JPS6046304B2 - 安全圧力リリーフアセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、過剰な加圧および過剰な減圧から生ずる容器
等の破裂を未然に防止し得るのに好適な安全圧カリリー
フアセンブリの改良に関する。

一般に、容器の内圧が過大（高い加圧状態）又は過小（
高い真空状態）になつたとき容器がそのＩ’横１）和男
審判官池１）佳弘実公 昭３３−６７７２（ＪＰ、Ｙ
１） 内外圧によつて破裂するのを防止するためにこれら過大
圧又は過小圧を正常な圧力状態にするいわゆるラプチユ
ア（破裂）ディスクタイプの圧カリリーフアセンブリが
知られている。

従来、この種のアセンブリとしては例えば米国特許第３
８８１６２吟に示された如き正圧用リリーフラプチユア
デイスクと米国特許第３８３４５８１号に示された如き
切断刃とを組合せたものが使用されていた。

しカルながら、かかる従来のアセンブリでは溶器内の圧
力が変動すると、その圧力の大きさがたとえシーリング
ディスクを破裂する圧力に達しなくてもシーリングディ
スクがその圧力変動によつて破裂してしまつたり又はそ
の圧力変動によつて変形し対向する切断部材に接触して
切断してしまつたりするおそれがあつた。

本発明の目的は上述の如き従来技術の欠点を改善した安
全圧カリリーフアセンブリを提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明では流体の通路を閉
じるように配置された可撓性のシーリングデイスクと、
該シーリングディスクの一側に間隔をあけて配置され且
つ該シーリングディスクを切断する切断刃を有する切断
部材と、前記シーリングディスクと切断部材との間に配
置されシーリングディスクを所定の圧力まで切断部材の
切断刃に接触しないように支持する複数のステイを有す
るシーリングディスクの支持部材と、前記シーリングデ
ィスクの切断部材とは反対側に配置されたリリーフアセ
ンブリとを備え、該リリーフディスクは前記シーリング
ディスクが所定の圧力まで破裂しないようにシーリング
ディスクを支持し且つ流体を通す複数の孔を有するとい
う構成をとることによつてシーリングディスクが所望の
破裂圧力以外で破裂する危険を未然に防止するようにし
たものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

図面を詳細に参照すると、符号１は本発明を実施する安
全圧力リリーフアセンブリの一例を全体的に示す（第４
図）。

このアセンブリは外周にボルト６用の数個の穴７のあい
た一対の普通の環状バイブフランジ４，５の間に締めつ
けられた入口支持リング２と出口支持リング３との間に
設置されている。しかし他のタイプの固定装置、例えば
、ディスクフランジとして同一締めつけ面間に固定され
ているフランジを持つ中央リング内にディスク切断部材
が支持されている米国特許第３８３４５８１号に示され
る固定装置にも本発明の範囲から逸脱することなく使用
され得る。このタイプの装置について入口支持リング２
と出口支持リンーグ３とは必要とされず、実質的にバイ
ブフランジ４，５がその代わりに機能し得る。このアセ
ンブＩ川は、通常、超過大な加圧と減圧とに対する保護
を目的として圧力容器に連通する圧力リリーフ通路８内
外へのフロー（流体の流！れ）を阻止する。

このアセンブリの作動時、正即ち前方のフロー９（第５
図参照）と逆のフロー１０（第６図参照）がリリーフ通
路８の延長である出口通路１１を通つて流れる。このア
センブリ１は、環状のフランジ部分１４に凹凸部分１３
が接続されている米国特許第３８８１６四号に示された
ものと類似した前方破裂型のリリーフディスク１２を有
している。

本実施例ではフランジ部分は平担であるが、既知の３０
度角シートやその他の角シート形状のフランジが本発明
の範囲から逸脱することなく使用され得る。凹凸部分１
３はスリット１５を有し、これらスリットは中央部分１
６からフランジ部分１４の近く迄放射状に外方に延びて
複数の扇形リーフ１７を形成し、第５図に示された如く
圧力破裂に際し、中央部分１６に亀裂が生じてリリーフ
ディスクを後述する如く開放せしめる。リリーフディス
ク１２は更に扇形リーフ１７を貫通する複数の孔１８を
ノ有し、後述するシーリングディスクが無い場合に破裂
することなく両方向における急速な流体のフローがその
凹凸部分１３を通して行なわれる。シーリングディスク
２２は種々の気体を通さず、可撓性で、変形し易く、比
較的薄い０．００１〜・０．００５インチ（イ）．０２
ｗｎ−０．１ｗｕｎ）の厚さのテフロンの様な合成樹脂
を含む材料によつて作られ、この材料は規定の圧力差範
囲内てゆがみに対して大きな抵抗性を持たず、更に多数
回の圧力サイクルに対してわずかに変形される時でも本
質的な疲れ特”性を受けることはない。極度に薄い金属
類が、ある条件下で、これらの規格に適合できることも
ある。シーリングディスク２２は環状のフランジ部分２
３を有し、このフランジ部分はシーリングディスクがリ
リーフディスク１２に組込まれたときそのリリーフディ
スクのフランジ部分１４と少なくとも部分的に重なり合
う。

