる。
【００２４】
特に、本構成例において例示するように、圧力容器２０が、高圧ガス容器のような直立型の圧力容器の場合には、嵌合部６への液滴の侵入が圧力容器２０内への侵入に繋がるおそれがあることから、こうした２重に液滴の侵入を防止する構成によって、より効果的に蓋部材７の機能を確保することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１    開閉弁
２    取付部
３    接続部
４    スピンドル
４ａ  軸部
５    制動用ハンドル
６    嵌合部（軸部４ａと本バルブ１０本体との隙間の空間部）
７    蓋部材
７ａ  平面状部
７ｂ  外周端部
１０  本バルブ
２０  圧力容器
２１  開口部
３０  外部配管
Ｌ    接続流路
Ｍ    中心軸
【図１】
0003190127.tif 000003
【図２】
0003190127.tif 000004
【図３】
0003190127.tif 000005
【図４】
0003190127.tif 000006