(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路間を連通する連通路を有する弁本体と、該弁本体に回動自在に装着される弁軸と、
該弁軸に一体に取り付けられるとともに、該弁軸の回動に追従して揺動して前記連通路を開閉する弁体と、を具える逆止め弁と、
前記弁体により前記連通路が開放される場合には、前記連通路内の流体の圧力によって前記弁軸を軸線方向に押圧し、前記弁体により前記連通路が遮断される場合には、前記弁軸の軸線方向の押圧が解除される前記弁軸と前記弁本体との間をシールするパイロット弁と、
前記弁軸の軸端と前記弁体との間に設けられて、前記弁軸を軸線方向に常時付勢して前記シール部材を前記弁本体に常時圧接する付勢機構と、を有し、
前記付勢機構は、前記弁軸の軸端に取り付けられるロッドと、前記弁本体に一体に取り付けられる内側受け部材と、該内側受け部材に対向して設けられるとともに、前記ロッドに第１軸受を介して相対的に回動自在に取り付けられる外側受け部材と、前記内側受け部材と前記外側受け部材との間に装着されるとともに、両受け部材を互いに離間する方向に付勢するばね部材と、前記ロッドに螺着されるとともに、螺着位置の調整が可能な荷重調整ナットと、該荷重調整ナットと前記外側受け部材との間に介装されるとともに、両者を相対的に回動自在に支持する第２軸受とからなることを特徴とする逆止め弁の弁軸のシール機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、逆止め弁の弁軸のシール機構に関し、特に、コンバインドプラント、火力プラント等に用いられる再熱蒸気止め弁（ＲＳＶ）、低圧主蒸気止め弁（ＬＰＭＳＶ）等のスイング式の逆止め弁の弁軸と弁本体との間をシールするのに有効な逆止め弁の弁軸のシール機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインプラント、火力プラント等の蒸気の流路を開閉するために用いられる再熱蒸気止め弁（ＲＳＶ）、低圧主蒸気止め弁（ＬＰＭＳＶ）等の逆止め弁には種々のタイプのものがあり、例えば、図６及び図７に示すようなスイング式の逆止め弁が一般に知られている。
【０００３】
すなわち、この逆止め弁６１は、流路間を連通する連通路６３を有する弁本体６２と、弁本体６２に回動自在に装着される弁軸７１と、弁軸７１にアーム７６を介して一体に取り付けられるとともに、弁軸７１の回動に追従して揺動して弁本体６２の連通路６３を開閉する皿状の弁体７５と、弁軸７１を介して弁体７５を開閉駆動させる駆動機構８０とを具えている。
【０００４】
弁軸７１は、ブッシュ６９を介して弁本体６２に回動自在に装着されるものであって、大径部７２と小径部７３の２段に形成され、大径部７２にはアーム７６を介して弁体７５が一体に取り付け、小径部７３は弁本体６２を貫通して端部が弁本体６２外に突出し、その突出している部分に駆動機構８０が取り付けられるようになっている。
【０００５】
駆動機構は８０、油圧シリンダ８２と、油圧シリンダ８２のロッド８３と弁軸７１とを連結するリンク機構８４と、ロッド８３を没入する方向に付勢するばね部材９０とを具えたものであって、油圧シリンダ８２のロッド８３の直線運動をリンク機構８４を介して回動運動に変換することにより、弁軸７１を回動させるように構成したものである。
【０００６】
弁軸７１の一端部にはトリップパイロット弁９１を介して流路内を流通する流体圧（蒸気圧、以下蒸気圧という。）が作用し、この蒸気圧によって弁軸７１が軸線方向に押圧されるようになっている。
【０００７】
弁軸７１の大径部７２と小径部７３との境界部には環状のショルダーリング９２が装着され、弁軸７１が流体圧の作用によって軸線方向に押圧されたときに、このショルダーリング９２がブッシュ６９の端面７０に圧接されることにより、弁軸７１と弁本体６２との間がシールされるようになっている（図５参照）。
