(57)【要約】　　　（修正有）【課題】高粘度、高温、高圧の流体を制御する三重偏心形バタフライ弁に好適なジャケット構造を提供する。【解決手段】特に高粘度、高温、高圧流体の開閉、制御に適した三重偏心弁において、弁本体２０外周面に円周方向に延びる流路溝２１を凹設し、該流路溝の開放された外面を弁本体外周面を半周する長さの２分割形状に形成され弁棒軸支部において溶接して接合するようにしたジャケット鋼板２２で被覆密閉してジャケット通路２３を弁本体外周面に画成し、ジャケット鋼板を弁本体外周面に溶接して一体化すると共に、ジャケット通路を一方向の通路とするために弁棒軸支部の外側面に隔壁を一体に形成し、該隔壁によりジャケット通路を遮断し、該遮断部の両側にそれぞれジャケット通路に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の流体通路を貫設した弁本体と、該弁本体内に弁棒を介して回動自在に軸支された剛性材料からなる円盤状の弁体とからなり、弁体の外周面に形成された弁座面と弁本体の弁座面を弁体の中心と弁棒の中心から離間させる一次偏心と、弁本体の中心線から離間させる二次偏心と、弁本体と弁体の弁座面を構成する円錐形状の頂点を弁棒の反対側に位置させつつ弁本体の中心線に対して傾斜させる三次偏心とからなり、互いに圧接する弁本体内周の弁座面及び弁体の外周の弁座面が楕円形に形成されており、特に高粘度、高温、高圧流体の開閉、制御に適した三重偏心弁において、弁本体外周面に円周方向に延びる流路溝を凹設し、該流路溝の開放された外面を弁本体外周面を半周する長さの２分割形状に形成され弁棒軸支部において溶接して接合するようにしたジャケット鋼板で被覆密閉してジャケット通路を弁本体外周面に画成し、ジャケット鋼板を弁本体外周面に溶接して一体化すると共に、ジャケット通路を一方向の通路とするために弁棒軸支部の外側面に隔壁を一体に形成し、該隔壁によりジャケット通路を遮断し、該遮断部の両側にそれぞれジャケット通路に連通する流体導入口を設けたことを特徴とするジャケット式三重偏心形バタフライ弁。
【請求項２】
弁本体外周面に凹設され円周方向に延びる流路溝の外周面と一方の弁軸支部の外周面に形成した段部に、流路溝の開放された外面を被覆密閉するジャケット鋼板を載置支持しつつ溶接して一体的に固定すると共に、他方の弁軸支部の外側面に弁本体と一体の隔壁を形成し、該隔壁で前記流路溝を遮断し、該遮断部に近接して遮断部の両側にそれぞれ流路溝に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする請求項１記載のバタフライ弁。
【請求項３】
弁本体外周面に半径方向に延びるフランジ鋼板を溶接して弁本体外周面に円周方向に延びる流路溝を画成し、該フランジ鋼板の外端と一方の軸支部の外周面に形成した段部に、ジャケット鋼板を載置支持しつつ溶接して一体的に固定すると共に、他方の弁棒軸支部の外側面に弁本体と一体の隔壁を形成し、該隔壁を前記フランジ鋼板に溶接して前記流路溝を遮断し、該遮断部に近接して遮断部の両側にそれぞれ流路溝に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする請求項１記載のバタフライ弁。
【請求項４】
流路溝の外周面に設ける段部を、弁本体の周方向に連続して形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のバタフライ弁。
【請求項５】
流路溝の外周面に設ける段部を、弁本体の周方向に不連続に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、高粘度、高温、高圧流体の流動性を良好にするために、弁本体にジャケットを備えた三重偏心形バタフライ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弁本体及び弁体側弁座をメタルシートで構成した三重偏心形バタフライ弁は公知であり、例えば特開平１１−２７０７０３号公報、特開平１１−３５１４１７号公報等に開示されている。