JPH0799209B2

JPH0799209B2 - 安全弁装置

Info

Publication number: JPH0799209B2
Application number: JP63283250A
Authority: JP
Inventors: 剛今西
Original assignee: FUKUI SEISAKUSHO CO., LTD.
Current assignee: FUKUI SEISAKUSHO CO., LTD.
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH02129473A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、プラントの圧力流体流路管、ボイラ等の内
部に圧力流体を有する機器内の圧力が一定圧以上となっ
たとき、その圧を逃がして、機器の損傷を防止する安全
弁装置に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

上記安全弁装置としては、弁棒を重錘またはばねにより
弁座に押しつけて成る構成の安全弁が一般的で、ばねに
よるものは、実施例を示す第１図において、シリンダ18
部分を除去して圧縮空気ａの影響をなくした構成であ
り、ばね14により、実線のごとく、弁体13を弁座11に圧
接し、流体流路Ａ内が所定圧力以上になると、その圧力
により、同図鎖線のごとく、ばね14に抗して弁棒12が押
し上げられて、弁体13が弁座11から離れて吹き出し作用
をなす。

また、重錘によるものは、前述のばねのものにおいて、
そのばねの代わりに弁棒12に重錘を嵌め、重錘の重量に
より、弁体13を弁座11に圧接する構成であり、流体流路
Ａ内が所定圧力以上になると、その圧力により、重錘の
重さに抗して弁棒12が押し上げられて、弁体13が弁座11
から離れて吹出し作用をなす。

しかしながら、この安全弁は、重錘、又はばねによる機
械的動作によるため、開閉点付近での洩れが多い。この
ため、運転圧力と安全弁の作動圧力が近い場合（例えば
差圧４％前後の場合）には、前記洩れが安全弁に悪影響
を与えて、運転に支障が生じる。とくに、前洩れが問題
となる。

また、前記弁棒をエヤシリンダにより動作するように成
し、被制御系のセンサーによりそのエヤシリンダを制御
して弁棒を動かして弁を開閉するものもある。このもの
は、前記ばね等の機械的なものに比べ動作が正確である
ため、前記開閉点付近の洩れを少なくし得るが、停電等
により制御し得なくなったとき、全く無用のものとな
る。安全弁は、そのような場合にも作用を成すものでな
いと使用し得ない。

この発明は、以上の点に留意し、動作が正確で、かつ、
停電時等においても安全弁の作用をなす装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明にあっては、圧力流
体流路管、ボイラ等の内部に圧力流体を有する機器に付
設され、弁棒を介して弁体を重錘またはばねにより弁座
に押しつけて閉弁し、前記機器内の圧力が一定圧以上に
なると、その圧力により重錘、またはばねに抗して弁体
が弁座から離れて開弁し、前記機器内の圧力を一定圧以
下に保つ安全弁において、その安全弁のケーシングに、シリンダを前記弁棒の軸方
向に付設し、このシリンダに、前記弁棒を挿通するとと
もに、その弁棒の係止部に係止可能なピストンを設け
て、このピストンは、シリンダに対し、弁棒の前記閉弁
状態から開弁状態の前記係止部の移動する両端位置以上
移動自在なものとし、前記シリンダ内のピストン両側に、切換弁を介して圧縮
空気を交互に流入自在とし、この切換弁を、前記機器に
付設の圧力センサーにより制御し、かつ、前記ピストンは、前記シリンダ内に圧縮空気が流
入されていないときには、前記シリンダ内のばねによ
り、弁棒との係止部が、前記弁棒の係止部からその係止
部の前記開弁状態の位置以上離れるように設定されてい
る構成としたのである。

〔作用〕

このように構成される安全弁装置は、まず、安全弁の開
弁、閉弁動作（吹き出し・吹き止まり作用）が、機器内
の所定圧力でなされるようにばね等が調整されるととも
に、圧力センサーがその所定圧力と同じか又は少し高い
圧力で切換弁の切換え信号を発するように調整される。

いま、機器内が所定圧力以下においては、切換弁によ
り、シリンダ内の弁棒を弁座に圧接する側に圧縮空気が
印加されて、ピストンが弁棒係止部に係止して弁棒を押
し、これにより、弁棒を介し弁体が弁座に圧接して確実
に閉弁している。このため、機器内が所定圧力に達しな
いかぎり、ピストンが移動せず、その閉弁状態は維持さ
れ、前洩れを生じない。

