(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの水平壁部に設けられるとともに、中央部に上下方向の流路を持つ弁座と、
前記ケーシング内で前記弁座に液密に密接する弁体と、
前記ケーシング内で上下方向へ延在して前記弁体を支持する、外筒と内筒とのうち一方の筒と、
前記ケーシング内に固定されて上下方向へ延在するとともに、前記一方の筒と摺接して前記一方の筒の昇降移動を案内する、外筒と内筒とのうち他方の筒と、
前記内筒の内側に配置されて前記弁体を前記弁座へ向けて常時附勢する弾性部材と、
前記内筒の外周面の全長の少なくとも一部を画成して前記外筒と摺接する超高分子量ポリエチレン製部材と、
前記水平壁部に対し前記弁体が配置される側と反対の側に設けられた流入路と、
前記水平壁部に対し前記弁体が配置される側で前記ケーシングに設けられた流出路と、
を具えることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
前記ケーシングおよび前記弁体は前記水平壁部の上側に位置するものである、請求項１記載の逆止弁。
【請求項３】
前記外筒の先端部には前記内筒に沿って尖ったリップ部が突設されている、請求項１または２記載の逆止弁。
【請求項４】
前記弁座および前記弁体の互いに密接する面は裁頭円錐状のものである、請求項１から３までの何れか１項記載の逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から排出される高炉ガスへの散水や連続鋳造ラインでの冷却水の散水等によってダストやスケールを含んだ除塵水を送水する配管に用い得る逆止弁に関し、特にはダストやスケールの固着による作動不良を防止する逆止弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉から排出される高炉ガスを高炉炉頂圧発電装置のタービンに供給する際には高炉ガスを湿式集塵機に通した後さらにその高炉ガスに散水してダストを減らすので、湿式集塵機から出た除塵水やその後に高炉ガスに散水された除塵水はダストを多量に含んでいる。
【０００３】
また、連続鋳造ラインで溶鋼からスラブを鋳造する際にはスラブを冷却するとともにスラブ表面のスケールを除去するためにスラブに除塵水を吹き付けるので、スラブに吹き付けられた後の除塵水はスラブから剥離したスケールを多量に含んでいる。
【０００４】
このような除塵水は、シックナー（凝集沈殿槽）内でダストやスケールを分離され、ダストやスケールは圧縮脱脂された後に資源として利用され、除塵水は高炉ガスやスラブの除塵のために再利用される。
【０００５】
ところで、高炉や連続鋳造ラインで除塵水を循環させるシステムにおいては、多量の除塵水を使用するため、複数台のポンプから共通の送水管に除塵水を送出する場合があり、その場合には、ポンプの休止中に共通の送水管から除塵水がポンプ側に逆流しないように、各ポンプの出口と共通の送水管との間に逆止弁が設けられている。
【０００６】
高炉や連続鋳造ラインで除塵水を循環させるシステムにおける従来の逆止弁には、上記のように多量の除塵水を送出することから、中央部が蝶番で折れ曲がる円盤状の弁体を円形の弁座の下流側に軸支し、その弁体を円盤状に戻る方向にバネで附勢するデュオ式のものが主に用いられている。
【０００７】
しかしながらこのデュオ式の逆止弁では、弁体が折れ曲がって除塵水を通流させている間に蝶番の部分やスプリングにダストやスケールが固着して、ポンプからの除塵水の通流が止まっても弁体がスプリングで円盤状に戻って弁座と密着できず、それゆえ逆止弁として機能しなくなるという不都合があった。
【０００８】
