JP2002022034A - バタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体の小開度域での流量の微調整を容易かつ
精度よく行うことができるバタフライ弁を提供する。 【解決手段】 弁体２の外周シート２Ａは、に該弁体２
の全閉位置で弁箱１の内面シート１Ａに密接する第１シ
ート部２０と、この第１シート部２０に連続して弁体２
が小開度域の範囲で開閉される時に、内面シート１Ａに
摺接する第２シート部２１を備えている。この第２シー
ト部２１には、円周方向の間隔を有して弁箱１の軸方向
にのびるとともに、内面シート１Ａによって外端の開口
部６Ａが閉塞されてＶ字状または略Ｖ字状の閉断面を形
成する複数の流下溝６，６…を凹設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバタフライ弁に係
り、特に、小開度域における流量の微調整を容易に行う
ことができるバタフライ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁は、図６，図７および図８
に示すように、弁箱１と、弁体２および弁棒３を備え、
弁棒３を取付けた弁体２が弁箱１の軸方向にのびる中心
線（第１軸線）Ｃ１に直交する縦軸線（第２軸線）Ｃ２
を有して、弁棒３とともに該弁棒３の軸まわりに回転で
きるように弁箱１に収容され、弁体２の回転によって弁
体２の弁体シ−ト（外周シ−ト）２Ａが弁箱１の内面、
詳しくは弁箱シート（内面シート）１Ａに接離して開閉
を行うように構成されている。弁箱１の内面は一様な内
径を有して軸方向にのび、その断面形状は正円形を呈し
ている。

【０００３】このように構成されたバタフライ弁では、
弁体２を図８の実線で示す弁閉位置から二点鎖線で示す
全開位置にかけて反時計まわりに回転させると、弁体２
の回転角の拡大に伴って弁箱１の内面シート１Ａと弁体
２の外周シ−ト２Ａの回転軌跡との間隔が大きくなり、
流体の流下断面積が拡大されて流量を増大させることが
できる。また、二点鎖線で示す全開位置から実線で示す
弁閉位置にかけて時計まわりに回転させると、弁体２の
回転角の縮小に伴って弁箱１の内面シート１Ａと弁体２
の外周シ−ト２Ａの回転軌跡との間隔が小さくなり、流
体の流下断面積が縮小されて流量を減少もしくは０にす
ることができる。したがって、弁体２を回転角０゜の実
線で示す弁閉位置に位置決めした流量０の状態から、回
転角９０゜の二点鎖線で示す全開位置に位置決めした最
大流量の範囲内で弁体の回転角に応じて流量を調整する
ことができる。

【０００４】ところが、弁体２をたとえば図８の一点鎖
線で示す開度θが１５度〜３０度以内の小開度域で保持
した状態で水を通過させると、流下断面積が縮小される
縮流部４では、水の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大きい騒音や振動を発生
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。このこと
は、弁体１を小開度域で保持した絞り運転での使用のみ
ならず、弁体２を中間度で保持した運転にも当てはま
る。

【０００５】このため、たとえば図９で示すように、弁
体２の外周シ−ト２Ａに隣接して櫛歯状の溝５を設け、
弁体２の開度θが１５度〜３０度以内の小開度域におい
て水流を分散させ、キャビテーションの成長を抑えるよ
うに工夫したバタフライ弁が提供されている。この種の
バタフライ弁では、弁体２を小開度域で保持して水を通
過させた場合、水流は弁体２における外周シ−ト２Ａの
下流側と上流側において分散して櫛歯状の溝５を通過す
る。これにより、前記縮流部４で流速が高くなるのを抑
え、圧力が低下するのを抑制して、圧力がその時の水温
における蒸気圧以下になるのを防止することで、キャビ
テーションの成長を抑えることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６〜図８に
示す従来のバタフライ弁および図９に示す従来の他のバ
タフライ弁は、弁体２を弁閉位置から弁開方向へ回転さ
せる場合、回転角の小さい小開度域では、回転角が少し
大きくなるだけで流体の流下断面積が急激に拡大される
ので、小開度域での流量の微調整が困難な欠点を有して
いる。

