(57)【要約】【課題】パージガスの導入を、ガスパージ管を使わずに行えるようにして流体通路用のバルブとガスパージ管を併設するときに生じる問題を解決した流体通路用のガスパージ機能付きバルブを提供する。【解決手段】弁本体２、弁棒３、弁体４、弁座５、及び操作部材６を備えたバルブである。そのバルブを、弁棒３が、弁本体２の外部に開放した入口を有するガスパージ孔１０を備え、そのガスパージ孔１０の出口が弁体４の先端に設けられた凹部１１に開放し、前記凹部１１に、ガスは通し、液体の通過は阻止する多孔質部材１３が組み込まれたものにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出入口のある流体通路（２ａ）を備えた弁本体（２）と、その弁本体（２）に液密かつスライド自在に挿入された弁棒（３）と、その弁棒（３）の先端に設けられた弁体（４）と、前記弁体（４）を接離させる前記弁本体（２）に設けられた弁座（５）と、前記弁棒（３）を進退させる操作部材（６）とを備えたバルブであって、
前記弁棒（３）が、内部にガスパージ孔（１０）を備え、
そのガスパージ孔（１０）は、出口が前記弁体（４）の先端に設けられた凹部（１１）に、ガス供給管の接続部（１２）を備えた入口が前記弁本体（２）の外部にそれぞれ開放し、
前記凹部（１１）に、ガスは通し、液体の通過は阻止する多孔質部材（１３）が組み込まれたガスパージ機能付きバルブ。
【請求項２】
前記多孔質部材（１３）が、樹脂、金属、セラミックス、有機繊維、無機繊維の単材又はそれらの材料を組み合わせた複合材からなる請求項１に記載のガスパージ機能付きバルブ。
【請求項３】
前記ガスパージ孔（１０）の、前記ガス供給管の接続部（１２）を備えた入口が、前記弁棒（３）の前記操作部材（６）が設置される側の端部に開放している請求項１又は請求項２に記載のガスパージ機能付きバルブ。
【請求項４】
前記ガスパージ孔（１０）の、前記ガス供給管の接続部（１２）を備えた入口が、前記弁棒（３）の長手途中の外周に開放している請求項１又は請求項２に記載のガスパージ機能付きバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配管やタンクに設けられる流体通路の遮断・開通・開度制御用のバルブ、詳しくは、配管やタンクに対してパージ用のガスを導入する機能を備えたガスパージ機能付きバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体（液体や流動物）を通す流体通路の遮断・開通・開度制御を行うバルブと、配管やタンクなどにパージガスを導入するガスパージ管は、独立したものを組み合わせて用いられている。これは、ガスパージ機能を備えたバルブが存在しなかったからにほかならない。
【０００３】
パージ用のバルブは、例えば、下記特許文献１に示されているが、これは、ガスパージ管に取り付けてパージガスの流れの遮断・開通を行う弁であって、流体通路の遮断・開通・開度制御を行うバルブ（以下ではこれを流体通路用のバルブと言う）ではない。
【０００４】
流体通路用のバルブとは別体のガスパージ管は、例えば、タンクに対してパージガスを導入する場合には、タンク内の液体が漏れ出さないように、ガスパージ管をタンクの上部からタンクの底近くまで（タンク内の液面位置が下限になったときにも液体に浸るところまで）挿入しており、容量の大きなタンクでは、特にそのガスパージ管は、長さが相当長いものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１０３３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
独立した流体通路用のバルブとガスパージ管を狭い場所に併設しようとすると、スペース面での設置規制を受け、その２者の併設の要求に応えられないことがあった。
【０００７】
また、容量の大きなタンクに取り付ける長さの長いガスパージ管は、強度が要求され、
さらに、タンク内の流体が下限液面位置まで減少したときにも、その流体中に確実に浸るように長さ精度も高めなければならないと言う問題があった。
