JP2015190485A - スイング式逆止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】カウンタウエイトを設けることなく、弁体とサポートウエイトとのバランスを調整することができるスイング式逆止弁を提供する。【解決手段】スイング式逆止弁１は、弁箱１０に回転可能に支持された弁軸１４と、弁軸１４に取り付けられて、流路を遮断及び開放するように弁軸１４の軸線周りに揺動する弁体１５と、弁体１５の揺動に連動して弁軸１４の軸線周りに揺動するように設けられ、連通管路５を介して流路Ｆと連通するウエイト収納部３と、弁軸１４に対して近接及び離間可能にウエイト収納部３内に収納され、弁体１５を開方向に付勢するサポートウエイトとを備える。サポートウエイトは、連通管路５を介して流路からウエイト収納部３に供給される圧力により弁軸１４の軸線に対して離間する。スイング式逆止弁１は、ウエイト収納部３を弁軸１４に対して近接及び離間させてウエイト収納部３の弁軸１４の軸線に対する位置を調整する調整機構６を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、サポートウエイトによって弁体の開閉を補助するスイング式逆止弁に関する。

従来から、流路内を順方向に流れる流体が逆流することを防止するために、スイング式逆止弁が流路に設置されている。図９、図１０に、特許文献１のスイング式逆止弁１’が示されている。スイング式逆止弁１’は、配管Ｐに接続された弁箱１０と、弁箱１０に回転可能に支持された弁軸１４と、弁箱１０内で弁軸１４に取り付けられて弁軸１４の軸線周りに揺動する弁体１５とを備えている。弁体１５は、弁箱１０の弁座１１に当接して流路Ｆを完全に遮断する全閉位置（実線位置）と、弁座１１から離間して流路Ｆを完全に開放する全開位置（一点鎖線位置）との間を揺動可能である。

図１０の通り、スイング式逆止弁１’は、弁箱１０外で弁軸１４に取り付けられて弁軸１４の軸線周りに揺動するウエイト収納部３と、ウエイト収納部３内に移動可能に収納され、弁体１５を開方向に付勢するためのサポートウエイト２と、を備える。スプリング４が、ウエイト収納部３内に配置されて、サポートウエイト２を弁軸１４の軸線に近接する方向に付勢している。ウエイト収納部３と弁箱１０の弁座１１よりも上流側とは連通管路５を介して連通している。

図６〜図８を参照して、スイング式逆止弁１’の開閉動作について説明する。図６Ａの状態でスイング式逆止弁１’の上流側にある不図示のブロアが運転すると、流路Ｆの弁座１１よりも上流側の圧力が徐々に上昇する。上昇した圧力が連通管路５を介してウエイト収納部３に供給されることで、図６Ａ〜図６Ｃの通り、サポートウエイト２が重力及びスプリング４の付勢力に抗してウエイト収納部３内を移動し、弁軸１４の軸線に対して離間する。サポートウエイト２が弁軸１４の軸線から離間することで、サポートウエイト２が弁体１５を開方向に付勢する力が増大し、弁体１５が開きやすい状態となる。

次いで、流路Ｆ内の圧力が安定した後に、スイング式逆止弁１’の下流側にある不図示の電動弁が開く。すると、順方向Ｙに流れようとする流体が弁体１５を押す力により弁体１５が開方向に揺動する（図７Ａ）。流体は順方向Ｙに流れ、弁体１５が流体の順方向Ｙの流れにより全開位置に保持される（図７Ｂ）。このように、サポートウエイト２を圧力供給によって弁軸１４の軸線から離間させて弁体１５が開きやすい状態にしてから、流体の流れによって弁体１５を開き全開位置に保持している。それによって、弁体１５による圧力損失を大きく低減している。

電動弁が閉じると、流体の流れが止まり、弁体１５が全閉位置へと揺動する（図７Ｃ、図８Ａ）。そして、ブロアが回転数を落とすと流路Ｆ内の圧力が低下し、それによって、サポートウエイト２が重力及びスプリング４の付勢力によってウエイト収納部３内を移動して弁軸１４の軸線に近接する（図８Ｂ、図８Ｃ）。サポートウエイト２が弁軸１４の軸線に対して近接することにより、サポートウエイト２が弁体１５を開方向に付勢する力が小さくなり、弁体１５が流路Ｆをしっかりと遮断する。

