JP2014062614A - 遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック機構における不具合の発生を抑制するとともに、小型化した遮断弁を提供する。
【解決手段】流体が流通する流通路１３と、流通路１３を閉塞して流通路１３における流体の流通を遮断する弁体３０と、流通路１３の鉛直方向上方に上下方向に移動可能に配置され、弁体を支持する弁棒４０と、弁棒４０をロックして流通路１３を流体が流通可能な状態に維持するロック機構５０と、圧縮ガスの加圧を受けて弁棒４０を鉛直方向下方に押圧する加圧室２４と、加圧室２４に圧縮ガスを供給するガス供給路６０と、加圧室２４とガス供給路６０との連通状態を制御する連通部６１とを備える。連通部６１は、ロック機構５０により弁棒４０がロックされているときには加圧室２４とガス供給路６０とを遮断する一方、ロック機構５０による弁棒４０のロックが解除された後に、加圧室２４とガス供給路６０とを連通する。
【選択図】図２

Description

本発明は、緊急時に流通路における流体の流通を遮断する船用油タンク非常遮断弁に関する。

従来、船用油タンク非常遮断弁としては、ＪＩＳ Ｆ７３９９：２００２の付図１に規定されているものが一般に用いられている。この船用油タンク非常遮断弁（以下、「遮断弁」）の断面図を図６に示す。同図６に示されるように、この遮断弁は、内部に隔壁１１１が形成される弁箱１１０と、弁箱１１０の開口部を覆う弁蓋１２０と、弁蓋１２０を貫通し、鉛直方向に移動可能に支持されている弁棒１３０と、弁棒１３０を鉛直方向下方に付勢するばね１４０と、弁棒１３０をロックするロックピン１５０とを備えている。また、油の流通経路を一点鎖線にて示す。

同図６に示されるように、隔壁１１１は、弁箱１１０における油の流路を上流側と下流側とに区画する。上流側と下流側とは、流通路１１３を介して連通している。隔壁１１１には、流通路１１３を形成するための連通孔が設けられている。
隔壁１１１の連通孔には、弁座１１２が設けられており、弁座１１２には、弁座ガイド１１５が設けられている。また、弁棒１３０の先端側には、弁体１１４が設けられており、弁体１１４には、弁体棒足ガイド１１６が設けられている。

このような遮断弁によれば、緊急時には、ロックピン１５０が解除され、弁体１１４がばね１４０の付勢力によって鉛直方向下方に移動し、弁体１１４が弁座１１２に着座することにより、流通路１１３は遮断される。
弁座ガイド１１５および弁体棒足ガイド１１６は、弁体１１４が弁座１１２に確実に着座するよう弁体１１４をガイドする。

ところで、弁体１１４が弁座１１２に着座すると、弁箱１１０の油圧が急激に上昇し、弁蓋１２０と弁棒１３０との間の隙間から弁箱１１０を流通する油が漏れてしまうおそれがある。そこで、弁蓋１２０と弁棒１３０との間の液密性を高めるため、弁蓋１２０と弁棒１３０との間を密封する密封パッキン１１７を弁箱１１０内に配設するとともに、複数のパッキン１１８を弁蓋１２０に設けている。このように、パッキンを複数配設しているため、従来の遮断弁は、パッキンの配設箇所が増大し、大型化してしまっていた。

また、このような従来の遮断弁は、パッキンの数が多いため、弁棒１３０とパッキンとの間に大きな摩擦力が発生してしまう。そこで、強力なばね１４０が必要となっていた。強力なばね１４０を採用すると、弁全体がさらに大型化してしまうという問題があった。

そこで、特許文献１には、弁棒をシリンダに収容し、当該シリンダ内部と弁棒の基端側とによって形成される加圧部に圧縮ガスを導入し、この圧縮ガスの押圧力を、弁棒が鉛直方向下方に移動するための駆動力として使用する遮断弁が開示されている。

実用新案登録第３１３０７５１号公報

上述したように、特許文献１に記載の遮断弁は、圧縮空気の押圧力により弁棒を下方に向けて駆動する。この圧縮空気の押圧力は、弁棒がロックされた状態にあるときに当該弁棒に作用するため、ロックされた状態のロックピンに、弁棒を介して作用する。
ところで、ロックピンは、弁棒の移動方向に対して直交する方向に移動するように配設されている。このため、圧縮空気の押圧力は、ロックピンの移動方向に対して直交する方向に作用することとなる。したがって、ロックピンに作用する摩擦力が増大し、ロックピンが解除されなくなってしまうという不具合がロック機構に発生するおそれがあった。

本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、ロック機構における不具合の発生を抑制するとともに、小型化した遮断弁を提供することを課題とする。

本発明の第一態様は、流体が流通する流通部を備えた弁本体と、前記流通部を閉塞して前記流通部における流体の流通を遮断することができる弁体と、前記流通部の鉛直方向上方に上下方向に移動可能に配置され、前記弁体を支持する弁棒と、前記弁棒をロックして前記流通部を流体が流通することができるよう維持するロック機構と、圧縮ガスを用いて前記弁棒を鉛直方向下方に押圧する加圧部と、前記加圧部に圧縮ガスを供給するガス供給部と、前記加圧部と前記ガス供給部との連通状態を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ロック機構により前記弁棒がロックされているときには前記加圧部と前記ガス供給部とを遮断する一方、前記ロック機構による前記弁棒のロックが解除された後に、前記加圧部と前記ガス供給部とを連通することを特徴とする。

