(57)【要約】【課題】部分球殻状片２０の孔２１をシミュレーションにできるだけ近づける。【解決手段】弁箱１０内に球殻状の多孔板部材２０ａ、２０ｂを有する弁体１２を設けたバタフライ弁Ｖである。その多孔板部材は、平板片２０’に多孔２１を形成した後、その平板片を前記部分球殻状に加工したものとする。平板片であれば、ドリルにより所要の形状、大きさ、配置等の孔を均等に形成できるため、その均等の孔によって有効なキャビテーションの抑制効果を得ることができる。また、塑性加工される際、各孔の内周面は加工に伴い球心に向かって縮径して円錐台状となるため、オリフィス側の多孔板部材２０ａの孔による整流はその円錐台状によって円滑に流路中心に向かってキャビテーションが有効に抑制される。【選択図】図１
2015137695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の一部をなす円筒状の弁箱（１０）と、その流路に対し交差した弁棒（１１）と、その弁棒（１１）を軸として回動する円板状弁体（１２）と、前記弁軸（１１）を境とする弁体（１２）の一側の表面側及び同弁体（１２）の他側の裏面側の少なくとも一方に部分球殻状の多孔板部材（２０）とを有するバタフライ弁（Ｖ）において、
上記多孔板部材（２０）は、平板片（２０’）に多孔（２１）形成した後、その多孔（２１）の平板片（２０’）を上記部分球殻状に加工したものであることを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
上記部分球殻状の多孔板部材（２０）は球殻の４分の１としたことを特徴とする請求項１記載のバタフライ弁。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバタフライ弁（Ｖ）の多孔板部材付弁体（１２）の製造方法であって、平板片（２０’）に多孔（２１）を形成した後、その多孔（２１）の平板片（２０’）を上記部分球殻状に塑性加工し、その部分球殻状の多孔板部材（２０）を上記弁体（１２）の周縁に固着することを特徴とするバタフライ弁の多孔板部材付弁体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水道、下水道、農業水道等のパイプラインの流路に使用される、キャビテーションの発生防止機能を備えたバタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のバタフライ弁として、流路の一部をなす円筒状の弁箱と、その流路に対し交差した弁棒と、その弁棒を軸として回動する円板状弁体と、前記弁軸を境とする弁体の一側の表面側（例えば、下流側）及び同弁体の他側の裏面側（同上流側）の少なくとも一方に部分球殻状の多孔板部材とを有する構成のものがある（特許文献１、請求項１、図１）。
【０００３】
この多孔板部材付バタフライ弁は、弁体の下流側と上流側との差圧が大きい時、特に、閉弁状態から開弁する時、多孔板部材の貫通孔によって流体の整流がなされるため、その差圧によるキャビテーションが抑制され、振動や騒音の発生が抑制されるとともに弁体や配管の損傷が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１９８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、上記多孔板部材は、部分球殻状片にドリルで孔を開けていた。この球面の部分球殻状片に、所要の大きさ、配置等の孔を開けることは非常に困難であり、例えば、特許文献１図１及び本願図４に示すように、部分球殻状片１の弁軸方向を直径とする円弧線ｃ上に孔２を放射状に形成している。
この孔２の配置は、弁軸側の孔２に対し円弧状頂点側（弁軸から遠ざかる側）の孔２の間が広がり、キャビテーションの有効な抑制がなされていない。
このため、図４破線で示すように、頂点側の孔２の間にさらに孔２を形成することも考えられるが、その孔２の配置は、各孔間が均等ではなく不揃いのため、やはり、キャビテーションを有効に抑制し得ない。
【０００６】
この発明は、以上の実状の下、部分球殻状片１の孔２をその間隔が均等などとなるように容易に形成し得るようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、この発明は、上記多孔板部材を、平板片に多孔を形成した後、その多孔の平板片を部分球殻状に加工するようにしたのである。
