| 【発明の名称】 |
耐熱開閉弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】雫石 伸
【氏名】栗原 孝好
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| 【要約】 |
【課題】簡易な構造で弁を冷却することが出来、過熱による動作不良の発生を防止することが出来る安価な耐熱開閉弁を提供することを目的としている。
【解決手段】高温流体を流通させる配管に取り付けられてこの配管の開閉を行う開閉弁において、この開閉弁Ｖ１０の弁体Ｖ１０ａを稼働させる弁軸Ｖ１０ｂ内にこの弁軸Ｖ１０ｂの軸方向に延びる流通孔Ｓ１が形成され、この流通孔Ｓ１は、その一端側が弁軸Ｖ１０ｂの流路Ｐ１内に位置する部分に形成された開口部を介して配管の内部に連通されるとともに、他端側が弁軸Ｖ１０ｂの流路Ｐ１の外側に位置する部分に形成された孔Ｓ１’を介して流路Ｐ１の外部に連通されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高温流体を流通させる配管に取り付けられてこの配管の開閉を行う開閉弁において、この開閉弁の弁体を稼働させる弁軸内にこの弁軸の軸方向に延びる第１流路が形成され、この第１流路は、その一端側が弁軸の配管内に位置する部分に形成された第１開口部を介して配管の内部に連通されるとともに、他端側が弁軸の配管の外側に位置する部分に形成された第２開口部を介して配管の外部に連通されている、ことを特徴とする耐熱開閉弁。
【請求項２】 前記第１流路の第１開口部が、前記弁体の前面側においてこの弁体の前面に沿う方向に向かって開口されている請求項１に記載の耐熱開閉弁。
【請求項３】 前記第１流路の第１開口部が、前記弁体の後面側においてこの弁体の後面に沿う方向に向かって開口されている請求項１に記載の耐熱開閉弁。
【請求項４】 前記第１流路の第１開口部に、この第１開口部から流れ出す流体を弁体の後面に沿う方向にガイドするガイド部材が設けられている請求項３に記載の耐熱開閉弁。
【請求項５】 前記第１流路の第２開口部が、弁体が配管を開く位置にあるときに配管の外部において開口され、弁体が配管を閉じる位置にあるときに弁軸を支持する支持部によって閉鎖される位置に形成されている請求項１に記載の耐熱開閉弁。
【請求項６】 前記第１流路の第２開口部に、第１流路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部材が接続されている請求項１に記載の耐熱開閉弁。
【請求項７】 前記冷却用流体供給部材に流量制御部材が取り付けられている請求項６に記載の耐熱開閉弁。
【請求項８】 前記弁体内に第１流路に連通された第２流路が形成されている請求項１に記載の耐熱開閉弁。
【請求項９】 前記第２流路が弁体の外周面に形成された開口部によって配管の内部に連通されている請求項８に記載の耐熱開閉弁。
【請求項１０】 前記第２流路が弁体の後面に形成された開口部によって配管の内部に連通されている請求項８に記載の耐熱開閉弁。
【請求項１１】 前記第２流路が弁体の前面に形成された開口部によって配管の内部に連通されている請求項８に記載の耐熱開閉弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高温の流体が流通する配管に取り付けられる耐熱性を有する開閉弁に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】図１１は、流体が流通する配管に取り付けられてこの配管の開閉を行う従来の開閉弁の一例を示している。
【０００３】この図１１の開閉弁１は、バタフライ弁と呼ばれる回転式二方開閉弁であって、円盤形状の弁体１Ａが弁軸１Ｂを中心に駆動用アクチュエータ２によって回動されることによって、配管３を開閉するようになっている。
【０００４】このような開閉弁が、バーナの燃焼排ガス等の高温流体が流通する配管の開閉を行うために用いられる場合には、開閉弁に耐熱性が要求される。すなわち、図１１の開閉弁１が高温流体用配管の開閉弁として使用された場合に、耐熱性を有していないと、高温流体の熱によって弁体１Ａが膨張するして、この弁体１Ａの外周部が配管３の内周面に固着することにより動作不能になったり、弁体１Ａが熱変形して配管３を閉じた際の密閉度が低下するといった事態が生じる。また、駆動用アクチュエータ２が、弁軸１Ｂから伝わる熱によって過熱されて、故障するといった事態も生じる。
【０００５】このような開閉弁１の過熱による動作不良の発生を防止するために、開閉弁１や駆動用アクチュエータ２に耐熱性材料を使用する場合には、開閉弁１や駆動用アクチュエータ２の製品コストが大幅に上昇してしまうという問題がある。