同構成によれば、ロック機構が解除された後に、加圧部に圧縮ガスが流入し始める。このため、弁棒を鉛直方向下方に向けて押圧する圧縮ガスの押圧力は、ロック機構が解除された後に、弁棒に作用することとなる。したがって、圧縮ガスの押圧力によりロック機構に作用する摩擦力が増大し、ロック機構が解除されなくなってしまう不具合の発生を抑制することができる。なお、「弁本体」とは、以下で説明する弁箱および弁蓋を用いて構成される。

本発明の第二態様は、第一態様にかかる遮断弁であって、前記ガス供給部には、前記ロック機構が解除されたときに前記制御部に流入する圧縮ガスの流通する部位を開閉可能な開閉部と、前記開閉部が前記制御部に流入する圧縮ガスの流通する部位を閉塞した状態にあるときに、前記加圧部の圧縮ガスを排出することができる開閉可能な排出口とが設けられることを特徴とする。

閉弁状態にある遮断弁を開弁状態に復旧するときには、弁棒を元の位置に戻すために、圧縮ガスによって高圧になった加圧部を常圧にする必要がある。しかしながら、従来の遮断弁は、加圧部が、配管やタンクと直接連通しているため、加圧部を常圧にしようとすると、配管やタンクのガス圧も同時に低下させなければならなかった。配管やタンクのガス圧が低下すると、圧縮ガスを利用する他の機器に不具合が発生したり、配管やタンクのガス圧を再び高めるためのエネルギーが別途必要となってしまう。

この点、同構成では、遮断弁を復旧するときには、まず、開閉部によってガス供給部を閉塞した後、排出口を開いて加圧部の圧縮ガスを排出させ、加圧部を常圧とすることができる。このように、ガス供給部において、制御部に流入する圧縮ガスの流通する部位、すなわち、制御部と配管とを連通する部位を閉塞した状態で、加圧部を常圧とすることができるため、遮断弁を開弁状態に復旧させる際、配管のガス圧が低下することを抑制することができる。

なお、「前記ロック機構が解除されたときに、前記制御部を通じて前記加圧部に流入する圧縮ガスが流通する部分」とは、換言すると、ガス供給部において配管と制御部とを連通する部分を示す。

本発明の第三態様は、流体が流通する流通部を形成する隔壁を備えた弁本体と、前記流通部を閉塞して前記流通部における流体の流通を遮断することができる弁体と、前記流通部の鉛直方向上方に上下方向に移動可能に配置され、前記弁体を支持する弁棒と、前記弁棒をロックして前記流通部を流体が流通可能な状態に維持するロック機構とを備え、前記弁体は、当該弁体の縦幅（弁体の軸方向の大きさ）が当該弁体の横幅（弁体の軸方向と垂直な方向の大きさ）の１２５〜２００％であり、前記ロック機構によるロックが解除されると、前記弁棒に設けられた前記弁体が、前記隔壁に直接着座することにより前記流通部を閉塞することを特徴とする。

従来の弁体は、当該弁体の縦幅（弁体の軸方向の大きさ）が当該弁体の横幅（弁体の軸方向と垂直な方向の大きさ）の１００〜１２５％程度となるように形成されていた。このような弁体を備える弁本体では、弁体を流通する流体の流圧により弁体が傾くこと（弁体の偏倚）を防ぐため、弁体の移動を案内するガイド部が隔壁に設けられていた。しかしながら、このようなガイド部は、乱流の原因となる等、円滑な流体の流通を妨げるおそれがある。

この点、同構成では、弁体の縦幅（弁体の軸方向の大きさ）が当該弁体の横幅（弁体の軸方向と垂直な方向の大きさ）の１２５〜２００％となるように設定されている。このように、同構成にかかる弁体は、当該弁体の横幅に対する縦幅の比率が従来の弁体よりも大きくなるように形成されている。このため、弁棒と接触する弁体の面積が弁体全体に対して占める比率は、従来よりも大きくなる。したがって、弁体は、流圧によって傾くことが抑制された状態で弁棒に支持されることとなる。このため、ガイド部等を隔壁に設けることなく、弁体が流圧によって傾くことを抑制することができる。したがって、ガイド部等を設けることにより流通部における円滑な流体の流通を妨げてしまうことを抑制するとともに、遮断弁を小型化することができる。

本発明の第四態様は、第一態様〜第三態様のいずれかにかかる遮断弁であって、前記弁本体には、前記弁棒が貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔には、第一溝部および第二溝部が当該貫通孔の周方向に形成されており、前記第一溝部には密封部材が設けられるとともに、前記第二溝部にはＯリングが設けられており、前記密封部材は、前記第一溝部に流入した流体が流入可能な流入凹部と、前記流入凹部を形成する一対の密封部とを備え、前記密封部の外周には半円状（断面半円状）の凸部が設けられており、前記流入凹部に流体が流入していないときには前記密封部のうち前記凸部のみが前記弁棒に接触する一方、前記流入凹部に流体が流入すると、前記密封部が前記貫通孔と前記弁棒とにそれぞれ密着して前記貫通孔と前記弁棒との隙間を密封することを特徴とする。

