JPH1089497A - 高温用仕切弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁箱を、外筒と、この外筒内に遊嵌されて弁
箱流路を有する内筒とにより構成した高温用仕切弁にお
いて、内筒以外の部材の温度上昇を低減する。 【解決手段】 内筒４の外周面に対向する構成部材の表
面、すなわち外筒２の内周面や、外筒２に対して内筒４
を保持するリング状のバネ１２の表面や、断熱材ケース
２０，２１の表面に、遮熱コーティング２２を施す。内
筒４から外筒２やバネ１２への輻射伝熱量が減少するた
め、従来の仕切弁に比べて、外筒２やバネ１２の温度が
低くなり、許容応力が大きくなるとともに、内筒４の温
度が均一になり、熱応力が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温の流体に対し
て使用される高温用仕切弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な仕切弁は、図２に示した
ようなものであり、流体温度および流体の熱伝達率の変
化に伴う弁箱42等の寸法変化を吸収する構造になってい
ないため、閉状態で弁座43と弁体44とが噛り付いて作動
不良を起こすことがある。

【０００３】このため、本発明者らは先に、図３に示し
たような高温用仕切弁を提案した。この仕切弁は、弁箱
42を外筒49と内筒50とにより構成し、外筒49と内筒50と
の間に、外筒49に対して内筒50を保持するリング状のバ
ネ51を、外筒49の内周部と内筒50の外周部とに連結して
設けている。43は弁座、44は弁体である。この構成によ
ると、弁箱42の外筒49と内筒50との間、あるいは弁箱42
の上流側と下流側との間に熱膨張差または収縮差が生じ
た時も、バネ51のたわみにより熱膨張差または収縮差を
吸収できるので、弁箱42に無理な歪みが生じることを防
止でき、安定したシール性と操作性を実現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような高温用仕切弁においても、内筒50から外筒49へ
向けて起こる対流伝熱や輻射伝熱によって、バネ51や外
筒49の温度が上昇し、塑性変形が生じる恐れがある。

【０００５】本発明は上記問題を解決するもので、内筒
以外の部材の温度上昇を低減できる高温用仕切弁を提供
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の高温用仕切弁は、弁箱を、
外筒と、この外筒内に遊嵌されて弁箱流路を有する内筒
とにより構成した高温用仕切弁において、内筒の外周面
に対向する外筒などの構成部材の表面に遮熱コーティン
グを施したものである。

【０００７】請求項２記載の高温用仕切弁は、外筒と内
筒との間に、外筒に対して内筒を保持するリング状の弾
性体を、外筒の内周部と内筒の外周部とに連結して設
け、この弾性体の表面に遮熱コーティングを施したもの
である。

【０００８】請求項３記載の高温用仕切弁は、外筒と内
筒との間に、断熱材を内部に収容した断熱材ケースを配
設し、この断熱材ケースの表面に遮熱コーティングを施
したものである。

【０００９】上記した構成によれば、内筒から外筒や弾
性体などの構成部材への輻射伝熱量は遮熱コーティング
によって減少する。その結果、遮熱コーティングが施さ
れていない場合に比べて、外筒や弾性体などの構成部材
の温度は低くなり、許容応力が大きくなるとともに、内
筒温度が均一になり、熱応力が低減される。

【００１０】また、外筒と内筒との間に封入された断熱
材ケースにより高温流体に曝されないことによっても、
外筒や弾性体の温度上昇は抑制され、しかもこの断熱材
ケースに遮熱コーティングが施されているので、外筒や
弾性体の温度上昇はさらに抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に示した高温用仕切弁は、図３
に示した従来の高温用仕切弁とほぼ同様の構成を有し、
弁箱１は、外筒２と、この外筒２の内部に遊嵌されて弁
箱流路３を有する内筒４とにより構成されている。外筒
２の中央部には、内部に弁体収納空間５を有する円筒状
の弁体収納部６が設けられている。

【００１２】弁箱１の内部には、弁体収納空間５に挿通
された弁棒７に固定して弁体８が設けられており、弁体
８は、内筒４の中央部端面に設けられた弁座９，９間と
弁体収納空間５との間を開閉移動自在である。弁棒７
は、弁体収納部６の端部に設けられた駆動装置（図示せ
ず）に連動連結されている。

【００１３】外筒２の両端面には、外筒２の内周面から
内筒４の両端外周面へ中心に向かって張り出した円板状
の端部壁10が形成されている。また、内筒４の中央部外
周面には、外筒２の内周面へ外側に向かって張り出した
円板状の中間部壁11が一対形成されている。これら両中
間部壁11の間隔は弁体収納空間５の流路方向幅とほぼ同
一に形成されている。

【００１４】外筒２と内筒４との間には、外筒２に対し
て内筒４を保持するリング状のバネ12が一対嵌入されて
いる。これらバネ12の内周部は、内筒４の外周面に全周
にわたり形成されて外周方へ張り出した第１取付部13に
当接し、円環状の第１パッキン14を介して全周にわたり
シールされている。また、バネ12の外周部は、外筒２の
内周面に全周にわたり形成されて内周方へ張り出した第
２取付部15に当接し、円環状の第２パッキン16を介して
全周にわたりシールされている。

