(57)【要約】【課題】支燃性ガスや可燃性ガスを高圧状態で収容した容器を複雑なインターロックなしに封止でき、またその封止部が、高い密封性を保ちながら、使用の際には容易に開封できるものとなる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法及び封止構造を提供する。【解決手段】本発明にかかる封止方法では、まず、ガスの取出口(1)と充填口(2)を各別に容器(10)に設け、該取出口を予め開封自在に封止しておく。そして、該充填口を気密の空間(3)で包囲し、該空間及び該容器の内部に支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを圧入した後、該空間内で該充填口(2)を封止する。本発明にかかる封止構造は、支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器(10)に各別に設けられた該高圧ガスの取出口(1)と充填口(2)が、各別に封止され、該取出口(1)のみが開封自在となっている。【選択図】図１
2005331036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの取出口(1)と充填口(2)を各別に容器(10)に設け、該取出口(1)を予め開封自在に封止しておき、該充填口(2)を気密の空間(3)で包囲し、該空間(3)及び該容器(10)の内部に支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを圧入した後、該空間(3)内で該充填口(2)を封止することを特徴とする支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項２】
該充填口(2)の封止は、円錐台形で側面途中から面積の小さい頂面(4b)に亘って設けられた通気溝(4a)を備える金属ピン(4)を使用し、該充填口(2)を該気密の空間(3)で包囲する前に、該充填口(2)に該金属ピン(4)を、該頂面(4b)が該充填口(2)内に配置されかつ該通気溝(4a)の端部近傍が該充填口(2)外に配置される位置まで挿入し、該高圧ガスを圧入した後、該空間(3)内で該通気溝(4a)が該充填口(2)内に埋没するまで該金属ピン(4)を圧嵌させることにより達成される請求項１に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項３】
該充填口(2)の封止は、金属管(5)を使用し、該充填口(2)を該気密の空間(3)で包囲する前に、該充填口(2)に該金属管(5)を、その端部(5a)近傍が該充填口(2)から突出する位置まで挿入し、該高圧ガスを圧入した後、該空間(3)内で該端部(5a)を潰すことにより達成される請求項１に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項４】
該封止された充填口(2)は、二次封止手段(6)で気密に包囲される請求項１〜３のいずれか一つの項に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項５】
該二次封止手段(6)は、該充填口(2)を囲う環状壁部(7)と、該環状壁部(7)の頂面に蝋付けされた封板(8)とで構成される請求項４に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項６】
該二次封止手段(6)は、該充填口(2)を囲う環状壁部(7)と、該環状壁部(7)の頂面に溶接された封板(8)とで構成される請求項４に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項７】
該二次封止手段(6)は、該充填口(2)を囲う環状壁部(7)と、該環状壁部(7)の内面に螺着されたプラグネジとで構成される請求項４に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項８】
該二次封止手段(6)は、該充填口(2)を囲う環状壁部(7)と、該環状壁部(7)の外面に螺着された袋ナット継ぎ手とで構成される請求項４に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法。
【請求項９】
支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器(10)に各別に設けられた該高圧ガスの取出口(1)と充填口(2)が、各別に封止され、該取出口(1)のみが開封自在となっていることを特徴とする支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１０】
該取出口(1)は、溶接された安全封板により封止されている請求項９に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１１】
該充填口(2)は、円錐台形状の金属ピン(4) の圧嵌により封止されている請求項９又は１０に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１２】
該充填口(2)は、挿入された金属管(5)の押し潰しにより封止されている請求項９又は１０に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１３】
