JP2562722B2 - 結露を防止したバタフライ弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、結露を防止するバタフライ弁に関し、更
に詳しくは管路を流過する流体と大気との温度差に基因
して、大気中に露出した外面に結露が生じて来るのを防
止するようにしたバタフライ弁に関する。

（従来の技術） 従来、冷房や冷凍用配管の如き低温流体が流過する管
路は、流過する流体と大気との温度差によって、大気中
の水分がバタフライ弁や管路の外面に結露して来るた
め、これらの外面を断熱性のカバーで被覆し結露を防止
する対策が採られている。

しかしながら、かかる断熱性のカバーによる被覆で
は、弁本体を含む弁軸筒の一部は被覆されるが、管路に
対して直交して延び出す弁軸筒の大部分並びに該弁軸筒
の外端に結露されるアクチュエータ等は、その形状が複
雑であると共に、管路とは方向性が異なっている為、断
熱被覆が困難であり断熱被覆することなく大気中に露出
されているのが現状である。このため露出した弁軸筒や
アクチュエータ外面に大気中の水分が結露し、結露した
水滴で腐触が発生したり、滴下した水滴で床面が汚れる
という問題があった。

そこで、かかる弁軸筒やアクチュエータを断熱カバー
で被覆することも行われているが、前述したように弁軸
筒やアクチュエータは管路と直交した方向に位置してい
るため、管路を被覆するカバーとは別体の断熱カバーが
必要となると共に、アクチュエータは外面形状が複雑
で、しかもバタフライ弁の機能、用途、使用場所、制御
方式等に応じて形状、構造が異なっているため、１つの
バタフライ弁に対して多種類の断熱カバーを用意しなけ
ればならない欠点があった。すなわち、第19図に示すよ
うに、バタフライ弁（１）は配管パイプ（２）（２）の
フランジ（３）（３）間に挟み込まれて締着されてお
り、配管パイプ（２）（２）並びにバタフライ弁（１）
の弁本体は断熱カバー（４）（５）で被覆されるが、配
管パイプ（２）（２）と直交する方向に延び出す弁軸管
（６）の外方部とアクチュエータ（７）は、該弁本体の
外周面を被覆する断熱カバー（５）では被覆することが
出来ない。そこで、別体の断熱カバー（８）を用意し、
弁軸筒（６）とアクチュエータ（７）とをこの別体の断
熱カバー（８）で被覆している。したがって、この別体
の断熱カバー（８）は前述したようにアクチュエータの
形状、構造毎に用意しなければならないと共に、開度指
針（９）を断熱カバー（８）の外部に延出して配設する
必要があり、構造が複雑となってしまう欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） そこで、本発明者は管路と直交する方向に延び出す弁
軸筒を含む弁本体の全外周面を断熱性の樹脂材料で一体
に被覆するバタフライ弁の構造を考案し、種々の実験を
繰り返した。その結果、このように全外周面を断熱性の
樹脂材料で被覆しても、断熱カバーから大気中に露出し
た弁軸筒外周面に結露が生じて来ることが判明した。こ
れは、断熱性被覆材料の内部に存在する金属芯部分を介
して流体の低温が伝達されて来るためと理解される。

そこで、この発明はバタフライ弁の弁本体を金属製の
シェル構造体と、該シェル構造体の全外表面を被覆する
断熱性の断熱被覆体とで構成し、シェル構造体の駆動側
弁軸筒を途中で終端させ、その終端部に断熱性被覆体を
連続させることにより、終端部との間に断熱性の樹脂材
料のみで形成した伝熱遮断部を設けて、被制御流体から
の低温の伝達を遮断し、大気中に露出する弁軸筒の外方
部分並びにアクチュエータの外表面に結露が生じないよ
うにせんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、第１の発明が採った手段
は、内部に円筒状の流体通路を画成した弁本体と、該弁
本体内に回動自在に配された円板状の弁体と、前記弁本
体内周面と前記弁体外周面との間に介挿された前記弁体
の外周面が接離する密閉材からなるシートリングと、前
記弁体の直径方向対向位置から外方へ延び出す駆動側と
遊動側の一対の弁棒とからなり、前記弁本体は直径方向
対向位置から外方へ延び出して前記弁棒を軸支し得る駆
動側弁軸筒と遊動側弁軸筒とを備えており、前記駆動側
弁軸筒の先端には取付部が形成されているバタフライ弁
において、前記弁本体は金属材料からなる内部のシェル
構造体と、該シェル構造体の全表面に所要の厚さで被覆
された断熱被覆体とから構成されており、前記シェル構
造体は弁本体の実質的な強度を提供し且断熱被覆体の厚
み分だけ小さな寸法を有すると共に駆動側弁軸筒の一部
と遊動側弁軸筒の芯となる部分が一体に形成されてお
り、断熱被覆体は駆動側弁軸筒の残部に相当する部分を
備えており、シェル構造体の駆動側弁軸筒の外端に伝熱
遮断部が設けられていることを特徴とする。

