JPH0329641Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば製鋼において用いられる高炉の
ごとき炉から排気ガスを排出することに関する。
さらに詳しく述べると、本考案は加圧高温ガスを
溶鉱炉のごとき囲い構造体から放出する場合に用
いられる弁の弁部材作動機構に関する。

しかしその用途は上記のものに限定されるもの
ではないが、溶鉱炉の炉口に設置する吹出し弁ま
たは圧力逃し弁として用いるに特によく適して
る。このような圧力逃し弁は従来は枢動可能な弁
支持部材に担持される弁部材よりなり、この弁部
材には排出導管の一部を形成する弁座と協働する
ように形成された密封面が設けられいる。このよ
うな圧力逃し弁は弁を作動するに必要な動力を発
生する弁作動力発生装置と関連づけられているほ
か、さらにこの弁作動力発生装置を上記の弁支持
部材に連結する弁部材作動機構を備えている。

加圧炉の雰囲気中で使用するに適した代表的圧
力逃し弁装置は英国特許明細書第1279855号に概
略的に示されている。この明細書に開示されてい
るように、弁作動力発生装置は油圧作動装置より
なる。油圧作動装置は制御装置を介して複数個の
流体弾性アキユムレ−（hydro−elasticaccumu−
latior）に接続されている。公知の装置では、油
圧作動装置はピストン棒を介して弁部材または弁
支持部材に直接連結されている。炉内で爆発が起
きた場合に圧力を逃すようになした弁部材が用い
られる場合には、公知の弁装置の弁部材は、爆発
から起こる衝撃波が発生する力の方向とは反対の
方向に向けられた弾性力によつて閉じられていた
力に抗して開くことになろう。つまり弁部材に加
えられた衝撃圧力は油圧作動装置の流体弾性圧力
（hydro−elastic pressure）を超える。在来の圧
力逃し弁では炉口のガスの圧力を感知して感知さ
れた圧力に比例した信号を得て、油圧作動装置の
動作を制御することにより自動的に弁の状態が変
わり、炉口のガス圧が異状レベルに達すると弁は
自動的に開く。

公知の圧力逃し弁装置の弁が開くためには弁部
材が弁座より高い一定の高さまで上ることが必要
である。爆発防止の目的で使用される弁とか、緩
速で動作している時の溶鉱炉の排気に用いられる
排気停止装置の場合のごとく、排気または通気導
管の終端に弁を取付ける場合には、弁部材は流体
流路から完全に取外すことは以前にはできなかつ
た。先行の圧力逃し弁のこのような特性は操作上
大きな欠点となつている。例えば弁部材を弁座と
の整合から完全に取外すことができないために、
例えば摩損を受けた部品の修理または取替えなど
の補修作業がこうした部品に手が届かないので極
めて困難である。さらに、弁部材およびこれに連
結された弁部材作動機構の少なくとも一部は弁の
開位置にある時は高温の粒子を帯びた炉口のガス
による腐蝕作用を受けたものである。

以上簡単に述べた種々の問題に対する従来から
提案されてきた解決策は弁の操作に必要な動力を
発生させようとすれば油圧作動装置に伴う若干の
利点を犠牲にしなければならなかつた。望ましき
特徴のこのような減少は操作を流体弾性効果に依
存した前記英国特許第1279855号に開示された形
式の弁装置の場合に痛切に感じられる。弁部材を
作動させる動力が油圧作動装置で供給される圧力
逃し弁作動装置の設計においては、弁を閉じ位置
に維持するに要する圧力は閉じる動作に必要な圧
力に比べて実際的な認容できる程に大きくしなけ
ればならない。このほかの条件としては、弁部材
が弁座を通るガスの通路より完全にはずれている
ように十分な距離だけ弁部材を移動させたい場合
に問題となる条件であるが、油圧作動装置のピス
トンの変位置は、油圧油の消費を所望の範囲に維
持するために、あまり大きくならないようにすべ
きである。

今まで弁部材が油圧作動装置の助けで弁座を通
つて排出されるガスの通路から完全に移動できる
ようにしかつ弁部材作動機構が油圧作動装置の動
作を制御する流体弾性により特徴づけられるもの
はなかつた。

本考案の目的は先行技術につき以上簡単に述べ
た欠点やその他の欠点を新規にして改良された弁
部材作動機構を提供することによつて克服乃至は
大きく減少させることにある。

本考案によれば、高炉の内部と周囲雰囲気との
間の排出導管を介してのガスの流れを制御するた
めに、固定の弁座と協働する密封面を有する可動
の弁部材を備えた吹出弁において、 前記弁部材に接続されかつ弁部材との接続点か
ら離れている軸線を中心に枢動可能である細長い
可動の弁支持部材と、弁を作動させる力を発生す
る弁作動力発生装置と、この弁作動力発生装置に
第１端が連結されかつ排出導管の縦軸に直角の軸
線を中心に枢動可能なレバ−装置と、このレバ−
装置の第２端を前記弁支持部材の両端の中間にお
いて弁支持部材に連結する連結棒と、前記弁部材
を少なくとも閉じ位置に維持する助けをするため
に前記レバ−装置を弾性的に偏倚させる弾性偏倚
装置とからなる弁部材作動機構を具備し、 この弁部材作動機構は排出導管の外側に配置さ
れていてかつ前記弁部材が協働する排出導管との
整合から完全に前記弁部材を引き込めるようにな
し、前記連結棒と前記レバ−装置との間の角度が
弁が閉じられた場合には45゜以下、弁が開いてい
る場合には45゜を超し、前記レバ−装置の前記第
２端のア−ムが、弁の完全開から完全閉へあるい
はその逆への移動時に、前記弁支持部材の前記枢
動の軸線を横切ることを特徴とするのである。

