JPH0246818B2 - Rifutobensochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、流体輸送管路に介装する流量調節
用リフト弁装置に関する。

(ロ) 従来の技術 リフト弁、すなわち少なくとも１つの構成要素
が閉鎖面に垂直な開閉動作をする閉鎖部材を持つ
締め切り装置は、他の調節弁、たとえばバタフラ
イ弁、ゲート弁などのように流量特性を変えるに
適さない種類の弁と異なり、弁体の形状を適当に
変化形成させて任意の流量特性の調節弁となすこ
とができ、また、複座リフト弁に見られるように
軸推力をバランスさせ、そしてまた単座リフト弁
では、弁スピンドルと一体的にしたバランスピス
トン部を設けてこの軸推力を軽減出来るなど、
種々の特長があるので近代産業設備に於ける代表
的調節弁とされている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のリフト弁には次の述べる
ような問題点が有る。すなわち 「1」 一般に流量特性は、弁前後の圧力差を一
定にした場合の該弁に固有の特性をいゝ、その
圧力差が変化するとこの特性も変化するので、
実際上、その対応は簡単でないという欠点があ
る。

「2」 流量調節を直接リフト弁通路での絞り具
合によつて行うから、精密加工した肝心な弁体
および弁座面がキヤビテーシヨンなどの悪影響
を受けやすい不利がある。

「3」 また、リフト弁装置は、やや高圧用のも
のや口径の大きなものでは、その軸推力軽減手
段が可なり構造的な不利を招き、製造原価を高
める難点がある。

この発明は、リフト弁通路における絞り調節作
用を削減して、該所でのキヤビテーシヨンを無く
し、そして１次、２次圧力差に変動があつてもそ
の流量特性には影響がなく、しかも従来のリフト
弁装置では、重要な機素として弁スピンドルに一
体構成させるバランス用ピストン（複座リフト弁
すなわち双子弁も同一思想による構造と見なす）
を不必要とする便利なリフト弁装置を得ることを
目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段 この発明を図面にもとづいて説明すると、第１
図において、入口流路ａ、出口流路ｈを有する弁
箱本体１と弁箱蓋２とからなる弁箱内に構成した
入口部隔壁３には、入口流路ａに臨みリフト弁開
口ｃが形成されている。このリフト弁開口ｃに対
応してリフト弁部材７が、これと一体的にした弁
スピンドル８によつて弁箱蓋２に貫通保持せられ
ている。ここに９は弁スピンドル８のねじ部であ
つて、弁箱部に設けた弁スピンドル支承ボス１９
のねじ穴１０に螺合させてあり、また１８は弁ス
ピンドル８を確実に保持するためのガイドブツシ
ユである。ちなみに、上記のように弁スピンドル
のねじ部を構成させると、リフト弁部材７を閉鎖
したまゝ弁箱蓋２の解放点検などが可能となる利
点がある。

そこで、弁スピンドル８を回すとリフト弁部材
７は、リフト弁開口ｃに対して進退し、弁座４と
の間にリフト弁通路ｂを構成する。なお、リフト
弁部材７の形状をグローブ形、すなわち種々なる
形の回転曲面体となしたリフト弁は、これと弁座
との間に形成する弁通路断面積を弁ストロークの
変化に応じ、任意の変化率にすることが出来るの
で、一般的に複雑な流量調節に適するとされてい
る。次に、一端に隔壁部材１３を有し弁スピンド
ル８の軸線と平行に形成したシリンダー状部材１
６を、その開口端１６ｋ側をリフト弁通路ｂから
の流出流を受け入れる向きにして装置し、中間室
ｄを構成する。１１は弁箱に固定した部材であつ
て、弁スピンドルと同心の筒状面１１ｆを形成し
て、このシリンダー状部材１６の、外側壁面１６
ｆを密封的且つ滑動自在に嵌合させて、このシリ
ンダー状部材１６を保持している。従つてこれを
保持部材と呼称する。

筒状面１１ｆの入口隔壁３に近い部位に条孔状
開口ｆを形成し、そしてその外側を巡つて集合流
路ｇを構成させる。そこで、リフト弁開口ｃから
の流出流は上方の中間室ｄに流入し、向きをかえ
つつ開口ｆ、集合流路ｇを経て出口流路ｈに向か
うこととなる。また、シリンダー状部材１６の隔
壁部材１３の中心部においては、弁スピンドル８
を密封的且つ滑動自在に貫通させてあり、そして
シリンダー状部材１６の端縁部、すなわち開口端
１６ｋは該部材１６の変位に伴い、条孔状開口ｆ
の内側を進退し閉鎖面部材５との間に自動可変通
路ｅを構成する。

