JPH0228301Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、安全弁に係り、より詳しく言えば安
全弁の弁体の改良に関するもので、弁座に弁体の
リツプ部が当接するタイプの安全弁全般に利用で
きる。

［背景技術とその問題点］ ボイラ等圧力容器には、一般に安全弁が用いら
れている。この安全弁は、容器内の圧力が基準以
上に上昇したとき自動的に弁が開放され、器内蒸
気が噴出されて容器の安全を確保するものであ
る。即ち、容器内の圧力が許容範囲以上になつた
ら、容器内の蒸気は、弁体の上に設けられたばね
の付勢力に抗して弁座と当接している弁体を押上
げて容器外へ放出され、これにより、容器の破損
等が防止されて安全が確保される。

従来の安全弁は、漏れが生じないように、弁体
が押上げられる直前、即ち、容器内圧力が最大の
ときにおいても弁体の弁座との当接面の単位面積
当りの押圧力が大きくなるような構造となつてい
る。例えば蒸気を弁体のリテーナ部の空間に導入
し、この空間部にかかる蒸気圧力により安全弁の
気密性を高めるものがある。しかし、これによれ
ば、蒸気圧力が低いときにばね付勢力に耐えるよ
うに弁体リツプ部の肉厚を厚くしなければなら
ず、そのため、内圧による自縛力を十分に発揮す
ることが困難であるという問題点がある。つま
り、弁体のリテーナ部の空間に導入された蒸気の
圧力により弁体のリツプ部は弁座に押圧されてい
るが、リツプ部の肉厚が厚くなつていることによ
り弁体の弁座との当接面の単位面積当りの押圧力
が小さくなり安全弁の気密性を高くできないとい
う問題がある。この問題は、特に小口径の安全弁
において顕著である。

一方、従来の安全弁の中には弁体の弁座との当
接面積を小さくしたものがある。これは、弁体が
蒸気により押圧げられる寸前、即ち、弁座口内圧
力が最大のときでも弁体の弁座との当接面の単位
面積当りの押圧力を大きくするためにこの当接面
の面積を小さくしたものである。しかし、これに
よれば、当接面積が小さいことから弁体が変形し
て漏れが生じ易く、また、定盤による摺り合せも
困難であるという問題点がある。つまり、弁体の
弁座との当接面積を小さくすれば、弁座口内圧力
が低いときに弁体がこの上に設けられたばねの付
勢力により弁座に押付けられるので、弁体の当接
部分が変形し易くなるのである。

また、これら従来の安全弁は、弁座口内の圧力
との関係で弁体の構造が決められていたが、温度
との関係については考慮されていない。

［考案の目的］ 本考案の目的は、弁が開放される前の漏れが生
じにくい安全弁を提供するにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ 本考案は、一般に圧力が高ければ温度も高いこ
とに着目してなされたもので、弁本体のリテーナ
部とリツプ部との間に嵌入された弁本体よりも熱
膨張率が大きくその膨張時にリツプ部を弁座側に
変位させる膨張環を設け、この膨張環とリツプ部
との当接する部分に、半径方向に空隙を設け、弁
座口内温度および圧力が高くなると熱膨張環が半
径方向に膨張し、弁体のリツプ部を弁座方向に押
付けるとともに、前記空隙に圧力がかかることに
よつて従来の自縛力も得られることにより、弁体
の弁座との当接面の単位面積当りの押圧力を大き
くして前記目的を達成しようとするものである。

［実施例］ 以下、本考案にかかる一実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図において、安全弁１には、上部ケーシン
グ２と下部ケーシング３とが設けられ、これら
は、ボルト（図示せず）等適宜な手段により固定
されている。前記上部ケーシング２には、リフト
棒４が鉛直方向に往復自在に設けられ、このリフ
ト棒４の先端４Ａは前記下部ケーシング３内で弁
体５と固定されている。

