特開 2023-98217 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】P2023098217

(43)【公開日】2023-07-10

(54)【発明の名称】弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 41/08 20060101AFI20230703BHJP

【ＦＩ】

F16K41/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021214847

(22)【出願日】2021-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】390002381

【氏名又は名称】株式会社キッツ

(74)【代理人】

【識別番号】100081293

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 哲男

(72)【発明者】

【氏名】赤羽 俊紀

(72)【発明者】

【氏名】馬場 拓真

(72)【発明者】

【氏名】興羽 大介

【テーマコード（参考）】

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H066AA03

3H066BA19

3H066DA06

(57)【要約】

【課題】弁体の昇降動で流路開閉する超低温流体に適したロングネック構造であり、ステムを正確に芯出ししつつ簡便に装着でき、流体の浸入を防止する高さにバックシート構造を設けて流体の膨張による異常昇圧を防止してグランド漏れを阻止しバックシート構造を高い加工精度で容易に設けることができる弁を提供する。
【解決手段】ロングネック構造のボンネット４の上部にパッキン収納部１２を有するヨーク２が装着されステム６が昇降動自在に軸装される。ステム６下端の弁体７で流路８が開閉自在に設けられ、ステム用貫通孔１１に環状突出部１３が形成される。環状突出部がステム用挿通孔３０側に嵌合可能に形成され、環状突出部にはヨーク側バックシート面１４、ステムの途中にはステム側バックシート面５０がそれぞれ設けられ、ステムの最大リフトアップ時にこれらが当接シールするバックシート機構５２を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロングネック構造のボンネットの上部にシール用パッキン収納部を有するヨークが装着された状態でステムが昇降動自在に軸装され、このステムの下端に設けられた弁体によりボデー内の流路が開閉自在に設けられ、前記ヨークに設けられたステム用貫通孔の前記ボンネット側開口部の周囲に前記ボンネット側に突出した環状突出部が形成され、かつ、この環状突出部が前記ボンネット側に設けられたステム用挿通孔側に嵌合可能に形成されると共に、前記環状突出部の開口部内周には前記ボンネットに近いほど拡径するテーパ状のヨーク側バックシート面、前記ステムの途中には前記ヨークに近いほど縮径するテーパ状のステム側バックシート面がそれぞれ設けられ、前記ステムの最大リフトアップ時に前記ヨーク側バックシート面と前記ステム側バックシート面とで当接シールするバックシート機構を有することを特徴とする弁。

【請求項2】

前記ヨークが前記ボンネットに着脱自在に設けられ、前記ヨークを前記ボンネットから取り外したときには、前記環状突出部がその周囲の前記ボンネットとの対向面よりも突出し、前記ヨーク側バックシート面が露出可能に設けられた請求項１に記載の弁。

【請求項3】

前記環状突出部の外周側にガスケットが配置され、このガスケットが前記ヨークの下面側と前記ボンネットの上面側との間に挟着された請求項１又は２に記載の弁。

【請求項4】

前記環状突出部の外周囲に設けられた環状突部と前記ステム用挿通孔の外周側に設けられた環状段部との間に、前記環状突部と前記環状段部との対向面同士に四方を囲まれてなるガスケット室が設けられ、このガスケット室に前記ガスケットが装着された請求項３に記載の弁。

【請求項5】

前記ボンネットの下面側に設けられた環状突起部が前記ボデーの上面側に設けられた環状段状部に嵌合され、前記ボンネットが前記ボデーに芯出し状態で取付けられた請求項１乃至４の何れか１項に記載の弁。

【請求項6】

前記ヨーク側バックシート面の前記ステムの軸方向からの傾き角度が、前記ステム側バックシート面の前記ステムの軸方向からの傾き角度よりもわずかに大きく形成された請求項１乃至５の何れか１項に記載の弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁体を昇降動してボデー内部の流路を開閉する弁に関し、特に、ＬＮＧ（液化天然ガス）や液体水素などの超低温流体を扱うロングネック構造の弁に関する。

