JP2015148309A - 三重偏心型バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招来することなく、シートリングのシール面に対し、弁体のシール面を高精度に位置決めすることが可能な偏心型バタフライバルブを提供する。【解決手段】管状の流路を有する弁本体１４に回転自在に設けられた弁棒１６と、弁本体１４の内周に設けられたシートリング１８と、弁棒１６により回動され、シートリング１８と協働して流路を開閉する弁体と、を備えたいわゆる三重偏心型バタフライバルブ１０において、弁体を、円盤状をした第１弁体部２２と、弁棒１６に軸支された第２弁体部２４と、第１弁体部２２と第２弁体部２４とに挟まれたスペーサ部材５６と、第１弁体部２２と第２体部２４とを締結する締結部材であるボルト５４と、を含み、ボルト５４による仮止め状態において、第１弁体部２２が第２弁体部２４に対し、任意の径方向に相対的に移動自在となるように構成した。【選択図】図４

Description

本発明は、偏心型バタフライバルブに関し、特に、三重偏心構造を有する偏心型バタフライバルブに関する。

偏心型バタフライバルブは、一般的に、管状の流路を有する弁本体の内周に弁座となるシートリングが設けられており、流体は、シートリングを含む仮想平面と直交する方向に流れる。

また、弁本体の内側には、バルブの全閉時に前記シートリングの内周面に当接する外周面を有する弁体が設けられている。弁体には、流路と直交する方向に軸孔が開設されており、当該軸孔には、前記中空部（流路）を貫通するように弁本体に設けられた弁軸が挿入されている。弁体は弁軸に固定されており、弁軸がその軸心を中心として回転されることにより弁体が回動されてバルブの開閉がなされる。

ここで、シートリングにおける弁体との接触面となる外周面を「固定シール面」と称し、弁体における前記シートリングの前記外周面との接触面を「可動シール面」と称することとする。また、前記固定シール面の流路方向における中心を「シール面中心」と称することとする。

偏心型バタフライバルブのタイプとして、単偏心型、二重偏心型、および三重偏心型がある。
単偏心型は、弁棒の軸心が流路の方向にシール面中心から離間しているバタフライバルブである（１次偏心）。また、固定シール面と可動シール面とは、円錐面の一部を成しており、当該円錐面の頂点が流路の中心線上に在るものである。
二重偏心型は、弁棒の軸心が、さらに流路の中心線から離間しているバタフライバルブである（２次偏心）。
三重偏心型は、二重偏心に加えて、さらに前記円錐面の中心軸を流路の中心線に対して傾けて（当該円錐面の頂点は流路の中心線から外れている）、固定シール面および可動シール面を形成したものである（３次偏心）。

単偏心型および二重偏心型は、バルブの開閉時に弁体がシートリングの固定シール面を擦り押しつぶす（摺動する）。このため、シートリングは合成樹脂などの弾性を有するものに限られる。その結果、扱える流体の温度が限られる。
これに対し、三重偏心型は、バルブの開閉時に弁体の可動シール面とシートリングの固定シール面同士が摺動しないため、弁体のみならずシートリングを金属材料で形成することができる。このため、低温域（例えば、−１９６℃）から高温域（例えば、６００℃）といった広範囲の流体に適用できる。

特開平１１−１４８５６３号公報 特開２００２−１３０４８７号公報 特許第４９８７０８７号公報

しかしながら、三重偏心型バタフライバルブは、弁体の可動シール面とシートリングの固定シール面とが面接触することによりシール性が確保されるため、弁体およびシートリングを金属材料といった剛性の高い材料で形成した場合、弁体のシートリングに対する相対位置が僅かにずれただけで、両シール面間に間隙が生じてシール性が損なわれてしまう。また、一方のシール面のエッジが他方のシール面に線接触する部分が生じる場合があり、当該部分において前記他方のシール面に線条痕（かじり）などの損傷が発生してしまうおそれがある。

これに対処するには、各部品の加工精度、特に、１次および２次の偏心量が定まる、弁体における軸孔の孔開け加工に高精度が要求される。高精度の加工を実現するためには、高価なジグを用い高性能の工作機械を使う必要があり、製品のコストアップを招来してしまう。