前記リフト棒４には、途中に段部４Ｂが設けら
れ、この段部４Ｂには、下部ばね受け６が嵌合さ
れて、リフト棒４とともに下部ばね受け６が上部
に移動できるようになつている。更に、上部ケー
シング内には上部ばね受け７が設けられ、この上
部ばね受け７と前記下部ばね受け６との間には、
ばね８が設けられている。この際、ばね８により
リフト棒４は常時下方に付勢されるとともに、リ
フト棒４の先端４Ａに固定された弁体５に許容範
囲以上の圧力がかかつたならば、リフト棒４はば
ね８の付勢力に抗して押上げられるようになつて
いる。

前記下部ケーシング３は、その基端３Ａが図示
しないボイラ等圧力容器に取付けられるとともに
蒸気が下部ケーシング３に入るように始端がボイ
ラと連通された弁座口３１が設けられている。こ
の弁座口３１の終端には、弁座３Ｂが設けられ、
この弁座３Ｂには、前記弁体５が当接されるよう
になつている。また、下部ケーシング３の側面に
は、前記弁座口３１と連通可能な蒸気出口３２が
設けられ、弁体５が押上げられたとき蒸気を大気
に放出するようになつている。

前記弁体５は、第２図に示されるように、弁座
３Ｂに当接する弁本体９と、弁本体９に嵌入され
た膨張環１０とを含んで構成されている。前記弁
本体９には、弁座３Ｂと当接するために当接部分
の幅を広く、即ち、第２図に示されるように当接
部分がL₁となるようなリツプ部１１と、このリ
ツプ部を保持するリテーナ部とが設けられ、更
に、両者を接合させるための溶接部１３が設けら
れている。

前記膨張環１０は、弁本体９よりも熱膨張率が
大きい材質、例えば、ステンレス鋼からなり、リ
テーナ部１２とリツプ部１１との間に嵌入され、
更に、円盤状でかつ円周方向に向つて厚さが減少
するテーパ面を有して形成されて、弁座口３１内
の蒸気の温度が高くなると熱膨張して半径方向に
伸び、リツプ部１１を弁座３Ｂに押付けるように
されている。この膨張環１０の下部１０Ａには、
リツプ部１１の上部１１Ａと当接する部分に空隙
１００が半径方向に４箇所設けられ、かつ、この
空隙１００は、リツプ部１１とリテーナ部１２と
により囲まれる空間部９０に連通され、これによ
り、この空間部９０に空隙１００を介して蒸気が
導入されて圧力がかかると従来の自縛力も得られ
るようになつている。前記リテーナ部１２の下部
には、膨張環１０の上部１０Ｂと当接する部分
に、半径方向に凹部１２０が４箇所設けられ、弁
体５が押上げられた後弁座３Ｂに着座するときに
膨張環１０の受ける衝撃を吸収するようになつて
いる。

このような構成において、弁座口３１内の蒸気
の温度および圧力が低いときは、ばね８の付勢力
は弁本体９のリツプ部１１の全面、即ち第２図中
L₁で受けられる。

一方、容積が一定ならば圧力と温度とは比例関
係にあるので、弁座口３１内の蒸気の温度が高く
なれば圧力も高くなる。このとき、第２図に示さ
れるように、膨張環１０は熱膨張して半径方向、
即ち矢印Ｐ方向に伸び、この膨張環１０はリツプ
部１１の内周近傍を弁座３Ｂに向つて鉛直に、即
ち、矢印Ｑの方向に押えつける。これにより、リ
ツプ部11の外周近傍には弁座３Ｂとの隙間が生じ
るとともに、リツプ部１１の弁座３Ｂと当接する
面積が減少し、この当接部分、即ち、第２図中
L₂のみによりばね８の付勢力を受けることにな
る。その上、弁座口３１内の高圧の蒸気は、膨張
環１０に設けられた空隙１００を介して空間部９
０に導入され、リツプ部１１を弁座３Ｂに向つて
付勢する。