【背景技術】

【0002】

通常、ＬＮＧや液体水素などの超低温流体用の弁には、グランド部の凍結防止のために、ＩＳＯ規格などの規格により、いわゆる、エクステンションボンネットと呼ばれる、ふたが伸長されたボンネットを有するロングネック構造に設けられ、このようにボンネットを長くすることにより、弁体（流路）位置から操作部までの距離を一定以上に離すことが定められている。この種の超低温用の弁としては、例えば、ゲートバルブ、グローブバルブ、ニードルバルブ、プラグバルブ等があり、これらは何れも、弁体がステムで昇降動されて流路が開閉される構造になっている。

【0003】

一般に、これらの超低温用の弁においては、いわゆるバックシート機構が設けられ、このバックシート機構は、弁体を上昇させて流路を開放するときに、上昇側であるステム側に設けられたシール面が、ボンネット側に設けられた被シール面に当接シールしてグランド漏れを防ぐように設けられる。このバックシート機構よりも上方に流体である液体が浸入すると、温度の上昇によりこの液体が気化してガス化しやすくなり、例えば、ＬＮＧは、ガス化により約６００倍に膨張し、バックシート機構よりも二次側のパッキンの破損やガスの噴出を引き起こすおそれがある。これを回避するために、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ２８９２１－１）では、ロングネック構造の弁において、バックシート機構からパッキン装着部分までの空間において異常昇圧を防ぐような機能が求められ、この対策として、例えば、液体が浸入しにくくなる高さの位置にバックシート機構を設けたものが知られている。

【0004】

このように液体が浸入しにくい高い位置にバックシート機構を設けたバルブとして、例えば、特許文献１のゲートバルブが開示されている。このバルブでは、ロングネック構造のボンネットが一体に形成され、このボンネット内のパッキン装着部の下方に被シール側であるテーパ状の着座面が形成され、一方、ステム側にシール側であるテーパ状の環状シール部が形成されている。そして、全開状態において、環状シール部が着座面に当接シールすることで、ボンネットの上部付近において、ボンネット側着座面とステム側環状シール部とによるバックシート機能が発揮され、媒体流体の逃げを防止しようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特公昭６３－６４６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したロングネック構造の弁では、エクステンションボンネットの長さに合わせてステムも長くなり、その長さが長くなればなるほど、成形時や加工時などに生じる曲がりや歪みなどの原因により、ステムと、ボンネットやヨークなどとの芯合わせが困難となる。これらの芯がずれた状態で組立てられていると、ステムの傾きなどによって操作部付近に設けられた流体漏れ防止用のパッキン装着側での封止性が不十分になり、一方、バックシート機構側では、ステム側のシール面とボンネット側の被シール面との当たりに偏りなどが生じるためにシール性が十分でなくなり、これらそれぞれの部位で必要なシール性が得られなくなる可能性がある。

【0007】

ボンネットの製作時には、一体型のロングネック構造のボンネット内の高い位置の内周面にテーパ状着座面（バックシート面）を設けるために、いわゆる裏座加工を施す必要が生じるという問題もある。このとき、例えば、ボンネットの外部より刃物（工具）をボンネット内周面の奥側まで装入し、外方から視認しにくい状態で刃物を被加工面に当てて加工することになる。しかも、着座面を均一な傾斜角度によるテーパ面とし、かつその表面に精密な表面粗さで面加工する必要もあることから、加工が非常に困難になって加工精度が低下する可能性がある。

【0008】

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、弁体を昇降動して流路を開閉する超低温流体に適したロングネック構造の弁であり、ステムを正確に芯出ししつつ簡便に装着でき、流体の浸入を防止する高さにバックシート構造を設けることで流体の膨張による異常昇圧を防いでグランド漏れを確実に阻止し、このバックシート構造を高い加工精度で容易に設けることができる弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ロングネック構造のボンネットの上部にシール用パッキン収納部を有するヨークが装着された状態でステムが昇降動自在に軸装され、このステムの下端に設けられた弁体によりボデー内の流路が開閉自在に設けられ、ヨークに設けられたステム用貫通孔のボンネット側開口部の周囲にボンネット側に突出した環状突出部が形成され、かつ、この環状突出部がボンネット側に設けられたステム用挿通孔側に嵌合可能に形成されると共に、環状突出部の開口部内周にはボンネットに近いほど拡径するテーパ状のヨーク側バックシート面、ステムの途中にはヨークに近いほど縮径するテーパ状のステム側バックシート面がそれぞれ設けられ、ステムの最大リフトアップ時にヨーク側バックシート面とステム側バックシート面とで当接シールするバックシート機構を有する弁である。

