JPS62273492A - 加圧水形原子炉用の逆流防止弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 本発明は、逆流防止弁装置、特に加圧水彩原子炉用の逆
流防止弁装置に関するものである。

逆流防止弁として知られているものに、ポリウレタン製
の軽い閉塞部材が弁の本体内に軸方向に滑動可能に装着
されている装置がある。この装置においては、弁が設置
されている流体回路内の流れの方向が逆転するとき、す
なわち下流から上流への流れに変わるときに閉塞部材が
固定支持面と協働する。このタイプの弁の最大の欠点は
、高温で弱くなることである。

公知の別の逆流防止弁においては、閉塞部材がンヤッタ
ーの形態である。このシャッターは、流体回路内の流体
の流れの方向に対して横向きに配置され、弁の壁面を貫
通する軸に関節接合されている。閉塞部材は弁の外部で
水力制動装置に接続されている。このため、閉塞部材が
取り付けられている支持面の方向にこの閉塞部材が回転
するときに、水力制動装置により閉塞部材の閉塞運動が
減速される。しかし、このような弁を用いたのでは、閉
塞時の圧力上昇を常に消すことができるとは限らない。

さらに、この弁は外部に制動手段を備えているため、軸
が弁の本体の壁部を貫通する点て水密性の問題が生じる
。

さらにもうひとつ、やはり横方向の軸に関節接合サタシ
ャッターの形態の閉塞部材を備える別のタイプの弁が知
られている。この閉塞部材には弁の本体の内部に収容し
たピストンとシリンダとを備える水力制動装置が取り付
けられている。この水力制動装置のシリンダは弁の本体
に固定されている。一方ピストンは、閉塞部材が閉塞位
置に向けて移動するときにこの閉塞部材により偉効を開
始する。このピストンを用いて圧力を加えてシリンダか
ら流体を層流にして流出させることにより閉塞部材にブ
レーキをかける。

この弁はさらに、シリンダの外部に流体を迅速に排出さ
せる手段を備えている。これは、閉塞部材が開放位置か
ら閉塞位置へと移動する際に、まず第１段階としてゆる
いブレーキを受け、次に第２段階として大きなブレーキ
を受けるようにするためである。第１段階ではシリンダ
内の流体が流体高速排出手段を介して流出する。これに
対して第２段階では、流体高速排出手段がピストンによ
り閉塞されるので、ンリンダ内の流体は断面積の小さい
流出路からしか流出できない。このような構成の場合に
は、閉塞用のンヤックはどっしりとして重い。この結果
としてシャッタは移動するときに大きな運動エネルギを
得ることになるので、水力制動装置が所望の効果を示さ
ない。さらに、ここに説明したような弁を用いたのでは
、水撃作用を弱くすることができないのが明らかである
。

本発明は、上記のいろいろな欠点を改良することにより
、流体回路内に設置されてこの流体回路内で流体の流れ
が反転して下流から上流へと向かうときに発生する水撃
作用を効果的に抑制することができ、しかも信頼性の高
い逆流防止弁装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明により、両端がそれ
ぞれ一本の導管の一部に接続されるパイプ状の本体と、
流体が一方向に流れることのできる開放位置と本体内の
支持面上に載って該流体の逆方向への流れを完全に遮断
する閉鎖位置との間を本体内で滑動可能に装着された閉
塞部材と、導管内を流体が逆流して閉塞部材が開放位置
から閉塞位置に移動するときに該閉塞部材の移動を妨げ
る、すなわち、制動するピストンとシリンダを備える制
動手段とを備え、閉塞部材は本体内を軸方向に滑動可能
に装着され、かつ、制動手段の構成要素のひとつである
ピストンまたはシリンダを備え、もう一方の構成要素は
本体に固定される構成の逆流防止弁装置であって、本体
は、閉塞部材が閉塞位置に向けて移動するときに、逆流
する流体に対して比較的大きな水頭損失が発生する通路
を画成する手段を、該逆流防止弁装置内を流体が流れる
際の正常な方向に向かって見て支持面のすぐ下流に備え
ることを特徴とする弁装置が提供される。

本発明の逆流防止弁装置にはさらに以下のような特徴が
ある。

−上記閉塞部材は、開放位置から閉塞位置まで第１の所
定の距離移動後に上記通路画成手段と協働して、該通路
画成手段の通路断面積を徐々に小さくする。

−上記通路画成手段は、軸に沿って互いに位置をずらし
て配置したオリフィスを備え、支持面の近くに配置され
るほぼ軸方向を向いた壁部と、やはりオリフィスを備え
、支持面から遠くに配置される径方向壁部とを具備する
、本体内に張り付けて固定した部品を備え、上記オリフ
ィスはキャビティを介して連通しでいる。

