JPH0193676A - 安全制御弁 - 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、安全制御弁に関するものである。

例えばボイラーなどのように加圧された流体を収容した
装置または回路には、流体の圧力があらかじめ定められ
た最大値に達したときに、容器内部に有害で危険な過度
の圧力が生じるのを避けるために、保護すべき容器を大
気と連絡させることのできる安全弁を配設することが必
要不可欠である。

安全性が求められる施設内で使用され、したがって高い
信顛性を必要とする弁は、通常、保護される容器内に収
容された液体から制御される制御弁である。

（従来技術） 添付の略図の第１図および第２図に示す従来例において
は、保護すべき容器２は全体を３で示した安全弁を備え
ており、この弁自身は、容器内に収容された加圧流体の
供給を受ける制御装置４によって制御される。

弁３は、容体２上にフランジで取付けられたボデー５お
よび通路６を有し、通路の上端部は、閉じた弁体８用の
弁座７を形成している。ボデー５内には、また、弁体８
が開いた状態では容器の内部を大気に通じさせることの
できるオリフィス９が配設されている。

弁体８は、ボデーの中ぐり内部を滑動するロッド１０の
端部に取り付けられており、またロッドの他端部には、
シリンダー１３の中に取り付けられ、制御装置４から流
体の供給を受ける操作ピストン１２が固定されている。

（発明が解決しようとする課題） このような弁の構成は、数多くの不便をともなう。とく
に、ジヤツキ、必要な熱障壁、および気密パッキングの
存在のために構造が複雑である。

気密パッキングは、それが生じる摩擦のために弁体の操
作に抵抗が起り、また弁が通常の作動位置すなわち閉じ
た位置にあるときには圧力が印加される。このようなパ
ッキングの存在のために、弁の頭部は高温の流体を導入
することはできない。

この構成の複雑さは、さらにジヤツキ１２の下に大気を
通す必要性のためにさらに増大する。すなわち、ジヤツ
キの存在から、きわめて嵩ぼって場所ふさぎな頭部をも
つ弁を使用する必要が生じる。

内部ジヤツキを備えた制御弁も存在するがこの種の弁は
、上に述べたような外部ジヤツキ式の弁より小型にはな
るが、それと同様な不便が存するし、また高温では使用
することはできない。

フランス特許出＠８２１４４９１は、連続する二つの管
状部品の中で案内される連続する異る二つの部分を有す
る弁体の支持機構を備えた安全弁に関するものであり、
この支持機構は、金属製ベローズの一端を気密に固定す
るのに役立っている。なお、このベローズの他端は、弁
のボデーに気密に固定される。したがって、弁の制御チ
ャンバーは、ベローズ自身によって区切られていること
になる。

この装置は、機能的に見れば必要なすべての性質を備え
ているが、金属製ベローズが、通常の作動状態すなわち
閉じた状態では、引き伸ばされた位置をとるという不都
合をもつ、ベローズは、この状態で、保護すべき装置の
圧力に耐えなければならないので、厚く、その結果硬く
、かつ脆いものとなる。すなわち、弁体の支持機構の端
部は、断面が大きく、したがって弁ボデーもそれに対応
して大きくならざるを得ない。

本発明は、これらの不都合を矯正することを目的とした
ものである。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の対象となる弁は、保護すべき容器
を確実に閉じるために弁座に当接するようになる弁体を
有し、該弁体は、ボデーと一体状のスリーブ内に滑動自
在に取り付けられたシャフトの端部に配設され、また制
御装置から加圧流体の供給を受けるチャンバーから作動
されているものであって、スリーブの上端は、該スリー
ブを弁ボデーに当接し、また弁のキャップに当接するこ
とによりボデーに固定するのに役立つ環状フランジを有
し、一方、シャフトの弁体を備えた側と反対側の端部も
同様に環状フランジを有し、シャフトおよびスリーブの
それぞれ向い合ったフランジは、可変長の金属製ジャケ
ット（ベローズ）を気密に固定するのに役立ち、該ジャ
ケットの外側面とシャフトの端部面は、弁のキャップと
ともに、制御用流体の圧力を受けるチャンバーを仕切っ
ていることを特徴とするものである。

（作用効果） 通常の状態では、制御用流体によってシャフトに加えら
れる力には、さらにシャフトに作用するスプリングによ
って生じる力が加わるので、前記流体の力は、保護すべ
き容器内に収容された流体によって弁体に加えられる力
を上回わる。このため、可動部全体が弁体の閉鎖を確実
する位置にくることになる。この位置では、金属製ジャ
ケットは、その長さが最小となる位置、すなわちそれが
ベローズの場合にはそれが圧縮された位置にあることに
注意する必要がある。ところで、この位置では、ベロー
ズは、圧力に対して最も抵抗力をもつことになる。した
がって、厚さと硬さを小さくしたジャケットをつくるこ
とができ、何回も使用でき、保守にほとんど労力を要さ
ず、また原価の安いものとすることができる。また、ジ
ャケットが、弁の本来の意味でのボデーの外部にあって
、温度が低く、また保護すべき容器内に収容された流体
の流量に起因する変動がほとんどない区域に収納される
ことも、ジャケットの厚さを小さくするのに役立つ。

