JP2021139420A - Valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本願に係る弁機構は、流体の流れを制御する弁の構造の技術に関する。 The valve mechanism according to the present application relates to a technique for a valve structure for controlling a fluid flow.
流体の流れを制御する弁機構としては、後記特許文献1に開示されているノズル式スチームトラップがある。このノズル式スチームトラップは蒸気の配管系統に設置され、蒸気の熱交換によって生じるドレン(凝縮水)を配管外に排出するが、ドレンの排出量を調整することができる。
As a valve mechanism for controlling the flow of fluid, there is a nozzle type steam trap disclosed in
特許文献1に係るノズル式スチームトラップには、ドレンの入口11とドレンの出口12との間にノズル5が配置されており、このノズル5と出口12との間には第1ドレイン室15及び第2ドレイン室17が設けられている。そして、第2ドレイン室17には、ニードル62を有する調節バルブ6が取り付けられており、ニードル62の先端は第2ドレイン室17に連通しているポート18に向けて配置されている。このニードル62の先端は円錐形状を有している。
In the nozzle-type steam trap according to
調節バルブ6はスチームトラップの外部から操作可能であり、この調節バルブ6を操作することによってニードル62が図において上下方向に進退する。ニードル62の進退に伴って、先端の円錐面の斜面とポート18の入口との隙間が変動し、ポート18の入口の面積が変化する。これによって、ポート18を通過するドレンの流量を調整することができる(特許文献1、段落番号[0022]、[0023])。
The adjusting valve 6 can be operated from the outside of the steam trap, and by operating the adjusting valve 6, the
前述のノズル式スチームトラップにおいては、ニードル62を進退させることによって、ニードル62の先端の円錐面の斜面とポート18の入口との隙間を変動させ、ドレンの流量を調整している。このため、ノズル式スチームトラップを組み立てる際、ニードル62とポート18との位置関係にずれが生じた状態で配置してしまうと、ノズル式スチームトラップの流量調整の精度の低下を招くという不都合が生じる。
In the above-mentioned nozzle type steam trap, the flow rate of the drain is adjusted by moving the
すなわち、弁体を弁座に対して移動させ、弁座に形成された流路の開度を調整することによって流体の流量を制御する弁機構については、流量調整を精度よく行うために弁座と弁体との位置関係を正確に配置しなければならない。しかし、製品の製造工程における組み立て時に、弁座と弁体との位置関係を正確に配置することは難しく、流量調整を高精度に行うことができる弁機構を得ることは容易ではない。また、メンテナンスに際し、弁機構の分解・組み立て作業を行うことがあり、この場合に弁座と弁体との位置関係にずれが生じ、流量調整の精度が低下することがある。 That is, for the valve mechanism that controls the flow rate of the fluid by moving the valve body with respect to the valve seat and adjusting the opening degree of the flow path formed in the valve seat, the valve seat is used to adjust the flow rate accurately. The positional relationship between the valve body and the valve body must be accurately arranged. However, when assembling in the manufacturing process of a product, it is difficult to accurately arrange the positional relationship between the valve seat and the valve body, and it is not easy to obtain a valve mechanism capable of adjusting the flow rate with high accuracy. In addition, during maintenance, the valve mechanism may be disassembled and assembled, and in this case, the positional relationship between the valve seat and the valve body may shift, and the accuracy of flow rate adjustment may decrease.
そこで本願に係る弁機構はこれらの問題を解決するため、弁座と弁体とを適正な位置関係になるよう容易かつ正確に配置することができ、流量調整を高精度に行うことができる弁機構を提供することを課題とする。 Therefore, in order to solve these problems, the valve mechanism according to the present application can easily and accurately arrange the valve seat and the valve body so as to have an appropriate positional relationship, and can adjust the flow rate with high accuracy. The task is to provide a mechanism.
本願に係る弁機構は、
内部を流体が通過する本体、
本体の内部に設けられた弁座部であって、流体が通過する弁座流路が形成された弁座部、
本体の内部に設けられた弁体手段であって、弁座部の弁座流路に向けて移動し、弁座流路の開度を調整する弁体手段、
を備えた弁機構において、
弁座部に形成された弁座側接続部、
弁体手段に形成された弁体側接続部、
を備えており、
弁座側接続部と弁体側接続部との接続によって、弁座部と弁体手段との位置関係が決定される、
ことを特徴とする。
The valve mechanism according to the present application is
The body through which the fluid passes inside,
A valve seat portion provided inside the main body and in which a valve seat flow path through which a fluid passes is formed.
