JP4141241B2 - バルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁箱内に弁体が軸芯周りで回動操作自在に収納され、弁箱の弁座とそれに相対回動自在に摺接する弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成されているとともに、弁体を回動操作する弁回動操作手段が設けられているバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブでは、弁体の回動操作軸芯方向両側部に突出する弁軸を、弁箱に対して回動操作軸芯方向での移動を阻止した状態で回動のみ自在に支承するとともに、弁体の自重や弾性体の弾性復元力等を利用した付勢手段の付勢力により、弁箱の弁座と弁体のシール面とを常時摺接状態に維持するように構成していた（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−１０５０９１号公報（第２図）
【特許文献２】
実開平３−８０１６５号公報（第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のバルブでは、弁箱の弁座と弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成され、かつ、弁箱の弁座と弁体のシール面とが常時摺接状態に付勢維持されているため、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めることができるものの、弁体の回動操作時の摺接抵抗が大きくなるため、弁回動操作手段による操作が重くなるばかりでなく、弁箱の弁座と弁体のシール面との焼付けを招来する可能性がある。
【０００５】
また、弁箱の弁座及び弁体のシール面の摩耗、又は、シール材の塑性変形等によってシール性能が使用限界まで低下したとき、配管経路に介装されているバルブを撤去して、それを修理するか、若しくは、新しいバルブに取り換える必要があり、それの修理又は取り換え作業が完了するまで流体の供給が中断されるとともに、保守コストの高騰化を招来し易い。
【０００６】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めながらも、弁回動操作手段による弁体の回動操作を焼付きのない状態で容易に行うことのできるバルブを提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による特徴構成は、弁箱内に弁体が軸芯周りで回動操作自在に収納され、弁箱の弁座とそれに相対回動自在に摺接する弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成されているとともに、弁体を回動操作する弁回動操作手段が設けられているバルブであつて、
前記弁体と弁回動操作手段との連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯の他端側に強制移動させる弁移動操作手段が設けられ、前記弁箱が、回転操作軸芯方向の他端側に向かって開口する弁室を備えたケーシングと、弁室の開口を密閉する蓋体とから構成されているとともに、弁体の回動操作軸芯方向の他端側に位置する弁軸が、蓋体に貫通状態で抜止め支持されているとともに、蓋体の外面側に、弁体の弁軸に連係する弁回動操作手段及び弁移動操作手段が組付けられており、前記弁体の弁軸には、回動操作軸芯方向での相対移動を許容し、かつ、一体的に回転する弁回動操作手段の回転操作体が外嵌され、前記回動操作手段の回転操作体と蓋体との間には、回転操作体の回転摺接抵抗を調節するスリップ防止機構が組付けられている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、弁箱の弁座と弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成され、かつ、弁箱の弁座と弁体のシール面とが摺接状態に維持されているため、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めることができる。それでいて、弁回動操作手段によって弁体を回動操作するときには、弁移動操作手段を操作して、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯の他端側に強制移動させることにより、弁箱の弁座と弁体のシール面との摺接が解除されるため、弁体を小さな操作力で回動させることができる。
【０００９】
また、弁体の回動操作が終了したときには、弁移動操作手段を操作して、弁体を元の設定弁体配置位置に強制移動させることにより、弁箱の弁座と弁体のシール面とを所期の適切な摺接状態に戻すことができる。
