JPS5848334Y2 - ブリ−ダ−弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高炉の炉頂などの内圧ガス逃し弁として使用
されるブリーダー弁に関するものである。

従来のこの種のブリーダー弁は、たとえは第１図ないし
第３図に示されるような構造になっている。

すなわち、第１図のａは高炉本体の上部に設けられたガ
ス放散管で、このガス放散管ａの上端に第２図に示すブ
リーダー弁が取付けられる。

このブリーダー弁は、第２図および第３図にみられるよ
うに、弁取付枠体すの上部にシール面Ｃを有する弁座ｄ
が取付けられ、また他のシール面Ｃ′を有する弁蓋ｉで
おおわれている。

そして内部の高圧ガスによる押し上げ力に抗するため、
弁蓋ｉは弁取付枠すに取付けられた支柱ｆ、操作レバー
支持軸ｅ、レバーｇ、ピンｈからなる梃子にカウンター
ウェイ）−ｋを作用させている。

また大気圧に近い状態でガス放散をさせるため、牽引ワ
イヤｊが前記カウンターウェイ）ｋと反対がわに取付け
られている。

このように、従来のブリーダー弁においては、２〜３気
圧の高圧のガスを完全にシールするためには、シール面
ＣとＣ′では完全に同一中心にある必要がある。

しかし、弁は高温および高圧にさらされるために、熱変
形や熱膨張が生じ、また製作誤差のため、同一中心とす
ることができないので、均一なシールが難しく、ガス漏
れが生ずる。

また弁蓋ｉが開く瞬時においては、完全に上方に移動す
る必要があるため、ピンｈの水平線上に操作レバー支持
軸ｅを設ける必要がある。

第４図は従来のこの種のブリーダー弁のもう一つの例を
示したもので、この場合、弁蓋ｉはレバーｇに支持軸ｍ
により完全に固定されているため、操作レバー支持軸ｅ
は、弁蓋ｉが開く瞬間において完全に上方に移動するた
めには、シール面水平線上に設ける必要がある。

なお同図におけるｎはシリンダである。

以上の２つの例のごとく、従来のブリーダー弁において
は、操作レバー支持軸ｅはシール部線上またはその上部
に設ける必要があり、必然的に操作レバー支持軸ｅは弁
座半径より外部に設けなければならないので、レバーｇ
の形状が制約されるという欠点がある。

本考案は、従来のブリーダー弁の上記の欠点を巧みに解
消したもので、その実施態様について、第５図および第
６図を参照しながら説明する。

第５図において、１は弁本体で上部に弁座２を有し、こ
の弁座２は弁蓋球面座３に球面（円周状）で接触して内
部のガスもれを防ぐようになっている。

そして前記球面座３は球面の一部を有する摺動可能なシ
ート面を有して弁蓋４に継がり、接続用の第１部材であ
る弁蓋支持ピン５を付属している。

このピン５は、後述するように、接続用の第２部材であ
るレバーピン受６に移動可能な状態で抱合され、該ピン
受６はレバー７に固定されている。

またこのレバー７の下部は２か所のレバー支持軸９に支
持されてこの軸９を中心に回転するようになっている。

そして該レバー７の一方にはカウンターウェイト８を有
し、他方には牽引ピン１０を有し、牽引ワイヤ１１が該
ピン１０に接続されている。

また前記レバー支持軸９はシール部線Ａ上より弁本体１
がわのほうにあり、かつ、該球面座３の球面中心点Ｂと
弁蓋４の開きがわ弁座点Ｃを結ぶ線上より下がわ（外が
わ）に位置している。

なお第５図における２点鎖線は弁開の状態を示す。

つぎに、第６図は第５図の弁蓋支持ピン５とレバーピン
受６を拡大して示したもので、該支持ピン５は弁蓋４の
中心上部に位置し、ガスシール用のガスケット１２を挾
んでナツト１３で弁蓋４に固定され、かつ、上方に凸の
凸型部１４を備えている。