A valve body means provided inside the main body, which moves toward the valve seat flow path of the valve seat portion and adjusts the opening degree of the valve seat flow path.
In the valve mechanism equipped with
Valve seat side connection formed on the valve seat,
Valve body side connection formed in the valve body means,
Is equipped with
The positional relationship between the valve seat and the valve body means is determined by the connection between the valve seat side connection and the valve body side connection.
It is characterized by that.
本願に係る弁機構においては、弁座側接続部と弁体側接続部との接続によって、弁座部と弁体手段との位置関係が決定される。このため、弁座部と弁体手段とを適正な位置関係になるよう容易かつ正確に配置することができ、弁座流路の開度調整の精度を高め、流量調整を高精度に行うことができる弁機構を提供することができる。 In the valve mechanism according to the present application, the positional relationship between the valve seat portion and the valve body means is determined by the connection between the valve seat side connection portion and the valve body side connection portion. Therefore, the valve seat portion and the valve body means can be easily and accurately arranged so as to have an appropriate positional relationship, the accuracy of the valve seat flow path opening adjustment is improved, and the flow rate adjustment is performed with high accuracy. Can provide a valve mechanism capable of
[実施形態における用語説明]
実施形態において示す主な用語は、それぞれ本願に係る弁機構の下記の要素に対応している。
[Explanation of terms in the embodiment]
The main terms shown in the embodiments correspond to the following elements of the valve mechanism according to the present application, respectively.
弁座2・・・弁座部
弁体4・・弁体手段
支持軸5・・・弁体側接続部
ケーシング11及びケーシング蓋31・・・本体
軸受け空間25・・・弁座側接続部
弁座内流路29・・・弁座流路
中心線L1・・・中心軸
ドレン又はエアー等・・・流体
Valve
[第1の実施形態]
本願に係る弁機構の第1の実施形態を、バイパスバルブを例に掲げて説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the valve mechanism according to the present application will be described by taking a bypass valve as an example.
(バイパスバルブの機能の説明)
図3は、産業プラント等に設置されている蒸気移送のための配管系統の構成図である。主管70は、高温高圧の蒸気を所定の供給先の設備に向けて移送している。移送された蒸気の熱交換によって主管70内にはドレンが発生し、このドレンを排出するために主管70には随所に支管71が接続され、各支管71にスチームトラップ79が設けられている。スチームトラップ79は、ドレンを適宜、配管外(図示せず)に排出し、かつ蒸気を極力漏らさないように動作する自働弁である。
(Explanation of bypass valve function)
FIG. 3 is a block diagram of a piping system for steam transfer installed in an industrial plant or the like. The
スチームトラップには種々の構造のものがあるが、フロート式トラップは弁室に中空のフロートを内蔵している。そして、通常においては、このフロートは弁室の底部付近に形成されたドレン排出口を塞いでいるが、弁室にドレンが流入した場合、ドレンの滞留に従ってこのフロートが浮上し、ドレン排出口を開放する。 There are various types of steam traps, but float traps have a hollow float built into the valve chamber. Normally, this float closes the drain outlet formed near the bottom of the valve chamber, but when drain flows into the valve chamber, this float floats as the drain stays, and the drain outlet is opened. Open.