【０００６】このような問題は、図１５に示されるような、弁体Ｖ２ａを弁軸Ｖ２ｂを介してシリンダ４によりスライドさせることにより配管５の開閉を行ういわゆるシリンダ型開閉弁についても、同様に生じる。
【０００７】この発明は、上記のような、高温流体が流通する配管の開閉を行う開閉弁における従来の問題点を解決するために為されたものである。すなわち、この発明は、簡易な構造で弁を冷却することが出来、過熱による動作不良の発生を防止することが出来る安価な耐熱開閉弁を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明による耐熱開閉弁は、上記目的を達成するために、高温流体を流通させる配管に取り付けられてこの配管の開閉を行う開閉弁において、この開閉弁の弁体を稼働させる弁軸内にこの弁軸の軸方向に延びる第１流路が形成され、この第１流路は、その一端側が弁軸の配管内に位置する部分に形成された第１開口部を介して配管の内部に連通されるとともに、他端側が弁軸の配管の外側に位置する部分に形成された第２開口部を介して配管の外部に連通されていることを特徴としている。
【０００９】この第１の発明による耐熱開閉弁は、高温流体が流れる配管内においてこの配管を開閉する弁体が取り付けられてこの弁体を開閉方向に稼働させる弁軸内に、冷却用流体が流通される第１流路が形成されていて、開閉弁の稼働中に、配管内を流れる高温流体の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体が、配管の外部に開口する第２開口部から第１流路内に導入されるようにすることにより、この第１流路内を通って第１開口部から流出する冷却用流体によって、冷却される。
【００１０】上記第１の発明によれば、開閉弁の稼働中に弁軸に形成された第１流路内に冷却用流体を流通させることにより弁軸の冷却を行うことが出来、高温流体に接触して加熱される弁体から弁軸を介して熱が伝わってこの弁軸に接続された切換弁駆動用の駆動部材が過熱されるのを防止することが出来る。
【００１１】そして、弁軸がその中央部から均一に冷却されるため、熱膨張や熱変形によって動作不良に陥るのが防止される。そして、構造が簡易なため、安価な耐熱開閉弁を提供することが出来、さらに、配管内が負圧の場合は、外気が第１流路内に吸い込まれて弁軸の冷却が行われるので、他の付帯設備が不要になり、さらに安価な耐熱開閉弁を提供することが出来るようになる。
【００１２】第２の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記第１流路の第１開口部が、前記弁体の前面側においてこの弁体の前面に沿う方向に向かって開口されていることを特徴としている。
【００１３】この第２の発明による耐熱開閉弁は、第１流路内を通過してその第１開口部から流れ出す冷却用流体の流出方向が、弁体の前面に沿うように設定されている。したがって、上記第２の発明によれば、第１流路の第１開口部から流れ出す冷却用流体によって弁体前面が冷却されるので、弁体を弁軸とともに冷却することにより、弁軸を介した開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱をさらに抑制することが出来る。
【００１４】第３の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記第１流路の第１開口部が、前記弁体の後面側においてこの弁体の後面に沿う方向に向かって開口されていることを特徴としている。
【００１５】この第３の発明による耐熱開閉弁は、第１流路内を通過してその第１開口部から流れ出す冷却用流体の流出方向が、弁体の後面に沿うように設定されている。したがって、上記第３の発明によれば、第１流路の第１開口部から流れ出す冷却用流体によって弁体の後面が冷却されるので、弁体を弁軸とともに冷却することにより、弁軸を介した開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱をさらに抑制することが出来る。
【００１６】第４の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第３の発明の構成に加えて、前記第１流路の第１開口部に、この第１開口部から流れ出す流体を弁体の後面に沿う方向にガイドするガイド部材が設けられているこの第４の発明による耐熱開閉弁は、第１流路内を通過して第１開口部から流れ出す冷却用流体が、この第１開口部に設けられたガイド部材によって、弁体の後面に沿って流れる方向にガイドされる。
【００１７】したがって、上記第４の発明によれば、第１流路の第１開口部に設けられたガイド部材によって冷却用流体がガイドされることにより弁体の冷却効果が増すので、弁軸を介した開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱をさらに抑制することが出来る。