【0010】

請求項２に係る発明は、ヨークがボンネットに着脱自在に設けられ、ヨークをボンネットから取り外したときには、環状突出部がその周囲のボンネットとの対向面よりも突出し、ヨーク側バックシート面が露出可能に設けられた弁である。

【0011】

請求項３に係る発明は、環状突出部の外周側にガスケットが配置され、このガスケットがヨークの下面側とボンネットの上面側との間に挟着された弁である。

【0012】

請求項４に係る発明は、環状突出部の外周囲に設けられた環状突部とステム用挿通孔の外周側に設けられた環状段部との間に、環状突部と環状段部との対向面同士に四方を囲まれてなるガスケット室が設けられ、このガスケット室にガスケットが装着された弁である。

【0013】

請求項５に係る発明は、ボンネットの下面側に設けられた環状突起部がボデーの上面側に設けられた環状段状部に嵌合され、ボンネットがボデーに芯出し状態で取付けられた弁である。

【0014】

請求項６に係る発明は、ヨーク側バックシート面のステムの軸方向からの傾き角度が、ステム側バックシート面のステムの軸方向からの傾き角度よりもわずかに大きく形成された弁である。

【発明の効果】

【0015】

請求項１に係る発明によると、弁体を昇降動して流路を開閉する超低温流体に適したロングネック構造であり、ヨーク側に設けた環状突出部をボンネット側に設けたステム用挿通孔に嵌合することで、これらの部材を接続する際に、これらヨークとボンネットとを正確に芯合わせしつつ簡便に一体化できる。バルブの組み立て後には、ヨーク側バックシート面とパッキンとを同じヨークに設けていることから、ステムをパッキンによって芯出しした状態に保持し、このステムをヨーク側バックシート面に対して正確に芯合わせできる。これらにより、ステムをボンネットに対して芯出し状態で収容可能となる。
上記のステムの芯出し状態で、ボンネットとヨークとの間の流体の浸入を防止する高さにバックシート機構を設け、このバックシート機構は、テーパ状のヨーク側バックシート面、テーパ状のステム側バックシート面を備え、これらがステムの最大リフトアップ時に当接シールする構造であるから、ヨーク側バックシート面とステム側バックシート面とが密接シールし、優れたシール性を発揮して流体の膨張を阻止し、異常昇圧を防ぐことでグランド漏れを確実に阻止できる。

【0016】

しかも、ヨークのステム用貫通孔の周囲にパッキンを収納し、この直下に環状突出部を設けてヨーク側バックシート面を設けることにより、パッキンとヨーク側バックシート面との距離を近くできる。特許文献１のように、ボンネット内においてパッキン装着部の下方位置に着座面が設けられている場合、このパッキン装着部と着座面との間の距離が長くなるにつれて、これらの間のキャビティも大きくなる。バックシート機構の構成時にキャビティが大きくなると、このキャビティに液体の状態の流体が浸入したときにキャビティ内で流体が大きく膨張し、その膨張圧力で異常昇圧が発生してパッキンに過大な負荷が加わりやすくなる。これに対し、本発明によれば、ステム側バックシート面とヨーク側バックシート面とが当接シールしてバックシート機構が構成されるときに、キャビティ内の流体の膨張の抑制効果を向上してパッキンへの負荷を軽減することで耐久性を向上できる。

【0017】

環状突出部の開口部内周にヨーク側バックシート面を設けているため、このヨーク側バックシート面をステム側バックシート面と共に高い加工精度によって容易に設け、流体漏れを確実に防止できるバックシート構造を設けることができる。

【0018】

請求項２に係る発明によると、ボンネットへの装着前のヨークに対して精密な面加工により高精度のヨーク側バックシート面を容易に施すことができ、また、ヨークをボンネットから取り外すことでヨーク側バックシート面を露出させることができるので、このヨーク側バックシート面のメンテナンスも容易になる。