ドレン排出口が開放されたことにより、弁室内に滞留したドレンは、配管内の高圧の勢いを受けて自動的にドレン排出口からドレン回収管72に向けて排出される。ドレンの排出後はフロートが下降して復位し、再びドレン排出口を閉塞する。
Since the drain discharge port is opened, the drain accumulated in the valve chamber is automatically discharged from the drain discharge port toward the
ここで、支管71には、スチームトラップ79の前後を接続するバイパス管73が設けられており、このバイパス管73にバイパスバルブ1が取り付けられている。バイパスバルブ1は、支管71上に設けられたスチームトラップ79のバックアップや補助を行う。
Here, the
すなわち、機器の故障等によりスチームトラップ79を交換する必要が生じた場合、スチームトラップ79の前後に配置されている開閉弁74、75を閉弁した上、交換作業を行うが、この間、ドレンを排出することができなくなる。このため、バイパスバルブ1を開弁し、スチームトラップ79の交換作業を行っている間、バイパス管73を通じてドレンを排出する。
That is, when it becomes necessary to replace the
また、配管系統の起動時には配管内に初期エアーが充満しており、この初期エアーによるエアーバイディング(空気障害)を解消するために、初期エアーを配管外に排気する必要がある。このような場合、バイパスバルブ1を全開にすることによって、バイパス管73を通じて速やかに排気を行う。さらに、スチームトラップ79のドレン排出機能を補うため、バイパスバルブ1の開弁の程度を調整し、常時、微量のドレンを、バイパス管73を通じて排出することがある。このため、このようなバイパスバルブ1は、一般に流体の流量を微調整することができるような機能を備えている。
Further, when the piping system is started, the piping is filled with initial air, and in order to eliminate the air binding (air obstruction) caused by the initial air, it is necessary to exhaust the initial air to the outside of the piping. In such a case, by fully opening the
(バイパスバルブ1の構成・動作等の説明)
次に、バイパスバルブ1の全体の構成を図1及び図2に基づいて説明する。図1はバイパスバルブ1の一部断面図であり、図2は弁座2をケーシング11に取り付ける前の状態を示すバイパスバルブ1の一部断面図である。
(Explanation of configuration and operation of bypass valve 1)
Next, the overall configuration of the
図1及び図2に示すように、バイパスバルブ1はケーシング11とケーシング蓋31を備えており、ケーシング11とケーシング蓋31とはボルト69によって固定されている。ケーシング11内には、上部に向けて開口する円筒形状の下流内室10が形成されており、ケーシング蓋31はこの下流内室10の上部開口を覆って取り付けられる。なお、ケーシング11とケーシング蓋31との間にはガスケット30が介在しており、下流内室10等の気密性が保たれる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、ケーシング11には、流入口12と流出口13とが同軸上に形成されており、各々にバイパス管73(図3)が接続される。流入口12は、ケーシング11内の上流通路15及び上流内室16に連通している。そして、この上流内室16は、上述の下流内室10の下側に配置され、下流内室10に連通している。下流内室10は、さらに下流通路17を介して流出口13に連通している。なお、上流内室16は、ケーシング11の底部に向けて開口している。
Further, in the
下流内室10と上流内室16との連通部分には、円筒状の弁座2が位置している。弁座2の内部には弁座内流路29が形成されており、この弁座内流路29の中心軸はバイパスバルブ1の基準線である中心線L1上に位置している。弁座内流路29は弁座2の上端側に向けて開口しており、この開口部分が弁口21である。なお、流体の流れる方向に従い、図1及び図2において弁口21の下方が上流側であり、上方が下流側である。
A
弁座2の下端の外周には弁座ネジ部2aが形成されており、ケーシング11の底部開口の内周に形成されたケーシングネジ部11aに螺入されることによって、弁座2はケーシング11に取り付けられる。弁座2の外周にはガスケット61、62が取り付けられており、それぞれ上流内室16等や下流内室10等の気密性を保持する。
A valve
弁座2の側部には、弁座内流路29に向けて複数の流路孔22が形成されている。また、弁座2の下端側には弁座内流路29に連通する軸受け空間25が形成されている。この軸受け空間25は、中心軸が中心線L1上に位置するように形成されている。
A plurality of flow path holes 22 are formed on the side portion of the
図1及び図2に示すように、ケーシング蓋31には、中心軸が中心線L1上に位置するようケーシング蓋孔31aが形成されており、このケーシング蓋孔31aをバー形状の操作部材50が貫通した状態で配置されている。操作部材50の中心軸も中心線L1上に位置している。操作部材50は、ネジ部50bが形成された操作バー51を備えており、ケーシング蓋孔31aの内面に形成されたネジ溝に、ネジ部50bが螺入されて取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
また、操作バー51の後端には操作用溝50aが形成されている。そして、この操作用溝50aに工具を嵌め入れ回転操作すれば、ネジ部50bのネジ機構に従って操作部材50は矢印95、96方向に上下移動する。なお、ケーシング蓋31の上部にはキャップ38が螺入して取り付けられており、キャップ38は操作バー51の後端を覆って位置する。キャップ38によって、操作バー51の誤操作による回転が防止される。
Further, an