【００１８】第５の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記第１流路の第２開口部が、弁体が配管を開く位置にあるときに配管の外部において開口され、弁体が配管を閉じる位置にあるときに弁軸を支持する支持部によって閉鎖される位置に形成されていることを特徴としている。
【００１９】この第５の発明による耐熱開閉弁は、弁体が配管を開いている位置にあるときに、配管の外側に位置する第２開口部から第１流路内に冷却用流体が流入して、この第１流路内を軸方向に流れた後、第１開口部から配管内に流出する。
【００２０】そして、弁体が配管を閉じている位置にあるときには、第２開口部が、弁軸を支持する配管に取り付けられた軸受や弁軸を支持するように設けられた支持部によって閉じられる。
【００２１】以上のように、上記第５の発明によれば、弁体が配管を閉じているときには、第２開口部から第１流路内に流入する外気等の冷却用流体によって弁軸がその中心部から冷却される。そして、弁体が配管を閉じているときには第２開口部が閉じられて、配管内の密閉度が向上される。
【００２２】第６の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記第１流路の第２開口部に、第１流路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部材が接続されていることを特徴としている。
【００２３】この第６の発明による耐熱開閉弁は、冷却用流体供給部材から供給される冷却用流体が、第１流路内にその第２開口部から導入されて第１流路内を流通して、他端側の第１開口部から配管内に流れ出し、この冷却用流体によって、弁軸がその中心部から冷却される。
【００２４】したがって、上記第６の発明によれば、配管内を流れる高温流体がどのような圧力を有していても、任意の温度を有する冷却用流体によって弁軸を冷却することが出来るので、弁軸の効果的な冷却を行うことが出来る。
【００２５】第７の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第６の発明の構成に加えて、前記冷却用流体供給部材に流量制御部材が取り付けられていることを特徴としている。
【００２６】この第７の発明による耐熱開閉弁は、冷却用流体供給部材から第１流路内に導入される冷却用流体によって弁軸の冷却が行われるとともに、第１流路内に導入される冷却用流体のオン・オフおよび流量が流量制御部材によって制御される。
【００２７】この流量制御部材による冷却用流体のオン・オフや流量の制御は、弁軸の温度や、開閉弁を介して高温流体の供給または排出を行う各種機器の運転状態に対応して行われる。
【００２８】上記第７の発明によれば、弁軸の冷却を状況に応じた適切な態様で行うことができ、その冷却効果を向上させることができる。
【００２９】第８の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁体内に第１流路に連通された第２流路が形成されていることを特徴としている。
【００３０】この第８の発明による耐熱開閉弁は、第１流路内を流通する冷却用流体によって弁軸の冷却が行われる。そして、第１流路内を通過した冷却用流体は、次に弁体に形成された第２流路内に流れ込んで、この第２流路内を流通することにより、弁体の冷却を行う。
【００３１】以上のように、上記第８の発明によれば、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることによって、弁軸に連結された開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００３２】第９の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第８の発明の構成に加えて、前記第２流路が弁体の外周面に形成された開口部によって配管の内部に連通されていることを特徴としている。
【００３３】この第９の発明による耐熱開閉弁によれば、弁軸の第１流路内を通過した冷却用流体が、次に弁体に形成された第２流路内に流れ込んで、弁体の外周面に形成された開口部から流出される。これによって、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることにより、弁軸に連結された開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００３４】第１０の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第８の発明の構成に加えて、前記第２流路が弁体の後面に形成された開口部によって配管の内部に連通されていることを特徴としている。