従来、弁本体と弁棒との間の液密性を高めるために、弁本体と弁棒との間には、複数のパッキンが配設されていた。しかしながら、このように複数のパッキンが弁本体と弁棒との間に配設されていると、弁棒とパッキンとの間に発生する強い摩擦力によって、弁棒が移動し難くなり、閉弁状態への移行が妨げられるおそれがあった。

この点、同構成の密封部材によれば、平常時、すなわち流入凹部に流体が流入していないときには、半円状の凸部のみが弁棒に接触しているため、密封部材と弁棒との間に強い摩擦力が発生することを抑制することができる。また、遮断弁が閉弁状態に移行した後、すなわち流入する流体によって弁本体に高い圧力が発生し、弁本体と弁棒との隙間を通じて流体が第一溝部に侵入してくるときには、流体は、まず流入凹部に流入する。このように流入凹部に流体が流入すると、密封部が貫通孔と弁棒とにそれぞれ密着して、この侵入した流体が、さらに上部へ侵入することを抑制することができる。したがって、同構成によれば、液密性の向上と、密封部材と弁棒との間の強い摩擦力の発生の抑制とを両立することができる。

また、同構成では、密封部材を用いることで、弁本体と弁棒との間の液密性を高めることができるため、複数のパッキンを用いる必要がない。したがって、遮断弁を小型化することができる。

本発明の第五態様は、第一態様〜第四態様のいずれかにかかる遮断弁であって、前記弁体には比翼が設けられており、前記弁体は、前記比翼が受ける前記流体の流圧によって回転可能となるように前記弁棒に設けられていることを特徴とする。

同構成によれば、弁体の回転によって、弁本体における流圧の変化を緩和し、キャビテーションや脈動の発生を抑制することができる。また、流体の流圧が高い場合であっても、弁体は、回転することで、流圧によって傾いてしまうことを抑制することができる。

本発明によれば、ロック機構における不具合の発生を抑制するとともに、小型化した遮断弁を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる遮断弁を含む船舶の燃料油および圧縮ガス供給システムの概略構成図。 同実施形態にかかる遮断弁の開弁状態を示す一部切欠断面図。 同実施形態にかかる弁体を示す模式図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかるパッキンの概略構成図。 同実施形態にかかる遮断弁の閉弁状態を示す一部切欠断面図。 従来の遮断弁の開弁状態を示す断面図。

以下、本発明を船舶の燃料油の貯蔵部とエンジンとの間に設けられる船用油タンク非常遮断弁（以下、「遮断弁」）１に具体化した一実施形態を図１〜図５を参照しながら説明する。まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態にかかる船舶の燃料油および圧縮ガス供給システムの概略構成を説明する。

同図１に示されるように、船舶の燃料油を貯蔵する燃料貯蔵部２とエンジン３との間には、緊急時に燃料油の流通を遮断する遮断弁１が配設されている。本実施形態における遮断弁１は、圧縮ガスによって作動する。この圧縮ガスは、コンプレッサＰから供給される圧縮ガスを一時的に貯蔵するタンク４に貯蔵されている。なお、タンク４は、通常、０．９８Ｍｐａに保たれている。

遮断弁１は、配管８０を介してタンク４に連通している。配管８０には、タンク４と圧縮ガスにて作動する各種機器（図１にＮｏ．１〜Ｎｏ．９と表示）との間の連通状態を、電子的手法を用いて制御する制御室５が設けられている。
本実施形態では、平常時には、タンク４と遮断弁１とは遮断している。そして、緊急時には、作業者が制御室５における制御によりタンク４と遮断弁１とを連通させることで、タンク４に貯蔵される圧縮ガスを遮断弁１に供給して遮断弁１を作動させ、燃料油の流通を遮断する。

次に、図２を参照しながら、本発明の一実施形態にかかる遮断弁１の概略構成を説明する。同図２に示されるように、本実施形態にかかる遮断弁１は、弁箱１０、鉛直方向に上下移動可能な弁棒４０、弁棒４０に配設される弁体３０、弁棒４０をロックするロック機構５０、弁棒４０の一部を収容する第一シリンダ２０、第一シリンダ２０に形成される加圧室２４（本発明の「加圧部」に相当）に圧縮空気を供給するガス供給路６０（本発明の「ガス供給部」に相当）を含んで構成される。以下、各構成について詳細に説明する。

弁箱１０は、上部に開口部１７が形成されており、船舶用の燃料油（本発明の「流体」に相当、以下、「油」）が、内部を流通する。開口部１７は、中心部分に貫通孔１９が形成された弁蓋１１によって覆われている。弁箱１０には、開口部１７の外周を囲むようにフランジ１８が形成されている。弁蓋１１は、フランジ１８にボルト留めされている。

弁箱１０の内部には、油の流路を上流側と下流側とに区画する隔壁１２が形成されており、隔壁１２には、油の流路の上流側と下流側とを連通する流通路１３（本発明の「流通部」に相当）が形成されている。同図２に一点鎖線にて示されるように、弁箱１０に流入した油は、上流側、流通路１３、下流側の順に流通して、エンジン３に供給される。

開口部１７の内周面には、周方向にわたって溝部８１が形成されている。溝部８１には、弁蓋１１との間で液密性を高めるためのＯリング１５が配設されている。また、フランジ１８と弁蓋１１との間には、液密性を高めるためのガスケットシート１６が配設されている。ガスケットシート１６はフランジ１８の全周にわたって配設されている。