又、第２の発明が採った手段は、金属材料製のシェル
構造体と、該シェル構造体の全表面を被覆する断熱被覆
体とからなり、シェル構造体は流体通路を画成する略円
筒状の弁本体部と該弁本体部の直径方向対向位置から外
方へ延び出す弁軸筒部を有すると共に断熱被覆体の厚み
分だけバタフライ弁の規定寸法より小さな寸法に形成さ
れており、断熱被覆体は断熱性を有する合成樹脂材料か
らなり、前記シェル構造体の全表面に密着され一体化さ
れており、駆動側弁軸筒は、弁本体の外周面に適用され
そこを被覆する断熱カバーの被覆境界において前記シェ
ル構造体が終端しており、外方部は断熱被覆体を形成す
る断熱性合成樹脂材料で形成され、シェル構造体の前記
終端との間に断熱性合成樹脂材料のみからなる伝熱遮断
部が形成されていることを特徴とする。

（実施例） 以下に図面を参照しつつ、この発明の好ましい実施例
を詳細に説明する。図示のバタフライ弁（10）は従来周
知のバタフライ弁と実質的に同一の構造を有するもので
ある。すなわち図において（11）は内部に円筒状の流体
通路（12）を軸方向に貫通して形成した弁本体であり、
内部に円板状の弁体（13）が回動自在に軸支される。流
体通路（12）の内周面と弁体（13）との間には、軟弾性
のゴムや金属材料等からなるシートリング（14）が介挿
され、回動する弁体（13）の外周縁とシートリング（1
4）内周面との接離により、流体通路（12）の開放、閉
止並びに流量の制御が行われる。

弁体（13）の直径方向対向位置に、該弁体（13）を軸
支する駆動側と遊動側の１対の弁棒（15）が取り付けら
れ、該弁棒（15）は、弁本体（11）の外周面から直径方
向外方へ突出した駆動側並びに遊動側の弁軸筒（16）
（16′）内を延び出しており、駆動側の弁棒（15）の外
端には該弁棒（15）を駆動するアクチュエータ（図示せ
ず）が連結される。アクチュエータは駆動側軸筒（16）
の外端に設けられた取付板（17）上に取り付けられる。

第２図に示すように、弁本体（11）の内周面には、断
面状の環状凹溝（18）が形成され、フランジ面には円
周方向に延びる環状溝（19）が形成される。第３図に示
すようにシートリング（14）の内周面には、弁体（13）
の外周縁が接離する環状の山形の凸条（20）が形成され
ると共に、外周面には前記弁本体（11）内周面の環状凹
溝（18）に係入する断面 状の環状の突条（21）が形成
され、更にフランジ面には断面状の係合鍔部（22）が
シートリング（14）の円周方向に沿って環状に形成され
る。

シートリング（14）を弁本体（11）の内周面に装着す
るとき、環状突条（21）が環状凹溝（18）に係入し更に
環状溝（19）に係合鍔部（22）が係入して弁体（13）の
接離によりシートリング（14）がズレ動くのが防止され
る。

