JP2005076862A - Safety valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧ガス装置などの圧力装置に設けられる安全弁装置に関する。 The present invention relates to a safety valve device provided in a pressure device such as a high-pressure gas device.
図6は、従来の技術の安全弁1を示す断面図である。安全弁1は、圧力容器に設けられ、火災発生時などの雰囲気温度が上昇した非常時に、圧力容器のガスを逃がすために用いられる。安全弁1は、一次ポート2および二次ポート3を連通する弁通路4が形成されるハウジング5内に、ピストン6と、押圧ばね7と、ヒューズメタル8とが設けられて構成される。ピストン6は、弁通路4を閉塞する閉位置に設けられ、ヒューズメタル8によって、弁通路4を開放する開位置への変位が阻止されている。またピストン6は、一次ポート2に導かれるガスおよび押圧ばね7による開方向の押圧力を受けている。このような構成によって、通常時には、弁通路4が閉じ、非常時には、ヒューズメタル8が溶融してピストン6が変位駆動されて弁通路4が開いてガスを排出することができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a
図7は、他の従来の技術の安全弁10を示す断面図である。図7の安全弁10は、図6の安全弁1と類似しており、異なる構成だけ説明する。図7の安全弁10では、ピストン6に関して一次ポート2と反対側に圧力キャンセル室11を形成し、ピストン6に形成した貫通孔12によって一次ポート2と圧力キャンセル室12とを連通するように構成されている。このようにして一次圧p1によってヒューズメタル8に加わる押圧力をキャンセルしている。(たとえば特許文献1参照)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another
図6に示す安全弁1では、一次ポート2に導かれるガスの一次圧p1による押圧力がヒューズメタル8に加わるので、一次圧p1が高い場合、ヒューズメタル8がクリープを生じて変形を生じてしまう。また逆に、変形を防止しようとすると、ヒューズメタル8の寸法を大きくしなければならず、安全弁1自体が大きくなってしまう。
In the
図7に示す特許文献1の安全弁10では、図6の安全弁1で問題となるヒューズメタル8への一次圧p1による押圧力をキャンセルすることはできるが、一次圧による押圧力をピストン6の駆動に用いることができず、終始、押圧ばね7による押圧力だけでピストン6を駆動しなければならない。したがって寸法の大きな押圧ばね7が必要となり、安全弁装置自体が大きくなってしまう。特に、一次圧p1が高い場合、通常時のガスの漏れを防ぐために設けられるシール構造が、非常時のピストン駆動に対する大きな摺動抵抗となり、極めて大きな押圧ばね7が必要になる。また押圧ばね7だけでピストン6を駆動する構成では、一次圧p1を利用する場合のように、非常時に迅速に弁通路4を開くことができない。
In the
本発明の目的は、通常時における開動作を阻止する変位阻止手段への押圧力を小さく抑えたうえで、非常時における迅速な開動作を達成することがきる小形の安全弁装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a small safety valve device capable of achieving a quick opening operation in an emergency while suppressing a pressing force to a displacement prevention means for preventing an opening operation in a normal time. is there.
本発明は、一次ポートから二次ポートに連通する弁通路が形成されるハウジングと、
弁通路を閉塞する閉位置に配置され、弁通路を開放する開位置に向かう開方向へ変位可能である弁体であって、閉位置および開位置間の流体駆動開始位置を含む開位置寄りの位置に配置される状態では、一次ポートに導かれる流体の一次圧による押圧力の合力を開方向に受け、流体駆動開始位置よりも閉位置寄りの位置に配置される状態では、流体駆動開始位置を含む開位置寄りの位置に配置される状態に比べて、開方向に受ける一次圧による押圧力の合力が小さくなるように設けられる弁体と、
弁体を開方向へ押圧する押圧手段と、
予め定める溶融温度以上になると溶融する材料から成り、外部空間に開放される空間に設けられて、閉位置に配置される弁体を支持して開方向への変位を阻止する変位阻止手段とを含むことを特徴とする安全弁装置である。
The present invention includes a housing in which a valve passage communicating from a primary port to a secondary port is formed;
A valve body that is disposed in a closed position that closes the valve passage and is displaceable in an opening direction toward an open position that opens the valve passage, and is close to the open position including the fluid drive start position between the closed position and the open position. In the state arranged at the position, the resultant force of the primary pressure of the fluid guided to the primary port is received in the opening direction, and in the state arranged closer to the closed position than the fluid drive start position, the fluid drive start position A valve body provided so that the resultant force of the pressing force due to the primary pressure received in the opening direction is smaller than the state of being arranged at a position closer to the opening position including
Pressing means for pressing the valve body in the opening direction;
Displacement preventing means that is made of a material that melts at a predetermined melting temperature or higher, is provided in a space that is opened to the external space, and supports a valve element that is disposed in the closed position to prevent displacement in the opening direction. It is a safety valve device characterized by including.
