JP4086495B2

JP4086495B2 - 定流量充水機能を備えたバタフライ弁

Info

Publication number: JP4086495B2
Application number: JP2001316128A
Authority: JP
Inventors: 健睿石井; 敬一佐藤; 雅明北村; 章伸蓬莱
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2021-10-15
Also published as: JP2003120829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定流量充水機能を備えたバタフライ弁に関し、配管への充水時に定流量で流体を供給するバルブの技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配管の敷設時における初期充水時および再充水時においては、急激な充水によって満管状態にするとウォーターハンマー等によって配管が破損することがあるので、配管に設けたバタフライ弁を小開度に開栓して小流量で管路に充水している。
【０００３】
しかし、一般的なバタフライ弁は小開度における流量制御が困難であり、定流量供給することができず、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め算出することが困難であった。また、上流圧が高い場合にはバタフライ弁を小開度に開栓すると弁体の下流側にキャビテーションが発生することもあった。
【０００４】
ところで、小開度において正確な流量制御を行うバタフライ弁としては、実開昭５９−１０１０５４号に開示するように、弁室内に配置する弁体に外周面が球形をなす弁部片を設け、弁部片に流量調整用の凹溝を形成したものがある。
【０００５】
また、小開度におけるキャビテーションを抑制するバタフライ弁としては、実公平７−４３５５３号に開示するものがある。これは図１４に示すようなものであり、弁箱１の内部に弁体２を配置し、弁体２の弁軸３を介した左右の弁体片２ａ、２ｂのうちで、開栓時に上流側に移動する弁体片２ａの二次側面、および開栓時に下流側に移動する弁体片２ｂの一次側面にそれぞれ周状突縁４、５を設け、周状突縁４、５に多数の小通孔６、７を形成するものであり、小通孔６、７によって流体を分散させることでキャビテーションを抑制している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した実開昭５９−１０１０５４号に開示するものにおいては、弁体に流量調整用の凹溝を形成するために、弁体自体の厚みが薄い場合には弁体周縁部における凹溝の開口面積が小さくなって調整可能な流量が微少となり、凹溝の開口形状が弁体周縁部を切り欠いた形状であるために、わずかな開度の変動によって流量が変化する問題があった。
【０００７】
実公平７−４３５５３号に開示するものにおいては、周状突縁４、５に形成した小通孔６、７の存在によってキャビテーションを抑制することはできても、微小開度において周状突縁４、５と弁箱内周面（弁箱シート面）との間が開いているので、小通孔６、７が微小開度における流量制御に何ら寄与しないものであった。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、小開度において定流量の通水を行うことができる定流量充水機能を備えたバタフライ弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の定流量充水機能を備えたバタフライ弁は、弁箱内に内周面に沿って円環状に配置する弁箱シールリングと、弁棒の軸心周りに回転して全閉位置で弁箱シールリングに摺接する弁体と、開栓操作時の回転方向における弁体の背面側に設けるディスクテール部とを有してなり、ディスクテール部は、弁箱シールリングに摺接する外周面が球面状に湾曲し、一端が外周面に開口して他端が弁体の前記背面側に開口する通水孔を有し、外周面における反弁体側端部が弁体の小開度時に弁箱シールリングに摺接するシール部をなし、ディスクテール部のシール部が弁箱シールリングに摺接した状態で、弁体を介した弁箱内の上流側領域と下流側領域がディスクテール部の通水孔を通してのみ連通し、
弁棒の軸心からディスクテール部の外周面までの距離が弁棒の軸心から弁体の外周縁部までの距離よりも小さく、
弁体を全閉位置に回転した時、弁体の外周縁部とディスクテール部の外周面とが弁箱シールリングに同時に摺接するものである。
【００１０】
上記した構成において、開栓操作によって弁体を小開度に開栓し、ディスクテール部のシール部を弁箱シールリングに摺接させる。この状態において通水孔は全開状態となり、シール部が弁箱シールリングに摺接する状態を維持する弁体の所定回転範囲において通水孔の全開状態が安定的に維持される。
【００１１】
弁体の小開度における通水孔の全開によって、弁体を介した弁箱内の上流側領域と下流側領域はディスクテール部の通水孔を通してのみ連通し、上流側の配管から弁箱内に流入する水が通水孔を通して下流側の配管へ通水される。
【００１２】
通水孔を流れる流量は通水孔の流路形状に相応して予め定まっているので、定流量で下流側の配管へ充水することができ、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め算出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図６において、バタフライ弁の弁箱１１は両側のポート（図示省略）に上流側配管（図示省略）および下流側配管（図示省略）を接続するものである。
【００１５】
弁箱１１の内部には弁体１２を弁棒１３の軸心周りに回転自在に配置し、弁箱１１の内周面には円環状をなす弁箱シールリング１４を配置しており、弁体１２は全閉位置において周縁部が弁箱シールリング１４に摺接する。弁体１２は弁棒１３を介した左右の弁体片１２ａ、１２ｂの各々にディスクテール部１５をボルト１５ａ、１５ｂで固定装着しており、ディスクテール部１５は開栓操作時の弁体１２の回転方向における背面側に配置している。
【００１６】
ディスクテール部１５は弁体１２の板面から立ち上がった所定肉厚のテール部１６を有し、テール部１６の外周面が弁箱シールリング１４に摺接する球面状に湾曲している。図３に示すように、テール部１６には通水孔１７を形成しており、通水孔１７は一端がテール部１６の外周面に開口し、他端がテール部１６の裏面、つまり開栓操作時の弁体１２の背面側に開口している。
