JP2015132273A - Valve with orifice - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オリフィス付きバルブに関する。 The present invention relates to a valve with an orifice.
従来、配管を流れる流体(気体および液体を含む)の流量を測定するために、貫通孔であるオリフィスが形成されたオリフィス板が配管内に配置される。オリフィス板を介して配管の上流側と下流側とに圧力計を設置し、両者の差圧から流体の流量を測定する。 Conventionally, in order to measure the flow rate of fluid (including gas and liquid) flowing through a pipe, an orifice plate in which an orifice that is a through hole is formed is arranged in the pipe. Pressure gauges are installed on the upstream side and downstream side of the piping through the orifice plate, and the fluid flow rate is measured from the differential pressure between the two.
貫通孔であるオリフィスに異物が付着すると、正確な流量測定が困難になるばかりか、そもそも流体が流れないという問題が生じる。
例えば、従来、バーナの燃焼ガスとして、石炭をコークス炉で乾留したときに得られるコークス炉ガスが用いられている。コークス炉ガスが流通する配管内のオリフィスに異物(例えば、コークス炉ガスから除去しきれなかったタールや、配管内に在ったゴミ)が付着した場合、所望の流量が得られず、バーナとしての機能を果たさない。
このような場合、ガスの流通を全体的に停止させた後に、オリフィス板付近の配管を解体し、オリフィスの異物を除去し、解体した配管を組み立てるという非常に煩雑な作業を要する。
If foreign matter adheres to the orifice which is a through hole, not only accurate flow rate measurement becomes difficult, but also a problem that the fluid does not flow in the first place occurs.
For example, conventionally, a coke oven gas obtained when carbon is carbonized in a coke oven is used as a burner combustion gas. If foreign matter (for example, tar that cannot be removed from the coke oven gas or dust in the piping) adheres to the orifice in the pipe through which the coke oven gas flows, the desired flow rate cannot be obtained and the burner Does not fulfill the function.
In such a case, after the gas flow is stopped as a whole, the piping near the orifice plate is disassembled, foreign matters in the orifice are removed, and the disassembled piping is assembled.
特許文献1には、「回動させることにより多孔オリフィス弁の各孔に挿入する挿入体をもつ異物除去板」を配管に設ける技術が開示されている([請求項1])。この技術によれば、「簡易にかつ、断水させることなく多孔オリフィス弁の異物が除去できる」とされている([0004])。
しかしながら、特許文献1の技術を採用した場合であっても、オリフィス板(特許文献1では「多孔オリフィス弁」)は配管内に在るため、オリフィスに異物が付着しているか否か、および、異物除去板によって異物が除去されたか否かについては、目視で確認できず、確認のためには配管の解体を要する。
However, even when the technique of
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、オリフィスに付着した異物の確認および除去を容易に行なえるオリフィス付きバルブを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a valve with an orifice capable of easily confirming and removing foreign matter adhering to the orifice.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、オリフィスが形成された弁体を、弁箱に形成した清掃用孔と相対できるようにすることで、この清掃用孔を介して、オリフィスに付着した異物の確認および除去が容易にできるようになることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have made the valve body in which the orifice is formed to be opposed to the cleaning hole formed in the valve box. As a result, it was found that foreign substances adhering to the orifice can be easily confirmed and removed, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(4)を提供する。
(1)流体の流路途中に配置され、流路方向に貫通した内部孔、および、上記内部孔と外部空間とを連通する清掃用孔を有する弁箱と、上記内部孔に配置され、流体の流量を測定するための貫通孔であるオリフィスを有する弁体と、上記弁箱の外部に配置されるハンドルを有し、上記ハンドルの操作に応じて、上記弁体を、上記オリフィスの貫通方向が流路方向と平行になる通常向きと、上記オリフィスが上記清掃用孔と相対する清掃用向きとに変位させる変位機構と、を備えるオリフィス付きバルブ。
(2)上記清掃用孔が、上記弁箱の相対する位置に2つ設けられている、上記(1)に記載のオリフィス付きバルブ。
(3)上記弁体としてボール弁体を有するボールバルブであって、上記ボール弁体は、相対する一対の端面どうしを連通するように内部がくりぬかれ、当該くりぬかれた内部の中央位置に、上記オリフィスが中心に形成された円板状のオリフィス板が設けられている、上記(1)または(2)に記載のオリフィス付きバルブ。
(4)上記弁体としてボール弁体を有するボールバルブであって、上記ボール弁体は、相対する一対の端面から、中心位置に形成された上記オリフィスに向けて次第に内径が絞られる縮径構造を有する、上記(1)または(2)に記載のオリフィス付きバルブ。
That is, the present invention provides the following (1) to (4).