そして、隔壁部材１３の外壁面と弁箱蓋２内壁
面との間に形成する袋室ｉとリフト弁部材７の前
面側流路すなわち入口流路ａとを、通路部材２０
により連通する。２２は該部材２０に介装した開
閉弁、２３はシリンダー状部材１６に設けた通
口、１４はゴム質様部材の薄板でありその両面間
の液漏れを防止している。

尚、隔壁部材１３の内壁面中央部と、弁箱に固
定する部材、すなわち弁スピンドル８に固定した
段状の部材８ｄとの間に釣り合いばね２１を介装
する。以上、第１図に示すリフト弁装置の各構成
要素につき説明したが、本発明はこれらの機素を
もつて、性質を異にした下記の３主要部を構成さ
せ、その複合において、リフト弁装置に本発明の
目的を適う機能を付与することができた。

Ａ 固定部：弁箱（弁箱本体１、弁箱蓋２）とこ
れに固定させられた各部材すなわち保持部材１
１、弁座４、ガイドブツシユ１８、内ねじ１０
のボス１９などの構成部。

Ｂ 意図的可変構成部：弁スピンドル８、リフト
弁部材７、ボス部６、段状部材８ｄなどからな
る意図的な変位を可能とした構成部材で、リフ
ト弁構成部材と総称する。

尚、このリフト弁構成部材は、リフト弁通路
ｂが設定されて静止状態にあるときは上記Ａで
述べたように弁箱に固定する部材と見なされ
る。

Ｃ 自動可変部：隔壁部材１３、シリンダー状部
材１６、釣り合いばね２１、ダイヤフラム部材
１４、及びその受板１５などからなる自動的な
変位作動をする構成部材であつて、これを自動
可変部材と総称する。

(ホ) 作用 上記のように構成したリフト弁装置を、管路に
介装し通水（水は他の流体をも代表する）する
と、入口流路ａからの流水はリフト弁通路ｂを通
つて中間室ｄに入り、自動可変通路ｅを経て、出
口流路ｈに流出する。このとき隔壁部材１３は、
流路ａの圧力と等しくなした袋室ｉの圧力と、中
間室圧力と、ばね２１との合力を受けて作動し、
これに伴つて変位するシリンダー状部材１６は自
動可変通路ｅを変化させて、流量に変化を与える
こととなる。従つてこのリフト弁装置内を通過す
る流れは、ばね２１に付与した所定の弾力に釣り
合う差圧力となるまで、自動可変通路ｅにおける
自動的な絞り調節の作用を受け、やがては安定さ
せられる。そしてこのとき、上記した力の関係は
次式でこれを表はせる。

（隔壁部材１３の受圧面積）×（ａ流路圧力−ｄ室圧力
）−ばね２１の弾力）＝０ 故に（ａ流路圧力−ｄ室圧力）＝（ばね２１の弾力）÷
（隔壁部材１３の受圧面積） 上式において左辺は明らかにリフト弁部材７の
前後面間における圧力差を表し、右辺はそれがほ
ぼ一定値になることを示す。従つてこの流量特性
は、使用状況（一次、二次圧力差を変化させるよ
うな状況など）に関係しないことを示している。

また上式で明らかな通り、リフト弁通路ｂの流
速はその通路断面積（弁７の開き）にも、また１
次、２次圧力差にも関係なく一定であつて、しか
も任意に小さく（管路内の流速程度にでも）なし
うるので、リフト弁部材７前後面間の差圧は僅少
にでき、通水中は推力の問題など生じようもな
い。

上記の通り、リフト弁通路ｂでの流速を定常的
に低くすることができ、リフト弁通路ｂでのキヤ
ビテーシヨンを無くする効果が得られた。

これらのことは従来のリフト弁装置では見られ
ない顕著な特長といえる。

(ヘ) 実施例 この発明のリフト弁装置は以上説明したよう
に、用水の管理を容易にする機能的特長があるか
ら、広い範囲に亙つて大いに利用できる。

しかしながら、一面この発明は実施に際し、と
きに無視出来ない問題点の伏在することも判つ
た。それは例えばリフト弁通路ｂからの流出量、
すなわち中間室ｄへの流入量に比べて、該室ｄか
らの流出量が大きすぎる場合などである。