またレバーピン受６にはボルト１５で固定された下部材
１６を有し、かつ、前記凸型部１４を抱合する凹型部１
７を備えている。

そして凸型部１４の頂部１８の凸曲面の曲率半径と、凹
型部１７の該頂部１８に接触する点１９の凹曲面の曲率
半径とは、異ならしめてあり、かつ、横方向には移動可
能なように円周全方向に隙間２０を有している。

すなわち、前記点１９の凹曲面（球面）の直径Ｄ１は前
記頂部１８の凸曲面（球面）の直径Ｄ２よりも大にして
あり、また前記点１９から遠い曲面の直径Ｄ３は前記Ｄ
１と異ならしめ、前記頂部１８から遠い曲面の直径Ｄ４
も前記直径Ｄ２と異なるようにしである。

第５図に示すように構成されたブリーダー弁においては
、爆発弁として作用する場合は、高圧気体圧力による押
し上げ力（鉛直上向き）とレバー支持軸９との水平距離
（図では、レバー支持軸９の中心点と前記球面中心点Ｂ
を結ぶ直線の長さ）によるモーメントが、カウンターウ
ェイ！−８の重量Ｗ（押し下げ力、つまり、鉛直下向き
の力）とレバー支持軸９との水平距離（図では、レバー
支持軸９の中心点を通る直線とカウンターウェイト８の
重心を通る鉛直下向きの直線とが直交する点をＤとする
と、該軸９の中心点とその交点りを結ぶ直線の長さ）に
よるモーメントより大きくなれば、レバー７は該支持軸
９を中心として反時計方向に回転し、弁蓋４も同時にそ
の方向に回転し、したがって、弁は開き、前記高圧気体
が放散されるので、爆発弁としての役割りをはたす。

つぎに、低圧の放散弁として作用する場合は、適当な装
置によって牽引ワイヤ１１を下方に引張り、牽引ワイヤ
１１とレバー支持軸９の最短距離（図では、レバー支持
軸９の中心点を通って牽引ワイヤ１１に直交する直線の
交点をＥとすると、該軸９の中心点とその交点Ｅを結ぶ
直線の長さ）とその牽引力によるモーメントが、カウン
ターウェイト８の重量Ｗによる前記モーメントより太く
なれば、やはり、レバー７は反時計方向に回転するので
、その牽引力を適当な値に設定しておくことにより、低
圧のガス放散弁としての役割りをはたすことになる。

上記説明のように、カウンターウェイト８の重量Ｗの大
きさは、レバー７が梃子として作用するため、内圧によ
る押し上げ力の作用点（中心線）とレバー支持軸９の間
の水平距離に比例し、レバー支持軸９とカウンターウェ
イト８の重心との水平距離に反比例する。

したがって、レバー支持軸９を中心に近づければ、カウ
ンターウェイト８の重量Ｗが軽くてすむのみでなく、モ
ーメントが小さくなるため、レバー７や支持部の剛性を
小さくできる。

上記条件を満足するためには、第５図のように、レバー
支持軸９をシール面水平面上（シール線入上）より移動
して中心線に近づければよいが、この場合、シール面を
すべるため、シール面形状を球面の一部とする必要があ
る。

すなわち、球面の一部とすれば、レバー７からの拘束を
考えなければ、いかなる位置においても、両法面は同一
中心点となり、完全にガスシールが可能となる。

また上記条件を満足するためには、レバー７の回転と、
弁蓋４の回転は自由であることが必要であるため、両者
の接続部において点接触をさせる必要がある。

さらに、高温および高圧による熱膨張、熱変形、歪（撓
み）、製作上の誤差などを考えると、上記接触点は移動
可能でなければならない。

このように、接触位置が移動し、さらに点接触の条件を
満足する構造として、第６図に示すように、円周全方向
に隙間２０を有し、弁蓋支持ピン５の凸型部１４の頂部
１８で、レバーピン受６の凹型部１７の点１９に接触す
る形状が考えられる。

上記の形状とすることにより、弁が開状態から閉じてく
る過程において、まず、シート面のある一部が接触し、
さらに閉じることにより全位置が接触し、この状態でさ
らにレバー７が閉方向に回転することにより、シート面
のガスシールに必要な均一な締付は力が弁蓋支持ピン５
の頂部１８とレバーピン受６の接触点１９の接触圧力を
増すことにより得られる。

