JPH10139U - バタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁箱の冷却によって熱効率を低下させるよう
なことなく、高温に耐え得るようにする。 【解決手段】 外殻を構成する弁箱３と、弁箱内流路を
形成する耐熱性金属材料からなる内筒５とを同心状に配
置して２重構造を形成し、弁箱内周と内筒外周に突設し
たフランジ８，９を重合させ、ボルト結合して弁箱３と
内筒５を連結し、弁箱３と内筒５との中空部に断熱材層
４を配置する。断熱材が下流に流れるのを内筒５によっ
て防止できるとともに、弁箱３と内筒５との熱膨張差は
フランジ８，９の連結によって吸収できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はバタフライ弁に関し、特に高温ガス流の制御などに用いられる高温用 のバタフライ弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、６５０〜７５０°Ｃ程度の高温ガス流の制御に用いられるバタフライ弁 は、図４に示すように、弁箱３１内にその流路を開閉可能な円板状の弁体３２を 配置し、弁体３２を直径方向に貫通する弁棒３３にて弁体３２を開閉回転させる ようにした通常のバタフライ弁と同様の構成であり、それらの材料として所定の 温度と圧力に耐える耐熱材が用いられている。上記のような温度の場合には、比 較的市販性の高い高級材料を用いることによって対応することができた。

【０００３】 又、弁棒３３の軸芯位置に形成された冷却通路３５には、対流伝熱，気化熱を 利用するなどして効率的に冷却するためにスチームなどの冷却媒体を流通させて 弁棒３３の強度を保つとともに開閉機構に熱が伝わるのを防止している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、さらに高温高圧のガス流に適用しようとすると、必要強度が材料の 実用的な設計強度の限界を越えてしまうことになるため、断熱あるいは冷却構造 を取り入れた構造とする必要がある。

【０００５】 そこで、弁箱の強度を確保するため、弁箱の内面に断熱材を取付けることが考 えられるが、断熱材が内部流体の流れによって下流に飛ばされる恐れがあるとい う問題を生じ、また弁箱をスチーム冷却するようにすると熱効率が低下してしま うという問題が生起してくる。

【０００６】 本考案は、上記従来の問題点に鑑み、熱効率を下げることなく高温に耐え得る バタフライ弁を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外殻を構成する弁箱と、弁箱内流路を形成する耐熱性金属材料から なる内筒とを同心状に配置して２重構造を形成し、弁箱内周と内筒外周に突設し たフランジを重合させ、ボルト結合して弁箱と内筒を連結し、弁箱と内筒との中 空部に断熱材層を配置したことを特徴とする。

【０００８】 また、フランジの重合面間にすべり材を介装したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案の構成によると、弁箱の内周に断熱材層を配置して弁箱を高温の内部流 体に対して断熱しているので、熱効率を低下することなく弁箱の強度を確保する ことができ、かつ断熱材層の内周に内筒を配置しているので内部流体の流れによ って断熱材が下流に流される恐れもなく、かつ弁箱と内筒をそれぞれから突設し たフランジを重合させて連結しているので、弁箱と内筒の熱膨張差を容易に吸収 することができる。しかも内筒は圧力を支持する強度部材ではないので内筒の材 料として市販性の高い耐熱材料を用いることができる。

【００１０】 また、フランジの重合面間にすべり材を介装することにより一層円滑に熱膨張 差を吸収できる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例のバタフライ弁を図１〜図３に基づいて説明する。 １は高温用のバタフライ弁であり、両端外周に接続フランジ２を突設した弁箱 ３の内周に所定厚さの断熱材層４が設けられ、その内周に弁箱３と同芯状に内筒 ５が配設されている。内筒５内の軸芯方向中央位置には弁体６が配設されている 。この弁体６は、弁箱３及び内筒５の軸芯に対して垂直な軸芯回りに回転可能に 支持された弁棒７に固定されている。

