JPH039348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は逆止弁に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第１図は、原子力発電所等における排ガス処理
設備を表わしている。この排ガス処理設備は、主
復水器１、第１段空気抽出器２、インターコンデ
ンサ３、第２段空気抽出器４、予熱器５、再結合
器６、復水器７、予冷器８、サンドフイルタ９、
乾燥器１０、活性炭ホールドアツプ塔１１、粒子
フイルタ１２、真空ポンプ１３及びスタツク１４
が配管に沿つて直列に配置された構造となつてお
り、さらに第１段空気抽出器２及び第２段空気抽
出器４とそれぞれ並列に第１段の起動停止用空気
抽出器１５及び第２段の起動停止用空気抽出器１
６が配置されている。また、この排ガス処理設備
においては、復水器７の下流より分岐し途中圧力
制御弁１７を介して主復水器１に接続される還流
ライン１８と、この還流ライン１８の圧力制御弁
１７の上流から分岐され途中主復水器真空ポンプ
２０を介してスタツク１４に接続される主復水器
真空ポンプライン２１が設けられている。さら
に、主復水器１には主復水器真空ポンプ２０に接
続される主復水器空気抽出ライン２２が接続され
ている。

この排ガス処理設備を起動する場合には、先ず
主復水器１の真空度を主復水器真空ポンプ２０に
よつてある値まで引く。続いて、起動停止用空気
抽出器１５，１６、第１段空気抽出器２、インタ
ーコンデンサ３、第２段空気抽出器４、予熱器
５、再結合器６及び復水器７内の排気を主復水器
真空ポンプ２０によつて行なう。そして、最終的
に、第１段空気抽出器２、インターコンデンサ
３、第２段空気抽出器４、予熱器５、再結合器
６、復水器７、予冷器８、サンドフイルタ９、乾
燥器１０、活性炭ホールドアツプ塔１１及び粒子
フイルタ１２内の排気を真空ポンプ１３によつて
行なう。

一方、この排ガス処理設備の運転を停止する場
合には、この逆の運転手順にて行なう。

ところで、この排ガス処理設備においては、原
子炉のスクラム時に圧力計２３の示す復水器出口
圧力と流量計２４の示す予冷器入口流量が増加す
る。そのため、復水器出口圧力を一定に維持する
よう還流ライン１８に介装された圧力制御弁１７
が開とされ、排ガスが主復水器１にに戻される。
その結果、予冷器入口流量が減少し、さらに予冷
器８下流の排ガスも主復水器１に引かれてしま
う。而して、第２図に示すように圧力計２５を示
すサンドフイルタ入口圧力と圧力計２６の示す粒
子フイルタ出口圧力が通常運転時と逆転し、第３
図に示すようにサンドフイルタ９に充填されてい
るサンド２７がガス入口管９ａから破線矢印に示
す方向即ち上流側へ流出する恐れがある。なお、
第３図において符号９ｂ，９ｃはサンドフイルタ
９の排ガス入口、出口をそれぞれ示し、また９ｄ
はサンド２７の充填口を示す。

通常、サンドフイルタ９は正流方向の流れに対
して設計されているものであり、逆流に対しては
何ら対策を講じていない。そのため、サンドフイ
ルタ９内のサンド２７がガス入口管９ａから上流
側へ流出し、やがては配管閉塞となり排ガス系の
運転に支障をきたす恐れがあり、万一サンドフイ
ルタ９内のサンド２７が上流側へ流出した場合に
は、配管を切断してサンド２７の抜き取りを行な
わなければならない。

しかしながら、この作業はサンド２７に付着し
た高放射能のため放射線管理区域内での作業とな
り、しかもプラントを停止して行なわなければな
らず、困難かつ高費用を要する作業となる。

そこで、従来は、第４図で示すような逆止弁２
８を流体管２９に介装することが行なわれてい
る。この逆止弁２８は円錘台状の帽体３０と、こ
の帽体３０の内側に取着されるダイヤフラム３１
とからなる。この逆止弁２８において帽体３０は
その斜面に多数の孔３２が穿設され、先端には貫
通孔３３が設けられており、そのフランジ３０ａ
で流体管２９のフランジ２９ａにボルト締めされ
ている。一方、ダイヤフラム３１はゴムから形成
され、その裾には補強リング３４が取着されてい
る。また、ダイヤフラム３１の先端には、ボルト
３５が埋設されており、このボルト３５を帽体３
０の貫通孔３３に挿通し、ナツト３６を締結する
ことによりダイヤフラム３１は帽体３０に取着さ
れる。而して、この逆止弁２８はその先端が流路
の流入方向に向けて流体管２９内に取着される。

