JPH0335537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は調節弁に係り、特に、蒸気原動所の変
圧起動バイパス系統に用いられる分離タンクレベ
ル調節弁におけるように、配管系統内のスケール
等の異物が比較的混入しやすい高温高圧流体の圧
力、流量を調整ないしは遮断するに好適な調節弁
に関する。

一般に、調節弁は、入口流路および出口流路な
らびに弁室を備えるケーシングと、ケーシングの
弁室内に配設され、シート部を備える弁座と、ケ
ーシングの弁室内に移動可能に配設され、弁座の
シート部に対して接離する閉止部を備える弁体と
を有してなり、入口流路から流入した流体の圧
力、流量を、弁体と弁座との間に形成される可変
絞り部によつて連続的に調節し、出口流路から排
出可能としている。

所で、上記調節弁の弁体と弁座との間に形成さ
れる可変絞り部が極く僅かの間で使用されるいわ
ゆる弁微開状態では、最高に絞られた超高速流体
が、弁体の閉止部と弁座のシート部の間を吹き抜
けるため、それらの閉止部とシート部に流体摩耗
によるエロージヨンを生じ、結果として、閉止部
とシート部とが閉鎖する調節弁の全閉締切時に、
閉止部とシート部の間から大量の流体漏洩を生ず
る恐れがある。

ここで、従来、調節弁の微開状態下で、弁体の
閉止部と弁座のシート部を流体摩耗によるエロー
ジヨンから保護すべく、微開状態における弁体の
閉止部と弁座のシート部との間の流体通過面積よ
り小なる流体通過面積を画成可能とするクリアラ
ンスエリアを、弁体の閉止部および弁座のシート
部に対する出口流路側に設けてなる調節弁が用い
られている。すなわち、この調節弁は、微開状態
下における最高絞り部を上記クリアランスエリア
に形成し、この部分に流体摩耗によるエロージヨ
ンを発生させることにより、弁体の閉止部と弁座
のシート部へのエロージヨンの発生を回避するこ
とを図つている。

しかしながら、調節弁が介装される配管系統、
例えば蒸気原動所の変圧起動バイパス系統に用い
られる分離タンクレベル調節弁が介装されるよう
な配管系統では、スケール等の異物が流体中に混
入することを避け難い。従つて、このような場合
には、調節弁に設けた上記クリアランスエリア
が、異物の捕捉部となる。クリアランスエリアに
捕捉された異物が弁体の閉止部と弁座のシート部
に堆積した状態で、閉止部とシート部とが閉鎖状
態に至ると、閉止部とシート部との間における異
物の噛み込み部分を起点とする高圧流体の吹き抜
けを生じ、この吹き抜け流体が閉止部とシート部
を容易に侵食するというエロージヨンを生ずるこ
ととなり、延いては、調節弁からの高温、高圧流
体の出口流路側への漏洩量が時間とともに増大
し、膨大なエネルギー浪費を引起す原因ともな
る。なお、現実に、蒸気原動所における変圧起動
バイパス系統に用いられている分離タンクレベル
調節弁にあつては、弁の分解を必要とする弁体お
よび弁座の損傷原因の大半が、上記閉止部、シー
ト部への異物噛み込みに基づくエロージヨンによ
るものとなつている。

本発明は、弁微開状態下で、弁体の閉止部と弁
座のシート部との間に異物を堆積することなく、
超高速流体によるエロージヨンの発生から上記閉
止部とシート部を保護し、弁全閉状態下で、異物
噛み込みによるエロージヨンの発生から上記閉止
部とシート部を保護し、流体の漏れのない安全な
締切り状態を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る調節
弁は、弁体の閉止部と弁座のシート部とを相互に
微開ないしは閉鎖する状態下で、弁体の外周部と
の間に一定の微小間隙を画成する異物捕捉部を、
弁座のシート部に対する入口流路側に設けるよう
にしたものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る調節弁を示す
断面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す断
面図である。

ケーシング１１には、例えば水平方向と鉛直方
向の相互に直交する入口流路１２および出口流路
１３が形成されるとともに、入口流路１２と出口
流路１３との交差部に弁室１４が形成されてい
る。

ケーシング１１の弁室１４には、弁座１５がケ
ーシング１１に螺合されるロツクナツト１６によ
る固定下で一体化されている。なお、１７は弁座
１５のシート部であり、ロツクナツト１６の周方
向等配位置には、螺動工具が係合可能とされると
ともに、ケーシング１１に溶接されるロツクバー
１８が係着可能とされる係合凹部１９が形成され
ている。

