JP2010014162A

JP2010014162A - ダイヤフラムバルブ

Info

Publication number: JP2010014162A
Application number: JP2008172925A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Hashimoto; 良一橋本
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-01-21

Abstract

【課題】弁体が開弁状態のとき、圧縮空気が、縮流を起こすことなく、スムーズに圧力気体供給管に供給されるダイヤフラムバルブを提供すること。
【解決手段】ヘッダタンク６の筐体に、ヘッダタンク６の筐体内６ｃに配設した圧力気体供給管８の基端側に設けた弁座２２に対向して開口部６ｂを形成し、開口部６ｂを閉鎖するように筐体の外表面に取り付けたダイヤフラム１３に、弁体２４を弁座２２に対向する開口部６ｂ内の位置に取り付け、ダイヤフラム１３の変位によって弁体２４を閉弁状態と開弁状態とに切り替えて、ヘッダタンク６と圧力気体供給管８とを断続的に連通させ、集塵機Ｓのフィルタ７の外表面に付着したダストを圧力気体供給管８から噴出される圧力気体によって払い落とすようにしたダイヤフラムバルブにおいて、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内又はそれよりも弁座２２側に位置するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤフラムバルブに関し、特に、集塵機のフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために設けられる圧力気体供給用のダイヤフラムバルブに関するものである。

一般に、焼却炉や電気炉等から排出される排ガス中に含まれるダストを捕集するために、集塵機が広く採用されている。
ところで、この集塵機に用いられるフィルタの外表面には、ダストが付着することになるが、ダストが多量に付着し、通気抵抗（圧損）が所定値以上に上昇したとき、又は使用期間が一定時間経過した後に定期的に、ダストを払い落とすべく条件を選定してフィルタ内に圧力気体（以下、「圧縮空気」という。）を噴出させることによって、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにしている。

より具体的には、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにする集塵機Ｓは、図７に示すように、筐体２の内部を区画壁３により上下に区画し、下部を含塵空気導入室４、上部を浄化空気室５とし、含塵空気導入室４を塵埃発生源（図示省略）に接続し、浄化空気室５を吸引装置Ｆに接続するようになされている（例えば、特許文献１参照）。
そして、区画壁３には、多数の有底筒状のフィルタ７を垂下して取り付け、各フィルタ７の上方には、圧縮空気の供給源となるヘッダタンク６と圧力気体供給用のバルブとして使用するダイヤフラムバルブ１０を介して接続される圧力気体供給管８を配備し、この圧力気体供給管８に圧縮気体噴出ノズル９をフィルタ７の開口部に臨ませて取り付けるようにしている。

圧力気体供給管８は、その基端側をダイヤフラムバルブ１０の弁座２２として圧縮空気の供給源となるヘッダタンク６の筐体内６ｃに配設するようにしている（図８〜図９参照）。

ヘッダタンク６の筐体には、前記弁座２２に対向して開口部６ｂを形成し、該開口部６ｂを閉鎖するように筐体の外表面に取り付けたダイヤフラム１３に、弁体２４’を前記弁座２２に対向する開口部６ｂ内の位置に取り付け、ダイヤフラム１３の変位によって弁体２４’を閉弁状態と開弁状態とに切り替えて、ヘッダタンク６の筐体内６ｃと圧力気体供給管８とを断続的に連通させ、集塵機Ｓのフィルタ７の外表面に付着したダストを圧力気体供給管８から噴出される圧縮空気によって払い落とすようにしている。