除塵水と同様に粉体等が混ざった懸濁液であるスラリーの逆流を防止する逆止弁としては、特許文献１記載のものが知られており、この逆止弁は、中央部に上下方向の流入路を持つ上向きの裁頭円錐状の弁座の上に球体状の弁体を搭載し、その弁体の昇降を筒状の案内部材で案内し、その案内部材の上に弁体の上昇限位置を決めるとともに上下方向の流出路を持つ押さえ部材を配置し、弁座の周囲のポケットに連通させてバルブで開閉可能な固形分排出路を設けて、ポンプの運転停止中にスラリーから分離した固形分を、弁座の周囲のポケットに堆積させ、固形分排出路から排出できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−４６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来のデュオ式の逆止弁に代えて特許文献１記載の逆止弁を用いても、この逆止弁は弁体が自重で弁座に乗って弁を閉止する構造であるため、弁体が上昇して除塵水を通流させている間に弁体と案内部材との間にダストやスケールが固着して、除塵水の通流が止まっても弁体が弁座と密着できず、逆止弁として機能しなくなる可能性があり、例え弁体と押さえ部材との間にスプリングを介挿することにしても、そのスプリングも除塵水に晒されることになるためダストやスケールが固着して弁体を押せなくなる可能性がある。
【００１１】
それゆえ本発明は、前記従来技術の課題を有利に解決した逆止弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成する本発明の逆止弁は、
ケーシングの水平壁部に設けられるとともに、中央部に上下方向の流路を持つ弁座と、
前記ケーシング内で前記弁座に液密に密接する弁体と、
前記ケーシング内で上下方向へ延在して前記弁体を支持する、外筒と内筒とのうち一方の筒と、
前記ケーシング内に固定されて上下方向へ延在するとともに、前記一方の筒と摺接して前記一方の筒の昇降移動を案内する、外筒と内筒とのうち他方の筒と、
前記内筒の内側に配置されて前記弁体を前記弁座へ向けて常時附勢する弾性部材と、
前記内筒の外周面の全長の少なくとも一部を画成して前記外筒と摺接する超高分子量ポリエチレン製部材と、
前記水平壁部に対し前記弁体が配置される側と反対の側に設けられた流入路と、
前記水平壁部に対し前記弁体が配置される側で前記ケーシングに設けられた流出路と、
を具えることを特徴とするものである。
【００１３】
なお、本発明の逆止弁においては、前記ケーシングおよび前記弁体は前記水平壁部の上側に位置するものであると好ましい。また、前記外筒の先端部には前記内筒に沿って尖ったリップ部が突設されていると好ましい。さらに、前記弁座および前記弁体の互いに密接する面は裁頭円錐状のものであると好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の逆止弁にあっては、ケーシング内で上下方向へ延在する、外筒と内筒とのうち一方の筒で支持された弁体が、その一方の筒と、ケーシング内に固定されて上下方向へ延在する他方の筒との摺接により昇降移動を案内されるので、ポンプから流入路に通流してきた水が、ケーシングの水平壁部に設けられた弁座の中央部の上下方向の流路を介し、弁体を弁座へ向けて常時附勢するスプリング等の弾性部材に抗してその弁体を押圧すると、上記外筒と内筒との摺接による案内下で弁体が弾性部材を圧縮しつつ弁座から離間するように上下方向へ移動して弁座の中央部の上下方向の流路を開口させ、これにより流入路に送られてきた水が弁座の中央部の流路を通ってケーシング内に流入し、水平壁部に対し弁体が配置される側でケーシングに設けられた流出路から流出する。
【００１５】
一方、ポンプから流入路への水の通流が止まると、弁体を弁座へ向けて常時附勢する弾性部材の附勢力が水の押圧力に勝って弁体が弁座に密接し、ケーシング内に流出路から流入する水の圧力と相俟って弁座の中央部の上下方向の流路を液密に封止して流入路への水の逆流を防止し、逆止弁として機能する。
【００１６】
ところで、通流する水が除塵水の場合には、ポンプの作動により流入路から弁座の中央部の流路を通ってケーシング内に流入し、水平壁部に対し弁体が配置される側でケーシングに設けられた流出路から流出する間に、除塵水中のダストやスケールがケーシング内部で除塵水に晒されている構造物の表面に付着しようとするが、ケーシング内部に位置する内筒の外周面の全長の少なくとも一部を画成する超高分子量ポリエチレン製部材は、表面が平滑でダストやスケールが付着し難くかつ摺動抵抗も小さいため、外筒との相対的な摺動を妨げられず、しかも圧縮されているスプリング等の弾性部材は、外筒と内筒とで囲まれて除塵水から隔離されていてダストやスケールが付着し難いため、除荷による伸長を妨げられない。
【００１７】
