JP7824905B2 - 整流機能付きバルブ - Google Patents

Description

本発明は、整流機能付きバルブに関する。

配管における液体の流量調節に用いられるバルブにおいては、上流と下流との間の圧力差が大きく下流側圧力が低い場合に、開度を小さくすると、開口部を開閉する弁体と当該開口部との間の隙間の下流側に気泡が発生する（キャビテーションが生じる）場合がある。キャビテーションによって生じた気泡は、配管等に衝突すると、壊食、騒音、振動等の原因となる可能性がある。このようなキャビテーションの発生を抑制可能なバルブの一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のバルブは、弁箱内に空気を送り込む給気管を備えている。特許文献１に記載のバルブにおいては、弁箱内のキャビテーションが生じる可能性のある領域に、給気管から空気が供給されることにより、キャビテーションの発生が抑制され得る。

特開２０２２－１５０６６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバルブにおいては、弁体と開口部との間から弁箱内に流入した液体の流れが、給気管から弁箱内への空気の供給を阻害する場合がある。弁箱内への空気の供給が阻害されると、キャビテーションの抑制効率が低下する可能性がある。

そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて、給気管から弁箱内への空気の供給を安定して行うことにより、キャビテーションの抑制効率を高めることが可能な整流機能付きバルブを提供することを目的とする。

本発明に係る整流機能付きバルブは、軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続され、他端側の開口部に流出配管が接続される筒状の弁箱と、前記弁箱内において前記一端側の開口部の開度を調節する弁体と、前記弁箱内に空気を供給する給気管と、前記弁箱内に設けられた整流部材とを備え、前記整流部材は、前記一端側の開口部と前記弁体との間の隙間から前記弁箱内に流入した液体が、前記給気管から前記弁箱内に流入した空気の流通領域を避けて流れるように、前記液体の流れを整流するように構成されている。

本発明によれば、給気管から弁箱内への空気の供給を安定して行うことにより、キャビテーションの抑制効率を高めることが可能な整流機能付きバルブを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブの一例を模式的に示す断面図であり、弁箱の一端側の開口部が全閉している状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブの一例を模式的に示す断面図であり、弁箱の一端側の開口部が図１の状態から少し開いた状態を示す図である。 図２におけるＡ－Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブの要部を拡大して示す図であり、（ａ）は図３における要部を拡大して示す図、（ｂ）は図２における要部を拡大して示す図である。 本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブの一例を模式的に示す断面図であり、弁箱の一端側の開口部が図２の状態からさらに開いた状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブの一例を模式的に示す断面図であり、弁箱の一端側の開口部が図５の状態からさらに開いた状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブの一例を模式的に示す断面図であり、弁箱の一端側の開口部が全開している状態を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る整流機能付きバルブを説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまで一例であり、本発明に係る整流機能付きバルブは、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１～図７に示される、本実施形態に係る整流機能付きバルブ１（以下、バルブ１とも称する）は、ダム、プラント等の設備から排出される液体（たとえば水）が河川等に放流される際に用いることが可能なバルブである。バルブ１は、上記設備から排出される高速の液体の流れ（たとえば水流）の流量を調節する機能と、弁箱２内でキャビテーションが発生するのを抑制する機能とを有する。

バルブ１は、軸方向の一端側の開口部２１に流入配管６が接続され、他端側の開口部２２に流出配管７が接続される筒状の弁箱２と、弁箱２内において一端側の開口部２１の開度を調節する弁体３と、弁箱２内に空気ＡＦを供給する給気管４と、弁箱２内に設けられた整流部材５とを備えている。一端側の開口部２１は、弁箱２において、液体の流れ方向における上流側の端部に位置する開口部である。他端側の開口部２２は、弁箱２において、液体の流れ方向における下流側の端部に位置する開口部である。

キャビテーション（液体が低圧状態になった時に液体が気化して気泡が発生する現象）は、弁体３が一端側の開口部２１を部分的に開いている状態、すなわち、一端側の開口部２１の開度が全閉状態と全開状態との間の中間開度である状態（以下、中間開度状態とも称する）において発生しやすい。これは、一端側の開口部２１を通過する液体の流動面積が減少することによって流速が増加し、流速増加に伴って圧力低下が生じるためである。

