JP3712678B2

JP3712678B2 - 弁装置

Info

Publication number: JP3712678B2
Application number: JP2002026306A
Authority: JP
Inventors: 郁夫酒井; 淳新宮
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: JP2003227579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体通路を開閉する弁装置に関し、例えば、発電プラントの給水系において常時は全閉とされている仕切弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービン発電設備は、ボイラで発生した蒸気によりタービンを駆動し、仕事を終えた排気蒸気を復水してボイラに給水するようになっている。蒸気タービン発電設備における給水系では、水質検査等のために給水系から給水を取り出す排出流路が備えられ、排出流路には、通常は全閉とされ給水を取り出すときに開状態とされる弁装置としての仕切弁が備えられている。仕切弁は、流体通路を仕切る弁体（円盤状の弁体）を備え、上流側シールと下流側シールがそれぞれ弁体に密着することで流体の流れを阻止する。この状態では、弁上流側、弁箱空間及び弁下流側は仕切られる。また、弁体を弁箱側に移動させることで流体通路が開かれる。
【０００３】
上述した仕切弁は、常時は流体通路を全閉され弁箱内に流体が満たされた状態となっており、弁箱内の流体の温度が上昇すると、弁箱を構成する金属と流体との膨張率の違いにより、弁箱の内部の圧力が異常に高くなることがある。弁箱内の圧力が異常に昇圧すると、全閉からの開弁時における弁体の移動に大きな抵抗が作用し、開弁操作に大きな操作力を必要としてしまう。このため、通常時には流体通路を全閉状態にした後、弁体を操作するハンドルを所定量戻して弁体と上流側または下流側のシールの一方の間に隙間を設けて弁箱内と上流側または下流側いずれか一方の仕切状態を解除し、圧力の異常昇圧をなくしている。もう一方は、上流側と下流側の圧力差により仕切状態が維持されるので、仕切弁としての機能を保つことができる。この状態を半前閉と称する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の弁装置では、弁箱内の圧力の異常昇圧をなくすために、全閉状態からハンドルを所定量戻すことで対処している。しかし、弁装置の大きさの違いや個々の弁体の個体差等により、適正な隙間を確保するためのハンドルの戻し量が異なっている。作業者は全ての弁装置についてハンドルの戻し量を把握することは不可能であり、常に適正な隙間を確保することは困難であった。このため、上流側と下流側との間の漏れ、もしくは、全閉からの開弁操作には大きな操作力を必要とする場合もあり、操作者の負担が避けられないのが現状であった。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、弁箱内の圧力が異常に高くなることがなく大きな操作力を必要とすることなく半全閉機能への弁操作が行なえる弁装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の弁装置は、弁蓋に回転自在に支持され且つその回転により軸方向に移動する弁軸と、弁軸の先端に隙間部を介して設けられ弁軸の軸方向の移動により流体通路を開閉する弁部材と、弁部材が全閉状態における弁軸の移動方向端部で閉じられ弁部材が開側となる弁軸の移動により隙間部と弁箱の内部とを流通させる流通路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
そして、弁装置は、流体通路を常時全閉とし必要時に流体通路を開状態とする仕切弁であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
例えば、蒸気タービン発電設備における給水系では、水質検査等のために給水系から給水を取り出す排出流路が備えられ、排出流路には、通常は全閉とされ給水を取り出すときに開状態とされる弁装置としての仕切弁が備えられている。本発明の実施形態例ではこの仕切弁に適用される弁装置を一例として説明する。
【００１２】
図１には弁装置の一例の外観状態、図２には弁装置の流体通路方向に沿った断面、図３には図２中のIII-III 線矢視を示してある。また、図４にはマーキングの取り付け状況を示してある。
【００１３】
図１乃至図３に示すように、弁装置としての仕切弁１は、流体通路２に接続される通路部３が備えられ、通路部３には断面傾斜状の円盤型の弁体４を支持する弁支持部3aが形成されている。弁支持部3aにはシール５が設けられ、弁座が形成された状態になっている。弁支持部3aにはシール５を介して通路部３に直交する方向（図中上下方向）に弁体４が移動自在に支持されている。
【００１４】