従って、本発明の逆止弁によれば、ポンプから流入路への水の通流が止まると外筒と内筒との摺接による案内下で弾性部材の伸長により附勢された弁体が円滑に移動して弁座に密接し、弁座の中央部の上下方向の流路を液密に封止するので、除塵水を通流させる使用状態でもポンプの停止時に逆流を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の逆止弁の一実施例を示す平面図および断面図である。
【図２】上記実施例の逆止弁の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】上記実施例の逆止弁を適用した高炉炉頂圧発電装置の高炉ガス除塵システムの構成を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図３は、上記実施例の逆止弁を適用した高炉炉頂圧発電装置の高炉ガス除塵システムの構成を示す略線図であり、図中符号１は高炉を示す。
【００２０】
高炉１から排出された高温高圧の高炉ガスは、粗ダスト除去装置２および湿式除塵機３を順次に通されて、その高炉ガスに含まれた多量のダストのうちのかなりの部分を除去された後、高炉ガス供給路４を経て図示しない発電機のタービンに供給され、発電に供される。
【００２１】
ところで、粗ダスト除去装置２および湿式除塵機３を順次に通されて、高炉ガスに含まれた多量のダストのうちのかなりの部分は除去されるものの、高炉ガス供給路４内に通される高炉ガスには未だダストが含まれており、このダストが発電機のタービン内の回転翼や固定翼に付着すると発電効率を低下させる。それゆえ、タービン内へのダストの付着量を減らすために高炉ガス供給路４内には、除塵水を高炉ガスにむらなく噴霧散水する除塵水散水回路が設けられている。
【００２２】
湿式除塵機３および高炉ガス供給路４内の除塵水散水回路には、直接水貯水池５から供給されて加圧ポンプ６で加圧された除塵水が送水管７を介して圧送され、湿式除塵機３および高炉ガス供給路４内に散水された除塵水は、高炉ガスに含まれたダストと結合してスラリーを含む除塵水となり、そのスラリーを含む除塵水は、湿式除塵機３からは直接戻りトラフ９に排出され、高炉ガス供給路４の下部のドレインからはＢＦ（高炉）汚水ピット８を介して戻りトラフ９に排出される。
【００２３】
戻りトラフ９に集められたスラリーを含む除塵水は、クラッシファイア（分級機）１０およびシックナー（凝集沈殿槽）１１でスラリーと除塵水とに分離され、スラリーは、ポンプ１２で調整槽１３に送られ、さらにポンプ１４で図示しない圧縮脱水機に送られて、圧縮脱水によりケーキとされ、資源として再利用される。この一方、シックナー（沈降槽）１１から出た除塵水は、直接水貯水池５に蓄えられる。
【００２４】
ところで、直接水貯水池５から湿式除塵機３および高炉ガス供給路４内の除塵水散水回路に多量の除塵水を供給するために、加圧ポンプ６は通常複数台（図示例では２台）並列に設けられており、点検等のための一部の加圧ポンプ６の休止中に共通の送水管７から除塵水がその休止中の加圧ポンプ６側に逆流しないように、各加圧ポンプ６の出口と共通の送水管７との間には逆止弁１５が設けられている。
【００２５】
図１（ａ），（ｂ）は、上述した高炉炉頂圧発電装置の高炉ガス除塵システムに逆止弁１５として適用される上記実施例の逆止弁を示す平面図および断面図、そして図２は、その実施例の逆止弁の要部を拡大して示す断面図であり、本実施例の逆止弁は、上下方向を軸線方向として配置される円筒状のケーシング２１を具えており、ケーシング２１はその軸線方向の下端部に底部として水平壁部２２を有するとともにその軸線方向の上端部に蓋体２３を着脱可能に有している。
【００２６】
ケーシング２１の水平壁部２２には、中央部に上下方向の流路２４を持つ裁頭円錐状の弁座２５が設けられ、ケーシング２１内には、弁座２５の上側に位置してその弁座２５に液密に密接する裁頭円錐状の弁体２６と、上下方向へ延在するとともに下端部を弁体２６に結合されて弁体２６を支持する外筒２７と、蓋体２３に挿通されて上端部を蓋体２３に固定された内筒２８とが設けられている。
【００２７】
