JPH09287672A - 気体用低圧レリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧の気体を逃すことができるレリーフ弁を
得ること。 【解決手段】 気体圧力の逃し通路２６に形成した弁座
２４に着座して閉止する閉止部材２５と、逃し通路２６
内の閉止部材２５の上部まで満たされた液体２７と、閉
止部材２５の自重と閉止部材２５に作用する液体２７の
比重量による力により弁座２４に予圧を加えるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体圧通路の圧力
が一定圧以上になった時に、余剰圧力を逃し通路に逃が
すためのレリーフ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】気体圧通路には、気体圧通路を流れる気
体の圧力が一定圧力以上に達した時に余剰圧力を大気に
逃し、気体圧通路の圧力を一定圧力に保持するためにレ
リーフ弁が設けられている。この従来のレリーフ弁は図
３に示すように、気体圧供給源１と連通する気体圧通路
２より気体圧導入通路３を分岐させ、この気体圧導入通
路３と気体圧逃し通路４との間にレリーフ弁Ｖを配置し
ている。このレリーフ弁Ｖの弁ハウジング５の内部には
同軸線に弁穴６と弁座７が形成されたパッキン８が設け
られ、この弁穴６にはボール８が収納され、このボール
９をスプリング１０により弁座７に押し付けて予圧を与
える構成になっている。

【０００３】この予圧を与える際、ボール９を弁座７に
スプリング１０により押さえ付け、弁座７を弾性変形さ
せてシールし、気体圧力導入通路３に導入される気体圧
が予圧以下の時には弁座７から気体圧が漏れるのを防い
でいる。この構成により、気体圧通路２の圧力が一定圧
力以上になった時には、ボール９の上面にかかる圧力と
スプリング１０による押圧力のバランスが崩れ、ボール
９がスプリング１０の押圧力に抗して後退移動し、気体
圧導入通路３と気体圧逃し通路４が連通して余剰圧力を
大気に逃がすようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレリ
ーフ弁Ｖにおいては、予圧の際、ボール９を弁座７にス
プリング１０で押さえ付けてシールし、導入される気体
圧が弁座７から漏れるのを防ぐ構成であるので、パッキ
ン８の種類，スプリング１０の種類にもよるが、従来の
レリーフ弁で逃すことができる最低の気体圧は０．０１
ＭＰａ（０．１ｋｇ／cm² ）以上であった。よって、こ
のような構成では気体圧が０．０１ＭＰａ以下の微圧を
逃すことができなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１のものにおいては、本発明の気体用低圧レ
リーフ弁では、気体圧力の逃し通路に形成した弁座に着
座して閉止する閉止部材と、逃し通路内の閉止部材の上
部まで満たされた液体と、閉止部材の自重と閉止部材に
作用する液体の比重量による力により弁座に予圧を加え
るようにしたことを特徴とするものである。

【０００６】請求項２のものにおいては、閉止部材の上
部の液体の液位を調整することにより、予圧を調節可能
としたことを特徴とするものである。 （作用）請求項１の手段においては、閉止部材が弁座を
閉止するように着座され、この閉止部材には液体の比重
量による力が作用する。このため、弁座には、弁座を閉
止している閉止部材の自重による力と液体の比重量によ
る力の２つが加わる。この２つの力により弁座に予圧を
加えることができる。また、閉止部材と弁座間に液体が
介在することにより液体シールが行え、予圧以下の気体
圧の漏れを防ぐ。

【０００７】請求項２の手段においては、液体の液位を
変更することで、液体の比重量が変わり、予圧の調整が
行える。

【０００８】 〔発明の詳細な説明〕

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。図１は本発明の実施の形態における気
体用低圧レリーフ弁２０を示すものである。２１は図略
の気体圧供給源に接続された気体圧を導入する配管で、
この配管２１は弁本体３０の気体圧導入通路２２に接続
されている。

【００１０】この弁本体３０には、気体圧導入通路２２
に導入された気体圧を上向きの鉛直方向に導く鉛直通路
２３と、この鉛直通路２３と連通する弁座２４が形成さ
れている。この弁座２４には、鋼球からなるボール２５
が着座しており、鉛直通路２３を閉止している。前記弁
本体３０には前記ボール２５を収納するように円筒部材
４０が取り付けられ逃し通路２６を構成している。この
円筒部材４０の大径穴４１側は前記弁本体３０にボルト
５０を介して取り付けられ、小径穴４１側は大気に開口
するように取り付けられている。