ケーシング蓋孔31aの上方は口径がやや大きくなっており、ここにパッキン36が嵌め込まれている。そして、パッキン36は押え部材37の螺入によって加圧され、ケーシング11内部の気密性が保持される。なお、パッキン36及び押え部材37の中心孔を操作部材50の操作バー51が貫通している。
The diameter of the upper part of the
操作バー51の先端側には、弁体4が固定されている。弁体4の中心軸は中心線L1に沿って位置している。この弁体4は、弁座2の弁口21に対応した大きさの形状を有する円筒部40を有しており、円筒部40の上部には弁口21よりも大きい弁体鍔部42を備えている。また、弁体4は下方に向けて径が漸次小さくなる弁体斜面部41を有している。
A valve body 4 is fixed to the tip end side of the
さらに、弁体4の下方中央からは、バー形状(例えば丸棒形状)の支持軸5が突出するように形成されている。この支持軸5の中心軸は中心線L1上に位置するよう配置されている。そして、支持軸5は弁座2の弁座内流路29を貫通し、図1に示すように弁座2の下端側に形成された軸受け空間25に挿入された状態に位置する。なお、図1及び図2において操作部材50、弁体4及び支持軸5は断面図ではなく、外観を表す側面図として図示されている。
Further, a bar-shaped (for example, round bar-shaped)
軸受け空間25は上下方向に長く形成されているため、一体的に構成されている操作部材50、弁体4及び支持軸5は矢印95、96方向に沿って上下に摺動可能である。なお、支持軸5の横断面の直径は、軸受け空間25の内径とほぼ同じであり、横方向へのがたつきが防止される。
Since the bearing
以上のような構成を備えたバイパスバルブ1は、次のような動作によってドレンやエアー等の流体の流量を調整する。流入口12から流入したドレンやエアー等は、矢印91方向に沿って、上流通路15から上流内室16に入り、さらに弁座2に形成された流路孔22から弁座内流路29に流入する。そして、ドレンやエアー等は、矢印92方向に沿って弁座2の弁口21から下流内室10に流出し、さらに下流通路17及び流出口13を通ってバイパスバルブ1から排出される。
The
図1は、一体的に構成されている操作部材50、弁体4及び支持軸5が限界位置まで矢印96方向に上昇移動した状態を示している。このため、弁座2の弁口21は完全に開口しており、ドレンやエアー等の流量は最大になる。なお、支持軸5の横断面の直径は弁座内流路29の径よりも十分に小さく形成されているため、実際上、支持軸5がドレンやエアー等の流れの妨げになることはない。
FIG. 1 shows a state in which the integrally configured operating
バイパスバルブ1の流量を調整する場合は、まずバイパスバルブ1の上方のキャップ38を取り外し、操作バー51の後端に形成された操作用溝50aに工具を嵌め入れて、操作バー51を締め込む。この締め込み動作に従って、操作部材50、弁体4及び支持軸5は一体的に矢印95方向に沿って徐々に下降する。
To adjust the flow rate of the
そして、弁体4の弁体斜面部41が弁口21に進入した後、弁口21の開口面積は弁体斜面部41の傾斜に応じて徐々に小さくなり(図示せず)、これに対応してドレンやエアー等の流量は減少する。操作部材50、弁体4及び支持軸5が限界位置まで下降した場合、弁口21は弁体4の弁体鍔部42によって塞がれ完全に閉弁する(図示せず)。また、この閉弁状態から操作バー51を逆に緩めると、操作部材50、弁体4及び支持軸5は一体的に矢印96方向に沿って徐々に上昇し、弁口21の開口面積は弁体斜面部41の傾斜に応じて徐々に大きくなり、これに対応してドレンやエアー等の流量は増加する。
Then, after the valve
すなわち、操作バー51の回転操作に応じて弁口21と弁体4との隙間を調整することができ、これによって弁口21の開度を制御してドレンやエアー等の流量を任意に設定することができる。なお、弁体4に形成された弁体斜面部41によって弁口21の開度を制御するため、流量の微調整を行うことが可能である。
That is, the gap between the
ここで、バイパスバルブ1の製造工程における組み立て作業の際、支持軸5を弁座2の軸受け空間25に挿入することによって、弁体4と弁座2との位置関係を正確に決定することができ、弁体4及び弁座2の芯出しを容易かつ確実に行うことができる。
Here, during the assembly work in the manufacturing process of the
すなわち、図2に示すように、弁座2はケーシング11の底部開口から螺入して取り付けるが、この場合、弁座2の軸受け空間25に対して支持軸5が挿入される。前述のように、支持軸5及び弁体4の中心軸、軸受け空間25の中心軸のいずれも中心線L1上に位置しているため、弁体4の中心軸と弁座2の中心軸とを容易かつ正確に一致させることができる。これによって、弁座2の弁口21と弁体4との位置ずれを回避することができ、バイパスバルブ1の高精度な流量調整を実現することができる。
That is, as shown in FIG. 2, the
また、メンテナンスの際、バイパスバルブ1から弁座2を取り外し、再度、弁座2を取り付けることがあるが、この場合においても弁座2の軸受け空間25に対して支持軸5が挿入され、弁体4と弁座2との位置関係を正確に決定することができ、弁体4及び弁座2の芯出しを容易かつ確実に行うことができる。したがって、メンテナンスに伴う弁座2の弁口21と弁体4との位置ずれをも回避することができる。
In addition, during maintenance, the
なお、本実施形態においては、ケーシング11の底部開口に螺入するキャップ部分が弁座2と一体に形成されている。このため、ケーシング11の底部開口からキャップ部分を外すだけで同時に弁座2を取り出すことができ、弁座2の取り出しに際してケーシング蓋31を外す必要がなくメンテナンスの作業効率を高めることができる。
In the present embodiment, a cap portion screwed into the bottom opening of the
また、本実施形態においては、支持軸5及び軸受け空間25の中心軸は中心線L1上に位置しているため、一対の支持軸5及び軸受け空間25を設けるだけで、弁体4及び弁座2の芯出しを確実に行うことができる。
