JP3334066B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被制御流体としてたとえ
ば塩素ガス、塩酸ガス等の腐食性流体の流量制御を行な
う調節弁として用いられる弁装置に関し、特にバルブプ
ラグを駆動制御する弁軸を、弁本体の上蓋部分で液密性
を保って摺動自在に支持するグランドシール部構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の弁装置として、図２に示し
たような構造による流量制御弁が知られている。これを
簡単に説明すると、図中符号１は弁本体、２はその上面
開口部に複数個のボルト３およびナット４によって取付
けられている上蓋で、この上蓋２にはその内端にバルブ
プラグ（弁体）５を有する弁軸６のロッド部６ａが貫通
して上、下方向に摺動動作可能に支持されている。そし
て、この弁軸６は、前記弁本体１側に固定された円筒状
のプラグガイド７内で摺動自在に支持されるとともに、
そのロッド部６ａは上蓋２に穿設した弁軸挿通孔を兼ね
るグランド孔２ａ内に配設された軸封ユニットとしての
グランドシール部８によって液密性を保って支持され、
上端が弁本体１の上方に突出している。

【０００３】また、図中９は被制御流体１０の流通口９
ａと全閉時に前記バルブプラグ５が着座する着座部９ｂ
を有するシートリングで、このシートリング９は前記弁
本体１内に形成された流体通路１２（１２ａ，１２ｂ）
を仕切る隔壁１１に穿設された開口部１３にガスケット
１４を介して取付けられている。前記シートリング９の
上端部９Ａは下端部９Ｂより大径に形成され、この大径
部９Ａは前記隔壁１１の上面側に形成された座ぐり部１
５にガスケット１４を介して嵌合されている。一方、小
径部９Ｂは外周面に雄ねじが形成され、前記開口部１３
の内周面に形成された雌ねじに螺合されている。

【０００４】ここで、図中１６はパッキン押え、１７は
上蓋２にねじ止めされることにより前記パッキン押え１
６を介してグランドシール部８を構成するグランドパッ
キン（ヤーンパッキン、フッ素樹脂パッキン等による）
をグランド孔２ａ内に組込んで固定するためのパッキン
フランジである。また、１８は図示しないが前記弁軸６
を制御信号に応じて駆動するためのアクチュエータ（弁
操作器）を支持するための取付け部材としてのヨークで
ある。なお、このような構成による弁装置の流体制御動
作は広く知られている通りであり、具体的な説明は省略
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の弁装置
において、被制御流体としてたとえば塩素ガス、塩酸ガ
ス等の腐食性流体を用いた場合に、この腐食性流体が、
弁軸６のロッド部６ａやこの弁軸６のロッド部６ａをグ
ランド孔２ａに設けられるグランドシール部８を構成す
るグランドパッキンを伝って洩れるというおそれがあっ
た。そして、このように洩れた腐食性流体が、空気中の
水分や雨等と混合すると希釈液となってしまい、かなり
の腐食性のある流体となってしまう。さらに、このよう
な希釈液が軸伝いに入ってくると、弁軸６のロッド部６
ａやグランドシール部８内に介在されている金属製部品
を腐食させ、弁軸６の摺動動作が害され、これにより流
体洩れやプラグスティック現象を引き起こすという問題
があった。

【０００６】腐食性流体を制御する弁装置に用いられる
グランドシール部８としては、たとえば図３に示すよう
な構造が採用されている。これを説明すると、弁本体１
の一部である上蓋２のグランド孔２ａ内に配設されて弁
軸６のロッド部６ａを摺動自在に保持するグランドシー
ル部８として、ヤーンパッキン２１とＶ字状フッ素樹脂
パッキン２２とを併用したものを用いている。ここで、
図中２３，２４は弁軸方向に沿って複数段に配置される
弾性シール部材としてのＶ字状フッ素樹脂パッキン２２
の両端に介在される金属製リング、２５はＶ字状フッ素
樹脂パッキン２２の上端側に設けられるランタンリン
グ、２６はこのランタンリング２５の上端側に設けられ
上方に配置されるパッキン押え１６からの押圧力を前記
ヤーンパッキン２１、Ｖ字状フッ素樹脂パッキン２２に
与えるスペーサリングである。