従って、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めながらも、弁回動操作手段による弁体の回動操作を焼付きのない状態で容易に行うことができる。
【００１０】
さらに、弁箱の一方の構成部材である蓋体に弁体及びそれを操作する弁回動操作手段、弁移動操作手段が予め組付けられているから、弁回動操作手段及び弁移動操作手段に対する組付け作業、保守点検作業を蓋体の外面側の広い空間において容易に行うことができる。
加えて、弁移動操作手段を操作して、弁体を回動操作軸芯方向に強制移動させる際、スリップ防止機構によって付与された回転操作体の回転摺接抵抗により、弁体が共連れ回動することを良好に抑制することができる。
【００１１】
本発明の請求項２によるバルブの特徴構成は、前記弁移動操作手段に、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯方向の一端側にも強制移動させるための移動操作代が設けられている点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、弁箱の弁座及び弁体のシール面が摺接の繰り返しに連れて次第に摩耗、又は、シール材が塑性変形したとき、弁移動操作手段を操作して、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯方向の一端側に摩耗代、又は、塑性変形代だけ強制移動させることにより、弁箱の弁座と弁体のシール面とを所期の摺接状態又はそれに近い状態に修正することができるから、従来のような流体供給の中断を回避することができるとともに、保守点検コストの低廉化を図ることができる。
【００１３】
本発明の請求項３によるバルブの特徴構成は、前記弁回動操作手段の回動操作を阻止するロック状態と回動操作を許容するロック解除状態とに切換え操作自在なロック機構が設けられている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、弁移動操作手段を操作して、弁体を回動操作軸芯方向に強制移動させる際、ロック機構をロック状態に切換え操作しておくことにより、弁体の共連れ回動を確実に防止することができる。
【００１７】
本発明の請求項４によるバルブの特徴構成は、前記弁体の弁軸に、弁軸に対して回動操作軸芯方向から螺合される弁移動操作手段の送り操作軸が設けられている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、弁回動操作手段及び弁移動操作手段を、弁体の一方の弁軸周りにコンパクトに構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図1 は水道管用水力発電設備を示し、地中に埋設された水道管１のうち、掘削箇所の周囲に鋼矢板２等を打込んで構築された作業ピット３内に位置する水道管１の水力発電設置相当箇所に、バイパス流路を形成するバイパス配管４が連通接続され、このバイパス配管４の中間管部４Ａに、水流で回転するタービン５Ａ及びタービン５Ａの回転出力軸５Ｂに連動連結された発電機５Ｃを備えた発電ユニット５が取付けられている。
【００２２】
また、水道管１とバイパス配管４の分岐管部４Ｂとの分岐箇所には、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作位置（図２のイ参照）と、水道管１の上流側流路Ｗ１とバイパス配管４の分岐側流路Ｗ３とが連通する第２操作位置（図２のロ参照）と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管４の分岐側流路Ｗ３とが連通する第３操作位置（図２のハ参照）とに切換操作自在な弁体６を備えた本発明のバルブの一例である三方弁Ｖが介装されているとともに、水道管１とバイパス配管４の合流管部４Ｃとの合流箇所には、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作位置（図２のイ参照）と、パイパス配管４の合流側流路Ｗ４と水道管１の下流側流路Ｗ２とが連通する第４操作位置（図２のニ参照）と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管４の合流側流路Ｗ４とが連通する第３操作位置（図２のハ参照）とに切換操作自在な弁体６を備えた本発明のバルブの一例である三方弁Ｖが介装されている。
【００２３】