【００１１】この逃し通路２６内には、小径穴４２から
マシン油又はゲル状の油脂等よりなる液体２７が注入さ
れ、弁座２４からボール２５上方の高さＨまで満たされ
た状態になっている。この状態において、ボール２５に
は液体２７の比重量により下方の鉛直方向の力が加わ
り、ボール２５を着座している弁座２４には、ボール２
５の自重による下方の鉛直方向の力と液体２７の比重量
による下方の鉛直方向の力の２つが加わることになる。

【００１２】以上の構成により、配管２１より低圧の気
体圧Ｐが弁本体３０に導入されると、この気体圧Ｐによ
り、ボール２５に上方の鉛直方向の力が作用する。この
時、この圧力Ｐが、ボール２５の自重による力（下方の
鉛直方向の力）と液体２７の比重量による下方の鉛直方
向の力の和よりも大きくなった場合、配管２１より導入
した低圧の気体圧によってボール２５を押し上げ、小径
穴４２を通り大気に逃れる。

【００１３】具体的には、ボール２５を下から押し上げ
る力をＦ、弁座２４にかかる力をＦ１、ボール２５の重
量をｗ、ボール２５が液体から受ける浮力をＦ２とする
と、次の（１）式に示す関係がある。なお、鉛直通路２
３から導入される気体圧Ｐによりボール２５が受ける受
圧面積をＡ，鉛直通路２３の半径をｄ，弁座２４からボ
ール２５頂点までの高さをｈ，弁座２４から液体２７の
表面までの高さをＨ，ボールの半径をＲ、ボール２５の
比重量をｒ₁ 、液体２７の比重量をｒ₂ は液体２７とす
る。

【００１４】

【数１】 Ｆ＝Ｆ１＋ｗ−Ｆ２ ・・・・（１） ここで、Ｆ１の詳細を下記（２）式、ｗの詳細を下記
（３）式、Ｆ２の詳細を下記（４）式に示す。

【００１５】

【数２】

【００１６】

【数３】

【００１７】

【数４】

【００１８】上記（１）〜（４）式からボール２５を下
から押し上げる力Ｆは次の（５）式のように表すことが
できる。

【００１９】

【数５】

【００２０】従って、ボール２５を押し上げて大気に逃
れることができる気体圧Ｐは、ボール２５が鉛直通路２
７から導入される気体圧Ｐにより圧力を受ける面積をＡ
とすると、次の（６）式の関係なった場合となる。

【００２１】

【数６】

【００２２】よって、更に式を展開すると、上記（６）
式は下記の（７）式のようになる。

【００２３】

【数７】

【００２４】このように、弁座２４に着座するボール２
５による予圧を、ボール２５の自重とこのボール２５に
作用する液体の比重量による力で、微少な予圧を弁座２
４に加えることができる。この予圧の際、弁座２４とボ
ール２５の間に液体２７が介在することにより液体シー
ルできるので、予圧以下の気体圧が漏れるのを防ぐこと
ができる。

【００２５】また、液体２７の高さＨを調整すること
で、予圧を微調整することができる。なお、この実施の
形態においては、閉止部材としてボール２５を用いた例
について述べたが、図３に示すように円錐形状の閉止部
材６０であっても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、閉止
部材による弁座の予圧を、閉止部材の自重と液体の比重
量により行うので、スプリングにより予圧を発生する場
合と比べて、逃し動作の開始圧力を極めて小さくするこ
とができるとともに、液体の高さを調整することで、予
圧を微調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す気体用低圧レリーフ
弁である。

【図２】本発明の他の実施の形態を示す図である。

【図３】従来のレリーフ弁を示す図である。

【符号の説明】

２０ 低圧レリーフ弁 ２１ 配管 ２２ 気体圧導入通路 ２３ 鉛直通路 ２４ 弁座 ２５ ボール ２６ 逃し通路 ２７ 液体 ４２ 小径穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体圧力の逃し通路に形成した弁座に着
   座して閉止する閉止部材と、この逃し通路内の前記閉止
   部材の上部まで満たされた液体と、前記閉止部材の自重
   と前記閉止部材に作用する前記液体の比重量による力に
   より前記弁座に予圧を加えるようにしたことを特徴とす
   る気体用低圧レリーフ弁。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記閉止部材の上部
   の液体の液位を調整することにより、予圧を調節可能と
   したことを特徴とする気体用低圧レリーフ弁。