JPS5825189B2 - パイロツト式安全弁のパイロツト弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気又は蒸気配管等の圧力容器の圧力が設定
圧力に達すれば、パイロット弁を介して安全弁を開いて
圧力を逃がすようにしたパイロット式の安全弁において
、この安全弁を開閉制御するためのパイロット弁に関す
るものである。

第４図に示すようにピストン室３と、該ピストン３に嵌
挿したピストン弁体４と、該弁体４によって開閉される
弁座５とを有する安全弁１において、この安全弁１を、
これが取付く圧力容器２内の圧力に応じて開閉制御する
ようにした従来のパイロット弁としては、例えば実開昭
５１−１５２２３号公報の第３図に記載されたものが知
られている。

すなわち、このパイロット弁は前記第４図に符号４０で
示したように、圧力容器２内の一次圧力を背面室４６に
受けるピストン型ブローダウン弁体４３と、安全弁１の
ピストン室３を大気通路４５に開閉するトリツガ弁体４
２とをロッド４４を介して一体的に連結し、前記ブロー
ダウン弁体４３が一次圧力が設定圧力以上になることで
主ばね４１に抗して摺動すると、先づこれと一体のトリ
ツガ−弁体４２が開いて安全弁１のピストン室３を大気
に開放し、や＼遅れてブローダウン弁４３が一次圧力と
ピストン室３との連通を遮断するもので、このものは、
ブローダウン弁体４３及びトリツガ−弁体４２が一次圧
力によって主ばね４１に抗して摺動を始めるときに一次
圧力を受ける受圧面積と、フ胎−ダウン弁体４３及びト
リツガ−弁体４２が前記の摺動位置つまり一次圧力とピ
ストン室３とを遮断した状態に一次圧力によって保持さ
れるときに一次圧力を受ける受圧面積とが、共に背面室
４６の面積に相等して構成されている。

ところが、このようにブローダウン弁体４３及びトリツ
ガ−弁体４２が一次圧力によって主ばね４１に抗して摺
動を始めるときに一次圧力を受ける受圧面積と、ブロー
ダウン弁体４３及びトリツガ−弁体４２が主ばね４１に
抗して摺動して一次圧力とピストン室３を遮断した状態
に一次圧力によって保持されるときに一次圧力を受ける
受圧部とが等しいと、安全弁１のピストン弁体４の開に
よって圧力容器２の一次圧力が所定の吹き止まり圧力ま
で降下する以前において、トリツガ−弁体４．２及びフ
ローダウン弁体４３は主ばね４１によって後退し、換言
すれば、トリツガ−弁体４２及びブローダウン弁体４３
を主ばねに抗した摺動した位置に保持できなくなり、両
弁体の後退によって、安全弁１のピストン室３の大気へ
の連通が遮断されると共にピストン室３には一次圧力が
入ってピストン弁体４が閉じることになる、その結果次
に再度前記の開閉作動を繰り返すいわゆるチャタリング
現象を生じて、耐久性が著しく低下するのであり、また
、このようにトリツガ−弁体４２とブローダウン弁体４
３とをロッド４４を介して一体的に連結することは、ト
リツガ−弁体４２が一次圧力で開くときのリフトを大き
くすることができないから、安全弁１を急全開できず、
安全弁１の吹き始めから全開までの間における圧力容器
の圧力上昇を防止できないのであった。

