JPS607149B2 - 高温すべり弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少くとも部分的に耐火材料が張られ、一対の
機部フランジが設けられると水冷弁ケースと、封止スト
リップすなわち封止バーと、ガス導管の流れ横断面の長
手軸を横切って設けられるチャンバとを具え、前記弁ケ
ースは冷却水通路を含んでなるべく水冷にし、前記チャ
ンバは前記流れ横断面を開閉するためのすべり弁板を内
部で案内し、前記チャンバの一端には作動機構が移動で
きるようにして取り付けられる高温すべり弁とくに熱風
すべり弁に関する。

従来の高温すべり弁と〈に熱風すべり弁はすべり弁板の
作動機構の装着側に箱形ダクトを含み、反対側はほぼ円
形に形成される。

すなわち円筒形内部横断面に一致するようになっている
。整然とした輪郭を持たないそのようなケースの形状の
ために、各部の熱膨張度合が異なるという難点が生じ、
そのためにケースの丸くされた側に複数の支持要素が必
要となる。更に、この種の高温すべり弁は、弁板の自由
端部が、開放動作では弁の流れ横断面の最初に開く側と
、閉成動作では流れ横断面の最後に閉じる側とにあるケ
ースまたは部品の摩耗がはやい。

とくに、この部分のガス流速は高い。したがって、上記
部分の摩耗がひどくなった時にはすべり弁を完全に交換
しなければならない。交換にはその弁を使用している機
械の運転を止めなければならないが運転停止による損害
は大きく、かつ特定の部分の摩耗のためにそれらのすべ
り弁の寿命が短くなることによるすべり弁のコスト高も
無視できない。したがって、本発明の目的はそれらの欠
点を解消し、高温度にさらされるすべり弁のケースを簡
単にして、大きくかつ異なる熱膨張現象の制御の改善と
ケースの製作を容易にするばかりでなく、すべり弁板の
自由端部附近の摩耗による影響も小さくすることである
。

本発明の別の目的は、弁板が動かなくなることを防ぐた
めに、たとえばパイプやすべり弁の耐火または熱絶縁用
の材料の内張りからはがれた大きな破片をも受け入れる
ように、弁板の下に広いスペースを設けることである。

前記のような高温すべり弁とくに熱風すべり弁のケース
においては、本発明では前記弁板用の前記チャンバを囲
む前記ケースの本体部すなわち中央部分の側面を長方形
にし、作動機構取りつけ側とは反対側の端面に端部壁を
設ける。この実施例では、パイプの長手面の上と下に位
置するケース箱の２つの半分を互いに対称的に形成でき
る。ケースの中央部分が箱形であるから、作動機構に向
い合う下半分は、熱応力の制御に大きな影響を及ぼすこ
とないこ短く（または長く）できる。箱形すべり弁は従
来は熱応力を受けないか、あるいは小さな熱応力しか受
けない構造にだけ用いられていた（米国特許第３４８１
５８０，３４１５４８叫号、フランス特許第２０９０９
０８号参照）が、それらのすべり弁は熱絶縁材料を裏張
りされた水冷すべり弁、とくに熱風すべり弁のような極
めて直径の大きな弁は製作できなかった。本発明によれ
ば、本発明のすべり弁ケースは簡単な箱形であって、そ
れをパイプしか貫通しないからこのすべり弁の部品の製
作は極めて容易であり、より小さな応力で容易に相互間
の連結すなわち溶接を行なうことができる。

そのために、端部壁には「たとえばパイプやすべり弁か
らはがれた熱絶縁材料の大きな破片をも取り出せるほど
大きな直径の穴を設けることができるから、すべり弁の
弁板が動かなくなることは防止できる。更に、本発明の
すべり弁では底力バーを外すことができるから、下から
ケースの内部にいつでも近づくことができ、そのために
弁板を下から着脱することができる、という利点が得ら
れる。このような利点は、弁のケースの前記長方形ケー
ス中央部分の一方の前面の外縁部の周囲に、前記端部壁
を選択的に装着または取り外すためのフランジが設けら
れた場合に得られる。

更に、本発明のケースは長くて平滑な表面により容易に
裏張りでき、あるいは絶縁パネルを設けることができ（
プレハブ式にできる）、ケースの絶縁層は修理が溶易で
ある。

