JP3172871B2 - 安全弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。この安全弁は、圧力が上昇する
と、弁座とパッキンの間より、微量の圧力気体が漏れ始
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
されて下降し着座する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来例の安全弁では、
吹出される圧力気体は弁体の下面に案内されながら吐出
口に直行し、器外に捨てられるので、開弁のためにその
エネルギが十分利用されていない。そのため、急速に開
弁させ、圧力容器内の圧力を瞬間的に安全レベルまで降
下させることは困難である。

【０００７】又、閉弁時、弁体の下面には吹出し圧力気
体の開弁方向の押圧力がかからないので、該弁体はスプ
リングの働きにより急激に降下し着座する。そのため、
パッキン等が破損することがある。

【０００８】この発明は、上記事情に鑑み、安全弁を瞬
間的に開弁させると共に、ゆるやかに閉弁させることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、先端部の流
体出口に弁座を設けた本体と、該先端部に連結され、か
つ、吐出口を有するバルブケーシングの接続部と、該バ
ルブケーシングのガイド筒部に挿入され、かつ、スプリ
ングにより弁座に圧接される弁体と、を備えた安全弁に
おいて；前記本体の先端部と該弁体との間に設けられ、
かつ、前記弁体の水平な下面と、該下面と直交する方向
のガイド筒の垂直な内壁面と、前記本体の階段状の先端
部における弁座側の上段部と、により囲まれた反力室
と；該本体の先端部の下段部と前記ガイド筒部の内壁面
との間に形成され、前記反力室と該下段部側に位置する
前記吐出口とを連通させる絞り通路と；を備えているこ
とを特徴とする安全弁、である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者は、安全弁を瞬間的に開
弁し、又、ゆっくりと閉弁させるためには、吹出される
圧力気体のエネルギを有効利用すれば良いと考え、その
具体的手段を検討した。その結果、本体の先端部と弁体
との間に反力室を設けることにより目的が達成されるこ
とがわかった。

【００１１】即ち、この反力室は吹出される圧力気体の
流出方向を弁体の軸心方向に変換するので、それに伴い
弁体に反力が生じ、開弁力が補強される。又、閉弁時に
は該反力室内に滞留している圧力気体が降下抵抗となる
ので、弁体はゆっくりと降下する。そのため、弁体と弁
座とが激突することはないので、パッキン等が破損する
のを防止できる。

【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、その先端部１ａはバルブケーシング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。該圧力導入孔の流体出口１
ｄには弁座５が設けられている。

【００１４】バルブケーシング３は直筒部３ａとガイド
筒部３ｂと接続部３ｃとからなる。この接続部３ｃの内
径はガイド筒部３ｂの内径より大きく形成され、その内
周面には、めねじが形成されている。この接続部３ｃに
は吐出口７が形成されている。この吐出口７は、接続部
３ｃの半径方向に形成されるとともに、大気に連通して
いる。

【００１５】このバルブケーシング３の上端部から弁体
１０を挿入し、該弁体１０をガイド筒部３ｂに摺動可能
に挿入する。

【００１６】前記バルブケーシング３の上端部からスピ
ンドル１５を挿入し、その先端部１５ａを該弁体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。

【００１７】前記バルブケーシング３の上端内面に調整
ねじ２１を螺着する。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は弁体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。

【００１８】なお、２２は調整ねじ２１に螺合するナッ
ト、２３はスピンドル１５の移動規制をするストッパ、
２４はストッパ２３が挿着されているキャップ、をそれ
ぞれ示す。

【００１９】この先端部１ａと弁体１０との間には、反
力室３０が形成されている。この反力室３０は、上面、
即ち弁体１０の水平な下面１０ａと、衝突壁面、即ち該
下面１０ａと直交する方向のガイド筒部３ｂの垂直な内
壁面３ｆと、本体の階段状の先端部１ａにおける弁座側
の上段部４１と、により囲まれた略方形状の円周空間部
である。なお、この上面はその全面にわたり下面１０ａ
に含まれている。

【００２０】この反力室３０は、絞り通路３１を介して
吐出口７に連通している。この絞り通路３１は先端部１
ａの下段部４２とガイド筒部３ｂの内壁面３ｆとの間に
形成された隙間で、軸心Ｃ方向を向いている。この隙間
の幅は吐出口７より狭く形成されているが、この幅は必
要に応じて適宜決定される。

【００２１】本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、安全弁の本体１の圧力導
入孔４内の圧力気体Ａ１０の圧力が上昇し、所謂吹始め
圧力になる。

【００２２】そうすると、弁体１０の下面１０ａ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。

【００２３】漏れ始めた圧力気体Ａ１０は、弁体の下面
１０ａに沿って反力室３０内を流れ、ガイド筒部３ｂの
内壁面３ｆに衝突して流れ方向を軸心方向Ｃに変換され
る。その後、この圧力気体Ａ１０は、内壁面３ｆに沿っ
て流れ、絞り通路３１を通って吐出口７に向い、該吐出
口から大気中に放出される。

【００２４】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、弁体１０の下面１０ａに更に大きな押
圧力が加わるので、該弁体１０はスプリング力に抗して
上昇し、弁座５から離れる。

