JP3794968B2 - 熱風弁の弁体補修方法と弁体補修用シートリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱風炉からの熱風の供給管路に設けられ、炉切替による休風時に、供給管路を遮断する用途などに用いられる熱風弁の弁体の補修方法とそれに用いる補修用シートリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱風弁２１は、一例を、図５に示すように、熱風炉２２から熱風を高炉２３へ供給するための熱風導管２４と熱風炉２２との間の熱風支管２５に設けられ、この熱風弁２１は、熱風炉２２で混合ガスを燃焼して蓄熱中などの休風時に、高炉２３内の高温ガスが熱風炉２２に逆流しないようにこれらの熱風管路を遮断し、熱風を高炉２３に供給するときのみ開くようになっている。
【０００３】
前記熱風弁２１には、通常、仕切り弁が用いられており、図６および図７に示すように、弁箱本体１ａとその上部に取り付けたキャップ部１ｂとからなる弁箱１の内部に、弁箱１内の流路２を開閉するように、弁体３が取り付けられ、この弁体３は、弁本体４とその外周縁に設けた環状のシートリング５とから形成されている。
【０００４】
前記弁本体４は、図８および図９に示すように、鋼板製の２枚の円板状の弁板６、６ａが、その中心から外周縁にわたって冷却水流路７を形成する一対の渦巻き状のプレート８、８ａによって連結されており、この連結された弁板６、６ａの外周縁に、前記冷却水流路７と連通した中空構造の環状のシートリング５が溶接により取り付けられている。
【０００５】
前記シートリング５は、図８に示したように、周壁５ａと側壁５ｂ、５ｃとからなって、断面形状がコ字形に形成されており、この側壁５ｂ、５ｃの内周側の端部に、弁板６、６ａの外周縁の内面にあてがう溶接用の裏当て部９、９ａが一体に形成されている。
【０００６】
前記シートリング５の弁本体４への取り付けは、まず、シートリング５を弁本体４の、渦巻き状のプレート８を取り付けた一方の弁板６の外周縁の内面に、シートリング５の裏当て部９をあてがって、溶接により固定する。次に、渦巻き状のプレート８ａを固定した他方の弁板６ａの外周縁をシートリング５の裏当て部９ａにあてがって溶接により固定する。前記渦巻き状のプレート８ａ、８は、それらの端面が弁板６、６ａに押し当たる位置で溶接により固定されて、弁板６、６ａが連結されて弁本体４が形成され、この弁本体４の外周縁にシートリング５が取り付けられ、弁体３が形成されている。
【０００７】
前記弁体３の上部中央のシートリング５の周壁５ａには、シートリング５の中空部から、前記のプレート８、８ａによって形成された、弁板６、６ａの中心から外周縁にわたる渦巻き状の冷却水流路７に供給される冷却水の給水口１０および排水口１０ａが設けられている。
【０００８】
図６に示したように、この給水口１０および排水口１０ａに中空構造の一対の弁棒１１、１１ａが並行して接続され、弁棒１１、１１ａの上部には、冷却水の入口１２および出口１３がそれぞれ設けられている。弁体３への冷却水は、この入口１２から供給され、弁棒１１の内部を通過して、前記給水口１０からシートリング５の内部をまず通過して渦巻き状の冷却水流路７に入り、弁本体４の中心部を経て排水口１０ａから弁棒１１ａの内部を通過して、出口１３から排出され、シートリング５および弁本体４が一様に冷却されるようになっている。
【０００９】
前記弁棒１１、１１ａの上端側には、例えば、図示していない無端状のチェーン部材が取り付けられ、このチェーン部材が、駆動装置によりスプロケットを介して駆動されて、弁棒１１、１１ａに連結された弁体３が昇降し、前記熱風支管２５を遮断または開放するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような熱風弁２１では、熱風炉２２の休風時には、閉弁状態になり、前記シートリング５は、弁箱側シート部に密着して弁体３の他の部分よりも低温であるが、送風時、即ち開弁状態では、高温の熱風が高流速でシートリング５に接触しながら、前記熱風支管２５などの管路を通過していくため、シートリング５は、弁体で最も急激な温度変化を受ける部位となって、大きな繰返し熱応力が作用する。
