JP7142348B2

JP7142348B2 - 弁装置

Info

Publication number: JP7142348B2
Application number: JP2018151516A
Authority: JP
Inventors: 卓水口
Original assignee: 株式会社ミヤワキ
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: JP2019049351A

Description

本発明は、主として蒸気通路の温調トラップとして用いられる弁装置に関し、詳しくは主として弁口周辺に付着堆積して流体の排出流量の減少や目詰まりの原因となる錆や水垢などのスケールの清掃除去が容易に行える弁装置に関する。

一般に、重油のような油を送給する送油管には、その外周に蒸気管（鋼管トレース）を螺旋状に巻いて、蒸気管に蒸気を通すことによって送油管内の油を間接的に加熱し、油の温度を上げてスムースに流せるようにしている。蒸気管内を流れる蒸気は油との熱交換によって温度低下し、一部がドレン化して復水が生じるが、この復水は、蒸気管の適所に配置した感温弁のような弁装置からなる温調トラップによって外部に排出している。

ところで前記蒸気管には、送油管に対する熱伝導性を考慮し、もっぱら熱伝導性に優れた銅管が多く用いられている。ところがこの銅管は錆が発生しやすく、ゴミ、水垢とともにスケールとして温調トラップの弁部分（特に弁口周辺）にこびりつき付着堆積する。このようにスケールが弁部分に付着堆積すると、流体の排出流量の減少、目詰まりなどを生じて、復水を外部に排出しにくくなって、温調トラップとして正常に機能しなくなる。

このため、温調トラップが常に正常に機能するように、弁部分に付着堆積したスケールは随時、清掃して取り除かれるが、従来、このようなスケールを清掃除去する機能を備えた温調トラップとして、次のようなものが知られている。すなわち、このようなスケールを清掃除去する機能を備えた温調トラップとして、出口流路より清掃具を下方から弁口に繋がる内周面を擦るように上昇させ、弁口流路に付着堆積したスケールを除去させるトラップがある（例えば特許文献１）。この温調トラップによれば、排出流量の減少や目詰まりの原因となるスケールを清掃除去することができ、弁体の清掃および強制開弁によるブローも可能となる。

特許第４３８８３４７号

しかしながら、前記温調トラップの場合、清掃具により擦り取ったスケールを、強制
開弁により流出する流体とともに弁口を通過させて外部に排出する際に、清掃具とこの清掃具を保持するケースとの間から高温の流体が外部へ漏れ出ることがある。このため、一旦通気を止めてからしか清掃作業ができず、作業効率が悪かった。このような高温の流体が外部へ漏れ出る原因は、シール材として用いている０―リングが強度不足、耐熱性および耐久性に劣るためであると考えられる。

本発明は、強制開弁により流体とスケールとを弁口を通過させて外部に排出する際に、高温の流体が外部へ漏れ出ることがなく、スケール除去機能を十分に発揮できる弁装置を提供することを目的する。

上記目的を達成するために、本発明に係る弁装置は、弁座部材における弁口に連なる弁座連通路を清掃する清掃具を備え、前記清掃具は、清掃棒がケースに進退自在に挿入され、前記清掃棒と前記ケースとの間に、シール性の高い第１のパッキンと、その軸方向両側に配置された第２のパッキンとを有し、前記第２のパッキンは前記第１のパッキンよりも耐熱性が高い。

この構成によれば、清掃具により弁口周辺に付着堆積したスケールを清掃除去したのち、強制開弁により前記スケールを流体と共に弁口を通過させて外部に排出する際、前記清掃棒とケースとの間が、シール性の高い第１のパッキンと、その軸方向両側に第１のパッキンよりも耐熱性が高い第２のパッキンとを配置したので、高温の流体に晒されても第２のパッキンはもとより第１のパッキンも軸方向両側の第２のパッキンで覆われているから、高温による熱劣化が抑制され、清掃棒とケースとの間のシール性が確保される。これにより、高温の流体が外部へ漏れ出ることがなく、スケール除去機能を長期にわたって十分に発揮できる。

本発明において、前記清掃棒の外端に清掃棒を進退させる回転自在なハンドルが取り付けられていることが望ましい。この構成によれば、ハンドルを回転操作することで清掃棒を回転させながら弁口にねじ込んで進入させることができるので清掃作業が容易になる。

本発明において、前記清掃棒の中間部位に前記清掃棒が前記弁口に進入する方向への移動量を規制する移動量規制部材が設けられていることが望ましい。この構成によれば、移動量規制部材によって清掃棒が必要以上に弁口の内側に進入するのを阻止できるので、弁口より先にある他の部材に接触するのを防止できる。

