(57)【要約】【課題】オリフィスに付着した異物の確認および除去を容易に行なえるオリフィス付きバルブを提供する。【解決手段】流体の流路途中に配置され、流路方向に貫通した内部孔、および、上記内部孔と外部空間とを連通する清掃用孔を有する弁箱と、上記内部孔に配置され、流体の流量を測定するための貫通孔であるオリフィスを有する弁体と、上記弁箱の外部に配置されるハンドルを有し、上記ハンドルの操作に応じて、上記弁体を、上記オリフィスの貫通方向が流路方向と平行になる通常向きと、上記オリフィスが上記清掃用孔と相対する清掃用向きとに変位させる変位機構と、を備えるオリフィス付きバルブ。【選択図】図６
2015132273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路途中に配置され、流路方向に貫通した内部孔、および、前記内部孔と外部空間とを連通する清掃用孔を有する弁箱と、
前記内部孔に配置され、流体の流量を測定するための貫通孔であるオリフィスを有する弁体と、
前記弁箱の外部に配置されるハンドルを有し、前記ハンドルの操作に応じて、前記弁体を、前記オリフィスの貫通方向が流路方向と平行になる通常向きと、前記オリフィスが前記清掃用孔と相対する清掃用向きとに変位させる変位機構と、
を備えるオリフィス付きバルブ。
【請求項２】
前記清掃用孔が、前記弁箱の相対する位置に２つ設けられている、請求項１に記載のオリフィス付きバルブ。
【請求項３】
前記弁体としてボール弁体を有するボールバルブであって、
前記ボール弁体は、相対する一対の端面どうしを連通するように内部がくりぬかれ、当該くりぬかれた内部の中央位置に、前記オリフィスが中心に形成された円板状のオリフィス板が設けられている、請求項１または２に記載のオリフィス付きバルブ。
【請求項４】
前記弁体としてボール弁体を有するボールバルブであって、
前記ボール弁体は、相対する一対の端面から、中心位置に形成された前記オリフィスに向けて次第に内径が絞られる縮径構造を有する、請求項１または２に記載のオリフィス付きバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オリフィス付きバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管を流れる流体（気体および液体を含む）の流量を測定するために、貫通孔であるオリフィスが形成されたオリフィス板が配管内に配置される。オリフィス板を介して配管の上流側と下流側とに圧力計を設置し、両者の差圧から流体の流量を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−８５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貫通孔であるオリフィスに異物が付着すると、正確な流量測定が困難になるばかりか、そもそも流体が流れないという問題が生じる。
例えば、従来、バーナの燃焼ガスとして、石炭をコークス炉で乾留したときに得られるコークス炉ガスが用いられている。コークス炉ガスが流通する配管内のオリフィスに異物（例えば、コークス炉ガスから除去しきれなかったタールや、配管内に在ったゴミ）が付着した場合、所望の流量が得られず、バーナとしての機能を果たさない。
このような場合、ガスの流通を全体的に停止させた後に、オリフィス板付近の配管を解体し、オリフィスの異物を除去し、解体した配管を組み立てるという非常に煩雑な作業を要する。
【０００５】
特許文献１には、「回動させることにより多孔オリフィス弁の各孔に挿入する挿入体をもつ異物除去板」を配管に設ける技術が開示されている（［請求項１］）。この技術によれば、「簡易にかつ、断水させることなく多孔オリフィス弁の異物が除去できる」とされている（［０００４］）。
しかしながら、特許文献１の技術を採用した場合であっても、オリフィス板（特許文献１では「多孔オリフィス弁」）は配管内に在るため、オリフィスに異物が付着しているか否か、および、異物除去板によって異物が除去されたか否かについては、目視で確認できず、確認のためには配管の解体を要する。
【０００６】
