(57)【要約】【課題】キャビティ内に不活性ガスを供給してキャビティ内の気体圧力を調節することによりシールの信頼性を長期間確実にする。【解決手段】一次側配管２と二次側配管３とに接続された弁箱４と、該弁箱４内に回動可能に配設されたボール弁体５と、弁箱４の一次側および二次側の開口４ｂ、４ｃとボール弁体５の外面５ａと対峙する部分４ａとの境界に隣接して設けたリング状のシール部材６、６ａとを有してなり、弁箱４の内面４ａとボール弁体５の外面５ａとの間にキャビティ７が形成されているボールバルブ１において、遮断弁１５を有しキャビティ７内のガスを放出するガス回収管１４を接続するとともに、一次側２、二次側３およびキャビティ７内の圧力を検出する圧力計２２、２３、２４を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側配管と二次側配管とに接続された弁箱と、該弁箱内に回動可能に配設されたボール弁体と、弁箱の一次側および二次側の開口とボール弁体の外面と対峙する部分との境界に隣接して設けたリング状のシール部材とを有してなり、弁箱の内面とボール弁体の外面との間にキャビティが形成されているボールバルブにおいて、遮断弁を有しキャビティ内のガスを放出するガス回収管を接続するとともに、一次側、二次側およびキャビティ内の圧力を検出する圧力計を設けたことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
上記ボールバルブにおいて、キャビティ内にガスを供給するガス供給管を接続し、ボールバルブを閉止した際に、キャビティ内にガスを供給するようにしたことを特徴とするボールバルブ。
【請求項３】
キャビティ内に供給するガスは、不活性ガスまたは配管内を流れるガスに悪影響を与えないガスである請求項２記載のボールバルブ。
【請求項４】
キャビティに、ガス供給管に加えてガス回収管を接続してキャビティ内にガスを供給するか、キャビティ内のガスを放出するかを切り換えることができるようにした請求項２または請求項３記載のボールバルブ。
【請求項５】
ガス供給管の中間にガス回収管を接続した請求項２ないし請求項４記載のボールバルブ。
【請求項６】
キャビティに、キャビティ内の圧力を調節する圧力調節装置を設けた請求項２ないし請求項５記載のボールバルブ。
【請求項７】
圧力調節装置は、ボールバルブの一次側に設けた圧力発信器と、二次側に設けた圧力発信器と、キャビティ内の圧力を検出する圧力発信器と、ガス供給管に設けたガス流量制御弁と、上記３つの圧力発信器からの信号を受けてガス流量制御弁に制御信号を送る制御装置とからなる請求項６記載のボールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガスなどの気体を送給する配管に設けられるボールバルブに係り、特に５００〜１，０００ｍｍの大口径配管に設けられて高圧で高いシール性が要求されるボールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来のボールバルブの断面図である。図２において、ａはボールバルブである。ｂはボールバルブａの弁箱であり、本体ｂ１とキャップｂ２とからなり、ボルトｅで締結されている。ｃはボール弁体ｇを収容するキャビティである。ｄはガスなどの一次側流路であり、ｆはガスなどの二次側流路である。ボール弁体ｇは、水平方向中心にボール内流路ｈを有している。ｉはボール弁体ｇの頂部中心に設けた弁棒である。ｊは弁棒ｉの上端に設けたボール弁体ｇを回動するボール回動装置である。ボール弁体ｇを回動することによって、ボール弁体ｇのボール内流路ｈと一次側流路ｄおよび二次側流路ｆとを連通させたり、閉止したりする。ボール回動装置ｊには、手動で回動するものや機械的に回動するものなどがある。ｋはシールである。なお、実線で示すボール弁体ｇは、各通路の連通状態を示し、１点鎖線で示すボール弁体ｇは、各通路の閉止状態を示している。
【０００３】
図３は特許文献１に開示されたトラニオン型ボールバルブであり、シール構造の一例を示すものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２９５６９６号公報
