(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路が形成された弁ケーシングと、
前記流路に設けられて軸回りに回転することで前記流路を区画可能な弁体と、
を備え、
前記弁体の前記流路の下流側を向く弁背面の外周側領域に、前記弁背面から前記弁体の下流側に流体を供給する流体供給部が形成され、
前記流体供給部は、前記弁体の前記下流側で前記流路を流通する流通流体を電気分解することによって、前記流通流体から前記流体として気体を発生させる弁装置。
【請求項２】
前記弁ケーシングは、前記弁体が設けられた弁室と、前記弁室に前記流路を流通する流通流体を導入する導入管路と、前記弁室から前記流通流体を外部に排出する排出管路と、前記弁室から外部に連通する第一管路と、前記弁室から外部に連通する第二管路と、を備え、
前記弁室内で前記弁体を回転させることで、前記導入管路と前記第一管路とを連通させるとともに前記排出管路と前記第二管路とを連通させた状態から、前記導入管路と前記第二管路とを連通させるとともに前記排出管路と前記第一管路とを連通させるように切り換える逆洗弁である請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の弁装置と、
前記弁装置を介して流体が流通する熱交換器と、
を備える熱交換器の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弁体を備えた弁装置、熱交換器の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば火力発電所や原子力発電所、その他の各種プラント等において、復水器、冷却水冷却器等の熱交換器を冷却するための冷却水として海水を用いている。この場合、海水中に含まれる異物を除去するためのフィルターや、熱交換器の伝熱管（冷却水流路）を定期的に洗浄する必要がある。このため、冷却水流路に冷却水の流通方向を切り換える逆洗弁を設けている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているように、逆洗弁は、弁ケーシング内にバタフライ弁（弁体）を備えている。弁ケーシングには、給水側に接続される導入管路と、排水側に接続される排出管路と、熱交換器の入口側に接続された入口側管路と、熱交換器の出口側に接続された出口側管路と、を備えている。逆洗弁は、通常運転時では、導入管路と入口側管路とが連通するとともに、出口側管路と排出管路とが連通するように弁体を切り換える。これにより、導入管路に送り込まれた冷却水は、入口側管路を経て熱交換器の入口側から出口側に流れる。また、逆洗弁は、洗浄運転時には、導入管路と出口側管路とが連通し、入口側管路と排出管路とが連通するように弁体を通常運転時の状態から切り換える。これにより、導入管路に給水された冷却水の流通方向が切り替わり、冷却水は出口側管路を経て熱交換器の出口側に送り込まれ、熱交換器の入口側から排出される。
【０００４】
上記したような逆洗弁において、弁体を切り換える際に、弁体の近傍で水撃（ウォーターハンマー）現象が発生し、水撃音が生じることがある。水撃現象は、弁体を切り換えるために、弁体を弁ケーシング内で回動させることで、弁ケーシング内の弁体の近傍で圧力低下が生じて冷却水の流れを形成する水柱が分離し、その後、圧力回復とともに水柱が再結合することによって発生する。
【０００５】
このような水撃現象の発生を抑えるため、特許文献２には、弁体の動作速度を低下させることによって、逆洗弁近傍における圧力変動を抑える構成が開示されている。
また、特許文献１及び３には、逆洗弁の下流側に出口弁を備え、逆洗弁の切換時に出口弁を絞ることによって、出口弁上流側の圧力を高め、逆洗弁近傍における圧力変動を抑える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２８０５９２号公報
【特許文献２】特開昭５９−１２５３８９号公報
【特許文献３】特開昭６２−２４２７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された構成では、弁体の動作速度を一時的に低下させるため、逆洗弁の切り換えに時間がかかる。また、弁体を駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要があり、コスト上昇に繋がる。
【０００８】
また、特許文献１及び３に開示された構成では、逆洗弁の切換時に復水器を流れる冷却水の流量が低下するため、プラント全体の効率低下に繋がる。
【０００９】