本発明に従えば、通常時には、閉位置から開位置に変位可能な弁体は、閉位置に配置される状態で、変位阻止手段に支持されて開方向への変位が阻止され、弁通路が閉塞されて一次ポートから二次ポートへの流体の流下が阻止される。火災時などの非常時に、雰囲気温度が変位阻止手段の溶融温度以上に上昇すると、変位阻止手段は溶融し、弁体が押圧手段で押圧され、開方向へ変位する。これによって弁通路が開放されて一次ポートから二次ポートへの流体の流下が許容される。 According to the present invention, normally, the valve body that can be displaced from the closed position to the open position is supported by the displacement prevention means in a state of being disposed at the closed position and is prevented from being displaced in the open direction, and the valve passage is The fluid is blocked from flowing from the primary port to the secondary port. In an emergency such as a fire, when the ambient temperature rises above the melting temperature of the displacement prevention means, the displacement prevention means melts and the valve body is pressed by the pressing means and displaced in the opening direction. This opens the valve passage and allows fluid to flow from the primary port to the secondary port.
このように非常時に変位駆動される弁体は、閉位置に配置される状態では、一次圧によって受ける押圧力が小さく、この閉位置から開方向に流体駆動開始位置まで変位すると、一次圧によって受ける押圧力が大きくなるように構成される。これによって通常時には、弁体を介して変位阻止手段に加わる押圧力を小さくして、変位阻止手段の変形を防止することができる。そして非常時には、流体駆動開始位置まで押圧手段からの押圧力で押圧されて変位すると、押圧手段による押圧力に一次圧による押圧力を加えた大きな押圧力で、弁体を開方向へ変位駆動することができる。 Thus, the valve body that is driven to be displaced in an emergency has a small pressing force due to the primary pressure when placed in the closed position, and is received by the primary pressure when displaced from the closed position to the fluid drive start position in the opening direction. It is comprised so that a pressing force may become large. As a result, normally, the pressing force applied to the displacement preventing means via the valve body can be reduced to prevent deformation of the displacement preventing means. In an emergency, when the pressure is pressed and displaced to the fluid drive start position by the pressing means, the valve body is displaced and driven in the opening direction with a large pressing force obtained by adding the pressing force by the primary pressure to the pressing force by the pressing means. be able to.
また本発明は、流体駆動開始位置よりも閉位置寄りに配置される状態で、弁体が一次圧による受ける押圧力の合力は零であることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the resultant force of the pressing force received by the primary pressure by the valve body is zero in a state where the valve body is disposed closer to the closed position than the fluid drive start position.
本発明に従えば、流体駆動開始位置よりも閉位置寄りに配置される状態では、弁体が一次圧によって受ける押圧力が平衡している。これによって通常時に、一次圧による押圧力が、弁体を介して変位阻止手段に加わることを防ぐことができる。 According to the present invention, in a state where the valve body is disposed closer to the closed position than the fluid drive start position, the pressing force received by the valve body by the primary pressure is balanced. As a result, it is possible to prevent the pressing force due to the primary pressure from being applied to the displacement prevention means via the valve body at normal times.
また本発明は、弁体とハウジングとによって、弁体が流体駆動開始位置を含む開位置寄りの位置に配置される状態で、一次ポートから遮断され、弁体が流体駆動開始位置よりも開位置寄りの位置に配置される状態で、一次ポートに接続される圧力室が形成され、
弁体は、圧力室の流体から開方向の押圧力を受け、
ハウジングには、圧力室を外部空間に連通する圧調整通路が形成され、
圧力調整通路に介在されて逆止弁手段が設けられ、逆止弁手段は、外部空間から圧力室に向かう流体の流下を許容し、圧力室から外部空間に向かう流体の流下を阻止することを特徴とする。
Further, according to the present invention, the valve body is cut off from the primary port in a state where the valve body is disposed at a position close to the open position including the fluid drive start position by the valve body and the housing, and the valve body is opened from the fluid drive start position. A pressure chamber connected to the primary port is formed in a state of being arranged at a close position,
The valve body receives a pressing force in the opening direction from the fluid in the pressure chamber,
The housing is formed with a pressure adjusting passage that communicates the pressure chamber with the external space,
A check valve means is provided interposed in the pressure adjusting passage, and the check valve means allows the flow of fluid from the external space to the pressure chamber and prevents the flow of fluid from the pressure chamber to the external space. Features.
