JP2013238304A - 弁装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】弁座と弁体との間にゴミ等の異物が流れ込むことを防止することができ、耐圧機能の向上を図ることができる弁装置を提供する。
【解決手段】弁箱4内部に設けられ、弁座6が配置される仕切壁5と、仕切壁5の上流側に取付け取外し可能に配置され、弁座6に流入する流体に混入する異物を除去するフィルタ10と、弁箱4に設けられ、フィルタ10の着脱口7と、着脱口7を開閉する蓋部材8と、を具備した構成とした。
【選択図】図1

Description

本発明は、発電プラントの配管等に配置して好適な弁装置に関する。
発電プラント等で使用されている弁は、用途が多種多様にわたり、様々な条件下において使用されている。その中でも原子力発電プラントに使用されている弁は、プラントの安定した運転を行う上で重要な役割を担っている。
その役割として弁は、プラント配管内に流れる水や空気、ガス等の流体の流量を制御する機能や、上流側から下流側へ流体が流れるのを許容あるいは阻止する(仕切る)機能、また、弁外部へ流体が流出する(外部漏洩する)のを防ぐ機能(耐圧機能)を有している。
なお、弁の流量を安定させるために、弁座の上流側に渦成分を低減させるための渦成分低減手段を設けたものも知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、前記した耐圧機能を低下させる要因として、シートリーク事象が挙げられる。一般的に、弁装置は、弁箱内に設けられた弁座と、この弁座に着座あるいは離座する弁体と、を有しており、弁座に弁体が密着した状態に着座することによって流体の流れを止める構造となっている。シートリーク事象は、このような弁座と弁体との当接面に傷が付いてしまい、耐圧機能に影響が生じることで内部漏洩を起こす事象である。
シートリーク事象の大きな要因としては、弁座に弁体が密着する際に、流体中に流れるゴミ等の異物を挟み込んでしまうことが挙げられる。
このため、従来は、プラントの建設時に配管の洗浄作業を行い、洗浄作業後に弁装置を分解して弁装置の内部(特に弁座、弁体)に付着したゴミ等の異物の除去を行っていた。
特開2006−90556号公報
前記特許文献1では、渦成分の低減を図ることが可能であるが、弁座に弁体が密着する際に、依然として流体中に流れるゴミ等の異物を挟み込んでしまうおそれがあり、これを回避したいという要望があった。
本発明の目的は、弁座と弁体との間にゴミ等の異物が流れ込むことを防止することができる弁装置を提供することにある。
本発明は、弁箱内部に設けられ、弁座が配置される仕切壁と、前記仕切壁の上流側に取付け取外し可能に配置され、前記弁座に流入する流体に混入する異物を除去するフィルタと、前記弁箱に設けられ、前記フィルタの着脱口と、前記着脱口を開閉する蓋部材と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、ゴミ等の異物がフィルタにより捕捉され、弁座と弁体との間に流入することが防止される。ゴミ等の異物を捕捉したフィルタは、蓋部材を開き、着脱口を通じて取り外すことができ、清掃後に、着脱口を通じて仕切壁の上流側に取り付けることができる。
本発明によれば、弁座と弁体との間にゴミ等の異物が流れ込むことを防止することができる弁装置が得られる。
本発明の第1実施形態に係る弁装置の要部を示した断面図である。 フィルタの斜視図である。 フィルタの断面図である。 ゴミ等の異物を取り除く際にフィルタを取り外した状態を示す説明図である。 フィルタを取り外さずに行うゴミ等の異物の清掃を示す説明図である。 本発明の第2実施形態に係る弁装置の要部を示した断面図である。 フィルタの斜視図である。 (a)はフィルタの断面図、(b)は係止部分の拡大断面図である。 ゴミ等の異物を取り除く際にフィルタを取り外した状態を示す説明図である。 その他のフィルタを示す断面図である。 その他のフィルタを示す断面図である。
