(57)【要約】【課題】簡単な構造で微少流量の調整ができ、かつ微少流量時のキャビテーションによる壊食損傷が生じないバタフライ弁を提供することである。【解決手段】弁棒２の軸心に関して対称な位置にある弁体３の一側部の下流側面と他側部の上流側面に膨出部６ａ、６ｂを形成し、そのうちの一側部の下流側面に形成した膨出部６ａに、弁体３外周側から弁箱１の筒軸心近傍へ貫通する孔７を設け、弁体３外周縁が主弁座４ａから僅かに離れたときに、弁体３の各膨出部６ａ、６ｂが弁箱内面１ａに設けた副弁座４ｂに接するとともに貫通孔７が開き、微少流量の流体が貫通孔７を通って弁箱１の下流側の筒軸心近傍に流れ出すようにすることにより、キャビテーションによる弁箱内面１ａの壊食損傷を生じないようにしたのである。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の弁箱１内に、弁棒２の軸心まわりに回動し、弁箱弁座４と接離して弁箱１内の流路５を開閉する弁体３を設けたバタフライ弁において、前記弁棒２の軸心に関して対称な位置にある弁体３の一側部の下流側面と他側部の上流側面にそれぞれ膨出部６ａ、６ｂを形成して、そのうちの一側部の下流側面の膨出部６ａに弁体３外周側から前記弁箱１の筒軸心近傍へ貫通する孔７を設け、前記弁体３の外周縁が前記弁座４から僅かに離れたときに、前記弁体３の各膨出部６ａ、６ｂが弁座４に接するとともに前記貫通孔７が開き、微少流量の流体が貫通孔７を通って前記流路５の下流側に流れるようにしたことを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
前記弁体３の各膨出部６ａ、６ｂに、前記弁座４と摺動する球面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁。
【請求項３】
前記弁座４が、前記弁体３を閉じたときに弁体３外周縁に接する主弁座４ａと、弁体３外周縁が主弁座４ａから僅かに離れたときに前記弁体３の各膨出部６ａ、６ｂに接する副弁座４ｂとから成るものであることを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体輸送配管に設置され、流体の遮断および流量調整を行うバタフライ弁のうち、特に、微少流量の調整が可能なバタフライ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上下水道や工業用水、農業用水等の流体を輸送する配管の途中に設置されるバタフライ弁は、一般に、弁箱内に弁体を弁棒の軸心まわりに回動可能に設け、弁体を回動させることにより、弁体の外周縁を弁箱の内面に取り付けた弁座に接離させて弁箱内の流路を開閉し、流体の遮断および流量調整を行うようになっている。
【０００３】
このようなバタフライ弁では、弁体開度が小さい領域では開度の僅かな変化で流量が大きく変動するので、配管敷設後の充水作業等で微少流量の流体を適量だけ流す必要がある場合には、副弁を内蔵したものや弁箱の外側にバイパス管を取り付けたものがよく使用される。しかし、副弁内蔵型のものは、部品点数が多くて構造が複雑なため製作コストが高く、弁体の操作も面倒である。一方、バイパス管付きのものは、設置場所の制約が多いうえ、据付け作業にも手間がかかるという難点がある。
【０００４】
これに対して、シンプルかつ設置スペースを取らない構造で微少流量の調整が可能なバタフライ弁として、例えば、図６に示すものが提案されている。このバタフライ弁は、弁箱５１内に流路５２を開閉する弁体５３を弁棒５４の軸心まわりに回動可能に設け、弁棒５４の軸心に関して対称な位置にある弁体５３の一側部の下流側と他側部の上流側に、それぞれの外周縁部から突出する球殻状の翼体５５を設けて、これらの各翼体５５に多数の小孔５６を形成したもので、弁体５３を図示のように僅かに開くことにより、流体を流路５２の上流側から各翼体５５の小孔５６を通して下流側へ流せるようになっている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２０８６１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のバタフライ弁は、構造が簡単で、面倒な操作もなく一定の微少流量の流体を流すことができ、設置時の場所の制約や作業手間の問題もない。しかしながら、微少流量時には、流体が図６中の矢印のように各翼体の小孔から弁箱内面近傍に流れ出すようになっているため、キャビテーションによって発生した気泡が弁箱の内面近傍で潰れ、弁箱内面の壊食損傷の発生を十分に防止できるとは言い難い。特に、弁体の上流側に翼体を設けた側では、翼体を通った流体が直接弁箱内面に衝突するため壊食損傷が発生しやすく、これによって弁の寿命が短くなるおそれがある。また、振動や騒音等の問題も発生してくる。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、簡単な構造で微少流量の調整ができ、かつ微少流量時のキャビテーションによる壊食損傷が生じないバタフライ弁を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、微少流量の流体が流路の下流側において弁箱の筒軸心近傍に流れ出すようにしたのである。これにより、微少流量時にキャビテーションによって発生した気泡が弁箱の筒軸心の近傍で潰れるようになり、弁箱内面の壊食損傷を生じないようにすることができる。
【０００９】