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、オリフィスに付着した異物の確認および除去を容易に行なえるオリフィス付きバルブ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】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、オリフィスが形成された弁体を、弁箱に形成した清掃用孔と相対できるようにすることで、この清掃用孔を介して、オリフィスに付着した異物の確認および除去が容易にできるようになることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（４）を提供する。
（１）流体の流路途中に配置され、流路方向に貫通した内部孔、および、上記内部孔と外部空間とを連通する清掃用孔を有する弁箱と、上記内部孔に配置され、流体の流量を測定するための貫通孔であるオリフィスを有する弁体と、上記弁箱の外部に配置されるハンドルを有し、上記ハンドルの操作に応じて、上記弁体を、上記オリフィスの貫通方向が流路方向と平行になる通常向きと、上記オリフィスが上記清掃用孔と相対する清掃用向きとに変位させる変位機構と、を備えるオリフィス付きバルブ。
（２）上記清掃用孔が、上記弁箱の相対する位置に２つ設けられている、上記（１）に記載のオリフィス付きバルブ。
（３）上記弁体としてボール弁体を有するボールバルブであって、上記ボール弁体は、相対する一対の端面どうしを連通するように内部がくりぬかれ、当該くりぬかれた内部の中央位置に、上記オリフィスが中心に形成された円板状のオリフィス板が設けられている、上記（１）または（２）に記載のオリフィス付きバルブ。
（４）上記弁体としてボール弁体を有するボールバルブであって、上記ボール弁体は、相対する一対の端面から、中心位置に形成された上記オリフィスに向けて次第に内径が絞られる縮径構造を有する、上記（１）または（２）に記載のオリフィス付きバルブ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、オリフィスに付着した異物の確認および除去を容易に行なえるオリフィス付きバルブを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】配管設備１を示す模式図である。
【図２】ボール弁体１５１が通常向きに変位した状態である第１の実施形態のボールバルブ１０１を示す外観図である。
【図３】図２の水平断面図である。
【図４】図２の垂直断面図である。
【図５】ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態である第１の実施形態のボールバルブ１０１を示す外観図である。
【図６】図５の垂直断面図である。
【図７】ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態である第２の実施形態のボールバルブ１０１を示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、図１に基づいて、本発明のオリフィス付きバルブ１０１を配管設備１に適用した一例を説明する。
なお、以下の説明では、流体であるコークス炉ガスが流通する配管設備１の例を示すが、流体としては、コークス炉ガスに限定されず、それ以外の気体または液体であってもよいことはいうまでもない。
【００１２】
図１は、配管設備１を示す模式図である。配管設備１は配管２を有する。配管２は、流体であるコークス炉ガスの流路を形成しており、コークス炉ガスは、図１中に矢印で示す方向に流通している。
一対のバルブ５で区切られた配管２の途中には、複数本のバーナ３が設けられ、バーナ３の先端からは、コークス炉ガスを燃焼させた炎４が噴出している。バーナ３の配管２の途中には、コークス炉ガスの流量を測定するためのオリフィス付きバルブ１０１が設けられている。すなわち、オリフィス付きバルブ１０１を介して、バーナ３の配管２の上流側と下流側とには、圧力計（図示せず）が設置されており、両者の差圧からコークス炉ガスの流量が測定できるようになっている。
【００１３】