(1) A valve box that is disposed in the middle of the fluid flow path and has an internal hole that penetrates in the flow path direction, a cleaning hole that communicates the internal hole and the external space, and a fluid that is disposed in the internal hole. A valve body having an orifice, which is a through hole for measuring the flow rate of the valve, and a handle disposed outside the valve box, and the valve body is inserted in the direction of penetration of the orifice according to the operation of the handle. A valve with an orifice comprising: a normal direction parallel to the flow path direction; and a displacement mechanism that displaces the orifice in a cleaning direction opposite to the cleaning hole.
(2) The valve with an orifice according to the above (1), wherein two cleaning holes are provided at positions opposite to the valve box.
(3) A ball valve having a ball valve body as the valve body, wherein the ball valve body is hollowed so that a pair of opposed end faces communicate with each other, The valve with an orifice according to (1) or (2), wherein a disc-shaped orifice plate having the orifice at the center is provided.
(4) A ball valve having a ball valve body as the valve body, wherein the ball valve body has a reduced diameter structure in which an inner diameter is gradually reduced from a pair of opposed end faces toward the orifice formed at a central position. The valve with an orifice according to the above (1) or (2).
本発明によれば、オリフィスに付着した異物の確認および除去を容易に行なえるオリフィス付きバルブを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the valve | bulb with an orifice which can perform confirmation and removal of the foreign material adhering to an orifice easily can be provided.
まず、図1に基づいて、本発明のオリフィス付きバルブ101を配管設備1に適用した一例を説明する。
なお、以下の説明では、流体であるコークス炉ガスが流通する配管設備1の例を示すが、流体としては、コークス炉ガスに限定されず、それ以外の気体または液体であってもよいことはいうまでもない。
First, an example in which the
In addition, in the following description, although the example of the
図1は、配管設備1を示す模式図である。配管設備1は配管2を有する。配管2は、流体であるコークス炉ガスの流路を形成しており、コークス炉ガスは、図1中に矢印で示す方向に流通している。
一対のバルブ5で区切られた配管2の途中には、複数本のバーナ3が設けられ、バーナ3の先端からは、コークス炉ガスを燃焼させた炎4が噴出している。バーナ3の配管2の途中には、コークス炉ガスの流量を測定するためのオリフィス付きバルブ101が設けられている。すなわち、オリフィス付きバルブ101を介して、バーナ3の配管2の上流側と下流側とには、圧力計(図示せず)が設置されており、両者の差圧からコークス炉ガスの流量が測定できるようになっている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
A plurality of burners 3 are provided in the middle of the
ところで、図1では、左から2つ目のバーナ3の炎4が他よりも弱くなっている。これは、オリフィス付きバルブ101の後述するオリフィス152に異物が付着したことにより、他のバーナ3よりもコークス炉ガスの流量が低下しているためと考えられる。ここで、異物とは、例えば、コークス炉ガスから除去しきれなかったタール、配管2の内部にもともと存在していたゴミ等である。
従来であれば、このような異物の付着は目視で確認できず、また、異物を取り除くためには配管2を分解する必要があったが、本発明によれば、分解することなく、容易に異物の確認および除去を行なえる。
By the way, in FIG. 1, the flame 4 of the 2nd burner 3 from the left is weaker than others. This is presumably because the flow rate of coke oven gas is lower than that of the other burners 3 due to foreign matter adhering to the
Conventionally, such adhesion of foreign matter could not be visually confirmed, and it was necessary to disassemble the
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
[第1の実施形態]
まず、図2〜図6に基づいて、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態は、ボール弁体151を有するボールバルブ101への適用例である。