本発明は、コストアップを招来することなく、シートリングの固定シール面に対し、弁体の可動シール面を可能な限り高精度に位置決めすることが可能な三重偏心型バタフライバルブを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る三重偏心型バタフライバルブは、管状の流路を有する弁本体と、前記弁本体に回転自在に設けられた弁棒と、前記弁本体の内周に設けられたシートリングと、前記弁棒により回動され、前記シートリングと協働して前記流路を開閉する弁体と、を備えた三重偏心型バタフライバルブであって、前記三重偏心は、前記弁棒の軸心が、前記シートリングにおける前記弁体との接触面である固定シール面の流路方向における中心から当該流路方向において第１の向きに離間された一次偏心と、前記弁棒の軸心が前記流路の中心線から離間された二次偏心と、前記弁体における前記固定シール面との接触面である可動シール面と前記固定シール面との形状を規定する円錐面の頂点が、前記弁棒に対し前記流路方向において前記第１の向きとは反対の第２の向きに離れたところに位置されると共に、前記円錐面の中心軸が、前記流路の前記中心線に対して傾けられた三次偏心と、との組合せからなり、前記弁体が、円盤状をし、その外周面が前記可動シール面である第１弁体部と、前記弁棒に軸支されると共に、前記第１弁体部が重ねられた第２弁体部と、前記第１弁体部と前記第２弁体部に挟まれたスペーサ部材と、前記第１弁体部と前記第２弁体部とを締結する締結部材と、を含み、前記締結部材による仮止め状態において、前記第１弁体部が前記第２弁体部に対し、任意の径方向に相対的に移動自在に構成されていることを特徴とする。

また、前記スペーサ部材は、前記円盤状をした前記第１弁体部の中心領域に配された第１のシムと、前記第１のシムの周囲を取り囲むように配された第２のシムと、を含み、前記締結部材は、前記第１弁体部の径方向において、前記第１のシムと前記第２のシムとの間で、当該第１弁体部の厚み方向に当該第１弁体部と前記第２弁体部を締結することを特徴とする。

あるいは、前記スペーサ部材は、前記円盤状をした前記第１弁体部の中心領域に配されたシムからなり、前記締結部材は、前記シムの周囲において、前記第１弁体部の厚み方向に当該第１弁体部と前記第２弁体部とを締結することを特徴とする。

あるいは、また、前記スペーサ部材は、円盤状をした前記第１弁体部の外周に沿って配された環状をしたシムからなり、前記締結部材は、前記シムの内側において、前記第１弁体部の厚み方向に当該第１弁体部と前記第２弁体部とを締結することを特徴とする。

上記の構成からなる本発明に係る三重偏心型バタフライバルブによれば、弁棒に軸支された第２弁体部と第２弁体部に重ねられる円盤状をした第１弁体部との間にスペーサ部材を挟む構造としているため、スペーサ部材の厚みを変更することにより、第１弁体部の厚み方向における可動シール面の弁棒の軸芯からの距離、すなわち、可動シール面の固定シール面に対する１次偏心方向の相対位置を調整することができる。

また、締結部材による仮止め状態において、第１弁体部が第２弁体部に対し、任意の径方向に相対的に移動自在に構成されているため、全閉時に可動シール面が固定シール面に面接触するように、第１弁体部の位置決めをすることが可能となっている。すなわち、可動シール面の固定シール面に対する２次偏心方向の相対位置を調整することができる。

したがって、１次および２次の偏心量が定まる、弁体（第２弁体部）における軸孔の孔開け加工における孔開け位置誤差を事後的に調整することができるため、従来と比較して、当該軸孔加工に高精度が要求されない結果、コストアップを招来することなく、シートリングの固定シール面に対し、可動シール面を可能な限り高精度に位置決めすることが可能となる。

実施形態に係る三重偏心型バタフライバルブの一部を切断した斜視図であり、全開の状態を表した図である。 上記三重偏心型バタフライバルブを弁棒の軸心を含む平面で切断し、第１弁体部側から視た斜視図である。 上記三重偏心型バタフライバルブを一部分解した斜視図である。 上記三重偏心型バタフライバルブを弁棒の軸心と直交する平面で切断した断面図である。 図４におけるＡ部並びに第１シムの周縁およびその近傍の拡大図である。 上記三重偏心型バタフライバルブを第２弁体部側から視た斜視図である。 上記三重偏心型バタフライバルブにおける三重偏心構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態に係る三重偏心型バタフライバルブ１０（以下、単に「バタフライバルブ１０」と言う。）について、図面を参照しながら説明する。なお、図１、図２、図４、図５、図７において、各種ボルトの縦断面のハッチングは省略している。

