特開 2024-109238 真空二重配管用弁装置およびそのメンテナンス方法

(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】P2024109238

(43)【公開日】2024-08-14

(54)【発明の名称】真空二重配管用弁装置およびそのメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 27/12 20060101AFI20240806BHJP

   F16L 55/105 20060101ALI20240806BHJP

   F16L 9/18 20060101ALN20240806BHJP

【ＦＩ】

F16K27/12

F16L55/105

F16L9/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013940

(22)【出願日】2023-02-01

(71)【出願人】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110001597

【氏名又は名称】弁理士法人アローレインターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】池田 充志

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕介

【テーマコード（参考）】

3H025

3H051

3H111

【Ｆターム（参考）】

3H025BA21

3H025BB02

3H025DA02

3H025DB12

3H051AA02

3H051BB03

3H051CC06

3H051FF04

3H111AA01

3H111BA03

3H111CA12

(57)【要約】

【課題】 小型化を図りつつメンテナンスの作業性を向上させた真空二重配管用弁装置を提供する。
【解決手段】 低温流体が流れる内管２と内管２を覆う外管４との間に真空層６が形成される真空二重配管８に用いられる弁装置１０であって、弁箱１２と、弁体１６と、メンテナンスホール１８と、メンテナンス用カバー２０と、ジャケット部材２２とを備え、ジャケット部材２２は、弁箱１２の周囲に形成される内部空間が仕切られて操作室２４と非操作室２６とが形成されており、操作室２４は、メンテナンス用カバー２０が収容され、外部からメンテナンス用カバー２０の開閉操作が可能となるように操作用カバー２８によって開閉可能に閉じられており、開閉弁３０を備える真空連結流路３２によって、操作室２４と非操作室２６とが連結されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

低温流体が流れる内管と前記内管を覆う外管との間に真空層が形成される真空二重配管に用いられる弁装置であって、
前記内管に接続されて内部を低温流体が通過する弁箱と、
前記弁箱内に設けられて弁軸の駆動により前記内管の流路を開閉する弁体と、
前記弁箱に形成されて前記弁箱内のメンテナンスを行うためのメンテナンスホールと、
前記メンテナンスホールを開閉可能に閉じるメンテナンス用カバーと、
前記外管に接続されて前記弁箱を覆うジャケット部材とを備え、
前記ジャケット部材は、前記弁箱の周囲に形成される内部空間が仕切られて操作室と非操作室とが形成されており、
前記操作室は、前記メンテナンス用カバーが収容され、外部から前記メンテナンス用カバーの開閉操作が可能となるように操作用カバーによって開閉可能に閉じられており、
開閉弁を備える真空連結流路によって、前記操作室と非操作室とが連結されている真空二重配管用弁装置。

【請求項2】

前記ジャケット部材は、前記外管に接続される円筒状部と、前記円筒状部の外周面から起立する角筒状部とを備え、
前記操作室は、前記角筒状部の内部に形成され、前記非操作室は、前記円筒状部の内部に形成される請求項１に記載の真空二重配管用弁装置。

【請求項3】

前記操作室を外部と連通する外部連通路と、前記外部連通路を開閉可能な真空破壊弁とを更に備える請求項１に記載の真空二重配管用弁装置。

【請求項4】

前記弁軸は、前記弁箱から突出する筒状の挿通部に挿通されており、
前記操作室は、前記挿通部の一部を収容する請求項１に記載の真空二重配管用弁装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載の真空二重配管用弁装置のメンテナンス方法であって、
前記開閉弁を開いた状態で前記真空層の内部を真空引きすることにより、前記操作室および前記非操作室が真空に維持された状態から、前記開閉弁を閉じた後に前記操作用カバーを開いて前記メンテナンス用カバーの開閉操作を行う工程を備える真空二重配管用弁装置のメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空二重配管用弁装置およびそのメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液化水素などの低温流体を輸送するため、低温流体が通過する内管を外管で覆い、内管と外管との間に真空層を形成した真空二重配管が知られている。真空二重配管に使用される従来の弁装置として、特許文献１には、図４に示すように、真空二重配管６０の内管６１に接続される弁箱５１と、弁箱５１の流れ方向Ｆの下流側に形成されたメンテナンスホール５２と、メンテナンスホール５２を開閉するメンテナンスカバー５３とを備える構成が開示されている。

【0003】

真空二重配管６０の真空層６２には、弁箱５１の上流側および下流側にそれぞれ設けられた隔壁部材６４ａ，６４ｂの間に隔離部６５が形成されており、開閉弁６６ａ，６６ｂを備えるバイパス流路６７ａ，６７ｂによって、隔離部６５が、真空層６２の他の部分と連通可能とされている。

【0004】

真空二重配管６０の外管６３におけるメンテナンスホール５２の直上部６８は、取り外し可能に構成されており、メンテナンス時においては、バイパス流路６７ａ，６７ｂの開閉弁６６ａ，６６ｂを閉じて、隔離部６５を真空層６２の他の部分から遮断した後、メンテナンスホール５２の直上部６８を取り外すことにより、メンテナンスカバー５３を開閉することが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－１７４３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、上記特許文献１に開示された構成は、弁箱５１の全体が円筒状の外管６３により覆われるため、弁箱５１の大きさに対して外管６３の径が大きくなり過ぎて、構成全体が大型化するおそれがあった。

