(57)【要約】  電気機器筐体５２用の圧力逃がし装置５０は、取付フランジ５６の上方に突出する台座７２を有する弁本体７０と、台座７２上に配置され、二段式弁アッセンブリ８２を支持するテーブル７４を含む。この二段式弁アッセンブリ８２は、テーブル７４下方のフランジ５６の作業エリア６２とは無関係に、直径寸法を決めることが出来る。この構造は、特に、改良のための後付け部品として、機器筐体の設計で圧力逃がし装置の設置面が決められている大型配電機器に用いるのに適している。第一段弁開口部９６は、筐体５２の排出口５４とほぼ同じ大きさにすることができ、第二段弁開口部９８の大きさは、弁の性能を最適化するために、装置の設置面による制約とは無関係に、第一段弁開口部９６との所望の比率で定めることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器筐体に、上記筐体から加圧流体を排出するために、排出口に被せるように設置する圧力逃がし装置であって、次の構成を備えた圧力逃がし装置。
弁本体を有する多段弁。この弁本体には、上記筐体から流体を排出するために上記排出口と同一直線上に配置可能なスロートが設けられている。
上記弁本体を上記排出口に被せるようにして上記筐体に設置するため、上記弁本体を支持するフランジ。
上記フランジは、上記筐体に取付ける締付要素の予定箇所の境界を画する内径と外径との間に、環状の作業エリアを有する。
上記弁本体の上記スロートからの流体排出を調節するため、上記弁本体に形成された第一段弁開口部。
上記第一段弁開口部からの流体排出を調節するため、上記弁本体に形成された第二段弁開口部。
上記第二段弁開口部の有効径は、上記第一段弁開口部の有効径より所定の割合で大きい。
上記第二段弁開口部は、上記フランジから上記弁本体の上記スロート沿いに離間している。
上記第二段弁開口部の有効径が上記フランジの上記作業エリアの内径よりも大きく設定され、上記第一段弁開口部の有効径を上記筐体からの流体排出のためにに最適なものとする。
上記第二段弁開口部が上記フランジから離れていることにより、上記フランジを上記筐体に取付ける上記締付要素の上記予定箇所にアクセスするためのクリアランスを、上記弁本体沿いの提供する。
【請求項２】
上記弁本体に上記フランジと隣接して台座が形成され、上記台座の高さが上記弁本体を上記スロート沿いに延長させることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記弁本体には上記台座上にテーブルが形成され、上記テーブルは上記フランジの上記作業エリアの上方に張り出す拡張部を有することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記テーブルが、上記フランジの上記作業エリアの上方に張り出す上記拡張部において、上記第二段弁開口部を支持することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
上記台座の高さが、上記テーブルの上記張出部と上記フランジの上記作業エリアとの間に、上記フランジを上記筐体に取付ける上記締付要素を受け入れるのに支障がないような十分なクリアランスを提供することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
上記テーブルがカラーを含み、上記カラーは、上記スロートとの交差部に上記第一段弁開口部として内側弁開口部を有し、その周面に上記第二段弁開口部として外側弁開口部を有することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
電気機器筐体に、上記筐体から加圧流体を排出するために、排出口に被せるように設置する圧力逃がし装置であって、次の構成を備えた圧力逃がし装置。
弁本体を有する多段弁。この弁本体には、上記筐体から流体を排出するために上記排出口と同一直線上に配置可能なスロートが設けられている。
上記弁本体を上記筐体に上記排出口に被せるように設置するため、上記弁本体を支持するフランジ。
上記フランジは上記筐体に取付ける締付要素を受けるようにされた作業エリアを有する。
上記弁本体に上記フランジと隣接して形成され、その高さが上記弁本体を上記スロート沿いに延長させる台座。
上記弁本体において上記台座上に形成され、上記フランジの上記作業エリアの上方に張り出す拡張部を有するテーブル。
上記テーブルは、２つの弁開口部のうち大きい方を、上記フランジの上記作業エリア上方に張り出す上記拡張部で支持し、これにより、上記弁を通る流量を最適化するために、２つの弁開口部の寸法を上記フランジの上記作業エリアとは無関係に決定できるようにする。
上記台座の高さが、上記テーブルの上記張出部と上記フランジの上記作業エリアとの間に、上記フランジを上記筐体に取付ける上記締付要素の受け入れに支障がないように十分なクリアランスを提供する。