【０００５】
図３において、ｏはバルブボディー（弁箱）である。ｒはボール弁体、ｑはボール弁体ｒのステム（弁棒）、ｐはキャビティ、ｓは流路である。ｔは流路ｓの第１の段孔、ｕは第２の段孔である。ｖは第２の段孔ｕのシートリテーナ、ｗはシートリテーナｖの環状片、ｘは環状片ｗの環孔、ｙは環孔ｘ内に嵌合したリング状シール、ｚはシールリングである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２、図３に示す従来のボールバルブは、ボール弁体とシールとの間に砂やごみなどが挟まると著しくシール性が低下するが、どの程度シール性が低下したのか、また、上流側、下流側または両方のシールが劣化したのか必ずしもよく分からなかった。一般に、漏洩が発生した場合には、シーラントなどによるごみの除去を行ない復旧に努めるが、その作業中はボールバルブが使用できないし、シール性が復旧しない場合などもあり、最悪の場合、開放して点検したり交換などしなければならず、非常に手間のかかる作業を必要とする。
【０００７】
本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、ボールバルブを閉止した際、シールの劣化を調査したり、一次側と二次側のガスの種類が異なる場合、キャビティ内に不活性ガスを供給してキャビティ内の気体圧力を調節することによりシールの信頼性を長期間確実にするボールバルブを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１記載発明のボールバルブは、一次側配管と二次側配管とに接続された弁箱と、該弁箱内に回動可能に配設されたボール弁体と、弁箱の一次側および二次側の開口とボール弁体の外面と対峙する部分との境界に隣接して設けたリング状のシール部材とを有してなり、弁箱の内面とボール弁体の外面との間にキャビティが形成されているボールバルブにおいて、遮断弁を有しキャビティ内のガスを放出するガス回収管を接続するとともに、一次側、二次側およびキャビティ内の圧力を検出する圧力計を設けたものである。
【０００９】
また、本願請求項２記載発明のボールバルブは、上記ボールバルブにおいて、キャビティ内にガスを供給するガス供給管を接続し、ボールバルブを閉止した際に、キャビティ内にガスを供給するようにしたものである。
【００１０】
キャビティ内に供給するガスは、不活性ガスまたは配管内を流れるガスに悪影響を与えないガスであるのが好ましい。
【００１１】
キャビティに、ガス供給管に加えてガス回収管を接続してキャビティ内にガスを供給するか、キャビティ内のガスを放出するかを切り換えることができるようにしてもよい。
【００１２】
ガス供給管の中間にガス回収管を接続してもよい。
【００１３】
キャビティに、キャビティ内の圧力を調節する圧力調節装置を設けのが好ましい。
【００１４】
また、圧力調節装置は、ボールバルブの一次側に設けた圧力発信器と、二次側に設けた圧力発信器と、キャビティ内の圧力を検出する圧力発信器と、ガス供給管に設けたガス流量制御弁と、上記３つの圧力発信器からの信号を受けてガス流量制御弁に制御信号を送る制御装置とからなるものである。
【００１５】
次に本発明の作用を説明する。本発明のボールバルブは、閉止した状態で一次側と二次側の圧力が異なるものやガスの種類が異なるものなどに使用する。
【００１６】
（１）一次側と二次側のガスの種類が同じであって、一次側が高圧、二次側が低圧である場合を考える。ボールバルブを閉じた状態で、ガス回収管のガス遮断弁を開いてキャビティ内の圧力を大気圧にした後、ガス遮断弁を閉じる。閉じて所要時間後にキャビティ内の圧力が一次側と同じ圧力になれば一次側のシールの性能が劣化していることが分かるし、同様にキャビティ内の圧力が二次側の圧力と同じになれば二次側のシールの性能が劣化していることが分かる。その場合に、シーラントを用いたり、ボールバルブの開閉を数回くり返すことによりシールとボール弁体との間に挟まった砂やごみが流れ去ればシール性能が回復するし、それでも回復しない場合には開放してシールの点検をする。
