安全閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全閥的技術(shù)，更詳細(xì)而言，涉及具備能夠在規(guī)定的異常高溫下熔融的可熔體的安全閥。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在壓力容器內(nèi)的溫度成為異常高溫時(shí)用于防止容器內(nèi)壓力過(guò)度上升的安全裝置，已知有可熔式安全閥?？扇凼桨踩y具備能夠在異常高溫時(shí)熔融的可熔體。在常溫時(shí)通過(guò)可熔體來(lái)限制閥元件的位移。在異常高溫時(shí)，使可熔體熔融而解除閥元件的限制，并且使閥元件位移，由此開(kāi)放通向外部的流路，容器內(nèi)壓力降低。作為這樣的結(jié)構(gòu)的可熔式安全閥，存在例如日本特開(kāi)2012-132475公開(kāi)的具備安全閥用可熔栓的可熔式安全閥。
[0003]日本特開(kāi)2012-132475公開(kāi)的可熔式安全閥具備大致圓柱狀的可熔體。在可熔式安全閥中，通過(guò)降低可熔體的軸心周?chē)牟课?中心部)的強(qiáng)度并提高中心部的周邊的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，維持可熔體的熔化性并提高可熔體的強(qiáng)度。并且，在日本特開(kāi)2012-132475的可熔式安全閥中，通過(guò)提高可熔體的強(qiáng)度，抑制(除異常高溫時(shí)以外的)通常使用時(shí)的可熔體的破損，防止可熔式安全閥的錯(cuò)動(dòng)作。
[0004]在日本特開(kāi)2012-132475公開(kāi)的可熔式安全閥中，壓力容器內(nèi)的壓力經(jīng)由閥元件而作用于可熔體，依然會(huì)擔(dān)心蠕變現(xiàn)象引起的可熔體的破損。在這樣的結(jié)構(gòu)中，為了形成能應(yīng)對(duì)進(jìn)一步的高溫高壓化的可熔式安全閥，需要可熔體的強(qiáng)度的進(jìn)一步提高。然而，通?？扇垠w自身的強(qiáng)度低，因此在可熔式安全閥中，難以應(yīng)對(duì)進(jìn)一步的高溫高壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)高溫高壓下的錯(cuò)動(dòng)作防止的安全閥。
[0006]本發(fā)明的第一方式涉及安全閥，其具備:閥座，具備放出氣體的氣體放出孔；閥元件，允許氣體向所述氣體放出孔的流入；及可熔體，由能夠在異常高溫時(shí)熔融的原料構(gòu)成。在非異常高溫時(shí)，所述可熔體限制所述閥元件的位移，由此阻止氣體向氣體放出孔的流入。在異常高溫時(shí)，所述可熔體熔融，由此所述閥元件發(fā)生位移，氣體從所述氣體放出孔放出。所述閥座具備朝向所述閥元件突出的突起部。
[0007]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，抑制作用于可熔體的壓力，由此能夠防止高溫高壓下的錯(cuò)動(dòng)作。
[0008]可以的是，將所述可熔體配置于所述閥座與所述閥元件之間的所述突起部的周?chē)亩氯鰵怏w放出孔的位置。
[0009]這樣的話，能夠形成為簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，并抑制作用于可熔體的壓力。
[0010]可以的是，在所述可熔體熔融時(shí)，在所述閥座與所述閥元件之間形成空隙部，所述閥元件以所述突起部為支點(diǎn)而朝向所述空隙部?jī)A倒，從而氣體從所述氣體放出孔放出。
[0011]這樣的話，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)易化，并使閥元件傾倒，由此能夠容易且可靠地開(kāi)放氣體放出孔。
[0012]可以的是，所述閥座具備放出孔選擇構(gòu)件，該放出孔選擇構(gòu)件在與所述可熔體面對(duì)的一側(cè)的端部形成能夠供所述氣體流通的氣體流通孔，通過(guò)使所述氣體流通孔與選擇的所述氣體放出孔連通而變更所述氣體的放出方向。
[0013]這樣的話，能夠形成為簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，并容易調(diào)整氣體的放出方向。