また、本発明において、前記移動量規制部材が当接して前記清掃棒の進入限度位置を決める当接面が前記ボデイの上部に設けられていることが望ましい。この構成によれば、構造が簡素となるため、製作が容易でコストの低減も図ることができる。

さらに、本発明において、前記清掃棒の先端に前記弁口の内周面のスケールをかき落とすシェーパ部が形成されていることが望ましい。この構成によれば、シェーパ部は削り機能を有するため、弁口の周辺に付着堆積したスケールを効率的にかき落すことができる。

本発明によれば、清掃具により弁口周辺に付着堆積したスケールを清掃除去したのち、強制開弁により前記スケールを流体と共に弁口を通過させて外部に排出する際、前記清掃棒とケースとの間が、シール性の高い第１のパッキンと、その軸方向両側に第１のパッキンよりも耐熱性が高い第２のパッキンとを配置したので、高温の流体に晒されても第２のパッキンはもとより第１のパッキンも軸方向両側の第２のパッキンで覆われているから、高温による熱劣化が抑制され、清掃棒とケースとの間のシール性が確保される。これにより、高温の流体が外部へ漏れ出ることがなく、スケール除去機能を長期にわたって十分に発揮できる。

本発明の一実施形態に係る弁装置の縦断面図である。同弁装置の要部の拡大図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る弁装置の縦断面図である。
〈弁装置全体の概略構成〉

同図に示す弁装置１は感温弁であり、左右両側に蒸気のような流体の流入口２ａおよび流出口２ｂを有するケース２と、このケース２の上部の開口部に着脱可能にねじ連結されたカバー３と、このカバー３の上部を覆うキャップ４とを備えており、これらケース２およびカバー３により、弁室３０が形成されている。

弁装置１にはさらに、弁室３０の底部にねじ結合された弁座部材５と、この弁座部材５の弁口５１を開閉するボール弁タイプの弁体１７を下端部に備えた円筒形のホルダ６と、このホルダ６内に下端部が上方から挿入された弁棒１０とが配置されている。ここで、弁口５１は、円錐面の一部からなる弁座面５１ａと、これの下流に同心状に連なる円孔からなる弁孔５１ｂとを含む、弁出口となる部分をいう。

前記弁棒１０は、これの下端部近傍箇所に一体形成された鍔部１０ａがホルダ６の内部上端部に係合されて、ホルダ６に対し一体的に軸方向（この例では上下方向）に移動するように連結されている。鍔部１０ａと弁体１７との間に介装された保持ばね１９は、弁体１７を下方に押圧してホルダ６の下面のガイド孔２２から一部突出させた状態に保持する。このとき、前記弁体１７は、前記ホルダ６のガイド孔２２に入った状態では上方のみに移動可能に支持されている。弁体１７はガイド孔２２から上方に離れた位置にあるとき、鉛直方向および水平方向に移動可能なフリー状態となっている。弁棒１０の上端部は、調節部材７に設けた挿通孔７１に上下移動可能に挿通されることにより、調節部材７に支持されている。この調節部材７はカバー３のねじ孔にねじ結合され、ロックナット３１で固定されている。調節部材７とカバー３との間はＯリング７ａによりシールされている。

前記弁棒１０には、調節部材７の下方側に、流体の温度に応じて前記ホルダ６を上下に駆動する感温駆動体８が上下方向に向け膨張変形可能に装着されている。この感温駆動体８は、複数のバイメタルが積層されたバイメタル積層体で構成されている。感温駆動体８の上端は調節部材７の下端面に接触し、下端は弁棒１０に固定されたばね受け部材２１の上面に接触している。前記ホルダ６は、弁座部材５に溶接で固定された円筒形のガイド体１２の内周面に嵌合されて、このガイド体１２に沿って上下方向（軸方向）に案内される。これにより、ホルダ６の上下移動（軸方向移動）が安定してなされる。また、ばね受け部材２１と弁室３０の底面との間にコイルスプリングからなる復帰用ばね９が介装されており、この復帰用ばね９により弁棒１０に開弁方向のばね力が付加されている。さらに、弁室３０には、感温駆動体８、ホルダ６および復帰用ばね９の外周を覆う形で、円筒形のスクリーン１１が配置されており、流入口２ａから流入する流体Ｆは、これに含まれるごみのような異物がスクリーン１１で除去されたのち、弁口５１に達する。

前記ガイド体１２には、弁口５１へ向かう流体の通路を形成する通孔２０が周方向に均等に複数（図示のものでは前後左右計４つ）設けられている。通孔２０は、弁体１７が弁口５１を閉じる直前に、下降したホルダ６により部分的に閉じられる位置に設定されている。これらガイド体１２と弁座部材５は、前記のように、別体のものを溶接したものに限らず、一体形成されたものであってもよい。