本発明に従えば、弁体が流体駆動開始位置を含む開位置寄りの位置に配置される状態で、一次ポートから遮断され、弁体が流体駆動開始位置よりも開位置寄りの位置に配置される状態で、一次ポートに接続される圧力室が形成される。この圧力室は、圧調整通路を介して外部空間に連通されており、圧力調整通路には、逆止弁手段が介在されて、外部空間から圧力室に向かう流体の流下が許容され、圧力室から外部空間に向かう流体の流下が阻止される。これによって弁体が開位置から流体駆動開始位置まで変位するときには、圧調整通路を介して外部空間から流体を流入させて圧力室が負圧になることを防止して、弁体の円滑な変位を達成することができる。弁体が流体駆動開始位置まで変位して一次圧が圧力室に導かれると、圧調整通路を介して圧力室から外部空間に流体が流出することを防止して、一次圧による押圧力で弁体を押圧することができる。 According to the present invention, the valve body is shut off from the primary port in a state where the valve body is disposed at a position closer to the open position including the fluid drive start position, and the valve body is disposed at a position closer to the open position than the fluid drive start position. In this state, a pressure chamber connected to the primary port is formed. The pressure chamber communicates with the external space via the pressure adjustment passage. A check valve means is interposed in the pressure adjustment passage to allow the fluid to flow from the external space toward the pressure chamber. The flow of the fluid toward the outside space is prevented. As a result, when the valve body is displaced from the open position to the fluid drive start position, the fluid is allowed to flow from the external space through the pressure adjusting passage to prevent the pressure chamber from becoming negative pressure, and the valve body can be smoothly displaced. Can be achieved. When the valve body is displaced to the fluid drive start position and the primary pressure is guided to the pressure chamber, the fluid is prevented from flowing out from the pressure chamber to the external space via the pressure adjusting passage, and the valve is pressed by the primary pressure. The body can be pressed.
本発明によれば、通常時に変位阻止手段に加わる押圧力を小さくすることができ、変位阻止手段を大形化することなく、変形を防止することができる。また非常時には、弁体が流体駆動開始位置まで変位した後、一次圧による押圧力を加えた大きな押圧力で弁体を変位駆動することができ、弁体を迅速に変位駆動することができ、迅速な短時間での開動作を達成することができる。また一次圧による押圧力も弁体の駆動に利用することができので、押圧手段は、弁体を流体駆動開始位置まで変位させることができる程度の押圧力が得られればよく、押圧手段を小形にすることができる。このように通常時における開動作を阻止する変位阻止手段への押圧力を小さく抑え、非常時における迅速な開動作を達成することがきる小形の安全弁装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the pressing force that is normally applied to the displacement prevention means, and it is possible to prevent deformation without increasing the size of the displacement prevention means. In an emergency, after the valve body is displaced to the fluid drive start position, the valve body can be driven to be displaced with a large pressing force obtained by adding a pressing force due to the primary pressure, and the valve body can be quickly displaced. A quick opening operation in a short time can be achieved. Further, since the pressing force by the primary pressure can also be used for driving the valve body, the pressing means only needs to obtain a pressing force that can displace the valve body to the fluid drive start position. Can be. As described above, it is possible to realize a small safety valve device that can suppress the pressing force to the displacement preventing means that prevents the opening operation in the normal time, and can achieve the quick opening operation in an emergency.
また本発明によれば、通常時に、一次圧による押圧力が、弁体を介して変位阻止手段に加わることを防ぐことができ、変位阻止手段の変形を確実に防止することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the pressing force due to the primary pressure from being applied to the displacement prevention means via the valve body at normal times, and to reliably prevent deformation of the displacement prevention means.
また本発明によれば、逆止弁手段が設けられる圧調整通路で外部空間に連通する圧力室を形成し、弁体が流体駆動開始位置まで変位すると、この圧力室に一次圧が導かれ、この一次圧による押圧力で弁体が変位駆動される。このようにして弁体が流体駆動開始位置に変位するまでの状態と、基準位置に到達した状態とで、弁体が一次圧から受ける押圧力を変化させることができる安全弁装置を実現することができる。 Further, according to the present invention, when a pressure chamber communicating with the external space is formed in the pressure adjusting passage provided with the check valve means, and the valve body is displaced to the fluid drive start position, the primary pressure is guided to the pressure chamber, The valve body is displaced and driven by the pressing force by the primary pressure. Thus, it is possible to realize a safety valve device that can change the pressing force that the valve body receives from the primary pressure between the state until the valve body is displaced to the fluid drive start position and the state that the valve body has reached the reference position. it can.
