(57)【要約】      （修正有）【課題】三重、四重偏心回転弁において、シールの摩耗劣化を防ぎ、ジャンピング現象を防止する。【解決手段】流体が内部を流れる筒状の弁箱１１と、軸心が弁箱の軸心から離れた弁棒と、弁棒に偏心して設けた弁体１３と、軸心が弁箱の軸心に対して傾いた楕円錐形状弁体弁座１３ａと、その弁体弁座が接離する楕円錐形状弁箱弁座１１ａと、を有する四重偏心バタフライ弁Ｖである。弁体弁座と弁箱弁座の両者を金属により形成してメタルシールとし、弁体弁座に弁箱弁座に接する弾性シート１５を設ける。その弾性シートを弁座押さえ１４を介してボルト止め１６により締め代１７を持って取付ける。弁座押さえの側面（弁座１４ａ）は、弁箱弁座に当接してメタルシールを構成する。ボルトの締め付けに伴って弾性シートを外側（弁箱弁座側）に押し出す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体（ｗ）が内部を流れる筒状の弁箱（１１）と、その弁箱（１１）内に挿入され、軸心（ａ）が前記弁箱（１１）の軸心（ｃ）から離れた弁棒（１２）と、その弁棒（１２）に偏心して設けた弁体（１３）と、軸心（ｄ）が前記弁箱（１）の軸心（ｃ）に対して傾いた弁体弁座（１３ａ）と、その弁体弁座（１３ａ）が接離する弁箱弁座（１１ａ）と、を有する偏心回転弁（Ｖ）であって、
上記弁体弁座（１３ａ）と弁箱弁座（１１ａ）の両者を金属により形成してメタルシールとし、かつ、前記弁体弁座（１３ａ）と弁箱弁座（１１ａ）の一方に、他方に接する弾性シート（１５）を設けた偏心回転弁。
【請求項２】
上記弁体本体（１３）に、上記弾性シート（１５）を弁座押さえ（１４）を介してボルト止め（１６）により取付け、その弁座押さえ（１４）は、金属製弁箱弁座（１１ａ）に当接して上記メタルシールを構成する請求項１に記載の偏心回転弁。
【請求項３】
上記弁座押さえ（１４）は、締め代（１７）をもって弁体本体（１３）に取付けられている請求項２に記載の偏心回転弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、石油、化学プラント等の計装設備、発電設備、及び工業用水、水力発電設備等の水やガス等の流体輸送用配管に設けられる遮断用途弁又は流量調整弁として使用される偏心回転弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の偏心回転弁に二重偏心構造のものがあって、その二重偏心回転弁は、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、流体ｗが内部を流れる円筒状の弁箱１と、その弁箱１内に挿入され、軸心ａが前記弁箱１（弁体３）の上下方向中心軸ｂ（軸心ｃ）から離れた弁棒（弁軸）２と（２次偏心、図４Ａ（ａ）、（ｂ）参照）、その弁棒２（軸心ａ）に偏心して設けた前記弁体（プラグ）３と（１次偏心、図４Ａ（ｂ）参照）、その弁体弁座（シート部）３ａに接離する弁箱弁座１ａと、を有する構成が一般的である（特許文献１、請求項１、図１〜３参照）。図中、２ａは弁体３を弁軸２に支持するアームである。
【０００３】
この二重偏心回転弁の多くは、図４Ａ（ｂ）に示すように、弁箱弁座１ａが弾性構造を持つ金属等の弾性体によって形成されたり、弁体弁座３ａを同様な弾性構造を持つ弾性体で形成されたりする。このため、高流体圧下では、その高圧によって弁座１ａが撓んでシール性が劣化して漏洩が生じるため、そのような高圧流体には使用することができないとされている。
【０００４】
すなわち、二重偏心構造を持つ弁の多くが、弾性構造を持つ弁箱弁座１ａと、弁体弁座３ａが適切な締め代を持つ弁体位置で閉止性能を発揮する構造（ポジションシート）であり、その閉止性能が弾性構造を持つ金属片の弁箱弁座１ａの弾性力によって与えられている。これは、高圧流体ｗを閉止しようとしても、弁座１ａ、３ａを閉止している弾性力以上の流体圧（例えば、２０ｋｇ／ｃｍ２以上）がシート部（両弁座の当接部）１ａ、３ａに負荷すれば、そのシート部１ａ、３ａが開いて（隙間が生じて）弁閉止性能を確保できないからである。
