JP2003090459A - パージ機構を有する弁 - Google Patents

パージ機構を有する弁

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JP2003090459A JP2001282018A JP2001282018A JP2003090459A JP 2003090459 A JP2003090459 A JP 2003090459A JP 2001282018 A JP2001282018 A JP 2001282018A JP 2001282018 A JP2001282018 A JP 2001282018A JP 2003090459 A JP2003090459 A JP 2003090459A
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Yasunari Shibata
泰成 柴田
Osamu Shinada
治 品田
Tomonori Koyama
智規 小山
Shinji Matsumoto
慎治 松本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平置きのゲート弁において、弁シート面へ
の粉粒体の噛み込みを抑止すること。 【解決手段】 水平方向に移動して弁の開状態と閉状態
を切り替えるディスク2と、ディスク2の上面にパージ
ガスを供給する複数のパージガス供給管6を備える。パ
ージガスによってディスク2の粉粒体を吹き飛ばし、弁
シート面に粉粒体が噛み込んでしまうことを抑止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、石炭ガス化炉等
の石炭供給設備その他一般に通用される粉粒体用の弁に
関し、更に詳しくは、水平置きで使用するゲート弁に関
する。
【0002】
【従来の技術】粉粒体を蓄積するホッパ、粉粒体雰囲気
の配管などに設置される弁として、粉粒体用のボール弁
やゲート弁が用いられている。これらの弁のうち、ゲー
ト弁は、弁機構を簡素に構成でき、大型化が容易である
という利点を備えている。
【0003】一方、高濃度の粉粒体を上下方向に流す場
合のように、弁を水平置きで使用する場合は、弁ディス
クの移動に伴い、ディスク収納部に粉粒体が進入、堆積
して弁動作を阻害することや、弁ディスク上部に堆積し
た粉粒体が弁ディスクとシール面との間に噛み込みんで
シート面に隙間が生じ、リークが発生する可能性があ
る。
【0004】このため、従来の技術では、ディスク収納
部にパージガスを供給し、ディスク収納部の圧力を配管
流路の圧力より高くする事で、弁体内に堆積した粉粒体
をディスク収納部外に排出するパージ機構を有する弁が
考えられてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の弁では、弁ディスク移動中に弁ディスク上部に堆積
した粉粒体を吹飛ばすためには、多量のパージガスが必
要となる問題点がある。
【0006】また、上述のように弁ディスク上面の粉粒
体の堆積は、弁ディスクとシール面との間に粒粉体が噛
み込みんで、弁のシール機能の低下する可能性が高く、
十分なパージを実施して粒粉体の噛み込を防止しない場
合は、ホッパや配管を所定の圧力に保持することが困難
となり、プラントの運転の支障をきたす。
【0007】また、弁の動作毎に粉粒体の噛み込みが発
生すると、粉粒体が研摩材となり、摩耗によって弁シー
ト面が損傷してしまう。これにより、リーク量が増大す
るという問題が発生する。更に、弁シート面の損傷によ
って、弁シートの寿命が低下するという問題も生じる。
【0008】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、弁シート面への粉粒体の噛み込みを抑
え、リークの発生を抑止できるパージ機構を持つゲート
弁を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記のような観点から、
この発明の弁は、粉粒体が流れる管状部を有する弁本体
と、粉粒体の流れを遮断する方向に移動して開状態と閉
状態を切り替えるディスクと、前記ディスク面と弁本体
の管状部との間の気密を保つシール手段と、前記弁本体
の管状部にパージガスを供給するパージ供給管を設け、
ディスクの上面をパージするパージガス噴射手段を備え
たことを特徴とする。
【0010】パージガス噴射手段によりディスクの上面
にパージガスを噴射することで、ディスク上に蓄積した
粉粒体を吹き飛ばして浮遊させることができる。これに
より、ディスクが移動して開状態と閉状態との切り替え
を行う場合に、気密が保たれている弁シート面に粉粒体
が噛み込んでしまうことを抑止できる。
【0011】また、この発明の弁は、前記パージガス噴
射手段が、パージガスが一定方向に旋回するようにパー
ジガスを噴射することを特徴とする。
【0012】パージガスを一定の方向に旋回させること
により、ディスク上の粉粒体を確実に上部に浮遊させる
ことができるので、弁シート面に粉粒体が噛み込むのを
更に抑止し、弁シートにおけるリークを最小限に抑制で
きる。
【0013】また、この発明の弁は、前記パージガス噴
射手段が、前記弁本体の管状部からパージガス噴射ノズ
ルを入れ、当該パージガス噴射ノズルからディスクの上
面にパージガスを噴射することを特徴とする。
【0014】係る構成によれば、弁本体の構造を変更す
ることなく、パージガス噴射手段を設けることができ
る。このため、既設のゲート弁であってもパージガス噴
射ノズルからディスクの上面にパージガスを噴射し、デ
