特許 7304485 バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-28

(45)【発行日】2023-07-06

(54)【発明の名称】バルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 27/06 20060101AFI20230629BHJP

   F16K 51/00 20060101ALN20230629BHJP

【ＦＩ】

F16K27/06 C

F16K51/00 E

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022503711

(86)(22)【出願日】2021-02-25

(86)【国際出願番号】 JP2021007175

(87)【国際公開番号】W WO2021172457

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-08-23

(31)【優先権主張番号】P 2020029678

(32)【優先日】2020-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】船渡 正澄

(72)【発明者】

【氏名】細川 充

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 哲弥

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 統

(72)【発明者】

【氏名】清水 久

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４８－２９２３６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実公平２－１２３７５（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】独国特許発明第１９８４２１９９（ＤＥ，Ｃ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ２７／００－２７／１２

Ｆ１６Ｋ ５／００－ ５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流通させるための複数の第一の開口部と、前記複数の第一の開口部が向いている方向に交差する方向に開口し、弁体が通過可能な第二の開口部とを有し、流体の流路を構成するボデーと、
前記第二の開口部を介して前記ボデー内に収容され、前記流体の流路を開閉可能な弁体と、
前記弁体に連結し、前記第二の開口部よりも外側まで延在するステムと、
前記ステムを作動可能に前記第二の開口部を密封するボンネットと、
前記ボデー内の空間を前記ボンネット側の空間と前記弁体側の空間とに、前記ステムを作動可能かつ液密または気密に仕切る中蓋体と、
を有するバルブ。

【請求項2】

前記中蓋体は、前記弁体に近い側から、第１のプレートと、第２のプレートとをこの順に有しており、
前記第２のプレートは、固定手段にて前記ボデーに固定されており、
前記第１のプレートは、前記ボデーに対して固定されておらず、前記第２のプレートが前記ボデーに固定されることによって、前記ボンネット側の空間への移動が規制されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。

【請求項3】

前記第２のプレートの外周面には、前記ボデーの内周面に設けられたネジ構造と螺合するネジ構造が設けられており、
前記第２のプレートが前記ボデーに螺合することによって、前記第１のプレートを前記弁体側に押圧していることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。

【請求項4】

前記第２のプレート及び前記第１のプレートには、それぞれ、ボルト用貫通孔が設けられており、前記固定手段であるボルトが、前記第２のプレートの前記ボルト用貫通孔及び前記第１のプレートのボルト用貫通孔を通ってその先端側が前記ボデーに固定されるともに、当該ボルトの他端側が前記第２のプレートに当接することによって、前記第２のプレートの前記ボンネット側の空間への移動が規制されていることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。

【請求項5】

前記第１のプレートと前記第２のプレートとは、シール部材を介して接触しており、
前記第２のプレートが、前記シール部材を前記第１のプレートに向かって押圧し、
前記シール部材は、前記第２のプレートからの押圧を受けて前記第１のプレートと前記ボデーの内周面との間を封止するとともに、前記第１のプレートを前記弁体側に押圧することを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載のバルブ。

【請求項6】

前記中蓋体は、前記弁体に近い側から、第１のプレートと、第２のプレートとをこの順に有しており、
前記第２のプレートは、前記ボンネットの下面と当該第２のプレートの上面とに接続されたストッパによって前記ボンネット側の空間への移動が規制されており、
前記第１のプレートは、前記ボデーに対して固定されておらず、前記第２のプレートによって、前記ボンネット側の空間への移動が規制されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。

【請求項7】

前記弁体には、前記ステムに対して反対側の位置に凸部が設けられており、
前記ボデーには、前記凸部を嵌合させる凹部が設けられており、
前記凸部は、突出している先端部分のほうが基部よりも小径であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のバルブ。

【請求項8】

前記ボンネットは、前記ボデーにおける前記中蓋体および前記ボンネットで区切られる空間中の流体をパージするパージ用バルブを更に有する、ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のバルブ。

【請求項9】

前記弁体は、ボール弁のボールであることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のバルブ。

【請求項10】

前記ボデーは、溶接以外による接合部を有しない一体型のボデーであることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のバルブ。

【請求項11】

気密に密閉される真空ジャケットを前記ボデーの外側に更に有する、ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載のバルブ。

【請求項12】

前記第一の開口部の口径は、２５～６５センチメートルであることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載のバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブに関し、例えば、液化水素等の極低温流体を流すバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

液化水素（－２５３℃）等の極低温流体を流すバルブは、流体からの熱伝導・熱伝達を最小限にして保冷効果を持たせるとともに、低温に弱い部品（パッキン等）を流体からなるべく離して配置することができるよう、バルブの操作部と弁体とをつなぐステムが長くされる。また、極低温用のバルブは、低温を維持するため、真空に維持されたジャケット（真空ジャケット）の内部に配置されることが多く、その場合、ボデーが真空ジャケットの内部に、また操作部が真空ジャケットの外部に位置するように設置される。例えば、特許文献１には、真空ジャケットとバタフライ弁とを有し、ステムが長く構成された真空ジャケット形バタフライ弁が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開昭５９－３７３８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

低温流体のなかでも液化水素用のバルブのボデーは、漏れ防止の観点から、ボデーを構成する複数のパーツを互いに溶接によって接合して一体構造とすることが好ましい。また、液体水素用のバルブは、弁を収納する弁箱から、弁の開閉を操作する操作部に至る領域に先述した真空ジャケットを設けることが望ましい。そのため、弁体と操作部とをつなぐステムを一体構造のボデー内に収める必要がある。このため、ボデーは、弁体が通ることができる径を備えている必要がある。

【0005】

その一方で、このように構成した場合、弁体を所定の位置に保持しておくための部材が必要になる。この点に関し、特許文献１には、弁棒を挿入するための小径筒が貫通し、その小径筒の外側に中空室が形成されている弁箱固定軸（特許文献１における符号６）を備える旨が記載されている。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、弁体を所定の位置に保持しておくために、複雑な構成の弁箱固定軸を必要とするため、製造コスト及びメンテナンスコストが増大するという課題がある。また、弁箱固定軸自体の熱伝導により、弁体側の温度がバンドルに伝わりやすいという問題もある。

【0007】

そこで、本発明の一形態は、製造コストおよびメンテナンスコストの増大を抑制しつつ、極低温流体に適用可能なバルブを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るバルブは、流体を流通させるための複数の第一の開口部と、前記複数の第一の開口部が向いている方向に交差する方向に開口し、弁体が通過可能な第二の開口部とを有し、流体の流路を構成するボデーと、前記第二の開口部を介して前記ボデー内に収容され、前記流体の流路を開閉可能な弁体と、前記弁体に連結し、前記第二の開口部よりも外側まで延在するステムと、前記ステムを作動可能に前記第二の開口部を密封するボンネットと、前記ボデー内の空間を前記ボンネット側の空間と前記弁体側の空間とに、前記ステムを作動可能かつ液密または気密に仕切る中蓋体と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、製造コストおよびメンテナンスコストの増大を抑制しつつ、弁体側の熱がバンドルに伝わり難いバルブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るトップエントリ型のバルブの外観を示す斜視図である。