【０００８】
そして、上記のような構成の逆止め弁６１を開いて流体の流路間を連通するには、駆動機構８０の油圧シリンダ８２を作動させてロッド８３をばね部材９０の付勢力に抗して下方に突出させ、このロッド８３の直線運動をリンク機構８４を介して回動運動に変換させて弁軸７１を一方に回動させ、弁軸７１の回動に追従させて弁体７５を揺動させて連通路６３を開放する。
【０００９】
この場合、トリップパイロット弁９１を閉じた状態とすることにより、弁軸７１の軸端に流路内の蒸気圧が作用し、弁軸７１が軸線方向に押圧されてショルダーリング９２がブッシュ６９の端面７０に圧接され、弁軸７１と弁体７５との間がシールされ、流路内を流通する蒸気が大気側に漏れるのを防止できる。
【００１０】
一方、逆止め弁６１を閉じて流体の流路を遮断するには、駆動機構８０の油圧シリンダ８２の作動を停止させて、ばね部材９０の付勢力によりロッド８３を上方（没入する方向）に押し上げ、このロッド８３の直線運動をリンク機構８４を介して回転運動に変換させて弁軸７１を他方に回動させ、弁軸７１の回動に追従させて弁体７５を揺動させて連通路６３を閉塞する。
【００１１】
この場合、トリップパイロット弁９１を開いた状態とすることにより、弁軸７１の軸端に作用している蒸気圧が開放され、弁軸７１が蒸気圧によって軸線方向に押圧されることはなく、ショルダーリング９２はブッシュ６９の端面１０に軽く接触した状態となり、回動時のフリクションを小さく抑えることができるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成の逆止め弁６１にあっては、起動時の流路内の蒸気圧が低い場合に、弁軸７１の軸端に作用する蒸気圧が低く、弁軸７１を軸線方向に押圧する押圧力が小さいため、回動方向への抵抗力に打ち勝って弁軸７１を軸線方向に押圧することができない。このため、ショルダーリング９２をブッシュ６９の端面７０に強く圧接させることができず、ショルダーリング９２とブッシュ６９との間のシールが不完全となり、流路内の蒸気が大気側に漏れ出てしまう。
【００１３】
このような大気側に洩れ出た蒸気の一部はグランドコンデンサーで回収することができるが、グランドコンデンサーの回収能力が低いために、全てを回収することはできず、水分を多く含んだ蒸気が大気側に白煙状態となって吹き上がってしまい、作業性が悪化するとともに、周辺機器に悪影響を及ぼすことになる。
【００１４】
この発明は、起動時の流路内の蒸気圧が低く、弁軸の軸端に作用する蒸気圧が低い場合であっても、弁軸を回動方向への抵抗力に打ち勝って軸線方向に十分に押圧することができ、これによりショルダーリングをブッシュの端面に強く圧接することができて、両者間をシールすることができ、蒸気が大気側に漏れ出るのを防止することができる逆止め弁の弁軸のシール機構を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためにこの発明は、流路間を連通する連通路を有する弁本体と、該弁本体に回動自在に装着される弁軸と、該弁軸に一体に取り付けられるとともに、該弁軸の回動に追従して揺動して前記連通路を開閉する弁体と、を具える逆止め弁と、前記弁体により前記連通路が開放される場合には、前記連通路内の流体の圧力によって前記弁軸を軸線方向に押圧し、前記弁体により前記連通路が遮断される場合には、前記弁軸の軸線方向の押圧が解除される前記弁軸と前記弁本体との間をシールするパイロット弁と、前記弁軸の軸端と前記弁体との間に設けられて、前記弁軸を軸線方向に常時付勢して前記シール部材を前記弁本体に常時圧接する付勢機構と、を有し、前記付勢機構は、前記弁軸の軸端に取り付けられるロッドと、前記弁本体に一体に取り付けられる内側受け部材と、該内側受け部材に対向して設けられるとともに、前記ロッドに第１軸受を介して相対的に回動自在に取り付けられる外側受け部材と、前記内側受け部材と前記外側受け部材との間に装着されるとともに、両受け部材を互いに離間する方向に付勢するばね部材と、前記ロッドに螺着されるとともに、螺着位置の調整が可能な荷重調整ナットと、該荷重調整ナットと前記外側受け部材との間に介装されるとともに、両者を相対的に回動自在に支持する第２軸受とからなる手段を採用したものである。