そして、水道管１とバイパス配管４との分岐箇所に介装された三方弁Ｖの弁体６、及び、水道管１とバイパス配管４との合流箇所に介装された三方弁Ｖの弁体６を夫々第１操作位置に切換え操作することにより、バイパス配管４を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、分岐箇所の三方弁Ｖ１の弁体６を第２操作位置に、合流箇所の三方弁Ｖの弁体６を第４操作位置にそれぞれ切換え操作することにより、バイパス配管４の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の途中部分を閉止して、バイパス配管４を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、両三方弁Ｖの弁体６を夫々第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を水道管１とバイパス配管４とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００２４】
次に、前記三方弁Ｖの構造について説明すると、図２〜図６に示すように、弁体６を上下方向の軸芯Ｙ周りで回動操作自在に収納する弁箱７が、三つの接続管部７ａを備え、かつ、それらに連通する弁室７ｂを回転操作軸芯Ｙ方向の他端側である上方側に向かって開口形成してあるケーシング７Ａと、弁室７ｂの開口を密封する状態でケーシング７Ａの上側連結フランジ部７ｃにボルト８・ナット９で脱着自在に締付け固定される蓋体７Ｂとから構成されているとともに、前記ケーシング７Ａの弁座７ｄとそれに相対回動自在に摺接する弁体６のシール面６ａとが、回動操作軸芯方向の一端側である下方側ほど小径となるテーパー面に形成され、更に、弁体６のシール面６ａには、該弁体６が前述の第１操作位置から第４操作位置の何れかに位置するとき、ケーシング７Ａの弁座７ｄとの間を密封するシール材１１が装着されている。
【００２５】
前記弁体６の上側部の回転操作軸芯Ｙ相当位置には、蓋体７Ｂに形成された軸受け孔７ｅにブッシュ１０を介して貫通状態で回動ならびに回転操作軸芯Ｙ方向に移動自在に支承される第１弁軸６Ａが、複数本のボルト１６・ナット１７で締付け固定されているとともに、弁体６の下側部の回転操作軸芯Ｙ相当位置には、ケーシング７Ａの底壁部７ｆに形成された軸受け凹部７ｇにブッシュ１０を介して回動ならびに回転操作軸芯Ｙ方向に移動自在に支承される第２弁軸６Ｂが一体形成されている。
【００２６】
そして、前記弁箱７の蓋体７Ｂの外面側（上面側）には、弁体を回転操作軸芯Ｙ周りで回動操作する弁回動操作手段Ａと、この弁回動操作手段Ａと弁体６との連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して回動操作軸芯Ｙの他端側である上方側に強制移動させる弁移動操作手段Ｂ、及び、弁体６が前述の第１操作位置から第４操作位置の何れかに位置するとき、弁回動操作手段Ａの回動操作を阻止するロック状態と回動操作を許容するロック解除状態とに切換え操作自在なロック機構Ｃとが組付けられている。
【００２７】
前記弁回動操作手段Ａは、図３〜図５に示すように、弁体６の第１弁軸６Ａに、栓操作レバー等の人為操作具に対するスプライン状の操作用係合部１２ａを形成してある回転操作体１２が外嵌され、この回転操作体１２の内周面には、第１弁軸６Ａに嵌着されたキー１３に係合するキー溝１２ｂが形成されていて、回転操作体１２が、弁体６の第１弁軸６Ａに対して回動操作軸芯Ｙ方向での相対摺動を許容する状態で一体回転するように構成されている。
【００２８】
また、前記回転操作体１２の下端側に形成された鍔部１２ｃは、蓋体７Ｂの外面にボルト１８で締付け固定された取付け基板１４の凹部１４ａとこれにボルト１９で締付け固定された筒状ケース１５とで形成される取付け空間２０内に上下方向の一定範囲内で移動自在に組付けられているとともに、回転操作体１２の鍔部１２ｃと筒状ケース１５の上端に形成された鍔部１５ａとの間には、回転操作体１２を相対回転自在に保持するサポートリング２１が介装され、更に、回転操作体１２の下端面と取付け基板１４の凹部１４ａとの間には、回転操作体１２の回転摺接抵抗を調節するスリップ防止機構２２が組付けられている。
【００２９】
前記スリップ防止機構２２は、回転操作体１２の下端面に嵌合保持された座金２２ａに接当する第１プレート２２ｂと、取付け基板１４の凹部１４ａに下方から螺合された複数の調節ネジ２２ｃの先端に接当する第２プレート２２ｄと、この両プレート２２ｂ，２２ｄ間に介装される皿バネ２２ｅとから構成されていて、調節ネジ２２ｃの螺合操作により回転操作体１２の回転摺接抵抗を調節するように構成されている。
【００３０】
前記弁移動操作手段Ｂは、図３〜図５に示すように、弁体６の第１弁軸６Ａに形成されたネジ孔６ｂに、レンチ等の人為操作具に対する回転操作用キャップ２３を備えた送り操作軸２４の雄ネジ部２４ｂが、回転操作軸芯Ｙ方向から螺合され、この送り操作軸２４の上下中間部に形成された鍔部２４ａが、回転操作体１２の上端側に形成された凹部１２ｃとこれを密封する状態でボルト２６にて締め付け固定された蓋板２５との間に相対回転自在に組付けられていて、回転操作用キャップ２３を介して送り操作軸２４を回転操作すると、これに螺合された弁体６の第１弁軸６Ａが回転操作軸芯Ｙである上下方向に沿って強制移動されるように構成されている。