該封止された充填口(2)は、二次封止手段(6)で気密に包囲されている請求項９〜１２のいずれか一つの項に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１４】
該二次封止手段(6)は、該充填口(2)を囲う環状壁部(7)と、該環状壁部(7)の頂面に蝋付けされた封板(8)とで構成される請求項１３に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１５】
該二次封止手段(6)は、該充填口(2)を囲う環状壁部(7)と、該環状壁部(7)の頂面に溶接された封板(8)とで構成される請求項１３に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１６】
該二次封止手段は、該充填口を囲う環状壁部と、該環状壁部の内面に螺着されたプラグネジとで構成される請求項１３に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【請求項１７】
該二次封止手段は、該充填口を囲う環状壁部と、該環状壁部の外面に螺着された袋ナット継ぎ手とで構成される請求項１３に記載の支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素（Ｏ２）や亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）などの支燃性ガス、ＬＰＧや水素（Ｈ２）などの可燃性ガス、或いはそれらの混合ガスを、高圧状態で収容する容器の封止方法及び封止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
支燃性ガスや可燃性ガスを充填したミニガスカートリッジを製造する際には、それらのガスが爆発等を引き起こしやすいという理由から、封板を溶接することができなかった。そこで、支燃性ガスや可燃性ガスを充填した容器は、カシメ等による方法で封止する必要がある。しかしながら、封板を溶接する以外の方法では十分な密封を行うことができず、防災用など長期間に渡ってガス圧力やガス量を保持することが要求される場合には、災害防止への安全上並びに経済性においても不都合があった。
【０００３】
そこで、本出願人は、カシメ等の方法で封止した容器の密封性を高めるために、実開平０３−０３２２９９号公報に開示された手法（第一従来技術）を提案している。この手法では、ガス充填後の封止部に更にキャップを溶接することで、容器の密封性を向上させている。
【０００４】
その一方で、本出願人は、支燃性又は可燃性を有する高圧ガスが充填された容器に封板を溶接することを可能とするために、特願２００２−３６４５２４号の充填方法・装置・充填口構造（第二従来技術）も提案している。これら充填方法等では、支燃性又は可燃性を有するガスが充填された容器に封板を圧着させて仮の密封を行い、封板の周囲に存在するガスを不活性ガスに置換することで、封板を不活性ガス雰囲気に置くことができる。そのため、支燃性又は可燃性を有する高圧ガスが充填された容器であっても、そこに封板を溶接することが可能となる。
【特許文献１】実開平０３−０３２２９９号公報
【特許文献２】特願２００２−３６４５２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記第一従来技術では、二重に封止された構造となるため、使用者が手動で開封する際には力を要することになり、また自動で開封させるためには大型の開封装置が必要になる等、開封を容易に行えなくなるという問題があった。
【０００６】
また、上記第二従来技術では、爆発等を防止するための各種インターロックが複雑になり、装置の安全運転とメンテナンスにコストがかかるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、支燃性ガスや可燃性ガスを高圧状態で収容した容器を複雑なインターロックなしに封止でき、またその封止部が、高い密封性を保ちながら、使用の際には容易に開封できるものとなる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法及び封止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法では、ガスの取出口と充填口を各別に容器に設ける。該取出口は予め開封自在に封止しておく。該充填口は、気密の空間で包囲し、該空間及び該容器の内部に支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを圧入した後、該空間内で封止する。
【０００９】
該閉鎖は、円錐台形で側面途中から面積の小さい頂面に亘って設けられた通気溝を備える金属ピンを使用し、該充填口を該気密の空間で包囲する前に、該充填口に該金属ピンを、該頂面が該充填口内に配置されかつ該通気溝の端部近傍が該充填口外に配置される位置まで挿入し、該高圧ガスを圧入した後、該空間内で該通気溝が該充填口内に埋没するまで該金属ピンを圧嵌させることで達成してもよい。
【００１０】