【０００７】そこで、本発明は、弁体の小開度域での流
量の微調整を容易かつ精度よく行うことができるバタフ
ライ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、本発明に係るバタフライ弁は、弁体が弁箱の第１軸
線に直交する第２軸線を有して該軸線の軸まわりに回転
可能に弁箱に収容され、弁体の回転によって該弁体の外
周シートが弁箱の内面シートに接離して弁箱の開閉を行
うように構成されたバタフライ弁において、前記弁体の
外周シートが該弁体の全閉位置で前記弁箱の内面シート
に密接する第１シート部と、この第１シート部に連続し
て前記弁体が小開度域で開閉される時に前記弁箱の内面
シートに摺接する第２シート部とを備えており、この第
２シート部には前記弁箱の内面シートによって外端の開
口部が塞がれる流下溝が凹設されていることを特徴とし
ている。

【０００９】本発明によれば、第２シート部に流下溝が
設けられていることにより、弁体の小開度域における流
量を小開度域内での弁開方向への回転角の拡大に応じて
漸次増大させ、また小開度域内での前記回転角の縮小に
応じて漸次減少させることができる。つまり、弁体の小
開度域では、弁開度の変化量に対する水の流下断面積の
変化量が小さくなるので、小開度域での流量の微調整を
容易かつ精度よく行うことが可能になる。

【００１０】

【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は本発明に係るバタフライ
弁の一実施の形態を弁箱の半截状態で示す斜視図、図２
は弁箱を半截して示す全閉時の平面図である。なお、図
６ないし図９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および図２におい
て、バタフライ弁は、弁箱１と、弁体２および弁棒３を
備え、弁棒３を取付けた弁体２が弁箱１の軸方向にのび
る中心線（第１軸線）Ｃ１に直交する縦軸線（第２軸
線）Ｃ２を有して、弁棒３とともに該弁棒３の軸まわり
に回転できるように弁箱１に収容され、弁体２の回転に
よって弁体２の弁体シ−ト（外周シ−ト）２Ａが弁箱１
の内面、詳しくは弁箱シート（内面シート）１Ａに接離
して開閉を行うように構成されている。弁箱１の内面は
一様な内径を有して軸方向にのび、その断面形状は正円
形を呈している。

【００１１】弁体２の外周シート２Ａは、該弁体２が図
２（ａ），図２（ｂ）に示す全閉位置で弁箱１の内面シ
ート１Ａに密接するように設けられた第１シート部２０
と、この第１シート部２０の弁開方向に連続する第２シ
ート部２１とを備えており、該第２シート部２１は、弁
体２が図２（ａ），図２（ｂ）の全閉位置から図３に示
す開度θが２５度以内（本実施の形態では２２度に設定
してある）の小開度位置まで弁開する時および小開度位
置から全閉位置まで弁閉する時に、弁箱１の内面シート
１Ａに摺接するようになっている。

【００１２】前記第２シート部２１には、円周方向の間
隔を有して弁箱１の軸方向にのびるとともに、図４のよ
うに、弁箱１の内面シート１Ａによって外端の開口部６
Ａが閉塞されてＶ字状または略Ｖ字状の閉断面を形成す
る複数の流下溝６，６…が図１〜図３のように凹設され
ており、これら複数の流下溝６，６…の横断面積は、第
１シート部２０から離れるのにしたがって漸次拡大され
ている。

【００１３】前記構成において、図２（ａ）の全閉位置
にある弁体２を反時計まわりに図５の全開位置まで回転
させる過程で、図３の小開度域を超える開度域では、弁
体２の回転角の拡大に伴って弁箱１の内面シート１Ａと
弁体２の外周シート２Ａにおける第２シート部２１の回
転軌跡との間隔が大きくなり、水の流下断面積が拡大さ
れて流量を増大させることができる。また、図５の全開
位置にある弁体２を時計まわりに図２の全閉位置まで回
転させ過程で、図３の小開度域に到達するまでの間、つ
まり小開度域を超えた開度域では、弁体２の回転角の縮
小に伴って弁箱１の内面シート１Ａと弁体２の外周シー
ト２Ａにおける第２シート部２１の回転軌跡との間隔が
小さくなり、水の流下断面積が縮小されて流量を減少す
ることができる。