【００１６】
【作用】
この発明は前記のような手段を採用したことにより、弁軸の軸端と弁本体との間に設けられる付勢機構により、弁軸が軸線方向に常時付勢され、シール部材が弁本体に常時圧接されることになるので、弁軸と弁本体との間は常時シールされることになる。また、ばね部材により内側受け部材と外側受け部材とを互いに離間する方向に付勢すると、外側部材、軸受、及び荷重調整ナットを介してロッドが外側受け部材と同一方向に一体に付勢され、ロッドと一体に弁軸が軸線方向に付勢されることになるので、シール部材が弁本体に圧接され、弁軸と弁本体との間がシールされることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示すこの発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、この発明による逆止め弁のシール機構の一実施の形態が示されていて、この逆止め弁のシール機構は、コンバインプラント、火力プラント等の蒸気の流路を開閉する再熱蒸気止め弁（ＲＳＶ）、低圧主蒸気止め弁（ＬＳＰＭＳＶ）等のスイング式の逆止め弁に用いられるものであって、逆止め弁の弁軸と弁本体との間をシールするのに有効となるものである。
【００１８】
逆止め弁１は、流路間を連通する連通路３を有する弁本体２と、弁本体２に回動自在に装着される弁軸１１と、弁軸１１に一体に取り付けられるとともに、弁軸１１の回動に追従して揺動して弁本体２の連通路３を開閉する弁体１５と、弁軸１１を介して弁体１５を開閉駆動させる駆動機構２０とを具えている。
【００１９】
弁本体２は、略同一軸線上に流入口４及び流出口５が位置する連通路３を有し、この連通路３の流出口５側に弁座６が設けられ、この弁座６に弁体１５が当接、離間することで連通路３が開放、閉塞されるものである。連通路３の上部には連通路３と連通する弁室７が設けられ、この弁室７と連通路３との間を弁体１５が揺動するようになっている。弁室７の近傍には弁本体２を連通路３と直交する方向に貫通する弁軸挿通用の孔８が設けられ、この弁軸挿通用の孔８内には筒状のブッシュ９が複数箇所に嵌合され、このブッシュ９の内周側に弁軸１１が回動自在に挿着されるようになっている。
【００２０】
弁軸１１は、丸棒状をなすものであって、弁室７内に位置する大径部１２と、大径部１２に連続する大径部１２よりも小径の小径部１３とからなり、小径部１３は弁室７を貫通して端部が弁本体２外に突出し、その突出している部分に駆動機構２０が取り付けられるようになっている。
【００２１】
弁体１５は、皿状をなすものであって、アーム１６を介して弁軸１１の大径部１２に一体に取り付けられ、弁軸１１の回動に追従してアーム１６を介して弁室７と連通路３との間を揺動するようになっている。弁体１５とアーム１６とはボルト１７とナット１８を介して一体に連結され、弁軸１１とアーム１６とはキー１９を介して一体に連結されるようになっている。
【００２２】
駆動機構２０は、弁本体２に連設されるハウジング２１に設けられるものであって、ハウジング２１の上部に設けられる油圧シリンダ２２と、油圧シリンダ２２のロッド２３と弁軸１１とを連結するとともに、ロッド２３の直線運動を回動運動に変換するリンク機構２４と、ロッド２３を没入する方向に付勢するばね部材３０とを具えている。
【００２３】
