(57)【要約】【課題】操作機の操作トルクを小さくできる一方向回転操作バタフライ弁を提供する。【解決手段】弁箱５１の内部に弁棒５２の軸心周りに回転する弁体５３を配置して曲管６１の下流側に接続するバタフライ弁であって、弁棒５２および弁体５３を弁棒５２の軸心周りの全周にわたって回転可能に設け、弁棒５２に接続して操作機５５を設け、操作機５５は曲管６１の曲がり半径方向で外側に位置する弁体５３の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体５３を開閉操作する構造をなす。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱内に弁棒の軸心周りに回転する弁体を配置して曲管の下流側に接続するバタフライ弁であって、弁棒および弁体を弁棒の軸心周りの全周にわたって回転可能に設け、弁棒に接続して操作手段を設け、操作手段は曲管の曲がり半径方向で外側に位置する弁体の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体を開閉操作する構造をなすことを特徴とする一方向回転操作バタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一方向回転操作バタフライ弁に関し、曲管に接続するバタフライ弁の技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバタフライ弁は、例えば図４〜図６に示すように、弁箱１の内部に弁棒２の軸心廻りに回転する弁体３を配置しており、弁箱１の内周面に弁体２の外周縁に摺接するゴム製の弁箱シート４を配置している。弁体３は弁棒２の軸心廻りに９０°の範囲で往復動し、全開状態で弁体３が弁箱１の軸心と平行な姿勢となり、全閉状態で弁体３が弁箱１の軸心と直交する姿勢となって弁体２の外周縁が弁箱シート４に摺接する。
【０００３】
この種のバタフライ弁に係る先行技術としては非特許文献１に記載するものがある。
【０００４】
【非特許文献１】「ＢＵＴＴＥＲＦＬＹ  ＶＡＬＶＥ」  株式会社クボタ製品カタログ  Ｎｏ．２６２３  ２００２年９月１０日発行
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示すように、曲管５は湾曲した形状をなすために管内流路の流路長が管断面上の位置ごとに異なり、曲管５の曲がり半径Ｒにおいて最外側の位置Ｏでの流路長が最も長くなり、曲管５の曲がり半径Ｒにおいて最内側の位置Ｉでの流路長が最も短くなるので、曲管５の最外側の位置Ｏを流れる流体の流速Ｖｏが最大となって曲管５の最内側の位置Ｉを流れる流体の流速Ｖｉより大きくなる。
【０００６】
このため、バタフライ弁を曲管５に接続する場合に、弁体３が流体から受ける力は弁体３の弁棒２を介した両側の部位において異なり、曲管５の最外側の位置Ｏに対向する部位３ａに作用する力が曲管５の最内側の位置Ｉに対向する部位３ｂに作用する力よりも大きくなる。流体により弁体３の両側の部位に作用する力の差は弁体３を開閉操作する操作機の操作トルクに影響を与え、力の差が大きいほどに操作機の操作トルクが大きくなる。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、流体が弁体の両側の部位に及ぼす力の差に由来する弁棒の軸心廻りのトルクを弁体の開閉操作に利用することで操作機の操作トルクを小さくできる一方向回転操作バタフライ弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載する本発明の一方向回転操作バタフライ弁は、弁箱内に弁棒の軸心周りに回転する弁体を配置して曲管の下流側に接続するバタフライ弁であって、弁棒および弁体を弁棒の軸心周りの全周にわたって回転可能に設け、弁棒に接続して操作手段を設け、操作手段は曲管の曲がり半径方向で外側に位置する弁体の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体を開閉操作する構造をなすものである。
【０００９】
上記した構成により、曲管の各部における流体の流速の相違に起因して、流体が弁体の弁棒を介した両側の部位に与える力が異なり、曲管の曲がり半径方向で最外側の位置に対向する弁体の一方側部位に作用する力が曲管の最内側の位置に対向する弁体の他方側部位に作用する力よりも大きくなる。
【００１０】