特開平１１−２７０７０３号公報に開示されたバタフライ弁は、シートリングを挟んで弁本体と対向するシート押えを設け、該シート押えとシートリングを弁本体に取付ボルトで共締め固定し、シート押えの内周面をシートリングの内周面より大きな相似形の楕円に形成すると共に、シートリングの少なくとも一方の締付面に段部を設けて外周側の厚さを大きくし、更に該段部に係合する段部を弁本体又はシート押えにおけるシートリングとの当接面に形成し、弁本体の内周面を弁体外周の楕円形と相似の大きな楕円形に形成して、弁本体と弁体の隙間を全周にわたって一定にし、弁本体、シートリング及びシート押えに合いマークを設けたことを特徴としている。又、特開平１１−３５１４１７号公報に開示のバタフライ弁は、弁体の外周面に圧接する弁本体弁座を、弁本体の内周面に一体化して形成し、該弁本体弁座の圧接面幅を弁体の弁座面の幅より狭く形成し、閉弁時における弁体との圧接時に弾性的な傾動を可能とし、閉弁時に弁体の弁軸方向への移動を弁棒の上下軸封部に設けたバネ手段で吸収して、弁体を自動調心させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００３】
この発明は、かかる三重偏心形バタフライ弁において、高粘度、高温、高圧流体の流動性を良好にするために、弁本体の外周面にジャケットを備えた三重偏心形バタフライ弁を提供せんとするものである。弁本体の外周面にジャケット構造を設けることは、従来公知であり例えば実開昭６３−１３３６８６号公報、特開昭５２−１１２８２０号公報等に開示されている。実開昭６３−１３３６８６号公報に開示されたジャケット付きバタフライ弁は、本出願人が先に提案したものであり、内部に円板状の弁体（１１）を回動自在に備えるバタフライ弁の円筒状弁本体（１０）の外周面に流路（１３）を画成するジャケット（１２）を取り付け、該ジャケット（１２）に互いに接近して２つのポート（１４）、（１５）を設け、該接近した２つのポート（１４）、（１５）の間を仕切板（１６）で遮断したことを特徴とするものである。又、特開昭５２−１１２８２０号公報に開示された発明は弁の弁座冷却構造に関するものであり、弁箱並びに駆動装置に弁棒を介して連係された弁体を夫々具備する弁において、弁箱を入口を備えた弁箱本体と、出口及び内部に弁座を備えた弁座体とに分割して両者を取り外し可能に固定し、前記弁座体の弁座は中空状にしてその内部に冷却水路を形成すると共にその一部に仕切板を取り付け、該仕切板の両側位置には冷却水路に連通する冷却水出入り口を夫々設け、冷却水が前記冷却水路内を一方向に環流すべく構成したことを特徴とするものである。
【０００４】
従来公知のバタフライ弁のジャケット構造は、いずれも通常のバタフライ弁或いは二重偏心弁には適用可能な構造であるが、三重偏心弁に適用するには不十分な構造であった。三重偏心弁は、前述したように高粘度、高温、高圧の流体を制御するに適した弁構造であり、しかも高価であるため、前記したような過酷な条件の流体の開閉及び制御のために主として採用されている。従来のジャケット構造はかかる過酷な条件に対応することが出来ず、耐用性に問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ジャケット構造を三重偏心形バタフライ弁に適用するに好適な構造を提供せんとするものであり、特にジャケットによって構成される弁本体外周面の流路構造や、該流路を一方方向の通路とするために設けられる仕切構造を高粘度、高温、高圧の流体を制御する三重偏心形バタフライ弁に適する構造にせんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、略円筒状の流体通路を貫設した弁本体と、該弁本体内に弁棒を介して回動自在に軸支された剛性材料からなる円盤状の弁体とからなり、弁体の外周面に形成された弁座面と弁本体の弁座面を弁体の中心と弁棒の中心から離間させる一次偏心と、弁本体の中心線から離間させる二次偏心と、弁本体と弁体の弁座面を構成する円錐形状の頂点を弁棒の反対側に位置させつつ弁本体の中心線に対して傾斜させる三次偏心とからなり、互いに圧接する弁本体内周の弁座面及び弁体の外周の弁座面が楕円形に形成されており、特に高粘度、高温、高圧流体の開閉、制御に適した三重偏心弁において、弁本体外周面に円周方向に延びる流路溝を凹設し、該流路溝の開放された外面を弁本体外周面を半周する長さの２分割形状に形成され弁棒軸支部において溶接して接合するようにしたジャケット鋼板で被覆密閉してジャケット通路を弁本体外周面に画成し、ジャケット鋼板を弁本体外周面に溶接して一体化すると共に、ジャケット通路を一方向の通路とするために弁棒軸支部の外側面に隔壁を一体に形成し、該隔壁によりジャケット通路を遮断し、該遮断部の両側にそれぞれジャケット通路に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする。