ところで、図１では、左から２つ目のバーナ３の炎４が他よりも弱くなっている。これは、オリフィス付きバルブ１０１の後述するオリフィス１５２に異物が付着したことにより、他のバーナ３よりもコークス炉ガスの流量が低下しているためと考えられる。ここで、異物とは、例えば、コークス炉ガスから除去しきれなかったタール、配管２の内部にもともと存在していたゴミ等である。
従来であれば、このような異物の付着は目視で確認できず、また、異物を取り除くためには配管２を分解する必要があったが、本発明によれば、分解することなく、容易に異物の確認および除去を行なえる。
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
［第１の実施形態］
まず、図２〜図６に基づいて、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、ボール弁体１５１を有するボールバルブ１０１への適用例である。
図２は、ボール弁体１５１が通常向きに変位した状態である第１の実施形態のボールバルブ１０１を示す外観図である。図３は、図２の水平断面図である。図４は、図２の垂直断面図である。図３においては、一部の部材は断面視しないで図示している。
なお、ボール弁体１５１が通常向きに変位した状態とは、後述するオリフィス１５２の貫通方向が、図中矢印で示す流路方向と平行になった状態を意味する。
【００１６】
ボールバルブ１０１は、配管２（図１参照）の途中に配置されて配管２に接続する弁箱１２１と、弁箱１２１内の弁体であるボール弁体１５１と、ボール弁体１５１を変位させる変位機構（ハンドル１８１、弁棒１８２、係止片１８３、ストッパ１８４ａ、ストッパ１８４ｂ）と、後述するＯリング１９１と、を主体に構成されている。
なお、ボールバルブ１０１のバルブ機能に関する構成や作用については、従来公知のボールバルブと何ら変わるものではない。
【００１７】
図３および図４に示すように、弁箱１２１の内部には、流路方向に貫通した内部孔１２２が形成されている。
図４に示すように、弁箱１２１を構成する壁体には、内部孔１２２と外部空間とを連通する清掃用孔１２３が貫通形成されている。清掃用孔１２３の詳細については後述するが、本実施形態では、一対の清掃用孔１２３が、相対する位置に形成され、流路方向と直交する方向に並んでいる。また、本実施形態では、弁箱１２１の外面に、管状部材である清掃用管１２４が、清掃用孔１２３に接続して突出形成されている。清掃用管１２４には、流体漏洩を防止する等の観点から、開閉自在なコックや盲キャップ等（図示せず）が設けられていてもよい。
【００１８】
図３および図４に示すように、弁箱１２１の内部孔１２２には、ボール弁体１５１が配置されている。ボール弁体１５１は、相対する一対の端面どうしを連通するように内部がくりぬかれた球状の部材であり、くりぬかれた内部の中央位置に、円板状のオリフィス板１５３が一体成形されている。オリフィス板１５３の中心には、流量測定に用いるオリフィス１５２が貫通形成されている。オリフィス１５２の孔径は、特に限定されず、所望する流量等に応じて適宜設定される。
【００１９】
図３に示すように、ボール弁体１５１には、オリフィス１５２の貫通方向と直交する軸方向の弁棒１８２が、固定的に接続している。弁棒１８２の軸方向は、内部孔１２２の貫通方向（流路方向）と直交し、かつ、一対の清掃用孔１２３の並列方向とも直交している。弁棒１８２の一端は、弁箱１２１の外部に突出して、弁箱１２１の外部に配置されたハンドル１８１と固定的に接続している。このため、ハンドル１８１の回動操作に応じて弁棒１８２が回動し、弁棒１８２の回動と連動して、ボール弁体１５１も、弁棒１８２の軸周り方向に回動する。
【００２０】
図２に示すように、弁箱１２１の外面には、弁棒１８２を中心に９０度の角度を形成する位置に、ストッパ１８４ａおよびストッパ１８４ｂが固定的に設けられている。ハンドル１８１には、係止片１８３が固定的に設けられている。ハンドル１８１の回動操作に応じて、係止片１８３がストッパ１８４ａまたはストッパ１８４ｂに当接する。この当接により、ハンドル１８１は、それ以上の回動操作が規制され、これに伴い、ボール弁体１５１も回動規制される。
【００２１】