流通路１３の鉛直方向上方には、弁体３０が設けられている。緊急時には、弁体３０が鉛直方向下方に移動して流通路１３を閉塞し、流通路１３における油の流通を遮断する。なお、以降では、遮断弁１が作動した状態、すなわち弁体３０が流通路１３を閉塞する位置にある状態を「閉弁状態」とし、遮断弁１が作動していない状態、すなわち弁体３０が流通路１３から離れた位置にある状態を「開弁状態」とする。

閉弁状態にあるときには、弁体３０の下端部が隔壁１２の一部と接触する。隔壁１２において、閉弁状態にあるときに弁体３０と接触する部分には、緩衝シート１４が貼り付けられている。また、弁体３０において、閉弁状態にあるときに隔壁１２と接触する部分には、緩衝シート３４が貼り付けられている。

弁体３０は、当該弁体３０の縦幅（弁体３０の軸方向の大きさ、図２に示す弁体縦幅３０ｂの大きさ）が、当該弁体３０の横幅（弁体３０の軸方向と垂直な方向の大きさ、図２に示す弁体横幅３０ａの大きさ）の１２５〜２００％の範囲にあることが好ましく、１５０〜２００％の範囲にあることがより好ましく、１６５〜２００％の範囲にあることがさらに好ましい。また、弁体３０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属部材により形成されている。

弁体３０は、弁棒４０の先端側に設けられている。なお、以降では、弁棒４０の下端側を先端側とし、上端側を基端側とする。
弁体３０は、ボールベアリング３２を介して弁棒４０に設けられている。すなわち、弁体３０は、弁棒４０の軸芯を回転軸として回転可能に弁棒４０に支持されている。

次に、弁体３０の模式図を示す図３を参照しながら、案内翼３１について説明する。同図３に示されるように、弁体３０の側面には、案内翼３１が形成されている。弁体３０には、一対の案内翼３１が、弁体３０の軸方向に対して所定角度θ傾斜して形成されている。所定角度θは、３０°〜６０°の範囲にあることが好ましく、４５°〜６０°の範囲にあることがより好ましい。

案内翼３１が、弁箱１０を流通する油の流圧を受けることで、弁体３０は回転する。弁体３０が回転することで、弁箱１０における流圧の変動は緩和され、脈動やキャビテーションの発生は抑制される。また、弁体３０が回転することで、油の流圧によって弁棒４０が偏倚することも抑制される。さらに、弁体３０の回転によって、油を流通路１３へ導くことができる。

次に、図２を参照しながら、弁棒４０の構成について詳細に説明する。
弁棒４０の先端側には、緩衝部材３３が設けられている。緩衝部材３３は、高硬度焼入鋼であるＳＫＤまたはＳＮＣＭ等の硬質金属部材から形成されている。
緩衝部材３３の先端側は、平坦面状に形成されている。このように、先端側が平坦面状に形成されているため、緩衝部材３３と弁体３０とは面接触する。閉弁状態に移行する際、緩衝部材３３と弁体３０とは面接触するため、緩衝部材３３との衝突により弁体３０に発生する応力を分散することができる。

さらに、上述したように、弁体３０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属部材により形成される一方、緩衝部材３３はＳＫＤまたはＳＮＣＭ等の硬質金属部材により形成されている。このように、弁体３０と緩衝部材３３とは、異なる素材により形成されているため、金属間焼付きの発生は抑制される。すなわち、弁体３０と緩衝部材３３との材質が同質である場合、弁体３０と緩衝部材３３との間に金属間焼付きが発生するおそれがある。この点、本実施形態によれば、弁体３０と緩衝部材３３とは、異なる材質により形成されているため、金属間焼付きの発生は抑制される。なお、弁体３０を形成するステンレス鋼と、緩衝部材３３を形成する硬質金属部材との硬度差は５０以上であることが好ましい。

また、弁棒４０は、貫通孔１９を通じて弁蓋１１を貫通している。
弁蓋１１の貫通孔１９の内周面には、周方向にわたって溝部８２，８３（溝部８２は、本発明の「第二溝部」に相当、溝部８３は本発明の「第一溝部」に相当）が形成されている。溝部８２にはＯリング４６が配設され、溝部８３にはパッキン４２（本発明の「密封部材」に相当）が配設されている。いずれも、弁蓋１１と弁棒４０と間の液密性を高めるために配設されている。また、溝部８３には、パッキン４２に加えて、パッキン４２を弁蓋１１に押圧するパッキン押さえ４１が配設されている。

遮断弁１が閉弁状態に移行すると、流入する油によって弁箱１０の油圧が急激に上昇し、弁棒４０と弁蓋１１との隙間を通じて弁箱１０の油が外部に漏れるおそれがある。そこで、本実施形態では、上述したように、弁棒４０と弁蓋１１との液密性を高めるため、Ｏリング４６およびパッキン４２を配設している。

パッキン４２について、図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら詳細に説明する。
同図４（ａ）には、開弁状態時のパッキン４２の模式図を示し、同図４（ｂ）には、閉弁状態に移行して弁箱１０の油圧が上昇し、弁棒４０と弁蓋１１との隙間に油が侵入した場合のパッキン４２の模式図を示す。同図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、パッキン４２は、油が流入可能な間隙４２ａ（本発明の「流入凹部」に相当）と、半円状の凸部４３ｂを備える一対の密封部４３とを含んで構成される。

