JPH0242150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願は管路に介装し弁体の回動によつて管路を
開閉するバタフライバルブ、特に比較的開度の小
さい範囲において発生しやすいキヤビテーシヨン
に基因する騒音の防止に着目した発明である。

［従来の技術］ 水道管路によく使用されるバタフライバルブに
おいては単なる腐食や摩耗はさほど耐用年数を縮
める要因となり難いが、キヤビテーシヨンの発生
が騒音や振動の原因となつて、公害源と言われる
ことがある。

またキヤビテーシヨンによつて当然部材の局部
的摩耗のため、当該部材の早期取替えを余儀なく
強いられることともなる。

キヤビテーシヨンはバタフライバルブの弁体を
閉状態から徐々に開いていくと、弁体背後で圧力
低下があり、その低下が流体の蒸気圧以下になる
と流体は沸騰し気泡を発生する。弁体よりやや下
流側に至つて圧力が回復するに伴ない、気泡が衝
撃的に圧潰して騒音、振動を生じると共に、部材
を異常に早期摩耗させて使用に耐えなくする。

このようにキヤビテーシヨンとこれに基因する
騒音などを改善することはバルブ全体の重要な命
題であつたが、バタフライバルブについては「低
トルク及び低騒音バタフライ弁デイスク」（特開
昭57−157866号公報第４図Ａ，Ｂ）がある。

図に示すようにデイスク６ａがシリンダ状ボア
１ａの内部で閉状態のときはボアの垂直軸線と角
度的にずれて斜めに嵌め込まれている。したがつ
てデイスクは長円形であり、中央で二分される半
円形壁部分の平面軸線は互いに角度的にずれて
「く」字状を呈している。このデイスクの特徴は、
外周近くで上流側、下流側に伸びているリブ１０
ａ，１０ｂを多数突設して実質的に流体障害物を
形成していることである。このリブはデイスクが
閉止したときにボアの長手方向軸線にほぼ平行に
延びており、かつ２つの半円形列を形成してい
る。

この従来技術は以上に述べた構成を取つた結
果、ａ：キヤビテーシヨンの縮少、ｂ：完全閉止
の提供、ｃ：すぐれた制御特性の付与、ｄ：低空
気力学的騒音レベルに到達する効果を生み、従来
の技術では果せなかつた低トルク、低騒音のバタ
フライバルブを提供できたと謳つている。

［発明が解決しようとする問題点］ この従来技術は目的とする低トルク、低騒音を
達成できようが、弁体（デイスク）に特殊なリブ
を突設したために別の問題点が生じるのではない
かと考えられる。

その一つは流体内に混在する異物（硬質の小片
や長い紐状のものなど）がリブとリブとの間に噛
み込むことである。

リブは弁閉状態で管路の流れにほぼ平行に突出
しており、異物が一旦咬持されると、弁が開いて
も上流側リブは流れに向かつて斜め前方に突き上
げる形となり、咬持した異物をさらに深く抱き込
む傾向をとると思われる。

また異物の噛み込みに妨げられて再び完全な弁
閉ができなくなる恐れもある。

問題点の第二は弁が全開したときは流れの中央
部において流れに対してリブが直角に突出してい
るから大きな流体抵抗となり、しかも中心附近は
最も流速が大きい場所でもあるから圧力損失が大
きくなると言う点である。

問題点の第三はこの技術は弁小開度における流
勢を減勢してキヤビテーシヨンの発生を抑止しよ
うとするものであるが、このような流勢に抵抗す
る障害物はそれ自体が集中的な攻撃を受け、弁系
全体としてのキヤビテーシヨン軽減には有効であ
つたとしても、この部分が異常に早期摩耗をう
け、発明の目的を達成するための構成上の特徴を
早々に喪失して了う懸念が残ることである。