つぎに、機器内が所定圧力に達すると、安全弁は開放し
ようとするが、このとき、圧力センサーの動作設定値が
その所定圧力であれば、その検出信号により切換弁が動
作されて、シリンダ内の弁棒を弁座に圧接する側が解放
されるとともに、反対側に圧縮空気が印加され、ピスト
ン弁棒の開放状態位置以上に離れ、機器内圧により、ば
ね又は重錘に抗して、弁棒を介し弁体が弁座から離れて
開弁され、吹き出し作用がなされる。また、圧力センサ
ーの動作設定値が、前記所定圧力以上であれば、その設
定値に機器内の圧力が達した時に前記吹き出し作用がな
される。

この吹き出し状態において、機器内の圧力が降下し、圧
力センサーの動作設定値に達すると、その検出信号によ
り切換弁が前述とは逆に切換えられてピストンが下降
し、弁体が弁座に圧接されて開弁される。

一方、停電等により圧力センサーの動作が停止した時、
又は圧縮空気の供給が断たれた時（シリンダが制御不能
となった時）、ばねにより、ピストンは、弁棒の係止部
からその開弁状態の位置以上離される。このため、安全
弁は、シリンダ内から何の作用も受けることなく、自分
自身のばね又は重錘により開弁、閉弁動作を行なって機
器内を一定圧力以下に保つ。

すなわち、この安全弁装置は、圧力センサーが動作し得
るときには、圧力センサーによって開弁、閉弁作用をな
し、それらの動作が不能となれば、安全弁自身の機械的
作用によって開弁、閉弁作用をなす。

〔実施例〕

第１図に示すように、流体流路Ａの管に安全弁Ｂが付設
されている。安全弁Ｂは、ケーシング10が流体流路Ａの
孔に水密に取り付けられ、このケーシング10内に、弁座
11及び弁棒12が設けられている。弁棒12はその先端に弁
体13を有し、この弁体13が弁座11に接離することにより
開弁・閉弁作用がなされる。弁棒12にはばね14を介設し
た対のばね押え15a、15bが設けられ、一方のばね押え15
aは弁棒12のリング16により下方の移動が阻止され、他
方のばね押え15bはケーシング10にねじ込まれた案内筒1
7により上方への移動が阻止されており、案内筒17のね
じ込み量を調整することにより、ばね14の圧縮度が調整
され、開弁・閉弁の作用圧力が決定される。

上記安全弁Ｂのケーシング10には、シリンダ18が弁棒12
の軸方向に付設されており、このシリンダ18内に弁棒12
が挿通しているとともに、ピストン19は作動部19a（弁
棒12との係止部）と操作部19bとから成り、作動部19aが
弁棒12の係止部20a、20bの間に位置し、操作部19bはば
ね21により上方に付勢さている。このばね21の付勢力
は、シリンダ18内に圧縮空気ａが印加されていない時、
ピストン19の作動部19aが開弁状態の下方の係止部20aの
位置（第１図の１点鎖線の位置）以上離れるように設定
されている（第１図の状態）。

上記シリンダ18のピストン19両側には、圧縮空気ａの出
入口21a、21bがそれぞれ形成され、この出入口21a、21b
に、３ポートの電磁切換弁22と５ポートの電磁切換弁23
を介して低圧の圧縮空気ａが接続されている。両切換弁
22、23はコントローラ24に接続され、このコントローラ
24は、流体流路Ａに設けた圧力センサー25の検出信号に
基づき、両切換弁22、23を制御する。すなわち、切換弁
22、23は、その各ポートが出入口21a、21b、圧縮空気ａ
及び外気に、（ａ）停電等により制御できない場合、そ
の内蔵ばねにより第４図（ａ）に示すように接続され、
（ｂ）圧力センサー25が吹き止まり圧を検出した場合
（流路Ａ内が吹き止まり圧以下の場合）、同図（ｂ）に
示すように接続され、（ｃ）圧力センサー25が吹き出し
圧を検出した場合（流路Ａ内が吹き出し以上の場合）、
同図（ｃ）に示すように接続される。

実施例は、以上のように構成されており、つぎにその作
用について説明する。

まず、安全弁Ｂの開弁圧（吹き出し圧）を4.00kgf/cm
²G、閉弁圧（吹き止まり圧）を3.35kgf/cm²Gとし、圧力
センサー25の吹き出し圧を4.10kgf/cm²G、吹き止まり圧
を3.99kgf/cm²Gに設定し、コントローラ24によって制御
すると、流路Ａ内圧力が4.10kgf/cm²G以下の場合には、
第４図（ｂ）に示すように、切換弁22、23により、出入
口21aに圧縮空気ａが印加されて、ピストン19が第２図
のごとく下降し弁棒12を介し弁体13が弁座11に圧接して
確実に閉弁している。

