(57)【要約】【課題】動作確認及び動作確保が容易な高精度安全弁を提供する。【解決手段】蒸気ボイラ、温水ボイラ、圧力容器などに取り付けられる安全弁において、二次側圧力が大気圧から真空圧力まで変動する条件下でも、停止時でも、弁の一次側、二次側共に、弁体を通して外部から吸気が侵入することを防止する溶接接合構造を採用した安全弁であって、弁体６４と弁棒６６を連結し、弁棒６６を引き上げることが可能となるレバー８６を設けて、装置に圧力が加わっていない状態においても、レバー８６を引き上げることにより、シール性を維持しつつ、外部から弁体６４の動作確認、動作確保ができるように構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気ボイラ、温水ボイラ、圧力容器などに取り付けられる安全弁において、二次側圧力が大気圧から真空圧力まで変動する条件下でも、停止時でも、弁の一次側、二次側共に、弁体を通して外部から吸気が侵入することを防止する溶接接合構造を採用した安全弁であって、弁体と弁棒を連結し、弁棒を引き上げることが可能となるレバーを設けて、装置に圧力が加わっていない状態においても、レバーを引き上げることにより、シール性を維持しつつ、外部から弁体の動作確認、動作確保ができるようにしたことを特徴とする高精度安全弁。
【請求項２】
一次側圧力が大気圧以上で、かつ、二次側圧力が真空であっても、一次側の圧力が設定圧力を超えた場合には、膨張した気体を逃がす動作をするようにした請求項１記載の高精度安全弁。
【請求項３】
弁体と弁棒を連結し、弁棒と弁棒を支える板の間の摺動部にブッシュを挿入することにより、弁体の動きを向上させるようにした請求項１記載の高精度安全弁。
【請求項４】
吹き出し圧力、前漏れ圧力、吹き止まり圧力の精度を上げるために設けられる調整リングのリング止めボルトと外気とのシール性を高めるために、弁本体にリング止めボルトを覆う溶接カバーを設けた請求項１、２又は３記載の高精度安全弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作確認及び動作確保が容易な高精度安全弁、詳しくは、安全弁の作動特性を向上させると共に、万一、弁体の動作不良などの問題を起した際にも、安全弁を分解することなく、点検・修理が可能となる高精度安全弁に関するものである。本発明の高精度安全弁は、流体が蒸気のみならず、可燃性ガス、毒性ガスなどで大気開放、大気放出が好ましくない用途などに広く適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気ボイラ、温水ボイラ、その他の圧力容器などに安全弁が取り付けられているが、従来の安全弁は、二次側は大気開放とするのが普通であるため、出口側の圧力変化は無いものとして設計、製作されていた。しかし、運転条件の制約、内蔵物、外部へ吹き出しては困る物質、物体などを扱う場合は、外部へ放出することができない。
【０００３】
このような運転条件が考えられる場合には、従来の安全弁では対応することができない。特に、二次側が大気圧から真空まで変化する運転条件では、運転条件によって設定圧が変動してしまう恐れがあり、安定した運転を続けることが難しかった。そして、それらの条件を満たすために全体を溶接構造とする必要があり、シール性を重視することにより、操作性、保守作業性が劣る安全弁になっていた。
さらに、溶接構造を有する安全弁にあっては、バルブの作動を確認することができず、ひとたび問題が起これば安全弁を交換する必要が生じた。また、レバー付き安全弁においても、装置に設定圧力の７５％以上の圧力が無ければ、弁を作動させることはできなかった。
【０００４】
図２は従来の安全弁の一例を示している。５０は弁本体、５２はシート（弁座）、５８はブローダウンリング、８０はリング止めボルト、７８はロックナット、６２はアッパーリング、６０はバルブガイド、６４は弁体（バルブ）、６８はベローズ、８２はばね、６６は弁棒、５４は保護筒、５６はキャップ、７６は調節ねじ、７２はリフト制限板、７４はばね受け、８４は六角ボルト、９０は入口部、９２は出口部である。出口部９２は、入口部より低圧となる別の容器、装置に接続しており、設定圧力に達すると、ばね力に抗してバルブ６４が上昇して、開状態となり、入口部９０から流入した流体は出口部９２から別の容器、装置に放出される。
【０００５】
