JP2016038082A

JP2016038082A - 逆止弁

Info

Publication number: JP2016038082A
Application number: JP2014163776A
Authority: JP
Inventors: 匡章隈元; Tadaaki Kumamoto
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: JP6425451B2

Abstract

【課題】低流量時においてチャタリング現象を抑制し得る逆止弁を提供すること。
【解決手段】逆止弁１は、ケーシング１０と弁部２１と覆い部材３０とコイルバネ４０とを備える。ケーシング１０は、流入口１３および流出口１４と弁室１５とを有する。弁部２１は、上下流方向に変位することによって流入口１３を開閉する。覆い部材３０は、上下流方向に変位可能に構成され、流入口１３および弁部２１を下流側から覆って弁部２１の変位空間３６を区画形成する一方、変位空間３６と外部とを連通させる連通孔３５が形成される。コイルバネ４０は、覆い部材３０を上流側へ付勢するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、一方向の流体流れのみを許容する逆止弁に関する。

従来より、例えば特許文献１に開示されるように、弁体を流入口へ付勢するバネを備えた逆止弁がよく知られている。この逆止弁は、流体の流入口（入口）および流出口（出口）を有するケーシング内に、流入口を開閉する弁体と、該弁体の下流側に設けられて該弁体を流入口へ付勢するコイルバネとを備えている。このような逆止弁では、流入口側の流体圧力が、流出口側の流体圧力とコイルバネの付勢力の合計よりも大きくなると、弁体が下流側へ変位して流入口が開く。これにより、流入口から流出口への流体の流れが許容される。また、流入口側の流体圧力が、流出口側の流体圧力とコイルバネの付勢力の合計よりも小さくなると、弁体が上流側へ変位して流入口が閉じられる。これにより、流出口から流入口への流体の流れは阻止される。

特開平１０−３０７４３号公報

上述した従来の逆止弁では、低流量時（流体の流量が少ないとき）に、弁体が頻繁に開閉動作を繰り返して振動するというチャタリング現象が発生する場合があった。つまり、低流量時では、流体圧力が不安定となり流体の圧力変動（圧力脈動）が頻繁に生じるため、弁体が短いサイクルで開閉動作を繰り返してしまう。チャタリング現象は、騒音を招くだけでなく、弁体や弁座等の磨耗を引き起こして寿命の低下を招いてしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低流量時においてチャタリング現象を抑制し得る逆止弁を提供することにある。

本発明に係る逆止弁は、ケーシングと、弁部と、覆い部材と、バネとを備えている。上記ケーシングは、弁室と、該弁室の上流側および下流側に形成された流体の流入口および流出口とを有する。上記弁部は、上記弁室に収容され、上下流方向に変位することによって上記流入口を開閉するものである。上記覆い部材は、上記弁室において上下流方向に変位可能に収容され、上記流入口および上記弁部を下流側から覆って該弁部の変位空間を区画形成する一方、上記変位空間と外部とを連通させる連通孔が形成されている。上記バネは、上記覆い部材を上流側へ付勢するものである。

以上のように、本発明によれば、流入口を開閉する弁部を概ね自由状態で設け、弁部および流入口の周囲を覆って弁部の変位空間を区画形成すると共に変位空間と外部とを連通させる連通孔が形成された覆い部材を設け、該覆い部材をバネによって上流側へ付勢するようにした。そのため、通常流量時には、図３に示すように、弁部が下流側へ変位して流入口を開くと共に、覆い部材がバネの付勢力に抗して下流側へ変位する。したがって、通常流量の流体を通過させることができる。これに対し、低流量時には、図２に示すように、弁部が下流側へ変位して流入口を開く一方、覆い部材は変位しない。この状態において、流入口から変位空間に流入した流体は、連通孔を通じて外部（弁室）に流れ、流出口から流出する。ここで、流体の圧力変動が生じても、弁部にはバネの付勢力が作用していないため、弁部は常に下流側へ押された状態となる。そのため、弁部は下流側へ変位したまま移動しない。したがって、低流量時において、弁部が短いサイクルで開閉動作を繰り返すチャタリング現象を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る逆止弁の概略構成を示す断面図である。図２は、実施形態に係る逆止弁の低流量時の状態を示す断面図である。図３は、実施形態に係る逆止弁の通常流量時の状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態の逆止弁１は、液体や気体等の流体が流れる配管に設けられるものである。図１に示すように、逆止弁１は、ケーシング１０と、弁体２０と、覆い部材３０と、コイルバネ４０と、バネ受け部材４５とを備えている。

ケーシング１０は、上流側部材１１と下流側部材１２とが螺合して略円筒状に形成されている。ケーシング１０の軸方向は、流体の流れ方向（上下流方向）と一致している。ケーシング１０では、軸方向両端に流入口１３と流出口１４が形成されている。流入口１３および流出口１４は円形に形成されている。ケーシング１０は、流入口１３と流出口１４との間に弁室１５が形成されている。つまり、ケーシング１０では、弁室１５の上流側に流入口１３が形成され、弁室１５の下流側に流出口１４が形成されている。流入口１３の内縁部には、環状の弁座１６が形成されている。

