(57)【要約】【課題】  小さな口径の三重偏心バタフライ弁にすることもできるように、三重偏心バタフライ弁の構造を改良する。【解決手段】  弁体を円板部と接続部とで構成し、円板部は平坦な表面と、表面側に頂点を持った傾斜した円錐面状の周囲面とを持った円錐台状にし、接続部は基部と先端部とで構成し、基部は円板部の裏面から表面に垂直に突出し、先端部は基部の先から円錐面の外へ延びて、先端部の先に弁軸への取付部を付設している構造とする。また、この弁体を収容する弁本体は、弁体の回動時に弁体の回動を許すだけの空洞を備えている構造とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の流体通路を持った弁本体と、弁本体に回動可能に付設された弁軸と、弁軸により回動されて流体通路を開閉する弁体とからなるバタフライ弁であって、弁体は平坦な表面と、表面側に頂点を持った傾斜した円錐面状の周囲面とを持った円錐台状にされており、弁軸は円錐台の中心から外れて円錐台から裏面側へ突出して付設されている三重偏心バタフライ弁において、弁体は上記円錐台状の円板部と、円板部の裏面側に付設された接続部とからなり、接続部は円板部の裏面から表面に垂直方向に突出する基部と、基部の先から上記円錐面の外へ延びる先端部とからなり、先端部の先に弁軸が付設されており、弁本体は弁体の回動時に弁体の回動を許すだけの空洞を備えていることを特徴とする、三重偏心バタフライ弁。
【請求項２】
弁体における接続部の厚みが円板部の外径より小さくされていることを特徴とする、請求項１に記載の三重偏心バタフライ弁。
【請求項３】
弁体における接続部の厚みが円板部の外径に等しいか又は外径より大きくされていることを特徴とする、請求項１に記載の三重偏心バタフライ弁。
【請求項４】
円板部と接続部とからなる弁体であって、円板部は平坦な表面と、表面側に頂点を持った傾斜した円錐面状の周囲面とを持った円錐台状にされ、接続部は基部と先端部とからなり、基部は円板部の裏面から表面に垂直に突出しており、先端部は基部の先から上記円錐面の外へ延びて、先端部の先に弁軸への取付部を付設していることを特徴とする、三重偏心バタフライ弁用の弁体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は三重偏心バタフライ弁に関するものである。とくに、この発明は小口径の三重偏心バタフライ弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バタフライ弁は、弁本体と弁軸と弁体とで構成される。弁本体は管状の通路を持っており、弁軸は弁本体に回動可能に付設されており、弁体は弁軸に固定されて流体通路を開閉させる役割を荷っている。弁体は弁軸を中心としてその周りに約９０度の角度範囲内だけで回動できるものとされ、その角度範囲の一端において流体通路を全閉にし、他端において流体通路を全開にする。
【０００３】
バタフライ弁では、全閉を完全にするために、流体通路の内面にシートリングが付設される。シートリングはその内面が弁体の周囲面に密接して、その間から流体漏洩が全くないようにされている。このようなシートリングの内面は弁座面と云われている。
【０００４】
バタフライ弁では、弁体が弁軸を中心として回動されるから、弁軸は弁体の中心を通って付設されることが多い。ところが、高温高圧の流体を流す場合には全閉を容易且つ確実にするために、弁軸が弁体の中心から外れたところに付設され、従って弁軸が弁体に対して偏心しているバタフライ弁が使用されることがある。その場合の偏心には一次偏心、二次偏心、三次偏心の３種類がある。この３種類の偏心を重ねたものが、三重偏心バタフライ弁である。
【０００５】
図１は、３種類の偏心を説明するための説明図であって、三重偏心バタフライ弁の断面を示している。図１において、Ａは従来の弁体であり、Ｂは弁軸であり、Ｃはシートリングであって、シートリングＣは図示していない弁本体の流体通路の壁面に付設されている。一次偏心とは、弁軸Ｂが弁体Ａの外周を連ねる平面上にない、という偏心である。さらに云えば、一次偏心とは弁軸ＢがシートリングＣの弁座面Ｄを連ねる平面Ｅ上になくて、平面Ｅから距離Ｐだけ片寄っている、と云う偏心である。二次偏心とは、弁軸Ｂが弁体Ａの中心を通り平面Ｅに垂直な中心線Ｆ上になくて、中心線Ｆから距離Ｑだけ片寄っている、という偏心である。
【０００６】
三次偏心とは弁座面Ｄに由来する偏心である。弁体Ａの周囲面は弁座面Ｄに密接すべきものであるから、三次偏心は弁体Ａの周囲面に由来する偏心である、とも云える。すなわち、三次偏心は、弁体Ａの外周面が傾斜した円錐面Ｈ上にある、と云う偏心である。円錐面Ｈは、その頂点Ｇが中心線Ｆ上になくて、流体通路の壁面上にあるため傾斜したものとなっている。頂点Ｇは弁体Ａに対し弁軸Ｂと反対がわに位置している。
