JP2016223607A

JP2016223607A - 四方弁プラグバルブ構造

Info

Publication number: JP2016223607A
Application number: JP2015113109A
Authority: JP
Inventors: 小林　紘一; Koichi Kobayashi; 紘一小林
Original assignee: KVC CO Ltd
Current assignee: KVC CO Ltd
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2016-12-28

Abstract

【課題】円錐プラグの一定の回転によりバルブ本体のガス流入口を閉塞した状態でエア流入口の開閉を行うことができる四方弁プラグバルブ構を提供する。
【解決手段】本発明に係る四方弁プラグバルブ構造Ａは、少なくとも円錐プラグ５５の流入開口部５８の幅員をバルブ本体２のガス流入口５よりも幅狭とし、円錐プラグの回転により円錐プラグの流入開口部の一側縁がガス流入口から完全離反しガス流入口を閉塞した状態において円錐プラグの流入開口部の他側縁はエア流入口１１に到達せず、エア流入口閉塞状態となるように構成したことにより、円錐プラグの回転によりバルブ本体のガス流入口とエア流入口とがいずれも同時に閉塞される状態を生起するように構成したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、円錐のプラグに楕円形の孔をあけてハンドル回転により流体の流れを全開全閉する四方弁プラグバルブの構造に関する。

従来、プラグバルブは二方弁構造を基本としており、バルブ本体内に円錐プラグを滑動回転自在に収納し、円錐プラグに左右直線方向の流入開口部と流出開口部を形成し、各開口部をバルブ本体の流入口と流出口にそれぞれ符合させてバルブ本体の流路の全開・全閉動作を行うように構成されている。

かかるプラグバルブは円錐型いわゆるテーパー形をしてテフロンスリーブ(テフロンは登録商標)内で無潤滑で使用するように構成されており、コックハンドルを所定角度回転することにより全開全閉できるように構成されており、かかる特徴を生かして製鉄所等ではコークス炉からのガスの流路の開閉用に使用されている。

しかし、流通するガスはコークス炉からの多様のダストが含まれているためプラグバルブ内の円錐プラグ間の流路や開口部端縁にダストが付着してバルブ回動操作に支障を来たすことがある。

そこで、二方弁プラグバルブ構造に関わらず、バルブ本体内の直線流路に交差してエア流路を形成し、四方弁構造のプラグバルブ構造としている。そして、時々、バルブ本体の流入口と流出口に符合した円錐プラグを回転して円錐プラグの流入開口部と流出開口部をエア流路に臨ませて符合状態とし、エア配管からエアを送気し円錐プラグに付着ダストを圧風により除去する作業を行う。

かかるエアによるダスト除去作業を行うに際しては、バルブ本体内の円錐プラグを回転して円錐プラグの流入開口部と流出開口部をエア流路に臨ませる準備作業を完了し、その都度エア配管のコックを開放して円錐プラグにエアを圧送してダストの除去を行う。ダスト除去作業が終了した後には、エア配管のコックを閉止してエア圧送を停止し、次いで円錐プラグを回転して元のバルブ本体流路位置に臨ませて、ガス流通を可能とする。

かかる流路切換え作業を可能とするためにはプラグバルブ構造を円錐構造としてガス流路形成の二方弁流路と、エア流路形成の二方弁流路とがバルブ本体で直角に交差する四方弁構造としておくことが前提となる。

特表平１１−５１３７７９号公報

かかるプラグバルブの四方弁構造においてガス流通及びエア圧送を行うためには、ガス流通時はエア流通のコック閉止操作を完全に行い、エア圧送時にはガス流路のプラグバルブ全閉操作を完全に行うと共にエア流通のコック開放操作を完全に行わねばならない。このようにエア清掃毎にガス流路の完全なバルブ操作とエア流路のコックの開閉操作を行うことは極めて繁雑であり、特に分岐した多数のガス流通路に多数のプラグバルブを介設したガス流路構造においては、かかるエアコックの開閉操作作業には多大の労力を要する。

このようにガス流路とエア流路においては、一方の流路の閉止作動と他方の流路の開放作動とは円錐プラグの回転操作により交互に行われるために、例えば円錐プラグの回転作動が不充分で一方の流路の閉止が完全に行われない状態で他方の流路が開放されているとガス流通とエア流通とが混在して充分なエア清掃が行えない不都合を生じる。