【００３５】この第１０の発明による耐熱開閉弁によれば、弁軸の第１流路内を通過した冷却用流体が、次に弁体に形成された第２流路内に流れ込んで、弁体の後面に形成された開口部から流出される。これによって、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることにより、弁軸に連結された開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００３６】第１１の発明による耐熱開閉弁は、前記目的を達成するために、第８の発明の構成に加えて、前記第２流路が弁体の前面に形成された開口部によって配管の内部に連通されていることを特徴としている。
【００３７】この第１１の発明による耐熱開閉弁によれば、弁軸の第１流路内を通過した冷却用流体が、次に弁体に形成された第２流路内に流れ込んで、弁体の前面に形成された開口部から流出される。
【００３８】これによって、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることにより、弁軸に連結された開閉弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の最も好適と思われる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。
【００４０】図１は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第１の例を示している。この図１において、開閉弁Ｖ１０は、高温流体が流通する流路Ｐ１と流路Ｐ２とを連通する連通孔Ｐ１ａの開閉を行う二方弁である。そして、図１の（ａ)は連通孔Ｐ１ａが開かれている状態を示しており、（ｂ）は連通孔Ｐ１ａが閉じられている状態を示している。
【００４１】この開閉弁Ｖ１０は、円盤状の弁体Ｖ１０ａが、流路Ｐ１の管壁を貫通して流路Ｐ１内に延びる弁軸Ｖ１０ｂの先端部に取り付けられており、弁軸Ｖ１０ｂが、この弁軸Ｖ１０ｂの弁体Ｖ１０ａが取り付けられている側と反対側の端部に連結されている駆動用アクチュエータ２０によって、その軸方向にスライドされることにより、弁体Ｖ１ａが連通孔Ｐ１ａの周縁部に形成された弁座部Ｖ１０ｃに対して接離して、この連通孔Ｐ１ａを開閉するようになっている。
【００４２】弁軸Ｖ１０ｂは、流路Ｐ１の管壁に取り付けられた軸受３０によって、密閉状態を維持しながら、その軸方向にスライド自在に支持されている。そして、この開閉弁Ｖ１０の弁軸Ｖ１０ｂには、その中心部に、軸線に沿って同軸状に延びる流通孔Ｓ１が形成されており、この流通孔Ｓ１の一端部は、弁軸Ｖ１０ｂの先端面において開口されており、他端部は、弁軸Ｖ１０ｂの外周壁に形成された孔Ｓ１’を介して流路Ｐ１の管壁の外側に連通されている。
【００４３】なお、この孔Ｓ１’は、図１の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１０ｂが流路Ｐ１内に突出して連通孔Ｐ１ａを閉じている状態にある時にも、流路Ｐ１の管壁の外側に留まる位置に形成されている。この開閉弁Ｖ１０は、図１の（ａ）に示されるように、駆動用アクチュエータ２０の作動によって弁軸Ｖ１０ｂが流路Ｐ１内から後退され、弁体Ｖ１０ａが弁座部Ｖ１０ｃから離間して連通孔Ｐ１ａを開くことにより、流路Ｐ１と流路Ｐ２を連通させる。
【００４４】これによって、流路Ｐ１から流路Ｐ２へ、または、流路Ｐ２から流路Ｐ１への高温流体の流通が可能になる。そして、このとき、流路Ｐ１内を流れる高温流体の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体が弁軸Ｖ１０ｂの孔Ｓ１’から流通孔Ｓ１内に導入されるようにすることにより、この冷却用流体が、流通孔Ｓ１内を弁軸Ｖ１０ｂの軸方向に沿って流れて先端開口部から流路Ｐ１内に流出する。
【００４５】このように、流通孔Ｓ１内に冷却用流体を導通させることによって、弁軸Ｖ１０ｂが、その中心部から冷却されて、この弁軸Ｖ１０ｂの熱膨張や駆動用アクチュエータ２０への伝熱が抑制される。また、この開閉弁Ｖ１０は、図１の（ｂ）に示されるように、駆動用アクチュエータ２０の作動によって弁軸Ｖ１０ｂが流路Ｐ１内に突出され、弁体Ｖ１０ａが弁座部Ｖ１０ｃに当接して連通孔Ｐ１ａを閉じることにより、流路Ｐ１と流路Ｐ２の連通を遮断する。
【００４６】そして、このときも、流路Ｐ２内の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体が弁軸Ｖ１０ｂの孔Ｓ１’から流通孔Ｓ１内に導入されるようにすることにより、この冷却用流体が流通孔Ｓ内を弁軸Ｖ１０ｂの軸方向に沿って流れて先端開口部から流路Ｐ２内に流出して、弁軸Ｖ１０ｂがその中心部から冷却されて、この弁軸Ｖ１０ｂの熱膨張や駆動用アクチュエータ２０への伝熱が抑制される。