液弁の１つの実施態様にもとづけば、スリーブの収納に
用いられる中ぐり部が開口しているボデーの面は、液中
ぐり部に隣接して、パッキングを介してスリーブのフラ
ンジの埋込みに役立つくり抜き部を備えており、またフ
ランジの反対側の面は、キャップの壁部に当接するよう
になりでいる。

このため、弁の組立ては簡単に行うことができるし、ま
たモジュール化構造であるため、必要なときは、スリー
ブ、シャフト、およびベローズで構成されるアセンブリ
ーを迅速に交換することができる。

弁体は、弁が開いた状態では部分的にスリーブの中には
まり込み、また弁の弁座の側に位置したスリーブの端部
を完全に塞ぐのに適合しているという利点がある。

それ社より、弁の作動部分は、弁が開いた状態では、流
体の流路から完全に隔離され、したがって流体の乱流の
作用による空洞現象や侵蝕による劣化の危険を完全にな
（すことができる。

本発明の他の特徴に従えば、弁体の弁座は環状部材を有
し、この部分は、最終的には弁に取り付けられるが、ね
じ溝を切った部材を有し、ねじ止めによって脱着可能に
固定された較正された部品を脱着可能に取り付けるのに
役立つ。

このようにすれば、単にねし止めによってこの部品を必
要な条件に応じて迅速に名目流量に適合させることがで
き、したがって、機械で修理したり、高価な部品の大量
の在庫を準備する必要をなくすことができる。

液弁が、弁体と弁座の間の気密性を確保するように弁座
の固定部材に取り付けられた金属製の弾力性のあるパッ
キングを有し、粘性の低い流体でもすぐれた気密性が保
証されるようにすれば有利である。

（実施例） いずれにせよ、本発明は、例として液弁の１実施態様を
示した添付の略図を参照して行う以下の説明によってよ
り良く理解されるであろう。た−“し、この実施態様が
本発明の範囲を限定するものではない。

第３図および第４図に示された弁は、ボデー２０を有し
″、該ボデーは、保護すべき容器と通じる第１のオリフ
ィス２１および排出用オリフィスを構成する第２のオリ
フィス２２を有し、これらオリフィス２１および２２は
、全体を参照番号２３で示された弁の弁座の両側に配設
されている。

ボデーの内部に、オリフィス２１および弁座２３と同軸
状にスリーブ２４が取り付けられており、該スリーブ２
４は、弁座方向の端部と反対側の端部近くに、外方に向
かい、ボデーの上面に設けられた空洞２６の内部に当接
するよう気密パッキング２７を介して取り付けられた環
状フランジ２５を備えている。

ボルト２９によってボデー上に固定された弁のキャップ
２８は、壁部３０を有し、該壁部は、パッキング３２を
介してスリーブ２４のフランジ２５に画接している。

スリーブ２４の内部には、摩擦リング３３を介してシャ
フト３４が滑動自在に取り付けられ、該シャフトの一端
は、弁座２３に気密に当接するようにつくられた弁体３
５を備え、またその他端は、外方に向き、スリーブ２４
のフランジ２５と向き合うように位置した環状フランジ
３６を有している。

これらフランジ２５および３６は、図に示した実施！！
様にあってはベローズ３７で構成される可変長の金属製
ジャケットの端部を気密に固定するために用いられる。

シャフト３４の内部には、弁を閉鎖する方向に付勢する
スプリング３８が取り付けられている。

キャップ２８には、チャンバー４０の中に弁制御用流体
を導入しまたそこから流体を排出するためのオリフィス
３９が配設されている。

実際には、チャンバー４０に加圧された流体が供給され
ると、該流体は、ベローズ３７の平均直径に等しい面上
に、シャフトを弁座の方向に動かそうとする力を加え、
さらにその力にスプリング３８によってあたえられる力
が加わることになる。反対方向には、オリフィス２１に
よって導入された保護すべき容器内に収容された流体に
もとづく圧力が加わる。

通常の作動状態にあっては、弁体の下面に加えられる力
は、制御用流体およびスプリング３８によってシャフト
に加えられる力より小さい。このため、弁体は、第３図
に示す閉じた位置にある。

チャンバー４０が空にされると、弁体の下面に加えられ
る力がスプリング３８によって生じる力を上回るので、
弁が開き、第４図に示された位置を占めるようになる。

この位置では、弁体３５がスリーブ２４の開いた端部を
完全に塞ぎ、弁を横切る流体の激しい乱流から弁の制御
機構、とくにベローズ３７を守ることができることに注
目する必要がある。

同様に、スリーブ３７は流体から隔った区域に設けられ
ており、特に、該スリーブが、流速および温度の面で流
体の作用を受けることがないことにも注意する必要があ
る。その結果、スリーブの耐用期間は、相当程度に引き
伸ばされることになる。