所望ならフランジ部分１４，２３間に適当なガスケット
シールを組込んでもよい。このシーリングディスクは中
央の凹凸部分２４を有し、この凹凸部分は組立時リリー
フディスクの凹凸部分１３の中に嵌合されて孔１８を通
常閉塞してこの孔を通る前方向のフロー９を止めている
。このリリーフディスク１２とシーリングディスク２２
とは第１図に示すようにシーリングディスク２２の凹面
２５に対して所定の点まで加えられた圧力リリーフ通路
８内の正の圧力差に耐え得る。シーリングディスクの支
持部材３０が金属や合成樹脂など各種の材質で作られ、
この実施例では環状のフランジ３１を有している。

このフランジはシーリングディスクのフランジ部分２３
と少なくとも部分的に共通の部分をもつている。支持部
材は又これと一体の３本のフィンガー即ちステイ３２を
有している。これらステイ３２は、サドル状の構造を形
成し、フランジ３１の内方向および軸方向に延びてシー
リングディスク２２の凹面２５と支持係合するか又はそ
の近接位置に配置されている。又、これらステイは、フ
ランジ固定点３３から通路３５上を角度をつけて同様の
固定点３４へそれぞれ伸びる比較的薄く伸長する曲面状
のブリッジから成つている。個々のステイの構造は円周
的に対称的なパターンを示す３本の脚より構成され、隣
り合つたステイの脚は第４図に示される如く略平行で３
本の溝のある、星状隙間３６を形成するように間隔があ
けられている。

切断部材４０が例えば溶接などの方法によつて入口支持
リング２に適当に固定されている。

この辺断部材は軸方向に突出する中心部分４１とこの中
央部分から半径方向に延びる３つの脚４２とを備えてい
る。夫々の脚４２はシーリングディスクの凹面２５から
軸方向に間隔をあけて位置決めされ且つ凹凸部分２４の
略横幅に亘つて延びている長く鋭い刃４３を有する。こ
れら刃４３は通路８の内面の所で略水平であり通路の中
に近づくにつれて中心部分４１に対し３０度位の鋭い角
度で盛り上がり、（第１図の上方参照）、シーリングデ
ィスク凹面２５に近接する略ピラミッドの形状を有して
いる。ステイ３２は切断部材４０と所定の間隔で位置す
るので、３本の溝を持つ隙間３６は中心と円周上で切断
部材である刃４２と整列しておりそこでシーリングディ
スク２２は、第１図および第４図に示されたシーリング
ディスクがたわむ際に切断されるように放射状に刃に対
向している。

ステイ３２はシーリングディスクの凸面４５に加えられ
た所定の正の圧力差までは、切断部材である刃４３と可
撓性のシーリングディスクとが接触しないようにする為
に曲げや変形への抵抗性を十分有するように設計されて
いる。この場合、リリーフディスクの孔１８を通してそ
のような圧力が検知されるので、基本的にはリリーフデ
ィスクそのものは何ら影響を受けない。作動中、圧力リ
リーフ通路８中の加圧圧力差はリリーフディスク中の応
力がその材質の強度を超える点まで、リリーフディスク
１２の助けをかりてシーリングディスク２２によつて基
本的には耐え得るが、その強度を超すと中央部分１６に
シーリングディスク１２の亀裂が生じ、第５図に示され
た如く、リリーフディスク１２とシーリングディスク２
２の両方が開放される結果となる。従つて、リーフ１７
とシーリングディスク２２の部分がリリーフ通路の外側
へ中心から離れて折れ曲がり、リリーフ通路が接続して
いる圧力容器内から圧力リリーフの為のフロー９が流れ
る通路が大きく開かれることとなる。もしもリリーフフ
ロー９がステイ３２上で曲げ力や変形力をひき起すのに
十分でない場合、ステイは何ら影響を受けず、支持部材
３０の開放形状によつては、フローに対し何ら抵抗性を
示さない。第４図を捕足すると円周や通路３５中のリリ
ーフ空間がステイ部分以上にかなりあることは注目に値
しよう。そして流速があまり高くなく、ステイ材質が比
較的薄く弱くなければ、ステイ３２を取り換えることな
く、かなりのリリーフ面積をもたらす。通路８中に減圧
状態が存在する時には凸面４５に加えられる所定の圧力
差まで切断部材である刃４３上への、ゆがみに対してス
テイ３２はシーリングディスクの凹凸部分２４を維持す
る。