このような場合、中間室ｄ内の圧力は低下し、
リフト弁部材７に作用する推力が増大して、短期
間でねじ９，１０部のかじりつき事故発生に至る
点にある。

また、もしこれらの点を考慮して製作したとし
ても例えば、リフト弁部材７を締め切るときは、
中間室ｄへの流入量はゼロとなり、そのとき中間
室ｄから出口流路側への漏洩をゼロとなすことな
ど実際上困難であるから、該ｄ室内圧力は直ちに
出口流路ｈの圧力まで降下する。従つて、リフト
弁部材７にはそのまゝ１次、２次圧力差が働いて
過大な推力が作用し、次回の開弁時にはねじ部な
どに無理な力がかかり、早期故障の原因となる。
このことは、特に高圧力用、大口径用のものでは
著しく、殆ど決定的な欠陥となる。

本発明は、この問題点の具体的解決手段をも用
意してなるものであつて、以下その実施態様につ
き説明すると、それは前述の３主要部分、すなわ
ち固定部、リフト弁構成部材、自動可変部材を複
合する構成において、リフト弁部材７を弁座４に
近づけ、そして自動可変部材とリフト弁構成部材
とを、対応する突出部において当接させた状態に
置くとき、自動可変部材と固定部との対応する部
位間に、適当な間〓部を形成させてなる構造であ
る。第１図について具体的に説明すれば、この場
合、自動可変部材であるシリンダー状部材１６に
おいてはその開口端１６ｋが閉鎖面部５の部位５
ｋと対応しており、そしてダイヤフラム受板１５
ではその外周部下面側の部位１５ｊが、固定部す
なわち保持部材における部位１１ｊと対応してい
る、従つてこれらの対応している各部位の間に
夫々間〓部ｋ，ｊを形成させた構造である。以上
であるから、リフト弁通路ｂの流量が少なく中間
室ｄ内に所定の圧力を保てなくなると、自動可変
部材はリフト弁部材７に向かつて押し付けられ、
突出部２４，２５において当接し一体となり、リ
フト弁部材に作用する推力は該リフト弁部材７と
受圧面積をほヾ等しくなした隔壁部材１３に作用
する袋室ｉの圧力により相殺されることとなる。

次いでリフト弁通路ｂを開いてゆくと、流量は
増加し中間室ｄ内の圧力は増し、やがて隔壁部材
１３に作用する差圧力が、ばね２１の弾力に釣り
合うに至れば、自動可変部材はリフト弁部材との
当接状態を解かれて自動絞り調節作用の可能な状
態に復帰し、中間室圧力は所定の値に安定するこ
とになる。

以上説明したようにこの発明では、その要旨に
添うことによつて、使用の目的や製作の都合によ
り、容易に種々の異なつた実施態様が得られる。

例えば第１図では、リフト弁部材７を弁開口ｃ
の入り口側すなわち上流側に設けたものにつき示
したが、第２図に示す実施例はこのリフト弁部材
７を、弁開口ｃの下流側に位置させ、その流れ方
向に沿つて開き、流れに抗して閉じるようにした
装置である。しかも、その構造並びに作用効果は
本質的には第１図のものと同様となるから、第２
図実施例の各構成要素に関しては夫々第１図の各
構成要素と対比し、同じ要素には同じ符号と名称
とを付した。従つてその構造、作用効果などの説
明は重複するので省略する。

なお、第１図のリフト弁装置においては、弁ス
ピンドル８に弁箱蓋２、袋室ｉ、隔壁部材１３を
貫挿させた構造を採らせてあるが、弁スピンドル
８を反対の、すなわちボス１９の方向に延びし
て、弁箱を下方に貫挿する構造にもできる。

このときは、弁スピンドル８の中間室ｄ方向へ
の長さは短くなり、隔壁部材１３の中心にある穴
部は不要ゆえ閉鎖される。簡単なので図示を省略
する。

また、第３図は弁箱部に固定した保持部材１１
の代わりに、弁スピンドル３８に設けたこれと同
心の円柱状部材４１を用いる実施例につき示し
た。

シリンダー状部材４６の内側壁面４６ｆは該円
柱状部材４１の外側壁面４１ｆに密封的且つ滑動
自在に嵌合させ、隔壁部材４３によつてその両面
側に夫々袋室ｉ並びに中間室ｄを構成する。５０
は通路部材、５１は釣り合いばねである。この場
合には可変部が一纒めにでき保守に便利であり、
量産に適する。

(ト) 発明の効果 従来のリフト弁装置は、その流量が弁ストロー
クと弁前後の差圧との、すなわち２変数の関数で
あるため、複雑な使用条件下にある用水管路の流
量調節手段としては勢い不完全さを免れ得ない。