なお、上記したような問題は、逆洗弁に限らず、弁体を備えた弁装置であれば、同様に生じ得る。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、弁の切換時における水撃現象の発生を抑えるとともに、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁の切換動作を迅速に行うことができる弁装置、熱交換器の冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一の態様によれば、弁装置は、内部に流路が形成された弁ケーシングと、前記流路に設けられて軸回りに回転することで前記流路を区画可能な弁体と、を備え、前記弁体の前記流路の下流側を向く弁背面の外周側領域に、前記弁背面から前記弁体の下流側に流体を供給する流体供給部が形成され、前記流体供給部は、前記弁体の前記下流側で前記流路を流通する流通流体を電気分解することによって、前記流通流体から前記流体として気体を発生させる。
【００１２】
このように、弁背面の外周側領域に形成された流体供給部により、弁背面から弁体の下流側に流体が供給されることで下流側の圧力が上昇し、弁体の切り換える際に、弁背面側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００２２】
このように構成することで、流体を電気分解することで発生させた気体により、弁体の切り換える際に、弁背面側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００２３】
上記弁装置では、前記弁ケーシングは、前記弁体が設けられた弁室と、前記弁室に前記流路を流通する流通流体を導入する導入管路と、前記弁室から前記流通流体を外部に排出する排出管路と、前記弁室から外部に連通する第一管路と、前記弁室から外部に連通する第二管路と、を備え、前記弁室内で前記弁体を回転させることで、前記導入管路と前記第一管路とを連通させるとともに前記排出管路と前記第二管路とを連通させた状態から、前記導入管路と前記第二管路とを連通させるとともに前記排出管路と前記第一管路とを連通させるように切り換える逆洗弁であってもよい。
【００２４】
このように構成することで、逆洗弁の切換時に、弁背面側で生じる圧力低下を、効果的に抑制することができる。
【００２５】
この発明の第二の態様によれば、熱交換器の冷却システムは、前記弁装置と、前記弁装置を介して流体が流通する熱交換器と、を備える。
【００２６】
このように構成することで、熱交換器の冷却システムにおいて、弁装置の弁背面側で生じる圧力低下を、効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明に係る弁装置、熱交換器の冷却システムによれば、弁背面側で生じる圧力低下を抑制することで、弁の切換時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、弁装置の弁体を駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁体の回転を迅速に行うことができる。また、弁装置の下流側の流量を絞る必要も無く、弁装置を備えたシステム全体の効率低下も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この実施形態の熱交換器の冷却システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】第一実施形態における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が、通常運転における第一の状態にあるときの断面図である。
【図３】図２の弁装置を示す模式図である。
【図４】逆洗弁が、第二の状態にあるときの断面図である。
【図５】逆洗弁が閉じる（第一の状態になる）直前の断面図である。
【図６】第二実施形態における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
【図７】図６の弁装置を示す模式図である。
【図８】第二実施形態の第一変形例における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
【図９】第二実施形態の第二変形例における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
【図１０】第二実施形態の第三変形例における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
【図１１】第一、第二実施形態の変形例における逆洗弁の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、この発明の実施形態に係る弁装置、熱交換器を、図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、この実施形態の熱交換器の冷却システムの全体構成を示す概略図である。図２は、第一実施形態における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が、通常運転における第一の状態にあるときの断面図である。図３は、弁装置を示す模式図である。図４は、逆洗弁が、第二の状態にあるときの断面図である。図５は、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
