特開 2023-60456 調整弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023060456

(43)【公開日】2023-04-28

(54)【発明の名称】調整弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/22 20060101AFI20230421BHJP

   F16K 1/00 20060101ALN20230421BHJP

【ＦＩ】

F16K11/22

F16K1/00 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021170081

(22)【出願日】2021-10-18

(71)【出願人】

【識別番号】000133733

【氏名又は名称】株式会社テイエルブイ

(72)【発明者】

【氏名】福田 剛士

【テーマコード（参考）】

3H052

3H067

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA03

3H052CA12

3H052DA01

3H052EA05

3H067AA01

3H067AA24

3H067AA33

3H067BB08

3H067BB14

3H067CC44

3H067CC46

3H067DD07

3H067DD13

3H067DD23

3H067EA05

3H067EA06

3H067EB12

3H067FF17

3H067GG06

(57)【要約】

【課題】緊急時などにおいて、容易に流路を全開したり、全閉したりすることが可能な調整弁を提供する。
【解決手段】調整弁は、弁箱、第一弁座、第一弁体、第一駆動部、第二弁座、第二弁体、第二駆動部を備える。弁箱は、単一の第一共通路と、第一共通路から分岐した第一分岐路及び第二分岐路と、第一分岐路及び第二分岐路が合流する単一の第二共通路とを有する流路であって、第一共通路の流入口から第二共通路の流出口に向かって流体が通過する流路を、内部に有する。第一弁座は、第一分岐路内に設けられ、第一弁座口が形成される。第一弁体は、第一弁軸の軸方向の移動に伴って第一弁座口を開閉可能である。第二弁座は、第一共通路から第一分岐路及び第二分岐路への分岐点に設けられ、第二弁座口が形成される。第二弁体は、第二弁軸を基準に回動して第二弁座口を開閉することにより、第一共通路と第一分岐路及び第二分岐路との連通状態を切り替え可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の流量を調整する調整弁であって、
単一の第一共通路と、該第一共通路から分岐した第一分岐路及び第二分岐路と、該第一分岐路及び第二分岐路が合流する単一の第二共通路とを有する流路であって、該第一共通路の流入口から該第二共通路の流出口に向かって流体が通過する流路を、内部に有する弁箱と、
前記第一分岐路内に設けられ、第一弁座口が形成された第一弁座と、
第一弁軸の軸方向の移動に伴って前記第一弁座口を開閉可能な第一弁体と、
前記第一弁軸を軸方向に移動させる第一駆動部と、
前記第一共通路から前記第一分岐路及び第二分岐路への分岐点に設けられ、第二弁座口が形成された第二弁座と、
切替流路を有する略球状の弁体であって、第二弁軸を基準に回動して前記第二弁座口を開閉することにより、前記第一共通路と前記第一分岐路及び第二分岐路との連通状態を切り替え可能な第二弁体と、
前記第二弁軸を回動させて、前記第二弁体を、前記流路を全閉する位置、前記第一共通路と前記第一分岐路とを連通する位置、及び、前記第一共通路と前記第一分岐路及び第二分岐路とを連通する位置に切り替える第二駆動部と、
を備えたことを特徴とする調整弁。

【請求項2】

前記切替流路は、前記第二弁軸との直交方向の断面がＴ字形状であって前記第一共通路及び第二分岐路に接続可能な流路と、該Ｔ字形状の流路の分岐点から該第二弁軸の軸方向に延びて前記第一分岐路に接続された流路と、を有する、
請求項１に記載の調整弁。

【請求項3】

前記第一弁軸及び第二弁軸は、前記第一弁体及び第二弁体が間に位置するように同一軸上に配置された、
請求項１又は請求項２に記載の調整弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、蒸気等の流体が流れる配管系統に設けられ、流体の流量を調整する調整弁に関する。

【背景技術】

【0002】

微開状態で使用する開閉バルブとしてグローブ弁などがある（例えば、特許文献１参照）。グローブ弁は、ハンドルを回して弁棒を上下させることで、弁体を上下させて流量を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１７４９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した調整弁では、構造上、流体抵抗が非常に大きく、閉止時に流体の全圧力を弁棒に受けるので閉止トルクが大きい。そのため、弁の上流や下流において緊急に対応すべきトラブルが発生した場合、迅速に閉弁することが困難である。この場合、開度を一定に保持することも困難である。