【００１１】
このため、この繰返し熱応力の作用によって金属疲労が発生し、シートリング５にクラックなどの損傷が発生することが多く、補修が必要となる場合に、損傷したシートリングのみを切断して、新しいシートリングを弁体に溶接して取り付けることができなかった。その理由は、シートリング５を弁本体４の弁板６、６ａに欠陥なく、確実に溶接するためには、前記の裏当て部９、９ａが必要であり、弁板６、６ａと渦巻き状のプレート８、８ａとから、図８に示したように、円盤状の弁本体４を組み立てた後に、この弁本体４の外周縁に、前記側壁５ｂ、５ｃの内面端部に裏当て部分９、９ａを設けたシートリング５を組み込むことができないためである。
【００１２】
このため、新しいシートリングを組み込むためには、弁板や渦巻き状のプレートには余り損傷がなく、まだ使用が可能な状態にある場合でも、弁本体を新たに組み立てる必要があり、弁体全体を新作せざるを得なく、修理コストが嵩み、また、手間を要し、修理期間が長くなるなどの問題があった。
【００１３】
そこで、この発明の課題は、損傷の少ない弁本体を再利用して、損傷の激しいシートリングのみを取り替えることにより、修理費用の低減と工期の短縮を可能とする熱風弁の弁体補修方法とこの補修用シートリングを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【００１５】
即ち、２枚の弁板間に、その中心から外周縁にわたって渦巻き状の冷却水流路が形成された弁本体と、この弁本体の外周縁に前記冷却水流路と連通するように取り付けたシートリングとで弁体が形成された熱風弁の弁体補修方法であって、損傷したシートリングを前記弁本体の２枚の弁板から、その中心から異なる半径でそれぞれ切り離し、この弁板の直径が異なった切断後の弁本体と、予め準備した、周壁とその両側に内径の異なる環状の側壁を有する補修用のシートリングとを組み合わせて固定するようにしたのである。
【００１６】
このように、損傷したシートリングを、弁本体の２枚の弁板から、その中心から異なる半径で切り離すことにより、弁板の直径が異なった切断後の弁本体と、内径の異なる環状の側壁を有する補修用のシートリングとを、組み合わせて固定することができるので、シートリングに比べて損傷の少ない弁本体を再利用することができる。
【００１７】
前記補修用シートリングの内径が大きい方の側壁内面の端部に環状の裏当て部を設け、前記切断後の弁本体の小径側の弁板内面の外周縁に環状の裏当て板を同芯状に固定し、前記裏当て部の内径を、前記環状の裏当て板を通過できる大きさで、かつ、前記切断後の弁本体の大径側の弁板の外径よりも小さくし、前記裏当て部が大径側の弁板の内面に、補修用シートリングの内径が小さい方の側壁を前記裏当て板の外面に嵌め合せた状態で、補修用のシートリングと前記切断後の弁本体とを溶接により固定することが望ましい。
【００１８】
このようにすれば、補修用のシートリングの前記裏当て部を、切断後の弁本体の小径側の外周縁の裏当て板を通過させて、大径側の弁板外周縁の内面に嵌め合わせ、かつ、補修用シートリングの内径が小さい方の側壁を前記裏当て板の外面に嵌め合せた状態で、前記裏当て部および前記裏当て板の存在により、欠陥なく確実に溶接して、補修用のシートリングと切断後の弁本体とを固定することができる。
【００１９】
熱風弁の弁体補修用シートリングを、周壁と、その両側に環状の側壁とを有し、一方の側壁の内面端部に環状の溶接用裏当て部を設け、この裏当て部を設けた側壁の内径を、他方の側壁の内径よりも大きくして形成することができる。
【００２０】
