JPH0362948B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通常の作動で弁の開放位置と閉鎖位
置の間で動くことができるが、しかし所定の高温
レベルにさらされる時に開放位置又は閉鎖位置内
に選択された一つへ自動的に動かされることから
成る弁に関する。

多くの場合に於て、普通の条件の下で普通の弁
機能を達成するために迅速に開閉される弁を利用
することが望まれているが、このような弁が火炎
のような非常な高温にさらされる時には弁は開閉
位置の所定の一方に作動する。例えばこのような
弁が精錬所、化学プラント等及びクリスマスツリ
ーに使用することができ、且つ、油井、ガス井を
作る流通ラインに使用され、火災の場合に安全予
防策として自動的に閉鎖し、且つ弁を通つて流れ
る流体の漏出を防止する。他方、弁が火災の場合
に開放位置にあつて流体を火炎に放出することが
望まれることもある。このような弁は、弁が随意
に迅速に開閉されるという点を除いては毎日の作
動中に普通の弁として弁を利用できることを望ま
れている。

多くの弁は可溶性機素を含むものが提案されて
おり、その機素はそれを溶解又は融解させるに十
分な温度にまでさらされる時に数種の応答を生じ
させる。このようなタイプの弁に於て、可溶性機
素は開閉位置のいずれかの一方の位置の弁を常に
維持しておき、上昇温度にさらされた時に弁が他
方の位置まで移動する。このタイプの弁は開放位
置と閉鎖位置との間に通常作動できないで、上昇
温度にさらされるまでは一方の位置に固定されて
いる。

又、上記可溶性機素が溶解する時に、弁の一部
分が射出物となつて周囲に危険を与えることもあ
る。即ち、可溶性機素の溶解の時に該可溶性機素
が弁から離されるものであるが、このような弁を
非常に高圧作動、例えば5000psiで作動する時に、
前記可溶性機素の射出は非常に急激であり、且つ
強力であるので極めて危険となる。

又、此種感熱弁は米国特許3842854号明細書及
び米国特許3618627号明細書に記載されているも
のが知られている。然し乍ら、之等は、可溶性機
素の流出割合をコントロールすることができない
ので、ステム等がボデイ内の高圧（流体圧等）に
よつてボデイ等に激しく打ち付けられ、弁を破損
することがある。

本発明の目的は、通常作動中に開放位置と閉鎖
位置との間を移動させることができ、異常高温に
さらされる時に閉鎖位置まで自動的に動かされる
か又は弁機素の設計によつては開放位置まで自動
的に動かされる感熱弁を提供することである。

本発明の別の目的は、異常高温にさらされる時
に、可溶性機素が発射体として作用し、且つ、付
近の人間及び装置に危険をもたらすことを防止す
ることのできる感熱弁を提供することである。

本発明の別の目的は、弁機素の運動を緩衝し、
且つ弁機素が過剰な力でボデイ又はボンネツトに
対して突き当るのを防止するような方法で可溶性
機素を配置している感熱弁を提供することであ
る。

本発明の更に別の目的は、可溶性機素を迅速に
取り換えることができ、且つ弁機構が可溶性機素
の溶解の時に普通の方法で作動できるように可溶
性機素が弁機構自体の外部に設けられている感熱
弁を提供することである。

本発明は上記目的を達成せんとして提案せられ
たものであり、弁機素に連結された作動装置によ
つて弁機素を弁のボデイ内で弁の開閉位置の双方
の位置間で往復運動させる弁であつて、且つ、可
溶性機素の溶解時にボデイ内の流体圧を利用して
弁ステムを外側方向に動かすように形成された弁
に於て、該ボデイの一側に中空のボンネツトを螺
合し、更に、該ボンネツトの内側にシールを嵌着
して、該シールを介して弁ステムを該ボンネツト
内に上下摺動自在に密封し、該弁ステムの下部に
ボデイに設けたシートを開閉自在に作動する弁機
素の上端部を連結し、更に、該弁ステムの上部に
は螺子部を設け、該螺子部をハンドルに連結した
中空ナツトを内側面に設けた螺子部と螺合させる
と共に、該ナツトは下方部に外向きに曲つた肩を
有し、一方、上端部に内向きに曲つた肩を有する
キヤツプとによつて形成される中空部に所定温度
で溶解する可溶性機素を充填し、且つ、該キヤツ
プは前記ボンネツトに固定すると共に、該可溶性
機素が溶解したとき、該溶解部を外側へ流出させ
るための開口を備え、更に、前記ナツトは該ボン
ネツトに対してフリー状態に設けられていること
を特徴とする感熱弁を提供せんとするものであ
る。