【００４７】図２は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第２の例を示している。この図２において、開閉弁Ｖ１１は、弁軸Ｖ１１ｂの先端部が弁体Ｖ１１ａの前面よりも前方側に突出している。
【００４８】そして、この弁軸Ｖ１１ｂの中心部に軸線に沿って同軸状に延びるように形成された流通孔Ｓ２の一端部が、弁体Ｖ１１ａよりも前方側に突出している部分の外周壁に形成された複数の孔Ｓ２ａによって外部と連通されている。なお、この流通孔Ｓ２の他端部は、弁軸Ｖ１１ｂの外周壁に形成された孔Ｓ２ｂを介して流路Ｐ１（図１参照）の外部に連通されている。
【００４９】この開閉弁Ｖ１１の配置およびその他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１１は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様に、連通孔Ｐ１ａ（図１参照）を開いている状態および閉じている状態の何れの場合も、流通孔Ｓ２内に流路Ｐ１およびＰ２内の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体が弁軸Ｖ１１ｂの流通孔Ｓ２内に流通されることによって、弁軸Ｖ１１ｂがその中心部から冷却される。
【００５０】そして、このとき、冷却用流体が孔Ｓ２ａから弁軸Ｖ１１ｂの径方向外方に吹き出して、弁体Ｖ１１ａの前面に沿って流れることにより、弁体Ｖ１１ａの冷却が行われる。したがって、この開閉弁Ｖ１１によれば、図１の開閉弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータ２０への伝熱を抑制することが出来る。そして、弁軸Ｖ１１ｂの先端部外周面に形成された複数個の孔Ｓ２ａが、等角度間隔位置に配置されるようにすることによって、弁体Ｖ１１ａの均一な冷却が行われるようにすることが出来る。
【００５１】図３は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第３の例を示している。この図３において、開閉弁Ｖ１２は、図１の開閉弁Ｖ１０に形成された流通孔Ｓ１が弁軸Ｖ１０ｂの前面に開口して冷却用流体が弁体Ｖ１０ａの前面側に流出するようになっているのに対し、弁軸Ｖ１２ｂの中心部に軸方向に延びるように形成された流通孔Ｓ３の先端面は弁体Ｖ１２ａによって閉じられており、代わりに、弁体Ｖ１２ａの後面に隣接する弁軸Ｖ１２ｂの先端部外周壁に複数個の孔Ｓ３ａが形成されていて、この孔Ｓ３ａを介して流通孔Ｓ３の一端部が外部に連通されている。
【００５２】なお、この流通孔Ｓ３の他端部は、弁軸Ｖ１２ｂの外周壁に形成された孔Ｓ３ｂを介して流路Ｐ１（図１参照）の外部に連通されている。この開閉弁Ｖ１２の配置およびその他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１２は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様に、連通孔Ｐ１ａ（図１参照）を開いている状態および閉じている状態の何れの場合も、流通孔Ｓ３内に流路Ｐ１およびＰ２内の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体を弁軸Ｖ１２ｂの流通孔Ｓ３内に流通させることによって、弁軸Ｖ１２ｂがその中心部から冷却される。
【００５３】そして、このとき、冷却用流体が孔Ｓ３ａから弁軸Ｖ１２ｂの径方向外方に吹き出して、弁体Ｖ１２ａの後面に沿って流れることにより、弁体Ｖ１２ａの冷却が行われる。
【００５４】したがって、この開閉弁Ｖ１２によれば、図１の開閉弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータ２０への伝熱を抑制することが出来る。そして、弁軸Ｖ１２ｂの先端部外周面に形成された複数個の孔Ｓ３ａが、等角度間隔位置に配置されるようにすることによって、弁体Ｖ１２ａの均一な冷却が行われるようにすることが出来る。
【００５５】図４は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第４の例を示している。この図４において、開閉弁Ｖ１３は、図３の開閉弁Ｖ１２がさらに改良されたものであって、弁軸Ｖ１３ｂの先端部に、円盤状のプレートＶ１３ｄが弁体Ｖ１３ａに対して所要の間隔を開けて平行になるように取り付けられており、このプレートＶ１３ｄと弁体Ｖ１３ａの間に、弁軸Ｖ１３ｂに形成された流通孔Ｓ４と弁軸Ｖ１３ｂの外部とを連通する孔Ｓ４ａが開口されている。