従来、高精度安全弁として、蒸気ボイラ、温水ボイラ、圧力容器などに取り付けられるベローズを備えた安全弁であって、二次側圧力が大気圧から真空圧力まで変動する条件下や停止時において、弁の一次側及び二次側ともに弁体を通して外部から気体が侵入しないように、気密な溶接接合構造とし、二次側を容器等の密閉部に溶接接続したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２９５９５２号公報（第２頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の高精度安全弁においては、安全弁を接続する外部装置に圧力が加わっていない状態では、シール性を維持しつつ、外部から弁体の動作確認、動作確保をすることができなかった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、蒸気入口及び蒸気出口が、大気圧力以上から真空圧力まで変動する容器に接続され、安全を保障する安全装置として使用される安全弁で、バルブの摺動性を向上させ、かつ、動作確認、動作確保、点検保守、吹き始め・吹き止まり圧力の微調整が可能な構造・機能を備えた高精度安全弁を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の高精度安全弁は、蒸気ボイラ、温水ボイラ、圧力容器などに取り付けられる安全弁において、二次側圧力が大気圧から真空圧力まで変動する条件下でも、停止時でも、弁の一次側、二次側共に、弁体を通して外部から吸気が侵入することを防止する溶接接合構造を採用した安全弁であって、弁体と弁棒を連結し、弁棒を引き上げることが可能となるレバーを設けて、装置に圧力が加わっていない状態においても、レバーを引き上げることにより、シール性を維持しつつ、外部から弁体の動作確認、動作確保ができるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
この高精度安全弁において、一次側圧力が大気圧以上で、かつ、二次側圧力が真空であっても、一次側の圧力が設定圧力を超えた場合には、膨張した気体を逃がす動作をするように構成される。また、弁体と弁棒を連結し、弁棒と弁棒を支える板の間の摺動部にブッシュを挿入することにより、弁体の動きを向上させるように構成される。
また、これらの高精度安全弁において、吹き出し圧力、前漏れ圧力、吹き止まり圧力の精度を上げるために設けられる調整リングのリング止めボルトと外気とのシール性を高めるために、弁本体にリング止めボルトを覆う溶接カバーを設けることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。図１は本発明の実施の第１形態による高精度安全弁を示している。
本実施形態による高精度安全弁は、二次側圧力の変動により一次側圧力の設定圧力が変動しないように、ベローズ６８と弁体（バルブ）６４を溶接でシールする構造とし、ベローズ６８の反対側を安全弁本体５０に溶接でシール・固定して、二次側の圧力と大気圧の圧力差による動作不良を起こし難い構造としている。さらに、弁体６４と弁棒（スピンドル）６６を連結し弁棒の摺動部にブッシュ７０を挿入して、弁体６４の作動性を確保し、弁体６４及び弁棒６６が動作不良を起し難い構造としている。
【００１２】
リング止めボルト８０部のシール性及び操作性を良くするために、リング止めボルト８０を覆う溶接カバー９４を設けて、通常は溶接カバー９４でボルト部を覆うことでシール性を確保し、微調整が必要になった場合のみ、溶接カバー部のカバー９６を外してボルトを操作、調整できるような構造としている。微調整は希に行う必要が生じることがあるが、通常は安全弁の設置後に微調整を行うような事態は起こり難く、レアケースであるが対応できるよう配慮している。
【００１３】
弁体６４と弁棒６６を連結し、弁棒６６を引き上げることができるレバー８６を設置し、このレバー８６を引き上げることで、シール性を維持したままで外部から容易に弁体６４を動かすことが可能となるように構成されている。このレバー８６を、ピン８７を支点にして回動させることにより、弁棒６６を介して弁体６４を上下に摺動させ弁を開閉させることができる。
これにより、万一、弁体６４に異物が混入したり噛み込んだりして動作不良を起こしても、レバー８６を引き上げることにより、弁体６４の動作確認、動作確保を行う事が可能で、シール性を維持したままでの、保守・点検作業が可能になる。すなわち、装置にかかる圧力の有無を問わずに、レバー８６を引き上げることにより弁の作動を確保することができる。
【００１４】
従来の安全弁に取り付けられているレバーは、ばねの力を利用して弁体を押さえつけるために用いられているもので、弁体を引き上げることを目的として取り付けられているものではない。
本実施形態による高精度安全弁では、弁体６４を押さえつけるばねは別に設けた圧力調節ねじ７６によって締め付け、調整する構造を採用しているので、本来であればレバーは必要ないが、保守、点検作業を容易に、かつ、確実に行えるようにするために新たに設けられたものである。
【００１５】
また、高温流体に対し、外気へのシール性を高めるために、ガスケットやゴム類を使用せず、全て溶接構造としている。しかし、一般的には、溶接時の熱歪みによる作動不安定や弁座漏れが懸念事項としてあげられていたが、本例における安全弁では、溶接歪みが性能に不安事項を与えない構造となっている。その一例として、弁体６４とベローズ６８の溶接に対しては、（１）  溶接部と弁体６４の間に距離を置く。（２）  溶接部から弁体６４までの間の鋼材の一部を薄肉厚とし、熱の伝達面積を少なくして熱の影響を弁体６４に伝えにくくなる。などの構造を採用し、弁体６４に熱が伝わり難くして熱歪みを与えないよう配慮する構成としている。
