ボールバルブ付ストレーナ
【課題】構造を簡略化してコンパクト化を図って面間距離を最小限に抑えつつ異物やゴミを捕捉分離でき、流路を直接開閉して内部の清掃やメンテナンスを簡単にでき、圧力損失を抑えてスクリーンの捕捉分離の効率を高めつつ高温・高圧の流体をろ過できるボールバルブ付ストレーナを提供する。
【解決手段】流入口６と流出口７と分岐口８とで形成したＴ字形ポート５を有するボデー１の中央位置に入口１０と出口１１とで形成したＬ字形ポート９を有するボール弁体２を回動自在に設け、ボール弁体２の出口１１にスクリーン１３を連通可能に設ける。スクリーン１３をカバー体１４で着脱自在に包囲し、流路室３５とキャビティ室１２とをボール弁体２の出口１１に対比して流過面積の大きい連通流路３７を介して連通させ、キャビティ室１２のろ過流体を流出流路２７を介して２次側の流出口７に流出させた。
【解決手段】流入口６と流出口７と分岐口８とで形成したＴ字形ポート５を有するボデー１の中央位置に入口１０と出口１１とで形成したＬ字形ポート９を有するボール弁体２を回動自在に設け、ボール弁体２の出口１１にスクリーン１３を連通可能に設ける。スクリーン１３をカバー体１４で着脱自在に包囲し、流路室３５とキャビティ室１２とをボール弁体２の出口１１に対比して流過面積の大きい連通流路３７を介して連通させ、キャビティ室１２のろ過流体を流出流路２７を介して２次側の流出口７に流出させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種配管ラインを流れる水・ガス・空気・蒸気等の流体中の異物やゴミを捕捉分離するためのストレーナに関し、特に、ボールバルブを一体に設けて流路の開閉を可能にしたボールバルブ付ストレーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレーナは、各種配管ラインの一部に設置され、この配管ラインを流れる流体中の様々な異物やゴミをスクリーンにより捕捉し、これらが配管ラインの２次側のバルブ、ユニット、装置等の流体機器に流れ込むことを防止するために用いられる。ストレーナにおいてスクリーンによる異物やゴミの捕捉機能を維持するためには、内部を定期的に清掃・メンテナンスする必要がある。そのため、通常はストレーナの一次側に閉止弁が設けられており、この一次側閉止弁と、ストレーナの二次側に設けられた閉止弁とにより流路を閉止した状態で清掃等が可能になっている。この閉止弁としては、通常はバタフライバルブ又はボールバルブが用いられる。また、ストレーナの一次側にバタフライバルブが一体に設けられる場合がある。
【０００３】
一方、一次側にボールバルブが一体に設けられたストレーナが知られている。例えば、特許文献１には、入口流路と出口流路、これらの流路とＴ字状に交わる分岐流路とを有するボデー内にボールが装着され、分岐管から繋がる分岐管にフィルターエレメントが装着されたストレーナ付ボールバルブが開示されている。このバルブでは、ボールの球面部にフィルターエレメントを通過した流体を出口流路に導く通孔が形成され、この通孔を介して二次側に濾過後の流体が流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−５３４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ストレーナと閉止弁とが別体に設けられている場合には、閉止弁がバタフライバルブ又はボールバルブの何れの場合でもこれらを取付けるための面間距離が長くなると同時に、配管ラインの構造も複雑化して配管全体も大型化することになり、配管接続時の作業の手間も余計にかかる。ストレーナ内の清掃・メンテナンス時には、ストレーナと閉止弁との距離が離れていると、閉止弁の位置まで移動してこの閉止弁を開閉操作する必要が生じる。さらに、ストレーナから閉止弁までの管路が長くなると配管スペースが大きく失われると共にその容積も大きくなり、スクリーン着脱用のカバーを外したときにこの容積内に残った大量の流体が流出することになる。
ストレーナとバタフライバルブとが一体に設けられている場合、別体の場合よりも面間距離を小さくすることは可能になる。しかし、この場合にもストレーナの位置をバタフライバルブよりも２次側にずらした構成としなければならないため、面間寸法がその分長くなることになる。さらに、バタフライバルブにおいては、シール部材がゴム材料であるため、ボールバルブの場合と比較して流体の最高使用温度ないし圧力が低くなる。
【０００６】
一方、特許文献１におけるバルブでは、フィルターエレメントを通過した流体が球面部に設けた通孔を介して出口流路まで導かれる構造であるため弁体の強度が低下し、強度を確保しようとすると通孔の流過面積を大きく確保することが難しい。そのため、フィルターエレメントの１次側であるボール弁体の出口側流路に対比して２次側のフィルターエレメントからキャビティへの流路の流過面積が大幅に減少することで、圧力損失が大きくなってフィルターエレメントによる捕捉分離の効率が悪くなり、ろ過流量が少なくなる。弁体とシール部材とが断続的な摺動となることから、シール性も低下する。
更に、同文献１のバルブは、本体と一体の分岐流路内にフィルターエレメントが装着され、本体の端部に螺合された蓋体によって分岐流路の下端開口部が閉塞された構造になっている。この場合、掃除等でフィルターエレメントを取出すために蓋体を開放すると、分岐流路内に残っている大量の液体が大気開放側である下方側から全て流出することになる。この清掃の際には、フィルターエレメントの長さだけ下方向に下げてから清掃するため、下方向に広いスペースも必要になる。
【０００７】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、構造を簡略化してコンパクト化を図って面間距離を最小限に抑えつつ異物やゴミを捕捉分離でき、流路を直接開閉できることで内部の清掃やメンテナンスを簡単にでき、圧力損失を抑えてスクリーンの捕捉分離の効率を高めつつ高温・高圧の流体をろ過できるボールバルブ付ストレーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、１次側の流入口と２次側の流出口と分岐口とで形成したＴ字形ポートを有するボデーの中央位置に入口と出口とで形成したＬ字形ポートを有するボール弁体を回動自在に設け、ボール弁体の出口にスクリーンを連通可能に設け、このスクリーンを容体状のカバー体で着脱自在に包囲すると共に、スクリーンの外周と前記カバー体の内周との間に形成した流路室とボール弁体と前記ボデー内との間に形成したキャビティ室とをボール弁体の出口に対比して流過面積の大きい連通流路を介して連通させ、キャビティ室のろ過流体を流出流路を介して２次側の流出口に流出させたボールバルブ付ストレーナである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ボール弁体を少なくとも１次側のボールシートで回動自在に支受けすると共に、ボール弁体の出口に分岐流路を有するボトムステムを固着し、このボトムステムの下部をボデーの分岐口の内部に設けた環状保持部の摺動口にボール弁体の回動に伴って摺動可能に設けてトラニオン型のボールバルブとしたボールバルブ付ストレーナである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、連通流路は、分岐口内周と環状保持部との間の第１連通口とこの第１連通口とキャビティ室とを連通させる第２連通口より成るボールバルブ付ストレーナである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、キャビティ室のボデー内周面に流過面積を拡張する拡張流路を形成したボールバルブ付ストレーナである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、ボデーの流出口側に２次側のボールシートを有するキャップを螺着結合し、このキャップにキャビティ室と２次側の流出口とを連通する流出流路を形成したボールバルブ付ストレーナである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、分岐口にカバー体の上端開口部をネジ式又はフランジ式の接合手段で着脱自在に設けると共に、スクリーンの下部をカバー体の内周底部に装着し、かつスクリーン上端を環状保持部の下端に形成した装着穴に装着したボールバルブ付ストレーナである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によると、Ｔ字形のボデーの中央位置にＬ字形ポートを有するボール弁体を配設し、このボール弁体の出口にスクリーンを設けた構造としていることにより、全体の構造を簡略化してコンパクト化を図り、面間距離を最小限に抑えて配管ラインの所定面間内に配設して異物やゴミを捕捉分離することが可能になる。直接ボール弁体を回動させて流路を開閉できるため、スクリーン内部の清掃・メンテナンスを簡単に実施できる。流体を流す際には、入口側から出口側までの流過面積を確保して圧力損失を抑え、スクリーンによる捕捉分離の効率を高めることができる。このため、配管に接続されるポンプへの負荷を抑えて、これらのポンプ等の装置の定格を抑えることができる。