以下、本発明に係る弁装置の実施形態について図面を参照して説明する。ここで、以下の説明において、「上下」を言うときは、図1に示した方向を基準とする。また、弁装置が設けられる設備として原子力発電プラントを例示するが、本実施形態の配管接続装置が適用される設備を限定する趣旨ではない。
また、以下では、上流側から下流側へ流体が流れるのを止める(仕切る)機能を有する弁装置に本発明を適用しているが、流体の流量を制御する制御機能を備えた弁装置についても好適に適用することができる。
(第1実施形態)
図1に示すように、弁装置1は、入口流路2および出口流路3を有する弁箱4を備え、弁箱4内に設けられた仕切壁5と、仕切壁5に装着された弁座6と、弁座6と一体的に設けられたフィルタ10と、フィルタ10の着脱口7と、着脱口7を閉じる蓋部材8と、を備えている。
入口流路2は、仕切壁5の下方にまで延設されており、仕切壁5の下方にフィルタ10が配置されるフィルタ収容室2Aを有している。弁箱4の下端には、フィルタ収容室2Aに連通するように着脱口7が開口している(図1では蓋部材8で閉じられている)。着脱口7は、少なくともフィルタ10の外径と略同じかこれよりも大径とされており、フィルタ10(弁座6を含む)を挿通可能である。本実施形態では、弁体15の軸と同軸に着脱口7が形成されている。
出口流路3は、仕切壁5の上方にまで延設されており、仕切壁5の上方に弁体15が配置される弁室3Aを有している。弁体15は、弁室3Aに配置された円筒状のガイド部材9の内面に沿って上下摺動可能に設けられ、弁座6に対して着座あるいは離座するようになっている。ガイド部材9には、透孔9a,9aが形成されている。ガイド部材9の下端部は、弁座6の上面外周縁に当接している。ガイド部材9の上端部は、上弁箱4aにより保持されている。
仕切壁5は、入口流路2のフィルタ収容室2Aと出口流路3の弁室3Aとを仕切る壁である。仕切壁5の上部開口縁には、段部5aが形成され、この段部5aには、弁座6が装着されている。
弁座6は、円環状を呈しており、合成ゴム等の弾性を有する材料により形成され、内周縁部に弁体15が着座可能である。弁座6の上面外周縁には、ガイド部材9の下端部が当接している。これにより弁座6は、仕切壁5の段部5aとガイド部材9の下端部との間に挟持されている。
フィルタ10は、略円筒状の網目部(胴部)11を有し、網目部11の上端部に弁座6が一体的に設けられ、下端部にフランジ部12が一体的に設けられてなる。網目部11は、ステンレス製等の金属製の微細な網目からなり、流体中に流れるゴミ等の異物を捕捉する。網目部11の網目の大きさは、弁座6と弁体15との密着に支障を来たすおそれのある異物の通過を阻止可能な大きさを有している。
網目部11の下部外周面には、開口部13が形成されている。開口部13は、図1に示すように、フィルタ収容室2Aにおいて、流体の流入方向(入口流路2の上流方向)に向けて配置される。これにより、入口流路2を流れてきた流体は、開口部13を通じて網目部11の内側に流入し易くなっている。
本実施形態では、弁座6から離れる側となる網目部11の下部側に開口部13が形成されている。これにより、フィルタ収容室2Aの下部側から上部側の弁座6に向けて、網目部11の略全体を利用して流体が効率よく弁座6に流れるようになっている。
網目部11の内部には、図2、図3に示すように、仕切網14が設けられている。仕切網14は、ステンレス製等の金属製の微細な網目からなり、開口部13を通じて網目部11の内部に流入した流体中に流れるゴミ等の異物を捕集する。なお、仕切網14の網目の大きさは、弁座6と弁体15との密着に支障を来たすおそれのある異物の通過を阻止可能な大きさを有している。ここで、網目部11,仕切網14の網目の大きさは、同じにしてもよいし、相互に異ならせてもよい。
フランジ部12は、円環板状を呈しており、網目部11の径方向に張り出している。フランジ部12には、複数のねじ孔12aが形成されている。ねじ孔12aには、蓋部材8を固定するための固定用ねじ8a(図1参照、図1では2本のみ図示)が挿通され、弁箱4の着脱口7の開口縁と蓋部材8との間に挟持される。なお、フランジ部12と着脱口7の開口縁との間には、図示しないガスケットが介設される。
