JPH0742856A - 安全弁の開弁圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全弁の開弁圧測定装置に関し、短時間内に
正確な測定ができるようにした安全弁の開弁圧測定装置
を提供することを目的とする。 【構成】 安全弁１のステム２に連結されるナット３
と、安全弁１の圧力調整ネジ１４に受け止められ、上記
ナット３を介してステム２を開弁方向に駆動するシリン
ダ４と、シリンダ４とナット３、又は、圧力調整ネジ１
４との間に設けられ、シリンダ４の出力を検出する圧力
検出素子５と、この圧力検出素子５が検出したシリンダ
の圧力を表示する表示装置６とを備える構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安全弁の開弁圧測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラなどの圧力配管には内圧が一定以
上に上昇することを防止するため、安全弁が設けられ
る。安全弁が開弁する設定圧の誤差の範囲は、５ｋｇ未
満で±０．１４ｋｇ以内、５ｋｇ〜２３ｋｇでは±３％
以内、２３〜７０ｋｇｆでは±０．７ｋｇ以内、７０以
上では±１．０％以内であることが求められている。

【０００３】安全弁の設定圧を設定するために圧力配管
の内圧を実際に設定圧の近傍まで上昇させることは危険
が伴い、また、エネルギーや労力の浪費、弁の損傷、騒
音の発生等の問題が伴う。そこで、図３の原理説明図に
示すように、圧力配管Ｔの内圧を例えば吹出し圧力の７
５％以上、吹止まり圧力以下の任意の圧力にして、外部
から安全弁１０１のステム１０２を油圧シリンダ１０３
で牽引し、開弁する時の油圧を油圧計１１０で測定する
という方法が採用されている。

【０００４】この安全弁の開弁圧の測定に用いられる装
置としては、例えば図４に示すように、ヨーク１０４を
安全弁１０１の圧力設定ネジ１０５に受け止めさせ、圧
力設定ネジ１０５と反対側でヨーク１０４に支持させた
油圧シリンダ１０３のピストンロッド１０６と安全弁１
０１のステム１０２とをターンバックル１０７で連結す
るように構成している。

【０００５】油圧シリンダ１０３には、所定長さの高圧
用ホース１０８を介して手動操作式の油圧ポンプ１０９
が接続され、油圧ポンプ１０９の吐出口にアダプタを介
して圧力計１１０が接続される。

【０００６】また、例えば図５に示すように、安全弁１
０１の圧力設定ネジ１０５に受け止められるマウンティ
ングプレート１１１にボルト１１２及びナット１１３で
油圧シリンダ１１４を連結し、マウンティングプレート
１１１を貫通して油圧シリンダ１１４側に突出させた安
全弁１０１のステム１０２と油圧シリンダ１１４のピス
トンロッド１１５とを接続金具１１６で連結するように
構成している。この接続金具１１６は互いにボルト１１
７によって連結される１対の半割部材１１８を備え、両
半割部材１１８の互いに対向する面にステム１０２に螺
合される半割ネジ１１９とピストンロッド１１５に対応
する半割ネジ１２０が形成される。

【０００７】この場合にも、油圧シリンダ１１４には、
所定長さの高圧用ホース１０８を介して手動操作式の油
圧ポンプ１０９が接続され、油圧ポンプ１０９の吐出口
にアダプタを介して圧力計１１０が接続される。

【０００８】上記構成により、安全弁１０１の開弁方向
に作用する力は、圧力配管Ｔの内圧と、油圧シリンダ１
０３、１１４の出力との合計で与えられ、この出力が設
定圧以上になると安全弁１０１が開弁し、安全弁１０１
から圧力配管Ｔ内の圧力流体が吹き出す状態を模擬的に
形成することができる。

【０００９】圧力配管Ｔの内圧は分かっているので、こ
の吹出し音を確認した時の油圧シリンダ１０３、１１４
の出力に基づいて安全弁１０１の開弁圧を測定すること
ができる。ここで、油圧シリンダ１０３、１１４の出力
は油圧シリンダ１０３、１１４のピストンの有効受圧面
積と油圧シリンダ１０３、１１４の内圧の積で求めら
れ、ピストンの有効受圧面積は一定であるので、油圧シ
リンダ１０３、１１４の内圧を測定すれば、安全弁１０
１の開弁圧を測定できることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図３ないし図５に示し
た従来の安全弁の開弁圧測定装置においては、測定作業
を一人で行えるようにするため、油圧シリンダ１０３、
１１４の内圧を測定するための圧力計１１０が油圧ポン
プ１０９の吐出口にアダプタを介して接続されている。