同図４（ａ）に示されるように、パッキン４２は、開弁状態にある時、すなわち間隙４２ａに油が流入していないときには、凸部４３ｂのみが弁棒４０に接触している。このため、遮断弁１が開弁状態から閉弁状態に移行する際、弁棒４０とパッキン４２との間に大きな摩擦力が発生することを抑制することができる。

一方、同図４（ｂ）に矢印Ａにて示されるように、遮断弁１が閉弁状態に移行して弁棒４０と弁蓋１１との隙間から油が侵入した場合、この油は、間隙４２ａに流入する。この間隙４２ａに流入した油によって、パッキン４２は、間隙４２ａから上方に向かって押圧される。上述したように、パッキン４２は、パッキン押さえ４１によって弁蓋１１に押圧されているため、間隙４２ａから上方に向かって押圧されると、同図４（ｂ）に示されるように拡張する。これにより、一対の密封部４３が、弁棒４０と弁蓋１１にそれぞれ密着する。すなわち密封部４３と弁棒４０との接触面積、および密封部４３と弁蓋１１との接触面積が増大する。これにより、弁棒４０と弁蓋１１との隙間をパッキン４２が密閉し、油が溝部８３を通ってさらに上昇することを抑制することができる。

次に、図２を参照しながら、遮断弁１についてさらに説明する。
弁蓋１１には、支柱７３がボルト留めされている。
支柱７３には、第一シリンダ２０がボルト留めされているとともに、弁棒４０に一端が固定された開閉支持器４４が支柱７３を上下動可能に取り付けられている。開閉支持器４４は、弁棒４０の上下動に伴って支柱７３を上下動する。支柱７３には、遮断弁１が開弁状態もしくは閉弁状態のいずれにあるかを示す弁棒位置表示７３ａ，７３ｂが付されている。開閉支持器４４が弁棒位置表示７３ａに位置している場合は、遮断弁１は開弁状態にある一方、開閉支持器４４が弁棒位置表示７３ｂに位置している場合は、遮断弁１は閉弁状態にある。

弁棒４０の基端側には、弁棒４０に対して相対回転可能なハンドル伝動軸７０が設けられている。ハンドル伝動軸７０の一端には、ハンドル伝動軸７０と一体的に回転するハンドル車７１が設けられている。

第一シリンダ２０には、第一ピストン２１が上下方向に移動可能に収容されている。弁棒４０と、ハンドル伝動軸７０とは、この第一ピストン２１に螺設されている。
すなわち、第一ピストン２１の内壁には雌ねじが形成されており、弁棒４０の外周面とハンドル伝動軸７０の外周面とには雄ねじが形成されている。ハンドル車７１が時計回りに回転すると、弁棒４０は第一ピストン２１に対して下方に移動する一方、ハンドル伝動軸７０は第一ピストン２１に対して上方に移動する。また、ハンドル車７１を反時計回りに回転すると、弁棒４０は第一ピストン２１に対して上方に移動する一方、ハンドル伝動軸７０は第一ピストン２１に対して下方に移動する。

第一シリンダ２０には、第一シリンダ２０の内壁と、第一ピストン２１の一面とによって、加圧室２４が形成されている。加圧室２４には、第一ピストン２１を鉛直方向下方に付勢する第一弾性部材２２が設けられている。
第一ピストン２１の外周面には、周方向にわたってロック溝２３が形成されている。なお、ロック溝２３は、以下で詳述するロック機構５０の一部を構成する。

次に、ロック機構５０について、詳細に説明する。
ロック機構５０は、上述したロック溝２３、ロック溝２３に挿入可能なロックピン５１、第一シリンダ２０の外面に設けられ、ロックピン５１の少なくとも一部を収容する第二シリンダ５３、および弁棒４０をロックする方向にロックピン５１を付勢する第二弾性部材５２を含んで構成される。

ロックピン５１は、ロック溝２３に挿入可能となるよう、略水平に配設されている。ロック機構５０では、ロックピン５１が第二弾性部材５２の付勢力によってロック溝２３に押しつけられることにより、弁棒４０をロックし、開弁状態を維持している。

第二シリンダ５３には、ガス供給路６０が形成されている。ガス供給路６０は、配管８０に連通している。このガス供給路６０は、ガス供給路６０と、加圧室２４との連通状態を制御する連通部６１（本発明の「制御部」に相当）に連通している。弁棒４０がロックピン５１によりロックされているとき、すなわち遮断弁１が開弁状態にあるときには、連通部６１は、ガス供給路６０と加圧室２４との間を遮断する。これに対して、弁棒４０のロックが解除されたとき、すなわち遮断弁１が閉弁状態にあるときには、連通部６１は、ガス供給路６０と加圧室２４とを連通させる。

また、ガス供給路６０には、ガス供給路６０を開閉可能な開閉弁６３（本発明の「開閉部」に相当）が、配管８０と連通部６１との間、換言すると、配管８０から供給された圧縮ガスが連通部６１に流入する際に流通する部位（本発明の「制御部に流入する圧縮ガスの流通する部位」に相当）に設けられている。
さらに、ガス供給路６０には、開閉弁６３が閉弁しているときに、加圧室２４の圧縮ガスを排出することができる開閉可能な排出弁６２（本発明の「排出口」に相当）が設けられている。なお、本実施形態では、排出弁６２は、逆止弁として構成されている。