図1は、本発明の実施の一形態の安全弁20を示す断面図である。図2は、安全弁20を高圧ガスタンク21に装着した具体的な使用状態で示す断面図である。図1では、ハウジング25の形状を簡略化して示すが、図2では、装着対象物である高圧ガスタンク21への装着に好適な形状で示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
安全弁20は、流体であるガスを取扱う圧力装置に設けられる安全弁装置である。圧力装置は、たとえば圧力容器、さらに具体的には高圧ガスタンク(以下、単に「タンク」という)21であり、特に、天然ガス自動車用の燃料タンクなど、可燃ガスを収容するタンク21に、安全弁20が好適に用いられる。この安全弁20は、通常時には高圧のタンク21内の空間(以下「タンク内空間」という)22からタンク内空間22よりも低圧のタンク21外の空間(以下「タンク外空間」という)23へのガスの排出を阻止し、火災時などの雰囲気温度が上昇した非常時に、安全のために、タンク内空間22からタンク外空間23へのガスの排出を許容する構成であり、溶栓弁などとも呼ばれている。
The
安全弁20は、ハウジング25と、弁体である弁体26と、押圧手段であるばね部材27と、変位阻止手段であるヒューズ片28とを有する。ハウジング25は、本体31に蓋体32が装着されて構成され、予め定める基準軸線L20に沿って延びる弁室空間33が形成され、この弁室空間33に、ピストン弁体26、ばね部材27およびヒューズ片28が収納されて、安全弁20が構成されている。
The
ハウジング25には、基準軸線L20に平行な方向(以下「軸線方向」という)X1,X2の一方X1側の端部(以下「一端部」という)38に、溶融物排出通路34が軸線方向X1,X2に延びて形成される。またハウジング25には、一次通路35、二次通路36および圧調節通路37が、基準軸線L20と交差する方向に延びて形成される。
In the
一次通路35、二次通路36および圧調節通路37は、軸線方向X1,X2に関して、溶融物排出通路34よりも軸線方向X1,X2の他方X2側の端部(以下「他端部」という)39よりに配置され、一端部38側から他端部39側に、二次通路36、一次通路35および圧調整通路37の順に配置されるように形成され、基準軸線L20まわりの周方向に関しては、相互に一致してもよいし、相互にずれていてもよい。
The
ハウジング25に形成されるこれら各通路34〜37によって、弁室空間33がハウジング25の外部空間に連通されている。具体的には、弁室空間33は、一次通路35によってタンク内空間22に連通され、溶融物排出通路34、二次通路36および圧調節通路37によってタンク外空間23に連通される。
The
ピストン弁体(以下、単に「弁体」という)26は、棒状のロッド40と、ロッド40の一端部に一体に設けられ、ロッド40よりも大きい外径を有するピストン41とを有する。この弁体26は、その軸線を基準軸線L20と一致させ、ピストン41を軸線方向一方X1側に配置させて、弁室空間33に設けられる。
The piston valve body (hereinafter simply referred to as “valve body”) 26 includes a rod-shaped
この弁体26は、図1に実線で示す閉位置42と、図1に仮想線で示す開位置43とにわたって、少なくとも閉位置42から開位置43に向かう開方向X1へ変位可能である。本実施の形態では、弁体26は、開位置43から閉位置42に向かう閉方向X2へも変位可能である。開方向は軸線方向一方と同一であり、閉方向は軸線方向他方と同一であるので、符号をそれぞれ共用する。
The
ハウジング25には、軸線方向X1,X2に関して、二次通路36よりも一方X1側にピストン案内部45を有し、弁体26のピストン41は、そのピストン案内部45に嵌入した状態で設けられる。ピストン案内部45の内径は、軸線方向X1,X2に関して一様であり、弁体26が閉位置42、開位置43およびこれらの間の過渡位置のいずれにあるかに拘わらず、ピストン41の外周部は、ピストン案内部45の内周部に密に当接している。これによって一次通路35、二次通路36および圧調整通路37は、溶融物排出通路34と密に仕切られ、遮断されている。
The
弁体26のロッド40には、軸線方向X1,X2に間隔をあけて、第1および第2開閉制御部47,48が形成され、各開閉制御部47,48間には、ロッド側退避部49が形成される。第1開閉制御部47は、第2開閉制御部48よりもピストン41寄りに形成される。各開閉制御部47,48は、同一の外径を有し、ロッド側退避部49は、各開閉制御部47,48よりも小さい外径を有する。
The
ハウジング25には、軸線方向X1,X2に関して、一次通路35と二次通路36との間に、第1ロッド案内部51が形成され、一次通路35と圧調節通路37との間に、第2ロッド案内部52が形成される。各ロッド案内部51,52は、相互に同一であり、軸線方向X1,X2に関して一様な内径を有する。
A first
ハウジング25の第1および第2ロッド案内部51,52間には、第1および第2ロッド案内部51,52よりも大きい内径を有するハウジング側退避部50が形成され、一次通路35は、このハウジング側退避部50で弁室空間33に開口している。またハウジング25の第1ロッド案内部51とピストン案内部45との間は、内径が第1ロッド案内部51を大きくなるように退避している。
Between the first and second
弁体26の第1開閉制御部47が、ハウジング25の第1ロッド案内部51に嵌入した状態では、第1開閉制御部47の外周部は、第1ロッド案内部51の内周部に密に当接している。これによって弁室空間33が、一次通路35と、二次通路36との間で密に仕切られ、閉塞される。第1開閉制御部47が、第1ロッド案内部51から脱出した状態では、弁室空間33は、一次通路35と、二次通路36との間が開放される。
