ガスを充填し分配する為の装置及びこの様な装置を備えている組立体

专利摘要:
加圧ガス貯蔵槽の開口中に配置されることを意されている本体と、貯蔵層（３０）の内側に連結されることを意されている上流第１端とガスの使用者（４０）に連結されることを意されている下流第２端との間を延出しているガス取り出し回路（２０）と、を備える。ガス取り出し回路は、上流から下流までこの順序で順番に配置された圧力調整器（５０），低圧室（７０），そして分離弁（６０）を備え、低圧室は安全開放弁（５，６，８，１８，１９，２１）を介し装置の外側にガスを排出する為の通路（８０）に連結されている。安全開放弁は、低圧室中の圧力に反応し、そして低圧室中の圧力が第１閾値の下である時には排出通路を閉鎖し、低圧室中の圧力が第１圧力閾値よりも高く第２圧力閾値の下である時には排出通路を開放し、そして低圧室中の圧力が第２圧力閾値よりも高い時には排出通路を閉鎖する。
公开号:JP2011511223A
申请号:JP2010544760
申请日:2009-01-28
公开日:2011-04-07
发明作者:ドニ、アルノー；ピソ、フィリップ；モレッティ、アレッサンドロ；ルメスル、ジェルベ
申请人:レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード；
IPC主号:F17C13-04

专利说明:

[0001] この発明は、ガス充填及び分配装置，貯蔵層及びこの様な装置を備えている組立体，そして漏れ制御の方法に関係している。]
[0002] この発明はより詳細には、加圧ガス貯蔵槽の開口中に配置されることを意図されている本体と、貯蔵層の内側に連結されることを意図されている上流第１端とガスの使用者に連結されることを意図されている下流第２端との間を延出しているガス取り出し回路と、を備えており、ガス取り出し回路は、上流から下流端までこの順序で順番に配置された圧力調整器，低圧室，そして分離弁（isolating valve）を備えており、低圧室は低圧室中の圧力に反応する安全開放弁を介し装置の外側にガスを排出する為の通路に連結されている、ガス充填及び分配装置に関係している。]
背景技術

[0003] 特に安全性の理由の為に、組み込み調整器を伴っている弁の如きガス充填及び分配システムが設けられていて、その結果として加圧ガスボンベ（pressurized-gas cylinder）の末端使用者はボンベ（cylinder）の高圧なガスと接触することが出来ないが、むしろ圧力調整器により減圧されている圧力のガスとのみ接触できる。]
[0004] もしも弁が調整器の下流（低圧側）に位置されているのであれば、特にもしも調整器が漏れると、調整器と分離弁（isolating valve）との間で圧力における上昇が生じる。詳細には、特に（水素又はヘリウム型（type）の）分子の小さいガスに関しては１００％密封と考えられることが出来る調整器はない。]
[0005] 従って、ガスの如何なる取り出し無しでの長期間貯蔵の事態では、調整器の下流の低圧室が高圧のガスにより満たされる。もしこれが生じると、それは使用者が再びガスを取り出す為に来て分離弁（isolating valve）を開くことにより貯蔵槽に連結した時に危険な状況を生じさせる。]
[0006] この問題を処理するために、過大圧力の事態又は過度な温度の事態においてガスを逃がす安全ガス抜き弁を使用することが行なわれていることが知られている。しかしながら、漏れが比較的小さいとはいえ、或る状況においては、これらの公知のガス抜き弁もまたガスの大量の突然の開放による危険な事態を生じさせる可能性がある。このことは、ガスが水素の如き可燃性であるときに特に危険である。]
[0007] この発明の目的は、従来技術の上述した如き不利益の全て又は幾つかを緩和することである。]
[0008] この目的の為に、この発明に従っている装置は、上述した前文部中において与えられた規定に従ったより広い観点において、安全開放弁が、低圧室中の圧力が第１閾値の下である時に排出通路を閉鎖し、低圧室中の圧力が第１圧力閾値の上であるとともに第２圧力閾値の下である時に排出通路を開放し、そして低圧室中の圧力が第２圧力閾値よりも上である時に排出通路を閉鎖するよう設計されていることで本質的に特徴付けされている。]