ボール弁体により流路を開閉するボールバルブ構造とすることで、バタフライバルブで流路を開閉する場合に比較して高温・高圧の流体を流すことが可能になる。
【００１５】
請求項２に係る発明によると、少なくとも１次側のボールシートで支受けし、ボトムステムを環状保持部の摺動口に摺動可能に設けたトラニオン型のボールバルブとしていることで、ボール弁体に１次側圧力が作用してもこのボール弁体が２次側に押されることを防いでボールシートによる１次側のシール性を確保しながら流路を開閉できる。ボール弁体の回動時には摺動口がベアリング機能を発揮することで、この摺動口に対してボール弁体に固着されたボトムステムがスムーズに摺動回転する。このため、漏れを防ぎつつボールバルブの優れた操作性を確保することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によると、分岐口内周と環状保持部との間に第１連通口、この第１連通口とキャビティ室との連通部分に第２連通口を設けることにより、第１連通口に続けて第２連通口のボール弁体の外周囲を利用してキャビティ室までの流路を大きく設けて連通流路の流過面積を一定の大きさに確保できる。このため、スクリーンによりろ過された流体が流路室からキャビティ室に流れるときの圧力損失を抑えることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によると、拡張流路によりキャビティ室の容積を増やして流過面積を拡張することができる。このため、流体がこのキャビティ室を流れるときの圧力損失を抑えてスクリーンによるろ過効率を最大限に高めることが可能になる。
【００１８】
請求項５に係る発明によると、キャップによりボール弁体をボデー内の所定箇所に位置決めしつつ、ボデーと別体からなるキャップに流出流路を設けることでこの流出流路の口径を大きく形成でき、キャビティ室から２次側の流出口にかけて一定の流過面積を確保して圧力損失を抑えることができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によると、カバー体内に残っている流体を下方側から流出させることを防ぎつつ、このカバー体をボデーに容易に着脱できる。このため、周囲に流体を飛散させることなくカバー体をボデーから取外してスクリーンの清掃・メンテナンス等を実施でき、しかも、カバー体の着脱スペースを最小限に抑えることができるため、狭いスペースへの設置が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のボールバルブ付ストレーナの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明のボールバルブ付ストレーナの縦断面図である。
【図３】図２のカバー体を外した状態を示す縦断面図である。
【図４】ボデーの一部切欠き斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】ボデーの縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】キャップの拡大斜視図である。
【図１０】図９のキャップの正面図である。
【図１１】キャップの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明におけるボールバルブ付ストレーナの好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明におけるボールバルブ付ストレーナの一実施形態を示しており、図２においては、ストレーナ本体の縦断面図を示している。
【００２２】
本発明のボールバルブ付ストレーナは、ボデー１内にボール弁体２、スクリーン３が設けられた一体型のストレーナであり、ボール弁体２をステム４で操作して流体内に含まれる有害なゴミや異物等をスクリーン３で捕捉分離し、このスクリーン３を取外すことで清掃やメンテナンスを実施することが可能になっている。
【００２３】
図１ないし図８において、ボデー１はＴ字形ポート５を有し、このＴ字形ポート５は１次側の流入口６と２次側の流出口７と分岐口８とで形成されている。流入口６と流出口７とには図示しない外部の配管ラインが接続可能になっており、図２に示した流入口６と流出口７との端面同士の間隔Ｗは、この配管ラインに配設可能な所定長さの面間距離になっている。これらの流出入口５、６はフルボア、スタンダードボア、レデューストボアの何れのボアタイプであってもよく、図示しないがこれらの流出入口５、６には適宜の管用ねじ部等の接合部が形成され、この接合部を介して配管ラインと接続可能になっている。ボデー１の中央位置にはＬ字形ポート９を有する前記ボール弁体２が回動自在に配設され、Ｌ字形ポート９は入口１０と出口１１で形成されている。このボール弁体２がボデー１内に配設されることにより、ボール弁体２とボデー１との間にキャビティ室１２が形成される。ボール弁体２の出口１１にはスクリーン３が連通可能に設けられ、このスクリーン３は、容体状のカバー体１４で着脱自在に包囲されている。
【００２４】
図４、図５、図８に示すように、ボデー１の分岐口８側の内部には環状保持部１５が形成されている。この環状保持部１５は、接続部２８を介してボデー１と一体に設けられ、その外側に後述する第１連通口１６、内側に摺動口１７が形成されている。接続部２８の一部には開口部２９が形成され、この開口部２９を介してキャビティ室１２と後述する連通流路３７とが連通する。
【００２５】
一方、図１ないし図３に示すように、キャビティ室１２の１・２次側には１次側ボールシート１８、２次側ボールシート２２装着用の環状の装着部１９、２０がそれぞれ形成され、キャビティ室１２においてこの装着部１９、２０とボデー内周面との間に流路面積を拡張する溝状の拡張流路２１が形成されている。図４、図５に示すように、この拡張流路２１が装着部１９、２０よりも拡径側に形成されることで、キャビティ室１２内の容積が大きく確保されている。
【００２６】
図１において、ボールシート１８、２２は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂により成形される。ボールシートは、ボデー１内におけるボール弁体２の少なくとも１次側に配設されればよく、この場合、１次側のボールシート１８で閉止することになる。この１次側ボールシート１８により、ボール弁体２が回動自在に支受けされる。本実施形態においては、前記したように１、２次側の装着部１９、２０にそれぞれボールシート１８、２２が装着され、これにより、バルブ操作の開閉の安定化と、ボールシートのボールへの締付力のバランスが確保されている。
【００２７】
この場合、２次側においてはボデーの流出口７にキャップ２５が螺着結合され、このキャップ２５に前記した２次側の装着部２０が形成されている。２次側のボールシート２２は、断面Ｌ字形に形成された環状のシートリテーナ２６を介して装着部２０に取付けられ、ボデー１にキャップ２５を螺着したときにこの２次側ボールシート２２がボール弁体２の２次側を保持する位置に配設される。この２次側ボールシート２２は、１次側ボールシート１８よりも小径に設けられており、これによって流路が確保されている。ボールシート２２のシール機能は必ずしも必要ではなく、特に弁閉状態のボール弁体２が流体によって２次側に押されるのを支持し、このボール弁体２の移動を防止して１次側ボールシート１８によるシール性を維持することができればよい。従って、２次側ボールシート２２は、１次側ボールシート１８よりも強度のある材質を用いてもよい。また、上記のことから、シートリテーナは必ずしも断面Ｌ字形である必要はなく、２次側ボールシート２２を保持できる形状であれば、例えば、断面コ字形状などの別の断面形状に設けることも可能である。
