JP2003120829A - 定流量充水機能を備えたバタフライ弁 - Google Patents

定流量充水機能を備えたバタフライ弁

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小開度において定流量の通水を行うことがで
きる定流量充水機能を備えたバタフライ弁を提供する。 【解決手段】 弁箱１１に内周面に沿って円環状に配置
する弁箱シールリング１４と、弁棒１３の軸心周りに回
転して全閉位置で弁箱シールリング１４に摺接する弁体
１２と、開栓操作時の回転方向における弁体１２の背面
側に設けるディスクテール部１５とを有してなり、ディ
スクテール部１５は、弁箱シールリング１４に摺接する
外周面が球面状に湾曲し、一端が外周面に開口して他端
が弁体１２の前記背面側に開口する通水孔１７を有し、
外周面における通水孔１７の開口よりも背面側の部位が
弁体１２の小開度時に弁箱シールリング１４に摺接する
シール部１８をなす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、定流量充水機能を
備えたバタフライ弁に関し、配管への充水時に定流量で
流体を供給するバルブの技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、配管の敷設時における初期充水時
および再充水時においては、急激な充水によって満管状
態にするとウォーターハンマー等によって配管が破損す
ることがあるので、配管に設けたバタフライ弁を小開度
に開栓して小流量で管路に充水している。
【０００３】しかし、一般的なバタフライ弁は小開度に
おける流量制御が困難であり、定流量供給することがで
きず、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予
め算出することが困難であった。また、上流圧が高い場
合にはバタフライ弁を小開度に開栓すると弁体の下流側
にキャビテーションが発生することもあった。
【０００４】ところで、小開度において正確な流量制御
を行うバタフライ弁としては、実開昭５９−１０１０５
４号に開示するように、弁室内に配置する弁体に外周面
が球形をなす弁部片を設け、弁部片に流量調整用の凹溝
を形成したものがある。
【０００５】また、小開度におけるキャビテーションを
抑制するバタフライ弁としては、実公平７−４３５５３
号に開示するものがある。これは図１４に示すようなも
のであり、弁箱１の内部に弁体２を配置し、弁体２の弁
軸３を介した左右の弁体片２ａ、２ｂのうちで、開栓時
に上流側に移動する弁体片２ａの二次側面、および開栓
時に下流側に移動する弁体片２ｂの一次側面にそれぞれ
周状突縁４、５を設け、周状突縁４、５に多数の小通孔
６、７を形成するものであり、小通孔６、７によって流
体を分散させることでキャビテーションを抑制してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した実開
昭５９−１０１０５４号に開示するものにおいては、弁
体に流量調整用の凹溝を形成するために、弁体自体の厚
みが薄い場合には弁体周縁部における凹溝の開口面積が
小さくなって調整可能な流量が微少となり、凹溝の開口
形状が弁体周縁部を切り欠いた形状であるために、わず
かな開度の変動によって流量が変化する問題があった。
【０００７】実公平７−４３５５３号に開示するものに
おいては、周状突縁４、５に形成した小通孔６、７の存
在によってキャビテーションを抑制することはできて
も、微小開度において周状突縁４、５と弁箱内周面（弁
箱シート面）との間が開いているので、小通孔６、７が
微小開度における流量制御に何ら寄与しないものであっ
た。
【０００８】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、小開度において定流量の通水を行うことができる定
流量充水機能を備えたバタフライ弁を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る本発明の定流量充水機能を備えたバ
タフライ弁は、弁箱内に内周面に沿って円環状に配置す
る弁箱シールリングと、弁棒の軸心周りに回転して全閉
位置で弁箱シールリングに摺接する弁体と、開栓操作時
の回転方向における弁体の背面側に設けるディスクテー
ル部とを有してなり、ディスクテール部は、弁箱シール
リングに摺接する外周面が球面状に湾曲し、一端が外周
面に開口して他端が弁体の前記背面側に開口する通水孔
を有し、外周面における反弁体側端部が弁体の小開度時
に弁箱シールリングに摺接するシール部をなすものであ