従って、両方の流路の切換時には両流路の完全な開閉操作を細心の注意を払って確認しつつバルブ操作を行わなければならず、多大の労力を要する欠点があった。

この発明は、バルブ本体内に円錐プラグを滑動回転自在に収納し、バルブ本体のガス流入口とガス流出口とにより仮想ガス流路を形成し、円錐プラグの流入開口部と流出開口部とによりプラグ内流路を形成し、バルブ本体のエア流入口とエア流出口とにより仮想エア流路を形成し、仮想エア流路は仮想ガス流路と直交する方向に形成することによりバルブ本体を四方弁構造とし、円錐プラグの回動操作により流入開口部と流出開口部がバルブ本体のガス流入口及びガス流出口並びにエア流入口及びエア流出口にそれぞれ符合する構造としたプラグバルブ構造において、少なくとも円錐プラグの流入開口部の幅員をバルブ本体のガス流入口よりも幅狭とし、円錐プラグの回転により円錐プラグの流入開口部の一側縁がガス流入口から完全離反しガス流入口を閉塞した状態において円錐プラグの流入開口部の他側縁はエア流入口に到達せず、エア流入口閉塞状態となるように構成したことにより、円錐プラグの回転によりバルブ本体のガス流入口とエア流入口とがいずれも同時に閉塞される状態を生起するように構成したことを特徴とする四方弁プラグバルブ構造に関する。

また、円錐プラグの流入開口部の幅員は仮想ガス流路のガス流入口の幅員の約２分の１としたことにも特徴を有する。

また、仮想ガス流路におけるガス流入口の左右幅員は、バルブ本体と円錐プラグとの間に介在させた円錐スリーブ内周壁に開口したスリーブガス流入孔の左右幅員としたことにも特徴を有する。

この発明によれば、バルブ本体内に円錐プラグを滑動回転自在に収納し、バルブ本体のガス流入口とガス流出口とにより仮想ガス流路を形成し、円錐プラグの流入開口部と流出開口部とによりプラグ内流路を形成し、バルブ本体のエア流入口とエア流出口とにより仮想エア流路を形成し、仮想エア流路は仮想ガス流路と直交する方向に形成することによりバルブ本体を四方弁構造とし、円錐プラグの回動操作により流入開口部と流出開口部がバルブ本体のガス流入口及びガス流出口並びにエア流入口及びエア流出口にそれぞれ符合する構造としたプラグバルブ構造において、少なくとも円錐プラグの流入開口部の幅員をバルブ本体のガス流入口よりも幅狭とし、円錐プラグの回転により円錐プラグの流入開口部の一側縁がガス流入口から完全離反しガス流入口を閉塞した状態において円錐プラグの流入開口部の他側縁はエア流入口に到達せず、エア流入口閉塞状態となるように構成したことにより、円錐プラグの回転によりバルブ本体のガス流入口とエア流入口とがいずれも同時に閉塞される状態を生起するように構成したことで、バルブ本体内や円錐プラグのプラグ内流路のエア清掃を行う場合は、円錐プラグの流入開口部がバルブ本体のガス流入口から離反するように円錐プラグを回転操作する。

この際、円錐プラグの流入開口部はバルブ本体のエア流入口に到達していないため円錐プラグによりバルブ本体のガス流入口もエア流入口も閉塞された状態となる。この状態で更に円錐プラグを回転するとバルブ本体のガス流入口は閉塞されたまま徐々にバルブ本体のエア流入口が円錐プラグの流入開口部と符合してエア流入口はプラグ内流路と連通する。従って、エアの圧入操作を行えば円錐プラグのプラグ内流路等に付着したスラグ等の粉塵を除去してエア清掃を行うことができる。

エア清掃終了後に円錐プラグを元の位置に除去回動すれば、円錐プラグの流入開口部はエア流入口から離反しエア流入口を閉塞するものの、まだ流入開口部はエア流入口にも到達してないためエア流入口も閉塞状態となり清掃用エアはバルブ本体内に進入できなくなる。更に円錐プラグを回転すると、円錐プラグの流入開口部がバルブ本体のガス流入口に符合して、ガスは円錐プラグを介してバルブ本体内を流通することができる。

従って、バルブ本体内のエア清掃時にバルブ本体内の仮想エア流路に介設したエアコックを開いたり閉じたりする必要がなく、円錐プラグの一定の回転によりバルブ本体のガス流入口を閉塞した状態でエア流入口の開閉を行うことができ、仮想エア流路の開閉コックを別途設けてエア清掃時毎にコック操作を行う必要がなく多数のコック操作の労力を省力化できる効果がある。

（ａ）は本実施形態に係る円錐プラグの部分断面を示した正面図で、（ｂ）は部分断面を示した側面図である。（ａ）は本実施形態に係る円錐スリーブの正面透視図で、（ｂ）は平面透視図で、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図で、（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図である。（ａ）は本実施形態に係る四方弁プラグバルブの断面図で、（ｂ）は右側面図である。（ａ）は本実施形態に係る四方弁プラグバルブの平面図で、（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図で、（ｃ）は（ｂ）における円錐プラグを９０°回動させた図である。（ａ）は仮想ガス流路の全開状態を示す断面図で、（ｂ）は半開状態を示す断面図で、（ｃ）は全閉状態を示す断面図である。