【０００７】
弁本体外周面に凹設され円周方向に延びる流路溝の外周面と一方の弁軸支部の外周面に形成した段部に、流路溝の開放された外面を被覆密閉するジャケット鋼板を載置支持しつつ溶接して一体的に固定すると共に、他方の弁軸支部の外側面に弁本体と一体の隔壁を形成し、該隔壁で前記流路溝を遮断し、該遮断部に近接して遮断部の両側にそれぞれ流路溝に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする。
【０００８】
弁本体外周面に半径方向に延びるフランジ鋼板を溶接して弁本体外周面に円周方向に延びる流路溝を画成し、該フランジ鋼板の外端と一方の軸支部の外周面に形成した段部に、ジャケット鋼板を載置支持しつつ溶接して一体的に固定すると共に、他方の弁棒軸支部の外側面に弁本体と一体の隔壁を形成し、該隔壁を前記フランジ鋼板に溶接して前記流路溝を遮断し、該遮断部に近接して遮断部の両側にそれぞれ流路溝に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする。
【０００９】
流路溝の外周面に設ける段部を、弁本体の周方向に連続して形成したことを特徴とする。
【００１０】
流路溝の外周面に設ける段部を、弁本体の周方向に不連続に形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。この発明は、弁体の外周面に形成された弁座面と弁本体の弁座面を弁体の中心と弁棒の中心から離間させる一次偏心と、弁本体の中心線から離間させる二次偏心と、弁本体と弁体の弁座面を構成する円錐形状の頂点を弁棒の反対側に位置させつつ弁本体の中心線に対して傾斜させる三次偏心とからなり、互いに圧接する弁本体内周の弁座面及び弁体の外周の弁座面が楕円形に形成されており、特に高粘度、高温、高圧流体の開閉、制御に適した三重偏心弁に関するものであり、弁本体外周面に円周方向に延びる流路溝を設け、該流路溝の開放された外面をジャケット鋼板で被覆密閉してジャケット通路を弁本体外周面に画成し、ジャケット鋼板を弁本体外周面に溶接して一体化すると共に、ジャケット通路を一方向の通路とするために弁棒軸支部の外側面に隔壁を一体に形成し、該隔壁によりジャケット通路を遮断し、該遮断部の両側にそれぞれジャケット通路に連通する流体導入口を設けたことを特徴とする。ジャケット鋼板は、流路溝の外周面及び弁棒軸支部の外側面に形成された段部に載置支持しつつ溶接して一体的に固定する。又、弁棒軸支部の外側面に形成される隔壁は、弁本体と一体に形成する。
【００１２】
しかしながら、弁本体外周面に半径方向に延びるフランジ鋼板を溶接して弁本体外周面に円周方向に延びる流路溝を画成し、該流路溝の開放された外面を被覆密閉するジャケット鋼板を前記フランジ鋼板の外端に載置支持しつつ溶接して一体的に固定するようにしても良い。又、弁棒軸支部の外側面に一体に形成される隔壁を、前記フランジ鋼板に溶接して前記流路溝を遮断するようにしても良い。
【００１３】
【実施例】
図１４を参照して、三重偏心形バタフライ弁の一般的な構造を説明する。尚、図１４，及び後述する図１５は単に一般的な三重偏心形バタフライ弁の構造及び概念を説明するにすぎず、この発明の構成を図示するものではない。（１）は略円筒状の流体通路を内部に貫設したバタフライ弁の弁本体であり、内部には弁棒（３）を介して円盤状の弁体（２）が回動自在に軸支される。弁体（２）は外周面を楕円形状とした剛性材料からなり、弁棒（３）にテーパーピン（４）で固着され、一体化される。弁棒（３）の一端は、弁本体（１）の外方に延出され、アクチュエータ（図示せず）が植込キー（５）及び取付フランジ（６）で連結され、駆動回転される。弁棒（３）の回転と一体に弁体（２）が弁本体（１）内で回転して、流体通路を開閉する。
【００１４】