一方のストッパ１８４ａは、ボール弁体１５１を通常向きで停止させる位置に設けられている。他方のストッパ１８４ｂは、後述する図５〜図６に示すように、ボール弁体１５１を清掃用向きで停止させる位置に設けられている。
【００２２】
図５は、ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態である第１の実施形態のボールバルブ１０１を示す外観図である。図６は、図５の垂直断面図である。
なお、ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態とは、オリフィス１５２が清掃用孔１２３と相対した状態を意味する。
【００２３】
図６に示すように、本実施形態では、ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態になることで、ボール弁体１５１の外壁面によって、弁箱１２１の内部孔１２２が閉塞され、流体であるコークス炉ガスがせき止められる。
このとき、内部孔１２２を形成する弁箱１２１の内壁面とボール弁体１５１との隙間には、一対のＯリング１９１が設けられている。Ｏリング１９１によって、流体の進入がより防止される。
【００２４】
図６に示すように、ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態では、オリフィス１５２が、清掃用孔１２３および清掃用管１２４と相対している。このため、清掃用孔１２３から正対するオリフィス１５２の状態を直接目視でき、また、清掃用孔１２３から長尺の部材を導入してオリフィス１５２に到達させることができる。
【００２５】
このような構成において、配管２にコークス炉ガスを流通させてバーナ３から炎４を噴出させるためには、ハンドル１８１を回動操作して、係止片１８３をストッパ１８４ａに当接させて、ボール弁体１５１を通常向きに位置付ける（図２〜図４）。通常向きでは、ボールバルブ１０１に到達したコークス炉ガスが、オリフィス１５２を通過し、バーナ３の先端で燃焼されて炎４となる。このとき、必要に応じて、ボールバルブ１０１の上下流側に配置された圧力計（図示せず）を用いて、コークス炉ガスの流量を測定する。
【００２６】
ところで、コークス炉ガスの流通を継続していると、ボールバルブ１０１のオリフィス１５２に異物が付着し、この異物の付着によりオリフィス１５２が閉塞されて、コークス炉ガスの流量が低下し、所望の流量を満たさなくなる場合がある。この場合、バーナ３から噴出する炎４が弱くなり、バーナ３としての機能を果たさない。
【００２７】
従来であれば、オリフィス１５２に付着した異物は目視で確認できず、また、異物を取り除くためには配管２等を分解する必要があった。
しかしながら、本実施形態では、このような場合、ハンドル１８１を回動操作して、係止片１８３をストッパ１８４ｂに当接させて、ボール弁体１５１を清掃用向きに位置付ける（図５〜図６）。ボール弁体１５１を清掃用向きに位置付けることで、清掃用孔１２３から、正対するオリフィス１５２を直接目視でき、異物の付着を確認できる。
そして、清掃用孔１２３から異物の付着を確認したならば、例えば、長尺の清掃用部材（図示せず）を、一方の清掃用管１２４から導入し、異物の付着したオリフィス１５２に到達させる。
【００２８】
このとき、清掃用部材の先端が、例えばカギ状等であれば、この先端で異物をすくい上げて、異物を除去できる。この場合、清掃用孔１２３は１個だけ形成されていればよい。
【００２９】
また、図６に示すように、２個の清掃用孔１２３が相対位置に形成されていれば、清掃用部材の先端は、カギ状等ではなく、単なる棒状であってよい。この場合、棒状の清掃用部材を、上方の清掃用孔１２３から導入し、その先端で、オリフィス１５２に付着した異物を押し落とし、下方の清掃用孔１２３から系外に排出できる。
１個だけ形成された清掃用孔１２３から異物をすくい上げる場合には、すくい上げる際に異物を落として、異物を系内に残存させてしまう可能性がある。しかし、２個の清掃用孔１２３が相対位置に設けられている場合には、すくい上げる等の作業を要さずに、棒状の清掃用部材だけで、容易に異物を系外に排出できる。
なお、棒状の清掃用部材で異物を押し落として系外に排出するためには、図６に示すように、２個の清掃用孔１２３の並列方向が、鉛直方向であるのが好ましい。
