JP2004060730A

JP2004060730A - 弁

Info

Publication number: JP2004060730A
Application number: JP2002218148A
Authority: JP
Inventors: Yasusuke Tanaka; 田中　庸介
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】構造を簡略化し、製造を容易化することによって、キャビテーションの発生を確実に抑制することができる弁を提供する。
【解決手段】たとえば、弁箱１と、弁体２および弁棒３を備え、弁体２が弁棒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に収容されているバタフライ弁において、弁体２の表面と弁箱１の内面には、多数の突起部５，５…を設けて、流れ（流体）をはく離させ、流下断面積が縮小される縮流部４の下流側に発生する渦の成長を抑制する。このため、弁体２の背圧が軽減される。つまり、背圧値が小さくなることでキャビテーションの発生を確実に抑制する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、、簡単な構造によりキャビテーションの発生を確実に抑制できるように工夫した弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、バタフライ弁は、図４，図５および図６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−ト部）２Ａが弁箱１の内面、詳しくは弁箱シート（内面シート部）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。また、弁箱１の内面と弁体２の表面は、ともに平滑に形成されている。
【０００３】
このように構成されたバタフライ弁では、弁体２を図６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の回転軌跡上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の回転軌跡上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】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、弁箱１の内面と弁体２の表面がともに平滑である従来のバタフライ弁では、弁体２をたとえば図６の一点鎖線で示す開度θが１５度〜３０度程度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での流速が高くなつて圧力を低下させる。流体が水の場合には、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晒された部分（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時にも言及できる。
【０００５】
このため、図７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７を設け、弁体２の開度が１５度〜３０度程度の小開度域において水流の通過を櫛歯状の溝７にも分散し、水の通過断面積を櫛歯状の溝７の面積分に相当して拡大することにより、縮流部４での流速を抑え、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発生を抑制するように工夫したバタフライ弁が提供されている。ところが、弁体２の外周シ−ト２Ａに隣接して櫛歯状の溝７を別途設ける必要があるため、構造が複雑になり、それだけ製造が困難になるので経済的に不利である。しかも、弁体２の厚さが大きくなりかつ重量も増大するので、高重量の弁体２を開閉させる大型の開閉機を付設しなければならないなどの難点を有している。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構造を簡略化し、製造を容易化することによって、キャビテーションの発生を確実に抑制することができる弁を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る弁は、弁箱と、この弁箱を開閉する弁体とを備えた弁において、前記弁体の表面と弁箱の内面の少なくともいずれか一方に多数の突起部を設けたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明のように、前記突起部は一体成形または付着によって設けられている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、弁体の表面と弁箱の内面の少なくともいずれか一方に設けた多数の突起部により、流れ（流体）がはく離して、流下断面積が縮小される縮流部の下流側に発生する渦の成長を抑制する。このため、弁体の背圧が軽減される。つまり、背圧値が小さくなることでキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、多数の突起部を設けるための製造が容易になるとともに、弁体の厚さを小さく抑えることができる。
【００１１】
【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は本発明をバタフライ弁に適用した一実施の形態であり、バタフライ弁の一部を破断して示す斜視図である。なお、従来例で説明したバタフライ弁と同一部分には同一符号を付して、重複する構造と作用の説明は省略する。