本発明は、このように圧力容器に取付く安全弁を圧力容
器の一次圧力に応じて開閉制御するパイロット弁におけ
る前記の欠点を解消したものであって、その要旨とする
所は、ピストン室と該ピストン室内の摺動自在に嵌挿し
たピストン弁体とを有する安全弁が取付く圧力容器の圧
力を導入する一次弁室と、大気に連通ずる大気弁室とを
直線状の通孔を介して互に連通し、該通孔に前記安全弁
のピストン室を接続する一力、前記−次弁室内には前記
通孔が一次弁室に開口する弁座を開閉するためのブロー
ダウン弁体を設けて、該ブローダウン弁体を副ばねにて
常閉方向に押圧付勢し、前記大気弁室内には前記通孔が
大気弁室に開口する弁座を開閉するためのトリツガ−弁
体を設けて、該トリツガ−弁体は設定圧調整用の主ばね
にて常閉方向に押圧付勢し、前記フローダウン弁体にお
いてこれに対して一次弁室の圧力が当該ブローダウン弁
体をその弁座に押圧するように作用するときの受圧面積
を、前記トリツガ−弁体においてこれに通孔内の圧力が
当該トリツガ−弁体をその弁座から離すように作用する
ときの受圧面積より適宜大きくし、前記通孔内に摺動自
在に挿入した連接棒の両端を、前記ブローダウン弁体と
トリツガ−弁体とに、トリツガ−弁体が閉のときブロー
ダウン弁体が開き、トリツガ−弁体が開くとブローダウ
ン弁体が閉じるように各々接当し、且つトリツガ−弁体
の外側にはこれを包囲するホップアップリングを設けた
ことにある。

次に本発明を実施例の図面について説明するに、図にお
いて１は空気又は蒸気配管等の圧力容器（図示せず）の
呼び出２に取付く安全弁で、ピストン室３に摺動自在に
嵌挿したピストン弁体４と、該弁体４が着座する弁座５
を備えている。

６は前記圧力容器内の圧力に応じて該安全弁１を開閉す
るためのパイロット弁を示し、このパイロット弁６は弁
本体７内に固着した弁座体８の中心に、該弁座体８の上
下両端部に形成した弁室９，１０を互いに連通ずる直線
状の通孔１１を穿設し、該通孔１１の弁室９，１０開口
部には弁座１２，１３を設け、弁座体８の中途部には前
記通孔１１に連絡する二次室１４を設けて、この二次室
１４をポート１５及び管１６を介して前記安全弁１のピ
ストン室３に接続する。

一力、弁座体８の下部弁室１０をポート１７及び管１８
を介して前記子方容器の呼び出２に接続して一次弁室と
なし、この一次弁室１０には通孔１１の弁座１３に着座
するブローダウン弁体１９を、通孔１１の軸線方向に摺
動自在に設けて、副はね２０にて弁座１３に向って押圧
付勢し、弁座体８の上部弁室９をポート２１を介して大
気に連通して大気弁室となし、この大気弁室９にはトリ
ツガ−弁体２２をガイド筒２３にて通孔の軸線力向に摺
動自在に設け、該トリツガ−弁体２２をばねケース２４
内′の設定圧力調整用の主ばね２５にてスピンドル２６
を介して弁座１２に常時着座するように押圧付勢する。

このブローダウン弁体１９の受圧直径ｄを、トリツガ−
弁体２２の受圧直径りより適宜寸法たけ大きく、換言す
れば、ブローダウン弁体１９に対して一次弁室の圧力が
当該ブローダウン弁体１９をその弁座１３に押圧するよ
うに作用するときの受圧面積を、トリツガ−弁体２２に
対して通孔１１内の圧力が当該トリツガ−弁体２２をそ
の弁座１２から離すように作用するときの受圧面積より
適宜大きくする。

また、前記通孔１１内には両端が両弁体２２，１９に接
当し、トリツガ−弁体２２が弁座１２に着座したときブ
ローダウン弁体１９が弁座１３からリフトＣたけｒくよ
うにした連接棒２７を摺動自在に嵌挿し、弁座体８の上
端外周には、トリツガ−弁体２２の外周を包囲するホッ
プアップリング２８を軸線力向に移動調節可能に螺着し
て成るものである。

なお、図中符号２９はブローダウン弁体１９のストッパ
ー杆、３０は主ばね２５の調節ねじ、３１は前記ホップ
アップリング２８の調節位置でその外周に設けた縦溝３
２に係合させることにより回動不能にロックするねじを
示す。