図2は、ボール弁体151が通常向きに変位した状態である第1の実施形態のボールバルブ101を示す外観図である。図3は、図2の水平断面図である。図4は、図2の垂直断面図である。図3においては、一部の部材は断面視しないで図示している。
なお、ボール弁体151が通常向きに変位した状態とは、後述するオリフィス152の貫通方向が、図中矢印で示す流路方向と平行になった状態を意味する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. The first embodiment is an application example to a
FIG. 2 is an external view showing the
Note that the state in which the
ボールバルブ101は、配管2(図1参照)の途中に配置されて配管2に接続する弁箱121と、弁箱121内の弁体であるボール弁体151と、ボール弁体151を変位させる変位機構(ハンドル181、弁棒182、係止片183、ストッパ184a、ストッパ184b)と、後述するOリング191と、を主体に構成されている。
なお、ボールバルブ101のバルブ機能に関する構成や作用については、従来公知のボールバルブと何ら変わるものではない。
The
Note that the configuration and operation of the ball function of the
図3および図4に示すように、弁箱121の内部には、流路方向に貫通した内部孔122が形成されている。
図4に示すように、弁箱121を構成する壁体には、内部孔122と外部空間とを連通する清掃用孔123が貫通形成されている。清掃用孔123の詳細については後述するが、本実施形態では、一対の清掃用孔123が、相対する位置に形成され、流路方向と直交する方向に並んでいる。また、本実施形態では、弁箱121の外面に、管状部材である清掃用管124が、清掃用孔123に接続して突出形成されている。清掃用管124には、流体漏洩を防止する等の観点から、開閉自在なコックや盲キャップ等(図示せず)が設けられていてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, an
As shown in FIG. 4, a
図3および図4に示すように、弁箱121の内部孔122には、ボール弁体151が配置されている。ボール弁体151は、相対する一対の端面どうしを連通するように内部がくりぬかれた球状の部材であり、くりぬかれた内部の中央位置に、円板状のオリフィス板153が一体成形されている。オリフィス板153の中心には、流量測定に用いるオリフィス152が貫通形成されている。オリフィス152の孔径は、特に限定されず、所望する流量等に応じて適宜設定される。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図3に示すように、ボール弁体151には、オリフィス152の貫通方向と直交する軸方向の弁棒182が、固定的に接続している。弁棒182の軸方向は、内部孔122の貫通方向(流路方向)と直交し、かつ、一対の清掃用孔123の並列方向とも直交している。弁棒182の一端は、弁箱121の外部に突出して、弁箱121の外部に配置されたハンドル181と固定的に接続している。このため、ハンドル181の回動操作に応じて弁棒182が回動し、弁棒182の回動と連動して、ボール弁体151も、弁棒182の軸周り方向に回動する。
As shown in FIG. 3, an
図2に示すように、弁箱121の外面には、弁棒182を中心に90度の角度を形成する位置に、ストッパ184aおよびストッパ184bが固定的に設けられている。ハンドル181には、係止片183が固定的に設けられている。ハンドル181の回動操作に応じて、係止片183がストッパ184aまたはストッパ184bに当接する。この当接により、ハンドル181は、それ以上の回動操作が規制され、これに伴い、ボール弁体151も回動規制される。
As shown in FIG. 2, a
一方のストッパ184aは、ボール弁体151を通常向きで停止させる位置に設けられている。他方のストッパ184bは、後述する図5〜図6に示すように、ボール弁体151を清掃用向きで停止させる位置に設けられている。
One
図5は、ボール弁体151が清掃用向きに変位した状態である第1の実施形態のボールバルブ101を示す外観図である。図6は、図5の垂直断面図である。
なお、ボール弁体151が清掃用向きに変位した状態とは、オリフィス152が清掃用孔123と相対した状態を意味する。
FIG. 5 is an external view showing the
The state in which the
図6に示すように、本実施形態では、ボール弁体151が清掃用向きに変位した状態になることで、ボール弁体151の外壁面によって、弁箱121の内部孔122が閉塞され、流体であるコークス炉ガスがせき止められる。
このとき、内部孔122を形成する弁箱121の内壁面とボール弁体151との隙間には、一対のOリング191が設けられている。Oリング191によって、流体の進入がより防止される。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the
At this time, a pair of O-
図6に示すように、ボール弁体151が清掃用向きに変位した状態では、オリフィス152が、清掃用孔123および清掃用管124と相対している。このため、清掃用孔123から正対するオリフィス152の状態を直接目視でき、また、清掃用孔123から長尺の部材を導入してオリフィス152に到達させることができる。
As shown in FIG. 6, the
このような構成において、配管2にコークス炉ガスを流通させてバーナ3から炎4を噴出させるためには、ハンドル181を回動操作して、係止片183をストッパ184aに当接させて、ボール弁体151を通常向きに位置付ける(図2〜図4)。通常向きでは、ボールバルブ101に到達したコークス炉ガスが、オリフィス152を通過し、バーナ3の先端で燃焼されて炎4となる。このとき、必要に応じて、ボールバルブ101の上下流側に配置された圧力計(図示せず)を用いて、コークス炉ガスの流量を測定する。
In such a configuration, in order to circulate the coke oven gas through the
ところで、コークス炉ガスの流通を継続していると、ボールバルブ101のオリフィス152に異物が付着し、この異物の付着によりオリフィス152が閉塞されて、コークス炉ガスの流量が低下し、所望の流量を満たさなくなる場合がある。この場合、バーナ3から噴出する炎4が弱くなり、バーナ3としての機能を果たさない。
By the way, if the distribution of the coke oven gas is continued, foreign matter adheres to the
