JPH11190458A - 弁軸軸受部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力容器内の弁における軸受部の円滑な冷却
及びダスト侵入の円滑な阻止を行う。 【解決手段】 高温流体が流れる弁箱１の外面から内面
に弁軸３を貫通させた弁軸軸受部１０において、その弁
軸３と弁箱１の摺動面の全周に弁箱１内面に開口する凹
部１２を形成する。この凹部１２に圧力容器内の空気ｂ
をその圧力により弁軸３内の穴１３、細穴１４を介して
流入し、凹部１２開口全周からその空気を流出して、軸
受部１０の冷却及びダストの侵入を防止する。この凹部
１２の積極的な形成は、空気ｂの流入・流出が円滑であ
り、冷却及びダスト侵入阻止作用も円滑である。断熱材
１１を設ければ、パッキング１６等の熱負荷もより軽減
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高温流体用弁、
とくにダストの多い高温流体用弁における弁軸軸受部構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】弁箱内を高温流体が流れる弁は大きな熱
負荷がかかるため、その材料には耐熱性のものを必要と
して高価なものとなるうえに、その材料の人手が容易で
はなく、顧客への納期も長くなる。このため、その熱負
荷を軽減して、コストダウン、製作性の向上及び耐久性
を向上させる。その熱負荷の一般的な軽減方法として、
まず、弁箱内側及び外側の全体を断熱材で被覆する、
弁軸・弁体内に冷却流体を流して冷却するものがある
（実公昭６２−８７１６号公報、実開平５−３６１７０
号公報、特開平７−３０１３６６号公報等）。

【０００３】しかし、この種の弁において、流体圧が加
わって熱疲労の激しいのは弁軸軸受部であり、上記の
技術では、弁全体の熱負荷軽減のため、弁軸軸受部とし
ては、あまり効果を得られていない。また、上記の技
術では、弁軸の冷却により、軸受部も冷却されるが、十
分ではない。

【０００４】このため、特公平３−３０９７号公報など
において、弁軸軸受部の弁軸摺動面にパージ流体（冷却
流体）を流して軸受部を直接に冷却する技術が開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記軸受部を直接に冷
却する公報記載技術は、弁軸と弁箱（ブッシュ）の摺動
面間に冷却流体を通しているため、その流量も少なく、
高い冷却効果を望めない。また、ブッシュにその外周面
に通じる孔を形成して、流量の増加を図っているが、十
分ではないうえに、前記孔も一部分にのみ開口している
ため、軸受部全体（全周）の均一な冷却が行われていな
い。

【０００６】また、この種の高温流体、例えば燃焼ガス
にはダストが混入しており、そのダストが軸受部すなわ
ち前記摺動面に侵入することを防止する必要がある。上
記公報技術においては、摺動面間を冷却流体が流れるた
め、その防止をある程度は図ることができるが、流量が
少ないため、その十分な効果を得ていない。

【０００７】なお、近年、燃焼効率、脱硫などの点か
ら、圧力容器内にボイラを設けた加圧流動床燃焼ボイラ
が使用され、このものの場合、圧力容器内に、この種の
高温流体用弁が設けられることとなる。圧力容器内のた
め、この種の弁には、メンテナンスを極力不要にする等
の耐久性が要求され、それには、弁軸軸受部もその耐久
性を向上させる必要がある。この向上には、軸受部の熱
負荷の軽減及びダストの侵入防止は不可欠である。

【０００８】この発明は、軸受部の弁軸の周り全域にお
ける熱負荷軽減効果の向上及びその効果の均一化を図る
ことを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明は、高温流体が流れる弁箱の外面から内面
に弁軸を貫通させた弁軸軸受部において、その弁軸と弁
箱の摺動面の少なくとも一方の全周に前記弁箱内面に開
口する凹部を形成し、この凹部に、弁軸軸受部の冷却流
体を流入させてその凹部の前記開口全周から流出させる
ようにしたのである。

【００１０】凹部を積極的に形成し、凹部ゆえに冷却流
体が流入し易く、かつ摺動面全周にあるため、弁軸の周
り全域の軸受部が円滑に冷却されて、軸受部の熱負荷が
円滑に軽減される。