【0019】

請求項３に係る発明によると、ヨークの環状突出部の外周側にガスケットを配置することで、このガスケットを容易に位置決めして所定の取り付け状態にでき、ガスケットをヨークとボンネットとの間に確実にシール状態で挟み込むことができるので、シール性を確保しつつこれらを簡単に組み立てることが可能になる。

【0020】

請求項４に係る発明によると、ヨークとボンネットとを突き合せたときには、環状突出部とステム用挿通孔、及び環状突部と環状段部とによる二段の係合によって正確に芯出しがなされ、ヨークとボンネットを正確な位置決め状態で組み立てできる。バルブを全開にしてステム側バックシート面がヨーク側バックシート面に当接し、環状突出部に外径側に押し開く方向の力が加わるときには、環状突部が環状段部によって支持されていることから、環状突起部の傾倒を防いでバックシート面による高いシール性能を確実に維持する。
環状突部と環状段部との間にガスケット室が構成されることから、このガスケット室にガスケットを圧入しながら収容することで、そのはみ出しや抜け落ちを防止しつつ充填率を１００％以上に確保した状態でヨークとボンネットとの間に配置し、ガスケットによるシール性を向上してヨークとボンネットとの間からの漏れを阻止する。

【0021】

請求項５に係る発明によると、ヨークとボンネットとを芯出し状態で取付けできるため、ボデーからボンネットを経てヨークまでの軸芯を正確に一致させた状態でこれらを一体に組み込むことができる。これにより、ステムとボンネット内周面とのクリアランスを最小限に抑えることが可能となる。そのため、流路より流体が上部側に入り込む領域を限りなく小さくし、流路を流れる液体状態の超低温流体の温度上昇による膨張を防いでパッキンへの悪影響を低減し、パッキンの損傷を阻止する。

【0022】

請求項６に係る発明によると、ヨーク側バックシート面の傾き角度とステム側バックシート面の傾き角度との間に角度差を設けることで、バルブの全開時には両バックシート面の接触初期に線接触状態となり、この状態からバルブの開方向への力を増すことでステム側バックシート面がヨーク側バックシート面にクサビ状に押し込まれて面接触状態になる。これにより、接触位置にゆがみ等があると面圧の低い位置から漏れが生じやすい線接触状態における漏れの発生を抑え、この線接触によりシール面圧を高くした状態から徐々に面接触に移行してシール性を発揮することができ、必要に応じてバックシート機構によるシール性を増すことも可能となって、全開時における十分なシール性を確保することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の弁の一実施形態を示す縦断面図である。

【図2】本発明の弁の一実施形態を示す斜視図である。

【図3】図１におけるＡ部拡大断面図である。

【図4】ヨークの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に、本発明における弁を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１、図２は、本発明の弁の一実施形態を示し、図３は、図１におけるＡ部拡大断面図を示している。
図において、本発明の弁（以下、バルブ本体１という）は、ゲートバルブからなる超低温用バルブであり、このバルブ本体１は、ヨーク２、シール用パッキン３、ボンネット４、ボデー５、ステム６、弁体７を備え、ボンネット４にヨーク２が装着された状態でステム６が昇降動自在に軸装され、このステム６の下端には弁体７が設けられ、この弁体７によりボデー５内に形成されたストレート状の流路８が開閉自在に設けられている。

【0025】

図４において、ヨーク２は、例えばステンレス材料等の耐低温性を備えた金属材料によって形成され、その下部付近にはボンネット４との接続用フランジ部１０が形成され、このフランジ部１０を介してボンネット４の上部に固着される。ヨーク２の軸方向の中央にはステム用貫通孔１１が設けられ、このステム用貫通孔１１のボンネット４との接続側近傍にはパッキン３収納用のパッキン収納部１２が形成され、このパッキン収納部１２にパッキン３が装着される。

【0026】

ヨーク２の下面側において、ステム用貫通孔１１のボンネット４側開口部の周囲に、このヨーク２に下部に取り付けられるボンネット４側に突出するように、フランジ部１０よりも小径の環状突出部１３が突出して形成される。環状突出部１３の開口部内周には、ボンネット４に近いほど拡径するテーパ状のヨーク側バックシート面１４が形成される。本実施形態においては、ヨーク側バックシート面１４のステム６の軸Ｐ方向からの傾き角度θ１が、約３０°程度になるように形成される。