このようにすれば、上記の損傷したシートリングを切り離した前記弁本体に、この補修用シートリングを、内径の大きい、溶接用裏当て部を設けた側壁の方から組み込むことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付の図１から図４に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、既出の図８に示した熱風弁の弁体３のシートリング５を、前述のように、熱衝撃などによる損傷のために切り離して、補修用のシートリングに取り替える際に、弁本体４の弁板６、６ａをそれぞれ、その中心から異なる半径Ｒ₁ 、Ｒ₂ （Ｒ₁ ＜Ｒ₂ ）の位置ＡおよびＢで切断した状態の弁本体１４およびこの弁本体１４に組み込む、予め準備した補修用のシートリング１５を示したもので、補修用のシートリング１５は、損傷した前記シートリング５と同様に、周壁１５ａと側壁１５ｂ、１５ｃとから断面形状がコ字形に形成されている。
【００２３】
前記切断した弁本体１４の小径側の弁板１６の内面の外周縁に、溶接用の環状の裏当て板１７が同芯状に取り付けられている。前記弁本体１４の大径側の弁板１６ａに溶接する側壁１５ｃの内面の端部には裏当て部１８が、その内径Ｄ₃ が環状の裏当て板１７を通過できる大きさで、かつ、弁板１６ａの外径Ｄ₁ よりも小さくなるように一体に形成され、小径側の弁板１６に溶接する側壁１５ｂの内径Ｄ₄ は、前記裏当て板１７の外径Ｄ₂ よりも小さく形成されている。そして、小径側の弁板１６と大径側の弁板１６ａの外周面、およびこれらの外周面に対向するシートリング１５の側壁１５ｂ、１５ｃとは、それぞれテーパ状の開先を形成している。
【００２４】
前記裏当て部１８を設けた側壁１５ｃの内径Ｄ₃ は、側壁１５ｂの内径Ｄ₄ よりも大きく、前記側壁１５ｂ、１５ｃの端部を、弁本体１４の小径側の弁板１６、および大径側の弁板１６ａに溶接して弁本体１４に取り付けたときに、弁体３ａの外径が、元の損傷したシートリング５を取り付けていたときの外径と等しくなるように、側壁１５ｂの半径方向の長さＬ₁ は、側壁１５ｃの半径方向の長さＬ₂ よりも大きく形成されている（Ｌ₁ ＞Ｌ₂ ）。
【００２５】
このように、補修用のシートリング１５の側壁に一体に形成した裏当て部１８の内径Ｄ₃ が、小径側の弁板１６に取り付けた裏当て板１７の外径Ｄ₂ よりも大きいため、前記シートリング１５は環状の裏当て板１７を通過でき、図２に示すように、小径側の弁板１６の側から、溶接用裏当て部１８を設けた側壁の方を前方にして、弁本体１４に組み込むことができる。そして、この裏当て部１８の内径Ｄ₃ が、大径側の弁板１６ａの外径Ｄ₁ よりも小さく、側壁１５ｂの内径Ｄ₄ が、環状の裏当て板１７の外径Ｄ₂ よりも小さく形成されているために、図３および図４に示すように、組み込んだ補修用シートリング１５を、大径側の弁板１６ａの外周縁の内面におよび側壁１５ｂの内面外周縁を裏当て板１７の外面に嵌め合せた状態で、溶接により固定して、弁本体１４に固定することができる。
【００２６】
そして、小径側の弁板１６との溶接部には裏当て板１７が、大径側の弁板１６ａとの溶接部には、側壁１５ｃに一体に設けた裏当て部１８がそれぞれ設けられているので、補修用シートリング１５の側壁１５ｂおよび１５ｃと、小径側および大径側の弁板１６、１６ａとは、それぞれ欠陥なく、確実に溶接により固定されて、補修用シートリング１５と損傷したシートリングを切り離した弁本体１４とを組み合わせることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、損傷したシートリングを取り替える必要が生じた場合に、この損傷したシートリングを切断する弁本体の中心からの位置を、左右の弁板で異ならせたので、損傷の少ない弁本体は再利用して、この弁本体に、小径の弁板の側から補修用のシートリングを組み込むことができ、シートリングの補修にあたって、弁体全体を新作せずに済む。それによって、熱風弁の弁体の修理費用の低減と工期の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の熱風弁の弁体補修方法において、損傷したシートリングを切り離した弁本体とそれに組み合わせる補修用のシートリングとを示す縦断正面図