弁作動力発生装置は、本発明の一実施例によれ
ば、油圧作動装置である。油圧作動装置は好まし
き実施例によれば流体弾性のアキユムレ−タに接
続されている。本考案のこの一実施例を操作する
場合について述べるとレバ−装置と連結棒との間
の角は閉じ位置から開き位置へまたはその逆へ移
動する間に絶えず変わる。従つて、弁部材に伝達
される力の大きさと弁部材が移動する速度も絶え
ず変化するが、油圧作動装置の出力とピストンの
運動はほぼ不変である。かくして弁部材作動機
構、即ち油圧作動装置のピストン棒を弁部材に連
結する機構は最大動力が必要な場合、即ち弁が閉
じられる場合の条件のもとで油圧作動装置のピス
トンに加わる力と、弁部材が開または閉操作中高
速で移動している場合のピストンに加わる力との
間にあまり大きな差がないように設計されてい
る。本考案はこのように適度なピストン移動と適
度な出力を特徴とする油圧作動装置により弁部材
が弁座との整合から速かに離脱しかつ弁座を通り
抜けるガスの流れからはずれることを可能にす
る。

本考案はその一実施例によればちよう形弁のフ
ラツプ部材が圧力逃し弁の上流に設置される。こ
のフラツプ部材は圧力逃し弁を設置した排出導管
の縦軸と直角をなす軸線の周りを回動する。この
フラツプ部材の動作は、圧力逃し弁が停止弁とし
て使用されて開き位置にある時には、炉の通風量
を可変に制御することを可能にする。

また本考案によれば、弁部材は玉継手装置によ
つて弁支持部材に連結できる。

本考案のさらに別の実施例によれば、弁作動力
発生装置は油圧作動装置によるよりはウインチの
形式をとつた機械的作動装置であることもでき
る。

本考案は添付の図面を参考にすることによつて
一層よく理解され、またその幾多の目的および利
点は当業者には明白になる。なお数葉の図中同様
な要素には同様な参考符号を付した。

さて第１図乃至第４図につき共通して述べると
本考案の第１実施例の弁を符号２０において全体
的に示した。弁２０は可動の弁部材２２を含む。
第１図に示すごとく弁が閉じられた位置にある場
合は、弁部材２２の環状密封面２６は排出導管２
８の上端に固定された弁座部材２４の密封面と協
働する。説明上、排出導管２８は高炉の炉口から
生ガスを排除する役目をするものと仮定する。

弁部材は枢動可能な弁支持部材３０にぢかに取
付けられ、従つて弁支持部材により作動される。
第１図および第３図を併せて考えるとわかるよう
に、弁支持部材３０は全体がＵ字形をしている。
この弁支持部材３０は固定のブラケツトの板４４
の所で枢動可能に支持されている。そのため、弁
支持部材の二つの自由端にシヤフト４０および４
０′が係合している。弁部材２２および弁支持部
材３０よりなる構造体はシヤフト４０おび４０′
を中心にして第１図の閉じられた位置と第２図の
開放位置との間を枢動する。

弁部材２２には出張り３４が設けられている。
Ｕ字形弁支持部材３０の両分岐部分は出張り３４
の両側に配置され、出張り３４にピン３２で止め
られて弁部材２２が弁支持部材３０に対して僅か
に角度を変えることができるようにしてある。こ
の角度を変えうる範囲は例えば弁支持部材３０か
ら弁部材２２へ伸びるねじ３６および３８のごと
き複数個の調整ねじからなる角度調整装置で設定
されよう。弁部材２２はこの弁部材と弁座２４と
の間の所望の密封関係をねじ３６および３８を調
整することにより得ることができる。

なお第１図および第３図について同時に説明す
ると、シヤフト４０および４０′は排出導管２８
と一体、従つて固定のブラケツトに装着されてい
る。このブラケツトは一対の板４２および４２′
と一対の板４４および４４′より構成され弁支持
部材３０の両分岐部の端部はそれぞれ板４２と板
４４との間にはまり、板４２および４２′と協働
する板４４および４４′とはシヤフト４０および
４０′が回転するベヤリングを有している。

油圧作動装置５４は板４２と４２′との間にジ
ヤ−ナル５６および５６′により取付けられてい
る。油圧作動装置５４用の流体供給回路は図示し
ないが、公知の流体弾性のアキユムレ−タを用い
た形式のものである。

油圧作動装置５４の出力部材即ちピストン棒５
２は以下に説明するような方法でレバ−装置４６
に連結されているので油圧作動装置５４は弁支持
部材３０をシヤフト４０を中心に枢動させる動力
を供給して弁部材２２を第１図および第２図にそ
れぞれ示した閉じられた位置と開放位置との間に
往復させる。つまり油圧作動装置は弁作動力発生
装置を構成している。第１図の実施例において、
油圧作動装置５４のピストン棒５２はレバ−装置
４６の短い方の第１ア−ム４６ｂの自由端である
第１端に連結されている。なおレバ−装置４６は
一対の角度に関係づけられたア−ム４６ａ，４６
ｂからなるものである。レバ−装置４６はブラケ
ツトの板４２と４２′間に延びるシヤフト４８を
中心に枢動する。曲つたレバ−装置４６の長い方
の第２ア−ム４６ａの自由端である第２端は弁支
持部材３０の長さの中間点において一対の連結部
５０および５０′により弁支持部材３０に連結さ
れている。連結棒５０および５０′はレバ−装置
４６の自由端（第２端）と弁支持部材３０との間
に間接連結部を造つている。即ち連結棒５０およ
び５０′はレバ−装置４６と弁支持部材３０の両
方に枢着されている。

第１図の弁の閉じ位置から始めると油圧作動装
置５４を作動させてそのピストン棒５２を延伸さ
せると、レバ−装置４６がシヤフト４８を中心二
反時計方向に回転する。レバ−装置４６のシヤフ
ト４８を中心にした反時計方向回転は連結棒５０
により弁支持部材３０へ伝達され、弁部材２２は
かくして第２図に示す開き位置に移動しめられ
る。弁部材２２の開き方向への移動は弁が排出導
管２８との整合を完全に離脱したことで終了し、
弁部材２２は排出導管を通つて排出されるガスの
衝撃をうけない。弁は油圧作動装置５４を反対方
向に操作することにより閉じられる。

