JPS634065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は蒸気安全弁及び安全逃し弁に関する
もので、特に原子力発電所等のような完全密閉系
統内に使用される安全弁に関するものである。

蒸気安全弁は殆んどの慣用設備に於いて、超過
圧力を適当な導管を経て大気中に直接放出するよ
うに構成されていた。そして一般的には、これら
の安全弁の弁箱内に構成される弁室内の圧力は吹
出圧力の10％以下になるように、排気管（弁箱体
出口に接続され、弁座より吹き出した蒸気を大気
に導びく管）は設計されていた。然るに、原子力
発電所の出現や、公害問題発生の為に、放射性粒
子を含有している流体や、有害流体を大気に放出
する事が許容されなくなつたので、かつては、大
気へ直接放出していた放出物を封じ込める為の、
完全密閉系統を必要とする様になつた。

しかしながら、密閉系統に放出する結果とし
て、弁は、弁入口圧力の15〜50％にも達する大き
な可変排圧に遭遇し、その結果として、早期に閉
鎖される傾向を有することになつた。従来、背圧
平衡型安全弁として設計されたものにベロー型安
全弁があるが、これは弁の吹き出す前に背圧があ
る場合、これらの背圧に関係なく決められた圧力
で吹き出す事を目的としたもので、前述の様な、
吹出し中に生じる大きな排圧と、排圧の大きな変
動に対して、十分な機能を発揮する事は困難であ
つた。

この発明は、従来設計の安全弁を改良し、特に
吹出し中の排圧の大きな変動および高排圧に抗し
て放出する際、指定された吹出圧力で、速やかに
吹き出し、安全した作動で決められたブローダウ
ン以内で弁が吹止る事が容易に達成出来る安全弁
を提供することを目的とし、この目的達成のため
に、弁箱体に固着されて弁室内に延長するガイド
と、このガイド内を摺動し弁体を囲んでいるジス
クソケツトを有する安全弁において、ジスクソケ
ツトが弁座面に近い端において弁開時ガイドの端
に固着されているアツパリングの端近くまで延長
する翼を有していることを特徴とする安全弁を提
供している。

以下に、図示する実施例に関して、この発明を
具体的に詳細に説明する。

第１図に示す弁箱体１のフランジ１ａは弁を管
系統に接続するものであり、フランジ１ｂは弁の
出口通路を排出導管（図示せず）に接続するため
のものである。フランジ１ａに続く入口通路には
弁座２が弁箱体１に溶接され、その内端（図で上
端）は水平方向に平坦な弁座面２ａを形成してい
る。弁箱体１内に形成される弁室１ｃ内におい
て、弁体３が弁箱体外に位置するばね４によつ
て、スピンドル５を介して弁座面２ａに圧接さ
れ、系統圧力が弁の設定圧力以下のとき、流体の
流れを阻止している。また第２図に更に詳細に示
しているように、弁室１ｃ内にガイド６が下端
（図で）弁座面２ａ近くまで延長して位置し、弁
室１ｃ内に吹出した蒸気が外部に出ないように設
けたガスケツト７を介して弁箱体１とチヤンバー
８とによりはさみ込まれて、所定位置に固定され
ている。ガイド６内に形成される背圧室９にはベ
ローズ１０があつて、その一端はスピンドル５に
ロツクナツト１１により固定され、他端はガイド
６とチヤンネルバー８とにはさまれて固定されて
いる。ガイド６の内周面上を摺動するようにジス
クソケツト１２が嵌装され、ジスクソケツト１２
の弁座面２ａに近い端（すなわち図で下端）は弁
体３を囲み、内部（図で弁体の上方）に背圧室９
を形成している。

この発明においては、ジスクソケツト１２は弁
体３を囲む下端に翼１３を有し、この翼１３は弁
開時において、すなわちジスクソケツト１２が弁
体３と共に上昇した時、ガイド６の下端外側に固
着しているアツパリング１４の下端近くにまで延
長している。

以上の構成を持つ安全弁において、第１及び２
図に示すように弁が閉じている時、弁体３の下面
に作用する管係統の流体圧力がばね４によつて与
えられる設定圧接力を超過すると、弁体３は速や
かに弁座面２ａを離れるように押圧げられ、第３
図に示す第２位置へ移動する。流体は弁座２の最
小絞り部を通り、弁体３の下面と弁座面２ａとの
間を通り、翼１３によつて下方向に導かれ、弁室
１ｃ内に連続的に吹出し、弁箱体の出口通路から
排出導管（図示せず）によつて密閉容器（同じく
図示せず）に排出される。