【図2】図１に示す切断線Ａ－Ａ´においてバルブを切断した状態を示す矢視断面図である。

【図3】図１に示すバルブの別形態として、図１に示すバルブに真空ジャケットを取り付けた状態の断面図である。

【図4】図２に示す一点破線の枠囲み部分Ｂの拡大断面図である。

【図5】図２に示す一点破線の枠囲み部分Ｃの拡大断面図である。

【図6】本発明の他の形態に係るトップエントリ型のバルブの一部分の構成を示す断面斜視図である。

【図7】本発明の他の形態に係るトップエントリ型のバルブの一部分の構成を示す断面斜視図である。

【図8】図７のバルブの一部分の構成を示す断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１から図５を用いて説明する。本発明の一形態に係るバルブは、凡そ水平方向に流路が形成されている途中に配設するトップエントリ型バルブを例に挙げるが、これは本実施形態を限定するものではなく、トップエントリ型以外のバルブであってもよい。

【0012】

本実施形態に係るバルブは、弁体よりも上流から流路を流れてきた流体を、当該弁体よりも下流に流したりそれを遮断したりすることができる。流路を流れる流体としては周知の液体あるいは周知の気体を採用することができる。ただし、本発明の一形態のバルブは、先述の極低温流体用のバルブとして用いることができ、なかでも液体水素用のバルブとして好適に用いることができる。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態におけるバルブ１０の外観斜視図である。図２は、図１に示す切断線Ａ－Ａ´においてバルブを切断した状態を示す矢視断面図である。なお、図１および図２には、説明の便宜上、水平面をＸＹ平面として、天頂方向にＺ方向として規定した三次元座標を併せて図示する。

【0014】

本実施形態のバルブ１０は、いわゆるボールバルブとして構成される。そのため、バルブ１０は、ボデー１と、ボール弁のボール４（弁体）と、ステム３と、ボンネット２と、操作部９とを備えている。

【0015】

ボデー１は、流体を流通させるための複数の第一の開口部（配管構造部７）と、前記複数の第一の開口部（配管構造部７）が向いている方向（後述するＸ軸方向）に交差する方向（後述するＺ軸方向）に開口し、ボール４が通過可能な上端開口部６ｂ（第二の開口部）とを有し、流体の流路を構成する。また、ステム３は、図２に示す鉛直方向に延伸している弁軸を構成し、ボール弁のボール４（弁体）に連結し、上端開口部６ｂよりも外側まで延在している。また、ボンネット２は、ステム３を作動可能に上端開口部６ｂを密封する。ボンネット２は、上端開口部６ｂ（第二の開口部）を密閉し、ボデー１の上端部にボルト等によって着脱可能に連結している。ボンネット２には、操作部９が固定されており、操作部９による操作は、このステム３を介して、ボール４に伝わる。その操作は、ボンネット２に配設されたハンドル９９（図１）によっておこなう。具体的には、ハンドル９９の回転量に応じて、ボール４が鉛直方向に延びる中心軸Ｏ（図２）を中心に回転する。本実施形態では、ボール４によって流路の開閉が行われ、９０°回転することによって閉状態から開状態に状態を変えることができる。図２に図示している状態は、ボール４が開状態となっており、ボール４の紙面左側にある配管構造部７と、紙面右側にある配管構造部７とが連通しており、例えば紙面左側から右側に流体が流れることを可能にした状態である。なお、操作部９（例えばハンドル９９）には、ハンドル９９の回転方向をガイドする矢印や、ボールが現状どちらの状態なのかが判るような目印が設けられていてもよい。

【0016】

本実施形態のバルブ１０は、Ｘ軸方向（第１の方向）に沿った流路Ｐを下端部に設けており、その流路Ｐの途中にボール４（図２）を配した構成となっている。ステム３は、軸方向が鉛直方向（Ｚ方向）と平行であり、その下端にボール４、上端にボンネット２が連結されている。

【0017】

図１に示すように、バルブ１０は、ボデー１が天地方向（第２の方向）に長く、下端部から上端部まで径がほぼ変わらない寸胴な外観フォルムを有している。これについては、図２にも示されている通りであり、ステム３は細い棒状であるものの、ボデー１におけるステム３を囲む部分は、ステム３の径よりも十分に大きい内径を有している。この理由については、後述する。

【0018】

＜ボデー１＞
ボデー１は、収納空間の下部に弁体を収納し、上部に当該弁体に連結したステムを収納する溶接構造のボデーである。具体的には、ボデー１は、ボール４（図２）を収納している弁体収納部５と、ステム３（図２）を収納しているステム収納部６と、弁体収納部５の側面から水平方向に延びた配管構造部７とを有している。

【0019】

（弁体収納部５）
弁体収納部５は、ボール４を回転可能に配置することができる中空の中央領域５１を有する。

【0020】

中央領域５１は、ボール４の下面と当接する内面を有し、この内面に、ボール４の下面に設けられた凸部４ｂが嵌合する凹部５１ａが設けられている。また、中央領域５１の上部には、中央領域５１の中空部分とステム収納部６の内部空間と連通する連通口６ａが開設されている。

【0021】

弁体収納部５は、中央領域５１と配管構造部７との間に、当該中央領域５１の中空部分と配管構造部７の管内とを連通する端領域５２を更に有している。端領域５２は、図２の紙面左右方向に沿って延びる管軸を有した円管状の内周面を有し、この内周面には、ボール４を側方から支持する支持機構８０が配設されている。支持機構８０については、後述する。

【0022】

（ボール４）
ここで、ボール４について説明する。ボール４は、球体であり、流路４ａが貫通形成されている。流路４ａは、口径が、弁体収納部５の側面から水平方向（Ｘ軸方向）に延びた配管構造部７の管径（Ｚ軸方向に沿った長さ）と等しい。このように、ボール４の流路４ａの口径と、配管構造部７の管径とを合致させることにより、配管構造部７から形成される流路内においてボール４が流体の障害物とならないため、高圧で大容量の流体を良好に流すことができる。

【0023】

ボール４は、ステム３と連結する上面と、その反対側にある下面とを有し、下面には下方に向かって突出する凸部４ｂが設けられている。また、この凸部４ｂは、ステム３に近い側の部分（基部）の径よりも、ステム３から遠い側の先端部分（突出端４ｂ´）の径のほうが小径である。このように突出端４ｂ´を小径とすることにより、凸部４ｂの突出端４ｂ´が弁体収納部５の凹部５１ａへの嵌合のガイドとして機能するため、バルブ組み立て時のボール４の設置操作が容易になる。