排出導管２８内の圧力は通常極めて高いので、
溶鉱炉の作動中は油圧作動装置５４を介して弁部
材に閉じる圧力が加えられることが必要である。
このように加えられた閉じる力は例えば３バ−ル
に達する炉口の逆圧から生ずる力を超える。排出
導管２８からのガスの排出は英国特許第1279855
号に記載の方法と同じ方法でおこなわれる。即ち
衝撃波その他の超過圧力の短期滞留がおこると、
弁部材２２の内側に発生した力が閉じる力を超
し、弁部材２２は油圧作動装置５４が発生した流
体弾性力に抗して僅かに開く。弁はまた排出導管
２８内の圧力を感知し感知された圧力に比例した
信号を用いて油圧作動装置５４を制御することに
より自動的にも操作されるので長期にわたる異常
圧力は釈放される。

第１図および第６図を併せて説明すると、弁部
材２２は油圧作動装置５４の推力により閉じ位置
に維持されると、力Ｆがレバ−装置４６の第２ア
−ム４６ａの端部に発生する。力Ｆの大きさはレ
バ−装置４６の第２および第１ア−ム４６ａおよ
び４６ｂ間の長さ比率如何による。力Ｆの成分
F₁は連結棒５０および５０′により弁支持部材３
０に伝達されるが反動力成分F₂は第２ア−ム４
６ａに発生する。弁部材２２に加えられた閉じ力
は連結棒５０の弁支持部材３０への作用点により
決まる比率を乗じた分力F₁に等しい。

連結棒５０および５０′で伝達された分力F₁の
大きさは両連結棒と第２ア−ム４６ａ間の角度α
の関数である。角度αが小さくなるにつれ、例え
ばαよりα′へと第６図に示すごとく小さくなるに
つれ、分力F₁が大きくなる。このように、弁部
材２２に加わ閉じる力は角度αが小さくなるに従
い増大し、角度αを小さくすればする程、油圧作
動装置５４に要求される動力は小さくできる。

第４図について述べると、弁部材２２の開いた
位置を示す角度α１は45゜を超え、かつこの角度
α１は弁部材の閉じた位置を示す45゜以下の角度
α２よりかなり大きい。従つて油圧作動装置５４
からのある出力に対し、弁部材２２に加えられる
力は弁を閉じ位置にした時が最大で、開いた位置
にした時は最小となる。このように弁部材に加わ
る力の伝達比率は最大量の動力が必要な時に最も
有利で、動力の要求が少ない条件のもとでは有利
性が少なくなる。

利点の増えることとしては、連結棒５０と第２
ア−ム４６ａ間の角度αが変わるにつれて弁部材
２２の変位の線速度も変わる。力の伝達比率が角
αの大きさに反比例するのに反し、油圧作動装置
５４がむらなく作動するとして弁部材２２が動く
線速度は角αの大きさに正比例する。このよう
に、弁部材２２が開くときには、その変位速度は
漸増するが、弁が閉じられるとときには逆の結果
になる。このように弁部材２２は比較的長い軌道
Ａにわたつて移動することができるが、油圧作動
装置のピストンは比較的短い軌道Ｂだけの移動が
必要である。ピストンが比較的短い移動をするだ
けでよいという結果として油圧油の消費を減らす
ことができるという別の利点が生まれる。

第５図について述べると、弁部材２２と弁座２
４との間の協力が弁の部分拡大図で示されてい
る。弁部材２２は密封面２６を限定する適当な金
属製のインサ−ト６２を備えていることが好まし
い。密封面２６は本来、例えば
「ABRASODUR」などの市販の材料から形成さ
れていて、好ましくは切頭円錐形にする。弁座２
４の密封面６０は球面帯の形をしていることが好
ましい。弁部材と弁座との間の接触はこのように
して閉じられた環状線となる。勿論、弁部材２２
の内面の周囲におけるインサ−ト６２を省いて、
適当な材料で造られた密封面２６を組入れること
は可能である。

弁部材２２のうちで密封面を形成する部分を着
脱自在とすると否とに拘らず、圧縮密封リング６
４をさらに設けて漏れないようにすることができ
る。密封リング６４がある場合には、弁部材に環
状リムの形式にした突起６６を設け、この突起が
弁が閉じ位置にある際はリング６４に接触してリ
ングを圧縮するようにさせる。弁の構成要素、特
に密封リング６４の寿命を延ばすために、弁座部
材２４、インサ−ト６２および密封リング６４間
の環状部域へ冷却剤を注入する。冷却剤を供給す
る装置は弁座部材２４に形成された通路６８であ
る。弁の密封性を高めると共に開弁操作中に冷却
効果をあたえる。冷却によつて密封リング６４の
劣化が防止されると共に排出導管２８内のガス温
度が下る結果として継手の金属構成要素の変形が
防止される。

再び第１図および第１ａ図について説明する
と、可変流量制御装置である枢動フラツプ部材７
８が弁２０の上流に排出導管内に設置されてい
る。フラツプ部材７８は排出導管２８の縦軸と直
角をなし、これと交わるシヤフト８０を中心に回
転するように取付けられている。シヤフト８０は
排出導管２８の壁を貫通しシヤフトの周りの漏れ
を防ぐため適当な密封装置が用いられる。フラツ
プ部材７８を作動させるアクチユエ−タは連結棒
８２を介してシヤフト８０にピストン棒を連結さ
せてシヤフト８０を回転させるようにした油圧式
アクチユエ−タ８４よりなるものとして図示され
ている。勿論、油圧式アクチユエ−タ８４と連結
棒８２とは排出導管２８の外面に取付けられる。
フラツプ部材７８の「閉じられた位置は第１図お
よび第２図に一点鎖線で示されている。即ちフラ
ツプ部材７８の閉じられた位置は排出導管２８を
完全に塞ぐものとはならない。

溶鉱炉が普通の状態に作動している場合には、
フラツプ部材７８は弁部材２２が閉じ位置にある
か開き位置にあるかに拘らず第１図および第２図
に破線で示すごとく完全に開いた位置をとる。か
くのごとく油圧式アクチユエ−タ８４は、ピスト
ン棒が常時は炉の外部の動作環境にさらされない
ようにフラツプ部材７８が開き位置にある時はピ
ストン棒は後退するように取付けられることが好
ましい。

