JP3495520B2 - 過加圧防止弁 - Google Patents

過加圧防止弁

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JP3495520B2 JP24608396A JP24608396A JP3495520B2 JP 3495520 B2 JP3495520 B2 JP 3495520B2 JP 24608396 A JP24608396 A JP 24608396A JP 24608396 A JP24608396 A JP 24608396A JP 3495520 B2 JP3495520 B2 JP 3495520B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、高圧ガス設備等に
適用される過加圧防止弁に関するものであり、上流側の
圧力が設定値を超えると弁を閉じて下流側の圧力上昇を
抑えるものである。 【0002】 【従来の技術】配管系に過大な圧力がかかった時の従来
の保護措置としては次のものがある。 (1)リリーフバルブを配管系に設け、過大加圧時に配
管系全体の圧力を外部に放出する。 (2)圧力センサまたは圧力スイッチによって配管系の
過大圧力を検知してバルブを閉じ、下流側の過大圧力に
よる被害を防ぐ。 【0003】以下に従来の例を詳しく述べる。図2にお
いて、Aは圧力源、1はリリーフバルブ、2はガス配
管、3は保護対象機器である。過大圧力発生時に配管内
のガスは外部に放出される。 【0004】図3において、Aは圧力源、2はガス配
管、3は保護対象機器、4は電磁弁、5は圧力検出器、
6は制御ユニット、Lは保護対象ラインである。配管内
に過大な圧力が生じた時には、圧力検出器5が過大圧力
を検知し、制御ユニット6を経由して電磁弁4を閉じ
る。これによって保護対象ラインL(保護対象機器3
と、これに連る配管部分)が保護される。 【0005】図4において、Aは圧力源、2はガス配
管、3は保護対象機器、4は電磁弁、7は圧力スイッ
チ、8は電源、9は空圧弁、Lは保護対象ラインであ
る。配管内に過大な圧力が生じた時には、圧力スイッチ
7が過大圧力を検知し、電磁弁4を作動させ、空圧弁9
を閉じ、これによって保護対象ラインLが保護される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術のう
ち、リリーフバルブを用いる方法は、設備あるいは実施
中の試験の種類によっては系の圧力を維持したい場合が
あるにもかかわらず、システム全系の圧力低下をまねく
ので好ましくない。 【0007】また、圧力センサや圧力スイッチを用いる
方法は時間遅れがあるため、圧力が急変する場合には対
応出来ないという欠点がある。また電磁弁には防爆型・
高圧レンジ対応のものは無いので、この種のものが必要
な場合にはこの方法を用いることができない。 【0008】本発明は、防爆・高圧レンジ対応で、時間
遅れがなく、かつ配管系の一部を保護することのできる
過加圧防止弁を提供しようとするものである。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、入口側空洞と出口側空洞と上部空洞
とを備え入口側空洞と出口側空洞との間に弁ポートが設
けられ出口側空洞と上部空洞との間に小径部が設けられ
ている本体、下部に空洞を有する蓋体、本体と蓋体とに
挟まれ本体上部空洞と蓋体下部空洞とを仕切るダイヤフ
ラム、本体内において上部空洞から入口側空洞まで途中
の小径部と出口側空洞と弁ポートとを貫通して設けられ
上記小径部との間にOリングが介装されている弁棒、本
体上部空洞内に設けられその上面が上記ダイヤフラムに
当接しその下面が上記弁棒の上端に接続されているピス
トン、弁棒の下端延長線上の本体下部に設けられたネ
ジ、弁棒の入口側空洞内に位置する部分に設けられたフ
ランジ、同フランジと上記ネジとの間に設けられ弁棒を
上方へ押すコイルばね、出口側空洞内において本体と弁
棒との間に設けられた2点動作用板ばね、及び本体入口
側空洞と蓋体下部空洞とを連通する連通孔からなること
