JPS6145105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉炉頂等に設けられて高圧容器か
らの圧力逃し弁、ガス放散弁等に使用される外開
式ブリーダー弁に関するものである。

従来使用されている外開式ブリーダー弁の一例
を第１図ないし第３図について説明すると、第１
図においてａは高炉の上部に設けられているガス
放出管であつて、その上端には第２図に示すよう
に、弁取付枠体ｂ、弁座ｃが固定されている。弁
取付枠体ｂの一側には支柱ｄが設けてあつて、こ
の支柱ｄには、レバーｅの中間部分が軸ｆにより
枢支されている。

レバーｅの一端には牽引ワイヤｇが取り付けら
れており、レバーｅの他端にはワイヤｈが取り付
けられていて、第１図、第３図に示すようにワイ
ヤｈによつてカウンターウエイトｉを吊り下げて
いる。レバーｅにおける軸ｆとワイヤｈとの間に
は、ピンｊにより弁蓋ｋが取り付けてあつて、レ
バーｅが第２図において軸ｆを中心に時計方向に
回動したとき、弁蓋ｋが弁座ｃに密着するように
なつている。

この従来の外開式ブリーダー弁においては、ガ
ス放出管ａ内の高圧気体に対する反力と、弁蓋
ｋ、弁座ｃ間の気密性を保つための弁蓋ｋの面圧
を得るため、カウンターウエイトｉの自重を利用
しているが、カウンターウエイトｉの自重をでき
るだけ少なくするためレバーｅのピンｊとワイヤ
ｈとの間の長さを長くし、ピンｊに対してカウン
ターウエイトｉの自重の数倍の力を与えるように
なつている。このためレバーｅの長さは２〜３ｍ
の長いものとなり、カウンターウエイトｉも１〜
３トン程度の重さとなるのが普通であり、レバー
ｅの剛性もカウンターウエイトｉの自重による曲
げモーメントに耐える強度を必要とするため、大
きい断面性能をとらなければならないので、必然
的に重いものとなつてしまう。この結果製作コス
トが高くなり、据付や交換のためのクレーンも大
容量のものが必要となり、またブリーダー弁は地
上100ｍ程度のガス放出管ａの頂上に設けられ、
その周囲には幅４〜５ｍ程度の点検デツキしかな
いのが普通であるので、重いカウンターウエイト
ｉを取扱うのは困難な作業で落下の恐れもあり、
危険をともなう欠点があつた。

さらに高炉ガスの放散時においては、ブリーダ
ー弁出口でガスが燃焼することがあるが、カウン
ターウエイトｉを吊るためにレバーｅの先端に取
り付けられているワイヤｈが弁出口上部に位置し
ているので、燃焼ガスの熱によつてワイヤｈが切
断したり、レバーｅが焼け曲がる可能性がある。
このようなことからカウンターウエイトｉが落下
するようなことがあると、高炉下部周辺の鋳床等
で働いている作業員に対して人身事故を起す可能
性が多い。また弁蓋ｋの開閉の都度レバーｅやカ
ウンターウエイトｉが動くので、ブリーダー弁周
辺での作業は十分な連絡をとつていないと非常に
危険である。そしてカウンターウエイトｉによる
弁蓋ｋへの弁締付力は弁閉時にのみガス内圧に対
して必要であるが、弁開時には不要なものであ
り、カウンターウエイトｉは弁開のための力を増
大させる結果となり、非常の際に弁蓋ｋを開くと
き牽引ワイヤｇを牽引する手動ウインチに要する
力も大きな力を必要とし、弁開閉に要する時間も
長くなる欠点があつた。

本発明は上述した欠点を除去し、ブリーダー弁
を小型、軽量化して弁を開くための力が小さくて
すむと共に製作コストを低減し、弁の駆動機構を
放散ガス流より遠ざけて安全化を図つたもので、
弁体を密閉する弁蓋を先端に回動自在に取り付け
且つ弁体の側部に設けたブラケツトに中間部を回
動自在に取り付けた弁蓋支持レバーと、上記ブラ
ケツトに一端を回動自在に取り付けた駆動リンク
と、該駆動リンクの他端に接続軸を介して回動自
在に連結し且つ他端を上記弁蓋支持レバーの基端
に回動自在に取り付けた接続リンクと、上記駆動
リンクに接続した弁開閉駆動機構とからなり、且
つ上記駆動リンクと接続リンクのいずれか一方の
リンクを中空として圧縮力調整装置を付属させた
スプリングを内蔵し、該スプリングにより上記接
続軸を他方のリンクに向け押しつけるようにして
なることを特徴とする外開式ブリーダー弁を要旨
とするものである。