リンク機構２４は、弁軸１１にキー２５を介して一体に連結されるレバー２６と、レバー２６とロッド２３との間に設けられるリンク２７と、レバーと２６リンク２７とを相対的に回動自在に連結するピン２８と、リンク２７とロッド２３とを相対的に回動自在に連結するピン２９とから構成されている。
【００２４】
弁本体２の弁軸挿通用の孔８の一端開口部にはトリップパイロット弁３１が設けられ、このトリップパイロット弁３１を介して弁軸１１の一端部に流路内の蒸気圧が作用するようになっている。
【００２５】
弁軸１１の大径部１２と小径部１３との境界部にはショルダーリング３２が装着されるとともに、ショルダーリング３２に対向するブッシュ９の端面１０は所定の角度のテーパー面に形成されるようになっている。そして、弁軸１１の一端部に流路内の蒸気圧が作用すると、弁軸１１は軸線方向に押圧されてショルダーリング３２がブッシュ９の端面１０に圧接され、両者間がシールされるものである。ショルダーリング３２は環状をなすとともに、ブッシュ９の端面１０との対向面が球体面に形成されるものであって、弁軸１１が軸線方向に微動してもブッシュ９の端面１０とのシール性を確保するようになっている（図５参照）。
【００２６】
弁軸１１の軸端には付勢機構３３が設けられるようになっている。付勢機構３３は、弁軸１１の一端部に一体に取り付けられるロッド３４と、弁本体２に一体に取り付けられる内側受け部材３８と、ロッド３４に軸受（第１軸受）４２を介して回動自在に取り付けられる外側受け部材４３と、内側受け部材３８と外側受け部材４３との間に装着されるとともに、両受け部材３８、４３を互いに離間する方向に付勢するばね部材４８と、ロッド３４に取り付けられるとともに、取付け位置の調整が可能な荷重調整ナット４９と、荷重調整ナット４９と外側受け部材４３との間に介装されて両者を相対的に回動自在に支持する軸受（第２軸受）５１とを具えている。
【００２７】
ロッド３４は、両端にねじ部３５、３６を有する棒状をなすものであって、一端部のねじ部３５を弁軸１１の一端部に設けたねじ穴１４に螺合させ、この状態で一端部のねじ部３５に螺着させたロックナット３７を弁軸１１の端面側に締め付けることで、弁軸１１の一端部に一体に取り付けられるようになっている。
【００２８】
内側受け部材３８は、円板状をなすものであって、表面中央部には筒状の突起３９が一体に設けられ、この突起３９の内周側にばね部材４８が装着されるようになっている。ばね部材４８は、皿ばねが有効であるが、他のタイプのばね（コイルばね等、ゴム状弾性体等）であっても良いものである。突起３９の中心部には軸挿通用の孔４０が貫通した状態で設けられ、この軸挿通用の孔４０内をロッド３４が挿通するようになっている。内側受け部材３８は、周方向に等間隔ごとに設けられる３本の棒状の支持軸４１を介して弁本体２側に着脱自在に取り付けられるようになっている。
【００２９】
外側受け部材４３は、円板状をなすものであって、表面中央部には円柱状の突起４４が一体に設けられ、この突起４４を内側受け部材３８の突起３９の内周側に遊嵌させることで、内側受け部材３８との間でばね部材４８を弾性支持するようになっている。突起４４の中心部には軸挿通用の孔４５が貫通した状態で設けられ、この軸挿通用の孔４５の中心部をロッド３４が挿通するようになっている。軸挿通用の孔４５は表面側が小径部４６に、裏面側が小径部４６よりも大径の大径部４７に形成され、小径部４６には軸受であるラジアル軸受４２が装着され、このラジアル軸受４２を介してロッド３４と外側受け部材４３とが相対的に回動自在となるものである。大径部４７には軸受であるスラスト軸受５１が装着されるようになっている。
【００３０】
荷重調整ナット４９は、ロッド３４の他端部のねじ部３６に螺着されるものであって、底面側をスラスト軸受５１側に当接させることで、荷重調整ナット４９が外側受け部材４３に対して相対的に回動自在となるものである。荷重調整ナット４９の外側にはロックナット５０が螺着され、このロックナット５０により荷重調整ナット４９を所定の螺着位置に固定することができるものである。