この圧力差を超えると、ステイ３２は圧壊してシーリン
グディスクの凹凸部２４が刃４３と接触して、かなりの
幅に亘つて亀裂を生じさせる。シーリングディスクの凹
面２５は、通常、先ず、中央部分４１で刃４３と接触し
、最初の孔をあけ、次いて切断部材の刃４３の範囲に相
当する３つの放射状に伸びたスリットへ急速に拡がる。
かくして生ずる３つのシーリングディスクのリーフ１７
は容易に・しかも急激に通路８の方へ、中心軸から離れ
る様に、内側に折れ曲がり、容器中の過度な真空状態か
らの敏速なリリーフの為に大きなフロー通路を生ずる。
真空即ち減圧のリリーフフロー１０はリリーフディスク
の孔１８は通過するのでリリーフ・ディスク１２は基本
的に何ら影響を受けない。しかしながら減圧圧力差が比
較的高く、リリーフディスク１２が抵抗性の比較的弱い
条件下ではディスク１２は刃４３に向つて圧壊し、更に
激しくゆがんだりその他苛酷な条件が続くとリリーフ通
路ノを完全に開放するように亀裂や曲がりを生する。シ
ーリングディスクの支持部材３０が極度に薄い材質から
作られていたり、例えばフラニノジに穴があいたり、腐
食しているような場合には固定点３３，３４に付加かつ
均一なステイ３２の固定の為に支持リング５０が随意用
いられ得る。シーリングディスクの支持部材の変形例が
第７，８，９図に示されている。第７図は輪形フランジ
５３の内周５２に固定され、内側に突出した片持固定フ
ィンガー即ちステイ５１を示している。このステイ５１
は部分５４でびよう止めするか、溶接や接着剤、または
適当な方法でフランジ５３に一体として固定される。こ
の溝造で切断部材の刃は中央から必ずしも同距離ではな
いが、ステイ５１のそれぞれの隙間へ放射状に伸びてい
る。第８図でシーリングディスクの支持部材５５はフラ
ンジ５７の環５６中の空間以上の面積を覆つている。

ここでステイはブリッジングポイント５９でフランジ５
７に固定されており、比較的大きな面積の円形区分を有
する。その区分は３つの脚の隙間６０に切り込まれて三
角形状に分離されており、この圧力リリーフアセンブリ
では、第４図に関連して記載された如く、切断部材の脚
と整列している。シーリングディスクの材質が特にもろ
かつたり、高圧での作動を要求される場合、この構造は
シーリングディスクの比較的堅固な固定を図つている。

この構造では正方向への作動が通常シーリングディスク
やリリーフディスクと共に区分５８の外側への曲折に関
係している。第９図は、第８図に関連して記載されたも
のと類似の形状と機能を持つが多数のステイ又は区分６
４を有する支持部材６３の更に変形された型式を示す。

この支持部材６３は前述の３脚部材てはなく、６本脚の
、切断部材に使用されるように変．形されている。もし
希望すれば正常操作中に圧力容器内に存在し得る水分と
か化学物質などによる腐蝕などの悪影響から切断部材４
０とシーリングディスクの支持部材を保護する為に通路
８内に薄く弱い材質の適当なシールを配置するようにし
て！もよい。このようなシールは業界で既に知られてお
り、アセンブリ保護の処置が取られているか、極めて低
い作動圧力範囲内を除き、リリーフアセンブリの作動に
殆ど影響を及ぼさない。その支持特性はおそらく支持部
材ステイをシーリングデイ・スクに接続することで得ら
れる。第１１図に関してシーリングディスクの支持部材
ステイ６６は適当な接着剤６８によつてテフロンのシー
リングディスク６７に固定される。そのテフロンは接着
される前に結合を強める為に予めその凹面６９上へエッ
チングされる。第１１図に示されるた構造でシーリング
ディスクは非接続部分上で圧壊性を生ずる為に、支持部
材ステイ６６と共に作動する。加圧、減圧両圧力限界は
本発明の実用化に際し、当業者にとつては明らかであろ
うが、３．５ｋｇ／ａｌの容器の加圧限界と０．０４ｋ
９／ｄの減圧限界といつたかなり異なつた範囲の正負限
界について、前記構造は作動可能であることがわかつた
。）このアセンブリによる加圧限界の調節が必要でない
場合では、シーリングディスクを支持ステイから離す加
圧に弱いシーリングディスクを保持する為に、リリーフ
ディスク１２に変えて適当なスクリーン等が用いられる
。十分なリリーフ開放部分・がその代用構造にある限り
では、逆流又は真空限界操作は何ら影響を受けない。こ
れまで破裂ディスクが一般に信頼され得ないと思われて
いた水柱１〜１０インチ（２５．４顛〜２５４ｍｇ）と
いつた比較的低い圧力範囲で過度な圧力に対する保護用
にシーリングディスク２２、支持部材３０，５３，５５
等と切断部材４０との組み合せは、特に有用な破裂ディ
スクアセンブリの基礎となる。第２図に示すように孔１
８はリリーフディスク１２を通つてシーリングディスク
２２に及ぼされる下向きの圧力を逃す。