In a state where the first opening /
弁体26の第2開閉制御部48が、ハウジング25の第2ロッド案内部52に嵌入される状態では、第2開閉制御部48の外周部は、第2ロッド案内部52の内周部に密に当接している。これによって弁室空間33が、一次通路35と、圧調整通路37との間で密に仕切られ、閉塞される。またロッド40の第2開閉制御部48よりも軸線方向他方X2側の部分は、第2ロッド案内部52に嵌入した状態でも隙間が形成される構成であり、第2開閉制御部48が、第2ロッド案内部52から脱出した状態では、弁室空間33は、一次通路35と、圧調整通路37との間が開放される。
In a state where the second opening /
ハウジング25に弁体26が設けられた状態で、ハウジング25と弁体26とが協働して、弁通路55、ヒューズ片室60、駆動圧力室61およびばね室62が形成される。具体的に述べると、弁室空間33が、ピストン41に仕切られることによって、弁室空間33のピストン41よりも軸線方向一方X1側の部分によってヒューズ片室60が構成される。弁室空間33のピストン41よりも軸線方向他方X2側の部分のうち、第2ロッド案内部52に囲まれる部分およびそれよりも軸線方向他方X2側の部分によって、駆動圧力室61が構成され、この駆動圧力室61には、ロッド40の軸線方向他方X2側の端部58が臨んでいる。
With the
そして弁室空間33のピストン41よりも軸線方向他方X2側の部分のうち、駆動圧力室61を除く残余の部分が通路部を構成し、この通路部と、一次通路35および二次通路36とによって、弁通路55が構成される。一次通路35の弁室空間33と反対側の端部の開口が一次ポート56となり、二次通路36の弁室空間33と反対側の端部の開口が二次ポート57となる。また弁通路55を成す弁室空間33の一部であって、軸線方向X1,X2に関して、ピストン41と第2ロッド案内部51との間の部分によってばね室62が構成される。つまり弁通路55は、ばね室62を含む。
Of the portion of the
弁体26が閉位置42に配置される状態では、第1開閉制御部47が第1ロッド案内部51に嵌入するとともに、第2開閉制御部48が第2ロッド案内部52に嵌入する。この状態では、弁室空間33が、一次通路35と、二次通路36との間で閉塞される。つまり、弁通路55が閉塞され、一次ポート56と二次ポート57とが遮断される。また弁室空間33が、一次通路35と、圧調整通路37との間で閉塞され、駆動圧力室61は、一次ポート56から遮断される。
In a state in which the
弁体26が開位置43に配置される状態では、第1開閉制御部47が第1ロッド案内部51から脱出するとともに、第2開閉制御部48が第2ロッド案内部52から脱出する。この状態では、弁室空間33が、一次通路35と、二次通路36との間で開放される。つまり、弁通路55が開放され、一次ポート56と二次ポート57とが接続される。また弁室空間33が、一次通路35と、圧調整通路37との間で開放され、駆動圧力室61は、一次ポート56に接続される。
In a state where the
閉位置42と開位置43との間の過渡位置は、流体駆動開始位置と、開放開始位置とを含む。開放開始位置は、流体駆動開始位置よりも、開位置寄りの位置である。
Transient positions between the
流体駆動開始位置は、弁体26が閉位置42から開位置43に向けて変位するときに、駆動圧力室61と一次ポート56とを遮断している状態から、駆動圧力室61と一次ポート56とを接続する状態に切換る位置である。弁体26が、流体駆動開始位置よりも閉位置よりの位置に配置される状態では、駆動圧力室61と一次ポート56とは遮断され、流体駆動開始位置を含む開位置よりの位置に配置される状態では、駆動圧力室61と一次ポート56とが接続される。
The fluid drive start position is such that when the
開放開始位置は、弁体26が閉位置42から開位置43に向けて変位するときに、一次ポート56と二次ポート57とを遮断している状態から、一次ポート56と二次ポート57とを接続する状態に切換る位置である。弁体26が、開放開始位置よりも閉位置よりの位置に配置される状態では、一次ポート56と二次ポート57とは遮断され、開放開始位置を含む開位置よりの位置に配置される状態では、一次ポート56と二次ポート57とが接続される。
The opening start position is such that when the
ばね部材27は、圧縮コイルばねであり、弁体26のロッド40に外嵌される状態で、ばね室62に設けられる。このばね部材27は、一端部が、ハウジング25の第2ロッド案内部51の軸線方向一方X1側の部分に支持され、他端部が、弁体26のピストン41に支持され、弁体26を軸線方向一方である開方向X1へ、ばね力を与えて弾発的に押圧する。
The
ヒューズ片28は、貫通孔を有する短円筒状の部材であり、ヒューズ片室60に設けられる。ヒューズ片28は、その軸線を基準軸線L20と一致させた状態で設けられ、一端部が弁体26のピストン41に当接し、他端部がハウジング25の軸線方向一端部に当接している。これによいってヒューズ片28は、閉位置42に配置される弁体26を開方向X1下流側から支持して開方向Xへの変位を阻止する。
The
このヒューズ片28は、火災時などの非常時に、安全弁20の雰囲気温度が上昇して到達すると予測される温度よりも低い溶融温度で溶融する温度特性の材料、たとえば鉛合金である低融点合金から成る。ヒューズ片28は、低融点合金から成る場合には、ヒューズメタルなどと呼ばれる。
The
