(57)【要約】【課題】  部品点数を少なくすると共に、定流量器を必要としない場合には、面間寸法を短くした状態で下流側配管と接続することができ、手配するボールバルブの種類を削減すること。また、定流量器による流量調整を正確に行うと共に、流体中の異物を除去する濾過機構や、弁体の開閉を自動で行うことのできるアクチュエータを一体にコンパクトに設け、バルブの配置寸法が短く、配管作業を効率化できるボールバルブを得ること。【解決手段】  流入側と流出側を有するボデー２内に回転自在に設けたボール弁体３をシールするボールシート７ａ、７ｂを、前記流出側に設けた雌ネジ６より螺入したインサート８で押圧するボールバルブであって、前記雌ネジ６の内径に定流量器等の流量調整機構１３を係合させるための切り欠き部６ａを形成して前記流量調整機構１３をボデー２の流出側に着脱自在に収納すると共に、前記切り欠き部６ａより前記流量調整機構１３を取り除いた当該雌ネジ６に配管１４をも接続可能としたボールバルブである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入側と流出側を有するボデー内に回転自在に設けたボール弁体をシールするボールシートを、前記流出側に設けた雌ネジより螺入したインサートで押圧するボールバルブであって、前記雌ネジの内径に定流量器等の流量調整機構を係合させるための切り欠き部を形成して前記流量調整機構をボデーの流出側に着脱自在に収納すると共に、前記切り欠き部より前記流量調整機構を取り除いた当該雌ネジに配管をも接続可能としたことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
上記流量調整機構の挿入端部をインサートと離間させて、ボデーの流出側雌ネジに着脱自在に収納した請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項３】
上記ボデーを横長筒状とし、このボデーの流入側内部の軸心位置近傍に、筒状ストレーナの上端を配置する一方、前記ボデーの下側開口部に、前記筒状ストレーナの下端を保持する蓋等の保持部を液密に設けた請求項１又は２に記載のボールバルブ。
【請求項４】
横長筒状のボデーの略中央部に、ステムを内挿した軸装部を延設し、この軸装部の上部にはステムを回転するアクチュエータを着脱自在に接続すると共に、前記ボデー内部には、ステムにより回動されるボール弁体と、ボデーの流出側雌ネジの内径に設けた切り欠き部に着脱自在に収納した定流量器等の流量調整機構と、ボデーの流入側で流体中の異物を捕捉する筒状ストレーナとを、ボデー軸心に沿って内蔵したことを特徴とするボールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路を開閉するボールバルブに関し、とりわけ中高層ビルの各階に設置される給水栓やファンコイルユニット等の空調機器に、定流量の冷温水を供給するのに好適に利用できるボールバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
中高層ビル内の配管内を流れる流体は、配管の配置階によって管路の長さが異なることから、各階毎にその流量がそれぞれ異なるという現象を生ずる。この現象を解消するためには定流量器を用いるのが一般的であり、この定流量器とバルブ等の止水機構とを組み合わせ、例えばボールバルブ等のバルブに定流量器を一体に組み込んだ例が知られている。
その一例を図４に示すと、同図において、ボール弁５１では、バルブボデー５２の流出側めねじ５３に、ボールシート５４を弁体５５に押圧する筒状のキャップ５６を挿入しており、このキャップ５６の流出側内径に円筒状の定流量器５７を収容している。キャップ５６の流出側外径のおねじ５６ａには、ユニオンニップル５８が係止されたユニオンナット５９が螺合されており、このユニオンナット５９の締め込みにより、ユニオンニップル５８の端面５８ａが、環状ガスケット６３を介して定流量器５７の端面５７ａを押圧することにより、定流量器５７をバルブボデー５２に押圧保持している。
【０００３】
