(57)【要約】【課題】  ボディ本体とボディキャップとのフランジ連結部におけるボディキャップ側フランジや流体出入口管路の先端部の配管連結用フランジに非チタン合金を用いたチタン製ボールバルブとして、これらのフランジ連結部に水撃による大きな圧力が加わっても破損しにくく、強度及び耐久性に優れたものを提供する。【解決手段】  弁室１０を構成するボディ本体１とボディキャップ２とのフランジ連結部におけるボディキャップ側フランジ３、ならびに流体出入口管４，５の先端部に設ける配管連結用フランジ６，７に、内周に雌ねじ８ａを刻設した非チタン合金のリング部材を用い、これらリング部材をフランジ形成するチタン合金からなる流体出入口管４，５、ボールシート受け部材９の雄ねじ８ｂを刻設した外周部に螺着する。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体接触部にチタン合金を用いたボールバルブにおいて、
弁室を構成するボディ本体とボディキャップとのフランジ連結部における少なくともボディキャップ側フランジ、ならびに流体出入口管の先端部に設ける配管連結用フランジが、いずれも内周に雌ねじを刻設した非チタン合金のリング部材からなり、
フランジを形成するチタン合金からなる各管部の雄ねじを刻設した外周部に、前記リング部材が外嵌螺合されてなることを特徴とするチタン製ボールバルブ。
【請求項２】
前記ボディ本体にチタン合金の弁棒保持筒が突設され、この弁棒保持筒の内周と弁棒の外周との間にパッキンが介装される共に、該弁棒保持筒の雄ねじを刻設した外周部に、内周に雌ねじを刻設した非チタン合金のリング部材が螺着されて押さえ取付用フランジを構成し、前記パッキンを軸方向外側から押さえる非チタン合金のリング状押さえ部材が、弁棒の外方突出部に外嵌して前記押さえ取付用フランジにボルト止めされてなる請求項１記載のチタン製ボールバルブ。
【請求項３】
前記ボディ本体の弁室外殻を構成するチタン合金からなる筒状胴部材の一端側が縮径され、この縮径された一端側の開口部にチタン合金からなる断面略Ｌ字形リング状のボールシート受け部材が嵌合し、その嵌合部で溶接されてなる請求項１又は２に記載のチタン製ボールバルブ。
【請求項４】
ボディ本体とボディキャップとのフランジ連結部におけるボディ本体側フランジがチタン合金のリング部材からなり、このフランジ部材とボディ本体の弁室外殻を構成するチタン合金からなる筒状胴部材とが溶接されてなる請求項１〜３のいずれかに記載のチタン製ボールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体接触部にチタン合金を用いたボールバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、チタン製ボールバルブは、チタン合金の優れた化学的安定性により、酸やアルカリを始めとする広範な腐食性の液体やガスを取り扱えるという利点があるが、チタン合金が非常に高価であるため、流体接触部のみにチタン合金を用い、フランジ部等の他の部分にはステンレス鋼や鉄鋼材料等の安価な材料を用いるのが普通である。しかるに、チタン合金は共材同士では溶接できても他の材料とは溶接できないことから、フランジ部に非チタン合金を用いる場合、従来よりラップジョイント（スタブエンドとも呼ばれる）方式によるルーズフランジが採用されている。
【０００３】
図１０は従来における代表的なチタン製ボールバルブを示す断面図であり、図中、チタン合金からなる部分は点を打った梨子地状の断面で表している。このチタン製ボールバルブは、図示のように、弁室４０を構成するボディ本体４１とボディキャップ４２とのフランジ連結部におけるボディキャップ側フランジ４３、ならびに流体出入口管４４，４５の先端部に設ける配管連結用フランジ４６，４７に、非チタン合金からなる独立したリング部材が用いられている。そして、これらリング部材はルーズフランジとして流体出入口管４４，４５に非固定状態で外嵌しており、フランジ４３では流体出入口管４４の基端に溶接されたチタン合金製のキャップリング４８により、フランジ４６，４７では流体出入口管４４，４５の先端に溶接されたチタン合金製のリング状フランジ面座４９，５０により、それぞれボルトによる連結時の締め付け力を受け止めるようになっている。
【０００４】