該閉鎖は、金属管を使用し、該充填口を該気密の空間で包囲する前に、該充填口に該金属管を、その端部近傍が該充填口から突出する位置まで挿入し、該高圧ガスを圧入した後、該空間内で該端部を潰すことで達成してもよい。
【００１１】
本発明にかかる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造は、支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器に各別に設けられた該高圧ガスの取出口と充填口が、各別に封止され、該取出口のみが開封自在となっている。
【００１２】
該取出口は、溶接された安全封板により封止されていてもよい。
【００１３】
該充填口は、円錐台形状の金属ピンの圧嵌によりにより封止されていてもよい。
【００１４】
該充填口は、挿入された金属管の押し潰しにより封止されていてもよい。
【００１５】
該封止された充填口は、二次封止手段で気密に包囲されていてもよい。
【００１６】
該二次封止手段は、該充填口を囲う環状壁部と、該環状壁部の頂面に蝋付けされた封板とで構成されていてもよい。
【００１７】
該二次封止手段は、該充填口を囲う環状壁部と、該環状壁部の頂面に溶接された封板とで構成されていてもよい。
【００１８】
該二次封止手段は、該充填口を囲う環状壁部と、該環状壁部の内面に螺着されたプラグネジとで構成されていてもよい。
【００１９】
該二次封止手段は、該充填口を囲う環状壁部と、該環状壁部の外面に螺着された袋ナット継ぎ手とで構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法によれば、高圧ガスの取出口と充填口を各別に容器に設けているので、取出口さえ開封自在に封止されていれば、充填口を開封自在に封止する必要性がない。すなわち、充填口は、封板で封止する必要がないため、そこに様々な封止手法を採用することが可能となる。従って、支燃性又は可燃性ガスの雰囲気にある限られた空間（充填口を包囲する気密の空間）内で施すことができかつ密封性に優れた手法を適宜選択すれば、支燃性ガスや可燃性ガスを高圧状態で収容した容器を複雑なインターロックなしに封止することが可能になり、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。また、取出口は、充填口と別に封止され、その封止作業を行う環境に制限がないため、最適な封止手法（例えば公知の安全封板を溶接する手法）を適宜選択すれば、容易に開封できるように封止でき、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。
【００２１】
充填口の封止手法として、円錐台形で側面途中から面積の小さい頂面に亘って設けられた通気溝を備える金属ピンを使用する手法が好適である。この場合、通気溝を介して容器内へ高圧ガスを円滑に圧入でき、また押圧作業のみにより簡単に封止できるので、充填口を包囲する限られた空間内での実施が可能である。しかも、金属ピンと充填口内壁の変形を利用することにより、封止後も高い密封性を維持することができる。
【００２２】
また、別の封止手法として、金属管を使用する手法も好適である。この場合、金属管の内側連通部を介して容器内へ高圧ガスを円滑に圧入でき、また金属管端部を押し潰す作業のみにより簡単に封止できるので、充填口を包囲する限られた空間内での実施が可能である。しかも、金属管の変形を利用することにより、封止後も高い密封性を維持することができる。
【００２３】
本発明にかかる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止構造は、上記本発明にかかる封止方法を実施した結果得られるもので、同封止方法と同様の効果をもたらすものである。すなわち、支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器に各別に設けられた高圧ガスの取出口と充填口が、各別に封止され、取出口のみが開封自在となっているので、作業空間が制限される充填口の封止には様々な手法を採用することが可能となる。そして、最適な封止手法（例えば、前述の金属ピンや金属管を使用する手法）を適宜選択すれば、支燃性ガスや可燃性ガスを高圧状態で収容した容器を複雑なインターロックなしに封止することが可能になり、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。
【００２４】
この封止構造において、安全封板を溶接して取出口を封止すれば、容易に開封できるように封止でき、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。
【００２５】
一方、充填口の封止については、円錐台形状の金属ピンの圧嵌により、或いは、挿入した金属管の押し潰しにより封止すれば、金属ピンと充填口内壁の変形、或いは金属管の変形を利用することにより、封止後も高い密封性を維持することができる。
【００２６】
本発明において、封止された充填口を二次封止手段で気密に包囲すれば、充填口の密封性を更に向上させることができる。
【００２７】