この構成において、圧力容器内の圧力が主ばね２５によ
る設定圧力Ｐに達していないときは、トリツガ−弁体２
２は弁座１２に着座しフ七−ダウン弁体１９は開いてい
るため、圧力容器内の圧力は管１８からホード１７、一
次弁室１０、通孔１１、二次室１４及び管１６を介して
安全弁１のピストン室３に至り、そのピストン弁体４を
弁座５に押圧するから、安全弁１は圧力の放出を行なわ
ないが、圧力容器内の圧力が設定圧力Ｐに達すれば、ト
リツガ−弁体２２が主ばね２５に抗して上昇することに
より、安全弁１におけるピストン室３内の圧力は通孔１
１から大気に開放されるから、安全弁１のピストン弁体
４が開し）で圧力容器内の圧力が大気中に放出されるこ
とになり、このトリツガ−弁体２２の開と同時にこれに
連動するブローダウン弁体１９が副ばね２０の押圧で弁
座１３に着座して圧力容器からトリツガ−弁体２２及び
二次室１４に至る圧力をカットするので、トリツガ−弁
体２２は成る時間だけ開いたのち閉じることになる。

このトリツガ−弁体２２の閉に伴ってブローダウン弁体
１４が開き、圧力容器内の圧力が通孔１１、二次室１４
及び管１６を介して安全弁１のピストン室３に入り、ピ
ストン弁体４を押し下げることにより、安全弁１吹し出
が止められる作用を行なうのである。

この場合において、トリツガ−弁体２２の開に連動して
閉となるブローダウン弁体２２がないときには、トリツ
ガ−弁体２２は圧力容器２内の圧力が十分に下がってか
らでないと閉じず、この間において圧力容器２内の圧留
が可成り圧力降下（ブローダウン）することになるが、
本発明は前記のように、トリツガ−弁体２２の開に連動
して、ブローダウン弁体１９を閉じ、圧力容器から安全
弁１のピストン室３に至る圧力をカットすることによっ
て、トリツガ−弁体２２が成る時間内に必ず閉じるよう
に構成したので、安全弁１の吹き始めから吹き止までの
間における圧力容器内の圧力降下（ブローダウン）を少
なくすることができるのである。

しかし、ブローダウン弁体１９の受圧面積がトリツガ−
弁体２２の受圧面積と等しいかこれより小さいときには
、ブローダウン弁体１９の閉のとき安全弁１におけるピ
ストン弁体４の開によって圧力容器２内の圧力が僅かに
下がるだけで主ばね２５に負けて所定の吹き止まり圧力
までに下がらない以前に、ブローダウン弁体１９が開く
と同時にトリツガ−弁体２２が閉じて、これに圧力容器
の圧力が作用してこれを開く作用を激しく繰り返すいわ
ゆるチャクリング現象を安全弁１及びパイロット弁６の
両方において生ずることになるが、本発明は、前記のよ
うにブローダウン弁体１９の受圧面積をトリツガ−弁体
２２の受圧面積より大きくしたので、圧力容器２の圧力
が吹き止まり圧力に降下するまでトリツガ−弁体２２を
ブローダウン弁体で開に保持でき、換言すれば圧力容器
２内の圧力が吹き止まり圧力まで下がってからのちブロ
ーダウン弁体１９が開くことになって、安全弁１及びパ
イロット弁６におけるチャクリングを防止できると共に
、トリツガ−弁体２２の受圧面積に対してブローダウン
弁体２２の受圧面積を増大する割合によって吹き止まり
圧力を任意に設定することができる。

