(57)【要約】【課題】  特に安全弁の下流側が閉構造である場合において、上流側の気体の圧力上昇時に、弁体の下流側の圧力の上昇を抑えることにより、有効に機能する安全弁を提供することを課題としている。【解決手段】  本体内部に設けられ、上流側からの気体の圧力上昇時に気体が下流に流れることを防止するために気体の流路を閉鎖する流路閉鎖手段、及び、本体内部において前記流路閉鎖手段の下流側に設けられ、圧力上昇時に下流側の気体の圧力の上昇を遅らせ、流路閉鎖手段内に設けられた弁体の上流側と下流側の圧力差を確保するアキュムレータからなることを特徴とする安全弁。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体内部に設けられ、上流側からの気体の圧力上昇時に気体が下流に流れることを防止するために気体の流路を閉鎖する流路閉鎖手段、及び、本体内部において前記流路閉鎖手段の下流側に設けられ、圧力上昇時に下流側の気体の圧力の上昇を遅らせ、流路閉鎖手段内に設けられた弁体の上流側と下流側の圧力差を確保するアキュムレータからなることを特徴とする安全弁。
【請求項２】
上流側からの気体の圧力上昇時に気体が下流に流れることを防止するために気体の流路を閉鎖する流路閉鎖手段、該流路閉鎖手段の下流側に設けられ、圧力上昇時に下流側の気体の圧力の上昇を遅らせ、流路閉鎖手段内に設けられた弁体の上流側と下流側の圧力差を確保するアキュムレータ、及び、前記流路閉鎖手段と前記アキュムレータを接続する接続手段からなることを特徴とする安全弁。
【請求項３】
前記流路閉鎖手段が、箱体及び弁体からなり、該弁体が前記箱体の基部内に設けられた気体の流路上に自重で載置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の安全弁。
【請求項４】
前記下流側の端が閉じている閉構造であることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の安全弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧回路に想定以上の圧力が作用することで、破壊の恐れがある機器(例えば、圧力センサ)を設置しなければならない場合、機器の保護のために、通常安全弁が設置される。これらの機器は、回路内の諸条件の変化を検出し、回路全体の動作を停止させるなどして、機能の異常を防止しようとする目的で設置されるもので、正常に動作する耐圧が規定されている。
【０００３】
しかし、実際に回路に作用する圧力は、時に機器の耐圧をはるかに超えることもあり、このような、回路にとっての明らかな異常条件に対して、回路内に設置された機器を確実に保護することが、回路全体としての信頼性確保のために、非常に重要である。
【０００４】
例えば、圧力センサにおいては、監視したい圧力の絶対値が小さい場合、その耐圧の絶対値も小さいのが通常である。従って、監視したい圧力の範囲をはるかに超える圧力が作用した場合の機器の保護が問題となる。
【０００５】
圧力変化を捉え、圧力の上昇を防止する一般的な装置として、ばね式の安全弁や、特許文献１に記載の圧力上昇を緩和するアキュムレータを備えたばね式の安全弁がある。
【特許文献１】特開２００１−２２７６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の安全弁は、特に安全弁の下流側が閉構造である場合、上流側の圧力上昇時に下流側の圧力の上昇を緩和するアキュムレータが下流側に設けられていないことから、安全弁内の弁体の上流側と下流側の圧力差を確保することが難しかった。その結果、気体の流路を弁体が確実に防ぐことができずに、圧力上昇時に検出機器等を確実に保護することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明においては、特に安全弁の下流側が閉構造である場合において、上流側の気体の圧力上昇時に、弁体の下流側の圧力の上昇を抑えることにより、有効に機能する安全弁を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、本体内部に設けられ、上流側からの気体の圧力上昇時に気体が下流に流れることを防止するために気体の流路を閉鎖する流路閉鎖手段、及び、本体内部において前記流路閉鎖手段の下流側に設けられ、圧力上昇時に下流側の気体の圧力の上昇を遅らせ、流路閉鎖手段内に設けられた弁体の上流側と下流側の圧力差を確保するアキュムレータからなることを特徴とする安全弁に関するものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上流側からの気体の圧力上昇時に気体が下流に流れることを防止するために気体の流路を閉鎖する流路閉鎖手段、該流路閉鎖手段の下流側に設けられ、圧力上昇時に下流側の気体の圧力の上昇を遅らせ、流路閉鎖手段内に設けられた弁体の上流側と下流側の圧力差を確保するアキュムレータ、及び、前記流路閉鎖手段と前記アキュムレータを接続する接続手段からなることを特徴とする安全弁に関するものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記流路閉鎖手段が、箱体及び弁体からなり、該弁体が前記箱体の基部内に設けられた気体の流路上に自重で載置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の安全弁に関するものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記下流側の端が閉じている閉構造であることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の安全弁に関するものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２に記載の安全弁は、流路を閉鎖する流路閉鎖手段の下流側にアキュムレータが設けられていることから、下流側の流路の容積をアキュムレータ分大きくすることができる。その結果、圧力の上昇時に、流路閉鎖手段内に設けられた弁体の下流側の圧力の上昇を、下流側に流入する気体をアキュムレータが吸収することにより、遅らせることができることから、弁体の上流側と下流側の圧力差を確保することができる。
【００１３】
圧力差を確保することにより、弁体が確実に流路を閉鎖することができるので、上記安全弁は、上流側の圧力の上昇が下流側に伝わることを確実に防ぐことができ、下流側の検出機器を確実に保護することができる。
【００１４】
請求項３に記載の安全弁は、その弁体が自重で箱体の基部内に設けられた流路上に載置されていることから、ばねの付勢力に抗して流路を閉鎖する必要がない。従って、ばね等で箱体上部から懸架されている場合に較べて、前記弁体は、流路を閉鎖することに要する時間は短く、かつ、わずかの圧力の上昇に対しても、流路を閉鎖することができる。その結果、前記安全弁は、瞬時又はわずかの圧力の上昇から、下流側の検出機器を確実に保護することができる。
【００１５】
請求項４に記載の安全弁は、弁体の下流側が圧力上昇時に流入する気体の逃げ場がないことから圧力の上昇しやすい閉構造(下流側の端が、機器等で閉ざされている構造)である場合においても、アキュムレータの存在により、下流側の圧力の上昇を遅らせ、弁体の上流側と下流側の圧力差を確保することができる。その結果、前記安全弁は、下流側の閉構造の端に備え付けられた検出機器を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る安全弁について図１から図３を用いて詳細に説明する。
【００１７】
本発明に係る安全弁１の一実施の形態を示す断面図である図１を用いて、安全弁１を説明する。
【００１８】
安全弁１は、本体２の内部に設けられた流路閉鎖手段３、本体２及び流路閉鎖手段３に設けられた気体の流路４、本体内部に設けられたアキュムレータ５、並びに、本体２の上流及び下流側に設けられた管継６ａ、６ｂにより構成されている。なお、矢印Ａは、流路閉鎖手段３が流路４を閉鎖していない状態での気体の流れを示している。
【００１９】
本体２の形状としては、円筒形が考えられる。但し、本発明の目的を達成することができる限り、本体２の形状に制限はない。本体２は、一体成型したものでもよいし、複数の部材からなるものでもよい。
【００２０】
流路閉鎖手段３は、箱体３ａ及び箱体内部に設けられた弁体３ｂからなり、ボルト(図示せず)により本体２に接合されている。なお、前記接合方法は、ボルトを用いたものに限定されない。
【００２１】
弁体３ｂは、その円柱形である上部が箱体上部に設けられた流路４と嵌合し、箱体３ａの基部内に設けられた通路４の上に自重で、圧力上昇時に瞬時に持上げられるように載置されている。また、弁体３ｂの材料としては、弁体３ｂの作動時を考慮して、摺動性がよく、軽い材料、例えば、樹脂等が用いられる。弁体３ｂの円柱部の周囲には、弁体３ｂが上昇し箱体上部と密着することにより流路４を閉鎖するときに、密着性を高めるためにゴム製等のＯリング３ｃを設ける。なお、弁体３ｂの弁部と箱体上部との距離は、前記弁部が瞬時に箱体上部と密着できるように短くする。
【００２２】
