(57)【要約】  設定圧力の調整が簡便であり、設定後の設定圧力の変動を監視することができるリリーフ弁を提供する。  流体流入通路2aが設けられたボディ2と、ボディ2に設けられた環状の弁座3と、ボディ2に収容され付勢部材7により前記弁座に付勢された弁体4とを備え、弁体4は、流体流入通路2a内の流体圧力により移動させられることで流体流入通路2aを遮断開放可能であるリリーフ弁1であって、付勢部材7の付勢力は、調整可能であり、付勢力を検出するセンサ22を付勢部材7の少なくとも一端側に備えているリリーフ弁1である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹所および前記凹所と連通する流体流入通路が設けられたボディと、前記ボディに設けられた環状の弁座と、前記ボディに収容され付勢部材により前記弁座に付勢された弁体とを備え、前記弁体は、前記流体流入通路内の流体圧力により移動させられることで前記流体流入通路を遮断開放可能であるリリーフ弁であって、
前記付勢部材の付勢力は、調整可能であり、
前記付勢力を検出するセンサを前記付勢部材の少なくとも一端側に備えているリリーフ弁。
【請求項２】
前記弁体は、前記付勢部材を受け止める受け部材を介して付勢され、前記センサは、前記弁体と前記受け部材との間に介在させられている請求項１に記載のリリーフ弁。
【請求項３】
前記センサによって検出した情報を発信する発信部をさらに有している請求項１または２に記載のリリーフ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体の圧力を所定値以下にするために用いるリリーフ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体が用いられる装置において、安全等を目的として、流体圧力が所定値以上の圧力になった時、所定値以下にすることが求められることがあり、流体圧力を所定値以下にするための手段の一つとして装置にリリーフ弁が設けられる。【０００３】
リリーフ弁としては、凹所および凹所と連通する流体流入通路が設けられたボディと、ボディに設けられた環状の弁座と、ボディに収容され付勢部材により弁座に付勢された弁体とを備え、弁体は、流体流入通路内の流体圧力により移動させられることで流体流入通路を遮断開放可能であるものが知られている（特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３-１５４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のリリーフ弁によると、流体圧力が所定値（付勢部材の付勢力）を超えた場合に、弁体が移動し流体流入通路が開放されることで、自動的に流体圧力が所定値以下に戻り、リリーフ弁が設けられた装置の安全性が確保される。【０００６】
付勢部材は、例えば圧縮コイルばね等が用いられている。付勢部材として圧縮コイルばねを用いる場合、リリーフ弁の設定圧力を調整するために、圧縮コイルばねの圧縮の程度を変化させることによって可能となる。この圧縮コイルばねの圧縮の程度を設定するために、種々の圧力のガス等の流体を実際にリリーフ弁に流して、設定圧力となる前にリリーフ弁が作動すれば圧縮コイルばねの圧縮度を上げ、設定圧力に至ってもリリーフ弁が作動しなければ圧縮コイルばねの圧縮度を下げるという作業を繰り返して丁度設定圧力でリリーフ弁が作動するように調整がなされる。この作業は、非常に手間がかかるものであり、ガス等の流体も使い捨てのため無駄となる。【０００７】
その他に、圧縮コイルばねのような付勢部材は、長期使用によりいわゆるばねのへたりによってばね定数が低下して、付勢力の低下が発生する。また、低温環境下または高温環境下でのばね定数の変動や、圧縮コイルばねを付勢しているねじ機構等の緩み等によって付勢力の変動が発生する。【０００８】
この発明の目的は、設定圧力の調整が簡便であり、設定後の設定圧力の変動を監視することができるリリーフ弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるリリーフ弁は、流体流入通路が設けられたボディと、前記ボディに設けられた環状の弁座と、前記ボディに収容され付勢部材により前記弁座に付勢された弁体とを備え、前記弁体は、前記流体流入通路内の流体圧力により移動させられることで前記流体流入通路を遮断開放可能であるリリーフ弁であって、前記付勢部材の付勢力は、調整可能であり、前記付勢力を検出するセンサを前記付勢部材の少なくとも一端側に備えているものである。【００１０】
本発明のリリーフ弁によると、付勢力を検出するセンサを付勢部材の少なくとも一端側に備えているので、リリーフ弁の設定圧力をこのセンサからの情報によって直接に設定することができる。センサが圧力センサであれば、圧力センサの情報から設定圧力となるように直接的に設定することができ、センサが荷重センサであれば、荷重センサの受圧面積で検出荷重を除すればそのときの圧力を求めることができる。その他、歪みゲージなどもセンサとすることができる。【００１１】
前記弁体は、前記付勢部材を受け止める受け部材を介して付勢され、前記センサは、前記弁体と前記受け部材との間に介在させられていることが好ましい。【００１２】
付勢部材として圧縮コイルばねを用い、圧縮コイルばねを受ける受け部材を設け、この圧縮コイルばねと弁体との間にセンサを備えることによって、センサからの情報を安定してとりだすことができる。【００１３】