【００５６】この開閉弁Ｖ１３の配置およびその他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１１’は、図３の開閉弁Ｖ１２と同様に、流通孔Ｓ４内を通った冷却用流体が孔Ｓ４ａから弁軸Ｖ１３ｂの径方向外方に吹き出して弁体Ｖ１３ａの冷却を行うが、このとき、プレートＶ１３ｄによって冷却用流体が弁体Ｖ１３ａの後面から離れないようにガイドされるので、弁体Ｖ１３ａの冷却効果がさらに向上される。
【００５７】図５は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第５の例を示している。この図５において、開閉弁Ｖ１４は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様に、弁軸Ｖ１４ｂの中心部に軸線方向に延びるように流通孔Ｓ５が形成され、そして、この流通孔Ｓ５の一端部が、弁体Ｖ１４ａの前面において弁軸Ｖ１４ｂの先端面に開口しており、他端部は、流路Ｐ１の外周壁の外側に位置する部分に形成された孔Ｓ５’を介して外部に連通されている。
【００５８】そして、この孔Ｓ５’が形成されている位置は、図５の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１４ｂが流路Ｐ１内に突出して連通孔Ｐ１ａを閉じている状態において、流路Ｐ１の壁部に設けられた軸受３０によって閉じられるように位置設定されている。
【００５９】その他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１４は、図５の（ａ）に示されるように、駆動用アクチュエータ２０（図１参照）の作動によって弁軸Ｖ１４ｂが流路Ｐ１内から後退され、弁体Ｖ１４ａが弁座部Ｖ１４ｃから離間して連通孔Ｐ１ａを開くことにより、流路Ｐ１と流路Ｐ２を連通させる。
【００６０】そして、このとき、流路Ｐ１内を流れる高温流体の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体が弁軸Ｖ１４ｂの孔Ｓ５’から流通孔Ｓ５内に導入されるようにすることにより、この冷却用流体が、流通孔Ｓ５内を弁軸Ｖ１４ｂの軸方向に沿って流れて先端開口部から流路Ｐ１内に流出して、弁軸Ｖ１０ｂがその中心部から冷却される。
【００６１】また、この開閉弁Ｖ１４は、図５の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１４ｂが流路Ｐ１内に突出され、弁体Ｖ１４ａが弁座部Ｖ１４ｃに当接して連通孔Ｐ１ａを閉じることにより、流路Ｐ１と流路Ｐ２の連通を遮断する。そして、このときには、弁軸Ｖ１４ｂに形成された孔Ｓ５’が軸受３０によって閉じられることにより、孔Ｓ５’から流通孔Ｓ５内への冷却用流体の導入が遮断されるとともに、流路Ｐ２内が密閉される。
【００６２】図６は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第６の例を示している。この図６において、開閉弁Ｖ１０’は、図１の開閉弁Ｖ１０の構成に加えて、弁軸Ｖ１０ｂの外側に位置する流路Ｐ１の孔Ｓ１’に、冷却用流体供給管Ｖ１０ｅが接続されているものである。
【００６３】その他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様であり、同様の符号が付されている。この開閉弁Ｖ１０’は、連通孔Ｐ１ａを開いている状態および閉じている状態の何れの状態においても、冷却用流体供給管Ｖ１０ｅから供給される冷却用流体が、孔Ｓ１’から弁軸Ｖ１０ｂに形成された流通孔Ｓ１内に導入されてこの流通孔Ｓ１内を軸方向に流れた後、弁軸Ｖ１０ｂの先端開口部から弁体Ｖ１０ａの前面側に流出される。
【００６４】これによって、弁軸Ｖ１０ｂがその中心部から冷却される。そして、この開閉弁Ｖ１０’は、冷却用流体が外部から導入されることによって弁軸Ｖ１０ｂの冷却効果が格段に向上され、さらに、冷却用流体の温度を適宜設定することによって、所望の冷却効果を得ることが出来るようになる。
【００６５】図７は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第７の例を示している。この図７において、開閉弁Ｖ１０”は、図６の開閉弁Ｖ１０’の構成に加えて、冷却用流体供給管Ｖ１０ｅに取り付けられた流量制御弁Ｖ１０ｆを備えているものである。
【００６６】その他の構成は、図６の開閉弁Ｖ１０’と同様であり、同一の符号が付されている。この開閉弁Ｖ１０”は、図６の開閉弁Ｖ１０’と同様に冷却用流体供給管Ｖ１０ｅから流通孔Ｓ１内に導入される冷却用流体によって弁軸Ｖ１０ｂの冷却が行われるが、このとき、流通孔Ｓ１内に導入される冷却用流体のオン・オフおよび流量が、流量制御弁Ｖ１０ｆによって制御される。