【００１７】
図６に示すように、開栓操作時に下流側に回動する弁体片１２ａに設けたディスクテール部１５において通水孔１７は弁体１２の背面側の開口が流入口１７ａをなし、テール部１６の外周面側の開口が排出口１７ｂをなす。開栓操作時に上流側に回動する弁体片１２ｂに設けたディスクテール部１５において通水孔１７はテール部１６の外周面側の開口が流入口１７ｃをなし、弁体１２の背面側の開口が排出口１７ｅをなす。通水孔１７はその開口形状が弁体１２の周方向に沿った長円形をなしており、このことで弁体１２の小開度において通水孔１７の開口面積を大きく設定できる。テール部１６は外周面における反弁体側端部が弁体１２の小開度時に弁箱シールリング１４に摺接するシール部１８をなしている。
尚、図２に示すように、弁棒１３の軸心からディスクテール部１５の外周面Ａまでの距離は弁棒１３の軸心から弁体１２の外周縁部Ｂまでの距離よりも小さい。
【００１８】
以下、上記した構成における作用を説明する。配管の敷設時の初期充水時および再充水時の操作の始めにおいて弁体１２は全閉状態にあり、急激な充水によって配管が破損することを防止するためにバタフライ弁を小開度に開栓して小流量で下流側配管に充水する。
【００１９】
図６に示すように、開栓操作によって弁体１２を小開度に開栓し、ディスクテール部１５のシール部１８を弁箱シールリング１４に摺接させる状態において通水孔１７を全開状態となす。このとき、シール部１８が弁箱シールリング１４に摺接する状態を維持することが可能な弁体１２の所定回転範囲において通水孔１７はその全開状態が安定的に維持される。
【００２０】
弁体１２の小開度における通水孔１７の全開によって、弁体１２を介した弁箱１３の内部の上流側領域と下流側領域はディスクテール部１５の通水孔１７を通してのみ連通し、上流側の配管から弁箱１１に流入する水が通水孔１７を通して下流側の配管へ通水される。
【００２１】
このとき、通水孔１７を流れる流量は通水孔１７の流路断面積等の流路形状に相応して予め定まっているので、定流量で下流側の配管へ充水することができ、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め算出することができる。
【００２２】
図７に示すように、通水孔１７は流入口１７ａ、１７ｃに比べて流出口１７ｂ、１７ｄが小径のテーパ状に形成することもできる。この構成によれば、通水孔１７を通過する流水によるキャビテーションの発生を抑制できる。
【００２３】
また、通水孔１７の開口形状は長円形に限らず、図８〜図９に示すように、三角形状に形成することもでき、図１０〜図１１に示すように、真円形状に形成することもでき、図１２〜図１３に示すように、小円形孔を多数形成することもでき、いずれにおいてもテーパ状に形成することも可能である。
【００２４】
さらに、上述した実施の形態ではディスクテール部１５を弁体１２とは別体の部材としたが、ディスクテール部１５と弁体１２とを一体的に成形することもできる。また、弁体１２の全開時におけるテール部１６の抵抗性を減じるために、ディスクテール部１５を背面側が平坦面をなす厚板形状の弁体とすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弁体を小開度に開栓した状態において通水孔はシール部が弁箱シールリングに摺接する状態を維持することが可能な弁体の所定回転範囲において全開状態を安定的に維持することができる。この通水孔の全開状態において弁体を介した弁箱内の上流側領域と下流側領域はディスクテール部の通水孔を通してのみ連通し、通水孔を流れる流量は通水孔の流路形状に相応して予め定まっているので、定流量で下流側の配管へ充水することができ、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における定流量充水機能を備えたバタフライ弁の断面図である。
【図２】同バタフライ弁の弁体を示す断面図である。
【図３】同バタフライ弁の弁体を示す平面図である。
【図４】同バタフライ弁の弁体を示す正面図である。
【図５】同バタフライ弁の全閉状態を示す断面図である。
【図６】同バタフライ弁の小開度状態を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態における弁体を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における弁体を示す平面図である。
【図９】同弁体の正面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態における弁体を示す平面図である。
【図１１】同弁体の正面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態における弁体を示す平面図である。
【図１３】同弁体の正面図である。
【図１４】従来のバタフライ弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１１弁箱
１２弁体
１２ａ、１２ｂ弁体片
１３弁棒
１４弁箱シールリング
１５ディスクテール部
１５ａ、１５ｂボルト
１６テール部
１７通水孔
１７ａ、１７ｃ流入口
１７ｂ、１７ｅ排出口
１８シール部

Claims

弁箱内に内周面に沿って円環状に配置する弁箱シールリングと、弁棒の軸心周りに回転して全閉位置で弁箱シールリングに摺接する弁体と、開栓操作時の回転方向における弁体の背面側に設けるディスクテール部とを有してなり、ディスクテール部は、弁箱シールリングに摺接する外周面が球面状に湾曲し、一端が外周面に開口して他端が弁体の前記背面側に開口する通水孔を有し、外周面における反弁体側端部が弁体の小開度時に弁箱シールリングに摺接するシール部をなし、ディスクテール部のシール部が弁箱シールリングに摺接した状態で、弁体を介した弁箱内の上流側領域と下流側領域がディスクテール部の通水孔を通してのみ連通し、
弁棒の軸心からディスクテール部の外周面までの距離が弁棒の軸心から弁体の外周縁部までの距離よりも小さく、
弁体を全閉位置に回転した時、弁体の外周縁部とディスクテール部の外周面とが弁箱シールリングに同時に摺接することを特徴とする定流量充水機能を備えたバタフライ弁。