JP2002181228A - 安全弁の作動表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動特性の精度の向上をはかった安全弁の作
動表示装置を提供する。 【解決手段】 安全弁２の吐出管に設けられて安全弁２
の放出圧力を検出する破裂薄膜センサ３と、該破裂薄膜
センサ３の出力を表示する表示装置６とを有する安全弁
の作動表示装置において、前記破裂薄膜センサ３は、紙
製の破裂薄膜１３と、該破裂薄膜１３に形成された破裂
帯１５と交差するように前記破裂薄膜１３上に形成さ
れ、前記破裂帯１５の破裂により断線して前記表示装置
６に信号を出す導電回路１６とを備え、前記破裂帯１５
は焼鏝で脆弱化して破断強度が調整されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安全弁の作動表示
装置に関し、詳しくは、安全弁が設けられた回路系に異
常圧力が発生して安全弁が作動したことを表示するため
の安全弁の作動表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の安全弁の作動表示装置と
して、安全弁と吐出側の回路に破裂薄膜センサを設け、
安全弁が作動して異常圧力になると破裂薄膜が破裂して
安全弁の作動を表示するようにした安全弁の作動表示装
置が知られている。この破裂薄膜センサは、破裂薄膜に
形成された破裂帯上に交差するように導電回路を形成
し、安全弁が作動して異常圧力が発生すると破裂帯が破
裂し、これにより導電体が断線して電流がオフになるこ
とを表示装置で光又は音声で作動表示を行うようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の安全弁の作動表示装置は、安全弁よりの放出圧
力に対する破裂薄膜センサの作動圧力に安定性が得られ
ず、作動表示の精度に欠けるという問題があった。その
原因の一つは、破裂薄膜に形成される破裂帯の破裂強度
の適正な設定が困難であるためである。本発明は、かか
る従来技術の課題に鑑み、破裂帯の破裂強度の適正化を
はかり、作動特性の精度の向上をはかった安全弁の作動
表示装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、安全弁の吐出管に設けられて安全弁の
放出圧力を検出する破裂薄膜センサと、該破裂薄膜セン
サの出力を表示する表示装置とを備えた安全弁の作動表
示装置において、前記破裂薄膜センサは、紙製の破裂薄
膜と、該破裂薄膜に焙焼で脆弱化されて形成された破裂
帯と、該破裂帯と交差するように前記破裂薄膜上に形成
され、前記破裂帯の破裂により断線して前記表示装置に
信号を出す導電回路とを備えたことを特徴とする。かか
る発明によれば、安全弁が作動して異常圧力が発生する
と破裂帯が破裂し、これにより導電体が断線して電流が
オフになることで作動表示を行う。破裂帯は、破裂薄膜
に対して焙焼で脆弱化することにより形成され、その焙
焼温度と焙焼時間とを適正にすることで最適の脆弱化が
得られる。

【０００５】また、本発明は、前記破裂帯は焙焼時間お
よび焙焼温度を調整して焼鏝で焙焼されていることを特
徴とする。かかる発明によれば、その焼鏝の焙焼温度と
焙焼時間とを適正にすることで最適の脆弱化が得られ
る。

【０００６】また、本発明は、前記破裂帯は、閉回路形
状に構成されていることを特徴とする。かかる発明によ
れば、安全弁の放出容量に関係なく、破裂薄膜の形状の
同一化ができ、破裂薄膜の加工および製品管理が容易に
なる。

【０００７】また、本発明は、前記破裂薄膜は、紙をワ
ニス処理して気体透過量が調整されていることを特徴と
する。かかる発明によれば、気体透過量の調整で、異常
圧力以外の気体膨張等の要因で破裂する誤動作を防止で
きる。

【０００８】また、本発明は、前記破裂薄膜及び導電回
路は上下のパッキン間に挟まれて接着により一体化さ
れ、前記パッキンは配管のフランジで挟まれて固定され
ていることを特徴とする。かかる発明によれば、破裂薄
膜のホルダを省略し、接続用のフランジ部分の気密性を
保持すると共に、作動による破裂後の破裂薄膜の交換作
業も容易に行うことが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載さ
れる構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限
定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【００１０】図１は、安全弁を使用する高圧回路の一例
を示す。高圧容器１に安全弁２が接続され、この安全弁
２と吐出側の集合管４との間の配管７に破裂薄膜センサ
３が設けられている。破裂薄膜センサ３のリード線５に
は光、音声等による表示装置６が接続され、この破裂薄
膜センサ３と表示装置６とで安全弁の作動表示装置を構
成している。集合管４は、高圧ガスが有毒な場合はこれ
を一時的に貯溜するスクラバ８に接続される。

【００１１】図２、図３および図４に破裂薄膜センサ３
の構造を示している。各図に示すように、この破裂薄膜
センサ３は、上パッキン１０と、下パッキン１１と、こ
の上下のパッキン１０、１１間に挟持される台紙と、こ
の台紙に貼り付けられる破裂薄膜１３と、この破裂薄膜
１３に形成された導電回路１６とで概略構成されてい
る。