弁体（２）の楕円形の外周面、すなわち弁体弁座（７）に圧接される本体弁座（８）が、弁本体（１）の内周面に一体に形成される。本体弁座（８）の圧接面の幅は、弁体弁座（７）の弁座面の幅より狭く形成されると共に、耐食性、耐摩耗性に優れた金属、例えばステンレス鋼、ニッケル合金等からなり、弁本体（１）の内周面に肉盛り溶着等の方法で一体的に形成される。本体弁座（８）の内周面は弁体弁座（７）の外周面と同一の楕円形状に形成されることは勿論である。本体弁座を形成するステンレス鋼としては、オーステナイト系、フェライト系等があり、好ましくはＳＵＳＹ３１６Ｌ、ＳＵＳＹ４３０である。又、ニッケル合金としては、ニッケル・モリブデン系、ニッケル・モリブデン・クロム系等があり、好ましくはＤＮｉＭｏ−１、ＤＮｉＣｒＭｏ−３等である。弁体弁座（７）は、弁体（２）と一体に鋳造成形しても良い。特に大口径弁等においては、弁体弁座（７）を弁体（２）に溶着形成するのが好ましい。この場合、本体弁座（８）と弁体弁座（７）の材質及び表面硬さを異ならせるのが好ましく、特に弁体弁座（７）の表面硬さを、例えばＨＢ２１７程度として、本体弁座（８）より高くするのが好ましい。
【００１５】
三重偏心形バタフライ弁は、本体弁座（８）と弁体弁座（７）の圧接面を弁棒（３）の中心から離間させる一次偏心（ｆ）と、該圧接面を弁本体（１）の流路中心線から離間させる二次偏心（ｇ）と、弁本体（１）と弁体（２）の圧接面を構成する円錐形状の頂点を弁棒（３）の反対側に位置させつつ弁本体（１）の流路中心線に対して傾斜させる三次偏心の、三重偏心形に構成されている。すなわち、図１５を参照して、弁体（２）は弁棒（３）の軸心（ｉ）を中心として図中反時計方向に回動し、弁棒（３）の軸心（ｉ）は弁体の外周面が形成する円錐面の頂点（ａ）の反対側に位置し、弁体（２）の中心線（ｅ）から距離（ｆ）だけ一次偏心されている。尚、水平な弁座（Ｄ）の水平線（ｂ）上に頂点（ａ）が位置し、頂角（ｊ）は通常２０度程度が好ましく、他方傾斜線（ｄ）上に傾斜した弁座（Ｅ）が設けられる。そして、頂角（ｊ）の半角が円錐面の中心線（ｃ）となり、該中心線（ｃ）に対して弁体（２）及び弁座等が対称形に形成されている。入力角（ｋ）は、弁体（２）が開から閉に至る着座時の角度を示し、シール性と弁開閉の容易性（離脱及び着座）から、１５度程度に設定することが望ましい。入力角（ｋ）が大きすぎると、弁開閉は容易となるがシール性が低下し、入力角が小さくなるとシール性は増大するが弁開閉が困難となる。
【００１６】
図１〜４を参照して、この発明にかかるジャケット構造を詳細に説明する。尚、図１，２はフランジ形バタフライ弁にこの発明を適用した例を、図３，４はウェハー形バタフライ弁にこの発明を適用した例をそれぞれ示す。フランジ形又はウェハー形の選択は、ユーザーのニーズによるものであり、コスト、重量及びスペースの面からウェハー形が多く選択される傾向にある。図１，２を参照して、弁本体（２０）の外周部に流路溝（２１）を円周方向に沿って環状に凹設し、該流路溝（２１）の開放面をジャケット鋼板（２２）で被覆し密閉して、ジャケット通路（２３）を弁本体（２０）の外周面に画成する。ジャケット鋼板（２２）は、上下軸支部（１４）（１５）の位置で直径方向に２分割された半円筒形に形成され、上下軸支部（１４）（１５）の位置において、図１３に示すように溶接面（２４）で溶接し一体化されると共に、弁本体（２０）に溶接されてジャケット通路（２３）を画成する。
【００１７】
ジャケット鋼板（２２）を支持し溶接の作業性を向上させて、品質面及び性能面で効率の良い作業を達成するために、図５に示すように、上部軸支部（１４）の位置において流路溝（２１）の外周部に形成した段部（２５）と軸支部（１４）の外側面に形成した段部（２６）にジャケット鋼板（２２）を当接支持させつつ溶接して弁本体に一体に接合する。図１，２に図示されるフランジ形バタフライ弁にあっては弁本体の周側面にフランジ（２７）が設けられているため、図示のように流路溝（２１）を弁本体（２０）の外周面に凹設することが可能となる。これに対して、図３，４に示すウェハー形バタフライ弁にあっては、フランジがないため、図９に示すように、弁本体の外周面に凹設した流路溝（２１）の外側面をフランジ鋼板（２８）で被覆し、内部に流路溝を形成する。そして、このフランジ鋼板（２８）の先端と、軸支部（１４）の外側面に形成した段部（２６）にジャケット鋼板（２２）を当接支持しつつ溶接し、ジャケット通路（２３）を画成する。図６及び図１０に示すように、ジャケット通路（２３）は、上部軸支部（１４）の箇所においては軸支部の径だけ流路幅が狭くなるが、他の部分においてはほぼ弁本体の幅に相応する広さを有している。又、後述するように、下部軸支部（１５）においては、ジャケット通路（２３）は隔壁で遮断され一方向の流路に構成される。
