JP2003207060A - 開放機能付きオリフィス弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下水道、工業用水、農業用水、水力発電用
水等の水輸送用配管に設けられる流量調節弁に関するも
ので、通水量が大幅に変化するような水道配管に設置す
るに適したコンパクトで安価な流量調節弁を提供する。 【解決手段】 外周部に複数の透孔を穿設した円筒状の
固定スリーブおよび該固定スリーブの外面を摺動する同
心筒状の移動スリーブを備え、該移動スリーブで前記透
孔を開閉することにより流量調節可能としたスリーブ式
開放弁と、複数の透孔がそれぞれ設けられた固定弁体と
可動弁体とを備え、両弁体を重ね合わせた状態で前記可
動弁体を移動させて両弁体の透孔の開孔面積を変化させ
ることにより流量調節可能とした多孔オリフィス弁とを
並設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下水道、工業用
水、農業用水、水力発電用水等の水輸送用配管に設けら
れる流量調節弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、初期配水時には給水人口が少な
く、将来は必要通水量の増加が見込まれるような水道配
管では、当初は上流側が高圧で、流水量は少ない状態と
なる。このような場合は、バタフライ弁ではキャビテー
ションが発生しやすいため、流量調節弁として、多孔オ
リフィス弁が採用されることが多い。

【０００３】上記多孔オリフィス弁は圧力損失が大きい
ので、将来通水量が多くなると、水を十分に流せなくな
るおそれがある。このため、流量調節弁を設置する部分
に図１１，１２に示すような並列配管を設け、多孔オリ
フィス弁Ｏとバタフライ弁Ｂを並列に設置する方法が採
用されている。図１１は、多孔オリフィス弁Ｏを使用し
て流量を調節し、バタフライ弁Ｂは閉じている状態を表
す。また、図１２はバタフライ弁Ｂを開いた状態を表
す。図１２のようにバタフライ弁Ｂを開くと、流量を大
幅に増加させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、並列に
配管した本管と副管のいずれか一方に多孔オリフィス弁
Ｏを設置し、他方にバタフライ弁Ｂを設置する方法で
は、バルブと配管が２組必要となり、設置スペースが大
きくなるほか、コストも高くなるという問題点がある。
そこで本発明は、通水量が大幅に変化するような水道配
管に設置するに適したコンパクトで安価な流量調節弁を
提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、次のような構成を採用した。すなわち、
本発明にかかる開放機能付きオリフィス弁は、外周部に
複数の透孔を穿設した円筒状の固定スリーブと、該固定
スリーブの外面を摺動して該固定スリーブの透孔を開閉
する同心筒状の移動スリーブと、これら固定スリーブと
移動スリーブを内蔵するケーシングとを備えたスリーブ
式開放弁の前記ケーシング内に、複数の透孔がそれぞれ
設けられた固定弁体と可動弁体とを備え、両弁体を重ね
合わせた状態で前記可動弁体を移動させて両弁体の透孔
の開孔面積を変化させることにより流量を調節すること
のできる多孔オリフィス弁を併設し、前記スリーブ式開
放弁を閉じた状態で多孔オリフィス弁で流量調節可能と
するとともに、必要に応じてスリーブ式開放弁を開いて
大量の流通を確保できるように構成したことを特徴とし
ている。

【０００６】この開放機能付きオリフィス弁は、多孔オ
リフィス弁Ｏとスリーブ式開放弁（以下「スリーブ弁」
と呼ぶ）Ｓとが組み合わされたもので、これを設置した
配管における流量が少ない場合は、スリーブ弁Ｓを閉じ
て多孔オリフィス弁Ｏを使用し、その可動弁を操作して
流量を調節する。一方、配管の流量を増加させる必要が
生じたときは、スリーブ弁Ｓを開くことにより、該スリ
ーブ弁を通して大量の水を流すことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
具体的に説明する。図１は本発明の開放機能付きオリフ
ィス弁の１例を表すもので、この開放機能付きオリフィ
ス弁１は、オリフィス弁Ｏとスリーブ弁Ｓとが上下流方
向に並べて設けられている。スリーブ弁Ｓは固定スリー
ブ３と移動スリーブ７を備え、前記固定スリーブ３の基
部は、スリーブ弁Ｓの弁箱である円筒状のケーシング２
内の下流側に設けられている段部２ａに固着されてい
る。

【０００８】固定スリーブ３の前部外周部には多数の透
孔１０，…が穿孔された多孔部１１が設けられており、
これら透孔を通して外周部から固定スリーブ内へ水が流
入するようになっている。この固定スリーブ３の外周部
には、移動スリーブ７が摺動自在に外嵌されている。移
動スリーブ７の前端部にはフランジ部８が設けられ、こ
れに移動スリーブ７を移動操作するための複数（図では
２本）のロッド９，９が連結されている。ロッド９の後
端部は、図示を省略した電動式又は手動式の操作装置に
接続され、この操作装置によって前後に移動させられる
ようになっている。