【0024】

（ステム収納部６）
ステム収納部６は、鉛直方向（Ｚ方向）に管軸を有する円管状の構造体であり、その下端部に、中央領域５１の中空部分と連通する連通口６ａが設けられている。連通口６ａの水平方向に沿った開口径（口径）は、ボール４の水平方向に沿った径よりも大きい構成となっている。この連通口６ａにおいて、ボール４の上面とステム３との連結部分が位置している。また、ステム収納部６の上端部には、ボール４の水平方向に沿った径よりも大きく開口した上端開口部６ｂ（開口部）が設けられている。また、ステム収納部６の下端部と上端部とに挟まれた中間部分６ｃの内径も、ボール４の水平方向に沿った径よりも大きい。また、具体的には、図２に示すように、連通口６ａよりも、上端開口部６ｂおよび中間部分６ｃのほうが、内径が大きい。中間部分６ｃの内径は、鉛直方向に沿って均一であっても構わないが、図２に示すように、上端部および下端部において端に向かって段階的に縮径していてもよい。

【0025】

このように、ステム収納部６の内径（連通口６ａおよび上端開口部６ｂを含む）が、ボール４の水平方向に沿った径よりも大きく構成されていることにより、ボール４をステム３とともに引き上げ、ボデー１の外に取り出すことが可能である。これにより、ボール４のメンテナンスをおこなうことができる。また、反対に、上端開口部６ｂからボール４をボデー１内に下ろすことにより、弁体収納部５にボール４を設置することができる。本明細書では、このように弁体をボデー上部から出し入れするタイプを「トップエントリ（型）」と称する。

【0026】

それゆえ、中間部分６ｃの内径は、トップエントリの操作性を考慮して、ボール４の水平方向に沿った径よりも十分大きく構成されている。また、後述するように、ボール４を上方から押圧する中蓋体６０を具備しており、中蓋体６０の設置の態様を考慮して、中間部分６ｃの内径を大きく構成している。本実施形態のバルブ１０は、一例として、中間部分６ｃの内径を、弁体収納部５の水平方向に沿った長さに近い長さとしている。

【0027】

また、ステム収納部６の管壁の厚さは、ステム収納部６の内径に対して例えば２０分の１程度に薄く構成することができる。これは、ステム収納部６には流体圧が加わらないため、弁体収納部５ほどには内圧が高くならないことによる。一例としては、ステム収納部６の管壁の厚さは、４～７センチメートルとすることができる。また、ステム収納部６の外径は、図２に示すように、弁体収納部５の水平方向に沿った長さと略等しい。そのため、要するに、バルブ１０の外観フォルムは先述のように寸胴型であるといえる。

【0028】

ここで、本実施形態のバルブ１０は、例えば図３に示すようにボデー１の外側に、気密に密閉される真空ジャケット１００を設けることが可能である。真空ジャケット１００を配設することによる断熱効果により、流路を流れる液体水素を適温に維持することができる。真空ジャケット１００は、図２に示すステム収納部６の上端部において側方に突設されたフランジ部６ｄに取り付けられており、ボンネット２が真空ジャケット１００の外に露出している形態となっている。先述のようにバルブ１０がトップエントリ型であることにより、真空ジャケット１００は、ボンネット２以外の部分を完全に覆うことができる。なお、本実施形態のバルブ１０は、真空ジャケット１００を構成要素として含めてもよく、含めなくてもよい。

【0029】

（ステム３）
次に、ステム収納部６に収納されているステム３について説明する。ステム３は、先述のように操作部９とボール４とを繋ぐ役目を担うが、低温に弱い部品と流体が通るボール４とを大きく離間させるために長くされた、いわゆるロングステムとされる。このように構成する理由の一つには、本実施形態のバルブ１０が、液体水素用のトップエントリ型バルブであることが挙げられる。流路Ｐを液体水素が流れると、ボール４を含む弁体収納部５が液体水素（－２５３°）と同等の温度になる。一方、ボンネット２の部分には、ステム３の軸周りからの流体の漏れを防ぐグランドパッキン２３が設置されるが、グランドパッキン２３は、過度に低温になるとステムが正常に動作しなくなる虞がある。また、操作部９も、過度に低温となると、操作不良を生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、ボンネット２や操作部９とボール４とを離間させることによってこれらの部分の温度低下を抑える対策をとっている。そして、これらをステム３で繋ぐことにより、離間している状態であっても、操作部９の操作を離れた位置にあるボール４に伝達される構成としている。

【0030】

ステム収納部６の鉛直方向（Ｚ方向）の長さは、ステム３の長さによって決めることができ、ステム３の長さは、バルブの操作性に応じて決めることが可能である。たとえば、液体水素などの超低温の流体用のバルブであれば、ステム３の長さは、当該流体による冷熱がバルブの操作部の操作を実質的に制限しない範囲において、計算値にあるいは実験値に基づいて、適宜に決めることが可能である。また、ステム３の長さは、弁体の操作のために求められる機械的強度などの特性を備える範囲において、例えば、ステム３の材料および構造によって決めることが可能である。たとえば、ステム３の材料の伝熱性が低ければ、あるいはステム３が多孔質構造であれば、あるいはフィンなどの放熱性を高める構成を有していれば、ステム３の長さをより短くすることが期待される。ステム３の好適な長さは、これら各種条件によって変化するが、例えば、流体が液化水素である場合、操作部やパッキン（グランドパッキン２３）が凍結しない温度（好ましくは－２０～０℃、より好ましくは－１０～０℃、特に好ましくは０℃程度）となるボデーの長さを設定し、それに合わせたステムの長さとすることが好ましい。

【0031】

なお、本実施形態のバルブ１０は、ステム３が長く、且つ、トップエントリ型を実現したステム収納部６であっても、ボール４を弁体収納部５内に確実に収容するべく、本実施形態では、ステム収納部６の連通口６ａに、中蓋体６０を取り付けている。以下、この中蓋体６０について説明する。

【0032】

（中蓋体６０）
中蓋体６０は、ボデー１の収納空間を構成する内面に取り付けられており、ステム３を作動可能にボデー１内におけるボール４側の空間（弁体収納部５）を液密または気密に仕切る。具体的には、中蓋体６０は、ステム収納部６に収納されており、ステム３を貫通させた状態で、ステム収納部６側から連通口６ａを封止してボデー１の収納空間を仕切っており、且つ弁体収納部５内にボール４を回転可能に収容する。中蓋体６０は、弁体収納部５に近い側から、トラニオンプレート６１（第１のプレート）と、ヨークプレート６２（第２のプレート）とをこの順で有している。本実施形態のバルブ１０においては、このように、ボデー１内において、弁体収納部５とステム収納部６とは中蓋体６０によってのみ区画され、特に、弁体であるボール４とステム収納部６との間には中蓋体６０のみが配置されている。つまり、本実施形態において、弁体収納部５と中蓋体６０がいわゆる弁箱を構成し、この中蓋体６０が無ければボール４はステム収納部６に露出することになる。また、トラニオンプレート６１およびヨークプレート６２というプレート構造から中蓋体６０を構成し、ボデー１内にコンパクトに取り付けられるため、バルブ１０全体としてもコンパクトな外形とすることができる。

【0033】

トラニオンプレート６１およびヨークプレート６２は共に円形のプレート体である。トラニオンプレート６１の中央には、ステム３が貫通する貫通孔６１ａが設けられており、ヨークプレート６２の中央にも、ステム３が貫通する貫通孔６２ａが設けられている。