ボール弁５１の弁体５５は、弁棒６０を介してハンドル６１により回動され、また、ボール弁５１と下流側の配管とは、前記ユニオンニップル５８の流出側外径に形成された接続用おねじ６２によって接続されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、バルブが設置される部位によっては、定流量器を必要としない場合があり、この場合、上記ボール弁５１は、ユニオンナット５９を緩めて定流量器５７を取り外した後、再度ユニオンニップル５８が係止されたユニオンナット５９をキャップ５６に螺合することで、定流量器なしのボールバルブとして対応することができる。
【０００５】
しかし、上記のように定流量器５７の収容部分を有するボール弁５１は、定流量器５７が不要となればその収容部分の空間が無駄なものとなり、バルブの面間寸法が不必要に長いものとなってしまう。
これを解消するためには、定流量器５７を内蔵不能な、面間寸法の短いボールバルブを別途手配しなければならず、配管施工に必要なバルブの種類が増えてしまい、管理が煩わしいものとなっていた。
【０００６】
また、上記のように定流量器５７の収容部分を有するボール弁５１は、定流量器５７を収容するためのキャップ５６をバルブボデー５２に接続しなければならず、部品点数が増えると共に、流体の外部漏れを防がなければならない部位が多くなっていた。
【０００７】
配管内の流体に混入した水垢等の異物が、定流量器の機能に影響を与えるおそれがある場合には、この異物をあらかじめスクリーン等の濾過機構で除去する必要があるが、上記のような定流量器５７を内蔵したボール弁５１においては、濾過機構を内蔵したものがなく、別途このボール弁５１に隣接して濾過機構である図示しないストレーナを接続していた。したがって、このボール弁５１は、ストレーナと組み合わせることでバルブとしての配置寸法が長くなることはもとより、配管作業が煩わしいものとなっていた。
【０００８】
更に、ボール弁５１を自動で開閉操作する場合には、この定流量器５７を内蔵したボール弁５１に隣接して、図示しない電動アクチュエータにより弁体を開閉する図示しないバルブを別途接続していたので、更にバルブとしての配置寸法が長く、且つ配管作業が煩わしいものとなってしまっていた。
【０００９】
本発明は従来の課題に鑑み、定流量器を内蔵可能としたボールバルブについて、部品点数を少なくすると共に、定流量器を必要としない場合には、面間寸法を短くした状態で下流側配管と接続することができ、手配するボールバルブの種類を削減することを目的とする。また、定流量器による流量調整を正確に行うと共に、流体中の異物を除去する濾過機構や、弁体の開閉を自動で行うことのできるアクチュエータを一体にコンパクトに設け、バルブの配置寸法が短く、配管作業を効率化できるボールバルブを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、流入側と流出側を有するボデー内に回転自在に設けたボール弁体をシールするボールシートを、流出側に設けた雌ネジより螺入したインサートで押圧するボールバルブであって、雌ネジの内径に定流量器等の流量調整機構を係合させるための切り欠き部を形成して流量調整機構をボデーの流出側に着脱自在に収納すると共に、切り欠き部より流量調整機構を取り除いた当該雌ネジに配管をも接続可能としたボールバルブである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記流量調整機構の挿入端部をインサートと離間させて、ボデーの流出側雌ネジに着脱自在に収納したボールバルブである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記ボデーを横長筒状とし、このボデーの流入側内部の軸心位置近傍に、筒状ストレーナの上端を配置する一方、ボデーの下側開口部に、筒状ストレーナの下端を保持する蓋等の保持部を液密に設けたボールバルブである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、横長筒状のボデーの略中央部に、ステムを内挿した軸装部を延設し、この軸装部の上部にはステムを回転するアクチュエータを着脱自在に接続すると共に、ボデー内部には、ステムにより回動されるボール弁体と、ボデーの流出側雌ネジの内径に設けた切り欠き部に着脱自在に収納した定流量器等の流量調整機構と、ボデーの流入側で流体中の異物を捕捉する筒状ストレーナとを、ボデー軸心に沿って内蔵したボールバルブである。