を特徴とする過加圧防止弁に関するものである。 【0010】この過加圧防止弁においては通常時には弁
体はコイルばねに押され、弁ポートは開いている。入口
側空洞の圧力が高くなると、連通孔を経て蓋体下部空洞
へ連る圧力によってダイヤフラムが下方へ押され、弁
棒、弁体は下方へ下り、弁ポートは閉じる。この閉弁動
作圧力の設定値は本体下部のネジによって変更できる。
板ばねは弁体の開閉2点動作用であり、これによって応
答を早めることができる。 【0011】 【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態に係
る過加圧防止弁の縦断面図である。本図は弁が閉じてい
る状態を示している。図において、10は本装置の本
体、11は蓋体、12は本体10に設けられている上流
側配管接続部、13は下流側配管接続部、27は上流側
(流体入口)、28は下流側(流体出口)、29は入口
側空洞、30は出口側空洞、31は本体上部空洞、32
は蓋体下部空洞、14は本体内に設けられている弁ポー
ト、14aは弁座、15は弁ポートを貫通して設けられ
ている弁棒、16は同弁棒に設けられている弁体、17
は本体10と弁棒15との間に掛け渡されている板ば
ね、18は弁棒15の上端に設けられているピストン、
19は弁棒15と本体10との間に設けられているシー
ル用Oリング、20はピストン18と本体10との間に
設けられているシール用Oリング、21はピストン18
の上端に接触し且つ本体10の上部空洞31と蓋体11
の下部空洞32とを仕切るダイヤフラム、22は本体下
部に設けられているばねホルダ、23は同ばねホルダ2
0の下端部に取り付けてあるネジ、24は弁棒に設けて
あるフランジ、25は同フランジとネジ23との間に設
けてあるコイルばね、26は本体10の入口側空洞29
と蓋体11の下部空洞32とを結ぶ連通孔である。 【0012】上記構成において、板ばね17は弁の開閉
2点動作を可能にするためのものである。ピストン18
に設けてあるOリング20と、ダイヤフラム21とは二
重のシール機能となるので、その一方は省略可能であ
る。図示の装置には、万一シール機能が損なわれた時に
も本装置が正常に機能するよう両方設けてある。ネジ2
3とフランジ24との間に設けてあるコイルばね25
は、弁体16を開方向へ押すよう作用している。ネジ2
3の位置を調節することによって、コイルばね25の弁
棒15を押す力を変え、本過加圧防止弁の作動圧力の設
定値を変更調整することができる。 【0013】上記構成の過加圧防止弁においては、通常
はコイルばねの押し力によって弁体16は上方へ移動し
て開位置にあり、弁ポートは開かれており、上流側27
の圧力は下流側28へ伝わっている。本装置の可動部に
加わっている主な力は、開方向(上向き)には、コイル
ばねの押し力と弁棒下端面に加わる流体圧力であり、閉
方向(下向き)には、ダイヤフラム21を介してピスト
ン18に加わる流体圧力である。板ばね17は、開弁時
には弁棒の軸方向に力を加えない形状となっている。こ
の装置は、流体圧力が低いときには、開弁方向の力が大
きく、従って弁は開いた状態を保つが、流体圧力が大き
くなると、閉弁方向の力が大となり、弁が閉じる。この
原理は次に述べる数式によって説明される。 【0014】 【数1】 【0015】上式(1)において、S 及び(A2
1 )は何れも正である。弁を開方向に押す力Fは流体
圧力Pが低い時は正であるが、流体圧力Pがある作動圧
力設定値より高くなると負になる。この時弁棒は下方に
押され、弁体は弁ポートを閉じる方向へ動く。板ばねの
2点動作機能によって、弁体は直ちに弁ポートを閉じ
る。面積A1 及びA2 は変更することはできないが。コ
イルばねの押す力Sは前述のようにネジ23の調節によ
って変更が可能であるから、作動圧力設定値の調整がで
きる。作動圧力は式(1)において、F=0として求め
られる。 【0016】本過加圧防止弁は、上述のように、圧力が
設定値より高くなると自然に閉鎖されるので、これを保
護対象ラインの上流側に設けることによって、過大圧力
発生時において、同ラインに連なる機器を保護すること