なお、本明細書では、弁箱２の軸方向を「軸方向」（図１に参照符号Ｄ１で示す方向）と称し、軸方向Ｄ１と直交する方向を「軸直交方向」（図１に参照符号Ｄ２で示す方向）とも称する。軸方向Ｄ１は、弁箱２の一端側の開口部２１の中心と他端側の開口部２２の中心とを結ぶ方向である。また、弁箱２内において、液体の流れ方向における上流側を「上流側」（図２に参照符号Ｄ１１で示す方向）と称し、液体の流れ方向における下流側を「下流側」（図２に参照符号Ｄ１２で示す方向）と称する。図１に示される例では、図１における左側が、液体の流れ方向における上流側Ｄ１１であり、図１における右側が、液体の流れ方向における下流側Ｄ１２である。すなわち、液体は、弁箱２内を図１における左側（上流側Ｄ１１）から右側（下流側Ｄ１２）へ流れる。また、図１、図２、図５～図７において、紙面の上下方向が、バルブ１の上下方向である。

弁箱２および弁体３の構成は、弁体３が弁箱２の一端側の開口部２１の開度を調節して、一端側の開口部２１から弁箱２内へ流入する液体の流量を調節できるのであれば、特に限定されない。本実施形態では、バルブ１は、筒状（たとえば円筒状）の弁箱２と、一端側の開口部２１を開閉する弁体３とを備えている。本実施形態では、弁体３は、軸方向Ｄ１と、弁箱２内において弁箱２の軸方向Ｄ１に対して直交する方向（軸直交方向）Ｄ２との両方に垂直な方向に延びる回転軸３１周りに回転するように構成されている。本実施形態では、弁体３は、弁箱２の一端側の開口部２１に対して接触および離間することにより、一端側の開口部２１を開閉する弁本体３２と、弁本体３２を支持するアーム部３３と、アーム部３３を回転可能に支持する回転軸３１とを備えている。回転軸３１は、図示しない回転駆動装置によって回転するように構成されている。

図１に示される例では、弁体３を回転させる回転軸３１の径方向中心が、弁箱２の一端側の開口部２１の径方向中心と他端側の開口部２２の径方向中心とを結ぶ軸線２３上にあって、弁本体３２に対して弁箱２の軸方向Ｄ１に沿って下流側に偏心している（以下、このような偏心を一次偏心とも称する）。

なお、弁体３は、上述の一次偏心した偏心バルブに限定されない。たとえば、回転軸３１の径方向中心の位置は、一次偏心に加えて、軸線２３から弁箱２の径方向に偏心している（以下、このような偏心を二次偏心とも称する）二次偏心バルブであってもよい。また、回転軸３１の径方向中心の位置が二次偏心していることに加えて、弁箱２の一端側の開口部２１の内周縁に設けられた弁座の当接面を構成する円錐の中心軸が、弁箱２の軸線２３に対して傾斜する位置にある（以下、このような偏心を三次偏心とも称する）三次偏心バルブであってもよい。

また、バルブ１は、回転軸３１の径方向中心の位置が偏心した偏心バルブに限定されない。バルブ１は、たとえば、弁体の回転軸が弁箱の一端側の開口部に対して偏心していないバルブであってもよい。そのようなバルブとしては、たとえば、バタフライバルブを挙げることができる。また、バルブ１は、他の種類のバルブであってもよい。たとえば、バルブ１は、筒状の弁体が筒状の弁箱内において、弁箱の軸線方向に沿って移動するバルブであってもよい。そのようなバルブとしては、たとえば、ニードルバルブを挙げることができる。また、バルブ１は、球状の弁体が球状の弁箱内で回転するバルブであってもよい。そのようなバルブとしては、たとえばボールバルブを挙げることができる。