【０００８】
さらに、タンク内にタンクの底近くまで延びるガスパージ管を挿入すると、そのガスパージ管が邪魔になってタンク内に攪拌翼を設置することが自由に行えなくなる不具合もあった。タンク内の流体を攪拌翼で攪拌しながらガスパージを行うと、ガスパージの効率向上につながるが、上述のような攪拌翼の設置規制の不具合があるとそれが望めない。
【０００９】
この発明は、パージガスの導入を、ガスパージ管を使わずに行えるようにして上記の問題を解決した流体通路用のガスパージ機能付きバルブを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、
出入口のある流体通路を備えた弁本体と、その弁本体に液密かつスライド自在に挿入された弁棒と、その弁棒の先端に設けられた弁体と、前記弁体を接離させる前記弁本体に設けられた弁座と、前記弁棒を進退させる操作部材とを備えたバルブであって、
前記弁棒が、内部にガスパージ孔を備え、
そのガスパージ孔は、出口が前記弁体の先端に設けられた凹部に、ガス供給管の接続部を備えた入口が前記弁本体の外部にそれぞれ開放し、
前記弁体の前記凹部に、ガスは通し、液体の通過は阻止する多孔質部材（多孔質の気液分離部材）が組み込まれたガスパージ機能付きバルブを提供する。
【００１１】
前記多孔質部材は、樹脂、金属、セラミックス、有機繊維、無機繊維の単材やそれらの材料を組み合わせた複合材からなるものでよい。金属やセラミックスからなる多孔質部材も、撥水処理を施すなどにより、ガスは通すが、液体や異物の通過は阻止する機能を付与することができる。
【００１２】
その多孔質部材の前記凹部に対する組み込みは、以下に列挙するような方法で行える。
１）前記凹部の内周面に雌ねじを加工し、その雌ねじに螺合させるブッシュを用い、そのブッシュに多孔質部材を嵌めて保持する。
２）前記凹部の内周面に雌ねじを加工し、前記多孔質部材を焼結体などの硬質体で形成してその多孔質部材の外周に雄ねじを加工し、この多孔質部材を前記凹部に直接ねじ込んで固定する。
３）前記多孔質部材の一部が嵌め込まれる穴付き押え板を弁体の先端側にねじで固定し、その押え板で多孔質部材を前記凹部から抜け止めして保持する。
４）外周に雄ねじの加工されたボス部を前記弁体の先端に突出させて設け、そのボス部に前記凹部を加工し、その凹部に前記多孔質部材を挿入し、前記ボス部にユニオンナットなどの押え部材を螺合させてその押え部材で前記多孔質部材を前記凹部から抜け止めして保持する。
５）前記弁棒に弁体の内側に届く先端側が小径の組み込み穴を設け、その組み込み穴の先端側に前記凹部を設けて弁棒の後部側から前記組み込み穴の先端側の前記凹部に前記多孔質部材を挿入し、前記組み込み穴の後部に螺合させるニップルと前記組み込み穴に挿入する押えパイプを追設して前記ニップルで前記押えパイプを前記多孔質部材に押し付けて前記多孔質部材を固定する。
【００１３】
前記操作部材は、手動式、動力駆動式を問わない。手動式の操作部材は、定位置回転可能に保持して前記弁棒の外周の雄ねじに螺合させたスリーブと、そのスリーブに係合させる手回し式のハンドルとで構成した一般的な形態の部材でよい。
【００１４】
また、動力駆動式の操作部材は、前記弁棒を押し引きする流体圧駆動のシリンダと、そのシリンダの動きを制御するリミットスイッチを組み合わせたもの、弁棒を電磁弁で押し引きするもの、弁棒に螺合させた定位置回転可能なスリーブをモータで回転させるものなど、いくつかの形態が考えられる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のガスパージ機能付きバルブは、弁棒にガスパージ孔が設けられており、そのガスパージ孔を通して外部からパージ用のガスを流体通路に導入することができる。
【００１６】
ガスパージ孔の出口には、ガスのみを通す多孔質部材が組み込まれているため、流体通路中の流体の外部への流出は起こらない。
【００１７】
このように、流体通路用のバルブ自体がパージ用のガスを外部から流体通路に導入する機能を有しているので、バルブの設置場所さえ確保できれば、流体の流れの遮断・開通・制御とガスパージを実施することができる。
