JP2001032951A - 仕切弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁開動作に対応する流量特性を向上させるこ
とで細かい流量調整が期待できるとともに、小さい弁開
時に懸念されるキャビテーション壊食などの悪影響が弁
箱および弁箱の下流側に接続されている配管などにおよ
ぶのを回避する機能を備えた仕切弁を提供する。 【解決手段】 弁体１を親弁体１１と子弁体１２とで構
成する。この子弁体１２を弁棒３に連結して、親弁体１
１の上下方向の中間部に設けられた小さい弁孔８の開閉
を可能に親弁体１１に組込む。仕切弁の全閉状態におい
て、操作ハンドル５を弁開方向に回転させると、弁棒３
および子弁体１２が上昇して小さい弁孔８を全開し、小
さい弁孔８から通水を開始する。操作ハンドル５の弁開
方向への回転継続によって、子弁体１２が親弁体１１の
天井部に干渉して、親弁体１１を上昇させた仕切弁の全
開状態になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仕切弁に係り、特
に弁開動作に対応する流量特性を向上させるとともに、
小さい弁開時に懸念されるキャビテーションの影響を回
避する機能を備えた仕切弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道の給水配管系などに多用されている
仕切弁は、図４および図５に示すように、弁体１が弁箱
２の軸線Ｃ１に交差する軸線Ｃ２を有する弁棒３の下端
部に吊持して取付けられ、この弁棒３の軸線Ｃ２方向に
昇降可能（進退移動可能）に弁箱２に収容されている。
弁棒３の上半部には雄ねじ部３Ａが設けられている。一
方、スタンド４の上端部に操作ハンドル５が回転自在に
支持されており、この操作ハンドル５の中央ボス部５Ａ
内にスリーブ６が同時回転可能に組付けられている。こ
のスリーブ６には雌ねじ部６Ａが設けられ、この雌ねじ
部６Ａに前記弁棒３の雄ねじ部３Ａを螺合することで、
操作ハンドル５に弁棒３が吊持して取付けられている。

【０００３】前記構成の仕切弁は、通常、弁体１を図５
に示す全閉位置から図４に示す位置まで上昇させた全開
位置と、この全開位置から図５に示す位置まで下降させ
た全閉位置の２点で保持して使用される。すなわち、図
５に示すように、弁体１側の弁体シート１Ａが弁箱２側
の弁箱シート２Ａに密着した全閉状態において、操作ハ
ンドル５を弁開方向（たとえば左まわり）に回転させる
ことで、弁体１は上昇して、図４に示すように、弁箱２
から蓋体７内に退避した全開位置に保持される。また、
全開位置から操作ハンドル５を弁閉方向（たとえば右ま
わり）に回転させることで、弁体１は図５に示す位置ま
で下降して全閉位置に保持される。

【０００４】図６の弁開度と流量率の関係を表す弁開動
作に対応する流量特性グラフにおいて、一点鎖線はオリ
フィス弁の流量特性を示し、二点鎖線はボール弁の流量
特性を示す。また、破線はバタフライ弁の流量特性を示
し、実線は仕切弁の流量特性を示す。これらの流量特性
線図で明らかなように、オリフィス弁は弁開度に略比例
して流量率が増減する優れた流量特性を示すので、開度
０％から開度１００％にいたる全領域で流量制御が可能
である。このため、中間開度での細かい流量制御が要求
される流量調整弁として使用することができる。また、
ボール弁はオリフィス弁に近い流量特性を示すので、流
量調整弁としての使用が可能である。さらに、バタフラ
イ弁は、流量制御の可能な領域が開度０％から開度５０
％の範囲に制限されるので、オリフィス弁やボール弁と
比較して弁開動作に対応する流量特性が若干劣るもの
の、開度５０％以内では比較的細かい流量制御を行うこ
とができるため、流量調整弁として使用することが可能
である。しかし、仕切弁は、弁開度が約２０％の小開度
領域で流量が９０％を超える流量特性を示す。つまり、
流量制御の可能な領域が開度０％から開度２０％の狭い
範囲に制約され、弁開度が約２０％を超えると流量制御
が不可能になる。このため、仕切弁の使用点は、通常、
全開位置と全閉位置の２点のみに限られ、中間開度での
流量制御には不向きであるとされている。