フラツプ部材７８の目的は弁２０が停止弁とし
て用いられた場合には炉の通風を調整できるよう
にすることにある。当業技術においては了解され
ているごとく、炉の「停止」という言葉は炉の火
を全面的に消すことではなくて、炉の運転を速度
をゆるめておこなうことに関する。このような停
止乃至は操業度を落している間は、装入工程は中
断され、炉は一般に上流では熱風送風装置から、
下流では生ガス処理装置から隔離される。この期
間中、炉の燃焼は最低におとされ、通風は空気を
一つまたはそれ以上の羽口立て管を通つて空気を
帰元させることによりおこなわれ、排気ガスは例
えば弁２０のごとき弁を介して放出され、この弁
はこの特定の目的のために停止弁としての役目を
する。溶鉱炉は一般に三つまたは四つの圧力逃し
弁または爆発防止弁を備えているが、常時は一つ
の停止弁で十分である。このように、典型的な装
置においては、例えば第１図の弁２０のごとき複
数個の弁があるが、これらの弁のうちの一つだけ
にはフラツプ部材７８の如きダンパが設けられて
いる。

フラツプ部材７８は通風を調整する役目をする
だけであるので、弁部材２２が閉じられた位置に
ついている場合には、フラツプ部材を作動させて
第１図に破線で示した位置へつけてはいけない。
このように油圧式アクチユエ−タ８４の作動は弁
部材２２が作動されて開き位置についている時に
限り油圧式アクチユエ−タ８４のピストン棒は延
伸できるというように油圧作動装置５４の作動に
「従属化」されている。

第７図は第１図の装置の一部分を説明し、その
変態型を示す。この変態型はレバ−装置４６に作
用するばね７０を加えたことによりなる。ばね７
０は固定のブラケツトの板４２および４２′間に
延びたピン７２と第１ア−ム４６ｂの自由端との
間に延びている。ばね７０は一対の入れこ式に伸
縮する円筒状部材７４および７４′内に圧縮して
収容されている。つまりばね７０はレバ−装置を
弾性的に偏倚させる弾性偏倚装置を構成してい
る。

第７図の変態型について説明を続けると、弁の
開いている間も閉じられている間も、ばね７０の
力を初めに克服する必要があり、この後にばねは
所望の移動の助けをする。このことは、第７図に
実線で示した位置から一点鎖線で示した位置（そ
れぞれ弁部材２２の閉じられた位置と開いた位置
とに相当する）へピストン棒５２の端部が移動す
るにつれて、ばね７０はまず圧縮され、次いで膨
張するという事実からきている。仮にばね７０を
約0.3乃至0.4バ−ルの圧力にプレストレスを与え
ておくと、油圧作動装置５４が働いていなくとも
炉は逆圧なしに作動している場合にはばね７０は
弁部材２２を閉じ位置に維持することができる。
このように油圧作動装置が作動していない時はば
ね７０が油圧作動装置５４の機能の一部を代つて
果すので、ばね７０は安全装置を構成する。

第８図について述べると、これは第７図の弾性
偏倚装置に代る装置である。第８図において、典
型的には引張りばねであるばね７６が第１ア−ム
４６ｂの延長部に作用をする。従つて、第８図に
おいては、弁を開ける動作はばね７６の作用に抗
しておこなわれる。勿論、ばねが必要な圧力を弁
部材作動機構に与えて弁部材２２を少なくとも
0.3乃至0.4バ−ルの圧力で閉じ位置方向へ偏倚す
ることを確実ならしめるために圧縮ばねを用いか
つ（または）このばねの位置決めをしなおすこと
は可能である。

第１図乃至第８図について全般的に述べると、
図示してきたＵ字形部材でなく単技だけよりなる
弁支持部材３０を用いてもできることは明白であ
る。単枝の弁支持部材を使用すると単連結棒５０
の使用が可能になる。しかし、単連結棒５０を用
いると、構造体に必要な力を与えるためにはレバ
−４６は一対の距離をあけた平行の部材の形式に
なる。

第９図は本考案の第２の実施例をごく概略的に
示したものである。第９図の弁部材作動機構は開
き位置と閉じ位置との間の圧力逃し弁の弁部材１
２２を作動するのに用いられ、この弁部材作動機
構は弁が閉じられると共に種々の部材が取る位置
が実線で、また弁が開くと共に種々の部材が取る
位置が一点鎖線でそれぞれ示されている。種々の
要素は第１図の要素と対応するので、これら要素
は第９図では概略的に示した。そこで、第９図に
関して述べると、弁作動力発生装置は曲つたレバ
−装置１４６の第１ア−ム１４６ｂに連結された
ピストン棒１５２を備えた油圧作動装置１５４よ
りなり、上記レバ−装置１４６はシヤフト１４８
を中心に回転すると共にまた第２ア−ム１４６ａ
を備えている。第２ア−ム１４６ａの自由端は枢
結部１５３により連結棒１５０に関節接合され、
次に連結棒１５０が枢結部１５１により弁支持部
材１３０に関節接合されている。第１図の実施例
において弁部材２２が弁支持部材３０に連結され
ていると同様に弁部材１２２は弁支持部材１３０
に連結されている。

第１図の実施例と第９図の実施例との間の本質
的な相違点は第９図の実施例ではレバ−装置１４
６の第２ア−ム１４６ａが入れこ式に伸縮自在に
なつているということである。この第２入れこ式
伸縮ア−ム１４６ａの長さが変わるようにさせる
ために圧縮ばね１８０が第２入れこ式伸縮ア−ム
１４６ａに組込まれている。そしてこのばね１８
０が弾性偏倚装置となつている。第２ア−ム１４
６ａが少しでも延びるとばね１８０の抵抗をうけ
る。さらに別の特異点は弁支持部材１３０に停止
装置１８２が設けられ、これが連結棒１５０に接
触し、弁が閉じられている間、連結棒１５０の運
動を予め決められた位置に止めるようにしたこと
である。