弁体４は断面幅広側が上方側に配され、通路部３における弁支持部3aの形状も断面傾斜状とされている。弁体４が下端に移動することで通路部３が閉じられ、弁体４が上方に移動することで通路部３が開かれる。通路部３の上部には弁軸６を回転自在に且つ上下方向に移動自在に支持する弁蓋７が備えられ、通路部３の直上部には弁箱８が形成されている。
【００１５】
弁体４の上部には弁軸６の下端部6aが回転自在で上下方向には移動が規制された状態で嵌合する嵌合部９が一体に設けられている。弁軸６の上部には雄ねじ部１０が形成され、弁蓋７の雄ねじ部１０に対応する部位には雄ねじ部１０に螺合する雌ねじ部１１が取り付けられている。弁軸６の上端部6bにはハンドル１２が固定されている。
【００１６】
つまり、ハンドル１２を回すことにより弁軸６が回転しながら雄ねじ部１０及び雌ねじ部１１を介して軸方向に移動し、嵌合部９を介して弁体４が上下方向に移動する。これにより、通路部３が開閉されるようになっている。弁体４が最下端に移動すると、弁体４が上側のシール５と下側のシール５に密着して通路部３が全閉状態とされ、弁体４が上方の弁箱８側に移動すると、通路部３に流体が流通可能となって開弁状態とされる。
【００１７】
図２に示すように、弁軸６と弁蓋７はパッキン１４によりシールされ、パッキン１４はパッキン押え機構１５により所定の支持力により保持されている。
【００１８】
上述した仕切弁１は、常時は流体通路２を全閉とし弁箱８内に流体（給水）が満たされた状態となっており、上流側もしくは下流側の給水の温度が上昇すると、弁箱８内の給水の温度が上昇し、弁箱８を構成する金属と給水との膨張率の違いにより、弁箱８の内部の圧力を高くすることがある。この対策として、通常時には弁体４を最下部まで移動させた後にハンドル１２を所定量戻して上流側もしくは下流側の一方の弁体４とシール５の間に隙間を設けて弁箱８内の圧力の異常昇圧をなくしている。このため、弁箱８内の圧力が異常に昇圧して、全閉からの開弁時における弁体４の移動、即ち、ハンドル１２の操作に大きな抵抗が作用することがなくなり、必要以上に大きな力を必要とせずに開弁操作が行なえる。
【００１９】
仕切弁１には、適正な隙間を確保するためのハンドル１２の戻し量が的確に認識できるように、ハンドル１２の戻し位置が表示される表示部が設けられている。
【００２０】
つまり、図１及び図４に示すように、ハンドル１２には表示部としてのマーキング２１が設けられ、弁箱８の上面部には表示部としてのマーキング２２が設けられている。マーキング２１，２２の位置は、弁体４が全閉状態にある位置から上流側もしくは下流側の一方の弁体４とシール５の間に所定の隙間が設けられるようにハンドル１２を戻した位置で、ハンドル１２の回転方向で合致するように設定されている。
【００２１】
即ち、図４に点線で示すように、弁体４が全閉状態となるハンドル１２の位置のマーキング２１に対して、ハンドル１２を開側に所定角度（弁体４の直径やねじのピッチ等により異なるが、例えば、90度）戻した位置における弁蓋７の上面部にマーキング２２が設けられている。そして、ハンドル１２を全閉にした後、図４に実線で示すように、マーキング２１，２２の位置が合致する状態にハンドル１２を戻すことで上流側もしくは下流側の一方の弁体４とシール５の間に所定の隙間が設けられる。このため、ハンドル１２の回転位置を的確に操作することが可能になる。
【００２２】
これにより、作業者は、ハンドル１２を全閉状態まで操作し（ハンドル１２が回らなくなる状態）、マーキング２１，２２の位置が合致する状態にハンドル１２を戻すことで、仕切弁１を閉状態とする操作を行なうことができる。このため、仕切弁１毎に戻し位置を覚えておく必要がなくなり、仕切弁１の個体差等にも影響を受けずに容易に仕切弁１の閉じ操作を行なうことができる。従って、常に適正な隙間が確保されたハンドルの戻し位置となり、弁箱８内の給水の圧力が異常に高くなることがなくなり、上流側もしくは下流側のもう一方の弁体４とシール５は上流側もしくは下流側の圧力差により密着状態が維持され弁は全閉状態を保ち、開弁操作時に大きな操作力を必要とすることがなくなり操作者の負担を軽減することができる。
【００２３】
尚、マーキング２１，２２としては、単純な印を付けることで機能を十分に発揮することが可能であるが、異常昇圧をなくすための戻し位置の印であることが目認できる図柄等にすることも可能である。これにより、仕切弁１の操作に対して意味のある表示部であることが一目で確認できる。
【００２４】
図５乃至図７に基づいて本発明の実施形態例を説明する。図５には本発明の実施形態例に係る弁装置の流体通路方向に沿った要部断面、図６には図５中のVI-VI 線矢視、図７には弁軸の動作状況説明を示してある。尚、図１乃至図４の仕切弁１と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００２５】
図５、図６に示すように、弁装置としての仕切弁３１は、流体通路２に接続される通路部３が備えられ、通路部３には断面傾斜状の円盤型の弁体３２を支持する弁支持部3aが形成されている。弁支持部3aにはシール５を介して通路部３に直交する方向（図中上下方向）に弁体３２が移動自在に支持されている。
【００２６】