【００３１】
そして、上記のような構成の付勢機構３３を弁軸１１の一端部と弁本体２との間に設けることで、ばね部材４８の付勢力が外側受け部材４３、スラスト軸受、５１荷重調整ナット４９及びロッド３４を介して弁軸１１に伝達され、弁軸１１が軸線方向に引っ張られてショルダーリング３２がブッシュ９の端面１０に圧接され、ショルダーリング３２とブッシュ９との間、すなわち弁軸１１と弁本体２との間がシールされるものである。
【００３２】
次に前記に示すものの作用について説明する。
まず、逆止め弁１を開いて流体の流通を許容する場合には、駆動機構２０の油圧シリンダ２２を作動させてロッド２３をばね部材３０の付勢力に抗して下方に突出させ、ロッド２３の直線運動をリンク機構２４を介して回動運動に変換し、弁軸１１を一方に回動させて弁軸１１２の回動に追従させて弁体１５を揺動させて弁体１５を弁座６から離間させ、連通路３を開放して連通路３を介して流路間を連通する。
【００３３】
この場合、トリップパイロット弁３１を閉じた状態とすることにより、弁軸１１の軸端に流路の蒸気圧が作用し、この蒸気圧により弁軸１１は軸線方向に押圧される。また、この場合、付勢機構３３のばね部材４８による付勢力も同時に弁軸１１に作用しているので、弁軸１１は蒸気圧とばね部材４８の付勢力との協働により軸線方向に押圧されることになり、ショルダーリング３２がブッシュ９の端面１０に強く圧接され、弁軸１１と弁本体２との間がシールされ、流路内を流通する蒸気が大気側に漏れ出るのを防止できる。
【００３４】
次に、逆止め弁１を閉じて流体の流通を阻止する場合には、駆動機構２０の油圧シリンダ２２の作動を停止させてばね部材３０の付勢力によりロッド２３を上方（没入する方向）に押し上げ、ロッド２３の直線運動をリンク機構２４を介して回動運動に変換し、弁軸１１を他方に回動させて弁軸１１の回動に追従させて弁体１５を揺動させて弁体１５を弁座６に当接させ、連通路３を閉じて流路間を遮断する。
【００３５】
この場合、トリップパイロット弁３１を開いた状態とすることにより、弁軸１１の軸端に作用している流路の蒸気圧が開放されるので、弁軸１１の軸端に蒸気圧が作用することはなく、蒸気圧によって弁軸１１が軸線方向に押圧されることはない。また、この場合にも、付勢機構３３のばね部材４８による付勢力が弁軸１１に作用しているので、弁軸１１は、ばね部材４８の付勢力によって軸線方向に引っ張られた状態となり、ショルダーリング３２がブッシュ９の端面１０に圧接されることになるが、ばね部材４８の付勢力を荷重調整ナット４９により適宜の値に調整しておくことにより、弁軸１１の回動時にショルダーリング３２が焼き付いたりするのを防止できるものである。
【００３６】
上記のように構成したこの実施の形態による逆止め弁のシール機構にあっては、起動時の流路内の蒸気圧が低く、弁軸１１の軸端に作用している蒸気圧が低い場合であっても、弁軸１１には付勢機構３３のばね部材４８の付勢力が作用しているので、弁軸１１を回動方向への抵抗力に打ち勝って軸線方向に押圧することができることになる。したがって、ショルダーリング３２をブッシュ９の端面１０に十分に圧接することができるので、両者間のシール性を確保することができ、弁軸１１と弁本体２との間のシール性を確保することができるので、流路内の蒸気が大気側に漏れ出るのを防止できることになる。この結果、起動時に発生する水分を多く含んだ蒸気が大気側に白煙状態となって吹き上がるのを防止できるので、作業性を向上させることができるとともに、周辺機器に影響を及ぼすこともなくなる。
【００３７】
