JPS6114390B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガス等の流路系に設けて流体の漏
出や流体供給側の異常状態及び地震等の災害時に
おいて迅速に感応して閉弁動作を行う安全弁装置
に関するものである。

従来より、ガス供給配管等において、生ガスの
漏出やガス供給側の異常状態及び地震等に際して
各異常状態を感知器により感知して閉弁動作を行
う安全弁が提案されているが、いずれも複雑な機
構を有する感知器を採用するため、各種の異常状
態を直ちに感知し得る感知器を製作することが困
難であることと感知器の故障等により常に確実な
安全動作を保障することが困難であることから、
満足し得るものはなかつた。

出願人は、先に円筒状磁石と、この円筒状磁石
の内部下方に配置した非磁性材料からなる保持部
材と、前記円筒状磁石の内部に収納され前記保持
部材上にその自重と磁力作用のバランス下に保持
された磁性球体と、前記円筒状磁石の頂部に取付
けた吸着板とからなり、磁性球体に揺動を与える
ことによつて磁性球体が磁力バランスを失つて変
位して前記吸着板に吸着保持されるよう構成した
感震素子を開発した。

すなわち、前記感震素子は、円筒状磁石の上下
開口端部がそれぞれ反対極性となるように設定す
ることにより、円筒状磁石の内部中心に上下方向
の磁力バランス点が設けられ、この結果磁性球体
は保持部材上にその自重と円筒状磁石の磁力作用
とのバランス下に保持することができる。そこ
で、例えば、保持部材の磁性球体支持面を逆円錘
状に刻設しておくことにより、磁性球体に揺動が
与えられると磁性球体は前記保持部材の傾斜支持
面に沿つて上方へ変位すると共に円筒状磁石の上
端部からの磁力が強力に作用し、この結果磁性球
体はその全周面に対する磁力作用のバランスが失
われ、磁性球体は磁束密度の高い軸心に向つて上
動し、そして吸着板に吸着されて安定化する。

このように構成された感震素子は、構造が極め
て簡単であると共に動作が最も安定かつ確実であ
り、感震素子としての精度も極めて高いため、前
記感震素子の磁性球体を流体弁装置の球弁として
または弁体作動素子として構成して感震弁装置を
得ることができる。

このような観点から、出願人は、前記感震素子
を応用した弁装置として、円筒状磁石の内部に保
持部材を設けて、この保持部材上に自重と磁力作
用とのバランス下に保持した磁性球体に対し、そ
の上部に弁棒の下端部を係合すると共にこの弁棒
の一部に流路の開閉を行う弁体を設け、一方磁性
球体の保持部材に中心孔を穿設してこの中心孔内
に弾性押圧機構によつて移動変位する突出杆を挿
通した構成からなるものを提案した。すなわち、
この種感震弁装置は、感震動作および手動操作に
よつて閉弁動作を行い得る特徴を有する。また、
この種の感震弁装置において、突出杆に対しダイ
アフラムを介して前記弾性押圧機構を対向配置す
ると共にダイアフラムに流体流入圧が作用するよ
う構成し、一旦閉弁動作した際流体流入圧がダイ
アフラムに作用して磁性球体が自然復帰すること
なく閉弁動作を保持することができるよう構成さ
れている。

しかしながら、一旦閉弁動作した後感震素子が
その状態を保持するように構成することは安全弁
として極めて重要であるが、前記従来の感震弁装
置では、閉弁動作後感震素子の磁性球体をリセツ
トして弁を開放すると、流体流出側通路が開放状
態にある場合に流体が弁装置内を円滑に流通して
磁性球体のリセツトが達成され、例えばガス燃焼
装置等のガス供給系であれば生ガスが漏出し多く
の危険を生じる難点がある。また、流体流出側通
路を閉塞状態にした後、磁性球体をリセツトして
弁を開放すると、流体圧が弾性押圧機構に作用す
るため、流体流入側の元圧を遮断しない限り磁性
球体をリセツトできないという不便がある。