【0027】

ヨーク側バックシート面１４は、例えば、ＬＮＧや液体水素等の超低温流体がボンネット４内を流れるときに、この流体が液体の状態を維持したままで上昇する際に、液体が最も高く到達するおそれのある高さよりも高い位置となるようにし、これに対応してボンネット４の長さ（高さ）を設定する必要がある。液体が最も高く到達する高さ位置とは、流路８を流れる流体が沸点に達する高さ位置であり、例えば流体がＬＮＧである場合、流体の組成によって変化するものの平均的な沸点は－１６２℃であり、その沸点よりも高い温度となる高さ位置がこれに該当する。

【0028】

ヨーク２の環状突出部１３の外周囲には環状突部１５が拡径して形成され、この環状突部１５の外周側に突出するように前記フランジ部１０が設けられる。環状突部１５のボンネット４との対向側には、環状のガスケット１６が配置（装着）可能に設けられる。ヨーク２の上面側には、一対のグランドボルト１７が、ヨーク２の軸装方向に交差する方向に回転可能な状態で軸着される。

【0029】

図１、図３において、シール用パッキン３は、例えば補強材入り膨張黒鉛を材料として円筒状に形成され、パッキン収納部１２に収納された状態でステム６周りに装着される。
パッキン３の上部には、このパッキン３と略同じ外径により略円筒形状に形成されたグランド２０がステム６外周に配置され、このグランド２０の上部には、板状のグランド押え２１が、その中央をステム６が貫通した状態で取付けられる。グランド押え２１には、グランドボルト１７の先端側が挿入可能な一対の挿入孔２２が形成され、パッキン３、グランド２０がヨーク２とグランド押え２１との間に挟みこまれた状態で、グランドボルト１７の先端側が挿入孔２２に挿入され、このグランドボルト１７に固定用のグランドナット２３が螺着される。

【0030】

グランドボルト１７、グランドナット２３を締付けたときには、その締付け力がグランド押え２１、グランド２０を介してパッキン３に伝達され、このパッキン３がパッキン収納部１２内に締め込まれて軸シールがおこなわれる。

【0031】

図１～図３において、前述したヨーク２は、４組の取付ボルト・ナット２４を介してボンネット４に着脱自在に取り付けられ、取付ボルト・ナット２４の取り外しによってヨーク２をボンネット４から取り外したときには、環状突出部１３がその周囲のボンネット４との対向面よりも突出し、ヨーク側バックシート面１４が外部に露出可能に設けられている。

【0032】

ボンネット４は、ヨーク２と同様にステンレス材料等の耐低温性の金属材料により伸長形状のロングネック構造に設けられ、このボンネット４により、ＬＮＧや液体水素などの超低温流体に対してグランド２０付近の凍結が防がれた状態で、弁体７の開閉により超低温流体を流路８に流すことが可能になっている。

【0033】

ボンネット４の内部にはステム用挿通孔３０が設けられ、このステム用挿通孔３０に対してステム６が昇降動自在に挿入される。ステム６を昇降操作したときには、ステム５下端の弁体７がボデー５内部に形成された弁座３１に接離して流路８が開閉自在に設けられる。

【0034】

ステム用挿通孔３０の上端側における内径φｄは、環状突出部１３の外径φＤと嵌合可能となるように、これらが略同じ穴径に形成され、さらに、ステム用挿通孔３０の外周側には、ヨーク２の環状突部１５が嵌合する環状段部３２が拡径して形成される。環状段部３２の外周側には、フランジ部１０に接続可能なフランジ部３３が形成される。

【0035】

環状突部１５と環状段部３２は、それらの径方向の幅が同一となるように設けられていて、環状突出部１３がステム用挿通孔３０に挿入される際に、環状突部１５の側面と環状段部３２の側面同士、及び、環状突部１５の水平面と環状段部３２の水平面同士が互いに対向し、これらの面によって四方が囲まれる空間が形成され、当該空間がガスケット室３８を構成する。