すなわち、例えば主ばね２５による設定圧力を１０ｋｇ
／ｆｆｌに、ブローダウン弁体１９の受圧面積をトリツ
ガ−弁体２２の受圧面積の２％増しにすれば、閉時にお
いてフ七−ダウン弁体１９に作用する圧力つまり圧力容
器２内の圧力が設定圧力により２％減の９８ｋｇ／ｉに
なったとき、主ばね２５による下向きの力と、ブローダ
ウン弁体１９を閉に保持する力との平衡がくすれて、ト
リツガ−弁体２２が閉じると同時にブローダウン弁体１
９が開き、以後トリツガ−弁体２２に９８ｋｙ／’ｄま
で下がった圧力が作用しても主ばね２５に抗して開ける
ことができす、安全弁１のピストン弁体４が閉じるから
、吹き止まり圧力は設定圧力よリ２％減の９．８ ｋｇ
／ｆｆｌになると共に、チャクリング現象を生ずること
がないのである。

いま、トリツガ−弁体２２及びブローダウン弁体１９の
弁座口径をり、ｄ、設定圧力をＰ、吹き止まり圧力をＦ
１主ばね２５及び副ばね２０のばね定数をに１．に２、
主ばね２５及び副ばね２０の取付時の撓みを８１．Ｓ２
、そしてブローダウン弁体１９のリフトをＣとして、ト
リツガ−弁体２２が閉でブローダウン弁体１９か開の状
態からトリツガ−弁体２２が開く直前の力関係を求めに
、トリツガ−弁体に上向きに作用するＦｌはＦ１＝で、
主ばね２５による下向きの 力Ｆ２はＦ２−に１δ１であり、Ｆｌ−Ｆ２であるので
、の関係が成立する。

次に、トリツガ−弁体２２が開でブローダウン弁体１９
が閉の状態から、ブローダウン弁体１９が開く直前の力
関係を求めるに、ブローダウン弁体１９を押し下げる力
Ｆ３””Ｋｌ（δ１＋Ｃ）で、で あり、Ｆ３二Ｆ４であるので、 の関係が成立する。

この■式に■式を代入して整理すると、 となり、各部寸法及びはね定数が決まっていればこのと
きの吹き止まり圧力Ｐ′を■式より求めることができ、
吹き止まり圧力Ｐ′が決められているときにはこの吹き
止まり圧力Ｐ′を得るＣ又はｄを■、■式から求めるこ
とができるのであり、設定圧力Ｐから吹き止まり圧力Ｐ
′を引いたブローダウンは、設定圧力の２〜４％にする
ことが容易になる。

また、トリツガ−弁体２２とフ胎−ダウン弁体１９とを
連動する連接棒２７をトリツガ−弁体２２に接当したこ
とにより、トリツガ−弁体はその開の方向には、ブロー
ダウン弁体１９のリフトＣより大きくリフトすることが
できるから、このトリツガ−弁体２２の外周にはこれを
包囲するホップアップリング２８を設けたことによって
、トリツガ−弁体２２はブローダウン弁体１９のリフト
Ｃより太きいリフト位置まで瞬間的に大きい上昇動する
ことになり、安全弁１のピストン室３内の圧力を急放出
して、安全弁１を急全開できるから、安全弁の吹き始め
から全開までの間における圧力容器内の圧力上昇を防止
できるのである。