【0005】

この発明は、緊急時などにおいて、容易に流路を全開したり、全閉したりすることが可能な調整弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によって提供される流体の流量を調整する調整弁は、弁箱、第一弁座、第一弁体、第一駆動部、第二弁座、第二弁体、第二駆動部を備える。弁箱は、単一の第一共通路と、第一共通路から分岐した第一分岐路及び第二分岐路と、第一分岐路及び第二分岐路が合流する単一の第二共通路とを有する流路であって、第一共通路の流入口から第二共通路の流出口に向かって流体が通過する流路を、内部に有する。第一弁座は、第一分岐路内に設けられ、第一弁座口が形成される。第一弁体は、第一弁軸の軸方向の移動に伴って第一弁座口を開閉可能である。第一駆動部は、第一弁軸を軸方向に移動させる。第二弁座は、第一共通路から第一分岐路及び第二分岐路への分岐点に設けられ、第二弁座口が形成される。第二弁体は、切替流路を有する略球状の弁体であって、第二弁軸を基準に回動して第二弁座口を開閉することにより、第一共通路と第一分岐路及び第二分岐路との連通状態を切り替え可能である。第二駆動部は、第二弁軸を回動させて、第二弁体を、流路を全閉する位置、第一共通路と第一分岐路とを連通する位置、及び、第一共通路と第一分岐路及び第二分岐路とを連通する位置に切り替える。

【0007】

上記切替流路は、第二弁軸との直交方向の断面がＴ字形状であって第一共通路及び第二分岐路に接続可能な流路と、Ｔ字形状の流路の分岐点から第二弁軸の軸方向に延びて第一分岐路に接続された流路と、を有していてもよい。

【0008】

上記第一弁軸及び第二弁軸は、第一弁体及び第二弁体が間に位置するように同一軸上に配置されるようにしてもよい。

【発明の効果】

【0009】

この発明によれば、流量を調整するための第一弁体ではなく、切替流路を有する略球状の第二弁体を用いて流路を全開したり、全閉したりすることができる。したがって、緊急時などにおいて、第一弁体の開度を保持したままであっても、流路を容易に全開および全閉することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施形態に係る調整弁の断面図である。

【図2】この発明の実施形態に係る調整弁の第二弁部の部分拡大断面図である。

【図3】この発明の実施形態に係る第二弁体の拡大断面図（Ｘ－Ｘ線断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面を参照してこの発明の実施形態である制御弁について説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。

【0012】

図１は、この発明の実施形態に係る調整弁１の断面図である。本実施形態では、調整弁１としてグローブ弁を適用する。

【0013】

調整弁１は、例えば、ガスプラント、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）の配管系統に配置され、配管系統を流れる蒸気等の流体の流量を調整する。本実施形態の調整弁１は、通常時においては、基本的に第一弁体４２（第一弁部４）を制御することで流体の流量を調整する。また、緊急時などにおいては、第二弁体５２（第二弁部５）を制御することで流路を全開または全閉する。

【0014】

調整弁１は、弁箱（ボディ）２、軸装部３、第一弁部４、第二弁部５、第一駆動部６、第二駆動部７等から構成される。

【0015】

弁箱２の両端部には、配管（不図示）が接続される配管接続部８，９が溶接等によって固定されている。また、弁箱２の上端部には、接続フランジ１０が形成されている。接続フランジ１０には、軸装部３の下端部に形成された接続フランジ１１がボルト１２により締結されている。

【0016】

また、弁箱２内には、配管接続部８から流入口２０及び流出口２５を経由して配管接続部９に繋がる流路２１が形成されている。配管接続部８の流体は、流入口２０から流路２１に流入して流出口２５から配管接続部９に流出する。

【0017】

流路２１は、第一共通路２２、第一分岐路２３Ａ、第二分岐路２３Ｂ、第二共通路２４等から構成される。また、流路２１内には、第一弁部４及び第二弁部５が配置されている。

【0018】

第一共通路２２は、流入口２０と第二弁部５とを連通する単一の流路である。第一分岐路２３Ａは、第一弁部４を経由して第二弁部５と第二共通路２４とを連通する流路である。第二分岐路２３Ｂは、第一弁部４を経由せずに、第二弁部５と第二共通路２４とを連通する流路である。第二共通路２４は、第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂと流出口２５とを連通する単一の流路である。

【0019】

第一弁部４は、第一分岐路２３Ａ上に配置され、第一弁座４１、第一弁体４２及び第一弁棒４５を有する。第一弁部４は、第一分岐路２３Ａでの流体の流量を調整する。

【0020】

第一弁座４１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された環状弁座であり、円形の第一弁座口４３を介して第一分岐路２３Ａの上流側（第二弁部５側）と下流側（第二共通路２４側）とを連通する。

