(57)【要約】【課題】弁体の弁座との接触部位のエロージョンを効果的に抑制できること。【解決手段】流体Ａが流れる円筒形状の弁箱１１内に、弁棒１５を介して弁体１２が回動自在に配置されると共に、全閉位置にある弁体１２が接触する弁座１３が設けられたバタフライ弁１０において、弁箱１１内には、全開位置にある弁体１２の上流側に、流体Ａを整流する整流部材１４が配置されたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる筒形状の弁箱内に、弁棒を介して弁体が回動可能に配設されると共に、全閉位置にある前記弁体が接触する弁座が設けられたバタフライ弁において、
前記弁箱内には、全開位置にある前記弁体の上流側に、流体を整流する整流部材が配置されたことを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
前記整流部材は、全開位置にある弁体の弁座との接触部位に対向する下流側部分が、前記接触部位を覆うように形成され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】
前記整流部材には、弁体の開閉動作に連動して回動する第１保護部材が設けられ、この第１保護部材が、前記弁体の開閉動作時にこの弁体の弁座との接触部位を覆い、且つ前記弁体の全開位置でこの弁体と整流部材との隙間を覆うよう構成され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４】
前記整流部材には、全開位置にある弁体と整流部材との隙間を覆う第２保護部材が固定して取り付けられ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５】
前記弁箱内の弁体の上流側には、整流部材と平行に、流体を整流する複数の副整流部材が互いに平行に配列された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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、管路においては、流体を遮断するためにバタフライ弁が設けられている。例えば、火力発電所におけるボイラー給水ポンプ駆動用蒸気タービンから復水器へ蒸気を移送する配管、または原子力発電所における原子炉給水ポンプ駆動用蒸気タービンから復水器へ蒸気を移送する配管等にバタフライ弁が設けられている。
【０００３】
従来のバタフライ弁としては、弁体における弁座との接触部位にエロージョンの発生を抑制することを目的としたものはなく、弁絞り時（微小または中間開度時）におけるキャビテーションの発生を抑制することを目的とした構造のバタフライ弁が、従来から知られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８２７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バタフライ弁において、全開時に弁体における弁座との接触部位が水滴を含む高速蒸気に晒されている。このため、この全開時に弁体における弁座との接触部位にエロージョンが発生して、全閉時に弁体と弁座との間に隙間が生じ、これにより、弁としての機能が低下する場合があった。弁としての機能が低下することは、バタフライ弁にとって甚大な課題であった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、弁体の弁座との接触部位のエロージョンを効果的に抑制できるバタフライ弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のバタフライ弁は、流体が流れる筒形状の弁箱内に、弁棒を介して弁体が回動可能に配設されると共に、全閉位置にある前記弁体が接触する弁座が設けられたバタフライ弁において、前記弁箱内には、全開位置にある前記弁体の上流側に、流体を整流する整流部材が配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、弁体の弁座との接触部位のエロージョンを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のバタフライ弁の全閉状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図。
【図２】図１のバタフライ弁の全開状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】第２実施形態のバタフライ弁の全閉状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図３のバタフライ弁の全開状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】第３実施形態のバタフライ弁の全閉状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】図５のバタフライ弁の全開状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
［Ａ］第１実施形態（図１、図２）