これにより、常時は、筐体２の浄化空気室５の下流側に接続した吸引装置Ｆの吸引力によりダスト発生源からのダストを含んだ空気は含塵空気導入室４に導かれ、ダストがフィルタ７で濾過され、浄化後の空気が浄化空気室５を介して排出される。
そして、フィルタ７の外表面にダストが付着し、通気抵抗が所定値に到達したとき、又は使用期間が一定時間経過した後に定期的に、排気弁１８を開放することによって、排気ポート１７を介して、蓋部材１６によって形成する弁室１６ａの圧力を抜く（ダイヤフラム１３にかかる背圧を抜く）ことにより、ダイヤフラムバルブ１０を短時間に開動作させ、ヘッダタンク６内の圧縮空気を瞬時に圧力気体供給管８に流出させ、圧力気体供給管８に配設した圧縮気体噴出ノズル９から洗浄空気をフィルタ７内に噴出させ、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすようにしている。

ダイヤフラムバルブ１０は、ダイヤフラム１３にかかる背圧を抜くことによって弁体２４’を弁座２２から離間させ、弁座２２と弁体２４’との間隙を介してヘッダタンク６内の圧縮空気が通過するようにしている。
なお、図８に示すように、弁体２４’は、常時は、ばね１４による付勢力と、排気弁１８が閉鎖されていることによる弁室１６ａの圧力（ダイヤフラム１３にかかる背圧）との作用によって、弁座２２に押圧され、ヘッダタンク６と圧力気体供給管８との連通を遮断して、ヘッダタンク６の筐体内６ｃの圧縮空気が圧力気体供給管８に流出しないようにしている。

特開２００７−１７５６３５号公報

ところで、上記従来のダイヤフラムバルブ１０は、図９に示すように、弁体２４’が開弁状態のとき、弁体２４’の弁座当接面２４’ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａよりも外側（ヘッダタンク６の筐体の外表面側）に位置するため、圧縮空気のフロールートが、一旦、ヘッダタンク６の筐体に形成した開口部６ｂ内を通ることになるため、圧縮空気の流れに縮流が生じ、ヘッダタンク６から圧力気体供給管８内へ圧縮空気がスムーズに流れ込まず、圧力気体供給管８に供給される圧縮空気の供給量の低下を招くという問題を有している。

本発明は、上記従来のダイヤフラムバルブが有する問題点に鑑み、弁体が開弁状態のとき、圧縮空気が、縮流を起こすことなく、スムーズに圧力気体供給管に供給されるダイヤフラムバルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のダイヤフラムバルブは、ヘッダタンクの筐体に、ヘッダタンクの筐体内に配設した圧力気体供給管の基端側に設けた弁座に対向して開口部を形成し、該開口部を閉鎖するように筐体の外表面に取り付けたダイヤフラムに、弁体を前記弁座に対向する開口部内の位置に取り付け、ダイヤフラムの変位によって弁体を閉弁状態と開弁状態とに切り替え、ヘッダタンクと圧力気体供給管とを断続的に連通させ、集塵機のフィルタの外表面に付着したダストを圧力気体供給管から噴出される圧力気体によって払い落とすようにしたダイヤフラムバルブにおいて、前記弁体が開弁状態のとき、弁体の弁座当接面が、開口部を形成したヘッダタンクの筐体の内表面と同一面内又はそれよりも弁座側に位置するようにしたことを特徴とする。

この場合において、弁座を、先端側（弁体に当接する圧力気体供給管の基端側）が漸次拡径する形状に形成することができる。

本発明のダイヤフラムバルブによれば、弁体が開弁状態のとき、弁体の弁座当接面が、開口部を形成したヘッダタンクの筐体の内表面と同一面内又はそれよりも弁座側に位置するようにしたから、圧縮空気のフロールートとして、ヘッダタンクの筐体に形成した開口部内を通ることがなく、圧縮空気の流れに縮流が生じることがないダイヤフラムバルブを提供することができる。

また、弁座を、先端側（弁体に当接する圧力気体供給管の基端側）が漸次拡径する形状に形成するときは、ヘッダタンクから圧力気体供給管に流入する圧縮空気がスムーズに流れ込み、縮流による所謂Ｃｖ値（Ｃｖ値：６０°Ｆ（１５．５℃）の清水を、バルブ前後の差圧を１ｐｓｉ（６．９ｋＰａ）に保って流した場合の流量をｕｓ［ＵＳｇａｌ／ｍｉｎ（１ＵＳｇａｌ＝３．７８５Ｌ）］で表した数値）の低下を防止することができる。