気体が流れる流路４は、管継６ａ、本体２、流路閉鎖手段３及び管継６ｂに設けられている。上流側から流路４に流入した気体は、流路４を閉鎖するかたちで載置されている弁体３ａの底部まで直進する。弁体の底部を載置する箱体基部には、水平方向に流路４が設けられていることから、気体は、水平方向に進む。その後流路閉鎖手段３において流路４として機能する、箱体３ａと弁体３間の隙間を気体は進み、アキュムレータ５に流入する。アキュムレータ５を経た気体は、管継６ｂから安全弁１を出て行き、圧力センサ等の検出機器(図３参照)へと向かう。
【００２３】
アキュムレータ５は、本体２と一体成型したものでもよいし、本体２とは別個の部材を本体２に嵌め込んだものでもよい。アキュムレータの容積は、圧力上昇時における弁体３ｂからの漏れ流量と弁体３ｂが流路４を閉鎖するまでに要する時間によって決まる。
【００２４】
管継６ａは、本体２と一体成型としたものでもよいし、本体２とは別個の部材を本体２にネジ込みしたものでもよい。上流側の管継６ａは、圧力測定対象部と接続されたチューブ等(図３参照)と接続され、下流側の管継６ｂは、検出機器と接続されたチューブ等(図３参照)と接続されている。
【００２５】
次に、上記構成の安全弁１の使用例について説明する。
【００２６】
上流側のチューブ(図３参照)が詰まるなどの原因により上流側の気体の圧力が上昇すると、気体の流速及び流量が上昇し、弁体３ｂを押上げる。弁体３ｂが押上げられると、Ｏリング３ｃも弁体３ｂとともに押し上げられ、Ｏリング３ｃと箱体上部間の隙間を瞬時に閉鎖する。その結果、流路４が閉鎖される。
【００２７】
弁体３ｂは自重が軽く、通路４上に軽く載置されているだけであり、従来の安全弁のようにばね等により箱体上部から懸架され、箱体基部方向に付勢されているわけではない。従って、圧力が弁体３ｂに加わると、弁体３ｂは、ばね等により懸架されている弁体と比較して、瞬時に押上げられる。また、少しの圧力の上昇に対しても、弁体３ｂは押上げられる。
【００２８】
その際、アキュムレータ５がないと、下流側が検出機器で閉じている場合、下流側の容積が小さいことから、高い圧力の気体の流入により弁体３ｂの下流側の圧力も上昇してしまう。その結果、弁体３ｂの上流側と下流側の圧力差が小さくなることから、弁体３ｂの押上げが弱くなり、Ｏリング３ｃの箱体上部への密着性が悪くなる。
【００２９】
密着性が悪いと、弁体３ｂが確実に流路４を封鎖することができずに、高い圧力が下流部に伝わる。
【００３０】
逆に、本発明のようにアキュムレータ５が備えられていると、圧力上昇時にアキュムレータ内の空間が下流側に流入する気体の流量を吸収することができることから、アキュムレータ５の容積分弁体３ｂの下流側の圧力の上昇を抑えることができる。その結果、弁体３ｂの上流側と下流側の圧力差を確保することができ、弁体３ｂの押上げが弱くなることはなく、Ｏリング３ｃの箱体上部への密着性が良くなる。
【００３１】
密着性が良いことから、弁体３ｂが確実に流路４を封鎖することができ、高い圧力が下流部に伝わることはない。
【００３２】
その結果、下流部に検出機器が備え付けられている場合(図３参照)、安全弁１は、確実に検出機器を高い圧力から保護することができる。
【００３３】
次に、本発明に係る安全弁１の他の実施の形態を示す断面図である図２を用いて、安全弁１を説明する。
【００３４】
安全弁１は、流路閉鎖手段３、流路閉鎖手段３の下流側に設けられたアキュムレータ５、及び、流路閉鎖手段３とアキュムレータ５とを接続する接続手段７により構成されている。なお、矢印Ａは、流路閉鎖手段３が流路４を閉鎖していない状態での気体の流れを示している。
【００３５】
流路閉鎖手段３は、箱体３ａ及び箱体内部に設けられた弁体３ｂからなる。弁体３ｂは、その円柱形である上部が箱体上部に設けられた流路４と嵌合し、箱体３ａの基部内に設けられた通路４の上に自重で、圧力上昇時に瞬時に持上げられるように載置されている。また、弁体３ｂの材料としては、弁体３ｂの作動時を考慮して、摺動性がよく、軽い材料、例えば、樹脂等が用いられる。弁体３ｂの円柱部の周囲には、弁体３ｂが上昇し箱体上部と密着することにより流路４を閉鎖するときに、密着性を高めるためにゴム製等のＯリング３ｃを設ける。なお、弁体３ｂの弁部と箱体上部との距離は、前記弁部が瞬時に箱体上部と密着できるように短くする。
【００３６】