[0009] この発明の幾つかの実施形態は、１つ又はそれ以上の以下の特徴を含むことが出来る。]
[0010] ・安全開放弁が、低圧室中の圧力にさらされるとともに戻り部材により通路を閉鎖する第１位置に向かい付勢されている可動シャッターを備えていて、前記戻り手段及び前記シャッターは、低圧室中の圧力が第１閾値の下である時に排出通路を閉鎖する第１位置と、低圧室中の圧力が第１圧力閾値の上であるとともに第２圧力閾値の下である時に排出通路を開放する第２位置と、そして低圧室中の圧力が上述した第２圧力閾値よりも上である時に排出通路を閉鎖する第３位置と、の間でシャッターが移動することを許容するよう寸法付けされており、
・可動シャッターが、圧力調整器の圧力開放弁に連結されているピストンと、閉鎖／開放の目的の為に排出通路と協働可能な少なくとも１つの密封部材と、を備えており、
・シャッターを戻らせる戻り部材はばねを備えていて、ばねのばね力は圧力調整器の弁に伝達され、
・シャッターを戻らせる為の戻り部材は、装置の外側の圧力にさらされる容積（volume）中に位置されていて、前記容積（volume）は好ましくはシャッターの下流でガス排出通路を介して外側に連結されており、
・排出通路はシャッターと装置の本体との間に形成された溝を備えており、溝は排出通路と第１に連通されているとともに低圧室と第２に連通されていて、シャッターは、本体及び溝に関するシャッターの位置に従い、ピストンと装置の本体との間の排出通路を開放又は閉鎖に保つ為の密封部材の一揃い（a set of seals）を備えていて、
・シャッターは、そこを通過して低圧室を溝と連通させる導管を備えていて、
・シャッターは、置き換え移動（translational movement）可能であり、
・低圧室は、ガスの流れを所定の値に制限する制限要素を介して排出通路と連結されていて、
・取り出し回路とは別の充填回路を備えていて、充填回路は、圧力調整器の上流で貯蔵層に対し直接又は取り出し回路を介し連結されている第１端及び取り出し回路とは別の第２端を有しており、
・第１圧力閾値は２０バール（bar）と２９バール（bar）との間、好ましくは２３バール（bar）と２５バール（bar）との間、の範囲であり、
・第２圧力閾値は３０バール（bar）と５０バール（bar）との間、好ましくは３０バール（bar）と３５バール（bar）との間、の範囲であり、
・制限要素により設定されるガス流量を所定の値は１０ｃｍ３／ｍｉｎと８００ｃｍ３／ｍｉｎとの間、好ましくは１０ｃｍ３／ｍｉｎと５０ｃｍ３／ｍｉｎとの間、の範囲であり、
・シャッター中の導管は低圧室を制限要素を介し溝に連通させる。]
[0011] もう一つの目的は、加圧ガス貯蔵槽と、上記されているか又は以下に記載されている特徴のいずれかに従っている充填及び分配装置と、を備えている組立体を提供することである。]
[0012] もう一つの目的は、上述した又は以下に記載されている特徴のいずれかに従っている充填及び分配装置を備えている加圧ガス貯蔵槽からの自然なガス漏れを制御する方法を提供することであり、ここにおいては、自然な漏れの結果として低圧室中に蓄積されたガスを、過大な圧力の蓄積を避けるよう、安全開放弁を介して連続して自動的に放出する工程が行われ、そして、もし圧力調整器が破損し低圧室中に圧力の突然の蓄積が生じたならば安全開放弁を自動的に閉鎖する工程が行われる。]
[0013] この発明はまた、上述した又は以下に記載されている特徴のいかなる組み合わせを含むいかなる代わりの方法又は装置に関係することが出来る。]
[0014] 他の特徴及び利点は、図面を参照しながら以下の記載を読むことから明らかになる。]
図面の簡単な説明

[0015] 図１は、この発明に従っているガス充填及び分配装置の一実施形態が設けられている加圧ガス貯蔵槽を図示している概略的な部分図である。
図２は、「休止」というべき動作の順序における、この発明に従っているガス充填及び分配装置の一実施形態の詳細の部分的及び概略的な断面図である。
図３は、図２の細部Ａの拡大図である。