特開２０１３−２５６９８９号公報

スイング式逆止弁１’が上記のように機能するためには、弁体１５とサポートウエイト２とのバランスを前もって調整しなければならない。例えば、図６Ｃのようにサポートウエイト２が弁軸１４の軸線から離間し弁体１５を開方向に付勢する力が増大したときに、弁体１５が当該付勢力だけで開方向に揺動すると、逆流を防ぐことはできない。スイング式逆止弁１’では、図９、図１０の通り、弁軸１４から延設されたアーム１７の適切な位置にカウンタウエイト１８を取り付けて、弁体１５を閉方向に付勢することで、弁体１５とサポートウエイト２とのバランスを調整していた。

しかしながら、サポートウエイト２と、カウンタウエイト１８とが設けられる構成では、スイング式逆止弁１’の大型化及び重量化は避けられない。

本発明が解決しようとする課題は、カウンタウエイトを設けることなく、弁体とサポートウエイトとのバランスを調整することができるスイング式逆止弁を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るスイング式逆止弁は、流路内を順方向に流れる流体が逆流することを防止するものであって、
内部に弁座が形成され、前記流路に配置される弁箱と、前記弁箱に回転可能に支持された弁軸と、前記弁箱内に配置されるとともに前記弁軸に取り付けられ、前記弁座に当接して前記流路を遮断及び前記弁座から離間して流路を開放するように前記弁軸の軸線周りに揺動する弁体と、前記弁体の揺動に連動して前記軸線周りに揺動するように設けられ、連通管路を介して前記流路の前記弁座よりも上流側と連通するウエイト収納部と、前記軸線に対して近接及び離間可能に前記ウエイト収納部内に収納され、前記弁体を開方向に付勢するためのサポートウエイトと、を備え、前記サポートウエイトは、前記連通管路を介して前記流路から前記ウエイト収納部へ供給される圧力によって前記軸線に対して離間し、さらに、
前記ウエイト収納部を前記軸線に対して近接及び離間させて前記ウエイト収納部の前記軸線に対する位置を調整可能にする調整機構を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記調整機構は、周面に雄ネジが形成され、前記ウエイト収納部に取り付けられたロッドと、一端側が前記弁軸に取り付けられて前記弁軸の径方向に延設されたアームと、前記アームの他端側に取り付けられた取付具と、を備え、
前記取付具は、前記ウエイト収納部が挿通される挿通孔と、前記ロッドが挿通されるとともに前記ロッドの前記雄ネジに係合する雌ネジ孔と、を備え、
前記ロッドがその軸周りの回転によって前記取付具に対して移動することで、前記ウエイト収納部が前記軸線に対して近接及び離間する。

好ましくは、前記調整機構は、前記ウエイト収納部が前記軸線に対して近接及び離間することができる可動範囲内の任意の位置で前記ウエイト収納部を位置決め可能に構成されている。

本発明に係るスイング式逆止弁は、上記構成を備えることにより、カウンタウエイトを設けることなく、弁体とサポートウエイトとのバランスを調整することができるスイング式逆止弁を提供することができる。

本発明に係るスイング式逆止弁の縦断面図である。 図１のスイング式逆止弁の部分切欠き側面図である。 図３Ａは、ウエイト収納部の一側面図であり、図３Ｂは、ウエイト収納部の断面図であり、図３Ｃは、ウエイト収納部の底面図である。 調整機構の取付具の平面図である。 図５Ａは、調整機構によってウエイト収納部を弁軸の軸線に対して最も離間させた図であり、図５Ｂは、調整機構によってウエイト収納部を弁軸の軸線に対して最も近接させた図である。 スイング式逆止弁の動作を示す図である。 スイング式逆止弁の動作を示す図である。 スイング式逆止弁の動作を示す図である。 従来のスイング式逆止弁の縦断面図である。 図９のスイング式逆止弁の部分切欠き側面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るスイング式逆止弁について説明する。なお、従来技術と同一または類似の構成については、同一の符号を付している。
図１を参照して、スイング式逆止弁１は、流路Ｆ内の流体が順方向Ｙにだけ流れるように流体の逆流を防止すべく流路Ｆに設置されるものである。なお、流路Ｆ内を流れる流体は、例えば空気などの圧縮性流体であることが好ましい。

