JP4599105B2

JP4599105B2 - プラグ弁の構造

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Publication number: JP4599105B2
Application number: JP2004210986A
Authority: JP
Inventors: 正彦森
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: JP2006029487A

Description

本発明は、プラグ弁の構造に関し、詳しくは、化学触媒などの粉流体を循環させる触媒循環系に設けられるプラグ弁の構造に関する。

従来より、化学触媒などの粉流体を循環させる触媒循環系に設けられるプラグ弁の構造として、図３，図４に示すものがある。このプラグ弁の構造は、触媒循環系の構成部材の１つである触媒流動タンク１内に設置されている触媒吐出通路２と、この触媒吐出通路２下端の入口２Ａに対向配置されて、弁軸（弁軸心）Ｐ方向に昇降（移動）して入口２Ａを開閉するプラグ部３と、このプラグ部３の下側に連設されて触媒流動タンク１の下部に連設したプラグボディ４内に摺動自在に挿入されている筒状部５と、この筒状部５の下側に設けた基部６とを有し、プラグボディ４に設けたリフトエア供給孔（輸送空気供給孔）７から供給される輸送空気、即ちリフトエア（矢印ａ）の弁閉方向昇通路８を体内に備えているとともに、基部６にはプラグボディ４の底部９から上向きに摺動自在に挿入されたステム（駆動部）１０の上端部が連結されている（たとえば、特許文献１参照。）。

前記構成のプラグ弁の構造によれば、たとえば、触媒循環系における反応タンク（図示省略）内で原油と反応してカーボンが付着した触媒は、触媒流動タンク１内に還流される。触媒流動タンク１には、図示されていない加熱炉から高温の空気が吹き込まれ、この高温空気によって付着しているカーボンを燃焼させることで触媒が再生される。

一方、プラグボディ４に設けたリフトエア供給孔７からリフトエア（矢印ａ）が供給される。このリフトエアはバルブ体内の上昇通路（移動通路の一例）８から触媒吐出通路２内に噴出する。つまり、プラグ部３の先端から触媒吐出通路２内に噴出する。したがって、図４の二点鎖線で示すように、ステム１０の駆動によってプラグ部３を上昇（移動）させて、プラグ部３が触媒吐出通路２下端の入口２Ａに嵌合して閉塞している全閉状態から、ステム１０の駆動によってプラグ部３を図３および図４の実線で示す位置まで下降させて入口２Ａを開いた弁開状態では、プラグ部３の先端から噴出したリフトエアが入口２Ａの周囲にある触媒を吐出通路２に同伴して（図４の矢印ｂ参照）、触媒流動タンク１の外部に吐出して循環させる。リフトエアによる触媒の同伴量、つまり触媒の吐出循環量は、プラグ部３による触媒吐出通路２下端の入口２Ａの開度の大きさ（弁開度の大きさ）によって制御される。

特開２００２−２２８０１８号公報

ところで、前記従来のプラグ弁の構造では、図５に示すように、プラグボディの底部９にステム１０を摺動自在に挿通する筒状ストッパ１１を設け、この筒状ストッパ１１の上端に基部６の下端を当接させることによって、触媒吐出通路２下端の入口２Ａからプラグ部３が離れたプラグ弁の全開位置を設定するように構成してある。ところが、触媒循環系の通常運転時にプラグボディの底部９に触媒Ｃが徐々に堆積すると、筒状ストッパ１１の上端がリフトエア供給孔７の下端レベル７ａよりも下側に位置しているために、リフトエア供給孔７の下端レベル７ａから筒状ストッパ１１の上端までの寸法Ｈに相当する基部６の下降（移動）が前記堆積している触媒Ｃによって妨げられて、プラグ弁の全開状態が得られず、触媒循環系への触媒の吐出循環量を増加させることができない。

また、プラグボディの底部９には、筒状ストッパ１１の内周面とステム１０の外周面とで囲まれる環状の隙間１２に触媒が介在することによって生じる目詰まりを防止するため、環状の隙間１２に通じるエア供給通路１３が設けられている。しかし、前記堆積している触媒Ｃ内に筒状ストッパ１１が埋まっている状態でエア供給通路１３から環状の隙間１２にエアを供給しても、筒状ストッパ１１を埋めている堆積触媒Ｃが邪魔になって、環状の隙間１２に介在している触媒の除去が妨げられ、触媒が経時的に下側のグランドパッキン部１４まで移行して、グランドパッキン部１４のシール性を低下させるおそれがある。