【００３０】
図１は、例えば発電プラントに備えられた復水器（熱交換器）１の冷却システムを構成する冷却水循環経路２を示す。復水器１は、発電プラントを構成する蒸気タービンにおいて仕事をした蒸気を冷却して凝縮させる。復水器１で凝縮された復水は、発電プラントのガスタービンの排熱等と熱交換することによって蒸気化され、再び蒸気タービンに送り込まれる。この復水器１は、海水を冷却水として、蒸気を冷却する。
【００３１】
復水器１の冷却システムは、給水ポンプ３と、入口弁４と、逆洗弁（弁装置）５Ａと、出口弁６とを備えている。
【００３２】
給水ポンプ３は、海水をくみ上げ、冷却水循環経路２に送り出す。
入口弁４は、給水ポンプ３の下流側に設けられ、給水ポンプ３の作動のオン・オフに応じて開閉される。
出口弁６は、逆洗弁５Ａの下流側に設けられ、その開度を変化させることによって、復水器１における海水の流量を調整する。
【００３３】
図２に示すように、逆洗弁５Ａは、弁ケーシング１１と、弁体２１Ａとを備えている。
弁ケーシング１１は、弁体２１Ａを収容する弁室１２と、導入管路１３と、排出管路１４と、第一管路１５と、第二管路１６と、を備えている。
【００３４】
弁室１２は、その内周面が、断面視円形の円管状をなしている。弁室１２の直径方向に回転軸１７が貫通している。回転軸１７は、不図示のモータにより、その中心軸周りに回転駆動される。
【００３５】
導入管路１３は、弁室１２から、円管状の弁室１２の中心軸Ｃに沿って延び、弁ケーシング１１の外部に開口している。
【００３６】
排出管路１４は、弁室１２から中心軸Ｃに沿って延び、弁ケーシング１１の外部に開口している。本実施形態の排出管路１４は、弁室１２を挟んで導入管路１３の反対側に形成されている。
【００３７】
第一管路１５は、弁室１２から中心軸Ｃに直交する方向に延び、弁ケーシング１１の外部に向けて開口している。本実施形態の第一管路１５は、導入管路１３及び排出管路１４と直交する方向に延びている。
【００３８】
第二管路１６は、弁室１２から中心軸Ｃに直交する方向に延び、弁ケーシング１１の外部に向けて開口している。本実施形態の第二管路１６は、弁室１２を挟んで第一管路１５の反対側に形成されている。
【００３９】
このようにして弁ケーシング１１は、弁室１２からその四方に向けて導入管路１３、排出管路１４、第一管路１５、第二管路１６が延びて形成され、略十字状をなした流路１１ｒが形成されている。本実施形態の流路１１ｒは、流通流体として冷却水である海水を内部に流通させる。
【００４０】
導入管路１３には、冷却水循環経路２において入口弁４の下流側の管路２ａが接続されている。導入管路１３は、管路２ａから弁室１２に流通流体を導入する。排出管路１４には、冷却水循環経路２において出口弁６に至る管路２ｂが接続されている。排出管路１４は、弁室１２から管路２ｂに流通流体を排出する。第一管路１５には、冷却水循環経路２において復水器１の入口側１ａに至る管路２ｃが接続されて連通している。第一管路１５は、復水器１の入口側１ａと弁室１２内との間の流通流体を導入または排出する。第二管路１６には、冷却水循環経路２において復水器１の出口側１ｂに至る管路２ｄが接続されて連通している。第二管路１６は、復水器１の出口側１ｂと弁室１２内との間の流通流体を導入または排出する。
【００４１】
弁体２１Ａは、回転軸１７と一体に設けられ、回転軸１７と一体に回転軸１７の中心軸周りに回転動可能とされている。弁体２１Ａは、回転することで、弁室１２内の流路１１ｒを区画可能とされている。本実施形態の弁体２１Ａは、図２に示すように、導入管路１３と第一管路１５とを連通し、第二管路１６と排出管路１４とを連通させた状態で弁室１２を閉塞して区画する第一の状態と、図４に示すように、導入管路１３と第二管路１６とを連通し、第一管路１５と排出管路１４とを連通させた状態で弁室１２を閉塞して区画する第二の状態との間で、弁室１２内の流路１１ｒを切換可能である。
【００４２】
すなわち、図２に示すように、第一の状態では、弁体２１Ａは、回転軸１７に対して一方の側の外周縁部２１ａが、弁室１２において、導入管路１３の第二管路１６側の内周面Ｆ１に接触し、回転軸１７に対して他方の側の外周縁部２１ｂは、弁室１２において、排出管路１４の第一管路１５側の内周面Ｆ３に接触する。
【００４３】
図４に示すように、第二の状態では、弁体２１Ａは、回転軸１７に対して一方の側の外周縁部２１ａが、弁室１２において、導入管路１３の第二管路１６側の内周面Ｆ２に接触し、他方の側の外周縁部２１ｂは、弁室１２において、排出管路１４の第一管路１５側の内周面Ｆ４に接触する。
なお、本実施形態では、例えば、第一の状態は通常運転時に利用され、第二の状態は洗浄運転時に利用される。
【００４４】
また、弁室１２の内周面には、弁体２１Ａが第一の状態と第二の状態とにある状態で、弁体２１Ａの外周縁部２１ａと対向する位置に、シール部材２０が設けられている。このシール部材２０により、弁体２１Ａが第一の状態、第二の状態にあるときには、弁体２１Ａの外周縁部２１ａと弁室１２の内周面との間が水密にシールされる。