また、ケーシング１１には、弁体ガイド２０
が、ケーシング１１に螺合されるリテーナナツト
２１による固定下で弁座１５に対する同軸上に一
体化されている。なお、ケーシング１１と弁体ガ
イド２０との間には、リテーナナツト２１によつ
て背面支持されるパツキン押え板２２によつて保
持されるパツキン２３が装着されている。

ケーシング１１に一体化されている上記弁体ガ
イド２０には弁棒２４が挿入され、弁体ガイド２
０は、弁棒２４の先端部に一体化されている弁体
２５を摺接状態で案内可能としている。即ち、弁
体２５は、ケーシング１１の弁室１４内を弁座１
５に対して接離する方向に移動可能とされ、前記
シート部１７に密着可能とされる閉止部２６を備
えるとともに、弁座１５の間に画成する流体流路
面積を弁開度の変化とともに可変とする所定輪郭
形状のプラグ部２７を備えている。

また、弁棒２４の基端部には、図示されない弁
開閉用アクチユエータを連結可能とするねじ部２
８が形成されている。また、弁体ガイド２０と弁
棒２４の間にはパツキン２９が装着され、パツキ
ン２９は、パツキンリテーナ３０とパツキンフラ
ンジ３１によつて背面支持されるパツキン押え３
２との間に狭圧保持されている。

しかして、弁座１５のシート部１７に対する入
口流路１２側には、シート部１７と閉止部２６と
を相互に微開ないしは閉鎖する状態下で、弁体２
５の外周部３３との間に、一定の微小間隙G1を
画成する異物捕捉部３４が設けられている。上記
微小間隙G1は、通常の弁微開状態でシート部１
７と閉止部２６との間に画成される間隙G0より
小とされている。上記弁座１５における異物捕捉
部３４の内周面には、複数の円環溝状の異物滞留
凹部３５が形成されている。

なお、弁座１５のシート部１７に対する出口流
路１３側には逃げ部３６が形成され、弁体２５の
閉止部２６とプラグ部２７との間には逃げ部３７
が形成され、両逃げ部３６，３７の間に画成され
る間隙G2は、前述の通常の弁微開状態で、シー
ト部１７と閉止部２６との間に画成される間隙
G0より大とされている。

次に、上記実施例の作用について説明する。

弁開閉アクチユエータの作動により、弁棒２４
および弁体２５が軸方向に移動され、第３図Ａに
示すように、弁体２５のプラグ部２７が弁座１５
との間に所定間隙の絞り部を形成すると、入口流
路１２から弁室１４に流入した流体が、この絞り
部を通過する際に、その圧力、流量を調節され、
出口流路１３から排出される。ここで、弁体２５
が弁開閉アクチユエータの作動によつて弁座１５
の側に移動すると、プラグ部２７と弁座１５との
間に形成される間隙が、プラグ部２７の輪郭形状
で定まる弁開度と流体通路面積との所定の相関特
性に基づいて変化し、出口流路１３への流体排出
量を減じていく。なお、この段階における流体中
の異物４０は、弁座１５と弁体２５との間に画成
されている比較的広い間隙を円滑に通過する。

弁微開状態では、第３図Ｂに示すように、弁体
２５の外周部３３が弁座１５の異物捕捉部３４に
達して、弁体２５が弁座１５に対して同軸調芯さ
れるとともに、弁体２５の閉止部２６と弁座１５
のシート部１７との間に前記間隙G0を画成し、
弁体２５の外周部３３と弁座１５の異物捕捉部３
４との間に前記一定の微小間隙G1を画成し、弁
体２５の逃げ部３７と弁座１５の逃げ部３６との
間に前記間隙G2を画成する。この状態下では、
最も間隙の小さい弁体２５の外周部３３と弁座１
５の異物捕捉部３４との間が流体に対する最高絞
り部となり、この部分に流体の超高速流れに基づ
くエロージヨンを生ずることとなり、従つて、弁
体２５の閉止部２６と弁座１５のシート部２７と
の間にエロージヨンを生ずることがない。更に、
この状態下では、入口流路１２から弁室１４に流
入した流体中の異物４０が異物捕捉部３４の入側
に捕捉される。また、既に、弁体２５の外周部３
３、閉止部２６、逃げ部３７と弁座１５の異物捕
捉部３４、シート部１７、逃げ部３６との間に侵
入している異物４０は、それらの間を通過する流
体に乗つて出口流路１３側に排出される。即ち、
この弁微開状態下では、弁体２５の閉止部２６と
弁座１５のシート部１７の間に何等異物４０の堆
積を生ずることがない。