−上記ピストンは本体に固定され、上記シリンダは閉塞
部材により画成される。

−上記シリンダは、閉塞部材が閉塞位置に向かって移動
する際に押しのけられる流体に対しては比較的水頭損失
が小さい流出路を画成し、該流出路は、閉塞部材が開放
位置から第２の所定の距離移動後に閉塞される。

本発明は、添付の図面を参照して行う以下の実施例の説
明により、よりよく理解できるようになろう。

第１図は、本発明の逆流防止弁装置を軸を含む平面で切
断した断面図である。この図の軸より右側には逆流防止
弁装置が閉塞位置にある状態が示されており、左側には
この逆流防止弁装置がほぼ完全に開放位置にある状態が
示されている。

この図に示した逆流防止弁装置は、特に加圧水彩原子炉
の水循環回路に組込んで使用するためのものである。

この逆流防止弁装置は、円筒状のスペースを画成するパ
イプ状本体ｌを備える。この本体１の各端部；ごは、そ
れぞれ下流と上流に導管の一部２と３が接続されている
。本体１内にはさらに、閉塞部材４が滑動可能に取り付
けられている。

本体ｌを２本の導管２と３の間に固定するには、従来と
同様、導管２と３にそれぞれフランジ２ａと３ａを設け
てボルト５、ナツト６、ワッシャ７でとめる。接合部を
水密にするため、導管の端面に設けた環状溝の底に、こ
の環状溝と相補的な形状となるように本体１の端面に設
けた環状突起９を用いて、環状で平らなジヨイント８を
押し付ける。環状ジヨイント８としては例えば厚さ約１
　ｍｍの膨張グラファイトを用いる。

閉塞部材４はほぼ中空シリンダ４ａの形状であり、両端
は尖っている。この閉塞部材４は、軸１２の下流端に固
定されたピストン１１に滑動可能に取り付けられている
。ただし、閉塞部材４とピストン１１の間にわずかな空
間が形成されている。

軸１２は閉塞部材の内部を滑動するが、この閉塞部材の
上流端を軸方向に貫通している。軸１２の上流端は透か
し入り円板１３の中心に固定されている。

この透かし入り円板１３は、単一の材料を加工して形成
したスリーブｌ！′！と放射状の複数のアームＩ４とか
らなる。

閉塞部材４の上流端は、ブツシュ１５と２つの部分から
なる環状部材１６とによって閉じられている。

このように、ブツシュ１５と環状部材１６とで閉塞部材
のいわゆる尖頭上流端を形成する。ブツシュ１５は閉塞
部材内にはめ込まれるとともに軸１２に対して滑動可能
に取り付けられている。環状部材１６の２つの部分は、
ブツシュ１５と閉塞部材４の本体との間に形成された環
状空間内にはめ込まれる。その際、この環状部材１６に
は環状肩部１７が径方向で外側に向かって形成しである
ため、この肩部と相補的な形状にして閉塞部材の本体の
内周部に形成した溝と咬合する。この結果、ブツシュ１
５が本逆流防止弁装置の上流部に向かって移動すること
は決してない。さらに、ブッンユ１５の外周上に形成さ
れた溝内にはめ込まれ、径方向には環状部材１６により
固定されている弾性固定環状部材１８があるために、ブ
ツシュ１５は下流方向にも滑動することができない。

さらに、本逆流防止弁装置の本体１内のスペースの直径
よりも小さな直径をもつ閉塞部材４は、本体１内にはめ
込まれた環状部品１９に対して滑動可能に取り付けられ
ている。この環状部品１９は本体ｌの内周上に形成され
た肩部２０により固定されているため、軸に沿って下流
方向に移動することができない。環状部品１９はさらに
、この環状部品１９の直径よりもわずかに小さい内径を
もつスリーブ１０により固定されているため、軸に沿っ
て上流方向にも移動することができない。スリーブ１０
の内径が環状部品１９の直径よりもわずかに小さいため
、本逆流防止弁装置が閉塞位置にあるときの閉塞部材４
の支持面２１が画成される（第１図の右側）。

環状部品１９は、円周上に互いに間隔をあけて配置され
る複数の脚状部材２２ａを下流端に備える。

各脚状部材２２ａは径方向内側に向いているため、閉塞
部材４を滑動させる際のガイドの機能をもつ。

脚状部材２２ａは軸方向に環状部分が延在しており、軸
を含む断面がほぼＬ字形となる。この脚状部材２２ａの
径方向壁部２２ｂと軸方向壁部２２Ｃ１さらに、スリー
ブＩＯと本体１の内周面とで環状キャビティ２３を画成
する。このキャビティ２３は、軸方向壁部２２ｃに設け
られたくり抜き穴２４とこのキャビティ２３の径方向壁
Ｒ２２ｂに軸に沿って列状に配置したほぼ径方向を向い
たオリフィス２５とを介して本体１の内部と連通してい
る。くり抜き穴２４とオリフィス２５の断面積は正常な
通路の断面積よりも小さい。この結果、くり抜き穴２４
とオリフィス２５のみを通って流れる流体の水頭損失が
大きくなる。流体の正常の通路は、閉塞部材４の上流端
と環状部品１９０円錐台部分１９Ｃとの間に形成される
環状スペース２６である。