前記流体の流入口２ａと弁室３０とは、導入側連通孔１３を介して連通しており、流体の流出口２ｂと弁室３０とは、前記弁座部材５に設けられて弁口５１から下方に延びる弁座連通路１４と、この弁座連通路１４につながる導出側連通孔１５とを介して連通している。

〈清掃具の構成について〉
このような構成からなる弁装置１において、ケース２の下部に、弁座連通路１４に臨むねじ孔６１が貫通して形成されており、このねじ孔６１に清掃具６３のボデイ６４がねじ６４ａで連結されている。ボデイ６４の中心部を清掃棒６５が貫通している。清掃棒６５は中間の膨出部６６の外周の雄ねじ部６５ａがボデイ６４のねじ孔６４ｂに螺合している。ボデイ６４の内端部に設けた挿通孔８０に清掃棒６５が挿通されている。ボデイ６４の外端部にはカップ状の保持部材６９がねじ７０により結合されている。清掃棒６５は保持部材６９を貫通している。この清掃棒６５の中間部位には清掃棒６５の軸方向への移動量を規制する移動量規制部材７１が設けられ、清掃棒６５の外端には回転自在なハンドル７６が取り付けられている。これにより、ハンドル７６の回転操作により清掃棒６５を弁口５１内に進入させたとき、移動量規制部材７１がボデイ６４の上部の当接面６４ｃに当接して、清掃棒６５の進入限度位置が決まる。

ボデイ６４の外端部の径方向内側における清掃棒６５との間の空間には三層構造からなるパッキンユニット７３が配設され、このパッキンユニット７３の上層部とボデイ６４の内側の段部６４ｄとの間にプレート７５が介装されている。パッキンユニット７３と保持部材６９の底壁との間にはブッシュ７７が嵌め込まれており、ボデイ６４の外端面と保持部材６９の底壁との間に隙間Ｓが設けられている。これにより、保持部材６９の締め込みによって、プレート７５とパッキンユニット７３がブッシュ７７を介して段部６４ｄに圧接される。パッキンユニット７３は、シール性の高い第１のシート状パッキン７３ａと、その軸方向両側に配置された第２のシート状パッキン７３ｂとを有し、第２のシート状パッキン７３ｂは第１のシート状パッキン７３ａよりも耐熱性が高い構成となっている。

この場合において、弁室３０内の高温の流体がボデイ６４の挿通孔８０およびねじ孔６４ｂを通ってプレート７５およびパッキンユニット７３に達するが、このパッキンユニット７３によってシールされて、外部に漏れない。このとき、弁室３０に近い内側の第２のシート状パッキン７３ｂはボデイ６４、清掃棒６５およびプレート７５を介して受熱し、外側の第２のシート状パッキン７３ｂはボデイ６４、清掃棒６５およびブッシュ７７を介して受熱するので比較的高温となるが、中央の第１のシート状パッキン７３ａはボデイ６４および清掃棒６５から受熱するのみなので、比較的低温である。そこで、第２のシート状パッキン７３ｂの耐熱温度は第１のシート状パッキン７３ａよりも３０～７０℃、または４０～６０℃高いのが好ましい。この実施形態では第１のシート状パッキン７３ａは２００℃の耐熱性を保持し、第２のシート状パッキン７３ｂは２５０℃の耐熱性を保持している。一般に、耐熱性の低い第１のシート状パッキン７３ａは第２のシート状パッキン７３ｂよりも安価であり、さらに弾性率が高い、すなわち、柔軟であるから、シール性が高い。なお、第１のシート状パッキン７３ａの好ましい耐熱性の範囲は１８０～２２０℃、第２のシート状パッキン７３ｂの好ましい耐熱性の範囲は２３０～２７０℃である。

ここで、第１のシート状パッキン７３ａの素材としては、シール性に優れ、摩擦抵抗が小さく、固着しにくい性質を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂：商品名テフロン（登録商標））を用いる。また、第２のシート状パッキン７３ｂの素材としては、耐熱性に優れたＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテルケトン樹脂）を用いる。これにより、第１のシート状パッキン７３ａと第２のシート状パッキン７３ｂとの相乗効果として、シール性に優れ、摩擦抵抗が小さく、固着しにくい性質と、優れた耐熱性を併せ持つパッキンユニット７３を実現できる。パッキンユニット７３、プレート７５およびブッシュ７７はいずれも、中空孔を有する環状である。