【０００７】
このような一次ないし三次の偏心を重ねたバタフライ弁が三重偏心バタフライ弁である。三重偏心バタフライ弁は、例えば特開平１１−３５１４１７号公報に記載されている。これまでに開示された三重偏心バタフライ弁は、すべて弁軸Ｂが円錐面Ｈの内部にあるものとされてきた。その理由は明らかでないが、弁軸Ｂを円錐面Ｈの内部に位置させると、形態上も製作上も容易であるからであろう。
【特許文献１】特開平１１−３５１４１７号公報
【０００８】
三重偏心バタフライ弁を用いると、弁体Ａの周囲面を弁座面Ｄから同時に引き離すことができ、また逆に同時に密接させることができ、しかも僅かな力で容易に引き離したり密接させたりすることができる、という利点がもたらされる。そのために、三重偏心バタフライ弁は高圧の流体とくに高温で高圧の流体を制御するのに用いられている。
【０００９】
三重偏心バタフライ弁は、高圧の流体に用いられるので、弁体Ａが高圧に耐えるものであることが必要とされるのは云うまでもないが、また弁軸Ｂも高圧に耐える頑丈なものであることが必要とされる。そのために、弁軸Ｂはその直径を恣に小さくすることができず、それに伴ない弁軸Ｂに連なる弁体Ａの接続部も小さなものとすることができない。従って、三重偏心バタフライ弁は弁体の外径を小さくすることが困難となり、これに伴ない口径の小さい三重偏心バタフライ弁は製作が困難とされてきた。
【００１０】
かりに口径の小さな三重偏心バタフライ弁を製作することができたとしても、製作されたバタフライ弁では弁軸が太くて大きな体積を占めるものとなっているため、弁を開いた状態では弁軸が流体の流れを遮ることとなり、流体を円滑に流すことができないものとなった。実際にこれまでは口径が４０ｍｍ以下の三重偏心バタフライ弁は提供されなかった。しかし、市場では口径が４０ｍｍ以下の小さい三重偏心バタフライ弁が要求された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は上述した事情を踏まえて、三重偏心バタフライ弁の構造を改良し、とくに小さな口径の三重偏心バタフライ弁をも提供できるような構造の三重偏心バタフライ弁を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明者は、小形の三重偏心バタフライ弁がこれまで提供できなかったのは、三重偏心バタフライ弁用の弁体においては、弁体の周囲面を形成している傾斜した円錐面の内部に弁軸を付設しなければならない、という考えにこだわって来たからであることに気付いた。そこで、この発明者は弁軸を傾斜した円錐面の外に付設することにした。すると、弁軸を太くしたままで、三重偏心バタフライ弁の口径を小さくすることができることを見出した。
【００１３】
この発明者は、弁軸を円錐面の外に付設するために、従来からの円板状弁体の裏側に弁軸への接続部を設け、接続部を傾斜した円錐面の外へ延ばして、接続部の先に弁軸を付設することとした。すると、弁体が全開した時に弁軸は流体の流れを直接遮るものとはならないから、弁軸を太いままにしておくことができ、また弁軸の太さに関係なく弁体を小さくすることができることを見出した。この発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。
【００１４】
この発明は、管状の流体通路を持った弁本体と、弁本体に回動可能に付設された弁軸と、弁軸により回動されて流体通路を開閉する弁体とからなるバタフライ弁であって、弁体は平坦な表面と、表面側に頂点を持った傾斜した円錐面状の周囲面とを持った円錐台状にされており、弁軸は円錐台の中心から外れて円錐台から裏面側へ突出して付設されている三重偏心バタフライ弁において、弁体は上記円錐台状の円板部と、円板部の裏面側に付設された接続部とからなり、接続部は円板部の裏面から表面に垂直方向に突出する基部と、基部の先から上記円錐面の外へ延びる先端部とからなり、先端部の先に弁軸が付設されており、弁本体は弁体の回動時に弁体の回動を許すだけの空洞を備えていることを特徴とする、三重偏心バタフライ弁を提供するものである。
【００１５】
またこの発明は、三重偏心バタフライ弁用の弁体を提供するものである。その弁体は円板部と接続部とからなり、円板部は平坦な表面と、表面側に頂点を持った傾斜した円錐面状の周囲面とを持っており、接続部は基部と先端部とからなり、基部は円板部の裏面から表面に垂直方向に突出しており、先端部は基部の先から上記円錐面の外へ延びて、先端部の先に弁軸への取付部を付設していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば弁体が接続部を持っており、接続部が円板部の裏面から表面に垂直方向に突出する基部と、基部の先から円板部の周囲面を構成している傾斜円錐面の外側へ延びる先端部とからなり、先端部の先に弁軸への取付部を備えているので、これを弁本体に付設すると、弁体を回動可能に支持する弁軸は、弁体から大きく離れたところに位置することとなる。そのため弁軸は流体の流れを直接阻害する場所に位置していない。従って、弁軸は円板部の大きさに関係なく太くて頑丈なものを使用できることとなり、他方、円板部は弁軸に関係なく小さくすることができる。