以下、本発明を別紙の実施例図に従つて詳細に
述べる。

第１図を参照すると、普通のボデイ１０、ボン
ネツト１１、弁機素１２及びシート１３（１つの
み図示）を有する弁体が示されている。弁機素１
２を弁ステム１４に連結し、弁ステム１４はボン
ネツト１１の上部に突出し、且つシール１５及び
シールナツト１６を介してボンネツト１１に対し
て摺動可能に密封される。

上記の弁は普通のものであり、弁機素１２がボ
デイ１０を通る流量を制御するためにシート１３
を開閉のための開放位置と閉塞位置との間を移動
できる限りでは、該弁機素１２は前記構成のもの
に限定せられない。更に、前記弁ステム１４の底
面はボデイ１０内の流体圧を受けていることは当
然である。

又、弁機素１２を往復運動させる作動装置を設
け、該作動装置を３つの部分に機能的に分割でき
る。第１図に於て、第１部分は一連のキヤツプネ
ジ１８によつてボンネツト１１に固定したキヤツ
プ１７として示されている。作動装置の第２部分
はキヤツプ１７内に内装され、且つ、該キヤツプ
１７と一体的に形成された内向に曲つた肩２０に
支承される上端部を有する中空円筒状の可溶性機
素１９として示されている。作動装置の第３部分
には弁ステム１４に螺入され、且つ軸受２３に支
持される外向きに曲つた肩２２を有するナツト２
１として示されており、軸受２３は可溶性機素１
９の下端部に係合する。

普通のハンドル２４をナツト２１に連結し、ハ
ンドル２４を回転させて弁ステム１４と弁機素１
２を往復運動させる。

前記装置に関して、ボデイ１０内の流体圧を受
けている弁ステム１４によつて生じた押圧力を可
溶性機素１９を通じてキヤツプ１７、次いでボン
ネツト１１に伝動することが明らかである。

而して、可溶性機素１９を十分に付近の火炎で
加熱する時に、可溶性機素１９は溶融即ち即ち融
解し、弁ステム１４に作用する弁内圧によつて生
じた力は溶融した可溶性機素１９をキヤツプ１７
内の開口２５，２６から押出させる。融解した可
溶性機素１９を押出すに従つて、弁ステム１４と
弁機素１２は弁ステム１４上のテーパ状肩２７が
ボンネツト１１の肩２８に係合するまで上方に動
く。勿論、これらの夫々の肩２７，２８は弁機素
１２を第１図に示された弁閉鎖位置まで動かした
後に係合するように、夫々の肩２７，２８を位置
決めする。更に、可溶性決素１９の長さは、弁機
素１２を開放位置から閉鎖位置まで動かすために
弁ステム１４が動かなければならない距離に少な
くとも等しくなつているべきである。

上記のように、ボデイ１０内の高圧（例えば
5000psi）は、もし無制限であるならば、弁ステ
ム１４をボンネツト１１に対して激しく打ちつけ
るように作用する。本発明の一態様によれば、こ
れは開口２５と２６の数及びサイズを選択するこ
とによつて防止され、従つて溶解された可溶性機
素１９を十分に低い速度で開口２５，２６から押
出すようになつており、弁ステム１４の外向運動
を緩衝し、且つボンネツト１１の肩２８に対する
弁ステム１４の肩２７を撃突は可能な限り避ける
ように形成されている。

第２図を参照すると、この装置は次の点以外は
第１図に示されたものと同様である。即ち、アク
チユエータは第１図の非回転上昇ステム型の弁に
対比して回転上昇ステム型の弁を利用したもので
ある。第１図の夫々の構成部分に符号する第２図
の構成部分は接尾辞Ａを加えた同一番号で示す。