ィスク上の粉粒体を吹き飛ばして浮遊させることができ
る。これにより、ディスクが移動して開状態と閉状態と
の切り替えを行う場合に、気密が保たれている弁シート
面に粉粒体が噛み込んでしまうことを抑止できる。
【0015】また、ディスクを収納するディスク収納部
へのパージガス供給管と、前記ディスク収納部にパージ
ガスの排気口を設け、排気口の出口を弁本体の上流又は
下流に連通させる排気管を備え、常に弁収納部の圧力を
管状部の通過流体圧力以上とする機構を前記パージガス
噴射ノズルとは別に有することで、弁動作を阻害する前
記ディスク収納部の粒粉体を排除することが出来る。
【0016】また、この発明の弁は、前記ディスク収納
部にガスを供給すると共に当該ガスと前記噴射ノズルパ
ージガスは同一のガス供給源から供給することでガス供
給手段の簡素化をはかることが出来る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により
この発明が限定されるものではない。また、この実施の
形態の構成要素には、置換可能かつ容易なもの或いは実
質的同一のものが含まれる。
【0018】実施の形態1.図1は、この発明の実施の
形態1に係るゲート弁を示す概略断面図である。このゲ
ート弁は水平置きで使用される弁であって、図中垂直方
向に10μm〜100μm程度の粉粒体が流れる管状部
1aを有する弁本体1と、図中水平方向に移動するディ
スク2と、ディスク2と弁本体1の間を気密に保つシー
ル3と、ディスク2を水平方向に移動させる駆動装置4
とを有して構成されている。弁本体1の上下フランジ部
には、粉粒体が流れる配管9が接続されている。
【0019】図2は、ディスクを上面から見た平面図で
ある。ディスク2はカーボンスチール等の材料からな
り、開ディスク部2aと閉ディスク部2bが形成されて
いる。開ディスク部2aは、粉粒体を通過させるための
開口である。弁の開状態では、駆動装置4によって開デ
ィスク部2aの中心と弁本体1の内径の中心が一致する
ようにディスク2の位置が設定される。この状態では、
粉粒体が開口を通って上から下に向かって流れる。閉状
態では、駆動装置4によって閉ディスク部2bが弁本体
1に挿入され、ディスク2によって粉粒体の流れが阻止
される。
【0020】開ディスク部2a及び閉ディスク部2bの
周縁には、SUS316等の金属にステライト溶射を施
したシート面2cが形成されている。開状態、閉状態に
おいては、シート面2cは弁本体1に設けられたリング
状のシール3と密着する。シート面2cはシール3との
密着性を高めるために研摩されており、高い平面精度が
保たれている。また、高温での使用に耐えるため、ステ
ライトの溶射部2cと密着するシール3もSUS316
等の金属からなり、やはりステライト溶射されている。
【0021】ディスク2が配置されている閉空間5内に
は、ガス供給装置7から接続管8、オリフィス12を介
して窒素などのガスが常時供給されている。パージガス
は窒素だけではなく空気等で行っても構わない。また、
閉空間5と配管9は排気管14とオリフィス15設置さ
れている。接続管8からのパージガス流量より排気管1
4からの排気量を少なくするようにオリフィス15を選
定し、常時閉空間5の圧力が配管9内の圧力以上となる
ようにする。これにより、閉空間5内に進入した粒粉体
は配管9に排出される。
【0022】弁シート3上部には、前記ガス供給装置7
と接続管10、オリフィス11、遮断弁13を介して接
続したパージガス供給管6が配置されている。オリフィ
ス11はパージガス量を制限するために設置されてい
る。パージガス供給管6からは、ディスク2の上面に向
かってパージガスが噴射される。パージガス供給管6か
ら噴射されたパージガスは、ディスク2上の粉粒体を吹
き飛ばし、上方に浮遊させる。これにより、ディスク2
の移動の際にディスク2上から粉粒体が除去され、粉粒
体が弁シート3とのディスク2の間に噛み込むのを抑止
できる。
【0023】図3は、パージガス供給管6の配置状態を
示す平面図である。同図に示すように、このゲート弁で
は、パージガス供給管6は弁本体1の周囲に4箇所配置
されており、それぞれのパージガス供給管6が弁本体1
の中心に向いている。このように、弁本体1の周囲に複
数のパージガス供給管6を配置することにより、ディス
ク2上の粉粒体を確実に吹き飛ばすことができる。
【0024】パージガスの噴射タイミングは、ディスク
2が移動を開始する前に遮断弁13を開としパージガス
の供給を開始し、ディスク2が所定位置にセットされ、
移動が停止した後に遮断弁13を閉としてパージガスの
供給を停止することが望ましい。これにより、ディスク
2が移動している間は常にパージガスがディスク2上に
噴射されることとなり、移動時にシール3とシート面2
cの間に粉粒体が噛み込んでしまうことを確実に抑える
ことができる。
【0025】かかる方法によれば、弁開閉操作時のみパ
ージガス量を増加させる為、パージガスの使用量を低減
できる効果もある。
【0026】実施の形態2.図4は、実施の形態2に係
るゲート弁のパージガス供給管の配置状態を示す平面図
である。このゲート弁は、パージガスを弁本体1の内周
に沿って噴射するようにした点に特徴がある。同図に示
すように、4箇所のパージガス供給管6は、弁本体1の
内周面に沿った方向にパージガスを噴射するように配置
されている。これにより、パージガスの噴射によって弁
本体1内を旋回するようにガス流が流れ、粉粒体を確実
に上部に浮遊させることができる。また、旋回により、
吹き上げられた粉粒体が再びディスク2上に付着するこ
とが抑えられる。
【0027】実施の形態3.図5は、実施の形態3に係
