JPH09280399A - 安全弁 - Google Patents

安全弁

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JPH09280399A
JPH09280399A JP9682696A JP9682696A JPH09280399A JP H09280399 A JPH09280399 A JP H09280399A JP 9682696 A JP9682696 A JP 9682696A JP 9682696 A JP9682696 A JP 9682696A JP H09280399 A JPH09280399 A JP H09280399A
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JP
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poppet
hole
pressure
temperature
seat
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JP9682696A
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Minoru Matsuda
実 松田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁開圧を温度に依存しないようにし、コスト
ダウンを図った安全弁をえる。 【解決手段】 先端に出口穴を持ち基端に流体の入口と
なる複数の穴を持つ入口内筒を有する筒形のケース、入
口内筒の前部にスプリングを介して摺動可能に配置され
前部が円錐台形のポペット、ケースの前部に配置され中
央に穴を持つとともに同穴の位置の弾性復元手段を持つ
ポペット座、複数の穴を持つ円板形で出口穴の周辺部の
内側に前面の周辺部が取付けられ後面中央に突起を持つ
ストッパを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はロケットのエンジン
など、温度範囲の広いシステムに適用される安全弁に関
する。
【0002】
【従来の技術】図8に従来の安全弁を示す。筒形のケー
ス1の基端には入口穴fとなる筒形の入口内筒7があ
る。また先端には出口穴gを持つ。入口内筒7の入口近
傍には流体の入口となる複数の穴aを持つ。また前部は
内径の大きい段差に形成されている。そしてこの段差部
は円錐台形のポペット2aがスプリング5を介して摺動
可能に配置されている。ポペット2aの先端部周囲には
シール6が設けられている。
【0003】ケース1の前部には金属製ベローズ8に接
続された、中央に穴を持つポペット座3が摺動可能に配
置されている。
【0004】ケース1の出口穴g部にストッパ4が配置
されている。ストッパ4は複数の穴bを持つ円板形で、
後面中央に突起cを持つ。突起cの先端はポペット2a
の前方の所定の位置にある。円板形の前面の周辺部が出
口穴gの周辺部の内側に取付けられている。
【0005】以上において、作動流体の入口の圧力が上
昇しはじめると、ポペット2aおよびポペット座3が下
方へ移動しはじめる。さらに入口圧力が上昇すると、ポ
ペット2aがストッパ4の突起cの先端にあたり、ポペ
ット2aの移動が止められる。しかし、ポペット座3は
入口圧力上昇と共に、さらに下方へ移動し、シール6部
が開き流体が流れ始める。入口圧力の上昇にともないシ
ール6の開口面積が大きくなり、放出流量が増加する。
【0006】作動温度が低下した場合、ベローズ8のバ
ネ定数が大きくなる。従って弁開圧力が温度低下にとも
なって上昇する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の安全弁は次
のような問題点があった。
【0008】(a) 弁開圧力が温度低下にともなって
上昇するため、弁開圧力が変化しても問題ないように安
全弁の弁開圧力調整幅を小さく抑える必要がある(図9
参照)。
【0009】(b) このため、製造時の精度を高くす
る必要がある。
【0010】(c) または弁開圧力が上昇する低温時
にあわせて、安全弁を装着するシステムの耐圧圧力Pm
を上げる必要がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。すなわち、 (1) 先端に出口穴を持ち基端に流体の入口となる複
数の穴を持つ入口内筒を有する筒形のケースと、上記入
口内筒の前部にスプリングを介して摺動可能に配置され
前部が円錐台形のポペットと、上記ケースの前部に配置