更に、弁座口３１内の圧力が高くなつて、許容
範囲を越えると弁体５は、ばね８の付勢力に抗し
て押上げられ、蒸気は蒸気出口３２から大気へ放
出される。蒸気が大気に放出され、弁座口３１内
の圧力が許容範囲内になつたなら、弁体５は、ば
ね８の付勢力により弁座３Ｂに当接され、再びシ
ールがなされる。

前述のような本実施例によれば、弁開放前の弁
座口３１内が高温高圧であつても弁体５と弁座３
Ｂとの間に漏れが生じることがない。つまり、膨
張環１０が膨張することにより、特に、この膨張
環１０が円盤状で、かつ、円周方向に向つて厚さ
が減少するテーパ面を有することにより、リツプ
部１１の弁座３Ｂと当接する面積が減少して、単
位面積当りの押圧力が大きくなるので安全弁１の
気密性を高くすることができる。更に、膨張環１
０には弁座口３１と空間部９０とを連通させる空
隙１００が設けられているので、従来の自縛力も
得られ、この点からも安全弁１の気密性を高くす
ることができる。また、弁座口３１内の圧力が低
いときでも、ばね８の付勢力は幅の広いリツプ部
１１で受けられているので、単位面積当りの押圧
力を小さくすることができ、弁体５、特にリツプ
部１１が変形することがなく、また、定盤による
摺り合せが困難になるという不都合も解消され
る。更に、リツプ部１１が当接による摩耗によつ
て変形することがないので、これに伴つて蒸気が
漏れることもない。また、リテーナ部１２には、
凹部１２０が設けられているので、弁体５が押上
げられた後弁座３Ｂに着座するときに膨張環１０
の受ける衝撃を吸収でき、膨張環１０等の破損を
生じることがない。

なお、前記実施例では、空隙１００は、膨張環
１０に４つ設けられたが、本考案では、空隙１０
０の数が限定されるものでなく、１つないし３
つ、或は５つ以上多数であつてもよく、更に、空
隙を設けるところは、膨張環１０に限られるもの
でなく、膨張環１０の下部とリツプ部１１の上部
との当接する部分であるならば、リツプ部１１に
設けるものであつてもよい。また、凹部１２０を
リテーナ部１２に４箇所設けたが、本考案は、こ
れに限られるものでなく、凹部を膨張環１０側に
設けてもよく、また、凹部の数も４箇所より多く
してもよく、逆に小さくともよく、更に凹部を設
けないものであつてもよい。ただし、凹部を多数
設ければ、弁体５が弁座３Ｂに着座するときの膨
張環１０の受ける衝撃を十分に吸収することがで
きる。更に、膨張環１０の形状を円盤状でテーパ
面を有するとしたが、他の形状、例えば、偏平な
円筒状のものであつてもよい。更に、膨張環１０
の材質をステンレス鋼からなるものとしたが、弁
本体よりも熱膨張率が大きければいかなる材質の
ものであつてもよい。

［考案の効果］ 前述のような本考案によれば、弁が開放される
前の安全弁に漏れが生じないという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる一実施例を示す断面
図、第２図は前記実施例中の弁体の拡大断面図で
ある。 １……安全弁、５……弁体、９……弁本体、１
０……膨張環、１１……リツプ部、１２……リテ
ーナ部、９０……空間部、１００……空隙、１２
０……凹部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 弁本体のリテーナ部とリツプ部との間に、弁
   本体よりも熱膨張率が大きくその膨張時にリツ
   プ部を弁座側に変位させる膨張環を嵌入し、こ
   の膨張環とリツプ部との当接する部分に、半径
   方向に空隙を設けたことを特徴とする安全弁。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記空隙は、リツプ部とリテーナ部とにより囲ま
   れる空間部に連通されていることを特徴とする
   安全弁。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   において、前記膨張環は、円盤状で、かつ、円
   周方向に向つて厚さが減少するテーパ面を有す
   ることを特徴とする安全弁。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかにおいて、前記膨張環とリテーナ部
   とが当接する部分に凹部を設けたことを特徴と
   する安全弁。