【００１５】第１パッキン14は熱伝導率の低い黒鉛系
（グラファイト等）のパッキンが使用され、第２パッキ
ン16は熱伝導率の高い金属系等のパッキンが使用されて
いる。バネ12の内周部は複数の皿小ねじ17を介して第１
取付部13に連結され、バネ12の外周部は複数の皿小ねじ
17を介して第２取付部15に連結されている。

【００１６】外筒２と内筒４との間には、外筒２の端部
内周面と、内筒４の端部外周面と、相対向する端部壁10
とバネ12とに囲まれた第１断熱材収納空間18が全周にわ
たり形成されており、また、外筒２の中央部内周面と、
内筒４の中央部外周面と、相対向する中間部壁11とバネ
12とに囲まれた第２断熱材収納空間19が全周にわたり形
成されている。これら第１断熱材収納空間18と第２断熱
材収納空間19とにはそれぞれ、グラスウールを収容した
第１断熱材ケース20と第２断熱材ケース21とが収納され
ている。

【００１７】内筒４の外周面に対向する部材の表面、す
なわち弁体収納部６と第２取付部15とを含んだ外筒２の
内周面、端部壁10の内側面、バネ12の表面、および第１
断熱材ケース20と第２断熱材ケース21との表面に、ジル
コニア系セラミックによる遮熱コーティング22が施され
ている。

【００１８】以下、上記構成における作用を説明する。
弁箱流路３に高温の流体が流れ、流体温度および流体の
熱伝達率の変化に伴って、内筒４と外筒２との間、また
は内筒４や外筒２の上流側と下流側との間に熱膨張差や
収縮差が生じた場合、バネ12がたわんでこれら熱膨張差
または収縮差を吸収し、それにより弁箱１に無理な歪み
が生じることは防止される。このため、安定したシール
性と操作性を保つことができる。

【００１９】その際、遮熱コーティング22が施されてい
るため、遮熱コーティング22が施されていない場合に比
べて、内筒４から外筒２やバネ12への輻射伝熱量が減少
し、外筒４やバネ12の温度は低くなり、許容応力が大き
くなるとともに、内筒４の温度が均一になり、熱応力が
低減される。

【００２０】また、内筒４と外筒２との間に第１および
第２断熱材ケース20,21 が配され、しかも第１および第
２断熱材ケース20,21 に遮熱コーティングが施されてい
るので、外筒２やバネ12への伝熱はより少なくなり、温
度上昇はさらに抑制される。

【００２１】さらに、第１パッキン14の熱伝導率が低い
ため、内筒４の熱はバネ12に伝わりにくく、第２パッキ
ン16の熱伝導率が高いため、バネ12の熱は第２パッキン
16を通って外筒２に逃がされる。このことによってもバ
ネ12の温度上昇は抑制される。

【００２２】したがって、バネ12や外筒２の設計温度を
低くすることができ、設計が簡単になる。なお、上記し
た構成において遮熱コーティング22に用いたジルコニア
系セラミックは、耐熱性が高く、熱伝導率が低く、輻射
率が高く、化学的に安定であるため好適な遮熱性コーテ
ィング材であるが、これ以外の遮熱性コーティング材を
使用してもよい。

【００２３】また断熱材としてグラスウールを使用した
が、空気層やキャスタブル耐火材を用いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、遮熱コ
ーティングを施すことにより、内筒から外筒や弾性体へ
の輻射伝熱量を低減することができ、従来の仕切弁に比
べて、外筒や弾性体の温度を低くできるため、許容応力
を大きくとれるとともに、内筒温度を均一にすることが
でき、熱応力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における高温用仕切弁の要
部断面図である。

【図２】従来の仕切弁の一部断面図である。

【図３】従来の仕切弁であって、外筒に対して内筒を保
持するリング状の弾性体により熱膨張差または収縮差を
吸収するようにしたタイプの仕切弁の断面図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 ２ 外筒 ３ 弁箱流路 ４ 内筒 12 バネ（弾性体） 22 遮熱コーティング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱を、外筒と、この外筒内に遊嵌され
   て弁箱流路を有する内筒とにより構成した高温用仕切弁
   において、内筒の外周面に対向する外筒などの構成部材
   の表面に遮熱コーティングを施したことを特徴とする高
   温用仕切弁。
2. 【請求項２】 外筒と内筒との間に、外筒に対して内筒
   を保持するリング状の弾性体を、外筒の内周部と内筒の
   外周部とに連結して設け、この弾性体の表面に遮熱コー
   ティングを施したことを特徴とする請求項１記載の高温
   用仕切弁。
3. 【請求項３】 外筒と内筒との間に、断熱材を内部に収
   容した断熱材ケースを配設し、この断熱材ケースの表面
   に遮熱コーティングを施したことを特徴とする請求項１
   または請求項２のいずれかに記載の高温用仕切弁。