ができる。本装置は従来のように、圧力検出器や制御機
器等の他の機器を付設する必要がなく、システムとして
の構成が簡単となり、応答性も高い。さらに電気を使用
していないので、防爆処置が不要であるという利点があ
る。 【0017】 【発明の効果】本発明の過加圧防止弁は、入口側空洞と
出口側空洞と上部空洞とを備え入口側空洞と出口側空洞
との間に弁ポートが設けられ出口側空洞と上部空洞との
間に小径部が設けられている本体、下部に空洞を有する
蓋体、本体と蓋体とに挟まれ本体上部空洞と蓋体下部空
洞とを仕切るダイヤフラム、本体内において上部空洞か
ら入口側空洞まで途中の小径部と出口側空洞と弁ポート
とを貫通して設けられ上記小径部との間にOリングが介
装されている弁棒、本体上部空洞内に設けられその上面
が上記ダイヤフラムに当接しその下面が上記弁棒の上端
に接続されているピストン、弁棒の下端延長線上の本体
下部に設けられたネジ、弁棒の入口側空洞内に位置する
部分に設けられたフランジ、同フランジと上記ネジとの
間に設けられ弁棒を上方へ押すコイルばね、出口側空洞
内において本体と弁棒との間に設けられた2点動作用板
ばね、及び本体入口側空洞と蓋体下部空洞とを連通する
連通孔からなるので、圧力が設定値より高くなると自然
に閉鎖され、これを保護対象ラインの上流側に設けるこ
とによって、過大圧力発生時において、同ラインに連な
る機器を保護することができる。本装置はシステムとし
ての構成が簡単であり、応答性も高い。さらに電気を使
用していないので、防爆処置が不要である。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態に係る過加圧防止弁の縦
断面図。 【図2】従来の過加圧時の機器保護手段の第1の例。 【図3】従来の過加圧時の機器保護手段の第2の例。 【図4】従来の過加圧時の機器保護手段の第3の例。 【符号の説明】 1 リリーフバルブ 2 ガス配管 3 保護対象機器 4 電磁弁 5 圧力検出器 6 制御ユニット 7 圧力スイッチ 8 電源 9 空圧弁 10 本体 11 蓋体 12 上流側配管接続部 13 下流側配管接続部 14 弁ポート 14a 弁座 15 弁棒 16 弁体 17 板ばね 18 ピストン 19 Oリング 20 Oリング 21 ダイヤフラム 22 ばねホルダ 23 ネジ 24 フランジ 25 コイルばね 26 連通孔 27 上流側(流体入口) 28 下流側(流体出口) 29 入口側空洞 30 出口側空洞 31 本体上部空洞 32 蓋体下部空洞 A 圧力源 L 保護対象ライン
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 17/00 - 17/34 G05D 16/00 - 16/20

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 入口側空洞と出口側空洞と上部空洞とを
    備え入口側空洞と出口側空洞との間に弁ポートが設けら
    れ出口側空洞と上部空洞との間に小径部が設けられてい
    る本体、下部に空洞を有する蓋体、本体と蓋体とに挟ま
    れ本体上部空洞と蓋体下部空洞とを仕切るダイヤフラ
    ム、本体内において上部空洞から入口側空洞まで途中の
    小径部と出口側空洞と弁ポートとを貫通して設けられ上
    記小径部との間にOリングが介装されている弁棒、本体
    上部空洞内に設けられその上面が上記ダイヤフラムに当
    接しその下面が上記弁棒の上端に接続されているピスト
    ン、弁棒の下端延長線上の本体下部に設けられたネジ、
    弁棒の入口側空洞内に位置する部分に設けられたフラン
    ジ、同フランジと上記ネジとの間に設けられ弁棒を上方
    へ押すコイルばね、出口側空洞内において本体と弁棒と
    の間に設けられた2点動作用板ばね、及び本体入口側空
    洞と蓋体下部空洞とを連通する連通孔からなることを特
    徴とする過加圧防止弁。
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