なお、本明細書において、弁体３が一端側の開口部２１を閉鎖した全閉状態にあるときに（図１参照）、回転軸３１から弁本体３２に向かって弁箱２の軸方向Ｄ１に沿って延ばした線が延びる方向を弁体３の基準方向Ｄ３とする（図１参照）。本実施形態では、弁体３の基準方向Ｄ３が、軸方向Ｄ１と直交する状態に近付くように弁体３が回転することで（図７参照）、弁体３が一端側の開口部２１の内周縁（座面）から最も離間して、一端側の開口部２１の開度が全開状態となる。全開状態では、一端側の開口部２１から弁箱２内に流入する液体の流量が最大となる。

また、弁体３は、弁体３の基準方向Ｄ３が、軸方向Ｄ１に対して傾斜している（基準方向Ｄ３と軸方向Ｄ１とがなす傾斜角度が０°より大きく９０°未満である）状態（図２、図５、図６参照）において、弁体３（具体的には弁本体３２）が一端側の開口部２１の内周縁（座面）から離間して、弁体３と一端側の開口部２１の内周縁との間に隙間Ｇ１が生じている状態となる。この隙間Ｇ１の大きさが小さい場合、隙間Ｇ１を通過する液体の流速が大きくなる。液体の流速が大きくなると、圧力低下が生じて、キャビテーションが発生しやすくなる。圧力低下は、弁体３の周辺の領域、特に、弁体３の周辺の領域のうち、一端側の開口部２１とは反対側の領域（他端側の開口部２２側の領域）において生じやすい。具体的には、弁本体３２の周辺の領域、特に、弁本体３２の周辺の領域のうち、一端側の開口部２１とは反対側の領域において生じやすい。

本実施形態では、一端側の開口部２１の開度が全閉である状態（図１参照）から開度をある程度大きくすると（たとえば開度２５％、図２参照）、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１（以下、下側の隙間Ｇ１１とも称する）が大きくなるとともに、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１（以下、上側の隙間Ｇ１２とも称する）も大きくなる。弁体３は弁箱２の内壁面２４２の上部に接近する。図２に示される例では、上側の隙間Ｇ１２は下側の隙間Ｇ１１よりも小さい。上側の隙間Ｇ１２を通過した液体は、弁体３と弁箱２の内壁面２４２の上部との間の隙間を給気管４側へ流れる。ただし、弁体３と給気管４との間には、整流部材５が介在している。このため、上側の隙間Ｇ１２を通過した液体は、整流部材５を経由して、給気管４側へ流れる。

一端側の開口部２１の開度を図２よりもさらに大きくすると（たとえば開度５０％、図５参照）、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１（隙間Ｇ１１）がさらに大きくなるとともに、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１（隙間Ｇ１２）もさらに大きくなる。弁体３は弁箱２の内壁面２４２の上部に図２よりもさらに接近する。図５に示される例では、上側の隙間Ｇ１２は下側の隙間Ｇ１１よりも小さい。上側の隙間Ｇ１２を通過した液体は、弁体３と弁箱２の内壁面２４２の上部との間の隙間を給気管４側へ流れる。ただし、弁体３と給気管４との間には、整流部材５が介在している。このため、上側の隙間Ｇ１２を通過した液体は、整流部材５を経由して、給気管４側へ流れる。

一端側の開口部２１の開度を図５よりもさらに大きくすると（たとえば開度７５％、図６参照）、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１（隙間Ｇ１１）がさらに大きくなるとともに、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１（隙間Ｇ１２）は小さくなる。弁体３は弁箱２の内壁面２４２の上部に図５よりもさらに接近する。図６に示される例では、上側の隙間Ｇ１２は下側の隙間Ｇ１１よりも小さい。上側の隙間Ｇ１２を通過した液体は、弁体３と弁箱２の内壁面２４２の上部との間の隙間を給気管４側へ流れる。ただし、弁体３と給気管４との間には、整流部材５が介在している。このため、上側の隙間Ｇ１２を通過した液体は、整流部材５を経由して、給気管４側へ流れる。

一端側の開口部２１の開度を図６よりも大きくして最大の開度にすると（開度１００％、図７参照）、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１（隙間Ｇ１１）がさらに大きくなる。図７に示される例では、弁体３の弁本体３２が一端側の開口部２１の全体に対して上側に退いた状態となる。したがって、一端側の開口部２１から弁箱２内へ流入する液体の流量は最大となる。また、隙間Ｇ１２の大きさに関わらず、一端側の開口部２１から弁箱２内へ流入した液体の略全てが、弁体３の弁本体３２の下方を通過する。したがって、一端側の開口部２１から弁箱２内へ流入した液体が、上側の隙間Ｇ１２を通過して給気管４側へ流れる量は少ない。

