JP2013181591A

JP2013181591A - バイプレーンバルブ

Info

Publication number: JP2013181591A
Application number: JP2012045010A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Nishikawa; 裕俊西川
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-09-12

Abstract

【課題】低コストで製作でき、小型軽量で流量特性に優れたバイプレーンバルブを、高圧に対応できるようにする。
【解決手段】流路が形成された弁胴１内に、弁棒２を中心に回転する弁体３を備え、この弁体３は、弁板４と補強板５とをリブ板６を介して接合した構成とし、弁板４の外周に、弁座７に接離する弾性部材の弁体シート８を設け、弁棒２の中心軸Ｐを、弁体シート８を含む平面Ｓからずらし、弁胴１の流路の中心軸Ｆからもずらしたバイプレーンバルブにおいて、弁座７を含む仮想円錐の頂点が、流路の中心軸Ｆからの弁棒２の中心軸Ｐのずれ方向に偏位するように、仮想円錐の中心軸Ｅを流路の中心軸Ｆから傾け、弁板４が流路の軸方向に対する垂直面から傾斜した状態で、弁体シート８が弁座７に押し当てられて、強い摺動摩擦を伴うことなく、流路が全閉されるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、バタフライ弁の一種であるバイプレーンバルブに関するものである。

水力発電所の水車へ至る配管等、大口径の配管において、流路を開閉するバルブには、軽量で安価に製造でき、圧力損失が小さく流量特性に優れ、面間も小さくできるバイプレーンバルブ（複葉弁）が多用されている（下記特許文献１，２参照）。

例えば、下記特許文献１には、図４に示すように、流路が形成された弁胴５１内に、流路に交差する方向に延びる弁棒５２を回転軸とする弁体５３を備え、弁体５３は、流路を開閉する弁板５４と、これに対し間隔をあけて配置した補強板５５とを、リブ板５６を介して接合した構成とし、弁板５４の外周が弁胴５１の内周の弁座５７に接するバイプレーンバルブが記載されている。

また、特許文献２には、図５に示すように、弁板５４の外周に、弁胴５１の内周の弁座５７に接離する弾性部材の弁体シート５８を設け、弁棒５２の中心軸Ｐを弁体シート５８の外周中心位置Ｓから偏心量ａだけずらし、弁胴５１の流路の中心軸Ｆからも偏心量ｂだけ離した二次偏心構造のバイプレーンバルブが記載されている。

このような二次偏心構造とすると、弁体５３が全開状態から全閉状態へ至る間、弁体５３の回動中心となる弁棒５２の中心軸Ｐに対して、弁板５４の上流側部分が下流側部分よりも大きな受圧面積を有するので、自己閉止性を有するものとなる。

特開昭６３−１５８３６７号公報特許第２６６００７１号公報

しかしながら、バイプレーンバルブを含むバタフライ弁では、高圧が作用する配管において、流路を確実に閉止しようとすると、全閉状態で弁体シートが強く圧縮されるように設計しなければならなない。

その場合、弁体シートと弁座との摩擦によって、弁体の操作トルクが非常に大きくなったり、弁体シートの脱落や破損のおそれが高くなったりするという問題が生じる。

このため、実際には、高圧（３０ｋｇ／ｃｍ^２程度以上）が作用する条件の場合、バイプレーンバルブを採用することができず、高価な球形弁等を用いる必要があった。

そこで、この発明は、低コストで製作でき、小型軽量で流量特性に優れたバイプレーンバルブを、高圧に対応できるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するため、この発明は、流路が形成された弁胴内に、流路に交差する方向に延びる弁棒を中心に回転する弁体を備え、この弁体は、流路を開閉する弁板と、これに対し間隔をあけて配置した補強板とを、リブ板を介して接合した構成とし、弁板の外周に、弁胴内周の弁座に接離する弾性部材の弁体シートを設け、弁棒の中心軸を、弁体シートを含む平面からずらし、弁胴の流路の中心軸からもずらしたバイプレーンバルブにおいて、前記弁座を含む仮想円錐の頂点が、流路の中心軸からの弁棒の中心軸のずれ方向に偏位するように、仮想円錐の中心軸を流路の中心軸から傾け、弁板が流路の軸方向に対する垂直面から傾斜した状態で、流路が全閉されるようにしたのである。

また、前記弁体シートは、円環状の金属板とゴム板とを少なくとも３層となるように交互に積層して形成したのである。

このバイプレーンバルブでは、弁座を含む仮想円錐の中心軸が流路の中心軸から傾く三次偏心構造としたことにより、弁体シートを弁座に押し当てるだけで、強い摺動摩擦を伴うことなく、流路を確実に閉止できるので、弁体シートの脱落や破損を防止しつつ、高圧に対応することができ、大口径配管の設備に要するコストを抑制することができる。