【０００７】上述したようなグランドシール部８におい
て、上述したような塩素ガスや塩酸ガスを用いることに
よる腐食問題を解消するために、前記ランタンリング２
５部分に側方から臨むように通路孔２７を上蓋２に設
け、この通路孔２７外方端のガス導入口２７ａから不活
性ガスであるＮ2 ガス（窒素ガス）を導入することが考
えられている。すなわち、このようなＮ2 ガスを弁装置
内での被制御流体の流体圧よりも高い圧力でランタンリ
ング２５部分に導入することにより、グランドシール部
８の下方から洩れてくる流体を圧力差によって阻止し、
塩素ガス等が外気に触れないようにしている。換言すれ
ば、弁本体１内から腐食性流体が弁軸６のロッド部６ａ
等を伝わってきても、Ｎ2 のガス圧によって腐食性流体
が外気中の雨等の水分と混合して腐食性をもつ希釈液と
なるおそれがなくなる。

【０００８】しかしながら、このような構成を採用する
うえで、Ｎ2 ガスの導入口２７ａおよび通路孔２７の上
蓋２への設ける位置が、操作器用ヨーク１８等との弁軸
方向での位置関係によって制限され、これに伴いグラン
ド孔２ａ内のグランドシール部８を構成するランタンリ
ング２１の組込み位置も定まるため、上蓋２の背が高く
なるという問題があった。

【０００９】すなわち、上蓋２のグランド孔２ａに対し
弁軸６に垂直な方向からヨーク１８を避けて穴を開け、
これに対応する部分にランタンリング２５を配設する
と、その上方にヨーク１８を取付けるための部分を上方
に延設しなければならない。そして、この延設長さに応
じてグランド孔２ａ内にスペーサリング２６を組込む必
要がある。このように弁本体１の上蓋２部分の背が高く
なると、弁本体１の重心が高くなり、振動が大きくな
る。

【００１０】特に、上述したような弁装置は、工場等の
現場に付設されている配管の途中に立設された姿勢で取
付けられることが一般的であり、上蓋２を含めた弁本体
１部分の重心が上方寄りにあり、背が高いと振動に弱く
なる。そして、このような振動が起こると、弁軸６やこ
れに対応する部分の芯を出すことができず、バルブプラ
グ５をシートリング９に完全に着座させることができな
くなり、シート部からのリークが起こったり、弁軸６が
変形し、適正な弁閉状態を生じることができず、プラグ
スティック現象を生じるおそれがあった。

【００１１】このような不具合に対する対策として弁本
体１部分の背を低くするために、ヨーク１８を介して上
方に設けられるバルブの操作器側での構造を改良し、全
体の背を低くするという努力を重ねているが、弁本体１
側での対策も不可欠であり、弁本体１のコンパクト化を
促進することが望まれている。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、弁本体の上蓋部分で弁軸を摺動自在に保持
するグランドシール部構造を改良し、腐食性流体が軸伝
いに洩れることを防止するとともに、弁本体の高さを可
能な限り低くし、重心を低くして振動現象を抑え、弁
軸、バルブプラグ、シートリング等の同心性を確保し、
確実な弁閉状態を可能とし、プラグスティック現象の発
生を防ぐ弁装置を得ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る弁装置は、弁本体の上蓋部分を貫通
する弁軸を摺動自在に保持するグランドシール部を備
え、かつ前記弁本体の上蓋部分の外周部に弁操作器用取
付け部材を取付けている弁装置において、前記グランド
シール部の上端側にガス溜め部材を設けるとともに、前
記弁本体の上蓋部分で弁操作器の取付け部材の取付け部
よりも下側に、前記ガス溜め部材に不活性ガスを導入す
るためのガス導入口を設け、かつこのガス導入口を前記
ガス溜め部材に接続する導入通路を前記弁本体内に形成
したうえ、前記ガス溜め部材を配設する位置を前記弁本
体の上蓋部分の外周部に取付けられる弁操作器用取付け
部材の取付け部と略等しいかあるいはこれよりも高い位
置に位置付けるように構成したのものである。

