JP2006144882A - リリーフ弁及びリリーフ弁用調整器具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で高低２つの設定値を容易に設定できるようにし、使用個数の削減によってコストの低廉化を実現するとともに、接合部分等からの漏れ等の不確実な要素を利用する必要をなくして設計作業及び組立作業を簡略化する。
【解決手段】リリーフ弁１０において、ネジ部２３Ａに対する低圧調整ナット４の螺合量を調整してコイルバネ３の有効長を変化させ、内圧防爆容器２０の内圧が低圧側の設定値を超えたときに、弁体２が矢印Ｘ方向に移動するように、弁体２を矢印Ｙ方向に付勢するコイルバネ３の弾性力（付勢力）を調節する。また、リリーフ弁１０において、支持部材６のネジ孔６Ａにおける高圧調整ネジ５の螺合位置を調整し、内圧防爆容器２０の内圧が高圧側の設定値となった時に、弁体２の弁部２１が高圧調整ネジ５に当接して弁体２の矢印Ｘ方向についての摺動量が最大値となるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、圧力気体の圧力が設定値より高くなった時に、圧力を外部に逃すリリーフ弁、及び、このリリーフ弁における設定値の調整に用いられるリリーフ弁調整器具に関する。

容器内の圧力を一定に維持するため、容器内を外部から加圧するとともに、容器内の圧力が設定値を越えた際に容器の内部を外部に開放するリリーフ弁が用いられる。リリーフ弁は、圧力気体の圧力が予め設定された設定値より高くなった時に、弁部を開放して圧力を外部に逃す（例えば、特許文献１参照。）。

このリリーフ弁は、例えば、引火性ガス雰囲気等の危険地域内で接点機構を有する電気機器を収納する内圧防爆容器に用いられる場合がある。内圧防爆容器の内部には、危険地域の外部に設置されたコンプレッサーからの圧搾空気が、レギュレータによって所定の圧力にされて供給される。例えば、リリーフ弁に外部の気圧よりも僅かに高い圧力を設定しておくと、内圧防爆容器の内部の圧力が設定値に維持される。

これによって、内圧防爆容器の内部は正圧になり、外部の引火性ガスが内圧防爆容器の内部に流入することはなく、電気機器の接点に火花が発生しても引火性ガスの爆発事故を生じることがない。
特開２００２−３４０２０７号公報

しかしながら、従来のリリーフ弁では、弁体が内圧を外部に開放する際の設定値として単一の圧力しか設定することができなかったため、状況に応じて複数の圧力値のいずれかに設定しなければならない場合には、複数のリリーフ弁が必要になり、コストの上昇を招く問題があった。

例えば、内圧防爆容器に収納された電気機器の運転が定期的に休止される場合、同時にレギュレータによる内圧防爆容器の内部への圧搾空気の供給も停止され、この間に内圧防爆容器の内部に外部の引火性ガスが流入している可能性がある。そこで、電気機器の運転再開時には、一時的に、レギュレータから電気機器の運転時の圧力よりも高圧の圧搾空気を内圧防爆容器の内部に供給し、内圧防爆容器内の気体を入れ換える掃気作業が行われる。このため、内圧防爆容器の内圧は、電気機器の運転時には低圧側の設定値に維持し、掃気作業時には高圧側の設定値に維持する必要がある。

このような場合に、内圧防爆容器に高圧側の設定値を設定したリリーフ弁を備え、電気機器の運転時には内圧防爆容器の接合部分等からの漏れを利用して低圧側の設定値を実現することも行われていた。この方法では、内圧防爆容器に複数のリリーフ弁を備える必要がないためにコストの上昇を招くことはないが、接合部分等の設計作業及び組立作業が困難になる問題がある。

これらの問題は、内圧防爆容器だけでなく、内圧を複数の設定値に選択的に維持すべき圧力回路において共通して生じる問題である。

この発明の目的は、簡単な構造で高低２つの設定値を容易に設定できるようにし、使用個数の削減によってコストの低廉化を実現することができるとともに、接合部分等からの漏れ等の不確実な要素を利用する必要をなくして設計作業及び組立作業を簡略化することができるリリーフ弁及びリリーフ弁用調整器具を提供することにある。