【0036】

このように、前記ヨーク２のボンネット４への取付け時には、環状突出部１３をステム用挿通孔３０に嵌合したときに、環状突部１５と環状段部３２との間にガスケット室３８が設けられ、このガスケット室３８にガスケット１６を装着した状態で環状突部１５の先端側を環状段部３２に嵌合する。続いて、フランジ部１０とフランジ部３３とを取付ボルト・ナット２４で締め込むことで、ガスケット１６がヨーク２の下面側とボンネット４の上面側との間に挟着される。これにより、ヨーク２とボンネット４とがガスケット１６でシールされた状態で、ヨーク２がボンネット４の上部に芯出し状態で取付けられる。

【0037】

図３において、環状段部３２の上面から環状突部１５の底面までの高さをＬ１、ステム用挿通孔３０における内径φｄで形成された部分の高さをＬ２、フランジ部３３の上面からフランジ部１０の底面までの高さをＬ３としたときに、高さＬ１＜高さＬ２となるようにしていることで、ガスケット１６をガスケット室３８に収容して圧入するときに、このガスケット１６を潰し切る前に環状突部１５の底面と環状段部３２の上面とが当接することを防ぎ、ガスケット１６の破損や破断等を防いで適切な状態で取付けできる。

【0038】

さらに、高さＬ１＝高さＬ３となるようにしていることで、ガスケット１６を潰し切ったときには、フランジ部１０の底面とフランジ部３３の上面とがメタルタッチするようになっており、万が一、ガスケット１６が焼失等によりガスケット室３８から無くなった場合にも、このメタルシールにより確実に漏れを防ぐようになっている。

【0039】

図１、図３に示すように、ボンネット４の下部には、このボンネット４下部に取り付けられるボデー５との接続用フランジ部３４が形成され、このフランジ部３４を介してボンネット４がボデー５の上部に固着される。
ボンネット４の下面側には、ステム用挿通孔３０と略同芯状になるように環状突起部３５が形成され、さらに、この環状突起部３５の外周囲に環状突条部３６が拡径して形成され、この環状突条部３６の外周側に突出するように前記フランジ部３４が設けられる。環状突条部３６のボデー５との対向側には、環状のガスケット３７が装着可能に設けられる。

【0040】

ボデー５は、前述したヨーク２、ボンネット４と同様に耐低温性を有する金属材料により形成され、ボデー５内の流路８との交差方向に前述した弁座３１が形成される。ボデー５の上面側には、ボンネット４の環状突起部３５が嵌合する環状段状部４０が形成され、この環状段状部４０よりも外周側には、環状突条部３６が嵌合する環状拡径凹部４１が拡径して形成される。さらに、環状拡径凹部４１の外周側に突出するように、フランジ部３４に接続可能なフランジ部４２が形成される。

【0041】

ボデー５への前記ボンネット４の取付け時には、環状突起部３５を環状段状部４０に嵌合しつつ、環状突条部３６と環状拡径凹部４１との間の対向面にガスケット３７を装着した状態で環状突条部３６の先端側を環状拡径凹部４１に嵌合する。続いて、本実施形態では、フランジ部３４とフランジ部４２とを６組の固着ボルト・ナット４３で締め込むことで、ガスケット３７がボンネット４の下面側とボデー５の上面側との間に挟着される。これにより、ボンネット４とボデー５とがガスケット３７でシールされた状態で、ボンネット４がボデー５の上部に芯出し状態で取付けられる。

【0042】

ステム６は、例えばステンレス材料等の金属材料により設けられ、このステム６の途中には、ヨーク２に近いほど縮径するテーパ状のステム側バックシート面５０が形成される。ステム側バックシート面５０は、前述したヨーク側バックシート面１４に対して一部又は全部が当接シール可能なテーパ形状に設けられる。この場合、ステム側バックシート面５０は、前述したヨーク側バックシート面１４のステム６の軸Ｐ方向からの傾き角度θ１が、ステム側バックシート面５０のステム６の軸Ｐ方向からの傾き角度θ２よりもわずかに大きくなるように形成される。換言すると、本実施形態におけるステム側バックシート面５０の傾き角度θ２は、ヨーク側バックシート面１４の傾き角度θ１である３０°よりもやや小さい角度に設けられる。