センサによって検出した情報を発信する発信部をリリーフ弁が有していることが好ましい。この発信部は、センサ自体に内蔵されても良く、センサとは別に設けられても良い。【００１４】
リリーフ弁は、パソコンなどを備えた監視装置と組み合わせてバルブ監視システムとすることが好ましく、この場合、監視装置は、前記各センサからの信号を受信する通信部と、前記各センサから受信した信号より合否を判定する判定部と、前記判定部で判定された結果を記憶する記憶部とを有するものとされる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のリリーフ弁によると、付勢部材による付勢力を検知するセンサを備えていることで、設定圧力の設定が容易になり、経時的な設定圧力の変動を確認することができるので、設定圧力へ再度設定し直す等を行う事も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、この発明によるリリーフ弁の１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、この発明によるリリーフ弁を使用したバルブの監視システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下左右は、図１の上下?左右をいうものとする。
【００１８】
図１は、この発明のリリーフ弁の１実施形態の全体を示している。
【００１９】
リリーフ弁1は、流体流入通路2a内の流体の圧力が所定値を超えた場合に、流体の一部を流出させることで、流体流入通路2aの流体の圧力を所定値以下に維持するためのもので、図１に示すように、流体流入通路2a、流体流出通路2bおよび凹所2cを有しているボディ2と、流体流入通路2aの上向き開口の周縁に設けられた環状の弁座3と、弁座3に押圧（閉方向に移動）または弁座3から離間（開方向に移動）させられて流体流入通路2aを開閉する棒状の弁体4と、ボディ2の凹所2cの上部に下部が挿入されて上方にのびる円筒状のボンネット5と、ボンネット5上端部に下端部が固定された円筒状のキャップ6と、弁体4を下向きに付勢する圧縮コイルばね（付勢部材）7と、弁座3に嵌められたＯリング8と、ボディ2に固定されてＯリング8を上方から押さえる円筒状のＯリング押さえ9と、圧縮コイルばね7により発生する付勢力（例えば、圧力）を検知するセンサ22とを備えている。
【００２０】
流体流入通路2aは下方に開口して上下にのびており、その上端は、ボディ2の凹所2cの底面に開口している。流体流出通路2bは、ボディ2の右方に開口して左右にのびており、その左端は、凹所2cの右側面に開口している。
【００２１】
弁座3は、ボディ2と別部材とされて、ボディ2の凹所2cに着脱可能に嵌め入れられて、凹所2cの底面で受けられている。弁座3の内径は、流体流入通路2aの径よりも若干小さくなされている。
【００２２】
弁座3は、ボディ2の凹所2cの底面に下面が当接する当接部11と、当接部11の上側に一体に設けられてＯリング8を支持する支持部12とを備えている。弁座3は、ボディ2とは別部材で合っても良く、また凹所2cの底面がそのまま弁座3となっても良い。
【００２３】
弁体4は、大径部13と、大径部13の上側にあって大径部13よりも外径が小さい小径部14とからなる。大径部13の外径は、弁座3の内径よりも若干大きくなされている。
【００２４】
ボンネット5は、その下部に設けられた雄ねじ部がボディ2の凹所2cの上部に設けられた雌ねじ部にねじ合わされることで、ボディ2の上部に固定されている。ボンネット5の内周には、弁体4の小径部14を摺動可能に案内する小径内周部16と、弁体4の大径部13の上部を摺動可能に案内する大径内周部17とが設けられている。
【００２５】
ボンネット5の大径内周部17の下端部には、環状の凹所17aが設けられており、この凹所17aに、リテーナ18に支持されたＸリング19が配置されている。なお、Xリング19でなくても、大径内周部17を支持することができるものであれば、Oリング等でも良い。
【００２６】
キャップ6は、その内周に設けられた雌ねじ部の下端部がボンネット5の上部に設けられた雄ねじ部の上端部にねじ合わされることで、ボンネット5の上端部に固定されている。ボンネット5の雄ねじ部の中程には、キャップ6とボンネット5とのねじ合わせの緩みを防止するロックナット20がねじ合わされている。
【００２７】
圧縮コイルばね7は、キャップ6の頂壁6a下面とボンネット5内に配置されたばね受け（受け部材）15上面との間に挟持されている。ばね受け15下面は、弁体4の小径部14の上端部で受け止められている。
【００２８】
図１におけるセンサ22は、圧縮コイルばね7の受け部材15と、弁体4の上部の小径部14との間に介在されている。このような配置とすることによって、圧縮コイルばね7による下向きに付勢力を正確に検出することができる。
【００２９】
キャップ6とボディ2とは、ワイヤ10によって連結されており、これにより、キャップ6がボンネット5だけに対して固定されているのではなく、ボディ2に対しても固定されている。
【００３０】
〇リング押さえ9は、その上部に設けられた雄ねじ部がボディ2の凹所2cの下部に設けられた雌ねじ部にねじ合わされることで、ボディ2の下部に固定されている。
【００３１】