給気管４は、弁箱２内に空気ＡＦを供給することにより、弁箱２内の液体の圧力低下を抑制することができる。弁箱２内の液体の圧力低下を抑制することにより、弁箱２内のキャビテーションの発生を抑制することができる。本実施形態では、給気管４は、弁箱２の周壁２４における、弁体３と他端側の開口部２２との間の部分に接続されている。給気管４を弁箱２のこのような部分に接続することにより、弁体３の周辺の領域、特に、弁体３の周辺の領域のうち、一端側の開口部２１とは反対側の領域に空気ＡＦを送り込みやすくなる。給気管４は、このような領域（キャビテーションが発生しやすい領域）に空気ＡＦを送り込むことにより、弁体３の周辺の領域におけるキャビテーションの抑制効率を高めることができる。

しかしながら、一端側の開口部２１から弁箱２内に流入した液体の流れが、給気管４から弁箱２内への空気ＡＦの供給を阻害する場合があり得る。具体的には、弁体３と一端側の開口部２１との間の隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体、特に、上側の隙間Ｇ１２から弁箱２内に流入した液体の流れが、給気管４から弁箱２内への空気ＡＦの供給を阻害する場合があり得る。また、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦが液体の圧力低下の生じやすい領域へ供給されるのを、隙間Ｇ１（特に、上側の隙間Ｇ１２）から弁箱２内に流入した液体の流れが阻害する場合があり得る。

整流部材５は、上述した液体の流れを制御し、給気管４から弁箱２内への空気ＡＦの供給および給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦが液体の圧力低下の生じやすい領域へ供給されることが阻害されることを抑制する。整流部材５は、弁箱２の一端側の開口部２１と弁体３との間の隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体が、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦの流通領域ＤＡを避けて流れるように、液体の流れＬＦを整流するように構成されている。すなわち、整流部材５は、隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体が、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦの流通領域ＤＡを避けて流れるように、液体の流れＬＦを整流する機能（以下、整流機能とも称する）を有する。

整流部材５は、隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体が、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦの流通領域ＤＡを避けて流れるように、液体の流れＬＦを整流することにより、弁箱２内における空気ＡＦの流通領域ＤＡを確保することができる。これにより、給気管４から弁箱２内に流れようとする空気ＡＦに液体の流れが衝突するのを抑制するとともに、給気管４から弁箱２内に供給された空気ＡＦに液体の流れが衝突するのを抑制することができる。したがって、給気管４から弁箱２内への空気ＡＦの供給を安定して行い、キャビテーションの抑制効率を高めることができる。

本実施形態では、流通領域ＤＡ（図２、図５、図６参照）は、給気管４における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部４１から弁体３に向かって延びる領域である。または、流通領域ＤＡは、給気管４から排出されるまたは給気管４を通る流路のうち、弁箱２の径方向（軸直交方向Ｄ２）で弁箱２の内壁面２４２よりも内側（弁箱２の軸心に近い側）となる領域である。本明細書において、「給気管４における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部４１」とは、給気管４が弁箱２の周壁２４に形成された貫通孔２４１に接続される場合に、貫通孔２４１における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部を意味する。したがって、給気管４の下流側端部４１は、弁箱２の周壁２４の内壁面２４２から弁箱２の内部空間に突出しない。後述するように、貫通孔２４１における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部から弁箱２の内部空間に管状部材が突出する場合、当該管状部材は整流部材５として機能し得る。

整流部材５は、上述の整流機能を有するのであれば、その構成は特に限定されない。本実施形態では、整流部材５は、弁箱２の一端側の開口部２１と弁体３との間の隙間Ｇ１（図２、図５、図６参照）から弁箱２内に流入した液体を、流通領域ＤＡよりも液体の流れ方向における上流側Ｄ１１において、流通領域ＤＡを挟む一方側の流れＬＦ１（図３、図４（ａ）参照）と他方側の流れＬＦ２とに分流するように構成されている。整流部材５が、液体をこのように分流するように構成されることにより、液体が空気ＡＦの流通領域ＤＡを避けるように、液体の進路を制御することができる。これにより、液体の流れが流通領域ＤＡを流れる空気ＡＦと衝突して空気ＡＦの流通を阻害するのを、より確実に防止することができる。

