JPH0625677U - 複合破壊ディスクアセンブリ及びその破壊部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストを低減し得ると共に、所定の破
壊圧力で正確に破裂し得る破壊部材、及び製造コストを
低減し得ると共に、所定の破壊圧力で正確に破壊し得る
複合破壊ディスクアセンブリを提供することにある。 【構成】 薄い剛性材料からなると共に複数の細長い開
口28を有するほぼ円形のディスク24に、２つ以上の細長
い開口28の先端の点及び当該先端の近傍の点の一方を連
結すると共に所定の深さを有する少なくとも一つの溝32
を設ける。このようにして形成される破壊部材14及び当
該破壊部材14を含む複合破壊ディスクアセンブリの破壊
圧力は溝32及び開口28の形状と溝32の深さとの双方によ
って決定される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、弾性密封部材を含む複合破壊ディスクアセンブリ並びにその破壊部 材に係わる。

【０００２】

【従来の技術】

破壊によって加圧を防止するタイプの安全装置はこれまで様々なものが開発さ れ且つ使用されてきた。一般にこれらの装置は特定の強さの破壊ディスクを含み 、所定の流体圧力が加えられるとこのディスクが破壊するようになっている。破 壊ディスクは通常、この破壊ディスクによって保護される圧力容器もしくは圧力 システムに連結される圧力緩和通路もしくは導管内に配置された一対の環状支持 部材の間に挟持される。

【０００３】 加圧防止安全装置のなかには単一の破壊ディスクを支持部材の間に挟持した状 態で含むものもあるが、特定の用途では、金属又は他の剛性材料からなる破壊部 材とこれに隣接する弾性密封部材とを含む複合破壊ディスクアセンブリが使用さ れる。このような複合破壊ディスクアセンブリは環状支持部材の間に挟持できる ように構成され、破壊部材及び弾性密封部材以外に別の部材を幾つか含むことが しばしばある。

【０００４】 破壊部材には複数の開口が設けられており、そのため流体圧力が密封部材に加 えられるとこの密封部材が破壊部材に押し付けられて前述の流体圧力が破壊部材 に伝達される。前述の流体圧が所定の破壊圧力、即ち破壊部材の破損を生じさせ る圧力に達すると前記破壊部材及び密封部材が壊れ、環状支持部材を通して流体 圧が緩和される。

【０００５】 逆圧力が発生し得るような用途、例えば保護されている容器又はシステム内に 真空状態が生じ得るような場合には、破壊部材に対して密封部材と同じ側に支持 部材を配置する。この複合アセンブリに逆圧力が作用すると密封部材が前記支持 部材に当接するため密封部材の破壊が防止され、又は逆圧力が所定の破壊圧力に 達した時には前述の支持部材が壊れて流体圧が逆方向に緩和される。

【０００６】 破壊部材には従来複数の細長い開口、通常はスリット状の開口が破壊部材の中 心部から周縁部に向けて外側に延びるように設けられてきた。これらのスリット 状の開口はその内側先端及び外側先端に幅のより大きい円形孔を有し、これらの スリット状の開口及び孔によって破壊部材に複数の扇状部分が規定される。破壊 部材の破壊圧力を制御し且つ予め決定するためには、隣接し合うスリット状の開 口の内側先端孔相互間の距離と破壊部材を構成する材料の厚みとを変えるという 方法がとられてきた。即ち、ある厚みをもつ材料を用いて特定の孔相互間の距離 で１つ以上の破壊部材を製造してテストし、最初に製造した破壊部材の破壊圧力 に基づいて孔相互間の距離及び／又は材料の厚みを変えながら更に別の破壊部材 を製造しテストする操作を、所望の破壊圧力が得られるまで繰り返すという試行 錯誤法がとられてきた。そして、この所望の破壊圧力をもつ破壊部材と同じ材料 の厚み及び孔相互間距離に従って一群の破壊部材を製造したのである。

【０００７】 このような試行錯誤法は面倒であり、時間と費用もかかる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