【００４５】
このような弁体２１Ａは、図３に示すように、流路１１ｒの下流側を向く弁背面２１ｇの外周側領域ＯＡに、弁背面２１ｇから下流側に流体を供給する流体供給部ＦＳを有する。本実施形態の弁体２１Ａは、流体供給部ＦＳとして、導入管路１３に対向する側の対向面（弁対向面）２１ｆと、弁対向面２１ｆとは反対側で排出管路１４に対向する側の背面（弁背面）２１ｇとを連通する連通孔（連通部）２２が形成されている。
【００４６】
連通孔２２は、例えば円形で、この実施形態では、弁体２１Ａの外周側領域ＯＡ内で周方向に３個が形成されている。連通孔２２の内径は、弁体２１Ａの外径に対して十分に小さい。本実施形態の連通孔２２の内径は、例えば、弁体２１Ａの外径を１．５〜３．０ｍ程度とした場合に、１０〜２０ｍｍ程度とすることができる。
このような連通孔２２の大きさや数は、後述するような連通孔２２による圧力低下抑制効果に応じて適宜設定することができる。
【００４７】
本実施形態における流体供給部ＦＳが形成される弁背面２１ｇの外周側領域ＯＡは、図３に示すように、弁体２１Ａの外周端から弁体２１Ａの半径の２０から３０％程度の領域である。したがって、連通孔２２は、弁体２１Ａの半径をＲとした場合、弁体２１Ａの回転軸１７の回転中心Ｃｂから、０．７Ｒ以上１．０Ｒ未満、より好ましくは０．８Ｒ以上１．０Ｒ未満の範囲である外周側領域ＯＡに形成するのが好ましい。
【００４８】
また、連通孔２２は、弁体２１Ａの外周側領域ＯＡのうち、回転軸１７から最も離れた領域であり、弁体２１Ａが弁室１２内の流路１１ｒを区画する際に、最後に弁室１２ｂの内周面と接する領域に形成されている。つまり、連通孔２２は、回転軸１７の回転中心Ｃｂに対して回転軸１７の中心軸の延びる方向と直交する方向に最も離れた弁体２１Ａの最外周部２１ｓを含む領域ある端部領域ＥＡに形成するのが好ましい。具体的には、連通孔２２が形成される端部領域ＥＡは、弁体２１Ａの最外周部２１ｓに対して、中心角θ＝±３０°の範囲内が好ましい。シール部材２０を備えない構成であれば、端部領域ＥＡは、弁体２１Ａの最外周部２１ｓに対して、中心角θが±６０°以内となる範囲内が好ましく、さらに好ましくは、中心角がθ±４５°以内となる範囲内である。
【００４９】
このような逆洗弁５Ａは、発電プラントを通常運転しているときには、弁体２１Ａを、図２に示した第一の状態とし、導入管路１３と第一管路１５とを連通させ、第二管路１６と排出管路１４とを連通させた状態で弁室１２を区画する。
【００５０】
逆洗弁５Ａが第一の状態では、給水ポンプ３で汲み上げられた海水は、開状態の入口弁４を経て、逆洗弁５Ａの導入管路１３から弁室１２内に流れ込み、第一管路１５に送り出される。第一管路１５に送り出された海水は、復水器１に入口側１ａから流れ込む。復水器１で蒸気を冷却して出口側１ｂから排出された海水は、第二管路１６から弁室１２内に流れ込み、排出管路１４から出口弁６を経て外部に排出される。
【００５１】
逆洗弁５Ａや復水器１内の洗浄を行うときには、モータにより回転軸１７を中心軸周りに回転させ、弁体２１Ａを第一の状態から第二の状態へと切り換える。
弁体２１Ａが、図４に示した第二の状態となると、導入管路１３と第二管路１６とが連通し、第一管路１５と排出管路１４とが連通した状態で弁室１２が区画される。
【００５２】
逆洗弁５Ａが第二の状態では、給水ポンプ３で汲み上げられた海水は、開状態の入口弁４を経て、逆洗弁５Ａの導入管路１３から弁室１２内に流れ込み、第二管路１６に送り出される。第二管路１６に送り出された海水は、復水器１に出口側１ｂから流れ込み、復水器１の入口側１ａから送り出さる。これにより、復水器１内の冷却水流路が逆洗され、流路内の付着物等が除去される。復水器１の入口側１ａから送り出された海水は、第一管路１５から弁室１２内に流れ込み、排出管路１４から付着物等とともに出口弁６を経て外部に排出される。
【００５３】
上記のようにして、第一の状態と第二の状態との間で弁体２１Ａを切り換えるために弁体２１Ａを弁ケーシング１１内で回転させると、図５に示すように、切り換えが完了する直前には、弁室１２の内周面と弁体２１Ａの外周端との間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓを通り、弁体２１Ａの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側へと、海水の漏れ流れＦｍが生じる。このとき、弁体２１Ａが切り替わり終わる直前のように隙間Ｓが狭くなっていくと、海水の漏れ流れＦｍの流速が速くなっていき、弁体２１Ａの弁背面２１ｇ側で圧力が低下する。これにより、弁背面２１ｇ側が負圧となって、弁背面２１ｇの下流側に飽和蒸気圧以下となる低圧部Ｘが弁背面２１ｇに張り付くように形成される。低圧部Ｘでは、流通する海水から蒸気が発生し、蒸気層が形成される。
【００５４】