【００３１】
また、設定弁体配置位置にある弁体６の上側部とこれに上下方向で相対向する弁箱７の蓋体７Ｂとの間には、設定弁体配置位置にある弁体６の上方への強制移動を許容する空隙（融通）が形成されているとともに、弁体６の第１弁軸６Ａの上端面と送り操作軸２４の雄ネジ部２４ｂの最上端位置との間には、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して回動操作軸芯Ｙの他端側である上方側に強制移動させる移動操作代が形成されている。
【００３２】
更に、設定弁体配置位置にある弁体６の下側部とこれに上下方向で相対向する弁箱７のケーシング７Ａの底壁部７ｆとの間には、設定弁体配置位置にある弁体６の下方への強制移動を許容する空隙（融通）が形成されているとともに、送り操作軸２４の雄ネジ部２４ｂの最下端位置と第１弁軸６Ａのネジ孔６ｂの最奥位置との間には、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して回動操作軸芯Ｙの一端側である下方側に強制移動させる移動操作代が形成されている。
【００３３】
また、前記蓋板２５には、送り操作軸２４の操作回転数を検出して、第１弁軸６Ａのネジ孔６ｂと送り操作軸２４の雄ネジとの螺合箇所でのネジピッチから設定弁体配置位置にある弁体６の移動量を演算してデジタル表示する検出器２７が設けられている。
【００３４】
前記ロック機構Ｃは、図５、図６に示すように、取付け基板１４に、レンチ等の人為操作具に対する回転操作用係合部２８ａを備えた操作軸２８を、弁体６の回転操作軸芯Ｙと平行な縦軸芯周りで回転操作自在に取付けるとともに、回転操作体１２の鍔部１２ｃの周方向４箇所には、弁体６が前述の第１操作位置から第４操作位置までの何れに位置する場合でも、操作軸２８に設けた扇状のカム２９が筒状ケース１５に形成した開口を通して係合することにより、回転操作体１２の回転を阻止する弧状の係合凹部３０が形成されている。
【００３５】
〔その他の実施形態〕
（１）上述の第１実施形態では、前記弁回動操作手段Ａ及び弁移動操作手段Ｂを人為操作力で回転操作するように構成したが、パルスモータ等のアクチュエータで回転制御するように構成してもよい。
（２）上述の第１実施形態では、バルブとして三方弁の場合を例に挙げて説明したが、本発明の技術は四方弁や二方弁等にも適用することができる。
（３）前記弁回動操作手段Ａとしては、弁体６を回転操作軸芯Ｙ周りで回動操作することのできるものであれば、如何なる構造に構成してもよい。
（４）前記弁移動操作手段Ｂとしては、弁体６と弁回動操作手段Ａとの連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して少なくとも回動操作軸芯方向の他端側に強制移動させることのできるものであれば、如何なる構造に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態を示す水道管用水力発電設備の平面図
【図２】本願発明の三方弁の切換え状態を示し、
（イ）は第１操作位置にあるときの断面平面図
（ロ）は第２操作位置にあるときの断面平面図
（ハ）は第３操作位置にあるときの断面平面図
（ニ）は第４操作位置にあるときの断面平面図
【図３】弁体が設定配置位置にあるときの断面正面図
【図４】弁体が設定配置位置から上方側に強制移動されたときの断面正面図
【図５】要部の拡大断面正面図
【図６】ロック機構の拡大断面平面図
【符号の説明】
Ａ 弁回動操作手段
Ｂ 弁移動操作手段
Ｃ ロック機構
Ｙ 回転操作軸芯
６ 弁体
６Ａ 第１弁軸
６ａ シール面
７ 弁箱
７Ａ ケーシング
７Ｂ 蓋体
７ｂ 弁室
７ｄ 弁座
１２ 回転操作体
２２ スリップ防止機構
２４ 送り操作軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁箱内に弁体が軸芯周りで回動操作自在に収納され、弁箱の弁座とそれに相対回動自在に摺接する弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成されているとともに、弁体を回動操作する弁回動操作手段が設けられているバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブでは、弁体の回動操作軸芯方向両側部に突出する弁軸を、弁箱に対して回動操作軸芯方向での移動を阻止した状態で回動のみ自在に支承するとともに、弁体の自重や弾性体の弾性復元力等を利用した付勢手段の付勢力により、弁箱の弁座と弁体のシール面とを常時摺接状態に維持するように構成していた（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−１０５０９１号公報（第２図）