つぎに、図２と図５を参照しながら、遮断弁１の動作、および上述したガス供給路６０と加圧室２４との連通状態について詳細に説明する。なお、図５には、閉弁状態に移行したときの遮断弁１の一部切欠断面図を示す。
同図２に示されるように、平常時、すなわち開弁状態にある時は、ロックピン５１が第二弾性部材５２の付勢力を受けてロック溝２３に押圧されている。また、排出弁６２は閉弁しており、開閉弁６３は開弁している。

緊急時は、作業者が制御室５を操作することで、タンク４と遮断弁１とを連通させる。このとき、開閉弁６３は開弁状態にあるため、配管８０を通じてガス供給路６０に圧縮ガスが供給される。ガス供給路６０に供給された圧縮ガスの圧力が第二弾性部材５２の付勢力を上回ると、ロックピン５１が、ロック溝２３から解除される方向に押圧される。

ロックピン５１がロック溝２３から解除されると、図５に示されるように、弁棒４０が、第一弾性部材２２の付勢力と自重とによって鉛直方向下方に移動する。そして、弁体３０が流通路１３を閉塞し（遮断弁１が閉弁状態に移行し）、弁箱１０における油の流通が遮断される。

このように、遮断弁１が閉弁状態に移行すると、同図５に示されるように、加圧室２４とガス供給路６０とが連通部６１により連通される。これにより、ガス供給路６０の圧縮ガスが加圧室２４に流入し、第一ピストン２１が鉛直方向下方に押圧される。すなわち、弁体３０が、隔壁１２に押圧される。これにより、弁箱１０における油の流通をさらに好適に遮断することができる。

ところで、遮断弁１が閉弁状態に移行すると、弁箱１０に流入する油によって弁箱１０の油圧が急激に上昇し、弁箱１０と弁蓋１１との隙間、および弁蓋１１と弁棒４０との隙間から油が漏れるおそれがある。この点、本実施形態によれば、弁箱１０のフランジ１８と弁蓋１１との間に、Ｏリング１５とガスケットシート１６とが設けられているため、弁箱１０と弁蓋１１との間から油が漏れることを抑制することができる。

また、弁蓋１１と弁棒４０との間には、Ｏリング４６およびパッキン４２が設けられているため、上述したように、弁蓋１１と弁棒４０との間から油が漏れることを抑制することができる。
ところで、パッキン４２を弁棒４０に密着させると、液密性を高めることはできるものの、緊急時に弁棒４０が移動する際、パッキン４２と弁棒４０との間で摩擦力が発生して、弁棒４０の鉛直方向下方への移動が抑制されてしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態によれば、上述したように、遮断弁１が開弁状態にあるときには、パッキン４２と弁棒４０との接触面積が少なくなるように、パッキン４２を形成しているため、パッキン４２と弁棒４０との間で摩擦が発生することを抑制することができる。

次に、遮断弁１を開弁状態に復旧する手順を説明する。
まず、作業者は、開閉弁６３を閉弁して配管８０とガス供給路６０とを遮断した後、排出弁６２を開弁し、ガス供給路６０および加圧室２４の圧縮ガスを排出弁６２から排出する。これにより、ガス供給路６０および加圧室２４は常圧となる。

次に、作業者は、ハンドル車７１を時計回り方向に回転させる。これにより、第一ピストン２１とハンドル伝動軸７０とが、弁棒４０を残して上昇する。第一ピストン２１が、所定の位置まで上昇すると、第二弾性部材５２の付勢力によって、ロックピン５１がロック溝２３に挿入される。これにより、第一ピストン２１の上下方向の位置が固定される。

ロックピン５１がロック溝２３に挿入されると、作業者は、ハンドル車７１を反時計回り方向に回転させる。これにより、弁棒４０が上昇する。この時、第一ピストン２１は、ロックピン５１によってロックされているため、その位置は動かない。作業者は、開閉指示器４４が弁棒位置表示７３ａに位置するまで、ハンドル車７１を反時計回り方向に回転させる。
この後、作業者は、排出弁６２を閉弁して開閉弁６３を開弁する。

上述した本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏することができるようになる。
（１）本実施形態では、ロックピン５１がロック溝２３から解除された後に、加圧室２４へ圧縮ガスが流入し始める。このため、弁棒４０を鉛直方向下方に向けて押圧する圧縮ガスの押圧力は、ロックピン５１が解除された後に作用することとなる。したがって、ロックピン５１に作用する摩擦によりロックピン５１がロック溝２３から解除されなくなってしまうことを抑制することができる。

（２）また、弁体３０が隔壁１２に着座した後、弁体３０は、加圧室２４に供給される圧縮ガスにより隔壁１２に押圧されるため、流通路１３を好適に遮断することができる。

（３）また、特許文献１等に記載されている従来の遮断弁１では、開弁状態に復旧させる際、遮断弁１内部を常圧にするために、遮断弁１内部のみならず、配管８０およびタンク４のガス圧を低下させなければならなかった。このように、配管８０およびタンク４のガス圧が低下すると、圧縮ガスを利用する他の機器に悪影響を与えたり、配管８０およびタンク４のガス圧を再び上昇させるためにエネルギーを消費してしまう。この点、本実施形態では、ガス供給路６０に排出弁６２および開閉弁６３を設けたため、配管８０とガス供給路６０とを遮断した状態で排出弁６２を開弁して加圧室２４から圧縮ガスを排出することができる。このため、配管８０およびタンク４のガス圧を低下させることなく、加圧室２４を常圧にすることができる。