【００１２】破裂薄膜１３は、気体の透過性のある和紙
が好適に使用される。後述のように、この和紙に防湿を
兼ねたワニス処理などを施し、同時に気体の透過度を調
整するようにしてもよい。破裂薄膜１３には、環状の破
裂帯１５が形成され、この破裂帯１５と交差するように
導電塗料を破裂薄膜１３に塗布することにより導電回路
１６が形成されている。この導電回路１６からの引出し
線１７を接続し、この引出し線１７に上記表示装置６を
接続している。

【００１３】このように構成された破裂薄膜１３と導電
回路１６の結合体を台紙等（図示せず）に貼り付け、上
下のパッキン１０、１１で破裂薄膜１３、導電回路１６
を接着して一体化する。そして、配管７のフランジ１
８、１９でパッキン１０、１１を挟み、各部品のボルト
孔２０にボルト（図示せず）を挿入して固定する。これ
により、破裂薄膜１３を別途のホルダを使用することな
く固定でき、簡素化が可能となる。

【００１４】次に、動作を説明する。破裂薄膜１３は、
安全弁２が正常の場合には加圧されることはないので、
薄膜面に形成された導電回路１６は引出し線１７の出力
端子２１より見れば導通がある。異常圧力等で安全弁２
が作動するか、あるいは弁座からの気体の漏洩で弁座と
破裂薄膜１３との空間の圧力が上昇すれば、破裂薄膜１
３は加圧され、環状に描かれた破裂帯１５の部分がこれ
に耐えることができずに破裂する。これにより、破裂帯
１５に交差して形成された導電回路１６は破断するの
で、出力端子２１から見た電流はオフとなり、出力端子
２１に接続された表示装置６に光又は音声で表示がなさ
れ、これにより、安全弁２が作動あるいは漏洩状態にあ
ることを知り、これに対する処置を行うことができる。

【００１５】上記破裂帯１５は破裂薄膜１３の生地の強
度より脆弱であることが、導電回路１６の正確な破断に
は必要である。このため、破裂薄膜１３に脆弱化した破
裂帯１５を形成している。この脆弱化は、この破裂帯１
５に対応する部分に焼鏝による焙焼で行っている。焼鏝
による破裂薄膜１３の焙焼作業は、脆弱性を持った破裂
帯１５を形成するためのものであるが、その焼鏝の温度
範囲は狭いものであり、従来は経験によってのみ行われ
ていた。このため、未熟練者の作業では、破裂帯１５の
脆弱性に不同が生じやすい。

【００１６】本実施例では、焼鏝の焙焼温度と焙焼時間
との両者によって破裂薄膜１３の素材に対して脆弱化の
実験を行ない、その適正値を求めた。これにより、破裂
薄膜１３に対する焙焼温度と焙焼時間とを規制し、初心
者にもその作業を容易にすることができるようにした。
この焙焼温度（焙焼時間：１０秒）と加圧による破断強
度の関係を試験した結果を図５に示している。なお、破
裂帯１５の内径は３２ｍｍ，面積は８．０３ｃｍ^２とし
た。また、破裂薄膜１３の生地を和紙とし、この和紙の
みの場合の特性を実線Ａで示し、和紙にワニス処理した
場合の特性を点線Ｂで示している。特性曲線の利用部分
には破断強度が急変する部分なので、焙焼温度、焙焼時
間を高精度に規制することが必要となる。

【００１７】また、破裂薄膜１３の破裂強度は安全弁２
の調整作動圧に背圧として影響の及ぼすことのないよう
な圧力、すなわち、安全弁２の作動値の誤差の範囲内で
作動することが必要である。破裂帯１５の形状を、環状
の閉路又はこに準ずる形状とすることで、この破断に要
する圧力は破裂帯１５の面積に加わる圧力で、これが同
一であれば、配管７の管路径に無関係であり、換言すれ
ば、安全弁２の作動圧力が同じであれば放出容量に関係
なく同一模様であってもよく、安全弁２の種類の管理、
製作、使用上でも簡素化され、使用が容易になる。

【００１８】上記のように、高圧回路系に異常圧力が発
生したとき、安全弁２が作動するものであるが、復帰時
には作動圧力を調整の上その安全弁２は再び使用され
る。この場合、安全弁２の作動表示について、破裂薄膜
１３の破裂帯１５の破裂圧力は安全弁２の作動圧力の誤
差の範囲内の極めて僅かな圧力で破裂し、同時に導電回
路１６が破断され、これにより、安全弁の作動表示が行
われるもので、このようにすることにより、その表示は
確実になるものである。

【００１９】破裂薄膜１３は透過性ない気密性のもので
も可能であるが、安全弁２と破裂薄膜１３の空間が大き
く、その設置位置や環境上、直射日光に晒されて、温度
変化の厳しいような場合には気体の膨張により、破裂帯
１５の破裂圧力に達し、表示装置６で警報表示が行われ
る。これは誤動作を表示することになり、不都合であ
る。安全弁２の弁座からの僅かの気体漏洩は、必ずしも
皆無のものではなく、これが日夜継続すれば、安全弁２
と破裂薄膜１３とに介在する空間に蓄積される気体によ
りその圧力は上昇し、破裂薄膜１３の破裂圧力に達すれ
ば、破裂帯１５が破裂し、その漏洩現象も表示されるこ
とになる。