弁部材１２２が開いた位置にあり、従つて弁部
材作動機構の構成要素が第９図に破線で示した位
置にあると仮定すると、弁を閉じたいと思えば、
油圧作動装置１５４を作動させせてピストン棒１
５２を後退させる。ピストン棒１５２の端の運動
はレバ−装置１４６、連結棒１５０および弁支持
部材１３０を介して弁部材１２２に伝達される。
弁を閉じる時、第２ア−ム１４６ａと連結棒１５
０との枢結部１５３は弧状軌道Ｃに沿つて進み、
墜に弁部材１２２が閉じ位置に達した時、枢結部
１５３は点「ａ」に達する。この点までは第１図
実施例の動作と同一である。

しかし第９図の実施例では、ピストン棒１５２
は弁部材１２２が着座してからも後退を続け、レ
バ−装置１４６はなお時計方向に回転し続ける。
とはいえ、弁が閉じられているので、弁部材１２
２と弁支持部材１３０はそれ以上運動できない。
点「ａ」から続いて、枢結部１５３は時計方向に
回転し続けるが、軌道Ｃの半径とは異なる半径の
弧状軌道Ｄを進む。勿論、軌道Ｃの半径は第２ア
−ム１４６ａの初めの長さである。軌道Ｄの半径
は新しく固定された枢結部１５１を中心に回転す
る連結棒１５０の長さである。第９図の軌道Ｃと
Ｄとを比較してわかることは枢結部１５３がたど
る軌道Ｄはばね１８０の偏倚力に抗して第２ア−
ム１４６ａが伸びることからだけ生れるというこ
とである。このように、点「ａ」から点「ｂ」へ
の枢結部１５３移動はばね１８０の力に抗してお
こなわれて、遂には連結棒１５０はこれが第２ア
−ム１４６ａと平行する点に達すると、その後の
枢結部の点ｂへの運動はばね１８０の助けをうけ
る。枢結部１５３の運動は連結棒１５０が停止装
置１８２と接触することによつて止まる。停止装
置１８２は枢結部１５３が軌道Ｃに再び交差しな
いようにすべく図示の位置に配置されている。従
つて、ばね１８０は閉じ動作が終了すると圧縮状
態のままになる。油圧作動装置１５４の作動は連
結棒１５０が停止装置１８２に接触すると同時に
終了する。この機械的ストツプは連結棒１５０と
接触しなくともよく、例えば油圧作動装置１５４
に組入れることも可能であることが理解されよ
う。

ばね１８０の選択にあたつては、炉口にある背
圧に抗して弁部材１２２を油圧作動装置１５４の
助けをからずに閉じ位置に保持するに足るだけの
力をばねが出せることを保証する必要がある。ば
ね１８０は３バ−ルを超す圧力に抗して弁部材１
２２を閉じ位置に保持する役目をするので、第９
図の実施例では弁が閉じられている時は油圧作動
装置１５４の作動を中止し得るという利点があ
る。逆に、油圧作動装置が何等かの理由で作動し
ない場合には、溶鉱炉は常背圧で動作し続けられ
る。

炉の動作中に例えば爆発に伴うような圧力上昇
波動が起れば、弁部材１２２はばね１８０の力に
抗して引上げられるが、レバ−装置１４６の角度
上の位置は変らない。すなわち、レバ−装置１４
６は実質的に回動しない。このような状態を第１
０図に示す。従つて、第９図の実施例が流体弾性
的特性を備えた作動装置を使用する必要はない。
要するに、第９図の実施例においては、油圧作動
装置１５４は開閉操作中弁部材１２２を動かし、
そうする場合に、枢結部１５３に思案点位置、即
ち連結棒１５０が第２ア−ム１４６ａと平行にな
る位置を通過させるために、ばね１８０の力を克
服する役目をするだけである。

続いて第１０図について述べると、弁部材１２
２がその下向き面に加えられた衝撃波の衝撃に応
動して開いた場合の弁部材１２２の軌道は、非常
に短い。このように弁は異常圧力に対しては瞬時
に、しかも主制御装置にたよることなく反応す
る。勿論、この動作態様は油圧作動装置が故障し
た場合の、過剰圧力を逃がす安全特性である。正
常動作時においては、油圧作動装置１５４は所定
の圧力を超えた時に自動的に作動する。第１２図
に示すように、圧力を受けておこなわれる初めの
開弁はほんの１秒の何分の１の間しか続かないの
が典型で、実際には初めての開弁動作をおこなう
ということで、この開弁動作の継続は油圧作動装
置の作用でおなわれるものである。

第１１図は第９図の実施例のばね１８０の一実
施例を拡大して示す概略説明図である、ばね１８
０は第２ア−ム１４６ａの延伸部を形成する棒１
８８に積み重ねられたいわゆる「ベルビル、ワツ
シヤ（皿ばねの座板）」として当業界に公知の複
数枚の弾性ワツシヤ１８４より構成されているこ
とが有利である。皿形のこのワツシヤ１８４はナ
ツト１８６の調整によつて決められる予応力度を
有する。従つてナツト１８６は弾性偏倚装置の弾
性偏倚の程度を調整する装置となつている。

第１３図について述べると、第９図乃至第１１
図に関連して以上述べたような機械的ばねの代り
に油圧ばね１９０を使用してもよいことを示す。
第１３図に略示するように、典型的な油圧ばねは
第２ア−ム１４６ａと一体的なシリンダ１９２を
含むものである。ピストン１９４はシリンダ１９
２内を移動し、ピストン棒は第２ア−ム１４６ａ
の延長部と一体である。ピストン１９４がシリン
ダ内を運動することによつて油圧油はシリンダか
ら押し出され導管１９６を介してアキユムレ−タ
１９８に入る。流体弾性アキユムレ−タ１９８内
の圧力がピストン１９４に加えられる引張り力を
超すと、油圧油はアキユムレ−タ１９８からシリ
ンダ１９２へ帰る。

第１２図は第９図の弁部材作動機構に代る本考
案の別の実施例を概略的にかつ部分的に示す。第
１２図の実施例では、第２入れこ式伸縮ア−ム１
４６ａを用いるよりも、ばね２００が弁支持部材
１３０と弁部材１２２との間に介置されている。
圧縮状態にあるばね２００は「ベルビルワツシヤ
の積層体」よりなる。第１２図の実施例は第９図
の実施例とほぼ同様の動作をする。閉弁動作中
に、弁部材１２２と弁座とが接触してからは枢結
部１５１はばね２００が加える力に抗して変位す
る。ばね２００が圧縮されるとその結果、枢結部
１５３は運動範囲内を第９図の軌道Ｃに沿つて移
動する、即ちばね２００の圧縮は枢結部１５３が
軌道Ｃ上を点ａと点ｂとの間で移動するにつれて
おこる。

