水道管路などにおいて数多く使用されているバタフライ弁は、流体制御に優れた特性・構造をもっている一方で、キャビテーションによる騒音や弁体破損といった課題もある。清水合金製作所が今秋から販売する「耐キャビバタ」は、キャビテーションが発生しやすい小開度から中開度でのキャビテーション抑制性能が極めて高いなどの特長があり、多様化・高度化するユーザーのニ ー ズ に 応 え る 製 品 と な っ て い る。 本 紙 で は、「耐キャビバタ」の開発に向けて共同研究を行った清水合金製作所、滋賀県東北部工業技術センター、大阪産業大学の３者の関係者による座談会にありがとうございま―お集まりいただき誠製品として注目を集めての持続に貢献する画期的運用、さらには水道事業今後の水道管路整備や水おり、 水 道 用 途 や 工 業 用

しい特 性 ・ 構 造 を 持 っ て弁は、 流 体 の 制 御 に 好 ま

掛川 課 長 バ タ フ ラ イ

ついて 伺 い ま す 。

開発に 着 手 さ れ た 経 緯 にまいり ま す 。 は じ め に 、テーションによる騒音や弁体破損などの課題があり、 各 社 で キ ャ ビ テ ーション抑制型のバタフライ弁を開発してきまし
現在、水道事業は人口た。
減少社会や施設の老朽

大阪産業大学副学長
工学部交通機械工学科教授

清水合金製作所技術本部
開発設計部開発設計２課長

清水合金製作所技術本部
開発設計部開発設計１課係長

滋賀県東北部工業技術センター金属材料係長

精度なバルブが求められ今までよりも高性能で高運用の変化などにより、す。そのような情勢や水路に立っていると言えま業に取り組んでおり、岐の統廃合などの施策・事抱えつつ、広域化や施設の減少など大きな課題をレーション結果を踏まえピューターによるシミュ試験機があるので、コンは唯一となるバルブ性能ターや国内の公設機関でセンターには３Ｄプリンめることにしました。当

話があり、共同研究を進ブを開発したいというおビテーション抑制型バル作所さんから新しいキャましたが、研究開発のキャビ抑制と流量特性に優れる両方向の流れに対応できるビバタ」の概要と特長についてご説明ください。

千野 先ほど掛川からも説明がありましたが、流量制御用バタフライ弁は近年、さまざまな弁体形状の製品が市場に提供されています。しかしながら、制御に適した流量特性とキャビテーション抑制性能の両立や、水流方向が一方向に限定されるなどの課題がありまし今回新たに開発した

た。

は、弁体外周から流れ方「耐キャビバタ」の弁体向に平行に延伸された複数枚の整流板を有し、球面状の外面弁翼部を弁体の両面に設けた形状にしました。この弁体形状にすることで、小開度から中開度では流量変化が小さく一定になり、中開度から大開度では徐々に流量変化が大きくなるという特性があるほか、特にキャビテーションが発生度でのキャビテーションめ、幅広いニーズに対応

縮形でも製作できるたけではなく、ＮＳ形や伸抑制するバルブですが、し、キャビテーションを気泡同士の干渉を抑制けた多数のフィンによりビテーションによる騒音タを集めたことで、キャ繰り返しさまざまなデー研究においては、実験をしやすい小開度から中開抑制性能が極めて高いこすることができます。の他の企業を支援する際とが大きな特長となってに活用できると思いまいます。
苦労が報われたことは本小川 弁体下流側に設社の製品開発にも活かした。この経験を今後の当か。

ようなことがあります

られたものとして、どの―今回の共同研究で得た。には手ごたえを感じましキャビバタ」は生まれる

同 研 究 が な け れ ば「 耐ことであり、３者での共用させていただき判った

ターさんの試験機器を活県東北部工業技術セン方などのノウハウが残り測のやり方、機器の使いための指標の考え方や計ターとしては、開発するんの製品ですが、当センタ」は清水合金製作所さンという、判ってそうで掛川 キャビテーショす。

込みなどをお願いしますが、それに向けた意気

バタ」の販売が始まりまキャビバタ」の販売につバタフライ弁として「耐を幅広く聴いて、制御用るように、ユーザーの声最大限の性能が発揮できすが、それぞれの現場で条件や環境はさまざまで千野 現場により使用として育てていきます。

において活躍できる製品変革期を迎えた水道事業していきます。そして、るか、視野を広げて提案キャビバタ」が活用できえ、どのような場面で「耐ニーズをしっかりと捉今後お客様の求めることもできました。

