JP2018532078A - バルブ - Google Patents

Abstract

バルブ（１）は、側壁（７）、天井（８）および開放端部（９）を有するキャビティ（６）を画定するハウジング（５）と、キャビティ（６）内で摺動可能なプランジ（１１）と、プランジ（１１）を移動させる制御装置と、を含む。キャビティ（６）は、側壁（７）上に少なくとも１つのスロット（２０）を有する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、バルブに関する。特に、バルブは、発電プラントまたは工業プラントの排煙を清浄化するための大きな布地フィルタなどの布地フィルタのフィルタバッグの清浄化を制御するために通常設けられるタイプのものである。これらのバルブは、圧力タンクとフィルタバッグとの間に配置され、フィルタバッグを清浄化し、フィルタバッグの外面に集められたダストケーキを除去するために、フィルタバッグを通って送られる圧縮空気の流れを制御するためのものである。

布地フィルタは、通常、複数のフィルタバッグ（数百または数千まで）が配置されたハウジングを有する。清浄化されるガスは、ハウジング内に入り、フィルタバッグを通過し、フィルタバッグの外面にダストを堆積させ、清浄なガスがフィルタバッグを通過して排出される。

ダストケーキを除去してフィルタバッグを清浄にするために、ノズルを有するマニホールドに接続された圧力タンクが設けられ、圧力タンクからの圧縮空気の排出を制御するためにバルブが設けられている。

フィルタバッグを清浄にする必要がある場合には、バルブ（通常は圧力タンクからの圧縮空気の排出を防止するために閉鎖構成になっている）が開き、圧縮空気が圧力タンクからバルブを通ってフィルタバッグに到達し、フィルタバッグを清浄にしてフィルタバッグからダストケーキを除去する。

バルブは、キャビティを画定するハウジングを有し、キャビティ内には摺動可能なプランジを有する。バルブを閉鎖構成から開放構成（プランジの位置によって規定される）に、またはその逆に移行させるための制御装置が設けられている。欧州特許出願公開第２８１６２６９号は、このタイプのバルブを開示している。

プランジとハウジングの表面との間には、圧縮ガス（例えば、空気）がプランジの一方の側から他方の側へ通過してバルブを閉じることを可能にするための隙間が画定されている。

環状の隙間の大きさは、プランジの迅速な動き、ひいてはバルブの迅速な開放を助けるので、小さいことが望ましい。

さらに、隙間の大きさは、バルブの閉鎖不良（例えば、バルブの非閉鎖）を引き起こすので、小さすぎてはならないし、また漏れのためにバルブの開放を妨げるので、大きすぎてはならない。

実際には、隙間の大きさは所与の範囲内にある。例えば、所与の範囲は、０．１５〜０．３５ミリメートルの間であり得る。

欧州特許出願公開第２８１６２６９号明細書

本発明の一態様は、バルブが閉鎖不良の問題なしにプランジの迅速な動き（例えば、従来のバルブよりも速い）を可能にすることを提供することを含む。

これらのおよびさらなる態様は、添付の特許請求の範囲によるバルブを提供することによって達成される。

有利なことに、本発明の実施形態によるバルブは、例えばバルブの脈動中に生じることがある、フィルタバッグにおける急激な圧力低下を低減することができる。

さらなる特徴および利点は、添付の図面において非限定的な実施例として示される、バルブの好ましいが非排他的な実施形態の説明からより明らかになるであろう。

圧力タンクに接続された例示的なバルブを示す図である。 圧力タンクに接続された例示的なバルブを示す図である。 例示的なバルブの斜視断面図である。 図５のバルブの線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 異なる断面に沿った閉鎖構成のバルブの断面図である。 異なる断面に沿った閉鎖構成のバルブの断面図である。 異なる断面平面に沿った部分的開放構成のバルブの断面図である。 異なる断面平面に沿った部分的開放構成のバルブの断面図である。 異なる断面平面に沿った開放構成のバルブの断面図である。 異なる断面平面に沿った開放構成のバルブの断面図である。 バルブの出口の圧力とバルブが開いている時間との関係を示す図である。 図５の一部の拡大図である。 図７の一部の拡大図である。 図９の一部の拡大図である。