図１に示すように、バタフライバルブ１０は、管状の流路１２を有する弁本体１４と、弁本体１４に回転自在に設けられた弁棒１６と、弁本体１４の内周に設けられた弁座であるシートリング１８と、弁棒１６で回動自在に軸支されて弁本体１４内側に収納された弁体２０とを有する。弁本体１４は、例えば、炭素鋼で形成されており、弁棒１６は、例えば、ステンレス鋼で形成されている。シートリング１８の材質等については、後述する。

弁体２０は、円盤状をした第１弁体部２２と第１弁体部２２が重ねられた第２弁体部２４とを含む。第１弁体部２２と第２弁体部２４は、同種の材料、例えば、ステンレス鋼で形成されている。弁棒１６は、第２弁体部２４に開設された軸孔２６に挿入されていて、弁棒１６は、第２弁体部２４において弁体２０全体を軸支している。なお、第２弁体部２４の軸孔２６と弁棒１６には、対応するキー溝（いずれも、不図示）が形成されており、両キー溝には、不図示のキーが嵌入されている。これにより、弁棒１６のトルクが弁体２０（第２弁体部２４）に伝達されて、弁棒１６により弁体２０が回動されることとなる。

図２に示すように、弁棒１６は、流路１２を貫通し、その上部と下部とがそれぞれ軸ブッシュ３８，２７を介して弁本体１４に支持されている。なお、図２において、弁棒１６の縦断面のハッチングは省略している。
軸ブッシュ２７は、フッ素樹脂等で形成され円筒状をしており、弁棒１６の下部に外挿されている。
弁本体１４の底部には、４本のボルト２８（図２では、１本のみが表れている）によって、底カバー３０が取り付けられている。底カバー３０と弁本体１４との間には、リング状をしたガスケット３１が挟み込まれており、これによって、流体が弁本体１４の外部へ漏出するのが防止されている。

底カバー３０と弁棒１６の下端との間には、円板部材３２とリング部材３４が設けられている。円板部材３２は、フッ素樹脂や砲金等で形成されており、ボルト３６で弁棒１６の下端面に取り付けられている。リング部材３４は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）で形成されている。円板部材３２とリング部材３４とで、弁棒１６に掛かるスラスト荷重を受けている。

一方、弁棒１６の上部には、下から順に、軸ブッシュ３８、グランドパッキン４０、パッキン押さえ４２が外挿されている。パッキン押さえ４２は、方形板状をしたグランドフランジ４４によって、弁棒１６の軸心方向、下向きに押圧されており、グランドパッキン４０は、パッキン押さえ４２によって締め付けられている。これにより、グランドパッキン４０に弁棒１６表面を押付ける力が発生し、グランドパッキン４０が弁棒１６に密着することにより、弁棒１６伝いに弁本体１４外部へ流体が漏出するのが防止されている。

なお、弁本体１４の上端には、２本の植込みボルト４６（図１）の一端側が螺入されている。植込みボルト４６は、グランドフランジ４４の対角近傍に開設された貫通孔（不図示）に挿入されており、グランドフランジ４４から上方に突出した他端側には、ナット４８(図１)が螺合されている。そして、ナット４８を締め付けることにより、グランドフランジ４４が、パッキン押さえ４２を下向きに押圧することとなる。

上記のように弁本体１４に取り付けられている弁棒１６に軸支された第２弁体部２４には、以下のように第１弁体部２２やその他の部材が取り付けられている。第２弁体部２４に対する第１弁体部２２等の取付態様について、図３、図４、および図５を参照しながら説明する。

図３に示すように、第２弁体部２４には、所定の複数位置に、ザグリ加工の施されたボルト挿通孔５０（以下、単に「挿通孔５０」と言う。）が厚み方向に開設されている。
一方、第１弁体部２２には、第２弁体部２４に重ねられた状態において、各挿通孔５０に対応する位置にねじ穴５２が形成されている。ねじ穴５２の各々は、全て、第１弁体部２２の厚み方向に貫通していない有底のねじ穴である。