【００３０】
［第２の実施形態］
次に、図７に基づいて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に、ボールバルブ１０１への適用例である。第１の実施形態と同一の部分は同じ符号を用い、説明も省略する。
図７は、ボール弁体１５１が清掃用向きに変位した状態である第２の実施形態のボールバルブ１０１を示す垂直断面図である。
第２の実施形態が、第１の実施形態と主に異なる点は、ボール弁体１５１の形状である。すなわち、第２の実施形態のボール弁体１５１は、円板状のオリフィス板１５３（図６等参照）を有さない代わりに、相対する一対の端面から、中心に位置付けられたオリフィス１５２に向けて次第に内径が絞られる縮径構造１５４を有する。
【００３１】
第２の実施形態においても、２個の清掃用孔１２３が相対位置に形成されていることが好ましいが、２個の清掃用孔１２３の並列方向は鉛直方向ではなく、例えば図７に示すように、水平方向であってもよい。２個の清掃用孔１２３の並列方向が水平方向の場合、第２の実施形態では、一方の清掃用孔１２３から導入した清掃用部材の先端で、オリフィス１５２に付着した異物を押し落とすと、異物は、縮径構造１５４が形成する傾斜を滑落し、他方の清掃用孔１２３から系外に排出される。
このとき、清掃用孔１２３の内径が小径すぎると、滑落してきた異物をせき止めてしまい、系外に排出されにくい可能性がある。このため、少なくとも、ボール弁体１５１の端面と対峙する清掃用孔１２３の内径は、ボール弁体１５１の端面と同径以上が好ましい。
【００３２】
なお、第１および第２の実施形態では、ボールバルブへの適用例を示したが、いわゆるバタフライバルブ（図示せず）であってもよい。
しかしながら、オリフィス付きバルブ１０１がバタフライバルブである場合、オリフィス１５２を有する弁体（図示せず）を、上述した清掃用向きに変位させても、内部孔１２２が閉塞されない。内部孔１２２が閉塞されないと、流体であるコークス炉ガスを止められず、清掃用作業に支障が出たり安全上の問題が生じたりする可能性がある。
このため、バタフライバルブの場合には、バーナ３の配管２を区切る一対のバルブ５を閉状態にした後に、弁体を清掃用向きに変位させる必要が生じ得る。バルブ５を閉状態にするとコークス炉ガスの流通が止まるため、一対のバルブ５で区切られた配管２から分岐するバーナ３の炎４は全て消えることになり、好ましくない場合がある。
これに対して、第１および第２の実施形態のボールバルブ１０１では、ボール弁体１５１の回動のみで内部孔１２２を閉塞できるため、バルブ５を閉状態にすることなく、所望のボールバルブ１０１のみを清掃できる。この場合、清掃するボールバルブ１０１が接続したバーナ３の炎４は消えるが、その他のバーナ３の炎４は維持されるため、好ましい。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、オリフィス１５２に付着した異物の確認および除去を容易に行なえる。
また、特許文献１の異物除去板は、配管内に設置され、かつ、可動式であるため、異物除去板そのものが異物付着により可動しなくなるおそれがあり、異物除去板自体のメンテナンスも必要となる。しかしながら、本発明では、オリフィス１５２の異物を除去するための可動式の部材は存在しないため、メンテナンスは不要である。
【符号の説明】
【００３４】
１：配管設備
２：配管
３：バーナ
４：炎
５：バルブ
１０１：ボールバルブ（オリフィス付きバルブ）
１２１：弁箱
１２２：内部孔
１２３：清掃用孔
１２４：清掃用管
１５１：ボール弁体（弁体）
１５２：オリフィス
１５３：オリフィス板
１５４：縮径構造
１８１：ハンドル（変位機構）
１８２：弁棒（変位機構）
１８３：係止片（変位機構）
１８４ａ：ストッパ（変位機構）
１８４ｂ：ストッパ（変位機構）
１９１：Ｏリング
【図１】
2015132273.tif 000003
【図２】
2015132273.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】
2015132273.tif 000009