JP2022084255A - 開閉弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ロングタイプボンネットの開閉弁であっても、ボンネット内への流体の溜りを防止し、閉弁時に流体の２次側への漏洩を防止することのできる開閉弁を提供すること。【解決手段】流入口２０Ａ、流出口２０Ｂ及び両者を連通する流路２１、２２を備えたバルブボディ２と、流入流路２１の弁室２３側開口端に形成された弁座２４に当接離間する弁体４０を先端に形成したステム４と、このステム４が挿通される貫通孔３０を形成するとともに、バルブボディ２に固定されるボンネット３とを備え、貫通孔３０のバルブボディ２側は、ステム４がステム軸に直交する方向への移動を規制するステムの摺動領域Ｈ１を形成し、摺動領域Ｈ１に摺接するステム４の外周面の軸方向全長に亘ってスリット４１ａを形成している。【選択図】図１

Description

本発明は、開閉弁に関し、特に弁体を移動させるステムが収納されるボンネットが長尺タイプの開閉弁に関する。

ガス等の流体が流れる管路に配設される開閉弁は、バルブボディに流入口と流出口との間に弁座を形成した弁室を設け、弁室内をアクチュエータや手動ハンドルの回転によって作動するステム先端に設けられた弁体が弁座から当接離間することで流体の流れを制御する。

一般に、高温又は低温の流体に対応する開閉弁では、アクチュエータの誤作動を防止する観点から、また、手動の場合には操作ハンドルを流路から離す必要があることから、ステム及びステムを収納するボンネットを長尺にした開閉弁が用いられている（参考文献１参照）。

この開閉弁１０は、図４に示すように、流入口２０Ａ、流出口２０Ｂ、流入口２０Ａから内部も延設される流入流路２１、流出口２０Ｂから内部も延設される流出流路２２及び流入流路２１と流出流路２２との間に形成される弁室２３とを備えたバルブボディ２と、弁室２３内の流入流路２１の開口端に形成された弁座２４に当接離間する弁体４０を先端に形成したステム４と、このステム４が挿通される貫通孔３０を形成するとともに、バルブボディ２に固定されるボンネット３とを備えている。

そして、この開閉弁１０では、ステム４及びステム４を内部に内包するボンネット３を長尺としているため、ステム４の先端がステム４の軸方向と直交する方向へぶれやすく、弁体４０が弁座２４に対し片当たりし、弁体４０及び弁座２４に傷がつき漏れの原因となる虞があった。そのため、ステム４の先端がステム４の軸方向と直交する方向への移動を規制するために、貫通孔３０のバルブボディ２側の内径を、ステム４の弁体４０近傍の大径部４０の外径と略同径とし、当該部分のステム４が貫通孔３０に摺動するようにして弁体４０のぶれを防止するようにしている。

特開２０１８－１５０９８２号公報

しかし、開閉弁１０の開弁状態において、流入口２０Ａ側（１次側）からの高圧の流体は、弁室２３を介し流出口２０Ｂ側（２次側）に流れる際、ボンネット３の貫通孔３０とステム４の摺動部の僅かな隙間から上部に流れ込みボンネット３の上部に配設したシール部材7と、ステム４の大径部４１の上端部との間の空間に流体が溜まり、閉弁時に微小ではあるが溜まった流体が２次側に漏洩する場合がある。この流体の漏洩は、複数種類のガス（流体）を使用するシステムにおいては、ガスの置換特性を悪化させるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロングタイプボンネットの開閉弁であってもボンネット内への流体の溜りを防止し、閉弁時に流体の２次側への漏洩を防止することのできる開閉弁を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る開閉弁は、
流入口、流出口及び両者を連通する流路と弁室を備えたバルブボディと、
流入流路の弁室側開口端に形成された弁座に、当接離間する弁体を先端に形成したステムと、
ステムが挿通される貫通孔を形成するとともに、バルブボディに固定されるボンネットとを備え、
貫通孔のバルブボディ側は、ステムがステム軸に直交する方向への移動を規制するステム摺動領域を形成し、
ステムは、摺動領域に摺接する部分に圧抜き手段を形成するようにしている。

この開閉弁は、ステムに、ボンネットと摺動する箇所に圧抜き手段を設け、弁体のぶれを抑制しつつ、ボンネット内に流体の滞留を防止する。

この場合において、圧抜き手段をステムの外周面の軸方向全長に亘って形成したスリットとすることができる。

本発明によれば、ロングボンネットタイプの改変弁であっても、ステム先端の弁体のぶれを抑制しつつ、ステムとボンネットとの摺動部を越え、ステムとボンネットの間隙に流入する流体は、当該空間に留まることがなく弁室から２次側に流出し、閉弁後に２次側に流体が漏洩することがない開閉弁を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る開閉弁を示す正面からの一部切り欠きの断面図である。 同開閉弁のステムを示し、（ａ）一部切り欠きの斜視図、（ｂ）は図１のＸ－Ｘ断面図を示す。 同開閉弁のステムの別の例を示す斜視図である。 従来の開閉弁を示す正面からの一部切り欠きの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