【００１６】
また、弁体６４と弁棒６６を連結し、弁棒６６の摺動により弁体６４を作動させることができるような構造となっている。その際、弁体６４、弁棒６６が円滑に作動するように、弁棒６６とリフト制限板７２の間にブッシュ７０を挿入している。
【００１７】
安全弁に高精度を発揮させるためには、使用するベローズは柔らかく、耐圧性や耐久性に優れていることが条件になるため、従来の成形ベローズではなく溶接ベローズを採用している。また、吹出し圧力、前漏れ圧力、吹き止まり圧力の精度を上げるために不可欠な調整リング（アッパーリング６２、ブローダウンリング５８）を採用するに当たっては、リング止めボルト８０、８０が必要になり、リング止めボルトとして微調整可能なボルトを設けている。
その際、ねじ部と外気とのシール性を高める手段として、溶接カバー９４でリング止めボルト８０を覆う構造とした。前述の特許文献１におけるようなリング止めボルト部に空間を設けたり溶接取り付けは行っていない。
【００１８】
入口部９０の一次側圧力が上昇すると、弁体６４が押し上げられて、出口部９２の二次側へ圧力を逃がすのは、通常の安全弁の動作であり、弁体６４を押し下げているばね８２も弁体６４の二次側も外気に接していて、通常は大気圧がかかっている。
しかし、二次側が圧力の変動する容器に接続されている場合には、大気圧の影響を受けないように溶接でシールする必要があり、本例では溶接又はフランジによるシール構造となっている。この場合には、弁体６４の外気側のみに大気圧が掛かっている。このようにすると、弁体６４は一次側圧力と大気圧との差で動作をすることになり、二次側の圧力変動を受けないようになる。
【００１９】
このため、二次側の圧力が変動して一次側圧と二次側圧の差圧が変動しても、圧力設定した動作点が変わったり、誤動作することがないという特性を持つことになる。弁体６４は、外気側の大気圧を基準として一次側との圧力差で作動するので、一次側圧力の上昇により作動する動作点は安定しており、二次側の圧力変動の影響を受けないことになる。５２はシート（弁座）、５４は保護筒、５６はキャップ、６０はバルブガイド、７４はばね受け、７８はロックナット、８４は六角ボルト、８８は四面ナットである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  本発明の高精度安全弁は、安全弁の出口側の圧力の影響を受け難く、かつ、高精度の動作特性を要求されるシステムに取り付ける安全弁として用いるのに適している。また、従来の技術に対しベローズの選択、熱歪みを与えにくい溶接構造を採用することにより、比較的安価で高精度な安全弁の提供が可能となった。
（２）  本発明の安全弁は、一次側圧力を異常に高めることなく圧力を逃がす安全弁の効果と、一次側圧力を大気に開放せず二次側に接続した別の容器、装置に逃がし、一次側、二次側を含めた装置として、シール性を保つ効果がある。
（３）  上記の（１）、（２）により、蒸気のみならず、可燃性ガス、毒性ガスなどで大気開放が好ましくない内容物の圧力を逃がすことが可能になり、幅広い用途で実用性があり、効果は甚だ大である。
（４）  また、弁体及び弁軸に直結するレバーを設けることにより、容易に弁体の動きを確認及び確保することが可能となり、シール性を保ったままでの点検、保守など作業性が改善される。
（５）  さらに、吹き始め・吹き止まり圧力を微調整するアッパーリング、ブローダウンリングを、必要に応じて再調整することが可能となるようなリング止めボルトを設ける場合は、リング止めボルトを覆う溶接カバーを設けることでシール性の維持と機能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の第１形態による高精度安全弁の縦断面説明図である（弁が閉じた状態を示す）。
【図２】従来の安全弁の一例を示す縦断面説明図である（弁が閉じた状態を示す）。
【符号の説明】
５０  弁本体
５２  シート（弁座）
５４  保護筒
５６  キャップ
５８  ブローダウンリング
６０  バルブガイド
６２  アッパーリング
６４  弁体（バルブ）
６６  弁棒（スピンドル）
６８  ベローズ
７０  ブッシュ
７２  リフト制限板
７４  ばね受け
７６  圧力調節ねじ
７８  ロックナット
８０  リング止めボルト
８２  ばね
８４  六角ボルト
８６  レバー
８７  ピン
８８  四面ナット
９０  入口部
９２  出口部
９４  溶接カバー
９６  カバー
【図１】
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【図２】
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