【図２】補修用シートリングを弁本体に組み込む状況を示す斜視図
【図３】補修用シートリングを弁本体に組み合わせた弁体を示す斜視図
【図４】図３に示した弁体の縦断正面図
【図５】熱風弁の使用箇所を示す説明図
【図６】上記熱風弁の斜視図
【図７】同上の縦断正面図
【図８】従来技術の熱風弁の弁体の要部を示す縦断正面図
【図９】同上の熱風弁の弁体の縦断側面図
【符号の説明】
１ 弁箱
１ａ 弁箱本体
１ｂ キャップ部
２ 流路
３、３ａ 弁体
４ 弁本体
５ シートリング
５ａ 周壁
５ｂ、５ｃ 側壁
６、６ａ 弁板
７ 冷却水流路
８、８ａ プレート
９、９ａ 裏当て部
１０ 給水口
１０ａ 排水口
１１、１１ａ 弁棒
１２ 入口
１３ 出口
１４ 弁本体
１５ シートリング
１５ａ 周壁
１５ｂ、１５ｃ 側壁
１６、１６ａ 弁板
１７ 裏当て板
１８ 裏当て部
２１ 熱風弁
２２ 熱風炉
２３ 高炉
２４ 熱風導管
２５ 熱風支管

Claims (3)

1. ２枚の弁板（１６，１６ａ）間に、その中心から外周縁にわたって渦巻き状の冷却水流路（７）を形成する渦巻き状のプレート（８ａ，８）が配置され、前記両弁板（１６，１６ａ）に前記渦巻き状のプレート（８ａ，８）の両側縁をそれぞれ溶接することにより前記両弁板（１６，１６ａ）が連結固定された弁本体と、この弁本体の外周縁に前記冷却水流路（７）と連通するように取付けられたシートリング（５）とで弁体が形成され、前記シートリング（５）は前記弁本体の外周に沿う周壁（５ａ）とその周壁（５ａ）の両側全周に亘る環状の側壁（５ｂ，５ｃ）を有する断面コ字状である熱風弁の弁体補修方法であって、
   前記弁本体の外周に沿う周壁（１５ａ）とその周壁（１５ａ）の両側全周に亘り且つ内径がそれぞれ異なる環状の側壁（１５ｂ，１５ｃ）を有する断面コ字状の補修用のシートリング（１５）を予め準備し、前記弁本体の２枚の弁板（１６，１６ａ）から、その両弁板（１６，１６ａ）の中心からそれぞれ異なる半径の円周上で損傷した前記シートリング（５）を切り離し、前記補修用のシートリング（１５）の内径が大きい方の側壁（１５ｃ）側から、前記切り離し後の弁本体の小径側の弁板（１６）を大径側の弁板（１６ａ）よりも先に内側に差し入れて、その小径側の弁板（１６）と前記補修用のシートリング（１５）の内径が小さい方の側壁（１５ｂ）、及び前記大径側の弁板（１６ａ）と前記内径が大きい方の側壁（１５ｃ）とをそれぞれ溶接により固定することを特徴とする熱風弁の弁体補修方法。
2. 前記補修用のシートリング（１５）の内径が大きい方の側壁（１５ｃ）内面の端部に環状の裏当て部（１８）を設け、前記切り離し後の弁本体の小径側の弁板（１６）内面の外周縁に環状の裏当て板（１７）を同芯状に固定し、前記裏当て部（１８）の内径を、前記環状の裏当て板（１７）を通過できる大きさで、かつ、前記切り離し後の弁本体の大径側の弁板（１６ａ）の外径よりも小さくし、前記裏当て部（１８）が大径側の弁板（１６ａ）の内面に、前記補修用のシートリング（１５）の内径が小さい方の側壁（１５ｂ）が前記裏当て板（１７）の外面に嵌め合わされた状態で、前記補修用のシートリング（１５）と前記切り離し後の弁本体とを溶接により固定することを特徴とする請求項１に記載の熱風弁の弁体補修方法。
3. 請求項２に記載の熱風弁の弁体補修方法に使用する熱風弁の弁体補修用のシートリングであって、前記弁本体の外周に沿う周壁（１５ａ）と、その周壁（１５ａ）の両側全周に環状の側壁（１５ｂ，１５ｃ）とを有する断面コ字状を成し、前記環状の側壁（１５ｂ，１５ｃ）のうち一方の側壁（１５ｃ）の内面端部に環状の溶接用裏当て部（１８）を設け、この裏当て部（１８）を設けた側壁（１５ｃ）の内径を、前記他方の側壁（１５ｂ）の内径よりも大きくした熱風弁の弁体補修用シートリング。

Images