【００１７】
（２）一次側と二次側のガスの種類が異なる場合（開放して混合させる場合など）について考える。ボールバルブを閉じた状態で、上記（１）と同様な作業によりどちらのシールの性能が劣化しているか分かるし、ガス回収管のガスを分析しても分かる。シールの劣化の程度が軽い場合には、キャビティ内に不活性ガスなど、混ぜても影響がないガスを流入させて、不活性ガスの圧力を一次側と二次側のどちらか高い方の圧力と同じかそれ以上の圧力にしてやれば一次側と二次側のガスが混合するのを防ぐことができる。
【００１８】
（３）ボールバルブを開いた状態で、一次側のガスと二次側のガスの種類が同じで、一次側も二次側もキャビティも同じ高圧ガスであるときは、キャビティ内への影響のないガスの供給も、キャビティ内からのガスの放出も停止する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明のボールバルブの模式図である。図１において、１はボールバルブである。２は一次側配管で、２ａはその流路である。３は二次側配管で、３ａはその流路である。一次側配管２と二次側配管３は、都市ガスなどの気体を送給する大口径の配管で、口径が５００〜１，０００ｍｍである。４は一次側配管２と二次側配管３とにフランジ２１を介して接続された弁箱である。４ａは弁箱４の内面であり、ボール弁体５の外面５ａと対峙する部分である。４ｂは弁箱４の一次側の開口、４ｃは弁箱４の二次側の開口である。ボール弁体５は、弁箱４内に回動可能に配設されている。５ｂはボール弁体５の流路である。６、６ａは弁箱４の一次側の開口４ｂ、二次側の開口４ｃと弁箱４の内面４ａであって、ボール弁体５の外面５ａと対峙する部分４ａとの境界付近に設けたシール部材である。７は弁箱４の内面４ａとボール弁体５の外面５ａとの間に形成されたキャビティである。キャビティ７は、口径が５００〜１，０００ｍｍのボールバルブでは、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の隙間として形成される。８はボール弁体５の外面５ａの頂部に設けた弁棒である。８ａは弁棒８の上端に設けたボール弁回動装置で、ボール弁体５を回動して一次側流通路２ａと二次側流路３ａとを閉止したり、閉止状態から９０度回動して一次側流通路２ａと二次側流路３ａとを完全に連通させたり、角度を適宜変更して流体の流路を拡げたり狭くしたりする。なお、図ではボール弁体５の閉止状態を実線で、各流路の連通状態を１点鎖線で示している。ボール弁回動装置８ａには手動で回動するものや機械的に回動するものなどがある。９はボールバルブ１の一次側２に設けた一次側２の圧力を検出する圧力発信器、１０はボールバルブ１の二次側３に設けた二次側３の圧力を検出する圧力発信器である。１１は弁箱４に接続したガス供給管である。ガス供給管１１は、第１供給管１１ａと第２供給管１１ｂとをフランジ１１ｃを介して接続している。１２はガス供給管１１の第２供給管１１ｂに設けたガス流量制御弁である。１３はガス供給管１１の第２供給管１１ｂの中間に設けたキャビティ７の圧力を検出する圧力発信器である。１４はガス供給管１１の第２供給管１１ｂの中間に接続したキャビティ７内のガスを放出するガス回収管である。ガス回収管１４は、第２供給管１１ｂの中間に接続するのに代えて弁箱４に接続してもよい。１５はガス回収管１４に設けたガス遮断弁である。１６はガス流量制御弁１２を制御する制御装置である。１７、１８は圧力発信器９、１０、１３と制御装置１６との間で信号を送る信号系統、１９はガス流量制御弁１２と制御装置１６との間で信号を送る信号系統である。２２は一次側２に設けた圧力計、２３は二次側３に設けた圧力計、２４はガス供給管１１に設けた圧力計である。
【００２０】
２０は圧力調節装置で、上記ボールバルブ５の一次側に設けた圧力発信器９と、二次側に設けた圧力発信器１０と、キャビティ７内の圧力を検出する圧力発信器１３と、ガス流量制御弁１２と、上記３つの圧力発信器９、１０、１３からの信号を受けてガス流量制御弁１２に制御信号を送る制御装置１６とから構成されている。