内筒２８は、内筒本体２９と、内筒本体２９の下端部に螺着された止め部材３０と、内筒本体２９のケーシング２１内に位置する部分のうち止め部材３０が螺着される以外の部分を覆って内筒２８の外周面の軸線方向の全長の少なくとも一部、図示例では大部分を画成する超高分子量ポリエチレン製の筒状部材３１とを有しており、この超高分子量ポリエチレンは例えば分子量３３０万〜４５０万であり、この筒状部材３１は、外筒２７と摺接して外筒２７の昇降移動を案内し、磨耗した場合に止め部材３０の着脱により交換することができる。
【００２８】
弁体２６上には外筒２７の内側の位置に、中央部に筒状のスプリングホルダー３２を突設されたスプリング座３３が固定され、そのスプリング座３３上には、弁体２６を弁座２５へ向けて常時附勢する弾性部材としてのコイルスプリング３４が、スプリングホルダー３２で位置決めされて内筒２８の内側に位置するように配置されている。
【００２９】
また内筒２８の内側には、軸線方向の上端部に六角の頭部を持つとともに中央部に空気穴３５をもつスプリング与圧軸３６が螺合され、図中仮想線で上下限を示すこのスプリング与圧軸３６の、内筒２８への螺合高さを調節することで、コイルスプリング３４が弁体２６を弁座２５へ向けて与圧する弾性力を適宜変化させることができる。なお、蓋体２３の上面に固定された内筒２８の上端部には、スプリング与圧軸３６の意図しない回動を防止するために、中央部に空気孔を持つキャップ３７が着脱可能に設けられている。
【００３０】
さらに、外筒２７の先端部である上端部には内筒２８に沿って尖ったリップ部３８が形成されており、このリップ部３８は、ケーシング２１内に露出した筒状部材３１の表面に付着したダストを外筒２７の上昇に伴って削ぎ落とすとともに、外筒２７の上昇位置で、蓋体２３の下面に設けられたシールリング３９と液密に嵌合して、外筒２７の内部への除塵水の侵入を防止する。なお、外筒２７の内周面にも、筒状部材３１と摺接して外筒２７の内部への除塵水の侵入を防止する複数のシールリング４０が設けられている。
【００３１】
さらにこの実施例の逆止弁では、水平壁部２２に対し弁体２６が配置される側と反対の側である下側に、流路２４に連通する流入路４１が設けられ、また、水平壁部２２に対し弁体２６が配置される側である上側に位置しているケーシング２１の周壁に、そのケーシング２１内に連通する流出路４２が設けられている。
【００３２】
この実施例の逆止弁にあっては、ケーシング２１内で上下方向へ延在する外筒２７で支持された弁体２６が、その外筒２７と、ケーシング内に固定されて上下方向へ延在する内筒２８との摺接により昇降移動を案内されるので、加圧ポンプ６から流入路４１に通流してきた除塵水が、ケーシング２１の水平壁部２２に設けられた弁座２５の中央部の上下方向の流路２４を介し、コイルスプリング３４に抗して弁体２６を押圧すると、外筒２７と内筒２８との摺接による案内下で弁体２６がコイルスプリング３４を圧縮しつつ、図２中に仮想線で示す如く、弁座２５から離間するように上方へ移動して弁座２５の中央部の上下方向の流路２４を開口させ、これにより、流入路４１に送られてきた除塵水が、その流路２４を通って図２中に矢印で示す如くケーシング２１内に流入し、ケーシング２１に設けられた流出路４２から流出する。
【００３３】
一方、加圧ポンプ６から流入路４１への除塵水の通流が加圧ポンプ６の点検等のために止まると、弁体２６を弁座２５へ向けて常時附勢するコイルスプリング３４の附勢力が流入路４１からの除塵水の押圧力に勝って弁体２６が弁座２５に密接すなわち着座し、ケーシング２１内に流出路４２から流入する除塵水の圧力と相俟って弁座２５の中央部の上下方向の流路２４を液密に封止して流入路４１への除塵水の逆流を防止し、逆止弁として機能する。
【００３４】
ところで、加圧ポンプ６の作動により通流する除塵水が、流入路４１から弁座２５の中央部の流路２４を通ってケーシング２１内に流入し、水平壁部２２に対し上側に位置するケーシング２１に設けられた流出路４２から流出する間に、除塵水中のダストが、ケーシング２１の内部で除塵水に晒されている構造物の表面に付着しようとするが、ケーシング２１の内部に位置する内筒２８の外周面の全長の大部分を画成する超高分子量ポリエチレン製の筒状部材３１は、表面が鉛直面でダストが付着し難いのに加えて、表面が極めて平滑でダストが付着し難くかつ摺動抵抗も小さいため、外筒２７との相対的な摺動を妨げられず、しかも圧縮されているコイルスプリング３４は、外筒２７と内筒２８とで囲まれて除塵水から隔離されていてダストが付着し難いため、除荷による伸長を妨げられない。