で特許・意匠を出願するました。また、３者共同

高性能の製品を開発できを基に新しい形状を持つ解析し、得られたデータ判り難いものを理論的に研究開発にあます。それは今後、県内掛川ことはありませんでし―これから「耐キャビ千野さんのや振動を抑えることにつ当に良かったと思いま

たって、音、振動、画像す。

なげたことに意義がありし、さらに気泡同士が衝

管接合部はフランジ形だや他も含めさまざま指標

井上 「耐キャビバていきたいと思います。

その理論を積極的に実現突したり干渉することで― そ れ で は、「 耐 キ ャす。て実験する際に、正方向にて評価する重要さを学することにより抑制効果どのご意見をいただきまあり、それを抑制するこだけではなく逆方向からびました。それは、滋賀―「耐キャビバタ」にした。また、井上係長、とが大事になります。今説明にもありましたも流してみたところ、良対する印象・評価はいか→性能試験→３者合同の深尾係長には、性能試験

回の研究開発で清水合金が、キャビテーション抑好な結果が得られたときまた、弁体材質はステ
検証会議の流れになりま実施にあたり、試験機器製作所さんと滋賀県東北制性能と流量特性がいずンレス製で、耐食性・耐す。検証会議では、問題のご提供や試験方法のア部工業技術センターさん

れも優れていることは特

深尾

点を抽出し、どのようにドバイスをいただくともがご苦労されていたのます。
改良すれば良いのかご意に、試験では不明瞭だっは、弁体をフィン構造には対応できないバルブがを証明したのは初めてで見をいただき、それを基た点をシミュレーションに強調できると思いま
精度の高い流量調整がで多い中、両方向の流れにはないでしょうか。共同に再度設計から性能試験解析で判断していただきす。
きるようにすることであ対応したというのは凄いがですか。

を行い、その繰り返しのする中で騒音や振動を抑テーションによる騒音やり、さまざまな工夫を積久性に優れているほか、中で弁体形状を絞り込みえつつ、どの弁開度でも振動の主な原因は、弁のみ重ねて１年近くかけてキャビ知見からどのような弁体エッジ付近からの縮流と小川副学長ました。

形状にすればキャビテー弁後方の複雑な渦流れがことです。試作品を作っ小川先生には、学術的ションが抑制できるのクリアされました。その井上か、試験結果からどのよ気泡の発生と成長を促逆方向の流れにました。

プロセスは、設計→試作千野係長につなげていきました。

御バタフライ弁の実用化

テーション高性能流体制

め る こ と で、 低 キ ャ ビた。この３つの研究を進する研究」も行いましテーション性能評価に関に関する研究」「キャビ滋賀県東北部工業技術センター機械システム係長

深尾 典久 氏千野 一広 氏掛川 光彦 氏小川 和彦 氏者

井上 栄一 氏ています。具体的には、迅速に試作品を作り、実清水合金製

小流量から大流量まで制

深尾係長

か。

御できることや、高圧力験を進めることができる化、財源の確保、職員数下での使用に長期間耐え

共同研究は環境が整っています。
井上係長られること、水流方向が逆になっても制御できる席うなことがわかるのかな

滋賀県東北部工業技術センターでの性能試験のようすなげていきたいと思います。

第5402号（2020.3.30）より抜粋

水道産業新聞を実施、「耐キャビバタ」の開発の背景・経緯および技術的特長に迫った。

す。清水合金製作所、滋います。そこで本日は、途で数 多 く 使 用 さ れ て きました。一方で、キャビ「耐キャビバタ」開発の背景と技術的特長賀県東北部工業技術センの背景や特長などについ者の共同研究により開発 「 耐 キ ャ ビ バ タ 」 の 開 発

ター、大阪産業大学の３て皆さまのお話を伺ってキャビ抑制を理論的に証明された水道用バタフライ

年間は県の「ものづくり年度から３年度にスタートし賀県東北部工業技術セン技術高度化事業」に位置

平成
ターさんと小川先生にごづけられて研究開発を進といったものであり、滋協力をいただきながら、めました。研究の第一は

験弁体の設計、製造技術

性 の 改 善 」 で あ り、「 試「バルブの低開度領域特これらのニーズに対応で―研究開発はどのよう着手しました。
なものだったのでしょう

深尾氏

井上氏

出きるバルブの研究開発に

28

26

弁「耐キャビバタ」は、変革期の水道で活躍する製品に試験重ね弁体形状絞り込む

小川氏
掛川氏
千野氏

座談会

集 （１６）
特（週二回月・木曜日発行）

２０２０年（令和２年）３月３０日（月曜日）
第３種郵便物認可

第５４０２号

水道事業の持続に貢献する
清水合金製作所の「耐キャビバタ
耐キャビバタ」」