本発明に係る四方弁プラグバルブ構造Ａは、バルブ本体２内に円錐プラグ５５を滑動回転自在に収納し、バルブ本体２のガス流入口５とガス流出口５´とにより仮想ガス流路４を形成し、円錐プラグ５５の流入開口部５８と流出開口部５９とによりプラグ内流路５７を形成し、バルブ本体２のエア流入口１１とエア流出口１１´とにより仮想エア流路１０を形成し、仮想エア流路１０は仮想ガス流路４と直交する方向に形成することによりバルブ本体２を四方弁構造とし、円錐プラグ５５の回動操作により流入開口部５８と流出開口部５９がバルブ本体２のガス流入口５及びガス流出口５´並びにエア流入口１１及びエア流出口１１´にそれぞれ符合する構造とした四方弁プラグバルブ構造Ａにおいて、少なくとも円錐プラグ５５の流入開口部５８の幅員Ｗ１をバルブ本体２のガス流入口５よりも幅狭とし、円錐プラグ５５の回転により円錐プラグ５５の流入開口部５８の一側縁６０ａがガス流入口から完全離反しガス流入口５を閉塞した状態において円錐プラグ５５の流入開口部５８の他側縁６０ｂはエア流入口１１に到達せず、エア流入口閉塞状態となるように構成したことにより、円錐プラグ５５の回転によりバルブ本体２のガス流入口５とエア流入口１１とがいずれも同時に閉塞される状態を生起するように構成したことを特徴とする。

すなわち、バルブ本体２内のエア清掃時にバルブ本体２内の仮想エア流路１０に介設したエアコック（図示せず）を開いたり閉じたりする必要がなく、円錐プラグ５５の一定の回転によりバルブ本体２のガス流入口５を閉塞した状態でエア流入口１１の開閉を行うことができ、仮想エア流路１０の開閉コックを別途設けてエア清掃時毎にコック操作を行う必要がなく多数のコック操作の労力を省力化できる四方弁プラグバルブ構造Ａの提供を図ろうとするものである。

以下、本発明に係る四方弁プラグバルブ構造Ａの実施形態について図面を参照しながら説明する。また、本説明中において左右同一又は左右対称の構造等については、原則として同一の符号を付し、左右何れか一方のみを説明して、他方については説明を適宜省略する。

[実施形態]
本発明の一実施形態に係る四方弁プラグバルブ構造Ａは図１〜図４に示すように、バルブ本体２に形成された仮想ガス流路４中に、バルブ本体２と一体接合された円錐スリーブ７０を有し、円錐スリーブ７０には円錐プラグ５５を収容している。また、バルブ本体２内では仮想ガス流路４が円錐プラグ５５に臨む開口部となるガス流入口５と円錐スリーブ７０に形成されたスリーブガス流入孔７１と円錐プラグ５５に形成された流入開口部５８とが連通するように構成している。

すなわち、図４（ｂ）に示すように、円錐プラグ５５の回動により流入開口部５８を仮想ガス流路４に臨ませることで、仮想ガス流路４は円錐プラグ５５に形成された縦長の楕円形のプラグ内流路５７と連通して左右に直線状の流路をなす。

そして、バルブ本体２内に滑動回転自在に収納した円錐プラグ５５において、楕円形の流入開口部５８の左右の幅員Ｗ１はガス流入口５の左右幅員Ｗ３より狭く形成している。具体的には、円錐プラグ５５の流入開口部５８の幅員Ｗ１はガス流入口５の幅員Ｗ３の約２分の１としている。

更に、ガス流入口５の左右幅員Ｗ３は、バルブ本体２と円錐プラグ５５との間に介在させた円錐スリーブ７０内周壁７３に開口したスリーブガス流入孔７１の左右幅員Ｗ２と同幅に形成している。

また、バルブ本体２には、仮想ガス流路４と直交する方向に仮想エア流路１０を形成し四方弁構造をなしている。

仮想エア流路１０中には円錐プラグ５５が位置し、バルブ本体２内では仮想エア流路１０が円錐プラグ５５に臨む開口部となるエア流入口１１と円錐スリーブ７０に形成されたスリーブエア流入孔７２と円錐プラグ５５に形成された流入開口部５８とが連通するように構成している。

すなわち、図４（ｃ）に示すように、円錐プラグ５５の回動により流入開口部５８を仮想エア流路１０に臨ませることで、仮想エア流路１０は円錐プラグ５５に形成された縦長の楕円形のプラグ内流路５７と連通して前後に直線状の流路をなす。

このように、本発明の一実施形態に係る四方弁プラグバルブ１は、仮想ガス流路４と仮想エア流路１０を備えることで、円錐プラグ５５の一定の回転によりバルブ本体２のガス流入口５を閉塞した状態でエア流入口１１の開閉を行うことができるように構成している。