また、二次封止手段を、充填口を囲う環状壁部と環状壁部を塞ぐ部材とで構成すれば、充填口の封止作業に影響を及ぼすことなく、簡単に充填口を気密に包囲することができる。なお、環状壁部を塞ぐ部材が、環状壁部の頂面に蝋付けされた封板、環状壁部の頂面に溶接された封板、環状壁部の内面に螺着されたプラグネジ、或いは環状壁部の外面に螺着された袋ナット継ぎ手であれば、従来の技術を簡単に適用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１及び図２を参照しながら、本発明にかかる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法の具体例を説明する。図１は同封止方法を実施するための充填装置に設置された容器の充填口が封止される状態を示し、（ａ）は同充填装置の概観を示す正断面図、（ｂ）は封止される前の充填口の状態を拡大して示す正断面図、（ｃ）は封止された直後の充填口の状態を拡大して示す正断面図である。また、図２は同充填装置に設置された容器の充填口が封止手段で気密に包囲される状態を示し、（ａ）は同充填装置の概観を示す正断面図、（ｂ）は気密に包囲される前の充填口の状態を拡大して示す正断面図、（ｃ）は気密に包囲された直後の充填口の状態を拡大して示す正断面図である。
【００２９】
この充填装置は所定圧力（１９．２ＭＰａ）の酸素ガスを容器１０に充填するためのもので、容器受け２１及び保持部２２を備える。保持部２２は容器受け２１に対し進退自在とされ、容器受け２１に固定支持された容器１０の上端部を気密に保持するための空間３を内部に有している。この空間３には、真空ポンプに導結され開閉自在とされた排気路２３と酸素供給手段に導結され開閉自在とされた酸素導入路２４が設けられ、内部の圧力及び気体の性状が調節できるようになっている。また、保持部２２と容器１０の接触部にはシールパッキン２５が施されており、保持部２２が容器１０の上端部に圧着した状態において、空間３が気密に保たれるようになっている。
【００３０】
この装置を使用して酸素ガスの封入するには、容器１０として、高圧酸素ガスの取出口１と充填口２が各別に設けられたものを使用する。また、取出口１は予め開封自在に封止しておく。
【００３１】
酸素ガスの充填に際しては、まず、充填口２を保持部２２に向けた状態で容器１０を容器受け２１に設置し、排気路２３及び酸素導入路２４を閉じた状態で保持部２２を容器１０に圧着させ、充填口２を気密の空間３で包囲する。次に、排気路２３を開け空間３及び容器１０内部の空気を排出した後、排気路２３を閉じ酸素導入路２４を開けて、空間３及び容器１０の内部に高圧酸素ガスを圧入する。そして、空間３及び容器１０内部が所定の圧力に到達するまで酸素ガスを圧入すれば、容器１０に所定圧力の酸素ガスが充填された状態となる。
酸素ガスの充填が終了したら、最後に、空間３内で充填口２を封止し、容器１０に高圧の酸素ガスを封入することができる。
【００３２】
この封止方法によれば、高圧酸素ガスの取出口１と充填口２を各別に容器１０に設けているので、取出口１さえ開封自在に封止されていれば、充填口２を開封自在に封止する必要性がない。すなわち、充填口２は、封板で封止する必要がないため、そこに様々な封止手法を採用することが可能となる。従って、酸素ガスの雰囲気にある空間３内で施すことができかつ密封性に優れた手法を適宜選択すれば、酸素ガスを高圧状態で収容した容器１０を複雑なインターロックなしに封止することが可能になり、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。また、取出口１は、充填口２と別に封止され、その封止作業を行う環境に制限がないため、最適な封止手法を適宜選択すれば、容易に開封できるように封止でき、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。
【００３３】
充填口２の封止には、円錐台形で側面途中から面積の小さい頂面４ｂに亘って設けられた通気溝４ａを備える金属ピン４を使用している。また、保持部２２には、容器１０に対し進退自在で、この金属ピン４に対し空間３内で押圧力を加えることができる押棒２６が設けられている。
【００３４】
この金属ピン４で充填口２を封止するには、まず、充填口２を空間３で包囲する前に、充填口２へ仮止めしておく必要がある。なお、仮止めでは、図１（ｂ）に示すように、頂面４ｂが充填口２内に配置されかつ通気溝４ａの端部近傍が充填口２外に配置される位置まで挿入しておく。そして、高圧酸素ガスを圧入した後、押棒２６を操作し空間３内で通気溝４ａが充填口２に埋没するまで金属ピン４を圧嵌させ、図１（ｃ）に示す状態とすることで充填口２を閉鎖することができる。
こうすると、通気溝４ａを介して容器１０内へ高圧酸素ガスを円滑に圧入でき、また押棒２６による押圧作業のみにより充填口２を簡単に封止できるので、充填口２を包囲する限られた空間３内での実施が可能である。しかも、金属ピン４と充填口２内壁の変形を利用することにより、封止後も高い密封性を維持することができる。
【００３５】
なお、充填口２の封止は他の手段を使用して行ってもよく、例えば、図３に示すように金属管５を使用してもよい。図３は、金属管で封止される充填口を拡大して示し、（ａ）は封止される前の充填口の状態の正断面図、（ｂ）は封止された直後の充填口の正断面図である。