【0007】

また、このように外管６３の径が大きくなることで、隔離部６５の容積が大きくなることから、メンテンナンス時に広範囲が真空ブレイクされることで、メンテンナンス終了後に隔離部６５の全体を真空状態に戻す作業が煩雑になり易く、メンテナンスの作業性の面でも改良の余地があった。

【0008】

そこで、本発明は、小型化を図りつつメンテナンスの作業性を向上させた真空二重配管用弁装置およびそのメンテナンス方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の前記目的は、低温流体が流れる内管と前記内管を覆う外管との間に真空層が形成される真空二重配管に用いられる弁装置であって、前記内管に接続されて内部を低温流体が通過する弁箱と、前記弁箱内に設けられて弁軸の駆動により前記内管の流路を開閉する弁体と、前記弁箱に形成されて前記弁箱内のメンテナンスを行うためのメンテナンスホールと、前記メンテナンスホールを開閉可能に閉じるメンテナンス用カバーと、前記外管に接続されて前記弁箱を覆うジャケット部材とを備え、前記ジャケット部材は、前記弁箱の周囲に形成される内部空間が仕切られて操作室と非操作室とが形成されており、前記操作室は、前記メンテナンス用カバーが収容され、外部から前記メンテナンス用カバーの開閉操作が可能となるように操作用カバーによって開閉可能に閉じられており、開閉弁を備える真空連結流路によって、前記操作室と非操作室とが連結されている真空二重配管用弁装置により達成される。

【0010】

この真空二重配管用弁装置において、前記ジャケット部材は、前記外管に接続される円筒状部と、前記円筒状部の外周面から起立する角筒状部とを備えることが好ましく、前記操作室は、前記角筒状部の内部に形成され、前記非操作室は、前記円筒状部の内部に形成されることが好ましい。

【0011】

また、前記操作室を外部と連通する外部連通路と、前記外部連通路を開閉可能な真空破壊弁とを更に備えることが好ましい。

【0012】

前記弁軸は、前記弁箱から突出する筒状の挿通部に挿通することができ、前記操作室は、前記挿通部の一部を収容することができる。

【0013】

また、本発明の前記目的は、上記の真空二重配管用弁装置に対し、前記開閉弁を開いた状態で前記真空層の内部を真空引きすることにより、前記操作室および前記非操作室が真空に維持された状態から、前記開閉弁を閉じた後に前記操作用カバーを開いて前記メンテナンス用カバーの開閉操作を行う工程を備える真空二重配管用弁装置のメンテナンス方法により達成される。

【発明の効果】

【0014】

本発明の真空二重配管用弁装置およびそのメンテナンス方法によれば、小型化を図りつつ、メンテナンスの作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る真空二重配管用弁装置の断面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】本発明の他の実施形態に係る真空二重配管用弁装置の断面図である。

【図4】従来の真空二重配管用弁装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る真空二重配管用弁装置の断面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図１および図２に示す真空二重配管用弁装置（以下、単に「弁装置」という）１０は、溶接型のバタフライ弁であり、低温流体の流れ方向Ｆの上流側および下流側に、真空二重配管８，８がそれぞれ溶接により接続される。真空二重配管８と弁装置１０との接続は、溶接型に限らず、フランジ接続等であってもよい。弁装置１０の用途は特に限定されないが、例えば船舶用として使用することができる。

【0017】

真空二重配管８は、ステンレス等の金属材料からなる内菅２および外管４を備えており、本実施形態においては、内管２の内部を、液化水素、液化アンモニア、液化ヘリウム、液化窒素、液化酸素等の低温流体が矢示Ｆ方向に通過する。低温流体の流れ方向は、矢示Ｆ方向と反対方向であってもよい。

【0018】

外管４は、内管２を覆うように内管２と同心状に配置されており、内管２と外管４との間に真空層６が形成される。真空層６は、真空ポンプ（図示せず）による真空引きが行われて、内管２を真空断熱する。

【0019】

弁装置１０は、内管２に接続されて内部を低温流体が通過する円筒状の弁箱１２と、弁箱１２内に設けられて弁軸１４の駆動により内管２の流路を開閉する弁体１６と、弁箱１２における弁体１６の下流側に形成されたメンテナンスホール１８と、メンテナンスホール１８を開閉可能に閉じるメンテナンス用カバー２０と、外管４に接続されて弁箱１２の全体を覆うジャケット部材２２とを備えている。弁軸１４は、流路が水平になるように配置された弁箱１２から上方に突出する筒状の挿通部１３に、回動可能に挿通されている。

【0020】

メンテナンスホール１８は、弁箱１２の上部から上方に突出する角筒状部分の先端に形成された矩形状の開口部であり、メンテナンス用カバー２０により開閉可能に閉じられる。メンテナンス用カバー２０は、矩形平板状の部材であり、周縁部に沿って複数配置されるボルト・ナット等の締結具１９により、メンテナンスホール１８の周縁部に着脱可能に締結される。