[0014]本發(fā)明的第二方式涉及安全閥，其具備:閥元件；閥座，具備放出氣體的氣體放出孔和朝向所述閥元件突出的突起部；及可熔體，配置于所述閥元件與所述閥座之間，包含能夠在規(guī)定溫度以上熔融的原料。所述閥元件和所述可熔體構(gòu)成為，在所述可熔體熔融之前，所述可熔體限制所述閥元件的位移以堵塞所述氣體放出孔。所述突起部構(gòu)成為，在所述可熔體熔融之后，所述閥元件以所述突起部為支點(diǎn)進(jìn)行位移以開(kāi)放所述氣體放出孔。
【附圖說(shuō)明】
[0015]以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)上和工業(yè)上的意義，附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的構(gòu)件，其中，
[0016]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的可熔式安全閥的整體結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
[0017]圖2是表示作為可熔式安全閥的安裝對(duì)象的壓力容器的示意圖。
[0018]圖3是表示壓力容器的口環(huán)的局部示意圖。
[0019]圖4是表示可熔式安全閥相對(duì)于口環(huán)的配置狀況的剖視示意圖。
[0020]圖5是用于說(shuō)明配置于口環(huán)的可熔式安全閥的結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0021]圖6A?6C是表示構(gòu)成本發(fā)明的一實(shí)施方式的可熔式安全閥的放出孔選擇構(gòu)件的其他實(shí)施方式的示意圖。
[0022]圖7A是用于說(shuō)明基于放出孔選擇構(gòu)件的氣體放出孔的選擇方法的示意圖，示出放出孔選擇構(gòu)件中的氣體流通孔的形成狀況。
[0023]圖7B是用于說(shuō)明基于放出孔選擇構(gòu)件的氣體放出孔的選擇方法的示意圖，示出將閥座主體中的氣體放出孔定位于氣體流通孔的狀況。
[0024]圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式的可熔式安全閥的動(dòng)作狀況的剖視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]接著，說(shuō)明發(fā)明的實(shí)施方式。首先，使用圖1?圖5，說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式的可熔式安全閥的整體結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本發(fā)明的一實(shí)施方式的可熔式安全閥I例如作為燃料電池的氫氣罐的安全閥使用，由閥座10、閥元件20 (例如閥芯)、可熔體30等構(gòu)成?？扇凼桨踩yI附設(shè)于圖2所示那樣的壓力容器40而使用。在壓力容器40意外被加熱的情況下，為了防止內(nèi)壓過(guò)度上升，在壓力容器40的溫度成為異常的高溫時(shí)，為了使壓力容器40的內(nèi)部與外部連通來(lái)放出容器內(nèi)部的氣體而設(shè)置可熔式安全閥I。
[0026]可熔式安全閥I附設(shè)于圖3所示的那種在壓力容器40設(shè)置的口環(huán)41，配置成對(duì)口環(huán)41的開(kāi)口部42進(jìn)行封閉。例如，若為圖2所示的壓力容器40，則由于具備2處口環(huán)41，因此使用2個(gè)可熔式安全閥I。另外，也可以形成為用塞子等將一方的口環(huán)41封閉而僅在I處口環(huán)41設(shè)置可熔式安全閥I的結(jié)構(gòu)。
[0027]圖3中將口環(huán)41的一部分放大表示。在口環(huán)41形成有成為氣體的流路的開(kāi)口部42，而且，在開(kāi)口部42的內(nèi)周面，形成有用于使可熔式安全閥I螺合的內(nèi)螺紋43?？诃h(huán)41中的氣體的放出方向成為圖3所示的箭頭X的方向，從壓力容器40的內(nèi)部朝向外部放出氣體。
[0028]如圖1所示，閥座10由閥座主體11、放出孔選擇構(gòu)件12、螺栓13、O型密封圈14等構(gòu)成。在閥座主體11形成有螺栓孔11a，而且，在放出孔選擇構(gòu)件12形成有內(nèi)螺紋12a。在將螺栓13的外螺紋部插通閥座主體11的螺栓孔Ila的狀態(tài)下，使螺栓13的外螺紋部與放出孔選擇構(gòu)件12的內(nèi)螺紋12a螺合，由此將閥座主體11與放出孔選擇構(gòu)件12緊固而一體化，從而構(gòu)成閥座10。而且，在閥座10中，在閥座主體11與放出孔選擇構(gòu)件12之間夾設(shè)有O型密封圈14，防止氣體從閥座主體11與放出孔選擇構(gòu)件12之間的漏出。