第１２図の実施例においては、第９図の実施例
の場合のような流体弾性を持つた作動装置１９０
を用いる必要はなく、簡単な油圧作動装置１５４
が弁の開閉に十分間に合う。また、第９図の実施
例の場合のごとく、弁部材１２２が閉じられると
油圧作動装置１５４の油圧作動は不作動とするこ
とができる。閉弁位置は、第９図に示した閉弁位
置のごとく、油圧作動装置１５４を作動させるこ
となく弁部材作動機構を解除することはできない
という点でいわば「自動鎖錠の位置」である。

第１４図は符号８６において全体的に示した玉
継手装置で、れは弁部材２２を弁支持部材３０に
連結するのに用いられる。玉継手装置８６は弁支
持部材３０の端部に固定された管状頭部８８を含
む。管状頭部８８は上側の弧状接触面９２を画成
する孔あきインサ−トを備えている。頭部８８は
さらに下側の弧状接触面９０を画成する孔あきイ
ンサ−トを備えている。これら二つの弧状接触面
９０および９２は中心を同一にしてそれぞれＲ１
およびＲ２とする曲率半径を有する。下側の弧状
接触面９０は棒９８と同軸の弧状接触面部材９４
と接触する。なお棒９８と弧状接触面部材９４は
弁部材２２に取り付けられている。上側の弧状接
触面９２は弾力的に押圧された圧力円板１００に
設けられた弧状接触面９６と接する。円板１００
は以下に説明するような方法で弾性ワツシヤ１０
６により下方へ押圧されている。弾性ワツシヤ１
０６は弧状接触面を互いに圧接すべく弾力的に押
圧する弾力押圧装置を形成している。弧状接触面
９０，９２，９４および９６は全て全体が環状に
形成されている。上方へ伸びる棒９８に止めナツ
ト１０２が螺合されている。このナツト１０２は
弾性ワツシヤ１０６を収容している。キヤツプ１
０４の上側外面と接触している。弾性ワツシヤ１
０６は「ベルビル」ワツシヤの積み重ねた山から
構成されている。

弁部材２２を弁支持部材３０に取付ける場合
に、最終的取付作業はナツト１０２を緊締するこ
とである。ナツト１０２は弾力押圧装置の押圧の
程度を調整する装置になつている。ナツト１０２
の緊締は対の弧状接触面間に所望程度の摩擦が生
れるまでおこなえばよく、これによつて弁の開閉
中に、即ち弁が着座していない時に、弁部材２２
が弁支持部材３０に対して相対的角運動がおこる
ことはない。しかも弁部材２２が正しく着座し
て、漏出のない密封の確立を保証するために、玉
継手装置８６は弁支持部材３０に対し弁部材２２
が僅かに角運動できるようにしている。弁部材２
２が弁座に接触すると弾性ワツシヤ１０６は一層
圧縮される。かかる玉継手装置８６を用いれば第
１図の実施例のねじ３６および３８を用いなくと
もよい。

第１５図および第１６図は本考案の別の実施例
の弁部材作動機構を概略的に部分的に示す。。こ
の機構では弁作動力発生装置に、油圧作動装置に
代つて全体符号１０８において示すように機械的
作動装置を用いた。その他の点については、第１
５図および第１６図の実施例の弁部材作動機構は
第９図で示した弁部材作動機構と同様である。即
ち曲つたレバ−装置１４６は典型的には弁支持部
材１３０に連結棒１５０を介して作用する第２入
れこ式伸縮ア−ムを含む。先に述べたごとく、レ
バ−装置１４６はブラケツトの板１４２および１
４２′に支えられたシヤフト１４８と共に、また
はシヤフト１４８を中心にして回転する。

第１５図および第１６図の実施例では、シヤフ
ト１１０は機械的作動装置１０８を支えるために
板１４２と１４２′との間に設けられている。機
械的作動装置１０８はシヤフト１１０を中心に回
転できるスリ−ブ１１４に固定された第１および
第２プ−リ１１２，１１２′を含む。これらシヤ
フト１１０、プ−リ１１２、およびスリ−ブ１１
４は回転シヤフト装置を構成する。レバ−装置１
４６は歯車式の伝動装置によりスリ−ブ１１４に
連結されていて、上記伝動装置はスリ−ブ１１４
と一体の歯車１１６とレバ−装置１４６と一体の
セクタ−１１８とよりなる。勿論、スリ−ブ１１
４とレバ−装置１４６との間に配置される伝動装
置は従来のいずれの形式でもよく、セクタ−１１
８も歯車１１６の歯と咬合う歯を備えた歯付セク
タ−であつてよい。しかし歯車１１６とセクタ−
１１８との間の伝動装置は関節ロ−ラチエ−ン、
例えば当業界においていわゆる「ゴ−ル」チエ−
ンとして公知形式のものなどを用いるのが有利で
ある。この種のチエ−ンは在来の伝動装置に比べ
て、伝動装置にたまるくず残骸類が絶えず除去清
拭される利点を備えている。

勿論、プ−リ１１２および１１２′はスリ−ブ
１１４とレバ−装置１４６との間の伝動比を考慮
して弁の開閉に必要な力を出すだけの正しい直径
に設計されている。

第１５図からわかるように、ケ−ブル１１３お
よび１１３′がそれぞれプ−リ１１２および１１
２′に巻付けられいて、これら二本のケ−ブルは
反対方向に巻付けられていて、一方は弁を開ける
のに用いられ、他方は弁を閉じるのに用いられ
る。図から判る通りケ−ブル１１３は弁を閉じる
ために、ケ−ブル１１３′は第１５図に示すごと
く弁部材作動機構を閉じ位置から開き位置へ移動
させるのに用いられる。かくして、ケ−ブルは回
転シヤフト装置に回転を選択的に付与する装置を
構成している。勿論、これらケ−ブル１１３およ
び１１３′はチエ−ンその他プ−リ１１２および
１１２′に必要な力を加えるに適した如何る装置
によつて代用するも差支えないし、ケ−ブルの作
動は手動その他任意適当な機構によることができ
る。