【特許文献２】
実開平３−８０１６５号公報（第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のバルブでは、弁箱の弁座と弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成され、かつ、弁箱の弁座と弁体のシール面とが常時摺接状態に付勢維持されているため、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めることができるものの、弁体の回動操作時の摺接抵抗が大きくなるため、弁回動操作手段による操作が重くなるばかりでなく、弁箱の弁座と弁体のシール面との焼付けを招来する可能性がある。
【０００５】
また、弁箱の弁座及び弁体のシール面の摩耗、又は、シール材の塑性変形等によってシール性能が使用限界まで低下したとき、配管経路に介装されているバルブを撤去して、それを修理するか、若しくは、新しいバルブに取り換える必要があり、それの修理又は取り換え作業が完了するまで流体の供給が中断されるとともに、保守コストの高騰化を招来し易い。
【０００６】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めながらも、弁回動操作手段による弁体の回動操作を焼付きのない状態で容易に行うことのできるバルブを提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による特徴構成は、弁箱内に弁体が軸芯周りで回動操作自在に収納され、弁箱の弁座とそれに相対回動自在に摺接する弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成されているとともに、弁体を回動操作する弁回動操作手段が設けられているバルブであつて、
前記弁体と弁回動操作手段との連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯の他端側に強制移動させる弁移動操作手段が設けられ、前記弁箱が、回転操作軸芯方向の他端側に向かって開口する弁室を備えたケーシングと、弁室の開口を密閉する蓋体とから構成されているとともに、弁体の回動操作軸芯方向の他端側に位置する弁軸が、蓋体に貫通状態で抜止め支持されているとともに、蓋体の外面側に、弁体の弁軸に連係する弁回動操作手段及び弁移動操作手段が組付けられており、前記弁体の弁軸には、回動操作軸芯方向での相対移動を許容し、かつ、一体的に回転する弁回動操作手段の回転操作体が外嵌され、前記回動操作手段の回転操作体と蓋体との間には、回転操作体の回転摺接抵抗を調節するスリップ防止機構が組付けられている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、弁箱の弁座と弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成され、かつ、弁箱の弁座と弁体のシール面とが摺接状態に維持されているため、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めることができる。それでいて、弁回動操作手段によって弁体を回動操作するときには、弁移動操作手段を操作して、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯の他端側に強制移動させることにより、弁箱の弁座と弁体のシール面との摺接が解除されるため、弁体を小さな操作力で回動させることができる。
【０００９】
また、弁体の回動操作が終了したときには、弁移動操作手段を操作して、弁体を元の設定弁体配置位置に強制移動させることにより、弁箱の弁座と弁体のシール面とを所期の適切な摺接状態に戻すことができる。
従って、弁箱の弁座と弁体のシール面との間でのシール性能を高めながらも、弁回動操作手段による弁体の回動操作を焼付きのない状態で容易に行うことができる。
【００１０】
さらに、弁箱の一方の構成部材である蓋体に弁体及びそれを操作する弁回動操作手段、弁移動操作手段が予め組付けられているから、弁回動操作手段及び弁移動操作手段に対する組付け作業、保守点検作業を蓋体の外面側の広い空間において容易に行うことができる。
加えて、弁移動操作手段を操作して、弁体を回動操作軸芯方向に強制移動させる際、スリップ防止機構によって付与された回転操作体の回転摺接抵抗により、弁体が共連れ回動することを良好に抑制することができる。
【００１１】