この発明は、かかる構造を有するバタフライ弁（10）
において、弁本体（11）、駆動側弁軸筒（16）の一部並
びに遊動側弁軸筒（16′）の芯部分となる弁本体部（2
5）、駆動側弁軸筒部（26）並びに遊動側弁軸筒部（2
7）を一体に形成した金属材料からなる内部のシェル構
造体（23）と該シェル構造体（23）の全表面に所要の厚
さで被覆され且、弁軸筒（16）の外方部と取付板（17）
とを形成する断熱被覆体（24）とから構成したことを特
徴とする。

尚、この明細書において駆動側弁軸筒（16）の外方部
とは、弁本体の外周面を被覆する断熱カバー（５）によ
って被覆されない弁軸筒の部分を指称し、内方部とは断
熱カバー（５）によって被覆される弁軸筒の部分を指称
するものとする。

シェル構造体（23）は、実質的に弁本体（11）の基本
的な形状を画定すると共に、駆動側弁軸筒（16）の弁本
体（11）に隣接する内方部を含み、弁本体の実質的な強
度を提供する。しかしながら、寸法的には、表面に被覆
される断熱被覆体（24）の厚み分だけ小さな寸法に形成
され、断熱被覆体（24）と合体して、規定の寸法が作出
される。

第２〜８図を参照して、シェル構造体（23）は、略円
筒状の弁本体部（25）と、該弁本体部（25）の直径方向
対向位置から外方へ延び出す駆動側弁軸筒部（26）（2
7）からなり、該駆動側弁軸筒部（26）は、実際の弁軸
筒（16）の途中で切断された長さに形成される。シェル
構造体（23）のこれら各部分（25）（26）（27）は、好
ましくはアルミダイカスト加工により一体に成形され
る。

弁本体部（25）の対向するフランジ面には、シートリ
ング（14）の係合鍔部（22）を係入する環状溝 （19）を形成するために、円周方向に凹設された条溝
（28）が形成されると共に、弁本体（11）の円周方向に
沿ってスリット状に延びる肉抜孔（29）が適宣の間隔を
おいて前記条溝（28）の内奥から弁本体 （11）の中心部に向かって形成される。

該肉抜孔（29）は、弁本体部（25）の軽量化をもたら
すと共に、弁本体部（25）の総熱容量を減少させる効果
がある。弁軸筒部（26）（27）には、複数の貫通孔（3
0）が該筒部の内外に貫通して形成される。該貫通孔（3
0）は断熱被覆体（24）の密着性と耐剥離強度を向上さ
せると共にシェル構造体の総熱容量を減少させる効果を
もつものであり、弁軸筒部（26）（27）の長さ及び肉厚
に応じて適宣の間隔と数の貫通孔を形成するものとす
る。

シェル構造体（23）の全表面は、断熱性を有する合成
樹脂材料、例えば硬質塩化ビニール、ナイロン等からな
る断熱被覆体（24）で被覆される。断熱被覆体（24）の
厚みは、バタフライ弁の使用条件、シェル構造体（23）
の伝熱性、断熱被覆体（24）の断熱性等を考慮しつつ適
宣選択されるが、シェル構造体（23）をアルミダイカス
ト製とし、断熱被覆体（24）を硬質塩化ビニールとした
場合、１〜３の厚みが適当であった。弁本体部（25）の
表面を被覆する断熱被覆体（24）は、第11図に示すよう
にフランジ面の前記肉抜孔（29）に嵌入して、強固に密
着し、剥離が防止される。又、第12、17図に示すように
弁軸筒部（26）（27）の表面を被覆する断熱被覆体（2
4）は貫通孔（30）に嵌入した樹脂材料により弁軸筒部
（26）（27）の内外面を被覆する層がアンカー状に結合
されるため、断熱被覆体（24）とシェル構造体（23）と
の密着性が向上し、剥離強度が増大する。断熱被覆体
（24）は好ましくは、シェル構造体（23）の外周面に射
出成形により一体に形成する。

このように、断熱被覆体（24）は、シェル構造体（2
3）の全表面を被覆して、弁本体（11）の実質的な外表
面を作出すると共に、駆動側弁軸筒（16）の外方部並び
に取付板（17）を形成する。すなわち、駆動側弁軸筒
（16）は、その略半分の長さまでシェル構造体（23）の
駆動側弁軸筒部（26）が芯金状態で内部に存在している
が、これより外方部（31）は断熱性樹脂材料によって形
成され、更に外端に取付板（17）が一体に形成される。

