JP5996607B2 - 手動弁 - Google Patents

Description

本発明は、手動弁に関し、特に、弁開度をロックするロック機構を備えた手動弁に関する。

従来、原子力発電所等のプラント設備の各種の配管系に設けられた手動弁の弁開度を調節して使用する場合、弁開度を所定の開度に調節した後に、弁ハンドルに金属製のチェーンを装着して南京錠をかけることにより、開度をロックすることが行われている。

しかし、上記のような方法では、配管内の流体の影響による振動、配管系全体からの振動等により、弁ハンドルの振れ回りによる開度ずれが生じることがあり、流量又は圧力が変化する問題が生じる。

上記のような問題に対処する技術が特許文献１〜３に記載されている。
特許文献１に記載の技術（手動弁の弁開度維持機構）は、弁棒に取り付けた可動側噛合部材と、ヨーク側に取り付けた固定側噛合部材とを備え、可動側噛合部材と固定側噛合部材とを相互に噛合させた上で、ロックナットを締め付けることにより、弁開度をロックするように構成したものである。

また、特許文献２に記載の技術（ロック装置付き回転バルブ）は、回転ハンドルに歯車部材を一体に取り付け、ケーシングに基板を取り付け、基板に移動可能に、かつ、歯車部材と係合可能に係止部材を設け、係止部材を歯車部材に係合させることにより、回転ハンドルの回転をロックするように構成したものである。

さらに、特許文献３に記載の技術（バルブ）は、ハンドルと一体に回転する複数の調整孔を有する円盤部材と、複数の調整孔に対向する固定孔が設けられたボディに固定される固定腕と、円盤部材の調整孔及び固定腕の固定孔に挿通される挿通部材とを備えたものである。

ところで、特許文献１に記載の技術は、人力によってロックナットを締め付ける必要があるため作業性が悪い。また、高温流体が作用している場合には、ロックが加熱されるため、断熱性を有する工具を使用する必要があり、専用の工具を用意しておく必要がある。

また、特許文献２に記載の技術は、歯車部材、係止部材、及び係止部材を移動させる機構が必要になるため、構成部品の点数が多くなるとともに、構造が複雑になる。

さらに、特許文献３に記載の技術は、挿通部材を挿通させる調整孔及び固定孔のピッチが限定されるため、弁開度を細密に調整してロックすることができない。

特開平８−２９６７６４号公報 特開２０１１−２００３号公報 特開２０１２−１１２４０８号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、配管系からの振動等により開度ずれが生じることがなく、また、構造が簡単で製造コストを削減でき、また、弁開度を細密にロックすることができ、さらに、専用の工具を使用することなく、弁開度をロックすることができて、作業性を高めることができる手動弁を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、ボディと、該ボディに、軸周りに回転しながら上下方向に移動可能に設けられるとともに、下端に設けられた弁体により弁開度を調節可能な弁棒とを備えた手動弁であって、前記弁棒に沿って上下方向に移動可能、かつ、回転不能な第１噛合部材と、前記弁棒に固定されるとともに、前記第１噛合部材と相互に噛合可能な第２噛合部材と、前記第１噛合部材を上下方向に移動させるロックハンドルとを有するロック機構を備え、前記弁棒には、上下方向に移動可能にスリーブが設けられ、該スリーブの下端に前記第１噛合部材が一体に設けられ、前記スリーブには表示板が設けられ、前記ボディには、前記表示板の上下方向の位置を読み取ることにより、前記スリーブの下端の第１噛合部材の上下方向の位置を読み取る表示器が設けられていることを特徴とする。

本発明の手動弁によれば、ロック機構のロックハンドルを操作して、第１噛合部材を上下方向に移動させて、第１噛合部材と第２噛合部材とを相互に噛合させることにより、弁棒の弁体による弁開度を所定の開度にロックすることができる。従って、専用の工具を使用することなく、弁開度をロックする作業を容易に行うことができるので、作業性を向上させることができる。
また、ロックハンドルを操作して、スリーブを上下方向に移動させることにより、スリーブと一体に第１噛合部材を上下方向に移動させることができ、第１噛合部材と第２噛合部材とを相互に噛合させることができる。
また、スリーブ側の表示板の上下方向の位置をボディ側の表示器で読み取ることにより、第１噛合部材の上下方向の位置を読み取ることができるので、ロック機構により弁開度が所定の開度にロックされているか、或いはロックが解除されているかの確認を容易に行うことができる。