本実施形態では、弁背面２１ｇから弁体２１Ａの下流側に海水を供給する流体供給部ＦＳである連通孔２２が形成されている。そのため、低圧部Ｘに向かって、弁体２１Ａに形成された連通孔２２を通って、弁体２１Ａの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側へと海水を供給する流れＦｒが生じる。低圧部Ｘに対して連通孔２２を流通する流れＦｒによって海水が供給されることによって圧力が上昇し、弁体２１Ａの弁背面２１ｇ側の低圧部Ｘにおいて、海水の圧力低下が抑制される。
【００５５】
上述した第一実施形態の弁装置、熱交換器の冷却システムによれば、弁体２１Ａにおいて流路１１ｒの下流側を向く弁背面２１ｇの外周側領域ＯＡに、弁背面２１ｇから弁体２１Ａの下流側に流体を供給する流体供給部ＦＳとして、連通孔２２が形成されている。
【００５６】
これにより、弁体２１Ａの上流側の流体の一部が、連通孔２２を通して弁体２１Ａの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側の低圧部Ｘに流れ込む。これによって、弁背面２１ｇから弁体２１Ａの下流側の低圧部Ｘに流体が供給されて圧力が上昇し、弁体２１Ａの切り換える際に、弁背面２１ｇ側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００５７】
その結果、弁体２１Ａの切り換え時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、逆洗弁５Ａの弁体２１Ａを駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁体２１Ａの回転を迅速に行うことができる。また、逆洗弁５Ａの下流側の流量を絞る必要も無いことから、復水器１における流量が低下することなく、復水器１のシステム全体の効率低下も抑えることができる。
【００５８】
また、流体供給部ＦＳを連通孔２２として形成することで、弁体２１Ａの上流側と下流側を連通させる簡易な構成で、容易に弁背面２１ｇ側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００５９】
また、流体供給部ＦＳを形成する連通孔２２は、弁体２１Ａの外周側領域ＯＡにおいて、弁体２１Ａの回転中心から最も離れた最外周部２１ｓを含む端部領域ＥＡに形成されている。弁体２１Ａが閉じる際には、弁体２１Ａの最外周部２１ｓと弁ケーシング１１の内周面との間に隙間Ｓが形成される。そこで、流体供給部ＦＳを形成する連通孔２２を、外周側領域ＯＡのうち、弁体２１Ａの最外周部２１ｓを含む端部領域ＥＡに形成することで、弁体２１Ａの最外周部２１ｓと弁ケーシング１１の内周面との隙間Ｓを通る漏れ流れＦｍによって弁背面２１ｇ側で生じる圧力低下を、効果的に抑制することができる。
【００６０】
ところで、上記構成では、第一の状態または第二の状態において、弁体２１Ａにより弁室１２を区画しているときには、連通孔２２を通して海水の一部が弁体２１Ａの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側に漏れる。しかし、連通孔２２の開口面積は、弁室１２の内径に比較すれば非常に小さいため、連通孔２２を通した漏れによる効率低下の影響は非常に小さくすることができる。
【００６１】
（第一実施形態の変形例）
なお、上記第一実施形態において、弁体２１Ａに連通孔２２を形成したが、その断面形状は、円形に限らず、三角形状、四角形状等の多角形状、長方形状や長円形状のスリット等であってもよい。さらに、連通孔２２は、弁体２１Ａの外周端に内周側に凹んだ溝や切り欠きとして形成しても良い。
【００６２】
なお、弁体２１Ａ側ではなく、弁室１２の内周面側に孔や溝を形成することによって、弁体２１Ａの弁背面２１ｇ側の下流側の低圧部Ｘに海水を供給することも考えられるが、このような構成では、弁室１２の内周面に沿った流速の高い漏れ流れＦｍによって低圧部Ｘへの海水の供給が阻害されてしまうため、好ましくない。
【００６３】
（第二実施形態）
次に、この発明にかかる弁装置、熱交換器の冷却システム第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と流体供給部ＦＳの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００６４】
図６は、第二実施形態における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。図７は、図６の弁装置を示す模式図である。
図６、図７に示すように、この実施形態における復水器１の冷却システムを構成する逆洗弁（弁装置）５Ｂは、上記第一実施形態と同様、弁ケーシング１１と、弁体２１Ｂと、を備えている。
【００６５】
弁ケーシング１１は、第一実施形態と同様に、弁体２１Ｂを収容する弁室１２と、導入管路１３と、排出管路１４と、第一管路１５と、第二管路１６と、を備えている。
【００６６】