図４は、「漏れガスを外側に放出すること」として知られている動作の順序における、図２の細部Ａの拡大図である。
図５は、「大量漏れの事態における閉鎖」として知られている動作の順序における、細部Ａを含む図２の装置の部分図である。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５
実施例

[0016] この発明は、その出願の全体的に限定されることのない一実施形態を図示している図１乃至図５を参照して以下に記載される。詳細には、この発明は如何なる他の型式の装置又は弁に等しく良く適用されることが出来る。この発明は、文献ＷＯ２００７／０４８９５４Ａ１又はＷＯ２００７／０４８９５７中に特に記載されている装置に対し特に適用可能である。] 図１ 図５
[0017] 図１の実施形態においては、装置又は弁は加圧ガスボンベ（pressurized gas cylinder）３０の開口（orifice）中に設けられている。この装置は従って、ガス貯蔵槽３０の内側に連結された上流第１端とガスの使用者４０に連結されることを意図されている下流第２端との間で延出しているガス取り出し回路２０を格納している本体１（１つ又は複数部分により形成されている）を備えている。取り出し回路２０は、上流から下流端まで（第１端から第２端まで）：フィルター３２（任意），圧力調整器５０，低圧室７０，そして分離弁（isolating valve）６０を備えている。分離弁（isolating valve）６０の下流に、装置は、例えば、取り出しの為及び分離弁（isolating valve）６０の開放の為のシステム４０の連結器と係合することを意図されている急速連結システムを備えて良い。] 図１
[0018] 低圧室７０と分離弁（isolating valve）６０との間には、安全ガス出口通路８０が存在している。さらには、シャッター弁（shutter valve）２２が取り付けられている充填回路２２が設けられている。好ましくは、充填回路２２の少なく一部（例えば入口）は取り出し回路２０から独立している。]
[0019] 図２は、高圧ＨＰにさらされている圧力調整器５０の構成の一例を図示している。描かれているように、圧力調整器５０は、密封手法（密封部材１１，クリープ阻止リング（anti-creep ring）１０）において本体１に付加されている（例えば、ねじ止めされている）カートリッジ９中に格納されて良い。圧力調整器５０は、下流方向において弁座１３，１２に向かうばね１５の力にさらされている弁１４を備えて良い。弁１４の下流端は、その一部が、本体１中を液密に（密封部材４，クリープ阻止リング（anti-creep ring）７）摺動していてピストンばね２１を介して付勢されている正反対のピストン（antagonistic piston）８により上流方向に付勢されている。] 図２
[0020] 弁１４及びピストン８のばね１５及び２１のばね力（spring weight）は、圧力調整器が大気圧よりも高い所定の圧力開放圧で開くことを確実にしている。]
[0021] ピストン８を付勢しているばね２１は、圧力調整器５０の弁上におけるいかなる背圧も阻止するよう通路８０を介して外部大気圧に連通されている。低圧室７０は、弁座１２の下流端とピストン８の上流端との間に形成されている。]
[0022] ピストン８はそれを通過している導管１７を有していて、導管１７は低圧力室７０をピストンの下流端の周りで本体１に形成されている溝１９と連通させている。]
[0023] より詳細には、ピストン８の本体中に形成されている流れ制限要素（flow restricting element）１８が溝１９の領域に位置されている室の領域において行なわれるガスの流量を設定している。]
[0024] 通常の状況下では、低圧力室７０からの調整されたガスが、ピストン８により保持されているとともに溝１９の個々の側に夫々が位置されている一対のＯ−リング密封部材６によりこの地点で休止されている（本体１に対する密封，図２及び３）。] 図２