すなわち、シェル構造体が終端する端部と外方部との
間に断熱性の樹脂材料のみからなる伝熱遮断部（33）が
形成されており、この伝熱遮断部（33）においてシェル
構造体（23）を伝わって来た被制御流体からの熱の伝達
が遮断される。かくして、シェル構造体（23）を介して
伝達される被制御流体の温度は、駆動側弁軸筒部（26）
の途中で遮断され、断熱被覆体（24）によって形成され
る駆動側弁軸筒（16）の外方部（31）と取付板（17）に
は被制御流体の温度の伝熱が阻止される。

このため、これら弁軸筒外方部（31）や取付板（17）
の外表面に大気温度差による結露の発生が防止される。

駆動側弁軸筒（16）におけるシェル構造体（23）の弁
軸筒部（26）と断熱被覆体（24）との結合をより強固と
し、アクチュエータによってもたらされる回動トルクに
より結合部が破断するのを防止するために、第５、６、
12、15図に示すように、弁軸筒部（26）にその外端から
切欠スリット（32）を形成し、該切欠スリット（32）内
に断熱被覆体（24）を嵌入する。このような切欠スリッ
ト（32）内への断熱被覆体（24）の嵌入によってもたら
される強度は、きわめて大きく、実験の結果、駆動トル
クの約10倍近いねじり強度が測定された。

シェル構造体（23）の駆動側弁軸筒部（26）の長さ
は、後述する弁本体（11）の外周面を被覆する断熱カバ
ー（５）の軸方向長さより短く形成されており、金属製
の弁軸筒部（26）が断熱カバー（５）を越えて外部には
延出しないようにされている。

第18図を参照して、この発明のバタフライ弁の配管へ
の取付が説明される。弁本体（11）を配管パイプ（２）
のフランジ（３）（３）内に挟み込んで固着した後、従
来と同様に配管パイプ（２）の外周面と弁本体（11）の
外周面に断熱カバー（４）（５）を適用して被覆する。
断熱カバー（５）の適用により、弁本体（11）の外周面
と共に駆動側弁軸筒（16）の内方部と遊動側弁軸筒（1
6′）は被覆されるが、駆動側弁軸筒（16）の外方部（3
1）と取付板（17）は被覆されることなく大気中に露出
されている。しかしながら、この露出した駆動側弁軸筒
（16）の外方部（31）と取付板（17）は伝熱遮断部（3
3）により、金属製のシェル構造体（23）が存在する弁
軸筒の内方部から熱的に遮断されているため、被制御流
体からの温度は伝達されない。かくして、外方部（31）
と取付板（17）の外周面には、大気との温度差が生じて
来るおそれはなく、したがって結露が発生して来ること
はない。かかる結露防止効果は、本発明の実施品につい
て行った実験結果ではきわめて良好であった。又、この
実験において、駆動側弁軸筒（16）の全体を断熱カバー
（５）で被覆することなく大気に露出したところ、シェ
ル構造体（23）が存在する弁軸筒の内方部の外周面には
結露の発生が見られたが、シェル構造体（23）が存在し
ない外方部（31）と取付板（17）の外周面には結露の発
生がなく、結露の発生部分に明確な境界の存在が認めら
れた。

尚、断熱被覆体（24）を単に断熱性のみならず電気絶
縁性を有する材料としても良い。これにより、弁棒（1
5）が金属製のシェル構造体（23）と直接接触しない構
造である結果、熱絶縁性と共に、電気絶縁性を有したバ
タフライ弁を提供することが出来る。更に断熱被覆体
（24）の材料を耐薬品性や 触性或は耐摩耗性に優れた
材料とすることにより、それぞれの特性を有するバタフ
ライ弁を提供することも出来るであろう。

又、伝熱遮断部（33）により外方の弁軸筒（31）並び
に取付板（17）内に補強のために金属筒体や金属板を入
れることは弁軸筒の強度を向上せしめる上で好ましい。
但し、かかる補強用の金属筒体は伝熱遮断部において終
端していなければならない。