蓋部材8は、着脱口7に取付けられて着脱口7を閉じる部材であり、複数のねじ挿通孔8a1と、プラグ孔8b1とを有している。各ねじ挿通孔8a1は、着脱口7の開口縁に設けられたねじ穴7aに対応して形成されており、固定用ねじ8aが挿通される。プラグ孔8b1には、閉止プラグ8bが螺着されている。プラグ孔8b1には、閉止プラグ8bを取り外すことにより、プラントの配管洗浄時に使用する図示しない仮設ホースや、洗浄用配管を繋ぐことが可能である。つまり、仮設ホースや洗浄用配管をフィルタ10の下方直近に直接的に接続することができる。
このような弁装置1は、プラントの図示しない本設配管に設置され、上流側から下流側へ流体が流れるのを許容あるいは阻止する(仕切る)仕切弁として使用される。そして、プラントの建設時等に行われる配管の洗浄作業時に、流体に混入するゴミ等の異物を好適に捕捉することができる。また、通常運転時にも流体に混入するゴミ等の異物を好適に捕捉することができる。
具体的に、配管の洗浄作業は、弁装置1の弁体15を開状態にして、図示しない本設配管の開放端部に接続した仮設配管から洗浄水(流体)を本設配管に導入することにより行う。洗浄水は、本設配管内を流れて入口流路2から弁装置1に流入し、入口流路2を通じてフィルタ収容室2Aに流れる。フィルタ収容室2Aにおいて洗浄水は、フィルタ10の網目部11の開口部13や、網目部11を通じて網目部11内に流入する。開口部13を通じて網目部11内に流入した洗浄水は、仕切網14を通過して弁座6(仕切壁5)から弁室3A内に流れる。その際、ゴミ等の異物がある場合には、これが仕切網14により捕捉される。また、網目部11を通じて網目部11内に洗浄水が通過する際にも、網目部11によってゴミ等の異物がある場合にこれが捕捉される。
洗浄作業が終了したら、図4に示すように、固定用ねじ8aを外して、蓋部材8を着脱口7の開口縁から取り外す。そして、上箱4aを固定している図示しないボルトを緩め、上箱4aを弁箱4から取り外すとともに、ガイド部材9および弁体15を取り外す(図4では上箱4aが取り外された状態を図示)。
続いて、仕切壁5に保持されている弁座6を外しつつ、フィルタ10のフランジ部12を握って、フィルタ10を下方へ引き抜く。これにより、着脱口7を通じてフィルタ10が弁箱4の外部に取り出される。このとき、フィルタ10の上端部(弁座6)はその弾性により、着脱口7の大きさに対応して窄まるように好適に変形して着脱口7を通過する。なお、着脱口7が弁座6の外径よりも大きく形成されている場合には、スムーズにフィルタ10を取り出すことができる。
その後、フィルタ10の清掃を行い、フランジ部12に新たなガスケットを介在させてフィルタ10をフィルタ収容室2Aに収容し、仕切壁5の開口を通じて弁室3A側に弁座6を押し込むようにして配置する。
その後、ガイド部材9を装着して下方へ移動させ、ガイド部材9の下端を弁座6の周縁部に当接させる。そして、弁体15を組み付け、図示しないボルトを締め付けて上箱4aを弁箱4に固定する。
そして、固定用ねじ8aを用いて蓋部材8を着脱口7の孔縁に固定し、フィルタ10のフランジ部12を固定する。これにより、弁装置1にフィルタ10を固定する作業が終了する。
また、蓋部材8を取り外すことなく、図示しない仮設ホースや洗浄用配管を蓋部材8のプラグ孔8b1に繋ぐことによって、フィルタ10内に捕捉されたゴミ等の異物を弁装置1の外部に排出することも可能である。
具体的に、蓋部材8のプラグ孔8b1から閉止プラグ8bを外し、図示しない仮設ホースを螺着によりプラグ孔8b1に繋ぐ。
その後、弁体15を閉状態にして入口流路2側から洗浄水を弁装置1内に導入する。そうすると、洗浄水は、入口流路2を通じてフィルタ収容室2A内に流入し、フィルタ10の仕切網14に捕捉されていたゴミ等の異物とともに網目部11内を下方へ向けて流れる。そして、洗浄水は、フランジ部12の開口からプラグ孔8b1を通じて仮設ホースに排出される。