【００２０】これを解決するため、上記のように破裂薄
膜１３に気体の透過性のある和紙を使用し、これに防湿
を兼ねたワニス処理などを施し、同時に気体の透過度を
調整するようにしている。これに対して、安全弁２と破
裂薄膜１３との空間を狭小にして、温度変化により破裂
帯１５の破裂圧力に達しない環境であれば、破裂薄膜１
３は完全気密性のものであっても差し支えないが、通常
の場合は破裂膜１５に気体の透過性のあるものを使用す
る方が汎用性に富み、好ましい。

【００２１】破裂薄膜１３の破裂圧力は破裂帯１５で囲
まれた面積に加わる圧力の総和であるために、破裂帯１
５は閉路又はこれに準じた形状であることが好ましい。
この形状の場合には、安全弁２の使用圧力が等しい場合
には紙質、焙焼温度、焙焼時間が同一であれば安全弁の
放出容量に関係なく、破裂薄膜１３の形状の同一化がで
き、破裂薄膜１３の加工および製品管理が容易になる。

【００２２】本実施例では、破裂薄膜１３と、その破裂
帯１５上に形成された導電回路１６を、その表裏面に配
置されたパッキン１０、１１で挟み込んで接着剤等で接
着、一体化することにより、破裂薄膜１３のホルダを省
略し、接続用のフランジ１８、１９の部分の気密性を保
持すると共に、作動による破裂後の破裂薄膜１３の交換
作業も容易に行うことが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば、破
裂薄膜に焙焼で脆弱化されて形成された破裂帯と交差す
るように導電回路形成した破裂薄膜センサを構成したの
で、破裂帯が焙焼温度と焙焼時間とを適正にすることで
最適の脆弱化が得られ、安全弁の作動に対して高精度の
検出が可能となる。また、本発明によれば、破裂帯を焙
焼時間および焙焼温度を調整して焼鏝で焙焼して形成し
たので、その焼鏝の焙焼温度と焙焼時間とを適正にする
ことで最適の脆弱化が得られる。

【００２４】また、本発明によれば、破裂帯は、閉回路
形状に構成したので、安全弁の放出容量に関係なく、破
裂薄膜の形状の同一化ができ、破裂薄膜の加工および製
品管理が容易になる。また、本発明によれば、破裂薄膜
は、紙をワニス処理して気体透過量が調整されているの
で、気体透過量の調整で、異常圧力以外の気体膨張等の
要因で破裂する誤動作を防止できる。さらにまた、本発
明によれば、導電回路、破裂薄膜は上下のパッキン間で
接着で一体化され、このパッキンを配管のフランジで挟
み込むようにしたので、破裂薄膜のホルダを省略し、接
続用のフランジ部分の気密性を保持すると共に、作動に
よる破裂後の破裂薄膜の交換作業も容易に行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 安全弁を使用する高圧回路の一例を示す配管
図である。

【図２】 本発明の安全弁の作動表示装置に使用される
破裂薄膜センサの各部品の平面図である。

【図３】 破裂薄膜センサの分解斜視図である。

【図４】 破裂薄膜センサの側面図である。

【図５】 破裂薄膜の生地に対する焙焼温度と破断強度
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 安全弁 ３ 破裂薄膜センサ ６ 表示装置 １０、１１ パッキン １３ 破裂薄膜 １５ 破裂帯 １６ 導電回路 １８、１９ フランジ

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２１日（２０００．１２．
２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 安全弁の吐出管に設けられて安全弁の放
   出圧力を検出する破裂薄膜センサと、該破裂薄膜センサ
   の出力を表示する表示装置とを備えた安全弁の作動表示
   装置において、 前記破裂薄膜センサは、紙製の破裂薄膜と、該破裂薄膜
   に焙焼で脆弱化されて形成された破裂帯と、該破裂帯と
   交差するように前記破裂薄膜上に形成され、前記破裂帯
   の破裂により断線して前記表示装置に信号を出す導電回
   路とを備えたことを特徴とする安全弁の作動表示装置。
2. 【請求項２】 前記破裂帯は焙焼時間および焙焼温度を
   調整して焼鏝で焙焼されていることを特徴とする請求項
   １記載の安全弁の作動表示装置。
3. 【請求項３】 前記破裂帯は、閉回路形状に構成されて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載の安全弁の作
   動表示装置。
4. 【請求項４】 前記破裂薄膜は、紙をワニス処理して気
   体透過量が調整されていることを特徴とする請求項１、
   ２又は３記載の安全弁の作動表示装置。
5. 【請求項５】 前記破裂薄膜及び導電回路は上下のパッ
   キン間に挟まれて接着により一体化され、前記パッキン
   は配管のフランジで挟まれて固定されていることを特徴
   とする請求項１、２、３又は４記載の安全弁の作動表示
   装置。