本実施形態では、整流部材５（図２、図３、図４参照）は、弁箱２の一端側の開口部２１と弁体３との間の隙間Ｇ１（図２、図５、図６参照）から弁箱２内に流入した液体を、流通領域ＤＡよりも液体の流れ方向における上流側Ｄ１１において、流通領域ＤＡを挟む一方側の流れＬＦ１と他方側の流れＬＦ２とに分流する機能（以下、分流機能とも称する）の分流部５１を備えている。分流部５１は、上述の分流機能を有するのであれば、その構成は特に限定されない。

本実施形態では、分流部５１は、弁箱２の内壁面２４２から弁箱２の径方向内側へ突出するように構成されている。また、整流部材５は、弁箱２の内壁面２４２と一体的に形成されている。整流部材５が内壁面２４２と一体的に形成されていることにより、液体の流れが速く、整流部材５が液体から強い力を受ける場合であっても、整流部材５が内壁面２４２から脱落するのを防止することができる。なお、整流部材５は、内壁面２４２に対して着脱可能に取り付けられていてもよい。整流部材５が内壁面２４２に対して着脱可能に取り付けられることにより、整流部材５のメンテナンス作業および交換作業を容易に行うことができる。

本実施形態では、分流部５１は、弁箱２の径方向中心部側から見て、液体の流れ方向の上流側Ｄ１１から下流側Ｄ１２に向かってＶ字状に広がるように構成されている。分流部５１は、弁箱２の内壁面２４２から弁箱２の径方向内側へ突出するように構成されている。すなわち、分流部５１は、Ｖ字を構成する２つの側壁５１１を有している。２つの側壁５１１は、Ｖ字の頂点において互いが所定の角度θ（図４（ａ）参照）をなすように構成されている。角度θは、分流部５１が上述の分流機能を有することが可能な角度に設定されている。分流部５１は、上流側Ｄ１１から下流側Ｄ１２に向かってＶ字状に広がるように構成される構成により、流れ方向の上流側Ｄ１１から流れてきた液体を分離しやすくなるとともに、液体の流れ方向における分流部５１の上流側で、液体が滞留するのを抑制することができる。液体の滞留を抑制することにより、滞留した液体がより上流側の液体の分流を阻害するのを抑制することができる。なお、分流部５１は、上述のようにＶ字状に広がるように構成されていなくてもよく、弁箱２の径方向中心部側から見て、たとえば、Ｕ字状または半円状に構成されていてもよい。

また、本実施形態では、分流部５１の側面５１１は、液体の流れ方向における上流側Ｄ１１から下流側Ｄ１２に向かってＶ字の中心線ＣＬに対して外側へ湾曲するように構成されている（図３、図４（ａ）参照）。本実施形態では、分流部５１のＶ字の中心線ＣＬ（分流部５１を対称となるように分離する線）が給気管４の中心を通るように、分流部５１が設けられている。分流部５１の側面５１１がこのように湾曲している構成により、分流された液体を湾曲面に沿ってＶ字の中心線ＣＬに対してより外側へ向かわせることができる。これにより、液体の分流を促進することができる。なお、図３および図４（ａ）に示される例では、分流部５１の側面５１１は、液体の流れ方向における上流側において平面状に構成され、液体の流れ方向における下流側において曲面状に構成されているが、これに限定されない。たとえば、分流部５１の側面５１１は、液体の流れ方向における全体において平面状または曲面状に構成されていてもよい。

また、本実施形態では、整流部材５は、弁体３の移動領域ＭＡと、給気管４における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部４１との間に設けられ、かつ、弁体３の移動領域ＭＡ全体にわたり、弁体３と干渉しないように構成されている。整流部材５が、弁体３の移動領域ＭＡと、給気管４における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部４１との間に設けられることにより、移動する弁体３が整流部材５と干渉するのを防止することができる。