【００１４】一方、本実施の形態において、弁体２の弁
閉状態は、図２（ａ）および図２（ｂ）で示すように、
弁体２の外周シート２Ａにおける第１シート部２０が弁
箱１の内面シート１Ａに密接することによって保持され
る。つまり、図２（ａ）の位置で全閉している弁体２
は、この図２（ａ）の位置から図２（ｂ）の位置まで反
時計まわりに僅かに回転させても弁体２の弁閉状態が保
持されることになる。

【００１５】前記図２（ｂ）の全閉位置にある弁体２を
反時計まわりに図３の位置、つまり開度θが２５度以内
の小開度位置に向けて回転させると、弁体２の回転角θ
が２５゜以内の小開度域では、複数の流下溝６，６…を
通って水が流下することになる。しかも、流下溝６，６
…の横断面積は、第１シート部２０から離れるのにした
がって漸次拡大されているので、小開度域における流下
水量は、弁開方向への回転角の拡大に応じて漸次増大す
る。また、逆に弁閉方向への回転角の縮小に応じて漸次
減少する。すなわち、弁体２の回転角が２５゜以内の小
開度域では、従来のバタフライ弁と比較して弁開度の変
化量に対する水の流下断面積の変化量が小さくなるの
で、小開度域での流量の微調整を容易かつ精度よく行う
ことが可能になる。

【００１６】前記実施の形態では、弁箱１の内面シート
１Ａによって外端の開口部６Ａが閉塞されてＶ字状また
は略Ｖ字状の閉断面を形成する複数の流下溝６，６…を
凹設しているが、その閉断面形状はＶ字状または略Ｖ字
状にのみ限定されるものではなく、任意の閉断面形状を
選択して採用することができる。さらに、小開度域を前
記実施例で説明した２５゜に代えて、１５゜〜３０゜の
範囲の任意の値に設定してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るバタ
フライ弁は構成されているので、以下のような格別の効
果を奏する。

【００１８】すなわち、第２シート部に流下溝を設けた
ことにより、弁体の小開度域における流量を小開度域内
での弁開方向への回転角の拡大に応じて漸次増大させ、
また小開度域内での前記回転角の縮小に応じて漸次減少
させることができる。つまり、弁体の小開度域では、弁
開度の変化量に対する水の流下断面積の変化量を小さく
できる。このため、小開度域での流量の微調整を容易か
つ精度よく行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバタフライ弁の一実施の形態を弁
箱の半截状態で示す斜視図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は弁箱を半截して示す全閉時の
平面図である。

【図３】弁箱を半截して示す小開度状態の平面図であ
る。

【図４】流下溝の閉断面形成例の一部を拡大して示す断
面図である。

【図５】弁箱を半截して示す全開時の平面図である。

【図６】従来例の縦断面図である。

【図７】図６の右側面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。

【図９】従来の他の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 １Ａ 弁箱シート（内面シート） ２ 弁体 ２Ａ 弁体シート（外周シート） ６ 流下溝 ６Ａ 流下溝の外端の開口部 ２０ 第１シート部 ２１ 第２シート部 Ｃ１ 第１軸線 Ｃ２ 第２軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体が弁箱の第１軸線に直交する第２軸
   線を有して該軸線の軸まわりに回転可能に弁箱に収容さ
   れ、弁体の回転によって該弁体の外周シートが弁箱の内
   面シートに接離して弁箱の開閉を行うように構成された
   バタフライ弁において、 前記弁体の外周シートが該弁体の全閉位置で前記弁箱の
   内面シートに密接する第１シート部と、この第１シート
   部に連続して前記弁体が小開度域で開閉される時に前記
   弁箱の内面シートに摺接する第２シート部とを備えてお
   り、 この第２シート部には前記弁箱の内面シートによって外
   端の開口部が塞がれる流下溝が凹設されていることを特
   徴とするバタフライ弁。