（作 用） 金属材料からなるシェル構造体の全表面を断熱性樹脂
材料からなる断熱被覆体で被覆してあるので、シェル構
造体の駆動側弁軸筒部の長さを選択することにより、伝
熱遮断部の位置を断熱カバーの大きさに応じて容易に設
定することが出来ると共に、機械的強度及び断熱性に優
れたバタフライ弁を得ることが出来る。かくして駆動側
弁軸筒の断熱カバーで被覆された内方部と被覆されない
外方部との間に、容易に伝熱遮断部を形成することが可
能となる。

断熱被覆体（24）は弁本体部（25）の肉抜孔（29）並
び弁軸筒部（26）（27）の貫通孔（30）への嵌入によ
り、密着性が向上し、耐剥離強度が増大する。

（発明の効果） この発明によれば、駆動側弁軸筒の外方部と内方部と
の間に存在する伝熱遮断部により、被制御流体の温度の
伝熱を断熱カバーで被覆される内方部で遮断するように
してあるので、被制御流体からの温度の伝熱は断熱カバ
ー内部において終端し、断熱カバーを越えて弁軸筒の外
方部に伝達されるのが阻止され、断熱カバーから露出し
た弁軸筒の外方部は大気温度と同等となる結果、温度差
により結露が発生して来るおそれがなくなる。かくし
て、弁軸筒外方部の外周面に結露が発生して来るおそれ
がないため、配管取付に際して格別な断熱処理作業が不
要となり、配管作業が簡便になる。

又、シェル構造体には、肉抜孔や貫通孔を形成し、断
熱被覆体をそこに嵌入させる密着強度と耐剥離強度を向
上させるようにしてあるので、バタフライ弁として充分
に機械的強度が大きく且耐久性のあるものを提供するこ
とが出来ると共に、肉抜孔や貫通孔によりシェル構造体
の総熱容量を減少させることが出来、より確実に結露防
止を図ることが出来る。

更に、断熱被覆体の材料を適宣選択することにより電
気絶縁性を有したバタフライ弁本体とすることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は外観斜視図、第２図は弁本体及び弁軸筒の斜視
図、第２図のシートリングの斜視図、第４図はシェル構
造体の外観斜視図、第５図は同正面図、第６図は同側面
図、第７図は第５図Ａ−Ａ′線に沿った断面図、第８図
は第５図Ｂ−Ｂ′線に沿った断面図、第９図は全体の正
面図、第10図は第９図Ｃ−Ｃ′線に沿った断面図、第11
図は第９図Ｄ−Ｄ′線に沿った断面図、第12図は第９図
Ｅ−Ｅ′線に沿った断面図、第13図はシェル構造体に断
熱被覆体を被覆した駆動側弁軸筒の縦断面図、第14図は
第13図Ｅ−Ｅ′線に沿った断面図、第15図は第13図Ｇ−
Ｇ′線に沿った断面図、第16図は第13図Ｈ−Ｈ′線に沿
った断面図、第17図は第13図Ｊ−Ｊ′線に沿った断面
図、第18図はこの発明のバタフライ弁の配管取付状態を
示す側面図、第19図は従来の断熱カバーによる断熱処理
例を示す側面図である。 （10）……バタフライ弁、（11）……弁本体 （12）……流体通路、（13）……弁体 （14）……シートリング、（15）……弁棒 （16）……弁軸筒、（17）……取付板 （18）……環状凹溝、（19）……環状溝 （20）……環状山条、（21）……環状突条 （22）……係合鍔部、（23）……シェル構造体 （24）……断熱被覆体、（25）……弁本体部 （26）……駆動側弁軸筒部、（27）……遊動側弁軸筒部 （28）……条溝、（29）……肉抜孔 （30）……貫通孔、（31）……外方部 （32）……内方部、（33）……伝熱遮断部