閉塞部材４の外径は環状部品１９の内径よりもわずかに
小さいためわずかな空間ができて、この閉塞部材４が第
１図の右と左に示した２つの位置の間を移動することが
できる。

閉塞部材は内壁面に溝２７を備える。溝２７はほぼ軸方
向を向いており、内壁面の周上で互いに間隔をあけて配
置しである。この溝２７は、閉塞部材の上流端に通じて
いる。この溝２７は閉塞部材内の流体を素早く排出する
ためのもので、流体は閉塞部材をピストン１１上を滑動
させて排出する。さらに、溝２７は、環状スペース２日
が閉塞部材４によって閉塞されるときに４２７と本体１
内のスペースとがもはや連通しなくなる長さとする。ポ
ーン（チェスのコマ）状部材２８が本体１の軸方向の溝
２９にはまってガイドされるので、閉塞部材は軸に対し
て回転することはない。

軸１２を取り囲んでいるらせん状のハネ３１をピストン
１１とブツシュ１５の間で圧縮すると、閉塞部材４が閉
塞位置へと移動する。本逆流防止弁装置はさらに、弁が
開放される方向に向かうときにピストンにぶつかって止
まる手段を閉塞部材と固定部分（ピストンでも本体でも
よい）の間に備える。

この停止手段は、例えばバネ３１でよい。バネ３１は、
圧縮された状態ではひと巻きごとが互いに接するので、
閉塞部材が下流方向に、すなわち矢印Ｆ１の方向に移動
するのが制限される。

上記の逆流防止弁装置の動作は以下の通りである。

正常動作中、すなわち流体が矢印Ｆ１の向きに上流から
下流に向けて流れるときには、閉塞部材は、流体の圧力
に起因する力によって第１図の左側に示した開放位置に
とどまる。このとき流体は、円板１３のアーム１４の間
を抜け、環状スペース２６を通過し、さらに、環状部品
１９の径方向を向いた脚状部材２２ａの間と、閉塞部材
の円筒面と本体の円筒面とが向かい合って画成されるス
ペースとを通り抜けるので、水頭損失は小さい。

本逆流防止弁装置の下流で圧力が高くなると、流体は、
導管内を矢印Ｆ２の方向に、すなわち正常流の方向を考
えた場合の下流から上流に向かって流れようとする。す
ると閉塞部材は支持面２１に向かって移動する。この結
果、２つの事態が発生する。その第１は、閉塞部材がピ
ストン１１に対して移動すると、閉塞部材とピストンと
で画成されていたスペース４ａ内の流体が排出されると
いうことである。最初のうちは比較的断面積の広い溝２
７を通って流体が排出されるので閉塞部材の移動にはあ
まりブレーキがかからない。従って、閉塞部材は比較的
速く支持面に向かって移動する。閉塞部材が距離ｄ、移
動し終わると溝２７は閉じられるので、流体は、ピスト
ン１１と閉塞部材の内部のくり抜き穴の間のわずかなす
き間から層流として流出する。この結果、閉塞部材は減
速される。

閉塞部材が軸方向に移動することにより発生する事態の
第２番目は、環状スペース２６の有効断面積が徐々に小
さくなることである。閉塞部材が距離ｄ２移動し終わる
とこの閉塞部材は環状スペース２６を完全に塞いでしま
うので、流体は、くり抜き穴２４からキャビティ２３に
入り、さらにオリフィス２５を通る以外に流れようがな
くなる。なお、距離ｄ２は距離ｄ、よりも大きいことが
好ましい。

閉塞部材がさらに矢印Ｆ２の方向に進み続けると、この
閉塞部材の下部により覆われてしまうオリフィス２５の
数が増加する。このため、流体が通過できる有効断面積
が減少する。閉塞部材は、最終的には第１図の右側に示
した閉塞位置に達する。

本逆流防止弁装置が閉鎖されるときには、このようにし
て、逆方向の流速、すなわち矢印Ｆ２の方向の流速と閉
塞部材の位置とを関連づけることができる。最初のうち
は逆方向の流量は比較的大きいが、閉塞部材が比較的高
速で閉塞位置に向かって移動する。すると逆方向の流量
は徐々に減少する。このときピストン１１とスペース４
ａの間を流体が層流となって流れるので、閉塞部材はよ
り効果的に減速される。逆方向の流速と閉塞部材の位置
とがこのように関係づけられているため、導管内の水撃
作用を完全になくすことができる。

