(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形の弁匣と，この弁匣内に回転するように設けられる金属材料製のバタフライ弁体と，前記弁匣内に設けられる金属材料製の弁座リング部材とを備え，前記バタフライ弁体の回転により，その外周におけるシール面を前記弁座リング部材の内周面にメタルタッチするように構成して成るバタフライ弁において，
前記バタフライ弁体を，線膨張係数が約4×10-6/℃以下にしたFe-Ni系合金によるアンバー型合金製，あるいは線膨張係数が約6×10-6/℃以下にしたFe-Co-Cr系合金によるアンバー型合金製とし，
前記弁座リング部材を銅製としたことを特徴とする低温用メタルタッチ式バタフライ弁。
【請求項２】
前記請求項１の記載において，前記弁座リング部材を線膨張係数が約14.3×10-6/℃の銅製としたことを特徴とする低温用メタルタッチ式バタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁匣内に設けた金属製バタフライ型弁体の回転により、その外周に設けたシール面を、同じく前記弁匣内に設けた金属製の弁座リング部材に対して直接的にメタルタッチするようにしたメタルタッチ式のバタフライ弁のうち、例えば、ＬＮＧ又はＬＰＧ等のような超低温流体を含む低温流体に使用するいわゆる超低温用バタフライ弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のメタルタッチ式のバタフライ弁は、図５に示すように、円筒形にした金属材料製の弁匣１内に配設した金属材料製バタフライ型弁体２の外周面を、点Ｃを中心とする半径Ｒの球形にしたシール面２ａに形成し、このバタフライ型弁体２を前記弁匣１に対して回転自在に支持する弁軸３の中心Ｄを、前記シール面２ａにおける中心Ｃから適宜距離Ｅだけ偏芯した部位に位置し、前記バタフライ型弁体２を、前記弁軸３にて矢印Ａの方向に回転して、そのシール面２ａを、前記弁匣１に固着されている金属材料製リング状の弁座リング部材４の内周面に対して直接的にメタルタッチすることによって閉塞する一方、前記弁軸３にて逆に矢印Ｂの方向に回転することによって開くように構成している。
【０００３】
この場合、従来は、一般的にいって、前記弁匣１及びバタフライ弁体２の両方を、炭素鋼又はステンレス鋼製にする一方、弁座リング部材４を、銅又はその合金製にしており、また、この種のバタフライ弁においては、バタフライ弁体２のシール面２ａと弁座リング部材４との間におけるメタルタッチの面圧を、常温の状態において、完全閉塞の状態に設定するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のバタフライ弁においては、前記したように、そのバタフライ弁体２を、線膨張係数が約１０〜１２×１０-6／℃の炭素鋼又はステンレス鋼製にしているものの、このバタフライ弁体２における線膨張係数は、当該バタフライ弁体２のシール面に対してメタルタッチする弁座リング部材４における銅又は銅合金の線膨張係数（約１４．３×１０-6／℃）に近似している。
【０００５】
従って、この構成のバタフライ弁を、例えば、ＬＮＧ又はＬＰＧ等のような超低温流体を含む低温流体に適用した場合に、前記バタフライ弁体２と、これにメタルタッチする弁座リング部材４とは、略同じように収縮することになるから、前記メタルタッチにおける面圧を常温の状態において完全閉塞の状態に設定しても、このメタルタッチの面圧を、低温域において、常温域での設定値よりも高くすることができないから、低温流体を完全に閉塞できるようなメタルタッチの面圧を得ることができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、低温流体を取り扱う場合において、この低温流体を完全に閉塞できるようなメタルタッチの面圧を確実に得ることができるようにすることを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「略円筒形の弁匣と，この弁匣内に回転するように設けられる金属材料製のバタフライ弁体と，前記弁匣内に設けられる金属材料製の弁座リング部材とを備え，前記バタフライ弁体の回転により，その外周におけるシール面を前記弁座リング部材の内周面にメタルタッチするように構成して成るバタフライ弁において，
前記バタフライ弁体を，前記バタフライ弁体を，線膨張係数が約4×10-6/℃以下にしたFe-Ni系合金によるアンバー型合金製，あるいは線膨張係数が約6×10-6/℃以下にしたFe-Co-Cr系合金によるアンバー型合金製とし，前記弁座リング部材を銅製としたことを特徴とする。」
ものである。
また，請求項２は前記メタルタッチバタフライ弁において，
「前記請求項１の記載において，前記弁座リング部材を線膨張係数が約14.3×10-6/℃以下の銅製としたことを特徴とする。」
ものである。
【０００８】
【発明の作用・効果】