このため、二重偏心回転弁において、弁操作（軸回転等）によって与えられる弁閉止方向トルクを増加させたとしても、弁閉止性能を向上させることはできない。
【０００５】
また、上記の偏心回転弁は、弁箱１の中心線ｃの一方から両弁座１ａ、３ａが当接（接触）するため、流体ｗの流れ方向（全閉時加圧方向）に対して、漏れ性能の優位側、非優位側がある。例えば、図４Ａ（ｂ）において、右側からの流れ方向（矢印ｗの逆方向）が優位側となり、左側からの流れ方向（矢印ｗの方向）が非優位側となる。この優位側を正圧方向と呼び、漏れが止まりやすく、非優位側は逆圧方向と呼び、漏れは非常に止まりにくい。正圧側は、弁体３及び弁体弁座３ａが流体圧力により押さえられ、弁箱弁座１ａとの密着性が高められるためであり、逆圧側は、流体圧力が弁体３及び弁体弁座３ａが弁箱弁座１ａより逃げる方向に作用するためである。
【０００６】
さらに、弾性構造を持つ弁座１ａ又は３ａは、両者間（シート部）を弾性力により密着させていることから、開閉作用の度に、弁座１ａの接触箇所が摩耗し、その摩耗劣化によって全閉時の漏れ性能や寿命に影響が出てくる。
また、弁座１ａ、３ａ間を弾性力により密着させていることにより、制御弁として使用する場合、閉弁状態から弁微開動作を行う信号が入力した際、前記弾性力を有することから、弁体３が微動してもその弾性力が消滅するまで両弁座１ａ、３ａが離れず（開弁せず）、さらなる弁開動作を行う追加信号が入力すると、前記弾性力から解放された弁体３が急激に開く（開弁する）現象が認められる。この現象はジャンピング現象と呼ばれ、精度の高い流量制御を行う場合には好ましいことではない。
【０００７】
そのジャンピング現象が極限まで抑えられる弁として、三重偏心回転弁がある。この弁は、上記二重偏心回転弁に加え、さらに、弁体弁座形状（円錐面形状）の軸心（図２の弁座１３ａを形成する円錐中心軸ｄ）が弁箱１の中心線（軸心ｃ）から傾いて位置するものであって、弁箱弁座１ａと弁体弁座３ａのシール面は楕円断面となる（特許文献２、段落００１９〜同００３３、図１〜図５、特許文献３、段落０００２第１１〜２１行、図１、図５参照）。
また、この三重偏心回転弁において、弁座面（シート面）を形成する円錐状を楕円錐形状とした四重偏心回転弁も考案されている。この四重偏心回転弁の弁孔は真円となる。
【０００８】
これらの三重偏心回転弁や四重偏心回転弁は、弁体の動作間（開閉弁時）に、両弁座同士が接触する箇所が極端に少ないか、殆ど接触しないため、弁座に金属シート（メタルシート）を採用することができる。金属シートであると、弁軸の弁閉止方向トルクを増加させて、弁閉止性能を向上させることができるため（トルクシールで接触するため）、高温・高圧にも対応可能なものとし得る。
また、弁座が金属シートとなれば、弁体回転力で全閉位置を保持し得るトルクシールで締め付けが可能となり、高いトルクを弁棒にかけることにより、高圧流体下における漏れ性能を上げることができ、上記正圧・逆圧ともに漏れ性能を上げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３１７９２３号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１９１８号公報
【特許文献３】特開２００２−１３０４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、三重偏心回転弁や四重偏心回転弁は、トルクシールを採用することによって、高圧流体下においても、正圧・逆圧ともに漏れ性能を上げることができるが、金属シートによるメタルシートは、完全シール（完全な漏れ性能）を得ることは困難である。
このため、三重、四重偏心回転弁において、図５に示すように、弁体弁座３ａを弾性シートで構成し、そのシート３ａを弁座押さえ４を介してビス（ボルト）５により弁体３に取り付けたものがある。