このような観点から、従来より自動遮断弁にお
いて、流体流出側圧力を検知して、例えば供給流
体の圧力低減や流体流出側通路の開放に際し、遮
断動作を確保すると共にリセツトできないように
する等の提案もなされているが、いずれも構造が
複雑であり、しかも弁体との機械的な結合構成も
煩雑であるため、前述したような高精度の感震素
子を組合せて構成する感震弁装置には精度低下の
原因となり到底応用し得るものではない。

また、磁石の磁力作用を利用して自動遮断を行
う感震式の流体遮断弁も提案されている。これは
スプリングの弾力作用で閉弁状態を保持する弁体
に対し、一対の磁石の反撥作用を利用する弁操作
杆を対向配置し、感震球体の所定保持状態におい
て相対する一方の磁石を押下げることにより弁を
開放するよう構成したものである。しかしなが
ら、この種の遮断弁は、スプリングの劣化により
閉弁状態が不安定になるばかりでなく、感震球体
の応動特性も不安定であるため不側の閉弁状態が
生じる等構造面において多くの難点がある。

そこで、発明者は、前述した従来の感震弁装置
の問題点を全て克服し、特に可燃ガス供給配管に
好適に応用し得る簡単な構成で動作の安定した安
全弁装置を得るべく種々検討を重ねた結果、感震
素子と弁機構の基本構成を従来の感震弁装置と同
様にし、感震素子の磁性球体保持部材の下方に空
間部を介して流体室を設け、流体室内に流体圧力
の変化により変位する自己復元力を有する可撓性
隔膜を配設し、前記空間部内に第１磁石を配設
し、一方前記流体室の隔膜の一部に前記第１磁石
と反撥作用する第２磁石を設け、この隔膜で画成
された上部室を吐出側通路に連通すると共に下部
室を大気連通し、しかも下部室内には前記隔膜の
自己復元力を助勢する手段を設け、さらに弁棒の
一部に磁性球体のリセツト操作に際し一時的に流
路の閉塞を行う補助弁体を設けることにより、前
記問題点を全て解消し得ることを突き止めた。

すなわち、前述したように、保持部材とその下
方に設けた流体室との間に空間部を設け、この空
間部内に第１磁石を配設すると共に流体室の隔膜
の一部に前記第１磁石と反撥作用する第２磁石を
設けることにより、吐出側通路圧の低下に際し簡
便な機構でしかも全て磁力作用のみによつて閉弁
状態を確実に保持することができる。特に、この
場合、流体圧が作用する隔膜に対し、自己復元力
を助勢する手段を設けることにより、この隔膜に
作用する取扱流体の圧力値に応じて予め適当な作
動圧を調節しておくことができる。さらに、弁棒
の一部にリセツト操作時に作用する補助弁体を設
けることにより、リセツト操作時の生ガスの大量
漏出を確実に防止し、安全性を高めている。

従つて、本発明の目的は、所定の感震状態にお
いて適正かつ確実に応動して閉弁動作を行うと共
に、生ガスの漏出や供給流体の圧力低下に際して
も従来の感震弁機構に簡単な機構を付加するだけ
で迅速かつ確実な閉弁状態を保持し得る機能を併
有し、さらにリセツト操作時の生ガスの大量漏出
も防止できて動作の安定した高精度の感震並びに
安全動作を達成し得る安全弁装置を提供するにあ
る。

前記の目的を達成するため、本発明において
は、円筒状磁石の内部に磁性球体を収容し、円筒
状磁石の下側に磁性球体をその自重と磁力作用の
バランス下に保持する保持部材を設け、磁性球体
の上部に弁棒の下端部を係合すると共にこの弁棒
の一部に流路の開閉を行う弁体を設け、一方前記
保持部材の下方に流体室を設けてこの流体室内に
流体圧力の変化により変位する自己復元力を有す
る可撓性隔膜を配設し、前記隔膜の変位を前記磁
性球体に間接的に伝達するよう構成した安全弁装
置において、前記保持部材と流体室との間に空間
部を設け、この空間部内に第１磁石を揺動自在に
収納配置し、一方流体室の自己復元力を有する隔
膜の一部に前記第１磁石と反撥作用する第２磁石
を固定し、前記流体室の隔膜で画成された上部室
を吐出側通路に連通すると共に下部室を大気と連
通し、前記下部室内に隔膜の自己復元力を助勢す
る手段を設けて隔膜の変位を第２磁石および第１
磁石を介して磁性球体に伝達するよう構成し、さ
らに弁棒の一部に磁性球体のリセツト操作に際し
一時的に流路の閉塞を行う複助弁体を設けること
を特徴とする。