（４）また、弁体３０が隔壁１２に直接着座するように構成しているため、ガイド部等を隔壁１２に設ける必要がない。このため、弁箱１０において、油を円滑に流通させることができる。さらに、弁箱１０の小型化することができる。

（５）従来、弁蓋１１と弁棒４０との間の液密性を高めるため、弁蓋１１と弁棒４０との間には、密封パッキン１１７および複数のパッキン１１８が介装されていた（図６参照）。しかしながら、このように密封パッキン１１７および複数のパッキン１１８が弁蓋１１と弁棒４０との間に介装されていると、弁棒４０とパッキンとの間に発生する強い摩擦力によって、弁棒４０が移動し難くなり、閉弁状態への移行が妨げられるおそれがあった。この点、本実施形態によれば、平常時、すなわち間隙４２ａに油が流入していないときには、凸部４３ｂのみが弁棒４０に接触しているため、パッキン４２と弁棒４０との間に強い摩擦力が発生することを抑制することができる。また、遮断弁１が閉弁状態に移行した後、弁蓋１１と弁棒４０との隙間に油が侵入してくるときには、油は、まず間隙４２ａに流入する。このように間隙４２ａに油が流入すると、密封部４３が弁蓋１１と弁棒４０とにそれぞれ密着して、この侵入した油がさらに上部へ侵入することを抑制することができる。したがって、液密性の向上と、パッキン４２と弁棒４０との間の強い摩擦力の発生の抑制とを両立することができる。

（６）また、液密性の高いパッキン４２を用いているため、弁蓋１１と弁棒４０との間に密封パッキン１１７や、複数のパッキン１１８を配設する必要がない。したがって、遮断弁１を小型化することができる。

（７）また、従来のように複数のパッキンを配設する必要がないため、弁蓋１１を小型化し、その分、弁体縦幅３０ｂを長くすることができる。したがって、弁体３０と弁棒４０との接触面積が弁体３０全体に対して占める割合を増大させ、弁体３０の偏倚を好適に抑制することができるようになる。

（８）また、弁体３０が回転可能に支持されているため、弁箱１０における流圧の変化を緩和し、キャビテーションや脈動の発生を抑制することができる。さらに、流圧が高い場合であっても、弁体３０の偏倚を抑制することができる。

（９）また、第一弾性部材２２が弁棒４０を鉛直方向下方に付勢しているため、緊急時に遮断弁１を速やかに閉弁状態に移行させることができる。また、遮断弁１が閉弁状態にあるときには、第一弾性部材２２の付勢力が、弁体３０を隔壁１２に押圧するため、弁箱１０における油の流通を好適に遮断することができる。

（１０）また、第一弾性部材２２を第一シリンダ２０に収容している。このため、第一弾性部材２２にホコリや油汚れが付着することを抑制することができる。また、遮断弁１が作動する際、第一弾性部材２２に起因する騒音の発生を抑制することができる。さらに、第一弾性部材２２が外部に露出していた場合、作業者が誤って触れるおそれがあったが、本実施形態によれば、第一弾性部材２２は第一シリンダ２０に収容されているため、作業者が誤って触れてしまうことを抑制することができる。

（１１）また、弁体３０と緩衝部材３３とを異なる素材から形成しているため、これらの間に金属間焼付きが発生することを抑制することができる。

（１２）また、フランジ１８と弁蓋１１との間にガスケットシート１６とＯリング１５とを配設することで、弁箱１０と弁蓋１１との間の液密性を向上させているため、フランジ１８の外径を従来よりも小さくし、小型化することができる。

（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる遮断弁１は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記実施形態では、弁体３０が閉弁状態となるまで、ガス供給路６０と加圧室２４とは連通しないようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図２に二点鎖線にて示す連通部６１ａのように、ロックピン５１が解除され、ピストン２１が鉛直方向下方に移動し始めた後、弁体３０が閉弁状態となる前に、ガス供給路６０と加圧室２４とを連通する位置に設けてもよい。本発明によれば、ロックピン５１が解除された後に加圧室２４に供給される圧縮ガスの押圧力によって、第一ピストン２１をすみやかに鉛直方向下方へ移動させることができる。

・上記実施形態および上記変形例では、連通部６１によって、加圧室２４とガス供給路６０との連通状態を制御するようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、加圧室２４とガス供給路６０との間に、作業者が手動で開閉することができる開閉弁を設けてもよい。

・上記実施形態では、弁体３０に案内翼３１が形成されることとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、弁体３０から案内翼３１を省略してもよい。本変形例においても、上記作用効果（１）〜（７）、（９）、（１０）を奏することはできる。

・上記実施形態では、弁体横幅３０ａが弁体縦幅３０ｂの１２５〜２００％となるように設定し、弁体３０が直接隔壁１２に着座するようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。弁体３０の縦横比を従来の弁体と同様の値に設定するとともに、従来と同様に、弁座１１２および弁座ガイド１１５を隔壁１１１に設けるようにしてもよい。本変形例においても、上記作用効果（１）〜（３）、（５）、（６）、（８）〜（１０）を奏することはできる。

・上記実施形態では、第一弾性部材２２を第一シリンダ２０に収容するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、第一弾性部材２２を外部に露出してもよい。本変形例においても、上記作用効果（１）〜（８）、（１０）を奏することはできる。