【００１１】従って、圧力計１１０と油圧シリンダ１０
３、１１４との間には所定の長さののホース１０８が介
在することになり、ホース１０８内で生じる圧力損失に
よって圧力計１１０の測定値よりも実際の油圧シリンダ
１０３、１１４の内圧が低くなることがある。この圧力
損失は、ホース１０８の引き回し方によって変化する
が、ホース１０８に圧油を送り込むと、例えばホース１
０８の曲がっている部分の曲率半径が圧油によって大き
くなるので、圧力損失が変化する。また、弁の摩擦損失
も測定の度に変化し、測定の安定性が得られないことが
ある。

【００１２】このため、従来の安全弁の開弁圧測定装置
を用いて安全弁の開弁圧を測定する場合には、ホース１
０８の経路が安定してホース１０８内で生じる圧力損失
が安定するまで、あるいは、弁の摩擦損失が安定するま
で、何度か測定を繰り返さないと正しい測定値を得るこ
とができず、測定のために長い時間と労力とが必要とさ
れる。更に、測定ゲージは機械的に構成され、ピークホ
ールドし難い性質となっているので、精度よくゲージを
読み取ることが容易でない。

【００１３】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、短時間内に正確な測定ができるようにした安
全弁の開弁圧測定装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、例えば図１に示すように、安全弁１のス
テム２に連結されるナット３と、安全弁１の圧力調整ネ
ジ１４に受け止められ、上記ナット３を介してステム２
を開弁方向に駆動するシリンダ４と、シリンダ４とナッ
ト３、又は、圧力調整ネジ１４との間に設けられ、シリ
ンダ４の出力を検出する圧力検出素子５と、この圧力検
出素子５が検出したシリンダの圧力を表示する表示装置
６とを備えることを特徴とする。

【００１５】

【作 用】本発明によれば、安全弁１にかかる圧力が直
接に圧力検出素子５によって検出されるので、シリンダ
４に作動流体を供給するホースの圧力損失と無関係に、
１回の測定で正確にシリンダ４の出力を測定できる。

【００１６】本発明において、シリンダ４の構成は特に
限定されないが、安全弁の圧力調整ネジに受け止められ
る筒体、この筒体内に進退可能に挿入され、外周面が異
径に形成された中空ピストン、及び筒体と中空ピストン
とによって区画された加圧室を有する中空シリンダ４を
用いることができる。

【００１７】このような中空シリンダ４を用いる場合に
は、シリンダの中空部内で安全弁のステム２とナット３
とを連結させることにより、小型化及びコンパクト化を
図ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１は本発明の構成図であり、この安
全弁の開弁圧測定装置は、安全弁１のステム２に連結さ
れるナット３と、このナット３を介してステム２を開弁
方向に駆動するシリンダ４と、シリンダ４とナットとの
間に設けた圧力検出素子５を内蔵した圧力検出ブロック
６と、圧力検出素子５が検出したシリンダ４の圧力を表
示する表示装置７とを備える。

【００１９】上記シリンダ４には、手動式の油圧ポンプ
８が所定の長さ程度の高圧用ホース９を介して接続され
る。安全弁１の入口１０は例えばボイラの圧力配管１１
に連通され、この圧力配管１１の内圧を例えば吹出し圧
力の７５％以上、吹止まり圧力以下の任意の圧力にした
後、上記油圧ポンプ８を操作してシリンダ４を伸長させ
ることにより安全弁１の圧力設定バネ１２を圧縮し、安
全弁１を開弁させる。安全弁１の開弁は圧力配管１１内
の作動流体が安全弁１の出口１３から吹出す音によって
認識され、この吹出し音が発生したときのシリンダ４の
圧力を測定することにより安全弁１の開弁圧が測定され
る。

【００２０】上記シリンダ４は、複数本用いることも可
能であるが、この実施例では構成を簡単にするために１
本のシリンダ４を用い、又、装置の小型化及びコンパク
ト化を図るため、中空シリンダを用いている。

【００２１】すなわち、図２の断面図に示すように、こ
のシリンダ４は、段付き異径内周面を有し、安全弁１の
圧力調整ネジ１４に受け止められる筒体１５とこの筒体
１５内に進退可能に挿入され、段付き異径外周面を有す
る中空ピストン１６とを備え、これら筒体１５と中空ピ
ストン１６とによって加圧室１７が区画される。