【請求項８】
上記フランジの上記作業エリアが、上記フランジを上記筐体に取付ける締付要素の予定箇所の境界を画する内径と外径との間の、環状の領域であることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
上記２つの弁開口部のうちの大きい方が、上記フランジから上記弁本体の上記スロート沿いに離間し、その有効径は、上記フランジの上記作業エリアの内径よりも大きいことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
上記２つの弁開口部の大きい方が上記台座の高さを超えて上記フランジから離れていることにより、上記フランジを上記筐体に取付ける上記締付要素の上記予定箇所にアクセスするためのクリアランスを、上記弁本体沿いに維持することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
上記２つの弁開口部のうち大きい方の有効径が小さい方の有効径よりも、少なくとも２対１の割合で大きいことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
上記テーブルが上記２つの弁開口部のうち小さい方をも支持することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
上記テーブルが、上記２つの弁開口部の境界を画する第一シールと第二シールを支持するカラーを含み、上記第一シールは、上記スロートと上記カラーとの交差部に形成されて上記カラーを貫通する内側弁開口部の境界を画し、上記第二シールは、上記カラーの周面において外側弁開口部の境界を画することを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
両シールが、予圧されたきのこ弁に係合していることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記台座の外径が上記フランジの上記作業エリアの内径よりも小さいことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
上記テーブルが、上記テーブルから所定の距離を隔てて蓋を取付けるための支柱を含むことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１７】
上記蓋と上記テーブルとの間で圧縮ばねが圧縮され、上記２つの弁開口部を閉じる位置にきのこ弁を付勢するようにしていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
上記テーブルと上記蓋との間に、周辺遮蔽体が把持されていることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
上記周辺遮蔽体が、上記圧力逃がし装置から排出される流体を導くための開口部を有し、上記テーブル及び上記蓋に対してその周方向に回動可能であることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
通常の電気機器筐体にこの筐体の排出口を囲む標準的寸法のボルト円を用いて取付けられた、圧力逃がし装置の流量を増加させるためのシステムであって、次の構成を備えたシステム。
上記圧力逃がし装置を上記通常の電気機器筐体の排出口に被せるようにして取り付けるために、標準的ボルト円上に位置するボルト受け部が付いた取付フランジを有する多段弁アッセンブリ。
上記ボルト受け部は上記フランジの作業エリアを占有し、上記フランジを上記通常の電気機器筐体に取付けるために、ボルトを、ワッシャまたは他の関連する締付要素と一緒に受ける。
上記取付フランジ内から上記取付フランジの上記作業エリアに隣接して突出し、上記弁アッセンブリから排出する流体を搬送するため、上記排出口と一直線上に配置されたスロートを有する台座。
上記スロートと連通するようにして上記台座に支持され、上記フランジの上記作業エリアの上方に配置された拡張部を有するテーブル。
上記通常の電気機器筐体内の所定の圧力に応答して、上記多段弁アッセンブリの上記スロートからの流体を迅速に排出するために、直列に配置された第一、第二の弁開口部。
上記テーブルは、上記第一弁開口部と第二弁開口部の少なくとも大きい方を、上記フランジの上記作業エリアの上方に配置された拡張部で支持し、これにより、上記圧力逃がし装置からの流量を最適化するために、上記弁開口部の寸法を上記フランジの上記作業エリアと無関係に決定できるようにした。
【請求項２１】
上記圧力逃がし装置の流量をさらに制限することがないよう、上記第一弁開口部と第二弁開口部の小さい方が上記排出口とほぼ同一寸法であることを特徴とする、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