弁体３２は断面幅広側が上方側に配され、通路部３における弁支持部3aの形状も断面傾斜状とされている。弁体３２が下端に移動することで通路部３が閉じられ、弁体３２が上方に移動することで通路部３が開かれる。通路部３の直上部には弁箱８が形成されている。弁体３２の上部には弁軸６の下端部6aが回転自在で上下方向に所定量の移動が許容された状態で嵌合する嵌合部３３が一体に設けられている。つまり、弁軸６の下端部6aと嵌合部３３は隙間部３４を介して嵌合した状態になっている。
【００２７】
つまり、図示しないハンドル１２を回すことにより弁軸６が回転しながら雄ねじ部１０（図２参照）及び雌ねじ部１１（図２参照）を介して軸方向に移動し、嵌合部３３を介して弁体３２が上下方向に移動する。これにより、通路部３が開閉されるようになっている。弁体３２が最下端に移動した場合、弁支持部3aが閉じられて通路部３が全閉状態とされ、弁体３２が上方の弁箱８側に移動した場合、弁支持部3aと弁箱８が流通可能となって開弁状態とされる。
【００２８】
一方、嵌合部３３と弁箱８の内部とは流通路３５でつながり、嵌合部３３と上流側の通路部３は流通路３６でつながっている。図７(a) に示すように、弁体３２が最下端に移動したとき、即ち、弁軸６の下端部6aが下側に移動したときに流通路３５及び流通路３６と隙間部３４との連通が塞がれた状態になる。図７(b) に示すように、弁開操作のため弁体３２が上方に移動しようとするとき、まず、弁軸６の下端部6aが嵌合部３３内を上方に移動して流通路３５及び流通路３６と隙間部３４とが連通する。この結果、弁上流側と弁箱８は連通し、弁箱８の圧力上昇は解消される。
【００２９】
上述した仕切弁３１は、常時は流体通路２を全閉とし弁箱８内に流体（給水）が満たされた状態となっているため、弁箱８内の給水の温度が上昇し、弁箱８を構成する金属と給水との膨張率の違いにより、給水が膨張して弁箱８の内部の圧力が高くなる。
【００３０】
この状態で弁体３２を上方に移動させるための開弁操作を行なうと、図７(b) に示すように、弁軸６の下端部6aが嵌合部３３内を上方に移動して流通路３５及び流通路３６と隙間部３４とが連通する。このとき、弁体３２は移動しない。この状態で、弁箱８の内部と上流側の通路部３とが連通し、弁箱８の内部の圧力が低下する。更に、開弁操作を続けることで、弁箱８の内部の圧力が低下している状態で嵌合部３３を介して弁体３２が上方に移動する。従って、弁体３２を上方に移動させる操作力が大きくなることがない。閉弁操作のときは、弁軸６の下端部6aが下側に移動した状態で弁体３２が下方に移動する。
【００３１】
このため、開弁操作のときに弁箱８の内部の圧力が高いのは弁軸６の下端部6aが嵌合部３３内を上方に移動する間だけとなり、開弁時における弁体３２の移動、即ち、ハンドル１２（図２参照）の操作に大きな抵抗が作用することがなくなり、必要以上に大きな力を必要とせずに開弁操作が行なえる。従って、弁箱８内の給水の圧力が高くなっても、開弁操作時に大きな操作力を必要とすることがなくなり操作者の負担を軽減することができる。
【００３２】
上述した実施形態例では、弁装置として常時は閉状態にある手動操作の仕切弁を例に挙げて説明したが、電動操作の流量調整弁等他の弁装置に本発明を適用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の弁装置は、弁蓋に回転自在に支持され且つその回転により軸方向に移動する弁軸と、弁軸の先端に隙間部を介して設けられ弁軸の軸方向の移動により流体通路を開閉する弁部材と、弁部材が全閉状態における弁軸の移動方向端部で閉じられ弁部材が開側となる弁軸の移動により隙間部と弁箱の内部とを流通させる流通路とを備えたので、開弁操作時に弁箱内の圧力が異常に高くなることがなく大きな操作力を必要とすることなく開弁操作が行なえる弁装置とすることが可能になる。
【００３７】
そして、弁装置は、流体通路を常時全閉とし必要時に流体通路を開状態とする仕切弁であるので、大きな操作力を必要とすることなく開弁操作が行なえる仕切弁とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】弁装置の一例の外観図。
【図２】弁装置の流体通路方向に沿った断面図。
【図３】図２中のIII-III 線矢視図。
【図４】マーキングの取り付き状況説明図。
【図５】本発明の実施形態例に係る弁装置の流体通路方向に沿った要部断面図。
【図６】図５中のVI-VI 線矢視図。
【図７】弁軸の動作状況説明図。
【符号の説明】
１，３１仕切弁
２流体通路
３通路部
４，３２弁体
５シール
６弁軸
７弁蓋
８弁箱
９，３３嵌合部
１０雄ねじ部
１１雌ねじ部
１２ハンドル
１４パッキン
１５パッキン押え
２１，２２マーキング
３４隙間部
３５，３６流通路

Claims

弁蓋に回転自在に支持され且つその回転により軸方向に移動する弁軸と、弁軸の先端に隙間部を介して設けられ弁軸の軸方向の移動により流体通路を開閉する弁部材と、弁部材が全閉状態における弁軸の移動方向端部で閉じられ弁部材が開側となる弁軸の移動により隙間部と弁箱の内部とを流通させる流通路とを備えたことを特徴とする弁装置。
請求項１において、弁装置は、流体通路を常時全閉とし必要時に流体通路を開状態とする仕切弁であることを特徴とする弁装置。