また、本発明は、ボディと、該ボディに、軸周りに回転しながら上下方向に移動可能に設けられるとともに、下端に設けられた弁体により弁開度を調節可能な弁棒とを備えた手動弁であって、前記弁棒に沿って上下方向に移動可能、かつ、回転不能な第１噛合部材と、前記弁棒に固定されるとともに、前記第１噛合部材と相互に噛合可能な第２噛合部材と、前記第１噛合部材を上下方向に移動させるロックハンドルとを有するロック機構を備え、前記第１噛合部材は、内周面に歯部を有する雌噛合部材であり、前記第２噛合部材は、外周面に前記雌噛合部材の歯部と噛合可能な歯部を有する雄噛合部材であることを特徴とする。

本発明の手動弁によれば、ロック機構のロックハンドルを操作して、雌噛合部材を上下方向に移動させて、雌噛合部材の歯部と雄噛合部材の歯部とを相互に噛合させることにより、弁棒の弁体による弁開度を所定の開度にロックすることができる。

また、本発明において、前記弁棒には、上下方向に移動可能にスリーブが設けられ、該スリーブの下端に前記第１噛合部材が一体に設けられていることとしてもよい。

また、本発明において、前記スリーブには表示板が設けられ、前記ボディには、前記表示板の上下方向の位置を読み取ることにより、前記スリーブの下端の第１噛合部材の上下方向の位置を読み取る表示器が設けられていることとしてもよい。

また、本発明において、前記ロックハンドルは、前記ボディに回転可能に設けられるとともに、内周面に雌ねじが設けられたボスを備え、前記スリーブの外周面には、前記ボスの雌ねじと相互に螺合する雄ねじが設けられていることとしてもよい。

本発明の手動弁によれば、ロックハンドルを回転させることにより、ロックハンドルのボスの内周面の雌ねじがスリーブの外周面の雄ねじに対して相対的に螺合回転し、ロックハンドルの回転に追従してスリーブが上下方向に移動することになる。

また、本発明において、前記スリーブの外周面には、回転規制部が設けられるとともに、前記ボディには、前記回転規制部に当接して、前記スリーブを回転不能とする支持ガイドが設けられていることとしてもよい。

本発明の手動弁によれば、スリーブの外周面の回転規制部にボディ側の支持ガイドが当接していることにより、スリーブが回転不能の状態とされているので、配管系からの振動等が作用しても、第１噛合部材と第２噛合部材とを噛合させた状態に保つことができ、弁棒、弁体、開度調節ハンドル等が振れ回るようなことはなく、弁開度を所定の開度に保つことができる。

以上、説明したように、本発明の手動弁によれば、配管系からの振動等により開度ずれが生じることがない。また、構造を簡単にすることができ、製造コストを削減できる。また、弁開度を細密にロックすることができる。さらに、専用の工具を使用することなく、弁開度をロックすることができ、作業性を高めることができる。

本発明による手動弁の一実施の形態の全体を示した概略断面図であって、ロック機構による弁開度のロックが解除された状態を示す概略断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図である。 ロック機構の雌噛合部材と雄噛合部材の関係を示した説明図である。 図４のＣ矢視図である。 表示器と表示板との関係を示した説明図である。 図１の手動弁のロック機構により弁開度がロックがされた状態を示す概略断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７には、本発明による手動弁の一実施の形態が示されている。本実施の形態の手動弁１は、図１及び図７に示すように、内部に弁室４が設けられるとともに、弁室４に連通する流入口６と流出口７とが設けられ、かつ、弁室４の流入口６と流出口７との境界部に弁座５が設けられるボディ２と、ボディ２の上部に、軸周りに回転しながら上下方向に移動可能に設けられるとともに、下端に設けられた弁体３１がボディ２の弁室４内に挿入され、かつ、弁体３１がボディ２の弁座５に接近又は離隔することにより弁開度を調節する弁棒３０と、弁棒３０を回転させながら上下方向に移動させる開度調節ハンドル３３と、弁棒３０とボディ２との間に設けられるとともに、開度調節ハンドル３３を回転方向の所定の位置に固定することにより、弁体３１による弁開度をロックするロック機構４０とを備えている。