つぎに、流路Ａ内の圧力が上昇して4.10kgf/cm²Gに達す
ると、それを圧力センサー25が検出してコントローラ24
が第４図（ｃ）に示すように、切換弁22、23を制御し、
出入口21bに圧縮空気ａが印加され、ピストン19が上昇
して第３図の状態となって、上方の係止部20bを押し上
げ、弁棒12が上昇して開弁される。すなわち、吹き出し
作用がなされて流路Ａの保護がなされる。

この吹き出し状態において、流路Ａの圧力が降下し、3.
99kgf/cm²Gとなると、それを圧力センサー25が検出して
コントローラ24が第４図（ｂ）に示すように切換弁22、
23を制御し、出入口21aに圧縮空気ａが印加され、ピス
トン19が第２図のごとく下降して係止部20aを押し下
げ、弁棒12が下降して、3.93kgf/cm²Gで閉弁する。

以上の動作が繰り返されて、流路Ａ内が一定圧以下に保
たれる。その結果を表１に示す。なお、表２、表３に圧
力センサー25の設定圧を変えた場合の作用圧を示す。

一方、停電時により、コントローラ24の制御が不能にな
ると、切換弁22、23は第４図（ａ）に示す状態となり、
ばね21により、ピストン19は第１図実線の状態である弁
棒12の係止部20aよりその開弁状態の位置以上離れる。
この状態では、安全弁Ｂはシリンダ18内のピストン19の
作用を何ら受けることなく、ばね14により開弁・閉弁作
用を行なう。その作用は表４のごとくであった。

この実施例では、吹き止まり作用が、シリンダ18内のピ
ストン19の応答遅れのため、圧力センサー25の設定値よ
りずれる。このため、このずれを考慮して吹き止まり圧
を設定するとよい。

また、圧縮空気ａの圧力は、弁棒12が座屈しない程度で
高ければ高いほどよく、圧縮空気ａとしては、工場内等
に配設されたエアライン等を適宜に使用する。

なお、「請求の範囲」でいう係止部は下方の係止部20a
が該当し、上方の係止部20bは必ずしも必要でない。係
止部20bがない場合には、ピストン19による弁棒12の押
し上げ作用はなされず、流路Ａ内の圧力により、弁体13
は弁棒12を介しばね14に抗し上昇して開弁する。このと
き、流路Ａ内圧力は安全弁Ｂの吹き出し圧に達している
ため、その開弁動作は機敏である。

また、吹き出し圧、吹き止まり圧は、実施例の値に限定
されず、被制御系（機器）に応じて適宜に設定し得るこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明は、以上のように構成したので、前洩れもな
く、被制御系である機器内の圧力を一定圧以下に保つと
ともに、圧力センサーの設定値の変更により、制御圧力
を容易に調整できる。

また、停電等によって圧力センサーが動作しなくなって
も、作用に何ら支障が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明に係る安全弁装置の一実施
例の各作用概略図、第４図（ａ）〜（ｃ）は作用説明図
である。Ａ……流体流路、Ｂ……安全弁、10……ケーシング、11
……弁座、12……弁棒、13……弁体、14……ばね、18…
…シリンダ、19……ピストン、20a、20b……係止部、21
……ばね、21a、21b……出入口、22、23……切換弁、24
……コントローラ、25……圧力センサー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力流体流路管、ボイラ等の内部に圧力流
体を有する機器に付設され、弁棒12を介して弁体13を重
錘またはばね14により弁座11に押しつけて閉弁し、前記
機器内の圧力が一定圧以上になると、その圧力により重
錘、またはばね14に抗して弁体13が弁座11から離れて開
弁し、前記機器内の圧力を一定圧以下に保つ安全弁Ｂに
おいて、その安全弁Ｂのケーシング10に、シリンダ18を前記弁棒
12の軸方向に付設し、このシリンダ18に、前記弁棒12を
挿通するとともに、その弁棒12の係止部20aに係止可能
なピストン19を設けて、このピストン19は、シリンダ18
に対し、弁棒12の前記閉弁状態から開弁状態の前記係止
部20aの移動する両端位置以上移動自在なものとし、前記シリンダ18内のピストン19両側に、切換弁22、23を
介して圧縮空気ａを交互に流入自在とし、この切換弁2
2、23を、前記機器に付設の圧力センサー25により制御
し、かつ、前記ピストン19は、前記シリンダ18内に圧縮空気
ａが流入されていないときには、前記シリンダ18内のば
ね21により、弁棒12との係止部19aが、前記弁棒12の係
止部20aからその係止部20aの前記開弁状態の位置以上離
れるように設定されていることを特徴とする安全弁装
置。