続いて、この逆止弁２８の作用について説明す
れば、排ガスが第４図の矢印の如く上流側より流
れる場合には、排ガスが帽体３０の孔３２から流
入し、その圧力でダイヤフラム３１を押して内側
に湾曲させ、帽体３０及びダイヤフラム３１の間
隙から下流側に流れる。一方、排ガスが下流側よ
り流れる場合には、排ガスの圧力でダイヤフラム
３１が第４図に一点鎖線で示す如く押し拡げら
れ、ダイヤフラム３１によつて帽体３０の孔３２
が閉塞されるので排ガスの逆流は阻止される。而
して、サンド２７の逆流も阻止されることにな
る。

通常、排ガス処理設備に逆止弁を設ける場合に
は、系統全体の圧力損失配分や流れの安定を保つ
ため逆止弁の圧力損失を小さくしなければならな
い。ちなみに、流量40m³／ｈでは約50mmH₂Oの
圧力損失におさえる必要がある。

しかしながら、前記構造の逆止弁２８において
は排ガスが上流側より流れる場合に、ダイヤフラ
ム３１の湾曲に対する剛性が大となり、圧力損失
が大きくなるという欠点があつた。

そこで、第５図に示すような逆止弁３７が開発
された。即ち、この逆止弁３７は前記逆止弁２８
のボルト３５の代わりに流体管２９の軸方向に可
動なロツド３８を設けたものである。その他の点
は逆止弁２８と同様である。

このタイプの逆止弁３７はダイヤフラム３１が
第５図の矢印で示す如く正流時には流れに押され
て図中右方に移動し、一方、逆流時には一点鎖線
で示すように帽体３０に密着して孔３２を閉塞し
逆流を阻止するように作用する。

しかしながら、このタイプの逆止弁３７は上流
からの流れが止まつたとき、ダイヤフラム３１は
その場所に保持され全開のままとなるため、逆流
が起きたとき作動に遅れが生じたり、又逆流の流
速が極めて小さいときには流体圧が小さくダイヤ
フラム３１を帽体３０へ密着するまで押し戻すこ
とができず、小流量の逆流には有効に作用しな
い。特に逆止弁３７を縦配管に取り付け、しかも
この縦配管上方が上流側となる場合には、ダイヤ
フラム３１の自重を持ち上げるための流速が必要
であり、流速が小さい場合には逆止弁として作用
しない恐れがあつた。

通常、排ガス処理設備のサンドフイルタ９内の
サンド２７が上流へ流出してしまうのを防止する
には少なくとも逆流流速0.6ｍ／ｓに対して逆止
弁が十分作動する必要があるが、後述の如く前記
逆止弁ではその実現が困難であつた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、正
流時の圧力損失が小さく、かつ、微小流速の逆流
に対しても確実に作動して逆流を阻止することの
できる逆止弁を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この目的は、先端を流路の流入方向に向けて配
設され、その斜面に多数の孔が穿設された帽体
と、この帽体に流路の流出方向から嵌合自在に設
けられ、帽体の孔を閉塞するためのダイヤフラム
と、このダイヤフラムに取り付けられ、ダイヤフ
ラムを流路の軸方向に摺動させる可動ロツドとを
含んで構成される逆止弁において、このダイヤフ
ラムを流路の軸線方向に付勢するばねを取り付け
ることにより達成される。

〔発明の実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。な
お、従来のものと同一部分については同一の符号
を付し、その説明は省略する。

第６図は本発明に係る逆止弁の第１の実施例を
示しており、帽体３０のフランジ３０ａには流体
管２９の軸方向に延在する複数の脚４０が付設さ
れ、この複数の脚４０には、流体管２９を横断す
る方向に配設されたサポート４２が固着されてい
る。このサポート４２は中央に貫通孔４１を有し
その外側に流体の通過を許容する開口４２ａを有
している。また、このサポート４２には調整自在
に２個のナツト４６，４７によつてボルト４５が
締結されている。そして、このボルト４５の流入
側には端板４４が固着され、さらにこの端板４４
にはパイプ４３が突設されている。また、ダイヤ
フラム３１の内側にはばね受け４８が取り付けら
れている。而して、このばね受け４８及び端板４
４の間にはパイプ４３を伸縮の際のガイドとする
ようにばね４９が取り付けられている。

次に第１の実施例の作用を説明する。

ばね４９はばね受け４８を介してダイヤフラム
３１に荷重を図中左方へ作用させている。この荷
重の大きさは端板４４の設置位置を軸方向に変え
てばね４９の長さを変化させることにり容易に調
整される。