ボディ２は、図１及び図７に示すように、弁室４、流入口６、流出口７、弁座５、及び弁室４に連通する孔３ａが設けられる下ボディ３と、下ボディ３の上部に設けられるとともに、孔３ａに連通する孔８ａが中央部に設けられ、かつ、上部に中央部に挿通孔１１を有する板状の蓋部材１０がボルト１２によって固定されるボンネット８と、ボンネット８の上部に設けられるとともに、内部にボンネット８の孔８ａに連通する下空間１４が設けられ、かつ、上部に下空間１４に連通する貫通孔１５が設けられる中ボディ１３と、中ボディ１３の上部に回転可能に設けられるとともに、内部に下空間１４に連通する上空間２１が設けられ、かつ、上下に上空間２１に連通する貫通孔２３、２５がそれぞれ設けられる上ボディ２０とから構成されている。

中ボディ１３の上部の貫通孔１５の内周面には、図１及び図２に示すように、６つの直方体状の支持ガイド１６が等配に設けられ、これらの６つの支持ガイド１６の内面側に上下方向を向く断面六角形状の空間が形成され、これらの支持ガイド１６によって後述するロック機構４０のスリーブ４１が上下方向に移動可能、かつ、回転不能に支持されている。

なお、各支持ガイド１６は、貫通孔１５の内面にボルト１９によって固定された環状の支持リング１８の内面側に当該ボルト１９によって固定されている。

上ボディ２０は、図１及び図７に示すように、上部中央に貫通孔２３が設けられる上部ボディ２２と、下部中央に貫通孔２５が設けられる下部ボディ２４と、上部ボディ２２と下部ボディ２４とを連結する複数のボルト・ナット２６とから構成されている。

下部ボディ２４の貫通孔２５に臨む部分には、内方に環状に突出する係合突起２７が一体に設けられ、この係合突起２７を支持ガイド１６の外周面に設けられた係合溝１７内に係合させることにより、上ボディ２０が中ボディ１３の上部に回転可能に設けられている。

弁棒３０は、図１及び図７に示すように、棒状をなすものであって、上方から上ボディ２０の貫通孔２３、上空間２１、貫通孔２５、中ボディ１３の貫通孔１５、下空間１４、ボンネット８の孔８ａ、及び下ボディ３の孔３ａを挿通して下端の弁体３１が下ボディ３の弁室４内に挿入され、弁棒３０の上ボディ２０から上方に突出している上端に開度調節ハンドル３３が固定されている。

弁棒３０の下端部（弁体３１の上方の部分）の周面には雄ねじ３０ａが設けられ、この雄ねじ３ａがボンネット８の孔ａの下側の部分と下ボディ３の孔３ａとの間に嵌合された筒状のブッシュ９の内面の雌ねじ９ａと螺合するようになっている。

開度調節ハンドル３３を回転させると、弁棒３０側の雄ねじ３ａがボディ２側の雌ねじ９ａに対して螺合しているので、弁棒３０は回転しながら上下方向に移動して、弁棒３０の下端の弁体３１が弁室４の弁座５に接近又は離隔することにより、弁開度が調整される。

弁棒３０の雄ねじ３ａの上方の部分の周面には、環状のガスケット３４が複数段に設けられ、これらのガスケット３４によってボンネット８の孔８ａの上側の部分の内面と弁棒３０の周面との間がシールされ、弁室４から孔８ａを介して下空間１４内に流体が漏出するのが防止される。

ガスケット３４は、孔８ａの内面に装着されている上下一対のストップリング３５、３６と、ストップリング３５の上部に装着されているブッシュ３７と、ストップリング３６の下部に装着されているブッシュ９とにより、上下方向へのずれが防止されている。