ヒューズ片室60は、流速を低下させるためのフィルタ63が介在される溶融物排出通路34によって、ハウジング25の外部空間であるタンク外空間23に開放されている。ヒューズ片28は、雰囲気温度が溶融温度以上になると溶融する。ヒューズ片28が溶融して生成される溶融物は、溶融物排出通路34を介して外部に排出可能である。溶融物排出通路34には、流速を低下させるためのフィルタ63が介在され、溶融物が高速度で排出されることを防止できる。またヒューズ片28が円筒状でかつ貫通孔が溶融物排出通路34に臨んでいるので、溶融物が円滑に排出される。
The
圧調整通路37には、逆止弁手段65が介在されて設けられている。この逆止弁手段65は、外部空間であるタンク外空間23から駆動圧力室61に向かう流体、ここではタンク外空間23の雰囲気ガスの流下を許容し、駆動圧力室からタンク外空間23に向かう流体、ここでは駆動圧力室61内のガスの流下を阻止する。
A check valve means 65 is interposed in the
図3は、安全弁20の動作状態を説明するための断面図である。図3(1)は、弁体26が閉位置42にある状態を示し、図3(2)は、弁体26が流体駆動開始位置にある状態を示し、図(3)は、弁体26が開位置43にある状態を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the operating state of the
安全弁20が、タンク21に装着される初期状態では、図1および図3(1)に示すように、弁体26が閉位置42にあり、ヒューズ片28によって弁体26の開方向Xへの変位が阻止されている。この状態では、弁通路55が閉塞され、一次ポート56と二次ポート57とは遮断され、駆動圧力室61と一次ポート56とが遮断されている。したがってタンク内空間22のガスは、タンク外空間23への排出が停止されている。
In the initial state in which the
弁体26は、第1および第2開閉制御部47,48の間で、一次通路35に臨んでおり、一次ポート56に導かれるタンク内空間22のガスの圧力である一次圧P1を、第1および第2開閉制御部47,48で受ける。第1開閉制御部47では、一次圧P1に基づいて受ける押圧力は、開方向X1に向かう押圧力であり、第2開閉制御部48では、一次圧P1に基づいて受ける押圧力は、閉方向X2に向かう押圧力である。
The
第1および第2開閉制御部47,48の外径は、同一に形成されており、第1開閉制御部47の断面積A1と第2開閉制御部48の断面積A2とは同一であり、弁体26が、一次圧P1を、開方向X1に受ける受圧面積と閉方向X1に受ける受圧面積とは同一である。したがって一次圧P1による弁体26への押圧力は、開方向X1の押圧力と閉方向X2の押圧力とが釣り合って、弁体26が一次圧P1による受ける押圧力の合力は零(0)となる。
The outer diameters of the first and second opening /
このような安全弁20では、弁体26が開位置42にある初期状態では、弁体26に開方向42へ変位させる駆動力として寄与する押圧力は、ばね部材27のばね力による押圧力だけあり、弁体26を介してヒューズ片28に加わる押圧力は、このばね部材27による押圧力だけである。火災などが発生した非常時を除く残余の通常時は、このような初期状態が維持される。
In such a
タンク21の周囲で火災が発生するなどして雰囲気温度が上昇すると、ヒューズ片28も昇温し、そのヒューズ片28は、融点温度以上になると溶融する。この火災発生時などの非常時に、ヒューズ片28が溶融すると、ヒューズ片28によって弁体26を変位阻止することができなくなる。これによってヒューズ片28の溶融した溶融物が溶融物排出通路34から押し出されるように排出されながら、弁体26がばね部材27による押圧力で押圧され、開方向X1へ変位駆動される。
When the ambient temperature rises due to the occurrence of a fire around the
このとき、弁体26が図3(2)に示す流体駆動開始位置に変位されるまでの間は、弁体26が一次圧P1による受ける押圧力の合力は、初期状態と同様の零である。また駆動圧力室61は、逆止弁手段65が介在される圧調整通路37によってタンク外空間23に連通され、タンク外空間23のガスを吸入することができるので、駆動圧力室61が閉じた空間のように負圧になることが防がれ、弁体26は円滑に変位することができる。
At this time, until the
そして弁体26が流体駆動開始位置まで変位すると、一次ポート56と駆動圧力室61とが接続され、弁体26が、駆動圧力室61に臨む部分でも一次圧P1を受けるようになり、弁体26が一次圧P1による受ける押圧力の合力が、開方向X1の押圧力となる。このような状態になると、弁体26は、ばね部材27による押圧力に加えて、一次圧P1による押圧力によっても押圧され、大きな押圧力で押圧されて、ばね部材27の押圧力だけで駆動する場合に比べて加速されて高速度で変位駆動される。
When the
このようにして弁体26が変位駆動されて、開放開始位置まで変位されると、弁通路55が開放され、一次ポート55と二次ポート56とが接続され、タンク内空間22のガスがタンク外空間23に排出されるようになる。そして最終的には、弁体26が図3(3)に示す開位置43まで変位され、弁通路55ができるだけ大きな開度で開放され、タンク内空間22のガスがタンク外空間23に円滑に排出される。
When the
本実施の形態の安全弁20によれば、通常時には、閉位置42から開位置43に変位可能な弁体26は、閉位置42に配置される状態で、ヒューズ片28に支持されて開方向X1への変位が阻止され、弁通路55が閉塞されて一次ポート56から二次ポート57へのガスの流下が阻止される。火災時などの非常時に、雰囲気温度がヒューズ片28の溶融温度以上に上昇すると、ヒューズ片28は溶融し、弁体26がばね部材27からばね力が与えられて押圧され、開方向X1へ変位する。これによって弁通路55が開放されて一次ポート56から二次ポート57への流体の流下が許容される。
