(57)【要約】【課題】安全弁の開閉弁動作を適切に制御する。【解決手段】圧力容器１に取り付けられるのに適した安全弁２は、本体３と、逃がし通路５と、遮断位置と開放位置との間を移動可能な弁体１２と、弁体を遮断位置に保持する保持位置と、弁体が開放位置に移動するのを許容する許容位置との間を移動可能な保持部材１３と、熱収縮性の受熱部材４と、緩衝部材１６と、を備える。受熱部材は、一端が保持部材に連結され、受熱したときに収縮して保持部材を保持位置から許容位置まで移動させる。緩衝部材は、受熱部材の熱収縮により保持部材が保持位置から許容位置に移動するのを許容し、受熱部材に作用する外力により保持部材が保持位置から許容位置に移動するのを阻止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器に取り付けられるのに適した安全弁であって、
本体と、
前記本体内に形成された逃がし通路であって、前記圧力容器の内部に連通されるのに適した入口と、前記圧力容器の外部に連通されるのに適した出口とを有する逃がし通路と、
前記逃がし通路を遮断する遮断位置と、前記逃がし通路を開放する開放位置との間を移動可能な弁体と、
前記本体に形成された収容孔と、
前記収容孔内に、前記弁体を前記遮断位置に保持する保持位置と、前記弁体が前記開放位置に移動するのを許容する許容位置との間を移動可能に収容された保持部材と、
前記保持部材を前記保持位置に向けて付勢する付勢部材と、
前記本体から延びる熱収縮性の受熱部材であって、一端が前記保持部材に連結され、他端が前記本体の外部の定置部材に固定され、受熱したときに収縮して前記付勢部材の付勢力に抗し前記保持部材を前記保持位置から前記許容位置まで移動させる、受熱部材と、
前記保持部材と前記収容孔の内面との間に配置された緩衝部材であって、前記受熱部材の熱収縮により前記保持部材が前記保持位置から前記許容位置に移動するのを許容し、前記受熱部材に作用する外力により前記保持部材が前記保持位置から前記許容位置に移動するのを阻止する、緩衝部材と、
を備えた安全弁。
【請求項２】
前記受熱部材が形状記憶合金から形成されている、請求項１に記載の安全弁。
【請求項３】
前記定置部材を前記本体に固定する管状の支持部材を更に備え、前記受熱部材が前記支持部材内に収容されている、請求項１又は２に記載の安全弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力容器に取り付けられるのに適した安全弁であって、本体と、本体内に形成された逃がし通路であって、圧力容器の内部に連通されるのに適した入口と、圧力容器の外部に連通されるのに適した出口とを有する逃がし通路と、逃がし通路を遮断する遮断位置と、逃がし通路を開放する開放位置との間を移動可能な弁体と、本体に形成された収容孔と、収容孔内に、弁体を遮断位置に保持する保持位置と、弁体が開放位置に移動するのを許容する許容位置との間を移動可能に収容された保持部材と、保持部材を保持位置に向けて付勢する付勢部材と、本体から延びる熱収縮性の受熱部材であって、一端が前記保持部材に連結され、他端が本体の外部の定置部材に固定され、受熱したときに収縮して保持部材を保持位置から許容位置まで移動させる、受熱部材と、を備えた安全弁が公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、受熱部材は圧力容器の表面に取り付けられている。したがって、圧力容器の温度が上昇すると、受熱部材が受熱して収縮し、受熱部材により、許容位置に向かう方向の力が保持部材に作用する。その結果、保持部材が許容位置まで移動され、弁体が圧力容器の内圧により開放位置に移動される。したがって、安全弁が開弁され、圧力容器内の流体が圧力容器外に放出される。このため、圧力容器の温度が過度に上昇して圧力容器が破裂するのが阻止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１３２９９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、受熱部材は安全弁の本体の外部に延びているので、受熱部材に何らかの外力が作用するおそれがある。この場合、圧力容器の温度が低いにもかかわらず、保持部材がこの外力により許容位置に移動され、安全弁が開弁するおそれがある。