この弾性シート３ａによるシールは、偏心回転弁としては、漏れ特性が向上するが、弾性シート３ａ故の、上記ジャンピング現象の完全な防止が行えない問題があるとともに、弾性シート３ａの摩耗劣化による修理や弁座交換が必要となる。
【００１１】
この発明は、以上の実状の下、三重以上の偏心回転弁において、ジャンピング現象を完全に防止し、摩耗劣化の極めて少ない完全なシールに近づけることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するために、この発明は、三重以上の偏心回転弁において、メタルシールに加えて弾性体によるシールを加味したのである。
三重以上の偏心回転弁であるから、メタルシールを採用することができるため、その特徴である、上記ジャンピング現象が極限まで抑えられ、弁軸の弁閉止方向トルクを増加させて、弁閉止性能を向上させることはできる。このため、高温・高圧にも対応可能であるとともに、高圧流体下においても、正圧・逆圧ともに漏れ性能を上げることができる。すなわち、メタルシールの特性を担保できる。
さらに、このメタルシールに加えて弾性シートによるシールが加味されるため、メタルシールでは担保できなかった完全シール（完全な漏れ性能）に近づけることができる。このとき、三重以上の偏心回転弁であるから、両弁座同士が接触する箇所が極端に少ないか、殆ど接触しないため、弾性シートの摩耗も極めて少ないものとなって長寿命化できる。
【００１３】
具体的には、流体が内部を流れる筒状の弁箱と、その弁箱内に挿入され、軸心が弁箱の軸心から離れた弁棒と、その弁棒に偏心して設けた弁体と、軸心が弁箱の軸心に対して傾いた弁体弁座と、その弁体弁座が接離する弁箱弁座と、を有する偏心回転弁において、弁体弁座と弁箱弁座の両者を金属により形成してメタルシールとし、かつ、前記弁体弁座と弁箱弁座の一方に、他方に接する弾性シートを設けた構成を採用したのである。
【００１４】
この構成において、弁体本体に、上記弾性シートをシート（弁座）押さえを介してボルト止めにより取付け、その弁座押さえは、金属製弁箱弁座に当接して上記メタルシールを構成するようにすることができる。このとき、弁座押さえは、締め代（空隙）をもって弁体本体に取付けられている構成とすれば、弁箱弁座と弁座押さえの弁体弁座が当接したとき（メタルシールとなった時）、その当接圧により、弁座押さえが弾性シート側に押されて弾性シートを押圧するため、弾性シートが弁箱弁座に圧接してシール効果が増す。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、以上のように構成して、メタルシールに加えて弾性シートによるシールを加味したので、完全なシールに近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る偏心回転弁の一実施形態の正面図
【図２】図１の切断平面図
【図３】図２の要部拡大図
【図４Ａ】従来例を示し、（ａ）は一部切欠き側面図、（ｂ）は切断正面図
【図４Ｂ】同従来例の弁体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図
【図４Ｃ】図４Ａ（ａ）の要部拡大図
【図５】従来例の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明に係る偏心回転弁を図１〜図３に示し、この実施形形態は四重偏心バタフライ弁Ｖである。この四重偏心バタフライ弁Ｖも、従来の偏心回転弁と同様に、流体ｗが内部を流れる筒状の弁箱１１と、その弁箱１１内に挿入され、軸心ａが前記弁箱１１の軸心（弁体流路中心）ｃから離れた弁棒（弁軸）１２と、その弁棒１２に偏心して設けた弁体（プラグ）１３と、その弁体弁座（シート部）１３ａに接離する弁箱弁座１１ａと、を有する。
弁体（弁体本体）１３は、その中心が弁軸中心ａに対して偏心し（一重（次）偏心し）、配管中心軸ｃに対して弁軸中心ａが偏心し（二重（次）偏心し）、弁座１１ａ、１３ａを形成する円錐中心軸ｄが配管（弁箱）中心軸ｃに対して偏心し（三重（次）偏心し）、さらに、前記円錐形状の弁体弁座１３ａを楕円錐形状とした（四重（次）偏心した）ものであり、両弁座１１ａ、１３ａの接触で形成される弁孔１８は真円となる（真円シール構造となる）。