【００２８】
図９ないし図１１に示すように、キャップ２５には略十字形状の流出流路２７がスリ割り加工により形成される。キャップ２５の装着後には、この流出流路２７を介してキャビティ室１２と２次側の流出口７とが連通される。
【００２９】
図１において、カバー体１４は、ボデー分岐口８に対して上端開口部１４ａが螺着されることで着脱自在に設けられている。図示しないが、カバー体１４は、分岐口８に対してフランジを介して取付けられていてもよく、このように、カバー体１４の上端開口部をネジ式又はフランジ式、ファスナー式等の接合手段により分岐口８に着脱自在に設けることができる。
清掃・メンテナンス時においてスクリーン３を取外す際には、図３において長さＬの分だけ下方にねじ結合を緩めればよく、この長さＬがカバー体１４の取外しに要する引き抜き長さになる。この状態でカバー体１４をボデー１から取外してスクリーン３を取外すことができる。従って、例えば、Ｙ型ストレーナと比較して、着脱の際のスクリーン３を取外すためのカバー体１４の下方向のメンテナンス用スペースを大幅に小さくできる。
【００３０】
カバー体１４の内周底部には嵌合穴３０が形成され、この嵌合穴３０にスクリーン３の下部が装着可能になっている。スクリーン３は、下部側の端面３ａが嵌合穴３０の底面側に当接した状態で取付けられる。一方、スクリーン３の上部は環状保持部１５の下端に形成された装着穴３１に、上部側の端面３ｂが環状保持部１５の上面側に当接した状態で装着される。このようにして、スクリーン３は上部側と下部側とが所定位置に位置決めされた状態で取付けられ、装着後にはこのスクリーン３の外周とカバー体１４の内周との間に流路室３５が形成される。
【００３１】
スクリーン３を装着する場合には、このスクリーン３と嵌合穴３０との嵌め合い公差をスクリーン３と装着穴３１との嵌め合い公差よりも小さく設定し、カバー体１４を緩めたときにスクリーン３の上部側が下部側よりも外れやすくすることが望ましい。この場合には、スクリーン３を一体に装着した状態でボデー１からカバー体１４を取り出すことができ、スクリーン３やボデー１内部の掃除を容易に実施できる。
【００３２】
また、カバー体１４の底部には複数の有底の小穴３６が形成されている。流体がカバー体１４に流入したときには、スクリーン３内部ではその流速により異物やゴミ、夾雑物が渦の回転エネルギーをもつが、この小穴３６を設けていることにより回転エネルギーを分散して一部分に集中的に働くことを防止可能になっている。これにより、カバー体１４の底部分が浸食されることを防いで、カバー体１４底部に穴が明くことが防がれている。図示しないが、カバー体１４底部にガスケットを介して下面側からプラグを着脱可能に取付けるようにしてもよい。この場合、ボデーからカバー体を取外すことなく、プラグを取外すだけでスクリーン３やカバー体１４内の異物やゴミを取り除くことが可能になる。
【００３３】
前記した流路室３５とキャビティ室１２とは連通流路３７を介して連通しており、ろ過流体はこの連通流路３７を通過して、接続部２８の間に形成された開口部２９を介してキャビティ室１２内に入り、流出流路２７を介して２次側の流出口７より流出する。
連通流路３７は、分岐口８内周と環状保持部１５との間に設けられる第１連通口１６と、この第１連通口１６とキャビティ室１２とを連通させる第２連通口３９より成っている。この連通流路３７は、ボール弁体２の出口１１に対比して流過面積が大きくなるように設けられている。
【００３４】
ボール弁体２の出口１１には内側に分岐流路４０を有する筒状のボトムステム４１が固着され、このボトムステム４１の下部が上記環状保持部１５の摺動口１７に嵌合されている。これにより、ボトムステム４１はボール弁体２と一体となって摺動口１７に対して摺動可能になり、ボール弁体２を開閉操作して摺動させたときに摺動口１７がベアリング機能を発揮するようになっている。このようにして、ボデー１内に、上部側がステム４、下部側がボトムステム４１に支持されたトラニオン型のボールバルブが設けられる。上記ボトムステム４１は、圧入、嵌合、ろう付、ねじ込み、カシメ等の適宜の手段でボール弁体に結合すればよい。
【００３５】
本実施形態においてボールバルブを組立てる場合には、ボデー１の１次側の装着部１９にボールシート１８、キャップ２５における２次側の装着部２０にシートリテーナ２６とボールシート１８とを装着させる。この状態でボデー１内にボール弁体２を装入し、Ｏリング４２を装着したステム４をボデー１に形成されたネック部４３の上部より挿入し、ステム４の先端に設けた平行二面部４４をボール弁体２の上部に形成された平行二面形状の取付穴に嵌合させる。この状態でネック部４３の上端側に環状のグランド４６を螺着してステム４を回動自在に位置決め保持し、かつ、ボデー１にキャップ２５を螺合させてこれらを一体化させる。
【００３６】
続いて、流入口６側から図示しない筒状の固定治具を挿入し、その筒状部位をＬ字形ポート９の入口１０に差込んでボール弁体２を回動不能な状態に保持する。そして、図示しない円筒状の取付け治具の先端側にボトムステム４１を装着し、この取付け治具によりボトムステム４１を摺動口１７より嵌入させながらボール弁体２の出口１１に圧入する。
このように固定治具と取付け治具とを利用しながらボール弁体２を装着した場合、Ｌ字形ポート９にボトムステム４１を圧入するときのボール弁体２の位置ずれを防止して、ボール弁体２の出口１１側に容易にボトムステム４１を圧入することが可能になる。
【００３７】
図１に示すように、ボール弁体２の流路内には円筒状に形成した出口１１の奥部に段部２３が形成されており、この段部２３に先端側が突き当たるまでボトムステム４１を圧入する。入口１０と出口１１との交点には略三角形状の凹部２４がＴ字形ポート５の加工時に形成されており、圧入後に固定治具と取付け治具とをボデー１から取外した後に、この２箇所に形成されるこの凹部２４のうち、１箇所以上の凹部２４にボトムステム４１の先方側を図示しない適宜の工具で拡径して、かしめた状態にする。この圧入とかしめとにより、ボトムステム４１をボール弁体２の出口１１に強固に固定できる。
【００３８】
ボトムステム４１の固定後には、スクリーン３を収納したカバー体１４とボデー１とを螺着して一体化することで、スクリーン３を所定位置に取付ける。一方、ステム４の上端側には、ワッシャ４８を介してナット４７でハンドル５０を取付ける。
【００３９】
組立て後のボールバルブ付ストレーナは、１次側流入口６、２次側流出口７を介して図示しない配管ラインに接続される。この配管ラインにおいて、ストレーナの２次側は、例えば、３方弁装置や２方弁装置等のあらゆる配置等に設けられている。ストレーナのボデー１はＴ字形ポート５を有し、このＴ字形ポート５の中央位置に配設されたボール弁体２により流路が開閉される構成であり、スクリーン３を収納したカバー体１４はボデー１から垂下した位置に配設されるため、このスクリーン３やカバー体１４が面間距離Ｗよりも突出することが抑えられる。このため、面間距離Ｗを、ボールバルブを内部に設けるために必要な最小距離に抑えることができる。
【００４０】
本発明のボールバルブ付ストレーナで流体をろ過する場合、ハンドル５０を回転させてボール弁体２を閉状態から開状態にする。このとき、ボトムステム４１の下部が環状保持部１５の摺動口１７に摺動可能に嵌合してことで、ボトムステム４１と環状保持部１５からの漏れが抑えられつつ、小さい操作力でボール弁体２を回転可能となる。
【００４１】
ボール弁体２を開状態まで回転させ、１次側の流入口６から流体が流れ込むと、この流体はボール弁体２の入口１０から出口１１に９０°向きが変えられて、ボトムステム４１内の分岐流路４０を介してスクリーン３内に流入する。流体はスクリーン３に設けられた小孔５１を通過することでろ過され、このろ過流体は流路室３５から連通流路３７を介してキャビティ室１２内に流入する。このとき、ボールバルブのトラニオン構造によりボール弁体２が流体によって２次側に押されることが防がれるため、１次側の流入口６と入口１０との間が１次側ボールシート１８により確実に封止され、流入口６からキャビティ室１２や２次側に直接流体が流入することが防がれる。