図１は、第１実施形態のバタフライ弁の全閉状態を示し、（Ａ）が側断面図、（Ｂ）が図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図２は、図１のバタフライ弁の全開状態を示し、（Ａ）が側断面図、（Ｂ）が図２（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００１２】
これらの図１及び図２に示すバタフライ弁１０は、管路において、流体Ａの流れを主に遮断するために設置されたものであり、弁箱１１、弁体１２、弁座１３、及び整流部材としての整流板１４を有して構成される。
【００１３】
弁箱１１は、円筒形状に構成されて内側に流路１８が形成され、両端に図示しない管路が接続される。弁箱１１の流路１８内に、流体Ａ（例えば水滴を含む高速蒸気など）が流動する。
【００１４】
弁体１２は、弁箱１１の流路１８内に配置され、この弁箱１１の内周面の形状に対応して円板形状に形成されている。そして、この弁体１２は、弁棒１５を介して回動可能に設けられる。この弁体１２が弁棒１５と共に回動することで、バタフライ弁１０が全閉状態（図１）または全開状態（図２）となる。
【００１５】
弁座１３は、リング形状に形成されて弁箱１１の内周面に配設（例えば嵌装）される。この弁座１３に、全閉位置にある弁体１２が接触して、バタフライ弁１０の全閉状態が保持される。この弁体１２は、全閉位置にあるときに、その外周縁１２Ａが弁座１３に接触する。従って、弁体１２の外周縁１２Ａが、弁座１３に接触する接触部位として機能する。
【００１６】
整流部材１４は、弁箱１１の流路１８内で弁体１２の上流側に、弁箱１１の直径方向に延在して配置されて、流体Ａの流れを整流する。更に、この整流板１４は、図２に示すように、全開位置にある弁体１２の外周縁１２Ａ（特に外周縁１２Ａのうち流体Ａの流れの上流側に位置する部分）に対向する位置に位置付けられて配置される。このようにして、流体Ａが整流板１４に遮られて、弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分に直接衝突することが防止される。
【００１７】
また、整流板１４は、その上流側部分１６が流線形状に形成されて、整流板１４の設置による流体Ａの流れの抵抗が低減される。更に、この整流板１４は、下流側部分としての下流面１７が、図２に示すように、全開位置にある弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分に対向し、この上流側部分を覆うように形成されている。これにより、バタフライ弁１０の全開時に、弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分と整流板１４との隙間が低減される。
【００１８】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
【００１９】
（１）弁箱１１の流路１８内には、弁体１２の上流側で、全開位置にある弁体１２の弁座１３との接触部位（つまり弁体１２の外周縁１２Ａ）に対向する位置に整流板１４が配置されている。このため、図２に示すように、弁箱１１の流路１８内を高速で流れる流体Ａ（例えば水滴を含む高速蒸気）が整流板１４に遮られて、全開位置にある弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分に直接衝突することを防止できる。この結果、弁体１２の弁座１３における上流側部分のエロージョンを効果的に抑制でき、バタフライ弁１０の全閉時における機能の低下を抑制することができるので、バタフライ弁１０の信頼性を向上できる。
【００２０】
（２）整流板１４は、その上流側部分１６が流線形状に形成されたので、整流板１４の設置によっても流体Ａの流れの抵抗を低減でき、従って、整流板１４の設置による流体Ａの圧力損失を低減できる。
【００２１】
（３）整流板１４における下流面１７が、全開位置にある弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分を覆うように形成されている。このため、図２に示すバタフライ弁１０の全開時に、弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分と整流板１４との隙間を減少できるので、この隙間により発生する渦を低減でき、乱流の発生を抑制することができる。
［Ｂ］第２実施形態（図３、図４）
【００２２】
図３は、第２実施形態のバタフライ弁の全閉状態を示し、（Ａ）が側断面図、（Ｂ）が図３（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。この第２実施形態において、前記第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００２３】
本実施形態のバタフライ弁２０が前記第１実施形態のバタフライ弁１０と異なる点は、整流板１４に第１保護部材２１が回動自在に設けられると共に、第２保護部材２２が固定して取り付けられた点である。
【００２４】
第１保護部材２１は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、弁箱１１の内周面の形状に対応して半円板形状に形成され、その弦の部分が整流板１４の上面に、ヒンジ等の枢支手段２３を用いて枢支されて、回動自在に設けられる。そして、この第１保護部材２１は、弁体１２の開閉動作に連動して回動する。
【００２５】