当業技術者には明白なことでもあるが第１５図
および第１６図の実施例はケ−ブル１１３の作動
に電動機や適当な減速歯車装置の利用ができるよ
うに改変することもできる。また、弁部材作動機
構がその運動限界に達すると、電動機等の弁作動
力発生装置を休止させる装置を設けてもよい。勿
論、手動操作のあることに備えて弁作動力発生装
置を電源から独立させ、停電の際または油圧がな
くなつた際に作業上困難のないようにすることが
できる。手動操作装置と駆動制御装置とを組合せ
て使用することができることは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁を閉じ位置にした状態での本考案の
第１実施例を一部垂直断面図において示す概略
図、第１ａ図は第１図のフラツプ部材７８用の作
動装置を示す装置の部分側面図、第２図は第１図
の弁をその開き位置において示す部分側面図、第
３図は第１図および第２図の装置の左側面から見
た側面図、第４図は第１図の実施例による弁部材
作動機構の動作を示す図、第５図は第１図の実施
例の弁部材と弁座との間の協力を示す拡大断面
図、第６図は第１図の実施例の動作中に生れる力
を示すベクトル解析図、第７図は第１図の実施例
の第１変態型を示す部分概略図、第８図は第１図
の実施例の第２変態型の部分概略図、第９図は入
れこ式伸縮自在な弁部材作動機構を用いたことを
特徴とする本考案の第２実施例の概略図、第１０
図は第９図の実施例の特定の動作態様を示す別の
概略図、第１１図は第９図および第１０図の実施
例の弁部材作動機構の部分を示す拡大図、第１２
図は第９図および第１０図の実施例の変態型より
なる第３実施例の概略図、第１３図は第９図およ
び第１０図の実施例の第２変態型よりなる本考案
の第４実施例の概略図、第１４図は本考案の各種
実施例に使用できるばね偏倚の玉継手装置の横断
面図、第１５図は機械的作動装置を弁の作動に用
いた本考案の第５実施例の部材概略図、第１６図
は第１５図の−線に沿つた断面図であ
る。 なお、図において符号２０は弁、２２および１
２２は弁部材、２４は弁座、２６は密封面、２８
は排出導管、３０は弁支持部材、３２は接続点に
あるピン、４０は弁支持部材が枢動するためのシ
ヤフト、５４は弁作動力発生装置の一例である油
圧作動装置、４６はレバ−装置、４８はレバ−装
置が枢動するためのシヤフト、５０はレバ−装置
の第２端を弁支持部材の中間部に連結する連結
棒、７０はレバ−装置を弁の閉じ位置に弾性的に
偏倚させる弾性偏倚装置の一例であるばね、３
６，３８は弁支持部材に対する弁部材の角度の調
整を可能ならしめる角度調整装置の一例である調
整ねじ、１８２は弾性的に偏倚された第２入れこ
式伸縮ア−ムが弁の閉じ位置で応力を受けた状態
に維持するための停止装置、２００は弁が普通受
ける圧力を超える閉塞力を弁部材に付与するばね
装置の一例である弾性ワツシヤの山、７８は可変
流量制御装置の一例であるフラツプ部材、８６は
角度調整装置の一例である玉継手装置、１０６は
玉継手装置の弾力押圧装置となつている弾性ワツ
シヤ、１１４は回転シヤフト装置の一部であるス
リーブ、１１２は回転シヤフト装置の一部である
プーリ、１１０は回転シヤフト装置の一部である
シヤフトである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 高炉の内部と周囲雰囲気との間の排出導管を
   介してのガスの流れを制御するために、固定の
   弁座と協働する密封面を有する可動の弁部材を
   備えた吹出弁において、 前記弁部材に接続されかつ弁部材との接続点
   から離れている軸線を中心に枢動可能である細
   長い可動の弁支持部材と、弁を作動させる力を
   発生する弁作動力発生装置と、この弁作動力発
   生装置に第１端が連結されていてかつ排出導管
   の縦軸に直角の軸線を中心に枢動可能なレバ−
   装置と、このレバ−装置の第２端を前記弁支持
   部材の両端の中間において弁支持部材に連結す
   る連結棒と、前記弁部材を少なくとも閉じ位置
   に維持する助けをするために前記レバ−装置を
   弾性的に偏倚させる弾性偏倚装置とからなる弁
   部材作動機構を具備し、 この弁部材作動機構は排出導管の外側に配置
   されていてかつ前記弁部材が協働する排出導管
   との整合から完全に前記弁部材を引き込めるよ
   うになし、前記連結棒と前記レバ−装置との間
   の角度が弁が閉じられた場合には45゜以下、弁
   が開いている場合には45゜を超し、前記レバ−
   装置の前記第２端のア−ムが、弁の完全開から
   完全閉へあるいはその逆への移動時に、前記弁
   支持部材の前記枢動の軸線を横切ることを特徴
   とする吹出弁。 ２ さらに前記弁支持部材に対しての弁部材の角
   度の調整を可能ならしめる角度調整装置を含む
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載の吹出
   弁。 ３ 前記弁支持部材の前記枢動の軸線が前記レバ
   −装置の前記枢動の軸線に平行である実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の吹出弁。 ４ 前記連結棒が前記弁支持部材と前記レバ−装
   置の第２端とに関節接合されている実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の吹出弁。 ５ 前記レバ−装置が、第１および第２の角度的
   に関係づけられたア−ムを含むレバ−よりな
   り、これらア−ムの接合点を中心に枢動可能で
   ある実用新案登録請求の範囲第１項乃至第４項
   のいずれか１項に記載の吹出弁。 ６ 前記弾性偏倚装置は固定のブラケツトと前記
   レバ−装置の前記第１端との間に延びたばねで
   あり、前記レバ−装置の第１端は前記レバ−装
   置の第１ア−ムの自由端であり、弁部材の開放
   は前記ばねの偏倚力に抗して行われる一方で、