【0034】

また、ヨークプレート６２の外周面６２ｂには、ステム収納部６の内周面の一部に設けられたネジ構造と螺合するネジ構造が設けられており、螺合によりヨークプレート６２をステム収納部６の所望の位置に固定することができる。なお、中蓋体６０が嵌合する部分は、ステム収納部６の内周面のうち中間部分６ｃの下端部であり、内径が縮径している部分に相当する。すなわち、この部分の管壁の厚さは、ステム収納部６の他の部分の管壁に比べて厚く構成されている。これにより、中蓋体６０の嵌合に伴う径方向への負荷に耐えることができる。なお、ヨークプレート６２は、このようなネジによる固定以外に、例えばボデー１へのボルトによる固定など、ボデー１に対する着脱が可能な所定の固定手段にて固定されていればよい。組み立ての容易性などを考慮すると、ボデーとのネジ構造による螺合が好ましい。

【0035】

一方、トラニオンプレート６１は、ステム収納部６の内周面に嵌合しているが、ヨークプレート６２とは異なり、螺合など、ボデー１に対して何らかの固定手段による固定はしていない。トラニオンプレート６１は、ヨークプレート６２によってボール４側に押圧されることによって、図２に示す位置に固定されている。これに関して、図４に基づいて更に説明する。

【0036】

図４は、図２に示す一点破線の枠囲み部分Ｂの拡大断面図である。図４では、ボール４、トラニオンプレート６１およびヨークプレート６２付近を拡大して示している。ボール４の上部にトラニオンプレート６１が配置され、その上にヨークプレート６２が配置されている。トラニオンプレート６１は、連通口６ａに嵌合する縮径部分と、連通口６ａよりも中間部分６ｃ側にあって当該縮径部分よりも拡径している拡径部分とを有する。またトラニオンプレート６１は、拡径部分と縮径部分との段差の下面が、連通口６ａにてボデー１の内径側に張り出した縮径部分の上面に当接することで、それ以上ボール４側に移動しないように支えられている。さらに、トラニオンプレート６１は、このように連通口６ａの縮径部分に支えられることで、ボール４側の面とボール４やステム３との間のクリアランスが維持され、これらが互いに接しないようにされている。これにより、ボール４の開閉時にトラニオンプレート６１とボール４やステム３とが摺動することがなく、開閉トルクを低減できるほか、摺動によるボール４等の摩耗も防止される。

【0037】

また、トラニオンプレート６１とヨークプレート６２とは、互いの対向面では接しておらず、シール部材６９ａ，６９ｃを介して接触している。具体的には、トラニオンプレート６１の貫通孔６１ａの内周とステム３との間、および、トラニオンプレート６１の外周面とボデー１（ステム収納部６）の内周面との間には、それぞれシール部材６９ａ，６９ｃが挟まれ、この部分をシールしている。ヨークプレート６２は、外周部においてトラニオンプレート６１側に突出した突出部６２ｃを有し、シール部材６９ｃを上方から押している。また、ヨークプレート６２の貫通孔６２ａの端部の下方には、グランド部材６８が配置され、これがシール部材６９ａを下方に押している。シール部材６９ａ，６９ｃとトラニオンプレート６１とは互いにテーパ面で接しており、この状態で上方からヨークプレート６２によって下方に押されることで、くさびのような力が発生してトラニオンプレート６１の内外周がシール部材６９ａ，６９ｃによって確実に封止され、その結果、高いシール性が発揮される。

【0038】

トラニオンプレート６１は、上記のように、下方（ボール４側）への移動が構造的に規制されているが、それ以外の方向（上方や回転方向）への動作は可能である。例えば、流路４ａを流れる流体はトラニオンプレート６１の位置に回り込み、シール部材６９ａ，６９ｃによってシールされるが、流体圧がシール部材６９ａ，６９ｃによる保持力を超える力を上回る場合は、トラニオンプレート６１は上方に押し出されることになる。本実施形態においては、このように、事実上ボデー１には固定されておらずフリーな状態のトラニオンプレート６１が、ボデー１に固定されたヨークプレート６２によって上方への移動が規制されるようになっている。そして、本実施形態において、ステム３周囲のシール部材６９aによるシール（軸シール）、及び、トラニオンプレート６１の外周部のシール部材６９ｃによるシール（外周シール）は、それぞれ、流体圧がトラニオンプレート６１を押し上げるほど、各シール部材６９ａ，６９ｃに力が加わることによりシール力が増す、いわゆるプレッシャーシール構造となっているので、ヨークプレート６２の外周付近が固定されているだけの状態であっても、外周シール及び軸シールともに十分なシール性を発揮し得る。

【0039】

また、トラニオンプレート６１における下面（ボール４に近い側の端部）と、後述する支持機構８０のボールシート８１との間には、アウターリング６７が挟まれている。

【0040】

このように中蓋体６０がステム収納部６に取り付けられていることにより、ボール４を弁体収納部５に確実に収納することができる。且つ、中蓋体６０によって連通口６ａが封止されるため、ボール４が不都合に上方に飛び出す事態を回避することができ、液体水素のステム収納部６への漏れ出しを防ぐことができる。

【0041】

また、ヨークプレート６２が、ネジ構造によってステム収納部６のネジ構造６ｅに螺合することによって、連通口６ａの周囲にトラニオンプレート６１を押圧固定する。すなわち、トラニオンプレート６１は、ヨークプレート６２のねじ込みに伴ってボール４に向かってねじ込まれる態様ではなく、ねじ込みの力がトラニオンプレート６１を介してボール４に伝わらないようにしている。また、特に、トラニオンプレート６１とヨークプレート６２とが互いの対向面では直接接触していないため、ヨークプレート６２のねじ込みの力がトラニオンプレート６１を介してボール４に伝わらないようにすることができる。

【0042】

また、図３を参照して説明したように、本実施形態のバルブ１０は、プレート構造の中蓋体６０をステム収納部６（ボデー１）の中空部分に配設しており、中蓋体６０とボンネット２との間には、ステム３以外の構造体を配置していない。そのため、当該中空部分に他の構造体を配設している場合に比べて、ボール４とボンネット２との間の熱伝導を、ボデー１とステム３による熱伝導に制限することができる。そのため、ボンネット２あるいは操作部９の熱が、液体水素を流している流路Ｐに過度に及ぶことがない。反対に、流体Ｐの極低温の温度が、流路Ｐからボンネット２および操作部９に伝わり過ぎて、先述のような問題を生じることもない。

【0043】

（支持機構８０）
支持機構８０は、ボール４を側方から支持する。以下、支持機構８０について、図５を用いて説明する。図５は、図２に示す一点破線の枠囲み部分Ｃの拡大断面図である。