[0025] ピストン８の下流で、本体１は分離弁（isolating valve）６０（詳細には描かれていない）を備えている。使用の通常の状況下では、取り出しの間、規制されているガスＧはこのルートに沿い（図２中において右に向いている矢印）出てくる。] 図２
[0026] もし調整器５０が小さな程度漏らすと、室７０中の圧力は調整器５０の規制されている圧力の上に次第に増大する。これは、ピストン８の上流表面上における力を増大させる。増大した圧力はピストン８を下流方向に（ピストンばね２１を押圧し）移動させる。圧力室７０中の圧力が所定の第１閾値に到達した時、一対の密封部材の上流密封部材６は溝１９に到達し、その中に留まる（図４）。この場所において、本体１とピストン８との間の密封は溝１９の上流においてもはや提供されない。制限要素１８を介して低圧室７０から来るガスは、ピストンばね２１の室と排出通路８０とを介して流れるとともに外側に逃げることが出来る（弁開放，図２中において上を指摘している矢印）。] 図２ 図４
[0027] この所定量の漏れガスが開放された時、低圧室７０中の圧力はその通常の値に戻り、そしてピストン８はそのばね２１により上流方向に図２及び３の位置まで押し戻され、そこにおいて低圧室７０からのガスは排出通路８０に到達できない（弁閉鎖）。] 図２
[0028] 放出に続く圧力における序々の増加のこの工程は、所定の漏れが生じる限り自動的に繰り返される。このようにして、少量のガスは個々の放出サイクルにおいて開放される。従って、少量のガス漏れは、装置中において圧力の不相応な増大を生じさせない。]
[0029] 反対に、低圧室中における圧力のより大きな上昇の場合には、第２の所定の圧力閾値を超えた上昇（例えば、調整器５０の故障の場合）は、ピストン８が図４の放出位置を越えた下流方向にガスにより押し戻され図５中に図示されている閉鎖位置に到達する。実際に生じることは、低圧室７０中に到達したガスの流量が制限要素１８を介して排出されることが出来る流量を越えていることである。] 図４ 図５
[0030] この閉鎖位置においては、一対の密封部材６が溝１９を超えているが、ピストン８により保持されている上流密封部材５が本体１に対し押圧され、そして出口８０と溝１９との間のガス通路を閉鎖する。さらに、この位置においては、一対の密封部材６は再びピストン８の制限要素１８の両側に液密に置かれる。この閉鎖位置においては、安全開放弁は閉じられ排出通路８０を介してあまりにも多くのガスが排出されることを阻止する。不完全（defective）な圧力調整器５０を通過した高圧ガスは分離弁６を介して本体中に保持され、そしてこの目的の為に提供されえる取り出し口（withdrawing tapping）をを介して取り扱われる。]
[0031] さらに、システム（表示装置）は、分離弁６０の出口側における圧力が予定していた値よりも高いことを合図してよい。]

权利要求:

請求項1
加圧ガス貯蔵槽の開口中に配置されることを意図されている本体と、貯蔵層（３０）の内側に連結されることを意図されている上流第１端とガスの使用者（４０）に連結されることを意図されている下流第２端との間を延出しているガス取り出し回路（２０）と、を備えており、ガス取り出し回路（２０）は、上流から下流端までこの順序で順番に配置された圧力調整器（５０），低圧室（７０），そして分離弁（６０）を備えており、低圧室（７０）は安全開放弁（５，６，８，１８，１９，２１）を介し装置の外側にガスを排出する為の通路（８０）に連結されていて、安全開放弁は、低圧室（７０）中の圧力に反応し、そして低圧室（７０）中の圧力が第１閾値の下である時には排出通路（８０）を閉鎖し、低圧室（７０）中の圧力が第１圧力閾値の上であるとともに第２圧力閾値の下である時には排出通路（８０）を開放し、そして低圧室（７０）中の圧力が第２圧力閾値よりも上である時には排出通路（８０）を閉鎖する、ガス充填及び分配装置。
請求項2