従来であれば、オリフィス152に付着した異物は目視で確認できず、また、異物を取り除くためには配管2等を分解する必要があった。
しかしながら、本実施形態では、このような場合、ハンドル181を回動操作して、係止片183をストッパ184bに当接させて、ボール弁体151を清掃用向きに位置付ける(図5〜図6)。ボール弁体151を清掃用向きに位置付けることで、清掃用孔123から、正対するオリフィス152を直接目視でき、異物の付着を確認できる。
そして、清掃用孔123から異物の付着を確認したならば、例えば、長尺の清掃用部材(図示せず)を、一方の清掃用管124から導入し、異物の付着したオリフィス152に到達させる。
Conventionally, the foreign matter adhering to the
However, in this embodiment, in such a case, the
If it is confirmed that foreign matter has adhered from the
このとき、清掃用部材の先端が、例えばカギ状等であれば、この先端で異物をすくい上げて、異物を除去できる。この場合、清掃用孔123は1個だけ形成されていればよい。
At this time, if the tip of the cleaning member has a key shape, for example, the foreign matter can be scooped up by this tip to remove the foreign matter. In this case, only one
また、図6に示すように、2個の清掃用孔123が相対位置に形成されていれば、清掃用部材の先端は、カギ状等ではなく、単なる棒状であってよい。この場合、棒状の清掃用部材を、上方の清掃用孔123から導入し、その先端で、オリフィス152に付着した異物を押し落とし、下方の清掃用孔123から系外に排出できる。
1個だけ形成された清掃用孔123から異物をすくい上げる場合には、すくい上げる際に異物を落として、異物を系内に残存させてしまう可能性がある。しかし、2個の清掃用孔123が相対位置に設けられている場合には、すくい上げる等の作業を要さずに、棒状の清掃用部材だけで、容易に異物を系外に排出できる。
なお、棒状の清掃用部材で異物を押し落として系外に排出するためには、図6に示すように、2個の清掃用孔123の並列方向が、鉛直方向であるのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 6, if the two cleaning
When scooping up foreign matter from the
In addition, in order to push out foreign matter with a rod-shaped cleaning member and discharge it out of the system, it is preferable that the parallel direction of the two cleaning
[第2の実施形態]
次に、図7に基づいて、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態も、第1の実施形態と同様に、ボールバルブ101への適用例である。第1の実施形態と同一の部分は同じ符号を用い、説明も省略する。
図7は、ボール弁体151が清掃用向きに変位した状態である第2の実施形態のボールバルブ101を示す垂直断面図である。
第2の実施形態が、第1の実施形態と主に異なる点は、ボール弁体151の形状である。すなわち、第2の実施形態のボール弁体151は、円板状のオリフィス板153(図6等参照)を有さない代わりに、相対する一対の端面から、中心に位置付けられたオリフィス152に向けて次第に内径が絞られる縮径構造154を有する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described based on FIG. Similarly to the first embodiment, the second embodiment is an application example to the
FIG. 7 is a vertical sectional view showing the
The main difference between the second embodiment and the first embodiment is the shape of the
第2の実施形態においても、2個の清掃用孔123が相対位置に形成されていることが好ましいが、2個の清掃用孔123の並列方向は鉛直方向ではなく、例えば図7に示すように、水平方向であってもよい。2個の清掃用孔123の並列方向が水平方向の場合、第2の実施形態では、一方の清掃用孔123から導入した清掃用部材の先端で、オリフィス152に付着した異物を押し落とすと、異物は、縮径構造154が形成する傾斜を滑落し、他方の清掃用孔123から系外に排出される。
このとき、清掃用孔123の内径が小径すぎると、滑落してきた異物をせき止めてしまい、系外に排出されにくい可能性がある。このため、少なくとも、ボール弁体151の端面と対峙する清掃用孔123の内径は、ボール弁体151の端面と同径以上が好ましい。
Also in the second embodiment, it is preferable that the two cleaning
At this time, if the inner diameter of the
なお、第1および第2の実施形態では、ボールバルブへの適用例を示したが、いわゆるバタフライバルブ(図示せず)であってもよい。
しかしながら、オリフィス付きバルブ101がバタフライバルブである場合、オリフィス152を有する弁体(図示せず)を、上述した清掃用向きに変位させても、内部孔122が閉塞されない。内部孔122が閉塞されないと、流体であるコークス炉ガスを止められず、清掃用作業に支障が出たり安全上の問題が生じたりする可能性がある。
このため、バタフライバルブの場合には、バーナ3の配管2を区切る一対のバルブ5を閉状態にした後に、弁体を清掃用向きに変位させる必要が生じ得る。バルブ5を閉状態にするとコークス炉ガスの流通が止まるため、一対のバルブ5で区切られた配管2から分岐するバーナ3の炎4は全て消えることになり、好ましくない場合がある。
これに対して、第1および第2の実施形態のボールバルブ101では、ボール弁体151の回動のみで内部孔122を閉塞できるため、バルブ5を閉状態にすることなく、所望のボールバルブ101のみを清掃できる。この場合、清掃するボールバルブ101が接続したバーナ3の炎4は消えるが、その他のバーナ3の炎4は維持されるため、好ましい。
In the first and second embodiments, the application example to the ball valve is shown, but a so-called butterfly valve (not shown) may be used.