【0044】

支持機構８０は、ボール４側から、ボールシート８１、シートリテーナ８２およびリテーナグランド８３が配置されている。リテーナグランド８３は、スプリング８４によってボール４側に付勢されている。シートリテーナ８２の外径側には段部８２ａが設けられている。リテーナグランド８３の外径側は、このシートリテーナ８２の段部８２ａの位置においてボール４側に突出し、シートパッキン８５を介してシートリテーナ８２の段部８２ａの端面を押している。すなわち、スプリング８４の力は、リテーナグランド８３、シートパッキン８５、シートリテーナ８２の順に伝わり、ボールシート８１をボール４に押し付けるように働いている。この構造により、ボール４とボールシート８１との間、ボールシート８１とシートリテーナ８２との間が密着し、これらの部分がシールとして機能し、流路から外部への流体の漏出が防がれる。ボールシート８１は、金属より軟質な樹脂材料等からなる。そのため、流体圧が加わった場合等に変形せずに形状が維持されるように、その外径側をアウターリング６７によって支持されている。ボールシート８１とアウターリング６７とは、両者の対向面に設けた溝にＣリング９０を嵌め込むことで、互いに固定された状態となっている。

【0045】

＜ボンネット２＞
ボンネット２は、図１および図２に示すように、ボデー１（ステム収納部６）の上端部に、複数箇所においてネジ留めされている。このネジ留めによって、ステム収納部６の上端開口部６ｂを封止することができるが、ネジを外せばボンネット２をボデー１（ステム収納部６）から外すことができる。要するに、ボンネット２は、着脱可能にボデー１（ステム収納部６）の上端部に固定されている。

【0046】

ボンネット２は、ステム３の上端部を貫通固定する貫通部２ａが設けられている。また、ボンネット２の上端には、ステム３の上端に連結したグランドプレート２２を有している。グランドプレート２２には、操作部９が連結されている。

【0047】

ボンネット２は、ボデー１における中蓋体６０およびボンネット２で区切られる空間中（ステム収納部６の中空部分）の流体をパージするパージ用バルブ２１を有している。本実施形態のように液体水素用のバルブ１０である場合、ステム収納部６の中空部分に空気が残存することは好ましくない。そのため、パージ用バルブ２１によって、バルブ組み立て時に当該中空部分の空気をパージすることができる。また、当該中空部分を真空にしたり、水素ガスを投入したりすることも可能である。また万が一、流路Ｐからの液体水素が当該中空部分に漏れて膨張したとしても、パージ用バルブ２１によりパージすることによって、安全性を確保することができる。要するに、パージ用バルブ２１がパージする流体には、液体および気体の少なくとも一方が含まれ得る。

【0048】

＜操作部９＞
操作部９は、ハンドル９９（図１）を有し、ハンドル９９の回転動作を、ステム３に伝達することができる。この伝達機構としては、周知の操作部の機構を採用することができる。

【0049】

以上のように、本実施形態のバルブ１０は、液体水素用のトップエントリ型バルブとして用いる。そのため、ボデー１の外殻的な要素を構成する弁体収納部５（ボール４および支持機構８０は除く）と、ステム収納部６（ステム３および中蓋体６０は除く）と、配管構造部７とが、真空ジャケット内に配置される部分において、溶接以外による接合部を有しない一体型のボデーであることが好ましい。一体構造であるとは、ボルトやネジといった他の治具を用いて連結するのではなく、そのような連結部を有しない完全な一体構造であるか、連結部を有しても溶接部のみによって複数のパーツ（部品）を接合していることを指す。ここで、溶接によって接合する場合、弁体収納部５とステム収納部６とを溶接し、弁体収納部５と配管構造部７とを溶接してもよいが、これに限らない。例えば、本実施形態では、図２に示すように、弁体収納部５と配管構造部７との間で溶接されているが、ステム収納部６は３つのパーツを溶接してなり、そのうちの下側のパーツは弁体収納部５と溶接継ぎ目を有さず一つの部材によって実現されている。要するに、ボデー１の外殻的な要素を構成する部分が、複数のパーツを溶接することによって一体構造となっている。

【0050】

このように一体構造とすることにより、液体水素に対しても液漏れしない信頼性の高いボデー１を提供することができる。また治具を用いて連結する態様に比べて、ボデー１の外面に治具を配設する必要がなく、当該外面を凹凸の少ない面とすることができる。これは、先述の真空ジャケット１００の内面構造の簡素化に寄与し、良好に真空ジャケットを取り付けることができる。

【0051】

また、このように溶接のみによって複数のパーツが連結されているため、ボデー１の構造的強度が高い。そのため、流路を大きく構成して液体水素を大量に流すことが可能である。流量に関しては、配管構造部７の管径、およびボール４の大きさと流路４ａの口径に基づいて適宜設定することができる。例えば、本実施形態のバルブ１０は、配管構造部７の管径および流路４ａの口径（第一の開口部の口径）を、２５センチメートル以上という比較的大口径で実現できる。例えば、当該管径および口径を約１０～２４インチ（約２５～６５センチメートル）で構成することができる。本実施形態のように、ボールバルブとすることによって、圧損を小さくすることができるため、低温弁として用いられるその他の弁種（グローブバルブやバタフライバルブ）に比べ、同等のCv値を小さい口径で実現することができる。例えば、本実施形態のボールバルブが２４インチであれば、３６インチのバタフライバルブと同程度のCv値を達成することが可能である。

【0052】

最後に、各構成要素の材質について説明する。先述の一体構造によって実現されるボデー１、ボール４、トラニオンプレート６１、ヨークプレート６２、アウターリング６７、シートリテーナ８２、スプリング８４およびリテーナグランド８３に関しては、例えば、ステンレス鋼から構成することができる。また、ステム３に関しては、耐熱鋼から構成することができる。また、シール部材６９ａ，６９ｃに関しては、グラファイトから構成することができる。また、ボールシート８１は、耐熱性、耐摩耗性を有する樹脂から構成することができる。また、ボンネット２は、ステンレス鋼から構成することができる。
本実施形態のバルブ１０の組み立てにおいては、ボール４にステム３を連結した状態でステム３の上部を保持し、上端開口部６ｂからボール４をボデー１内の弁体収納部５まで導入する。この際、支持機構８０は、予めボデー１内の弁体収納部５に設置しておいてもよく、ボール４に沿わせるように同時に弁体収納部５に導入しても良い。このようにしてボール４や支持機構８０を弁体収納部５に収納したら、次に、トラニオンプレート６１を、所定の固定具により釣るなどして、上端開口部６ｂからボデー１内に導入し、連通口６ａまで下ろす。次いで、トラニオンプレート６１の固定具を取り外した後、同様にヨークプレート６２を上端開口部６ｂからボデー１内に導入する。そして、ヨークプレート６２を、固定具やその他の回転用の治具等を利用して、ボデー１内で回転させ、その外周に設けたネジ構造と、ボデー１内のステム収納部６の内面に設けたネジ構造とを螺合させる。これにより、ヨークプレート６２をボデー１に固定するとともに、トラニオンプレート６１をボール４側に押圧する。このようにボデー１内にボール４、支持機構８０、中蓋体６０を収容した後、ボデー１の上端部にボンネット２を取り付け、操作部９等を設置することで、バルブ１０の組み立てが完了する。このような組み立て方法により、本実施形態のバルブ１０は、ボデー１が縦方向に長い寸胴形状であるにもかかわらず容易に組み立てが可能であるほか、メンテナンス時等のボデー内の部材の取り出し等も容易となる。