上流より流体が流れる場合には、流体は帽体３
０の孔３２を通り、第７図に示すように、ダイヤ
フラム３１を下流側へ押しやると共に湾曲させ、
ダイヤフラム３１と帽体３０との間に形成される
間隙を通り下流側へ流れる。この場合、ばね４９
は流体がダイヤフラム３１を押す力により圧縮さ
れ、圧縮量に相当するばね反力が下流側よりダイ
ヤフラム３１に作用する。したがつて、流体の流
速が小さいときには、ダイヤフラム３１は、ダイ
ヤフラム３１に上流側より作用する流体圧と、下
流側より作用するばね反力が均衡した点に保持さ
れる。しかし、流体の流速が大きいときには、ダ
イヤフラム３１は可動ロツド３８によつて制限さ
れる距離だけ下流側に移動し弁は全開とされる。

また、流体の流れが停止した場合には、上流側
よりダイヤフラム３１に作用する流体圧が失なわ
れるので、ばね４９が元の長さまで伸びることに
よりダイヤフラム３１は所定の位置に戻される。

一方、流体の流れが逆になつた場合には、第６
図に示すように流体が下流側よりダイヤフラム３
１の内面を押してダイヤフラム３１は帽体３０に
密着されるので、帽体３０の孔３２はダイヤフラ
ム３１によつて閉塞され、流体の逆流が阻止され
る。

ところで、ダイヤフラム３１の位置は、既に説
明したように、ボルト４５とナツト４６，４７の
締結位置を変化させることにより調整できるが、
逆流を完全に阻止するためには流体静止時にダイ
ヤフラム３１を帽体３０に圧持させておく必要が
あるので、ばね４９の初期圧縮量を大きくしダイ
ヤフラム３１に大きなばね反力を作用させること
が望ましい。しかしながら、ばね反力が大きいと
正流時の排ガスの流速が小さい場合に弁の開きが
悪くなり、小流量時の系統流量ハンチングや圧力
損失増大の原因となる恐れがある。そこで、一般
的には、ダイヤフラム３１と帽体３０の間隙がほ
ぼ０で、かつ、ダイヤフラム３１を帽体３０に押
し付ける力が作用しないように調節しておくこと
が好ましい。即ち、鉛直配管や斜め勾配を有する
配管に逆止弁を可動ロツド３８が上方に位置する
ように設ける場合にあつては、ダイヤフラム３１
の自重の軸方向成分とばね４９のばね反力が釣り
合うような初期圧縮量をばね４９に与えてダイヤ
フラム３１と帽体３０が接するような調整を行な
う。また、水平配管に逆止弁を設ける場合には、
逆流時下流からの流体圧によつてダイヤフラム３
１が帽体３０に押しつけられる際ばね４９が自然
長より伸ばされて反対方向のばね反力が生じるの
を防止するため、極く僅かな初期圧縮量をばね４
９に与えておくように調整しておくことが好まし
い。一方、鉛直配管や斜め勾配を有する配管に可
動ロツド３８が下方に位置するように設ける場合
には、流体静止時ダイヤフラム３１は自重により
帽体３０に密着し正流時の圧力損失を増大させる
傾向を生じるので、これを防止するためばね４９
によつてダイヤフラム３１を吊り上げ、ダイヤフ
ラム３１の自重が帽体３０に作用しないように調
整するのが好ましい。この場合にはばね４９の初
期たわみは伸びとなる。

以上説明した実施例によれば、流体の流れが停
止した状態でばね４９の作用によりダイヤフラム
３１が所定の位置に戻るため、流体の逆流時にダ
イヤフラム３１がほとんど移動せずに帽体３０に
密着されるので、微小流速の逆流をも確実に阻止
することができる。しかも、流体が上流より流れ
る正流時にはダイヤフラム３１が第５図の逆止弁
３７と同様に下流に移動して流路を開く構造とな
つているので、第４図の逆止弁２８に比し圧力損
失が極めて小さい。

また、この実施例は、逆止弁の用途に応じて圧
力損失や逆止弁の作動流速を任意に調整できると
いう利点を有する。即ち、可動ロツド３８の長
さ、ばね４９のばね定数、ダイヤフラム３１に加
わる初期ばね反力又はダイヤフラム３１の流体静
止時の位置を調整すれば、流体の種類、流量範囲
又は使用目的に適した圧力損失の大きさや、正流
時又は逆流時の作動特性を任意に調整できる。例
えば、逆止弁の上流側と下流側の圧力差が所定の
値以上になつた場合にのみ弁が開くようにして、
過剰流量をバイパスさせるバイパス回路に適用し
たり、また容器内の圧力を一定に保つための調整
弁としても使用できる。

さらに、この実施例は、逆止弁の点検、清掃等
のメンテナンスが容易であるという利点を有す
る。

続いて、本実施例の具体例について説明する。

この具体例においては100Aの空気用配管にば
ね定数0.01Kgｆ／mmのばね４９を用いた第１の実
施例の逆止弁を設けると共に、流体静止時におけ
るダイヤフラム３１と帽体３０との間隙を１mmに
調整した。