【００４２】
第１連通口１６を分岐口８内周と環状保持部１５との間、第２連通口３９を第１連通口１６とキャビティ室１２とを連通させる部分とし、これらの第１連通口１６と第２連通口３９とを連通流路３７としているので、この連通流路３７をボデー１内で縮径させることなく大きく確保でき、しかも、キャビティ室１２に拡張流路２１を形成していることで、キャビティ室１２内の容積を拡張して大流量のろ過流体をこのキャビティ室１２内に導くことができる。
このときボール弁体２の出口１１に対比して連通流路３７の流過面積が大きくなっていることで、圧力損失を防ぎつつスクリーン３によって流体をろ過することができ、スクリーン３によるろ過機能を最大限に発揮できる。
【００４３】
続いて、キャビティ室１２内に流入したろ過流体は、キャップ２５の流出流路２７を介して２次側から流出する。このとき、流出流路２７が略十字形状にスリ割り形状に構成されてその流路が大きく形成されていることで所定の流過面積が確保されている。このため、キャビティ室１２から２次側の流出口７にろ過流体が流れるときにも圧力損失が防がれる。
【００４４】
また、２次側シートリテーナ２６の装着部２０に保持されていない部分は、流出流路２７に露出している。ここで、このシートリテーナ２６に保持された２次側ボールシート１８は、ボール弁体２の２次側を保持する役割を果たしていればよく、この露出部分及びボール弁体２との摺動部位からのろ過流体の漏れを許容することができる。このシートリテーナ２６は、ボールシート１８が大きく変形してキャップ２５とボール弁体２との隙間に逃げ込むことも防止する。さらに、装着部２０の内周側には環状突起部５２が形成され、この環状突起部５２により装着部２０は断面略コ字形状に形成されている。ボールシート１８は、この装着部２０により内周方向への変形も規制され、高温状態の蒸気や高温水によって内径方向にフローしてシール面圧が低下することが防がれている。
【００４５】
上述したように本発明のボールバルブ付ストレーナは、流入口６、流出口７、分岐口８とで形成したＴ字形ポート５を有するボデー１の中央位置にＬ字形ポート９を有するボール弁体２を回動自在に設けていることで、ボールバルブを構成する面間距離Ｗ内にストレーナ部分を配置しながらこの面間距離Ｗを最小限に抑えることができ、配管ラインの複雑化や配管全体の大型化を防ぐこともできる。これによって全体の軽量化を図ることができ、省資源化や環境性にも優れている。
【００４６】
ボールバルブ部分とストレーナ部分とを一体化することで配管接続作業が容易になり、バルブをその場で開閉操作できることで清掃・メンテナンスも簡単になる。さらに、これらの一体化によりボデー１内の容積を小さくしているため、カバー体１４の螺合を緩めたときに流出する流体を少なくできる。しかも、分岐口８にカバー体１４の上端開口部１４ａを着脱自在に設けると共に、スクリーン３の下部をカバー体１４の内周底部に装着し、かつスクリーン３の上部を環状保持部１５の装着穴３１に装着した構成としていることにより、流体を周囲に飛散させることなく流路室３５に収めた状態でボデー１からカバー体１４を取外しできる。しかも、カバー体１４の螺合を外したときに、カバー体１４をこの螺合長さＬの分だけ下方に移動させて横にずらすだけでボデー１から取外しでき、下方側にカバー体１４の広い着脱領域を設ける必要がなく、狭い設置スペースにストレーナを配設できる。このため、配管全体を小さく設けて配管設置スペースを有効活用できる。
【００４７】
ボール弁体２の出口１１にスクリーン３を連通可能に設け、このスクリーン３をカバー体１４で着脱自在に包囲し、流路室３５とキャビティ室１２とをボール弁体２の出口１１に対比して流過面積の大きい連通流路３７を介して連通させ、キャビティ室１２のろ過流体を流出流路２７を介して２次側の流出口７に流出させている。このため、キャビティ室１２を介して流出流路２７から２次側の流出口７までの流過面積を大きく確保でき、延いては、１次側の流入口６から流出口７までの流過面積を略一定の大きさに確保できる。このとき、連通流路３７が分岐口８内周と環状保持部１５との間の第１連通口１６と、この第１連通口１６とキャビティ室１２とを連通させる第２連通口３９とより成っているので、流路室３５からキャビティ室１２にかけて流路がオリフィス状に絞られることがない。これらのことから、流体をろ過するときの圧力損失を最小に抑えて、スクリーン３による捕捉分離の効率を最大限に高めることが可能になる。
【００４８】
さらには、ボールシート１８の材料としてＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いることで流体の最高使用圧力や温度を高く設定でき、高温水や蒸気を流体とすることもできる。例えば、バタフライバルブとストレーナとを一体化したバタフライバルブ付ストレーナの場合には、使用温度７０℃における最高使用圧力が１．２１ＭＰａ、使用圧力０．６９ＭＰａにおける最高使用温度が７０℃になるが、これに比較して、本発明のボールバルブ付ストレーナの場合には、同使用温度における最高使用圧力が２．００ＭＰａ、同使用圧力における最高使用温度１５０℃となり、バタフライバルブをスクリーンの１次側に配設した場合よりも高圧力及び高温度の流体に対応可能となる。
【００４９】
上記ストレーナを配管する場合、流出入口が水平方向になる向きに設置することが望ましく、この場合、底面を下側にしてスクリーンを立設させた状態から水平の状態までの向きで配管可能であるが、スクリーン内に堆積する異物やゴミの逆流を防止する観点から、スクリーンを立設させた状態で取付けることがより望ましい。
【符号の説明】
【００５０】
１ ボデー
２ ボール弁体
５ Ｔ字形ポート
６ 流入口
７ 流出口
８ 分岐口
９ Ｌ字形ポート
１０ 入口
１１ 出口
１２ キャビティ室
１３ スクリーン
１４ カバー体
１４ａ 上端開口部
１５ 環状保持部
１６ 第１連通口
１７ 摺動口
１８ ボールシート
２１ 拡張流路
２５ キャップ
２７ 流出流路
３１ 装着穴
３５ 流路室
３７ 連通流路
３９ 第２連通口
４０ 分岐流路
４１ ボトムステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種配管ラインを流れる水・ガス・空気・蒸気等の流体中の異物やゴミを捕捉分離するためのストレーナに関し、特に、ボールバルブを一体に設けて流路の開閉を可能にしたボールバルブ付ストレーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレーナは、各種配管ラインの一部に設置され、この配管ラインを流れる流体中の様々な異物やゴミをスクリーンにより捕捉し、これらが配管ラインの２次側のバルブ、ユニット、装置等の流体機器に流れ込むことを防止するために用いられる。ストレーナにおいてスクリーンによる異物やゴミの捕捉機能を維持するためには、内部を定期的に清掃・メンテナンスする必要がある。そのため、通常はストレーナの一次側に閉止弁が設けられており、この一次側閉止弁と、ストレーナの二次側に設けられた閉止弁とにより流路を閉止した状態で清掃等が可能になっている。この閉止弁としては、通常はバタフライバルブ又はボールバルブが用いられる。また、ストレーナの一次側にバタフライバルブが一体に設けられる場合がある。
【０００３】
一方、一次側にボールバルブが一体に設けられたストレーナが知られている。例えば、特許文献１には、入口流路と出口流路、これらの流路とＴ字状に交わる分岐流路とを有するボデー内にボールが装着され、分岐管から繋がる分岐管にフィルターエレメントが装着されたストレーナ付ボールバルブが開示されている。このバルブでは、ボールの球面部にフィルターエレメントを通過した流体を出口流路に導く通孔が形成され、この通孔を介して二次側に濾過後の流体が流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−５３４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ストレーナと閉止弁とが別体に設けられている場合には、閉止弁がバタフライバルブ又はボールバルブの何れの場合でもこれらを取付けるための面間距離が長くなると同時に、配管ラインの構造も複雑化して配管全体も大型化することになり、配管接続時の作業の手間も余計にかかる。ストレーナ内の清掃・メンテナンス時には、ストレーナと閉止弁との距離が離れていると、閉止弁の位置まで移動してこの閉止弁を開閉操作する必要が生じる。さらに、ストレーナから閉止弁までの管路が長くなると配管スペースが大きく失われると共にその容積も大きくなり、スクリーン着脱用のカバーを外したときにこの容積内に残った大量の流体が流出することになる。