従つて、下向きの圧力が過大になつた時シーリングディ
スク２２は刃部材に当接して切断される。孔がないとこ
の下向きの力はシーリングディスクによつて迅速に感応
されず又破裂後にリリーフフローはリリーフディスクの
ために著しく制限される。上向きの圧力はリリーフディ
スクによつて制限され、このディスクはシーリングディ
スクを破壊して圧力を逃すようにされなければならない
。

従つて、アセンブリは上方および下方の両方向において
かなりの異なる作動圧で（この方向により正味の圧力が
向けられる）リリーフ作動する。これは圧力容器等の破
壊を防ぐ。上記の如く本発明によれば、圧力容器内の圧
力が減少してある真空状態になつたときにシーリングデ
ィスクが切断部材に向つて変形するが、この場合にその
真空状態がシーリングディスクを破断してほしい真空に
達しないときにはステイによつてシーリングディスクを
支持することができる。

又、圧力容器内の圧力が加圧されたときシーリングデイ
スクは切断部材から離れる方向に変形するが、この場合
にその圧力容器内の圧力の大きさがシーリングディスク
を破裂してほしい圧力に達しないときにはこのシーリン
グディスクをリリーフディスクによつて支持することが
できる。このようにシーリングディスクは所定の破断圧
力によつて確実に破断することができこれ以外の圧力変
動によつて破断してしまうという危険を未然に防止でき
るという実益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する安全圧力リリーフアセンブリ
の断面図、第２図は第１図のアセンブリの分解斜視図、
第３図はシーリングディスクと切断部材を組合わせたシ
ーリング支持部材の一つの形態を示す垂直断面図、第４
図はアセンブリの一部切欠せる平面図、第５図は正方向
に破壊し、リリーフ通路の外側に折れ曲つて通路の軸線
から離れたリリーフディスクとシーリングディスクとを
示すアセンブリの一部切断せる正面図、第６図は第５図
に似ているがリリーフ通路の内側に折れ曲がり通路の軸
線から離れて切断されたシーリングディスクと支持ステ
イとを示す図、第７図はシーリングディスク支持部材の
変形例を示す平面図、第８および第９図はシーリングデ
ィスク支持部材の更に変形例を示す第７図と同様の平面
図、第１０図は第１図の要部の部分断面図、第１１図は
シーリングディスク支持部材がシーリングディスクに重
ね合せた代替構造を示している拡大断面図てある。 １２・・・リリーフディスク、１３・・・リリーフディ
スクの凹凸部分、１８・・・孔、２２・・・シーリング
ディスク、２４・・・シーリングディスクの凹凸部分、
２５・・・シーリングディスクの凹面、３０・・・シー
リングディスクの支持部材、３２・・・ステイ、４３・
・切断部材、４５・・・シーリングディスクの凸面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体の通路を閉じるように配置された可撓性のシー
   リングディスクと該シーリングディスクの一側に間隔を
   あけて配置され且つ該シーリングディスクを切断する切
   断刃を有する切断部材と、前記シーリングディスクと切
   断部材との間に配置せれたシーリングディスクを所定の
   圧力まで切断部材の切断刃に接触しないように支持する
   複数のステイを有するシーリングディスクの支持部材と
   、前記シーリングディスクの切断部材とは反対側に配置
   されたリリーフディスクとを備えて成り、該リリーフデ
   ィスクは前記シーリングディスクが所定の圧力まで破裂
   しないようにシーリングディスクを支持し且つ流体を通
   す複数の孔を有していることを特徴とする安全圧力リリ
   ーフアセンブリ。