気体が流れる流路４は、流路閉鎖手段３、アキュムレータ５及び管継６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆに設けられている。上流側から流路４に流入した気体は、流路４を閉鎖するかたちで載置されている弁体３ｂの底部まで直進する。弁体３ｂの底部を載置する箱体基部には、水平方向に流路４が設けられていることから、気体は、水平方向に進む。その後流路４として機能する、箱体３ａと弁体３ｂ間の隙間を気体は進み、接続手段７を経てアキュムレータ５に流入する。アキュムレータ５を出た気体は、検出機器(図３参照)へと向かう。
【００３７】
管継６ｃ、６ｄは、流路閉鎖手段３と一体成型としたものでもよいし、流路閉鎖手段３とは別個の部材を流路閉鎖手段３にネジ込みしたものでもよい。管継６ｅ、６ｆは、アキュムレータ５と一体成型としたものでもよいし、アキュムレータ５とは別個の部材をアキュムレータ５にネジ込みしたものでもよい。管継６ｃは、測定対象部と接続されたチューブ等(図３参照)と接続され、管継６ｆは、検出機器と接続されたチューブ等(図３参照)と接続されている。
【００３８】
接続手段７は、流路閉鎖手段３とアキュムレータ５を接続している。接続手段７としては、ゴム製のチューブ等が考えられる。但し、流路閉鎖手段３とアキュムレータ５とを流路４を確保しつつ接続することができるのであれば、接続手段７は、ゴム製チューブに限定されることはない。
【００３９】
次に、上記構成の安全弁１の使用例について説明する。
【００４０】
上流側のチューブ(図３参照)が詰まるなどの原因により上流側の気体の圧力が上昇すると、気体の流速及び流量が上昇し、弁体３ｂを押上げる。弁体３ｂが押し上げられると、Ｏリング３ｃも弁体３ｂとともに押し上げられ、Ｏリング３ｃと箱体上部間の隙間を閉鎖する。その結果、流路４が閉鎖される。
【００４１】
弁体３ｂは自重が軽く、通路４上に軽く載置されているだけであり、従来の安全弁のようにばね等により箱体上部から懸架され、箱体基部方向に付勢されているわけではない。従って、圧力が弁体３ｂに加わると、弁体３ｂは、ばね等により懸架されている弁体と比較して、瞬時に押上げられる。また、少しの圧力の上昇に対しても、弁体３ｂは押上げられる。
【００４２】
圧力上昇時にアキュムレータ内の空間が下流側に流入する気体の流量を吸収することができることから、アキュムレータ５の容積分弁体３ｂの下流側の圧力の上昇を抑えることができる。その結果、弁体３ｂの上流側と下流側の圧力差を確保することができ、弁体３ｂの押上げが弱くなることはなく、Ｏリング３ｃの箱体上部への密着性が良くなる。
【００４３】
密着性が良いことから、弁体３ｂが確実に流路４を封鎖することができ、高い圧力が下流部に伝わることはない。
【００４４】
その結果、下流部に検出機器が備え付けられている場合(図３参照)、安全弁１は、確実に検出機器を高い圧力から保護することができる。
【００４５】
次に、図３を用いて、安全弁１の実施例について説明する。Ｘは、測定部であり、Ｓは、検出機器である。安全弁１は、ＳＸ間に設けられる。各部は、接続手段７により接続されている。また、矢印Ａは、安全弁１が流路４を閉鎖していない状態での気体の流れを示している。
【００４６】
圧力測定部Ｘで何らかの原因により、圧力が上昇すると、高い圧力が下流部へと伝わる。高い圧力が安全弁１に伝わると、上記で説明したように、流路閉鎖手段３が流路４を閉鎖する。その際、アキュムレータ５の存在により、流路閉鎖手段３の上流側と下流側の圧力差が確保されることから、流路閉鎖手段３は、確実に流路４を閉鎖することができる。
【００４７】
従って、実施例より、安全弁１は確実に検出機器を圧力の上昇から保護することができる。なお、安全弁１の保護対象は、検出機器に限定されず、高い圧力から保護する必要があるものであれば、特に制限はない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る安全弁の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る安全弁の他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る安全弁の実施例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    安全弁
２    本体
３    流路閉鎖手段
３ａ  箱体
３ｂ  弁体
３ｃ  Ｏリング
４    流路
５    アキュムレータ
６ａ  管継
６ｂ  管継
６ｃ  管継
６ｄ  管継
６ｅ  管継
６ｆ  管継
７    接続手段
Ｓ    検出機器
Ｘ    測定対象
【図１】
2007100917.tif 000003
【図２】
2007100917.tif 000004
【図３】
2007100917.tif 000005