なお、図１０において、５１は貫通流路５１ａを備えたボール状弁体、５２，５３は弁座をなすリング状のボールシート、５４は下端部をボール状弁体５１に係合した弁棒、５５はボディ本体４１の弁棒保持筒４１ａと弁棒５４との間に介装されたパッキン、５６は弁棒５４に外嵌するパッキン押さえリング、５７は弁棒５４に螺合してパッキン押さえリング５６をパッキン５５に押し付ける締付ナット、５８は弁棒５４の外端部に取り付けた開閉操作用ハンドルである。
【０００５】
しかしながら、前記従来のチタン製ボールバルブでは、ラップジョイントの管部（流体出入口管４４，４５）と鍔部（リング状フランジ面座４９，５０）との溶接部の強度が乏しいため、バルブ開閉に伴う水撃（ウォーターハンマー）が発生して、ルーズフランジ部分に離接方向の大きな圧力が加わった場合に、ラップジョイントの溶接部に破損を生じ易いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みて、チタン製ボールバルブとして、流体接触部のみにチタン合金を用い、ボディ本体とボディキャップとのフランジ連結部におけるボディキャップ側フランジや、流体出入口管路の先端部の配管連結用フランジに非チタン合金を用いる構成において、これらのフランジ連結部にバルブ開閉に伴う水撃によって大きな圧力が加わっても破損しにくく、強度及び耐久性に優れたものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、図面の参照符号を付して示せば、流体接触部にチタン合金を用いたボールバルブにおいて、弁室１０を構成するボディ本体１とボディキャップ２とのフランジ連結部における少なくともボディキャップ側フランジ３、ならびに流体出入口管４，５の先端部に設ける配管連結用フランジ６，７が、いずれも内周に雌ねじ８ａを刻設した非チタン合金のリング部材からなり、フランジ３，６，７を形成するチタン合金からなる各管部（流体出入口管４，５、ボールシート受け部材９）の雄ねじ８ｂを刻設した外周部に、前記リング部材が外嵌螺合されてなることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、上記請求項１のチタン製ボールバルブにおいて、前記ボディ本体１にチタン合金の弁棒保持筒１１が突設され、この弁棒保持筒１１の内周と弁棒１２の外周との間にパッキン１３が介装される共に、該弁棒保持筒１１の雄ねじ８ｂを刻設した外周部に、内周に雌ねじ８ａを刻設した非チタン合金のリング部材が螺着されて押さえ取付用フランジ１４を構成し、前記パッキン１３を軸方向外側から押さえる非チタン合金のリング状押さえ部材１５が、弁棒１２の外方突出部１２ａに外嵌して前記押さえ取付用フランジ１４にボルト止めされてなるものとしている。
【０００９】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２のチタン製ボールバルブにおいて、前記ボディ本体１の弁室外殻を構成するチタン合金からなる筒状胴部材１６の一端側１６ａが縮径され、この縮径された一端側１６ａの開口部にチタン合金からなる断面略Ｌ字形リング状のボールシート受け部材１７が嵌合し、その嵌合部で溶接されてなるものとしている。
【００１０】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかのチタン製ボールバルブにおいて、ボディ本体１とボディキャップ２とのフランジ連結部におけるボディ本体側フランジ１８がチタン合金のリング部材からなり、このリング部材とボディ本体１の弁室外殻を構成するチタン合金からなる筒状胴部材１６とが溶接されてなるものとしている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係るチタン製ボールバルブでは、ボディ本体とボディキャップとのフランジ連結部におけるボディキャップ側フランジ、ならびに流体出入口管の先端部に設ける配管連結用フランジが非チタン合金のリング部材からなるが、これらリング部材の内周がチタン合金からなる管部の外周に対してねじで螺着しているため、非チタン合金のフランジが管部に強固に支持され、フランジ連結部にバルブ開閉に伴う水撃によって離接方向の大きな圧力が加わっても、この圧力はねじによる螺合部分全体で受け止められることから、フランジ連結部での破損が防止され、もって優れた耐久性を発揮する。
【００１２】