以上実施例について説明したが本発明は、ピストン室と
該ピストン室内に摺動自在に嵌挿したピストン弁体とを
有する安全弁が取付く圧力容器の圧力を導入する一次弁
室と、大気に連通ずる大気弁室とを直線状の通孔を介し
て互に連通し、該通孔に前記安全弁のピストン室を接続
する一方、前記−次弁室内には前記通孔が一次弁室に開
口する弁座を開閉するためのブローダウン弁体を設けて
、該ブローダウン弁体を副ばねにて常閉方向に押圧付勢
し、前記大気弁室内には前記通孔が大気弁室に開口する
弁座を開閉するためのトリツガ−弁体を設けて、該トリ
ツガ−弁体を設定圧調整用の主ばねにて常閉方向に押圧
付勢し、前記ブローダウン弁体においてこれに対して一
次弁室の圧力が当該ブローダウン弁体をその弁座に押圧
するように作用するときの受圧面積を、前記トリツガ−
弁体においてこれに通孔内の圧力が当該トリツガ−弁体
をその弁座から離すように作用するときの受圧面積より
適宜大きくし、前記通孔内の摺動自在に挿入した連接棒
の両端を、前記ブローダウン弁体とトリツガ−弁体とに
、トリツガ−弁体が閉のときフ七−ダウン弁体が開き、
トリツガ−弁体が開くとブローダウン弁体が閉じるよう
に各々接当し、且つトリツガ−弁体の外側にはこれを包
囲するホップアップリングを設けたことを特徴とするも
のであって、安全弁をパイロット弁によって制御する場
合において、ブローダウンが少なく、且つ安全弁の全開
までの間における圧力上昇を防止できるから、圧力容器
内の圧力を、設定圧力以下でこれに近似した狭い圧力範
囲に確実且つ正確に保つことができ、しかも、設定圧力
を越えることがないので安全であり、更に本発明によれ
ば安全弁及びパイロット弁におけるチャタリング現象を
防止できるから、その耐久性を向上できるのであり、ま
た、本発明は、一次弁室と大気弁室とを直線状の通孔で
連通し、該通孔内に摺動自在に挿入した連接棒の両端を
トリツガ−弁体とブローダウン弁体とに接当して、互に
逆作動するようにしたのでトリツガ−弁体とブローダウ
ン弁体の逆作動が円滑にできると共に、前記計算通りに
確実に且つ正確に作動でき、その上、トリツガ−弁体、
ブローダウン弁体及び連接棒を別々にカロ王できるので
その加工が簡単である効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は安全弁及びパイロット弁の縦断正面図、第２図
は第１図の■−■視断面断面図３図はパイロット弁の要
部拡大図、第４図は従来例を示す図である。 １・・・・・・安全弁、３・・・・・・ピストン室、４
・・・・・・ピストン弁体、５・・・・・・弁座、６・
・・・・・パイロット弁、１１・・・・・・通孔、１０
・・・・・・一次弁室、９・・・・・・大気弁室、１３
・・・・・・弁座、１２・・・・・・弁座、１４・・・
・・・二次室、１９・・・・・・ブローダウン弁体、２
０・・・・・・副ばね、２２・・・・・・トリツガ−弁
体、２５・・・・・・主ばね、２１・・・・・・連接棒
、２８・・・・・・ホップアップリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ピストン室と該ピストン室内に摺動自在に嵌挿した
   ピストン弁体とを有する安全弁が取付く圧力容器の圧力
   を導入する一次弁室と、大気に連通ずる大気弁室とを直
   線状の通孔を介して互に連通し、該通孔に前記安全弁の
   ピストン室を接続する一刀、前記−次弁室内には前記通
   孔が一次弁室に開口する弁座を開閉するためのブローダ
   ウン弁体を設けて、該ブローダウン弁体を副ばねにて常
   閉方向に押圧付勢し、前記大気弁室内には前記通孔が大
   気弁室に開口する弁座を開閉するためのトリツガ−弁体
   を設けて、該トリツガ−弁体を設定圧調整用の主ばねに
   て常閉方向に押圧付勢し、前記ブローダウン弁体におい
   てこれに対して一次弁室の圧力が当該ブローダウン弁体
   をその弁座に押圧するように作用するときの受圧面積を
   、前記トリツガ−弁体においてこれに通孔内の圧力が当
   該トリツガ−弁体をその弁座から離すように作用すると
   きの受圧面積より適宜大きくし、前記通孔内に摺動自在
   に挿入した連接棒の両端を、前記ブローダウム弁体とト
   リツガ−弁体とに、トリツガ−弁体が閉のときブローダ
   ウン弁体が開き、トリツガ−弁体が開くとブローダウン
   弁体が閉じるように各々接当し、且つトリツガ−弁体の
   外側にはこれを包囲するホップアップリングを設けたこ
   とを特徴とするパイ田ント弐安全弁のパイロット弁。