流路Ｆのスイング式逆止弁１より上流側には、流体を順方向Ｙに圧送する不図示のブロアが設けられている。流路Ｆのスイング式逆止弁１より下流側には、流路Ｆ内の流体の流れを制御する不図示の電動弁が設けられている。

図１を参照して、スイング式逆止弁１は、流路Ｆに配置された弁箱１０を備えている。弁箱１０の内部は、流路Ｆの一部を形成する。弁箱１０内には、弁座１１が形成されている。弁箱１０内は、互いに連通する、弁座１１よりも上流側に形成された上流室１２と、弁座１１よりも下流側に形成された下流室１３とに区画されている。弁箱１０は、上流側及び下流側において流路Ｆを形成する配管Ｐに接続されている。

図１及び図２を参照して、スイング式逆止弁１は、弁箱１０に回転可能に支持された弁軸１４を備えている。弁軸１４は順方向Ｙに対して直角な水平方向に延設されており、弁箱１０内が気密に保持されるように弁箱１０を貫通している。弁箱１０内には、流路Ｆを遮断及び開放する弁体１５が配置されている。弁体１５は、弁軸１４に取り付けられており、弁軸１４の軸線周りに揺動して流路Ｆを遮断及び開放する。弁体１５は、弁座１１に当接して流路Ｆを完全に遮断する全閉位置（実線位置）と、弁座１１からストッパー１６に当接するまで離間して流路Ｆを完全に開放する全開位置（一点鎖線位置）との間を揺動する。図１では、弁体１５は、その重量により閉方向に（全閉位置へ）付勢されて、流路Ｆを遮断している。

さらに、スイング式逆止弁１は、サポートウエイト２（図３Ｂ）が収納されたウエイト収納部３を備えている。図２の通り、ウエイト収納部３は、後述する調整機構６を介して弁軸１４に支持されている。それによって、ウエイト収納部３は、弁体１５の揺動（弁体１５の開閉動作）に連動して弁軸１４の軸線周りに揺動する。ウエイト収納部３は、その長手方向が弁軸１４の径方向となるように支持されている。

図３を参照して、ウエイト収納部３は、本実施例ではシリンダで構成されており、円筒形状のシリンダチューブ３０と、その両端に取り付けられた上カバー３１及び下カバー３２とを備えている。

ウエイト収納部３に収納されたサポートウエイト２は、その重量によって弁体１５を開方向に（全開位置へ）付勢するためのものである。サポートウエイト２は、シリンダチューブ３０内を摺動するピストンで構成される。サポートウエイト２は、弁体１５の揺動と連動することなくウエイト収納部３内を移動する。サポートウエイト２は、下カバー３２側に移動すると弁軸１４の軸線に対して近接し、上カバー３１側に移動すると弁軸１４の軸線に対して離間する。このように、サポートウエイト２は、弁軸１４の軸線に対して近接及び離間可能にウエイト収納部３内に収納されている。

ウエイト収納部３内は、サポートウエイト２によって、弁軸１４の軸線に対して離間した側にある上部室３３と、弁軸１４の軸線に対して近接した側にある下部室３４とに区画されている。上部室３３にはスプリング４が設けられている。本実施例では、サポートウエイト２に凹部２０が形成されており、スプリング４は上カバー３１と凹部２０の底面との間に配置されている。スプリング４は、サポートウエイト２を下カバー３２側へ、即ち弁軸１４の軸線に対して近接する方向に付勢している。