箱形ケースの装着側とは反対の側はごみや、裏張りの破
片などをためておくためのかなり広いスペースを含むか
ら、本発明のケースは故障が少し、。最後に、本発明の
弁ケースの構造のために、ケースの下側部分は冷却する
必要はなく、作動機構の受ける熱応力も小さくなる。し
たがって、本発明の有利な実施例は、前記作動機構を装
着するための側面を除いて、ケースの中央部分の全ての
側面に耐火材料すなわち耐熱および熱絶縁材料が裏張り
されているということに存する。

それと同時に、本発明のケース構造の別の実施例では、
冷却通路の大幅な変更も可能である。

あるいは、本発明の高温すべり弁はチャンバの端部のい
ずれにも前記作動機構の選択的取りつけを可能にする閉
口部がチャンバの池端部に設けられ、それによりそれぞ
れの開放端部が前記端部壁すなわちカバーにより閉じら
れるようにされるように、作ることができる。特別な特
徴は、チヤンバの長手軸を横切る前記流れ横断面の長手
方向に延びる対称平面に関して、鏡像状にチャンバが形
成されることに存する。

したがって、本発明のすべり弁は円形（筒状）ケースの
残りの部分による連続的な長方形チャンバの貫通すなわ
ち交差を表す。

このようにして本発明のすべり弁に特別な摩耗が生ずる
と、弁ケースを１８０度回転させるか、弁板と作動機構
をチャンバの反対側に装着して、弁板の自由端部が弁ケ
ースまたは封止ストリップの摩耗していない部分と協働
させるようにすることが可能である。

こうすることにより本発明の高温すべり弁の有用寿命は
ほぼ２倍になる。また、弁ケースは完全対称構造である
から、製作は非常に容易である。最後に、装置が困難な
場所でも、いずれかの側から弁ケース中に弁板を装着す
ることが可能である。更に、本発明のすべり弁の対称的
な構造により、ケース中に生ずる熱反応力の制御が改善
される。一方、本発明の有利な別の実施例も、前記冷却
剤通路に加えて前記封止ストリップに、前記中央部分の
外側に配置されて、前記ケースの筒状延長部の周辺部を
延びる冷却剤通路が連結されることにも存する。

このような冷却水通路により、封止ストリップ中を最初
に流れる冷却水は、冷却水出口に導かれることになる。
なるべくなら循環冷却通路として連結するようにするそ
れらの付加的な冷却剤通路は、外側からケースを冷却さ
せる機能を果す。このようにして、冷却水通路の製作が
容易になるとともに、藤心方向の装置スペースも小さく
できる。更に詳しくいえば、すべり弁の封止ストリップ
用冷却水供給源と冷却水出口は作動機構の取りつけ側に
配置でき、それにより封止ストリップ用冷却水供給源が
付加的な冷却水通路に交差し、またはその中を通るよう
な構造にされ、１つの冷却通路と関連する付加的な冷却
水通路とがそれらの全長にわたって互いに同軸状に配置
され、それにより前記付加的な冷却水通路は前記封止ス
トリップの外側を半径方向に延びるようになっている。

そのために封止ストリップ用の冷却水通路は、それぞれ
の封止ストリップの全円周延長後、すなわち３６０度の
角度距離だけ延びた後で、付加的な冷却水通路に連結さ
れる。また、本発明ではケースの冷却は改善される。

その理由は、流れ横断面の長手軸に平行に延びるチャン
バ側壁が水冷され、そのためにとくにそれらの側壁は内
壁と外壁の間に冷却剤を通すスペースが得られるように
二重壁構造とし、その冷却剤通路に、チャンバの一端近
くの冷却剤連結部からの冷却剤すなわち冷却水が、チャ
ンバの池端部近くの別の冷却剤連結部へ向って流れるよ
うになっているからである。これら２つの壁の間の距離
に応じて冷却剤の流速と冷却効果を最適値に調節できる
。更に、封止ストリップの冷却剤通路には、すべり弁の
鞠心方向に細長い横断面と、ケースの全側面に丸くされ
た隅とを形成し、前記弁板用のガイドスロットと前記ケ
ースの半径方向外向きに配置される冷却剤通路との間に
、耐火性物質層を設けることが可能である。

