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JP7771941B2 - 高圧タンク - Google Patents

高圧タンク

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JP7771941B2 JP2022199562A JP2022199562A JP7771941B2 JP 7771941 B2 JP7771941 B2 JP 7771941B2 JP 2022199562 A JP2022199562 A JP 2022199562A JP 2022199562 A JP2022199562 A JP 2022199562A JP 7771941 B2 JP7771941 B2 JP 7771941B2
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Description

本発明は、高圧タンクに関し、特に口金部に装着されたバルブを備える高圧タンクに関する。
従来、このような技術分野として、例えば特許文献1に記載のように、タンク本体の口金部に本体ハウジング、サブハウジング、メインバルブ及びサブバルブからなるバルブユニットが装着されるものが知られている。メインバルブは弁機構を有し、サブバルブは付勢手段により閉弁状態に付勢されている。そして、メインバルブに設けられた凸部は付勢手段の付勢力に抗してサブバルブを開弁状態に移動させ、サブバルブが閉弁状態から移動した状態ではシール部材によりメインバルブとタンク本体の外部との連通が遮断されている。
このような構造を有する高圧タンクでは、メインバルブの弁機構が故障して交換が必要な場合、サブバルブ開弁手段によるサブバルブの開弁状態への切り替えが解除され、サブバルブは付勢手段の作用により閉弁状態へ復帰する。そして、サブバルブによりタンク本体内のガスを外部へ導く貫通孔が閉鎖された状態で、メインバルブが装着部から取り外されて、正常なメインバルブが装着部に装着される。これによって、口金部に装着されたメインバルブを交換する際に、タンク本体内への外気の進入及びタンク本体内に貯留されているガスのタンク本体外への流出を阻止することができる。
特開2006-177538号公報
しかし、上述した高圧タンクでは、異物の噛み込み、開固着などの原因によってメインバルブやサブバルブでガス漏れが発生した場合、迅速にガス漏れを止めることが困難であった。
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、バルブでガス漏れが発生した場合、迅速にガス漏れを止めることができる高圧タンクを提供することを目的とする。
本発明に係る高圧タンクは、ガスを貯留するタンク本体と、前記タンク本体に装着されたバルブと、前記タンク本体における前記バルブとは反対側に取り付けられた取手部と、を備える高圧タンクであって、前記バルブは、前記タンク本体の口金部に装着され、内部に前記タンク本体の内部と連通する第1連通孔と前記第1連通孔と連通するとともに前記第1連通孔よりも大径の第1収納孔とが設けられた第1ボディと、内部に前記第1収納孔と連通する第2連通孔と前記第2連通孔と連通するとともに前記第2連通孔よりも大径の第2収納孔とが設けられ、且つ、前記第1収納孔に収納されて前記第1収納孔と前記第1連通孔との連通を遮断又は許容する第1弁体を有する第2ボディと、前記第2ボディと連結されるとともに内部に前記第2収納孔と連通する貫通孔が設けられ、前記ガスが供給されるガス供給対象物と嵌合するコネクタ部と、前記第2収納孔に収納され、バネの付勢力によって前記貫通孔と前記第2収納孔との連通を遮断し、前記ガス供給対象物に設けられた押しピンの押し付け力によって前記貫通孔と前記第2収納孔との連通を許容する第2弁体と、前記第2ボディから前記タンク本体の径方向に突設され、前記高圧タンクが前記コネクタ部を介して前記ガス供給対象物と嵌合される際に前記ガス供給対象物に設けられたハンドル受け溝に嵌め込み可能なハンドル部と、を備え、前記ハンドル部が前記ガス供給対象物の前記ハンドル受け溝に嵌め込まれる状態において、前記第1弁体は、前記取手部のひねり回し操作に伴って前記第1収納孔と前記第1連通孔との連通を遮断又は許容することを特徴としている。