また、弁板が傾斜した状態で全閉となる構造としたので、シール性や加工性を損なわない範囲で、弁座を含む仮想円錐の中心軸を大きく傾けて、三次偏心の効果を向上させることができる。

さらに、弁体シートを、金属板とゴム板の積層構造とすることで、より破損しにくく、止水性の高いものとすることができる。

この発明の実施形態に係るバイプレーンバルブの縦断側面図同上の弁胴径面からの正面図同上の弁体シートの拡大断面図特許文献１に記載のバイプレーンバルブの横断平面図特許文献２に記載のバイプレーンバルブの縦断側面図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、このバイプレーンバルブは、従来のものと同様、流路が形成された円筒状の弁胴１の内部に、流路に交差する方向に延びる弁棒２を中心に回転する弁体３を備えたものであり、弁体３は、流路を開閉する円板状の弁板４と、これに対し間隔をあけて配置した補強板５とを、リブ板６を介して接合した構成とされている。

弁板４の外周には、弁胴１の内周の弁座７に接離する弾性部材の弁体シート８が設けられ、弁棒２の中心軸Ｐは、弁体シート８を含む平面Ｓから偏心量ａだけずらされると共に、弁胴１の流路の中心軸Ｆからも偏心量ｂだけずらされている。

そして、図１に二点鎖線で示すように、弁座７を含む仮想円錐の頂点Ｔが、流路の中心軸Ｆからの弁棒２の中心軸Ｐのずれ方向に偏位するように、仮想円錐の中心軸Ｅは、流路の中心軸Ｆから偏心角ｃだけ傾斜している。

また、弁板４は、流路を全閉したとき、流路の軸線に対する垂直面から閉傾角θだけ傾斜した状態で、弁座７に接するようになっている。

さらに、弁体シート８は、図３に示すように、円環状の金属板９とゴム板１０とを少なくとも合計３層（図示のものでは、金属板９が４層とその間にゴム板１０が３層で、合計７層）となるように交互に積層して形成されている。

この弁体シート８は、押圧体１１と弁板４の間に挟まれ、押圧体１１を介しボルト１２を弁板４にねじ込むことにより、弁板４に固定されている。

上記のようなバイプレーンバルブでは、弁座７を含む仮想円錐の中心軸Ｅが流路の中心軸Ｆから傾く三次偏心構造としたので、弁体シート８を弁座７に押し当てるだけで、強い摺動摩擦を伴うことなく、流路を確実に閉止でき、弁体シート８の脱落や破損を防止しつつ、高圧に対応することができる。

また、弁板４が傾斜した状態で全閉となる構造としたので、シール性や加工性を損なわない範囲で、弁座７を含む仮想円錐の中心軸Ｅを大きく傾けて、三次偏心の効果を向上させることができる。

さらに、弁体シート８を、剛性のある金属板９と柔軟なゴム板１０との積層構造としたので、金属板９により弁体シート８の剛性が高められ、弁板４からの弁体シート８の抜け出しを防止することができる。

そして、軽量で安価に製造でき、圧力損失が小さく流量特性に優れ、面間も小さくできるというバイプレーンバルブの特性を生かして、大口径配管の設備に要するコストを抑制することができる。

１弁胴
２弁棒
３弁体
４弁板
５補強板
６リブ板
７弁座
８弁体シート
９金属板
１０ゴム板
１１押圧体
１２ボルト
Ｐ弁棒の中心軸
Ｓ弁体シートを含む平面
Ｆ流路の中心軸
Ｅ仮想円錐の中心軸
Ｔ仮想円錐の頂点
ａ，ｂ偏心量
ｃ偏心角
θ 閉傾角

Claims

流路が形成された弁胴(1)内に、流路に交差する方向に延びる弁棒(2)を中心に回転する弁体(3)を備え、この弁体(3)は、流路を開閉する弁板(4)と、これに対し間隔をあけて配置した補強板(5)とを、リブ板(6)を介して接合した構成とし、弁板(4)の外周に、弁胴(1)内周の弁座(7)に接離する弾性部材の弁体シート(8)を設け、弁棒(2)の中心軸(P)を、弁体シート(8)を含む平面(S)からずらし、弁胴(1)の流路の中心軸(F)からもずらしたバイプレーンバルブにおいて、前記弁座(7)を含む仮想円錐の頂点が、流路の中心軸(F)からの弁棒(2)の中心軸(P)のずれ方向に偏位するように、仮想円錐の中心軸(E)を流路の中心軸(F)から傾け、弁板(4)が流路の軸方向に対する垂直面から傾斜した状態で、流路が全閉されるようにしたことを特徴とするバイプレーンバルブ。
前記弁体シート(8)は、円環状の金属板(9)とゴム板(10)とを少なくとも３層となるように交互に積層して形成したことを特徴とする請求項１に記載のバイプレーンバルブ。