【0021】

第一弁体４２は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された玉形弁体であり、第一弁座口４３に対向するように配置される。また、第一弁体４２は、第一弁棒４５の軸方向への移動により全閉位置及び全開位置の間で変位可能である。全閉位置は、第一弁体４２が第一弁座４１に着座して第一弁座口４３を閉栓（全閉）する位置である。全開位置は、第一弁体４２が第一弁座４１から離間している状態であって第一弁座口４３を全開する位置である。

【0022】

第一弁棒（第一弁軸）４５は、軸方向（図１の上下方向）に移動可能に軸装部３に軸装される。第一弁棒４５は、一端に第一弁体４２の上部が固定され、他端に第一駆動部６が連結されている。第一弁棒４５は、ハンドル６１を回すことによって軸方向に移動する。

【0023】

第二弁部５は、第二弁座５１（５１Ａ，５１Ｂ）、第二弁体５２及び第二弁軸５５を有する。第二弁部５は、第一共通路２２から第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂへの分岐点に配置され、流体の流路を切り替える。具体的には、第一共通路２２と第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂとの連通状態を切り替える。

【0024】

第二弁座５１Ａ，５１Ｂは、例えば、ステンレス鋼等の金属製、又は、テフロン（登録商標）樹脂製の環状の弁座であり、円形の第二弁座口５３Ａ，５３Ｂが形成されている。また、第二弁座５１Ａ，５１Ｂによって、円形の第二弁座口５３Ｃを形成する。

【0025】

第二弁座５１Ａは、第一共通路２２と第二弁体５２との間に配置されている。第二弁座５１Ｂは、第二弁体５２と第二分岐路２３Ｂとの間に配置されている。第二弁座５１Ａ，５１Ｂは、例えば皿ばね（不図示）の付勢力によって、第二弁体５２に当接した状態である。すなわち、第二弁体５２は、第二弁座５１Ａ，５１Ｂに常に着座している状態である。

【0026】

第二弁座口５３Ａは、第二弁体５２が図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す状態において、第一共通路２２と第二弁体５２の切替流路５４とを連通する。第二弁座口５３Ｂは、第二弁体５２が図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示す状態において、切替流路５４と第二分岐路２３Ｂとを連通する。第二弁座口５３Ｃは、切替流路５４と第一分岐路２３Ａとを連通する。

【0027】

第二弁体５２は、ステンレス鋼等の金属で形成され、略球形状をなしており（四方ボール弁）、内部に切替流路５４を有する。また、第二弁体５２は、第二弁棒５５を基準に回動して第二弁座口５３Ａ，５３Ｂを開閉可能である。第二弁体５５の回動によって、第一共通路２２と第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂとの連通状態が切り替えられる。

【0028】

本実施形態では、第一共通路２２と第一分岐路２３Ａとを連通する位置（（図１，図２（Ａ））、第一共通路２２と第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂとを連通する位置（図２（Ｂ））、及び、流路２１を全閉する位置（図２（Ｃ））に、第二弁体５２を切り替え（回動）可能である。

【0029】

なお、流路２１を全開する位置は、図２（Ｂ）に示す第一共通路２２と第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂとを連通する位置である。

【0030】

切替流路５４は、図２に示すように、流路５４Ａ，５４Ｂを有する。流路５４Ａは、図３に示すように、第二弁棒５５との直交方向の断面がＴ字形状を呈する。図３は、図２（Ａ）のＸ－Ｘ線断面図であり、第二弁体５２のみを示している。流路５４Ａは、第一共通路２２及び第二分岐路２３Ｂに接続可能である。

【0031】

流路５４Ｂは、Ｔ字形状の流路５４Ａの分岐点から第二弁軸５５の軸方向（図２の上方向）に延び、第一分岐路２３Ａに常に接続されている。

【0032】

なお、切替流路５４の形状は、第一共通路２２と第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂとの連通状態が切り替え可能であれば、図示した形状に限定されない。

【0033】

第二弁棒（第二弁軸）５５は、弁箱２の底面から挿入された状態で弁箱２に回動可能に支持される。第二弁棒５５は、第一弁棒４５と同一軸上に配置されている。また、第二弁棒５５は、一端に第二弁体５２が固定され、他端に第二駆動部７のハンドル７１が連結されている。第二弁棒５５は、ハンドル７１を回すことによって回動する。