＜実施形態１＞
図１～図２に、本発明の実施形態１を示す。

この開閉弁１は、流入口２０Ａ、流出口２０Ｂ、流入口２０Ａから内部に延設される流入流路２１、流出口２０Ｂから内部も延設される流出流路２２及び流入流路２１と流出流路２２との間に形成される弁室２３とを備えたバルブボディ２と、弁室２３内の流入流路２１の開口端に形成された弁座２４に当接離間する弁体４０を先端に形成したステム４と、このステム４が挿通される貫通孔３０を形成するとともに、バルブボディ２に固定されるボンネット３とを備えている。そして、ボンネット３は、従来例と同様、ロングボンネットの長尺タイプである。

バルブボディ２は、内部に形成される弁室２３の開放端側に段差部を有し、弁室よりも大径でボンネット３が挿通されるとともに、ボンネット３をバルブボディ２に固定するボンネットナット５が螺合する雌ねじ部を内周面に備えた取付空間２５が形成されている。

ボンネット３は、貫通孔３０を形成した筒状体である。そして、貫通孔３０は、バルブボディ２に挿通される一端側にステム４の外周面が摺動する摺動領域Ｈ１と、摺動領域Ｈ１よりも小径の通常領域Ｈ２とに区分けされている。また、貫通孔の他端側（アクチュエータ８側）には、ステム４と貫通孔３０との間に流入する流体の外部漏洩を抑制するシール部材７が配設されている。

ボンネット３は貫通孔３０にステム４を挿通した状態で取付空間２５に載置し、ボンネットナット５を取付空間２５の雌ねじ部に螺合することで弁座２４側に押圧され、弁室２３開放端がわの段差に配備する環状のシール部材６と圧接し、弁室２３からの流体の流出を防止するようにしている。

ステム４は、一端に弁体４０を形成した柱状体である。弁体４０は、ステム４と一体であっても構わないし、別体とし、ボルト等の締結手段を用いて接続するようにしても構わない。ステム４の他端側はシール部材７に囲繞され、シール部材7から突出した部分はアクチュエータ８に接続されている。アクチュエータ８は、エア等、流体駆動式のものや、電動モータの他、ステム４を進退させることのできるものであれば、その種類は特に限定するものではない。また、アクチュエータ８に代えて手動式のハンドルであっても構わない。

さらに、本開閉弁１のステム４は、摺動領域Ｈ１で貫通孔３０の内周面と摺接する大径部４１と、大径部よりも小径で、ボンネットの通常領域Ｈ２に位置する小径部４２とに分かれている。

そして、大径部４１には、小径部４２と貫通孔３０との間の空隙に流体が滞留することを抑制する圧抜き手段とし、外周面の軸方向全長に亘ってスリット４１ａを形成するようにしている。

このスリット４１ａは、本実施形態では、図２に示すように、均等に４箇所に形成するようにしているが、数は特に限定するものではない。このスリット４１ａによって、小径部４２と貫通孔３０との間の空隙は、流体に抵抗を与えることなく連通されることとなり、閉弁後に小径部４２と貫通孔３０との間の空隙に流体が溜まった状態を防止することができ、開弁後に２次側に流体が漏洩することはない。

また、圧抜き手段は、図３に示すように、スリット４１ａに限らず大径部４１の小径部４２側端面から弁体４０周面まで貫通した小孔４１ｂとすることもできる。この場合、小孔４１ｂの弁体４０側の開放部は弁座２４との当接部よりもボンネット５側となる。

以上説明したように、本発明の開閉弁は、低温高温の開閉弁としてボンネットが長尺のロングボンネットタイプの開閉弁として好適に用いることができ、例えば、水素ステーション用の水素ガス流路に配設する開閉弁として好適に用いることができる。

１ 開閉弁
２ バルブボディ
２０Ａ 流入口
２０Ｂ 流出口
２１ 流入流路
２２ 流出流路
２３ 弁室
２４ 弁座
３ ボンネット
３０ 貫通孔
４ ステム
４０ 弁体
４１ａ スリット
５ ボンネットナット
Ｈ１ 摺動領域

Claims (2)

1. 流入口、流出口及び両者を連通する流路と弁室を備えたバルブボディと、
   流入流路の前記弁室側開口端に形成された弁座に、当接離間する弁体を先端に形成したステムと、
   該ステムが挿通される貫通孔を形成するとともに、前記バルブボディに固定されるボンネットとを備え、
   前記貫通孔のバルブボディ側は、前記ステムがステム軸に直交する方向への移動を規制するステムの摺動領域を形成し、
   前記ステムは、前記摺動領域に摺接する部分に圧抜き手段を形成した開閉弁。
2. 前記圧抜き手段は、ステムの外周面の軸方向全長に亘って形成したスリットとした請求項１に記載の開閉弁。

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