金属管５で充填口２を封止するには、まず、充填口２を空間３で包囲する前に、金属管５を充填口２に挿入する。この際、金属管５は、図３（ａ）に示すように、その端部５ａ近傍が充填口２から突出する位置まで挿入する。また、金属管５と充填口２の変形のみではそれらの隙間からの気体の漏洩を防止できない場合は、双方を蝋付け等で気密に接着しておく。そして、高圧酸素ガスを圧入した後、空間３内で端部５ａを潰し、図３（ｂ）に示す状態とすることで充填口２を封止することができる。
この場合でも、金属ピン４を使用した場合と同様に、金属管５の内側連通部を介して容器１０内へ高圧酸素ガスを円滑に圧入でき、また金属管５の端部５ａを押し潰す作業のみにより充填口２を簡単に封止できるので、充填口２を包囲する限られた空間３内での実施が可能である。しかも、金属管５の変形を利用することにより、封止後も高い密封性を維持することができる。
【００３６】
この装置では、また、封止した後の充填口２を、二次封止手段６で気密に包囲することができるようになっている。
こうすると、充填口２の密封性を更に向上させることができる。
【００３７】
二次封止手段６は、容器１０底部に溶接した口金で形成された、充填口２を囲う環状壁部７と、環状壁部７の頂面に溶接された封板８とで構成され、保持部２２の備えるシリンダー２７を利用し、以下の手順で充填口２の周囲に形成される。
【００３８】
まず、充填口２が封止された容器１０から、保持部２２を離脱させる。この際、空間３には高圧の酸素が充満しているため、離脱させる前に排気路２３を介して空間３内の圧力を下げておくことが安全上好ましい。
保持部２２を離脱させたら、環状壁部７に封板８を載置し、再び保持部２２を容器１０に圧着させる。また、容器１０の外周に下部電極２８を取り付けておく。なお、下部電極２８は、図１（ａ）に示すように、充填口２を封止する前の最初の設置において取り付けても良い。
続いて、シリンダー２７を容器１０に向けて移動させ、その先端部に設けられた上部電極２９を封板８に押しあてる。そして、溶接装置３０を作動させ封板８をプロジェクション溶接することにより、充填口２を気密に包囲する二次封止手段６を形成することができる。
【００３９】
なお、二次封止手段６は、充填口２を気密に包囲できればその他の構成であってもよく、例えば、封板８を環状壁部７に蝋付けして形成したり、封板８の替わりにプラグネジや袋ナット継ぎ手を使用し環状壁部７に螺着させて形成したりしてもよい。いずれの場合でも、充填口２を囲う環状壁部７と環状壁部７を塞ぐ部材との構成となり、充填口２の封止作業に影響を及ぼすことなく、簡単に充填口を気密に包囲することができる。また、充填口２の形状によっては、環状壁部７を設けることなく充填口２に封板８を直接溶接或いは蝋付けしてもよい。
【００４０】
図２（ａ）では、容器１０を安定した状態に固定するために、保持部２２を容器１０に圧着させている。その結果、封板８が載置された充填口２は空間３で包囲された状態となっているが、充填口２は金属ピン４により封止されているため、封板８の溶接作業において充填口２を空間３で包囲する必要はない。封板８の押しあてを円滑に行うことができれば、容器１０を容器受け２１のみに支持させることも可能であり、充填口２を金属ピン４で封止する工程と、封板８を環状壁部８に溶接する工程とを別の装置で行うことも可能である。しかも、取出口１は、通常の溶接作業等で封止することが可能であるため、本発明にかかる封止方法は、既設の充填装置及び抵抗溶接機を使用することが可能となり、新たな設備を要さないという利点がある。なお、封板８の溶接作業において充填口２を空間３で包囲する場合は、空間３内を不活性ガス雰囲気にすることで溶接の質を高めることができるという利点もある。
【００４１】
取出口１は、溶接された安全封板により封止されている。
こうすると、容易に開封できるように封止でき、しかも封止後も高い密封性を保つことができる。なお、安全封板としては、例えば、特公昭６３−３４３６０号公報に開示されているものを好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる支燃性又は可燃性を有する高圧ガスを収容する容器の封止方法を実施するための充填装置に設置された容器の充填口が封止される状態を示し、（ａ）は同充填装置の概観を示す正断面図、（ｂ）は封止される前の充填口の状態を拡大して示す正断面図、（ｃ）は封止された直後の充填口の状態を拡大して示す正断面図である。
【図２】同充填装置に設置された容器の充填口が封止手段で気密に包囲される状態を示し、（ａ）は同充填装置の概観を示す正断面図、（ｂ）は気密に包囲される前の充填口の状態を拡大して示す正断面図、（ｃ）は気密に包囲された直後の充填口の状態を拡大して示す正断面図である。
【図３】金属管で封止される充填口を拡大して示し、（ａ）は封止される前の充填口の状態の正断面図、（ｂ）は封止された直後の充填口の正断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    取出口
２    充填口
３    空間
４    金属ピン
４ａ  通気溝
４ｂ  頂面
５    金属管
５ａ  端部
６    二次封止手段
７    環状壁部
８    封板
１０  容器
【図１】
2005331036.tif 000003
【図２】
2005331036.tif 000004
【図３】
2005331036.tif 000005