図面を参照すると、これらは、圧力タンク２に接続されたバルブ１を示し、圧力タンク２に収容された空気などの圧縮ガスを排出するためのパイプ３を備えている。

バルブ１は、ハウジング５を含み、ハウジング５は、例えば２つ以上のピースで作られ、側壁７、天井８および開放端部９を有するキャビティ６を画定する。

バルブ１は、キャビティ６内を摺動可能なプランジ１１を有する。好ましい実施形態では、ハウジング５は、キャビティの容積を減少させるために、キャビティ６内に突出部２７を画定し、これにより、プランジャ１１の迅速な移動およびノイズの低減が可能になる。さらに、好ましくは、プランジャ１１はキャビティ６の壁７と摺動可能に接触している。この場合、プランジャは、外面が壁７に対して摺動するカップ形状を有することができる。

プランジ１１とハウジング５との間、特にプランジ１１の部分とハウジング５との間には隙間１２、１３が画定され、往復摺動接触する。

プランジ１１は、開口部１４を有する。

バルブ１はさらに、プランジの動きを引き起こすための制御装置を有し、制御装置は、ハウジング５内で摺動可能であって、開口部１４と整列したピストン１５を含み、図示する例では、ピストン１５を案内するための円筒状ガイド１７が設けられているが、異なる例ではガイド１７を設けなくてもよい。

制御装置１５は電気バルブなどの制御バルブ１８をさらに有し、制御バルブ１８は、外部環境からのハウジング５への空気の入り込みまたはハウジング５からの空気の排出を可能にするように開閉することができる。

添付の図５、図６は、プランジ１１がパイプ３の端部に当接し、圧力タンク２の内部からパイプ３へのガスの通過を防止する閉鎖位置のバルブを示す。図７、図８および図９、図１０は、部分的開放構成（図７、図８）および開放構成（図９、図１０）のバルブ１を示す。これらの構成では、プランジ１１はパイプ３の端部から離れており、圧力タンク２の内部からパイプ３へのガス流路が可能である（矢印Ｆ４を参照）。

キャビティ６は、その側壁７に１つまたは複数のスロット２０を有する。例えば、スロット２０は３つであってもよく、円周方向に１２０度だけ間隔を置くことができる。当然、異なる数のスロットおよび異なる角度距離が可能であり、例えば１つ、２つ、または４つ以上のスロットが可能である。

スロット２０は、側壁７の中間部分から好ましくは天井８まで延在する。

さらに、スロット２０の任意の向きが可能であるが、好ましくは、スロット２０は、バルブ１の長手方向軸２１に実質的に平行である。

好ましい実施形態では、ハウジング５の第１のピースと第２のピースとの間に座部が画定され、この座部はゴムリングなどの減衰要素２４を収容する。座部は、減衰要素２４を保持して、その偶発的な抜け出しを防止することを可能にする。

さらに、ハウジング５は、開放端部９を部分的に閉鎖する突出縁部２５を有し、プランジ１１は、ハウジング５の突出縁部２５に重なる突出縁部２６を有する。この構成は、バルブを１つの要素にすることを可能にし、バルブが圧力タンク２に接続されていないときにプランジ１１がハウジングから逃げることができないようにする。さらに、突出縁部２５は、ハウジングの変形に対する剛性を与える。

一実施形態では、隙間１３は、動作中にプランジャ１１の一方の側から他方の側へ通過するガスの量を規定するものであり得る。例えば、隙間１３は、０．１５ミリメートルよりも小さく、例えば０．０５〜０．１５ミリメートルの範囲、好ましくは約０．０７５ミリメートルであってもよい。隙間１２は、それを通るガスの通過を容易にし、プランジャ１１がキャビティ６から移動するのを防止するために大きくすることができる。例えば、隙間１２は、０．３〜０．６ミリメートルの範囲、好ましくは約０．４ミリメートルのサイズを有してもよい。以下では、この実施形態を参照する。

プランジャ１１は、天井８を有する容積部６ａと、縁部２５を有する容積部６ｂと、を画定する。容積部６ａ、６ｂは、プランジャ１１の両側にある。

プランジ１１とハウジング５との間の隙間１３は、スロット２０が容積部６ａと容積部６ｂとの間のガス流路を可能にし、問題のないバルブの閉鎖を可能にするので、小さくすることができ、特に従来技術で必要とされるものよりも小さくすることができる。対照的に、従来技術では、プランジャ１１は、プランジャを横切る制限された流れのために固着する。