弁体２１Ｂは、弁室１２内に回転軸１７と一体に設けられ、回転軸１７と一体に回転軸１７の中心軸周りに回転可能とされている。弁体２１Ｂは、導入管路１３と第一管路１５とを連通し、第二管路１６と排出管路１４とを連通させた状態で弁室１２を閉塞して区画する第一の状態と、導入管路１３と第二管路１６とを連通し、第一管路１５と排出管路１４とを連通させた状態で弁室１２を閉塞して区画する第二の状態との間で、弁室１２内の流路１１ｒを切換可能である。
【００６７】
このような弁体２１Ｂにおいては、流体供給部ＦＳは、弁体２１Ｂの弁背面２１ｇ側の下流側に向かって、逆洗弁５Ｂの外部から、気体や液体等の弁室１２内を流れる流通流体以外の流体を供給する。このため、この実施形態では、流体供給部ＦＳは、弁体２１Ｂの回転軸１７に形成され、その中心軸方向に連続する流体供給穴（流体供給路）３１を有している。流体供給穴３１は、逆洗弁５Ｂの弁ケーシング１１の外部と、中空部３２が形成された弁体２１Ｂ内とを連通している。流体供給部ＦＳは、中空部３２と弁体２１Ｂの弁背面２１ｇ側とを連通する開口（吐出部）３３が形成されている。開口３３は、第一実施形態の連通孔２２が形成されている位置と同じ位置となるように外周側領域ＯＡに形成されている。
【００６８】
このような流体供給部ＦＳにおいては、逆洗弁５Ｂの外部で、回転軸１７に形成された流体供給穴３１の一端に、空気等の気体や水等の液体を供給する供給源（図示無し）を接続する。そして、この供給源から気体や液体を流体供給穴３１に送り込むと、送り込まれた気体や液体は、流体供給穴３１から弁体２１Ｂの中空部３２を経て、開口３３を通って弁体２１Ｂの弁背面２１ｇ側の下流側の低圧部Ｘに吐出される。このように、中空部３２は流体供給路の一部を形成している。
【００６９】
開口３３は、上記第一実施形態における連通孔２２と同様、その内径は、例えば１０〜２０ｍｍ程度とすることができる。また、開口３３は、弁体２１Ｂの回転軸１７の中心から、０．７Ｒ以上１．０Ｒ未満、より好ましくは０．８Ｒ以上１．０Ｒ未満の範囲に形成するのが好ましい。さらに、開口３３は、弁体２１Ｂの最外周部２１ｓを含む領域、具体的には、弁体２１Ｂの最外周部２１ｓに対して、中心角θが±３０°の端部領域ＥＡ内に形成するのが好ましい。
【００７０】
このような逆洗弁５Ｂにおいて、第一の状態と第二の状態との間で弁体２１Ｂを切り換えるため、弁体２１Ｂを弁ケーシング１１内で回転させると、弁室１２の内周面と弁体２１Ｂの外周端との間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓを流れて、弁体２１Ｂの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側へと、海水の漏れ流れＦｍが生じる。
【００７１】
第二実施形態では、弁体２１Ｂに形成された開口３３を通して、流体供給穴３１を介して外部から送り込んだ流体を弁体２１Ｂの下流側である弁背面２１ｇ側に吐出する。そのため、開口３３から低圧部Ｘに向かって、弁体２１Ｂの中空部３２から弁背面２１ｇ側へと流体を供給する流れＦｒが生じる。低圧部Ｘに対して流体供給穴３１を介して開口３３を流通する流れＦｒによって流体が供給されることによって圧力が上昇し、弁体２１Ｂの弁背面２１ｇ側の低圧部Ｘにおいて、海水の圧力低下が抑制される。
【００７２】
なお、開口３３からの流体の吐出は、弁ケーシング１１の外部で流体に圧力を印加することで行ってもよいし、弁背面２１ｇ側の低圧部Ｘで生じる圧力低下による負圧によって、開口３３から流体を吸い出すことによって行ってもよい。
【００７３】
したがって、上述した第二実施形態の弁装置、熱交換器の冷却システムによれば、弁体２１Ｂの弁背面２１ｇの外周側領域ＯＡに設けられた開口３３から、弁ケーシング１１の外部から供給される気体や液体である流体を吐出することで、低圧部Ｘに流体を供給することができる。そのため、低圧部Ｘの圧力が上昇し、弁体２１Ｂの切り換える際に、弁背面２１ｇ側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００７４】
これにより、上記第一実施形態と同様、弁体２１Ｂの切換時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、逆洗弁５Ｂの弁体２１Ｂを駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁体２１Ｂの回転を迅速に行うことができる。また、逆洗弁５Ｂの下流側の流量を絞る必要も無いことから、復水器１における流量が低下することなく、復水器１のシステム全体の効率低下も抑えることができる。
【００７５】
また、上記第一実施形態では、第一の状態または第二の状態において、弁体２１Ａにより弁室１２を区画しているときには、連通孔２２を通して海水の一部が弁体２１Ａの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側に僅かに漏れてしまう。これに対し、第二実施形態の構成によれば、第一の状態または第二の状態において、弁体２１Ｂにより弁室１２を区画しているときであっても、海水の一部が弁体２１Ｂの弁対向面２１ｆ側から弁背面２１ｇ側に漏れることを抑制できる。