図１〜図３を参照して、スイング式逆止弁１は、流路Ｆとウエイト収納部３とを連通させるための連通管路５（部分的に図示略）を備える。ウエイト収納部３には取入口５０が形成され、弁箱１０には取出口５１が形成されており、連通管路５が取入口５０と取出口５１とに接続されている。それによって、流路Ｆ内の弁座１１より上流側の圧力がウエイト収納部３の下部室３４へ供給可能となっており、当該圧力供給によってサポートウエイト２がウエイト収納部３内を上カバー３１側へ移動可能となっている。なお、サポートウエイト２が勢いよく上カバー３１まで移動したときに発生する衝撃音を抑えるために、サイレンサ３５が上カバー３１に取り付けられている。

スイング式逆止弁１が、流路Ｆを開閉する動作は、従来のスイング式逆止弁１’と同じであり、これを図６〜図８を参照して説明する。
スイング式逆止弁１より上流側に設けられたブロアが運転停止しているとき、流体の流れはなく、図６Ａに示す通り、弁体１５は自重により全閉位置にあり流路Ｆを遮断している。弁体１５が全閉位置にあるとき、ウエイト収納部３は略垂直状態にある。サポートウエイト２は、自重及びスプリング４の付勢力によりウエイト収納部３の下端にあり弁軸１４の軸線に近接している。従って、サポートウエイト２が弁体１５を開方向へ付勢する力は小さい。即ち、図６Ａでは、弁体１５がその自重により弁座１１に密接して流路Ｆをしっかりと塞いでいる。

ブロアが運転を開始すると、流路Ｆの弁座１１よりも上流側の圧力が徐々に上昇する。そして当該圧力が連通管路５を介してウエイト収納部３へ供給される。そして、図６Ｂの通り、その圧力供給によって、サポートウエイト２が、重力及びスプリング４の付勢力に抗してウエイト収納部３内をその上端に向かって移動し弁軸１４の軸線に対して離間する。

ブロアが通常運転になり流路Ｆ内の圧力が最大になると、図６Ｃの通り、サポートウエイト２は、弁軸１４の軸線から最も離間する。従って、サポートウエイト２が弁体１５を開方向に付勢する力が最も大きい。よって、弁体１５が開きやすい状態になっている。なお、このとき、サポートウエイト２が弁体１５を付勢する力だけで弁体１５が開方向に揺動しないように、サポートウエイト２と弁体１５とのバランスを事前に調整する必要がある。

流路Ｆ内の圧力が安定して、スイング式逆止弁１より下流側に設けられた電動弁が開き始めると、流体の順方向Ｙへの流れにより生じる力によって弁体１５は押されて全開位置にまで揺動し、流路Ｆを開放する（図７Ａ、図７Ｂ）。流体が順方向Ｙに流れている間、弁体１５は全開位置に保持される。何らかの原因で、流体の順方向Ｙの流れが減少すれば弁体１５が全閉位置へ揺動して流路Ｆが遮断され、流体の逆流が防止される。

このように、サポートウエイト２を弁軸１４の軸線から離間させて弁体１５を開方向に付勢する力を大きくしてから、流体の順方向Ｙの流れによって弁体１５を開き、全開位置に保持している。従って、弁体１５による圧力損失が極めて小さい。

そして、電動弁が閉じると、流体の順方向Ｙへの流れは徐々に減少し、弁体１５は全閉位置へ揺動し流路Ｆは遮断される（図７Ｃ、図８Ａ）。それから、ブロアが徐々に回転数を落として停止することにより、流路Ｆ内の圧力が次第に低下し、これに伴いウエイト収納部３内の圧力も低下していく。サポートウエイト２は、その自重及びスプリング４の付勢力によってウエイト収納部３内を移動して弁軸１４の軸線に対して近接する（図８Ｂ、図８Ｃ）。それによって、弁体１５が流路Ｆをしっかりと塞ぐ。

上記のようにスイング式逆止弁１を機能させるためには、事前にサポートウエイト２と弁体１５とのバランスを調整しておかなければならない。そこで、スイング式逆止弁１は、ウエイト収納部３を弁軸１４の軸線に対して近接及び離間させてウエイト収納部３の位置を調整可能にする調整機構６を備えている。

