JP3028399B2 - 安全弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧力容器などに用い
られる安全弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の安全弁は、圧力容器と連通する本
体の弁座と、該弁座に離接する弁体と、該弁体を弁座に
圧接せしめるスプリングと、を備えている。

【０００３】そして、該圧力容器内の気体圧力が吹き始
め圧力になると、バルブと弁座との間から微量の気体が
漏れ始め、更に吹出し圧力になると、弁体は弁座から離
れて開弁し、圧力容器内の気体は吐出口から大気中に排
出される。

【０００４】ここで、吹始め圧力とは、実際に安全弁が
吹き始める時の圧力であって、出口側で微妙なガスの流
出が検出される時の入口側の圧力である。

【０００５】吹出し圧力とは、安全弁が作動して流体が
吹出す時の入口側における圧力で、計測できる程度のリ
フトをもつか、又は、連続した排出状態を認知できる状
態となる圧力をいう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来例の安全弁は、圧
力が上昇すると、弁座とパッキンの間より、微量に圧力
気体が漏れ始め、それを広い面積で受けて安全弁が作動
し、圧力気体が吹き出す。そして、異常高圧となってい
た圧力容器内の気体圧力が正常になると、バルブはスプ
リングに押圧されて急激に下降し着座する。その時、バ
ルブの広い面積で圧力気体を受けるが、絞り高さが短い
為、十分にバルブを減速できないのでパッキンや弁座が
強い衝撃を受け破損することがある。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑み安全弁のパッ
キンや弁座の破損を防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、本体に流体
の出口を囲む弁座を設け、該本体に吐出口を有するスプ
リングケースを接続し、該スプリングケースにバルブを
摺動自在に挿着し、該バルブをスプリング力により前記
弁座に圧着すると共に、該弁座外周部の圧力室と前記吐
出口とを遮断せしめた安全弁において；前記圧力室と前
記吐出口との間に流体抵抗調整路を設けること、により
前記目的を達成しようとするものである。

【０００９】

【作用】吹始め圧力になると、弁座とバルブとの間から
圧力気体が漏れ始め圧力室に溜る。この圧力室内の圧力
気体はバルブの外周受圧部を押圧する。

【００１０】更に圧力容器内の気体圧力が上昇し吹出し
圧力になると、該バルブは圧力気体により押し上げられ
て弁座から離れ開弁する。この時、流体抵抗調整路は圧
力室内の圧力気体の吐出口への排出量を規制しながら該
圧力気体を排出させる。

【００１１】圧力容器内の気体圧力が正常に戻ると、バ
ルブは付勢手段により押圧され吐出口までは急激に下降
する。しかし、該バルブがそれより下方になると、該バ
ルブを押し上げる圧力室内の圧力気体が流体抵抗調整路
により排出量の規制を受けながら徐々に吐出口に排出さ
れるため、該圧力室の圧力は徐々に低くなる。又、減速
長さを必要により長く取る事が出来るので衝撃を小さく
できる。そのため、該バルブは徐々に下降し着座する。

【００１２】

【実施例】この発明の第１実施例を図１〜図３により説
明する。本体１の後端は図示しない圧力容器に接続さ
れ、又、その先端はスプリングケース３に螺着されてい
る。

【００１３】該本体１の中央部を貫通する圧力導入口４
は圧力容器と連通している。該圧力導入孔４の出口には
弁座５が設けられている。

【００１４】スプリングケース３は内径Ｗの直筒部３ａ
とガイド筒部３ｂからなる。このガイド筒部３ｂには円
環状の通路６と該通路６と連通する吐出口７とが形成さ
れている。この吐出口７は大気に連通している。

【００１５】このスプリングケース３の上端部からバル
ブ１０を挿入し、該バルブ１０をガイド筒部３ｂに摺動
可能に挿入する。

【００１６】このバルブ１０の下面１０ａには弁座５に
当接するパッキン１１が設けられている。該バルブ１０
には流体抵抗調整路１２が設けられている。この流体抵
抗調整路１２は該バルブ１０の下部外周に設けられた逆
Ｖ字状の溝であり、その先端１２ａは閉弁時通路６に接
する。この溝１２は図２、図３に示すようにバルブの外
周方向に沿って間隔をあけて複数設けられているが、そ
の大きさ、長さ、個数は必要に応じて適宜選択される。