さらに、触媒循環系の運転が緊急停止すると、リフトエア供給孔７の下端レベル７ａを超える位置まで触媒が急激に堆積する。ところが、従来のプラグ弁の構造では、堆積した触媒を残存させた状態で触媒循環系の運転が再開されるので、この運転再開時にリフトエア供給孔７から供給が開始されるリフトエアによって、触媒がプラグボディ４の内部で旋回して、プラグボディ４の内面を摩耗させる問題が生じる。

本発明は、このような問題を解決するものであって、その目的とするところは、プラグボディの底部に触媒が堆積しても、プラグ弁の全開状態が確実に得られ、また、プラグボディ内部での触媒の旋回を回避でき、しかも、プラグボディの底部と駆動部との隙間の目詰まりの防止が確実になされるプラグ弁の構造を提供することにある。

請求項１に記載の発明に係るプラグ弁の構造は、触媒循環系の触媒流動タンク内に設置されている触媒吐出通路の入口に対向配置されて、弁軸方向に移動して前記入口を開閉するプラグ部と、このプラグ部の弁開方向側である下側に連設されて前記触媒流動タンクの下側部に設けたプラグボディ内に摺動自在に挿入された筒状部と、この筒状部の下側に設けた基部とを有し、前記プラグボディに設けた輸送空気供給孔から供給される輸送空気の移動通路を備えているとともに、前記基部には前記プラグボディの底部から摺動自在に挿通された駆動部が連結され、前記プラグボディの底部が前記輸送空気供給孔の下端より下方に離されているプラグ弁の構造において、
前記基部の下端と前記筒状部の下端とのうちのより下側が前記輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準で、前記プラグ部が前記触媒吐出通路の入口から離れたプラグ弁の全開位置に設定されており、前記プラグボディの底部に触媒が堆積しても、この堆積した触媒に関わることなく全開状態が得られるように構成してなることを特徴とするものである。

前記構成によれば、基部の下端と筒状部の下端とのうちのより下側を輸送空気供給孔の弁開方向側端レベルと略同じ水準まで移動させることによって、プラグ弁が全開することになるので、触媒循環系の通常運転時において、輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準までプラグボディの底部に触媒が堆積しても、この堆積した触媒に関わることなくプラグ弁を全開させることができる。

また、請求項２に記載の発明に係るプラグ弁の構造は、請求項１に記載のプラグ弁の構造において、前記プラグボディの底部と前記駆動部との隙間の目詰まりを防止するエア吹出し口が前記輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準に設けられていることを特徴とするものである。

前記構成によれば、触媒循環系の通常運転時において、輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準までプラグボディの底部に触媒が堆積しても、この堆積した触媒に関わることなく、エア吹出し口からエアを噴出させ、この噴出エアに同伴して前記隙間に介在している触媒を噴出除去することができる。

本発明においては、前記プラグボディの底部に、前記駆動部が摺動自在に挿通され、かつ前記基部を当接させる筒状ストッパが設けられ、この筒状ストッパの弁閉方向側端である上側端が前記輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準に設定されているとともに、該筒状ストッパの上側端に前記エア吹出し口を設けることが好ましい。

このようにすることで、プラグボディの底部に筒状ストッパを設けた簡単な構造により、基部の下端が筒状ストッパの上端に当接することで、プラグ弁が全開される。すなわち、触媒循環系の通常運転時において、輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準までプラグボディの底部に触媒が堆積しても、この堆積した触媒に関わることなくプラグ弁を全開させることができる。また、プラグボディの底部と駆動部との隙間の目詰まりを防止するエア吹出し口が筒状ストッパの上端に設けられることによって、前記堆積した触媒に関わることなく、エア吹出し口からエアを噴出させ、この噴出エアに同伴して前記隙間に介在している触媒を噴出除去することができる。

本発明によれば、プラグボディの底部に触媒が堆積しても、触媒の堆積に関わることなくプラグ弁の全開状態が確実に得られるので、触媒の所定量吐出が可能になるとともに、プラグボディの底部に堆積した触媒を堆積触媒排出用の排出孔から排出することができることによって、プラグボディ内部での触媒の旋回を回避して、プラグボディ内面の摩耗を抑制することができる。また、プラグボディの底部に堆積した触媒に関わることなく、エア吹出し口からエアを噴出して、プラグボディの底部と駆動部との隙間に介在している触媒を除去することができるので、隙間に介在している触媒の経時的な移行によるシール部への弊害を確実に防止することができる。