この発明に係るリリーフ弁は、上記の課題を解決するために、軸方向の両端が開放した筒状のハウジングと、前記ハウジング内に軸方向に摺動自在にされ、軸方向の摺動にともなってハウジングの軸方向の一端側の開口部を外側から開閉する弁体と、前記弁体を前記ハウジングの他端側に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力を変更自在に設定する低圧調整機構と、前記弁体の前記ハウジングの一端側への摺動量の最大値を変更自在に設定する高圧調整機構と、を備えたことを特徴とする。

この構成においては、内圧が低圧調整機構によって調整された付勢部材の付勢力を超えると弁体がハウジング内を軸方向の一端側に摺動し、ハウジングの一端側の開口部が開放される。ハウジング内における一端側への弁体の摺動量は内圧の上昇に応じて増減し、圧内圧が上昇するにともなって弁体はさらに一端側に移動し、弁体は摺動量が高圧調整機構によって設定された最大値となる位置で停止する。ハウジングの一端側の開口部は弁体の摺動量に応じた開口量にされ、この開口量に応じて内圧が減圧される。

したがって、内圧は付勢部材の付勢力に対応した低圧側の設定値、又は、弁体の摺動量の最大値に対応した高圧側の設定値に維持される。

また、この発明に係るリリーフ弁用調整器具は、軸方向の両端が開放した筒状を呈し、一端側がリリーフ弁におけるハウジングの他端側に軸方向に着脱自在にされた本体と、前記本体の他端側を開閉する蓋体と、から構成され、前記本体又は前記蓋体の一部に、前記本体の内部に連通するとともに、加圧用の気体の供給に用いられる配管が装着される配管装着孔を形成した配管装着孔を形成したことを特徴とする。

この構成においては、蓋体によって他端側が閉鎖された本体の一端側をリリーフ弁のハウジングにおける他端側に軸方向に装着し、配管装着孔に装着した配管を介して本体の内部に圧搾空気を供給すると、リリーフ弁は内部が加圧される容器に装着した状態にされる。この状態で、本体の内部に所定の圧力の圧搾空気を配管を介して供給することで、高圧調整機構の調整が可能になる。また、リリーフ弁の弁体の動作を確認しつつ、本体の他端側に蓋体を着脱してリリーフ弁の低圧調整機構を操作することで、低圧調整機構の調整が可能になる。

この発明によれば、内圧を付勢部材の付勢力に対応した低圧側の設定値、又は、弁体の摺動量の最大値に対応した高圧側の設定値に選択的に維持することができるため、簡単な構造で高低２つの設定値を容易に設定でき、使用個数の削減によってコストの低廉化を実現することができるとともに、接合部分等からの漏れ等の不確実な要素を利用する必要をなくして設計作業及び組立作業を簡略化することができる。

また、本体の内部に所定の圧力の圧搾空気を配管を介して供給することで、高圧調整機構の調整が可能になるとともに、リリーフ弁の弁体の動作を確認しつつ、本体の他端側に蓋体を着脱してリリーフ弁の低圧調整機構を操作することで、低圧調整機構の調整が可能になるため、リリーフ弁に高低２種類の設定値を容易に設定することができる。

図１は、この発明の実施形態に係るリリーフ弁の構成を示す正面断面図及び左右の側面図である。リリーフ弁１０は、軸方向（矢印Ｘ，Ｙ方向）の両端が開放した筒状体のハウジング１、ハウジング１内に軸方向に摺動自在にされて軸方向の摺動にともなってハウジング１の軸方向の一端側の開口部１Ａを外側から開閉する弁体２、弁体２をハウジング１の他端側に向けて矢印Ｙ方向に付勢する付勢部材としてのコイルバネ３、コイルバネ３の付勢力を変更自在に設定する低圧調整機構としての低圧調整ナット４、並びに、ハウジング１の一端側への弁体２の摺動量の最大値を変更自在に設定する高圧調整機構としての高圧調整ネジ５及び支持部材６を備えている。