【００１８】
バルブから独立したガスパージ管が不要であるので、従来のガスパージ管に求められていた、内外面に作用する圧力や抗力に耐える強度や長さの精度確保などが不要になる。
【００１９】
また、流体通路用のバルブはタンクの外に設置され、そのタンク外に設けられるバルブがガスパージ機能を有しているため、タンク内に攪拌翼を設け、タンク内の流体を攪拌翼で攪拌しながらガスパージを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明のガスパージ機能付きバルブの一例を示す断面図である。
【図２】この発明のガスパージ機能付きバルブの他の例を示す断面図である。
【図３】図２のガスパージ機能付きバルブの側面図である。
【図４】この発明のガスパージ機能付きバルブのさらに他の例を示す断面図である。
【図５】多孔質部材の取り付け構造の一例を示す断面図である。
【図６】多孔質部材の取り付け構造の他の例を示す断面図である。
【図７】多孔質部材の取り付け構造のさらに他の例を示す断面図である。
【図８】多孔質部材の取り付け構造のさらに他の例を示す断面図である。
【図９】多孔質部材の取り付け構造のさらに他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面の図１〜図９に基づいて、この発明のガスパージ機能付きバルブの実施の形態を説明する。例示のガスパージ機能付きバルブは、いずれもタンクなどの下部に取り付けて使用するものになっている。
【００２２】
図１のガスパージ機能付きバルブ１は、弁本体（ボディ）２と、弁棒３と、弁棒３の先端に設けられた弁体４と、この弁体４を接離させる弁本体２に設けられた弁座５と、弁棒３を軸方向にスライドさせて弁体４を変位させる操作部材６を備えている。
【００２３】
図中の符号７は、弁棒３を支えるステムガイド、符号８は、弁棒３の外周を液密にシールするグランドシール部、符号９は、弁棒３の回り止め部である。
【００２４】
図示のグランドシール部８は、グランドパッキン８ａ、グランドフォロワ８ｂ、グランドプレート８ｃ、グランドプレート８ｃに締め付け力を加えるスタッドボルト及びナット８ｄを組み合わせた周知のシール部である。
【００２５】
回り止め部９も、弁棒３に固定されたステムロック９ａと、そのステムロック９ａに取り付けたローラ９ｂと、弁本体２の上部に設けられた縦長のガイド９ｃを組み合わせた周知の機構であり、ローラ９ｂがガイド９ｃ内を転がることで弁棒３が回転せずに軸方向に進退することができる。
【００２６】
弁本体２は、内部に流体通路２ａを備えている。流体通路２ａは入口Ｉｐと出口Ｏｐを有しており、その流体通路２ａの遮断・開通・開度制御が弁体４と弁座５を組み合わせた弁部によってなされる。
【００２７】
弁体４を変位させて弁座５に接離させる操作部材６は、弁棒３の下部の雄ねじ３ａに螺合させたスリーブ６ａと、そのスリーブ６ａに固定した手回し式のハンドル６ｂとからなるものを例示した。符号６ｃは、ハンドル６ｂと弁本体２の下端との間に介在したワッシャ、符号６ｄは、スリーブ６ａに螺合させたロックナットである。
【００２８】
スリーブ６ａは、ハンドル６ｂの操作によって定位置で回転し、これにより、弁棒３が軸方向にスライドしてその弁棒３の先端の弁体４が弁座５に接離し、或いは、弁座５から離れているときに弁体４との間に生じる通路の大きさ（弁部開度）が変化する。なお、操作部材６は、図示の手動式に限定されるものではない。
【００２９】
弁棒３の内部には、ガスパージ孔１０が設けられている。そのガスパージ孔１０は、出口が弁体４の先端に設けられた凹部１１に開放している。
【００３０】
また、ガスパージ孔１０の入口は、弁本体２の外部（図のそれは、弁棒３の下端。操作部材６が設けられている側の端部）に開放している。そのガスパージ孔１０の入口には、ガス供給管の接続部（図のそれは管用テーパねじ孔）１２が加工されている。
【００３１】