図４に示すように、第１弁体部２２と第２弁体部２４とは、締結部材である六角穴付きボルト５４（以下、単に「ボルト５４」と言う。）複数本によって、それらの厚み方向に締結される。本例において、各挿通孔５０と対応するボルト５４の大小関係はいずれも同様なので、一の挿通孔５０とこれに対応するボルト５４とについて、その大小関係を、図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、挿通孔５０の各々において、ボルト５４のシャンク部（首下部）５４Ａが挿通される挿通孔５０部分（以下、「シャンク挿通部５０Ａ」と言う。）の径Ｄ２は、シャンク部５４Ａの径Ｄ１よりも当然のことながら大きく設定されている。本例では、Ｄ２とＤ１の差（Ｄ２−Ｄ１）は、通常よりも大き目の２[ｍｍ]〜３[ｍｍ]の範囲で設定されている。Ｄ２とＤ１とに上記の差を設けていることにより、ボルト５４の各々を対応するねじ穴５２に螺入し、完全に締結する前において（仮止めの状態において）、第１弁体部２２は、第２弁体部２４に対し、任意の径方向に、Ｄ２とＤ１との差に応じた分、移動可能になっている。このように構成したことにより発揮される機能については後述する。

また、図３、図４に示すように、第１弁体部２２と第２弁体部２４との間には、スペーサ部材５６が差し挟まれて配されている。スペーサ部材５６は、第１シム５８と第２シム６０とを含む。第１シム５８は、円板状をしており第１弁体部２２の中心領域に配されている。第２シム６０は、環状をしていて、第１シム５８を取り囲むように配されている。

第２弁体部２４の中央部には、第１シム５８の厚みよりも浅い円形凹部６２が形成されている。円形凹部６２は第１シム５８よりも僅かに大きく、第１シム５８は、円形凹部６２に嵌め込まれて、第２弁体部２４、ひいては第１弁体部２２の径方向における位置決めがなされる。また、第２弁体部２４の外周に沿う環状をした段差部６４が形成されている。段差部６４に第２シム６０が嵌め込まれて、第２弁体部２４、ひいては第１弁体部２２の径方向における位置決めがなされる。なお、第１シム５８および第２シム６０の役割については後述する。

第１シム５８および第２シム６０を間に挟んで、第１弁体部２２と第２弁体部２４をボルト５４で締結することにより、弁体２０が組み立てられる。弁体２０において、第１弁体部２２の最外周面は、後述するように円錐面の一部を成し、当該最外周面がバタフライバルブ１０の全閉時において、図５に示すように、シートリング１８の内周面１８Ａと接触する接触面となる。以下、シートリング１８の内周面と接触する第1弁体部２２の外周面を「可動シール面２２Ａ」と称することとする。また、可動シール面２２Ａと同様に円錐面の一部を成し、可動シール面２２Ａと接触するシートリング１８の内周面を「固定シール面１８Ａ」と称することとする。

次に、シートリング１８等の弁本体１４への取付構造について説明する。
図３に示すように、弁本体１４に対し、環状をしたシートガスケット６６、シートリング１８、およびセットリング６８がこの順で取り付けられる。

図４、図５に示すように、弁本体１４の内周に、中心に向かって突出して形成された環状リブ１４Ａに対し、シートガスケット６６、シートリング１８、セットリング６８がこの順で重ねられて取り付けられる。セットリング６８には、その周方向に複数のボルト挿通孔７０（図３）が開設されており、弁本体１４には、ボルト挿通孔７０の各々に対応させてねじ穴１４Ｂが形成されている。そして、ボルト挿通孔７０に挿入した六角穴付きボルト７２を弁本体１４のねじ穴１４Ｂに螺合することにより、セットリング６８ひいてはシートリング１８およびシートガスケット６６が弁本体１４に固定される。
シートガスケット６６は、弁本体１４の内壁（環状リブ１４Ａ）とシートリング１８とで挟持されており、当該挟持部分において、全閉時に流体が上流側から下流側、並びに下流側から上流側へ漏れるのが防止されている。

シートリング１８は、薄い金属板（例えば、ステンレス鋼板）と膨張黒鉛をラミネートしたメタルシール材からなる。本例では、三層の金属板の間に膨張黒鉛をサンドイッチしてなるものである（すなわち、膨張黒鉛層は２層）。シートリング１８の内周面、すなわち固定シール面１８Ａは、上述したように円錐面の一部からなる。