るゲート弁を示す概略構成図である。このゲート弁は、
パージガスを弁本体1内で垂直方向に噴射するようにし
たものである。同図に示すように、ディスク2の上部で
弁本体1の管状部1a内に入れられたパージガス供給管
6は、垂直方向下向きに屈曲して下方に向かって延在し
ている。そして、パージガス供給管6の先端部はディス
ク2の直上に位置している。従って、パージガス供給管
6から噴射されるパージガスは、ディスク2に対して垂
直に噴射される。
【0028】このようにすれば、パージガス供給管6の
先端とディスク2の距離を短くすることができ、噴射し
たパージガスを効率良くディスク2上に吹き付けること
ができる。また、粉粒体の噛み込みが多い領域に局所的
にパージガス供給管6を配置できる。更に、既存のスル
ーコンジット型弁を改造することなく、接続した配管9
から管状部1aにパージガス供給管6を挿入すればよい
ので、弁本体1を改造することなく、簡単にパージガス
供給管6を取り付けることができる。
【0029】次に、閉空間5内に供給するガス系統とパ
ージガス系統は共通化されており、パージガスはガス供
給装置7からパージガス供給管6へ供給される。また、
ガス供給装置7からは、閉空間5内にもガスが供給され
ている。また、ガス供給装置7とパージガス供給管6は
接続管10、閉空間5は接続管8によって接続されてい
る。接続管8、接続管10には、ガス供給装置7から所
定のパージガス量をパージガス供給管6又は閉空間5に
供給するためのオリフィスが設けられる。
【0030】このように、閉空間5内に供給するガスと
パージガスを共通化することにより、パージガス専用の
ガス供給手段を設ける必要がなくなる。これにより、プ
ラントの構成を簡略化することができ、製造コストを低
減させることが可能となる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のゲート
弁では、弁開閉動作時にディスクの上面にパージガスを
供給することにより、弁シート面に粉粒体が噛み込んで
しまうことを抑止でき、弁シートにおけるリークを最小
限に抑えて、ホッパや配管を所定の圧力に保持すること
が可能となる。
【0032】また、パージガスを一定の方向に旋回させ
ることにより、ディスク上の粉粒体を確実に上部に浮遊
させることができる。これにより、弁シート面に粉粒体
が噛み込んでしまうことを確実に抑止することができ
る。
【0033】また、弁本体の管状部からパージガス噴射
ノズルを入れ、当該パージガス噴射ノズルからディスク
の上面にパージガスを噴射することで、既設のゲート弁
にパージガス噴射手段を容易に設置可能となる。また、
弁シート面に粉粒体が噛み込んでしまうことを抑止でき
る。
【0034】また、ディスク収納部へのパージガス供給
し、ディスク収納部から弁本体の上流又は下流に排気
し、常に弁収納部の圧力を管状部の通過流体圧力以上と
することにより、弁動作を阻害するディスク収納部の粒
粉体も排除することが出来る。
【0035】また、弁本体に設けたディスクを収納する
収納部に常時ガスを供給し、且つ当該ガスとパージガス
とを同一のガス供給源から供給するので、パージガス供
給手段の構成を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係るゲート弁を示す
概略断面図である。
【図2】ディスクを上面から見た平面図である。
【図3】パージガスの供給管の配置状態を示す平面図で
ある。
【図4】実施の形態2に係るゲート弁のパージガス供給
管の配置状態を示す平面図である。
【図5】この発明の実施の形態3に係るゲート弁を示す
概略断面図である。
【符号の説明】
1 弁本体 2 ディスク 3 弁シート 4 駆動装置 5 閉空間 6 パージガス供給管 7 ガス供給装置 8 接続管 9 配管 10 接続管 11 オリフィス 12 オリフィス 13 遮断弁 14 排気管 15 オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 智規 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 松本 慎治 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 Fターム(参考) 3H053 AA31 BC01 BD05 DA06 3H066 AA03 BA38

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉粒体が流れる管状部を有する弁本体
    と、 粉粒体の流れを遮断する方向に移動して開状態と閉状態
    を切り替えるディスクと、前記ディスク面と弁本体の管
    状部との間の気密を保つシール手段を有する弁におい
    て、前記弁本体の管状部にパージガスを供給するパージ
    供給管を設け、ディスクの上面にパージガスを噴射手段
    を備えたことを特徴とするパージ機構を有する弁。
  2. 【請求項2】前記のパージガス噴射手段は、パージガス
    が一定方向に旋回するようにパージガスを噴射すること
    を特徴とする請求項1記載のパージ機構を有する弁。
  3. 【請求項3】 前記パージガス噴射手段は、前記弁本体
    の管状部または上流側配管から噴射ノズルを入れ、当該
    噴射ノズルからディスクの上面にパージガスを噴射する
    ことを特徴とする請求項1または2記載のパージ機構を
    有する弁。
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