弁室１５には、弁体２０、覆い部材３０、コイルバネ４０およびバネ受け部材４５が収容されている。ケーシング１０、弁体２０、覆い部材３０、コイルバネ４０およびバネ受け部材４５は、互いに同軸に設けられている。

弁体２０は、弁部２１と軸部２２を有している。弁部２１は、円盤形（ディスク形）に形成され、流入口１３を開閉する。軸部２２は、断面が円形の上下流方向に延びる軸であり、弁部２１の下流側に接続されている。軸部２２は、弁部２１と同軸（弁部２１の中心）に設けられ、弁部２１に一体形成されている。弁体２０は、上下流方向に変位（移動）することによって弁部２１が流入口１３を開閉する。つまり、弁部２１が上流側へ変位して弁座１６に着座すると流入口１３が閉じられ、弁部２１が下流側へ変位して弁座１６から離座すると流入口１３が開く。

覆い部材３０は、一端が開放された円形のやや扁平な箱状に形成されている。覆い部材３０は、閉塞端３１が下流側に位置し開放端３３が上流側に位置する状態で上下流方向に変位可能に構成されている。また、覆い部材３０は、流入口１３および弁部２１を下流側から覆って弁部２１の変位空間３６を区画形成するように配置されている。つまり、変位空間３６は、覆い部材３０の開放端３３が上流側部材１１の端面１７（弁室１５を形成する流入口１３側の面）に接することで覆い部材３０と端面１７との間に形成される閉空間である。こうして、弁体２０の弁部２１は変位空間３６に収容された状態となる。また、ケーシング１０の下流側部材１２には、覆い部材３０を上下流方向に案内（ガイド）する複数のリブ１２ａが形成されている。リブ１２ａは、弁室１５を形成する下流側部材１２の内周面に形成されている。リブ１２ａは、下流側部材１２の内周面から突出しており、覆い部材３０の側壁３２に沿うように上下流方向に延びている。つまり、覆い部材３０は下流側部材１２のリブ１２ａに沿って上下流方向に変位する。

覆い部材３０の閉塞端３１には、中央に案内孔３４が形成されている。案内孔３４は、弁体２０の軸部２２が上下流方向に変位可能に挿入され、弁体２０が上下流方向に変位可能に軸部２２を支持している。つまり、弁体２０は上下流方向に変位可能に覆い部材３０によって支持されている。また、覆い部材３０の閉塞端３１には、外縁部に複数の連通孔３５が形成されている。連通孔３５は、変位空間３６とその外部（弁室１５）とを連通させるものである。

コイルバネ４０は、一端（上流側の端部）が覆い部材３０の閉塞端３１に接し、他端（下流側の端部）がバネ受け部材４５に接している。コイルバネ４０は、覆い部材３０を上流側へ付勢するものであり、本発明に係るバネを構成している。バネ受け部材４５は、コイルバネ４０を受けて支持するものである。バネ受け部材４５には、中央に一つの流通孔４６と、外周側に複数の流通孔４７が形成されている。流通孔４６，４７は、流体が流れる孔である。

〈開閉動作〉
本実施形態の逆止弁１では、流量が比較的多い通常流量時と、流量が少ない低流量時とでは開閉動作が異なる。通常流量時では、図２に示すように、先ず、弁体２０が上流側（流入口１３側）の流体圧力により下流側へ変位（移動）して離座する。これにより、流入口１３が開く。流入口１３が開くと、流体が流入口１３から閉空間の変位空間３６に流入する。変位空間３６では、流体が連通孔３５を通じて弁室１５に流出しながらも、圧力が上昇する。そして、変位空間３６の圧力（流体圧力）が下流側（流出口１４側）の流体圧力（コイルバネ４０の付勢力含む）よりも高くなると、図３に示すように、覆い部材３０がコイルバネ４０の付勢力に抗して下流側へ変位（移動）する。つまり、覆い部材３０は上流側部材１１の端面１７から離隔する。このとき、弁体２０も覆い部材３０と共に下流側へ変位する。これにより、流体は、流入口１３から直接弁室１３に流入して流出口１４から流出する。こうして、通常流量時は、比較的多い流量の流体を流すことができる。

次に、低流量時では、図２に示すように、弁体２０が上流側（流入口１３側）の流体圧力により下流側へ変位（移動）して離座する。これにより、流入口１３が開く。流入口１３が開くと、流体が流入口１３から閉空間の変位空間３６に流入する。変位空間３６では、流体が連通孔３５を通じて弁室１５に流出する。また、変位空間３６では、流入口１３から流入する流体の流量が少ないため、圧力がコイルバネ４０の付勢力を含めた下流側の流体圧力よりも高くならない。そのため、覆い部材３０は変位せずに上流側部材１１の端面１７に接したままとなる。したがって、この低流量時では、流入口１３から変位空間３６に流入した流体は、連通孔３５を通じて弁室１３に流出し、その後、流出口１４から流出する。こうして、低流量時は、覆い部材３０が変位しなくても流体を確実に流すことができる。