以下、本発明のダイヤフラムバルブの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明のダイヤフラムバルブの第１実施例を示す。
このダイヤフラムバルブ１は、図７に示す従来例と同様、集塵機Ｓのフィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすために設けられる圧力気体供給用のバルブとして使用され、ヘッダタンク６の筐体に、ヘッダタンク６の筐体内６ｃに配設した圧力気体供給管８の基端側に設けた弁座２２に対向して開口部６ｂを形成し、開口部６ｂを閉鎖するように筐体の外表面に取り付けたダイヤフラム１３に、弁体２４を弁座２２に対向する開口部６ｂ内の位置に取り付け、ダイヤフラム１３の変位によって弁体２４を閉弁状態と開弁状態とに切り替えて、ヘッダタンク６と圧力気体供給管８とを断続的に連通させ、集塵機Ｓのフィルタ７の外表面に付着したダストを圧力気体供給管８から噴出される圧力気体によって払い落とすようにし、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内又はそれよりも弁座２２側に位置するようにしている。

弁体２４は、ダイヤフラム１３の変位によって移動するもので、閉弁状態から開弁状態までの弁体２４の移動距離はダイヤフラムバルブ１のサイズによって概ね一定したものとなる。
したがって、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内又はそれよりも弁座２２側に位置するようにするための手段としては、特に限定されるものではないが、弁体２４の高さ方向の寸法（移動方向の寸法）を大きく形成するようにすることが好適である。
また、図示は省略するが、ヘッダタンク６の開口部６ｂに沿って、ヘッダタンク６の外表面に座繰り加工を施し、ダイヤフラムバルブ１全体をヘッダタンク６の内表面６ａに近づけて配設し、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内又はそれよりも弁座２２側に位置するようにしても構わない。

なお、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａよりも弁座２２側に位置するときは、ヘッダタンク６内の圧縮空気が、圧力気体供給管８に向かって流れ込むときに、縮流は生じないものの弁体２４の外表面に当たり、弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内に位置するときと比べて若干圧縮空気の供給効率が低下するため、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内に位置するようにすることが特に好適である。

これによって、弁体２４が開弁状態のとき、図２に示すように、圧縮空気のフロールートは、ヘッダタンク６の筐体に形成した開口部６ｂ内を通ることがないから、圧縮空気の流れに縮流が生じることがなく、ヘッダタンク６から圧力気体供給管８内へ圧縮空気がスムーズに流れ込み、圧力気体供給管８に供給される圧縮空気の供給量が低下することがない。
そして、ダイヤフラムバルブ１が開動作をしたときに、瞬時に大容量の圧縮空気が圧力気体供給管８内に流出し、圧力気体供給管８に配設した圧縮気体噴出ノズル９から洗浄用の圧縮空気をフィルタ７内に噴出させ、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とすことができる。

ところで、ダイヤフラムバルブ１は、通常、ダイヤフラム１３の適所にブリードホールＢを開口し、ダイヤフラムバルブ１を閉動作する場合に、ヘッダタンク６内の圧縮空気をブリードホールＢを介して弁室１６ａに導入することにより、素速く弁室１６ａ内の圧力がヘッダタンク６の筐体内６ｃの圧力と等圧になるようにしている。
しかし、ダイヤフラムバルブ１の開動作を速くするためには、ブリードホールＢをなくするか、できるだけ小さくする方がよいことが知られている。

このため、図３に示すように、ダイヤフラム１３の変位によって、弁体２４が弁座２２に着座しているときはブリードホールＢを閉鎖状態にし、弁体２４が弁座２２から離間しているときはブリードホールＢを開放状態にする、ブリードホール開閉手段を備えることが好ましい。