すなわち、安全弁が誤作動するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明よれば、圧力容器に取り付けられるのに適した安全弁であって、本体と、前記本体内に形成された逃がし通路であって、前記圧力容器の内部に連通されるのに適した入口と、前記圧力容器の外部に連通されるのに適した出口とを有する逃がし通路と、前記逃がし通路を遮断する遮断位置と、前記逃がし通路を開放する開放位置との間を移動可能な弁体と、前記本体に形成された収容孔と、前記収容孔内に、前記弁体を前記遮断位置に保持する保持位置と、前記弁体が前記開放位置に移動するのを許容する許容位置との間を移動可能に収容された保持部材と、前記保持部材を前記保持位置に向けて付勢する付勢部材と、前記本体から延びる熱収縮性の受熱部材であって、一端が前記保持部材に連結され、他端が前記本体の外部の定置部材に固定され、受熱したときに収縮して前記付勢部材の付勢力に抗し前記保持部材を前記保持位置から前記許容位置まで移動させる、受熱部材と、前記保持部材と前記収容孔の内面との間に配置された緩衝部材であって、前記受熱部材の熱収縮により前記保持部材が前記保持位置から前記許容位置に移動するのを許容し、前記受熱部材に作用する外力により前記保持部材が前記保持位置から前記許容位置に移動するのを阻止する、緩衝部材と、を備えた安全弁が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
安全弁の開閉弁動作を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】圧力容器及び安全弁を示す概略図である。
【図２】保持部材が保持位置にありかつ弁体が遮断位置にある場合を示す安全弁の概略断面図である。
【図３】保持部材が許容位置にありかつ弁体が開放位置にある場合を示す安全弁の概略断面図である。
【図４】受熱部材に外力が作用した場合を示す安全弁の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、１は圧力容器、２は圧力容器１の開口に取り付けられるのに適した安全弁をそれぞれ示す。圧力容器１内には気体又は液体が圧力下で収容されている。圧力容器１は例えば電動車両用燃料電池システムの水素ガスタンクから構成され、圧力容器１内には水素ガスが圧力下で収容されている。安全弁２は本体３と、本体３から外部に延びる受熱部材４を備える。
【０００９】
図２及び図３を参照すると、本体３内には逃がし通路５が形成される。本発明による実施例では逃がし通路５は互いに連結された入口側通路部分６及び出口側通路部分７を有する。また、本発明による実施例では、入口側通路部分６及び出口側通路部分７は互いに直交しており、したがって逃がし通路５はＬ字形状をなしている。入口側通路部分６の一端には圧力容器１の開口を介し圧力容器１の内部に連通された入口６ａが形成される。一方、出口側通路部分７の一端には圧力容器１の外部、例えば大気に連通された出口７ａが形成される。
【００１０】
また、本体３内には、収容孔８が形成される。本発明による実施例では、収容孔８は一端において連通孔９を介し逃がし通路５に連通され、他端において開口１０を介し本体３の外部に連通される。本発明による実施例では、収容孔８の他端に蓋部が取り付けられ、この蓋部に開口１０が設けられる。連通孔９は出口側通路部分７と整列される。また、本体３内には入口側通路部分６と整列されつつ逃がし通路５に連通された受容孔１１が形成される。
【００１１】
逃がし通路５内には弁体１２が配置される。この弁体１２は、逃がし通路５を遮断する遮断位置と、逃がし通路５を開放する開放位置との間を移動可能である。また、収容孔８内には保持部材１３が配置される。この保持部材１３は、弁体１２を遮断位置に保持する保持位置と、弁体１２が開放位置に移動するのを許容する許容位置との間を移動可能である。更に、連通孔９内には球状の係合部材１４が配置される。この係合部材１４は、弁体１２の遮断位置よりも下流側の逃がし通路５内に侵入した侵入位置と、逃がし通路５から退出した退出位置との間を移動可能である。
【００１２】
すなわち、図２に示されるように保持部材１３が保持位置にあるときには、保持部材１３の一部が連通孔９内に侵入しており、係合部材１４に当接している。その結果、係合部材１４は侵入位置に保持される。弁体１２は圧力容器１内の流体により開弁方向に、すなわち受容孔１１に向けて付勢されている。このため、弁体１２は係合部材１４に係合し、遮断位置に保持される。すなわち、安全弁２は閉弁されている。
【００１３】
これに対し、図３に示されるように保持部材１３が許容位置にあるときには、保持部材１３が連通孔９から退出している。その結果、係合部材１４は弁体１２により押されて退出位置まで移動することができる。したがって、弁体１２は受容孔１１内の開放位置まで移動することができる。すなわち、安全弁２は開弁することができる。
【００１４】
保持部材１３と収容孔８の内面、特に開口１０が形成された蓋部の内面との間には、保持部材１３を保持位置に向けて付勢する付勢部材１５が配置される。本発明による実施例では、付勢部材１５は圧縮バネから形成される。
【００１５】