請求項２の発明によれば、ボディ本体の弁棒保持筒の外周に押さえ取付用フランジとして非チタン合金のリング部材を螺着し、弁棒保持筒の内周と弁棒との間に介装されたパッキンを押さえるリング状押さえ部材を該押さえ取付用フランジにボルト止めしているから、ボディ本体における弁棒嵌入部の封止構造が簡素で組み立て容易となる上、押さえ取付用フランジに非チタン合金を用いるため、高価なチタン合金の使用量が少なくなって経済的であると共に、押さえ取付用フランジの取付強度を充分に確保できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、ボディ本体の弁室外殻を構成するチタン合金からなる筒状胴部材の縮径された一端側の開口部に、チタン合金からなるＬ字形リング状のボールシート受け部材を嵌合して溶接していることから、弁室外殻の一方のボールシート側が凹曲面状になって耐圧強度が増すと共に、ボールシート受け部材を薄肉にできるので、高価なチタン合金の使用量が少なくなって経済的である。
【００１４】
請求項４の発明によれば、ボディ本体とボディキャップとのフランジ連結部におけるボディ本体側フランジと、ボディ本体の弁室外殻を構成する筒状胴部とをチタン合金製の別部材として、相互に溶接する構成としているから、両部材をチタン合金製の管材や板材のプレス成形によって容易に且つ安価に製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るチタン製ボールバルブの一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図１〜図５及び図７において、チタン合金からなる部分は点を打った梨子地状の断面で表している。
【００１６】
図１に示すように、このチタン製ボールバルブは、弁室１０の両側に流体出入口管４，５が同心状に突設され、該弁室１０の両流体出入口管４，５に臨む開口部周縁に弁座をなすリング状のフッ素系樹脂等からなるボールシート１９，２０が嵌装されると共に、該弁室１０内に貫通流路２１ａを備えたボール状弁体２１が両ボールシート１９，２０と密接状態で装填され、このボール状弁体２１の外周面に設けた係合凹部２１ｂに、外側から弁室１０内へ両流体出入口管４，５の軸心方向と直交する方向に突入した弁棒１２の非円形先端部１２ｂが係合し、該弁棒１２の外端に止着される開閉操作用ハンドル（図示省略…図１０の開閉操作用ハンドル５８と同様）の操作によって弁体２１が回転し、その貫通流路２１ａが両流体出入口管４，５に同軸状に連通する開放位置と、該開放位置に対して角度９０°向きを変えた遮蔽位置とに切り換わるようになっている。
【００１７】
弁室１０は、その内部にボール状弁体２１を装填するために、一側に開放したボディ本体１とボディキャップ２とに分割構成されており、ボール状弁体２１の装填後に、ボディ本体１の開放部外周縁に設けたボディ本体側フランジ１８と、ボディキャップ側フランジ３とをパッキン２２を介して締結ボルト２３…によって締着することにより、両者１，２を連結するようになっている。なお、ボディキャップ側フランジ３には複数のボルト挿通孔３ａ…が、ボディ本体側フランジ１８には複数のねじ孔１８ａ…が、それぞれ周方向一定間隔置きに且つ両フランジ３，１８の同位置に設けられている。しかして、ボディ本体１には一方の流体出入口管４が一体化されると共に、ボディキャップ２には他方の流体出入口管５が一体化され、もってバルブケーシング全体が各々一体物であるケーシング本体２４とソケット２５とで構成されている。
【００１８】
両流体出入口管４，５の先端部外周には、それぞれ周方向に沿って一定間隔置きにボルト挿通孔６ａ，７ａを有する配管連結用フランジ６，７と、これらフランジ６，７よりも先端側に位置して前面を流体出入口管４，５の端面と面一にするリング状フランジ面座２６，２７とが設けてある。一方、ボディ本体１には弁棒１２を回転自在に保持する弁棒保持筒１１が外向きに突設され、この弁棒保持筒１１の先端部外周に押さえ取付用フランジ１４が設けられると共に、該この弁棒保持筒１１の内周と弁棒１２の外周との間にパッキン１３が介装され、更にリング状押さえ部材１５が弁棒１２の外方突出部１２ａに外嵌して押さえ取付用フランジ部材１４に取付ボルト２８，２８で止着されている。
【００１９】
ここで、ボディ本体１、ボディキャップ２、流体出入口管４，５、弁棒保持筒１１、ボディ本体側フランジ１８、ボール状弁体２１、リング状フランジ面座２６，２７は、いずれもチタン合金にて構成されている。これに対し、ボディキャップ側フランジ３、配管連結用フランジ６，７、押さえ取付用フランジ１４、リング状押さえ部材１５は、いずれもステンレス鋼や鉄鋼材料等の非チタン合金にて構成されている。