ハウジング１の周面における軸方向の他端側には、ネジ部１Ｃが形成されている。ネジ部１Ｃには、図示しないロックナットが螺合する。ハウジング１の一端面（右側面）及び他端面（左側面）には、それぞれ開口部１Ａ及び開口部１Ｂが開口している。

弁体２は、パッキン２１Ａを介してハウジング１の一端側の開口部１Ａの周縁部に外側から圧接する弁部２１と、ハウジング１の内部に嵌入しハウジング１の軸方向に貫通する貫通孔２２Ａ及び通気孔２２Ｂを備えたバネ座２２と、一端が弁部２１に固定され他端に貫通孔２２Ａを軸方向に貫通するネジ部２３Ａが形成された軸部２３と、を含む。

コイルバネ３は、一端をハウジング１内の一端側に固定し、他端をバネ座２２に当接させている。

低圧調整ナット４は、弁体２のネジ部２３Ａにおいて貫通孔２２Ａからハウジング１の他端側に露出した部分に螺合してバネ座２２に当接する。

支持部材６は、ハウジング１の周面の３箇所において、固定ネジ６Ｂを介して固定されている。支持部材６は、弁部２１に対して軸方向に対向する位置に軸方向のネジ孔６Ａを配置している。高圧調整ネジ５は、このネジ孔６Ａに対して軸方向について任意の位置に、ロックナット５Ａを介して固定自在に螺合する。

図２は、上記リリーフ弁の使用状態の一例を示す概略図である。この例では、図１に示したリリーフ弁１０を内圧防爆容器２０に備えている。リリーフ弁１０は、ハウジング１のネジ部１Ｃを内圧防爆容器２０の壁面に貫通させ、ネジ部１Ｃにおいて内圧防爆容器２０内に露出した部分にロックナット１１を螺合させることにより、内圧防爆容器２０に固定されている。

内圧防爆容器２０は、火花を発生する可能性のある接点機構を備えた電気機器５０を収納し、引火性ガス雰囲気の危険地域に設置される。内圧防爆容器２０は、本体と蓋体とからなり、一部に図示しない開閉口を備えている。このため、内圧防爆容器２０の内部には、本体と蓋体との接合部や開口部から引火性ガスが侵入する可能性がある。

そこで、電気機器５０の運転時には、危険地域外に設置されたコンプレッサー４０Ａの圧搾空気（加圧用の気体）がレギュレータ３０Ａを介して所定の低圧側圧力にされて内圧防爆容器２０内に供給され、内圧防爆容器２０の内部の圧力を危険地域の気圧に対して正圧となる低圧側の設定値にしておく。これによって、電気機器５０の運転期間中に、内圧防爆容器２０の内部に引火性ガスが侵入することを防止する。このとき、内圧防爆容器２０の内圧が低圧側の設定値を超えると、リリーフ弁１０を介して内圧防爆容器２０の内部を外部に開放し、内圧防爆容器２０の内圧を低圧側の設定値に維持する。

また、電気機器５０の休止時には、同時に内圧防爆容器２０内に対するコンプレッサー４０Ａの圧搾空気の供給も停止されるため、内圧防爆容器２０内に引火性ガスが侵入している可能性がある。そこで、電気機器５０の運転再開前には、危険地域外に設置されたコンプレッサー４０Ｂの圧搾空気がレギュレータ３０Ｂを介して所定の高圧側圧力にされて内圧防爆容器２０内に供給され、内圧防爆容器２０内の気体の全てをリリーフ弁１０を介して外部に排出し、入れ換える掃気作業が行われる。これによって、電気機器５０の運転開始時に、内圧防爆容器２０の内部に引火性ガスが残留していることを防止する。

このように、リリーフ弁１０は、内圧防爆容器２０の内圧を、レギュレータ３０Ａから圧搾空気が供給される際の低圧側の設定値と、レギュレータ３０Ｂから圧搾空気が供給される際の高圧側の設定値と、に選択的に維持する必要がある。