これにより、フィルタ10内に捕捉されたゴミ等の異物が弁装置1の外部に洗浄水とともに排出される。
なお、洗浄後の洗浄水排水時に、プラグ孔8b1を通じて仮設ホースに洗浄水を単に排水することによっても、フィルタ10内に捕捉されたゴミ等の異物を弁装置1の外部に排出することが可能である。
以上説明した本実施形態の弁装置1によれば、配管洗浄時に、ゴミ等の異物がフィルタ10により捕捉され、弁座6と弁体15との間に流入することが防止される。
これにより、弁座6に弁体15が密着する際に、流体中に流れるゴミ等の異物を挟み込んでしまうシートリーク事象が回避される。これにより、耐圧機能の向上を図ることができる弁装置1が得られる。
洗浄作業時に、流体中に流れるゴミ等の異物を挟み込んでしまうシートリーク事象が回避されるので、洗浄作業後に弁装置1を分解して弁装置1の内部(特に弁座6、弁体15)に付着したゴミ等の異物の除去を行う必要がなくなり、洗浄作業が簡略化する。これにより、作業時間の短縮、コストの低減を図ることができる。特に、原子力発電プラントにおいては、弁装置1の設置箇所が数千箇所に及ぶ場合があり、これらの分解点検作業がなくなることで大幅な作業時間の短縮とコストの低減を図ることができる。
フィルタ10の清掃時には、フィルタ10ごと弁箱4から取り外すことができるので、フィルタ10の清掃作業が簡単、確実である。
なお、図5に示すように、フィルタ10を取り外さずに、着脱口7を通じてゴミ等の異物を網目部11や仕切網14から、掻き落としてもよい。この場合には、フィルタ10の清掃がより簡略化される。
前記実施形態では、網目部11の上端に弁座6が一体に設けられたものを示したが、これに限られることはなく、弁座6に対して網目部11の上端を係脱可能に構成してもよい。このように構成することによって、清掃時に網目部11を弁座6から分離することができ、着脱口7を通じて弁箱4の外部に網目部11を取り出すことができる。したがって、フィルタ10の取外作業、取付作業が簡単になる。
(第2実施形態)
図6を参照して第2実施形態の弁装置1について説明する。本実施形態が前記第1実施形態と異なるところは、フィルタ20が上下方向に分割可能に構成されている点である。
フィルタ20は、上フィルタ21と下フィルタ22とからなる。上フィルタ21は、図7、図8(a)、図9に示すように、有底円筒状を呈しており、上端部に弁座6が一体的に設けられている。上フィルタ21の底部21cは、図8(a)に示すように、下方へ向けて膨出しており、側面21aの下部には、周状に凹状とされた係止受部21bが形成されている。
上フィルタ21は、仕切壁5とガイド部材9との間に弁座6が挟持され、底部21c側がフィルタ収容室2A内に突出するようにして配置される(図9参照)。
下フィルタ22は、円筒状を呈しており、図8(a)に示すように、上端部には、折返されてなる係止部22bが形成されている。この係止部22bは、上フィルタ21の係止受部21bに係止可能である。なお、係止部22bは、図9に示すように、係止受部21bとの係止が解除されると、先端が上方向にもち上がるようになっている。
なお、係止部22bは、円環状に形成されたものに限られることはなく、周方向に間隔を空けて複数の片状とされたものであってもよい。
下フィルタ22の側面22aには、開口部23が形成されている。
このようなフィルタ20は、図8(a)(b)に示すように、係止受部21bに係止部22bを係止させることによって上下方向に連結される(図7参照)。
そして、洗浄作業時に、開口部23を通じて下フィルタ22内に流入した洗浄水は、上フィルタ21の底部21cを通じて上フィルタ21内に流れ、弁座6(仕切壁5)から弁室3A内に流れる。その際、ゴミ等の異物がある場合には、これが上フィルタ21の底部21cにより捕捉される。また、側面21a,22aを通じてフィルタ20内に洗浄水が通過する際にも、側面21a,22aによってゴミ等の異物がある場合にこれが捕捉される。