バルブの動作は、説明および図示から明らかであり、実質的に以下の通りである。

開放
閉鎖構成（図５および図６）では、バルブ１は、プランジ１１をパイプ３の端部に当接させており、容積部６ａ内の圧力は、（気密ではない隙間１２、１３を通る漏れのために）圧力タンク２内の圧力と同じである。バルブ１８は閉鎖され（それを通るガス排出が防止される）、ピストン１５の上方の圧力がプランジ１１の上方のピストン１５を押して開口部１４を閉じる。

バルブ１を開くために、バルブ１８が開かれる。これは、バルブ１８を通るガスの排出を引き起こし、したがって矢印Ｆ１で示すようにピストンの移動を引き起こす。

開口部１４がこのように開放され、容積部６ａに含まれるガスは、矢印Ｆ２で示すように、開口部１４およびパイプ３を通って容積部６ａから移動する。

容積部６ａ内の圧力が減少するので、プランジ１１が矢印Ｆ３で示すように移動し、圧力タンク２および容積部６ｂ内の圧力によって押し込まれる。

プランジ１１がパイプ３の端部から離れると、圧力タンク２内に収容された圧縮ガスは矢印Ｆ４で示すようにパイプ３内に直接移動する。

隙間１３が小さいので、バルブの開放時のプランジ１１の動きは速い。これは、隙間１３を通る漏れの減少のおかげである。

プランジ１１の動きは、プランジ１１がスロット２０に達するまで速い。

プランジ１１がスロット２０に達すると、ガスはプランジャの一方の側から他方に（すなわち容積部６ａと６ｂの間で）、さらに隙間１３を通り、またスロット２０を通って通過することができる。これは、スロット２０がない場合よりも容積部６ａと６ｂとの間のガス漏れをはるかに大きくする。結果は、プランジ１１の速度の低下である。これは、より低い応力の影響により、プランジャの寿命を延ばすのに役立つ。

したがって、プランジ１１は、その縁部２６が減衰要素２４に達するまで矢印Ｆ３で示すようにさらに移動する。

閉鎖
開放構成（図９および図１０）では、圧縮ガス（例えば空気）がガイド１７内のバルブ１８を介して供給され、これにより、ピストン１５が矢印Ｆ５で示すように移動する。ピストン１５が開口部１４を閉鎖し、矢印Ｆ５で示すようにプランジャ１１を押し、プランジャ１１がパイプ３の端部に当接した状態でバルブを開位置から閉位置にする。

ガスが隙間１３およびスロット２０を通過することができるので、プランジ１１の閉鎖時の最初の動きは速い。次いで、プランジ１１がスロット２０の端部を克服すると（図８を参照）、プランジャの一方の側から他方（すなわち、容積部６ａと６ｂの間）へのガス漏れが低減され、プランジャの移動がより遅くなって、パイプ３の端部の閉鎖が結果として遅くなる。この結果、プランジャの軟着陸が行われる。

曲線Ａは、迅速なバルブ脈動（例えば、スロットおよびハウジング壁とプランジャとの間の０．１５〜０．３５の隙間のないバルブの動作）の場合の圧力経過を示す。

この図は、曲線Ａでは圧力が急激な圧力降下Ｄを受けることを示しており、これはフィルタバッグにとって危険であり、破損および高放出を引き起こすおそれがある。

曲線Ｂは、曲線Ａを描くのに使用されたのと同じバルブがより長い時間脈動される場合の圧力経過を示す。これは急激な圧力降下Ｄを回避するが、環境に放出される圧縮空気またはガスを浪費して起こる。

曲線Ｃは、バルブがスロット２０を備えている場合の経時的な圧力経過を示す。この場合、圧力ピークＥの後に、圧力はより滑らかに低下し（曲線Ｃの圧力降下Ｄ）、特に急激な圧力降下（曲線Ａの圧力降下Ｄのような）は起こらない。これは、プランジャ１１がスロット２０（図８を参照）を克服すると、ゆっくりと閉じるために起こる。スロット２０が克服された後に、容積部６ａと６ｂとの間のガスの流れが減少し（流れは隙間１３を通ってのみ生じる）、プランジャ１１はゆっくりと閉じる。