【０００５】ところが、仕切り弁は、オリフィス弁、ボ
ール弁およびバタフライ弁などの流量調整弁と比較して
低価格で提供することができる。したがって、流量制御
可能な領域が開度約２０％以下の狭い範囲に制限される
ために、細かい流量制御が困難であるのにもかかわら
ず、このような困難性を無視して経済的な面から仕切弁
を流量調整弁として使用する場合がある。しかし、弁開
度約２０％以下の小開度で絞った状態で流量調整を行う
と、水の通過断面積が絞られる縮流部では、流速が高く
なつて圧力を低下させる。圧力がその時の水温における
蒸気圧以下になると、水が蒸発したり、水中の溶存空気
が分離して気泡（キャビテーション）を発生させ、圧力
が回復する下流側で、気泡がつぶされて消滅する際に騒
音や振動を発生させるとともに、このような状態を継続
するとキャビテーションにさらされた部分（管壁の内
面）に、特有のキャビテーション壊食を発生させること
になる。仕切弁では、弁箱２の底部側から弁開されるの
で、キャビテーション壊食などの悪影響は弁箱２の底部
および弁箱２の下流側に接続されている配管（図示省
略）の底部などに顕著に現れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の仕切
弁では、経済的な有利性を備えているものの、流量制御
可能な領域が開度約２０％以下の狭い範囲に制限される
流量特性を示すので、細かい流量調整が困難である。ま
た、弁開度約２０％以下の小開度域で絞った状態で流量
調整を行うと、キャビテーション壊食などの悪影響が弁
箱の底部および弁箱の下流側に接続されている配管の底
部などにおよぶおそれを有している。

【０００７】そこで、本発明は、弁開動作に対応する流
量特性を向上させることで細かい流量調整が期待できる
とともに、小さい弁開時に懸念されるキャビテーション
壊食などの悪影響が弁箱および弁箱の下流側に接続され
ている配管などにおよぶのを回避する機能を備えた仕切
弁を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る仕切弁は、弁体が弁箱の軸線に交差す
る軸線を有する弁棒に取付けられ、該弁棒の軸線方向に
進退移動可能に弁箱に収容され、弁体の進退移動によっ
て弁箱の開閉を行うように構成された仕切弁において、
前記弁体が親弁体と、子弁体とからなり、この子弁体が
前記弁棒に連結されて親弁体の進退移動方向の中間部に
設けられた小さい弁孔の開閉を可能に該親弁体に摺動自
在に組込まれていることを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、親弁体により弁箱が全閉
され、かつ子弁体によって親弁体の小さい弁孔を全閉し
た仕切弁の全閉状態において、弁棒を弁開方向に作動さ
せると、まず子弁体が弁開方向に移動して小さい弁孔を
全開し、全開した小さい弁孔から通水が開始される。弁
棒の弁開方向への作動を継続することによって、親弁体
が弁開方向に移動して弁箱を全開した仕切弁の全開状態
になる。親弁体によって弁箱を全開した仕切弁の全開状
態において、弁棒を弁閉方向に作動させると、まず親弁
体が弁閉方向に移動して弁箱を閉じ、続いて子弁体が弁
閉方向に移動して小さい弁孔を全閉した仕切弁の全閉状
態になる。

【００１０】前記弁体の動作順序で明らかなように、親
弁体が開度約２０％まで弁開された時点では、既に小さ
い弁孔は全開して通水がなされている。しかも、子弁体
により小さい弁孔の開度制御を行うことが可能であるか
ら、親弁体の流量制御可能な領域が開度約２０％以下の
狭い範囲であるとしても、子弁体による小さい弁孔の開
度制御によってなされる流量制御がプラスされることに
なるので、弁体の弁開動作に対応する流量特性を従来の
仕切弁よりも向上させて、仕切弁全体の流量制御可能な
領域を拡大することができる。

【００１１】子弁体の弁開によって小さい弁孔から通水
が開始されることで、気泡が発生したとしても、弁孔は
親弁体の進退移動方向の中間部に設けられているので、
キャビテーション壊食などの悪影響が弁箱および弁箱の
下流側に接続されている配管などにおよぶのを回避する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係る仕切弁の一
実施の形態の全閉状態を示す縦断面図である。なお、図
４および図５に示す従来例と同一もしくは相当部分に
は、同一符号を付して説明する。図１において、仕切弁
は、弁体１が弁箱２の軸線Ｃ１に交差する軸線Ｃ２を有
する弁棒３の下端部に吊持して取付けられ、この弁棒３
の軸線Ｃ２方向に昇降可能（進退移動可能）に弁箱２に
収容されている。弁棒３の上半部には雄ねじ部３Ａが設
けられている。一方、スタンド４の上端部に操作ハンド
ル５が回転自在に支持されており、この操作ハンドル５
の中央ボス部５Ａ内にスリーブ６が同時回転可能に組付
けられている。このスリーブ６には雌ねじ部６Ａが設け
られ、この雌ねじ部６Ａに前記弁棒３の雄ねじ部３Ａを
螺合することで、操作ハンドル５に弁棒３が吊持して取
付けられている。

【００１３】弁体１は、親弁体１１と子弁体１２とから
なり、この子弁体１２の上端部が弁棒３の下端部に連結
されて、親弁体１１の上下方向の中間部に設けられた小
さい弁孔８の開閉を可能に該親弁体１１に摺動自在に組
込まれている。