Further, in the present embodiment, since the central axes of the
[その他の実施形態]
前述の実施形態においては、弁機構としてバイパスバルブ1を例示したが、これに限定されるものではなく、弁体手段が弁座部の弁座流路に向けて移動し、弁座流路の開度を調整するものである限り他の構造、機能を備えたバルブに本願に係る弁機構を適用することができる。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態においては、弁座部及び弁座側接続部としてそれぞれ弁座2及び軸受け部25を例示し、弁体手段及び弁体側接続部としてそれぞれ弁体4及び支持軸5を例示したが、これに限定されるものではなく、各々、他の構成を採用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the
たとえば、前述の実施形態においては、弁体4側に支持軸5を一体的に固定し、弁座2側に軸受け部25を形成したが、逆に弁座2(弁座部)側に支持軸5を弁座側接続部として固定し、弁体4(弁体手段)側に軸受け部25を弁体側接続部として形成してもよい。また、両者が接続可能である限り、支持軸5、軸受け部25とは異なる形状、構造の弁体側接続部、弁座側接続部を採用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
さらに、前述の実施形態においては、一対の支持軸5(弁体側接続部)及び軸受け部25(弁座側接続部)を中心線L1に沿って配置したが、二対以上の弁体側接続部及び弁座側接続部を設けることもできる。この場合、弁体側接続部及び弁座側接続部は必ずしも中心線L(中心軸)に沿って配置する必要はない。 Further, in the above-described embodiment, the pair of support shafts 5 (valve side connection portion) and the bearing portion 25 (valve seat side connection portion) are arranged along the center line L1, but two or more pairs of valve body side connection portions are arranged. And a valve seat side connection portion can also be provided. In this case, the valve body side connection portion and the valve seat side connection portion do not necessarily have to be arranged along the center line L (center axis).
2:弁座 4:弁体 5:支持軸 11:ケーシング 31:ケーシング蓋
25:軸受け空間 29:弁座内流路 L1:中心線
2: Valve seat 4: Valve body 5: Support shaft 11: Casing 31: Casing lid
25: Bearing space 29: Flow path in valve seat L1: Center line
Claims (2)
本体の内部に設けられた弁座部であって、流体が通過する弁座流路が形成された弁座部、
本体の内部に設けられた弁体手段であって、弁座部の弁座流路に向けて移動し、弁座流路の開度を調整する弁体手段、
を備えた弁機構において、
弁座部に形成された弁座側接続部、
弁体手段に形成された弁体側接続部、
を備えており、
弁座側接続部と弁体側接続部との接続によって、弁座部と弁体手段との位置関係が決定される、
ことを特徴とする弁機構。 The body through which the fluid passes inside,
A valve seat portion provided inside the main body and in which a valve seat flow path through which a fluid passes is formed.
A valve body means provided inside the main body, which moves toward the valve seat flow path of the valve seat portion and adjusts the opening degree of the valve seat flow path.
In the valve mechanism equipped with
Valve seat side connection formed on the valve seat,
Valve body side connection formed in the valve body means,
Is equipped with
The positional relationship between the valve seat and the valve body means is determined by the connection between the valve seat side connection and the valve body side connection.
A valve mechanism characterized by that.
弁座側接続部及び弁体側接続部は、各々弁座部及び弁体手段の中心軸に沿って配置されている、
ことを特徴とする弁機構。
In the valve mechanism according to claim 1,
The valve seat side connection portion and the valve body side connection portion are arranged along the central axis of the valve seat portion and the valve body means, respectively.
A valve mechanism characterized by that.
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