JPS6235177A - 圧力駆動自力式遮断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、大気圧と隔離された圧力配管系内に組み込ま
れ、機器の破損等の原因で圧力の急変が生じた時に、そ
の差圧を利用して自刃で流路を閉塞する遮断弁に関する
。

［従来の技術］ 高速回転体、例えばスピンメータや蓄電力用のフライホ
イールなどは、空気による摩擦抵抗を減らし発熱を防ぐ
ため圧力容器内に組み込まれ、真空中で回転させるよう
に構成される。その他、真空中で作動させる必要がある
機器は数多くある。このような場合には複数の圧力容器
を配管で連結し１個の真空ポンプに接続して真空引きす
るように構成して、真空ポンプの設置台数を低減しシス
テムの簡素化並びに低コスト化を図ることが多い。

そのようなシステムの一例を第２図に示す。

軸受１０によって回転自在に支承される回転体１２を圧
力容器１４内に収納し、配管１６によって互いに連結し
て真空ポンプ１８に接続する。

ここでは図面を簡略化するため２台の圧力容器１４しか
描いていないが、実際には更に多くの圧力容器が連結さ
れることが多い。

このようなシステムにおいて、万一、ある回転体が何等
かの原因により破壊され真空用圧力容器１４が破損した
場合には急激な大気の漏れ込みが生じる。複数台の圧力
容器を単に真空配管で連結しただけの構成では、１個所
でもこのような大気の漏れ込みが生じると、漏れ込んだ
空気が配管で連結されている他の真空用圧力容器内に流
入し、正常に動作していた機器も空気との摩擦により回
転不能になったり、甚だしくは破壊されてしまうことも
ある。

このような連鎖事故を防止するため、従来、各圧力容器
１４内に圧力センサー２０を設置するとともに、各圧力
容器１４に至る分岐配管１６の途中に前記圧力センサー
２０からの信号によって駆動される作動形遮断弁２２を
設置する構成が採られている。作動形遮断弁２２として
は、一般に電磁弁あるいは空気作動弁などが用いられて
いる。そして万一ある圧力容器が破損したならば、その
内部における圧力の急上昇を圧力センサーで検知し、そ
の信号で速やかに作動形遮断弁を駆動して流路を閉塞し
、漏れ込んだガスが他の圧力容器等に及ばないようにし
てシステムの保護を図っているのである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところがこのようなシステム構成だと、圧力センサーや
出力信号リレー、電磁式あるいは圧空式の作動形遮断弁
が必要だし、圧力容器も圧力センサーからの信号ケーブ
ルを取り出すため真空用ハーメチックシールなどを施す
必要が生し、非常に高価で複雑なシステムとなるし、動
作の信頼性も低いという大きな欠点があった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、機器の破壊により生じた圧力急変を利用して自刃で迅
速に流路の閉塞を行うことができるような小型で安価な
遮断弁を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、弁
箱と、その内部で圧力変化により浮上可能に組み込まれ
た弁体とを主たる構成部材とする遮断弁である。この弁
体は開放時に弁体支持部材上に位置している。また弁体
支持部材には小さな流路が形成されており、圧力変動が
極く僅かで弁体がその上に載置されたままの時にガスが
通過できるようになっている。その他、遮断動作時に弁
体を弁座に正しく当接させるための案内機構も設けられ
ている。

［作用］ この遮断弁は真空系配管等の途中に組み込まれ、上端側
に真空ポンプが、また下端側に圧力容器等が接続される
。通常の真空排気時は緩やかな圧力変化であるから圧力
容器内のガスは弁体支持部材に形成されている小流路を
通って排気されるし、また回転体等の正常動作時には真
空状態が保たれ圧力変化が生じないから、弁体は弁体支
持部材上に載置されたまま止まる。

ここで接続されている圧力容器が破損し真空破壊が生じ
た場合には弁体の下方の圧力が急激に上昇する。それに
伴って弁体は瞬時に浮上し、案内機構によって上方の弁
座に密着しガスの流れを遮断することができる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る圧力駆動自刃式遮断弁の一実施例
を示す断面図である。この遮断弁が組み込まれたシステ
ムは第２図に示したのと同様の高速回転体１２を内蔵し
た真空用圧力容器１４である。説明を簡略化するため第
２図に対応する部分には同一符号を付し、それらについ
ての説明は省略する。圧力容器１４の上部に接続される
配管１６の途中に遮断弁３０が設けられる。

この自刃式遮断弁３０は、主として上下両端部がそれぞ
れ配管１６と接続される弁箱３２と、その内部に組み込
まれている円板状の弁体３４とからなる。弁体３４は弁
箱３２の内部において上下方向にフリーな状態にあり、
下方から大きな圧力が加われば浮上可能である。開放時
にはその自重により弁体支持部材３６上に載置保持され
ている。

弁体支持部材３６は弁体３４よりも小径の円筒状の部材
であり、その側壁に複数個の小孔３８が穿設されている
。これらの小孔３日は真空排気時におけるガスの流路と
なる。