【００１２】 弁棒７の軸芯位置から弁箱３及び内筒５の軸芯方向に適当距離の位置において 、弁箱３の内周にフランジ８が突設され、内筒５の外周にこのフランジ８の外側 面に重合するフランジ９が突設されている。これらフランジ８、９は弁棒７の軸 芯から適当距離の位置に突設され、弁箱３及び内筒５の弁棒７貫通部と干渉する ことがないので環状に連続して形成されており、かつそれらの重合面間にすべり 材兼用のガスケット１０が介装されている。これらフランジ８、９はボルトにて 互いに締結されており、これによって内筒５が弁箱３に支持されている。また、 これらフランジ８、９が弁棒７即ち弁体６の軸芯位置から軸芯方向に離れた位置 に形成されていることによって内筒５と弁箱３の熱膨張差によって弁体６と内筒 ５の間で位置ずれを生じることがないようにその重合面は所定の傾斜角のテーパ 面に形成されている。その傾斜角は、弁箱３に対する内筒５の相対的な熱膨張に よるフランジ９の径方向の変位量と弁体６の軸芯位置とフランジ９との間におけ る内筒５の軸芯方向の熱膨張量との比に対応して設定されている。１１は、弁体 ６を内筒５の軸芯に対して垂直な閉位置に回転させたときにその外周縁部が密接 状態で当接するように内筒５の内周に形成された弁座突部である。

【００１３】 弁箱３の両端内周には、断熱材層４が外部に脱落するのを防止する保持板１２ が突設されている。 弁棒７の軸芯部には、丸穴状の通路の中心部に丸棒又はパイプを配設すること により、流路断面積を小さくした円筒状の冷媒通路１３が形成されている。

【００１４】 弁棒７は、内筒５の弁棒貫通部に設けられたシールリング１４ａ、１４ｂを貫 通し、さらに弁箱３に設けられた軸受筒部１５ａ、１５ｂを貫通してその両端が 外部に突出している。１６、１７は軸受筒部１５ａ、１５ｂ内に配置された弁棒 ７の軸受部材である。また、軸受筒部１５ａ、１５ｂの外側には弁棒７の外周の 隙間から外部に流体が洩れ出すを防止する軸封装置１８ａ、１８ｂが装着され、 その外周に支持外筒１９ａ、１９ｂが配設されている。弁棒７の一端側の支持外 筒１９ａには開閉駆動手段２０のケーシング２１が固定され、弁棒７の他端側の 支持外筒１９ｂには弁棒７の端部を支持する軸受２２が固定されている。

【００１５】 開閉駆動手段２０は、弁棒７に固定されかつ軸受２３を介してケーシング２１ にて回転自在に支持されたボス２４を有する回動レバー２５と、支軸２７にてケ ーシング２１に揺動自在に枢支されたシリンダ装置２６にて構成され、シリンダ 装置２６のピストンロッド先端が回動レバー２５に結合されている。

【００１６】 弁棒７の一端には、冷媒通路１３に向けてスチームを供給する手段（図示せず ）が接続されている。 以上の構成において、弁体６はシリンダ装置２６の伸縮動作によって回動レバ ー２５が回動し、弁棒７が回転することによって開閉される。

【００１７】 内筒５内を高温流体が流れると、内筒５は高温になるが、弁箱３は断熱材層４ を介在しているのでそれ程高温にはならず、従って市販性の高い適当な材料を用 いても必要な強度を確保することができ、内筒５は高温になるが弁箱３にて流体 圧力のかなりの部分が支持されているので大きな強度は要求されず、そのため市 販性の高い耐熱鋼を用いてもその高温に十分に耐えることができる。又、断熱材 層４の内周に内筒５が存在しているため、流体の流れによって断熱材が下流に流 されるというようなこともない。