【００１１】また、凹部が弁軸周りの弁箱内面全周に形
成されているため、その全周から冷却流体が流出し、ダ
ストが侵入して性能劣化を招き易い該部分へのダストの
侵入・堆積を円滑に防止する。

【００１２】なお、凹部は、弁軸側摺動面、弁箱（ブッ
シュ等も含む）側摺動面のどちらか一方に形成すればよ
いが、両者に形成してもよい。また、冷却流体は、弁軸
内を通して導びいても（実施例）、軸受部側から導びい
てもよい（特公平３−３０９７号公報等）。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記凹部への冷却流体の導入手段
の実施形態としては、上記弁軸内にその外側端から弁軸
軸受部に至る中空穴を形成し、この中空穴からその全周
放射状に上記凹部に開口する複数の細穴を形成した構成
を採用し得る。

【００１４】この構成であれば、弁軸内を通る冷却流体
によって弁軸が有効に冷却されるとともに、その軸受部
も間接的に冷却される。また、細穴が全周放射状にある
ことにより、凹部全域に冷却流体が円滑に流入する。こ
のとき、細穴が凹部の奥部に開口しておれば、その奥部
に冷却流体が溜まることがなくなり、凹部全域が冷却部
となって軸受部の冷却効果が向上する。

【００１５】また、凹部の奥部外側全周に断熱層を形成
すれば、外側への熱伝導が阻止され、外側部材、例えば
パッキング等の耐熱性が要求されず、低級（安価）な材
料を使用し得る。

【００１６】圧力容器内に設置された弁にあっては、そ
の圧力容器内の圧力流体、例えば圧縮空気を冷却流体と
して、その圧力でもって凹部に導入するとよい。

【００１７】

【実施例】一実施例を図１乃至図４に示し、この実施例
は、加圧流動床燃焼ボイラにおける燃焼ガス配管Ｐに弁
Ｖを介設したものである。この弁Ｖは圧力容器Ｔ内にあ
って、容器Ｔの外部のフレームＦに設けたシリンダＳに
よって操作杆Ｌを上下に動かし、弁軸３を回転させて弁
開閉する。図中、Ｃはカップリングである。

【００１８】弁Ｖは、特殊耐熱鋳造合金製弁箱１内に同
一素材の椀状弁体２を設け、その弁体２の両端のボス２
ａに特殊耐熱鋼製の弁軸３を同素材のリーマボルト４で
もって固着したものである。弁体２は、図２実線のごと
く弁座５に当接することにより流路を閉じ（閉弁し）、
鎖線のごとく回転して弁座５から退去することにより流
路を開放する（開弁する）。

【００１９】弁軸３は弁箱１を貫通し、一方の弁軸３に
レバー６が固定され、このレバー６に上記操作杆Ｌが連
結されている。このため、上記シリンダＳにより、操作
杆Ｌ、レバー６を介して弁軸３が回転されて、弁体２が
回転し、上記弁開閉がなされる。この弁開閉はシリンダ
ロッドのストローク端をリミットスイッチで検知するこ
とにより行う。図中、７は軸受枠である。

【００２０】以上は従来と同様の構成であり、この発明
の特徴は、その弁軸３の軸受部１０である。その軸受部
１０は、図３、図４に示すように、アルミナ製断熱材１
１を弁箱１の肉厚部全周に嵌め込み、その中に弁軸３を
貫通させるとともに、断熱材１１の内側の弁箱１内面全
周に凹部１２を形成したものである。弁軸３はその一端
から軸心上の穴１３が形成され、その内端周囲４等分位
に放射状の細穴１４が形成されて、各細穴１４は凹部１
２に開口している。細穴１４の数は任意である。

【００２１】弁箱１から突出した弁軸３には黒鉛系焼結
合金製ブッシュ１５、黒鉛系パッキング１６を納めたパ
ッキング箱１７が嵌められ、このパッキング箱１７は弁
箱１にボルト締めされている。図中、１８はパッキング
押えである。この軸受部構造は両側の弁軸３において同
様である。なお、断熱材１１を介在しない場合はブッシ
ュ１５を断熱材の位置に入れる。