【００１４】前記構成において、親弁体１１により弁箱
２が全閉され、かつ子弁体１２によって親弁体１１の小
さい弁孔８を全閉した図１に示す仕切弁の全閉状態にお
いて、操作ハンドル５を弁開方向（たとえば左まわり）
に回転させると、弁棒３が上昇して図２のように子弁体
１２を上昇させて、小さい弁孔８を全開する。これによ
り、全開した小さい弁孔８から通水が開始される。操作
ハンドル５の弁開方向への回転を継続することによっ
て、子弁体１２が親弁体１１の天井部に干渉して、親弁
体１１を上昇させて、図３に示すように、弁箱２を全開
した仕切弁の全開状態になる。

【００１５】一方、親弁体１１によって弁箱２を全開し
た図３に示す仕切弁の全開状態において、操作ハンドル
５を弁閉方向（たとえば右まわり）に回転させると、弁
棒３が下降して子弁体１２を下降させる。親弁体１１は
子弁体１２に吊持されているので、まず、図２のように
親弁体１１が弁箱２を閉じる。操作ハンドル５の弁閉方
向への回転を継続することによって、子弁体１２が弁閉
方向に移動して、図１に示すように、小さい弁孔８を全
閉した仕切弁の全閉状態になる。

【００１６】このような弁体１の動作順序で明らかなよ
うに、親弁体１１が開度約２０％まで弁開された時点で
は、既に小さい弁孔８は全開して通水がなされている。
しかも、子弁体１２により小さい弁孔８の開度制御を行
うことが可能であるから、親弁体１１の流量制御可能な
領域が開度約２０％以下の狭い範囲であるとしても、子
弁体１２による小さい弁孔８の開度制御によってなされ
る流量制御がプラスされることになるので、弁体１の弁
開動作に対応する流量特性を従来の仕切弁よりも向上さ
せて、仕切弁全体の流量制御可能な領域を拡大すること
ができる。つまり、弁開動作に対応する流量特性が向上
するので、細かい流量調整が期待できる。

【００１７】一方、子弁体１２の弁開によって小さい弁
孔８から通水が開始されることで、気泡が発生したとし
ても、弁孔８は親弁体１１の上下方向の中間部に設けら
れているので、キャビテーション壊食などの悪影響が弁
箱２および弁箱２の下流側に接続されている配管などに
およぶのを回避することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、弁体を
親弁体と子弁体とで構成し、この子弁体を弁棒に連結し
て親弁体の進退移動方向の中間部に設けられた小さい弁
孔の開閉を可能に該親弁体に摺動自在に組込んであるの
で、親弁体が開度約２０％まで弁開された時点では、既
に小さい弁孔は全開して通水がなされている。しかも、
子弁体により小さい弁孔の開度制御を行うことが可能で
あるから、親弁体の流量制御可能な領域が開度約２０％
以下の狭い範囲であるとしても、子弁体による小さい弁
孔の開度制御によってなされる流量制御がプラスされる
ことになるので、弁体の弁開動作に対応する流量特性を
従来の仕切弁よりも向上させて、仕切弁全体の流量制御
可能な領域を拡大することができる。すなわち、弁開動
作に対応する流量特性が向上するので、細かい流量調整
が期待できる。また、子弁体の弁開によって小さい弁孔
から通水が開始されることで、気泡が発生したとして
も、弁孔は親弁体の進退移動方向の中間部に設けられて
いるので、キャビテーション壊食などの悪影響が弁箱お
よび弁箱の下流側に接続されている配管などにおよぶの
を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る仕切弁の一実施の形態の全閉状態
を示す縦断面図である。

【図２】子弁の全開状態を示す縦断面図である。

【図３】弁体の全開状態を示す縦断側面図である。

【図４】従来の仕切弁の全開状態を示す半截正面図であ
る。

【図５】従来の仕切弁の全閉状態を示す半截縦断側面図
である。

【図６】弁開度と流量率の関係を表す流量特性図表であ
る。

【符号の説明】

１ 弁体 ２ 弁箱 ３ 弁棒 ８ 小さい弁孔 １１ 親弁体 １２ 子弁体 Ｃ１ 弁箱の軸線 Ｃ２ 弁棒の軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体が弁箱の軸線に交差する軸線を有す
   る弁棒に取付けられ、該弁棒の軸線方向に進退移動可能
   に弁箱に収容され、弁体の進退移動によって弁箱の開閉
   を行うように構成された仕切弁において、前記弁体が親
   弁体と、子弁体とからなり、この子弁体が前記弁棒に連
   結されて親弁体の進退移動方向の中間部に設けられた小
   さい弁孔の開閉を可能に該親弁体に摺動自在に組込まれ
   ていることを特徴とする仕切弁。