弁体３はこの流れによる反動力と弁体３の下面
の静圧によつて第２位置に保持されるが、ジスク
ソケツト１２とガイド６との摺動部の隙間１５
（第３図）を通つた蒸気は背圧室９に入り、弁体
３の背面に作用し、上記した保持力に反して弁体
３を押下げようとする。この背面からの力とばね
４による力との和より前述の保持力が上回われ
ば、弁は連続的に流体（蒸気）を放出し、背圧に
よる押下げ力とばね４の力の和が保持力をわずか
でも上回わると、弁体は閉鎖する。このような動
作の際、背圧室９内の圧力が変動したり、高くな
つたりすると、弁体３は弁開状態を保持できなく
なる。この背圧の影響を少なくすることが必要で
あり、この発明はこの問題を解決するためになさ
れたものである。

一般に従来の安全弁においては、ジスクソケツ
ト１２には翼１３がなく、従つて、弁体３と弁座
面２ａとの間を通つた流体は、第４図に示すよう
に、アツパリングによつて流れの方向が変えら
れ、揚力が調整される。この場合弁体３の下部と
弁座面２ａとの間を通つた流体がアツパリング１
４に衝突することにより、流れのエネルギーが圧
力に変換され、この高い圧力がジスクソケツト１
２とガイド６の摺動面との間の隙間１５を通つて
背圧室９内に蓄圧される。従つてベローシール構
造の平衡型安全弁では、この高い背圧による不具
合を防止する為、背圧室９と弁室１ｃの圧力がバ
ランスするように、ガイド６に大きな孔をあけて
いる。しかし、このような構成であると、背圧室
９の圧力が高い場合を想定して設計した場合、背
圧室９の圧力が変化し小さくなつた場合、ブロー
ダウンが大きくなる結果となり、又、逆に背圧室
９の圧力が低い場合を想定して設計した場合は、
背圧室９の圧力が変化し大きくなつた場合、チヤ
ツターリング等の不具合が生じる。従つて、排気
管圧力が高い場合や大きく変化する場合において
は、この排気管圧力の影響をなくすることが必要
である。

この発明では、まず弁の吹出し中においては、
弁入口から弁座面２ａと弁体３の下部との間の蒸
気通路における蒸気の流れは、排気管の圧力に影
響しないことに着目し、しかして、前述のように
この流れがアツパリング等の壁に当たると、流れ
のエネルギーが圧力に変換し高い圧力になり、こ
の圧力を背圧室９に入れると安全弁として設計的
に成り立たなくなるので、弁体３の下部と弁座面
２ａとの間を通る流れのエネルギーを圧力に変換
させないで、静圧に相当する圧力だけを背圧室９
に導びくようにしたものである。すなわち、ジス
クソケツト１２に翼１３を付け、この翼１３によ
つて第５図に示すように流れの方向を変え、背圧
室９と連通する開口部を流体が吹き抜ける翼１３
の端面にもうけることにより、上記の問題を解決
したものである。

アツパリング１４は第５図に示すように、翼１
３から吹出す流体の流線の端に位置し、流体が翼
から弁室１ｃ内に吹出す場合に翼端で過流現象が
生じ、この現象のために背圧室９の圧力が不安定
になるのを防止する整流板の役目を果している。

この発明による安全弁は以上のように構成さ
れ、作用するもので、密閉系統において、吹出し
中に生ずる大きな排圧、排圧の大きな変動にも、
よく十分な機能を発揮しうる効果を持つものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による安全弁の１実施例の要
部を示す部分断面図、第２図は第１図の弁の弁室
内にある部分の詳細を示す断面図、第３図は第１
及び２図の弁の弁体附近の構造を更に詳細に示す
拡大部分断面図、第４図は従来の安全弁の弁開時
の流体の弁体及び弁座面間の流れ状況の作用説明
図、第５図はこの発明による安全弁の流体吹出し
状態を示す作用説明図である。 １…弁箱体、１ａ，１ｂ…フランジ、１ｃ…弁
室、２…弁座、２ａ…弁座面、３…弁体、４…ば
ね、５…スピンドル、６…ガイド、７…ガスケツ
ト、８…チヤンバー、９…背圧室、１０…ベロー
ズ、１１…止めナツト、１２…ジスクソケツト、
１３…翼、１４…アツパリング、１５…隙間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁箱体に固着されて弁体の弁座面への接離運
   動を案内するガイドと、弁体と一体であり且つガ
   イドの内周を軸方向にしゆう動して弁体の接離運
   動を案内するためのジスクソケツトとを備え、ガ
   イドには、その下部に弁開時に弁座面を通つた流
   体の流れの方向を変えるためのアツパリングが設
   けられている安全弁において、ジスクソケツトが
   弁座に近い端部に、弁開時にガイドの端に固着さ
   れているアツパリングの弁座に近い端部まで延び
   るような翼を備えており、これにより、弁開時に
   翼によつて生成される流体の静圧だけがガイドと
   ソケツトとの間を通つて弁体の背面に導かれるよ
   うにしたことを特徴とする安全弁。