【００２０】
しかして、非チタン合金製であるボディキャップ側フランジ３、配管連結用フランジ６，７、押さえ取付用フランジ１４は、これらを取り付けるチタン合金製の管部つまりボディキャップ２、流体出入口管４，５、弁棒保持筒１１に対して溶接できないが、図１，図３，図５及び図９に示すように、その各々のフランジ形成に用いるリング部材の内周に雌ねじ８ａを設ける一方、相手側の管部（２，４，５，１１）の外周に雄ねじ８ｂを設けることにより、その雄ねじ８ｂと雌ねじ８ａの螺合によってねじ込み式に管部（２，４，５，１１）に装着している。
【００２１】
なお、ケーシング本体２４は、図２に示すように、周方向に沿って一定間隔置きにねじ孔１８ａ…を設けたボディ本体側フランジ１８、弁室１０の外郭を構成する筒状胴部材１６、断面略Ｌ字形リング状のボールシート受け部材１７、外周に雄ねじ８ｂを設けた流体出入口管４、配管連結用フランジ６，リング状フランジ面座２６、弁棒保持筒１１、押さえ取付用フランジ１４（図３参照）の各部材からなる。そして、チタン合金製の部材（１８，１６，１７，４，２６）は、チタン合金の管や板からプレス成形によって製作されており、図１に示すように相互の溶接によってケーシング本体２４の主要部を形成している。ただし、リング状フランジ面座２６は、図３に示すように、配管連結用フランジ６を流体出入口管４に螺着した後に、該流体出入口管４の先端に溶接することになる。また、筒状胴部材１６は一端側１６ａが外向き凸のアール状に縮径されており、この一端側１６ａの開口部にボールシート受け部材１７を嵌合して、その嵌合部分を溶接している。
【００２２】
押さえ取付用フランジ１４は、図４及び図５に示すように、平面視略菱形であり、その長径部の両側２箇所にねじ孔１４ａが設けてある。そして、ボディ本体側フランジ１８及びボディキャップ側フランジ３は、図１，図５及び図６に示すように、押さえ取付用フランジ１４を弁棒保持筒１１に螺着する際に干渉しないように、外周一部を接線方向に沿って切除した形状としている。また、リング状押さえ部材１５は、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、押さえ取付用フランジ１４に対応した平面視略菱形で、長径部の両側２箇所にボルト挿通孔１５ａを有すると共に、下面側に押圧用の環状凸部１５ｂを備えている。
【００２３】
一方、ソケット２５は、図８に示すように、弁室１０側面の周縁にパッキン嵌合用環状凹段部２９ａを有して弁室一側壁を構成するキャップ側のリング状フランジ面座２９、外周に雄ねじ８ｂを刻設した断面略Ｌ字形リング状のボールシート受け部材９、ボディキャップ側フランジ３、一端（先端）側外周に雄ねじ８ｂを設けた流体出入口管５、配管連結用フランジ７，配管連結側のリング状フランジ面座２７の各部材からなる。そして、チタン合金製の部材（２９，９，５，２７）は、チタン合金の管や板からプレス成形によって製作されており、図１に示すように相互の溶接によってソケット２５の主要部を形成しており、リング状フランジ面座２９とボールシート受け部材９とでボディキャップ２が構成される。なお、配管連結側のリング状フランジ面座２７は、図９に示すように、ボディキャップ側フランジ３及び配管連結用フランジ６を螺着した後に、流体出入口管５の先端に溶接される。
【００２４】
なお、ボール状弁体２１は、円板状のチタン合金製シートのプレス加工によって得られる半球状体の２個を溶接して球殻を作製し、この球殻に孔明け加工し、貫通流路２１を構成するチタン合金製パイプを挿嵌すると共に、チタン合金製シートのプレス加工によって得られる係合凹部２１ｂ形成用部材を嵌合し、これら部材同士の接合部を溶接し、熱処理によって歪みを取った上で、切削加工や研磨加工による仕上げを施して製作される。
【００２５】
上記構成のチタン製ボールバルブでは、ボディキャップ側フランジ３、配管連結用フランジ６，７に非チタン合金を用いることにより、高価なチタン合金の使用量を少なくして材料コストを低減しているが、これらフランジ３，６，７は、従来のようなルーズフランジではなく、これらのリング部材の内周に設けた雌ねじ８ａと、フランジを形成する管部側の外周に設けた雄ねじ８ｂとの螺合により、管部側にねじ込み式に取り付けられて強固に支持されている。従って、フランジ連結部にバルブ開閉に伴う水撃によって離接方向の大きな圧力が加わっても、この圧力がねじによる螺合部分全体で受け止められることから、フランジ連結部での破損が防止され、もって流体接触部のみにチタン製ボールバルブとして優れた耐久性が得られる。