また、付勢機構３３のばね部材４８の付勢力は、荷重調整ナット４９のロッド３４に対する螺着位置を変化させることで任意の値に調整できるので、シール部に摩耗が生じたような場合等に、荷重調整ナット４９の螺着位置を調整することで、初期の付勢力を確保することができることになる。したがって、初期の良好なシール性を長期的に維持することができることになる。
【００３８】
さらに、付勢機構３３は、弁本体２の外側に着脱自在に取り付けられているので、メンテナンス性を向上させることができることになる。
【００３９】
なお、前記の説明においては、スイング式の逆止め弁にこの発明による逆止め弁の弁軸のシール機構を適用したが、バタフライ式の逆止め弁にこの発明による逆止め弁の弁軸のシール機構を適用しても良いものであり、その場合にも同様の効果が得られるのは勿論のことである。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は、請求項１のように構成したことにより、弁軸は、付勢機構により常時軸線方向に付勢され、シール部材は常時弁本体に圧接されることになるので、起動時の流路内の流体の圧力が低く、弁軸の軸端に作用する流体圧が低い場合であっても、弁軸を回動方向への抵抗力に打ち勝って軸線方向に押圧し、シール部材を弁本体側に十分に圧接させることができることになる。したがって、弁軸と弁本体との間を確実にシールすることができるので、流路内の流体が大気側に洩れ出るのを防止できることになる。
【００４１】
また、請求項２のように構成したことにより、ばね部材の付勢力は調整可能となるので、初期の付勢力を長期的に維持することができ、長期的に良好なシール性を発揮させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による逆止め弁の弁軸のシール機構の一実施の形態を示したものであって、全体を示した概略図である。
【図２】  図１の部分拡大説明図である。
【図３】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】  この発明による逆止め弁の弁軸のシール機構及び従来の逆止め弁の弁軸のシール機構の弁軸とブッシュとの関係を示した説明図である。
【図６】  従来の逆止め弁の弁軸のシール機構の一例を示したものであって、全体を示した概略図である。
【図７】  図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１、６１……逆止め弁
２、６２……弁本体
３、６３……連通路
４……流入口
５……流出口
６……弁座
７……弁室
８……弁軸挿通用の孔
９、６９……ブッシュ
１０、７０……端面
１１、７１……弁軸
１２、７２……大径部
１３、７３……小径部
１４……ねじ穴
１５、７５……弁体
１６、７６……アーム
１７……ボルト
１８……ナット
１９……キー
２０、８０……駆動機構
２１……ハウジング
２２、８２……油圧シリンダ
２３、３４、８３……ロッド
２４、８４……リンク機構
２５……キー
２６……レバー
２７……リンク
２８、２９……ピン
３０、９０……ばね部材
３１、９１……トリップパイロット弁
３２、９２……ショルダーリング
３３……付勢機構
３５、３６……ねじ部
３７、５０……ロックナット
３８……内側受け部材
３９……突起
４０……軸挿通用の孔
４１……支持軸
４２……軸受（ラジアル軸受）
４３……外側受け部材
４４……突起
４５……軸挿通用の孔
４６……小径部
４７……大径部
４８……ばね部材
４９……荷重調整ナット
５１……軸受（スラスト軸受）
【図１】
0004508460.tif 000002
【図２】
0004508460.tif 000003
【図３】
0004508460.tif 000004
【図４】
0004508460.tif 000005
【図５】
0004508460.tif 000006
【図６】
0004508460.tif 000007
【図７】
0004508460.tif 000008