本発明の請求項２によるバルブの特徴構成は、前記弁移動操作手段に、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯方向の一端側にも強制移動させるための移動操作代が設けられている点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、弁箱の弁座及び弁体のシール面が摺接の繰り返しに連れて次第に摩耗、又は、シール材が塑性変形したとき、弁移動操作手段を操作して、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯方向の一端側に摩耗代、又は、塑性変形代だけ強制移動させることにより、弁箱の弁座と弁体のシール面とを所期の摺接状態又はそれに近い状態に修正することができるから、従来のような流体供給の中断を回避することができるとともに、保守点検コストの低廉化を図ることができる。
【００１３】
本発明の請求項３によるバルブの特徴構成は、前記弁回動操作手段の回動操作を阻止するロック状態と回動操作を許容するロック解除状態とに切換え操作自在なロック機構が設けられている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、弁移動操作手段を操作して、弁体を回動操作軸芯方向に強制移動させる際、ロック機構をロック状態に切換え操作しておくことにより、弁体の共連れ回動を確実に防止することができる。
【００１７】
本発明の請求項４によるバルブの特徴構成は、前記弁体の弁軸に、弁軸に対して回動操作軸芯方向から螺合される弁移動操作手段の送り操作軸が設けられている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、弁回動操作手段及び弁移動操作手段を、弁体の一方の弁軸周りにコンパクトに構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図1 は水道管用水力発電設備を示し、地中に埋設された水道管１のうち、掘削箇所の周囲に鋼矢板２等を打込んで構築された作業ピット３内に位置する水道管１の水力発電設置相当箇所に、バイパス流路を形成するバイパス配管４が連通接続され、このバイパス配管４の中間管部４Ａに、水流で回転するタービン５Ａ及びタービン５Ａの回転出力軸５Ｂに連動連結された発電機５Ｃを備えた発電ユニット５が取付けられている。
【００２２】
また、水道管１とバイパス配管４の分岐管部４Ｂとの分岐箇所には、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作位置（図２のイ参照）と、水道管１の上流側流路Ｗ１とバイパス配管４の分岐側流路Ｗ３とが連通する第２操作位置（図２のロ参照）と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管４の分岐側流路Ｗ３とが連通する第３操作位置（図２のハ参照）とに切換操作自在な弁体６を備えた本発明のバルブの一例である三方弁Ｖが介装されているとともに、水道管１とバイパス配管４の合流管部４Ｃとの合流箇所には、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作位置（図２のイ参照）と、パイパス配管４の合流側流路Ｗ４と水道管１の下流側流路Ｗ２とが連通する第４操作位置（図２のニ参照）と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管４の合流側流路Ｗ４とが連通する第３操作位置（図２のハ参照）とに切換操作自在な弁体６を備えた本発明のバルブの一例である三方弁Ｖが介装されている。
【００２３】
そして、水道管１とバイパス配管４との分岐箇所に介装された三方弁Ｖの弁体６、及び、水道管１とバイパス配管４との合流箇所に介装された三方弁Ｖの弁体６を夫々第１操作位置に切換え操作することにより、バイパス配管４を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、分岐箇所の三方弁Ｖ１の弁体６を第２操作位置に、合流箇所の三方弁Ｖの弁体６を第４操作位置にそれぞれ切換え操作することにより、バイパス配管４の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の途中部分を閉止して、バイパス配管４を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、両三方弁Ｖの弁体６を夫々第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を水道管１とバイパス配管４とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００２４】