また、四方弁プラグバルブ１は、バルブ本体２と、ボンネット２５と、操作レバー４７と一体のステム４１と、で構成している。そして、バルブ本体２はガス配管部３と、エア配管部９とを備えている。ガス配管部３は、流体（スラリー等のゴミやスラッジが含有したものを含む）が流通する水平方向左右に貫通した仮想ガス流路４を形成し、エア配管部９は、エアが流通する水平方向前後に貫通し仮想ガス流路４と直交する仮想エア流路１０を形成しており、２つの流路４，１０が交差する空間には鉛直上方に開口する上プラグ受部１６と鉛直下方に凹状の下プラグ受部１７を形成し、この鉛直方向の空間をプラグ収容空間１５として円錐プラグ５５と円錐スリーブ７０を収容自在に構成している。

なお、プラグ収容空間１５に臨む仮想ガス流路４のガス流入口５は、図３（ｂ）に示すように縦長の楕円状に形成しており、プラグ収容空間１５に臨む仮想エア流路１０のエア流入口１１は円状に形成している。また、仮想エア流路１０を流通するエアは、エア配管部９と円錐プラグ５５のプラグ内流路５７を清掃するために圧送される。

また、図３（ａ）に示すように、上プラグ受部１６の開口からは円錐プラグ５５の上部をなすプラグ軸部６５が上方に向けて突出しており、この突出したプラグ軸部６５を、矩形板状のボンネット２５の中央部に穿設された上部挿通孔３０から更に上方に突出させつつボンネット２５により上プラグ受部１６の開口縁部を被覆している。

また、ボンネット２５上には、円錐プラグ５５のプラグ軸部６５と連結し円錐プラグ５５を回動自在とするハンドルとしての操作レバー４７が一体となったステム４１を配設している。従って、操作レバー４７の回動操作により円錐プラグ５５も回動する。

円錐プラグ５５は図１（ａ）、（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、プラグ本体部５６とプラグ軸部６５とで構成している。プラグ本体部５６には仮想ガス流路４を移動する流体と仮想エア流路１０を移動するエアが流通可能な縦長で楕円状のプラグ内流路５７を穿設している。このプラグ内流路５７の高さＨ１はバルブ本体２のガス流入口５の開口高さＨ３と略同高さに形成しており、左右方向の幅員Ｗ１は約２分の１に形成している。また、プラグ軸部６５の上端部には連結用雌ネジ孔６６を形成している。

円錐スリーブ７０は図２（ａ）〜（ｄ）、図４（ｂ）に示すように、仮想ガス流路４のガス流入口５と略同形状のスリーブガス流入孔７１と、仮想エア流路１０のエア流入口１１と略同形状のスリーブエア流入孔７２と、を有し、ガス流入口５とスリーブガス流入孔７１及びエア流入口１１とスリーブエア流入孔７２が連通状態となるようにプラグ収容空間１５内に接合すると共に、円錐スリーブ７０内に円錐プラグ５５を回動自在に収容している。

次に、各部の構造について図面を参照しながら更に具体的に詳述する。

図３（ａ）に示すように、バルブ本体２のガス配管部３は仮想ガス流路４の両端開口部６，６に各々雌ネジ８，８を螺設してガス配管継手部７，７を形成している。このガス配管継手部７には、端部に雄ネジが形成された別途の配管(図示せず)等が螺合され、流体が四方弁プラグバルブ１内を流通可能としている。

また、仮想ガス流路４は、プラグ収容空間１５と連通するガス流入口５及びガス流出口５´までの空間形状を、両端の各開口部６からガス流入口５及びガス流出口５´までの空間形状を正面断面視において高さＨ３が均一の矩形状に形成し、平面断面視においては図４（ｂ）に示すように各開口部６からガス流入口５及びガス流出口５´に向かって幅狭となるように形成している。

すなわち、バルブ本体２の両端の各開口部６からガス流入口５及びガス流出口５´までは高さ一定の幅狭で、プラグ収容空間１５と連通するガス流入口５及びガス流出口５´の開口形状が縦長の楕円状となるように形成しているため、四方弁プラグバルブ１を両端開口部６の開口面から視認すると図３（ｂ）に示すようになる。

バルブ本体２のエア配管部９は仮想エア流路１０の両端開口部１２，１２に各々雌ネジ１４，１４を螺設してエア配管継手部１３，１３を形成している。このエア配管継手部１３には、端部に雄ネジが形成された別途の配管(配管基部をＸとして図示)等が螺合され、エアが四方弁プラグバルブ１内を流通可能としている。

また、仮想エア流路１０は、エア配管継手部１３，１３を除いたときにプラグ収容空間１５と連通するエア流入口１１及びエア流出口１１´までの空間形状を水平方向に一様な円管状に形成している。なお、エア流入口１１及びエア流出口１１´の開口は円錐プラグ５５のプラグ内流路５７の開口である楕円状の流入開口部５８と流出開口部５９よりも小さく形成されている。