【００２２】筒体１５の外周部には、加圧室１７に連通
させたネジ孔１８が形成され、このネジ孔１８に上記ホ
ース９の先端に設けた継手が螺合される。上記中空ピス
トン１６の大径部と小径部とにはそれぞれ、中空ピスト
ン１６と筒体１５との間の隙間を油密状に封止するＯリ
ング１９・２０が外嵌され、これにより、加圧室１７か
らシリンダ４の両端からの作動油の漏れが防止される。

【００２３】なお、この加圧室１７はエア抜き孔２１を
介して外部に連通され、このエア抜き孔２１は、油圧ポ
ンプ８からホース９を介して加圧室１７に圧油を供給
し、加圧室１７から空気が完全に排出された後、図示し
ないプラグで閉塞される。

【００２４】シリンダ４の筒体１５は、直接に圧力調整
ネジ１４に受け止めさせてもよいが、この実施例では、
シリンダ４を装着したまま圧力調整ネジ１４を回転調整
できるようにするため、筒体１５と圧力調整ネジ１４と
の間にスリップ板２２を介在させている。

【００２５】上記圧力検出ブロック６は、適当な剛性と
弾性とを有する素材、例えば一般構造用圧延鋼、機械構
造用炭素鋼などで形成され、その周縁部がシリンダ４の
筒体１５に固定される。

【００２６】上記圧力検出素子５は、１個以上設けてあ
ればよいが、この実施例では、複数個の圧力検出素子５
を周方向に等間隔を置いて配置し、これらの検出値の平
均値を求めて表示装置７に表示させるようにしている。

【００２７】圧力検出素子５は、圧力を加えた時にその
圧力の大きさに対応する信号値を有する電気信号を出力
するように構成してあればよく、例えば金属抵抗ひずみ
ゲージ、半導体ひずみゲージなどのひずみゲージやピエ
ゾ抵抗方式、ＰＮ接合方式の感圧素子を用いることがで
きる。

【００２８】上記表示装置７は、従来の圧力計１１０の
表示部に代わるものであり、圧力検出素子５が検出した
シリンダ４の圧力を表示するように構成してあればよ
く、その表示方式はデジタル表示であっても、指針など
によるアナログ表示であってもよい。また、表示装置７
はピークホールド機能を持たせることによって読み取り
がより正確になる。

【００２９】上記ナット３は、圧力検出ブロック６の中
空部及び中空ピストン１６の中空部に挿入されるスリー
ブ２３を備え、シリンダ４をスリップ板２２を介して圧
力調整ネジ１４の上に載せ、更に、圧力検出ブロック６
を載せてからスリーブ２３を圧力検出ブロック６の中空
部及び中空ピストン１６の中空部に挿入し、安全弁１の
ステム２に形成されたネジ２４に螺合される。

【００３０】ナット３の締結力は、ステム２とナット３
との間のがたつきがなくなる程度であればよく、例え
ば、手回しで締め込み始めて回せなく成った後、該ナッ
ト３を１／３〜３／４回転程度手で戻す程度でよい。

【００３１】この後、シリンダ４にホース９を介して油
圧ポンプ８を接続し、エア抜きをした後、油圧ポンプ８
により圧抜きをして、シリンダ４の内圧を大気圧に調整
するとともに、表示装置７の表示の０点合わせをする。

【００３２】予め、あるいはこの後、圧力配管１１の内
圧を例えば吹出し圧力の７５％以上、吹止まり圧力以下
の任意の圧力に設定し、上記油圧ポンプ８を操作してシ
リンダ４に圧油を送る。

【００３３】圧油の供給により加圧室１７の内圧が上昇
すると、中空ピストン１６が開弁方向（図上、上方向）
に移動し、やがて、圧力検出ブロック６の外周部に中空
ピストン１６が受け止められる。この後、加圧室１７の
内圧を更に上昇させると、中空ピストン１６が更に強く
圧力検出ブロック６の外周部を押出そうとする。

【００３４】しかし、シリンダ４の圧力が圧力設定バネ
１２の圧力以下である場合には、圧力検出ブロック６の
内周部が圧力設定バネ１２に牽制されるので、ステム２
やナット３は開弁方向に移動しない。