[0029]而且，在閥座主體11形成有氣體放出孔15，在放出孔選擇構(gòu)件12形成有氣體流通孔16，該氣體流通孔16是用于使氣體朝向氣體放出孔15流通的孔。氣體放出孔15至少與一個(gè)氣體流通孔16連通，在閥座10的內(nèi)部，形成有從壓力容器40的內(nèi)部至外部的氣體的放出路徑。
[0030]放出孔選擇構(gòu)件12構(gòu)成閥座10中的與可熔體30面對(duì)的一側(cè)的端部，在與閥座主體11接觸的一側(cè)的相反側(cè)的面(即，閥座10中的與可熔體30面對(duì)的一側(cè)的端部)上形成有突起部17。突起部17以朝向閥元件20突出的方式形成。在非異常溫度時(shí)，優(yōu)選突起部17的前端與閥元件20抵接。由此，在非異常溫度時(shí)，能夠通過(guò)突起部17支承閥元件20。而且，在放出孔選擇構(gòu)件12的周側(cè)面上形成有用于使閥座10與口環(huán)41螺合的外螺紋18。如果閥元件20能夠位移，則突起部17可以相對(duì)于閥元件20的位置形成在任意的位置。例如，在設(shè)計(jì)上即使將突起部17配置在閥元件20的重心位置，也認(rèn)為會(huì)因制造誤差或使用環(huán)境等而產(chǎn)生從重心位置的偏離。在這樣的情況下，可以使閥元件20位移。更優(yōu)選的是，在設(shè)計(jì)上，將突起部17配置于從閥元件20的重心偏離的位置。
[0031]閥元件20是起到作為用于封閉或開(kāi)放開(kāi)口部42的閥的作用的大致圓筒狀的構(gòu)件，具有比圓形的開(kāi)口部42的內(nèi)徑小的外徑。并且，在閥元件20的周側(cè)面形成有用于嵌裝O型密封圈21和支承環(huán)22的環(huán)槽20a。支承環(huán)22是用于限制環(huán)槽20a中的O型密封圈21的位移的構(gòu)件。由彈性體構(gòu)成的O型密封圈21的外徑構(gòu)成為比開(kāi)口部42的內(nèi)徑大，通過(guò)將閥元件20及O型密封圈21壓入開(kāi)口部42，形成確保閥元件20的周?chē)c開(kāi)口部42之間的不滲透性(密封性)的結(jié)構(gòu)。
[0032]由于充滿在壓力容器40內(nèi)的氣體而將閥元件20從開(kāi)口部42向外部壓出的方向的應(yīng)力作用于閥元件20，但是能夠通過(guò)可熔體30及突起部17(即，閥座10)中的至少I(mǎi)個(gè)的支承來(lái)抗拒這樣的應(yīng)力。
[0033]在可熔式安全閥I中的閥座10與閥元件20之間，以填埋閥座10與閥元件20之間存在的空隙的方式配置可熔體30?？扇垠w30是由能夠在壓力容器40的異常高溫所對(duì)應(yīng)的溫度下熔融的原料構(gòu)成的構(gòu)件。異常高溫例如可以假想火焰而為600°C。作為構(gòu)成可熔體30的原料，可以采用鉍/銦系合金或鎵/銦系合金等?？扇垠w30具備貫通孔30a，通過(guò)使突起部17插通該貫通孔30a，可熔體30配置成包圍突起部17，將閥座10與閥元件20之間存在的空隙填埋，并且由可熔體30堵塞在放出孔選擇構(gòu)件12形成的氣體流通孔16。這樣，可熔體30構(gòu)成為，在壓力容器40的非異常高溫時(shí)(例如常溫時(shí))，將存在于閥座10與閥元件20之間的空隙填埋，限制閥元件20的位移，并且將形成于放出孔選擇構(gòu)件12的氣體流通孔16堵塞。而且，可熔體30構(gòu)成為，在壓力容器40的異常高溫時(shí)，發(fā)生熔融，解除閥元件20的限制，并且開(kāi)放放出孔選擇構(gòu)件12的氣體流通孔16。
[0034]如圖4及圖5所示，可熔式安全閥I首先將嵌裝有O型密封圈21的狀態(tài)的閥元件20插入口環(huán)41的開(kāi)口部42，然后，使閥座10的外螺紋18與形成于開(kāi)口部42的內(nèi)螺紋43螺合，由此將閥座10固定。需要說(shuō)明的是，在將閥座10固定于開(kāi)口部42時(shí)，預(yù)先將可熔體30插入閥座10的閥元件20側(cè)的開(kāi)口部42，由閥座10和閥元件20夾持而固定可熔體30。需要說(shuō)明的是，在將可熔式安全閥I安裝于開(kāi)口部42的狀態(tài)下，可熔體30與閥座10及閥元件20接觸，但是預(yù)先調(diào)整厚度以使作用于閥元件20的應(yīng)力主要作用于閥座10。對(duì)于可熔體30的厚度沒(méi)有限定，可以為任意的厚度，但是優(yōu)選使可熔體30的厚度與突起部17的突出設(shè)置高度相等。在可熔體30的厚度大于突