プラグ収容空間１５を形成する下プラグ受部１７は、平面視で同心円状となる凹凸部を形成し、収容される円錐プラグ５５の下端部に形成された嵌合凹部６１と摺動自在に嵌合してプラグ収容空間１５内での円錐プラグ５５の回動時のブレを防止している。具体的には図３（ａ）に示すように、下プラグ受部１７の底面１８の中央部を下方に凹状の有底円筒状としてプラグ軸受溝１９を形成すると共に、プラグ軸受溝１９と同軸となるように底面１８の外周縁部を凹状の有底円環状に形成したプラグ端部収容溝３８を形成している。

更に、プラグ端部収容溝３８の外側の内壁、すなわち、下プラグ受部１７の内周壁の上半部には円錐プラグ５５の外周面に摺接する円錐スリーブ７０の下端縁が収まる凹状の下スリーブ取付溝２０を全周に渡り形成している。

下プラグ受部１７をこのように形成することで、該部分に回動自在に嵌合される円錐プラグ５５の回動軸をなす軸部６２がプラグ軸受溝１９内に案内され、しかも、円錐プラグ５５の下端縁側の周壁６４がプラグ端部収容溝３８内に案内されて軸部６２を中心とした円錐プラグ５５の安定回動を可能とする。

プラグ収容空間１５を形成する上プラグ受部１６は、プラグ収容空間１５に収容される円錐プラグ５５の上部側を案内保持する部分であり、円錐プラグ５５の周壁６４と当接摺動する円錐スリーブ７０の外径と略同径の内径で形成された上プラグ挿通孔２１を形成している。

このように、上プラグ受部１６と下プラグ受部１７においては、円錐プラグ５５の周壁６４を円錐スリーブ７０により外嵌し保持することで円錐プラグ５５のスムーズな回動を可能としている。

また、開口する上プラグ挿通孔２１の開口縁部、すなわち、バルブ本体２の上面には、重設するボンネット２５との間で円錐プラグ５５の上面６７が摺動性を維持したまま仮想ガス流路４及び仮想エア流路１０と上部挿通孔３０との間をシーリングするように構成している。しかも、円錐プラグ５５の傾き調整を担う円環シート状のスペーサ２２を配設するためのスペーサ取付溝２３を上プラグ挿通孔２１の開口縁部に円環状に形成している。

また、バルブ本体２の上面には、スペーサ取付溝２３と同軸でボンネット２５の下底面に形成された底面外観視円状の嵌合凸部３１を外側から嵌合する円環状の突条部２４を形成している。

ボンネット２５は、カバー部２６とカバー部２６に囲繞された調整部３２とで構成している。カバー部２６は矩形板状に形成され、四隅においてボルト２７によりバルブ本体２と連結している。また、図４（ａ）に示すように、仮想ガス流路４の略直上となるカバー部２６の上面には仮想ガス流路４と平行で水平方向と直交する固定当接面２９を形成した位置決め用固定片２８を立設している。

この位置決め用固定片２８は、上方に重設するステム４１に形成された位置決め用移動片４５の移動当接面４６と固定当接面２９とが当接する位置で円錐プラグ５５の流入開口部５８が仮想ガス流路４中で全開となるように構成している。すなわち、位置決め用固定片２８は円錐プラグ５５の回動による全開状態を容易に操作可能とするストッパーとして機能する。

カバー部２６の下底面には、図３（ａ）に示すように、中央部に穿設された上部挿通孔３０と同軸の円環状の嵌合凸部３１を突設し、上述したバルブ本体２上面に形成された突条部２４と嵌合するように形成している。なお、嵌合凸部３１の下底面は後述するスペーサ２２を上方から押圧してスペーサ２２によるパッキン効果を向上させる。

調整部３２は上下両端開口の円筒状に形成し、上部を筒状部３３とし、下部においては筒状の外周面に円環状の鍔部３４を形成している。筒状部３３はカバー部２６の上部挿通孔３０の上部内径と略同径の外径を有し、鍔部３４を下方として上部挿通孔３０内に配設している。

また、筒状部３３と上部挿通孔３０との間には筒状部３３を囲繞する円環状のパッキン３５を介設して仮想ガス流路４及び仮想エア流路１０から万一漏れ出た流体等が四方弁プラグバルブ１の外部に流出しないように構成している。

また、筒状部３３の内径は円錐プラグ５５の上部外径と略同径で、円錐プラグ５５が調整部３２の内側で少ない抵抗で回動する程度に形成している。

また、鍔部３４は調整部３２の下端部でスペーサ２２を介して円錐プラグ５５の上面６７を適度に押圧して円錐プラグ５５の垂直方向のバランスを取るために使用される。具体的には、円環状の鍔部３４が平面視三等分となる位置においてカバー部２６を介して上方からセットスクリュー３６，３６，３６の先端部を進退操作して調整する。