According to the
このように非常時に変位駆動される弁体26は、閉位置42および開位置43間の流体駆動開始位置を含む開位置43寄りの位置に配置される状態では、一次ポート56に導かれるガスの一次圧P1による押圧力の合力を開方向X1に受け、流体駆動開始位置よりも閉位置42寄りの位置に配置される状態では、流体駆動開始位置を含む開位置43寄りの位置に配置される状態に比べて、開方向X1に受ける一次圧P1による押圧力の合力が小さくなる。換言すれば、閉位置42に配置される状態では、一次圧P1によって受ける押圧力が小さく、本実施の形態では零であり、この閉位置42から開方向X1に流体駆動開始位置まで変位すると、一次圧P1によって受ける押圧力が大きくなるように構成される。
Thus, the
これによって通常時には、弁体26を介してヒューズ片28に加わる押圧力を小さくして、ヒューズ片28の変形を防止することができる。本実施の形態では、通常時に、一次圧P1による押圧力が、弁体26を介してヒューズ片26に加わることを防ぐことができる。したがってヒューズ片26の寸法を小さくすることが可能であり、安全弁20を小形にすることができる。
As a result, normally, the pressing force applied to the
そして非常時には、流体駆動開始位置までばね部材27からの押圧力で押圧されて変位すると、ばね部材27による押圧力に一次圧P1による押圧力を加えた大きな押圧力で、弁体26を開方向X1へ高速度で迅速に変位駆動することができる。したがって、迅速な短時間での開動作を達成することができる。また一次圧P1による押圧力も弁体26の駆動に利用することができので、ばね部材27は、弁体26を流体駆動開始位置まで変位させることができる程度の押圧力が得られればよく、ばね部材27を小形にすることができる。
In an emergency, when the fluid drive start position is pressed and displaced by the pressing force from the
このように通常時における開動作を阻止するヒューズ片28への押圧力を小さく抑え、非常時における迅速な開動作を達成することがきる小形の安全弁20を実現することができる。
As described above, it is possible to realize a
また図2に示すように、安全弁20をブロック化し、二次ポート57に、排出したガスを所定の場所に導くためにの配管を接続するニップル70を設けるようにすることによって、配置場所などに制限を受けるタンク21から、ガスを好適に排出することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
図4は、本発明の実施の他の形態の安全弁20Aを示す断面図である。本実施の形態の安全弁20Aは、図1〜図3の安全弁20と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の安全弁20Aは、弁体26のピストン41に、軸線方向一方X1に開放、具体的にはヒューズ片室60に臨んで開放する凹所83が形成される。このような構成にすれば、ヒューズ片28が溶融して生成される溶融物を、この凹所83に流入させることができ、弁体26変位させやすくすることができる。このような場合、ヒューズ片28として、溶融物排出通路34に臨む貫通孔が形成されていないヒューズ片を用いても、弁体26の円滑な変位を達成できる。その他の効果は同様に達成できる。
FIG. 4 is a sectional view showing a
図5は、本発明の実施のさらに他の形態の安全弁20Bを示す断面図である。安全弁20Bは、図1〜図3の安全弁20と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。本実施の形態の安全弁20Bは、図1〜図3の安全弁20に設けらた圧調整通路37および逆止弁65が設けられていない。このような構成であっても、閉位置から流体駆動開始位置までの弁体26の変位距離を小さくすれば、弁体26の変位動作に支障はなく、図1〜図3の安全弁20と同様の動作をし、同様の効果を達成することができる。
FIG. 5 is a sectional view showing a
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば第1および第2開閉制御部47,48の外径を異ならせて、通常時において、一次圧P1による押圧力の合力が、開方向X1および閉方向X2のいずれかに作用するようにしてもよい。
Each above-mentioned embodiment is only illustration of this invention, and can change a structure within the scope of the present invention. For example, the outer diameters of the first and second opening /
20,20A,20B 安全弁
25 ハウジング
26 弁体
27 ばね部材
28 ヒューズ片
47 第1開閉制御部
48 第2開閉制御部
51 第1ロッド案内部
52 第2ロッド案内部
55 弁通路
56 一次ポート
57 二次ポート
61 駆動圧力室
65 逆止弁手段
20, 20A,
Claims (3)
弁通路を閉塞する閉位置に配置され、弁通路を開放する開位置に向かう開方向へ変位可能である弁体であって、閉位置および開位置間の流体駆動開始位置を含む開位置寄りの位置に配置される状態では、一次ポートに導かれる流体の一次圧による押圧力の合力を開方向に受け、流体駆動開始位置よりも閉位置寄りの位置に配置される状態では、流体駆動開始位置を含む開位置寄りの位置に配置される状態に比べて、開方向に受ける一次圧による押圧力の合力が小さくなるように設けられる弁体と、