本発明に係る高圧タンクでは、ハンドル部がガス供給対象物のハンドル受け溝に嵌め込まれる状態において、第1弁体は、取手部のひねり回し操作に伴って第1収納孔と第1連通孔との連通を遮断又は許容するので、取手部のひねり回し操作だけで、第1弁体の開閉を実現することができる。このため、仮にバルブでガス漏れが発生した場合、取手部のひねり回し操作で第1収納孔と第1連通孔との連通を容易に遮断し、ガス漏れを止めることができる。その結果、バルブでガス漏れが発生した場合、迅速にガス漏れを止めることができる。
本発明によれば、バルブでガス漏れが発生した場合、迅速にガス漏れを止めることができる。
実施形態に係る高圧タンクを示す概略断面図である。 バルブを示す拡大断面図である。 高圧タンクがガス供給対象物と嵌合される状態を示す断面図である。 図3のA-A線に沿う断面図である。 ガス供給対象物と嵌合された状態で取手部のひねり回しに伴うバルブの開閉を示す断面図である。 第2弁体が押しピンの押し付け力によって開弁する様子を示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明に係る高圧タンクの実施形態について説明する。以下の説明において、左右の各方向は、図面に表示された状態に対応する便宜的な方向であって、高圧タンクの姿勢や配置を限定するものではない。また、下記の説明において、高圧タンクの内部に水素ガスが充填される例を挙げるが、高圧タンクに充填可能なガスは、水素ガスに限定されず、CNG(圧縮天然ガス)等の各圧縮ガス、LNG(液化天然ガス)、LPG(液化石油ガス)等の各種液化ガス等であってもよい。
図1は実施形態に係る高圧タンクを示す概略断面図であり、図2はバルブを示す拡大断面図である。図1に示すように、本実施形態の高圧タンク1は、例えばポータブル水素カートリッジ容器に適用された取手付き円柱型タンクであり、ドローン、二輪車、四輪車などの移動手段、家庭用電源などの様々なアプリケーション(すなわち、ガス供給対象物)に用いられるものである。この高圧タンク1は、円筒状のケース2と、ケース2の内部に収容されたタンク本体3及びバルブ4と、ケース2の一端部に取り付けられるとともにケース2の外部に露出する取手部5とを備えている。
ケース2は、例えば硬い樹脂材料によって形成され、その取手部5とは反対側の端部中央には、矩形状のケース開口部21が形成されている(図4参照)。タンク本体3、バルブ4、並びに、後述の安全弁ボディ7及び安全弁9は、金属材料や硬い樹脂材料により形成された支持体6に支持されている。支持体6は、例えばタンク本体3と固定された枠体であって、複数の取付部材8を介してケース2の内壁と固定されている。
タンク本体3は、両端がドーム状に丸みを帯びた略円筒状の高圧ガス貯留容器であって、ガスバリア性を有するライナ31と、ライナ31の外周面を覆うように形成された第1繊維強化樹脂層32と、第1繊維強化樹脂層32を覆う第2繊維強化樹脂層33とを有する。ライナ31は、水素ガスを貯留する貯留空間を有する中空の容器であり、水素ガスに対するガスバリア性を有する樹脂材料によって形成されている。このライナ31は、円筒状の胴体部31aと胴体部31aの両端に設けられた一対のドーム部(左側ドーム部31b、右側ドーム部31c)とを有する。左側ドーム部31b及び右側ドーム部31cは、それぞれ半球状を呈している。ライナ31を構成する樹脂は、良好なガスバリア性を有するものであれば良く、例えばポリアミド、ポリエチレン、及びエチレン-ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、ポリエステル等の熱可塑性樹脂や、エポキシ等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
第1繊維強化樹脂層32及び第2繊維強化樹脂層33は、ライナ31を補強して高圧タンク1の剛性や耐圧性などの機械的強度を向上させる機能を有するものであり、それぞれ繊維強化樹脂により形成された層を複数有する。繊維強化樹脂は、例えば直径が数μm程度の繊維を束ねて構成された繊維束に、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が含浸されることにより形成されている。繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、スチール繊維、PBO繊維、天然繊維、又は高強度ポリエチレン繊維などの強化繊維を挙げることができ、特に軽量性及び機械的強度などの観点から炭素繊維を用いることが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂に代表される変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリアクリル酸エステル、ポリイミド、ポリアミド等が挙げられる。