前記の安全弁装置において、隔膜の変位を第２
磁石および第１磁石を介して磁性球体に伝達する
手段として、保持部材の中心部に通孔を穿設し、
この通孔内に第１磁石と一体的に結合し磁性球体
を直接押圧する突出杆を挿通配置すれば好適であ
る。

また、流体室内における差圧による隔膜の自己
復元力を助勢する手段として、流体室の底部に隔
膜の一部に設けた第２磁石と吸引作用する第３磁
石を設けたり、流体室の底部と隔膜の中央部との
間に弾性部材を介在させることができる。

次に、本発明に係る安全弁装置の実施例につき
添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は弁ケーシング
を示し、この弁ケーシング１０の内部に弁操作部
１２と弁機構部１４とが設けられている。

弁操作部１２は、縦状に配置した円筒状磁石１
６の内部に磁性球体１８を収容し、この円筒状磁
石１６の下側部に前記磁性球体１８を支承する非
磁性体からなる保持部材２０を設けてなり、磁性
球体１８をその自重と磁力作用のバランスによつ
て保持するよう構成する。

すなわち、円筒状磁石１６は、例えば３個の環
状磁石１６ａ，１６ｂ，１６ｃをそれぞれ積重ね
て構成すると共に３個の環状磁石１６ａ，１６
ｂ，１６ｃはそれぞれ外径寸法を同一とし、環状
磁石１６ｂと１６ｃとの間に保持部材２０を介在
させ、上下両端部の環状磁石１６ａ，１６ｃは中
間部の環状磁石１６ｂよりも内径寸法を若干小さ
く設計したものを使用し、さらに積層されるそれ
ぞれの環状磁石１６ａ，１６ｂ，１６ｃはそれぞ
れ上下方向に極性を整えて隣接する環状磁石が相
互に吸引されるよう構成配置し、糊付け等の手段
により固着すれば好適である。

このように構成された円筒状磁石１６は、上下
開口端部がそれぞれ反対極性に設定される。この
結果、円筒状磁石１６の内部中心において上下方
向の磁力バランス点が設定されることになる。ま
た、円筒状磁石１６は、その上下開口端部を夫々
内方へ若干突出させることにより、磁束の求心性
が高められると共に、円筒状磁石１６を上下部に
おいて対称的に構成することにより、磁石の温度
特性による磁力の変化が相殺され、円筒状磁石１
６の中心部に形成される上下方向の磁力バランス
点を常に一定に保持することができる。円筒状磁
石１６の頂部には、磁性球体１８が上方に変位し
た際これを安定に吸着保持するための中心孔を備
えた磁性吸着板２２を配設する。

このようにして、磁性球体１８をその自重と円
筒状磁石１６の磁力作用とのバランス下に保持部
材２０上に保持しておくことにより、円筒状磁石
１６に震動が付加されると、保持部材２０も一体
的に震動し、磁性球体１８は保持部材２０上で横
揺れする。この結果、磁性球体１８は、保持部材
２０上で偏位しかつ円筒状磁石１６の中心軸より
偏位するため、磁性球体１８には円筒状磁石１６
の上端部（例えばＮ極）からの磁力が強力に作用
することになる。従つて、この状態において、円
筒状磁石１６の内部における磁性球体１８はその
全周面に対する磁力作用のバランスが失われ、磁
性球体１８には特に円筒状磁石１６の上方からの
磁力が強力に作用し、この結果磁性球体１８は磁
束密度の高い軸心に向かつて上動し、そして吸着
板２２に吸着されて安定化する。