具体的には、整流部材５は、弁体３の移動領域に対応する部分が切り欠かれた形状を有している。すなわち、整流部材５は、弁体３の移動領域に対応する部分が切り欠かれた切欠部５１２を有する。分流部５１は、切欠部５１２を有する構成により、弁体３との干渉を防止しながら、液体を分流することができる。なお、本実施形態では、切欠部５１２を構成する切欠面は、弁体３の軌跡に沿った形状を有している。また、切欠面は、弁体３の移動領域との間に隙間を有するように構成されている。これにより、弁体３と分流部５１との干渉をより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、分流部５１の高さＨ（弁箱２の内壁面２４２から弁箱２の径方向内側への突出長さ、図４（ｂ）参照）は、分流部５１が上述の分流機能を有することが可能な高さに設定されている。分流部５１の高さＨは、たとえば、弁体３と弁箱２の上部の内壁面２４２との間の間隔や、弁体３と弁箱２の内壁面２４２との間の隙間Ｇ２から給気管４側へ流れる液体の断面の大きさに応じて設定され得る。

また、本実施形態では、バルブ１は、上述したように、偏心バルブである（図１、図２、図５～図７参照）。本実施形態では、弁体３が弁箱２の一端側の開口部２１の一部を開いた状態にある場合（図２、図５、図６参照）に、整流部材５は、一端側の開口部２１から流入して弁体３と弁箱２の内壁面２４２との間の隙間Ｇ２を給気管４に向かって流れる液体の流れＬＦを整流するように構成されている。整流部材５が、このような液体の流れＬＦを整流するように構成されることにより、弁体３と弁箱２の内壁面２４２との間の隙間Ｇ２を液体が流れるタイプのバルブ１において、給気管４からの弁箱２内への空気ＡＦの流入が液体の流れＬＦによって阻害されるのを防止することができる。また、そのようなタイプのバルブ１において、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦが液体の圧力低下の生じやすい領域へ供給されることが液体の流れＬＦによって阻害されるのを防止することができる。

また、本実施形態では、整流部材５は、弁体３の移動領域ＭＡと、給気管４における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部４１との間に設けられている（図１、図２、図５～図７参照）。弁体３の移動領域ＭＡは、弁体３が一端側の開口部２１を全閉状態と全開状態との間で遷移させる際の、弁体３の姿勢の変化または移動の軌跡である。整流部材５が、弁体３の移動領域ＭＡと、給気管４における空気ＡＦの流れ方向における下流側端部４１との間（液体の流れ方向における給気管４の上流側）に設けられる構成により、弁体３と一端側の開口部２１との間の隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体は、給気管４付近に到達する前に、整流部材５によって整流されやすい。したがって、弁体３と一端側の開口部２１との間の隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体が、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦと衝突するのを、より確実に防止することができる。

本実施形態では、移動領域ＭＡは、弁体３が回転軸３１を中心として回転する際の弁体３の姿勢の変化または移動の軌跡である。具体的には、弁体３の基準方向Ｄ３が弁箱２の軸線２３上にある状態（全閉状態、図１参照）と、弁体３の基準方向Ｄ３が弁箱２の軸直交方向Ｄ２に対して平行に近づいた状態（全開状態（たとえば、基準方向Ｄ３と軸直交方向Ｄ２とがなす角度が０°～２０°）、図７参照）との間で弁体３が遷移する（図２、図５、図６参照）際の、弁体３の姿勢の変化の軌跡である。本実施形態では、弁体３は、上側（給気管４が位置する側）に回転する。これにより、弁体３と一端側の開口部２１との間の隙間Ｇ１は、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１２の方が、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１１よりも小さくなる。したがって、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間（隙間Ｇ１２）を通過する液体の流通面積は、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間（隙間Ｇ１１）を通過する液体の流通面積よりも小さくなる。このため、小さい整流部材５であっても、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１２を通過する液体の流れを整流することができる。したがって、整流部材５をコンパクトに構成することができる。また、整流部材５をコンパクトに構成することにより、液体の流れに対する整流部材５の抵抗を小さくすることができる。これにより、整流部材５を設けることによる流量の低下を抑制することができる。