弁体４の先端の凹部１１には、ガスは通し、液体や微粒子などの異物の通過は阻止する多孔質部材１３が組み込まれている。
【００３２】
多孔質部材１３は、樹脂、金属、セラミックス、有機繊維、無機繊維の単一の材料やそれらの材料を組み合わせた複合材料で作られたものが考えられる。金属やセラミックス製の多孔質部材１３は、ポーラス組織の焼結体であり、その焼結体に撥水処理を施すなどにより、ガスは通すが、液体や異物の通過は阻止する機能を付与することができる。
【００３３】
多孔質部材１３の凹部１１に対する組み込みは、図５〜図９に示すような方法で行える。図５の組み付け構造は、多孔質部材１３を外周に段差部１３ａを有する異形部材にし、その多孔質部材１３が適合して嵌る段付き穴を備えたブッシュ１４を用いて多孔質部材１３を弁体４に固定するものである。
【００３４】
凹部１１の内周面には雌ねじ１１ａが、ブッシュ１４の外周には雄ねじ１４ａがそれぞれ形成されており、多孔質部材１３を嵌合させたブッシュ１４を凹部１１にねじ込むことで多孔質部材１３の固定、保持がなされる。
【００３５】
図６の組み付け構造は、多孔質部材１３を、焼結体や硬質樹脂などの硬質体で形成し、その多孔質部材１３の外周に雄ねじ１３ｂを加工し、この多孔質部材１３を、内周面に雌ねじ１１ａの加工されている凹部１１に直接ねじ込んで固定するものである。
【００３６】
また、図７の組み付け構造は、多孔質部材１３の一部が嵌め込まれる穴付きの押え板１５を弁体４の先端側にねじ１６で固定し、その押え板１５で多孔質部材１３を凹部１１から抜け止めして保持するものである。
【００３７】
図８の組み付け構造は、外周に雄ねじ１７ａの加工されたボス部１７を弁体４の先端に突出させて設け、そのボス部１７に凹部１１を加工し、その凹部１１に多孔質部材１３を挿入し、ボス部１７に押え部材（図のそれはユニオンナット）１８を螺合させてその押さえ部材１８で多孔質部材１３を凹部１１から抜け止めして保持するものである。
【００３８】
図９の組み付け構造は、弁棒３の内部に弁体４の内側に届く先端側が小径の組み込み穴１９を設け、その組み込み穴１９の先端側に凹部１１を設けて弁棒３（弁体４）の後部側から組み込み穴１９の先端側の凹部１１に先端が小径の多孔質部材１３を挿入し、組み込み穴１９の後部に螺合させるニップル２０と組み込み穴１９に挿入する押えパイプ２１を追設してニップル２０で押えパイプ２１を多孔質部材１３に押し付けて凹部１１に多孔質部材１３を固定するものである。
【００３９】
このように、弁体先端の凹部１１に対する多孔質部材１３の組み込みは、種々の構造を利用して行うことができる。ここで言う種々の構造とは、多孔質部材１３を外れないように保持する構造であり、例えば、多孔質部材１３を挿入するブッシュ１４などの穴をテーパ穴にし、多孔質部材１３の外周を前記テーパ穴に適合させたテーパ形状にし、多孔質部材１３をテーパ穴にテーパ嵌合させて穴から外れ止めする形状なども含まれる。
【００４０】
図２、図３は、動力駆動の操作部材６を採用したガスパージ機能付きバルブ１Ａを示している。例示の操作部材６は、弁棒３を押し引きする流体圧駆動のシリンダ（図のそれはエアーシリンダ）６ｅと、そのシリンダ６ｅの動きを制御するリミットスイッチ６ｆを組み合わせたものになっている。
【００４１】
シリンダ６ｅは、ピストンに仕切られた上側の部屋の圧力が抜けると下側の部屋に組み込まれたスプリングの力でピストンロッドが上向きに押されて弁棒３に閉弁力が伝わるものになっている。
【００４２】
リミットスイッチ６ｆは、弁本体２に固定されており、供給された流体によってシリンダ６ｅのピストンロッドが押し下げられると、ステムロック９ａに取り付けられたインジケータ６ｇが図の位置から所定量降下し、リミットスイッチ６ｆが作動してそこからの信号に基づき、シリンダ６ｅに対する作動用流体の供給が停止する。
【００４３】
なお、図２のガスパージ機能付きバルブ１Ａは、図を省略しているが、図１のバルブと同様、弁棒３の回り止め部を有している。
【００４４】