タンク本体3の両端部には開口部がそれぞれ形成され、開口部には口金部34,35が設けられている。具体的には、図1に示すように、左側ドーム部31bを有するタンク本体3の開口部には口金部34、右側ドーム部31cを有するタンク本体3の開口部には口金部35がそれぞれ内挿されている。口金部34はバルブ側の口金として機能し、その中には上述のバルブ4が装着されている。一方、口金部35は安全弁側の口金として機能し、その中には安全弁ボディ7が装着されている。
口金部34,35は、それぞれステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料によって略円筒状に形成されており、一端部が開口部に内挿され、他端部が高圧タンク1の軸方向に沿って高圧タンク1の外部に突出している。より具体的には、口金部34,35は、高圧タンク1の軸方向に沿って延びる略円筒状の口金本体部341,351と、口金本体部341,351と一体的に形成されるとともに高圧タンク1の径方向に突出する鍔部342,352とを有する。そして、口金本体部341の内周壁にはバルブ4と螺合するための雌ネジ部343、口金本体部351の内周壁には安全弁ボディ7と螺合するための雌ネジ部353がそれぞれ形成されている。
安全弁ボディ7は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。図1に示すように、安全弁ボディ7は、略円筒状を呈しており、その内部にはタンク本体3の内部と連通する貫通孔71が形成されている。安全弁ボディ7の外周壁の一部には、雄ネジ部72が形成されている。このような構造を有する安全弁ボディ7は、口金部35を閉塞するように口金部35に装着され、雄ネジ部72と口金部35の雌ネジ部353との螺合により口金部35と締結されている。そして、安全弁ボディ7の中には、金属製の安全弁9が装着されている。
安全弁9は、例えば熱作動式安全弁(Thermally-activated Pressure Relief Device)であり、火炎などの熱を検知した場合にタンク本体3内のガスを外部に放出させる安全装置である。
取手部5は、いわゆる持ち手であって、例えば硬い樹脂材料によって形成されており、高圧タンク1のユーザが容易に把持し、且つ容易にひねり回すように、ケース2の外方に突設された弓状を呈している。
一方、バルブ4は、タンク本体3内に貯留される水素ガスをガス供給対象物に排出するための部材であり、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。図2に示すよう、バルブ4は、口金部34に装着された第1ボディ41と、第1ボディ41に挿入される部分と第1ボディ41から露出する部分とを有する第2ボディ42と、第2ボディ42と連結されるとともにガス供給対象物と嵌合するためのコネクタ部43とを備えている。
第1ボディ41は、断面略T字状の中空円筒体からなり、高圧タンク1の軸方向に延びて口金部34内に挿入される挿入部411と、口金部34の外部に露出するとともに高圧タンク1の径方向に延びるフランジ部412と、挿入部411の外周壁の一部に形成された雄ネジ部413とを有する。このような構造を有する第1ボディ41は、フランジ部412が口金部34の先端面と当接するまで口金部34に挿入され、雄ネジ部413と口金部34の雌ネジ部343との螺合により口金部34と締結されている。
図2に示すように、挿入部411において、雄ネジ部413よりもタンク本体3の内部寄り側には、周溝が設けられている。該周溝には、挿入部411と口金部34の口金本体部341との間の密閉性を保つOリング44が嵌め込まれている。また、第1ボディ41の内部には、タンク本体3の内部と連通する第1連通孔414と、第1連通孔414と連通するとともに該第1連通孔414よりも大径の第1収納孔415とが設けられている。第1連通孔414及び第1収納孔415は、それぞれ高圧タンク1の軸方向に沿って延伸するとともに、同軸上に配置されている。
そして、比較的小径の第1連通孔414と比較的大径の第1収納孔415との間には、段差部416が形成されている。段差部416の縁部は、後述の第1弁体424と接離する弁座を構成する。また、第1収納孔415の段差部416に隣接する内周壁には、雌ネジ部417が形成されている。