【0034】

第一駆動部６は、弁箱２の上方に配置され、手動によって第一弁棒４５を軸方向に移動させる。第一駆動部６は、ハンドル６１、ヨークスリーブ６２等を備える。

【0035】

ハンドル６１は、ヨークスリーブ６２の上部に嵌め込まれている。ヨークスリーブ６２には、第一弁棒４５の外周に形成された雄ネジ溝（不図示）に螺合する雌ネジ溝（不図示）が形成されている。

【0036】

これにより、ハンドル６１を回すことで、ヨークスリーブ６２を介して第一弁棒４５が軸方向に移動する。

【0037】

第二駆動部７は、弁箱２の下方に配置され、手動によって第二弁棒５５を回動させる。すなわち、第二駆動部７は、第二弁体５２を上述した各位置に回動させる。第二駆動部７は、ハンドル７１等を備える。ハンドル７１は、ボルト７２によって第二弁棒５５の端部に固定される。

【0038】

これにより、ハンドル７１を回すことで、第二弁棒５５がハンドル７１と同一方向に回動する。

【0039】

次に、調整弁１の動作例について説明する。

【0040】

通常時においては、基本的に第一弁体４２の位置（開度）を制御することで流路２１の流体の流量を調整する。

【0041】

具体的には、第二弁体５２を、図２（Ａ）で示す第一共通路２２と第一分岐路２３Ａとを連通する位置に固定する。これにより、流体は、第一共通路２２から第一分岐路２３Ａを通過して第二共通路２４に流れていく。そして、必要に応じて第一弁体４５の位置を変更することで、流体の流量が調整される。

【0042】

一方、緊急時などにおいては、第二弁体５２の位置を制御することで流路２１を全開または全閉する。

【0043】

具体的には、第二弁体５２を、緊急時の状況などに応じて、図２（Ｂ）に示す流路２１を全開する位置、又は、図２（Ｃ）に示す流路２１を全閉する位置、に変更する。すなわち、第一共通路２２と第一分岐路２３Ａ及び第二分岐路２３Ｂとが連通されることで、流路２１が全開される。また、第二弁座口５３Ａを閉じることで、流路２１が全閉される。

【0044】

第二弁体５２は、ボール弁体であるので、気密性に優れている。また、第二弁棒５５は、軸方向には移動しないため、第一弁棒４５と比較して、全閉時に受ける流体の圧力は小さいので、第一弁棒４５と比較して回動させ易い。

【0045】

なお、緊急時などにおいて、第一弁体４５は、移動させず、現状の位置（開度）を保持したままでよい。すなわち、第一弁体４５の位置を調整しなくても、流路２１が全閉（全開）となる。

【0046】

以上のように、本発明の実施形態では、流量を調整するための第一弁体ではなく、切替流路を有する略球状の第二弁体を用いて流路を全開したり、全閉したりすることができる。したがって、緊急時などにおいて、第一弁体の開度を保持したままであっても、流路を容易に全開、全閉することができる。

【0047】

なお、上述の実施形態では、第一弁体として玉形弁体（グローブ弁）が用いられているが、特にこれに限定されるものではない。弁軸を上下動させて弁体で弁座を開閉する開閉弁であれば、ゲート弁、ニードル弁、プラグ弁等を本発明に適用してもよい。

【0048】

上述の実施形態の第一駆動部及び第二駆動部は、手動により駆動する構成が採用されているが、特にこれに限定されるものではない。モーター駆動、エア駆動の駆動部等であってもよい。

【0049】

上述の実施形態では、第二弁部が第一弁部の下方に配置されているが、第二弁部が第一分岐路及び第二分岐路の分岐点に位置していれば、特にこれに限定されるものではない。また、流路の形状も上述の実施形態に限定されるものではない。

【0050】

上述の実施形態では、図１に示すように第一駆動部が上方に位置する状態の調整弁について説明したが、調整弁の配置方向は特にこれに限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0051】

この発明は、蒸気プラントなどのプラント（プロセスシステム）などの配管系統を流れる蒸気等の流体の流量を調節する分野などで利用することができる。

【符号の説明】

【0052】

１ 調整弁
２ 弁箱
４ 第一弁部
５ 第二弁部
６ 第一駆動部
７ 第二駆動部
２１ 流路
２２ 第一共通路
２３Ａ 第一共通路
２３Ｂ 第二共通路
２４ 第二共通路
４１ 第一弁座
４２ 第一弁体
４３ 第一弁座口
４５ 第一弁棒（第一弁軸）
５１（５１Ａ，５１Ｂ） 第二弁座
５２ 第二弁体
５３（５３Ａ～５３Ｃ） 第二弁座口
５４ 切替流路
５５ 第二弁棒（第二弁軸）

【図1】

【図2】

【図3】