なお、シートリング１８は、ステンレス鋼からなる単板で構成しても構わない。

バタフライバルブ１０の全閉時において、第１弁体部２２の可動シール面２２Ａとシートリング１８の固定シール面１８Ａとが面接触することにより流体の流路が遮断される。
バタフライバルブ１０は、図２、図４、および図６に示す全閉状態から弁棒１６を、図４に示す矢印Ｂの向きに９０度回転させることによって、図１に示す全開状態となる。また、全開状態から、矢印Ｂとは反対向きに弁棒１６を回転させることによって、全閉状態となる。弁棒１６は、弁本体１４の上端に取り付けられる不図示の動力ユニットによって、弁棒１６上端部部分に形成された四角ボルト部１６Ａに回転動力が加えられて回転される。この動力ユニットは、レバー式、ギヤー式、シリンダ式、電動式などの公知のものが用いられる。

三重偏心型バタフライバルブ１０は、文字通り、三重偏心構造を有する。この三重偏心について、図７を参照しながら説明する。なお、便宜上、図７において切断面のハッチングは省略している。
図７において、符号Ｃで指し示すのは、弁本体１４が形成する流路１２の中心線である。中心線Ｃは、弁本体１４の中心線でもある。なお、バタフライバルブ１０は、流路１２において流体が、いずれの向きに流れるように用いても構わないが、全閉時における流体の流れの遮断性の観点からは、矢印Ｆの向きに流れるように用いるのが好ましい。

符号Ｓで指し示すのは、固定シール面１８Ａ(図５)の流路方向（中心線Ｃの方向）における中心（シール面中心）である（以下、この中心を「シール面中心Ｓ」と言う。）。符号Ｒで指し示すのは、点Ｐを頂点とする円錐（厳密には、当該円錐の母線）であり、Ｑで示すのは当該円錐Ｒの軸心である。

三重偏心は、（i）弁棒１６の軸心Ｘが、シール面中心Ｓから流路１２の方向（中心線Ｃの方向）に離間された一次偏心(Ｅ１)、（ii）弁棒１６の軸心Ｘが、流路１２の中心線Ｃ（弁本体１４の中心線Ｃ）から、中心線Ｃと直交する方向に離間された二次偏心(Ｅ２)、および（iii）固定シール面１８Ａと可動シール面２２Ａ（図５）の形状を規定する円錐Ｒの中心軸Ｑが中心線Ｃから傾けられた三次偏心(Ｅ３)の組み合わせからなるものである。
なお、図７に示すように、円錐Ｒの頂点Ｐは、シール面中心Ｓに対し、弁棒１６が偏心(Ｅ１)されている向きとは反対向きに離れたところに位置されている。

三重偏心型バタフライバルブは、三重偏心構造を採用したことにより、[背景技術]欄で述べたような優れた性能が得られるのであるが、従来の三重偏心型バタフライバルブでは[発明が解決しようとする課題]欄で指摘したような課題を含んでいる。
そこで、本実施形態に係るバタフライバルブ１０は、製造する際において、（Ａ）弁棒１６に支持された第２弁体部２４に対し、第１弁体部２２を任意の径方向に相対的に移動させて、全閉状態におけるシートリング１８に対する第１弁体部２２の位置決めが行えると共に、（Ｂ）全閉状態における第１弁体部２の弁棒１６の軸心Ｘに対する距離を調整し得る構成としている。

以下、上記（Ａ）および上記（Ｂ）について説明する。
（Ａ）第１弁体部２２の第２弁体部２４に対する径方向における位置決め
図５を参照して既述したように、第１弁体部２２と第２弁体部２４とを締結するボルト５４の仮止めの状態において、第１弁体部２２は、第２弁体部２４に対し、任意の径方向に移動可能となっている。

そこで、まず、図４に示す状態に各部材が組み上がった状態（但し、ボルト５４は仮止め状態）において、第２弁体部２４が上側に、第１弁体部２２が下側になり、かつ第１弁体部２２の主面２２Ｂが水平となる姿勢にバタフライバルブ１０を保持する。

そして、第１弁体部２２を軽く揺すると、可動シール面２２Ａと固定シール面１８Ａとは、下方にすぼまった円錐面の一部であるため、第１弁体部２２は、その可動シール面２２Ａが固定シール面１８Ａに案内されて、可動シール面２２Ａが固定シール面１８Ａと面接触する位置までに変位する。この状態で、すなわち、第１弁体部２２が第２弁体部２４に対して適性に位置決めされた状態で、全てのボルト５４を締め付けることにより（本締めすることにより）、第１弁体部２２と第２弁体部２４とが厚み方向に締結される。