このように、アンバー型合金製にしたバタフライ弁体における線膨張係数は、弁座リング部材における線膨張係数よりも小さいことにより、例えば、ＬＮＧ又はＬＰＧ等のような超低温流体を含む低温流体に適用した場合に、このバタフライ弁体にメタルタッチする弁座リング部材は、前記バタフライ弁体よりも大きく収縮することになるから、このバタフライ弁体のシール面に対する弁座リング部材のメタルタッチにおける面圧を低温域において、常温域での設定面圧よりも高くすることができる。
【０００９】
つまり、本発明によると、例えば、ＬＮＧ又はＬＰＧ等のような超低温流体を含む低温流体に適用した場合に、そのメタルタッチにおける面圧を、常温時における設定面圧よりも高くすることができるから、低温流体の完全閉塞を確実に達成できる効果を有する。
【００１０】
特に，バタフライ弁体を，請求項２に記載したように，前記弁座リング部材を線膨張係数が約14.3×10-6/℃の銅製としたことにより，前記メタルタッチの面圧を低温域で高くすることの確実性を更に向上できるのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図４の図面について説明する。
【００１２】
この図において、符号１１は、円筒形に形成した弁匣を、符号１２は、この弁匣１内に配設したバタフライ弁体を各々示す。
【００１３】
この場合において、前記弁匣１１は、ステンレス鋼製にするが、バタフライ弁体１２は、例えば、鉄に３２〜３９ｗｔ％のニッケルを合金化することによって線膨張係数を約４×１０-6／℃以下にしたＦｅ−Ｎｉ系合金によるアンバー型合金製にするか、鉄に５３〜６２ｗｔ％のコバルトと８〜１１ｗｔ％のクロムとを合金化することによって線膨張係数を約６×１０-6／℃以下にしたＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系合金によるアンバー型合金製にする。
【００１４】
前記バタフライ弁体１２における外周は、前記弁匣１１内における通路の中心軸線１１ａ上における点Ｃを中心とする半径Ｒの球形にしたシール面１２ａに形成され、且つ、このバタフライ型弁体１２は、その裏面に上下方向に延びるように固着した上下一対の弁軸１３ａ，１３ｂを前記弁匣１１を貫通して軸支することにより、回転自在に構成されている。
【００１５】
この場合において、前記両回転軸１３ａ，１３ｂの中心Ｄを、平面視（図２）において、前記球形のシール面１２ａにおける半径Ｒの中心Ｃから適宜距離Ｅだけ前記弁匣１１における軸線１１′と直角方向に偏芯した部位に位置し、前記バタフライ型弁体１２を、前記両弁軸１３ａ，１３ｂのうち一方の弁軸１３ａにて矢印Ａ方向に回転して、当該バタフライ型弁体１２の外周におけるシール面１２ａを、前記弁匣１１内に設けた後述するように銅を主材料とする弁座リング部材１４に対して接触・押圧するといういわゆるメタルタッチすることによって閉塞する一方、前記一方の弁軸１３ａにて矢印Ｂ方向に回転することによって開くように構成している。
【００１６】
前記弁座リング部材１４を、図３及び図４に示すように、二枚の銅板１５，１６を重ね合わせたものに構成して、この両銅板１５，１６の内周を、互いに反対方向にカールすることにより、前記バタフライ弁体１２におけるシール面１２ａに対して直接的に押圧・接触（メタルタッチ）するシール部１５ａ，１６ａに形成する。
【００１７】
なお、前記のようにカールしたシール部１５ａ，１６ａの内部には、縦割りしたステンレス鋼パイプ製のリング体１７，１８が装填され、更に、このリング体１７，１８の内部には、炭素鋼製のばね線材をコイル状に巻いて成るコイルばねによるばねリング体１９，２０が装填されている。
【００１８】
また、前記両銅板１５，１６のうち前記シール部１５ａ，１６ａより外側の円板部１５ｂ，１６ｂに、互いに反対方向への膨らみ部１５ｃ，１６ｃを円周方向に延びるように設ける。
【００１９】
そして、この二枚の銅板１５，１６を重ね合わせ、この状態で前記弁匣１１内に挿入して、この円板部１５ｂ，１６ｂを、前記弁匣１１内に設けた受け面１１ａと、弁匣１１内に摺動自在に挿入した押圧リング体２１とで挟むように構成して、前記押圧リング体２１を、前記弁匣１１内に止め金２２にて固定の受けリング体２３に設けた複数本のボルト２４ねじ込みにて前記受け面１１ａに向かって前進することにより、前記両銅板１５，１６を弁匣１１に対して、当該両銅板１５，１６における円板部１５ｂ，１６ｂのうち前記膨らみ部１５ｃ，１６ｃより外側の部分を挟み付けるようにして固着する。
【００２０】
この場合において、前記受け面１１ａ及び押圧リング体２１には、前記膨らみ部１５ｃ，１６ｃが嵌まる溝１１ａ′，１９′が設けられ、且つ、前記両銅板１５，１６における円板部１５ｂ，１６ｂのうち前記シール部１５ａ，１６ａと前記膨らみ部１５ｃ，１６ｃとの間の部分は、前記受け面１１ａと押圧リング体２１とで挟むようにして支持されている。
【００２１】
また、前記両銅板１５，１６のうち前記シール部１５ａ，１６ａにおける弁匣１１の軸線１１′の方向への動きは、前記受け面１１ａと押圧リング体２１とで阻止するように構成されている。
【００２２】