また、その回り止め部の構成部品であるステムロック９ａを介してシリンダ６ｅのピストンロッドと弁棒３を連結しているので、弁棒３に設けたガスパージ孔１０は、ガス供給管の接続部１２を備えた入口を、弁本体２の外部に出ている弁棒３の長手途中の外周に開放させている。さらに、ステムガイド７が弁本体２に一体に加工されている。
【００４５】
その他の構成は、図１のバルブとほぼ同じであるので、同一要素に同一符号を付して再説明を省く。
【００４６】
図１、図２、図４のガスパージ機能付きバルブ１、１Ａ，１Ｂは、いずれも、弁本体２に設けられた流体通路２ａの出口Ｏｐが、接続用のフランジ２ｂが設けられている側（弁本体２の斜め下側）にある。弁体４が流体通路２ａを開くとき（又は閉じるとき）の弁棒３の作動方向は、逆に設定されていてもよい。
【００４７】
図１、図２のバルブは、弁棒３を押し上げることによって閉弁するが、図４のバルブは弁棒３を押し上げることによって開弁するものになっている。
【００４８】
図４のガスパージ機能付きバルブ１Ｂの回り止め部９のステムロック９ａは、弁棒３との間にテーパピン９ｄを圧入して弁棒３に固定されている。
【００４９】
また、図４のガスパージ機能付きバルブ１Ｂは、弁棒３を押し上げることで弁体４が弁座５から離反して開弁するので、弁棒３の雄ねじ３ａを備える下部側を操作部材６のスリーブ６ａの下端から所定量下側に突き出させている。その他の構成は、図１のバルブとほぼ同じであるので同一要素に同一符号を付して再説明を省く。
【００５０】
このように、図１、図２のバルブと図４のバルブは、弁体４の開弁・閉弁の作動方向が逆になっているが、どちらもバルブ自体を通してパージガスを導入できるものになっており、機能面での優位差は特にない。
【００５１】
図１、図２、図４を見てわかるように、弁体４の形状も特に限定されない。要は、弁棒３にガスパージ孔１０が設けられ、そのガスパージ孔１０の入口が外部に、出口が弁体４の先端に形成された凹部１１にそれぞれ開放し、凹部１１にガスのみを通す多孔質部材１３が装着されていれば、本願の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ、１Ｂ  ガスパージ機能付きバルブ
２          弁本体
２ａ        流体通路
２ｂ        フランジ
Ｉｐ        入口
Ｏｐ        出口
３          弁棒
３ａ        雄ねじ
４          弁体
５          弁座
６          操作部材
６ａ        スリーブ
６ｂ        ハンドル
６ｃ        ワッシャ
６ｄ        ロックナット
６ｅ        シリンダ
６ｆ        リミットスイッチ
６ｇ        インジケータ
７          ステムガイド
８          グランドシール部
８ａ        グランドパッキン
８ｂ        グランドフォロワ
８ｃ        グランドプレート
８ｄ        スタッドボルト及びナット
９          回り止め部
９ａ        ステムロック
９ｂ        ローラ
９ｃ        ガイド
９ｄ        テーパピン
１０        ガスパージ孔
１１        凹部
１１ａ      雌ねじ
１２        ガス供給管の接続部
１３        多孔質部材
１３ａ      段差部
１３ｂ      雄ねじ
１４        ブッシュ
１４ａ      雄ねじ
１５        押え板
１６        ねじ
１７        ボス部
１７ａ      雄ねじ
１８        押え部材
１９        組み込み穴
２０        ニップル
２１        押えパイプ
【図１】
2020172967.tif 000003
【図２】
2020172967.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020172967.tif 000009
【図８】
2020172967.tif 000010
【図９】
2020172967.tif 000011