製造コストを低減し得ると共に、所定の破壊圧力で正確に破裂し得る破壊部材 、及び、製造コストを低減し得ると共に、所定の破壊圧力で正確に破壊し得る複 合破壊ディスクアセンブリを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、前述の２つの目的は、弾性密封部材を含む複合破壊ディスク アセンブリ用の破壊部材であって、薄い剛性材料からなると共に、複数の細長い 開口を有するほぼ円形のディスクからなり、当該破壊部材には破壊圧力を決定す る少なくとも一つの溝が形成されており、前述の溝のそれぞれは所定の深さを有 しており、前述の溝は、２つ以上の前述の細長い開口の先端の点及び当該先端の 近傍の点の一方を連結しており、そのために破壊部材に伝達される圧力が前述の 破壊圧力以上のレベルに到達した際に、破壊部材の破壊が生じ、前述の破壊圧力 は前述の溝及び前述の開口の形状と前述の溝の深さとの双方とによって決定され る破壊部材、及び前述の破壊部材を含むと共に、入口支持部材と出口支持部材と の間に支持されるように構成された複合破壊ディスクアセンブリであって、弾性 密封部材を含んでおり、破壊部材が密封部材に隣接して位置決めされ、密封部材 に加えられ且つ破壊部材に伝達される圧力が所定の破壊圧力に達した時に破壊が 生じるように構成された複合破壊ディスクアセンブリによりそれぞれ達成される 。

【００１０】 好ましい実施例の１つでは、前述の細長い開口が中心部から外側へ延びて破壊 部材中に複数の扇形部分を規定する。変形例として、これらの細長い開口は破壊 部材中にほぼ円形の形状を規定する１つの線の上に形成してもよい。

【００１１】

【実施例】

以下、添付図面に基づき非限定的実施例を挙げて本考案をより詳細に説明する 。

【００１２】 図１に示した複合破壊ディスクアセンブリ10は環状位置決め部材12と、当該位 置決め部材12に隣接する破壊部材14と、破壊部材14に隣接する弾性密封部材16と 、密封部材16に隣接する支持部材18とを含んでいる。

【００１３】 位置決め部材12は剛性材料からなり、円錐台状の中央直立部分20と環状偏平フ ランジ部分22とを含む。位置決め部材12をアセンブリ10に使用するか否かは任意 であり、使用する場合には、位置決め部材12は、当該位置決め部材が挟持される （図３及び図４参照）環状支持部材の中にアセンブリを位置決めすると共に、取 扱い中に破壊部材の凹凸部分を破損から保護する機能を有する。

【００１４】 破壊部材14は薄い剛性材料で形成されたほぼ円形のセクションからなり、凹凸 部分24とこれにつながる環状偏平フランジ部分26とを含む。破壊部材14の凹凸部 分24には中心部25から外方に延びる複数の細長い開口が設けられている。図１Ａ 〜図４図に示した実施例では、前述の細長い開口が、スリット28であり、凹凸部 分24の周りに等間隔で配置されると共に、中心部25から外方に向けて放射状に伸 長している。スリット28は破壊部材14の環状偏平フランジ部分26の近傍で終端し 、複数の扇形部分27を破壊部材14中に規定する。

【００１５】 図１Ｂでは、中実部分25から外側に伸長するスリット28を有する破壊部材14ｂ が偏平な形状を有している。細長い開口はスリット28であるのが好ましいが、凹 凸部分を含む破壊部材でも偏平な破壊部材でも、別の形状の細長い開口を使用し 得る。例えば図２Ｂの破壊部材14ｂのようにスロット形状の細長い開口28を設け てもよい。また図２Ｂに示すように、破壊部材14ｂ中に一つの円を規定する一つ の線の上に弓形の細長い開口28を配置してもよい。本明細書中の「ほぼ円形の形 状」という表現は円、楕円、又は多角形状を規定する一連の直線を意味する。細 長い開口28は通常は直線、湾曲又は他の形状を有し得、スリット、スロット、複 数の相互接続された開口もしくは独立した１つ以上の形状、又は開口をつなぐよ うに形成された、もしくは開口に隣接して配置された極めて深い溝の形状を有し 得る。

【００１６】 図２Ｃの破壊部材14ｃのように、従来技術に従って、幅のより大きい円形の孔 30を内側先端及び外側先端に有する細長い開口28を設けることもできる。これら の孔30は細長い開口28の内側先端だけに設けてもよく、また正方形、三角形等の 別の形状にしてもよい。