以上の通り、弁棒１６に取り付けられる弁体２０を、弁棒１６に軸支される第２弁体部２４とシートリング１８の固定シール面１８Ａに面接触する可動シール面２２Ａを有する円盤状をした第１弁体部２２とに２分割すると共に、第１弁体部２２と第２弁体部２４のボルト５４による締結前において（ボルト５４の仮止め状態において）、第１弁体部２２を第２弁体部２４に対し、任意の径方向に相対的に移動自在に構成したことによって、全閉時に可動シール面２２Ａが固定シール面１８Ａに面接触するように、第１弁体部２２の位置決めをすることが可能となっている。これにより、主として二次偏心方向における可動シール面２２Ａの固定シール面１８Ａに対する相対的な位置関係の調整が可能となる。

（Ｂ）第１弁体部２２の弁棒１６の軸心Ｘに対する距離の調整
当該調整は、スペーサ部材５６を構成する第１シム５８および第２シム６０の厚みにより行う。
図５に示すように、第１弁体部２２には、その厚み方向に突出し、外周に沿う環状をした環状凸部７４が形成されている。第２シム６０は、環状凸部７４と第２弁体部２４の段差部６４で挟持される。環状凸部７４の高さＨ１と段差部６４の高さＨ２とは等しく設定されている。

ここで、第１シム５８の厚みをＴ１、第２シム６０の厚みをＴ２、第２弁体部２４において、第１シム５８がセットされる円形凹部６２の深さをＧとする。Ｔ１は、Ｔ１＝Ｔ２＋Ｇの関係となる大きさに設定されている。よって、本例では、実質的に、Ｔ２の大きさに応じて、第１弁体部２２の弁棒１６の軸心Ｘに対する距離が調整されることとなる。

そして、第１シム５８と第２シム６０の各々は、厚みの異なるものが複数枚準備されている。例えば、標準厚みＴ２＝１[ｍｍ]として、その前後に０.１[ｍｍ]間隔で厚みの異なるものが複数枚準備されている。なお、言うまでも無く、第１シム５８の標準厚みＴ１は、Ｔ１＝１[ｍｍ]＋Ｇの大きさとなる。ここで、第１シム５８と第２シム６０の各々において、標準厚みよりも薄いものを「薄めのシム」、標準厚みよりも厚いものを「厚めのシム」と称することとする。

まず、標準厚みの第１シム５８と標準厚みの第２シム６０をセットして、バタフライバルブ１０を組み上げある。

組み上がったバタフライバルブ１０は、専用検査機にて性能確認試験を実施する。すなわち、バタフライバルブ１０を実際に試験用配管に組み込んで、常温（５〜３５℃）の流体（水または圧縮空気）を流す試験をする。その結果、弁体２０を全閉位置に回動しても流体の流れが完全に止められていない場合には、固定シール面１８Ａと可動シール面２２Ａの間に隙間が生じているか、あるいは、隙間は無いものの両者間の接触圧不足が原因と考えられる。そこで、この場合、第１シム５８と第２シム６０を厚めのシムに取り替える。

一方、流体の流れは完全に止められるものの、弁体２０を全閉位置に回動するため、弁棒１６に加えるトルクが過大となっている場合には、固定シール面１８Ａと可動シール面２２Ａの接触圧が高すぎるためと考えられる。そこで、この場合、第１シム５８と第２シム６０を薄めのシムに取り替える。

そして、弁体２０を全閉位置に回動したときに、流体の流れが完全に止まり、かつ、全閉位置に回動するために弁棒１６に加えるトルク（以下、「全閉時トルク」と言う。）が適正な範囲に入っていれば、組立て完了となる。

なお、１回の取替えで完了しない場合には、上記の作業を繰り返す。

以上説明したように、実施形態に係るバタフライバルブ１０によれば、第１弁体部２２と第２弁体部２４との間に第１シム５８および第２シム６０を挟む構造としているため、第１シム５８と第２シム６０の厚みを変更することにより、第２弁体部２４を支持する弁棒１６の軸心Ｘに対する第１弁体部２２の距離を調整することができる。すなわち、第２弁体部２４における軸孔２６の開設位置に関する加工精度がそれほど高くなくても、主として一次偏心方向における可動シール面２２Ａの固定シール面１８Ａに対する相対的な位置関係の調整が可能となる。

上記の例では、第１シム５８と第２シム６０の両方を用いたが、これに限らず、（ａ）第１シム５８のみを用いることとしても、（ｂ）第２シム６にみを用いることとしても構わない。