【００１４】
ここで流量調整機構とは、定流量器や逆止弁等、ボールバルブ内を流れる流体の量を調整、あるいはその逆流を防止する部品のことをいう。また面間寸法とは、ボールバルブ単体の軸方向長さのことをいい、バルブの配置寸法とは、ボールバルブに接続されるストレーナなどを含めたバルブ群全体の軸方向長さのことをいう。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によると、ボデーの流出側雌ネジを切り欠いて定流量器等の流量調整機構を着脱自在に収容したので、定流量器を収容するための部品が削減されると共に、定流量器等の流量調整機構が不要の場合には、前記雌ネジに下流側配管を直接接続することができるので、面間寸法の短いボールバルブを得ることができ、手配するボールバルブの種類を削減することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によると、上記雌ネジに挿入したインサートと、流量調整機構との干渉を防ぐことができ、正確に流量調整を行うことのできるボールバルブを得ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によると、ストレーナを、定流量器を内蔵したボールバルブに内蔵したので、異物除去後の流体を止水機構や定流量器に流下させることができ、ボール弁体を用いた止水機構や定流量器などの機能を確実に発揮できると共に、横長筒状のボデーの下方に、ストレーナの保持部のみが突出する形状としたので、突出部が少なくコンパクトであり、バルブの配置寸法が短く、配管作業を効率化できるボールバルブを得ることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によると、アクチュエータによりボール弁体の開閉を可能としつつ、横長筒状のボデーの中に定流量器やストレーナを直線的に内蔵したので、多機能且つコンパクトであり、バルブの配置寸法が短く、配管作業を効率化できるボールバルブを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。
図１においては、流量調整機構を内蔵した本発明のボールバルブの一例を示したものであり、図２は、図１の流量調整機構収容部分の拡大図である。図３は、図１のボールバルブから流量調整機構を取り外し、ボールバルブのボデーに下流側の配管を直接接続した状態を示したものである。
【００２０】
図１において、ボールバルブ本体１のボデー２は、青銅やステンレス鋼等の鋳物により横長筒状に形成しており、その略中央部に、ボール弁体３を用いた止水機構４を内蔵すると共に、その両端部には、それぞれ流入側雌ネジ５、流出側雌ネジ６を形成している。この流入側雌ネジ５、流出側雌ネジ６はいずれも管用雌ネジとしており、配管とのネジ接続を可能としている。
【００２１】
止水機構４は、ボール弁体３とこれを挟持する流入側・流出側のボールシート７ａ、７ｂ、及びインサート８から構成される。流入側のボールシート７ａは、ボデー２の略中央の弁室２ａに形成された段状部２ｂに収容されており、流出側のボールシート７ｂは、流出側雌ネジ６に挿入されるインサート８に形成された段状凹部８ａに収容されている。このインサート８を流出側雌ネジ６より奥部まで螺入し、ボールシート７ｂをボール弁体３に押圧することより、ボール弁体３をボールシート７ａ、７ｂによって挟持し、止水機構部４の弁座シールを行うようにしている。
【００２２】
ボール弁体３は、水平の連通孔３ａを有しており、この連通孔３ａに対して直交方向となるボール弁体３の上部に凹部３ｂを形成し、この凹部３ｂに係合されるステム９の回転に伴ってボール弁体３が回転自在となり、ボールバルブ本体１内の流路を開閉するようにしている。