され中央に穴を持つとともに同穴の位置の弾性復元手段
を持ち上記ポペットの前部が同穴に当るポペット座と、
複数の穴を持つ円板形で上記出口穴の周辺部の内側に前
面の周辺部が取付けられ後面中央に先端が前記ポペット
の前方の所定位置に達する突起を持つストッパとを備
え、上記ポペットは樹脂製である。
【0012】以上において、常温の場合は、作動圧(弁
開圧)になるとポペットはストッパに当り、ポペット座
が押され、その穴部から流体は流出する。
【0013】低温の場合、ポペット座の穴の弾性復元手
段のバネ定数は大きくなる。一方ポペットは樹脂製であ
るため、熱収縮係数は大きいので、錐面の頂角(径およ
び長さ)が小さくなる。
【0014】ここで、作動圧(弁開圧)のとき、ポペッ
ト座の圧力による穴の位置の変移量の減少分(常温時に
対する)と、ポペット頂面の穴に対する相対位置のずれ
量(熱収縮により発生)とを等しく設定しておく。する
と作動圧になったとき、低温時でも常温時と同様にスト
ッパの突起にポペット頂面が当り、流体はポペット座の
穴から流出する。
【0015】このようにして弁開圧力(作動圧)が温度
に依存しないようになる。
【0016】(2) 中央に穴を持つポペット座と、上
記穴に錐面が当る一端部が円錐形または円錐台形のポペ
ットと、同ポペットの位置の弾性復元手段とを備え、上
記ポペットは樹脂製である。
【0017】以上において、例えば低温になった場合、
ポペットの位置の弾性復元手段のバネ定数は大きくな
る。一方ポペットは樹脂製であるため、熱収縮係数は大
きいので、錐面の頂角が小さくなる。従ってポペットの
ポペット座の穴の位置に対するずれ量だけ、弾性復元手
段の変移量は相殺される。すなわち、バネ定数が同じな
らば復元力(作動圧)が小さくなる。そこでバネ定数の
増加とずれ量による復元力の変化が相殺されるように設
定すると、低温になっても同一の作動圧でポペットは作
動する。
【0018】このようにして、温度により弁開圧力(作
動圧)は影響されない。
【0019】
【発明の実施の形態】
(1−a) 本発明1の実施の第1形態を図1〜図3に
より説明する。なお、従来例で説明した部分は、同一の
番号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体
に説明する。
【0020】図1にて、円錐台形のポペット2は樹脂製
である。ポペット座3の前面は金属製のベローズ8に接
続されている。これが弾性復元手段である。
【0021】以上において、例えば低温になった場合、
ベローズ8のバネ定数は大きくなる。一方ポペット2は
樹脂製であるため、熱収縮係数は大きいので、図2
(a)に示すように錐面の頂角が小さくなる(径が小さ
くなる)。図中L0 は常温時のポペットとストッパ間距
離、L1 は低温時のポペットとストッパ間距離。
【0022】ここで、作動圧のとき、ポペット座3の圧
力による穴の位置の変移量(移動量)の減少分(常温時
の変移量−低温時の変移量)と、ポペット2頂面の穴に
対する相対位置のずれ量δとを等しく設定しておく。す
ると作動圧になったとき、低温時でも常温時と同様にス
トッパ4の突起にポペット2頂面が当り、流体はポペッ
ト座3の穴から流出する。
【0023】弁開圧力低下量は図2(b)に示すよう
に、錐面dの接触角度θにより変化させることができ、
角度は最適値になるよう設定される(θ小のときδ、大
のときδ1 )。
【0024】このようにして弁開圧力(作動圧)が温度
に依存しないようになる。
【0025】従ってこの安全弁の特性は図3のようにな
り、システム耐圧力Pmを従来と同一とすればバルブ調
整幅が大きくとれる。すなわち、製作精度をおとすこと
ができる。またバルブ調整幅を小さくとり、システム耐
圧力Pmを従来より低く設定することもできる。
【0026】(1−b) 本発明1の実施の第2形態を
図4に示す。本形態はケース1aを2分割形として、分
割部にダイヤフラム式のポペット座3aを設けたもので
ある。作用は第1形態とほぼ同様である。なお図中点線
は低温時を示す。
【0027】(2−a) 本発明2の実施の第1形態を
図5により説明する。ケース11の基端中央には穴aが
あり、この穴が入口穴fであり、かつこの穴部分がポペ
ット座となる。また側面には複数の出口穴gがある。ポ
ペット12は一端部が円錐形の樹脂製である。ポペット
12はケース11内に、錐面が穴fに当るようにスプリ
ング13を介して配置される。
【0028】以上において、常温時は、ポペット12に
作用する流体の圧力がスプリング13の復元力より大き
くなると、流体は出口穴gへ流れる。
【0029】低温になった場合、スプリング13のバネ
定数は大きくなる。一方ポペット12は樹脂製であるた