すなわち、調整部３２の下端部とスペーサ２２と円錐プラグ５５の上面６７との間隙が略均一となるように調整して、円錐プラグ５５の回動時の抵抗に偏りがなく、しかも、仮想ガス流路４から万一漏れ出た流体が上部挿通孔３０内に流出し、更に、四方弁プラグバルブ１の外部に流出しないように構成している。

ステム４１は、ステム本体４２と操作レバー４７と連結ボルト４９とで構成している。ステム本体４２は、平面視略中央部において上下方向に貫通する軸連結孔４３を形成すると共に軸連結孔４３の中途部を水平方向から貫通する操作レバー挿貫孔４４を穿設している。また、ステム本体４２の下底面には、操作レバー挿貫孔４４の略直下において操作レバー挿貫孔４４の軸線方向と平行で水平方向に直交する平面で形成された移動当接面４６を備えた位置決め用移動片４５を垂設している。

操作レバー４７は、長尺の丸棒状で中央部に連結ボルト挿通孔４８を穿設している。従って、操作レバー挿貫孔４４に挿貫された操作レバー４７は、連結ボルト挿通孔４８が軸連結孔４３と連通するように軸線方向を合わせた上でステム本体４２の上方から連結ボルト４９を挿貫することでステム本体４２と一体に連結される。

また、連結ボルト４９の雄ネジ部５０は、円錐プラグ５５のプラグ軸部６５の上端部に形成された連結用雌ネジ孔６６に螺合され、操作レバー４７と一体となったステム４１が円錐プラグ５５と回動自在に連結される。

この場合、操作レバー４７の軸線方向が円錐プラグ５５のプラグ内流路５７の開口方向と同方向となるように調整する。このように調整することで、操作レバー４７の回動操作によりプラグ内流路５７の略直上となるボンネット２５の上面に形成された位置決め用固定片２８の固定当接面２９に位置決め用移動片４５の移動当接面４６が当接する位置で円錐プラグ５５のプラグ内流路５７が仮想ガス流路４中で連通し全開状態となる。

また、このように操作レバー４７の軸線方向がプラグ内流路５７の開口方向と符合するように構成することで、円錐プラグ５５を仮想ガス流路４の全開状態から略９０°回動すれば、今度は仮想エア流路１０を全開状態とすることができる。

円錐プラグ５５は図１（ａ）、（ｂ）に示すように、逆円錐状の先端部を切削し逆円錐台状に形成したプラグ本体部５６と、プラグ本体部５６の上面６７にプラグ本体部５６と同軸の略円柱状に形成したプラグ軸部６５と、で構成している。

プラグ本体部５６は、鉛直方向の略中央部において水平方向に貫通する長手方向を上下とした楕円状のプラグ内流路５７を穿設している。また、下端部にはバルブ本体２の下プラグ受部１７と摺動自在に嵌合する嵌合凹部６１を形成している。

プラグ内流路５７の高さＨ１は、仮想ガス流路４におけるガス流入口５の開口高さＨ３と略同高さに形成しており、プラグ内流路５７の左右方向の幅員Ｗ１は、ガス流入口５の幅員Ｗ３の約２分の１に形成している。従って、図３（ｂ）に示すように円錐プラグ５５のプラグ内流路５７の流入開口部５８が仮想ガス流路４のガス流入口５と連通し全開状態となった四方弁プラグバルブ１を両端開口部６の開口面から視認すると、流入開口部５８の左右に位置する周壁６４は、それよりも幅広のスリーブガス流入孔７１の開口部に臨んでいる。

嵌合凹部６１は、円錐プラグ５５の下底面において、円錐プラグ５５の軸線を中心とした円柱状の軸部６２の周縁を円錐プラグ５５の周壁６４が残存するように円環状に形成している。

プラグ軸部６５は、上端部に連結用雌ネジ孔６６を形成し、連結ボルト４９との螺合により操作レバー４７と一体となるステム４１と連結される。

円錐スリーブ７０は図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、逆円錐状の先端部を切削し逆円錐台状の筒状に形成している。また、鉛直方向の略中央部において水平方向に貫通する長手方向を上下とした楕円状のスリーブガス流入孔７１と、スリーブガス流入孔７１と直交する位置にスリーブガス流入孔７１よりも小開口で円状のスリーブエア流入孔７２を穿設している。

円錐スリーブ７０は、プラグ本体部５６の上部側と下部側が若干だけ露出するような高さで形成されており、円錐スリーブ７０にはプラグ本体部５６が回動自在となるように円錐プラグ５５が収容される。また、スリーブガス流入孔７１はプラグ内流路５７の高さＨ１と同高さＨ２で、プラグ内流路５７の流入開口部５８の左右の幅員Ｗ１がスリーブガス流入孔７１の左右の幅員Ｗ２の約２分の１となるように形成している。