また本発明に係る遮断弁では、遮断時に弁体を弁座に正
しく導びき着座させるための案内機構が設けられる。本
実施例ではどの案内機構は、弁箱下端の開口部周壁とそ
の開口部内に挿入されるように弁体３４の下面に取り付
けられた案内棒４０とからなる。その他、本実施例では
弁体３４の遮断動作を確実にするため、弁箱３２の弁座
部分に永久磁石４２が埋設されている。

この永久磁石４２は弁体３４の駆動時に該弁体３４を吸
着保持するものであり、それに伴って弁体３４はそれ自
身が磁性材からなるか、若しくは弁体に磁性材が取り付
けられることになる。

このように構成された自刃式遮断弁の動作は次の如（で
ある。システムを起動する場合には、配管１６に接続さ
れている真空ポンプによって真空引きされ圧力容器１４
の内部は真空状態にされる。この時の圧力変化は緩やか
であり遮断弁の上端側と下端側との圧力差はほとんどな
いから、弁体３４は駆動されず、圧力容器１４内のガス
は弁箱３２の下端開口部を通り小孔３８を通って弁箱３
２の上端開口部を抜は排出される。そして圧力容器１４
内が所定の真空状態に達したならば回転体１２の回転動
作が行われることになる。

ここで何らかの原因により回転体１２が破…し圧力容器
１４が破壊されたとする。すると圧力容器１４内の圧力
は大気圧まで急上昇する。

それに対して真空系配管１６内は真空状態であるから、
その差圧によって弁体３４は下方から押し上げられ浮上
する。この時、弁体３４は案内機構の作用によって傾い
たり大きくずれたりすることなく正しく弁座部分に当接
する。また永久磁石４２の吸着力も弁体３４の正確な閉
塞動作に寄与する。圧力容器１４内の圧力変動は急激に
起こるから、弁体３４は瞬時に弁座に密着し、真空破壊
が他の圧力容器等に及ぶのを防止することができる。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、本
発明はかかる構成のみに限定されるものでないこと無論
である。本実施例では弁座部分に永久磁石を装着し磁気
的吸引力も利用しているが、磁石を設けず圧力差のみで
駆動密着させるような構成とすることもできる。また弁
箱部分が配管よりも膨出した大径構造としているが、弁
箱を配管の一部が兼ねるように配管内に組み込むことも
可能である。

弁体の案内機構として弁体下面に案内棒を取り付けてい
るが、要するに弁体が駆動される際に傾いたりあるいは
大きくずれたりしないような機能を果たせばよく、弁体
の外径と弁箱の内径との寸法比率の調整によってそれを
実現してもよいし、弁体の周縁に垂下部を形成して弁体
支持部材との間で案内させるような構成とすることもで
きる。

更に本実施例では弁体支持部材に小孔を穿設してガス抜
きの流路を構成しているが、弁体支持部材の上面に溝や
突起を形成して弁体が載置した時に隙間が生し、それが
流路となるような構成としてもよい。但し何れの場合で
もそれらの開口面積については十分考慮する必要がある
。

あまり大き過ぎると圧力容器破損時にその流路部分から
流出するガスの量が多くなり弁体を浮上させる力が弱め
られるからである。本発明でいう「小流路」とは、事故
時に弁体浮上刃が過度に弱められない程度の開口面積の
流路をいう。

従って真空排気時に必要な流路断面が確保される程度の
開口面積とするのがよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように弁箱の内部に弁体を浮上可能に組
み込み、弁箱上端開口部と下端開口部での差圧を浮上刃
に利用して駆動されるように構成したから、圧力容器の
破損等で大きな差圧が発生したならば瞬時に自刃で流路
を遮断できるという優れた効果を有する。従って圧力セ
ンサーや遮断弁を駆動するためのアクチュエータあるい
はリレー等が不要となるからコストが大幅に低下するし
、誤動作の虞れがなく迅速かつ確実な遮断動作を実現で
きる点で甚だ優れた効果を有する。

また部品点数が少なく配管中に設置できるほど小型化で
きるから、この種の遮断弁を多数用いるシステムの小型
化、経済性や信頬性の向上等、全ての面で多くの利点が
生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
技術の一例を示す説明図である。 １０・・・軸受、１２・・・回転体、１４・・・圧力容
器、１６・・・配管、３０・・・遮断弁、３２・・・弁
箱、３４・・・弁体、３６・・・弁体支持部材、３８・
・・小孔、４０・・・案内棒、４２・・・永久磁石。 特許出願人　　動力炉・核燃料開発事業団代　　理　　
人　　　　　茂　　見　　　　　１第１図 Ｉら

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、弁箱と、その内部に浮上可能に組み込まれた弁体と
   、開放時に弁体がその上に載置される弁体支持部材と、
   該弁体支持部材に形成した小流路と、遮断時に弁体を弁
   座に正しく着座させる案内機構を備えている圧力駆動自
   刃式遮断弁。