次に、前記三方弁Ｖの構造について説明すると、図２〜図６に示すように、弁体６を上下方向の軸芯Ｙ周りで回動操作自在に収納する弁箱７が、三つの接続管部７ａを備え、かつ、それらに連通する弁室７ｂを回転操作軸芯Ｙ方向の他端側である上方側に向かって開口形成してあるケーシング７Ａと、弁室７ｂの開口を密封する状態でケーシング７Ａの上側連結フランジ部７ｃにボルト８・ナット９で脱着自在に締付け固定される蓋体７Ｂとから構成されているとともに、前記ケーシング７Ａの弁座７ｄとそれに相対回動自在に摺接する弁体６のシール面６ａとが、回動操作軸芯方向の一端側である下方側ほど小径となるテーパー面に形成され、更に、弁体６のシール面６ａには、該弁体６が前述の第１操作位置から第４操作位置の何れかに位置するとき、ケーシング７Ａの弁座７ｄとの間を密封するシール材１１が装着されている。
【００２５】
前記弁体６の上側部の回転操作軸芯Ｙ相当位置には、蓋体７Ｂに形成された軸受け孔７ｅにブッシュ１０を介して貫通状態で回動ならびに回転操作軸芯Ｙ方向に移動自在に支承される第１弁軸６Ａが、複数本のボルト１６・ナット１７で締付け固定されているとともに、弁体６の下側部の回転操作軸芯Ｙ相当位置には、ケーシング７Ａの底壁部７ｆに形成された軸受け凹部７ｇにブッシュ１０を介して回動ならびに回転操作軸芯Ｙ方向に移動自在に支承される第２弁軸６Ｂが一体形成されている。
【００２６】
そして、前記弁箱７の蓋体７Ｂの外面側（上面側）には、弁体を回転操作軸芯Ｙ周りで回動操作する弁回動操作手段Ａと、この弁回動操作手段Ａと弁体６との連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して回動操作軸芯Ｙの他端側である上方側に強制移動させる弁移動操作手段Ｂ、及び、弁体６が前述の第１操作位置から第４操作位置の何れかに位置するとき、弁回動操作手段Ａの回動操作を阻止するロック状態と回動操作を許容するロック解除状態とに切換え操作自在なロック機構Ｃとが組付けられている。
【００２７】
前記弁回動操作手段Ａは、図３〜図５に示すように、弁体６の第１弁軸６Ａに、栓操作レバー等の人為操作具に対するスプライン状の操作用係合部１２ａを形成してある回転操作体１２が外嵌され、この回転操作体１２の内周面には、第１弁軸６Ａに嵌着されたキー１３に係合するキー溝１２ｂが形成されていて、回転操作体１２が、弁体６の第１弁軸６Ａに対して回動操作軸芯Ｙ方向での相対摺動を許容する状態で一体回転するように構成されている。
【００２８】
また、前記回転操作体１２の下端側に形成された鍔部１２ｃは、蓋体７Ｂの外面にボルト１８で締付け固定された取付け基板１４の凹部１４ａとこれにボルト１９で締付け固定された筒状ケース１５とで形成される取付け空間２０内に上下方向の一定範囲内で移動自在に組付けられているとともに、回転操作体１２の鍔部１２ｃと筒状ケース１５の上端に形成された鍔部１５ａとの間には、回転操作体１２を相対回転自在に保持するサポートリング２１が介装され、更に、回転操作体１２の下端面と取付け基板１４の凹部１４ａとの間には、回転操作体１２の回転摺接抵抗を調節するスリップ防止機構２２が組付けられている。
【００２９】
前記スリップ防止機構２２は、回転操作体１２の下端面に嵌合保持された座金２２ａに接当する第１プレート２２ｂと、取付け基板１４の凹部１４ａに下方から螺合された複数の調節ネジ２２ｃの先端に接当する第２プレート２２ｄと、この両プレート２２ｂ，２２ｄ間に介装される皿バネ２２ｅとから構成されていて、調節ネジ２２ｃの螺合操作により回転操作体１２の回転摺接抵抗を調節するように構成されている。
【００３０】
前記弁移動操作手段Ｂは、図３〜図５に示すように、弁体６の第１弁軸６Ａに形成されたネジ孔６ｂに、レンチ等の人為操作具に対する回転操作用キャップ２３を備えた送り操作軸２４の雄ネジ部２４ｂが、回転操作軸芯Ｙ方向から螺合され、この送り操作軸２４の上下中間部に形成された鍔部２４ａが、回転操作体１２の上端側に形成された凹部１２ｃとこれを密封する状態でボルト２６にて締め付け固定された蓋板２５との間に相対回転自在に組付けられていて、回転操作用キャップ２３を介して送り操作軸２４を回転操作すると、これに螺合された弁体６の第１弁軸６Ａが回転操作軸芯Ｙである上下方向に沿って強制移動されるように構成されている。
【００３１】
また、設定弁体配置位置にある弁体６の上側部とこれに上下方向で相対向する弁箱７の蓋体７Ｂとの間には、設定弁体配置位置にある弁体６の上方への強制移動を許容する空隙（融通）が形成されているとともに、弁体６の第１弁軸６Ａの上端面と送り操作軸２４の雄ネジ部２４ｂの最上端位置との間には、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して回動操作軸芯Ｙの他端側である上方側に強制移動させる移動操作代が形成されている。
【００３２】