【００２６】
また、この実施形態では、ボディ本体１の弁棒保持筒１１の外周に押さえ取付用フランジ１４を設け、弁棒保持筒１１の内周と弁棒１２との間に介装されたパッキン１３を押さえるリング状押さえ部材１５を該押さえ取付用フランジ１４にボルト止めすることから、ボディ本体１における弁棒嵌入部の封止構造が簡素で組み立て容易である上、押さえ取付用フランジ１４に非チタン合金のリング部材を用い、このリング部材をチタン合金からなる弁棒保持筒１１に対してねじで螺着する構成としているから、高価なチタン合金の使用量が少なくなって経済的であると共に、押さえ取付用フランジ１４の取付強度を充分に確保できるという利点がある。
【００２７】
更に、ボディ本体１の弁室外殻を構成するチタン合金からなる筒状胴部材１６の一端側１６ａを縮径し、この一端側１６ａの開口部に同じくチタン合金からなるＬ字形リング状のボールシート受け部材１７を嵌合し、この嵌合部分て溶接していることから、弁室外殻の一方のボールシート１９側が凹曲面状になって耐圧強度が増すと共に、ボールシート受け部材１７を薄肉にできるので、高価なチタン合金の使用量が少なくなって経済的であり、流体出入口管５側を上にする使用形態では弁室１０内に液溜まりを生じにくくなるという利点もある。また、ボディ本体１のボディ本体側フランジ１８と弁室外殻を構成する筒状胴部とをチタン合金製の別部材として、相互に溶接する構成としているから、両部材をチタン合金製の管材や板材のプレス成形によって容易に且つ安価に製作できる。
【００２８】
なお、本発明においては、例えばボディ本体１のボディ本体側フランジ１８を、ボディキャップ側フランジ３と同様に、内周に雌ねじを設けた非チタン合金からなるリング部材にて構成し、筒状胴部材１６の外周に設けた雄ねじに螺合する構成としてもよい。その他、本発明のチタン製ボールバルブの細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るチタン製ボールバルブの縦断側面図である。
【図２】同ボールバルブにおけるケーシング本体を構成部材に分解して示す縦断側面図である。
【図３】同ケーシング本体における配管連結用フランジ及び押さえ取付用フランジの取付け操作を示す一部破断側面図である。
【図４】同ケーシング本体の押さえ取付用フランジ部分の平面図である。
【図５】同ケーシング本体の半断面正面図である。
【図６】同ボールバルブのボディキャップ側フランジの正面図である。
【図７】同ボールバルブに用いるリング状押さえ部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は径方向縦断面図である。
【図８】同ボールバルブにおけるソケットを構成部材に分解して示す縦断側面図である。
【図９】同ソケットにおける配管連結用フランジ及びボディキャップ側フランジの取付け操作を示す一部破断側面図である。
【図１０】従来のチタン製ボールバルブの構成例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      ホディ本体
２      ボディキャップ
３      ボディキャップ側フランジ
４，５  流体出入口管（管部）
６，７  配管接続用フランジ
８ａ    雌ねじ
８ｂ    雄ねじ
９      ボールシート受け部材（管部）
１０    弁室
１１    弁棒保持筒
１２    弁棒
１２ａ  外方突出部
１３    パッキン
１４    押さえ取付用フランジ
１５    リング状押さえ部材
１６    筒状胴部材
１６ａ  一端側
１７    ボールシート受け部材
１８    ボディ本体側フランジ
【図１】
2005330982.tif 000003
【図２】
2005330982.tif 000004
【図３】
2005330982.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005330982.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005330982.tif 000009
【図８】
2005330982.tif 000010
【図９】
2005330982.tif 000011
【図１０】
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