図１は、本発明に係るプラグ弁の構造における第１実施形態の要部を示す断面図である。なお、前記図３，図４で説明した触媒流動タンク１、触媒吐出通路２、触媒吐出通路２下端の２Ａ、プラグ部３などは、本発明に係るプラグ弁の構造においても同様に備わっているので、これらの図示は省略する。また、前記図３〜図５で説明した従来例と同一または相当部分には、同一符号を付して、重複する構造説明は省略する。

図１において、プラグボディの底部９には、截頭円錐形の筒状ストッパ１１が立設され、この筒状ストッパ１１の中心孔１１ａにステム１０が摺動自在に下側から挿通されて、その上端部を基部６に連結してある。そして、筒状ストッパ１１の上端（弁閉方向側端の一例）１１ｂは、リフトエア供給孔（輸送空気供給孔の一例）７の下端（弁開方向側端の一例）レベル７ａと略同じ水準に設定し、基部６の下端（弁開方向側端の一例）が筒状ストッパ１１の上端（弁閉方向側端の一例）１１ｂに当接することで、図４と同様のプラグ部３が弁軸Ｐ方向に移動して触媒吐出通路２の下端の入口２Ａから離れたプラグ弁の全開状態が得られるように構成してある。尚、弁閉方向とは、図１，３における白抜き矢印イの方向であり、弁開方向とは、図１，３における白抜き矢印ロの方向である。

プラグボディの底部９には、筒状ストッパ１１の中心孔１１ａの内周とステム１０の外周面とで囲まれる環状の隙間１２に連通するエア供給通路１３が設けられているとともに、環状の隙間１２の上端を該環状の隙間１２の目詰まりを防止するためのエア吹出し口１５としている。そして、プラグボディの底部９を上下方向に貫通して、プラグボディ４内に堆積した触媒を排出するための複数の排出孔１６が設けられ、これら排出孔１６には弁１７ａを備えた排出管１７が接続されている。なお、図中１８は、グランドパッキン部１４に潤滑兼シール用のグリースを供給するグリース供給通路である。

このような構成であれば、プラグボディの底部９に筒状ストッパ１１を設けた簡単な構造により、基部６の下端が筒状ストッパ１１の上端１１ｂに当接する位置まで下降（移動）することで、図４のプラグ部３が触媒吐出通路２の入口２ａから離れたプラグ弁の全開と同じ全開状態を得ることができる。このため、触媒循環系の通常運転時において、図１のリフトエア供給孔７の下端レベル７ａと略同じ水準までプラグボディの底部９に触媒が堆積しても、この堆積した触媒に関わることなくプラグ弁を全開させて、触媒の所定量吐出を実行することができる。

また、触媒循環系の通常運転時において、リフトエア供給孔７の下端レベル７ａと略同じ水準までプラグボディの底部９に触媒が堆積しても、環状の隙間１２の目詰まりを防止するエア吹出し口１５が筒状ストッパ１１の上端１１ｂに設けられることによって、前記堆積した触媒に関わることなく、エア吹出し口１５からエアを噴出させ、この噴出エアに同伴して環状の隙間１２に介在している触媒を噴出除去することができる。このため、環状の隙間１２に介在している触媒が経時的にグランドパッキン部１４に移行して、グランドパッキン部１４のシール性を低下させるような弊害を確実に防止することができる。

一方、触媒循環系の運転が緊急停止した場合に、リフトエア供給孔７の下端レベル７ａを超える位置まで触媒が急激に堆積しても、複数の排出管１７のそれぞれに設けられている弁１７ａを弁開することによって、前記堆積している触媒をプラグボディの底部９に設けた排出孔１６から排出することができる。このため、触媒循環系の運転再開時にリフトエア供給孔７からリフトエア（輸送空気）の供給が開始されても、プラグボディ４の内部で触媒が旋回するのを回避して、プラグボディ４内面の摩耗を抑制することができる。

第１実施形態のプラグ弁の構造では、プラグボディの底部９に筒状ストッパ１１を立設し、この筒状ストッパ１１の上端１１ｂをリフトエア供給孔７の下端レベル７ａと略同じ水準に設定した構造で説明しているが、参考実施形態として図２に示すように、プラグボディの底部９をリフトエア供給孔７の下端レベル７ａと略面一に設け、このプラグボディの底部９と略面一に筒状ストッパ１１の上端１１ｂ位置を設定して、プラグボディ４の縦断面形状をＬ形にした構造であっても、基部６の下端が筒状ストッパ１１の上端１１ｂに当接することで、図４のプラグ部３が触媒吐出通路２下端の入口２Ａから離れたプラグ弁の全開と同じ全開状態を得られるように構成してあれば、前記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。なお、図２の参考実施形態において、図１の第１実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して、重複する構造説明は省略する。