更に、設定弁体配置位置にある弁体６の下側部とこれに上下方向で相対向する弁箱７のケーシング７Ａの底壁部７ｆとの間には、設定弁体配置位置にある弁体６の下方への強制移動を許容する空隙（融通）が形成されているとともに、送り操作軸２４の雄ネジ部２４ｂの最下端位置と第１弁軸６Ａのネジ孔６ｂの最奥位置との間には、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して回動操作軸芯Ｙの一端側である下方側に強制移動させる移動操作代が形成されている。
【００３３】
また、前記蓋板２５には、送り操作軸２４の操作回転数を検出して、第１弁軸６Ａのネジ孔６ｂと送り操作軸２４の雄ネジとの螺合箇所でのネジピッチから設定弁体配置位置にある弁体６の移動量を演算してデジタル表示する検出器２７が設けられている。
【００３４】
前記ロック機構Ｃは、図５、図６に示すように、取付け基板１４に、レンチ等の人為操作具に対する回転操作用係合部２８ａを備えた操作軸２８を、弁体６の回転操作軸芯Ｙと平行な縦軸芯周りで回転操作自在に取付けるとともに、回転操作体１２の鍔部１２ｃの周方向４箇所には、弁体６が前述の第１操作位置から第４操作位置までの何れに位置する場合でも、操作軸２８に設けた扇状のカム２９が筒状ケース１５に形成した開口を通して係合することにより、回転操作体１２の回転を阻止する弧状の係合凹部３０が形成されている。
【００３５】
〔その他の実施形態〕
（１）上述の第１実施形態では、前記弁回動操作手段Ａ及び弁移動操作手段Ｂを人為操作力で回転操作するように構成したが、パルスモータ等のアクチュエータで回転制御するように構成してもよい。
（２）上述の第１実施形態では、バルブとして三方弁の場合を例に挙げて説明したが、本発明の技術は四方弁や二方弁等にも適用することができる。
（３）前記弁回動操作手段Ａとしては、弁体６を回転操作軸芯Ｙ周りで回動操作することのできるものであれば、如何なる構造に構成してもよい。
（４）前記弁移動操作手段Ｂとしては、弁体６と弁回動操作手段Ａとの連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体６を弁箱７に対して少なくとも回動操作軸芯方向の他端側に強制移動させることのできるものであれば、如何なる構造に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態を示す水道管用水力発電設備の平面図
【図２】本願発明の三方弁の切換え状態を示し、
（イ）は第１操作位置にあるときの断面平面図
（ロ）は第２操作位置にあるときの断面平面図
（ハ）は第３操作位置にあるときの断面平面図
（ニ）は第４操作位置にあるときの断面平面図
【図３】弁体が設定配置位置にあるときの断面正面図
【図４】弁体が設定配置位置から上方側に強制移動されたときの断面正面図
【図５】要部の拡大断面正面図
【図６】ロック機構の拡大断面平面図
【符号の説明】
Ａ 弁回動操作手段
Ｂ 弁移動操作手段
Ｃ ロック機構
Ｙ 回転操作軸芯
６ 弁体
６Ａ 第１弁軸
６ａ シール面
７ 弁箱
７Ａ ケーシング
７Ｂ 蓋体
７ｂ 弁室
７ｄ 弁座
１２ 回転操作体
２２ スリップ防止機構
２４ 送り操作軸
Claims (4)
- 弁箱内に弁体が軸芯周りで回動操作自在に収納され、弁箱の弁座とそれに相対回動自在に摺接する弁体のシール面とが、回動操作軸芯方向の一端側ほど小径となるテーパー面に形成されているとともに、弁体を回動操作する弁回動操作手段が設けられているバルブであつて、
前記弁体と弁回動操作手段との連係を維持したまま、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯の他端側に強制移動させる弁移動操作手段が設けられ、
前記弁箱が、回転操作軸芯方向の他端側に向かって開口する弁室を備えたケーシングと、弁室の開口を密閉する蓋体とから構成されているとともに、弁体の回動操作軸芯方向の他端側に位置する弁軸が、蓋体に貫通状態で抜止め支持されているとともに、蓋体の外面側に、弁体の弁軸に連係する弁回動操作手段及び弁移動操作手段が組付けられており、
前記弁体の弁軸には、回動操作軸芯方向での相対移動を許容し、かつ、一体的に回転する弁回動操作手段の回転操作体が外嵌され、
前記回動操作手段の回転操作体と蓋体との間には、回転操作体の回転摺接抵抗を調節するスリップ防止機構が組付けられているバルブ。 - 前記弁移動操作手段には、設定弁体配置位置にある弁体を弁箱に対して回動操作軸芯方向の一端側にも強制移動させるための移動操作代が設けられている請求項１記載のバルブ。
- 前記弁回動操作手段の回動操作を阻止するロック状態と回動操作を許容するロック解除状態とに切換え操作自在なロック機構が設けられている請求項１又は２記載のバルブ。
- 前記弁体の弁軸には、弁軸に対して回動操作軸芯方向から螺合される弁移動操作手段の送り操作軸が設けられている請求項１から３の何れか一項記載のバルブ。
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