なお接触面圧は、押付は力をＰ、接触点での球面直径を
それぞれＤｌとＤ２、弾性値をＥ。

、ポアソン比を０．３とすれば、 接触半径ｒば ｒ ＝ ０８８１〜！− 最大接触王Ｓば、 °「面で Ｓ ＝ ０．６ １ ６ より得られ、弁蓋支持ピン５の頂部１８の球径やレバー
ピン受６の接触点１９の部分の球径を適宜に選定するこ
とにより、最適形状が得られる。

また、弁蓋４とレバー７の接続部を移動可能な点接触と
することは、第５図の実施例のような弁座のシール面が
球面の一部をなしているものに限られることなく、第２
図のようなシール面か゛Ｖ型テーパーのものや、第４図
のような平面と球面または■型テーパーを共有するもの
に対しても、充分有効であす、シたがって、シール面形
状との組合せによりレバー７の形状の選定範囲が大幅に
広げられる利点がある。

さらにまた、レバー７の接続用部材に凸型部を設け、弁
蓋４の接続用部材に凹型部を設けてもよい。

上述のように、本考案のブリーダー弁においては、弁蓋
と梃子の要素のレバーとの接続部が移動可能な点接触と
なっているから、シール面は同一中心上に接触可能とな
り、円周方向において完全ガスシールが可能となる。

また移動可能な点接触となることにより、レバー支持軸
の位置をシール面水平線上より下部に設けることができ
、該支持軸を中心線上に近づけることが可能となるため
、モーメントが小さくてすみ、剛性が小さくてもよいか
ら、軽量にして小型化をすることができ、アクチュエー
タの容量も小さくてすむうえ、製作誤差の許容値が大き
くなり、製作精度を落として安価で提供することができ
るなど、本考案の奏する効果は、きはめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブリーダー弁の取付状態を示した正面図
、第２図は第１図のブリーダー弁の拡大断面正面図、第
３図は第２図の平面図、第４図は従来のもう１つのブリ
ーダー弁の断面正面図、第５図は本考案の一実施例の断
面正面図、第６図は第５図の弁蓋支持ピンとレバーピン
受の拡大断面図である。 １・・・・・・弁本体、２・・・・・・弁座、３・・・
・・・弁蓋球面座、４・・・・・・弁蓋、５・・・・・
・弁蓋支持ピン、６・・・・・・レバーピン受、７・・
・・・・レバー、８・・・・・・カウンターウェイト、
９・・・・・・レバー支持軸、１０・・・・・・牽引ピ
ン、１１・・・・・・牽引ワイヤ、１２・・・・・・ガ
スケット、１３・・・・・・ナツト、１４・・・・・・
凸型部、１５・・・・・・ボルト、１６・・・・・・下
部材、１７・・・・・・凹型部、１８・・・・・・凸型
部の頂部、１９・・・・・・凹型部の接触点、２０・・
・・・・隙間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 上部に弁座を有する弁本体と、この弁本体の上部に設け
   られて下部に前記弁本体の弁座と対向してシール面を形
   成する弁座を有する弁蓋と、この弁蓋を外開きするよう
   に該弁蓋を接続しているとともに一部をレバー支持軸に
   枢着した梃子式のレバーとからなり、かつ、前記弁蓋と
   レバーの接続部には、該弁蓋の上部に設けられた接続用
   の第１部材と、該レバーの下部に設けられた接続用の第
   ２部材とを有し、しかも、これら第１部材と第２部材の
   うち、一方には凸型部を備えているとともに、他方には
   その凸型部の頂部で接して円周全方向に適当な隙間を有
   して該凸型部を抱合する凹型部を備え、さらに、これら
   凸型部と凹型部の頂部接触点である前記弁蓋とレバーに
   よる押圧力の作用点が移動可能な点接触となるように、
   互いに曲率半径の異なる曲面になっていることを特徴と
   する。 ブリーダー弁。