ロック機構４０は、弁棒３０の周面上に上下方向に移動可能に設けられるスリーブ４１と、上ボディ２０の上部に固定されるとともに、スリーブ４１を上下方向に移動させるロックハンドル５１と、スリーブ４１を上下方向に移動可能、かつ、回転不能に支持する支持ガイド１６と、スリーブ４１の下端に一体に設けられる第１噛合部材としての雌噛合部材４７と、弁棒３０の下空間１４内に位置する部分に固定されるとともに、雌噛合部材４７と相互に噛合可能な第２噛合部材としての雄噛合部材４９とから構成されている。

雌噛合部材４７及び雄噛合部材４９としては、例えば、雌インボリュートスプラインと雄インボリュートスプラインとの組み合わせ等が挙げられる。

スリーブ４１は、図１〜図５に示すように、略筒状をなすものであって、内周面側を弁棒３０が挿通するようになっている。スリーブ４１の外周面の上半分には雄ねじ４３が設けられている。スリーブ４１の外周面の下半分は、断面六角形状の回転規制部４４に形成されるとともに、回転規制部４４の上下端に上ストッパー４５及び下ストッパー４６がそれぞれ設けられ、これらのストッパー４５、４６が支持ガイド１６の上下面に当接することにより、スリーブ４１の上下方向の移動が規制される。

スリーブ４１の上端には、図１及び図６に示すように、円板状の表示板５７が固定され、この表示板５７の上下方向の位置を後述するロックハンドル５１の表示器５８の目盛で読み取ることにより、スリーブ４１の上下方向の位置、つまり、雌噛合部材４７の上下方向の位置を読み取ることができる。

ロックハンドル５１は、図１及び図３に示すように、内周面にスリーブ４１の外周面の雄ねじ４３と相互に螺合する雌ねじ５３が設けられる筒状のボス５２と、ボス５２の外側に同心円状に設けられるリング状のリム５４と、ボス５２の外周面とリム５４との間を放射状に連結する複数のアーム５５とから構成され、ボス５２の上部に上述した表示器５８が設けられている。

ロックハンドル５１は、ボス５２の内周面の雌ねじ５３をスリーブ４１の外周面の雄ねじ４３に螺合させた状態で、ボス５２を複数のボルト５６よって上ボディ２０の上部に固定することにより、上ボディ２０と一体化されている。

上記のように構成した本実施の形態の手動弁１は、開度調節ハンドル３３を回転させることにより、開度調節ハンドル３３の回転に追従して弁棒３０が回転しながら上下方向に移動し、これにより、弁棒３０の下端の弁体３１が弁座５に対して接近又は離隔し、弁体３１による弁開度が調節される。

また、開度調節ハンドル３３を回転させて、弁体３１による弁開度を調節した後に、図７に示すように、ロック機構４０のロックハンドル５１を回転させて、ロックハンドル５１の回転に追従してスリーブ４１を下方に移動させ、スリーブ４１の下端の雌噛合部材４７の歯部４８に弁棒３０側の雄噛合部材４９の歯部５０を対応させる。

この場合、スリーブ４１は、外周面の雄ねじ４３にロックハンドル５１のボス５２の内周面の雌ねじ５３が螺合し、断面六角形状の回転規制部４４に中ボディ１３側の支持ガイド１６が当接していることにより、回転が規制された状態でロックハンドル５１の回転に追従して下方に移動することになる。

そして、開度調整ハンドル３３により雌噛合部材４７の回転方向の位置を微調整し、雌噛合部材４７の歯部４８を雄噛合部材４９の歯部５０と噛み合い可能な位置に合わせ、ロックハンドル５１を更に回転させてスリーブ４１を更に下降させて、スリーブ４１側の上ストッパー４５が中ボディ１３側の支持ガイド１６の上面に当接する下限位置まで下降させ、スリーブ４１側の雌噛合部材４７の歯部４８と弁棒３０側の雄噛合部材４９の歯部５０とを完全に噛合させる。