冷却剤通路と封止ストリップとのための別々の冷却剤連
結部により、チャンバの両端近く、なるべくならチャン
バの長手方向側面に、それらの要素を二重に設けること
ができる。

強制水冷により高い冷却効果が得られる。

そのために封止ストリップを冷却するための冷却剤連結
部はチャンバの作動機構が設けられている側に連結され
、それによりチャンバのそれぞれの池端部に設けられて
いる冷却剤連結部は、封止ストリップの冷却剤連結部の
端部から冷却通路を通って入口側へ冷却剤が戻されるよ
うに相互連結される。この好ましい冷却効果を３つの領
域にまで拡げることは、冷却剤通路のそれぞれの冷却剤
出口を、側壁の吸入冷却水連結部に連結することにより
行える。

弁座とケースとのための冷却剤通路をチャンバの長手方
向に分割して、一対の半円形区間にし、それらの各区間
に独立した入口冷却水連結部と出口冷却水連結部とを設
けることにより、水冷の効果を更に確実にできる。

冷却通路の冷却剤連結部への変化部分の上流側でバッフ
ル部材の案内を行うことにより、それらの流れ反転領域
でも一様な冷却を行なうことができる。

上記バッフル部材はそれぞれの半円形区間の端部壁に沿
って冷却剤を偏向させる作用を行つ。以下、図面を参照
して本発明を詳細に説明する。

図示のすべり弁１はなるべくなら高温すべり弁または熱
風炉用の高温すべり弁であって、そのケース２は端部フ
ランジ３，４によりその鞠心方向が定められる。

それらのフランジによりケース２、はガスパィプの対応
して配置される端部の間にねじ連結される。ケース２の
内部の自由な流れ横断面九ま、弁板９によって完全に閉
じた位置（第２ａ図）と完全に開いた位置との間で変え
ることができるから、このすべり弁１は弁板９により閉
じることができるようになっている。

弁板９は装着フランジ１８に着脱自在に装着されている
作動機構５６もこより操作させられる。流れ横断面７の
長手軸８を中心にして封止ストリップすなわち封止バー
５が円対称に配置される。

これらの封止ストリップ５は弁１の閉じた位置では弁板
９により封止するように係合させられる。ケースの他の
部分と同様にそれらの封止ストリップ５も鋼鉄で作るこ
とができ「 また封止ストリップ５は冷却剤通路を形成
する中空横断面３０を有する。この通路の中を冷却水が
流れて、高温負荷の下での冷却を行う。ケース２には封
止ストリップ５の半径方向内向き‘こ耐火性かつ熱絶縁
性のラィニング２１を取りつけることができる。弁板９
はその開閉動作中に、チャンバ１０により形成されるガ
イドスロット１９（第２ａ図）の中を案内される。チャ
ンバ１０の横断面は長方形状であって、このチャンバ１
０は、端部フランジ３と４の間の軸心方向距離のなるべ
く中心に位置するすべり弁１の断面において、長手軸８
に対して垂直となるようにほぼ円形のケース２に交わる
。それによりチャンバ１０の長手軸１１は流れ横断面７
の中心部で長手軸８に交わる。この中心面からチャンバ
１０‘ま、弁板９の厚みに封止ストリップ５の厚みの少
くとも一部を加えた厚みにはぼ対応する幅で軸心方向へ
延びる。チャンバ１川ま２つの（開放）端部１２，１４
を有する。

各端部１２，１４には穴１３，１５がそれぞれ設けられ
、各端部は装着フランジ１８を有する。第１〜３図に示
す実施例においては、チャンバ１０（およびその壁）の
構成は、自由流れ横断面の中心部を通って水平方向に延
びる長手軸８に対して、完全な鏡像対称関係である。こ
のようにして「弁板９は端部１２または１４のいずれか
からでも操作でき、そのために弁板９はそれぞれ池端部
の中に単に裏返えしおよび上下逆にしてから挿入される
。そうするとすべり弁フード２２を含む作動機構５６は
、それぞれの作動側において関連する装着フランジＩＷ
こ取りつけることができる。反対側の端部１２または１
４（第２ａ図では端部１４）は可動ケースカバー１７に
より閉じられる。チヤンバ１０の、封止ストリップ５の
外側（軸心方向）に配置されている、長手側面４６の内
側には耐火性で熱絶縁性材料の層２０を取りつけること
ができる。