以上の構成は、先に説明した従来の感震素子と
同一であるが、本発明に係る安全弁装置の弁操作
部１２は、前記の基本構成に加えて、次のような
新規な構成を有する。すなわち保持部材２０の下
側には空間室２４を中間に介在させて流体室２６
を設ける。しかるに、この空間室２４内に第１磁
石２８を配置すると共に保持部材２０の中心部に
通孔３０を穿設し、この通孔３０内にその下方に
位置する第１磁石２８と結合した突出杆３２を挿
通する。また、流体室２６の内部には自己復元力
を有する可撓性隔膜３４を張設して上下２室に画
成し、一方の画室２６ａは弁ケーシング１０の一
部に穿設した通孔３６を介して弁ケーシング１０
の吐出側通路３８と連通すると共に他方の画室２
６ｂは通孔４０を介して大気と連通し、前記隔膜
３４の中心部に前記空間室２４内に配置した第１
磁石２８と反撥磁界を生ずる第２磁石４２を取付
ける。

このように弁操作部１２を構成することによ
り、流体流路に一定圧力のガスが供給されている
際には、流体室２６内において圧力差が生じ、隔
膜３４は下方に、弾力的に湾曲し、磁性球体１８
を押圧操作する第１磁石２８は空間室２４の底部
に安定に保持され、弁操作部１２はリセツト状態
に保持される。

弁機構部１４は、流体流路の開閉操作を行う弁
体４４と、この弁体４４が着座する円筒弁座４６
とから構成され、弁体４４を支持する弁棒４８の
下端部が弁操作部１２の磁性球体１８の頂部に係
合するよう位置決めし、磁性球体１８が磁力バラ
ンスを失つて上方に転位した場合に弁棒４８を上
動して弁体４４を弁座４６に着座して流路の遮断
を行うようにする。また、弁棒４８の上端部は、
スリーブ５０で摺動自在に保持すると共にこのス
リーブ５０を弁ケーシング１０に対しコイルばね
５２を介して弾力的に下動し得るよう構成し、弁
操作部１２が圧力変動及び振動等によりセツト状
態となり閉弁した場合、スリーブ５０を手動で押
下げることにより、弁操作部１２をリセツトでき
るようにする。なお、このリセツト操作と関連し
て、弁棒４８を押下げる際に流路を一時的に遮断
できるようスリーブ５０の下端部に補助弁体５４
を取付け、この補助弁体５４が円筒弁座４６に対
し前記弁体４４とは反対側に着座するよう構成す
る。

このように構成した本発明に係る安全弁装置
は、弁ケーシング１０に設けた供給側通路５６を
ガス供給源に配管接続すると共に吐出側通路３８
をガス燃焼器具に配管接続することにより、弁操
作部１２がリセツト状態において、適正なガスの
供給と燃焼が行われている場合には、流体室２６
内において差圧が生じており、弁操作部１２はリ
セツト状態を保持する。しかしながら、ガス供給
源が圧力低下した場合には、流体室２６内は大気
圧と平衡して隔膜３４が自己復元力により定常状
態に復元し、第２磁石４２が第１磁石２８と接近
することにより突出杆３２の作用で磁性球体１８
が上方に転位して流路を遮断することができる。
また、地震等の災害時においても磁性球体１８自
体が感震応動して流路の遮断を達成する。

また、本発明の安全弁装置が、上述したように
弁操作部１２がセツト状態となつて閉弁動作した
後、再びリセツト操作する際に、複助弁体５４の
作用で流路が一時的に遮断されるため、例えばガ
ス供給源が正常な状態に復帰していたとしても、
ガス燃焼器具が使用状態になつている場合には、
一定時間リセツト操作を行つてもガス燃焼器具よ
り生ガスが漏出し、流体室２６内は依然として圧
力差を生じないため、弁操作部１２が直ちにセツ
ト状態となつて閉弁動作する。従つて、このよう
な場合に、生ガスがガス燃焼器具より大量漏出し
て二次災害が発生するのを確実に防止することが
できる。なお、この場合、弁操作部１２のリセツ
トを完了するには、使用状態となつているガス燃
焼器具を点検してこれを一度不使用状態とする
（開閉弁を閉じる）ことにより、一定時間のリセ
ツト操作に際し吐出側通路３８が所定の圧力状態
に保持されるので、流体室２６内は大気圧と圧力
差を生じ、弁操作部１２のリセツト状態を保持す
ることができる。

さらに、本発明に係る安全弁装置は、閉塞され
た所要長のガス配管に接続配置することにより、
ガス漏れが生じている場合に流体室２６内の圧力
状態が大気圧と平衡して自動的に閉弁動作するの
で、ガス漏出検知器及び安全弁として有効に利用
することができる。