【００６７】この流量制御弁Ｖ１０ｆによる冷却用流体のオン・オフや流量の制御は、弁軸Ｖ１０ｂの温度や、流路Ｐ１および流路Ｐ２内を流れる高温流体の供給または排出を行う各種機器の運転状態に対応して行われる。例えば、弁軸Ｖ１０ｂに温度計を接続して弁軸Ｖ１０ｂの温度が設定温度以上になった場合に流通孔Ｓ１内に冷却用流体を導入したり、また、開閉弁Ｖ１０”を高温流体が連続的に通過する場合にのみ冷却用流体が流通孔Ｓ１内を流れるように制御を行うことができる。
【００６８】以上のように、この開閉弁Ｖ１０”によれば、弁軸Ｖ１０ｂの冷却を状況に応じた適切な態様で行うことができ、その冷却効果を向上させることができる。
【００６９】図８は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第８の例を示している。この図８において、開閉弁Ｖ１５は、弁体Ｖ１５ａ内に、その中心から径方向外方に延びて弁体Ｖ１５ａの外周面に開口する流路Ｖ１５ａ’が形成されていて、この流路Ｖ１５ａ’に、弁軸Ｖ１５ｂ内に形成された流通孔Ｓ６の先端側が連通されている。
【００７０】そして、この流通孔Ｓ６の後端側は、弁軸Ｖ１５ｂの外周壁に形成された孔Ｓ６’によって流路Ｐ１の外部に連通されている。この開閉弁Ｖ１５の配置およびその他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１５は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様に、連通孔Ｐ１ａを開いている状態および連通孔Ｐ１ａを閉じている状態（図１参照）の何れにおいても、孔Ｓ６’から流通孔Ｓ６内に導入される流路Ｐ１（図１参照）内の高温流体の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体によって、弁軸Ｖ１５ｂがその中心側から冷却される。
【００７１】そして、流通孔Ｓ６内を通過した低温流体は、次に弁体Ｖ１５ａに形成された流路Ｖ１５ａ’内に流れ込んで、弁体Ｖ１５ａの外周面の開口部から流路Ｐ１内に流出される。このとき、流路Ｖ１５ａ’内を流れる冷却用流体によって、弁体Ｖ１５ａが冷却される。したがって、この開閉弁Ｖ１５によれば、弁軸Ｖ１５ｂと弁体Ｖ１５ａの双方の冷却が行われることによって、図１の開閉弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制することが出来る。
【００７２】そして、弁体Ｖ１５ａに形成された流路Ｖ１５ａ’が、等角度間隔に放射状に配置されるようにすることによって、弁体Ｖ１５ａの均一な冷却を行うことが出来るようになる。
【００７３】図９は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第９の例を示している。この図９において、開閉弁Ｖ１６は、弁体Ｖ１６ａ内に円盤状の空所Ｖ１６ａ’が形成されていて、この空所Ｖ１６ａ’に、弁軸Ｖ１６ｂ内に形成された流通孔Ｓ７の先端側が連通されている。
【００７４】この空所Ｖ１６ａ’は、弁体Ｖ１６ａの後面の周縁部に形成された複数の孔Ｓ７ａによって外部と連通されている。なお、この流通孔Ｓ７の他端部は、弁軸Ｖ１６ｂの外周壁に形成された孔Ｓ７ｂを介して流路Ｐ１（図１参照）の外部に連通されている。
【００７５】この開閉弁Ｖ１６の配置およびその他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１６は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様に、連通孔Ｐ１ａを開いている状態および連通孔Ｐ１ａを閉じている状態（図１参照）の何れにおいても、孔Ｓ７ｂから流通孔Ｓ７内に導入される流路Ｐ１（図１参照）内の高温流体の圧力よりも高い圧力を有する冷却用流体によって、弁軸Ｖ１６ｂがその中心側から冷却される。
【００７６】そして、流通孔Ｓ７内を通過した冷却用流体は、次に弁体Ｖ１６ａに形成された空所Ｖ１６ａ’内に流れ込んで、弁体Ｖ１６ａの後面の孔Ｓ７ａから流路Ｐ１内に排出される。このとき、空所Ｖ１６ａ’内を流れる冷却用流体によって、弁体Ｖ１６ａが冷却される。したがって、この開閉弁Ｖ１６によれば、弁軸Ｖ１６ｂと弁体Ｖ１６ａの双方の冷却が行われることによって、図１の開閉弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制することが出来る。
【００７７】そして、弁体Ｖ１６ａ内に形成された円盤形状の空所Ｖ１６ａ’内に冷却用流体が充満されることによって、弁体Ｖ１６ａの均一な冷却が行われる。図１０は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第１０の例を示している。この図１０において、開閉弁Ｖ１７は、弁体Ｖ１７ａ内に円盤状の空所Ｖ１７ａ’が形成されていて、この空所Ｖ１７ａ’に、弁軸Ｖ１７ｂ内に形成された流通孔Ｓ８の先端側が連通されている。