第2ボディ42は、断面略十字状の中空円筒体からなり、第1ボディ41に内挿される内挿部421と、第1ボディ41から露出する露出部422と、露出部422からタンク本体3の径方向(すなわち、高圧タンク1の径方向)に突設されるハンドル部423とを有する。内挿部421は第1ボディ41の第1収納孔415に内挿されており、露出部422は第1収納孔415から露出している。ハンドル部423は、露出部422と一体的に形成されるとともに、露出部422から相互に逆方向に延伸する一対の棒状部材からなる(図4参照)。このハンドル部423は、高圧タンク1がコネクタ部43を介してガス供給対象物10と嵌合される際に、ガス供給対象物10に設けられたハンドル受け溝104に嵌め込み可能に形成されている。
図2に示すように、内挿部421の外周壁の一部には、第1ボディ41の雌ネジ部417と螺合する雄ネジ部428が形成されている。内挿部421の雄ネジ部428よりもタンク本体3の内部寄り部分は、第1収納孔415との間で空間が生じるように縮径されている。また、内挿部421の先端部は、円錐台状に加工され、第1収納孔415と第1連通孔414との連通を遮断又は許容する第1弁体424を構成する。更に、内挿部421の雄ネジ部428よりもハンドル部423寄り部分の外周壁には、周溝が設けられており、該周溝には、内挿部421と第1収納孔415の周壁との間の密閉性を保つOリング45が嵌め込まれている。一方、露出部422の外周壁には、コネクタ部43と螺合するための雄ネジ部429が形成されている。
また、第2ボディ42の内部には、第1ボディ41の第1収納孔415と連通する第2連通孔425と、第2連通孔425と連通するとともに第2連通孔425よりも大径の第2収納孔426とが設けられている。第2連通孔425は、高圧タンク1の軸方向に沿って延伸する第1部分と、高圧タンク1の径方向に沿って延伸する第2部分とを有する。第2連通孔425の第2部分は、第1弁体424よりもハンドル部423寄り側に位置しており、内挿部421と第1収納孔415との間の空間に開口している。
そして、比較的小径の第2連通孔425と比較的大径の第2収納孔426との間には、段差部427が形成されている。第2収納孔426は、第2連通孔425の第1部分と同軸上に配置されている。第2収納孔426には、バネ46及び第2弁体47が収納されている。なお、段差部427は、バネ46を規制する規制部として機能する。
図2に示すように、バネ46は、第2弁体47と段差部427との間に配置され、第2弁体47を閉弁する方向に付勢する。第2弁体47は、コネクタ部43側に向って縮径される円錐台状となっている。この第2弁体47は、バネ46の付勢力によってコネクタ部43の貫通孔434(後述する)と第2収納孔426との連通を遮断し、且つ、ガス供給対象物10に設けられた押しピン105の押し付け力によって貫通孔434と第2収納孔426との連通を許容できるように形成されている。
コネクタ部43は、ガス供給対象物10の被嵌合部102(後述する)と嵌合するための部材である。このコネクタ部43は、ガス供給対象物10のプラグ部103(後述する)を受け入れる受入部431と、受入部431から突出して第2ボディ42の露出部422と外嵌する円筒状の螺合部432とを有する。受入部431及び螺合部432は、一体的に形成されている。
受入部431の内部には、第2ボディ42の第2収納孔426と連通する貫通孔434が形成されている。貫通孔434は、その中に挿入されるガス供給対象物10のプラグ部103の挿入深さを規制するように、内径が変わる段付き構造となっている。また、螺合部432の内周壁には、第2ボディ42の雄ネジ部429と螺合する雌ネジ部433が形成されている。コネクタ部43は、雌ネジ部433と第2ボディ42の雄ネジ部429との螺合により、第2ボディ42の露出部422と締結されている。
図2に示すように、コネクタ部43が第2ボディ42と連結された状態では、貫通孔434と第2ボディ42の第2収納孔426との連通は、上述の第2弁体47によって遮断されている。
以下、図3~図6を参照して高圧タンク1をガス供給対象物10に脱着する際のバルブ4の開閉状況を説明する。