【００３５】シリンダ４の圧力が圧力設定バネ１２の圧
力を上回ると、ステム２及びナット３が圧力検出ブロッ
ク６の内周部とともに中空ピストン１６に駆動されて開
弁方向に移動し、安全弁１が開弁され、作動流体（ここ
では、飽和蒸気）が安全弁１から吹出す時に発する吹出
し音が耳に入ることになる。

【００３６】中空ピストン１６がステム２、ナット及び
圧力検出ブロック６の内周部に加える圧力、すなわち、
シリンダ４の圧力は圧力検出素子５によって検出され、
表示装置７に表示されているので、測定者は吹出し音が
耳に入った時の表示装置７の表示を確認し、予め与えら
れた換算表によって安全弁１の開弁圧を読出すことがで
きる。

【００３７】したがって、表示装置７を油圧ポンプ８の
近傍に配置して、測定者が容易に観察できるようにすれ
ば、安全弁１に掛かる圧力が直接に圧力検出素子５で計
測されるので、ホース９の膨脹、収縮、流路抵抗などの
影響を全く受けることなく、シリンダ４の圧力を測定す
ることができ、しかも、１回の測定のみで正確にシリン
ダ４の圧力を測定することができる。

【００３８】測定者としては、実際の開弁圧が予め定め
られている開弁圧に対して所定の誤差内であるか否かが
分かればよいので、予め定められている開弁圧に対応す
るシリンダ４の圧力を換算テーブルから読み取り、シリ
ンダ４の圧力が読み取った圧力になるまで油圧ポンプ８
を操作してシリンダ４の圧力を上げ、シリンダ４の圧力
が所定の範囲内で吹出し音が発生するか否かを確認する
ことにより、安全弁１の合否を決定することができる。

【００３９】不合格の場合には、この後、シリンダ４の
圧力を降下させた状態で、吹出し音が出ていない場合に
は吹出し音が出るまで圧力調整ネジ１４を緩めて開弁圧
を低くし、所定の範囲よりも下回る圧力で吹出し音が出
た場合には所定の範囲内まで吹出し音が出なくなるよう
に圧力調整ネジ１４を締めて開弁圧を高くする。すなわ
ち、シリンダ４、圧力検出ブロック６及びナット３を付
けたまま安全弁１の開弁圧調整ができる。

【００４０】なお、上記の一実施例においては、圧力検
出ブロック６を設け、この圧力検出ブロック６に圧力検
出素子５を設けているが、圧力検出素子５をシリンダ４
の出力端（上記の一実施例では中空ピストン１６）に圧
力検出素子５を支持させ、このシリンダ４の出力端から
ナット３に作用する圧力を検出するように構成すること
も可能であり、シリンダ４の筒体１５に圧力検出素子５
を支持させ、圧力調整ネジ１４に受け止められる筒体１
５の圧力を検出するように構成することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、安全
弁のステムに連結されるナットと、このナットを介して
ステムを開弁方向に駆動するシリンダと、シリンダとナ
ットとの間に設けた圧力検出素子と、圧力検出素子が検
出したシリンダの圧力を表示する表示装置とを備えるの
で、簡単な構成で、安全弁に掛かる圧力を直接に測定す
ることができ、１回の測定で正確にシリンダの圧力を測
定できる。その結果、安全弁の開弁圧を短時間内に正確
に測定できる。

【００４２】本発明において、特にシリンダとして中空
シリンダを用いる場合には、装置全体を小型で、コンパ
クトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の一実施例の要部の断面図である。

【図３】従来例の原理説明図である。

【図４】従来例の要部の断面図である。

【図５】他の従来例の要部の断面図である。

【符合の説明】

１ 安全弁 ２ ステム ３ ナット ４ シリンダ ５ 圧力検出素子 ７ 表示装置 １４ 圧力調整ネジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 安全弁(1) のステム(2) に連結されるナ
   ット(3) と、安全弁(1) の圧力調整ネジ(14)に受け止め
   られ、上記ナット(3) を介してステム(2) を開弁方向に
   駆動するシリンダ(4) と、シリンダ(4) とナット(3) 、
   又は、安全弁(1) の圧力調整ネジ(14)との間に設けた圧
   力検出素子(5) と、圧力検出素子(5)が検出したシリン
   ダ(4) の圧力を表示する表示装置(7) とを備えることを
   特徴とする安全弁の開弁圧測定装置。