ストレーナとバタフライバルブとが一体に設けられている場合、別体の場合よりも面間距離を小さくすることは可能になる。しかし、この場合にもストレーナの位置をバタフライバルブよりも２次側にずらした構成としなければならないため、面間寸法がその分長くなることになる。さらに、バタフライバルブにおいては、シール部材がゴム材料であるため、ボールバルブの場合と比較して流体の最高使用温度ないし圧力が低くなる。
【０００６】
一方、特許文献１におけるバルブでは、フィルターエレメントを通過した流体が球面部に設けた通孔を介して出口流路まで導かれる構造であるため弁体の強度が低下し、強度を確保しようとすると通孔の流過面積を大きく確保することが難しい。そのため、フィルターエレメントの１次側であるボール弁体の出口側流路に対比して２次側のフィルターエレメントからキャビティへの流路の流過面積が大幅に減少することで、圧力損失が大きくなってフィルターエレメントによる捕捉分離の効率が悪くなり、ろ過流量が少なくなる。弁体とシール部材とが断続的な摺動となることから、シール性も低下する。
更に、同文献１のバルブは、本体と一体の分岐流路内にフィルターエレメントが装着され、本体の端部に螺合された蓋体によって分岐流路の下端開口部が閉塞された構造になっている。この場合、掃除等でフィルターエレメントを取出すために蓋体を開放すると、分岐流路内に残っている大量の液体が大気開放側である下方側から全て流出することになる。この清掃の際には、フィルターエレメントの長さだけ下方向に下げてから清掃するため、下方向に広いスペースも必要になる。
【０００７】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、構造を簡略化してコンパクト化を図って面間距離を最小限に抑えつつ異物やゴミを捕捉分離でき、流路を直接開閉できることで内部の清掃やメンテナンスを簡単にでき、圧力損失を抑えてスクリーンの捕捉分離の効率を高めつつ高温・高圧の流体をろ過できるボールバルブ付ストレーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、１次側の流入口と２次側の流出口と分岐口とで形成したＴ字形ポートを有するボデーの中央位置に入口と出口とで形成したＬ字形ポートを有するボール弁体を回動自在に設け、ボール弁体の出口にスクリーンを連通可能に設け、このスクリーンを容体状のカバー体で着脱自在に包囲すると共に、スクリーンの外周と前記カバー体の内周との間に形成した流路室とボール弁体と前記ボデー内との間に形成したキャビティ室とをボール弁体の出口に対比して流過面積の大きい連通流路を介して連通させ、キャビティ室のろ過流体を流出流路を介して２次側の流出口に流出させたボールバルブ付ストレーナである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ボール弁体を少なくとも１次側のボールシートで回動自在に支受けすると共に、ボール弁体の出口に分岐流路を有するボトムステムを固着し、このボトムステムの下部をボデーの分岐口の内部に設けた環状保持部の摺動口にボール弁体の回動に伴って摺動可能に設けてトラニオン型のボールバルブとしたボールバルブ付ストレーナである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、連通流路は、分岐口内周と環状保持部との間の第１連通口とこの第１連通口とキャビティ室とを連通させる第２連通口より成るボールバルブ付ストレーナである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、キャビティ室のボデー内周面に流過面積を拡張する拡張流路を形成したボールバルブ付ストレーナである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、ボデーの流出口側に２次側のボールシートを有するキャップを螺着結合し、このキャップにキャビティ室と２次側の流出口とを連通する流出流路を形成したボールバルブ付ストレーナである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、分岐口にカバー体の上端開口部をネジ式又はフランジ式の接合手段で着脱自在に設けると共に、スクリーンの下部をカバー体の内周底部に装着し、かつスクリーン上端を環状保持部の下端に形成した装着穴に装着したボールバルブ付ストレーナである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によると、Ｔ字形のボデーの中央位置にＬ字形ポートを有するボール弁体を配設し、このボール弁体の出口にスクリーンを設けた構造としていることにより、全体の構造を簡略化してコンパクト化を図り、面間距離を最小限に抑えて配管ラインの所定面間内に配設して異物やゴミを捕捉分離することが可能になる。直接ボール弁体を回動させて流路を開閉できるため、スクリーン内部の清掃・メンテナンスを簡単に実施できる。流体を流す際には、入口側から出口側までの流過面積を確保して圧力損失を抑え、スクリーンによる捕捉分離の効率を高めることができる。このため、配管に接続されるポンプへの負荷を抑えて、これらのポンプ等の装置の定格を抑えることができる。
ボール弁体により流路を開閉するボールバルブ構造とすることで、バタフライバルブで流路を開閉する場合に比較して高温・高圧の流体を流すことが可能になる。
【００１５】
請求項２に係る発明によると、少なくとも１次側のボールシートで支受けし、ボトムステムを環状保持部の摺動口に摺動可能に設けたトラニオン型のボールバルブとしていることで、ボール弁体に１次側圧力が作用してもこのボール弁体が２次側に押されることを防いでボールシートによる１次側のシール性を確保しながら流路を開閉できる。ボール弁体の回動時には摺動口がベアリング機能を発揮することで、この摺動口に対してボール弁体に固着されたボトムステムがスムーズに摺動回転する。このため、漏れを防ぎつつボールバルブの優れた操作性を確保することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によると、分岐口内周と環状保持部との間に第１連通口、この第１連通口とキャビティ室との連通部分に第２連通口を設けることにより、第１連通口に続けて第２連通口のボール弁体の外周囲を利用してキャビティ室までの流路を大きく設けて連通流路の流過面積を一定の大きさに確保できる。このため、スクリーンによりろ過された流体が流路室からキャビティ室に流れるときの圧力損失を抑えることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によると、拡張流路によりキャビティ室の容積を増やして流過面積を拡張することができる。このため、流体がこのキャビティ室を流れるときの圧力損失を抑えてスクリーンによるろ過効率を最大限に高めることが可能になる。
【００１８】
請求項５に係る発明によると、キャップによりボール弁体をボデー内の所定箇所に位置決めしつつ、ボデーと別体からなるキャップに流出流路を設けることでこの流出流路の口径を大きく形成でき、キャビティ室から２次側の流出口にかけて一定の流過面積を確保して圧力損失を抑えることができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によると、カバー体内に残っている流体を下方側から流出させることを防ぎつつ、このカバー体をボデーに容易に着脱できる。このため、周囲に流体を飛散させることなくカバー体をボデーから取外してスクリーンの清掃・メンテナンス等を実施でき、しかも、カバー体の着脱スペースを最小限に抑えることができるため、狭いスペースへの設置が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のボールバルブ付ストレーナの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明のボールバルブ付ストレーナの縦断面図である。