上記第一弁開口部と第二弁開口部の大きい方の寸法が、少なくとも上記ボルト円と同一寸法でありながら、上記ボルト、及び上記フランジを上記筐体に取付けるあらゆる関連締付要素の受け入れに支障を及ぼさないことを特徴とする、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
上記第一弁開口部と第二弁開口部の小さい方が上記テーブルと上記スロートとの交差部に形成された内側弁開口部であり、上記第一弁開口部と第二弁開口部の大きい方が上記テーブルの側面の周りに形成された外側弁開口部であることを特徴とする、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
上記テーブルの上記側面の先に配置された支柱によって、蓋が所定の距離を隔てて上記テーブルに取付けられていることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
上記テーブルと上記蓋との間に、周辺遮蔽体が把持されていることを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
上記周辺遮蔽体が、上記圧力逃がし装置から排出される流体を導くための開口部を含み、上記テーブル及び上記蓋に対してその周方向に回動可能であることを特徴とする、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
上記蓋と上記テーブルとの間で圧縮ばねが圧縮され、上記弁開口部を閉じる位置にきのこ弁を付勢するようにしていることを特徴とする、請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、変圧器、開閉器等の大型配電機器用の圧力逃がし装置に関する。これら配電機器は、絶縁油等が充填され障害発生時に圧力上昇による破損を受け易い。
【背景技術】
【０００２】
圧力逃がし装置は一般にＰＲＤと呼ばれ、上記のような配電機器を収容する筐体内に生じる上昇圧力を、極めて高温になり得る大量の流体を短時間で筐体から逃すことによって、迅速に除去しなければならない。この圧力逃がし装置は、機器を収容する筐体が破裂する前に反応する必要があり、反応においては、破損を防ぐために、十分な量の流体を十分短い時間内に排出しなければならない。その際、周辺の人々や機器に傷害や破損を与えることのない方法で、流体を排出するのが望ましい。
【０００３】
一般に、本発明が対象とするタイプの圧力逃がし装置は、二段式動作特性を有している。筐体内の圧力が、除去を必要とする所定の閾値水準まで上昇すると、第一弁が開く。第一弁を通って放出された圧力が、連通された第二弁を開き、それによって、さらに第一弁が開き、より大きな流量で流体を筐体から排出する。第二弁は第一弁が開くと動作するが、それ自体は第一弁の開き動作に必要な圧力よりも低い圧力で開く。第二弁がより低圧で作動するというこの特徴と、第一弁と第二弁との物理的関係により、第二弁は第一弁を更に広く開かせ、筐体内の圧力が第一弁の開き動作条件である閾値をかなり下回るまで、より長時間にわたって第一弁の開き状態を維持することが出来る。
【０００４】
これを達成する方法の一つに、大きさの異なる２つの弁開口部を備える方法があり、第一エリアの境界を画する第一シールと関連した第一段内側弁開口部と、より大きな第二エリアの境界を画する第二シールと関連した第二段外側弁開口部とを備える。第一段内側弁開口部は、筐体の排出口と同一直線状に配置された管状のカラーを貫通する出口によって、形成される。第二段外側弁開口部は、管状のカラーの周面に形成される。円盤型の予圧されたきのこ弁が両シールと係合する。弁体の端面が、圧縮ばねにより生じる予圧の力で第一シールと係合する。弁体の垂下したスカートが、スライド可能な当接（sliding fit）により第二シールと係合する。筐体内の圧力と第一エリアの面積の積が圧縮ばねが弁体に与える予圧の力を超えた時に、弁体が移動して、第一弁を開かせる。第一弁が開くと、第二エリアに対応する弁体のより大きな領域が、筐体内の圧力にさらされる。筐体内の圧力と第二エリアの面積の積によって得られる力は、筐体内の圧力と第一エリアの面積の積よりも、２つのエリアの面積の比率分だけ大きく、その比は、通常約２対１である。このより大きな力が更に弁体を移動させ、第二弁を開かせ、第一弁を更に広く開かせる。弁は両方とも広く速く開く。それは、第二弁の大きな第二エリアに筐体内の圧力が加わることによって生じる力が、両方の弁が閉位置にある時に圧縮ばねによる予圧の力を大きく上回る（２倍等）ためである。
【０００５】
圧力逃がし装置は、取付フランジを用いて電気器具筐体に設置される。この取付フランジは、通例、筐体の排出口を取り囲むボルトの配列に合うように構成されている。こうしたボルトの配列は、業界によってある程度標準化されており、圧力逃がし装置の形状に制限を加える。このことが、後述するように、圧力逃がし装置を通る流体の流量を制限してきた。