第２図は、本発明に係る安全弁装置の弁操作部
１２の別の実施例を示すもので、保持部材２０の
下側に設けられる空間室２４内に第１磁石２８の
みを配置し、流体室２６内の隔膜３４の変位によ
り第２磁石４２が接近して第１磁石２８が反撥し
て上動した際、磁性球体１８が第１磁石２８によ
る磁力作用によつて磁力バランスを失つて上方に
転位するよう構成したものである。

また、本発明においては、流体室２６の底部
に、隔膜３４の一部に設けた第２磁石４２と吸引
作用を及ぼす第３磁石５８を設けることにより、
流体室２６内の流体圧力の変化に対する隔膜３４
の応動特性（すなわち自己復元力）を任意に調節
することが可能となる。（第２図参照）。

代案として、隔膜３４の中央部と流体室２６の
底部との間にコイルスプリング等の弾性部材（図
示せず）を介在させて連結することにより、前記
と同様に隔膜３４の応動特性（すなわち自己復元
力）を任意に調節することができる。

以上、本発明に係る安全弁装置の好適な実施例
を挙げて説明したが、流体室の隔膜の変位によつ
て磁性球体を転位させる手段として、第１磁石が
磁性球体に近接することにより磁性球体に作用す
る磁力に変動を加えて磁性球体を転位させる間接
的な手段を施すことも可能である。その他、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計
変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る安全弁装置の一実施例を
示す断面図、第２図は別の実施例を示す要部断面
図である。 １０……弁ケーシング、１２……弁操作部、１
４……弁機構部、１６……円筒状磁石、１８……
磁性球体、２０……保持部材、２２……吸着板、
２４……空間室、２６……流体室、２８……第１
磁石、３０……通孔、３２……突出杆、３４……
可撓性隔膜、３６……通孔、３８……吐出側通
路、４０……通孔、４２……第２磁石、４４……
弁体、４６……円筒弁座、４８……弁棒、５０…
…スリーブ、５２……コイルばね、５４……複助
弁体、５６……供給側通路、５８……第３磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状磁石の内部に磁性球体を収容し、円筒
   状磁石の下側に磁性球体をその自重と磁力作用の
   バランス下に保持する保持部材を設け、磁性球体
   の上部に弁棒の下端部を係合すると共にこの弁棒
   の一端に流路の開閉を行う弁体を設け、一方前記
   保持部材の下方に流体室を設けてこの流体室内に
   流体圧力の変化により変位する自己復元力を有す
   る可撓性隔膜を配設し、前記隔膜の変位を前記磁
   性球体に間接的に伝達するよう構成した安全弁装
   置において、前記保持部材と流体室との間に空間
   部を設け、この空間部内に第１磁石を揺動自在に
   収納配置し、一方流体室の自己復元力を有する隔
   膜の一部に前記第１磁石と反撥作用する第２磁石
   を固定し、前記流体室の隔膜で画成された上部室
   を吐出側通路に連通すると共に下部室を大気と連
   通し、前記下部室内に隔膜の自己復元力を助勢す
   る手段を設けて隔膜の変位を第２磁石および第１
   磁石を介して磁性球体に伝達するよう構成し、さ
   らに弁棒の一部に磁性球体のリセツト操作に際し
   一時的に流路の閉塞を行う複助弁体を設けること
   を特徴とする安全弁装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の安全弁装置にお
   いて、隔膜の変位を第２磁石および第１磁石を介
   して磁性球体に伝達する手段として、保持部材の
   中心部に通孔を穿設し、この通孔内に第１磁石と
   一体的に結合し磁性球体を直接押圧する突出杆を
   挿通配置してなる安全弁装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の安
   全弁装置において、隔膜の自己復元力を助勢する
   手段として、隔膜の一部に設けた第２磁石と吸引
   作用する第３磁石を流体室の底部に設けてなる安
   全弁装置。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の安
   全弁装置において、隔膜の自己復元力を助勢する
   手段として、隔膜の中央部と流体室の底部との間
   に弾性部材を介在させてなる安全弁装置。