（ａ）第１シム５８のみを用いる例（すなわち、スペーサ部材５６を第１シム５８のみで構成する例）
こうすることにより、第１弁体部２２の環状凸部７４と第２弁体部２４の段差部６４との間に隙間が生じる。このため、全閉時において、第１弁体部２２の可動シール面２２Ａがシートリング１８の固定シール面１８Ａに押圧されると、第１弁体部２２の周縁近傍が図５に矢印Ｍで示す向きに弾性的に曲げられる。

曲げられた第１弁体部２２は、その復元力で、シートリング１８を押し返すため、固定シール面１８Ａと可動シール面２２Ａとの接触面圧が大きくなり、シール性が向上することとなる。

（ｂ）第２シム６０のみを用いる例（すなわち、スペーサ部材５６を第２シム６０のみで構成する例）
こうすることにより、第１弁体部２２の中央部と第２弁体部２４の中央部との間に隙間が生じる。このため、第１弁体部２２と第２弁体部２４をボルト５４で締結すると、第２シム６０を支点として第１弁体部２２が第２弁体部２４に引き寄せられ、図４に示す断面において、第１弁体部２２は、その中央部が弁棒１６側に張り出した弓なりに弾性変形する。このため、全閉時には、図５において、可動シール面２２Ａは、固定シール面１８Ａとの接触部位（接触面）において、上側程（第２弁体部２４の存する側程）、強く当接することとなるため、すなわち、上記弾性変形させない場合と比較して、上側の接触圧が高くなるため、シール性が向上することとなる。

また、スペーサ部材５６を設けたことにより、バタフライバルブ１０が用いられる管路に流通される流体の温度に対応させて、適した仕様とすることが可能となる。

バタフライバルブ１０を管路に組み込んで流体を流通させた場合（例えば、全開状態の場合）、弁体２０は、その全体（全表面）が流体に接触するため、流体の温度の影響を大きく受けて、径方向に膨張あるいは収縮する。これに対し、弁本体１４は、その内周は流体と接触するものの、外周は通常は、常温の外気と接触しているため、弁体２０ほどには、流体の温度の影響を受けない。

したがって、高温（例えば、６００℃）の流体が流される場合、弁本体１４と比較して弁体２０の方の膨張が大きいため、弁体２０が全閉位置に至る手前でそれ以上、回動しなくなるといった事態が発生する。

一方、低温（例えば、−１９６℃）の流体が流される場合、弁本体１４と比較して弁体２０の方が良く収縮するため、弁体２０を全閉位置まで回動させても、流体の流れを完全に止められないといった事態が発生する。

そこで、上記専用検査機を用いた出荷前試験において、バタフライバルブ１０が適用される流体の温度に応じて、スペーサ部材５６の厚みを調整するのである。第１弁体部２２の可動シール面２２Ａは、図５において示される断面において、その径方向と交差する斜面になっている。よって、スペーサ部材５６の厚みを変更すると、当該斜面（可動シール面２２Ａ）は、図５において、上方または下方に変位することとなり、シール面中心Ｓにおける第１弁体部２２（可動シール面２２Ａ）の径を変更することとなる。

上記を踏まえ、高温の流体用には、スペーサ部材５６を薄目のものとする。一方、低温の流体用には、スペーサ部材５６を厚目のものとする。

なお、どの程度の薄目とするかあるいはどの程度の厚目とするかは、常温、高温、低温の流体を実際に流して行う実験で予め求められる。

（i）高温の流体の場合に、全閉時に流体の流れが完全に遮断され、全閉時トルクが適正範囲になるスペーサ部材５６の厚み（以下、「高温用適正厚み」と称する。）と（ii）低温の流体の場合に、全閉時に流体の流れが完全に遮断され、全閉時トルクが適正範囲になるスペーサ部材５６の厚み（以下、「低温用適正厚み」と称する。）と、を実験により求める。

そして、（iii）高温用適正厚みのスペーサ部材５６を用い、常温の流体を流した場合において、全閉時のおける流体の漏れ（バルブを通過する流体の量）および全閉に要するトルクを測定し、測定値各々と高温用適正厚みとの相関関係を求め、同じく（iv）低温用適正厚みのスペーサ部材５６を用い、常温の流体を流した場合において、全閉時のおける流体の漏れ（バルブを通過する流体の量）および全閉に要するトルクを測定し、測定値各々と低温用適正厚みとの相関関係を求めておく。なお、言うまでもなく、常温域以外の高温域および低温域のそれぞれでは、複数の異なった温度においてサンプリングを行う。