洗浄作業が終了したら、図9に示すように、固定用ねじ8aを外して、蓋部材8を着脱口7の開口縁から取り外す。そして、下フィルタ22のフランジ部24を握って、下フィルタ22を下方へ引き抜く。これにより、上フィルタ21の係止受部21bから下フィルタ22の係止部22bが外れ、上フィルタ21と下フィルタ22とが上下方向に分割される。これにより、着脱口7を通じて下フィルタ22が弁箱4の外部に取り出される。
その後、上フィルタ21の底部21cの清掃や下フィルタ22の清掃を行い、フランジ部24に新たなガスケットを介在させて下フィルタ22をフィルタ収容室2Aに収容する。そうすると、上フィルタ21の係止受部21bに下フィルタ22の係止部22bが係止され、上フィルタ21に下フィルタ22が連結される。
その後、固定用ねじ8aを用いて蓋部材8のねじ挿通孔8a1に挿入し、これをフランジ部24のねじ孔24aに挿通して、着脱口7の孔縁のねじ穴7aに締結する。これにより、弁装置1にフィルタ10を固定する作業が終了する。
本実施形態の弁装置1によれば、フィルタ20が上下方向に分割可能に構成されているので、フィルタ20の全体を弁装置1の外部に取り出す必要がなくなり、清掃時の手間が省ける。したがって、迅速にフィルタ20に捕捉されたゴミ等の異物を清掃することができ、作業時間の短縮とコストの低減を図ることができる。
図10,図11に変形例のフィルタ200を示す。図10に示したフィルタ200は、上フィルタ210の下部周面に段差部21dが設けられ、この段差部21dに下フィルタ220の上端部22a1が重なり合うようにして嵌合するものである。このフィルタ200によれば、嵌合構造により上フィルタ210と下フィルタ220とを簡単に連結することができる。
図11に示したフィルタ200は、下フィルタ222の上端外周に側面22aよりも小径とされた小径部22a2を設け、この小径部22a2にインロー嵌合する嵌合部21a1を上フィルタ211の下端内周に設けたものである。このフィルタ200によれば、嵌合構造により上フィルタ211と下フィルタ222とを簡単に連結することができる。
1 弁装置
2A フィルタ収容室
4 弁箱
5 仕切壁
6 弁座
7 着脱口
8 蓋部材
9 ガイド部材
10 フィルタ
12 フランジ部
20 フィルタ

Claims (7)

  1. 弁箱内部に設けられ、弁座が配置される仕切壁と、前記仕切壁の上流側に取付け取外し可能に配置され、前記弁座に流入する流体に混入する異物を除去するフィルタと、前記弁箱に設けられ、前記フィルタの着脱口と、前記着脱口を開閉する蓋部材と、を具備することを特徴とする弁装置。
  2. 前記フィルタには、開口部が設けられており、前記フィルタは、前記仕切壁の上流側において前記開口部が流体の流入方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。
  3. 前記フィルタは、前記弁座と一体的に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。
  4. 前記仕切壁の下流側に設けられ、弁体をガイドするガイド部材を備え、前記弁座は、前記仕切壁の下流側において、前記仕切壁と前記ガイド部材との間に挟持されて固定されることを特徴とする請求項3に記載の弁装置。
  5. 前記フィルタは、略円筒状であり、軸方向の一端部に前記弁座が設けられ、他端部にフランジ部が設けられており、前記フランジ部は、前記着脱口の開口縁と前記蓋部材との間に挟持されて固定されることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。
  6. 前記フィルタは、略円筒状であり、軸方向に分割可能であることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。
  7. 前記着脱口には、配管洗浄のための仮設配管が取付可能であることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。
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