ここで、まず、ガス供給対象物10の構造を簡単に説明する。図3及び図4に示すように、ガス供給対象物10は、例えば高圧タンク1内の水素ガスが供給される上記アプリケーションであり、高圧タンク1をスムーズに挿入できる案内孔101と、案内孔101の底部中央から立設されるとともに高圧タンク1側に開口する被嵌合部102とを備えている。被嵌合部102は、高圧タンク1のケース開口部21にスムーズに挿通できるように、ケース開口部21よりも小さく形成されている。この被嵌合部102は、コネクタ部43の貫通孔434に挿入するプラグ部103と、プラグ部103が貫通孔434に挿入された状態で高圧タンク1のハンドル部423を受け入れるハンドル受け溝104とを有する。
プラグ部103の中央には、押しピン105を収容する収容孔106が形成されている。収容孔106は、プラグ部103が貫通孔434に挿入された状態で貫通孔434と同軸上に配置されるように、形成されている。押しピン105は、例えば駆動機構によってプラグ部103の先端から外方に突き出したり、収容孔106内に戻ったりできる。また、プラグ部103の周りには、高圧タンク1のコネクタ部43の受入部431を挿入できる凹部107が形成されている。一方、ハンドル受け溝104は、その中に嵌め込まれる高圧タンク1のハンドル部423を制限する側壁を有する。
そして、高圧タンク1をガス供給対象物10にセットして使用する際に、ユーザは例えば取手部5を把持し、高圧タンク1のバルブ4が配置される側がガス供給対象物10に向いた状態で、高圧タンク1をガス供給対象物10の案内孔101に差し込む。上述したように、高圧タンク1のケース2の先端部にケース開口部21が開口されるので、案内孔101への差し込みに従って、案内孔101の底部に配置された被嵌合部102がケース開口部21からケース2内に進入する。
高圧タンク1が案内孔101に完全に差し込まれると、高圧タンク1のコネクタ部43はガス供給対象物10の被嵌合部102と嵌合する。すなわち、ガス供給対象物10のプラグ部103はコネクタ部43の貫通孔434に挿入され、高圧タンク1のハンドル部423はガス供給対象物10のハンドル受け溝104に嵌め込まれる。
本実施形態では、高圧タンク1の安全使用を確保する観点から、ガス供給対象物10の案内孔101に差し込まれる高圧タンク1を例えば反時計回りに回転することで高圧タンク1をガス供給対象物10とロックさせることが定められている。このため、ユーザが高圧タンク1を案内孔101に完全に差し込んだ後に、高圧タンク1の取手部5を把持しながら反時計回りに例えば45°ひねり回すことで、高圧タンク1をガス供給対象物10とロックさせる。
そして、高圧タンク1のハンドル部423がガス供給対象物10のハンドル受け溝104の側壁に制限されるので、取手部5をひねり回すと、第2ボディ42は第1ボディ41に対して相対的に45°回転する(図5参照)。これによって、第2ボディ42の先端部に形成された第1弁体424は、開弁方向に移動し、すなわち第1ボディ41の第1収納孔415と第1連通孔414との連通を許容する方向に移動する。従って、図5に示すように、第1弁体424が弁座から離れ、タンク本体3内部の水素ガスは第1連通孔414、第1弁体424と弁座との隙間、第2連通孔425を順に通り抜け、第2ボディ42の第2収納孔426の内部に進入する(図5中灰色部分参照)。なお、このとき、第2弁体47が閉弁状態にあるので、水素ガスのガス供給対象物10への進入は第2弁体47によって阻止される。
そして、ユーザが例えばボタン操作でガス供給対象物10側の駆動機構を作動させると、収容孔106に収容される押しピン105がプラグ部103の先端から突き出し、高圧タンク1側の第2弁体47と当接し、バネ46の付勢力を抗して第2弁体47を開弁方向に押し付ける(図6参照)。押しピン105の押し付け力を受け、第2弁体47が開弁し、第2ボディ42の第2収納孔426の内部に進入してきた水素ガスは、収容孔106と押しピン105との隙間を通って、ガス供給対象物10側に流れる(図6中灰色部分参照)。
そして、水素ガスを止めたいとき、ユーザは、ボタン操作でガス供給対象物10側の駆動機構を停止させればよい。これによって、押しピン105が後退して収容孔106内に戻り、第2弁体47はバネ46の付勢力によって再び閉弁する。従って、水素ガスのガス供給対象物10への進入は阻止される。