弁体を開方向へ押圧する押圧手段と、
予め定める溶融温度以上になると溶融する材料から成り、外部空間に開放される空間に設けられて、閉位置に配置される弁体を支持して開方向への変位を阻止する変位阻止手段とを含むことを特徴とする安全弁装置。 A housing in which a valve passage communicating from the primary port to the secondary port is formed;
A valve body that is disposed at a closed position that closes the valve passage and is displaceable in an opening direction toward the open position that opens the valve passage, and is close to the open position including the fluid drive start position between the closed position and the open position. In the state arranged at the position, the resultant force of the primary pressure of the fluid guided to the primary port is received in the opening direction, and in the state arranged closer to the closed position than the fluid drive start position, the fluid drive start position A valve body provided so that the resultant force of the pressing force due to the primary pressure received in the opening direction is smaller than the state of being arranged at a position closer to the opening position including
Pressing means for pressing the valve body in the opening direction;
Displacement preventing means that is made of a material that melts at a predetermined melting temperature or higher, is provided in a space that is opened to the external space, and supports a valve element disposed in the closed position to prevent displacement in the opening direction. A safety valve device comprising:
弁体は、圧力室の流体から開方向の押圧力を受け、
ハウジングには、圧力室を外部空間に連通する圧調整通路が形成され、
圧力調整通路に介在されて逆止弁手段が設けられ、逆止弁手段は、外部空間から圧力室に向かう流体の流下を許容し、圧力室から外部空間に向かう流体の流下を阻止することを特徴とする請求項1または2記載の安全弁装置。 With the valve body and the housing, the valve body is placed at a position closer to the open position including the fluid drive start position, and is shut off from the primary port, and the valve body is placed closer to the open position than the fluid drive start position. In this state, a pressure chamber connected to the primary port is formed,
The valve body receives a pressing force in the opening direction from the fluid in the pressure chamber,
The housing is formed with a pressure adjusting passage that communicates the pressure chamber with the external space,
A check valve means is provided interposed in the pressure adjusting passage, and the check valve means allows the flow of fluid from the external space to the pressure chamber and prevents the flow of fluid from the pressure chamber to the external space. The safety valve device according to claim 1 or 2, characterized in that
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