【0053】

〔変形例〕
（変形例１）
上述した実施形態では、ボール弁を構成しているが、本発明の一態様はこれに限定されるものではない。例えば、グローブ弁およびバタフライ弁を構成するトップエントリ型バルブも、本発明の一態様に含まれる。本発明のバルブとしては、弁体を支持するステムの径よりも、少なくとも一方向の径が大きい（すなわち、ステムの径をはみ出す）形状の弁体を備えるものが、本発明の構造において有効に効果を発揮し得る。また、ステムの回転に伴って弁体が９０°回転することで開閉が切り替えられるボールバルブやバタフライバルブに対して特に好適である。

【0054】

なお、上述の実施形態では、流路が一方向に沿って延設されていて、ボール４を挟んで上流側の配管構造部７と下流側の配管構造部７が流路の開口部として在る態様である。しかしながら、このように流路が二方に開口した態様だけでなく、三方以上に開口した態様であってもよい。

【0055】

（変形例２）
上述した実施形態に代えて、ボンネット２を断熱材によって構成したり、ボンネット２に断熱体を付加したりしてもよい。これらの態様も、本発明の一態様に含まれる。

【0056】

（変形例３）
上述した実施形態では、ステム収納部６が中空部分となっているが、この中空部分に断熱体が配されていてもよい。これらの態様も、本発明の一態様に含まれる。

【0057】

（変形例４）
上述した実施形態では、中蓋体６０には、トラニオンプレート６１、ヨークプレート６２、シール部材６９ａ，６９ｃ、グランド部材６８が設けられているが、これに更に別の構成が含まれていてもよい。例えば、トラニオンプレート６１とヨークプレート６２との間や、トラニオンプレート６１とボール４との間に、シート状のスラストワッシャーを設けてもよい。また、ヨークプレート６２の貫通孔６２ａの内周面と、ステム３の外周面との間に、カールヘアリングを設けてもよい。また、グランド部材６８とヨークプレート６２との間に、シート状のトラストワッシャーを設けてもよい。

【0058】

（変形例５）
上述した実施形態では、ステム３の延伸方向を鉛直方向と平行にしたトップエントリ型として構成したバルブを説明したが、本発明の一態様はこれに限定されるものではなく、ステム３の延伸方向（軸方向）が鉛直方向に対して傾斜している構成であってもよい。

【0059】

（変形例６）
上述した実施形態では、ボデー１を溶接構造としているが、溶接以外の方法で複数のパーツを連結してもよい。なお、本変形例において、例えばステム収納部６を複数の管状パーツをボルト等の治具を用いて連結して構成する場合には、連結させる当該パーツ数を変更することにより、ステム収納部６の長さ（ボデー１の長さともいう）を調整することが可能である。

【0060】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0061】

上述の実施形態１では、ヨークプレート６２の外周面６２ｂに設けられたネジ構造と、ボデー１のステム収納部６のネジ構造６ｅとが螺合することによって、中蓋体６０がステム収納部６に固定されている（図４）。しかしながら、中蓋体６０の固定方法はこれに限らず、例えば先述したようにボルトを用いた固定方法であってもよい。そこで、以下では、ボルトによる固定方法を採用した態様を説明する。なお、以下では、上述の実施形態１との相違点のみを説明する。以下で説明しない内容については、上述の実施形態１において説明した内容と同一である。

【0062】

図６は、中蓋体６０とステム収納部６との固定部分を中心とする拡大断面図である。本実施形態では、ヨークプレート６２の外周面と、それに対向するステム収納部６の内周面とにはネジ構造は無く、ボルト２００（固定手段）を用いて中蓋体６０をステム収納部６に固定する。

【0063】

具体的には、図６に示すように、ヨークプレート６２にボルト用貫通孔６２ｄが設けられ、トラニオンプレート６１にボルト用貫通孔６１ｄが設けられ、これらにボルト２００が挿通される。ボルト２００は更に、ステム収納部６の中間部分６ｃの下端部に設けられた連通口６ａの内径が縮径している部分６ｆの上面に設けられたボルト用凹部６ｇに挿入固定されている。

【0064】

ここで、ボルト２００の先端部２００ａには、ネジ切りが設けられている。先端部２００ａは、ボルト用凹部６ｇの内周面に設けられたネジ切りと螺合する。このように螺合することにより、ヨークプレート６２をボデー１のステム収納部６内に固定することができる。

【0065】

ボルト２００には、更に、拡径した頭部２００ｂに穴が設けられている。拡径した頭部２００ｂの下面は、ヨークプレート６２のボルト用貫通孔６２ｄ内において係止される構造となっている。そのため、ボルト用貫通孔６２ｄが、ステム収納部６の上端開口部６ｂ側において拡径したザグリ部を有している。図６に示す例では、ボルト２００の拡径した頭部２００ｂは、ボルト用貫通孔６２ｄ内に完全に埋まる構成となっている。

【0066】

上述の実施形態１と同様に、本実施形態でもトラニオンプレート６１とヨークプレート６２とは直接的に接合しておらず、シール部材６９ａ，６９ｂを介在させている。また、トラニオンプレート６１のボルト用貫通孔６１ｄの内周面には、ボルト２００のネジ切りが無い部分２００ｃが対応する構成となっており、且つこれらの間には僅かなクリアランスが設けられている。そのため、ボルト２００が所定の位置に挿入されて、ヨークプレート６２を介してトラニオンプレート６１が連通口６ａを封止している状態において、上述の実施形態１のトラニオンプレート６１と同様に、トラニオンプレート６１は、流体圧の上昇を受けて上方に僅かに押し出される形態となっている。これにより、本実施形態のようにボルト２００による固定を行う場合であっても、流体圧がトラニオンプレート６１を押し上げることによるプレッシャーシール構造によるシールが発揮されやすくなっている。

【0067】

このようなボルト２００を用いた固定箇所が、ステム３を中心とした円周方向に、複数箇所設けられている（図６では２箇所を図示）。

【0068】

ボルト２００の締結は、ステム収納部６の上端開口部６ｂ側から、六角レンチなどを挿入して、拡径した頭部２００ｂの穴に挿し込んで行う。

【0069】

上述の実施形態１では、ヨークプレート６２の外周面６２ｂに設けられたネジ構造と、ボデー１のネジ構造とを螺合させるために、ヨークプレート６２の水平を保ったままステム収納部６内に導入する必要があるなど、ヨークプレート６２の位置を微調整する必要があり、時間を要する場合がある。これに対し、本実施形態によれば、ボルト留めによる固定方法を採用することにより、ステム収納部６内におけるトラニオンプレート６１及びヨークプレート６２の位置合わせが比較的容易であり、作業効率を向上させることができる。また、同様の理由により、ヨークプレート６１及びトラニオンプレート６２の取り外しも容易に行うことができるため、例えばボールシート８１の交換等のメンテナンスを行う際にも有利な構造となっている。