【００１４】

【００１５】

【作用】本発明によれば、弁本体上蓋部分のグランド孔
内に弁軸を摺動自在に保持するグランドシール部の上部
で前記弁本体上蓋部分の弁操作器用取付け部材の取付け
部と略等しいかあるいはこれよりも高い位置にガス溜め
部材を組込む。さらに、このガス溜め部材を、弁本体内
に設けた導入通路により前記弁本体上蓋部分の弁操作器
用取付け部材の取付け部よりも下方に開口させた不活性
ガスのガス導入口を接続する。

【００１６】

【実施例】図１は本発明に係る弁装置の一実施例であっ
て、要部とする弁本体上部の上蓋部分においての弁軸を
保持するグランドシール部８を示している。なお、この
図において、前述した図２や図３と同一または相当する
部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００１７】本発明によれば、前述した構成による弁装
置において、弁本体１上部の上蓋２で弁軸６のロッド部
６ａを摺動自在に保持するグランドシール部８として、
グランド孔２ａ内に弁本体１の下方からヤーンパッキン
２１、Ｖ字状フッ素樹脂パッキン２２およびその両端の
金属製リング２３，２４を配設するとともに、その上部
にガス溜め部材としてランタンリング２５を配設し、か
つ上蓋２の上部でこのランタンリング２５を配設した部
分を弁操作器用取付部材であるヨーク１８の取付け部と
略等しいかあるいはこれよりも高い位置に位置付けるよ
うにする。

【００１８】そして、このように位置付けたランタンリ
ング２５部分に、不活性ガスとしてＮ2 ガスを導入する
導入通路３０を、前記上蓋２のヨーク１８の取付け部よ
りも下方に開口させて設けたガス導入口３１と前記ラン
タンリング２５部分とを接続するように上蓋２内に形成
する。

【００１９】ここで、この実施例では、導入通路３０
は、ガス導入口３１から求心方向に向かう通路孔３２
と、上蓋２の上端に開口する通路孔３３と、前記ランタ
ンリング２５部分に開口するように上蓋２の側部から形
成された通路孔３４とによって、略Ｚ字状通路として形
成されている。なお、通路孔３４の開口端は、盲プラグ
３５またはボールで閉塞されている。また、通路孔３３
の上蓋２上端での開口端も、図示しないが、同様に盲プ
ラグ、ボール等で閉塞されている。

【００２０】このような構成では、上蓋２のグランド孔
２ａ内に配置させたランタンリング２５の組込み位置
を、このランタンリング２５部分にガス導入口３１から
Ｎ2 ガスを導入するための導入通路３０を確保しつつ、
上蓋２に対する操作器用ヨーク１８の取付け部と重ね合
わせて配置することができ、図３に示した場合のヨーク
１８の位置（図中破線で示す）に比べて上蓋２の高さを
Ｚ程度低く抑えることができる。

【００２１】したがって、ランタンリング２５へのＮ2
ガスの導入により弁本体１内での被制御流体である腐食
性流体の洩れを防止するとともに、この上蓋２を含めた
弁本体１のコンパクト化を図り、その重心を低くし振動
を防いで、バルブプラグ５とシートリング９との間での
シートリークや弁軸６、ロッド部６ａの変形を防止し、
所要の弁閉状態を確保し、またプラグスティック現象を
防止できる。特に、このような構成では、ランタンリン
グ２５の組込み部分で腐食性流体の洩れを確実に防止で
きるため、このランタンリング２５やＶ字状フッ素樹脂
パッキン２２の上下に設けられる金属製リング２３，２
４、さらにパッキン押え１６等と弁軸６のロッド部６ａ
との間に空隙が生じても問題がないことから、これらの
部分の寸法精度をラフとすることができる。