従って、図３（ｂ）に示すように円錐プラグ５５の流入開口部５８が仮想ガス流路４のガス流入口５と連通し全開状態となった四方弁プラグバルブ１を両端開口部６の開口面から視認すると、流入開口部５８の左右に位置する周壁６４は、それよりも幅広のスリーブガス流入孔７１の開口部に臨んでおり、スリーブガス流入孔７１は、ガス流入口５と位置、及び大きさが符合している。すなわち、スリーブガス流入孔７１の開口縁部はガス流入口５の開口縁部と符合して一体としている。

また、スリーブエア流入孔７２はバルブ本体２に形成された仮想エア流路１０のエア流入口１１と同じ大きさで同形状に形成されている。従って、プラグ収容空間１５に対する円錐スリーブ７０の配設に際しては、ガス流入口５とガス流出口５´にスリーブガス流入孔７１を連通させるとエア流入口１１とエア流出口１１´もスリーブエア流入孔７２に連通することになる。

すなわち、円錐スリーブ７０はプラグ収容空間１５においてバルブ本体２と外観上一体となって接合されている。

以上、説明したように本実施形態に係る四方弁プラグバルブ構造Ａは構成されている

従って、本実施形態に係る四方弁プラグバルブ構造Ａでは円錐プラグ５５の回動時の各状態について以下の特徴を有している。

図５（ａ）は仮想ガス流路４の全開状態を示す断面図で、（ｂ）は半開状態を示す断面図で、（ｃ）は全閉状態を示す断面図である。全開状態においては仮想ガス流路４を流れる流体は仮想ガス流路４のガス流入口５よりも狭い流入開口部５８を通過する。また、全開状態はガス流入口５の左右いずれかの開口縁に流入開口部５８の開口縁６０の一側縁６０ａがガス流入口５から完全離反しガス流入口５を閉塞するまでの間、すなわち、流入開口部５８の左右いずれかの周壁６４の分だけ円錐プラグ５５の回動操作に遊びを有している。

従って、全開状態とする際に操作レバー４７による円錐プラグ５５の回動操作にばらつきが生じたとしても、安定して全開状態を維持することができる。なお、仮想ガス流路４が全開状態であれば仮想エア流路１０は、円錐プラグ５５の周壁６４により遮断されたままである。

また、図５（ｂ）に示すように、操作レバー４７を時計周りに若干だけ回動させた半開状態においては、流体は円錐プラグ５５の周壁６４により流通停止するものと半開の開口を通過するものとが混在しながら全体として流量が全開時よりも半減する。この場合も仮想エア流路１０は、円錐プラグ５５の周壁６４により遮断されたままである。

また、半開状態から全閉状態に移行する際は、ガス流入口５の開口よりも流入開口部５８の開口が幅狭に形成されていることから、ガス流入口５と流入開口部５８の幅員を同じとする従来のプラグバルブよりも早く全閉状態となる。

そして、図５（ｃ）に示すように、仮想ガス流路４の全開時を基準に操作レバー４７を略４５°時計周りに回動させると仮想ガス流路４は全閉状態となる。すなわち、円錐プラグ５５の周壁６４がガス流入口５を通過しようとする流体を停止状態とするため四方弁プラグバルブ１は流体の流れを遮断する。

また、仮想エア流路１０は、この状態においても円錐プラグ５５の周壁６４により遮断されたままであり、仮想ガス流路４と仮想エア流路１０は共に遮断された状態となる。

更に、図４（ｃ）に示すように、仮想ガス流路４の全開時を基準に操作レバー４７を略９０°時計周りに回動させると、流入開口部５８の開口が仮想エア流路１０のエア流入口１１の開口と符合し仮想エア流路１０が全開状態となる。そして、仮想エア流路１０が全開状態であっても仮想ガス流路４は円錐プラグ５５の周壁６４により遮断されたままである。

このように本実施形態に係る四方弁プラグバルブ構造Ａにおいては、円錐プラグ５５の一定の回転によりバルブ本体２のガス流入口５を閉塞した状態でエア流入口１１の開閉を行うことができる。