【０００９】前記ケーシング２の胴部４の後端部にはロ
ッド支持部を兼ねた段部１２が設けられ、その後部側の
部分１３は径が若干小さくなっている。前記ロッド９
は、この段部に設けた通孔１２ａに挿通されている。図
１の１２ｂはシール用のＯリングである。前記径の小さ
い部分１３の後部には、前記段部２ａが設けられ、内径
が固定スリーブ３の内径と等しくなるように径が絞られ
ていて、この部分の後端部にはフランジ１５が設けられ
ている。

【００１０】ケーシング２の前端部は、前側（上流側）
の径が次第に狭くなる漏斗状部２０として形成され、該
漏斗状部の前側には細い円筒部２１が設けられ、その前
端部にはフランジ２３が設けられている。

【００１１】前記固定スリーブ３の前端部は、開口部３
ａとなっており、この部分に多孔オリフィス弁Ｏが設け
られている。この多孔オリフィス弁Ｏは、固定スリーブ
３と外径が等しい直径の円盤からなる固定弁体３０と、
該固定弁体の上流側に重ね合わせて設けられた可動弁体
３２とを備えている。固定弁体３０と可動弁体３２に
は、それぞれ多数の透孔３３，…が設けられ、固定弁体
３０の透孔と可動弁体の透孔が丁度重なり合う状態か
ら、固定弁体３０の透孔が可動弁体３２の板面（透孔の
無い部分）で閉鎖される状態まで変化可能となってい
る。

【００１２】ケーシング２の前記漏斗状部２０の直後に
位置する胴部外周部には手動式の弁操作装置４０が取り
付けられている。弁操作装置４０は、ウォームギヤ装置
を備え、ウォーム軸にハンドル４３が取り付けられてい
る。この弁操作装置４０のウォーム（図示を省略）に噛
合するギヤ（図示を省略）が取り付けられた出力軸４５
には、前記可動弁体３２が取り付けられている。この弁
操作装置４０のハンドル４３を回せば、出力軸４５に取
り付けられた可動弁３２が上下に移動し、固定弁体３０
の透孔３３を開閉する。

【００１３】図１は、スリーブ弁Ｓが閉じられ、オリフ
ィス弁Ｏの固定弁体３０の透孔と可動弁体３２の透孔と
が重なり合った状態を表す。この状態では、当該重なり
合った透孔を通って水が矢印に示すように流通する。弁
操作装置４０を操作して、固定弁体３０と可動弁体３２
の透孔の重なり度合いを調節することにより、流量を調
節することができる。

【００１４】一方、図２は、スリーブ弁Ｓが開き、オリ
フィス弁Ｏが完全に閉じられた状態を表す。この状態で
は、固定弁体３０の透孔３３，…が可動弁体３２の板面
（透孔の穿孔されていない部分）によって完全に覆わ
れ、すべての透孔が閉鎖されるため、多孔オリフィス弁
Ｏを通しては流通が行われない。

【００１５】図２に示すように、スリーブ弁Ｓが開いた
状態では、水は固定スリーブ３の透孔１０を通って該固
定スリーブ内に流入し、矢印方向に流通する。図２では
スリーブ弁Ｓが全開状態（固定スリーブの透孔１０が完
全に開孔）で、流量が最大となっているが、移動スリー
ブ７を図の左側に位置させると、固定スリーブの透孔１
０の開孔面積がその分だけ減少するので、流量が減少す
る。

【００１６】この開放機能付きオリフィス弁１は、流量
の少ない通常時は、スリーブ弁Ｓを全閉にし（図１参
照）、多孔オリフィス弁Ｏを通して流通させる。このと
き、透孔の重なり度合いを調節し、透孔の流通面積を変
化させることにより、流量調節が可能である。つぎに、
必要により流量を増加させる時は、図２に示すように、
スリーブ弁Ｓを開操作して、固定スリーブ３の多孔部１
１を通して水が流入するようにする。これは、多孔オリ
フィス弁は、全開状態でも開孔率が３０％程度しかな
く、圧力損失が大きいためである。スリーブ弁Ｓの開閉
操作は、移動スリーブ７を軸方向に移動させることで行
われるので、構造的に簡単であり、摺動部のシールも容
易である。

【００１７】つぎに、図６乃至図１０は上記と異なるス
リーブ弁Ｓ’の実施形態を表すもので、この実施形態で
は、移動スリーブ５７が上下流方向に移動せず、該移動
スリーブの回転により流量を調節するようになってい
る。すなわち、固定スリーブ５３は、その外周部に適当
間隔で複数の透孔６０，…が設けられ、移動スリーブ５
７の外周部にも複数の透孔６２，…が設けられている。
移動スリーブ５７の後端部には、リング状の歯車６３が
一体に設けられ、これにウォーム６４が噛合している。
ウォーム６４の軸６５の一方の端部は、ケーシング６７
の側部に設けた操作部７０に伸出しており、その端部に
は、ハンドル７３の軸７４に取り付けた小ウォーム７４
と噛合するギヤ（図示を省略）が取り付けられている。