この具体例では、正流時の圧力損失は第８図の
曲線Ａで示すように流量40m³／ｈのとき約30mm
H₂Oであつた。また、逆流流速が0.3ｍ／ｓで弁
が作動した。

一方、可動ロツド３８の長さの等しい第５図に
示す従来の逆止弁３７の場合には、圧力損失は第
８図の曲線Ｂで示すように流量40m³／ｈのとき約
20mmH₂Oとなり前記具体例の場合に比しやや小
さかつた。しかし、弁の作動する逆流流速は５
ｍ／ｓと大きかつた。そして、この逆止弁３７で
前記具体例と同様の逆流防止効果を得るために短
いロツドとすれば第８図の曲線Ｃで示すように流
量40m³／ｈのときの圧力損失は約300mmH₂Oに達
してしまつた。

また、この具体例においてダイヤフラム３１と
帽体３０との間隙を流体静止時に０とし、流体の
逆流を完全に防止するようにしたものでは、正流
時の圧力損失は流量40m³／ｈのとき約40mmH₂O
であつた。

これに対し、流体の逆流を完全に阻止できる第
４図に示す従来の逆止弁２８では正流時の圧力損
失は第８図の曲線Ｄで示すように流量40m³／ｈの
とき300mmH₂Oを超える値となつた。

第９図はＹ形ストレーナ５０に第１の実施例
（符号５１で示す）を適用したものを示している。
この第９図において符号５２は盲板５２ａに取着
されたフイルタである。

第１０図は第２の実施例を表わしている。この
実施例の逆止弁５３は、板ばね５４が帽体３０の
先端と可動ロツド３８との間に介装された構造と
なつている。この場合、勿論ばね５４はコイルば
ねであつても良い。

この実施例においては第１の実施例の効果に加
え、逆止弁の構造を簡単かつ小型化できるという
利点を有する。

なお、前記実施例においてはダイヤフラム３１
をゴムの一体物として説明してきたが、本発明は
かかる実施例に限定されるものではなく、ダイヤ
フラム３１の素材として金属等剛性の高い材質の
ものを用い、その外側斜面にシール性の高いゴム
等の弾性材料を貼着したものであつても良い。こ
の場合には弁が開く際ダイヤフラム３１が湾曲し
ないため作動特性がさらに安定する。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、先端を流路の流
入方向に向けて配設され、その斜面に多数の孔が
穿設された帽体と、この帽体に流路の流出方向か
ら嵌合自在に設けられ、帽体の孔を閉塞するため
のダイヤフラムと、このダイヤフラムに取り付け
られ、ダイヤフラムを流路の軸方向に摺動させる
可動ロツドとを含んで構成される逆止弁におい
て、このダイヤフラムを流路の軸方向に付勢する
ばねを取り付けた構造となつているので、圧力損
失を極めて小さく、かつ微小流速の逆流に対して
も確実に作動し逆流を阻止できるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は排ガス処理設備の配管図、第２図はサ
ンドフイルタ入口圧力と粒子フイルタ出口圧力を
示すグラフ、第３図は第１図の排ガス処理設備の
サンドフイルタの断面図、第４図及び第５図は従
来の逆止弁の断面図、第６図は本発明に係る逆止
弁の第１の実施例の断面図、第７図は第６図に示
す第１の実施例の作用説明図、第８図は第４図、
第５図及び第６図に示す逆止弁の流量と圧力損失
を示すグラフ、第９図は第６図に示す第１の実施
例を適用したＹ形ストレーナの断面図、第１０図
は本発明に係る逆止弁の第２の実施例の断面図で
ある。 ３０……帽体、３１……ダイヤフラム、３８…
…可動ロツド、４９……ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端を流路の流入方向に向けて配設され、そ
   の斜面に多数の孔が穿設された帽体と、この帽体
   に流路の流出方向から嵌合自在に設けられ、帽体
   の孔を閉塞するためのダイヤフラムと、このダイ
   ヤフラムに取り付けられ、ダイヤフラムを流路の
   軸方向に摺動させる可動ロツドとを含んで構成さ
   れる逆止弁において、このダイヤフラムを流路の
   軸方向に付勢するばねを設けたことを特徴とする
   逆止弁。 ２ 前記ばねは、ダイヤフラムの下流に設けた固
   定部とダイヤフラムとの間に介装されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の逆止
   弁。 ３ 前記ばねは、可動ロツドと帽体との間に介装
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の逆止弁。 ４ 水平流路において、前記ばねはダイヤフラム
   を帽体に圧接する方向に付勢するように取り付け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の逆止弁。 ５ 上方が流出側である鉛直流路において、前記
   ばねはダイヤフラムを上方に付勢するように取り
   付けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の逆止弁。 ６ 前記ばねは、その付勢力を調整できるように
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の逆止弁。