平板片であれば、高機能の機械を使用することなく、安価なドリル用機械によって所要の形状、大きさ、配置等、例えば、千鳥足状や並列等及び一様に分散した孔をバランス良く容易に形成できるため、孔の大きさ、間隔等を所要のものとすることができるとともに均等などとすることができる。このため、例え、均等に同一径の孔を開けても、キャビテーションが最も生じやすい、微少の弁開度領域においてもそのキャビテーションを有効に抑制し得るものとし得る。
【０００８】
また、オリフィス側（下流側）の多孔板部材は、流体を流路の中心に向かって整流し、平板片が球殻状に塑性加工される際、各孔の内周面はその加工に伴い球心に向かって（厚み方向に）縮径して円錐台状となる。このため、前記整流は、その円錐台状の孔によって円滑に流路中心に向かってキャビテーションが有効に抑制される。
一方、ノズル側（上流側）の多孔板部材においては、多孔板部材の孔を通過した流体は弁箱内壁や配管内壁に向かうため、その流体によってそれらの内壁が損傷する恐れがあるが、キャビテーションが有効に抑制されることによってその損傷も抑制される。
【０００９】
この発明のバタフライ弁の具体的な構成としては、  流路の一部をなす円筒状の弁箱と、その流路に対し交差した弁棒と、その弁棒を軸として回動する円板状弁体と、前記弁軸を境とする弁体の一側の表面側及び同弁体の他側の裏面側の少なくとも一方に部分球殻状の多孔板部材とを有するバタフライ弁において、前記多孔板部材は、平板片に多孔を形成した後、その多孔の平板片）を上記部分球殻状に加工したものである構成を採用することができる。
【００１０】
この構成において、この発明に係る多孔板部材は、上記のように、弁体のオリフィス側においては、その孔の内周面が球心に向かって円錐台状となってキャビテーションが有効に抑制されるため、そのオリフィス側に少なくとも設けることが好ましいが、弁体のノズル側にも有するものとすることができ、また、弁体のノズル側にのみ有するものとすることもできる。
この発明に係る多孔板部材を弁体のオリフィス側のみに設けた場合は、その多孔板部材によるオリフィス側の整流のみが行われ、ノズル側の整流は行われない。この場合、そのノズル側は、多孔板部材を設けなかったり、他の構成の従来の多孔板部材を設けたり、特許文献１に記載のように、弁箱のノズル部分となる部分に凹球面部を設けて、その凹球面部に、弁体の所要開度の間、弁体周縁（弁体弁座）が摺接又は近接したり、その凹球面部の下流側部分に流れ方向に延びる複数条のスリットを形成した構成等を採用できる。
また、上記部分球殻状の各多孔板部材を球殻の４分の１とすれば、全開弁状態においても、多孔板部材を弁箱弁座に接しさせたり、近接させたりすることができてその孔による整流作用を得ることができる。
【００１１】
上記の各構成のバタフライ弁の多孔板部材付弁体は、種々の製造方法が考えられるが、例えば、平板片に多孔を形成した後、その多孔の平板片を上記部分球殻状に塑性加工し、その部分球殻状の多孔板部材を弁体の周縁に固着するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように構成したので、部分球殻状片の孔の大きさ・配置等を容易かつ均等に形成することができるため、安価にして、キャビテーションの抑制効果の優れたバタフライ弁を得ることができる。このため、低キャビテーション・低騒音用として有効なバタフライ弁とし得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係るバタフライ弁の一実施形態の切断正面図
【図２】同実施形態の作用状態を示す切断平面図であって、（ａ）は閉弁時、（ｂ）は４５°の開弁時、（ｃ）は全開弁時
【図３】同実施形態の部分球殻状多孔板部材の製作説明用斜視図であり、（ａ）は平板状態、（ｂ）は部分球殻状態
【図４】従来の部分球殻状多孔板部材の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の一実施形態を図１〜図３に示し、この実施形態のバタフライ弁Ｖは、従来の多孔板部材付バタフライ弁と同様に、流路の一部をなす、例えば内径：約３００ｍｍの円筒状の弁箱１０と、その流路に対し交差した弁棒１１と、その弁棒１１を軸として回動する円板状弁体１２と、その弁体１２のオリフィス側となる周縁部分の下流側（弁軸１１を境とする弁体１２の一側の表面側）に設けた部分球殻状の多孔板部材２０ａ及び弁体１１のノズル側となる周縁部分の上流側（同弁体の他側の裏面側）に設けた部分球殻状の多孔板部材２０ｂとを有する。