【００１８】
弁孔１８が真円となれば、この四重偏心バタフライ弁Ｖを略真円筒の配管に使用（介設）した際、流体ｗの断面形状は略真円形であるため、その流体断面形状が略真円形から真円状に変化することであって、圧力損失等が生じず、流体の安定した流通を確保できる。
なお、この発明でいう「真円」とは、径が全周に亘って同一の円のみを言うのではなく、流通に影響がない程度の径変化の場合も含む。
【００１９】
この四重偏心バタフライ弁Ｖにおいて、弁体弁座１３ａを、弁座押さえ１４及び弾性シート１５の周端面１４ａ、１５ａで形成した点がこの発明の特徴である。
弁座押さえ１４は、金属からなる円盤状をしており、弁体１３に、円環状の弾性シート１５を介在してボルト１６をねじ込むことによって取付けられる。そのねじ込み量は、弁座押さえ１４と弁体１３の間に間隙１７が生じるように設定する。その間隙１７は、後述の弾性シート１５によるシール圧が所要の値となるとともに、弾性シート１５の摩耗が激しくならないように、実験などによって適宜に設定する。
ボルト１６は、図１に示すように、弁座押さえ１４の周囲に適宜数を設ける。そのボルト間隔は等間隔が好ましい。
【００２０】
この実施形態の四重偏心バタフライ弁Ｖは、従来と同様に、弁軸１２を回転させることによって、弁体１３が回転し（図２矢印方向）、両弁座１１ａ、１３ａ同士が接触する箇所が極端に少ないか、殆ど接触しなく、メタルシールによって開閉弁する。
このとき、弁座押さえ１４は、締め代（空隙１７）をもって弁体本体に取付けられているため、弁箱弁座１１ａと弁座押さえ１４の弁体弁座１４ａが当接したとき（メタルシールとなった時）、その当接圧により、弁座押さえ１４が弾性シート１５側に押されて弾性シート１５を押圧する。このため、弾性シート１５が弁箱弁座１１ａ側に膨出し圧接してシール効果が増す。すなわち、弾性シート１５の弁体弁座１５ａと弁箱弁座１１ａが高接触圧で接触する。
【００２１】
このように、メタルシールに加えて弾性シートによるシールが加味されるため、メタルシールの特性である、上記ジャンピング現象が極限まで抑えられ、弁軸１２の弁閉止方向トルクを増加させて、弁閉止性能を向上させることができ、高温・高圧にも対応可能であるとともに、高圧流体下においても、図２で示す両矢印方向の正圧・逆圧ともに漏れ性能を上げることができる。
これに加えて、弾性シート１５によるシールが加味されるため、メタルシールでは担保できなかった完全シール（完全な漏れ性能）に近づけることができる。このとき、四重偏心バタフライ弁Ｖであるから、両弁座１１ａ、１３ａ（１４ａ、１５ａ）同士が接触する箇所が極端に少ないか、殆ど接触しないため、弾性シート１５の摩耗も極めて少ないものとなって長寿命のものである。
【００２２】
上記は四重偏心回転弁（バタフライ弁）Ｖの場合であったが、この発明は三重偏心回転弁であっても採用することができて、この発明の作用効果を得ることができる。また、弁箱弁座１１ａを弾性シートとその押さえ部材で構成することもできる。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２３】
１、１１  弁箱
１ａ、１１ａ  弁箱弁座
２、１２  弁棒
３、１３  弁体（弁体本体）
３ａ、１３ａ  弁体弁座
４、１４  弁座押さえ
１４ａ  弁座押さえから成る弁体弁座
１５  弾性シート
１５ａ  弾性シートからなる弁体弁座
６、１８  弁孔
Ｖ  偏心回転弁（四重偏心バタフライ弁）
ａ  弁棒の軸心（中心線）
ｂ  弁箱の上下方向の軸心（中心線）
ｃ  弁箱の軸心（配管中心）
ｄ  弁座１３ａ（円錐面）の中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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