   弁部材の閉塞はばねの偏倚力の助けを得て行わ
   れるように前記ばねは前記レバ−装置を偏倚さ
   せている実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   吹出弁。 ７ 前記レバ−装置が第１ア−ムとこの第１ア−
   ムに角度的に関係づけられた第２入れこ式伸縮
   ア−ムとからなり、前記レバ−装置は前記第１
   ア−ムと第２入れこ式伸縮ア−ムとの接合点を
   中心に枢動し、前記弾性偏倚装置は前記第２入
   れこ式伸縮ア−ムに装着されていて、弁の開閉
   の間に前記レバ−装置の第２入れこ式伸縮ア−
   ムが弾性偏倚に抗して伸長することができるよ
   うに第１の方向に前記第２入れこ式伸縮ア−ム
   を弾性的に偏倚させ、しかして前記弾性偏倚装
   置は弁を閉じ位置に維持する助けをする実用新
   案登録請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   １項に記載の吹出弁。 ８ さらに弁部材作動機構の運動を閉塞方向に制
   限し、これによつて弁部材作動機構がその運動
   の限界に達すると前記弾性偏倚装置が応力を受
   けた状態のままになるようにした停止装置を有
   する実用新案登録請求の範囲第７項に記載の吹
   出弁。 ９ 前記停止装置が前記弁支持部材に取付けら
   れ、前記連結棒と協働する実用新案登録請求の
   範囲第８項に記載の吹出弁。 10 前記弾性偏倚装置がばねよりなり、該ばねは
   前記第２入れこ式伸縮ア−ムと直線に列んで第
   ２入れこ式伸縮ア−ムを伸長させ、該ばねは弁
   が閉じ位置で通常受ける圧力を超すような力を
   弁部材に付与するように選択されている実用新
   案登録請求の範囲第７項または第８項に記載の
   吹出弁。 11 前記弁部材を前記弁支持部材に連結するばね
   装置を有する実用新案登録請求の範囲第１項乃
   至第５項のいずれか１項に記載の吹出弁。 12 弁が普通受ける圧力を超える閉塞力を前記弁
   部材に前記ばね装置が付与する実用新案登録請
   求の範囲第11項に記載の吹出弁。 13 前記ばね装置は弾性ワツシヤを積み重ねた山
   よりなる実用新案登録請求の範囲第10項または
   第12項に記載の吹出弁。 14 前記ばね装置が油圧ばねよりなり、この油圧
   ばねは内部に可動なピストンを有する油圧シリ
   ンダを含み、この油圧シリンダはアキユムレ−
   タに接続されており、かくして前記ピストンに
   流体弾性効果を与える実用新案登録請求の範囲
   第10項に記載の吹出弁。 15 前記弁部材がインサ−トを含み、該インサ−
   トは金属で構成され、弁座と協働する密封面を
   有する実用新案登録請求の範囲第１項乃至第14
   項のいずれか１項に記載の吹出弁。 16 前記弁座が圧縮密封リングを含み、弁が閉じ
   位置にある時に該密封リングに接してこれを圧
   縮する突起を弁部材が有している実用新案登録
   請求の範囲第15項に記載の吹出弁。 17 さらに弁部材と弁座との密封面、弁部材の突
   起、および密封リングにより画成された部域に
   流体の冷却剤を供給する装置を有する実用新案
   登録請求の範囲第15項または第16項に記載の吹
   出弁。 18 前記弁部材の上流で前記排出導管に配置され
   た可変流量制御装置を具備し、この可変流量制
   御装置は上記排出導管の縦軸に直角の軸線を中
   心に枢動するフラツプ部材からなる実用新案登
   録請求の範囲第１項乃至第17項のいずれか１項
   に記載の吹出弁。 19 さらに前記フラツプ部材を作動させるため排
   出導管の外部に取付けられたアクチユエ−タを
   有し、該アクチユエ−タは油圧式アクチユエ−
   タである実用新案登録請求の範囲第18項に記載
   の吹出弁。 20 前記角度調整装置が前記弁支持部材の第１端
   に弁部材を接続させる玉継手装置よりなる実用
   新案登録請求の範囲第２項に記載の吹出弁。 21 前記玉継手装置が、前記弁部材と前記支持部
   材との間の角度関係を変えるようにした少なく
   とも一対の弧状接触面を形成する装置、これら
   接触面を互いに圧接すべく弾力的に押圧する弾
   力押圧装置、および前記弁部材が開き位置につ
   いている時には前記弁支持部材に対し弁部材の
   角度位置を変えないような十分な摩擦を前記接
   触面間に生ぜしめるべく前記の弾力押圧装置の
   押圧の程度を調整する装置を含む実用新案登録
   請求の範囲第20項に記載の吹出弁。 22 前記弁作動力発生装置が油圧作動装置よりな
   り、該油圧作動装置が前記レバ−装置の第１端
   に連結されたピストン棒の出力部材を有する実
   用新案登録請求の範囲第１項乃至第21項のいず
   れか１項に記載の吹出弁。 23 前記弁作動力発生装置が前記レバ−装置の枢
   動の軸線に平行に方向づけられた回転シヤフト
   装置と、該回転シヤフト装置に時計方向および
   反時計方向の回転を選択的に付与する装置と、
   上記回転シヤフト装置を上記レバ−装置に連結
   する伝動装置とよりなる実用新案登録請求の範
   囲第７項乃至第10項のいずれか１項に記載の吹
   出弁。 24 前記回転シヤフト装置が少なくとも第１プ−
   リよりなり、前記回転シヤフト装置に回転を付
   与する前記装置が上記第１プ−リと係合するケ
   −ブル装置よりなる実用新案登録請求の範囲第
   23項に記載の吹出弁。 25 前記弁作動力発生装置が減速伝動装置を備え
   た電動機よりなる実用新案登録請求の範囲第７
   項乃至第10項のいずれか１項に記載の吹出弁。 26 前記吹出弁が、弁部材作動機構がその運動の
   限界に達すると、前記弁作動力発生装置を休止
   する装置よりなる実用新案登録請求の範囲第３
   項および第７項乃至第10項のいずれか１項に記
   載の吹出弁。