安全開放弁（５，６，８，１８，１９，２１）が、低圧室（７０）中の圧力にさらされるとともに戻り部材（２１）により通路（８０）を閉鎖する第１位置に向かい付勢されている可動シャッター（５，６，８）を備えていて、前記戻り手段及びシャッター（５，６，８）は、低圧室（７０）中の圧力が第１閾値の下である時に排出通路（８０）を閉鎖する第１位置と、低圧室（７０）中の圧力が第１圧力閾値の上であるとともに第２圧力閾値の下である時に排出通路（８０）を開放する第２位置と、そして低圧室（７０）中の圧力が第２圧力閾値よりも上である時に排出通路（８０）を閉鎖する第３位置と、の間でシャッター（５，６，８）が移動することを許容するよう寸法付けされている、ことを特徴とする請求項１中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項3
可動シャッター（５，６，８）が、圧力調整器（５０）の圧力開放弁（１４）に連結されているピストン（８）と、閉鎖／開放の目的の為に排出通路（８０）と協働可能な少なくとも１つの密封部材（５，６）と、を備えている、ことを特徴とする請求項２中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項4
シャッター（５，６，８）を戻らせる戻り部材（２１）はばねを備えていて、ばねのばね力は圧力調整器（５０）の弁（１４）に伝達される、ことを特徴とする請求項３中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項5
シャッター（５，６，８）を戻らせる為の戻り部材（２１）は、装置の外側の圧力にさらされる容積中に位置されていて、前記容積は好ましくはシャッター（５，６，８）の下流でガス排出通路（８０）を介して外側に連結されている、ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項6
排出通路（８０）はシャッター（８）と装置の本体（１）との間に形成された溝（１９）を備えており、溝（１９）は排出通路（８０）と第１に連通されているとともに低圧室（７０）と第２に連通されていて、シャッター（８）は、本体（１）及び溝（１９）に関するシャッター（５，６，８）の位置に従い、ピストン（８）と装置の本体（１）との間の排出通路（８０）を開放又は閉鎖に保つ為の密封部材（５，６）の一揃いを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項7
シャッター（８）は、そこを通過して低圧室（７０）を溝（１９）と連通させる導管（１７）を備えている、ことを特徴とする請求項６中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項8
シャッター（８）は、置き換え移動（translational movement）可能である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項9
低圧室（７０）は、ガスの流れを所定の値に制限する制限要素（１８）を介して排出通路（８０）と連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項10
取り出し回路（２０）とは別の充填回路（２２）を備えていて、充填回路（２２）は、圧力調整器（５０）の上流で貯蔵層（３０）に対し直接又は取り出し回路（２０）を介し連結されている第１端及び取り出し回路（２０）とは別の第２端を有している、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
請求項11
加圧ガス貯蔵槽と、請求項１乃至１０のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置と、を備えている組立体。
請求項12
請求項１乃至１０のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置を備えている加圧ガス貯蔵槽からのガスの漏れを制御する方法であって、自然な漏れの結果として低圧室（７０）中に蓄積されたガスを、過大な圧力の蓄積を避けるよう、安全開放弁（５，６，８，１８，１９，２１）を介して連続して自動的に放出する工程と、もし圧力調整器（５０）が破損し低圧室（７０）中に圧力の突然の蓄積が生じたならば安全開放弁を自動的に閉鎖する工程と、を備えていることを特徴とする加圧ガス貯蔵槽からのガスの漏れを制御する方法。