曲線Ｃでは、ピークＥは、プランジャ１１がスロット２０に到達する前の開放時のプランジャ１１の速度がより速いので、他の曲線ＡおよびＢのピークよりも高い。

さらに、脈動は、スロット２０を横切るより高い流量により、５０ｍｓ〜７０ｍｓでより速く低下し、曲線Ｃの勾配は７０ｍｓ後に減少する。

したがって、本発明のバルブは、フィルタバッグにかかる応力をより低い程度にして、フィルタバッグの寿命を長くすることができる。

さらに、図１１は、スロット２０を有する本発明のバルブが（開放後に）閉鎖された場合には、パイプ３内の圧力が高く、特に、プランジャ１１の迅速な動きを有するがスロット２０のないバルブの場合よりも高い。したがって、圧縮空気を節約することができ、フィルタバッグを清浄化するのには有用ではない圧縮空気の放出（主に圧力ピークがこの点で関連する）が打ち消される。

バルブの下流側の低圧、したがってフィルタバッグでの低圧が打ち消されるという事実は、例えば、フィルタバッグにおける低圧によるダストの再循環によって引き起こされる可能性がある排出物の削減を可能にするというさらなる利点を有する。

当然であるが、説明した特徴は、互いに独立して提供することができる。

実際には、使用される材料および寸法は、要求および技術水準に応じて自由に選択することができる。

１ バルブ
２ 圧力タンク
３ パイプ
５ ハウジング
６ キャビティ
６ａ、６ｂ 容積部
７ 側壁
８ 天井
９ 開放端部
１１ プランジ、プランジャ
１２ 隙間
１３ 隙間
１４ 開口部
１５ ピストン、制御装置
１７ 円筒状ガイド
１８ 制御バルブ
２０ スロット
２１ 長手方向軸
２４ 減衰要素
２５ 突出縁部
２６ 突出縁部
２７ 突出部
Ｆ１ バルブの開放時のピストン１５の動き
Ｆ２ パイプ３を通って漏れる空気
Ｆ３ 開放時のプランジ１１の動き
Ｆ４ 圧力タンク２内からパイプ３内へのガス流路
Ｆ５ 閉鎖時のピストン１５の動き
Ａ スロット２０のないバルブの下流側の開放時の圧力経過
Ｂ スロット２０がなく、曲線Ａの場合より長い持続時間で脈動するバルブの下流側の開放時の圧力経過
Ｃ スロット２０を有するバルブの下流側の開放時の圧力経過
Ｄ 圧力降下
Ｅ 圧力ピーク

Claims (8)

1. 側壁（７）と、天井（８）と、開放端部（９）と、を有するキャビティ（６）を画定するハウジング（５）と、
   前記キャビティ（６）内を摺動可能なプランジ（１１）と、
   前記プランジ（１１）を移動させる制御装置（１５）と、を含み、
   前記キャビティ（６）は、前記側壁（７）上に少なくとも１つのスロット（２０）を有することを特徴とする、バルブ（１）。
2. 前記少なくとも１つのスロット（２０）は、前記側壁（７）の中間部分から延在することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
3. 前記少なくとも１つのスロット（２０）は、前記天井（８）まで延在することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
4. 前記少なくとも１つのスロット（２０）は、前記バルブ（１）の長手方向軸（２１）に実質的に平行であることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
5. 前記ハウジング（５）は、少なくとも２つのピースで形成され、第１のピースと第２のピースとの間に座部が画定され、前記座部に減衰要素（２４）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
6. 前記ハウジング（５）は、前記開放端部（２５）を部分的に閉鎖する突出縁部（２５）を有し、前記プランジ（１１）は、前記ハウジング（５）の前記突出縁部（２５）と重なる突出縁部（２６）を有することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
7. 前記ハウジング（５）は、前記キャビティ（６）内への突出部（２７）を画定することを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
8. 前記側壁（７）と前記プランジャ（１１）との間に少なくとも１つの隙間（１３）が画定され、前記少なくとも１つの隙間（１３）の大きさは、０．１５ミリメートルより小さく、好ましくは０．０５〜０．１５ミリメートルの範囲にあり、より好ましくは０．０７５ミリメートルであることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。