【００１７】
また弁本体には、弁体の回動時に接続部の回動を許すだけの空洞を設けることとしたから、弁体の回動は自在となる。とくに、バタフライ弁では弁体が９０度の角度範囲内で回動できれば足りるから、弁体の回動に必要とされるだけの空洞は、弁本体に確実に付設することができる。こうしてこの発明によれば、小形の三重偏心バタフライ弁でも容易に作ることができる。
【００１８】
また、この発明に係る三重偏心バタフライ弁用の弁体は、上述のような三重偏心バタフライ弁を得るための材料として有用なものである。この発明は、このような利益をもたらすものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明を実施の一例について図面に基づき説明すると次のとおりである。図２は、この発明に係る弁体の一例を示しており、図３は、図２に示された弁体を付設したこの発明に係るバタフライ弁を示す。図４は、この発明に係る他の弁体を示しており、図５は、図４に示した弁体を付設したこの発明に係る別のバタフライ弁を示している。
【００２０】
図２において、（ａ）はこの発明に係る弁体Ｘの平面図であり、（ｂ）は弁体Ｘの正面図、（ｃ）は弁体Ｘの右側面図、（ｄ）は弁体Ｘの背面図である。
【００２１】
図２において、弁体Ｘは円板部１と接続部２とで構成されている。円板部１は平坦な表面１１と傾斜した円錐面Ｈに沿った周囲面１２とを持っている。円錐面Ｈは表面１１がわの流体通路の壁面上にある頂点Ｇを持っている。
【００２２】
接続部２は、円板部１の裏面がわに付設されていて、基部２１と先端部２２からなり、先端部２２の先に取付部２３を備えている。基部２１は円板部１から表面１１に垂直な方向に突出している。先端部２２は基部２１の先から円錐面Ｈの外へ延びている。先端部２２の先に付設された取付部２３は短筒であって、弁軸を挿通させて弁軸に付設される。
【００２３】
図２に示した弁体Ｘは、弁本体に付設されて図３に示したようなこの発明に係る三重偏心バタフライ弁Ｓを構成する。図３の（ａ）は全閉時のバタフライ弁Ｓの断面を示し、図３の（ｂ）は全開時のバタフライ弁Ｓの断面を示している。
【００２４】
図３において、バタフライ弁Ｓは弁本体３と、シートリングの係止部品４と、配管用の接続部品５とで構成されている。弁本体３は、流体通路の壁面にシートリングＣが付設され、内部に空洞３１を備え、空洞３１内に弁体Ｘを収容している。弁体Ｘは弁軸６により支持され弁本体３内で回動可能とされている。バタフライ弁Ｓでは、弁軸６がシートリングＣの弁座面を構成している傾斜した円錐面Ｈの外にあることが特徴となっている。
【００２５】
図３の（ａ）は全閉時のバタフライ弁Ｓを示しているから、弁体Ｘの円板部はシートリングＣに密接している。バタフライ弁Ｓは（ａ）の状態から弁を開くことになるが、弁を開くときは弁体Ｘが弁軸６を中心として矢印Ｖの方向に回動される。この回動を許すために、弁本体３には空洞３１が付設されている。空洞３１はシートリングＣの反対がわでは大きく拡開されている。
【００２６】
図３では、弁本体３の一端に窪みが形成され、この窪み内にシートリングＣが収容されている。収容されたシートリングの表面に係止部品４の突起４１が当接されて、シートリングＣは内面を突出させた状態で流体通路の壁に固定されている。係止部品４と弁本体３との当接面にはパッキンＪが介在して流体漏洩を防いでいる。また、係止部品４の他端には配管を付設するための内部ねじ４２が付設されている。
【００２７】
図３では、弁本体３の他端にパッキンＫを介して接続部品５が付設されている。接続部品５は弁本体３に接する端がわの内部に空洞５１を備えている。空洞５１は弁体Ｘの回動を許すために、空洞３１と同じ程度に大きく拡開されている。その拡開の程度は、弁体Ｘを図（ａ）の状態から９０度の角度だけ回転させるに足るものでなければならない。すなわち、空洞５１は弁本体３に接する端では、取付部２３の流線方向の位置まで広がり、接続部品５の内部では、全開状態となった弁体Ｘの円板部が位置するところまで広がるものとされる。接続部品５の他端は配管を付設するための内部ねじ５２が付設されている。
【００２８】