なお、前記両銅板１５，１６の挟み付けによる固着に際しては、図示していないが、この両銅板１５，１６の間、及びこれらと受け面１１ａ及び押圧リング体２１との間の各々にシール用のガスケットを介挿するようにしても良く、また、両銅板１５，１６を、その外周における溶接にて一体化し、これらと受け面１１ａ及び押圧リング体２１との間にシール用のガスケットを介挿するようにしても良く、また、前記ガスケットに代えて、液状のシール剤を塗布するようにしても良い。
【００２３】
このように，バタフライ弁体１２を線膨張係数が約4×10-6/℃以下にしたFe-Ni系合金によるアンバー型合金製，あるいは線膨張係数が約6×10-6/℃以下にしたFe-Co-Cr系合金によるアンバー型合金製とする一方，このバタフライ弁体１２にメタルタッチする弁座リング部材１４を銅製としたことにより，この構成のバタフライ弁を，例えば，ＬＮＧ又はＬＰＧ等のような超低温流体を低温流体に適用した場合に，このバタフライ弁体１２にメタルタッチする弁座リング部材１４は，前記バタフライ弁体１２よりも大きく収縮して，前記バタフライ弁体１２のシール面１２ａに対する弁座リング部材１４のメタルタッチにおける面圧を低温域において，常温域での設定面圧よりも高くすることができるから，低温流体の完全閉塞の確実性を向上できるのである。
【００２４】
なお、前記実施の形態のように、前記弁座リング部材１４を、二枚の銅板１５，１６にて構成したことにより、この二枚の銅板１５，１６におけるシール部１５ａ，１６ａによるバタフライ弁体１２のシール面１２ａに対する二つのメタルタッチは、互いに独立しているから、矢印Ｆで示す正方向の流れと、矢印Ｇで示す逆方向の流れとの両方の流れを閉塞することの確実性を、一つのメタルタッチによる場合に比べて格段に向上できるのである。
【００２５】
しかも、前記両銅板１５，１６におけるシール部１５ａ，１６ａによる二つのメタルタッチは、前記したように、互いに独立していることにより、一方のメタルタッチを矢印Ｆで示す正方向の流れに、他方のメタルタッチを矢印Ｇで示す逆方向の流れに各々合わせて、これら両方向の流れを完全に閉塞するように別々に設定することができる。
【００２６】
すなわち、例えば、前記バタフライ弁体１２における外周のシール面１２ａのうち一方の金属板１５におけるシール部１５ａがメタルタッチする部分の形状及び寸法等を、矢印Ｆで示す正方向の流れに合わせ、この正方向の流れを完全に閉塞できるように設定する一方、前記バタフライ弁体１２における外周のシール面１２ａのうち他方の金属板１６におけるシール部１５ａがメタルタッチする部分の形状及び寸法等を、矢印Ｇで示す逆方向の流れに合わせ、この逆方向の流れを完全に閉塞できるように設定することにより、正逆両方向の流れを閉塞することの確実性を向上できるのである。
【００２７】
また、前記両金属板１５，１６における円板部１５ｂ，１６ｂには、膨らみ部１５ｃ，１６ｃが円周方向に延びるように設けられていることにより、両金属板１５，１６におけるシール部１５ａ，１６ａが、バタフライ弁体１２におけるシール面１２ａに対して確実にメタルタッチした状態で半径方向、つまり、弁匣１１の軸線１１′に対して直角の方向にずれ動くことを、前記膨らみ部１５ｃ，１６ｃにて許容することができる。
【００２８】
更にまた、前記両金属板１５，１６における円板部１５ｂ，１６ｂのうち前記シール部１５ａ，１６ａと前記膨らみ部１５ｃ，１６ｃとの間の部分を、弁匣１１の受け面１１ａと押圧リング体１９とで、両金属板１５，１６の重ね合わせ方向に挟んだ状態にして支持したことにより、前記両金属板１５，１６におけるシール部１５ａ，１６ａが、バタフライ弁体１２におけるシール面１２ａに対してメタルタッチした状態で半径方向にずれ動く場合に、前記円板部１５ｂ，１６ｂのうちシール部１５ａ，１６ａと膨らみ部１５ｃ，１６ｃとの間の部分が座屈することを確実に阻止できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のII−II視断面図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】弁座リング部材の分解した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１１                    弁匣
１１′                  軸線
１１ａ                  受け面
１２                    バタフライ弁体
１２ａ                  シール面
１３ａ，１３ｂ          弁軸
１４                    弁座リング部材
１５，１６              金属板
１５ａ，１６ａ          シール部
１５ｂ，１６ｂ          円板部
１５ｃ，１６ｃ          膨らみ部
１７，１８              パイプ製リング体
１９，２０              コイルばねによるばねリング体
２１                    押圧リング体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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