め、熱収縮係数は大きいので、錐面の頂角が小さくなる
とともに全体が収縮する(図5の点線参照)。従ってポ
ペット12のポペット座の穴fの位置に対するずれ量
(R1 −R0 )だけ、スプリング13の変形量は相殺さ
れる。すなわち、バネ定数が同じならば、復元力(作動
圧)が小さくなる。そこでバネ定数の増加とずれ量によ
る復元力の変化が相殺されるように設定すると、低温に
なっても同一の作動圧でポペット12は作動する。
【0030】このようにして、温度により弁開圧力(作
動圧)は影響されない。
【0031】従ってこの安全弁の特性は図3のようにな
り、システム耐圧力Pmを従来と同一とすればバルブ調
整幅が大きくとれる。すなわち、製作精度をおとすこと
ができる。またバルブ調整幅を小さくとり、システム耐
圧力Pmを従来より低く設定することもできる。
【0032】(2−b) 本発明2の実施の第2形態を
図6により説明する。ケース15の基端中央には入口穴
fがあり、先端には複数の出口穴gがある。また中央に
はフランジeが設けられている。
【0033】フランジdと入口穴f間に中央に穴のある
樹脂製のポペット座16が皿バネ17を介して配置され
る。さらに一端部が円錐台形の樹脂製のポペット12a
がスプリング13を介して配置される。
【0034】以上において、ポペット座16も低温時、
収縮することを除いて、作用および効果は第1形態とほ
ぼ同様である。なお、図中点線は低温の場合を示す。
【0035】(2−c) 本発明2の実施の第3形態を
図7に示す。両端開の筒形のケース18の前部にはフラ
ンジeがある。ケース18の先端の穴が出口穴g兼ポペ
ット座となる。
【0036】平頭のポペット軸19の平頭部に、一端部
が円錐台形で、中央に穴のある樹脂製のポペット12b
が、同軸に配置される。またポペット軸19の基端部に
は止め輪20が同軸に取付けられている。
【0037】このポペット軸19はケース18内に同軸
に配置され、止め輪20とフランジd間にスプリング1
3が設けられている。
【0038】以上において、作用および効果は第1形態
とほぼ同様である。なお図中点線は低温の場合を示す。
【0039】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
弁開圧力が温度に依存しなくなる。したがって、弁開圧
の調整幅を大きくとれるので、安全弁の製作精度要求が
厳しくなくなり、コストダウンが図れる。または系統の
設計最大圧力を小さくでき、コストダウンや信頼性の向
上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明1の実施の第1形態の断面図である。
【図2】同第1形態の作用説明図である。
【図3】同第1形態の作用説明図である。
【図4】本発明1の実施の第2形態の断面図である。
【図5】本発明2の実施の第1形態の断面図である。
【図6】本発明2の実施の第2形態の断面図である。
【図7】本発明2の実施の第3形態の断面図である。
【図8】従来例の断面図である。
【図9】同従来例の作用説明図である。
【符号の説明】
1,1a,11,15 ケース 2,12,12a ポペット 3,3a,16 ポペット座 4 ストッパ 5,13 スプリング 6 シール 7 入口内筒 8 ベローズ 17 皿バネ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に出口穴を持ち基端に流体の入口と
    なる複数の穴を持つ入口内筒を有する筒形のケースと、
    上記入口内筒の前部にスプリングを介して摺動可能に配
    置され前部が円錐台形のポペットと、上記ケースの前部
    に配置され中央に穴を持つとともに同穴の位置の弾性復
    元手段を持ち上記ポペットの前部が同穴に当るポペット
    座と、複数の穴を持つ円板形で上記出口穴の周辺部の内
    側に前面の周辺部が取付けられ後面中央に先端が前記ポ
    ペットの前方の所定位置に達する突起を持つストッパと
    を備え、上記ポペットは樹脂製であることを特徴とする
    安全弁。
  2. 【請求項2】 中央に穴を持つポペット座と、上記穴に
    錐面が当る一端部が円錐形または円錐台形のポペット
    と、同ポペットの位置の弾性復元手段とを備え、上記ポ
    ペットは樹脂製であることを特徴とする安全弁。
JP09682696A 1996-04-18 1996-04-18 安全弁 Expired - Lifetime JP3442926B2 (ja)

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