【０００６】
上記取付フランジは環状の作業エリアを有し、この作業エリアが取付フランジを筐体にボルト止めするためのクリアランスを提供する。作業エリアは有効内径と有効外径の間に画成され、取付フランジを筐体にボルト止めするための最低限のクリアランスを保証する。管状のカラーの内径は第一段内側弁開口部によって規定され、外径は第二段外側弁開口部によって規定されるが、このカラーは、作業エリアの内径より内側においてフランジから突出している。したがって、フランジの作業エリアの内径が管状のカラーの外径および第二段外側弁開口部の最大寸法を決定する。第一段内側弁開口部の直径を相応に小さくして、所望の二段式動作に要求される第一エリアと第二エリアとの差を提供する必要がある。圧力逃がし装置を通る最大吐出量を決定するのは、第一エリアの大きさであり、この第一エリアは（ａ）フランジの作業エリアの内径と（ｂ）二段式動作のために必要な更なる直径の減寸とによって制限される。この制限が、圧力逃がし装置を通る最大流量を大きく制約する。
【０００７】
従来の設計による代表的な圧力逃がし装置の一例を図１に示す。図示された圧力逃がし装置１０は、電気機器筐体１２の排出口１４に被せるようにフランジ１６で取付けられる。フランジ１６は円形に配置されたボルト１８によって筐体１２に固定される。フランジ１６は内径２２と外径２４の間に画成された環状の作業エリア２０を有しており、そのエリアは、ボルト１８と、ワッシャまたはフランジ１６の筐体１２への取付けに必要な他の締付要素により、占有されている。フランジ１６と一体に形成された管状カラー３０は、管状カラー３０の最内径３４近傍に第一段内側弁開口部３２を有し、管状カラー３０の最外径３８上に、より大きな第二段外側弁開口部３６を有している。上記第二段外側弁開口部３６を含む管状カラー３０の最外径３８は、フランジ１６の作業エリア２０の内径２２より内側に配置されている（つまり、この内径２２よりも小さい）。通常のボルト配列を用いて圧力逃がし装置１０を筐体１２に設置すのに必要なクリアランスを確保するためである。管状カラー３０の最内径３４は、第一段内側弁開口部３２によって制限される。この第一段内側開口部は、所望の二段式動作を確保するために、第二段外側弁開口部３６よりも相応に小寸でなければならない。圧力逃がし装置１０を通る流量は、管状カラー３０の最内径３４を制約する第一段内側弁開口部３２によって制限される。
【０００８】
管状カラー３０の内部にはスロート４０がある。このスロート４０は、筐体１２の排出口１４近傍に入口を有し、第一段内側弁開口部３２近傍に出口を有する。入口におけるスロートの直径４２は少なくとも排出口１４の直径４４と同じ大きさであり、フランジ１６の作業エリア２０の内径２２と管状カラー３０の厚さによってのみ制限される。出口におけるスロートの直径４６は管状カラー３０の最内径３４に対応し、筐体１２の排出口１４の直径４４よりも相当に小さく、第一段内側弁開口部３２の寸法によって制限される。管状カラー３０を通過可能な流量は、スロート４０の入口径４２と出口径４６との差の分だけ減少し、あるいは少なくとも、筐体の排出口１４の直径４４とスロート４０の制限された出口径４６（つまり管状カラー３０の最内径）との差の分だけ減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の圧力逃がし装置は長年にわたって電気機器筐体の有効な圧力逃がし動作を提供してきたが、第一段内側弁開口部３２の寸法が圧力逃がし装置を通る流体の流量を制限すること、この制限が筐体１２の排出口１４の寸法による制限よりも低流量であることは、図１を見れば容易に理解されるであろう。したがって、電気機器筐体の排出口の寸法に相応のより大きな流量を達成するためには、より大寸法の圧力逃がし装置が必要とされる。その場合、より設置面積（つまりフランジの直径）の大きな圧力逃がし装置に対応するため、高い費用をかけて電気機器筐体を改造する必要がある。一般的にこの種の改造は非常に費用が嵩むため、実施しにくい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電気機器筐体の圧力逃がしに使用出来るタイプの二段式圧力逃がし装置（ＰＲＤ）を通る流量を増やすが、装置の筐体への取付けに必要な設置面積を増やさない。本発明のひとつあるいは複数の実施形態は、電気機器筐体の排出口の寸法に相応のより大きな流量を達成する、改良型の圧力逃がし装置（ＰＲＤ）を提供する。これらの新型圧力逃がし装置は、筐体からの流体の流れを、筐体自身の排出口の寸法による制限以上に制限しないことが望ましい。
【００１１】
