JP2020067112A

JP2020067112A - サイトグラス

Info

Publication number: JP2020067112A
Application number: JP2018199152A
Authority: JP
Inventors: 遼太 ▲蔭▼山; Ryota Kageyama
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2038-10-23
Also published as: JP7104606B2

Abstract

【課題】流体の流量が少ない場合も含めて、流体を監視し易いサイトグラスを提供する。【解決手段】サイトグラスは、本体、第一弁部、第二弁部、ガイド部及び透明体を備える。本体は、単一の第一共通路、第一共通路から分岐した第一分岐路及び第二分岐路、第一分岐路及び第二分岐路が合流する単一の第二共通路を有する流路を内部に有する。第一弁部は、第一分岐路及び第二共通路を連通する上下方向に開口した円形の第一弁口を有する第一弁座、第一弁座の下流側で流体の流量に応じて上下方向に移動して第一弁口を開閉する球形状の第一弁体を含む。第二弁部は、第二分岐路及び第二共通路を連通する上下方向に開口した円形の第二弁口を有する第二弁座、第二弁座の下流側で流体の流量に応じて上下方向に移動して第二弁口を開閉する球形状の第二弁体を含む。第一弁部及び第二弁部は、流体の流量に対する開弁タイミングが互いに異なる開弁特性を有する。【選択図】図２

Description

この発明は、配管内の流体の状態を外部から目視可能なサイトグラスに関する。

ガスプラント、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）では、蒸気配管内のドレンや蒸気などの流体の流れを目視で監視するためにサイトグラスが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のサイトグラスは、監視の対象である流体が流れることによって、本体内のボール（弁体）が昇降等して揺動する。監視者は、この弁体の動作を監視（目視）することで流体が流れていること、またその流量などを判断する。

特開昭５７−１６１３９８号公報

上述したサイトグラスの構成では、流体の流量が少ない場合、弁体があまり揺動しないため、監視者は流体が流れていることを判断し難い。すなわち、流量が少ない場合には流体を監視し難い。なお、少量の流体であっても揺動するような軽量の弁体を用いる構成も考えられるが、このような構成の場合は流体の流量の大小を目視で判断することが難しくなる。

この発明は、流体の流量が少ない場合も含めて、流体を監視し易いサイトグラスを提供することを目的とする。

本発明によって提供される配管内の流体の状態を外部から目視可能なサイトグラスは、本体、第一弁部、第二弁部、ガイド部及び透明体を備える。本体は、単一の第一共通路と、第一共通路から分岐した第一分岐路及び第二分岐路と、第一分岐路及び第二分岐路が合流する単一の第二共通路とを有する流路であって、第一共通路の流入口から第二共通路の流出口に向かって流体が通過する流路を、内部に有する。第一弁部は、第一分岐路内に設けられ、第一分岐路及び第二共通路を連通する上下方向に開口した円形の第一弁口を有する第一弁座と、第一弁座の下流側で流体の流量に応じて上下方向に移動して第一弁口を開閉する球形状の第一弁体と、を含む。第二弁部は、第二分岐路内に設けられ、第二分岐路及び第二共通路を連通する上下方向に開口した円形の第二弁口を有する第二弁座と、第二弁座の下流側で流体の流量に応じて上下方向に移動して第二弁口を開閉する球形状の第二弁体と、を含む。ガイド部は、第一弁体及び第二弁体の移動を上下方向にガイドする。透明体は、外部から第一弁体及び第二弁体を目視可能に、第一弁体及び第二弁体に対向する位置に配置される。また、第一弁部及び第二弁部は、少なくとも流体の流量に対する開弁タイミングが互いに異なる開弁特性を有する。

上記第一弁部及び第二弁部は、弁体の重量、弁体の外径、弁口の上下方向の配置位置、及び、弁口の径、の少なくとも１つが互いに異なるようにしてもよい。

上記第一分岐路及び第二分岐路は、第一共通路から上方に延出し、上記第一弁座及び第二弁座は、第一分岐路及び第二分岐路の上端部に配置され、上記透明体は、第二共通路の一部を形成するようにしてもよい。

上記第一弁体は、第二弁体よりも重量が軽く且つ外径が小さく、上記第一弁口は、第二弁口よりも上下方向における配置位置が低く、且つ、第二弁口よりも径が小さくなるようにしてもよい。

この発明によれば、流体の流量が少ない場合であっても、開弁特性が異なる２つの弁体のうち、開弁タイミングの早い１つの弁体の動作が開始される。また、流体の流量が多い場合には、最初に、開弁タイミングの早い１つの弁体の動作が開始され、その後にもう１つの弁体の動作が開始される。したがって、流体の流量に応じて動作する弁体が異なってくる。これにより、流体の流量が少ない場合も含めて、流体を監視し易さを向上させることができる。