ブリードホールＢを開閉する手段は、弁体２４が弁座２２に着座しているときはブリードホールＢを閉鎖状態にし、弁体２４が弁座２２から離間したときは開放状態にするような機構であれば、特に限定されるものではないが、図３に示すように、弁体２４が弁座２２に着座しているとき、ダイヤフラム１３の背面に配設した弁押さえ２５の表面にダイヤフラム１３が当接することによって、ダイヤフラム１３に形成したブリードホールＢを閉鎖状態にする構造のものが特に好適である。

この場合、ダイヤフラム１３が当接する弁押さえ２５の当接面２５ａの傾斜角度β（図３（ａ）において、水平面に対する傾斜角度）を、弁体２４が弁座２２に着座しているときのダイヤフラム１３の配設角度α１（図３（ａ）において、水平面に対する配設角度）に対して、α１≦βとなるように形成し、弁体２４が弁座２２から離間したとき、ダイヤフラム１３の配設角度がα２（α１＜α２）（図３（ｂ）において、水平面に対する配設角度）に変位することによってブリードホールＢが開放状態になるようにしている。
また、当接面２５ａの傾斜角度βを、図３（ｃ）に示すように、ダイヤフラム１３の配設角度α１より大きくする（ただし、α２よりは小さくする）ことによって、弁体２４が弁座２２から離間を開始してもすぐにブリードホールＢが閉鎖状態にされることがないようにして、傾斜角度βによってブリードホールＢを開放状態にするタイミングを調整することができる。

また、ブリードホールＢを開閉する手段としては、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、弁押さえ２５とは別に弁体２４側に配設した開閉部材２６を用いたり、図４（ｃ）〜（ｄ）に示すように、ヘッダタンク６の開口部６ｂ側の表面に配設した開閉部材２６を用い、これにより、ブリードホールＢを開閉するようにすることもできる。

これによって、ダイヤフラムバルブ１が開動作を始めるときはブリードホールＢが閉鎖状態にされているため弁体２４の弁座２２からの離間は速く、ダイヤフラムバルブ１が閉動作を始めるときはブリードホールＢが開放状態にされているため閉動作も速く、ダイヤフラム１３を瞬時に閉じ位置に復帰させて弁体を閉じ、低圧損で圧縮空気の無駄な使用をなくし、エネルギの消費量を低減した省エネ運転をすることができる。

また、ダイヤフラム１３には、図３（ｃ）に示すように、常時開放状態の副ブリードホールＢ’を形成することができ、これにより、ダイヤフラムバルブ１の閉動作の一層の高速化を図り、供給する圧力空気の消費量を低減することができる。
さらに、副ブリードホールＢ’を設けることによって、ダイヤフラムバルブ１が閉弁状態において、ブリードホールＢが完全に閉鎖状態にされた状態で排気弁１８からのリークによってダイヤフラム１３にかかる背圧が低下して生じるダイヤフラムバルブ１の誤動作を防止することができる。

副ブリードホールＢ’は、閉動作の一層の高速化を図ることができる反面、開動作の速度を遅くする要因となるため、その孔径をブリードホールＢの孔径よりも小さく形成するようにする。
なお、開動作の速度に重点をおく場合やダイヤフラムバルブ１が閉弁状態において、ブリードホールＢが完全に閉鎖状態にされた状態で排気弁からのリークによってダイヤフラム１３にかかる背圧が低下することがない場合等には、副ブリードホールＢ’を形成する必要はない。

図５〜図６に、本発明のダイヤフラムバルブの第２実施例を示す。

このダイヤフラムバルブ１は、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内又はそれよりも弁座２２側に位置させるようにするとともに、ヘッダタンク６の筐体内６ｃに配設した圧力気体供給管８の基端側に設けた弁座２２を、その先端側（弁体２４に当接する圧力気体供給管８の基端側）が漸次拡径する形状に形成するようにしている。