また、例えば異物の噛み込み、開固着などの原因によってバルブ4でガス漏れが発生した場合、あるいは高圧タンク1をガス供給対象物10から取り外したい場合、ユーザが取手部5を把持しながら、高圧タンク1を時計回りに例えば45°ひねり回すことで、高圧タンク1とガス供給対象物10とのロック状態を解除する。このとき、高圧タンク1のハンドル部423がガス供給対象物10のハンドル受け溝104の側壁に制限されるので、第2ボディ42は第1ボディ41に対して相対的に45°回転する。これによって、第2ボディ42の第1弁体424は、閉弁方向に移動し、すなわち第1ボディ41の第1収納孔415と第1連通孔414との連通を遮断する方向に移動する。従って、タンク本体3内部の水素ガスの第2ボディ42の第2連通孔425への進入は阻止される。
本実施形態に係る高圧タンク1では、高圧タンク1のハンドル部423がガス供給対象物10のハンドル受け溝104に嵌め込まれる状態において、第1弁体424は、ユーザによる取手部5のひねり回し操作に伴って第1収納孔415と第1連通孔414との連通を遮断又は許容する。すなわち、取手部5のひねり回し操作と連動し、第1弁体424の開閉を行うことができる。このため、ユーザが高圧タンク1をガス供給対象物10の案内孔101に差し込んだ後に、取手部5のひねり回し操作だけで、第1弁体424の開閉を実現することができる。従って、仮にバルブ4でガス漏れが発生した場合、取手部5のひねり回し操作で第1収納孔415と第1連通孔414との連通を容易に遮断し、迅速にガス漏れを止めることができる。
また、高圧タンク1をガス供給対象物10の案内孔101に差し込む前の状態では(言い換えれば、高圧タンク1の未使用状態では)、第1弁体424が第1収納孔415と第1連通孔414との連通を遮断し、第2弁体47がバネ46の付勢力によって貫通孔434と第2収納孔426との連通を遮断し、すなわち第1弁体424及び第2弁体47がともに閉弁状態であるので、第2弁体47のガス漏れに対するロバスト性を高めることができる。
更に、ユーザが高圧タンク1をガス供給対象物10の案内孔101に差し込む際に、第1弁体424が第1収納孔415と第1連通孔414との連通を遮断する状態であるので、高圧タンク1の装着荷重が小さく、高圧タンク1のコネクタ部43とガス供給対象物10の被嵌合部102との嵌合をよりスムーズに行うことができる。このため、ワンタッチで高圧タンク1のコネクタ部43とガス供給対象物10の被嵌合部102とを嵌合することができ、ワンタッチコネクタ化を実現できる。
なお、本実施形態の高圧タンク1において、タンク本体3内へのガス充填は、バルブ4を介して行われる。例えばハンドル部423を回転することにより第1弁体424を開いた後に、ガスステーション側のガス充填ノズルをバルブ4のコネクタ部43の貫通孔434に挿入し、充填圧力で第2弁体47を押し開けてガスの充填を行う。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
1:高圧タンク、2:ケース、3:タンク本体、4:バルブ、5:取手部、6:支持体、7:安全弁ボディ、8:取付部材、9:安全弁、10:ガス供給対象物、21:ケース開口部、31:ライナ、32:第1繊維強化樹脂層、33:第2繊維強化樹脂層、34,35:口金部、41:第1ボディ、42:第2ボディ、43:コネクタ部、44,45:Oリング、46:バネ、47:第2弁体、101:案内孔、102:被嵌合部、103:プラグ部、104:ハンドル受け溝、105:押しピン、106:収容孔、341:口金本体部、342:鍔部、343:雌ネジ部、411:挿入部、412:フランジ部、413:雄ネジ部、414:第1連通孔、415:第1収納孔、416:段差部、417:雌ネジ部、421:内挿部、422:露出部、423:ハンドル部、424:第1弁体、425:第2連通孔、426:第2収納孔、427:段差部、428,429:雄ネジ部、431:受入部、432:螺合部、433:雌ネジ部、434:貫通孔

Claims (1)

  1. ガスを貯留するタンク本体と、前記タンク本体に装着されたバルブと、前記タンク本体における前記バルブとは反対側に取り付けられた取手部と、を備える高圧タンクであって、
    前記バルブは、
    前記タンク本体の口金部に装着され、内部に前記タンク本体の内部と連通する第1連通孔と前記第1連通孔と連通するとともに前記第1連通孔よりも大径の第1収納孔とが設けられた第1ボディと、
    内部に前記第1収納孔と連通する第2連通孔と前記第2連通孔と連通するとともに前記第2連通孔よりも大径の第2収納孔とが設けられ、且つ、前記第1収納孔に収納されて前記第1収納孔と前記第1連通孔との連通を遮断又は許容する第1弁体を有する第2ボディと、