この発明の実施形態に係るサイトグラスの斜視図である。この発明の実施形態に係るサイトグラスの断面図である。

図面を参照してこの発明の実施形態に係るサイトグラスについて説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。

図１及び図２は、この発明の実施形態に係るサイトグラス１の外観の斜視図及び断面図である。サイトグラス１は、例えば、ガスプラント、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）の配管系統に配置され、監視者が配管内のドレンや蒸気などの流体の流れを目視で監視するために用いられる。監視者は、５つの窓枠２１Ａ〜２１Ｅからサイトグラス１の内部を目視することで、サイトグラス１（本体１０）内を通過する流体の監視を行うことができる。

サイトグラス１は、本体１０、ガラス押え２０、円筒３０、円板３５等から構成される。本体１０は、ステンレス鋼等の金属で形成され、流入口１１から流出口１２に繋がる流路１３を内部に有する。流路１３は、第一共通路１４、第一分岐路１５Ａ、第二分岐路１５Ｂ、第二共通路１６等から構成される。

第一共通路１４は、一端に流入口１１が形成された単一の流路である。第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂは、第一共通路１４から上方に延出した分岐路であり、第一共通路１４と第二共通路１６とをそれぞれ連通する。

また、第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂの上端側には、第一弁部５０及び第二弁部６０が配置されている。第一弁部５０は、第一弁座５１及び第一弁体５５を含む。第二弁部６０は、第二弁座６１及び第二弁体６５を含む。

第一弁座５１及び第二弁座６１は、例えばゴム製の環状弁座であり、上下方向に開口した円形の第一弁口５２及び第二弁口６２が形成されている。なお、ゴム製の環状弁座を用いず、本体１０に環状弁座を直接形成するようにしてもよい。第一弁口５２は、第一分岐路１５Ａと第二共通路１６とを連通する。第二弁口６２は、第二分岐路１５Ｂと第二共通路１６とを連通する。本実施形態では、第一弁座５１は、第二弁座６１よりも低い位置に配置されている。また、第一弁口５２は、第二弁口６２の径よりも小さい。

第一弁体５５及び第二弁体６５は、例えば樹脂で稠密に形成された球形状を呈する（玉形弁体）。なお、第一弁体５５及び第二弁体６５には、樹脂に代えてステンレス鋼等の金属で中空に形成された球形状を呈するものを用いてもよい。第一弁体５５及び第二弁体６５は、第一弁座５１及び第二弁座６１の下流側において、第一弁口５２及び第二弁口６２にそれぞれ対向するように配置されている。

また、第一弁体５５及び第二弁体６５は、流体の流量に応じて上下方向に移動する（揺動する）。具体的には、第一弁体５５及び第二弁体６５は、流体よりも比重が軽く形成され、流体から受ける浮力等に応じて上昇する。また、第一弁体５５及び第二弁体６５は、流体が流れていない等の場合には自重によって下降する。

なお、第一弁体５５の移動は、ガイド部７０及び第二共通路１６の壁面（円筒３０内壁）によって上下方向にガイドされる。また、第二弁体６５の移動は、ガイド部７０、ガイド部７１及び第二共通路１６の壁面（円筒３０内壁）によって上下方向にガイドされる。なお、本実施形態では、第一弁体５５は、第二弁体６５の外径よりも小さく、第二弁体６５の重量よりも軽い。ガイド部７０，７１は、例えばステンレス鋼等の金属製の棒状体又は網状体であり、下端が本体１０に固定支持されている。

第一弁体５５及び第二弁体６５は、上方に移動することで、第一弁座５１及び第二弁座６１から離間して第一弁口５２及び第二弁口６２をそれぞれ開放する（開弁状態）。また、第一弁体５５及び第二弁体６５は、自重によって下方に移動することで、図２に示すように第一弁座５１及び第二弁座６１に着座して第一弁口５２及び第二弁口６２を閉栓する（閉弁状態）。なお、流出口１２側から流入口１１側に向かって流体が逆流する異常時においても、第一弁体５５及び第二弁体６５は、第一弁座５１及び第二弁座６１に着座した状態となるので、逆流が防止される。

なお、本実施形態の弁体は、精密な球形状でなくてもよく、弁口を閉栓できる程度の略球形状であればよい。また、ガイド部の配置数、配置位置は、２つの弁体をガイドできれば任意の構成を採用可能である。