本発明による圧力逃がし装置は、従来のボルト円を用いた取付フランジの電気器具筐体への取付けを妨げることなく、従来の電気筐体の排出口と実質的に同一寸法である第一段内側弁開口部と、取付フランジの作業エリアと重なる第二段外側弁開口部を有することができる。この第一段開口部と第二段開口部とは、より大きな流量で筐体から高速度で流体を排出するために所望される二段式動作の実現に要求される寸法比（例えば２対１）を維持する。したがって、第二段外側弁開口部はもはや取付フランジの作業エリアによって制限されることなく、第一段内側弁開口部は電気筐体の排出口の直径を有効に生かした寸法にすることができる。この２つの改良を合わせると、新型圧力逃がし装置では、流量を５０パーセント以上増大させることができる。
【００１２】
排出口に被せるように電気機器筐体に設置する新型圧力逃がし装置は、一例として、弁本体を有する多段弁を備えている。この弁本体には、筐体内から流体を排出するために排出口と同一直線上に配置可能なスロートが設けられている。弁本体を排出口に被せるようにして筐体に設置するため、フランジが弁本体を支持する。このフランジは、フランジを筐体に取付ける締付要素を受けるようにされた作業エリアを有する。弁体には上記フランジと隣接して台座が形成され、その高さが弁本体をスロート沿いに延長させる。弁本体には台座上にテーブルが形成され、そのテーブルの周縁部は弁本体をスロートの周りに拡張させ、フランジの作業エリアの上方に張り出す。テーブルは２つの弁開口部のうち大きい方を、フランジの作業エリア上方に張り出した部分で支持し、これにより、弁の流量を最適化するために、２つの弁開口部の寸法をフランジの作業エリアとは無関係に決定できるようにしてある。台座の高さは、テーブルの張出部とフランジの作業エリアとの間に、フランジを筐体に取付ける締付要素の受け入れに支障がないような十分なクリアランスを提供する。
【００１３】
フランジは、フランジを筐体に取付ける締付要素の予定箇所の境界を画する内径と外径との間に環状の作業エリアを有するのが望ましい。２つの弁開口部の一方は、弁本体のスロートからの流体排出を調節するため、弁本体に形成された第一段弁開口部であることが望ましく、２つの弁開口部のもう一方は、第一段弁開口部からの流体排出を調節するため、弁本体に形成された第二段弁開口部であることが望ましい。第二段弁開口部の有効径は、第一段弁開口部の有効径より所定の割合で大きくなっている。テーブル上に支持された大きい方の第二段弁開口部は、弁本体のスロート沿いに台座の分だけフランジから離間している。第二段弁開口部の有効径はフランジの作業エリアの内径よりも大きく設定され、筐体からの流体排出のために第一段弁の有効径を最適化出来るようになっている。第二段弁開口部がフランジから離れていることが、フランジを筐体に取付ける締付要素の予定箇所にアクセスするためのクリアランスを、弁本体沿いに提供する。
【００１４】
フランジと弁本体のテーブル部を連結する台座は、その外径が作業エリアの内径の内側に収まることが望ましい。従来の弁においては、第二段弁開口部の最大直径を決定するのは、この領域にある弁本体の外径であった。しかし、本発明によれば、弁本体の台座部が、第二段弁開口部を弁本体のスロート沿いに離れて配置された弁本体のテーブル部に配置するための支持を提供しているため、フランジの作業エリア近傍に必要なクリアランスを保持し、同時に第二段弁開口部の直径を作業エリアの内径よりも大きくすることが可能である。
【００１５】
弁本体のテーブル部が、カラーを含むことが望ましい。このカラーは、第一段弁開口部と第二段弁開口部の境界を画する第一シールと第二シールを支持する。第一段弁開口部に係わる第一シールは、テーブル上面のスロートとカラーとの交差部に形成された、カラーを貫通する内側弁開口部の境界を画する。第二段弁開口部に係わる第二シールは、カラーの周面に形成された外側弁開口部の境界を画する。両シールは予圧されたきのこ弁に係合している。このきのこ弁は、第一シールと係合するための円盤面と第二シールと係合するための垂下スカートを有する。第一段シールは、きのこ弁によって与えられる軸方向の付勢力によって圧縮される軸方向シールであることが望ましい。第二段シールは、きのこ弁の周縁リムとワイパーブレード型の係合をする周辺シールであることが望ましい。きのこ弁は、所定の動作範囲において、第二段シールから離れる、つまり第二段シールを開く必要がある。第二段シールの目的は、流体を電気機器筐体内に閉じ込めることではなく、第一段シールを開くための閾値圧に達したら、きのこ弁をより速く広く開くことが出来るようにするためである。
【００１６】
きのこ弁は、きのこ弁を両シールと係合するように付勢する圧縮ばねによって予圧されるのが望ましい。テーブルはまた、蓋を取り付けるための支柱その他の軸方向支持部を含むのが望ましい。この蓋は、きのこ弁を２つのシールとの係合へと付勢する圧縮ばねを圧縮する。支柱の高さは、圧縮ばねの所望の予圧に関連した、テーブルと蓋との所定の離間距離を維持するように設定される。支持部はテーブルより上部に突出するため、フランジの作業エリアと干渉しない。