【００３５】
従って、本実施例の逆止弁によれば、加圧ポンプ６から流入路４１への除塵水の通流が止まると外筒２７と内筒２８との摺接による案内下でコイルスプリング３４の伸長により附勢された弁体２６が円滑に移動して弁座２５に密接し、弁座２５の中央部の上下方向の流路２４を液密に封止するので、加圧ポンプ６の停止時に除塵水の逆流を確実に防止することができる。
【００３６】
しかも、本実施例の逆止弁によれば、ケーシング２１および弁体２６は水平壁部２２の上側に位置するものであることから、蓋体２３を外すことでケーシング２１内のメンテナンスを容易に行うことができ、また、長期間の使用でコイルスプリング３４の附勢力が低下した場合でも、流出路４２からの水圧で弁体２６が弁座２５へ向けて附勢されて弁を閉止するので、逆流を防止することができる。
【００３７】
さらに、本実施例の逆止弁によれば、外筒２７の先端部に内筒２８に沿って尖ったリップ部３８が突設されていることから、弁体２６が弁座２５に着座してケーシング２１内に除塵水が溜まった状態で長期間経過してケーシング２１内に露出した筒状部材３１の表面にダストが多少付着した場合でも、その付着したダストを外筒２７の上昇に伴ってリップ部３８が削ぎ落とすので、弁体２６を確実に昇降移動させて弁を開閉作動させることができる。
【００３８】
さらに、本実施例の逆止弁によれば、筒状部材３１を形成する材料は、表面が極めて平滑な超高分子量ポリエチレンであるので、ダストの付着防止効果を長期間に亘って得ることができる。また、本実施例の逆止弁によれば、弁座２５および弁体２６の互いに密接する面は裁頭円錐状のものであるので、楔効果でコイルスプリング３４の附勢力を増強させて弁体２６を弁座２５に密接させることができる。
【００３９】
上述した高炉炉頂圧発電装置の高炉ガス除塵システムの逆止弁１５に本実施例の逆止弁を適用したところ、この逆止弁１５は適用後から現時点まで１年以上作動不良が全く発生していない。従って、本実施例の逆止弁の作動の確実性は明らかである。
【００４０】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の例に限られるものでなく、所要に応じて特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、ケーシング２１および弁体２６を水平壁部２２の下側に位置するものとしても良い。また、内筒で弁体を支持するとともに外筒をケーシングに固定してその外筒で内筒の昇降移動を案内しても良い。さらに、上記実施例の逆止弁はダストを多く含んだ除塵水に適用したが、スケールを多く含んだ除塵水に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
かくして本発明の逆止弁によれば、ポンプから流入路への水の通流が止まると外筒と内筒との摺接による案内下で弾性部材の伸長により附勢された弁体が円滑に移動して弁座に密接し、弁座の中央部の上下方向の流路を液密に封止するので、除塵水を通流させる使用状態でもポンプの停止時に逆流を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  高炉
２  粗ダスト除去装置
３  湿式除塵機
４  高炉ガス供給路
５  直接水貯水池
６  加圧ポンプ
７  送水管
８  ＢＦ汚水ピット
９  戻りトラフ
１０  クラッシファイア
１１  シックナー
１２，１４  ポンプ
１３  調整槽
１５  逆止弁
２１  ケーシング
２２  水平壁部
２３  蓋体
２４  流路
２５  弁座
２６  弁体
２７  外筒
２８  内筒
２９  内筒本体
３０  止め部材
３１  筒状部材
３２  スプリングホルダー
３３  スプリング座
３４  コイルスプリング
３５  空気穴
３６  スプリング与圧軸
３７  キャップ
３８  リップ部
３９，４０  シールリング
４１  流入路
４２  流出路
【図１】
0006015957.tif 000002
【図２】
0006015957.tif 000003
【図３】
0006015957.tif 000004