次に本発明の一実施例を第４図について説明す
ると、ガス放出管１の上端には円筒形の弁体２が
固定してあつて、弁体２の上端にはさらにシート
リング３が固定されており、シートリング３の上
面にはガスシール材４が取り付けられている。

弁体２の外側面には垂直のブラケツト５が取り
付けてあつて、その上端近くには、弁蓋支持リン
ク６の中間部分が軸７によつて枢支されている。
弁蓋支持リンク６の先端（第４図において右端）
には、弁蓋支持軸８によつて弁蓋９がある範囲内
で回動できるように支持されている。そして弁蓋
支持リンク６が軸７を中心に時計方向に回動する
と、弁蓋９はガスシール材４上に均一な面圧力で
密着するようになつている。弁蓋支持リンク６の
基端（第４図において左端）には、軸１０によつ
て接続リンク１１の上端が枢着されている。接続
リンク１１の下端には、軸１２が固着されてい
る。

ブラケツト５の下端近くには、軸１３によつて
駆動リンク１４の基端が枢着されていて、駆動リ
ンク１４には、第５図に示すように長手方向に先
端近くまで延びるスリツト１５が形成されてい
る。スリツト１５の底部には、長手方向に突出す
るように雄ねじ杆１６が植え込まれていて、ナツ
ト１７が螺合している。スリツト１５内には、軸
受１８がスリツト１５に沿つて摺動できるように
嵌め込まれていて、ナツト１７と軸受１８との間
にはスプリング１９が介装されている。前述した
接続リンク１１の下端に固着されている軸１２も
スリツト１５内の先端側に移動可能に嵌挿されて
いる。そして軸１２は第５図、第６図に示すよう
に軸受１８上に支持され、スプリング１９によつ
て駆動リンク１４の先端側に押圧されている。

ブラケツト５にはシリンダ２０の基端が軸２１
によつて枢着されており、シリンダ２０から突出
しているピストンロツド２２（第５図参照）の先
端は、軸２３によつて駆動リンク１４の先端近く
に枢着されている。

今、駆動リンク１４、接続リンク１１、弁蓋支
持リンク６が第４図に実線に示す状態にあつて弁
蓋９が閉じているとき、図示しない配管を通して
シリンダ２０内のロツド側から圧油を排出し、ヘ
ツド側に圧油を供給すると、シリンダ２０は伸長
して駆動リンク１４を軸１３を中心として反時計
方向に回動させることになる。駆動リンク１４が
反時計方向に回動するとスリツト１５の上端は軸
１２を下方へ引張り、接続リンク１１、軸１０を
下方に変位させ、弁蓋支持リンク６を軸７を中心
に反時計方向に回動し、第４図に破線で示すよう
に弁蓋９を開くことになる。このときにおいても
軸受１８、軸１２、接続リンク１１はスプリング
１９によつてスリツト１５の先端側に押し付けら
れた状態を保つているので、接続リンク１１と駆
動リンク１４とは、四節リンクと同じ働きをす
る。

第４図に破線で示すように弁蓋９が開いている
とき、シリンダ２０のロツド側に圧油を供給して
駆動リンク１４を時計方向に回動させると、軸１
２は第４図のＸ点からＹ点まで弁蓋支持リンク６
を回動させながら移動する。軸１２がＹ点に来た
とき弁蓋９がシートリング３と密着するようにな
つていて、弁蓋支持リンク６はそれ以上時計方向
に回動しないようになる。その後も駆動リンク１
４が時計方向に回動するとスプリング１９が圧縮
され、軸１２はＹ点からＺ点まで移動する。この
状態においては、スプリング１９はZ′点からＺ点
までの距離だけ圧縮される。駆動リンク１４が時
計方向に回動して軸１２が軸１０，１３を結ぶ直
線より少し弁体２側の位置まで来ると、駆動リン
ク１４はストツパー２４に当つて停止する。