【００１８】 一方、内筒５と弁箱３の間に断熱材層４が介在されていることによってそれら の間に大きな温度差を生じ、熱膨張差を発生する。弁箱３と内筒５の軸芯方向の 熱膨張差はこのバタフライ弁１に接続される配管との接続部で適宜に吸収するこ とができる。また、内筒５は弁箱３に対して径方向にも相対的に膨張するが、弁 箱３による内筒５の支持構造としてその内周と外周に突設したフランジ８、９を 軸芯方向に重合させてボルト締結した構造としているので、フランジ８、９の重 合面で互いにすべることによりその熱膨張差を吸収することができる。その際に 重合面に介装されたガスケット１０がすべり材として作用することにより、熱膨 張を円滑に吸収でき、局部的に過大な応力が発生したり、内筒５が変形するのを 防止できる。

【００１９】 さらに、フランジ８、９を弁棒７の軸芯位置からずらせて配置し、全周にわた って連続した環状に形成し、さらにその重合面にガスケット１０を介装している ので、弁箱３と内筒５の間に流れ込んだ流体の流動を完全に防止することができ る。また、フランジ８、９の重合面を上記した所定の傾斜角のテーパー面とした ことによって、熱膨張差により弁箱３の軸受筒部１５ａ、１５ｂと内筒５の弁座 突部１１やシールリング１４ａ、１４ｂの間で芯ずれを生じることがなく、熱膨 張差が発生しても弁体６と弁座突部１１の密接状態が確保されるとともに弁棒７ の円滑な回転が確保される。

【００２０】 又、弁棒７の軸芯部の冷媒通路１３に冷媒としてスチーム等を供給することに より弁棒７を効果的に冷却することができる。また、その冷媒通路１３を筒状に 形成して伝熱面積を減少することなく流路断面積を小さくしているので、冷却効 果を減ずることなくスチームの消費量を少なくすることができる。

【００２１】 上記実施例ではフランジ８、９を弁棒７の軸芯位置からずらせて配置し、全周 にわたって連続した環状に形成したが、場合によっては弁棒７の軸芯を通りかつ 内筒５や弁箱３の軸芯に対して垂直な平面上に重合面が位置するようにフランジ ８、９を形成してもよい。その場合、フランジ８、９はシールリング１４ａ、１ ４ｂや軸受筒部１５ａ、１５ｂに干渉しない範囲に部分的に形成される。

【００２２】

【考案の効果】

本考案によれば、以上のように、弁箱の内周に断熱材層を配置して弁箱を高温 の内部流体に対して断熱しているので、熱効率を低下することなく弁箱の強度を 確保することができ、また、断熱材層の内周に内筒を配置しているので内部流体 の流れによって断熱材が下流に流される恐れはなく、かつ弁箱と内筒をそれぞれ から突設したフランジを重合させて連結しているので、弁箱と内筒の熱膨張差を 容易に吸収することができる。内筒は圧力を支持する強度部材ではないので内筒 の材料として市販性の高い耐熱材料を用いることができる。

【００２３】 また、フランジの重合面間にすべり材を介装することにより一層円滑に熱膨張 差を吸収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のバタフライ弁の弁棒軸芯に
垂直な縦断面図である。

【図２】同実施例の弁棒軸芯に平行な縦断面図である。

【図３】同実施例の側面図である。

【図４】従来のバタフライ弁の弁軸に垂直な縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ バタフライ弁 ３ 弁箱 ４ 断熱材層 ５ 内筒 ８ フランジ ９ フランジ １０ すべり材兼用のガスケット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外殻を構成する弁箱と、弁箱内流路を形
   成する耐熱性金属材料からなる内筒とを同心状に配置し
   て２重構造を形成し、弁箱内周と内筒外周に突設したフ
   ランジを重合させ、ボルト結合して弁箱と内筒を連結
   し、弁箱と内筒との中空部に断熱材層を配置したことを
   特徴とするバタフライ弁。
2. 【請求項２】 フランジの重合面間にすべり材を介装し
   たことを特徴とする請求項１記載のバタフライ弁。