【００１７】 破壊部材14の破壊圧力を制御し且つ予め決定するためには、２つ以上の細長い 開口28の内側先端を相互接続する１つ以上の破壊圧力を決定する溝としての破壊 圧力決定溝を形成する必要がある。例えば、図１Ａ〜図２Ｂに示すように、総て のスリット28の内側先端を連結して１つの連続した円を構成する複数の弓形をし た破壊圧力決定溝32を破壊部材14に設けるのである。本明細書では「破壊圧力決 定溝」とは、破壊部材に脆弱な線状部分を与えるべく破壊部材の表面に形成され る１つの溝もしくは刻み目、又は一連の溝もしくは刻み目（点線に類似）を意味 し、破壊部材に所定の破壊圧力が加えられるとこれら１つ以上の溝又は刻み目部 分で破壊部材の破壊が開始される。「先端を相互接続する」というのは、１つ以 上の破壊圧力決定溝が２つ以上の細長い開口の先端部分と交わるか又はこれら先 端部分のすぐ近傍で終端する状態を指す。

【００１８】 破壊圧力決定溝32は、図１Ｂ及び図２Ｃに示すように、複数の溝32が細長い開 口28の内側先端のうちの幾つかをつなぐか、又は１つの溝32が隣接し合う細長い 開口28の２つの内側先端をつなぐように形成し得る。溝32はまた図２Ｂのように 、弓形の細長い開口28の先端を相互接続する弓形の形状を有し得、その場合には 溝32と細長い開口28とが１つの円を規定する１つの線の上に配置される。溝32は 直線又は他の形態を有し得る。

【００１９】 図２Ａの実施例では複数の溝32がスリット28の総ての内側先端を互いに接続し ている。これは、低圧用途で一般的に使用される構造であり、個々の溝32が全体 で１つの円を構成するため、複数の溝を単一の円形ダイを用いて形成することが できる。高圧用途では破壊部材14の中心部25により大きな圧力が作用して、この 部分をスリット28により規定された総ての扇形部分から切り離そうとするため、 図１Ｂのような形態の溝を使用し得る。この場合はスリット28のうち一対のスリ ットの内側先端を接続する溝がないため、中心部25がスリット28によって規定さ れた扇形部分の１つに接続され続ける。高圧が作用する更に別の用途では、２つ の隣接スリットの内側先端を接続する溝を１つだけ使用し得る。破壊時にはこの 溝の部分に破断が生じ、その結果扇形部分が１つだけ開放される。このようにし て形成された扇形開口部を通る加圧流体の力によって、残りのスリット28の内側 先端の間の部分も１つの部分を除いて総て切り離され、その結果中心部25が１つ の扇形部分だけに接続された状態で、全体が完全に開放される。

【００２０】 破壊部材14を挟んで位置決め部材12と反対の側には弾性密封部材16が配置され る。密封部材16は通常は耐腐食性弾性プラスチック材料で形成され、破壊部材14 と同じ周縁サイズ及び周縁形状を有する。

【００２１】 支持部材18は種々の形状を有し得る。支持部材18は例えば図１Ａに示すように 、部材12,14 及び16の直径より大きい直径をもつ剛性材料製偏平円形部材の周縁 部分を上方に折り曲げて環状リップ33を形成し得る。前述のリップを図３及び図 ４に示すように部材12,14 及び16の外周縁の上に折り重ねれば、これらの部材を 全部まとめて確実に固定することができる。支持部材18の偏平円形部分は、中心 部36から外側へ放射状に伸長して、偏平円形部分の周縁の近傍で終端する複数の スロット34を有し、これらのスロットが複数の扇形部分を規定している。前述の ごとく、支持部材18は短期間の真空状態のような逆圧力がアセンブリ10全体に作 用した時に密封部材16を支持する機能を果たす。流体圧力をアセンブリ10を通し て両方向で緩和したい場合には、支持部材18自体が破壊部材を構成し得、破壊部 材14と同様に機能し得る。