る。
【００１０】上記した構成において、開栓操作によって
弁体を小開度に開栓し、ディスクテール部のシール部を
弁箱シールリングに摺接させる。この状態において通水
孔は全開状態となり、シール部が弁箱シールリングに摺
接する状態を維持する弁体の所定回転範囲において通水
孔の全開状態が安定的に維持される。
【００１１】弁体の小開度における通水孔の全開によっ
て、弁体を介した弁箱内の上流側領域と下流側領域はデ
ィスクテール部の通水孔を通してのみ連通し、上流側の
配管から弁箱内に流入する水が通水孔を通して下流側の
配管へ通水される。
【００１２】通水孔を流れる流量は通水孔の流路形状に
相応して予め定まっているので、定流量で下流側の配管
へ充水することができ、充水開始から満管状態になるま
での必要時間を予め算出することができる。
【００１３】請求項２に係る本発明の定流量充水機能を
備えたバタフライ弁は、通水孔が流入口側に比べて流出
口側が小径のテーパ状をなすものである。上記した構成
により、通水孔を通過する流水によるキャビテーション
の発生を抑制できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１〜図６において、バタフライ
弁の弁箱１１は両側のポート（図示省略）に上流側配管
（図示省略）および下流側配管（図示省略）を接続する
ものである。
【００１５】弁箱１１の内部には弁体１２を弁棒１３の
軸心周りに回転自在に配置し、弁箱１１の内周面には円
環状をなす弁箱シールリング１４を配置しており、弁体
１２は全閉位置において周縁部が弁箱シールリング１４
に摺接する。弁体１２は弁棒１３を介した左右の弁体片
１２ａ、１２ｂの各々にディスクテール部１５をボルト
１５ａ、１５ｂで固定装着しており、ディスクテール部
１５は開栓操作時の弁体１２の回転方向における背面側
に配置している。
【００１６】ディスクテール部１５は弁体１２の板面か
ら立ち上がった所定肉厚のテール部１６を有し、テール
部１６の外周面が弁箱シールリング１４に摺接する球面
状に湾曲している。図３に示すように、テール部１６に
は通水孔１７を形成しており、通水孔１７は一端がテー
ル部１６の外周面に開口し、他端がテール部１６の裏
面、つまり開栓操作時の弁体１２の背面側に開口してい
る。
【００１７】図６に示すように、開栓操作時に下流側に
回動する弁体片１２ａに設けたディスクテール部１５に
おいて通水孔１７は弁体１２の背面側の開口が流入口１
７ａをなし、テール部１６の外周面側の開口が排出口１
７ｂをなす。開栓操作時に上流側に回動する弁体片１２
ｂに設けたディスクテール部１５において通水孔１７は
テール部１６の外周面側の開口が流入口１７ｃをなし、
弁体１２の背面側の開口が排出口１７ｅをなす。通水孔
１７はその開口形状が弁体１２の周方向に沿った長円形
をなしており、このことで弁体１２の小開度において通
水孔１７の開口面積を大きく設定できる。テール部１６
は外周面における反弁体側端部が弁体１２の小開度時に
弁箱シールリング１４に摺接するシール部１８をなして
いる。
【００１８】以下、上記した構成における作用を説明す
る。配管の敷設時の初期充水時および再充水時の操作の
始めにおいて弁体１２は全閉状態にあり、急激な充水に
よって配管が破損することを防止するためにバタフライ
弁を小開度に開栓して小流量で下流側配管に充水する。
【００１９】図６に示すように、開栓操作によって弁体
１２を小開度に開栓し、ディスクテール部１５のシール
部１８を弁箱シールリング１４に摺接させる状態におい
て通水孔１７を全開状態となす。このとき、シール部１
８が弁箱シールリング１４に摺接する状態を維持するこ
とが可能な弁体１２の所定回転範囲において通水孔１７
はその全開状態が安定的に維持される。
【００２０】弁体１２の小開度における通水孔１７の全
開によって、弁体１２を介した弁箱１３の内部の上流側
領域と下流側領域はディスクテール部１５の通水孔１７
を通してのみ連通し、上流側の配管から弁箱１１に流入
する水が通水孔１７を通して下流側の配管へ通水され
る。
【００２１】このとき、通水孔１７を流れる流量は通水
孔１７の流路断面積等の流路形状に相応して予め定まっ
ているので、定流量で下流側の配管へ充水することがで
き、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め
算出することができる。
【００２２】図７に示すように、通水孔１７は流入口１
７ａ、１７ｃに比べて流出口１７ｂ、１７ｄが小径のテ
ーパ状に形成することもできる。この構成によれば、通
水孔１７を通過する流水によるキャビテーションの発生