【００２３】
ステム９は、ボデー２の略中央部で且つ流路軸と直交方向に延設するように形成した軸装部１０に内挿されており、軸装部１０の上端には電気や空気圧により駆動するアクチュエータ１１を接続している。このアクチュエータ１１の出力軸１２の回転により、ステム９を介してボール弁体３を回動するようにしている。なお、このアクチュエータ１１は軸装部１０に対して着脱自在な構造であり、本発明のボールバルブを配管に接続する際には、アクチュエータ１１を取り外した状態で接続作業を行うことができ、狭い作業スペースでも接続作業を容易に行うことができるようにしている。
【００２４】
ボデー２の流出側雌ネジ６には、図１、２に示すように、その内径に形成した切り欠き部６ａに、円筒状の定流量器である流量調整機構１３を係合させるようにしてこの定流量器１３をボデー２の流出側に着脱自在に収容している。この切り欠き部６ａは、図２に示すように、流出側雌ネジ６のねじ山径を、流出側の一定領域において切り欠き、内径を拡径することにより形成しており、この切り欠かれたねじ山で定流量器１３の外周を保持している。本実施例のボールバルブ（バルブ呼びサイズ３／４Ｂ）では、流出側雌ネジ６をネジ呼びＲｃ３／４のテーパ雌ねじに形成しており、非切り欠き部のねじ山径φＡを、ボデー２の端部から６．４〔ｍｍ〕の位置における基準径φ２３．６〔ｍｍ〕を基準に、１／１６の勾配となる小径に形成しているのに対し、切り欠き部６ａにおけるねじ山径φＢは、下流側配管をネジ接続した場合においても接続強度やシール性に影響のない寸法として、φ２４．１〔ｍｍ〕の平行ねじとしている。
【００２５】
そして、切り欠き部６ａの軸方向長さは、上記ネジ山径φＡ、φＢの境界に形成された段部６ｂに、円筒状の定流量器１３の流入側端面１３ａを係止した状態において、定流量器１３の流出側端面１３ｂが、ボデー端面２ｃと同一平面となるような長さに設定されている。上記段部６ｂに係止された定流量器１３の挿入端部である流入側端面１３ａをインサート８と離間させて配置しており、干渉することがないので、定流量器１３はボデー２内部に正確に位置決めされ、所定の定流量制御を発揮することができる。
【００２６】
また、図３に示すように、流出側雌ネジ６には下流側配管１４をも接続可能であり、切り欠き部６ａより定流量器１３を取り除いた状態で当該流出側雌ネジ６に下流側配管１４を螺着可能に設けている。流出側雌ネジ６の軸方向長さは、この定流量器１３を取り外した流出側雌ネジ６に下流側配管１４をネジ接続した状態において、下流側配管１４の先端がインサート８に干渉しないような長さとなっている。
【００２７】
ボデー２の流出側端面２ｃの外周には、ユニオンナット１５を螺合するための雄ネジ部１６を形成しており、このユニオンナット１５の締め込みにより、ユニオンナット１５により鍔部１７ａが係止されたユニオンニップル１７の端面１７ｂが、環状のガスケット１８を介して定流量器１３の流出側端面１３ｂを押圧することにより、定流量器１３をボデー２の内部に押圧保持している。なお、ユニオンニップル１７の流出側端部外周には管用雄ねじ１７ｃが形成されており、ボールバルブ本体１と下流側の配管とをこのユニオンニップル１７を介してネジ接続可能に設けている。
【００２８】
図１及び図３に示すように、ボデー２の流入側内部、すなわち止水機構４と流入側雌ネジ５との間には、ボデー２の軸芯位置近傍にストレーナ部２０を形成しており、本発明のボールバルブにおいては、ストレーナ部２０と、ボール弁体３を用いた止水機構４と、定流量器１３とを、ボデー２の軸心に沿って内蔵している。このストレーナ部２０は、ボデー２の軸芯位置に水平に形成され、開口部２１ａを有する棚部２１と、この棚部２１の下面に上端が配置された状態で保持される筒状のストレーナ２２と、ボデー２の下側開口部２３に取り付けられ、前記筒状ストレーナ２２の下端を保持する蓋等の保持部２４から構成される。
【００２９】