そして、常温の流体による出荷前試験において、全閉時のおける流体の漏れ（バルブを通過する流体の量）および全閉に要するトルクを測定し、前記相関関係を参照して、高温用または低温用として適切なスペーサ部材５６の厚みを決定するのである。

以上、本発明に係る三重偏心型バタフライバルブを実施形態に基いて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。

すなわち、上記の例では、第１シム５８と第２シム６０とを単板で構成したが、これに限らず、それぞれ、複数の薄板を重ねて構成することとしても構わない。すなわち、それぞれ、複数の薄板の枚数によって全体の厚みを調整することとしても構わない。この場合に、複数の薄板は、その全部が同じ厚みであっても、その一部が異なった厚みであっても、あるいは、その全部が異なった厚みであっても構わない。

以上説明したように、本実施形態に係る三重偏心型バタフライバルブ１０は、主として、一次偏心および二次偏心に関する量を調整することが可能な構成、言わば第４の調整機構を有するものである。

本発明に係る三重偏心型バタフライバルブは、例えば、高温または低温の流体（液体または気体）が流れる管路において流量を制御するバルブとして好適に利用可能である。

１０ 三重偏心型バタフライバルブ
１４ 弁本体
１６ 弁棒
１８ シートリング
１６ 弁体
２２ 第１弁体部
２４ 第２弁体部
５４ 六角穴付きボルト
５６ スペーサ部材
５８ 第１シム
６０ 第２シム

Claims (4)

1. 管状の流路を有する弁本体と、
   前記弁本体に回転自在に設けられた弁棒と、
   前記弁本体の内周に設けられたシートリングと、
   前記弁棒により回動され、前記シートリングと協働して前記流路を開閉する弁体と、
   を備えた三重偏心型バタフライバルブであって、
   前記三重偏心は、
   前記弁棒の軸心が、前記シートリングにおける前記弁体との接触面である固定シール面の流路方向における中心から当該流路方向において第１の向きに離間された一次偏心と、
   前記弁棒の軸心が前記流路の中心線から離間された二次偏心と、
   前記弁体における前記固定シール面との接触面である可動シール面と前記固定シール面との形状を規定する円錐面の頂点が、前記弁棒に対し前記流路方向において前記第１の向きとは反対の第２の向きに離れたところに位置されると共に、前記円錐面の中心軸が、前記流路の前記中心線に対して傾けられた三次偏心と、
   との組合せからなり、
   前記弁体が、
   円盤状をし、その外周面が前記可動シール面である第１弁体部と、
   前記弁棒に軸支されると共に、前記第１弁体部が重ねられた第２弁体部と、
   前記第１弁体部と前記第２弁体部に挟まれたスペーサ部材と、
   前記第１弁体部と前記第２弁体部とを締結する締結部材と、
   を含み、
   前記締結部材による仮止め状態において、前記第１弁体部が前記第２弁体部に対し、任意の径方向に相対的に移動自在に構成されていることを特徴とする三重偏心型バタフライバルブ。
2. 前記スペーサ部材は、
   前記円盤状をした前記第１弁体部の中心領域に配された第１のシムと、
   前記第１のシムの周囲を取り囲むように配された第２のシムと、
   を含み、
   前記締結部材は、
   前記第１弁体部の径方向において、前記第１のシムと前記第２のシムとの間で、当該第１弁体部の厚み方向に当該第１弁体部と前記第２弁体部を締結することを特徴とする請求項１に記載の三重偏心型バタフライバルブ。
3. 前記スペーサ部材は、前記円盤状をした前記第１弁体部の中心領域に配されたシムからなり、
   前記締結部材は、前記シムの周囲において、前記第１弁体部の厚み方向に当該第１弁体部と前記第２弁体部とを締結することを特徴とする請求項１に記載の三重偏心型バタフライバルブ。
4. 前記スペーサ部材は、円盤状をした前記第１弁体部の外周に沿って配された環状をしたシムからなり、
   前記締結部材は、前記シムの内側において、前記第１弁体部の厚み方向に当該第１弁体部と前記第２弁体部とを締結することを特徴とする請求項１に記載の三重偏心型バタフライバルブ。

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