【００２１】
次に本実施形態の作用を表１により説明する。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示すように、閉止１のケースで、一次側２のガスＡと二次側３のガスＢの種類が異なり、一次側２も二次側３も同じ高圧ガスである場合には、一次側２の圧力計９および二次側３の圧力計１０からの信号を受けて圧力調節装置２０によりガス流量制御弁１２を開いてキャビティ７内に高圧の不活性ガスＮ２を供給し、キャビティ７内のガスを高圧状態にして遮断効果を高める。
【００２４】
また、閉止２のケースで、一次側２のガスＡと二次側３のガスＢの種類が異なり、一次側２が高圧ガスで二次側３が低圧ガスである場合には、ボールバルブ１を閉じた状態で、ガス回収管１４のガス遮断弁１５を開いてキャビティ７内の圧力を大気圧にした後、ガス遮断弁１５を閉じる。ガス供給管１１に設けた圧力発信器１３が、キャビティ７内のガス圧力の上昇を検出したときは、一次側流路２ａからキャビティ７内へのガスの漏洩であることから、その漏洩分をガス回収管１４を介して放出するか、ガス供給管１１からキャビティ７内に高圧の不活性ガスＮ２を供給してキャビティ７内を高圧状態にして漏洩を止めてもよい。
【００２５】
開のケースで、ボールバルブ１を開いた状態で、一次側２のガスＡと二次側３のガスＡの種類が同じで、一次側２も二次側３もキャビティ７内も同じ高圧ガスである場合には、キャビティ７内への不活性ガスＮ２の供給も、キャビティ７内からのガスの放出も停止する。
【００２６】
一方、シールの劣化を調べたい場合には、不活性ガスＮ２を供給するガス流量制御弁１２は閉じておき、ボールバルブ１を閉じた状態にして遮断弁１５を開き、キャビティ７内の圧力を大気圧まで下げた後、遮断弁１５を閉じ、所要時間後、キャビティ７内の圧力が一次側２と同じ圧力になれば一次側２のシール６の性能が劣化していることが分かるし、同様にキャビティ７内の圧力が二次側３の圧力と同じになれば二次側３のシール６ａの性能が劣化していることが分かる。
【００２７】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、弁箱４と、一次側配管２、二次側配管３とはフランジ２１によって接続しているが、溶接継手によって接続してもよい。また、シール６、６ａの性能や、どちらのシールが劣化しているかなどを調査するだけの場合には不活性ガスの供給や圧力調整装置２０などは不要であり、ガス遮断弁１５と圧力計２２，２３，２４だけあればよい。一方圧力発信機９、１０、１３を設ける場合には、現場でも圧力を見ることができるので圧力計２２、２３、２４は不要である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のボールバルブは、ボールバルブを閉止した際、シールの劣化を調査したり、一次側と二次側のガスの種類が異なる場合、キャビティ内に不活性ガスを供給してキャビティ内の気体圧力を調節することによりシールの信頼性を長期間確実にすることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボールバルブの模式図である。
【図２】従来のボールバルブの断面図である。
【図３】特許文献１に記載のトラニオン型ボールバルブの断面図である。
【符号の説明】
１      ボールバルブ
２      一次側配管
２ａ    一次側流路
３      二次側配管
３ａ    二次側流路
４      弁箱
５      ボール弁体
６、６ａ      シール部材
７      キャビティ
８      弁軸
８ａ    ボール回動装置
９、１０、１３    圧力発信器
１１      ガス供給管
１２      ガス流量制御弁
１４      ガス回収管
１５      ガス遮断弁
１６      制御装置
２０      流体調節装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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