そして、その具体的な手段として、弁棒の軸心に関して対称な位置にある弁体の一側部の下流側面と他側部の上流側面にそれぞれ膨出部を形成して、そのうちの一側部の下流側面の膨出部に弁体外周側から弁箱の筒軸心近傍へ貫通する孔を設け、弁体の外周縁が弁座から僅かに離れたときに、弁体の各膨出部が弁座に接するとともに貫通孔が開くようにした構成を採用したのである。
【００１０】
さらに、前記弁体外周縁が弁座から僅かに離れたときに、弁体の各膨出部を弁座に接触させる手段としては、前記各膨出部に弁座と摺動する球面を形成する方法をとることができる。
【００１１】
あるいは、前記弁座を、弁体を閉じたときに弁体外周縁に接する主弁座と、弁体外周縁が主弁座から僅かに離れたときに弁体の各膨出部に接する副弁座とから成るものとすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。このバタフライ弁は、図１に示すように、円筒状の弁箱１内に、弁箱１の筒軸心と交差する弁棒２に取り付けた弁体３を、弁棒２の軸心まわりに回動可能に収容したもので、この弁体３を回動させることにより、弁体３の外周縁を弁箱１の内面１ａに取り付けたリング状のゴム製主弁座４ａに接離させて弁箱１内の流路５を開閉するようになっている。
【００１３】
前記弁体３は、弁棒２の軸心に関して対称な位置にある一側部の下流側面と他側部の上流側面に膨出部６ａ、６ｂが形成されており、このうちの一側部の下流側面の膨出部６ａに、弁体３外周側から弁箱１の筒軸心近傍へ貫通する１個の円形断面の孔７が設けられている。
【００１４】
一方、前記弁箱１の内面１ａには、主弁座４ａとともに弁箱弁座４を構成するリング状の副弁座４ｂが主弁座４ａと交差するように設けられており、弁体３の開度が小さい領域でその外周縁が主弁座４ａから僅かに離れたときには、この副弁座４ｂが弁体３の各膨出部６ａ、６ｂに接して、弁箱１と弁体３の隙間から流体が漏れないようになっている。なお、流体の漏れよりも弁体３の操作性を重視する場合は、副弁座４ｂを各膨出部６ａ、６ｂとごく僅かな隙間をおいて対向するように形成してもよい。
【００１５】
従って、このバタフライ弁では、図２および図３に示すように、弁体３を回動させて、その外周縁が主弁座４ａから僅かに離れる角度に開くことにより、弁体３の各膨出部６ａ、６ｂを副弁座４ｂに接触させるとともに一側部の膨出部６ａに設けた貫通孔７を開き、一定の微少流量の流体を貫通孔７を通して流路５の下流側に流すことができる。このとき流路５の下流側に流れ込んだ流体は、貫通孔７に案内されて弁箱１の筒軸心近傍に流れ出すため、キャビテーションによって発生した気泡が潰れる位置は弁箱１の筒軸心に近く、弁箱１やその下流側の配管（図示省略）の内面に壊食損傷が生じるおそれがない。
【００１６】
上述した実施形態では、微少流量の流体を通す弁体の一側部の貫通孔は、円形断面のものを１個だけ設けたが、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、長孔状としたり、多孔状としたりする等、種々の設計が可能である。なお、図４（ｃ）は、弁体の一側部の膨出部の一部を別体として、本体側に多数の矩形断面の溝を形成し、これらの溝を塞ぐように別体とした部分を溶接等により貼り合わせて、多数の孔を設けた例を示している。
【００１７】
図５は、第２の実施形態を示す。この実施形態では、弁体３の各膨出部６ａ、６ｂに、弁箱１の筒軸心と弁棒２の軸心との交点を中心とし、弁箱１の内径と略同径の球面８が形成されており、各膨出部６ａ、６ｂがその球面８で弁座４としての弁箱１の一部と摺動するようになっている。また、弁体３の一側部の膨出部６ａには、その球面８から弁箱１の筒軸心近傍へ向かう多数の貫通孔７があけられている。その他の部分の構成および作用は、第１の実施形態と同じである。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、この発明のバタフライ弁は、弁体の一側部の下流側面と他側部の上流側面に膨出部を形成し、そのうちの一側部の下流側面の膨出部に弁体外周側から弁箱の筒軸心近傍へ貫通する孔を設けて、弁体外周縁が弁座から僅かに離れたときに、弁体の各膨出部が弁座に接するとともに貫通孔が開き、微少流量の流体が弁体の貫通孔を通って弁箱の下流側の筒軸心近傍に流れ出すようにしたものであるから、弁箱内面にキャビテーションによる壊食損傷が生じにくく、安定して長期間使用することができる。また、弁箱内面の壊食損傷により起こりうる振動、騒音等を抑制でき、弁の下流側の流れの乱れを防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のバタフライ弁の平面断面図
【図２】図１のバタフライ弁で微少流量の流体を流すときの状態を示す平面断面図
【図３】図２の要部を拡大して示す平面断面図
【図４】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図１のバタフライ弁の弁体の貫通孔の変形例を示す説明図
【図５】第２の実施形態のバタフライ弁の平面断面図
【図６】従来のバタフライ弁の平面断面図
【符号の説明】
１　弁箱
１ａ　内面
２　弁棒
３　弁体
４　弁座
４ａ　主弁座
４ｂ　副弁座
５　流路
６ａ、６ｂ　膨出部
７　孔
８　球面
【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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