【００２２】 図３及び図４では組み立てられた複合破壊ディスクアセンブリが一対の環状の 支持部材40及び41、例えばパイプフランジの間に挟持されている。これらの環状 の入口支持部材40及び環状の出口支持部材41はボルト42及びナット44で締め付け られ、アセンブリ10と気密的に係合するため、支持部材40と圧力容器もしくは圧 力システム（図示せず）とに接続された導管46内の加圧流体が支持部材41とこれ に接続された導管48内とに流入することはない。アセンブリ10と支持部材40との 間には従来形のガスケット45が配置される。

【００２３】 支持部材40及び41は、アセンブリ10のフランジ部分と協働する突出面部分50を 有する。位置決め部材12の円錐台状直立部分20は支持部材41の中に延び、組立て 時にアセンブリ10を自動的に調心した状態で支持部材40及び41内に位置決めする 。

【００２４】 アセンブリ10の作動時には、保護されている容器又はシステムからの流体圧力 が導管46と支持部材40と支持部材18のスロット34とを介してアセンブリ10の密封 部材16に作用する。その結果、弾性密封部材16が変形して破壊部材14の凹面と接 触する。圧力が反転すると、例えば保護されている圧力システム又は圧力容器内 に真空状態が一時的に発生するか又は圧力が導管48と支持部材41と破壊部材14の スリット28とを介して密封部材16に逆に作用すると、密封部材16が変形して支持 部材18と接触する。支持部材18のスロット34は、支持部材18が所定の逆圧力下で 密封部材16を支持でき、破壊部材14及び密封部材16が破壊したら容易に壊れて逆 方向に開口されるように配置される。

【００２５】 保護されている圧力システム又は圧力容器からアセンブリ10に加えられる流体 圧力は破壊部材14の凹面に伝達され、その結果破壊部材14は張力が加わった状態 に置かれる。圧力が溝32の破壊圧力に達すると、即ち圧力がスリット28の内側先 端同士の間にある溝32の真下にある破壊部材14の中実部分の引っ張り強さより大 きくなると、破壊部材14が溝32に沿って破け破壊する。スリット28の内側先端同 士の間の部分の材料の長さは様々であるため、スリット28の内側先端同士の間の 破壊部材14の部分は、中心部25とつながった状態を保持する１つの部分（最も長 い部分）を除いて総て破ける。破壊部材14が破壊すると弾性密封部材16も複数の 扇形部分に破壊し、その結果、圧力がアセンブリ10全体を通して緩和される。こ の圧力緩和の力、即ちアセンブリ10を通る加圧流体の流れによって支持部材18も 開口され、スロット34を通る加圧流体の力がスロット34の内側先端同士の間に存 在する支持部材18部分の引っ張り強さより大きくなるため、支持部材18がスロッ ト34の内側先端同士の間の部分で破壊する。破壊部材14の場合と同様に、スロッ ト34の内側先端同士の間の支持部材の部分のうち１つは破けずに残って中心部36 と接続された状態を維持する。図４に示すように、破壊が起こって最初の圧力緩 和が生じると、複合破壊ディスクアセンブリ10が開放されて破壊部材14の扇形部 分27と支持部材18の扇開口部分38とが上方に湾曲するため、保護されている圧力 容器又は圧力システムの圧力が完全に緩和される。破壊部材14の中心部25は扇形 部分27の１つと接続されたままであり、支持部材18の中心部36は扇形部分38の１ つと接続されたまま残る。

【００２６】 本考案の複合破壊ディスクアセンブリはアセンブリ10の位置決め部材12及び／ 又は支持部材18を使用しないで、図１Ｂに示すように破壊部材14及び密封部材16 のみを含むように構成してもよい。本考案のアセンブリはまた、偏平な部材又は 凹凸部分を含む一対の破壊部材14の間に弾性密封部材16を配置して構成すること もできる。