このため、リリーフ弁１０において、ネジ部２３Ａに対する低圧調整ナット４の螺合量を調整してコイルバネ３の有効長を変化させ、内圧防爆容器２０の内圧が低圧側の設定値を超えたときに、弁体２が矢印Ｘ方向に移動するように、弁体２を矢印Ｙ方向に付勢するコイルバネ３の弾性力（付勢力）を調節する。

また、リリーフ弁１０において、支持部材６のネジ孔６Ａにおける高圧調整ネジ５の螺合位置を調整し、内圧防爆容器２０の内圧が高圧側の設定値となった時に、弁体２の弁部２１が高圧調整ネジ５に当接して弁体２の矢印Ｘ方向についての摺動量が最大値となるようにする。

なお、内圧防爆容器２０の内圧は、リリーフ弁１０においてバネ座２２の貫通孔２２Ｂを経由して弁部２１に作用する。

以上の構成により、単一のリリーフ弁１０により、内圧防爆容器１０の内圧をコイルバネ３の弾性力に対応した低圧側の設定値、及び、弁体２の摺動量の最大値に対応した高圧側の設定値に選択的に維持することができるため、簡単な構造で高低２つの設定値を容易に設定でき、使用個数の削減によってコストの低廉化を実現することができるとともに、接合部分等からの漏れ等の不確実な要素を利用する必要をなくして設計作業及び組立作業を簡略化することができる。

図３は、この発明の実施形態に係るリリーフ弁用調整器具の一例を示す正面断面図である。上記リリーフ弁１０に低圧側の設定値及び高圧側の設定値を設定するリリーフ弁用調整器具６０は、軸方向の両端が開放した筒状体を呈する本体６０Ａと、本体６０Ａに軸方向に着脱自在にされた蓋体６０Ｂと、からなる。本体６０Ａにおいて、軸方向の一端側の内周面には雌ネジ部６１が形成されており、軸方向の他端側の外周面には雄ネジ部６２が形成されており、軸方向の中間部に外周面から内部に連通した配管装着孔６４が形成されている。

蓋体６０Ｂには、本体６０Ａの雄ネジ部６２に螺合する雌ネジ部６３が形成されている。雄ネジ部６２と雌ネジ部６３との螺合により、蓋体６０Ｂが本体６０Ａの他端側に着脱自在にされている。

本体６０Ａは、雌ネジ部６１をリリーフ弁１０におけるハウジング１の周面に形成されたネジ部１Ｃに螺合させることにより、リリーフ弁１０の他端側に着脱自在に装着される。蓋体６０Ｂが他端側に装着された本体６０Ａをリリーフ弁１０の他端側に装着し、配管装着孔６４に図示しない配管を装着し、図示しないレギュレータからから本体６０Ａの内部に所定の圧力の圧搾空気を供給することにより、リリーフ弁１０は内圧防爆容器２０に装着した状態と同様の状態になる。

この状態で、まず、本体６０Ａの内部に内圧防爆容器２０の低圧側の設定値の圧力の圧搾空気を供給し、弁部２１の摺動状態を確認する。弁部２１の摺動状態が適正でない場合には、圧搾空気の供給を停止して蓋体６０Ｂを本体６０Ａから取り外し、工具を用いて低圧調整ナット４を弁部２１の摺動状態に応じた方向に回転させる。この後、蓋体６０Ｂを本体６０Ａに装着して再度本体６０Ａの内部に内圧防爆容器２０の低圧側の設定値の圧力の圧搾空気を供給し、弁部２１の摺動状態を確認する。この作業を繰り返すことにより、リリーフ弁１０に内圧防爆容器２０の低圧側の設定値を設定することができる。

次に、蓋体６０Ｂを本体６０Ａに装着した状態のまま本体６０Ａの内部に内圧防爆容器２０の高圧側の設定値の圧力の圧搾空気を供給し、高圧調整ネジ５の頭部が摺動を停止した弁部２１に当接するように、ロックナット５Ａを介して支持部材６のネジ孔６Ａにおける高圧調整ネジ５の螺合位置を調整する。これによって、リリーフ弁１０に内圧防爆容器２０の高圧側の設定値を設定することができる。