また、第１実施形態では、筒状ストッパ１１の上端１１ｂをリフトエア供給孔７の下端レベル７ａと略同じ水準に設定した構造で説明しているが、筒状ストッパ１１の上端１１ｂを、リフトエア供給孔７の下端レベル７ａよりも若干上位に設定し、この位置にある筒状ストッパ１１の上端１１ｂに基部６の下端を当接させることで、図４のプラグ部３が触媒吐出通路２下端の入口２ａから離れたプラグ弁の全開と同じ全開状態を得られるように構成してもよい。

さらに、第１実施形態では、プラグボディの底部９に設けた筒状ストッパ１１の上端１１ｂに基部６の下端を当接させることで、図４のプラグ部３が触媒吐出通路２の入口２ａから離れたプラグ弁の全開と同じ全開状態を得られるように構成しているが、前記筒状ストッパ１１の使用を省略して、基部６の下端がリフトエア供給孔７の下端レベル７ａと略同じ水準でまで下降してきた位置で、基部６またはステム１０に干渉して、これらの下降を規制するストッパーを別途設けた構造であってもよい。

第１実施形態においては、基部６の下端（弁開方向側端）が輸送空気供給孔７の下端（弁開方向側端）レベルと略同じ水準で、プラグ部３が触媒吐出通路２の入口２Ａから離れたプラグ弁の全開位置に設定されているが、筒状部５の下端（弁開方向側端の一例）が基部６の下端よりも下側（弁開方向側の一例）にある場合には、筒状部５の下端が輸送空気供給孔７の下端（弁開方向側端）レベルと略同じ水準で前記全開位置に設定される構造でも良い。また、プラグ弁の姿勢（向き）としては、上述の実施形態のようにその弁軸Ｐが縦向きとなる上下姿勢のほか、斜め上下姿勢やほぼ水平な姿勢でも良い。

本発明に係るプラグ弁の構造における第１実施形態の要部を示す断面図である。プラグ弁の構造における参考実施形態の要部を示す断面図である。従来例の全体図である。図３の概略断面図である。従来例における図１および図２に対応する部分を示す断面図である。

１触媒流動タンク
２触媒吐出通路
２Ａ触媒吐出通路の入口
３プラグ部
４プラグボディ
５筒状部
６基部
７輸送空気供給孔
７ａ輸送空気供給孔の弁開方向側端レベル
８輸送空気の移動通路
９プラグボディの底部
１０ステム（駆動部）
１１筒状ストッパ
１１ｂ筒状ストッパの弁閉方向側端
１５エア吹出し口
１６排出孔
Ｃ触媒
Ｐ弁軸

Claims

触媒循環系の触媒流動タンク内に設置されている触媒吐出通路の入口に対向配置されて、弁軸方向に移動して前記入口を開閉するプラグ部と、このプラグ部の弁開方向側である下側に連設されて前記触媒流動タンクの下側部に設けたプラグボディ内に摺動自在に挿入された筒状部と、この筒状部の下側に設けた基部とを有し、前記プラグボディに設けた輸送空気供給孔から供給される輸送空気の移動通路を備えているとともに、前記基部には前記プラグボディの底部から摺動自在に挿通された駆動部が連結され、前記プラグボディの底部が前記輸送空気供給孔の下端より下方に離されているプラグ弁の構造において、
前記基部の下端と前記筒状部の下端とのうちのより下側が前記輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準で、前記プラグ部が前記触媒吐出通路の入口から離れたプラグ弁の全開位置に設定されており、前記プラグボディの底部に触媒が堆積しても、この堆積した触媒に関わることなく全開状態が得られるように構成してなるプラグ弁の構造。
前記プラグボディの底部と前記駆動部との隙間の目詰まりを防止するエア吹出し口が前記輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準に設けられている請求項１に記載のプラグ弁の構造。
請求項１または請求項２に記載のプラグ弁の構造において、
前記プラグボディの底部に、前記駆動部が摺動自在に挿通され、かつ前記基部を当接させる筒状ストッパが設けられ、この筒状ストッパの弁閉方向側端である上側端が前記輸送空気供給孔の下端レベルと略同じ水準に設定されているとともに、該筒状ストッパの上側端に前記エア吹出し口が設けられているプラグ弁の構造。