棚部２１は、ボデー２に一体に形成され、ボデー２内の流路を上下に分割して上側流路２５と下側流路２６を形成すると共に、その流入側、流出側をそれぞれ略直角に屈曲させて、それぞれ下側流路２６と上側流路２５を塞ぐことにより、ボデー２に流入した流体を、開口部２１ａを介して、上側流路２５から下側流路２６に流下させるようにしている。ストレーナ部２０付近のボデー２内部の流路は、この上側流路２５から下側流路２６に向かって垂直形状となるが、実際の流体は、流体抵抗が少ない領域を流れるので、図１において棚部２１を境に左上から右下に斜めに流下した後、止水機構４側に略水平に流下するので、本実施例によるボールバルブ本体１によれば、圧力損失を抑えつつストレーナ２２による濾過を行うことができる。
【００３０】
筒状のストレーナ２２は、ステンレス等の金属製の板に図示しないφ１mm程度の孔を全面に穿孔したパンチプレートを筒状に形成したものであり、棚部２１の下面の環状段部２１ｂに当接保持されることによって、ボデー２内を上側流路２５から下側流路２６に流下する流体中の異物を捕捉するようにしている。
【００３１】
蓋形状の保持部２４の外径には、ボデー２の下側開口部２３に形成されたメネジ部２３ａに螺合可能なオネジ部２４ａを形成しており、その内径には、筒状のストレーナ２２の下端を保持する環状段状部２４ｂを形成している。そして、この保持部２４のオネジ部２４ａをボデー２のメネジ部２３ａに螺合することにより、液密の状態にしつつストレーナ２２をボデー２の棚部２１の下面に押圧保持するようにしている。従ってボールバルブ本体１は、横長筒状のボデー２の下方には、ストレーナ２２の保持部２４のみが突出する構造であるので、突出部分が少なくその突出量も小さいコンパクトなボールバルブとなっている。
【００３２】
ストレーナ２２内に捕捉された異物は、ボデー２から保持部２４と共にストレーナ２２を取り外し、これを洗浄することにより、バルブ外方に排出することができる。なお、あらかじめ蓋形状の保持部２４にドレンバルブ（図示しない）を設け、このドレンバルブを開とすることにより、ストレーナ２２内の異物を、流体圧を利用してバルブ外方に排出するようにしてもよい。また、保持部２４は、蓋形状に限ることなく、例えば上記ドレンバルブをボデー２に直接取り付け、このドレンバルブの端部により、ストレーナ２２の下端を保持するようにしてもよい。
ボデー２内部へのストレーナ２２、及び前記ボール弁体３及び定流量器１３の内蔵時には、これらはボデー２の軸芯に沿って内蔵されている。
【００３３】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
流出側雌ネジ６が形成されたボデー２に、流入側ボールシート７ａ、ボール弁体３及びステム９を収容した後、段状凹部８ａに流出側ボールシート７ｂを収納したインサート８を前記流出側雌ネジ６に挿入して、ボール弁体３をボールシート７ａ、７ｂにより両側から挟持することにより、ボール弁体３を用いた止水機構４を組み立てる。インサート８は、流出側雌ネジ６の段部６ｂが支障となることなく、ボールシート７ａをボール弁体３に押圧する位置まで挿入することができる。
【００３４】
ボールバルブ本体１に定流量器１３を内蔵する場合には、上記流出側雌ネジ６の内径を切り欠き形成した切り欠き部６ａに円筒状の定流量器１３を挿入する。定流量器１３は、その外周を流出側雌ネジ６における切り欠き部６ａ部分の雌ネジの内径によって支持されることにより、径方向の移動を阻止された状態でボデー２内に保持される。また、定流量器１３は、その流入側端面１３ａが、流出側雌ネジ６における切り欠き部６ａと非切り欠き部との境界に形成される段部６ｂに係止される一方、流出側端面１３ｂは、ボデー２の流出側外周に形成された雄ネジ部１６にユニオンナット１５を締め込むことにより、ユニオンニップル１７の端面１７ｂによってガスケット１８を介して段部６ｂ側に押圧されることにより、軸方向の移動を阻止された状態でボデー２内に保持される。このように径方向と軸方向の移動を阻止された定流量器１３は、あらかじめ流出側雌ネジ６に挿入されたインサート８とは離間しているので、インサート８と干渉することなくボデー２内に正確に保持される。