を抑制できる。
【００２３】また、通水孔１７の開口形状は長円形に限
らず、図８〜図９に示すように、三角形状に形成するこ
ともでき、図１０〜図１１に示すように、真円形状に形
成することもでき、図１２〜図１３に示すように、小円
形孔を多数形成することもでき、いずれにおいてもテー
パ状に形成することも可能である。
【００２４】さらに、上述した実施の形態ではディスク
テール部１５を弁体１２とは別体の部材としたが、ディ
スクテール部１５と弁体１２とを一体的に成形すること
もできる。また、弁体１２の全開時におけるテール部１
６の抵抗性を減じるために、ディスクテール部１５を背
面側が平坦面をなす厚板形状の弁体とすることも可能で
ある。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、弁体を小
開度に開栓した状態において通水孔はシール部が弁箱シ
ールリングに摺接する状態を維持することが可能な弁体
の所定回転範囲において全開状態を安定的に維持するこ
とができる。この通水孔の全開状態において弁体を介し
た弁箱内の上流側領域と下流側領域はディスクテール部
の通水孔を通してのみ連通し、通水孔を流れる流量は通
水孔の流路形状に相応して予め定まっているので、定流
量で下流側の配管へ充水することができ、充水開始から
満管状態になるまでの必要時間を予め算出することがで
きる。通水孔が流入口側に比べて流出口側が小径のテー
パ状をなすことで、通水孔を通過する流水によるキャビ
テーションの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における定流量充水機能を
備えたバタフライ弁の断面図である。
【図２】同バタフライ弁の弁体を示す断面図である。
【図３】同バタフライ弁の弁体を示す平面図である。
【図４】同バタフライ弁の弁体を示す正面図である。
【図５】同バタフライ弁の全閉状態を示す断面図であ
る。
【図６】同バタフライ弁の小開度状態を示す断面図であ
る。
【図７】本発明の他の実施の形態における弁体を示す断
面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における弁体を示す平
面図である。
【図９】同弁体の正面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態における弁体を示す
平面図である。
【図１１】同弁体の正面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態における弁体を示す
平面図である。
【図１３】同弁体の正面図である。
【図１４】従来のバタフライ弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 弁箱 １２ 弁体 １２ａ、１２ｂ 弁体片 １３ 弁棒 １４ 弁箱シールリング １５ ディスクテール部 １５ａ、１５ｂ ボルト １６ テール部 １７ 通水孔 １７ａ、１７ｃ 流入口 １７ｂ、１７ｅ 排出口 １８ シール部
フロントページの続き (72)発明者 北村 雅明 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 蓬莱 章伸 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内 Ｆターム(参考） 3H052 AA02 BA12 CA04 CA11 CB23 DA01 3H066 AA02 BA03 EA13 EA14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弁箱内に内周面に沿って円環状に配置す
    る弁箱シールリングと、弁棒の軸心周りに回転して全閉
    位置で弁箱シールリングに摺接する弁体と、開栓操作時
    の回転方向における弁体の背面側に設けるディスクテー
    ル部とを有してなり、ディスクテール部は、弁箱シール
    リングに摺接する外周面が球面状に湾曲し、一端が外周
    面に開口して他端が弁体の前記背面側に開口する通水孔
    を有し、外周面における反弁体側端部が弁体の小開度時
    に弁箱シールリングに摺接するシール部をなすことを特
    徴とする定流量充水機能を備えたバタフライ弁。
  2. 【請求項２】 通水孔が流入口側に比べて流出口側が小
    径のテーパ状をなすことを特徴とする請求項１に記載の
    定流量充水機能を備えたバタフライ弁。
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