【００１７】前記スプリングケース３の上端部からスピ
ンドル１５を挿入し、その先端部１５ａを該バルブ１０
の受溝１６に嵌着する。該スピンドル１５には上下のス
プリング受１７、１８に挟まれたスプリング２０が嵌着
されている。

【００１８】前記スプリングケース３の上端部内面に調
整ねじ２１を螺着する。この調整ねじ２１はスプリング
受１８を押圧する大径部２１ａと、該径部２１ａに連通
する小径部２１ｂと、前記両部２１ａ、２１ｂの中央を
貫通する収納孔２１ｃと、からなる。

【００１９】調整ねじ２１を所定方向に回しスプリング
受１８を押圧すると、スピンドル１５の先端部１５ａは
バルブ１０を弁座５に向かって押圧し閉弁させる。この
調整ねじ２１によりパッキン１１の押圧力を適切な値に
調節する。

【００２０】調整ねじ２１の小径部２１ｂにナット２
２、キャップ２３を順次螺着し、該ナット２２を直筒部
３ａ上面に当接させる。キャップ２３にストッパ２４を
螺着し、該ストッパ２４の先端２４ａを調整ねじ２１の
収納部２１ｃに挿入する。この時ストッパの先端２４ａ
とスピンドル１５の後端１５ｂとの間隔Ｌは必要に応じ
て適宜選択される。

【００２１】弁座５の外周部には、圧力室３０が形成さ
れるが、この圧力室３０には吹始め圧力時に弁座５とパ
ッキン１１との間から漏れる圧力気体が溜められる。そ
のため、バルブ１０の外周（底面）受圧部１０Ｍは圧力
室３０の圧力気体により開弁方向の押圧力を受けるの
で、開弁し易い状態となる。

【００２２】以上説明したように、本安全弁は本体にス
プリングケース３を螺着した後、該スプリングケースの
上端部から順次バルブ１０、スピンドル１５、調整ねじ
２１などを装着できるので、組み立て作業を容易に行な
うことができる。

【００２３】この第１実施例の作動について説明する。
圧力容器内の気体圧力が上昇すると、本体１の圧力導入
孔４内の気体圧力が上昇し、所謂吹始め圧力になる。そ
うすると、バルブ１０の中央受圧部１０ｓに掛かる気体
圧力が、スプリング２０の押圧力よりも僅かに大きくな
るとともに、パッキン１１と弁座５との間からごく微量
の圧力気体Ａ１０が漏れ始める。

【００２４】漏れ始めた圧力気体Ａ１０は流体抵抗調整
路１２を通りながら通路６、吐出口７に流出する。該流
体抵抗調整路１２は逆Ｖ字状の縦溝なので、漏れ始めは
大きな圧力損失が無いと該流体抵抗調整路１２を通過で
きない。バルブ１０の底面受圧部１０Ｍ全体に気体圧力
が加わるので、バルブ１０は開弁方向の押圧力を受け
る。

【００２５】更に、圧力容器内の気体圧力が上昇し吹出
し圧力になると、バルブ１０の底面受圧部１０Ｍに更に
大きな押圧力が加わるので、該バルブ１０はスプリング
力に抗して上昇し、弁座５から離れる。

【００２６】この時、圧力室３０内の圧力気体１０Ａは
流体抵抗調整路１２を通りながら通路６、吐出口７に流
出する。この流体抵抗調整路１２は逆Ｖ字状の溝なの
で、バルブ１０が上昇するに連れて該流体抵抗調整路１
２の断面積が大きくなり、圧力気体の吐出口７への排出
量も次第に増大する。

【００２７】更に、圧力容器内の気体圧力が上昇する
と、バルブ１０の底面受圧部１０Ｍは更に大きな力を受
け瞬間的に急上昇するので、圧力容器内の圧力気体は一
気に吐出口７から排出される。そのため、漏れ始め圧力
と、吹出し圧力差の小さな安全弁を作ることができる。
この時、バルブ１０の急上昇によりスピンドル１５の後
端１５ｂはストッパ２４ａに衝突し、バルブ１０の上昇
を規制する。そのため、ストッパ２４の位置を調整する
ことによりバルブ１０の最上昇位置Ｈ、即ち、弁の開度
を調整することができる。