この後、必要に応じて定流量器１３を内蔵したボールバルブ本体１にユニオンニップル１７の管用雄ねじ１７ｃに図示しない下流側配管をネジ接続することにより、配管との接続を行う。
【００３５】
一方、定流量器１３が不要の場合には、まずユニオンナット１５を緩めて、ボデー２からユニオンニップル１７、ガスケット１８を取り外した後、流出側雌ネジ６の切り欠き部６ａから定流量器１３を取り出す。定流量器１３は、その外周を切り欠き部６ａにおける雌ネジ部分に支持されているだけなので、容易に切り欠き部６ａから取り出すことができる。次に、図３に示すように、ボデー２の流出側雌ネジ６に下流側配管１４の管用雄ネジ１４ａをネジ接続する。定流量器１３の収容部分となっていた切り欠き部６ａには管用雌ネジ６が形成されているので、下流側配管１４は切り欠き部６ａの領域も含めてこの流出側雌ネジ６に螺合することができる。この際、下流側配管１４は、流出側雌ネジ６の段部６ｂが支障となることなく、また下流側配管１４の先端がインサート８に干渉することなく、流出側雌ネジ６にネジ接続することができる。
【００３６】
従って、本発明のボールバルブでは、定流量器１３が不要の場合には、ボデー２の流出側雌ネジ６の内径に設けた切り欠き部６ａ、すなわち定流量器１３の収容部分に、下流側配管１４を直接ネジ接続することができるので、定流量器１３の収容部分が無駄な空間となることが無く、面間寸法の短いボールバルブを得ることができ、手配するボールバルブの種類を減らすことができる。
【００３７】
また、ボデー２の流出側雌ネジ６に、インサート８、定流量器１３、下流側配管１４の３つの部材を挿入・接続することができるので、定流量器１３を収容するためのキャップ部材が不要となり、流体の外部漏れを防がねばならない箇所が削減されることに加え、ボデー２が単一構造となり、バルブの強度も向上しつつコンパクトなボールバルブを得ることができる。
【００３８】
また、横長筒状のボデー２において、その流出側内部の軸心近傍位置にストレーナ部２０を設けたので、定流量器１３を収容したボールバルブ本体１に別途ストレーナを接続する必要がなく、定流量機能及びストレーナによる濾過機能を有しつつバルブの配置寸法を短くすることができることに加え、ボデー２の下側にはストレーナ２２を保持する保持部２４のみが突出する構造であるので、よりコンパクトなボールバルブを得ることができる。
【００３９】
更に、アクチュエータ１１によりボール弁体３の開閉を可能としつつ、横長筒状のボデー２の中に定流量器１３やストレーナ２２を直線的に内蔵したので、多機能且つコンパクトであり、配置寸法が短く、配管作業を効率化できるボールバルブを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、例えば、中高層ビルにおいて配置階が異なる場合の配管などに生じる流量の差を防止する場合に用いることができ、流量調整機構を取り外した場合でも流路が無駄になることなく配管できるため、所定の設置スペースを変えることなく、あらゆる配管に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】流量調整機構やストレーナを内蔵した本発明のボールバルブの正面断面図である。
【図２】図１の流量調整機構収容部分の部分拡大図である。
【図３】図１の流量調整機構を取り外し、ボールバルブのボデーに下流側配管を直接接続した状態を示す説明図である。
【図４】定流量器を一体に組み込んだ従来のボール弁の正面断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ボールバルブ
２  ボデー
３  ボール弁体
６  流出側雌ネジ
６ａ  切り欠き部
７ａ  流入側ボールシート
７ｂ  流出側ボールシート
８  インサート
９  ステム  
１０  軸装部
１１  アクチュエータ
１３  定流量器（流量調整機構）
２２  ストレーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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