・上記実施形態では、第一弾性部材２２を第一シリンダ２０に設けるようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、第一弾性部材２２を省略してもよい。本変形例によれば、遮断弁１をさらに小型化することができる。なお、このように第一弾性部材２２を省略しても、パッキン４２と弁棒４０との間に発生する摩擦力が小さいため、ロックピン５１が解除されると、遮断弁１は、弁棒４０の自重で閉弁状態に移行することができる。

・上記実施形態では、パッキン４２を使用するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、従来のように、パッキンを複数配設するようにしてもよい。この場合は、第一弾性部材２２を省略することなく、第一ピストン２１に配設することが望ましい。

・上記実施形態では、燃料油の流通を遮断する遮断弁１について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、潤滑油、またはその他の流体の流通を遮断するための遮断弁に応用してもよい。

・上記実施形態では、排出口を排出弁６２として構成し、開閉部を開閉弁６３として構成するようにしたが、本発明における排出口および開閉部は弁に限られるものではなく、開閉可能なものであればよい。

１…遮断弁
２…燃料貯蔵部
３…エンジン
４…タンク
５…制御室
１０…弁箱
１１…弁蓋
１２…隔壁
１３…流通路
１４…緩衝シート
１５…Ｏリング
１６…ガスケットシート
１７…開口部
１８…フランジ
１９…貫通孔
２０…第一シリンダ
２１…第一ピストン
２２…第一弾性部材
２３…ロック溝
２４…加圧室
３０…弁体
３１…案内翼
３２…ボールベアリング
３３…緩衝部材
３４…緩衝シート
４０…弁棒
４１…パッキン押さえ
４２…パッキン
４３…密封部
４４…開閉支持器
４３ｂ…凸部
４６…Ｏリング
５０…ロック機構
５１…ロックピン
５２…第二弾性部材
５３…第二シリンダ
６０…ガス供給路
６１…連通部
６２…排出弁
６３…開閉弁
７０…ハンドル伝動軸
７１…ハンドル車
７３…支柱
７３ａ…弁棒位置表示
７３ｂ…弁棒位置表示
８０…配管
８１…溝部
８２…溝部
８３…溝部
１１０…弁箱
１１１…隔壁
１１２…弁座
１１３…流通路
１１４…弁体
１１５…弁座ガイド
１１６…弁体棒足ガイド
１１７…密封パッキン
１１８…パッキン
１２０…弁蓋
１３０…弁棒
１４０…ばね
１５０…ロックピン

Claims (5)

1. 流体が流通する流通部を備えた弁本体と、前記流通部を閉塞して前記流通部における流体の流通を遮断することができる弁体と、前記流通部の鉛直方向上方に上下方向に移動可能に配置され、前記弁体を支持する弁棒と、前記弁棒をロックして前記流通部を流体が流通することができるよう維持するロック機構と、圧縮ガスを用いて前記弁棒を鉛直方向下方に押圧する加圧部と、前記加圧部に圧縮ガスを供給するガス供給部と、前記加圧部と前記ガス供給部との連通状態を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記ロック機構により前記弁棒がロックされているときには前記加圧部と前記ガス供給部とを遮断する一方、前記ロック機構による前記弁棒のロックが解除された後に、前記加圧部と前記ガス供給部とを連通する
   ことを特徴とする遮断弁。
2. 請求項１に記載の遮断弁であって、
   前記ガス供給部には、前記ロック機構が解除されたときに前記制御部に流入する圧縮ガスの流通する部位を開閉可能な開閉部と、前記開閉部が前記制御部に流入する圧縮ガスの流通する部位を閉塞した状態にあるときに、前記加圧部の圧縮ガスを排出することができる開閉可能な排出口とが設けられる
   ことを特徴とする遮断弁。
3. 流体が流通する流通部を形成する隔壁を備えた弁本体と、前記流通部を閉塞して前記流通部における流体の流通を遮断することができる弁体と、前記流通部の鉛直方向上方に上下方向に移動可能に配置され、前記弁体を支持する弁棒と、前記弁棒をロックして前記流通部を流体が流通可能な状態に維持するロック機構とを備え、
   前記弁体は、当該弁体の縦幅が当該弁体の横幅の１２５〜２００％であり、
   前記ロック機構によるロックが解除されると、前記弁棒に設けられた前記弁体が、前記隔壁に直接着座することにより前記流通部を閉塞する
   ことを特徴とする遮断弁。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の遮断弁であって、
   前記弁本体には、前記弁棒が貫通する貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔には、第一溝部および第二溝部が当該貫通孔の周方向に形成されており、
   前記第一溝部には密封部材が設けられるとともに、前記第二溝部にはＯリングが設けられており、
   前記密封部材は、前記第一溝部に流入した流体が流入可能な流入凹部と、前記流入凹部を形成する一対の密封部とを備え、前記密封部の外周には半円状の凸部が設けられており、
   前記流入凹部に流体が流入していないときには前記密封部のうち前記凸部のみが前記弁棒に接触する一方、前記流入凹部に流体が流入すると、前記密封部が前記貫通孔と前記弁棒とにそれぞれ密着して前記貫通孔と前記弁棒との隙間を密封する
   ことを特徴とする遮断弁。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の遮断弁であって、
   前記弁体には比翼が設けられており、
   前記弁体は、前記比翼が受ける前記流体の流圧によって回転可能となるように前記弁棒に設けられている
   ことを特徴とする遮断弁。

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