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に円筒状の流体通路を画成した弁本体
   と、該弁本体内に回動自在に配された円板状の弁体と、
   前記弁本体内周面と前記弁体外周面との間に介挿された
   前記弁体の外周面が接離する密封材からなるシートリン
   グと、前記弁体の直径方向対向位置から外方へ延び出す
   駆動側と遊動側の一対の弁棒とからなり、前記弁本体は
   直径方向対向位置から外方へ延び出して前記弁棒を軸支
   し得る駆動側弁軸筒と遊動側弁軸筒とを備えており、前
   記駆動側弁軸筒の先端には取付部が形成されているバタ
   フライ弁において、前記弁本体は金属材料からなる内部
   のシェル構造体と、該シェル構造体の全表面に所要の厚
   さで被覆された断熱被覆体とから構成されており、前記
   シェル構造体は弁本体の実質的な強度を提供し且断熱被
   覆体の厚み分だけ小さな寸法を有すると共に駆動側弁軸
   筒の一部と遊動側弁軸筒の芯となる部分が一体に形成さ
   れており、断熱被覆体は駆動側弁軸筒の残部に相当する
   部分を備えており、シェル構造体の駆動側弁軸筒の外端
   に伝熱遮断部が設けられていることを特徴とする結露を
   防止したバタフライ弁。
2. 【請求項２】伝熱遮断部が結露防止のために弁本体の外
   周面に適用される断熱性カバーの外端部に対応して位置
   付けられており、且弁軸筒を周囲して形成されているこ
   とを特徴とする請求項（１）記載のバタフライ弁。
3. 【請求項３】断熱被覆体が硬質塩化ビニールで形成され
   ていることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の
   バタフライ弁。
4. 【請求項４】断熱被覆体がナイロンからなることを特徴
   とする請求項（１）又は（２）記載のバタフライ弁。
5. 【請求項５】断熱被覆体が電気絶縁性を有していること
   を特徴とする請求項（１）又は（２）記載のバタフライ
   弁。
6. 【請求項６】金属材料製のシェル構造体と、該シェル構
   造体の全表面を被覆する断熱被覆体とからなり、シェル
   構造体は流体通路を画成する略円筒状の弁本体部と該弁
   本体部の直径方向対向位置から外方へ延び出す弁軸筒部
   を有すると共に断熱被覆体の厚み分だけバタフライ弁の
   規定寸法より小さな寸法に形成されており、断熱被覆体
   は断熱性を有する合成樹脂材料からなり、前記シェル構
   造体の全表面に密着され一体化されており、駆動側弁軸
   筒は、弁本体の外周面に適用されそこを被覆する断熱カ
   バーの被覆境界において前記シェル構造体が終端してお
   り、外方部は断熱被覆体を形成する断熱性合成樹脂材料
   で形成され、シェル構造体の前記終端との間に断熱性合
   成樹脂材料のみからなる伝熱遮断部が形成されているこ
   とを特徴とする結露を防止したバタフライ弁。
7. 【請求項７】シェル構造体の駆動側弁軸筒部に外端から
   切込スリットを形成し、該スリット内に嵌入する合成樹
   脂材料により、駆動側弁軸筒の内方部と外方部とを結合
   するようにしたことを特徴とする請求項（６）記載のバ
   タフライ弁。
8. 【請求項８】シェル構造体のフランジ面から内方へ向か
   って肉抜孔が複数形成され、該肉抜孔内に断熱被覆体が
   嵌入していることを特徴とする請求項（６）記載のバタ
   フライ弁。
9. 【請求項９】シェル構造体の弁軸筒部に複数の貫通孔が
   形成され、該弁軸筒部の内外面を被覆する断熱被覆体が
   貫通孔に嵌入された樹脂により結合されていることを特
   徴とする請求項（６）記載のバタフライ弁。
10. 【請求項１０】断熱被覆体を形成する合成樹脂材料が電
    気絶縁性を有していることを特徴とする請求項（６）
    （７）（８）又は（９）記載のバタフライ弁。
11. 【請求項１１】伝熱遮断部の外方に位置する弁軸筒の外
    方部内に金属製の補強筒体を入れ、該補強筒体は伝熱遮
    断部においてシェル構造体に接することなく終端してい
    ることを特徴とする請求項（６）乃至（10）のいずれか
    に記載のバタフライ弁。
12. 【請求項１２】駆動側弁軸筒の外端にアクチュエータを
    取り付けるための取付板を設けたことを特徴とする請求
    項（６）乃至（11）のいずれかに記載のバタフライ弁。