弁棒１１は、弁体１２の中心ボス部に挿通され、その弁棒１１の下端部と前記ボス部の嵌め合い部はスプライン構造となって両者が回転方向に一体となっている。弁箱１０の両端部には流路のパイプラインをなす配管Ｐが接続される。
【００１５】
弁体１２の周縁は弁体弁座１２ａとなっており、閉弁時、その弁体弁座１２ａが接する弁箱１０の内周全面にゴムシートからなる弁箱弁座１０ａが設けられている。この弁箱弁座１０ａの内周面は弁体弁座１２ａの回転軌跡円球より若干小さい内径を有する曲率球面となっている。また、多孔板部材２０ａ、２０ｂの外周面は、同様に弁箱弁座１０ａの内周面よりも若干小さい内径を有する曲率球面となって、多孔板部材２０ａ、２０ｂは常時その一部が弁箱弁座１０ａに近接する。
【００１６】
多孔板部材２０ａ、２０ｂ（総称符号：２０）は、ステンレス製であって、  例えば、直径：約３００ｍｍ  厚み：３〜４ｍｍの球殻の４分の１の大きさで同一形状をしており、図３（ａ）に示す平板片２０’から塑性加工によって部分球殻状にされたものである。その平板片２０’には貫通孔２１がドリルによって開けられており、この孔２１は、平板片２０’を部分球殻状片とした際、この孔２１を流れる流体に対して最も円滑なキャビテーション抑制が行われるように、コンピュータシミュレーション等によってその形状、大きさ、配置等が設定されている。その何れの設定においても、孔開け作業は平面上（平板）のため容易である。
この多孔板部材２０ａ、２０ｂは、弁体のオリフィス側となる周縁部分の下流側又はノズル側となる周縁部分の上流側にそれぞれ溶接によって固着する。
【００１７】
この実施形態のバタフライ弁Ｖは、以上の構成であり、図２（ａ）に示す、開度：０°の閉弁状態では、弁体弁座１２ａが弁箱弁座１０ａの全周に圧接して流体ａを遮断している。この状態から、同図（ｂ）に示すように、弁軸１１でもって弁体１２を回転すると、やがて弁体弁座１２ａは弁箱弁座１０ａから離れるが、多孔板部材２０ａ、２０ｂは弁箱弁座１０ａに接した状態又は近接した状態を維持する。
さらに、図２（ｃ）で示す、弁軸１１によって弁体１２が９０度回転された開弁状態（全開状態）においても、多孔板部材２０ａ、２０ｂは弁箱弁座１０ａに接した状態又は近接した状態を維持する。
【００１８】
以上の開弁作用において、多孔板部材２０の孔２１は、所要の大きさ、間隔等に設けられて均等になっているため、流体ａはその多孔板部材２０の各孔２１を通って下流側に流れることとなって整流され、キャビテーションが抑制される。特に、キャビテーションが最も生じやすい、微少開度領域においてもそのキャビテーションを有効に抑制する。
このとき、オリフィス側の多孔板部材２０ａは、流体を流路の中心に向かって整流し、その際、孔２１が球心に向かって円錐台状となっているため、その円錐台状の孔２１によって円滑に流路中心に向かって整流されてキャビテーションがより有効に抑制される。また、ノズル側の多孔板部材２０ｂにおいても、同様に、多孔板部材２０ｂの孔２１は、所要の大きさ、間隔等に設けられて均等になっているため、キャビテーションが有効に抑制されて、弁箱内壁や配管内壁の損傷も抑制される。
【００１９】
上記実施形態は、その多孔板部材２０ａ、２０ｂを球殻の１／４部分としたが、同１／３部分、１／５部分等とその大きさは任意である。また、ノズル側の多孔板部材２０ｂを設けなかったり、他の構成の多孔板部材としたり、特許文献１に記載のように、弁箱のノズル部分となる部分に凹球面部を設けて、その凹球面部に、弁体の所要開度の間、弁体周縁（弁体弁座１２ａ）が摺接又は近接したり、その凹球面部の下流側部分に流れ方向に延びる複数条のスリットを形成した構成等とすることができる。
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】
【００２０】
Ｐ  配管
Ｖ  バタフライ弁
１０  弁箱
１０ａ  弁箱弁座
１１  弁棒
１２  弁体
１２ａ  弁体弁座
２０、２０ａ、２０ｂ  部分球殻状多孔板部材
２０’  多孔平板片
２１  多孔板部材の貫通孔
【図１】
2015137695.tif 000003
【図２】
2015137695.tif 000004
【図３】
2015137695.tif 000005
【図４】
2015137695.tif 000006