【００７８】この空所Ｖ１７ａ’は、弁体Ｖ１７ａの前面の周縁部に形成された複数の孔Ｓ８ａによって外部と連通されている。そして、流通孔Ｓ８の後端側には、図６の開閉弁Ｖ１０’と同様に、弁軸Ｖ１７ｂの外周壁に形成された孔Ｓ８ｂを介して、冷却流体供給管Ｖ１７ｅが接続されている。
【００７９】この開閉弁Ｖ１７の配置およびその他の構成は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様である。この開閉弁Ｖ１７は、図１の開閉弁Ｖ１０と同様に、連通孔Ｐ１ａを開いている状態および連通孔Ｐ１ａを閉じている状態（図１参照）の何れにおいても、冷却用流体供給管Ｖ１７ｅから孔Ｓ８ｂを介して流通孔Ｓ８内に導入される冷却用流体によって、弁軸Ｖ１７ｂがその中心側から冷却される。
【００８０】そして、流通孔Ｓ８内を通過した冷却用流体は、次に弁体Ｖ１７ａに形成された空所Ｖ１７ａ’内に流れ込んで、弁体Ｖ１７ａの前面の孔Ｓ８ａから流路Ｐ１内に排出される。このとき、空所Ｖ１７ａ’内を流れる冷却用流体によって、弁体Ｖ１７ａが冷却される。
【００８１】したがって、この開閉弁Ｖ１７によれば、弁軸Ｖ１７ｂと弁体Ｖ１７ａの双方の冷却が行われることによって、図１の開閉弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制することが出来る。そして、弁体Ｖ１７ａ内に形成された円盤形状の空所Ｖ１７ａ’内に冷却用流体が充満されることによって、弁体Ｖ１７ａの均一な冷却が行われる。
【００８２】図１１は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第１１の例を示している。この図１１の耐熱開閉弁は、図５の耐熱開閉弁の変形例である。すなわち、図５の耐熱開閉弁の孔Ｓ５’が流路Ｐ１の壁部に設けられた軸受３０によって閉じられるようになっているのに対し、この例における開閉弁Ｖ１４’は、その弁軸Ｖ１４ｂに形成された流通孔Ｓ５を外部に連通させる孔Ｓ５’が、開閉弁Ｖ１４が閉鎖位置にある時に、流路Ｐ１の管壁の外側に設けられた支持具３１によって閉じられるようになっているものである。その他の構成および作動は、図５の開閉弁Ｖ１４と同様である。
【００８３】図１２および１３は、この発明による耐熱開閉弁の実施形態の第１２の例を示している。この図１２および１３は、上記の各例における開閉弁が、何れも、それぞれの弁軸をシリンダによって軸方向にスライドさせることにより開閉を行うシリンダ型開閉弁であるのに対し、この発明が図１４の開閉弁と同様のバタフライ弁に適用された例を示しているものである。
【００８４】この図１２および１３の開閉弁Ｖ１８は、図１４の開閉弁と同様に、円盤形状の弁体Ｖ１８ａが弁軸Ｖ１８ｂを中心に駆動用アクチュエータ２によって回動されることにより、配管３を開閉するようになっている。この開閉弁Ｖ１８の弁軸Ｖ１８ｂには、その内側に、軸方向に延びる流通孔Ｓ９が形成され、この流通孔Ｓ９の一端部が弁軸Ｖ１８ｂの配管３の内側に位置する部分に形成された孔Ｓ９ａによって配管３内に連通されており、他端部が弁軸Ｖ１８ｂの配管３の外側に位置する部分に形成された孔Ｓ９ｂによって配管３の外側に連通されている。
【００８５】そして、弁軸Ｖ１８ｂの孔Ｓ９ｂが形成されている部分の外周面に接触するように、円弧状の閉鎖板３２が配管３に固定された軸受３０に取り付けられている。 この開閉弁Ｖ１８は、配管３を開いているときには、図１４の（ａ）に示されるように、孔Ｓ９ｂが閉鎖板３２と対向する位置から外れて、流通孔Ｓ９を配管３の外部に連通させることにより、外気を流通孔Ｓ９内に導入して孔Ｓ９ａから流出させることにより、弁軸Ｖ１８ｂを冷却するようになっている。
【００８６】また、開閉弁Ｖ１８が配管３を閉じているときには、図１４の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１８ｂの軸回りの回転によって孔Ｓ９ｂが閉鎖板３２と対向する位置に位置されて閉鎖板３２によって閉鎖されることにより、流通孔Ｓ９内への外気の流入が遮断されるようになっている。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月１１日（１９９９．５．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６３５６５
【弁理士】
【氏名又は名称】小橋 信淳
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２０７２４（Ｐ２０００−３２０７２４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１２９５７０ |
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