第２図の作動装置すなわちアクチユエータに於
て、ナツト２１Ａは回転せず且つ、外向きに曲げ
られた肩２２Ａの半径方向スロツト３０に係合す
るピン２９によつて回転しないように保持されて
いる。更に、第１図の実施例に於て詳述せる如
く、弁ステム１４Ａに負荷せられる押圧力はナツ
ト２１Ａを経て可溶性機素１９Ａ及びキヤツプ１
７Ａに次いでボンネツト１１ａに伝動される。弁
はハンドル２４Ａを簡単に回転させることによつ
て開放位置と閉鎖位置との間で敏感に作動させこ
とができる。しかしながら、可溶性機素１９Ａが
溶融する時に、弁の内圧が弁を閉じるよう上方に
弁ステム１４Ａを押圧する。勿論、可溶性機素１
９Ａを十分に長く作り、従つて可溶性機素１９Ａ
が溶解する時に、弁ステム１４Ａは弁機素（第１
図の符号１２に相当）を閉鎖位置まで動かすこと
ができる。

第３図は作動装置の別の実施例を示し、第１図
及び第２図の夫々の構成部分に符号する部分は接
尾辞Ｂを付して同一番号で示す。弁ステム１４Ｂ
をナツト２１Ｂに螺合し、ナツト２１Ｂをシール
１５Ｂによつてボンネツトに対して密封する。前
述の弁ステム１４Ｂに対する押圧力をナツト２１
Ｂによつて可溶性機素１９Ｂに次いでキヤツプ１
７Ｂを経てボンネツト１１Ｂに伝動する。弁ステ
ム１４Ｂの往復運動はナツト２１Ｂを回転させる
ハンドル２４Ｂを回転させることによつて達成で
きる。平常時に於ては、ナツト２１Ｂの長手方向
運動は軸受２３Ｂと３５との間で肩２２Ｂを挟持
することによつて阻止できる。而して、第３図に
於ては、可溶性機素１９Ｂが溶融する時、該可溶
性機素１９Ｂが溶融するに従つてボデイ（第１図
の符号１０に相当）内の圧力影響を受けてナツト
２１Ｂを弁ステム１４Ｂが外向きに移動すること
になる。更に、該外向き運動の速度はキヤツプ１
７Ｂに設けた開口２５Ｂの数及びサイズによつて
制御できる。又、平常のときは、シール１５Ｂの
下部に位置するナツト２１Ｂの部分の長さは、該
ナツト２１Ｂが可溶性機素１９Ｂの溶融する時に
外向きに移動する距離よりも長い。

第４図は他の実施例であり、第１図、第２図、
第３図の夫々の構成部分に符号する構成は接尾辞
Ｃを付して同一番号で示す。同図は可溶性機素２
１Ｃの溶融の時に弁ステム１４CRの比較的に迅
速な運動ができる上昇ステム型の弁から成る作動
装置が示されている。この図に於て、作動装置の
第一部分は軸受５２と５３によつてキヤツプ５１
内で回転運動するように取付けられたスリーブ５
０から成り、軸受５２と５３はそれらの間に外向
きに曲つたフランジ５４を挟持する。更に、ハン
ドル２４Ｃのハブ５５は第一部分の一部分であ
り、且つ可溶性機素２１Ｃを支持する。勿論、可
溶性機素２１Ｃは作動装置の第二部分である。作
動装置の第三部分は可溶性機素２１Ｃに対して螺
着されている弁ステム１４Ｃのネジ突き上端部５
６である。

この実施例に関して、ハンドル２４Ｃの回転運
動はキヤツプ５７及び可溶性機素２１Ｃを回転さ
せ、従つて可溶性機素２１Ｃが弁ステム１４Ｃを
往復運動させることができる。而して、第１図に
て説明せる如くボデイ内の流体圧にて生じる弁ス
テム１４Ｃに対する押圧力は、弁ステム１４Ｃか
ら可溶性機素２１Ｃ、次いでキヤツプ５７、ハブ
５５、スリーブ５０及びキヤツプ５１、更にボン
ネツト１１Ｃに伝達される。

而して、火炎又はその他の上昇温度条件が可溶
性機素２１Ｃに加熱する時に、弁ステム１４Ｃに
負荷される外向きの押圧力が可溶性機素２１Ｃを
ライン５８の付近で剪断させる点まで該可溶性機
素１２Ｃの圧縮強度及び剪断抵抗を緩める。その
結果として、弁ステム１４Ｃは迅速に上方に動
き、弁ステム１４と共に弁ステム１４Ｃのネジに
係合している可溶性機素１２Ｃが前記ライン５８
よりかすり取られて移動する。この弁ステム１４
Ｃの係合は、剪断された可溶性機素１２Ｃの部分
を発射体として作用するのを防止することができ
る。