チャンバ１０の他の狭い方の側の側壁４０‘ま、内壁４
１と外壁４２とで構成される二重壁構造であって、その
外壁と内壁の間のスペースで形成される冷却剤通路４３
の中に冷却水を通すことができるようになっている。こ
の冷却剤通路４３の幅は希望する冷却効果に応じても広
くも狭くもできる。封止ストリップ５を通って延びる冷
却剤通路２４は半円形区間２５，２６として形成され、
それによりそれらの区間は端部壁２７により一対の区間
に分割される。

それらの区間２５，２６はチャンバ１０の端部１２，１
４に別々の冷却剤連結部２８，２９をそれぞれ含む。そ
れらの連結部を通って冷却剤供給源４７からの冷却剤す
なわち冷却水がすべり弁１の中に入り、冷却剤通路３４
を通って入口端部へ戻される。それらの冷却剤通路３４
もチャンバ１０の端部１２，１４に別々の冷却剤連結部
３８，３９をそれぞれ含む。端部壁３７は冷却剤通路３
４を半円形区間３５，３６に分割する。ケースカバー２
２が第‘〜３図に示す位置（端部１２）にある時は「冷
却水は冷却剤連結部２８と半円形区間２６，２６を通っ
て冷却剤連結部２９へ流れ、そこから選択的に動かすこ
とができる連結部すなわち導管４８を通って冷却剤連結
部３９へ流れる。

冷却通路３４の半円形区間３８，３９へ遷移個所におけ
るバッフル部村３３の所では、冷却水は端部壁３７に対
して乱流情態でぶつかり、冷却水連結部３８へ戻される
。それらの連結部から冷却水は選択的に移動できる導管
を通って、チャンバ１０の冷却側壁４０の冷却剤スペー
ス４３の中に流れ込み、そこから冷却剤連結部４５を通
って排出される。作動機構５６が端部１４に設けられた
場合には、冷却水は冷却剤連結部４４を通じて排出され
ている間に連結部２９の中に入り、それにより、第１〜
３図に示す構造は対称面１６に関して鏡像対称に作られ
、連結部４８，４９は希望により再配置できる。

したがって、弁板９は要求に応じて端部１２または１４
から装着でき、それによりすべり弁１のそれ以上の本質
的な変更を行う必要はない。第２ｂ図に示すように、冷
却剤通路２４の断面は丸みをおびるように作られ、封止
ストリップ５はなるべく輪郭溶接構造として作り、弁板
９へ向うにつれて横断面形状が大きくなるようにされる
。

冷却剤通路２４から３４への移行は各場合に穴３０′を
通じて行われる。第４〜７図に示す実施例のケース２は
第１〜３図に示すそれと類似しており、その横断面形状
は箱形である。

あらゆる側面が長方形である本体部すなわち箱形部分６
０の平らな面５３は、このすべり弁１が連結されるガス
パィプの流れ横断面に垂直に交差する。ノズル形延長部
５２に端部フランジ３，４が取りつけられる。矢印５８
‘ま弁板（図示せず）が中心箱形部分６０の上側Ａから
だけ挿入されるようになっている向きを示す。そのフラ
ンジー８には作動機構が着脱自在に装着される。封止用
にガスケット溝１８ａを設けることができる。通常は、
弁板は十分に閉じられた位置においてもチャンバ１０の
下側部分１０ａの中にはあまり深く入らないから、団体
粒子などがこの下側部分の中にたまる。それらの粒子は
開くようになっている清掃ノズル５４（第４，５図）か
ら排出できる。この清掃ノズル５４は端部壁１７に固定
される。

この端部壁１７は第４，５図によれば「チャンバ１０の
底部または下側部分１０ａを、トップＡとは反対側の底
部Ｂに形成するように、下側の広い部分に固定される。
第６，７図に示すように、開□部１５のためのこの端部
壁１７は下側フランジ１６ａに着脱式に固定できる。

このフランジ１６ａの露出上面にはガスケット溝を設け
なくともよい。流れ横断面（導管）７には耐熱性の熱絶
縁材料２０ａを付着させることができ、中央部分６０の
内面には穴１３を除いて耐熱性の熱絶縁材料の層２０を
張りつけることができる。