以上に加えて、上記の逆流防止弁に使用されたさまざま
な手段は特に信頼性が高く、閉塞部材は、軸１２とピス
トン１１に対して、さらに、脚状部材２２Ｈに対して非
常に効果的にガイドされることが理解できよう。

溝２７の断面積をシリンダの奥に向かうにつれ徐々に小
さくして、ユーザーが閉塞部材の減速法則を自分で決め
ることができるようにすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の逆流防止弁装置を軸を含む平面で切
断して、右側には本逆流防止装置が閉塞位置にある状態
を、左側にはほぼ開放位置にある状態を示した断面図で
ある。 （主な参照番号） １・・本体、　　　　２，３・・導管、４・・閉塞部材
、　　８・・環状ジヨイント、９・・環状突起、　　１
０・・スリーブ、１１・　・ピストン、　　　１２・　
・軸、１３・・円板、　　　　１５・・ブツシュ、１６
・・環状部材、　　１９・・環状部品、２１・・支持面
、　　　２２・・脚状部材、２３・・キャビティ、　２
４・・くり抜き穴、２５・・オリフィス、２６・・環状
スペース、２７、２９・・溝、　　　２８・・ポーン、
３１・・バネ 特許出願人　　工しクトリシテ　ドウ　フランスー−セ
ルウ′イス　ナンヨナルー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端がそれぞれ一本の導管の一部（２、３）に接
   続されるパイプ状の本体（１）と、流体が一方向に流れ
   ることのできる開放位置と本体（１）内の支持面（２１
   ）上に載って該流体の逆方向への流れを完全に遮断する
   閉鎖位置との間を本体（１）内で滑動可能に装着された
   閉塞部材（４）と、導管内を流体が逆流して閉塞部材が
   開放位置から閉塞位置に移動するときに該閉塞部材の移
   動を制動する、ピストンとシリンダを備える制動手段（
   ４１１、１２）とを備え、閉塞部材（４）は本体（１）
   内を軸方向に滑動可能に装着され、かつ、制動手段の構
   成要素のひとつであるピストンまたはシリンダを備え、
   もう一方の構成要素（１１）は本体（１）に固定される
   構成の逆流防止弁装置であって、本体は、閉塞部材（４
   ）が閉塞位置に向けて移動するときに、逆流する流体に
   対して比較的大きな水頭損失が発生する通路を画成する
   手段（１９、２４、２５）を、該逆流防止弁装置内を流
   体が流れる際の正常な方向に向かって見て支持面のすぐ
   下流に備えることを特徴とする弁装置。
2. （２）上記閉塞部材（４）は、開放位置から閉塞位置ま
   で第１の所定の距離（ｄ＿２）移動後に上記通路画成手
   段（１９、２４、２５）と協働して、該通路画成手段の
   通路断面積を徐々に小さくすることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の弁装置。
3. （３）上記ピストン（１１）は本体に固定され、上記シ
   リンダは閉塞部材により画成されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の弁装置。
4. （４）上記シリンダは、閉塞部材（４）が閉塞位置に向
   かって移動する際に押しのけられる流体に対しては比較
   的水頭損失が小さい流出路（２７）を画成し、該流出路
   は、閉塞部材が開放位置から第２の所定の距離（ｄ＿１
   ）移動後に閉塞されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１〜３項のいずれか１項に記載の弁装置。
5. （５）上記流出路は、シリンダの壁面に設けた縦方向の
   溝（２７）からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載の弁装置。
6. （６）第１の所定の距離（ｄ＿２）は第２の所定の距離
   （ｄ＿１）よりも大きいことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項たは第４項に記載の弁装置。
7. （７）上記閉塞部材（４）の閉塞位置に向かっての移動
   は２段階で行われ、第１段階は第２の所定の距離（ｄ＿
   １）の高速移動であり、第２段階は閉塞位置までの残り
   の距離の、よりゆっくりした移動であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４〜６項のいずれか１項に記載の弁
   装置。
8. （８）上記通路画成手段は、軸に沿って互いに位置をず
   らして配置したオリフィス（２５）を備え、支持面（２
   １）の近くに配置される軸方向壁部（２２ｂ）と、やは
   りオリフィス（２４）を備え、支持面（２１）から遠く
   に配置される径方向壁部（２２ｃ）とを具備する、本体
   （１）内に張り付けて固定した部品（１９）を備え、上
   記オリフィス（２４、２５）はキャビティ（２３）を介
   して連通していることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の弁装置。
9. （９）上記部品（１９）はさらに、支持面（２１）から
   もっとも遠い部分に、閉塞部材（４）をガイドする径方
   向脚状部材（２２ａ）を備えることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項に記載の弁装置。
10. （１０）上記ピストン（１１）は軸（１２）に支持され
    、閉塞部材（４）はその上流端に該軸と協働するガイド
    手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲第３項に
    記載の弁装置。