この力の差に由来するトルクは弁体の一方側部位を下流側に回動させる付加トルクとして作用する。操作手段は曲管の曲がり半径方向で外側に位置する弁体の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体を開閉操作する構造をなすので、付加トルクは弁体を開閉する操作トルクに寄与し、開閉操作に要する操作トルクを低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３において、バタフライ弁は弁箱５１の内部に弁棒５２の軸心廻りに回転する弁体５３を配置し、弁棒５２および弁体５３を弁棒５２の軸心周りの全周（３６０°）にわたって回転可能に設けている。弁箱５１の内周面には全閉時に弁体５３の外周縁に摺接するゴム製の弁箱シート５４を配置しており、弁箱５１の上部には操作機５５を設けている。
【００１２】
操作機５５はケーシング５６の内部に配置したウォームホイール５７を弁棒５２に装着し、ウォームホイール５７に噛合するウォーム５８にモータ５９を接続しており、モータ５９の駆動によってウォーム５８が回転し、ウォーム５８の回転によってウォームホイール５７、弁棒５２、弁体５３が一体的に回転する。また、ケーシング５６の天部に開度計６０を設けており、開度計６０は弁棒５２の回転に伴って回転する指針（図示省略）を有し、弁体５３の開度を表示する。
【００１３】
さらに、弁棒５２の軸心周りの全周（３６０°）にわたって回転する弁体５３の回転位置の測定はエンコーダ等のセンサ手段（図示省略）によって弁棒５２の回転角度を検出して行い、操作機５５はセンサ手段で検出する全閉位置、全開位置あるいは任意の開度でモータ５９を停止する。本実施の形態では操作機５５を一段減速方式で説明したが、多段減速方式とすることも可能であり、入力手段として手動ハンドルを設けることも可能である。
【００１４】
図１に示すように、バタフライ弁は曲管６１の下流側に配置しており、操作機５５は曲管６１の曲がり半径Ｒの方向で外側に位置する弁体５３の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体５３を開閉操作する。
【００１５】
以下、上記した構成における作用を説明する。操作機５５はモータ５９の駆動によってウォーム５８を回転駆動し、ウォームホイール５７、弁棒５２、弁体５３を一体的に回転させ、曲管６１の曲がり半径方向で外側に位置する弁体５３の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体５３を開閉操作し、センサ手段で検出する全閉位置、全開位置あるいは任意の開度でモータ５９を停止する。
【００１６】
ところで、流体が弁体５３の弁棒５２を介した両側の部位に与える力は、曲管６１の各部における流体の流速の相違に起因して異なり、曲管６１の曲がり半径方向で最外側の位置Ｏに対向する弁体５３の一方側部位に作用する力が曲管６１の最内側の位置Ｉに対向する弁体５３の他方側部位に作用する力よりも大きくなる。この力の差に由来するトルクは弁体５３の一方側部位を下流側に回動させる付加トルクとして作用し、付加トルクは弁体５３を開閉する操作トルクに寄与するので、操作機５５における開閉操作に要する操作トルクを低減できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弁棒および弁体が弁棒の軸心廻りに全周にわたって回転し、操作手段が、曲管の曲がり半径方向で外側に位置する弁体の一方側部位が下流側に回動する一方向回転において弁体を開閉操作する構造をなすことで、曲管の各部における流体の流速の相違に起因して弁体の一方側部位を下流側に回動させる付加トルクを弁体の開閉操作に寄与させ、開閉操作に要する操作機の操作トルクを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における一方向回転操作バタフライ弁の動作を示す断面図である。
【図２】同実施の形態における一方向回転操作バタフライ弁の正面図である。
【図３】同実施の形態における一方向回転操作バタフライ弁の平面図である。
【図４】従来のバタフライ弁の断面図である。
【図５】同バタフライ弁の要部を示す拡大図である。
【図６】同バタフライ弁の動作を示す断面図である。
【符号の説明】
５１    弁箱
５２    弁棒
５３    弁体
５４    弁箱シート
５５    操作機
５６    ケーシング
５７    ウォームホイール
５８    ウォーム
５９    モータ
６０    開度計
６１    曲管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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