【0043】

ヨーク側バックシート面１４、ステム側バックシート面５０は、何れも高いエッジ品質により形成され、適宜の加工によりバリが除去されている。
さらに、ステム側バックシート面５０の上部の境界位置には、縮径状のくびれ部５１が形成される。このくびれ部５１を設けていることにより、ステム６にステム側バックシート面５０を加工するときに、加工用の刃物等を動かすスペースに余裕が生じ、このステム側バックシート面５０をより高いエッジ品質により形成可能となる。

【0044】

ステム６には、操作用ハンドル５３が取付けられ、このハンドル５３の回転操作によりステム６が昇降動可能に設けられる。弁体７の全開位置は、ハンドル５３の操作で変化することはなく、基準となる一定の位置でヨーク側バックシート面１４とステム側バックシート面５０とがメタルタッチするようになっている。このメタルタッチの基準位置は、温度変化による各部品の寸法の増減に影響を受けないように設定される。

【0045】

ハンドル５３の操作により、弁体７を全開状態とし、この弁体７の全開時におけるステム６の最大リフトアップ時には、ヨーク側バックシート面１４とステム側バックシート面５０とが当接シールし、これらによってバックシート機構５２が設けられる。

【0046】

なお、上記実施形態におけるバルブ本体１は、ゲートバルブとしているが、弁体の昇降動により流路を開閉し、ヨーク側のバックシート面とステム側のバックシート面とにより構成されるバックシート機構を有するバルブであれば、ゲートバルブに限らず、グローブバルブ、ニードルバルブ、プラグバルブ等の各種構造の弁にも適用できる。

【0047】

ヨーク側バックシート面１４、ステム側バックシート面５０のステム６の軸Ｐ方向からのそれぞれの傾き角度θ１、θ２は、これら双方の当接シールによってバックシート機構５２を構成することが可能であれば、それぞれ任意の角度に設けることもできる。

【0048】

ボンネット４下部の環状突条部３６、ボデー５上部の環状拡径凹部４１は省略することもできる。この場合、環状突起部３５、環状段状部４０のみをボンネット４、ボデー５にそれぞれ形成し、これらの嵌合によってフランジ部３４とフランジ部４２との間にガスケット３７を挟んだ状態でボンネット４とボデー５とを接続してもよい。

【0049】

取付ボルト・ナット２４を４組、固着ボルト・ナット４３を６組使用し、これらのボルト・ナットで、ヨーク２とボンネット４、ボンネット４とボデー５とをそれぞれ締付け固定しているが、それぞれのボルト・ナットの組数は、バルブ本体１の各フランジ部の直径や、バルブ本体１の大きさなどの各種の仕様によって適宜変更してもよい。

【0050】

次いで、本発明における弁の上記実施形態における作用を説明する。
図１～図３において、上述したように、本発明におけるバルブ本体１は、ボンネット４とヨーク２とをフランジ部１０、３３によるフランジ接続構造とし、ヨーク２内にシール用パッキン３を収納した状態で、ヨーク２側の環状突出部１３をボンネット４側のステム用挿通孔３０に嵌合することで、ヨーク２とボンネット４上部との正確な芯合わせが可能となり、バルブ本体１の組立て時には、ヨーク２に装着されたパッキン３をヨーク側バックシート面１４と共に芯出しし、パッキン３によりステム６をヨーク２に対して芯出しした状態にできる。このため、ステム側バックシート面５０をヨーク側バックシート面１４に正確に芯合わせした状態で、バルブ本体１の高い位置にバックシート機構５２を構成することができる。このバックシート機構５２により、全開時のグランド２０側への流路８からの流体漏れを阻止し、パッキン３の破損や、ガス化した流体の外部漏れを防いで良好なシール性が得られる。