従って、本実施形態に係る四方弁プラグバルブ構造Ａは、バルブ本体２内に円錐プラグ５５を滑動回転自在に収納し、バルブ本体２のガス流入口５とガス流出口５´とにより仮想ガス流路４を形成し、円錐プラグ５５の流入開口部５８と流出開口部５９とによりプラグ内流路５７を形成し、バルブ本体２のエア流入口１１とエア流出口１１´とにより仮想エア流路１０を形成し、仮想エア流路１０は仮想ガス流路４と直交する方向に形成することによりバルブ本体２を四方弁構造とし、円錐プラグ５５の回動操作により流入開口部５８と流出開口部５９がバルブ本体２のガス流入口５及びガス流出口５´並びにエア流入口１１及びエア流出口１１´にそれぞれ符合する構造とした四方弁プラグバルブ構造Ａにおいて、少なくとも円錐プラグ５５の流入開口部５８の幅員Ｗ１をバルブ本体２のガス流入口５よりも幅狭とし、円錐プラグ５５の回転により円錐プラグ５５の流入開口部５８の一側縁６０ａがガス流入口５から完全離反しガス流入口５を閉塞した状態において円錐プラグ５５の流入開口部５８の他側縁６０ｂはエア流入口１１に到達せず、エア流入口閉塞状態となるように構成したことにより、円錐プラグ５５の回転によりバルブ本体２のガス流入口５とエア流入口１１とがいずれも同時に閉塞される状態を生起するように構成したことで、バルブ本体２内や円錐プラグ５５のプラグ内流路５７のエア清掃を行う場合は、円錐プラグ５５の流入開口部５８がバルブ本体２のガス流入口５から離反するように円錐プラグ５５を回転操作すればよい。

この際、円錐プラグ５５の流入開口部５８はバルブ本体２のエア流入口１１に到達していないため円錐プラグ５５によりバルブ本体２のガス流入口５もエア流入口１１も閉塞された状態となる。この状態で更に円錐プラグ５５を回転するとバルブ本体２のガス流入口５は閉塞されたまま徐々にバルブ本体２のエア流入口１１が円錐プラグ５５の流入開口部５８と符合してエア流入口１１はプラグ内流路５７と連通する。従って、エアの圧入操作を行えば円錐プラグ５５のプラグ内流路５７等に付着したスラグ等の粉塵を除去してエア清掃を行うことができる。

エア清掃終了後に円錐プラグ５５を元の位置に除去回動すれば、円錐プラグ５５の流入開口部５８はエア流入口１１から離反しエア流入口１１を閉塞するものの、まだ流入開口部５８はエア流入口１１にも到達してないためエア流入口１１も閉塞状態となり清掃用エアはバルブ本体２内に進入できなくなる。更に円錐プラグ５５を回転すると、円錐プラグ５５の流入開口部５８がバルブ本体２のガス流入口５に符合して、ガスは円錐プラグ５５を介してバルブ本体２内を流通することができる。

従って、バルブ本体２内のエア清掃時にバルブ本体２内の仮想エア流路１０に介設したエアコック（図示せず）を開いたり閉じたりする必要がなく、円錐プラグ５５の一定の回転によりバルブ本体２のガス流入口５を閉塞した状態でエア流入口１１の開閉を行うことができ、仮想エア流路１０の開閉コックを別途設けてエア清掃時毎にコック操作を行う必要がなく多数のコック操作の労力を省力化できる効果がある。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Ａプラグバルブ構造
Ｗ１幅員（流入開口部）
Ｗ２幅員（スリーブガス流入孔）
Ｗ３幅員（ガス流入口）
１四方弁プラグバルブ
２バルブ本体
４仮想ガス流路
５ガス流入口
５´ ガス流出口
１０仮想エア流路
１１エア流入口
１１´ エア流出口
５５円錐プラグ
５７プラグ内流路
５８流入開口部
５９流出開口部
６０ａ一側縁
６０ｂ他側縁
７０円錐スリーブ
７１スリーブガス流入孔
７３内周壁

Claims

バルブ本体内に円錐プラグを滑動回転自在に収納し、
バルブ本体のガス流入口とガス流出口とにより仮想ガス流路を形成し、
円錐プラグの流入開口部と流出開口部とによりプラグ内流路を形成し、
バルブ本体のエア流入口とエア流出口とにより仮想エア流路を形成し、
仮想エア流路は仮想ガス流路と直交する方向に形成することによりバルブ本体を四方弁構造とし、円錐プラグの回動操作により流入開口部と流出開口部がバルブ本体のガス流入口及びガス流出口並びにエア流入口及びエア流出口にそれぞれ符合する構造としたプラグバルブ構造において、
少なくとも円錐プラグの流入開口部の幅員をバルブ本体のガス流入口よりも幅狭とし、円錐プラグの回転により円錐プラグの流入開口部の一側縁がガス流入口から完全離反しガス流入口を閉塞した状態において円錐プラグの流入開口部の他側縁はエア流入口に到達せず、エア流入口閉塞状態となるように構成したことにより、
円錐プラグの回転によりバルブ本体のガス流入口とエア流入口とがいずれも同時に閉塞される状態を生起するように構成したことを特徴とする四方弁プラグバルブ構造。
円錐プラグの流入開口部の幅員は仮想ガス流路のガス流入口の幅員の約２分の１としたことを特徴とする請求項１に記載の四方弁プラグバルブ構造。
仮想ガス流路におけるガス流入口の左右幅員は、バルブ本体と円錐プラグとの間に介在させた円錐スリーブ内周壁に開口したスリーブガス流入孔の左右幅員としたことを特徴とする請求項１または２に記載の四方弁プラグバルブ構造。