【図３】図２のカバー体を外した状態を示す縦断面図である。
【図４】ボデーの一部切欠き斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】ボデーの縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】キャップの拡大斜視図である。
【図１０】図９のキャップの正面図である。
【図１１】キャップの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明におけるボールバルブ付ストレーナの好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明におけるボールバルブ付ストレーナの一実施形態を示しており、図２においては、ストレーナ本体の縦断面図を示している。
【００２２】
本発明のボールバルブ付ストレーナは、ボデー１内にボール弁体２、スクリーン３が設けられた一体型のストレーナであり、ボール弁体２をステム４で操作して流体内に含まれる有害なゴミや異物等をスクリーン３で捕捉分離し、このスクリーン３を取外すことで清掃やメンテナンスを実施することが可能になっている。
【００２３】
図１ないし図８において、ボデー１はＴ字形ポート５を有し、このＴ字形ポート５は１次側の流入口６と２次側の流出口７と分岐口８とで形成されている。流入口６と流出口７とには図示しない外部の配管ラインが接続可能になっており、図２に示した流入口６と流出口７との端面同士の間隔Ｗは、この配管ラインに配設可能な所定長さの面間距離になっている。これらの流出入口５、６はフルボア、スタンダードボア、レデューストボアの何れのボアタイプであってもよく、図示しないがこれらの流出入口５、６には適宜の管用ねじ部等の接合部が形成され、この接合部を介して配管ラインと接続可能になっている。ボデー１の中央位置にはＬ字形ポート９を有する前記ボール弁体２が回動自在に配設され、Ｌ字形ポート９は入口１０と出口１１で形成されている。このボール弁体２がボデー１内に配設されることにより、ボール弁体２とボデー１との間にキャビティ室１２が形成される。ボール弁体２の出口１１にはスクリーン３が連通可能に設けられ、このスクリーン３は、容体状のカバー体１４で着脱自在に包囲されている。
【００２４】
図４、図５、図８に示すように、ボデー１の分岐口８側の内部には環状保持部１５が形成されている。この環状保持部１５は、接続部２８を介してボデー１と一体に設けられ、その外側に後述する第１連通口１６、内側に摺動口１７が形成されている。接続部２８の一部には開口部２９が形成され、この開口部２９を介してキャビティ室１２と後述する連通流路３７とが連通する。
【００２５】
一方、図１ないし図３に示すように、キャビティ室１２の１・２次側には１次側ボールシート１８、２次側ボールシート２２装着用の環状の装着部１９、２０がそれぞれ形成され、キャビティ室１２においてこの装着部１９、２０とボデー内周面との間に流路面積を拡張する溝状の拡張流路２１が形成されている。図４、図５に示すように、この拡張流路２１が装着部１９、２０よりも拡径側に形成されることで、キャビティ室１２内の容積が大きく確保されている。
【００２６】
図１において、ボールシート１８、２２は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂により成形される。ボールシートは、ボデー１内におけるボール弁体２の少なくとも１次側に配設されればよく、この場合、１次側のボールシート１８で閉止することになる。この１次側ボールシート１８により、ボール弁体２が回動自在に支受けされる。本実施形態においては、前記したように１、２次側の装着部１９、２０にそれぞれボールシート１８、２２が装着され、これにより、バルブ操作の開閉の安定化と、ボールシートのボールへの締付力のバランスが確保されている。
【００２７】
この場合、２次側においてはボデーの流出口７にキャップ２５が螺着結合され、このキャップ２５に前記した２次側の装着部２０が形成されている。２次側のボールシート２２は、断面Ｌ字形に形成された環状のシートリテーナ２６を介して装着部２０に取付けられ、ボデー１にキャップ２５を螺着したときにこの２次側ボールシート２２がボール弁体２の２次側を保持する位置に配設される。この２次側ボールシート２２は、１次側ボールシート１８よりも小径に設けられており、これによって流路が確保されている。ボールシート２２のシール機能は必ずしも必要ではなく、特に弁閉状態のボール弁体２が流体によって２次側に押されるのを支持し、このボール弁体２の移動を防止して１次側ボールシート１８によるシール性を維持することができればよい。従って、２次側ボールシート２２は、１次側ボールシート１８よりも強度のある材質を用いてもよい。また、上記のことから、シートリテーナは必ずしも断面Ｌ字形である必要はなく、２次側ボールシート２２を保持できる形状であれば、例えば、断面コ字形状などの別の断面形状に設けることも可能である。
【００２８】
図９ないし図１１に示すように、キャップ２５には略十字形状の流出流路２７がスリ割り加工により形成される。キャップ２５の装着後には、この流出流路２７を介してキャビティ室１２と２次側の流出口７とが連通される。
【００２９】
図１において、カバー体１４は、ボデー分岐口８に対して上端開口部１４ａが螺着されることで着脱自在に設けられている。図示しないが、カバー体１４は、分岐口８に対してフランジを介して取付けられていてもよく、このように、カバー体１４の上端開口部をネジ式又はフランジ式、ファスナー式等の接合手段により分岐口８に着脱自在に設けることができる。
清掃・メンテナンス時においてスクリーン３を取外す際には、図３において長さＬの分だけ下方にねじ結合を緩めればよく、この長さＬがカバー体１４の取外しに要する引き抜き長さになる。この状態でカバー体１４をボデー１から取外してスクリーン３を取外すことができる。従って、例えば、Ｙ型ストレーナと比較して、着脱の際のスクリーン３を取外すためのカバー体１４の下方向のメンテナンス用スペースを大幅に小さくできる。
【００３０】
カバー体１４の内周底部には嵌合穴３０が形成され、この嵌合穴３０にスクリーン３の下部が装着可能になっている。スクリーン３は、下部側の端面３ａが嵌合穴３０の底面側に当接した状態で取付けられる。一方、スクリーン３の上部は環状保持部１５の下端に形成された装着穴３１に、上部側の端面３ｂが環状保持部１５の上面側に当接した状態で装着される。このようにして、スクリーン３は上部側と下部側とが所定位置に位置決めされた状態で取付けられ、装着後にはこのスクリーン３の外周とカバー体１４の内周との間に流路室３５が形成される。
【００３１】
スクリーン３を装着する場合には、このスクリーン３と嵌合穴３０との嵌め合い公差をスクリーン３と装着穴３１との嵌め合い公差よりも小さく設定し、カバー体１４を緩めたときにスクリーン３の上部側が下部側よりも外れやすくすることが望ましい。この場合には、スクリーン３を一体に装着した状態でボデー１からカバー体１４を取り出すことができ、スクリーン３やボデー１内部の掃除を容易に実施できる。
【００３２】
また、カバー体１４の底部には複数の有底の小穴３６が形成されている。流体がカバー体１４に流入したときには、スクリーン３内部ではその流速により異物やゴミ、夾雑物が渦の回転エネルギーをもつが、この小穴３６を設けていることにより回転エネルギーを分散して一部分に集中的に働くことを防止可能になっている。これにより、カバー体１４の底部分が浸食されることを防いで、カバー体１４底部に穴が明くことが防がれている。図示しないが、カバー体１４底部にガスケットを介して下面側からプラグを着脱可能に取付けるようにしてもよい。この場合、ボデーからカバー体を取外すことなく、プラグを取外すだけでスクリーン３やカバー体１４内の異物やゴミを取り除くことが可能になる。
【００３３】