However, when the
For this reason, in the case of a butterfly valve, it may be necessary to displace the valve body in a cleaning direction after closing the pair of valves 5 that divide the
On the other hand, in the
以上説明したように、本発明によれば、オリフィス152に付着した異物の確認および除去を容易に行なえる。
また、特許文献1の異物除去板は、配管内に設置され、かつ、可動式であるため、異物除去板そのものが異物付着により可動しなくなるおそれがあり、異物除去板自体のメンテナンスも必要となる。しかしながら、本発明では、オリフィス152の異物を除去するための可動式の部材は存在しないため、メンテナンスは不要である。
As described above, according to the present invention, the foreign matter adhering to the
Moreover, since the foreign substance removal plate of
1:配管設備
2:配管
3:バーナ
4:炎
5:バルブ
101:ボールバルブ(オリフィス付きバルブ)
121:弁箱
122:内部孔
123:清掃用孔
124:清掃用管
151:ボール弁体(弁体)
152:オリフィス
153:オリフィス板
154:縮径構造
181:ハンドル(変位機構)
182:弁棒(変位機構)
183:係止片(変位機構)
184a:ストッパ(変位機構)
184b:ストッパ(変位機構)
191:Oリング
1: Piping equipment 2: Piping 3: Burner 4: Flame 5: Valve 101: Ball valve (orifice valve)
121: Valve box 122: Internal hole 123: Cleaning hole 124:
152: Orifice 153: Orifice plate 154: Reduced diameter structure 181: Handle (displacement mechanism)
182: Valve stem (displacement mechanism)
183: Locking piece (displacement mechanism)
184a: Stopper (displacement mechanism)
184b: Stopper (displacement mechanism)
191: O-ring
Claims (4)
前記内部孔に配置され、流体の流量を測定するための貫通孔であるオリフィスを有する弁体と、
前記弁箱の外部に配置されるハンドルを有し、前記ハンドルの操作に応じて、前記弁体を、前記オリフィスの貫通方向が流路方向と平行になる通常向きと、前記オリフィスが前記清掃用孔と相対する清掃用向きとに変位させる変位機構と、
を備えるオリフィス付きバルブ。 An internal hole that is disposed in the middle of the fluid flow path and penetrates in the flow path direction; and a valve box having a cleaning hole that communicates the internal hole and the external space;
A valve body that is disposed in the internal hole and has an orifice that is a through hole for measuring the flow rate of the fluid;
A handle disposed outside the valve box, and in response to the operation of the handle, the valve body is in a normal direction in which the direction of penetration of the orifice is parallel to the flow path direction, and the orifice is used for the cleaning. A displacement mechanism that displaces the cleaning direction opposite the hole;
A valve with an orifice.
前記ボール弁体は、相対する一対の端面どうしを連通するように内部がくりぬかれ、当該くりぬかれた内部の中央位置に、前記オリフィスが中心に形成された円板状のオリフィス板が設けられている、請求項1または2に記載のオリフィス付きバルブ。 A ball valve having a ball valve body as the valve body,
The ball valve body is hollowed out so that a pair of opposing end faces communicate with each other, and a disc-shaped orifice plate having the orifice formed at the center is provided at the center of the hollowed inside. The valve with an orifice according to claim 1 or 2.
前記ボール弁体は、相対する一対の端面から、中心位置に形成された前記オリフィスに向けて次第に内径が絞られる縮径構造を有する、請求項1または2に記載のオリフィス付きバルブ。 A ball valve having a ball valve body as the valve body,
The valve with an orifice according to claim 1 or 2, wherein the ball valve body has a reduced diameter structure in which an inner diameter is gradually reduced from a pair of opposed end faces toward the orifice formed at a central position.
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