【0070】

〔実施形態３〕
中蓋体６０の別の固定態様を、図７及び図８を用いて説明する。

【0071】

図７は、中蓋体６０とボデー１のステム収納部６との固定部分を中心とする拡大断面図である。本実施形態でも、上述の実施形態２と同様、ヨークプレート６２の外周面と、それに対向するステム収納部６の内周面とにはネジ構造は無い。本実施形態では、ヨークプレート６２とトラニオンプレート６１とがプレート連結用ボルト３００によって一体となっている点において、上述の実施形態２と異なる。また、中蓋体６０を連通口６ａに押圧固定するためのストッパ５００（固定手段）がヨークプレート６２側に設けられている点において、上述の実施形態２と異なる。

【0072】

具体的には、図７に示すように、プレート連結用ボルト３００が、ヨークプレート６２に設けられた連結用貫通孔６２ｅに貫通しており、更に、トラニオンプレート６１の上面に設けられた連結用凹部６１ｅに挿入されている。

【0073】

プレート連結用ボルト３００は、両端３００ａ、３００ｂにネジ切りがあり、中間部分３００ｃにネジ切りがない、いわゆる両ネジボルトを用いることができる。ネジ切りが設けられた一方の端３００ａは、連結用凹部６１ｅの内周面に設けられたネジ切りと螺合する。ネジ切りが設けられた他方の端３００ｂは、ヨークプレート６２の上面側に突出しており、ナット４００が螺合している。このようにナット４００がプレート連結用ボルト３００にネジ留めされることにより、ヨークプレート６２がトラニオンプレート６１に向かって押圧固定される。本実施形態では、プレート連結用ボルト３００によるボルト留めを、ステム３が貫通する貫通孔６２ａを中心とする円周方向に沿って、複数箇所設けている（図７では３箇所を図示）。

【0074】

ここで上述の実施形態と同様に、本実施形態でもトラニオンプレート６１とヨークプレート６２とは直接的に接合しておらず、シール部材６９ａ，６９ｂを介在させているが、プレート連結用ボルト３００によって一体的な構造となっている。そのため、本実施形態では、トラニオンプレート６１およびヨークプレート６２は、ストッパ５００が無い状態では、ステム収納部６内を上下動できる。換言すれば、この上下動を、ストッパ５００が抑制し、トラニオンプレート６１およびヨークプレート６２によって連通口６ａを封止する態様を実現している。また、ヨークプレート６２における連結用貫通孔６２ｅが、ボルト３００との間にわずかにクリアランスを有するように設けられていることで、トラニオンプレート６１は、ヨークプレート６２に対する上下動が規制されておらず、流体圧が加わった場合にヨークプレート６２側に移動可能である。これにより、本実施形態のようにボルト３００による両プレート６１，６２の一体化を行う場合であっても、流体圧がトラニオンプレート６１を押し上げることによるプレッシャーシール構造によるシールが発揮されやすくなっている。

【0075】

ストッパ５００は、図８に示すように、ヨークプレート６２の上面に一端部が接続され、他端部がボンネット２の下面に接続された棒状の支持体である。ストッパ５００は、所定の長さを有し、ボンネット２がステム収納部６の上端開口部６ｂを封止した状態において、ヨークプレート６２をステム収納部６の所定の位置に固定する。ストッパ５００は、プレート連結用ボルト３００と同様に、ステム３が貫通する貫通孔６２ａを中心とする円周方向に、複数箇所設けられている（図７では２箇所、図８では３箇所を図示）。なお、ヨークプレート６２およびボンネット２には、ストッパ５００を受け入れるための窪み等の構造が設けられていてもよい。ストッパ５００は、単体であってもよいが、ボンネット２またはヨークプレート６２に固定された構造であってもよい。

【0076】

本実施形態によれば、上述の実施形態２と同様に、実施形態１に比べ、ヨークプレート６２とステム収納部６との螺合が不要である点において、作業効率を向上させることができる。更に、本実施形態によれば、トラニオンプレート６１とヨークプレート６２とを予めユニット状に固定してから、ステム収納部６に設置することが可能である。そのため、トラニオンプレート６１とヨークプレート６２の間にシール部材６９ａ，６９ｂを介在させることが容易であるほか、ヨークプレート６２のバルブ本体に固定する必要がなく、ヨークプレート６２の配置後にストッパ５００による固定を行えばよいので、ボデーに対する各プレート６１，６２の位置合わせが容易であるなど、トラニオンプレート６１およびヨークプレート６２をステム収納部６に配置する作業効率を、実施形態２に比べて向上させることができる。

【0077】

〔実施形態４〕
本発明のその他の実施形態について、以下に説明する。例えば、上述した各実施形態では、ヨークプレート６２を外周部のねじ込みあるいはボルトを用いた固定により、ボデーに固定していたが、それらに限定されず、例えば、ヨークプレート６２とボデー１とをバヨネット構造で固定してもよい。また、トラニオンプレート６１として、一体のプレートを用いたが、ステム３周辺の部品と、その外周側の部品とを組み合わせて一つのプレートとするような分割構造を適用してもよい。その場合、トラニオンプレート６１のシール部材６９ａによる軸シールと、シール部材６９ｃによる外周シールとを、それぞれ別々の部材で構築できるので、それぞれについてより優れたシール性を得やすくなる可能性がある。

【0078】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るバルブ１０は、流体を流通させるための複数の第一の開口部（配管構造部７）と、前記複数の第一の開口部が向いている方向（Ｘ軸方向）に交差する方向（Ｚ軸方向）に開口し、弁体（ボール４）が通過可能な第二の開口部（上端開口部６ｂ）とを有し、流体の流路を構成するボデー１と、前記第二の開口部を介して前記ボデー内に収容され、前記流体の流路Ｐを開閉可能な弁体（ボール４）と、前記弁体に連結し、前記第二の開口部よりも外側まで延在するステム３と、前記ステム３を作動可能に前記第二の開口部を密封するボンネット２と、前記ボデー１内の空間を前記ボンネット側の空間と前記弁体側の空間とに、前記ステム３を作動可能かつ液密または気密に仕切る中蓋体と、を有する。

【0079】

前記態様１の構成によれば、中蓋体６０によって、ボデー内の空間をボンネット２側の空間と弁体（ボール４）側の空間とに液密または気密に仕切り、弁体をボデー１内における収納位置に収納することができる。これにより、ステム３を長く構成でき、弁体とボンネット２との間を大きく離間させて、流体として液体水素のような極低温流体を採用する場合であっても、冷却された弁体の温度が、操作部９等に伝わり難い。要するに、ステム３を長くするという簡易な構成によって、流体の熱がボンネット２側に伝わり難いバルブ１０を提供することができる。そのため、製造コストおよびメンテナンスコストの増大を抑制することができ、且つ極低温流体に適用可能なバルブ１０を実現できる。