第４図に於いて、可溶性機素２１Ｃはキヤツプ
５７の内側上の符号する円錐面６０に係合する円
錐外面５９を有することが分る。弁ステム１４Ｃ
が可溶性機素２１Ｃに対して上方へ押圧力を与え
る時に、円錐形状によつて楔作用が働き、可溶性
機素２１Ｃを弁ステム１４Ｃの上部のネジと密接
な係合状態で押圧することができる。

而して、可溶性機素の好ましい実施例は、商品
名“デルリン”で市販されているアセタール樹脂
を用いるを可とする。又、使用されるその他の材
料は名称“ジテル（zytel）”として市販されてい
るナイロン−６／６、名称“レクサン（Lexan）”
として市販されているポリカーボネート、ポリイ
リフエンオキサイドであるノリル（Noryl）、及
びポリウレタンであるテキシン（Texin）を使用
できる。更に、30／70バーはんだ、ウツドメタル
等の低融点金属合金を使用することができる。

この発明は上述せる実施例に詳述せる如き構成
を有するので、本発明の感熱弁は、通常は弁機素
がシールの開放位置と閉鎖位置との双方の間を移
動して一般の弁と同様に作動することは当然であ
るが、異常高温度にさらされた時には、前記弁機
素は直ちにシートの閉鎖位置まで自動的に移動し
てシートを閉鎖し、又は弁の種類によつては自動
的にシートの開放位置まで移動して該シートを開
放し、周辺に及ぼす危険を防止することができ
る。