【００１７】
二段式弁から排出される流体を集めて導くために、テーブルと蓋は、二段式弁を取り囲む周辺遮蔽体を把持するようになされていることが望ましい。周辺遮蔽体はテーブルと蓋との間の空間を囲い込み、圧力逃がし装置から大量の流出物を安全に導き出す排出管の取付部を有する。周辺遮蔽体は、排出管の方向変化に応じて常に円周方向に回動出来るように、テーブルと蓋との間に把持されるのが望ましい。遮蔽体を位置調整した後、止め具で固定することも可能であるが、蓋は所定の距離を離してテーブルに固定して、周辺遮蔽体の回動の調整とは無関係に、圧縮ばねの所望の圧縮量を設定出来るようにするのが望ましい。換言すれば、蓋は、遮蔽体がテーブル及び蓋に対して回動するのを制限することなく、圧縮ばねを圧縮するため、テーブルにしっかりと固定するのが望ましい。遮蔽体を位置固定するため、止めねじ等の締付具を利用することができる。テーブルは、蓋の取付けのために、一体形成のボスを含んでいるのが望ましい。このボスは、テーブル上方に突出する取付支柱を支持する。蓋は取付支柱にボルト止めすることができる。取付支柱の高さを利用して、圧縮ばねの圧縮量を調節できる。
【００１８】
本発明による新型圧力逃がし装置を後取付けして改良する典型例においては、従来の電気機器筐体は、標準的な直径で標準的なボルト間隔のボルト円に囲まれた排出口を有している。本発明による圧力逃がし装置は、圧力逃がし装置を排出口に被せるために取付フランジを有し、この取付フランジには、上記の標準的なボルト円上に位置するボルト受け部が設けられている。この受け部は、フランジの作業エリアを画成する。この作業エリアは、フランジを従来の電気機器筐体に取付けるためのボルト及びワッシャ類を受け止める。フランジをボルト止めするために、作業エリアには常に空間を空けておく必要がある。そのため、従来の二段式圧力逃がし装置においては、弁開口部の寸法が制限され、その直径を作業エリアの内径より大きくすることは出来なかった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図２から図６は、本発明による圧力逃がし装置の好ましい実施形態を示している。この実施形態では、従来の設置面の大きさを変えずに流量を大幅に増加させることを可能にする設計上の特徴を含んでいる。新型圧力逃がし装置（ＰＲＤ）５０は、電気機器筐体５２の頂上に、筐体５２の排出口５４に被せるようにして設置される。通常の寸法のフランジ５６は多数の溝付き開口部５８を含み、この開口部５８は従来パターン（ボルト円と呼ぶ）で配列されたボルト６０を受け入れるようになっている。ボルト６０は溝付き開口部５８を貫通し、筐体５２と螺合して、圧力逃がし装置５０を筐体５２に固定する。ボルト６０はまた、フランジ５６の作業エリア６２と係合する。この作業エリア６２は、フランジ５６を筐体５２に取付けるために必要な環状の区域として定義される。
【００２０】
図５に明確に示されているとおり、フランジ５６の作業エリア６２の内径６４はボルト円６０のわずかに内側に位置し、外径６６はボルト円６０のわずかに外側に位置している。図では、締付要素としてボルト６０だけを用いてフランジ５６を筐体に取り付けた構造が示されているが、フランジ５６の作業エリア６２は、フランジ５６の筐体５２への取り付けに使用される、ワッシャその他の要素を受けるようにしてもよい。
【００２１】
フランジ５６は、弁本体７０と一体に形成されるのが望ましい。この弁体７０は、フランジの上方に突出する台座７２と、台座７２の上に配置されフランジ５６の上方に張り出すテーブル７４を含む。台座７２は、概ね管状をなし、フランジ５６およびテーブル７４とともにスロート７６を共有している。スロート７６の直径７８は、フランジ５６からテーブル７４に至る全長にわたってほぼ一定であり、その寸法は、排出口５４の直径８０と同じ大きさであることが望ましい。スロート７６は、筐体５２内の余分な圧力を除去するために、圧力逃がし装置５０を貫く通路を提供する。スロートの直径７８は排出口５４の直径８０とほぼ同寸であるため、圧力逃がし装置５０は筐体５２内からの最大流量に対応出来るようになっている。
【００２２】
テーブル７４が二段式弁アッセンブリ８２を支持し、この二段式弁アッセンブリ８２は、フランジ５６の作業エリア６２の寸法とは無関係に寸法を定めることが出来る。環状の取付カラー８４，８６は、図４に示す拡大図に最もよく示されているように、二段式弁アッセンブリ８２の第一段シール９２および第二段シール９４をテーブル７４に固定する。２つのシール９２，９４は、図示ように共通のシール体９０の両側に形成してもよく、同一または別の材料で別体に形成してもよい。２つのシール９２，９４は、様々な種類の油と適合する、二トリルまたはフルオロカーボンのエラストマで形成するのが望ましい。圧力逃がし装置用の二段式弁アッセンブリのシールやその他の構成の詳細については、本出願と同一の譲渡人に譲渡された、米国特許番号６，４９７，２４８（名称：一体型ガスケットを備えた圧力逃がし装置）で開示されており、同特許はこの参照により、開示に含まれる。