調整機構６は、図２及び図３を参照して、ウエイト収納部３の長手方向に沿ってウエイト収納部３に取り付けられた４つのロッド６０（タイロッド）を備えている。各ロッド６０は、その外周面に雄ネジ（不図示）が形成されている。４つのロッド６０は、シリンダチューブ３０を囲むように配置されており、上カバー３１及び下カバー３２の角部の挿通孔に挿通されている。各ロッド６０の上端及び下端のそれぞれには、雄ネジに係合する雌ネジが形成されたナット６１が装着されている。

調整機構６は、図２の通り、アーム６２及び２つの取付具６３、６４を備えている。アーム６２は、その一端側が弁軸１４に取り付けられて弁軸１４の径方向に延設されており、弁軸１４の軸線周りに揺動する。２つ取付具６３、６４は、アーム６２の他端側に取り付けられて、アーム６２の延設方向に所定の間隔をあけて配置されている。

図４に、取付具６３、６４の構成が示されている。各取付具６３、６４の中央には、ウエイト収納部３のシリンダチューブ３０が挿通される収納部用の挿通孔７が形成されている。さらに、各取付具６３、６４の挿通孔７の周囲に、各ロッド６０が挿通される４つのロッド用の挿通孔７０、７１が形成されている。また、各取付具６３、６４の一端側には、取付具６３、６４をアーム６２へ取り付けるためのボルトが挿通されるボルト孔７２が形成されている。
ロッド用の挿通孔７０、７１は、ロッド６０よりも大きい径を有しロッド６０が遊びをもって挿通される２つの遊挿孔７０と、ロッド６０の雄ネジに係合する雌ネジが内周面に形成された２つの雌ネジ孔７１とからなる。２つの遊挿孔７０は互いに対角線状に配置され、２つの雌ネジ孔７１も互いに対角線状に配置されている。

図２は、シリンダチューブ３０が取付具６３、６４の挿通孔７に挿通され、各ロッド６０が取付具６３、６４のロッド用の挿通孔７０、７１に挿通され、そして、各ロッド６０の上下にナット６１が締結されることで、ウエイト収納部３が所定の位置に位置決めされている状態である。

上側の取付具６３と下側の取付具６４は、同じ構成であるが、下側の取付具６４は上側の取付具６３と上下逆向きに用いられている。従って、４つのロッド６０のうち対角線状にある２つは、一方の取付具６３の遊挿孔７０に遊びをもって挿通されるとともに、周面の雄ネジが他方の取付具６４の雌ネジ孔７１に係合しつつ当該孔７１に挿通されている。対角線状にある他方の２つのロッド６０は、周面の雄ネジが一方の取付具６３の雌ネジ孔７１に係合しつつ当該孔７１に挿通されるとともに、他方の取付具６４の遊挿孔７０に遊びをもって挿通されている。従って、４つのロッド６０のそれぞれは、その周面の雄ネジが取付具６３、６４に形成された計４つの雌ネジ孔７１のいずれか１つに係合するようになっている。

次いで、調整機構６によってウエイト収納部３の位置を調整する方法について説明する。まず、作業者は、４つのロッド６０のうち任意の３つに装着された上下のナット６１の少なくとも一方を取り外し、この３つのロッド６０を取付具６３、６４、上カバー３１、及び下カバー３２から取り外す。そして、作業者は、取り外さなかった残り１つのロッド６０に装着された上下のいずれかのナット６１を緩めて、上下のナット６１の締付けによるウエイト収納部３の挟持を解いておく。そして、作業者は、この残りの１つのロッド６０をその軸線周りに回す。

先の通り、各ロッド６０は、取付具６３、６４の雌ネジ孔７１のいずれかに係合している。従って、取り外さなかった１つのロッド６０は回転されることにより取付具６３、６４に対して移動し、それに伴って、ウエイト収納部３が弁軸１４の軸線に対し移動する。ウエイト収納部３は、ロッド６０を一方向に回転すると弁軸１４の軸線に対して近接し、ロッド６０を他方向に回転すると弁軸１４の軸線に対して離間する。