前記した流路室３５とキャビティ室１２とは連通流路３７を介して連通しており、ろ過流体はこの連通流路３７を通過して、接続部２８の間に形成された開口部２９を介してキャビティ室１２内に入り、流出流路２７を介して２次側の流出口７より流出する。
連通流路３７は、分岐口８内周と環状保持部１５との間に設けられる第１連通口１６と、この第１連通口１６とキャビティ室１２とを連通させる第２連通口３９より成っている。この連通流路３７は、ボール弁体２の出口１１に対比して流過面積が大きくなるように設けられている。
【００３４】
ボール弁体２の出口１１には内側に分岐流路４０を有する筒状のボトムステム４１が固着され、このボトムステム４１の下部が上記環状保持部１５の摺動口１７に嵌合されている。これにより、ボトムステム４１はボール弁体２と一体となって摺動口１７に対して摺動可能になり、ボール弁体２を開閉操作して摺動させたときに摺動口１７がベアリング機能を発揮するようになっている。このようにして、ボデー１内に、上部側がステム４、下部側がボトムステム４１に支持されたトラニオン型のボールバルブが設けられる。上記ボトムステム４１は、圧入、嵌合、ろう付、ねじ込み、カシメ等の適宜の手段でボール弁体に結合すればよい。
【００３５】
本実施形態においてボールバルブを組立てる場合には、ボデー１の１次側の装着部１９にボールシート１８、キャップ２５における２次側の装着部２０にシートリテーナ２６とボールシート１８とを装着させる。この状態でボデー１内にボール弁体２を装入し、Ｏリング４２を装着したステム４をボデー１に形成されたネック部４３の上部より挿入し、ステム４の先端に設けた平行二面部４４をボール弁体２の上部に形成された平行二面形状の取付穴に嵌合させる。この状態でネック部４３の上端側に環状のグランド４６を螺着してステム４を回動自在に位置決め保持し、かつ、ボデー１にキャップ２５を螺合させてこれらを一体化させる。
【００３６】
続いて、流入口６側から図示しない筒状の固定治具を挿入し、その筒状部位をＬ字形ポート９の入口１０に差込んでボール弁体２を回動不能な状態に保持する。そして、図示しない円筒状の取付け治具の先端側にボトムステム４１を装着し、この取付け治具によりボトムステム４１を摺動口１７より嵌入させながらボール弁体２の出口１１に圧入する。
このように固定治具と取付け治具とを利用しながらボール弁体２を装着した場合、Ｌ字形ポート９にボトムステム４１を圧入するときのボール弁体２の位置ずれを防止して、ボール弁体２の出口１１側に容易にボトムステム４１を圧入することが可能になる。
【００３７】
図１に示すように、ボール弁体２の流路内には円筒状に形成した出口１１の奥部に段部２３が形成されており、この段部２３に先端側が突き当たるまでボトムステム４１を圧入する。入口１０と出口１１との交点には略三角形状の凹部２４がＴ字形ポート５の加工時に形成されており、圧入後に固定治具と取付け治具とをボデー１から取外した後に、この２箇所に形成されるこの凹部２４のうち、１箇所以上の凹部２４にボトムステム４１の先方側を図示しない適宜の工具で拡径して、かしめた状態にする。この圧入とかしめとにより、ボトムステム４１をボール弁体２の出口１１に強固に固定できる。
【００３８】
ボトムステム４１の固定後には、スクリーン３を収納したカバー体１４とボデー１とを螺着して一体化することで、スクリーン３を所定位置に取付ける。一方、ステム４の上端側には、ワッシャ４８を介してナット４７でハンドル５０を取付ける。
【００３９】
組立て後のボールバルブ付ストレーナは、１次側流入口６、２次側流出口７を介して図示しない配管ラインに接続される。この配管ラインにおいて、ストレーナの２次側は、例えば、３方弁装置や２方弁装置等のあらゆる配置等に設けられている。ストレーナのボデー１はＴ字形ポート５を有し、このＴ字形ポート５の中央位置に配設されたボール弁体２により流路が開閉される構成であり、スクリーン３を収納したカバー体１４はボデー１から垂下した位置に配設されるため、このスクリーン３やカバー体１４が面間距離Ｗよりも突出することが抑えられる。このため、面間距離Ｗを、ボールバルブを内部に設けるために必要な最小距離に抑えることができる。
【００４０】
本発明のボールバルブ付ストレーナで流体をろ過する場合、ハンドル５０を回転させてボール弁体２を閉状態から開状態にする。このとき、ボトムステム４１の下部が環状保持部１５の摺動口１７に摺動可能に嵌合してことで、ボトムステム４１と環状保持部１５からの漏れが抑えられつつ、小さい操作力でボール弁体２を回転可能となる。
【００４１】
ボール弁体２を開状態まで回転させ、１次側の流入口６から流体が流れ込むと、この流体はボール弁体２の入口１０から出口１１に９０°向きが変えられて、ボトムステム４１内の分岐流路４０を介してスクリーン３内に流入する。流体はスクリーン３に設けられた小孔５１を通過することでろ過され、このろ過流体は流路室３５から連通流路３７を介してキャビティ室１２内に流入する。このとき、ボールバルブのトラニオン構造によりボール弁体２が流体によって２次側に押されることが防がれるため、１次側の流入口６と入口１０との間が１次側ボールシート１８により確実に封止され、流入口６からキャビティ室１２や２次側に直接流体が流入することが防がれる。
【００４２】
第１連通口１６を分岐口８内周と環状保持部１５との間、第２連通口３９を第１連通口１６とキャビティ室１２とを連通させる部分とし、これらの第１連通口１６と第２連通口３９とを連通流路３７としているので、この連通流路３７をボデー１内で縮径させることなく大きく確保でき、しかも、キャビティ室１２に拡張流路２１を形成していることで、キャビティ室１２内の容積を拡張して大流量のろ過流体をこのキャビティ室１２内に導くことができる。
このときボール弁体２の出口１１に対比して連通流路３７の流過面積が大きくなっていることで、圧力損失を防ぎつつスクリーン３によって流体をろ過することができ、スクリーン３によるろ過機能を最大限に発揮できる。
【００４３】
続いて、キャビティ室１２内に流入したろ過流体は、キャップ２５の流出流路２７を介して２次側から流出する。このとき、流出流路２７が略十字形状にスリ割り形状に構成されてその流路が大きく形成されていることで所定の流過面積が確保されている。このため、キャビティ室１２から２次側の流出口７にろ過流体が流れるときにも圧力損失が防がれる。
【００４４】
また、２次側シートリテーナ２６の装着部２０に保持されていない部分は、流出流路２７に露出している。ここで、このシートリテーナ２６に保持された２次側ボールシート１８は、ボール弁体２の２次側を保持する役割を果たしていればよく、この露出部分及びボール弁体２との摺動部位からのろ過流体の漏れを許容することができる。このシートリテーナ２６は、ボールシート１８が大きく変形してキャップ２５とボール弁体２との隙間に逃げ込むことも防止する。さらに、装着部２０の内周側には環状突起部５２が形成され、この環状突起部５２により装着部２０は断面略コ字形状に形成されている。ボールシート１８は、この装着部２０により内周方向への変形も規制され、高温状態の蒸気や高温水によって内径方向にフローしてシール面圧が低下することが防がれている。
【００４５】
上述したように本発明のボールバルブ付ストレーナは、流入口６、流出口７、分岐口８とで形成したＴ字形ポート５を有するボデー１の中央位置にＬ字形ポート９を有するボール弁体２を回動自在に設けていることで、ボールバルブを構成する面間距離Ｗ内にストレーナ部分を配置しながらこの面間距離Ｗを最小限に抑えることができ、配管ラインの複雑化や配管全体の大型化を防ぐこともできる。これによって全体の軽量化を図ることができ、省資源化や環境性にも優れている。
【００４６】
ボールバルブ部分とストレーナ部分とを一体化することで配管接続作業が容易になり、バルブをその場で開閉操作できることで清掃・メンテナンスも簡単になる。さらに、これらの一体化によりボデー１内の容積を小さくしているため、カバー体１４の螺合を緩めたときに流出する流体を少なくできる。しかも、分岐口８にカバー体１４の上端開口部１４ａを着脱自在に設けると共に、スクリーン３の下部をカバー体１４の内周底部に装着し、かつスクリーン３の上部を環状保持部１５の装着穴３１に装着した構成としていることにより、流体を周囲に飛散させることなく流路室３５に収めた状態でボデー１からカバー体１４を取外しできる。しかも、カバー体１４の螺合を外したときに、カバー体１４をこの螺合長さＬの分だけ下方に移動させて横にずらすだけでボデー１から取外しでき、下方側にカバー体１４の広い着脱領域を設ける必要がなく、狭い設置スペースにストレーナを配設できる。このため、配管全体を小さく設けて配管設置スペースを有効活用できる。