つまり、弁体１２が矢印Ｐ（図３）方向に回動する開弁動作時には、弁体２１は、流体Ａの流れによる圧力と自身に作用する重力によって閉じ方向に回動する。また、弁体１２が矢印Ｑ（図４）方向に回動する閉弁動作時には、第１保護部材２１は、この回動する弁体１２からの力によって開き方向に回動する。
【００２６】
第１保護部材２１は、閉じ方向または開き方向に回動する過程で（即ち、弁体１２の開弁または閉弁動作時に）、弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分を覆って流体Ａの流れから保護する。また、第１保護部材２１は、弁体１２が全開して（図４）閉じた状態にあるときには、この全開位置にある弁体１２と整流板１４との隙間を覆うように構成される。
【００２７】
第２保護部材２２は、弁箱１１の直径方向に整流板１４に沿って延び、例えば長方形状に形成される。この第２保護部材２２は、弁体１２が全開した状態にあるときに（図４）、この全開位置にある弁体１２と整流板１４との隙間を、第１保護部材２１とは反対側から覆うよう構成されている。
【００２８】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、前記第１実施形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）及び（５）を奏する。
【００２９】
（４）第１保護部材２１は、弁体１２の開閉動作時に、この弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分を覆って、この上流側部分を流体Ａの流れから保護する。従って、弁体１２の開閉動作時においても、この弁体１２の外周縁１２Ａにおける上流側部分のエロージョンを抑制でき、バタフライ弁１０の全閉時における機能を保つことができる為、その信頼性を更に向上させることができる。
【００３０】
（５）弁体１２が全開位置にあるときには、第１保護部材２１及び第２保護部材２２が弁体１２と整流板１４との隙間を両側から覆うことから、この隙間に渦が発生することを低減でき、この結果、乱流の発生を抑制することができる。
【００３１】
［Ｃ］第３実施形態（図５、図６）
図５は、第３実施形態のバタフライ弁の全閉状態を示し、（Ａ）が側断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。この第３実施形態において、前記第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３２】
本実施形態のバタフライ弁３０が前記第１実施形態のバタフライ弁１０と異なる点は、弁箱１１の流路１８内における弁体１２の上流側に、整流板１４の他に、流体Ａを整流させる複数枚の副整流板３１が配置された点である。
【００３３】
これらの副整流板３１は、整流板１４と平行に弁箱１１の直径方向に延在し、互いに平行に配列される。これらの副整流板３１の配置によって、弁箱１１の流路１８内における弁体１２の上流側の流体Ａの流れが、整流板１４のみの場合に比べてより整流されることになる。また、各副整流板３１の上流側部分３２は流線形状に形成されて、副整流板３１の設置による流体Ａの流れの抵抗が低減される。
【００３４】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、前記第１実施形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）及び（７）を奏する。
【００３５】
（６）弁箱１１の流路１８内における弁体１２の上流側に、整流板１４と複数枚の副整流板３１が平行に配列して設置されたことから、弁体１２が全開位置にあるバタフライ弁１０の全開時に（図６）、弁体１２の上流側における流体Ａの流れを、整流板１４のみの場合に比べてより一層整流化できる。このため、弁体１２の外周縁１２Ａにおける、整流板１４の下流面１７に対向する上流側部分に流体Ａが回り込んで衝突することを低減することができるので、この上流側部分のエロージョンを抑制することができる。この結果、バタフライ弁１０の全閉時における機能の低下を抑制することができるので、その信頼性を向上できる。
【００３６】
（７）複数枚の副整流板３１の上流側部分３２が流線形状に形成されたので、これら副整流板３１の設置によっても流体Ａの流れの抵抗を低減できる。このため、副整流板３１の設置による流体Ａの圧力損失を低減できる。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせ、第２実施形態のバタフライ弁２０における整流板１４と平行に複数枚の副整流板３１を、弁箱１１における弁体１２の上流側に配置してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  バタフライ弁
１１  弁箱
１２  弁体
１２Ａ  外周縁（接触部位）
１３  弁座
１４  整流板（整流部材）
１５  弁棒
１６  上流側部分
１７  下流面（下流側部分）
２０  バタフライ弁
２１  第１保護部材
２２  第２保護部材
３０  バタフライ弁
３１  副整流板（副整流部材）
３２  上流側部分
Ａ  流体
【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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