なお、スリーブ４１が下限位置まで下降して、雌噛合部材４７の歯部４８と雄噛合部材４９の歯部５０とが完全に噛合した否かは、スリーブ４１側の表示板５７の上下方向の位置をロックハンドル５１のボス５２側の表示器５８の目盛で読み取ることにより確認することができる。

上述のように、ロックハンドル５１を回転操作して、スリーブ４１側の雌噛合部材４７の歯部４８と弁棒３０側の雄噛合部材４９の歯部５０とを噛合させることで、弁棒３０を回転不能な状態にロックすることができるので、弁棒３０と一体化された弁体３１による弁開度をロックした状態とすることができる。

また、ロック機構４０による弁開度のロックを解除するには、図７及び図１に示すように、ロック機構４０のロックハンドル５１を回転させて、ロックハンドル５１の回転に追従してスリーブ４１を上方に移動させて、スリーブ４１の下端の雌噛合部材４７の歯部４８と弁棒３０側の雄噛合部材４９の歯部５０との噛合状態を解除する。

この場合、スリーブ４１側の下ストッパー４６が支持ガイド１６の下面に当接する位置までスリーブ４１を上方に移動させ、雌噛合部材４７が弁体３１による弁開度の調整に影響のない上限位置まで退避させる。この雌噛合部材４７の上限位置は、スリーブ４１側の表示板５７の上下方向の位置をロックハンドル５１のボス５２側の表示器５８の目盛で読み取ることにより確認することができる。

上記のように構成した本実施の形態の手動弁１にあっては、ロック機構４０のロックハンドル５１を回転させて、スリーブ４１と一体に雌噛合部材４７を下降させて、雌噛合部材４７の歯部４８と弁棒３０側の雄噛合部材４９の歯部５０とを相互に噛合させることにより、弁棒３０の弁体３１による弁開度を調節した開度にロックすることができる。

また、ロック機構４０のロックハンドル５１を回転させて、スリーブ４１と一体に雌噛合部材４７を上昇させて、雌噛合部材４７の歯部４８と弁棒３０側の雄噛合部材４９の歯部５０との噛合状態を解除することにより、弁開度のロック状態を解除することができる。

従って、作業者は、ロック機構４０のロックハンドル５１を回転させるだけで、弁開度のロック、ロックの解除を行うことができるので、弁開度のロック、ロックの解除を専用の工具を使用することなく、また、高温の流体が作用している場合であっても、容易に、安全に行うことができ、作業性を高めることができる。

また、配管系からの振動等が作用しても、雌噛合部材４７の歯部４８と雄噛合部材４９の歯部５０とが噛合されているとともに、雌噛合部材４７が設けられているスリーブ４１がボディ２側の支持ガイド１６によって回転不能の状態となっているので、弁棒３０、弁体３１、開度調節ハンドル３３が振れ回って開度ずれが生じるようなことはない。

また、弁棒３０の周面にスリーブ４１を上下方向に移動可能に設けて、スリーブ４１の下端に設けた雌噛合部材４７の歯部４８を弁棒３０に設けた雄噛合部材４９の歯部５０と噛合させるように構成した簡単な構造のものであるので、製造コストを削減することができ、安価なものと提供することができる。

また、雌噛合部材４７の歯部４８及び雄噛合部材４９の歯部５０の歯数を多くすることにより、ロックできる弁開度を細密にすることができるので、より精密に弁開度をロックすることができる。

また、より精密な流量をコントロールが必要な場合には、弁座５のテーパ角度を緩やかにして、弁開度に対する流量増減を低くすることにより、雌噛合部材４７と雄噛合部材４９との噛合に要する微調整の影響を少なくすることができる。

また、スリーブ４１側の表示板５７の上下方向の位置をロックハンドル５１のボス５２側の表示器５８の目盛で読み取ることにより、スリーブ４１の上下方向の位置（雌噛合部材４７の上下方向の位置）を確認することができるので、開度調節ハンドル３３を操作して、開度調節ハンドル３３が回るか否かの確認をすることなく、ロック機構４０により弁開度がロックされた状態か、或いは、弁開度のロックが解除された状態かを容易に確認することができ、作業性を高めることができる。