【００７６】
（第二実施形態の変形例）
ここで、第二実施形態では、弁体２１Ｂにおいて、弁室１２内を流れる流通流体以外の流体を供給する流体供給部ＦＳとして、回転軸１７に形成した流体供給穴３１、弁体２１Ｂの中空部３２、中空部３２と弁体２１Ｂの弁背面２１ｇ側とを連通する開口３３を備えるようにしたが、このような構成に限定されるものでない。
【００７７】
（第一変形例）
図８は、第二実施形態の第一変形例における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
第二実施形態の第一変形例として、図８に示すように、回転軸１７に流体供給穴３１を形成せずに、回転軸１７に沿って、外部から気体や流体が供給されるチューブ（流体供給路）３５を設けてもよい。この場合、チューブ３５の先端部３５ｓを、弁体２１Ｂの中空部３２を通して開口３３に接続してもよい。
【００７８】
このような構成によれば、チューブ３５を通して外部から供給された気体や液体は、上記第二実施形態と同様、弁体２１Ｂの中空部３２を経て、開口３３を通って弁体２１Ｂの弁背面２１ｇ側の低圧部Ｘに吐出される。
【００７９】
このような構成によれば、弁体２１Ｂの弁背面２１ｇに設けられた開口３３から、弁ケーシング１１の外部から供給される気体や液体である流体を低圧部Ｘに吐出することで、弁体２１Ｂの切り換える際に、弁背面２１ｇ側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００８０】
これにより、第二実施形態と同様に、弁体２１Ｂの切換時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、逆洗弁５Ｂの弁体２１Ｂを駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁体２１Ｂの回転を迅速に行うことができる。また、逆洗弁５Ｂの下流側の流量を絞る必要も無いことから、復水器１における流量が低下することなく、復水器１のシステム全体の効率低下も抑えることができる。
【００８１】
（第二変形例）
図９は、第二実施形態の第二変形例における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
第二実施形態の第二変形例として、図９に示すように、第一変形例で外部から気体や流体が供給されるチューブ３５を、弁体２１Ｂの弁背面２１ｇに沿わせて設けた外側チューブ（流体供給路）３６としてよい。この場合、外側チューブ３６の先端開口部（吐出部）３６ｓを、弁体２１Ｂの回転軸１７の中心から、０．７Ｒ以上１．０Ｒ未満、より好ましくは０．８Ｒ以上１．０Ｒ未満の範囲で開口させるのが好ましい。
【００８２】
このような構成によれば、弁体２１Ｂの弁背面２１ｇに設けられた外側チューブ３６の先端開口部３６ｓから、弁ケーシング１１の外部から供給される気体や液体である流体を低圧部Ｘに吐出することで、弁体２１Ｂの切り換える際に、弁背面２１ｇ側で生じる圧力低下を抑制することができる。
【００８３】
これにより、第二実施形態と同様に、弁体２１Ｂの切換時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、逆洗弁５Ｂの弁体２１Ｂを駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁体２１Ｂの回転を迅速に行うことができる。また、逆洗弁５Ｂの下流側の流量を絞る必要も無いことから、復水器１における流量が低下することなく、復水器１のシステム全体の効率低下も抑えることができる。
【００８４】
（第三変形例）
図１０は、第二実施形態の第三変形例における弁装置の内部構成を示す図であり、逆洗弁が閉じる直前の断面図である。
第二実施形態の第三変形例として、図１０に示すように、逆洗弁（弁装置）５Ｃの弁体２１Ｃにおいて、流体供給部ＦＳとして、弁体２１Ｃの弁背面２１ｇ側の低圧部Ｘで、逆洗弁５Ｃを流れる水を電気分解することによって気体（水素ガス、酸素）を発生させるようにしてもよい。
【００８５】
第三変形例の流体供給部ＦＳは、弁ケーシング１１の内周面において、第一の状態、第二の状態にある弁体２１Ｃの外周端の近傍に配置される陽極板４１と、弁体２１Ｃの弁背面２１ｇ側の外周側領域ＯＡに配置される陰極板４２とを有する。そして、陽極板４１と陰極板４２とに、電源（図示無し）から電位差を印加すると、陽極板４１では、弁室１２内の水が電気分解して酸素ガスが生成され、陰極板４２では、弁室１２内の水が電気分解して水素ガスが生成される。
【００８６】
陽極板４１で生成された酸素ガスは弁室１２内の水にすぐに溶けるが、陰極板４２で生成された水素ガスは残留する。陰極板４２付近に残留した水素ガスは、低圧部Ｘに供給され、低圧部Ｘにおける圧力低下が抑制される。したがって、弁体２１Ｃの切換時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、弁体２１Ｃを駆動するモータに、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、弁体２１Ｃの回転を迅速に行うことができる。また、逆洗弁５Ｃの下流側の流量を絞る必要も無いことから、復水器１における流量が低下することなく、復水器１のシステム全体の効率低下も抑えることができる。