【００１８】
図７，８を参照して、下部軸支部（１５）において、下部軸支部（１５）の外側面から弁本体（２０）のフランジ（２７）まで連続して一体に延び出した隔壁（２９）により、ジャケット通路（２３）は遮断されている。又、図３，４に示すウェハー形の場合には、図１１，１２に示すように、下部軸支部（１５）の外側面から延び出した隔壁（２９）をフランジ鋼板（２８）に接合して溶接しジャケット通路（２３）を遮断する。隔壁（２９）は、その幅を若干大きく形成することにより、２分割された円筒形状のジャケット鋼板（２２）の接合面を隔壁の上に安定して位置決めすることが可能となり、先ず一方の鋼板を隔壁に溶接し、ついで他方の鋼板と隔壁とを溶接し、最後に鋼板同士を溶接して一体化することが出来、確実な接合を達成し、流体の流出及び漏れを防止することが出来る。弁本体とジャケット鋼板の溶接方式は、図示のようなＴ継手方式に限られるものではなく、いかなる溶接方式を採用しても良い。又、弁本体材質は、ジャケット鋼板を溶接する関係上鋳鋼、ステンレス鋼、鍛鋼製とするのが好ましい。
【００１９】
図２，４に示すように、ジャケット通路（２３）には、前記遮断部（２９）の両側において流体導入口（３０）が連通しており、所望の流体がジャケット通路（２３）に導入され、弁本体を該流体により加熱或いは冷却等する。一方の流体導入口（３０）から流入した流体は遮断部（２９）の存在によってジャケット通路（２３）を一方向に流れて他方の流体導入口（３０）から流出する。導入する流体が蒸気等の場合、冷却により発生するドレンを効果的に排出するために、流体導入口を弁棒（３）に対して左右対称で且下方に設けることが望ましい。従って、弁を倒立若しくは弁軸を水平にした状態で使用する場合には、隔壁（２９）の位置を変更するのが望ましい。流体導入口はねじ込み式としたが、これに限られないことは勿論であり、フランジ継手式、或いはその他の方式を採用することが出来る。
【００２０】
以上のように、下部弁棒軸支部に弁本体と一体的に隔壁を設けることにより、２分割した半円筒形状のジャケット鋼板を安定的且正確に溶接することが出来、流過流体の漏洩及び外部漏洩を防止することが可能である。又、上部軸支部と弁本体に段部を設け該段部或いはフランジ鋼板の外周縁にジャケット鋼板を支持して安定的且正確に溶接することが出来る。上下軸支部以外の部分で、ジャケット鋼板を安定的且正確に溶接するために、フランジ形の場合にはフランジ内周部に段部を全周に亘って連続的に、或いは部分的に設けることが望ましい。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、三重偏心形バタフライ弁にジャケット通路を品質面及び性能面を向上しつつ作業性良く形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるフランジ形バタフライ弁の縦断面図
【図２】同側面図であって、一部を断面して示す、
【図３】この発明にかかるウェハー形バタフライ弁の縦断面図
【図４】同側面図であって、一部を断面して示す、
【図５】フランジ形バタフライ弁の上部軸支部とジャケット鋼板の溶接部を示す拡大断面図
【図６】図５Ａ−Ａ’線に沿った断面図
【図７】フランジ形バタフライ弁の下部軸支部と遮断部を示す拡大断面図
【図８】図７Ｂ−Ｂ’線に沿った断面図
【図９】ウェハー形バタフライ弁の上部軸支部とジャケット鋼板の溶接部を示す拡大断面図
【図１０】図９Ｃ−Ｃ’線に沿った断面図
【図１１】ウェハー形バタフライ弁の下部軸支部と遮断部を示す拡大断面図
【図１２】図１１Ｄ−Ｄ’線に沿った断面図
【図１３】２分割したジャケット鋼板の溶接構造を示す図
【図１４】ウェハーが三重偏心形バタフライ弁の一般的な構造を示す縦断面図
【図１５】三重偏心の説明図
【符号の説明】
（２０）弁本体
（２１）流路溝
（２２）ジャケット鋼板
（２３）ジャケット通路
（２４）溶接面
（２５）段部
（２６）段部
（２７）フランジ
（２８）フランジ鋼板
（２９）隔壁
（３０）流体導入口
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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