側壁とくに４０は水入口ノズル４４と水出口ノズル４５
とを含む二重壁構造であるから、側壁は冷却されるよう
になっている。

この二重構造の内側では、冷却水はガイドすなわちパッ
フルにより好適な経路をたどることができる。冷却剤は
冷却剤供給源２８から連結通路を矢印の向きに冷却剤通
路２４まで送られる。

それらの連結通路は付加的な冷却剤通路３４を通って延
びる。冷却剤（水）はまず封止ストリップ５の通路２４
を３６０度にわたって流れ、それから遷移関口部５５を
通って付加的な冷却剤通路３４の中に入る。この通路は
半径方向外向きに配置されている。それから通路３４を
通った冷却剤は３６０度（第４，６図の矢印の向き）だ
け回ってから冷却剤出口３８へ戻る。ケースＡの頂部Ａ
における冷却剤連結部２８，３８の構成は好適ではある
が、適宜変更できる。あるいは、冷却剤入口が頂部Ａに
あり、冷却剤がパイプ横断面の両側周囲を半円形状に通
るように通路２４を半円形区間に分割、かつ下側部分で
は付加的な通路３４（同様に半円形区間に分割されてい
る）の中に流れ込んだ冷却剤が上側へ戻され、冷却剤出
口３８へ送られるように、冷却剤の循環を行わせること
もできる。

また、排出ノズル３８は延長冷却水循環系を形成するよ
うに、入口ノズル４４に連結させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高温すべり弁の横断面図、第２ａ図は
第１図に示す弁の縦断面図、第２ｂ図は第２ａ図の丸で
囲んだ部分の拡大図、第３図は装着部材を省き、３個所
の各冷却場所の個々の冷却剤連結部間の冷却剤の流れ連
結を示す第１図の弁の平面図、第４図は弁板と作動機構
を省略した本発明のすべり弁の長手パイプ軸の方向に見
た一部を切り欠いて示す側面図、第５図は第４図のＤ−
ロ線に沿う断面図、第６図は第４図に示すケースの僅か
に変形した例の側面図、第７図は第６図のＷ−Ｗ線に沿
う断面図である。 １・・・・・・すべり弁、２…・・・弁ケース、５・・
・・・・封止ストリップ、１０……チヤンバ、２８，２
９，３８，３９，４４，４５・・・・・・冷却剤連結部
、２４，３４・…・・冷却剤通路。 ＦＩＧ．Ｉ ＦＩＧ．２ａ ＦＩＧ．２ｂ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １対のフランジ３，４およびこれらのフランジ間に
   配置された箱状の本体部６０を有し、前記フランジ間に
   流体の流れ軸８に沿う流体通路が設けられる水冷ケーシ
   ング２と、 このケーシング２内に前記流体通路の開閉
   用として上下方向に摺動自在に設けられた弁板９と、
   前記フランジ間の前記流体通路として機能し、前記弁板
   ９および前記ケーシング２の間の摺動的封止のために前
   記弁板に封止的に摺動自在であって、冷却液通路２４を
   なす中空部を備えた環状の１対の封止バー５と、 これ
   ら環状の封止バー５のそれぞれの外周に略沿いかつ前記
   本体部６０の外側に設けられた管状冷却液通路３４，５
   ２であって、前記封止バーの冷却液通路２４の冷却液出
   口に連通された管状冷却液通路３４，５２と、 前記弁
   板９を摺動させて前記流体通路の開閉を行わせるために
   前記弁板９を駆動する駆動手段とを備え、 前記本体部
   ６０はその内部に外形が略箱状で前記弁板９を収容し得
   るとともに前記本体部６０の上方および下方へひろがり
   をもつチヤンバ１０を形成し、前記本体部６０の側壁４
   ６に耐火材料２０がはられ、前記本体部６０の上および
   下の壁部１８，１７には前記駆動手段を装着し得るよう
   に開口が設けられ、これらの開口の一方を用いて前記駆
   動手段が前記チヤンバ１０の上または下に設けられると
   ともに、前記開口の他方を有する前記壁部は着脱自在に
   前記本体部の一部をなし且前記開口の他方は開放可能に
   閉鎖されていることを特徴とする高温すべり弁。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記本
   体部６０は、前記駆動手段を、前記チヤンバの上または
   下に、任意に選択して設け得るように、対称的に構成さ
   れていることを特徴とする高温すべり弁。