従つて、上記弁微開状態に続く弁全閉状態で
は、第３図Ｃに示すように、締切り状態の弁体２
５の閉止部２６と弁座１５のシート部１７とが相
互に密着し、流体の漏れのない安全な締切り状態
を得ることが可能となる。

なお、上記一連の弁微開ないし弁全閉過程で、
弁体２５の外周部３３と弁座１５の異物捕捉部３
４との間に微細な異物４０が挟まり込んだ場合で
も、その異物４０は異物捕捉部３４の異物滞留凹
部３５に滞留し、外周部３３と異物捕捉部３４と
の間におけるかじり現象の発生を防止する。

即ち、上記実施例によれば、弁微開状態で弁体
２５の閉止部２６、および弁座１５のシート部１
７の入口流路１２側に微小間隙を画成することに
よつて、それらの閉止部２６、シート部１７を超
高速流体によるエロージヨンの発生から保護する
とともに、流体中に微小なスケール等の異物４０
を混入する場合にも、弁微開状態でこれらの異物
４０が閉止部２６とシート部１７とに堆積するこ
とがなく、それらの閉止部２６およびシート部１
７を清浄に保つ状態で、弁全閉締切り状態を得る
ことを可能とする。従つて、従来において弁座１
５および弁体２５の損傷原因の大半をしめ、また
これによつて高温高圧エネルギー流体の出口流路
側への大量漏洩を招来していた主要因である弁座
シート部および弁体閉止部における異物噛み込み
エロージヨンの発生を回避することが可能とな
る。

なお、上記調節弁にあつては、入口流路１２側
の流体圧力が出口流路１３側の流体圧力に比して
格段に大きい状態下で、入口流路１２が弁体２５
の側方に位置し、出口流路１３が弁体２５のプラ
グ部２７の正面に位置していることから、図示さ
れない弁開閉アクチユエータが加える弁閉鎖力を
一定とする状態で、入口流路１２、出口流路１３
を弁体２５に対して上記と逆方向に配置する場合
に比して、流体圧力が弁体２５に作用する力がよ
り強力な弁体２５の締切力となり、弁体２５の閉
止部２６が弁座１５のシート部１７により完全に
密着し、従つて高圧流体の吹き抜けに基づくエロ
ージヨンの発生、流体の漏洩をより確実に防止可
能である。

以上のように、本発明に係る調節弁は、弁体の
閉止部と弁座のシート部とを相互に微開ないしは
閉鎖する状態下で、弁体の外周部との間に一定の
微小間隙を画成する異物捕捉部を、弁座のシート
部に対する入口流路側に設けるようにしたもので
ある。従つて、弁微開状態下で、弁体の閉止部と
弁座のシート部との間に異物を堆積することな
く、超高速流体によるエロージヨンの発生から上
記閉止部とシート部を保護し、弁全閉状態下で、
異物噛み込みによるエロージヨンの発生から上記
閉止部とシート部を保護し、流体の漏れのない安
全な締切り状態を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る調節弁を示す
断面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す断
面図、第３図Ａは同実施例における弁の通常開度
状態を示す要部断面図、第３図Ｂは同実施例にお
ける弁微開状態を示す要部断面図、第３図Ｃは同
実施例における弁全閉状態を示す要部断面図であ
る。 １１……ケーシング、１２……入口流路、１３
……出口流路、１４……弁室、１５……弁座、１
７……シート部、２５……弁体、２６……閉止
部、３３……外周部、３４……異物捕捉部、３５
……異物滞留凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口流路および出口流路ならびに弁室を備え
   るケーシングと、ケーシングの弁室内に配設さ
   れ、シート部を備える弁座と、ケーシングの弁室
   内に移動可能に配設され、弁座のシート部に対し
   て接離する閉止部を備える弁体と、を有してなる
   調節弁において、弁体の閉止部と弁座のシート部
   とを相互に微開ないしは閉鎖する状態下で、弁体
   の外周部との間に一定の微小間隙を画成する異物
   捕捉部を、弁座のシート部に対する入口流路側に
   設けたことを特徴とする調節弁。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の調節弁におい
   て、弁座に設けた異物捕捉部の内周面に、異物の
   滞留凹部を形成した調節弁。