以上のようにして、リリーフ弁用調整器具６０を用いることにより、本体６０Ａの内部に所定の圧力の圧搾空気を配管を介して供給することで、高圧調整ネジ５の固定位置の調整が可能になるとともに、リリーフ弁１０の弁体２の動作を確認しつつ、本体６０Ａの他端側に蓋体６０Ｂを着脱してリリーフ弁１０の低圧調整ナット４を操作することで調整が可能になるため、リリーフ弁１０に高低２種類の設定値を適正かつ容易に設定することができる。

なお、上記の実施形態では、リリーフ弁を内圧防爆容器に適用した場合を例に挙げて説明したが、複数の設定値を維持すべき圧力回路においても、この発明のリリーフ弁及びリリーフ弁用調整器具を使用することができる。

また、この発明のリリーフ弁１０は、低圧調整ナット４のみを備え、単一の設定値のみを設定可能な従来のリリーフ弁のハウジングにネジ孔６Ａを形成した支持部材６を取り付け、このネジ孔６Ａに高圧調整ネジ５をロックナット５Ａを介して固定することによって得ることができる。このため、この発明のリリーフ弁１０は、既存の単一の設定値のみを設定可能なリリーフ弁を改良することで、極めて容易に製造することができる。

この発明の実施形態に係るリリーフ弁の構成を示す正面断面図及び左右の側面図である。 上記リリーフ弁の使用状態の一例を示す概略図である。 この発明の実施形態に係るリリーフ弁用調整器具の一例を示す正面断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ 弁体
３ コイルバネ（付勢部材）
４ 低圧調整ナット（低圧調整機構）
５ 高圧調整ネジ（高圧調整機構）
６ 支持部材（高圧調整機構）
６Ａ ネジ孔
１０ リリーフ弁
２０ 内圧防爆容器
２１ 弁部
２２ バネ座
２２Ａ 貫通孔
２３ 軸部
３０Ａ，３０Ｂ レギュレータ
４０Ａ，４０Ｂ コンプレッサー
５０ 電気機器
６０ リリーフ弁用調整器具

Claims (4)

1. 軸方向の両端が開放した筒状のハウジングと、
   前記ハウジング内に軸方向に摺動自在にされ、軸方向の摺動にともなってハウジングの軸方向の一端側の開口部を外側から開閉する弁体と、
   前記弁体を前記ハウジングの他端側に付勢する付勢部材と、
   前記付勢部材の付勢力を変更自在に設定する低圧調整機構と、
   前記弁体の前記ハウジングの一端側への摺動量の最大値を変更自在に設定する高圧調整機構と、を備えたことを特徴とするリリーフ弁。
2. 前記弁体は、前記ハウジングの一端側の開口部の周縁部に外側から圧接する弁部と、前記ハウジングの内部に嵌入し前記ハウジングの軸方向に貫通する通気孔及び貫通孔を備えたバネ座と、一端が前記弁部に固定され他端に前記貫通孔を前記軸方向に貫通するネジ部が形成された軸部と、を含み、
   前記付勢部材は、一端が前記ハウジング内の前記一端側に固定され、他端が前記バネ座に当接するコイルバネであり、
   前記低圧調整機構は、前記弁体の前記ネジ部において前記貫通孔から前記ハウジングの他端側に露出した部分に螺合して前記バネ座に当接する低圧調整ナットであることを特徴とする請求項１に記載のリリーフ弁。
3. 前記高圧調整機構は、前記弁体の前記弁部に対して前記軸方向に対向する位置に前記軸方向のネジ孔を配置した支持部材、並びに、前記ネジ孔に対して任意の位置に固定自在に螺合する高圧調整ネジを含むことを特徴とする請求項１に記載のリリーフ弁。
4. 軸方向の両端が開放した筒状を呈し、一端側が請求項１〜３のいずれかに記載のリリーフ弁における前記ハウジングの他端側に前記軸方向に着脱自在にされた本体と、
   前記本体の他端側を開閉する蓋体と、から構成され、
   前記本体又は前記蓋体の一部に、前記本体の内部に連通するとともに、加圧用の気体の供給に用いられる配管が装着される配管装着孔を形成したことを特徴とするリリーフ弁用調整器具。

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