なお、上記の説明においては、本発明による手動弁をニードル弁に適用したが、グローブ弁に適用してもよい。また、大型の手動弁だけでなく、小型の手動流量調節弁にも適用することができる。

１ 手動弁
２ ボディ
３ 下ボディ
３ａ 孔
４ 弁室
５ 弁座
６ 流入口
７ 流出口
８ ボンネット
８ａ 孔
９ ブッシュ
９ａ 雌ねじ
１０ 蓋部材
１１ 挿通孔
１２ ボルト
１３ 中ボディ
１４ 下空間
１５ 貫通孔
１６ 支持ガイド
１７ 係合溝
１８ 支持リング
１９ ボルト
２０ 上ボディ
２１ 上空間
２２ 上部ボディ
２３ 貫通孔
２４ 下部ボディ
２５ 貫通孔
２６ ボルト・ナット
２７ 係合突起
３０ 弁棒
３１ 弁体
３３ 開度調節ハンドル
３４ ガスケット
３５ ストップリング
３６ ストップリング
３７ ブッシュ
４０ ロック機構
４１ スリーブ
４３ 雄ねじ
４４ 回転規制部
４５ 上ストッパー
４６ 下ストッパー
４７ 雌噛合部材
４８ 歯部
４９ 雄噛合部材
５０ 歯部
５１ ロックハンドル
５２ ボス
５３ 雌ねじ
５４ リム
５５ アーム
５６ ボルト
５７ 表示板
５８ 表示器

Claims (6)

1. ボディと、該ボディに、軸周りに回転しながら上下方向に移動可能に設けられるとともに、下端に設けられた弁体により弁開度を調節可能な弁棒とを備えた手動弁であって、
   前記弁棒に沿って上下方向に移動可能、かつ、回転不能な第１噛合部材と、前記弁棒に固定されるとともに、前記第１噛合部材と相互に噛合可能な第２噛合部材と、前記第１噛合部材を上下方向に移動させるロックハンドルとを有するロック機構を備え、
   前記弁棒には、上下方向に移動可能にスリーブが設けられ、該スリーブの下端に前記第１噛合部材が一体に設けられ、
   前記スリーブには表示板が設けられ、前記ボディには、前記表示板の上下方向の位置を読み取ることにより、前記スリーブの下端の第１噛合部材の上下方向の位置を読み取る表示器が設けられていることを特徴とする手動弁。
2. ボディと、該ボディに、軸周りに回転しながら上下方向に移動可能に設けられるとともに、下端に設けられた弁体により弁開度を調節可能な弁棒とを備えた手動弁であって、
   前記弁棒に沿って上下方向に移動可能、かつ、回転不能な第１噛合部材と、前記弁棒に固定されるとともに、前記第１噛合部材と相互に噛合可能な第２噛合部材と、前記第１噛合部材を上下方向に移動させるロックハンドルとを有するロック機構を備え、
   前記第１噛合部材は、内周面に歯部を有する雌噛合部材であり、前記第２噛合部材は、外周面に前記雌噛合部材の歯部と噛合可能な歯部を有する雄噛合部材であることを特徴とする手動弁。
3. 前記弁棒には、上下方向に移動可能にスリーブが設けられ、該スリーブの下端に前記第１噛合部材が一体に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の手動弁。
4. 前記スリーブには表示板が設けられ、前記ボディには、前記表示板の上下方向の位置を読み取ることにより、前記スリーブの下端の第１噛合部材の上下方向の位置を読み取る表示器が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の手動弁。
5. 前記ロックハンドルは、前記ボディに回転可能に設けられるとともに、内周面に雌ねじが設けられたボスを備え、前記スリーブの外周面には、前記ボスの雌ねじと相互に螺合する雄ねじが設けられていることを特徴とする請求項１、３又は４に記載の手動弁。
6. 前記スリーブの外周面には、回転規制部が設けられるとともに、前記ボディには、前記回転規制部に当接して、前記スリーブを回転不能とする支持ガイドが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の手動弁。

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