キャップ6の頂壁6aの中央には、雌ねじが形成され、この雌ねじにねじ合わされる雄ねじ部を有する栓21が螺合している。
【００３２】
センサ22は、ばね受け15の下面に凹部を設け、その中に接着や圧入で備えることができ、センサ22の下面は弁体4の上部の小径部14の上端面が当接するようになされている。
【００３３】
このリリーフ弁1によると、流体流入通路2a内の流体の圧力が上昇して、弁体4を付勢している圧縮コイルばね7の弾性力（付勢力）を超えると、弁体4が上方に移動し、これにより、流体流入通路2aが開放され、流体の一部（または全部）がボディ2の凹所2c内を経て流体流出通路2bから外部に排出される。これにより、流体流入通路2a内の流体の圧力は低下し、圧縮コイルばね7の弾性力が流体の圧力を超えることによって、流体流入通路2aが閉鎖されている状態に復帰する。キャップ6とボンネット5とのねじ合わせ量は、調整可能であり、キヤップ6をボンネット5に対してより多く締め付けることで、圧縮コイルばね7の弾性力を大きくすることができる。したがって、この圧縮コイルばね7の弾性力を調整することにより、流体流入通路2aが開放される流体の圧力の設定値を任意に設定することができる。
【００３４】
センサ22を圧力センサとし、センサ22が検知した圧力に関する信号を有線または無線で外部に取り出し、検知圧力を知れば、リリーフ弁1が実際に作動する圧力を知ることができる。検知した圧力が設定圧力に比べて小さければ、キャップ6とボンネット5とのねじ合わせ量を大きくしてより多く締め付けて調整をすればよい。また、検知した圧力が設定圧力に比べて大きければ、キャップ6とボンネット5とのねじ合わせ量を少なくしてより少なく締め付けて調整をすればよい。
【００３５】
図２は、上記のセンサ22を内蔵するリリーフ弁1と監視装置40とを備えた監視システムの１実施例を示す模式図である。
【００３６】
図には、設備やプラントに備え付けられるリリーフ弁1のうちの１つを示している。
【００３７】
リリーフ弁1に設けられたセンサ22は、無線で監視装置40に向けてリリーフ弁1の識別番号を送り、その識別番号は受信部42の受信アンテナ41で受信され、判定部43に一旦格納される。
【００３８】
次に、位置センサ22からの信号が信号線（符号なし）を経由して監視装置40の受信部42に入って、判定部43に送られる。有線の信号線を経由する信号伝達以外に、無線による信号伝達方法によっても良い。
【００３９】
判定部43では、リリーフ弁1からの信号が、設定圧力の許容範囲なのかを判定し、その判定結果と識別番号が記憶部44に保存される。この対となった情報は、監視装置40の表示部（図示せず）に表示させて確認することができる。判定部43は、リリーフ弁1に内蔵することもでき、リリーフ弁1から直接担当者の携帯電話またはパソコンに判定結果を送るようにしてもよい。
【００４０】
さらに、監視システムは、この対となった情報を発信部45に送り、発信アンテナ46からインターネットネットワーク47に電波発信して、集中管理サーバ48に送ることができる。なお、インターネットネットワークへの接続は、無線に限らず、有線で直接接続しても良い。
【００４１】
リリーフ弁1からの信号が設定圧力の許容範囲から逸脱した場合には、例えば担当者の携帯電話またはパソコンにリリーフ弁1の設定圧力の許容範囲から逸脱したことがメールで送信され、これにより、担当者は、リリーフ弁1が設けられている装置の異常状況をリアルタイムに知ることができ、必要な対応を行うことができる。
【００４２】
なお、リリーフ弁1は、図１に示したものに限られるものではなく、弁体が流体圧力によって移動させられることで、流体流入通路が開放されるようになされているリリーフ弁であれば、上記のセンサ22を設けることで、リリーフ弁の作動圧力情報を把握することができ、適切に異常への対応を行うことができる。
【００４３】
実施例では、弁体4を付勢する付勢部材として圧縮コイルばね7を用いたが、付勢部材としてはばねに限られるものではない。例えば、ゴム等や可撓製部材等の弾性体を用いる方法、油圧ピストンや空圧ピストンのような流体の圧力によって付勢する方法、電気モータと歯車等と組み合わせる電気力を用いる方法等の種々の方法を利用できる。また、センサ22を設置する場所は、弁体4とばね受け15との間に限らず、キャップ6の頂壁6a（または栓21）に設置するようにしても良い。その場合、圧縮コイルばね7の上端部分に、ばね受け15に相当するものを設置するようにしても良い。そして、キャップ6の頂壁6a（または栓21）とばね受け15との間にセンサ22が挟まれるようにすることで、圧力を測定する事が出来る。
【００４４】
これらの種々の付勢方法を用いたときの付勢力の調整方法としては、例えば、弾性体を用いる場合は実施例と同じようなねじ合わせ量によって、流体圧力を用いる場合は圧力レギュレータによって、電気力を用いる場合は電圧の調整によって、適宜可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
1 ：リリーフ弁
2 ：ボディ
2a：流体流入通路
2b：流体流出通路
2c：凹所
3 ：弁座
4 ：弁体
7 ：圧縮コイルばね（付勢部材）
15：ばね受け（受け部材）
22：センサ
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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