なお、ウエイト収納部３は、取付具６３、６４の挿通孔７に挿通されて回転が規制されるようになっているので、ロッド６０の回転によってロッド６０周りに回転するようなことはない。

作業者は、ウエイト収納部３の弁軸１４の軸線に対する位置を調整した後、取り外さなかったロッド６０に装着したナット６１を締めつけることでウエイト収納部３を挟持する。そして、作業者は、取り外した残りの３つのロッド６０を取付具６３、６４、上カバー３１、及び下カバー３２に挿通し、これらのロッド６０の上下にナット６１を取り付けて締め付けることでウエイト収納部３を挟持する。これによって、ウエイト収納部３は調整後の位置に位置決めされる。

図５を参照して、上記調整機構６によって、サポートウエイト２が収納されたウエイト収納部３を、図５Ａの通り弁軸１４の軸線に対して最も離間させた位置と、図５Ｂの通り弁軸１４の軸線に対して最も近接させた位置との間で移動させることができる。即ち、この可動範囲Ｌ内でウエイト収納部３の弁軸１４の軸線に対する位置調整が可能となる。従って、スイング式逆止弁１を適切に機能させるための弁体１５とサポートウエイト２とのバランスの調整が、従来のようなカウンタウエイト１８を用いることなく可能となる。また、それによって、スイング式逆止弁１の小型化及び軽量化が図られる。
さらに、調整機構６は、上記の構成によって、ウエイト収納部３を可動範囲Ｌ内の任意の位置に位置決め可能である。従って、弁体１５とサポートウエイト２とのバランスを細かく調整することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の構成は当然ながら本実施形態に限定されるものではない。

１ スイング式逆止弁
１’ スイング式逆止弁（従来）
１０ 弁箱
１１ 弁座
１４ 弁軸
１５ 弁体
２ サポートウエイト
３ ウエイト収納部
４ スプリング
５ 連通管路
６ 調整機構
６０ ロッド
６２ アーム
６３、６４ 取付具
７ 挿通孔
７１ 雌ネジ孔
Ｆ 流路
Ｌ 可動範囲
Ｙ 順方向

Claims (3)

1. 流路内を順方向に流れる流体が逆流することを防止する逆止弁であって、
   内部に弁座が形成され、前記流路に配置される弁箱と、
   前記弁箱に回転可能に支持された弁軸と、
   前記弁箱内に配置されるとともに前記弁軸に取り付けられ、前記弁座に当接して前記流路を遮断及び前記弁座から離間して流路を開放するように前記弁軸の軸線周りに揺動する弁体と、
   前記弁体の揺動に連動して前記軸線周りに揺動するように設けられ、連通管路を介して前記流路の前記弁座よりも上流側と連通するウエイト収納部と、
   前記軸線に対して近接及び離間可能に前記ウエイト収納部内に収納され、前記弁体を開方向に付勢するためのサポートウエイトと、を備え、前記サポートウエイトは、前記連通管路を介して前記流路から前記ウエイト収納部へ供給される圧力によって前記軸線に対して離間し、さらに、
   前記ウエイト収納部を前記軸線に対して近接及び離間させて前記ウエイト収納部の前記軸線に対する位置を調整可能にする調整機構を備えることを特徴とするスイング式逆止弁。
2. 前記調整機構は、
   周面に雄ネジが形成され、前記ウエイト収納部に取り付けられたロッドと、
   一端側が前記弁軸に取り付けられて前記弁軸の径方向に延設されたアームと、
   前記アームの他端側に取り付けられた取付具と、を備え、
   前記取付具は、
   前記ウエイト収納部が挿通される挿通孔と、
   前記ロッドが挿通されるとともに前記ロッドの前記雄ネジに係合する雌ネジ孔と、を備え、
   前記ロッドがその軸周りの回転によって前記取付具に対して移動することで、前記ウエイト収納部が前記軸線に対して近接及び離間することを特徴とする請求項１に記載のスイング式逆止弁。
3. 前記調整機構は、前記ウエイト収納部が前記軸線に対して近接及び離間することができる可動範囲内の任意の位置に前記ウエイト収納部を位置決め可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイング式逆止弁。

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