更に、保持部材１３と収容孔８の内面、特に開口１０が形成された蓋部の内面との間には緩衝部材１６が配置される。この緩衝部材１６は、緩衝部材１６に作用する長手方向の圧縮力の増加速度が大きいときには当該圧縮力の増加速度が小さいときに比べて、長手方向に圧縮しにくい特性を有する。保持部材１３に保持位置（図２）から許容位置（図３）に向かう力が作用すると、緩衝部材１６に長手方向の圧縮力が作用する。保持部材１３に作用する力の増加速度が小さいときには緩衝部材１６は長手方向に容易に圧縮され、したがって保持部材１３は許容位置まで移動することができる。これに対し、保持部材１３に作用する力の増加速度が大きいときには緩衝部材１６は長手方向にほとんど圧縮されず、したがって保持部材１３は保持位置に維持される。本発明による実施例では緩衝部材１６は変形可能な容器内に収納されたダイラタント流体から形成される。ダイラタント流体は例えばシリコーンオイルとホウ酸との混合物、又は、シリコーン樹脂とシリカとの混合物から形成される。図示しない別の実施例では、緩衝部材１６はオイル又は空気を作動流体とするダンパから形成される。
【００１６】
一方、受熱部材４は開口１０を通って延びる線状をなしており、一端が保持部材１３に連結され、他端が本体３の外部の定置部材２０に固定される。本発明による実施例では、定置部材２０は剛性のある管状の支持部材２１により本体３に固定されている。図示しない別の実施例では、定置部材２０は圧力容器１の外面又は車両フレームから形成される。すなわち、受熱部材４の他端は圧力容器１の外面又は車両フレームに固定される。
【００１７】
受熱部材４は熱収縮性を有する。本発明による実施例では、受熱部材４は形状記憶合金から形成される。すなわち、受熱部材４は常温において、記憶形状よりも伸長される。次いで、受熱部材４が受熱して受熱部材４の温度があらかじめ定められた形状回復温度（例えば、１１０℃）よりも高くなると、受熱部材４は記憶形状に戻る、すなわち収縮する。図示しない別の実施例では、受熱部材４は熱収縮性樹脂から形成される。
【００１８】
受熱部材４は常温において、記憶形状よりも伸長された状態で保持部材１３及び定置部材２０に取り付けられる。この場合、受熱部材４には張力はほとんど作用していない。その結果、付勢部材１５により保持部材１３が保持位置に保持され、したがって安全弁２が閉弁状態に維持される。
【００１９】
本発明による実施例では図１に示されるように受熱部材４は圧力容器１の表面に沿って配置される。したがって、例えば車両火災等により圧力容器１の温度が高くなり、受熱部材４の温度が形状回復温度よりも高くなると、受熱部材４が収縮する。その結果、保持位置から許容位置に向かう力が、受熱部材４により保持部材１３に作用する。この場合、保持部材１３に作用する力の増加速度は比較的小さく、したがって保持部材１３は受熱部材４により、付勢部材１５の付勢力に抗して、許容位置まで移動される。その結果、安全弁２が開弁され、圧力容器１内の水素ガスが外部に放出される。
【００２０】
一方、例えば車両衝突等により受熱部材４に外力が作用する場合がある。図４は、受熱部材４に大きな外力が作用して支持部材２１が本体３から離脱した場合を示している。この場合にも、保持位置から許容位置に向かう力が、受熱部材４により保持部材１３に作用する。ところが、この場合には、保持部材１３に作用する力の増加速度は比較的大きい。したがって、保持部材１３は緩衝部材１６により保持位置に維持される。その結果、安全弁２は閉弁され続ける。すなわち、安全弁２の誤動作が阻止される。図４に示される例では、受熱部材４が保持部材１３から離脱している。
【００２１】
すなわち、緩衝部材１６は、受熱部材４の熱収縮により保持部材１３が保持位置から許容位置に移動するのを許容し、受熱部材４に作用する外力により保持部材１３が保持位置から許容位置に移動するのを阻止している、ということになる。
【００２２】
図示しない別の実施例では、係合部材１４が省略される。この場合、保持部材１３が保持位置にあるときには保持部材１３が逃がし通路５内に侵入して弁体１２に係合し、それにより弁体１２が遮断位置に保持される。一方、保持部材１３が許容位置に移動されると、保持部材１３が逃がし通路５から退出して弁体１２から離脱し、それにより弁体１２が開放位置に移動可能になる。
【符号の説明】
【００２３】
１    圧力容器
２    安全弁
３    本体
４    受熱部材
５    逃がし通路
６ａ    入口
７ａ    出口
８    収容孔
１２    弁体
１３    保持部材
１５    付勢部材
１６    緩衝部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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