図３の（ｂ）は、全開時のバタフライ弁Ｓの状態を示している。バタフライ弁Ｓでは弁軸６が円錐面Ｈの外に位置しているから、弁体Ｘを開くと、図（ｂ）に示したように、弁体Ｘの円板部１はシートリングＣから大きく離れて、空洞３１及び５１の中へ進入することとなる。空洞部３１と５１は大きく拡開されているから、流体は円板部１によって流れを妨げられない。従って、全開時には流体を大量に流すことができる。こうしてバタフライ弁Ｓは全開時に流体を円滑に流すことができる。また三重偏心バタフライ弁であるから、容易に全閉にすることができる。
【００２９】
また、弁軸６は円錐面Ｈの外にあるから、流体の流れを全く阻害しない。従って、弁軸６は大きくすることができ、充分な強度を持った頑丈なものにすることができる。また、弁軸６は円板部１に直接固定されるものでないから、円板部１は弁軸６の太さと無関係に小さくすることができる。従って、この構造によれば口径は必要に応じて小さいものとすることができる。この発明はこのような利点を持っている。
【００３０】
図４はこの発明に係る別の弁体Ｙを示している。図４のうち、図（ａ）は弁体Ｙの平面図、図（ｂ）は同正面図、図（ｃ）は同右側面図、図（ｄ）は同背面図を示している。弁体Ｙは、図２に示した弁体Ｘと同様に円板部１と接続部２とで構成され、接続部２の先端に取付部２３を備えている。これらの点では弁体Ｙは弁体Ｘと同じである。
【００３１】
ところが、弁体Ｙは接続部２の厚みの点で弁体Ｘと異なっている。すなわち、弁体Ｘでは接続部２の厚みＬが円板部１の外径Ｍより小さくされているが、弁体Ｙでは接続部２の厚みＬが円板部１の外径Ｍより大きくされている。接続部のこの厚みの相違は、弁体を弁本体に付設してバタフライ弁としたあとで、弁を中間開度にして流体を流したとき、流体の流量調節の容易さとなって現れる。
【００３２】
図５は、図４に示した弁体Ｙを付設したバタフライ弁Ｔを示している。そのうちの図（ａ）は弁Ｔの全閉時の断面を示しており、図（ｂ）は弁Ｔの全開時の断面を示している。弁Ｔは弁体Ｙを９０度の角度範囲内で回動させて、弁の全閉と全開とを行うことができ、これによって弁内を流れる流体を完全に停止させたり、または充分に流すことができる。この点では弁Ｔは図３に示した弁Ｓと同じである。
【００３３】
図５に示したバタフライ弁Ｔが図３に示したバタフライ弁Ｓと異なるのは、バタフライ弁を全閉と全開との中間の開度に開いたときである。バタフライ弁Ｔの弁体Ｙでは、接続部２の厚みＬが円板部１の外径Ｍより大きくされているから、弁体Ｙを僅かに開いて中間角度に保持した場合、接続部２と空洞３１及び空洞５１との間に僅かな隙間が形成されるだけである。そのため、この隙間を通る流体が少なくなり、従って、流量の制御が容易となる。その結果、バタフライ弁Ｔはバタフライ弁Ｓに比べて、中間開度において流体の流量制御が遥かに容易となる。バタフライ弁Ｔはこのような効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】三重偏心バタフライ弁の説明図。
【図２】この発明に係る弁体を示す。
【図３】図２に示した弁体を用いたこの発明に係るバタフライ弁を示す。
【図４】この発明に係る他の弁体を示す。
【図５】図４に示した弁体を用いたこの発明に係る別のバタフライ弁を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１                  円板部
２                  接続部
３                  弁本体
４                  係止部品
５                  接続部品
６                  弁軸
１１                表面
１２                周囲面
２１                基部
２２                先端部
２３                取付部
３１、５１          空洞
４１                突起
４２、５２          ねじ
Ａ                  従来の弁体
Ｂ                  従来の弁軸
Ｃ                  シートリング
Ｄ                  弁座面
Ｅ                  平面
Ｆ                  中心線
Ｇ                  頂点
Ｈ                  円錐面
Ｊ、Ｋ              パッキン
Ｓ、Ｔ              この発明のバタフライ弁
Ｖ                  矢印
Ｘ、Ｙ              この発明の弁体
【図１】
2006161918.tif 000003
【図２】
2006161918.tif 000004
【図３】
2006161918.tif 000005
【図４】
2006161918.tif 000006
【図５】
2006161918.tif 000007