この場合は結局弁体自体をそつくり取替えなけ
ればならず、管路を閉じてバタフライバルブを完
全に分解して更新作業をしなければならない。

本願発明は以上の問題点を解決するために、キ
ヤビテーシヨンに起因する騒音を防止する機能は
堅持しつつも、全開状態における圧力損失を可及
的に小さくすること、流体中に混在する異物によ
る悪影響を防止すること、メンテナンス上の煩瑣
な作業を軽減することに着目した新規なバタフラ
イバルブの提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明に係る騒音防止機能を具えたバタフラ
イバルブは、弁体の端面が閉状態より所望の角度
だけ開方向へ回動する際に画く軌跡に倣つた傾斜
面と最大の突出線とで構成され、かつ管路の軸線
にほぼ平行な複数の流路を形成するよう相互に隔
てて植設された複数の櫛歯を弁体の上流側、下流
側にそれぞれ有することを特徴とする騒音防止機
能を具えることにより前記問題点を解決した。

さらに具体的な実施態様として前記所望の角度
が弁体の閉状態より20゜乃至40゜であること、複数
の櫛歯の一傾斜面は弁体の端面が回動する軌跡に
倣うのに対し、他の一傾斜面はこの軌跡と逆勾配
よりなつていること、これら複数の櫛歯が管路の
基体に着脱自在に装着していることにより発明の
目的を達成する上にきわめて有効にことを同時に
開示した。

なおここで「管路の基体」とは本願に関する限
り、バタフライバルブの弁箱（第１図）又はバタ
フライバルブ外の管路自体（第３図）の双方を意
味するものと定義づけておきたい。

［作用］ 本願のバタフライバルブが全閉状態から弁軸の
回動に伴つて弁体が回動をはじめ、弁体と管路の
基体内壁との間に開口部が形成されと、この部分
を辿つて流体が通過するが、突出する複数の櫛歯
に遮られて流線が分割されキヤビテーシヨンの発
生が抑制され、これに伴う騒音発生も防止され
る。

この作用は従来技術にも見られるが、弁の回動
の際画く軌跡に倣つた傾斜面と最大の突出線とで
特定された櫛歯端面は、弁体先端との間にきわめ
て微小な間隙を残すに過ぎないからその作用は一
層強い。さらに異なるところは弁体の回動が所望
の角度（キヤビテーシヨンを生じやすい小開度の
範囲）を過ぎると、弁体と管路基体との間に介在
した減勢の障害は軽減し、流体は弁体の角度に対
応した自由な流速を維持している点である。

弁全開においては、弁体が凸レンズ型であつて
も「く」字型であつても、弁体の形状に応じた本
来の円滑な流態が維持される。

なおその他の実施例特有の作用と、それに伴う
効果については次に述べる。

［実施例］ 本願発明の好ましい実施例を２例説明する。

第１実施例は第１図、第２図に示すように、弁
箱１は上流側管路Ａに接続した流入口２、および
下流側管路Ｂに接続した流出口３を有し、かつ弁
箱内を通過する管路の軸線５に直角に交叉し弁箱
に回動自在に支持された弁軸４を内蔵する。

この弁軸４にはレンズ状の弁体６が固着してお
り、弁軸の回動によつて弁体も共回りし、弁体弁
座７が弁座押え８を介して弁箱に固定された弁箱
弁座９に密着して全閉となり、弁体弁座７が管路
軸線５上に位置して全開となる。

本願発明の特徴とする複数の櫛歯１０Ａ，１０
Ｂは管路Ａ又はＢと弁箱との間に挾持された支持
フランジ１１Ａ，１１Ｂに固着し、かつ弁箱内壁
に添着する円筒状の歯板１２Ａ，１２Ｂの内周に
植設された突起物で形成される。

一対の櫛歯１０Ａ，１０Ｂはキヤビテーシヨン
の最も生じやすい弁開度ほぼ20゜〜40゜の範囲にお
いて、弁箱１と弁体６の間に形成された上、下流
の開口部G_A，G_Bにおいて、弁体６の外周の回動
軌跡１３Ａ，１３Ｂ沿いの外側にほぼこの軌跡に
倣つた傾斜面１４を以つて対向しており、かつ流
路の軸線５にほぼ平行な複数の流路１５を形成す
るように相互に隔てて植設されて流路を遮つて突
出している。

この櫛歯１０Ａ，１０Ｂの他の傾斜面１６は弁
体の回動が画く軌跡とは逆勾配を形成している結
果、第１図のように櫛歯の断面はほぼ逆三角形の
形状を以つて流路に突出しているように見える。