【0080】

また、前記態様１の構成によれば、当該弁体に連結したステム３の軸方向に沿って第二の開口部から弁体を取り出すトップエントリ型を実現することができる。

【0081】

また本発明の態様２に係るバルブは、前記の態様１において、前記中蓋体６０は、前記弁体に近い側から、第１のプレート（トラニオンプレート６１）と、第２のプレート（ヨークプレート６２）とをこの順で有しており、前記第２のプレートは、固定手段にて前記ボデーに固定されており、前記第１のプレートは、前記ボデーに対して固定されておらず、前記第２のプレートが前記ボデーに固定されることによって、前記ボンネット側の空間への移動が規制されている構成であってもよい。

【0082】

また本発明の態様３に係るバルブは、前記の態様２において、前記第２のプレートの外周面には、前記ボデー１の内周面に設けられたネジ構造６ｅと螺合するネジ構造が設けられており、前記第２のプレートが前記ボデーに螺合することによって、前記第１のプレートを前記弁体側に対して押圧していてもよい。

【0083】

前記態様３の構成によれば、第２のプレートが、第１のプレートを弁体側に押圧する。すなわち、第１のプレートは、第２のプレートのねじ込みに伴って弁体に向かってねじ込まれる態様ではない。そのため、ねじ込みの力が第１のプレートを介して弁体に伝わらないようにすることができる。

【0084】

また本発明の態様４に係るバルブは、前記の態様２において、前記第２のプレート及び前記第１のプレートには、それぞれ、ボルト用貫通孔が設けられており、前記固定手段であるボルトが、前記第２のプレートの前記ボルト用貫通孔及び前記第１のプレートのボルト用貫通孔を通ってその先端側が前記ボデーに固定されるともに、当該ボルトの他端側が前記第２のプレートに当接することによって、前記第２のプレートの前記ボンネット側の空間への移動が規制されていてもよい。

【0085】

また本発明の態様５に係るバルブは、前記の態様２から４において、前記第１のプレートと前記第２のプレートとは、シール部材６９ａ、６９ｃを介して接触しており、前記第２のプレートが、前記シール部材６９ａ、６９ｃを前記第１のプレートに向かって押圧し、前記シール部材は、前記第２のプレートからの押圧を受けて前記第１のプレートと前記ボデーの内周面との間を封止するとともに、前記第１のプレートを前記弁体側に対して押圧する構成となっていてもよい。

【0086】

前記態様５の構成によれば、第１のプレートと第２のプレートとが直接接触していないため、第２のプレートのねじ込みの力が第１のプレートを介して弁体に伝わらないようすることができる。また、第１のプレートはいわゆるフローティングの状態であり、ボデーに直接的に連結している態様ではないものの、前記シール部材６９ａ、６９ｃを設けていることによって、流体が流路からステム収納部分に漏れ出ることを回避することができる。

【0087】

また本発明の態様６に係るバルブは、前記の態様１において、前記中蓋体は、前記弁体に近い側から、第１のプレートと、第２のプレートとをこの順に有しており、前記第２のプレートは、前記ボンネットの下面と当該第２のプレートの上面とに接続されたストッパ５００によって前記ボンネット側の空間への移動が規制されており、前記第１のプレートは、前記ボデーに対して固定されておらず、前記第２のプレートによって、前記ボンネット側の空間への移動が規制されていてもよい。

【0088】

また本発明の態様７に係るバルブは、前記の態様１から６において、前記弁体には、前記ステムに対して反対側の位置に凸部４ｂが設けられており、前記ボデー１には、前記凸部４ｂを嵌合させる凹部５１ａが設けられており、前記凸部４ｂは、突出している先端のほうが基部よりも小径である構成となっていてもよい。

【0089】

前記態様７の構成によれば、弁体の凸部４ｂを、ボデー１の凹部５１ａに嵌合させることによって、ボデー１に弁体を固定することができる。また、前記の構成によれば、弁体の凸部４ｂの突出端が突出の基部よりも小径となっている。これにより、前記凸部４ｂの突出端が前記凹部５１ａへの嵌合のガイドとして機能する。本発明の一形態に係るバルブは、ボデーがロングステムを収納した比較的長いステム収納部分を具備することができる。そのような場合にあっても、ガイド機能を凸部４ｂが有していれば、バルブ組み立て時の弁体の固定が容易になる。

【0090】

また本発明の態様８に係るバルブは、前記態様１から７において、前記ボンネット２には、前記ボデー１における前記ステム３を収納している中空部分の気体をパージするパージ用バルブ２１が取り付けられていてもよい。

【0091】

液体水素用のバルブの場合、ステム収納部分の中空部分に空気が残存することは好ましくない。これに対して、前記態様８の構成によれば、バルブ組み立て時に当該中空部分の空気をパージすることができる。また、当該中空部分を真空にしたり、水素ガスを投入したりすることも可能となる。また万が一、流路からの流体が当該中空部分に漏れて膨張したとしても、パージ用バルブ２１によりパージすることによって、安全性を確保することができる。

【0092】

また本発明の態様９に係るバルブは、前記態様１から８において、前記弁体は、ボール弁のボール４であってもよい。

【0093】

前記態様９の構成によれば、ボール弁の流路の口径と、配管構造部７の管径とを合致させることにより、配管構造部７の流路内に弁体による障害物が無い状態とすることができ、高圧で大容量の流体を良好に流すことができる。また、このようなボール弁のボール４を、ボール４よりもわずかに径が大きいだけのボデー１内に収容するとともに、ボデー１内の空間を、ボデー１の内周面に固定する中蓋体６０のみで弁体側の空間とボンネット側の空間に仕切ることができるので、全体としてもコンパクトな外形とすることが可能である。

【0094】

また本発明の態様１０に係るバルブは、前記態様１から９において、前記ボデー１が、溶接以外による接合部を有しない一体型のボデーであってもよい。

【0095】

前記態様１０の構成によれば、液体水素用のバルブとして適用することが可能である。

【0096】

また本発明の態様１１に係るバルブは、前記態様１から１０において、前記気密に密閉される真空ジャケットを前記ボデーの外側に更に有していてもよい。

【0097】

前記態様１１の構成によれば、流体が液体水素のように低温である場合に、流体を低温に維持することができ、信頼性の高いバルブ１０を提供することができる。

【0098】

また本発明の態様１２に係るバルブは、前記態様１から１１において、前記第一の開口部の口径が、２５～６５センチメートルであってもよい。

【0099】

前記態様１２の構成によれば、比較的大口径の流路に適用可能なバルブを実現することができる。

【0100】

本発明は上述した実施形態および各変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態および変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0101】

１ ボデー
２ ボンネット
３ ステム
４ ボール（弁体）（ボール弁のボール）
４ａ 流路
４ｂ 凸部
５ 弁体収納部
６ ステム収納部
６ｂ 上端開口部
６ｄ フランジ部
６ｅ ネジ構造
７ 配管構造部
９ 操作部
１０ バルブ
２１ パージ用バルブ
５１ａ 凹部
６０ 中蓋体
６１ トラニオンプレート（第１のプレート）
６２ ヨークプレート（第２のプレート）
６２ｂ 外周面
６２ｃ 突出部
６９ａ、６９ｃ シール部材
８０ 支持機構
９９ ハンドル
１００ 真空ジャケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】