なお、弁体３は、上側（給気管４が位置する側）に回転する形態に限定されない。弁体３は、下側（給気管４が位置する側とは反対側）に回転するように構成されていてもよい。この場合、弁体３と一端側の開口部２１との間の隙間Ｇ１は、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１２の方が、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１１よりも大きくなる。したがって、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１２を通過する液体の流通面積は、弁体３と一端側の開口部２１の下部との間の隙間Ｇ１１を通過する液体の流通面積よりも大きくなる。このため、図１、図２、図５、図６に示される例の整流部材５と比べて大きめの整流部材５を設けることにより、弁体３と一端側の開口部２１の上部との間の隙間Ｇ１２を通過する液体の流れを整流することができる。

なお、上述のバルブ１では、整流部材５が、弁箱２の内壁面２４２において、弁体３と給気管４との間の区間に設けられているが、これに限定されない。たとえば、整流部材５は、弁箱２の周壁２４に形成された貫通孔２４１に給気管４が接続されている場合において、貫通孔２４１から弁箱２の径方向内側へ突出するように整流部材（図示せず）が設けられてもよい。この整流部材は、一端側の開口部２１と弁体３との間の隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体が、給気管４から弁箱２内に流入した空気ＡＦの流通領域ＤＡを避けて流れるように、液体の流れを整流するように構成されている。具体的には、この整流部材は、たとえば、弁箱２の径方向中心部側から見て、液体の流れ方向の上流側Ｄ１１から下流側Ｄ１２に向かってＶ字状に広がるように構成された、断面Ｖ字状の板状部材である。この整流部材は、液体の流れ方向における上流側の面で、液体を整流（分流）することができる。この整流部材は、液体の流れ方向における上流側の面が開放されているが、これに限定されない。たとえば、整流部材は、液体の流れ方向の上流側Ｄ１１が断面Ｖ字状に形成され、下流側Ｄ１２が閉鎖された、全体として筒状の部材であってもよい。この整流部材は、下流側Ｄ１２が閉鎖された管状部材であるため、液体の流れ方向における上流側Ｄ１１の面で、液体を整流（分流）しながら、空気ＡＦを管の軸方向に沿って案内することができる。したがって、下流側Ｄ１２が閉鎖されていない場合と比べて、空気ＡＦの流通領域ＤＡをより確実に確保することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るバルブ１は、整流部材５が、弁箱２の一端側の開口部２１と弁体３との間の隙間Ｇ１から弁箱２内に流入した液体が、給気管４から弁箱２内に流入した空気の流通領域ＤＡを避けて流れるように、液体の流れを整流するように構成されている。この構成により、整流部材５は、弁箱２内における空気の流通領域ＤＡを確保することができる。したがって、給気管４から弁箱２内に流れようとする空気に液体の流れが衝突するのを抑制するとともに、給気管４から弁箱２内に供給された空気に液体の流れが衝突するのを抑制することができる。したがって、給気管４から弁箱２内への空気の供給を安定して行い、キャビテーションの抑制効率を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。なお、上記した実施形態は、以下の構成を有する発明を主に説明するものである。

（１）軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続され、他端側の開口部に流出配管が接続される筒状の弁箱と、
前記弁箱内において前記一端側の開口部の開度を調節する弁体と、
前記弁箱内に空気を供給する給気管と、
前記弁箱内に設けられた整流部材と
を備え、
前記整流部材は、前記一端側の開口部と前記弁体との間の隙間から前記弁箱内に流入した液体が、前記給気管から前記弁箱内に流入した空気の流通領域を避けて流れるように、前記液体の流れを整流するように構成されている、
整流機能付きバルブ。

（２）前記流通領域は、前記給気管における空気の流れ方向における下流側端部から前記弁体に向かって延びる領域である、
（１）に記載の整流機能付きバルブ。

（３）前記整流部材は、前記一端側の開口部と前記弁体との間の隙間から前記弁箱内に流入した液体を、前記流通領域よりも液体の流れ方向における上流側において、前記流通領域を挟む一方側の流れと他方側の流れとに分流するように構成されている、
（１）または（２）に記載の整流機能付きバルブ。