ここで、上述した低流量時において、圧力変動（圧力脈動）が生じた場合、弁体２０にはコイルバネ４０の付勢力が作用していないため、弁体２０は常に下流側へ押された状態となる。つまり、低流量時において、弁体２０には上流側の流体圧力と下流側の流体圧力のみが作用しており、圧力変動が生じても、下流側の流体圧力が上流側の流体圧力よりも高くなることはないため、弁体２０は常に下流側へ押された状態となる。そのため、弁体２０は下流側へ変位したまま移動しないので、弁体２０が短いサイクルで開閉動作を繰り返すチャタリング現象が抑制される。

以上のように、上記実施形態の逆止弁１では、流入口１３を開閉する弁部２１を有する弁体２０を概ね自由状態で設け、弁部２１および流入口１３の周囲を覆って弁部２１の変位空間３６を区画形成すると共にコイルバネ４０によって上流側へ付勢される覆い部材３０を設けるようにした。そのため、低流量時において流体の圧力変動が生じても、弁体２０（弁部２１）にはコイルバネ４０の付勢力が作用していないため、弁体２０（弁部２１）を下流側へ変位した状態で維持することができる。したがって、低流量時において、弁体２０（弁部２１）が頻繁に開閉動作を繰り返すチャタリング現象を抑制することができる。よって、騒音や弁体２０等の磨耗を軽減し得る逆止弁１を提供することができる。

また、上記実施形態の逆止弁１では、上下流方向に延びる軸部２２を弁部２１の下流側に接続すると共に、覆い部材３０には軸部２２が上下流方向に変位可能に挿入される案内孔３４を形成するようにした。そのため、弁体２０（弁部２１）を上下流方向に変位可能に支持することができる。

なお、上記実施形態の逆止弁１は、以下のように構成するようにしてもよい。

例えば、弁体２０（弁部２１）を上下流方向に変位可能に支持する構成として、弁部２１の外周に覆い部材３０の側壁３２内面と接（摺接）する複数の突起を設けるようにしてもよいし、覆い部材３０の側壁３２内面に弁部２１の外周と接（摺接）する複数のリブを設けるようにしてもよい。つまり、上述した突起およびリブは、弁体２０（弁部２１）を支持すると共に上下流方向に案内する機能を有する。この場合、弁体２０の軸部２２および覆い部材３０の案内孔３４は省略される。

また、上記実施形態の逆止弁１では、下流側部材１２に設けたリブ１２ａによって覆い部材３０を上下流方向に案内する（変位させる）ようにしたが、本発明はこれに代えて、覆い部材３０の側壁３２外面に下流側部材１２の内周面（弁室１５を形成する下流側部材１２の内周面）と接（摺接）する突起やリブを設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態の逆止弁１は、弁体２０の軸部２２を下流側へ延長してバネ受け部材４５の中央の流通孔４６に挿入し、延長した軸部を覆い部材３０の案内孔３４とバネ受け部材４５の流通孔４６とで支持するようにしてもよい。この場合、軸部によって、弁体２０（弁部２１）だけでなく覆い部材３０も上下流方向に変位（案内）させることができるため、下流側部材１２に設けたリブ１２ａは省略される。

また、上記実施形態において、覆い部材３０の連通孔３５は、閉塞端３１ではなく、側壁３２に形成するようにしてもよいし、開放端３３を切り欠くことによって形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、弁体２０の弁部２１は円盤形以外の形状であってもよいし、覆い部材３０は円形以外の箱状に形成するようにしてもよい。

本発明は、一方向の流体流れのみを許容する逆止弁について有用である。

１逆止弁
１０ケーシング
１３流入口
１４流出口
１５弁室
２１弁部
２２軸部
３０覆い部材
３４案内孔
３５連通孔
３６変位空間
４０コイルバネ（バネ）

Claims

弁室と、該弁室の上流側および下流側に形成された流体の流入口および流出口とを有するケーシングと、
上記弁室に収容され、上下流方向に変位することによって上記流入口を開閉する弁部と、
上記弁室において上下流方向に変位可能に収容され、上記流入口および上記弁部を下流側から覆って該弁部の変位空間を区画形成する一方、上記変位空間と外部とを連通させる連通孔が形成された覆い部材と、
上記覆い部材を上流側へ付勢するバネとを備えている逆止弁。
請求項１に記載の逆止弁において、
上記弁部の下流側には、上下流方向に延びる軸部が接続され、
上記覆い部材は、上記軸部が上下流方向に変位可能に挿入される案内孔が形成されている逆止弁。