【0021】

ジャケット部材２２は、外管４に接続されるように水平に延びる円筒状部２２１と、円筒状部２２１の外周面から上方に起立して上端が開口する断面矩形状の角筒状部２２３と、角筒状部２２３の上縁に沿って形成されたフランジ部２２４と、複数の締結具２９によってフランジ部２２４に着脱可能に取り付けられる矩形平板状の操作用カバー２８とを備えている。

【0022】

円筒状部２２１の周壁には、角筒状部２２３の内部に開口する第１の開口部２２２が形成されている。第１の開口部２２２には、メンテナンスホール１８の周縁部が嵌入されて、全周が溶接により接合されている。

【0023】

ジャケット部材２２が上記の構成を備えることで、ジャケット部材２２の内部において弁箱１２の周囲に形成される内部空間は、円筒状部２２１の周壁の一部からなる仕切部２３によって仕切られて、角筒状部２２３の内部に操作室２４が形成され、円筒状部２２１の内部に非操作室２６が形成されている。操作室２４には、メンテナンスホール１８を開閉可能に覆うメンテナンス用カバー２０が収容され、操作室２４を開閉可能に閉じる操作用カバー２８を開くことで、外部からメンテナンス用カバー２０の開閉操作を行うことができる。

【0024】

図２に示すように、操作室２４と非操作室２６とは、開閉弁３０を備える真空連結流路３２によって互いに連結されている。また、操作用カバー２８には、操作室２４の内部を外部と連通する外部連通路３４が接続されており、外部連通路３４に真空破壊弁３６が設けられている。真空連結流路３２および外部連通路３４は、例えば配管により形成されるが、その構成や配置は特に限定されるものではない。

【0025】

円筒状部２２１の周壁における第１の開口部２２２よりも上流側には、上方に膨出した部分に第２の開口部２２５が形成されている。第２の開口部２２５には、挿通部１３が嵌入されて、全周が溶接により接合されている。

【0026】

上記の構成を備える弁装置１０は、開閉弁３０を開き、真空破壊弁３６を閉じた状態で、真空二重配管８の真空層６の内部を真空引きすることにより、ジャケット部材２２の操作室２４および非操作室２６が真空状態に維持される。これにより、低温流体が流れる弁箱１２の周囲全体を真空断熱することができる。

【0027】

弁装置１０のメンテナンス方法は、開閉弁３０を閉じて、真空破壊弁３６を開くことにより、操作室２４のみを真空ブレイクした後、操作用カバー２８を開くことで、作業者がメンテナンス用カバー２０の開閉操作を行う工程を備えることができる。非操作室２６は真空状態が維持されるため、仕切部２３に断熱材を施工する等して、操作室２４と非操作室２６との間の断熱性を高めることが好ましい。

【0028】

メンテナンス作業の終了後は、メンテナンス用カバー２０および操作用カバー２８を閉じた後に、真空破壊弁３６を閉じて開閉弁３０を開くことにより、非操作室２６を介して操作室２４の真空引きが行われ、通常運用を行うことができる。

【0029】

このように、本実施形態の弁装置１０によれば、操作室２４からなる最小限のスペースのみを真空ブレイクするだけで、メンテナンス用カバー２０を開閉してメンテナンス作業を行うことができるため、従来のように真空ブレイクが広範囲にわたるおそれがなく、メンテナンスの作業性を向上させることができる。

【0030】

また、メンテナンス用カバー２０の位置や形状に合わせて操作室２４を形成することで、ジャケット部材２２が弁箱１２の全体を円筒状に覆う必要がないため、ジャケット部材２２の小型化を図ることができる。

【0031】

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態においては、メンテナンス用カバー２０が操作室２４に収容される一方、弁軸１２が挿通される挿通部１３の一部は、非操作室２６に収容されるように構成しているが、図３に示す弁装置１０’のように、挿通部１３の一部が操作室２４に収容されるように構成してもよい。操作室２４の上部は上壁２２６で覆われており、この上壁２２６に、操作用カバー２８により開閉される開口と、挿通部１３が挿通される開口とを形成することができる。なお、図３において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付している。

【0032】

図３に示す弁装置１０’によれば、操作室２４の内部空間は若干大きくなる一方で、挿通部１３の一部をメンテナンス用カバー２０と共に操作室２４に一体的に収容するため、ジャケット部材２２の製造を容易にして低コスト化を図ることができる。

【符号の説明】

【0033】

２ 内管
４ 外管
６ 真空層
８ 真空二重配管
１０ 真空二重配管用弁装置
１２ 弁箱
１３ 挿通部
１４ 弁軸
１６ 弁体
１８ メンテナンスホール
２０ メンテナンス用カバー
２２ ジャケット部材
２２１ 円筒状部
２２３ 角筒状部
２３ 仕切部
２４ 操作室
２６ 非操作室
２８ 操作用カバー
３０ 開閉弁
３２ 真空連結管
３４ 外部連通路
３６ 真空破壊弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】