（４）前記弁体は、前記一端側の開口部に対して前記液体の流れ方向の下流側に位置する回転軸と、前記一端側の開口部を開閉する弁本体とを備え、前記弁体は、前記回転軸が前記弁本体に対して前記液体の流れ方向の下流側に位置する偏心バルブであり、
前記弁体が前記一端側の開口部の一部を開いた状態にある場合に、前記整流部材は、前記一端側の開口部から流入して前記弁体と前記弁箱の内壁面との間の隙間を前記給気管に向かって流れる液体の流れを整流するように構成されている、
（１）～（３）のいずれか１つに記載の整流機能付きバルブ。

（５）前記整流部材は、前記弁体の移動領域と、前記給気管における空気の流れ方向における下流側端部との間に設けられている、
（１）～（４）のいずれか１つに記載の整流機能付きバルブ。

１ 整流機能付きバルブ
２ 弁箱
２１ 一端側の開口部
２２ 他端側の開口部
２３ 軸線
２４ 周壁
２４１ 貫通孔
２４２ 内壁面
３ 弁体
３１ 回転軸
３２ 弁本体
３３ アーム部
４ 給気管
４１ 下流側端部
５ 整流部材
５１ 分流部
５１１ 側壁
５１２ 切欠部
６ 流入配管
７ 流出配管
ＡＦ 空気の流れ
ＣＬ Ｖ字の中心線
Ｄ１ 弁箱の軸方向
Ｄ１１ 液体の流れ方向における上流側
Ｄ１２ 液体の流れ方向における下流側
Ｄ２ 弁箱の軸方向と直交する方向（軸直交方向）
Ｄ３ 弁体の基準方向
ＤＡ 空気の流通領域
ＭＡ 弁体の移動領域
ＬＦ 液体の流れ
ＬＦ１ 一方側の流れ
ＬＦ２ 他方側の流れ
Ｇ１ 弁体と一端側の開口部との間の隙間
Ｇ１１ 弁体と一端側の開口部の下部との間の隙間（下側の隙間）
Ｇ１２ 弁体と一端側の開口部の上部との間の隙間（上側の隙間）
Ｇ２ 弁体と弁箱の内壁面との間の隙間
Ｈ 整流部材の高さ

Claims (5)

1. 軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続され、他端側の開口部に流出配管が接続される筒状の弁箱と、
   前記弁箱内において前記一端側の開口部の開度を調節する弁体と、
   前記弁箱内に空気を供給する給気管と、
   前記弁箱内に設けられた整流部材と
   を備え、
   前記整流部材は、前記一端側の開口部と前記弁体との間の隙間から前記弁箱内に流入した液体が、前記給気管から前記弁箱内に流入した空気の流通領域を避けて流れるように、前記液体の流れを整流するように構成されている、
   整流機能付きバルブ。
2. 前記流通領域は、前記給気管における空気の流れ方向における下流側端部から前記弁体に向かって延びる領域である、
   請求項１に記載の整流機能付きバルブ。
3. 前記整流部材は、前記一端側の開口部と前記弁体との間の隙間から前記弁箱内に流入した液体を、前記流通領域よりも液体の流れ方向における上流側において、前記流通領域を挟む一方側の流れと他方側の流れとに分流するように構成されている、
   請求項１に記載の整流機能付きバルブ。
4. 前記弁体は、前記一端側の開口部に対して前記液体の流れ方向の下流側に位置する回転軸と、前記一端側の開口部を開閉する弁本体とを備え、前記弁体は、前記回転軸が前記弁本体に対して前記液体の流れ方向の下流側に位置する偏心バルブであり、
   前記弁体が前記一端側の開口部の一部を開いた状態にある場合に、前記整流部材は、前記一端側の開口部から流入して前記弁体と前記弁箱の内壁面との間の隙間を前記給気管に向かって流れる液体の流れを整流するように構成されている、
   請求項１に記載の整流機能付きバルブ。
5. 前記整流部材は、前記弁体の移動領域と、前記給気管における空気の流れ方向における下流側端部との間に設けられている、
   請求項１に記載の整流機能付きバルブ。