【００２３】
第一段シール９２は有効径９６を有する第一段内側弁開口部を画成し、第二段シール９４は有効径９８を有する第二段外側弁開口部を画成する。いずれの開口部も、ばねで付勢されたきのこ弁１００によって閉じられている。きのこ弁１００の円盤面１０２が第一段シール９２と係合して第一段内側弁開口部を閉じ、きのこ弁１００の周辺部をなす垂下スカート１０４が第二段シール９４と係合して、第二段外側弁開口部を閉じる。きのこ弁１００の円盤面１０２は、第一段シール９２を圧縮しながら当接してこの第一段シール９２にしっかりと着座し、これにより、スロート７６からの流体の流入を阻止する。きのこ弁１００の垂下スカート１０４は、第二段シール９４とスライド可能に接合する。第二段シール９４はワイパーブレード型の形状を有し、シール係合を維持しながらも、垂下スカート１０４が軸方向に小範囲で動くのを許容する。
【００２４】
きのこ弁１００は、きのこ弁１００と蓋１１０の間に収容された一対の圧縮ばね１０６，１０８に付勢されて、両シール９２，９４と係合する。取付支柱１１２が蓋１１０をテーブル７４の上方に支持する。取付支柱１１２は、テーブル７４の周りに等間隔で設けられたボス１１４から突出している。ボルト１１６を用いて蓋１１０を支柱１１２に固定し、圧縮ばね１０６，１０８を、テーブル７４と蓋１１０との間の所定の距離内で圧縮するようにする。ばねの圧縮量が、きのこ弁１００を持ち上げて二段式弁アッセンブリ８２を開くのに必要な閾値圧を設定する。図示の実施例では２つの圧縮ばね１０６，１０８が示されているが、所望の力の態様に応じてきのこ弁１００を持ち上げるのに必要な閾値圧を設定するために、圧縮ばねは１つでもよく、また他の付勢装置を用いてもよい。第一段シール９２の有効径９６が第一領域を画成し、この領域における流体の圧力は、きのこ弁１００を第一段シール９２から持ち上げるように働く。第二段シール９４の有効径９８は第二領域を画成し、この領域において、第一段内側弁開口部から流出する流体は、きのこ弁１００を第二段シール９４から持ち上げるように働く。第二段シール９４の第二領域を、第一段シール９２の第一領域より約２対１の比で大きくして、筐体５２内に蓄積した圧力を逃すために急速にきのこ弁１００を持ち上げられるようにするのが望ましい。約２対１という面積比はこの種の二段式弁アッセンブリでは典型的なものであるが、違う比率を用いて、きのこ弁１００を第一段シール９２および第二段シール９４から持ち上げる速度と高さを調節してもよい。例えば、１．５対１から３対１までは、通常範囲の条件に対応して想定される通常範囲の比率である。
【００２５】
第一段シールと第二段シールの有効径がフランジの作業エリアの寸法に制限される従来構造とは対照的に、本発明による新しい構造では、第一段、第二段弁開口部の有効径９６、９８を、筐体５２内からの流体の排出を最適化するよう、所望の寸法にすることが出来る。すなわち、本発明による新型設計では、二段式弁アッセンブリとフランジ５６の作業エリア６２との間に径方向のクリアランスを維持するのでなく、フランジ５６から軸方向にずれたテーブル７４の上に二段式弁アッセンブリ８２を支持している。テーブル７４の張出部８８を、フランジ５６の作業エリア６２から高さ”Ｈ”だけ上方で台座７２が支持している。高さ”Ｈ”は、ボルト６０をフランジ５６に挿通し、締め付けるのに十分なクリアランスを提供する。
【００２６】
第一段弁開口部の有効径９６を排出口５４の直径８０と同じ寸法にして、筐体５２内からの流体の流れがさらに制限されるのを避けることが出来る。第二段弁開口部の有効径９８は、フランジ５６の作業エリア６２によって従来課されていた制限とは無関係に、第一段弁開口部の有効径９６と所望の比率で寸法を決めることが出来る。図示された実施例では、第二段弁開口部の有効径９８は、フランジ５６の作業エリア６２の内径６４よりも大きく設定されている。しかし、第二段弁開口部の有効径９８は、フランジの作業エリア６２の外径６６より大きくしてもよい。
【００２７】
第二段シール９４は、テーブル７４の、フランジ５６の作業エリア６２の上方に張り出した部分８８に支持されている。したがって、第二段シール９４は、径方向には、フランジ５６の作業エリア６２の少なくとも一部と重なり合っているが、軸方向には、テーブル７４をフランジ５６から持ち上げている台座７２によって、フランジ５６の作業エリア６２から離れて配置されている。台座７２は、弁本体７０をスロート７６沿いに第一段シール９２まで延長させる。スロートの直径７８は、全長にわって、筐体５２の排出口５４の直径８０と同程度の大きさを維持するのが望ましい。