【００８７】
（その他の変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
【００８８】
例えば、上記各実施形態及びその変形例では、復水器１の冷却システムの逆洗弁５Ａ，５Ｂ、５Ｃに本発明を適用する例を挙げたが、これに限らない。復水器１以外の、例えば冷却水冷却器の冷却システムや、その他の各種システムに、本発明の逆洗弁を適用しても良い。
【００８９】
さらに、逆洗弁に限らず、弁体を備えた弁装置であれば、本発明を上記実施形態と同様に適用することができる。
図１１は、第一、第二実施形態の変形例における逆洗弁の構成を示す断面図である。この図１１に示すように、管路５０内に設けられた通常のバタフライ弁５１においても、上記第一実施形態、第二実施形態、及びそれらの変形例に示したような構成を適用することができる。
【００９０】
これにより、バタフライ弁５１の開度を変更するに際してバタフライ弁５１の開度を変化させたときに、バタフライ弁５１の背面５１ｂ側で圧力低下が生じやすい低圧部Ｘに流体を供給することによって、圧力低下が生じるのを抑えることができる。
その結果、上記各実施形態と同様に、バタフライ弁５１の切換時における水撃現象の発生を抑えることができる。しかも、バタフライ弁５１を駆動するモータ（図示無し）に、動作速度可変機能を備える必要もなく、コスト上昇及び効率低下を抑えつつ、バタフライ弁５１の回転を迅速に行うことができる。
【符号の説明】
【００９１】
１          復水器（熱交換器）
１ａ        入口側
１ｂ        出口側
２          冷却水循環経路
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ   管路
３          給水ポンプ
４          入口弁
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ   逆洗弁（弁装置）
６          出口弁
１１        弁ケーシング
１１ｒ             流路
１２        弁室
１２ａ             端部
１２ｂ             端部
１３        導入管路
１３ａ             一端
１３ｂ             他端
１４        排出管路
１４ａ             一端
１４ｂ             他端
１５        第一管路
１５ａ             一端
１５ｂ             他端
１６        第二管路
１６ａ             一端
１６ｂ             他端
１７        回転軸
２０        シール部材
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ        弁体
２１ａ、２１ｂ          外周縁部
２１ｆ             弁対向面
２１ｇ             弁背面
２１ｓ             最外周部
２２        連通孔（連通部）
３１        流体供給穴（流体供給路）
３２        中空部
３３        開口（吐出部）
３５        チューブ（流体供給路）
３５ｓ             先端部
３６        外側チューブ（流体供給路）
３６ｓ             先端開口部（吐出部）
４１        陽極板
４２        陰極板
５０        管路
５１        バタフライ弁
５１ｂ             背面
ＯＡ        外周側領域
ＥＡ        端部領域
Ｃ          中心軸
Ｆ１        内周面
Ｆ２        内周面
Ｆ３        内周面
Ｆ４        内周面
ＦＳ        流体供給部
Ｓ          隙間
Ｘ          低圧部
【図１】
0006300234.tif 000002
【図２】
0006300234.tif 000003
【図３】
0006300234.tif 000004
【図４】
0006300234.tif 000005
【図５】
0006300234.tif 000006
【図６】
0006300234.tif 000007
【図７】
0006300234.tif 000008
【図８】
0006300234.tif 000009
【図９】
0006300234.tif 000010
【図１０】
0006300234.tif 000011
【図１１】
0006300234.tif 000012