【００４７】
ボール弁体２の出口１１にスクリーン３を連通可能に設け、このスクリーン３をカバー体１４で着脱自在に包囲し、流路室３５とキャビティ室１２とをボール弁体２の出口１１に対比して流過面積の大きい連通流路３７を介して連通させ、キャビティ室１２のろ過流体を流出流路２７を介して２次側の流出口７に流出させている。このため、キャビティ室１２を介して流出流路２７から２次側の流出口７までの流過面積を大きく確保でき、延いては、１次側の流入口６から流出口７までの流過面積を略一定の大きさに確保できる。このとき、連通流路３７が分岐口８内周と環状保持部１５との間の第１連通口１６と、この第１連通口１６とキャビティ室１２とを連通させる第２連通口３９とより成っているので、流路室３５からキャビティ室１２にかけて流路がオリフィス状に絞られることがない。これらのことから、流体をろ過するときの圧力損失を最小に抑えて、スクリーン３による捕捉分離の効率を最大限に高めることが可能になる。
【００４８】
さらには、ボールシート１８の材料としてＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いることで流体の最高使用圧力や温度を高く設定でき、高温水や蒸気を流体とすることもできる。例えば、バタフライバルブとストレーナとを一体化したバタフライバルブ付ストレーナの場合には、使用温度７０℃における最高使用圧力が１．２１ＭＰａ、使用圧力０．６９ＭＰａにおける最高使用温度が７０℃になるが、これに比較して、本発明のボールバルブ付ストレーナの場合には、同使用温度における最高使用圧力が２．００ＭＰａ、同使用圧力における最高使用温度１５０℃となり、バタフライバルブをスクリーンの１次側に配設した場合よりも高圧力及び高温度の流体に対応可能となる。
【００４９】
上記ストレーナを配管する場合、流出入口が水平方向になる向きに設置することが望ましく、この場合、底面を下側にしてスクリーンを立設させた状態から水平の状態までの向きで配管可能であるが、スクリーン内に堆積する異物やゴミの逆流を防止する観点から、スクリーンを立設させた状態で取付けることがより望ましい。
【符号の説明】
【００５０】
１ ボデー
２ ボール弁体
５ Ｔ字形ポート
６ 流入口
７ 流出口
８ 分岐口
９ Ｌ字形ポート
１０ 入口
１１ 出口
１２ キャビティ室
１３ スクリーン
１４ カバー体
１４ａ 上端開口部
１５ 環状保持部
１６ 第１連通口
１７ 摺動口
１８ ボールシート
２１ 拡張流路
２５ キャップ
２７ 流出流路
３１ 装着穴
３５ 流路室
３７ 連通流路
３９ 第２連通口
４０ 分岐流路
４１ ボトムステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側の流入口と２次側の流出口と分岐口とで形成したＴ字形ポートを有するボデーの中央位置に入口と出口とで形成したＬ字形ポートを有するボール弁体を回動自在に設け、前記ボール弁体の出口にスクリーンを連通可能に設け、このスクリーンを容体状のカバー体で着脱自在に包囲すると共に、前記スクリーンの外周と前記カバー体の内周との間に形成した流路室と前記ボール弁体と前記ボデー内との間に形成したキャビティ室とを前記ボール弁体の出口に対比して流過面積の大きい連通流路を介して連通させ、前記キャビティ室のろ過流体を流出流路を介して２次側の流出口に流出させたことを特徴とするボールバルブ付ストレーナ。
【請求項２】
前記ボール弁体を少なくとも１次側のボールシートで回動自在に支受けすると共に、前記ボール弁体の出口に分岐流路を有するボトムステムを固着し、このボトムステムの下部を前記ボデーの分岐口の内部に設けた環状保持部の摺動口に前記ボール弁体の回動に伴って摺動可能に設けてトラニオン型のボールバルブとした請求項１に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項３】
前記連通流路は、前記分岐口内周と前記環状保持部との間の第１連通口とこの第１連通口と前記キャビティ室とを連通させる第２連通口より成る請求項２に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項４】
前記キャビティ室の前記ボデー内周面に流過面積を拡張する拡張流路を形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項５】
前記ボデーの流出口側に２次側のボールシートを有するキャップを螺着結合し、このキャップに前記キャビティ室と２次側の流出口とを連通する流出流路を形成した請求項１乃至４の何れか１項に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項６】
前記分岐口に前記カバー体の上端開口部をネジ式又はフランジ式の接合手段で着脱自在に設けると共に、前記スクリーンの下部を前記カバー体の内周底部に装着し、かつスクリーン上端を前記環状保持部の下端に形成した装着穴に装着した請求項１乃至５の何れか１項に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項１】
１次側の流入口と２次側の流出口と分岐口とで形成したＴ字形ポートを有するボデーの中央位置に入口と出口とで形成したＬ字形ポートを有するボール弁体を回動自在に設け、前記ボール弁体の出口にスクリーンを連通可能に設け、このスクリーンを容体状のカバー体で着脱自在に包囲すると共に、前記スクリーンの外周と前記カバー体の内周との間に形成した流路室と前記ボール弁体と前記ボデー内との間に形成したキャビティ室とを前記ボール弁体の出口に対比して流過面積の大きい連通流路を介して連通させ、前記キャビティ室のろ過流体を流出流路を介して２次側の流出口に流出させたことを特徴とするボールバルブ付ストレーナ。
【請求項２】
前記ボール弁体を少なくとも１次側のボールシートで回動自在に支受けすると共に、前記ボール弁体の出口に分岐流路を有するボトムステムを固着し、このボトムステムの下部を前記ボデーの分岐口の内部に設けた環状保持部の摺動口に前記ボール弁体の回動に伴って摺動可能に設けてトラニオン型のボールバルブとした請求項１に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項３】
前記連通流路は、前記分岐口内周と前記環状保持部との間の第１連通口とこの第１連通口と前記キャビティ室とを連通させる第２連通口より成る請求項２に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項４】
前記キャビティ室の前記ボデー内周面に流過面積を拡張する拡張流路を形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項５】
前記ボデーの流出口側に２次側のボールシートを有するキャップを螺着結合し、このキャップに前記キャビティ室と２次側の流出口とを連通する流出流路を形成した請求項１乃至４の何れか１項に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【請求項６】
前記分岐口に前記カバー体の上端開口部をネジ式又はフランジ式の接合手段で着脱自在に設けると共に、前記スクリーンの下部を前記カバー体の内周底部に装着し、かつスクリーン上端を前記環状保持部の下端に形成した装着穴に装着した請求項１乃至５の何れか１項に記載のボールバルブ付ストレーナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２５３９５（Ｐ２０１２−２２５３９５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２２５６（Ｐ２０１１−９２２５６）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
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