【００２２】この実施例は以上の構成であり、圧力容器
Ｔ内が約１４ａｔｇの圧縮空気で満たされ、それより低
圧の燃焼ガスａが流路を流れていると、その圧力差によ
り、図４の矢印に示すように、空気ｂが穴１３、１４を
通って凹部１２内に侵入し、その凹部１２の全周から弁
箱１の内面に流れ出る。

【００２３】この圧縮空気ｂは燃焼ガスａより低温であ
り、その流れによって弁軸３、軸受部１０が冷却される
とともに、軸受部１０の弁体２と弁箱１の隙間ｔに侵入
するダストを吹き飛ばす。すなわち、冷却とダスト侵入
防止が円滑になされる。また、ブッシュ１５より内側に
断熱材１１を設けて、その外形を大きく（外径を大き
く）、かつ所要厚みとしたので、ブッシュ１５等への熱
伝導も円滑に蔽断される。このため、ブッシュ１５、パ
ッキン１６に黒鉛系の比較的安価なものを使用しても支
障がない。また、ダストの侵入阻止は、空気ｂの安定し
た流出を維持するとともに、弁軸３の円滑な回転を維持
する。

【００２４】この実施例は、圧力容器Ｌ内の圧縮空気ｂ
を冷却流体としたが、この構成とし得ない場合には、図
５に示すように、圧縮空気などの冷却流体源２０から、
バルブ２１、フィルタ２２、レギュレータ２３、電磁弁
２４を介して、弁軸３に冷却流体を導入するようにす
る。その導入制御は電磁弁２４の開閉で行う。

【００２５】なお、実施例の弁Ｖは、弁体２が偏心型で
あるが、同心型でもよく、また、弁軸３は一本でもよ
い。さらに、圧力容器Ｌ内でなくてもよいことは言うま
でもない。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、以上の説明から理解できる
ように、軸受部を有効に冷却するので、軸受部の耐久性
が向上し、例えば、ブッシュ、パッキングも耐熱性の低
いものを使用し得る等、コストダウンを図ることができ
るとともに、それらは入手が容易なため、納期の短縮化
も図り得る。

【００２７】また、ダストの侵入も有効に阻止するた
め、回転部の不具合が生じにくく、操作力の増大を見込
む必要もなく、操作性の安定性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の概略図

【図２】同実施例の弁の切断正面図

【図３】同弁の要部切断右側面図

【図４】図３の要部拡大図

【図５】冷却流体導入流路の他例図

【符号の説明】

Ｐ 配管 Ｔ 圧力容器 Ｖ 弁 １ 弁箱 ２ 弁体 ３ 弁軸 １０ 軸受部 １１ 断熱材 １２ 凹部 １３ 弁軸の軸心穴 １４ 細穴 １５ ブッシュ １６ パッキング ａ 高温流体（燃焼ガス） ｂ 圧縮空気

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温流体ａが流れる弁箱１の外面から内
   面に弁軸３を貫通させた弁軸軸受部１０において、その
   弁軸３と弁箱１の摺動面の少なくとも一方の全周に前記
   弁箱１内面に開口する凹部１２を形成し、この凹部１２
   に、弁軸軸受部１０の冷却流体ｂを流入させてその凹部
   １２の前記開口全周から流出させた弁軸軸受部構造。
2. 【請求項２】 上記弁軸３内にその外側端から弁軸軸受
   部１０に至る中空穴１３を形成し、この中空穴１３から
   その全周放射状に上記凹部１２に開口する複数の細穴１
   ４を形成したことを特徴とする弁軸軸受部構造。
3. 【請求項３】 上記凹部１２の奥部に上記細穴１４を開
   口させたことを特徴とする請求項２に記載の弁軸軸受部
   構造。
4. 【請求項４】 上記凹部１２の奥部外側全周に断熱層１
   １を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か一つに記載の弁軸軸受部構造。
5. 【請求項５】 圧力容器Ｔ内の弁Ｖにおける請求項１乃
   至４のいずれか一つに記載の弁軸軸受部構造であって、
   前記圧力容器Ｔ内の流体ｂを上記冷却流体として、その
   圧力容器Ｔ内の圧力によって冷却流体ｂを上記凹部１２
   に導入するようにしたことを特徴とする弁軸軸受部構
   造。