また、本実施形態の第一弁部５０及び第二弁部６０は、流体の流量に対する開弁タイミングが互いに異なる開弁特性を有する。すなわち、開弁力が異なる。具体的には、第一弁口５２及び第二弁口６２がそれぞれ開放されるタイミング（第一弁体５５及び第二弁体６５が第一弁座５１及び第二弁座６２からそれぞれ離間するタイミング）が異なる。流体の流量が少ない場合には、第一弁口５２のみが開放される。また、流体の流量が多い場合には、先に第一弁口５２が開放され、その後に第二弁口６２が開放される。詳細は後述する。

次に、第二共通路１６について説明する。第二共通路１６は、第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂが合流する単一の流路であり、一端に流出口１２が形成されている。なお、本実施形態では、流入口１１及び流出口１２は同一の高さ位置に形成され、第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂからそれぞれ流出した流体は第二共通路１６を落下するように移動して流出口１２から流出する。

次に、ガラス押え２０は、ステンレス鋼等の金属で形成され、側面及び上面に窓枠２１Ａ〜２１Ｅを有する円筒形状を呈する。ガラス押え２０は、下端において本体１０に外嵌し、内包する円筒３０及び円板３５を本体１０の上端部とともに固定する。

円筒３０は、ガラス製の無色透明の透明体であり、ガラス押え２０に外嵌されている。円板３５は、ガラス製の無色透明の透明体であり、円筒３０の上端部とガラス押え２０の内壁とによって固定されている。円筒３０及び円板３５の内壁は、第二共通路１６の壁面の一部を形成する。円筒３０は、窓枠２１Ａ〜２１Ｄの窓を形成する。円板３５は、窓枠２１Ｅの窓を形成する。これにより、監視者は、円筒３０及び円板３５を介して、外部から第二共通路１６の一部を目視することができる。すなわち、外部から第一弁体５５及び第二弁体６５の動作を目視することができる。

なお、透明体は、第一弁体５５及び第二弁体６５に対向する位置に配置され、外部から各弁体５５，６５を目視できれば、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上述の円板３５のみを用いた構成としてもよい。

次に、第一弁体５５及び第二弁体６５の動作について説明する。最初に、平常時において、流体の流量が少ない場合について説明する。配管系統から流入口１１に流体が流入すると、流体は第一共通路１４を通過して第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂに流れ込む。

流れ込んだ流体は、第二弁部６０よりも先に第一弁部５０に到達する。これは、第一弁部５０（第一弁座５１）の配置位置（高さ位置）が、第二弁部６０（第二弁座６１）よりも低いためである。

そして、第一弁体５５は、流れ込んだ流体から受ける浮力等によって上昇し、第一弁座５１から離間して第一弁口５２を開放する。これにより、流体が第一弁口５２から第二共通路１６に流れ込む。一方、第二弁体６５は、自重等のため少量の流体では動作せず、流体が到達しても第二弁座５１に着座した状態が維持される。そのため、第二弁口６２は閉栓された状態が維持される。その後、第二共通路１６の流体は、流出口１２から流出する。

次に、平常時において、流体の流量が多い場合について説明する。配管系統から流入口１１に流体が流入すると、流体は第一共通路１４を通過して第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂに流れ込む。流れ込んだ流体は、第二弁部６０よりも先に第一弁部５０に到達する。

最初に、流れ込んだ流体の到達が早い第一弁部５０の第一弁体５５が、流体から受ける浮力等によって上昇し、第一弁座５１から離間して第一弁口５２を開放する。これにより、流体が第一弁口５２から第二共通路１６に流れ込む。その後、第二弁部６０にも流体が到達して、第二弁体６５が、流体から受ける浮力等によって、第二弁座６１から離間して第二弁口６２を開放する。これにより、流体が第二弁口６２から第二共通路１６に流れ込む。すなわち、流体の流量が多い場合、流体が第二共通路１６に流れ込むステップが、第一弁口５２からのみ流れ込む第一段階、第一弁口５２及び第二弁口６２から流れ込む第二段階の二段階となる。その後、第二共通路１６の流体は、流出口１２から流出する。

このように、第一弁部５０及び第二弁部６０の開弁特性によって、流体の流量に応じて第一弁体５５及び第二弁体６５の動作が異なる。流体の流量に対する開弁タイミングは、各弁部に含まれる弁体の重量、弁体の外径、弁口の上下方向の配置位置（高さ位置）、及び、弁口の径（弁口の立ち上がり部の径）によって決定される。そして、これらの少なくとも１つを互いに異なるように構成し、２つの弁部の開弁特性を調整すればよい。