【００２８】次に、圧力容器内の気体圧力が低下し正常
圧力なると、バルブ１０の押圧力はスプリング力より弱
くなるので、バルブ１０は弁座５に向かって移動する。

【００２９】この時、バルブ１０は吐出口７の位置迄急
激に降下するが、それより下方になると、圧力室３０か
ら吐出口７への圧力気体の排出量は流体抵抗調整路１２
により規制されるので該バルブ１０はゆっくりと下降し
着座する。

【００３０】即ち、流体抵抗調整路１２は逆Ｖ字状の溝
なので、バルブ１０が下降するに従い該調整路１２の断
面積が小さくなり、吐出口７への排出量が次第に減少し
圧力室３０内の気体圧力が高くなる。そのため、バルブ
１０の下降速度が次第に遅くなるため、該バルブ１０の
パッキン１１はゆっくりと弁座５に圧接されるので、パ
ッキン１１の破損を防止することができる。

【００３１】この発明の第２実施例を図４〜図６により
説明するが、この実施例と第１実施例との相違点は、流
体抵抗調整路がＶ字状の溝の代わりに、加工がらくなス
カート状の細い（せまい）隙間４０となっていることで
ある。

【００３２】即ち、バルブ１０の下部外周が逆円錐台状
に形成されており、閉弁時においてガイド筒部３ｂとバ
ルブ１０との間にスカート状の細い隙間４０が形成され
る。この隙間４０は閉弁時において通路６、吐出口７に
連通している。この隙間４０の幅４０ｗは必要に応じて
適宜選択される。

【００３３】この発明の第３実施例を図７〜図９により
説明するが、この実施例と第１実施例との相違点は、つ
ぎの通りである。 （１）本体１の先端部１ａに、弁座５を囲い、かつ、バ
ルブ１０を嵌着する筒状ガイド５１が螺着されている。

【００３４】（２）流体抵抗調整路が、バルブの代わり
に筒状ガイド５１に設けられている。この流体抵抗調整
路は筒状ガイド５１の上部内周面５１ａに形成されたＶ
字状の溝５０である。この溝５０は筒状ガイド５１の内
周に沿って間隔をおいて複数設けられているが、その数
や大きさは必要に応じて適宜選択される。この溝５０は
閉弁時において通路６、吐出口７に連通している。せま
い隙間４０よりＶ字状の溝の方が嵌合長さが長くとれる
ため、スライド時のガタツキが少ないので有利である。

【００３５】この発明の第４実施例を図１０により説明
するが、この実施例と第１実施例との相違点は、流体抵
抗調整路がＶ字状の溝の代わりに、段違いに形成された
吐出口７ａ、７ｂを利用することである。この両口７
ａ、７ｂの段差Ｄは必要に応じて適宜選択される。この
ように吐出口７ａ、７ｂを段違いに形成すると、弁を閉
じる時に圧力室３０の圧力気体の排出量を徐々に絞るこ
とができる。

【００３６】この発明の第５実施例を図１１により説明
するが、この実施例と第１実施例との相違点は、ばね受
部２４ａの付いたストッパ２４を摺動自在にキャップ６
１内に収納し、該キャプ６１の上部内面とばね受部２４
ａと間にスプリングなどのクッション６０を介在せしめ
たことである。

【００３７】このクッション６０は、開弁時にスピンド
ル１５が急上昇しその後端がストッパ２４の先端２４ａ
に衝突した場合に、大きな衝撃力が発生しないようにす
るものである。

【００３８】この発明の第６実施例を図１２により説明
するが、この実施例と第３実施例との相違点は、筒状ガ
イド５１のＶ字状の溝５０がバルブ１０に形成した通孔
７０を介して受溝１６、スプリング室７１に連通するこ
とである。このように構成することにより開弁後圧力室
３０とスプリング室７１が同圧となり、弁作動がスムー
ズとなる。