【００２２】なお、本発明は上述した実施例構造には限
定されず、弁装置各部の形状、構造等を適宜変形、変更
できるもので、弁装置の種類を始めとして種々の変形例
が考えられる。たとえば上述した実施例では、弁装置に
おいて弁本体１と上蓋２とを別体構造で構成したものを
説明したが、本発明はこれに限定されず、弁本体１に上
蓋部分が一体に形成され、この弁本体１の上蓋部分にグ
ランドシール部８を設けているものであっても、本発明
を適用することができる。

【００２３】また、ランタンリング２５部分へのガス導
入口３１からの導入ガスとしては、不活性ガスであれば
適宜のものを採用することは自由で、要は腐食性流体の
洩れをこれよりも高圧力で導入することで防止できるも
のであればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る弁装置
によれば、弁本体の上蓋部分を貫通する弁軸を摺動自在
に保持するグランドシール部の上端側にガス溜め部材を
設け、弁本体の上蓋部分外周部に取付けた弁操作器用取
付け部材の取付け部よりも下側に不活性ガスを導入する
ためのガス導入口を設け、これらを導入通路によって接
続するようにしたので、簡単な構成であるにもかかわら
ず、弁本体の上蓋部分でガス溜め部材を配設した部分
を、その外周部の弁操作器用取付け部材の取付け部と略
等しいかあるいはこれよりも高い位置に位置付けること
ができる。

【００２５】したがって、本発明によれば、弁本体の上
蓋部分の高さをできるだけ低く抑えることができ、弁本
体のコンパクト化を図るとともに、弁本体全体の重心を
低くし振動を防いで、バルブプラグ部でのシートリーク
現象や弁軸等の変形を防止し、確実な弁閉状態を確保で
きる。しかも、本発明によれば、グランドシール部に付
設したガス溜め部材へのガス導入口から導入通路を介し
ての不活性ガスの導入によって、弁本体内からの腐食性
流体の洩れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弁装置の一実施例を示す要部拡大
断面図である。

【図２】従来の弁装置を例示した側断面図である。

【図３】従来のグランドシール部構造を説明するための
要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１…弁本体、２…上蓋、５…バルブプラグ、６…弁軸、
６ａ…ロッド部、８…グランドシール部、９…シートリ
ング、１０…被制御流体（腐食性流体）、１６…パッキ
ン押え、１７…パッキンフランジ、１８…ヨーク（弁操
作器用取付け部材）、２１…ヤーンパッキン、２２…Ｖ
字状フッ素樹脂パッキン、２３，２４…金属製リング、
２５…ランタンリング（ガス溜め部材）、３０…不活性
ガスの導入通路、３１…ガス導入口、３２，３３，３４
…通路孔、３５…盲プラグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 41/00 - 41/18 F16K 27/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体の上蓋部分を貫通する弁軸を摺動
   自在に保持するグランドシール部を備え、かつ前記弁本
   体の上蓋部分の外周部に弁操作器用取付け部材を取付け
   ている弁装置において、 前記グランドシール部の上端側にガス溜め部材を設ける
   とともに、前記弁本体の上蓋部分で弁操作器の取付け部
   材の取付け部よりも下側に、前記ガス溜め部材に不活性
   ガスを導入するためのガス導入口を設け、かつこのガス
   導入口を前記ガス溜め部材に接続する導入通路を前記弁
   本体内に形成したうえ、前記ガス溜め部材を配設する位
   置を前記弁本体の上蓋部分の外周部に取付けられる弁操
   作器用取付け部材の取付け部と略等しいかあるいはこれ
   よりも高い位置に位置付けることを特徴とする弁装置。