    前記第2ボディと連結されるとともに内部に前記第2収納孔と連通する貫通孔が設けられ、前記ガスが供給されるガス供給対象物と嵌合するコネクタ部と、
    前記第2収納孔に収納され、バネの付勢力によって前記貫通孔と前記第2収納孔との連通を遮断し、前記ガス供給対象物に設けられた押しピンの押し付け力によって前記貫通孔と前記第2収納孔との連通を許容する第2弁体と、
    前記第2ボディから前記タンク本体の径方向に突設され、前記高圧タンクが前記コネクタ部を介して前記ガス供給対象物と嵌合される際に前記ガス供給対象物に設けられたハンドル受け溝に嵌め込み可能なハンドル部と、
    を備え、
    前記ハンドル部が前記ガス供給対象物の前記ハンドル受け溝に嵌め込まれる状態において、前記第1弁体は、前記取手部のひねり回し操作に伴って前記第1収納孔と前記第1連通孔との連通を遮断又は許容することを特徴とする高圧タンク。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637439A (en) 1981-02-09 1987-01-20 Cadbury Schweppes, Plc Mini-regulator valve assembly
JP2009138910A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Motor Corp 高圧タンク装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1009072A (en) * 1963-05-17 1965-11-03 Taisho Iketani Filling valves of liquefied gas lighters
US4077422A (en) * 1975-11-17 1978-03-07 Said Robie G. Brinkley, By Said Gerry D. Welton Flow control means for compressed gas cylinders
JPS60109700A (ja) * 1983-11-18 1985-06-15 Takao Saito カ−トリッジ式圧搾気体ボンベ
US5103860A (en) * 1990-08-23 1992-04-14 Morris Arnold D Gas cylinder safety valve
JP3574459B2 (ja) * 1993-02-04 2004-10-06 昭和炭酸株式会社 圧力容器の残圧除去装置
US6910504B2 (en) * 2002-01-03 2005-06-28 Allied Healthcare Products, Inc. Surge prevention device
JP3607690B2 (ja) * 2002-07-03 2005-01-05 安西メディカル株式会社 バルブ
JP4675619B2 (ja) 2004-12-24 2011-04-27 株式会社豊田自動織機 圧力容器
US8191574B1 (en) * 2008-05-27 2012-06-05 Davis Edward H Visual indicator for air tank valve handle
EP3021034B1 (de) * 2014-11-12 2019-04-24 CleanTech Swiss AG Armatur für Flüssiggasflaschen nebst Füllverfahren
KR102277327B1 (ko) * 2020-03-10 2021-07-14 하이리움산업(주) 액화수소 저장탱크용 가스배출장치
JP2021157079A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 凸版印刷株式会社 セキュリティラベル

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637439A (en) 1981-02-09 1987-01-20 Cadbury Schweppes, Plc Mini-regulator valve assembly
JP2009138910A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Motor Corp 高圧タンク装置

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