【００３９】この発明の第７実施例を図１３、図１４に
より説明するが、この実施例と第１実施例との相違点
は、スプリングケース３のガイド筒部３ｂに圧力室３０
と連通する絞り弁８０を螺着したことである。

【００４０】この実施例では絞り弁８０を操作すること
によりコーン状の先端８１が摺動し圧力室３０の漏れ量
が変化する。そのため、この絞り弁８０の調節により吹
始め圧力を調整することができる。なお、８５はナット
である。

【００４１】この発明の第８実施例を図１５〜図１９に
より説明するが、この実施例と第１実施例との相違点
は、つぎの通りである。 （１）本体１の先端１ａに、弁座５を囲み、かつ、バル
ブ１０が嵌着する調整ガイド９５が螺着されている。

【００４２】（２）調整ガイド９５は図１６、図１７の
拡大図に示すように、歯車状の突起９２を備え、該突起
９２を回しながら調整ガイド９５の摺動させ該ガイド９
５を所望の位置にした後、止めねじ９１で止める。この
調整ガイド９５の調整により圧力室３０の漏れ量を変化
させ、吹始め圧力を調整することができる。

【００４３】（３）バルブ１０及び調整ガイド９５に流
体抵抗調整路１２、９０が形成されている。調整ガイド
９５の流体抵抗調整路９０はその上部内周面に形成され
たＶ字状の溝であり、その内周に沿って間隔をおいて複
数設けられている。

【００４４】この発明の第９実施例を図２０〜図２３に
より説明するが、この実施例と第１実施例との相違点
は、調整ねじ２１が全長にわたって同一径に形成された
直筒状体であり、かつ、収納孔２１ｃが断面多角形状に
形成されていることである。

【００４５】

【発明の効果】この発明は、以上のように圧力室と吐出
口との間に流体抵抗調整路を設けたので、瞬間的に開弁
すると共に、閉弁時にはバルブはゆっくりと弁座に圧接
する。そのため、バルブや弁座に大きな衝撃力が加わら
ないので、バルブや弁座の破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のバルブを示す正面図である。

【図３】図１のバルブの底面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【図５】図４の要部を示す断面図である。

【図６】図４のバルブの底面図である。

【図７】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。

【図８】図７の筒状ガイドの平面図である。

【図９】図７の筒状ガイドを示す縦断面図である。

【図１０】本発明の第４実施例を示す縦断面図である。

【図１１】本発明の第５実施例を示す縦断面図である。

【図１２】本発明の第６実施例を示す縦断面図である。

【図１３】本発明の第７実施例を示す縦断面図である。

【図１４】図１３の要部拡大図である。

【図１５】本発明の第８実施例を示す縦断面図である。

【図１６】図１５の要部拡大を示す平面図である。

【図１７】図１５の要部拡大縦断面図である。

【図１８】図１５の調整ガイドの平面図である。

【図１９】図１８のXVIIII-XVIIII線断面図である。

【図２０】本発明の第９実施例を示す縦断面図である。

【図２１】図２０のXXI-XXI線断面図である。

【図２２】図２０のバルブの正面図である。

【図２３】図２０のバルブの底面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ３ スプリングケース ５ 弁座 ６ 通路 ７ 吐出口 １０ バルブ １２ 流体抵抗調整路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−113180（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−2329（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−11725（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−147774（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−32870（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 17/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体に流体の出口を囲む弁座を設け、該本
   体に吐出口を有するスプリングケースを接続し、該スプ
   リングケースにバルブを摺動自在に挿着し、該バルブを
   スプリングにより前記弁座に圧着させ、更に、本体に弁
   座を囲み、かつ、バルブが嵌合される筒状ガイドを設け
   ると共に、該弁座外周部の圧力室と前記吐出口とを遮断
   せしめた安全弁において； 前記圧力室と前記吐出口との間に流体抵抗調整路を設け
   たことを特徴とする安全弁。
2. 【請求項２】筒状ガイドが、位置調整手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の安全弁。
3. 【請求項３】筒状ガイドが、流体抵抗調整路を備えてい
   ることを特徴とする請求項１記載の安全弁。
4. 【請求項４】流体抵抗調整路が、筒状ガイドの上部外周
   に形成されたＶ字状の溝であることを特徴とする請求項
   ３記載の安全弁。