〈動作について〉
このように構成される弁装置１が温調トラップとして使用されると、弁口５１の下流に連なる弁座連通路１４には錆や水垢などのスケールが経時的に付着堆積して、弁体１７の表面にもスケールが付着する。これにより、流路が狭められて排出流量の減少や目詰まりの原因となる。このようなスケールは定期的に前記清掃具６３によって取り除く。すなわち、図１の清掃具６３のハンドル７６を回転操作して清掃棒６５を回転させながら、図２に示すように、弁口５１に進入させ、清掃棒６５の先端のシェーパ部７９で弁口５１の周辺に付着堆積したスケールをかき落とす。このシェーパ部７９は削り機能を有するもので、中央部が円錐状にくぼみ、周縁部が鋭利な切れ刃状に形成されたものであり、弁口の周辺に付着堆積したスケールを効率的にかき落すことができる。

上記のようにして弁口５１の周辺に付着堆積したスケールがかき落とされた後、シェーパ部７９が弁体１７を若干押し上げて弁口５１を開放する。これにより、高温の流体が弁口５１から図１の弁座連通路１４および導出側連通孔１５を経て流出口２ｂから外部に排出され、この流体とともにスケールも外部に排出される。

〈作用・効果について〉
以上のように構成されるこの発明の弁装置１は、図１に示すように、清掃棒６５とボデイ６４との間が、シール性の高い第１のシート状パッキン７３ａと、その軸方向両側に第１のシート状パッキン７３ａよりも耐熱性が高い第２のシート状パッキン７３ｂとを配置したので、清掃棒６５により弁口５１周辺に付着堆積したスケールを清掃除去する際に、強制開弁によりスケールを流体と共に弁口５１を通過させて外部に排出するときに、高温の流体がボデイ６４と清掃棒６５の隙間に進入しても第１のパッキン７３ａを含めてパッキンユニット７３が熱劣化することなく、清掃棒６５とケース２との間のシール性が確保される。これにより、高温の流体が外部へ漏れ出ることがなく、スケール除去機能を長期にわたって十分に発揮できる。

図１に示すように、清掃棒６５の外端に清掃棒６５を進退させる回転自在なハンドル７６が取り付けられているので、ハンドル７６を回転操作することで清掃棒６５を回転させながら弁口５１ねじ込んで進入させることができるから清掃作業が容易になる。

また、清掃棒６５の中間部位にこの清掃棒６５が弁口５１に進入する方向への移動量を規制する移動量規制部材７１が設けられているから、この移動量規制部材７１によって清掃棒６５が必要以上に弁口５１の内側に進入するのを阻止できるので、弁口５１より先にある他の部材に接触するのを防止できる。

前記清掃棒６５の進入限度位置は、図１の移動量規制部材７１がボデイ６４の上部に設けた当接面６４ｃに当接することにより決められる。このような簡素な構造としたので、製作が容易でコストの低減も図ることができる。

さらに、図２に示すように、清掃棒６５の先端に弁口５１の内周面のスケールをかき落とすシェーパ部７９が形成されている。このシェーパ部７９は削り機能を有するため、弁口５１の周辺に付着堆積したスケールを効率的にかき落すことができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものもこの発明の範囲内に含まれる。

１…弁装置
２…ケース
２ｂ…流出口
５…弁座部材
１０…弁棒
１４…弁座連通路
１５…導出側連通孔
１７…弁体
２０…通孔
５１…弁口
６３…清掃具
６４…ボデイ
６４ｃ…当接面
６５…清掃棒
６９…保持部材
７１…移動量規制部材
７３…パッキンユニット
７３ａ…第１のパッキン
７３ｂ…第２のパッキン
７６…ハンドル
７９…シェーパ部

Claims

弁座部材における弁口に連なる弁座連通路を清掃する清掃具を備え、
前記清掃具は、清掃棒がボデイに進退自在に挿入され、前記清掃棒と前記ボデイとの間に、シール性の高い第１のパッキンと、その軸方向両側に配置された第２のパッキンとを有し、前記第２のパッキンは前記第１のパッキンよりも耐熱性が高く、
前記清掃棒の外端に清掃棒を進退させる回転自在なハンドルが取り付けられており、
前記清掃棒の中間部位に前記清掃棒が前記弁口に進入する方向への移動量を規制する移動量規制部材が設けられており、
前記移動量規制部材が当接して前記清掃棒の進入限度位置を決める当接面が前記ボデイの上部に設けられている、弁装置。
請求項１に記載の弁装置において、前記清掃棒の先端に前記弁口の内周面のスケールをかき落とすシェーパ面が形成されている、弁装置。