したがって、本実施形態の第一弁部５０及び第二弁部６０は、少なくとも流体の流量に対する開弁タイミングが互いに異なる開弁特性であれば、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、第一弁体５５及び第二弁体６５の重量のみを異なるように構成してもよい。

次に、流出口１２側からの流体の逆流時（異常時）について説明する。逆流時は、流体が流出口１２から第二共通路１６に流入する。しかし、第二共通路１６と第一分岐路１５Ａ及び第二分岐路１５Ｂとの圧力差によって、第一弁体５５及び第二弁体６５は、第一弁座５１及び第二弁座６１に吸着され、第一弁口５２及び第二弁口６２は閉栓される。これにより、逆流してきた流体は、第二共通路１６に滞留することとなる。すなわち、第一弁体５５及び第二弁体６５が、逆流してくる流体をチャッキする機能を果たす。

以上のように、本発明の実施形態では、流体の流量が少ない場合であっても、開弁特性が異なる２つの弁体のうち、開弁タイミングの早い１つの弁体の動作が開始される。また、流体の流量が多い場合には、最初に、開弁タイミングの早い１つの弁体動作が開始され、その後にもう１つの弁体の動作が開始される。したがって、流体の流量に応じて動作する弁体が異なってくる。これにより、流体の流量が少ない場合も含めて、流体を監視し易さを向上させることができる。

また、上述したように、流体の流量が多い場合には、流体が第二共通路１６に流れ込むステップが二段階となる。そのため、例えば、蒸気が凝縮して発生したドレン等の高温の流体の場合には、第一弁座５１及び第二弁座６１より下流の配管（流路）が段階的に暖管される。したがって、急激な温度上昇による透明体（円筒３０及び円板３５）の破損やハンマーを防止することができる。

なお、本実施形態のサイトグラスは、水などの液体、空気及び蒸気などの気体等のいずれの流体にも適用可能である。

この発明は、ガスプラント、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）などの配管系統を流れる蒸気等の流体を目視により監視する分野などで利用することができる。

１サイトグラス
１０本体
１１流入口
１２流出口
１３流路
１４第一共通路
１５Ａ第一分岐路
１５Ｂ第二分岐路
１６第二共通路
２０ガラス押え
２１Ａ〜２１Ｅ窓枠
３０円筒（透明体）
３５円板（透明体）
５０，６０第一弁部
５１，６１第一弁座，第二弁座
５２，６２第一弁口，第二弁口
５５，６５第一弁体，第二弁体

Claims

配管内の流体の状態を外部から目視可能なサイトグラスであって、
単一の第一共通路と、該第一共通路から分岐した第一分岐路及び第二分岐路と、該第一分岐路及び第二分岐路が合流する単一の第二共通路とを有する流路であって、該第一共通路の流入口から該第二共通路の流出口に向かって流体が通過する流路を、内部に有する本体、
前記第一分岐路内に設けられ、該第一分岐路及び前記第二共通路を連通する上下方向に開口した円形の第一弁口を有する第一弁座と、該第一弁座の下流側で流体の流量に応じて上下方向に移動して該第一弁口を開閉する球形状の第一弁体と、を含む第一弁部、
前記第二分岐路内に設けられ、該第二分岐路及び前記第二共通路を連通する上下方向に開口した円形の第二弁口を有する第二弁座と、該第二弁座の下流側で流体の流量に応じて上下方向に移動して該第二弁口を開閉する球形状の第二弁体と、を含む第二弁部、
前記第一弁体及び前記第二弁体の移動を上下方向にガイドするガイド部、
外部から前記第一弁体及び前記第二弁体を目視可能に、前記第一弁体及び前記第二弁体に対向する位置に配置された透明体、
を備え、
前記第一弁部及び前記第二弁部は、少なくとも流体の流量に対する開弁タイミングが互いに異なる開弁特性を有する、
ことを特徴とするサイトグラス。
前記第一弁部及び前記第二弁部は、弁体の重量、弁体の外径、弁口の上下方向の配置位置、及び、弁口の径、の少なくとも１つが互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載のサイトグラス。
前記第一分岐路及び前記第二分岐路は、前記第一共通路から上方に延出し、
前記第一弁座及び前記第二弁座は、前記第一分岐路及び前記第二分岐路の上端部に配置され、
前記透明体は、前記第二共通路の一部を形成する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサイトグラス。
前記第一弁体は、前記第二弁体よりも重量が軽く且つ外径が小さく、
前記第一弁口は、前記第二弁口よりも上下方向における配置位置が低く、且つ、前記第二弁口よりも径が小さい、
ことを特徴とする請求項３に記載のサイトグラス。