而して、この動作は従来と同様に可溶性機素の
溶解作用を応用して為すのであるが、本発明にあ
りてはボデイ内の圧力が弁ステムの下面を上方へ
押出し、そして、この弁ステムに歯合しているナ
ツトを上方へ移動させる力が作用する。このと
き、このナツトの下端部の肩と、キヤツプの上端
部の肩によつて形成されている上下所定長さを有
する空間部に充填されている可溶性機素が溶解
し、且つ、該溶解物は前記ナツトの下端部の肩に
て上方へ押し上げられようとする。このとき、前
記溶解物はキヤツプに設けられている開口を介し
て緩やかに外部へ流出するので、所定長さ有する
可溶性機素は急激に外部へ流出することはなく、
ナツトの上昇速度を制限し乍ら一定長さ相当分の
全溶解物が該開口より流出するので、結局弁ステ
ムも前記可溶性機素の一定長さだけ緩やかに上方
へ移動し、該弁ステムに連結されている弁機素シ
ートを緩やかに閉塞又は開放することになるので
ある。依つて、例えは米国特許3842854号明細書
及び米国特許3618627号明細書に記載されている
ものは、可溶性機素の流出割合をコントロールす
ることができないので、弁ステム等がボデイ内の
高圧によつてボデイ等に激しく打ち付けられて弁
を破損し、或いは周辺に危険を及ぼすのである
が、この発明に於てはこのような欠陥を悉く除去
することができたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感熱弁の半分縦断正面図、第
２図は本発明の別の実施例を示す感熱弁の上部に
ついての部分縦断正面図、第３図は非上昇ステム
型の弁に使用された本発明を示す上部についての
部分縦断正面図、第４図は本発明に使用された可
溶性機素の別の実施例を示す弁の上部についての
別の縦断正面図である。 １０……ボデイ、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ……ボンネツト、１２……弁機素、１３……シ
ート、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ……弁ステ
ム、１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ……シール、
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ……パツキンナツ
ト、１７，１７Ａ，１７Ｂ……キヤツプ、１８…
…キヤツプネジ、１９，１９Ａ，１９Ｂ……可溶
性機素、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２２，２２Ａ，
２２Ｂ……肩、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…
…ナツト、２３，２３Ｂ，３５，５２，５３……
軸受、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ……ハンド
ル、２５，２５Ａ，２５Ｂ，２６……開口、２
７，２８……肩、２９……ピン、３０……スロツ
ト、５０……スリーブ、５１，５７……キヤツ
プ、５５……ハブ、５６……上端部、５９，６０
……円錐面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁機素に連結された作動装置によつて弁機素
   を弁のボデイ内で弁の開閉位置の双方の位置間で
   往復運動させる弁であつて、且つ、可溶性機素の
   溶解時にボデイ内の流体圧を利用して弁ステムを
   外側方向に動かすように形成された弁に於て、該
   ボデイの一側に中空のボンネツトを螺合し、更
   に、該ボンネツトの内側にシールを嵌着して、該
   シールを介して弁ステムを該ボンネツト内に上下
   摺動自在に密封し、該弁ステムの下部にボデイに
   設けたシートを開閉自在に作動する弁機素の上端
   部を連結し、更に、該弁ステムの上部には螺子部
   を設け、該螺子部をハンドルに連結した中空ナツ
   トの内側面に設けた螺子部と螺合させると共に、
   該ナツトは下方部に外向きに曲つた肩を有し、一
   方、上端部に内向きに曲つた肩を有するキヤツプ
   とによつて形成される中空部に所定温度で溶解す
   る可溶性機素を充填すると共に、該中空部の上下
   の肩間の距離は、弁ステムに連結されている弁機
   素にてシートを開閉できる距離に相当し、且つ、
   該キヤツプは前記ボンネツトに固定すると共に、
   該可溶性機素が溶解したとき、該溶解部を外側へ
   緩やかに流出させるための開口を備え、更に、前
   記ナツトは該ボンネツトに対してフリー状態に設
   けられていることを特徴とする感熱弁。 ２ 前記キヤツプは長手方向の上部に内向きの肩
   を備えたキヤツプを有し、前記ナツトは回転可能
   に形成されると共に、その下方部に外向きの肩を
   備え、前記可溶性機素を前記双方の肩の間に配置
   し、夫等の肩を通常状態では隔離状態に維持し、
   更に、前記可溶性機素が溶解するときに、前記一
   方の肩が他方の方向に移動できるように構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の感
   熱弁。 ３ 前記キヤツプは、前記可溶性機素を囲み、且
   つ、一方の肩が他方の肩の方向に移動する量を限
   定するために溶融した可溶性機素の流速を制限す
   る開口を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項及び第２項記載の感熱弁。 ４ 前記キヤツプは長手方向の上端部に内曲りの
   肩を有し、前記ナツトは長手方向下方部に外向き
   の肩を有すると共に回転に形成され、回転可能な
   弁ステムを前記ナツトに螺入し、且つその下部を
   前記弁機素に連結し、更に、前記介在された可溶
   性機素は前記双方の肩を隔置状態に維持するため
   に前記双方の肩の間に配置され、前記可溶性機素
   が溶融する時に、一方の肩が他方の肩の方向に動
   くことができることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の感熱弁。 ５ 前記キヤツプは可溶性機素を囲み、且つ、前
   記一方の肩から他方の肩の方向への運動量を制限
   するために溶融された可溶性機素の流速を制限す
   る開口を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第４項に記載の感熱弁。 ６ 前記弁ステムはその上端部に螺子部を有し、
   該螺子部に可溶性機素を螺合し、更に、該可溶性
   機素はハンドルのハブに螺着されたキヤツプ内に
   充填されると共に、該ハンドルを回転するときに
   前記螺合により弁ステムに往復運動を伝動し、且
   つ、該可溶性機素が溶融するときに、前記螺合部
   分の可溶性機素が該螺合状態を維持しつつ弁ステ
   ムと共にキヤツプ外側に飛出すことができるよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の感熱弁。 ７ ナツトは弁ステム及びボンネツトに対して回
   転可能であり、而も、可溶性機素はナツトのまわ
   ちに配置され、且つ、長手方向の力伝動を受ける
   ために該ナツトの下部に外側へ曲つた肩と、キヤ
   ツプの上部を内側へ折曲して形成した肩部間に前
   記可溶性機素が充填され、従つて弁開放力と弁閉
   鎖力を前記可溶性機素を横切つて伝動することが
   できることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の感熱弁。 ８ 前記キヤツプは可溶性機素を密接に囲み、且
   つ開口を有し、前記可溶性機素が溶融する時に前
   記可溶性機素の流出を制限し、それによつて前記
   可溶性機素を溶融する時に弁機素が移動する速度
   を制限することができることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の感熱弁。 ９ ナツトはボンネツトに非回転状態に連結さ
   れ、更に弁ステムを回転させる装置を有し、ナツ
   トは長手方向の下部に外向きに曲つた肩を有し、
   更にボンネツトに連結され、且つ、長手方向の上
   部に内側に曲つた肩を備えたキヤツプを有し、前
   記可溶性機素を前記肩の間に配置して前記肩の間
   の力を伝動することができることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の感熱弁。