【0051】

この場合、弁体７の全開時において、ステム側バックシート面５０がヨーク側バックシート面１４に当接シールしてバックシート機構５２を設けるようにしているので、ステム６を操作して全開状態になると同時に自動的にバックシート機構５２を設けて適切に流体の浸入を阻止可能となる。しかも、このバックシート機構５２を、ボデー５内を流れる液体状の流体が上昇する位置よりも高い位置に設けているので、バックシート機構５２の高さ位置まで液体状の流体が到達するおそれがない。

【0052】

さらに、ボンネット４側の環状突起部３５をボデー５側の環状段状部４０に嵌合して芯出ししているので、ヨーク２、ボンネット４、ボデー５を芯合わせした状態で一体化できる。これにより、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ２８９２１－１）等の規格に適応させるようにボンネット４を長く形成し、弁体７（流路８）の位置からハンドル５３までの距離を一定以上に離した場合にも、パッキン３、ヨーク側バックシート面１４、及びボンネット４上部に対してステム６を正確に芯出しできると共に、ヨーク２で芯出ししたステム６下端の弁体７を弁座３１に対して正確に着座させ、弁閉時のシール性を発揮して流路８からの漏れを確実に防止することが可能になる。

【0053】

ヨーク２のステム用貫通孔１１にパッキン収納部１２を設け、ヨーク２の環状突出部１３の開口部内周にヨーク側バックシート面１４を設けているので、パッキン収納部１２に収納したパッキン３とヨーク側バックシート面１４とを近接させることができ、これらの間のキャビティの容積を小さく抑えることが可能となる。これにより、流体の膨張を最小限に抑制可能となる。

【0054】

ヨーク２がボンネット４に着脱自在に設けられ、その取り外し時には、環状突出部１３が、その周囲のボンネット４との対向面よりも突出し、ヨーク側バックシート面１４が、外部に露出するように設けているので、ヨーク２の形成時には、外方から直視しつつ面加工等の加工によりヨーク側バックシート面１４を容易にかつ精密に設けることができ、裏座加工等の複雑な加工を施す必要もない。ボンネット４からヨーク２を取り外すだけでヨーク側バックシート面１４が露出するので、このヨーク側バックシート面１４の補修やメンテナンス等を簡単におこなうことができる。

【0055】

また、パッキン３の交換やグランド２０の増し締め、内部のメンテナンスは任意に実施でき、パッキン３の交換時には、グランドナット２３を緩めてグランドボルト１７をグランド押え２１から外し、このグランド押え２１並びにグランド２０を取り外すことで、パッキン３を簡便に着脱できる。

【0056】

ヨーク２にヨーク側バックシート面１４、ステム６にステム側バックシート面５０をそれぞれ面加工等の加工手段によって直接形成できることから、部品点数の増加を抑えることができ、組立も容易となる。

【0057】

ガスケット１６が、環状突部１５と環状段部３２との段差によりこれらの間に設けられたガスケット室３８に収容される構成としているので、取付ボルト・ナット２４の締め具合によりガスケット室３８の容積の大きさを任意に設定し、ガスケット１６のガスケット室３８への充填率を好適な範囲に調整できる。

【0058】

バックシート機構５２によるバックシール時には、ステム側バックシート面５０からの力により環状突出部１３を広げるような力が加わる。この場合、環状突出部１３の外周面とステム挿入孔３０の上端内周面、及び、環状突部１５の外周面と環状段部３２の内周面とがそれぞれ接触し、これら２カ所で環状突出部１３に加わる拡径方向の力を支えている。そのため、環状突出部１３の拡径方向への変形を防ぎ、ステム側バックシート面５０とヨーク側バックシート面１４との当接シール状態を維持して流体を浸入を確実に阻止できる。

【0059】

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

【符号の説明】

【0060】

１ バルブ本体
２ ヨーク
３ パッキン
４ ボンネット
５ ボデー
６ ステム
７ 弁体
８ 流路
１１ ステム用貫通孔
１３ 環状突出部
１４ ヨーク側バックシート面
１５ 環状突部
１６ ガスケット
３０ ステム用挿通孔
３２ 環状段部
３５ 環状突起部
４０ 環状段状部
５０ ステム側バックシート面
５２ バックシート機構
θ１ ヨーク側バックシート面のステムの軸方向からの傾き角度
θ２ ステム側バックシート面のステムの軸方向からの傾き角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】