このことは近来、流体条件が多様化してきたプ
ロセス制御システムにおいても、この拡大した流
体条件の範囲を指標に、この系に装置する流量調
節弁の容量を良い精度で予測することが甚だ難し
くなつたとされる所以である。しかし、本発明リ
フト弁装置では、その流量は、たゞ単に弁ストロ
ーク変化のみの関数であるに過ぎないから流量調
節が極めて容易かつ適確となる。

また、本発明は単座リフト弁にかゝわらず弁推
力の悪影響がなく、しかも構造も簡単ゆえ大口径
用、高差圧用のものも低価格で製造できる。

以上説明したように、本発明はあらゆる用水系
において普偏的に、流量調節弁装置として利用せ
られ、用水管理上大きな効果をあげうる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明のリフト弁装置の実施例を示す
もので、第１図は第１実施例の縦断面図、第２図
は第２実施例の縦断面図、第３図は第３実施例の
縦断面図である。 １……弁箱本体、２……弁箱蓋、３……入口部
隔壁、４……弁座、５……閉鎖面部材、６……ボ
ス、７……リフト弁部材、８……弁スピンドル、
８ｄ……弁スピンドルに固定したばね受け段状部
材、９……スピンドルのねじ部、１０……内ね
じ、１１……保持部材、１１ｆ……保持部材１１
の内側壁面、１２……保持部材フランジ部、１３
……隔壁部材、１４……ダイヤフラム、１５……
受板、１６……シリンダー状部材、１６ｆ……外
側壁面、１６ｋ……シリンダー状部材の開口端、
２０……通路部材、２１……釣り合いばね、２２
……開閉弁、２３……通口、２４……隔壁部材の
突出部、２５……リフト弁構成部材の突出部、ａ
……入口流路、ｈ……出口流路、ｂ……リフト弁
通路、ｃ……リフト弁開口、ｄ……中間室、ｉ…
…袋室、ｊ，ｋ……間〓部、３８……弁スピンド
ル、４１……弁スピンドル３８に設けた保持部
材、４１ｆ……保持部材４１の外側壁面、４６…
…シリンダー状部材、４６ｆ……内側壁面、５０
……通路部材、５１……釣り合いばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口流路ａ、出口流路ｈを有する弁箱内の入
   口部隔壁３に形成したリフト弁開口ｃにのぞみ、
   弁箱部に貫挿する弁スピンドル８と一体的にした
   リフト弁部材７を設け、このリフト弁部材７とこ
   れに対応する弁座４との間にリフト弁通路ｂを構
   成させたリフト弁装置において、リフト弁開口ｃ
   の流出側、すなわちリフト弁部材７の下流側に、
   隔壁部材１３を有するシリンダー状部材１６の開
   口端１６ｋ側を、リフト弁通路ｂからの流出流を
   受け入れる向きとなし、そしてこのシリンダー状
   部材１６の側壁面１６ｆ，４６ｆを、弁箱に固定
   された保持部材１１，４１に形成する側壁面１１
   ｆ，４１ｆ部において密封的且つ滑動自在に嵌合
   保持させて、上記シリンダー状部材１６の内側に
   中間室ｄを構成させ、そして上記隔壁部材１３の
   内壁面と弁箱に固定する部材８ｄとの間には釣り
   合いばね２１を介装し、さらに中間室ｄの隔壁部
   材１３と弁箱部との間に構成した袋室ｉを通路部
   材２０により入口流路ａに連通させることを特徴
   とするリフト弁装置。 ２ リフト弁開口の上流側にリフト弁部材を設け
   た特許請求の範囲第１項記載のリフト弁装置。 ３ リフト弁開口の下流側にリフト弁部材を設け
   た特許請求の範囲第１項記載のリフト弁装置。 ４ シリンダー状部材１６の外側壁面１６ｆを密
   封的且つ滑動自在に嵌合保持する嵌合面１１ｆを
   形成させた保持部材１１を弁箱部に固定的にもう
   けた特許請求の範囲第１項記載のリフト弁装置。 ５ シリンダー状部材４６の内側壁面４６ｆに密
   封的且つ滑動自在に嵌合する外壁面４１ｆを備え
   た保持部材４１を弁箱に固定的に設けた特許請求
   の範囲第１項記載のリフト弁装置。 ６ リフト弁部材を弁座に近接させるとき、自動
   可変部材とリフト弁構成部材とは、対応する部位
   において当接し、自動可変部材と固定部とはその
   対応する部位において適当な間〓部を形成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリフ
   ト弁装置。