【００２５】この時、反力室３０内に圧力気体Ａ１０が
充満すると、弁体１０に反力を生じさせるので、弁体１
０には、この反力と圧力気体Ａ１０の押圧力とがかかる
ことになる。

【００２６】更に圧力容器内の気体圧力が上昇すると、
弁体１０は前記反力と押圧力とにより瞬間的に大きな軸
心Ｃ方向の開弁力を受け、一気に開弁する。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。

【００２７】この時、弁体１０の急上昇によりスピンド
ル１５の後端は、ストッパ２３に衝突し、弁体１０の上
昇を規制する。そのため、ストッパ２３の下端の位置を
調整することにより弁体１０の最上昇位置、即ち、弁体
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
常圧力になると、弁体１０にかかる開弁方向の力はスプ
リング力より弱くなるので、弁体１０は弁座５に向かっ
て移動する。

【００２９】この時、弁体１０は反力室３０内に滞留し
ている圧力気体Ａ１０の押圧抵抗を受けるので、該弁体
１０はゆっくりと下降し着座する。そのため、弁体１０
とパッキン１１との激突を避けることができるので、パ
ッキン等の破損を防止することができる。

【００３０】この発明の第２実施例を図４により説明す
る。この実施例と第１実施例との相違点は、次の通りで
ある。(1)弁体１０の下面１０ａに同心状の凹部４０が
形成されていること。この凹部４０は軸心Ｃに対して直
交方向の水平面４０ａと、軸心Ｃに対して平行な垂直面
４０ｂと、を備え、この水平面４０ａには、パッキン１
１が配設されている。この水平面４０ａは反力室の上面
を構成しているが、この上面は全面にわたり前記水平面
４０ａに含まれている。該垂直面４０ｂは反力室３０の
衝突壁面を形成する。

【００３１】(2)反力室３０は、先端部１ａの弁座５近
傍の上段部４１と、凹部４０の水平面４０ａと垂直面４
０ｂ（衝突壁面）とにより囲まれた空間であること。

【００３２】(3)この発明の第３実施例を図５により説
明する。この実施例と第１実施例との相違点は、弁体１
０の外周面１０ｆとガイド筒部３ｂの内壁面３ｆとが流
体潤滑隙間Ｔを介して対向しており、弁体１０の摺動時
には、この流体潤滑隙間Ｔから微量の圧力気体Ａ１０が
流れ、逃し孔５０から器外に排出されることである。こ
のガイド筒部３ｂは、所謂流体軸受と同様な作用を営む
ため、弁体１０の外周面１０ｆとガイド筒部３ｂの内壁
面３ｆとの接触摩擦が無くなるので、弁体１０の摺動は
円滑となる。

【００３３】この発明の第４実施を図６により説明す
る。この実施例と第１実施例との相違点は、弁体１０の
外周面１０ｆとガイド筒部３ｂの内壁面３ｆとが流体潤
滑隙間Ｔを介して対向しており、弁体１０の摺動時に
は、この流体潤滑隙間Ｔから微量の圧力気体Ａ１０が流
れ、逃し孔５０から器外に排出されることである。この
ガイド筒部３ｂは、所謂流体軸受と同様な作用を営むの
で、弁体１０の摺動は円滑となる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は反力室を備えているので、開
弁の際、弁体は押圧力を受けるとともに反力が発生す
る。そのため、従来に比べ、瞬間的に開弁することがで
きる。又、閉弁の際、弁体は反力室内に滞留している圧
力気体の押圧抵抗にさからって降下するので、ゆっくり
と着座する。そのため、弁体と弁座とは激突しないの
で、パッキン等の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１の開弁時の状態を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す縦断面図で、図１に
対応する図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す縦断面図で、図１に
対応する図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す縦断面図で、図１に
対応する図である。

【符号の説明】

１ 本体 １ａ 本体の先端部 １ｄ 流体出口 ３ バルブケーシング ３ａ バルブケーシングの直筒部 ３ｂ バルブケーシングのガイド部 ３ｃ バルブケーシングの接続部 ５ 弁座 ７ 吐出口 １０ 弁体 ３０ 反力室 ３１ 絞り通路 ４０ 凹部 ５０ 逃し孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−200530（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−156568（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−24171（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−32870（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−147774（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−11725（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−2329（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−4588（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭46−17918（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭31−9456（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 17/00 - 17/168

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部の流体出口に弁座を設けた本体と、 該先端部に連結され、かつ、吐出口を有するバルブケー
   シングの接続部と、 該バルブケーシングのガイド筒部に挿入され、かつ、ス
   プリングにより弁座に圧接される弁体と、 を備えた安全弁において； 前記本体の先端部と該弁体との間に設けられ、かつ、前
   記弁体の水平な下面と、該下面と直交する方向のガイド
   筒の垂直な内壁面と、前記本体の階段状の先端部におけ
   る弁座側の上段部と、により囲まれた反力室と； 該本体の先端部の下段部と前記ガイド筒部の内壁面との
   間に形成され、前記反力室と該下段部側に位置する前記
   吐出口とを連通させる絞り通路と； を備えている ことを特徴とする安全弁。