【００２７】

【考案の効果】

本考案の破壊部材は、同一の厚みを有する薄い剛性材料について、２つ以上の 細長い開口の先端の点又は２つ以上の細長い開口の先端近傍の点を相互に連結す る溝を形成し、当該溝及び開口の形状と前述の溝の深さとの双方を変えながら破 壊部材を試作し、当該試作された破壊部材のテストを所望の破壊圧力が得られる まで繰返す経済的な試作錯誤法によって製造されるように構成されている。即ち 、本考案の破壊部材は、隣接する開口の内側先端相互間の距離と破壊部材を構成 する剛性材料の厚みとを変えながら試作錯誤法によって所望の破壊圧力を有する 破壊部材を製造するように構成された従来の破壊部材に較べて、製造方法が簡略 化され、種々の破壊圧力をもつ破壊部材を同じ厚さの材料を用いて形成され得る 。その結果、破壊部材及び複合破壊ディスクアセンブリの製造コストを低減し得 ると共に、破壊部材及び当該破壊部材を含む複合破壊ディスクアセンブリの破壊 圧力がより正確に制御され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本考案の複合破壊ディスクアセンブリの一実
施例の様々な部材を示す分解斜視図である。

【図１Ｂ】本考案の複合破壊ディスクアセンブリの別の
実施例の分解斜視図である。

【図２Ａ】図１Ａのアセンブリで使用できる本考案の破
壊部材の一実施例を示す平面図である。

【図２Ｂ】図１Ａのアセンブリで使用できる本考案の破
壊部材の別の実施例を示す平面図である。

【図２Ｃ】図１Ａのアセンブリで使用できる本考案の破
壊部材の更に別の実施例を示す平面図である。

【図３】一対の支持部材の間に配置された本考案の複合
破壊ディスクアセンブリの断面図である。

【図４】破壊が生じた後の本考案の複合破壊ディスクア
センブリを示す図３と類似の断面図である。

【符号の説明】

12 位置決め部材 14 破壊部材 16 弾性密封部材 18 支持部材 32 破壊圧力決定溝

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性密封部材を含む複合破壊ディスクア
   センブリ用の破壊部材であって、薄い剛性材料からなる
   と共に、複数の細長い開口を有するほぼ円形のディスク
   からなり、当該破壊部材には破壊圧力を決定する少なく
   とも一つの溝が形成されており、前記溝のそれぞれは所
   定の深さを有しており、前記溝は、２つ以上の前記細長
   い開口の先端の点及び当該先端の近傍の点の一方を連結
   しており、そのために前記破壊部材に伝達される圧力が
   前記破壊圧力以上のレベルに到達した際に、前記破壊部
   材の破壊が生じ、前記破壊圧力は前記溝及び前記開口の
   形状と前記溝の深さとの双方とによって決定される破壊
   部材。
2. 【請求項２】 前記細長い開口が前記破壊部材の中心部
   から外方に向けて延び、前記破壊圧力を決定する少なく
   とも一つの溝が前記細長い開口の内側先端を相互に接続
   している請求項１に記載の破壊部材。
3. 【請求項３】 破壊圧力を決定する複数の溝が前記細長
   い開口全部の内側先端を相互に接続している請求項２に
   記載の破壊部材。
4. 【請求項４】 前記細長い開口が弓形であり、当該細長
   い開口は、前記破壊部材中にほぼ円形の形状を規定する
   １つの線の上に位置決めされている請求項１に記載の破
   壊部材。
5. 【請求項５】 前記細長い開口がスリットである請求項
   １から４のいずれか一項に記載の破壊部材。
6. 【請求項６】 前記ディスクが環状偏平フランジ部分に
   連結された凹凸部分を含み、前記スリットが前記破壊部
   材の前記凹凸部分に形成されている請求項５に記載の破
   壊部材。
7. 【請求項７】 前記スリットが前記凹凸部分の中心部か
   ら前記環状偏平フランジ部分の近くまで外側へ放射状に
   伸長し、前記スリットが前記破壊部材の前記凹凸部分中
   に複数の扇形部を規定する請求項６に記載の破壊部材。
8. 【請求項８】 前記スリットがその先端に拡大された開
   口を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の破壊
   部材。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか一項に記載の
   破壊部材を含むと共に、入口支持部材と出口支持部材と
   の間に支持されるように構成された複合破壊ディスクア
   センブリであつて、弾性密封部材を含んでおり、前記破
   壊部材が前記密封部材に隣接して位置決めされ、前記密
   封部材に加えられ且つ前記破壊部材に伝達される圧力が
   所定の破壊圧力に達した時に破壊が生じるように構成さ
   れた複合破壊ディスクアセンブリ。