【００１８】このスリーブ弁Ｓ’において、ハンドル７
３を回せば、前記小ウォーム７４とギヤとの噛合を介し
てウォーム６４が回転し、該ウォームとリング状の歯車
６３との噛合を介して移動スリーブを回転させる。移動
スリーブ５７の透孔６２が固定スリーブ５３の透孔と重
なり合うと該固定スリーブの内外に水が流通可能とな
り、移動スリーブ６２の透孔の無い部分が固定スリーブ
５３の透孔と重なり合うと、水は流通しなくなる。両者
の透孔の重なり度合いを調節すれば流量を調節すること
ができる。

【００１９】図１０は、固定スリーブ５３と移動スリー
ブ５７との重なり具合を表すもので、同図（ａ）では、
固定スリーブ５３の透孔６０が移動スリーブ５７の透孔
のない部分によって完全に覆われているので、スリーブ
弁Ｓ’は完全に閉じられた状態となり、水は流通しな
い。一方、同図（ｂ）では、固定スリーブの透孔６０と
移動スリーブ５７の透孔６２とが丁度重なり合った状態
となっているので、流量は最大となる。この状態から移
動スリーブ５７を回転させれば、透孔の開口面積が徐々
に減少するので、流量も減少する。これにより、流量を
調節することができるのである。

【００２０】この実施形態では、移動スリーブが上下流
方向に移動しないので、弁自体の上下流方向の長さを短
くすることができ、その分だけ設置面積も小さくするこ
とができるという利点がある。なお、多孔オリフィス弁
Ｏがスリーブ弁Ｓ’と上下流方向に直列に並べて設けら
れている点等、他の構成は上記実施形態と同様であり、
使用法も上記とほぼ同様である。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
開放機能付きオリフィス弁は、従来の多孔オリフィス弁
とスリーブ弁とを組み合わせたコンパクトな構造のもの
で、流量が少ない時は固定スリーブの開口部を閉塞する
ことにより、専らオリフィス弁の多孔部を通して水を流
通させ、可動弁体でその流量を調節することができる。
一方、流量を増大させる時は、スリーブ弁を開き、その
固定スリーブの透孔を通して流通させることにより、流
量を一気に増加させることができる。したがって、流量
が大幅に変化するような配管の場合にも、当該流量の増
減にうまく対応することができる。この場合、従来のよ
うに二つの配管と二つのバルブを設置する必要がないの
で、流量調節弁の設置スペースを小さくすることが可能
である。また、大きな異物等が配管に流入してきた場
合、スリーブ弁を開放することにより、下流に流し去る
ことができる。なお、以上の説明では流体が水である場
合について述べたが、水以外の流体の配管に応用できる
ことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開放機能付きオリフィス弁のオリフィ
ス弁開放状態を表す断面図である。

【図２】そのオリフィス弁を閉じ、スリーブ弁を全開し
た状態を表す断面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図４】移動スリーブの斜視図である。

【図５】固定スリーブの斜視図である。

【図６】上記と異なる実施形態の多孔オリフィス弁開放
状態を表す断面図である。

【図７】そのＢ−Ｂ断面図である。

【図８】その移動スリーブの斜視図である。

【図９】その固定スリーブの斜視図である。

【図１０】スリーブ弁全閉状態（ａ）及び全開状態
（ｂ）を表す断面図である。

【図１１】従来の配管において、多孔オリフィス弁を開
き、バタフライ弁を閉じた状態の説明図である。

【図１２】従来の配管において、多孔オリフィス弁を閉
じ、バタフライ弁を開いた状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 開放機能付きオリフィス弁 ２ ケーシング（弁箱） ３ 固定スリーブ ７ 移動スリーブ １０ 透孔 ３０ 固定弁体 ３２ 可動弁体 ３３ 透孔 ４０ 弁操作装置 Ｓ，Ｓ’スリーブ弁 Ｏ 多孔オリフィス弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部に複数の透孔を穿設した円筒状の
   固定スリーブと、該固定スリーブの外面を摺動して該固
   定スリーブの透孔を開閉する同心筒状の移動スリーブ
   と、これら固定スリーブと移動スリーブを内蔵するケー
   シングとを備えたスリーブ式開放弁の前記ケーシング内
   に、複数の透孔がそれぞれ設けられた固定弁体と可動弁
   体とを備え、両弁体を重ね合わせた状態で前記可動弁体
   を移動させて両弁体の透孔の開孔面積を変化させること
   により流量を調節することのできる多孔オリフィス弁を
   併設し、前記スリーブ式開放弁を閉じた状態で多孔オリ
   フィス弁で流量調節可能とするとともに、必要に応じて
   スリーブ式開放弁を開いて大量の流通を確保できるよう
   に構成したことを特徴とする複合弁。
2. 【請求項２】 移動スリーブが上下流方向に移動して固
   定スリーブの透孔を開閉するうに構成されている請求項
   １に記載の複合弁。
3. 【請求項３】 移動スリーブの外周上にも複数の透孔が
   設けられ、固定スリーブの円周方向に沿って移動スリー
   ブを回転させて両スリーブの透孔を重ね合わせることに
   より開放可能とした請求項１に記載の複合弁。