【００２８】
台座７２はフランジ５６と隣接する直径１１８を有しており、この直径１１８はフランジ５６の作業エリア６２の内径６４によって制限されるが、台座７２上に載置されるテーブル７４は、フランジ５６の作業エリア６２とは無関係に直径寸法を決めることが出来る。例えば、二段式弁アッセンブリ８２よりも遠い位置で、テーブル７４はボス１１４で取付支柱１１２を支持している。ボス１１４はテーブル７４のかなり上方に突起しているように図示されているが、ボスは様々な寸法および形態が可能であり、例えば、テーブル７４の上面とほぼ同一平面をなす、ねじ付き開口部を備えたボスであってもよい。あるいは、取付支柱１１２は、テーブル７４の面にねじ付き開口部を形成する等して、直接テーブル７４に取り付けてもよい。ボス１１４よりもさらに遠い位置で、テーブル７４は周辺遮蔽体１２０を支持している。
【００２９】
周辺遮蔽体１２０は、テーブル７４と蓋１１０との間の空間を囲み、二段式弁アッセンブリ８２を囲んでいる。テーブル７４に形成された環状溝１２２が、周辺遮蔽体をテーブル上で位置決めする。環状溝１２２内の径方向のクリアランスと、取付支柱１１２によって設定される蓋１１０とテーブル７４との間の軸方向のクリアランスとの組み合わせにより、周辺遮蔽体１２０は、取付ねじ等の固定機構によって意図的に固定しない限り、環状溝１２２に沿って回動することが出来る。したがって、蓋１１０とテーブル７４は周辺遮蔽体１２０を軸方向にも径方向にも拘束するように配置することが出来るが、周辺遮蔽体１２０は、取付ねじ等の固定機構によって意図的に固定されない限り、環状溝１２２の中を回動する能力を制限するような張力や圧縮を受けるように取り付けられることはない。周辺遮蔽体１２０の一側部には管取付部１２６に囲まれた開口部１２４が設けられており、遮蔽体１２０を排出管（図示せず）に接続出来るようになっている。周辺遮蔽体１２０は取付部１２６とともに回動可能であり、排出管の様々な角度方向に対応出来るようになっている。図２および図５では取付部１２６はフランジとして描かれているが、所望の接続形態に合わせて、他の様々な形を取ってもよい。例えば、周辺遮蔽体と排出管をただ単にスライド可能に嵌め込めば十分な場合もあるであろう。
【００３０】
周辺遮蔽体１２０はテーブル７４および蓋１１０とともに、筐体５２内から加圧状態で排出された流体を集め、集まった流体を排出管に導き、これにより、流体を圧力逃がし装置５０から送り出すことが出来る。テーブル７４の張出部８８の開口部１２８は、排出管より低位置にある流体を排出出来るようにしている。周辺遮蔽体アッセンブリの構造および動作に関する詳細は、本出願と同一の譲渡人に譲渡された米国特許番号５，９３７，８９３（名称：圧力逃がし装置用遮蔽体）および、私の名前で本出願と同日付で出願し、同一の譲渡人に譲渡した圧力逃がし装置の包囲システムの米国特許出願で開示されており、これらの特許および出願はこの参照により、開示に含まれる。
【００３１】
蓋１１０の軸受筒１３２に案内される表示ピン１３０が、きのこ弁１００の上に配置されている。きのこ弁１００が動くと、ピン１３０が蓋１１０を通って持ち上がり、圧力逃がし装置５０が作動したことを視覚的に指し示す。ピン１３０は軸受筒１３２と摩擦をもって嵌合しているため、手動でリセットされない限り、持ち上がった位置に維持される。警報スイッチアッセンブリ１３４をピン１３０に接続して、ピン１３０の動きが遠隔警報装置または信号装置（図示せず）を作動させるようにしてもよい。ピン１３０と軸受筒１３２が蓋１１０上方に突出する高さは、警報／信号装置の態様に応じて変えることが出来る。
【００３２】
好ましい実施形態を用いて説明してきたが、本発明の教示内容全体を逸脱しない範囲において、従来技術の限界を克服するために、特に弁の構造、弁の支持および周囲を取り囲むシステムについては、様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の電気機器筐体用圧力逃がし装置の断面図である。
【図２】本発明による新型圧力逃がし装置の側面図で、装置から排出される流体を導く遮蔽体を備えた状態を示す。
【図３】本発明による新型圧力逃がし装置の斜視図で、遮蔽体を取り除いた状態を示し、テーブルと蓋の間の空間に架け渡された内部支持機構および、テーブル上に閉位置で着座したきのこ弁を示す。
【図４】テーブルの分解斜視図であり、スロートおよび２つの弁シール取付けリングを含む内部構造を示す。
【図５】圧力逃がし装置の内部構造を示す断面図である。
【図６】二段式弁動作を支えるシールを示す部分拡大断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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