弁蓋９が閉じているとき、弁体２内のガス圧が
設定圧より上昇すると、弁蓋９は押し上げられて
弁蓋支持リンク６は反時計方向に回動し、接続リ
ンク１１、軸１２、軸受１８を押し下げ、スプリ
ング１９をさらに圧縮することになる。このため
スプリング１９の剛性（バネ定数）を、弁蓋９が
押し上げられる設定圧に見合うものとしておく。
設定圧を変更する場合にはスプリング１９を変更
することなく、ナツト１７の位置を調整して行な
う。

第７図は駆動リンク１４が時計方向に回動する
ときの力のバランスを示すもので、 Ｔ：駆動リンク１４に必要な回動トルク Ｆ：軸１２に加わる力の接線方向成分 ｒ：軸１２の移動軌跡半径 Ｒ：スプリング１９の反力 θ：接続リンク１１と駆動リンク１４との交角 とすると、 Ｔ＝Ｆ×ｒ＝2Rsinθ／２×ｒ となる。

一方、第８図に示すように、スプリング１９に
与えられる初期反力をRi、弁蓋９が閉じてスプ
リング１９が圧縮されたときのスプリング１９の
反力をRmとすると、駆動リンク１４の回動所要
トルクは第８図Ｃに示すようになり、弁閉開始点
において最大となる。このように駆動リンク１４
を回動させるシリンダ２０の出力は、スプリング
１９の初期反力で決定され、弁体２内のガス圧に
対する力は、接線方向成分Ｆが弁閉となるにつれ
て零に近づくため、無視できるようになる。従つ
てシリンダ２０の出力は小さくてすむことにな
る。

尚、第４図、第５図に図示した実施例において
は、駆動リンク１４を軸１３を中心に回動させる
装置としてシリンダ２０、ピストンロツド２２を
用いているが、駆動リンク１４を回動させる装置
として、小型のカウンターウエイト、ピニオン・
ラツク式のシリンダ、減速機付モータ等を使用す
ることもできる。また非常用手動機構を設けるこ
とも可能である。また駆動リンク１４にスリツト
を設けてスプリングとすべり軸受機構を設けた例
を示したが、接続リンク１１に設けてもよい。

本発明は以上のように構成されているため、長
いレバーや重いカウンターウエイトを使用しなく
てすむので軽量化、小型化することが可能とな
り、製作コストが安く、据付や交換が容易であ
り、コンパクトにまとめられるので弁のまわりの
スペースが小さくてすみ、駆動部が小さく、安全
性が大きくなる効果がある。

また弁蓋の駆動機構が弁体の横で開いた弁蓋の
裏側に位置するため、吐出される高温ガスの影響
を受けず、変形や損傷の恐れがなく、弁開閉用の
アクチユエータの容量も小さくてすむ効果があ
る。

また第５図に示したようにスプリング１９に対
して雄ねじ杆１６、ナツト１７を設ければ、設定
圧力の調整を簡単に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における外開式ブリーダー弁の一
例の側面図、第２図は第１図の要部の拡大縦断面
図、第３図は第２図の平面図、第４図は本発明の
一実施例の一部を切断して示した側面図、第５図
は駆動リンクの縦断面図、第６図は第５図の−
線における断面図、第７図は力のバランスの説
明図、第８図は力の接続方向成分、スプリング反
力、駆動リンク回動トルクの変化状態を示すグラ
フである。 ２……弁体、３……シートリング、５……ブラ
ケツト、６……弁蓋支持リンク、９……弁蓋、１
１……接続リンク、１２……軸、１４……駆動リ
ンク、１５……スリツト、１９……スプリング、
２０……シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁体を密閉する弁蓋を先端に回動自在に取り
   付け且つ弁体の側部に設けたブラケツトに中間部
   を回動自在に取り付けた弁蓋支持レバーと、上記
   ブラケツトに一端を回動自在に取り付けた駆動リ
   ンクと、該駆動リンクの他端に接続軸を介して回
   動自在に連結し且つ他端を上記弁蓋支持レバーの
   基端に回動自在に取り付けた接続リンクと、上記
   駆動リンクに接続した弁開閉駆動機構とからな
   り、且つ上記駆動リンクと接続リンクのいずれか
   一方のリンクを中空として圧縮力調整装置を付属
   させたスプリングを内蔵し、該スプリングにより
   上記接続軸を他方のリンクに向け押しつけるよう
   にしてなることを特徴とする外開式ブリーダー
   弁。