【００１２】
図１において、弁体２の表面と弁箱１の内面には、多数の突起部５，５…を設けてある。これらの突起部５，５…は、たとえば、弁体２と弁箱１が鋳造品であれば、図２のように、鋳ばらしの状態で弁体２の表面と弁箱１の内面に既に多数の突起部５，５…が一体成形によって設けられることになる。このため、弁体２の表面および弁箱１の内面仕上げを不要にすることができるとともに、弁体２の表面および弁箱１の内面に突起部５，５…を設けるための突起をわざわざ鋳型側に形成しなくてもよい。したがって、弁体２と弁箱１の製作およびこれらを鋳造するための鋳型の製作に余分な手間がかかることがないので製造が容易になる。また、弁体２の表面と弁箱１の内面に塗装が施される場合には、塗装の実行時に、図３のように、その塗装膜６に多数の凹部と凸部を形成する簡単な手法によって、弁体２の表面と弁箱１の内面に多数の突起部５，５…を付着によって設けることができるので、多数の突起部５，５…を設けるための製造が容易になる。
【００１３】
前記構成のように、弁体２の表面と弁箱１の内面に多数の突起部５，５…を設けていることで、流れ（流体）がはく離して、流下断面積が縮小される縮流部４（図６参照）の下流側に発生する渦の成長を抑制する。このため、弁体２の背圧が軽減される。つまり、背圧値が小さくなることでキャビテーションの発生を確実に抑制することができる。
【００１４】
一方、弁体２の表面には、前述のように、鋳造後の鋳ばらし状態による一体成形または塗装膜６に多数の凹凸を形成する付着によって多数の突起部５，５…を設けているので、弁体２の厚さが大きくならず、したがって重量も増大しない。このため、大型の開閉機を付設する必要はなくなり、この点からも経済的な有利性を導くことができる。
【００１５】
前記実施の形態では、弁体２の表面と弁箱１の内面に多数の突起部５，５…を設けた構造で説明しているが、弁体２の表面のみに多数の突起部５，５…を設けた構造であっても、流れ（流体）がはく離して、流下断面積が縮小される縮流部４の下流側に発生する渦の成長を抑制し、背圧値が小さくなることでキャビテーションの発生を確実に抑制することができる。弁箱１の内面のみに多数の突起部５，５…を設けた構造であっても、流れ（流体）がはく離して、流下断面積が縮小される縮流部４の下流側に発生する渦の成長を抑制し、背圧値が小さくなることでキャビテーションの発生を確実に抑制することができる。
【００１６】
また、弁体２の表面と弁箱１の内面に鋳ばらしの状態で多数の突起部５，５…を一体成形によって設けた構造で説明しているが、鋳ばらしのみに限定されるものではなく、ショットブラストや機械加工によって多数の突起部５，５…を一体成形によって設けてもよい。さらに、弁体２の表面と弁箱１の内面に塗装が施される場合には、塗装の実行時において、その塗装膜６に多数の凹凸形成する手法によって、弁体２の表面と弁箱１の内面に多数の突起部５，５…を付着によって設けた構造で説明しているが、予め、多数の突起部５，５…を形成したライニング材を容易し、このライニング材を弁体２の表面と弁箱１の内面に張り付けることで、多数の突起部５，５…を付着によって設けてもよい。
【００１７】
さらに、本発明は、前記実施の形態で説明したバタフライ弁のみに限らず、他の種類の弁にも当然適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る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。
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、弁体の表面と弁箱の内面の少なくともいずれか一方に多数の突起部を設けた簡単な構造により、流れ（流体）をはく離させ、流下断面積が縮小される縮流部の下流側に発生する渦の成長を抑制することにより、弁体の背圧を軽減してキャビテーションの発生を確実に抑制することができるので経済的に有利である。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、多数の突起部を設けるための製造が容易になるとともに、弁体の厚さが大きくならず、したがって重量も増大しないので、大型の開閉機を付設する必要はなくなり、この点からも経済的な有利性を導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をバタフライ弁に適用した一実施の形態であって、バタフライ弁の一部を破断して示す斜視図である。
【図２】突起部が一体成形によって設けられた状態を部分的に拡大して示す断面図である。
【図３】突起部が付着によって設けられた状態を部分的に拡大して示す断面図である。
【図４】従来例の正面図である。
【図５】図４の縦断側面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】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（内面シート部）
２　弁体
２Ａ　弁体シート（外周シート部）
５　突起部
Ｃ１　第１軸線
Ｃ２　第２軸線

Claims

弁箱と、この弁箱を開閉する弁体とを備えた弁において、前記弁体の表面と弁箱の内面の少なくともいずれか一方に多数の突起部を設けたことを特徴とする弁。
前記突起部は一体成形または付着によって設けられている請求項１に記載の弁。