また第２図のように、流路と直角方向から見る
と、櫛歯の最大の突出線１７は弁体の回動軌跡通
りその先端を繋ぐと凸レンズ状に湾曲した円弧を
形成して弁体６の外周が躱せる限度にあるとも言
える。

第３図は本願発明の第２実施例を示す正面断面
図であり、弁箱の全長がきわめて短いフランジレ
ス（挾み込み）バタフライバルブであり、支持フ
ランジ１１Ａ，１１Ｂがそのまま歯板を兼ねる機
能を有する。

［発明の効果］ 本願発明は以上の構成よりなるから、弁の小開
度の或範囲（とくに弁体が20゜〜40゜の間）におい
て生じやすいキヤビテーシヨンの発生を抑制し、
これに伴う騒音発生も防止できる。

次に弁体の回動がこの範囲を越えてさらに開度
が大きくなると、キヤビテーシヨン対策用の障害
物から解放され、ほぼ正常の流態を得るから流速
の大きい全開に至るまで圧力損失は大幅に是正さ
れる。

逆説的には圧損が小さいだけ小口径の弁で足り
るとも言える。

実施例特有の効果に及ぶと、櫛歯１０Ａ，１０
Ｂは上流側および下流側の流路に対しその軸線５
に傾斜した傾斜面を有している。

とくに流体中の異物が噛み込む問題を生じるの
は上流側であるが、これらの異物は傾斜面に沿つ
て突起の表面を滑動し、中心側へ寄るにつれその
増勢した流速に牽かれて突起から離脱し流れ去る
機会が大きい。

すなわち従来の技術に比べるとはるかに異物に
よるトラブルの軽減することが期待できる。

またこの実施例を見る限り歯板は一体的に支持
フランジと固着し（第２実施例では歯板と支持フ
ランジが一致）、この支持フランジは弁箱と管路
との間に介装して図のように簡単に螺着してい
る。

即ち着脱自在であるから、仮にキヤビテーシヨ
ンの集中攻撃のため櫛歯が早期に摩耗しても、こ
の歯板のみを取替えればよく、弁体そのものを取
替える作業に比べると格段に軽減される。

またこの歯板とフランジのセツトを既設の管路
に適合するよう別途製作し、これを嵌装するだけ
で既設の管路にもそのまま実施して騒音低下に貢
献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本願発明の実施例を示す正面
断面図と歯板の側面図、第３図は別の実施例を示
す正面断面図、第４図Ａ，Ｂは従来の技術を示す
正面断面図。 １……弁箱、５……流路の軸線、６……弁体、
１０Ａ，１０Ｂ……櫛歯、１３Ａ，１３Ｂ……弁
体の回動する軌跡、１４……櫛歯の一傾斜面、１
５……複数の流路、１６……櫛歯の他の傾斜面、
１７……櫛歯の最大の突出線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管路に介装し弁体の回動によつて管路を開閉
   するバタフライバルブにおいて、前記弁体６の端
   面が閉状態より所望の角度だけ開方向へ回動する
   際に画く軌跡１３に倣つた傾斜面１４と最大の突
   出線１７とで構成され、かつ管路の軸線５にほぼ
   平行な複数の流路１５を形成するよう相互に隔て
   て植設された複数の櫛歯１０を弁体の上流側、下
   流側にそれぞれ有することを特徴とする騒音防止
   機能を具えたバタフライバルブ。 ２ 前記所望の角度が弁体の閉状態より20゜乃至
   40゜である特許請求の範囲第１項記載の騒音防止
   機能を具えたバタフライバルブ。 ３ 複数の櫛歯の前記軌跡１３に倣つた傾斜面１
   ４の裏側に該当する傾斜面１６が、軌跡と逆勾配
   を形成する特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の騒音防止機能を具えたバタフライバルブ。 ４ 前記複数の櫛歯が管路の基体に着脱自在に装
   着されている特許請求の範囲第１項乃至第３項何
   れかに記載する騒音防止機能を具えたバタフライ
   バルブ。