加えて、第３図および第４図から明白なように、ベロー
ズ３７は、チャンバー４０内に満たされた流体の圧力を
受けるときには、圧縮された位置をとる。

ところで、この圧縮された位置は、圧力に対するベロー
ズの抵抗力が最も大きい位置である。したがって、この
ような構成によって、ベローズの厚さ、および硬さを明
らかに低減することができ、結果としてコストを削減す
ることができる。

また、本発明にもとづく弁は、モジュール化構造であり
、装置の保守の範囲内で時として金属製ジャケット３７
、シャフト３４、およびスリーブ２４で構成されるアセ
ンブリーを交換する必要があるときには、該アセンブリ
ーをきわめて迅速に取りはずすことができる点も強調す
る必要がある。

弁座２３の構造を詳細に示した第５図では、弁座は、二
つの部材、すなわち、例えばはめ込みによってボデー２
０内に最終的に取り付けられた外側部材４２と例えば部
材４２の中へのねじ込みによって脱着可能に取り付けら
れた内側部材４３から成り立っている。

このようにすれば、例えば金属製パッキング４４によっ
て部材４２のレベルのところで行われる気密化機能と、
内側部材４３によって得られる流量の較正機能を分離す
ることができる。したがって、標準的な弁を弁座２３の
部材４２の中に取り付けるのに必要な名目流量に合わせ
るのに、複雑な機械加工を行う必要なしに、部材４３に
適当な通路の断面積をもたせることが可能である。

以上から明らかなように、本発明は、単純な構造で高い
信頌性を有する安全弁を提供することにより、既存の技
術に大巾の改善をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の設備の全体を示す概略図、第２図は、
第１図の中、とくに弁本体の縦断面図、 第３図は、本発明の弁の１実施例において、弁が閉じて
いる状態を示す縦断面図、第４図は同じく開いている状
態を示す縦断面図、 第５図は、本発明の弁の弁座の１実施例を示す縦断面図
である。 ２０・・・弁ポデー、２１・・・第１のオリフィス、２
２・・・第２のオリフィス２３・・・弁座、２４・・・
スリーブ、２５・・・スリーブのフランジ、２８・・・
弁のキャップ、３４・・・シャフト、３５・・・弁体、
３６・・・シャフトのフランジ、３７・・・ジャケット
（ベローズ）、３９・・・制御流体用オリフィス、４０
・・・チャンバー ＩＧ−３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、保護すべき容器を確実に閉鎖するために弁座に当接
   するようになる弁体を有し、該弁体は、ボデーと一体状
   のスリーブ内に滑動自在に取り付けられたシャフトの端
   部に配設され、また制御装置から加圧流体の供給を受け
   るチャンバーから作動される型の弁において、スリーブ
   （２４）の上端は、該スリーブを弁ボデー（２０）に当
   接し、また弁のキャップ（２８）に当接することによっ
   てそれに固定するのに役立つ環状フランジ（２５）を有
   し、一方、シャフト（３４）の弁体（３５）を備えた側
   と反対側の端部も同様に環状フランジ（３６）を有し、
   シャフト（３４）およびスリーブ（２４）のそれぞれ向
   い合ったフランジ（２５、３６）は、可変長の金属製ジ
   ャケット（３７）を気密に固定するのに役立ち、該ジャ
   ケットの外側面とシャフトの端部面は、弁のキャップと
   ともに、制御用流体の圧力を受けるチャンバーを仕切っ
   ていることを特徴とする安全制御弁。 ２、金属製ジャケット（３７）が、ベローズで構成され
   ることを特徴とする請求項１に記載の安全制御弁。 ３、スリーブ（２４）の収納に用いられる中ぐり部が開
   口しているボデー（２０）の面が、該中ぐり部に隣接し
   て、パッキング（２７）を介して、スリーブのフランジ
   （２５）の埋込みに役立つくり抜き部（２６）を備えて
   おり、またフランジの反対側の面はキャップ（２８）の
   壁部（３０）に当接するようになることを特徴とする請
   求項１または２に記載の安全制御弁。 ４、弁体（３５）が、弁が開いた状態では、部分的にス
   リーブ（２４）の中にはまり込み、また弁の弁座の側に
   位置したスリーブの端部を完全に塞ぐのに適合している
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載
   の安全制御弁。 ５、弁体の弁座（２３）が環状部材を有し、該部材は、
   最終的には弁に取り付けられるが、ねじ溝を切った部材
   を有し、ねじ止めによって脱着可能に固定された較正さ
   れた部品（４３）を脱着可能に取り付けるのに役立つこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の
   安全制御弁。 ６、該弁が、弁体と弁座の間の気密性を確保するように
   弁座の固定部材（４２）に取り付けられた金属製の弾力
   性のあるパッキング（４４）を有することを特徴とする
   請求項５に記載の安全制御弁。