これによって、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａが、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内又はそれよりも弁座２２側に位置し、ヘッダタンク６から圧力気体供給管８に流入する圧縮空気は、拡径した弁座２２の内表面２２ａに沿うようにしてスムーズに流れ込み、縮流による所謂Ｃｖ値（Ｃｖ値：６０°Ｆ（１５．５℃）の清水を、バルブ前後の差圧を１ｐｓｉ（６．９ｋＰａ）に保って流した場合の流量をｕｓ［ＵＳｇａｌ／ｍｉｎ（１ＵＳｇａｌ＝３．７８５Ｌ）］で表した数値）の低下を防止することができる。

弁座２２の先端側の拡径形状は、特に限定されるものではないが、図５〜図６に示すように、断面視曲線状（曲面形状）に拡径させることが特に好適であるが、断面視直線状（円錐形状）に拡径させても構わない。

なお、第１実施例と同様に、弁体２４が開弁状態のとき、弁体２４の弁座当接面２４ａは、開口部６ｂを形成したヘッダタンク６の筐体の内表面６ａと同一面内とすることが特に好適である。

なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様であり、ブリードホールＢを開閉する手段を付設することが特に好ましい。

以上、本発明のダイヤフラムバルブについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のダイヤフラムバルブは、弁体が開弁状態のとき、圧力気体供給管に流入する圧縮気体に縮流が生じることがないという特性を有していることから、開弁状態で瞬時に大容量の気体を供給することができるダイヤフラムバルブを提供することができ、特に、集塵機のフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために設けられる圧縮空気供給用のバルブの用途に好適に用いることができる。

本発明のダイヤフラムバルブの第１実施例の閉弁状態を示す断面図である。同ダイヤフラムバルブの開弁状態を示す断面図である。同ダイヤフラムバルブの動作を示す拡大断面図で、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態、（ｃ）はダイヤフラムの配設角度より当接面の傾斜角度を大きくした例を示す。ブリードホールを開閉する手段の別の例を示し、（ａ）は弁体側に取り付けた開閉部材によりブリードホールを閉鎖状態にしているところを、（ｂ）は同ブリードホールを開放状態にしているところを、（ｃ）はヘッダタンク側に取り付けた開閉部材によりブリードホールを閉鎖状態にしているところを、（ｄ）は同ブリードホールを開放状態にしているところを示す。本発明のダイヤフラムバルブの第２実施例の閉弁状態を示す断面図である。同ダイヤフラムバルブの開弁状態を示す断面図である。ダイヤフラムバルブを使用した集塵機の一部断面の説明図である。従来のダイヤフラムバルブの閉弁状態を示す断面図である。同ダイヤフラムバルブの開弁状態を示す断面図である。

符号の説明

１ダイヤフラムバルブ
１３ダイヤフラム
２２弁座
２４弁体
２４ａ弁座当接面
６ヘッダタンク
６ａ内表面
６ｂ開口部
８圧力気体供給管
Ｓ集塵機

Claims

ヘッダタンクの筐体に、ヘッダタンクの筐体内に配設した圧力気体供給管の基端側に設けた弁座に対向して開口部を形成し、該開口部を閉鎖するように筐体の外表面に取り付けたダイヤフラムに、弁体を前記弁座に対向する開口部内の位置に取り付け、ダイヤフラムの変位によって弁体を閉弁状態と開弁状態とに切り替えて、ヘッダタンクと圧力気体供給管とを断続的に連通させ、集塵機のフィルタの外表面に付着したダストを圧力気体供給管から噴出される圧力気体によって払い落とすようにしたダイヤフラムバルブにおいて、前記弁体が開弁状態のとき、弁体の弁座当接面が、開口部を形成したヘッダタンクの筐体の内表面と同一面内又はそれよりも弁座側に位置するようにしたことを特徴とするダイヤフラムバルブ。
弁座を、先端側が漸次拡径する形状に形成してなることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラムバルブ。