JPH08233119A - 高温流体用バタフライ弁 - Google Patents

高温流体用バタフライ弁

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JPH08233119A
JPH08233119A JP7324244A JP32424495A JPH08233119A JP H08233119 A JPH08233119 A JP H08233119A JP 7324244 A JP7324244 A JP 7324244A JP 32424495 A JP32424495 A JP 32424495A JP H08233119 A JPH08233119 A JP H08233119A
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shaft
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pin
butterfly valve
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温において酸化スケールの付着や材料間の
摩擦係数の高温での増大が生じる場合であっても、高温
のガス流路で長時間の使用においても開閉の駆動力が変
化せずスムーズに開閉することができるバタフライ弁を
提供する。 【解決手段】 円筒状のダクト２と、ダクト２内で回転
可能に取り付けられたフラップ３と、フラップ３に回転
トルクを伝達可能な状態で取り付けられたシャフト４
と、フラップ３の外周部に回転可能に挿入されたピン５
と、これらを収納するハウジングとを有するバタフライ
弁である。シャフト４の一端部からスプリングを介して
シャフト４軸方向にフラップ３に荷重が加えられ、荷重
がフラップ３外周部のピン５を介してハウジングで支え
られ、かつ全開時にシャフト４が取り付けられた部分の
フラップ３外周面及びピン５が挿入された部分のフラッ
プ３外周面のそれぞれがダクト２に接触しない状態で組
み付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、高温の流体、例
えば、自動車排気ガスの流路切り換えに好適に用いるこ
とができるバタフライ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】 自動車排気ガス等高温の燃焼ガスなど
の高温流体の流路切り換えに用いられるベタフライ弁で
は、軸受部の焼き付き、配管から剥離する酸化スケール
の付着等により、また、ダクトとフラップの材料間の高
温での摩擦係数の増大により、弁軸の回転に要するトル
クが大きくなり、開閉が困難になるという問題が生じる
ことがある。また、フラップの熱変形や、フラップと外
筒の接触部が腐食、摩耗して、閉鎖時のシール性が悪化
したり、シャフト軸受部の腐食、摩耗により、高温ガス
が外部へ漏出する、あるいは回転抵抗が増大するという
問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 従って、本発明は、
高温において酸化スケールの付着や材料間の摩擦係数の
高温での増大が生じる場合であっても、高温のガス流路
で長時間の使用においても開閉の駆動力が変化せずスム
ーズに開閉し、また、フラップの熱変形や、フラップお
よび外筒、軸受部、シャフトなどの腐食によるガス漏れ
のないバタフライ弁を提供することを目的とするもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、円筒状のダクトと、ダクト内で回転可能に取り付け
られたフラップと、フラップに回転トルクを伝達可能な
状態で取り付けられたシャフトと、フラップの外周部に
回転可能に挿入されたピンと、ダクト、フラップ、シャ
フトおよびピンを収納するハウジングとを有するバタフ
ライ弁であって、シャフトの一端部からスプリングを介
してシャフト軸方向にフラップに荷重が加えられるとと
もに、荷重がフラップ外周部のピンを介してハウジング
で支えられ、かつ全開時に、シャフトが取り付けられた
部分のフラップ外周面及びピンが挿入された部分のフラ
ップ外周面のそれぞれが前記ダクトに接触しない状態で
組み付けられている高温流体用バタフライ弁が提供され
る。
【０００５】 また本発明によれば、円筒状のダクト
と、ダクト内で回転可能に取り付けられたフラップと、
フラップに回転トルクを伝達可能な状態で取り付けられ
たシャフトと、フラップの外周部に回転可能に挿入され
たピンと、ダクト、フラップ、シャフト、およびピンを
収納するハウジングとを有するバタフライ弁であって、
フラップに設けられたシャフト挿入用の穴、および／ま
たは前記フラップに設けられたピン挿入用の穴の周り
に、上記穴と同軸のリング状突起部を設けた高温流体用
バタフライ弁が提供される。
【０００６】 さらに本発明によれば、円筒状の２つの
ダクトと、ダクトのそれぞれの中で回転可能な状態で取
付けられた第一のフラップ及び第二のフラップと、第一
のフラップに回転トルクを伝達可能な状態で取り付けら
れた駆動シャフトと、第一のフラップの外周部と第二の
フラップの外周部とに回転トルクを伝達可能な状態で挿
入された連結シャフトと、第二のフラップの外周部であ
って、連結シャフト挿入側と対向する位置に回転可能に
挿入されたピンと、これらが収容されたハウジングとを
有するバタフライ弁が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】 本発明のバタフライ弁では、シ
ャフトの一端部からスプリングを介してシャフト軸方向
にフラップに荷重を加え、この荷重がフラップ外周部の
ピンを介してハウジングで支えられ、かつ全開時に、シ
ャフトが取り付けられた部分のフラップ外周面及びピン
が挿入された部分のフラップ外周面のそれぞれが前記ダ
クトに接触しない状態で組み付けられている構成を採用
した。
【０００８】 ピンが挿入された部分のフラップ外周面
（この部分は、通常フラップの下面となる）が、ダクト
と接触していると、 高温時にフラップとダクト間の摩擦係数が増大する。 金属配管から酸化スケール等が飛来し、これが接触面
に付着するため、摩擦係数が増大する。 配管の径が大きくなり、フラップ外周面がダクトと広
い面積で接触している場合、摩擦による回転抵抗トルク
が大きい。 などの現象が生じる。
【０００９】 そこで、本願発明では、ピンでフラップ
を浮かせて、その部分のフラップ外周面とダクトとが接
触しない構造としたので、回転抵抗トルクを低減するこ
とができる。また、ピンの先端の面積を小さくして、フ
ラップに設けられたピン穴の底面と接触させるようにす
ると、接触部をさらに小さくできるため、更に回転抵抗
トルクを低減することができ、好ましい。
【００１０】 また、バタフライ弁が配管のどのような
方向、位置に取り付けられて使用される場合であって
も、フラップとダクトとの接触による摩擦により回転抵
抗トルクの増大を引き起こさないようにするために、シ
ャフトが取り付けられた部分のフラップ外周面（この部
分は、通常フラップの上面となる）もダクトと接触しな
いような構造とする必要がある。本願発明では、シャフ
トの一端部からスプリングを介してシャフト軸方向にフ
ラップに荷重を加える構造とすることにより、バタフラ
イ弁が、例えば傾斜あるいは水平方向に取り付けられて
いても、シャフトが取り付けられた部分のフラップ外周
面とダクトとの間に常に一定のクリアランスを保持させ
ることができる。ここで、スプリングを介して荷重を加
えることにより、高温時にシャフト、ピン、フラップが
熱膨張しても常に一定の適度な荷重を与えることが可能
になる。
【００１１】 本発明の他の態様では、フラップに設け
られたシャフト挿入用の穴、および／またはフラップに
設けられたピン挿入用の穴の周りに、上記穴と同軸のリ
ング状突起部を設ける。このように、リング状突起部を
設けて、穴の周りの小さな面積でダクトと接触するよう
にすると、接触部の半径が小さくなるため、同じ摩擦力
が働く際の抵抗トルクは小さくなり、高温において材料
間の摩擦係数が増大したり、酸化スケール等の付着によ
り摩擦係数が増大しても抵抗トルクとしては小さいもの
となるので、フラップの開閉が困難になるという問題は
生じない。
【００１２】 リング状突起部の幅は小さいほど接触部
の半径が小さくなって抵抗トルクを低減でき、リング状
突起部の幅はダクト径の６％以下が好ましい。また、リ
ング状突起部の幅を小さくし過ぎると、突起部の強度が
低下し、チッピングを起こしやすくなるため、この幅は
ダクト径の１％以上あることが好ましい。一方、上記し
たように、リング状突起部を設けて接触面積を小さくし
ようとすると、フラップとダクトとの隙間部分が増加す
るため、フラップを閉じた際の隙間からの流体の漏れ量
が増大する。そこで、リング状突起部に連なって、シュ
ラウドを設けることにより、この漏れ量を低減すること
ができる。また、ダクトとの接触面積を増加させないた
めには、シュラウドの厚さはリング状突起部の幅と同等
であることが望ましい。なお、シュラウドの高さがリン
グ状突起部より高いと、シュラウドのみがダクトと接触
し、リング状突起部で接触する場合より接触部の半径が
増大することになり、抵抗トルクを増大させる原因とな
る。このため、シュラウドの高さはリング状突起部の高
さより低いことが必要である。
【００１３】 また、本発明では、ハウジングが２つの
円筒状または段付き円筒状の部材からなり、その一方の
内側に段部があり、この段部とダクトとの間にシールリ
ングがはさみこまれるように設置され、ダクトの反対側
の側面ともう一方のハウジング部材との間にもシールリ
ングがはさみこまれるように設置されることが好まし
い。ダクト外径部とハウジングとの間でシールする方法
では、ダクトが窒化珪素で作製され、ハウジングがステ
ンレス等の金属材料で作製されている場合、ダクトの熱
膨張係数に比較してハウジングの熱膨張係数が高いた
め、径方向に隙間が生じ、シールが困難となる。そこ
で、上記のように、一方のハウジングの内部に段部を設
け、ここにシールリングを装着し、ダクトの側面との間
で流路方向に荷重を加えた状態でシールすると、ダクト
径に対しダクトの流路方向厚さが小さいため、熱膨張差
によるダクトとハウジングとの間で寸法差の絶対値が小
さく、シール材に要求される弾性変形量を小さくするこ
とができる。
【００１４】 熱膨張差によるダクトとハウジングとの
間の寸法差は、ダクトの流路方向厚さに比例するため、
ダクトの流路方向幅がダクト外径の４０％以下であれ
ば、上記効果はさらに大きくなり、好ましい。熱膨張差
によるダクトとハウジングとの間の寸法差は、シールリ
ングの厚さ方向の弾性変形により吸収し、隙間が生じな
いようにする必要があるが、ダクトの流路方向幅に対し
シールリングの厚さが小さ過ぎると、この寸法差を吸収
できない。そこで、組付け前のシールリング厚さの合計
を、ダクトの流路方向幅の２０％以上とすると、上記問
題が解決でき、好ましい。
【００１５】 本発明のさらに別の態様では、少なくと
もシャフトおよびダクトの軸受部は窒化珪素またはサイ
アロンにより作製されており、軸受部の孔部およびシャ
フトの表面粗さがＲMAXで１２．５μｍ以下であり、図
９に示すような、レバー長さｌ、レバー高さｈ、シャフ
トの軸受部長さＳ、シャフトの軸受部径ｄ、との間に数
１の関係を有するバタフライ弁とする。
【００１６】
【数１】
【００１７】 レバーを回転させるためにレバーに加え
られる力をＦとすると、回転させようとするトルクＴD
は、 ＴD＝ｌ・Ｆ となる。このとき、シャフトと軸受との間には、モーメ
ントの釣合いから、軸受上部でＦ＋Ｆ・ｈ／Ｓ、軸受下
部でＦｈ／Ｓの力がかかっている。
【００１８】 摩擦により回転の抵抗となるトルクＴR
は摩擦係数をηとすると 、ＴR＝η・Ｆ・ｄ（１＋２ｈ／Ｓ）／２ となる。従って、摩擦係数ηが数２を満足するとき、Ｔ
R≧ＴDとなってシャフトは回転できない。
【００１９】
【数２】
【００２０】 本発明では種々の角度から実験・検討を
重ねた結果、表面粗さがＲMAXで１２．５μｍ以下の窒
化珪素またはサイアロン製軸受部およびシャフトにおい
ては、３００℃以上の高温で、上記数２の関係式におけ
る摩擦係数ηが室温における０．３から平均約０．８ま
で増大することを見出し、さらに数２の関係式のαの値
を１．５以上にすることにより、作動不良の発生する頻
度が、実用上許容できる範囲内になることを見出したも
のである。
【００２１】 本発明ではさらに、上記した弁構造を２
つ組み合わせてなるバタフライ弁とすることもできる。
すなわち、このバタフライ弁は、円筒状の２つのダクト
と当該ダクトのそれぞれの中で回転可能な状態で取付け
られた２つのフラップと、このフラップ（第一のフラッ
プ）の１つに回転トルクを伝達可能な状態で取り付けら
れた駆動シャフトと、第一のフラップの外周部ともう１
つのフラップ（第二のフラップ）の外周部とに回転トル
クを伝達可能な状態で挿入された連結シャフトと、第二
のフラップの外周部であって、連結シャフト挿入側と対
向する位置に回転可能に挿入されたピンと、これらが収
容されたハウジングとを有する。
【００２２】 上記構造のバタフライ弁とすると、主流
路と副流路との２つの流路に対して、１つのバタフライ
弁により流体の流路を切り換えることができる。なお、
この場合、第一のフラップと第二のフラップは、一方が
開状態の時は、もう一方は閉状態となるように構成する
ことは当然である。
【００２３】 また、バタフライ弁を自動車排気ガスな
どの高温流体に用いる場合には、通常の金属材料では熱
膨張係数が大きく、高温での熱変形が大きく、フラップ
の変形による弁閉塞時のフラップ・ダクト間の隙間の増
大により、流体の漏れが大きくなったり、フラップとダ
クトの接触により回転抵抗が大きくなるという問題が生
じることがある。この場合には、フラップとダクトと
を、室温〜９００℃における平均熱膨張係数が７×１０
-6以下、より望ましくは４×１０-6以下の材料より作製
すると、上記問題が解消でき、好ましい。
【００２４】 さらに、平均熱膨張係数が７×１０-6以
下の材料であっても、通常の金属材料では腐食、摩耗の
問題が起こり得るため、この問題の解決のため、バタフ
ライ弁の構成部材のうち、ダクト、フラップ、シャフト
およびピンのいずれかまたはすべてを窒化珪素またはサ
イアロンにより作製することが好ましい。
【００２５】
【実施例】 次に、本発明を図示の実施例に基づき更に
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られる
ものではない。図１(a)(b)は、本発明に係るバタフライ
弁の一実施例を示す断面説明図、図２は図１のバタフラ
イ弁の分解斜視図である。２は窒化珪素製のダクトで、
円筒内面を有し、この円筒面中心軸に直交する方向の円
筒内面を有する軸受部１３が一体となって設けられてい
る。この軸受部１３に対向する位置にはピン用穴２３が
設けられている。
【００２６】 フラップ３は、その上部にシャフト４、
下部にピン５が挿入されるように構成されており、シャ
フト４とピン５の共通の軸を中心として回転可能なよう
に、ダクト２の内部に設置されている。フラップ３は、
図３(a)(b)に示すように、略均一厚さのプレート部２
０、プレート部２０より厚肉のシャフト側厚肉部２１お
よびピン側厚肉部２２とから形成され、外周はダクト２
の円筒内面の中心軸に対して所定角度（例えば、２０
°）傾斜した円筒面をなしている。従って、バタフライ
弁の閉鎖時には、ダクト円筒内面の中心軸に対し、プレ
ート部中心面がそれに対応して所定角度（フラップ３の
外周の傾斜が２０°の場合には７０°）傾斜した角度で
フラップ３の外周がダクト２内面に接触した状態とな
る。なお、１２はストッパーを示す。
【００２７】 フラップ３のシャフト側厚肉部２１に
は、シャフト挿入用穴１５が設けられており、このシャ
フト挿入用穴１５は平行面部１５ａと円筒面部１５ｂと
から形成されている。これに対応し、図４のように、シ
ャフト４のフラップ３へ挿入される部分は、先端の２面
幅部２５ａと円筒部２５ｂからなっており、それぞれシ
ャフト挿入用穴１５の平行面部１５ａと円筒面部１５ｂ
に挿入される。しかして、シャフト４の回転駆動トルク
は、シャフト４の２面幅部２５ａと穴１５の平行面部１
５ａとの干渉によってシャフト４からフラップ３に伝達
される。
【００２８】 また、シャフト４の円筒部２５ｂに比較
し、２面幅部２５ａにおいてはシャフト４と穴１５との
クリアランスを大きくとってあるため、円筒部２５ｂで
フラップ３とシャフト４間の位置決めがなされる。
【００２９】 一方、フラップ３のピン用穴１９および
ダクト２のピン用穴２３の中には、ピン５が挿入されて
いる。ピン５のフラップ３内へ挿入される部分の先端
は、円錐状の先端を丸めた形状となっており、小さな接
触面積でピン用穴１９の底と接触する構造となってい
る。ピン５の側面とピン用穴１９との間には、適度のク
リアランスが設けてあり、フラップ３とピン５が相対的
に回転可能となっている。
【００３０】 また、シャフト４とダクト２の軸受部１
３との間にも適度のクリアランスが設けてあり、高温で
の熱膨張差、熱歪みが生じても、シャフト４が軸受部１
３内で回転可能な構造となっている。シャフト４のフラ
ップ挿入側とは逆の先端部には、２面幅部１７が設けら
れており、図５(a)(b)(c)に示すように、レバー１０に
設けられた長穴２６内にこの２面幅部１７が挿入される
形態でレバー１０がシャフト４上部にセットされてい
る。
【００３１】 レバー１０には、スプリング受け用の窪
み部２７が設けられており、この窪み部２７を介してス
プリング９によりシャフト４の軸方向に押え付ける構造
となっている。スプリング９によるシャフト軸方向の荷
重は、レバー１０、シャフト４、フラップ３、ピン５を
介してハウジング１ｂで支えられており、また、フラッ
プ３の外周とダクト２内面の間には、適度のクリアラン
スが設けられてあるため、フラップ３が開いている状態
では、フラップ３の外周はダクト２内面と接触すること
がない。
【００３２】 スプリング９の上部は、フェースチップ
８を介してキャップ６により押え付けられている。キャ
ップ６の外周は、ネジ構造となっており、上下の位置の
調節によりスプリング荷重が調整可能となっている。キ
ャップ６は、ハウジング１ｂに溶接などで固定されたブ
ラケット１４に設けられた雌ネジ内にロックナット７で
固定されている。
【００３３】 ハウジング１は、雄ハウジング１ａと雌
ハウジング１ｂとから成っており、雌ハウジング１ｂの
内部に設けられた段部１８と雄ハウジング１ａとの間に
挟まれるように、２つのシールリング１１とダクト２が
ハウジング１内に配設されている。そして、雌ハウジン
グ１ｂの右端と雄ハウジング１ａの左端とから荷重を加
えた状態で、雄ハウジング１ａと雌ハウジング１ｂとを
溶接などの手段により固定し、組み立てられている。
【００３４】 なお、本実施例においては、ダクト、シ
ャフト、ピン、およびフラップはすべて窒化珪素製で、
熱膨張係数が３．２×１０-6、室温から１０００℃まで
８００ＭＰａ以上の４点曲げ強度を有している。また、
上記部材以外はステンレス製で、その熱膨張係数は１５
×１０-6である。
【００３５】 図６、図７は、本発明に係るバタフライ
弁の他の実施例を示す部分説明図で、フラップ３に設け
られたピン用穴１９の周りに穴１９と同軸のリング状突
起部２８を設けた例である。すなわち、リング状突起部
２８を設けて、穴１９の周りのごく小さな面積でダクト
２と接触するようにすると、接触部の半径が小さくな
り、抵抗トルクが小さくなる。また、リング状突起部２
８に連なってシュラウド２９を設け、フラップ３とダク
ト２との隙間部の増加を防止し、流体の漏れ量を極力小
さくしている。
【００３６】 図８は、本発明に係るバタフライ弁のさ
らに別の実施例を示す断面説明図である。このバタフラ
イ弁の基本構造は図１のバタフライ弁と同様であり、図
１の弁構造を２つ組み合わせたものと考えることができ
る。このバタフライ弁では、上部ダクト３０と下部ダク
ト３４の２つの円筒状のダクトを有し、これら２つの上
部ダクト３０及び下部ダクト３４のそれぞれの中に第一
フラップ３１および第二フラップ３３が回転可能な状態
で取付けられている。第一フラップ３１の上部には、第
一フラップ３１に回転トルクを伝達可能な状態で駆動シ
ャフトが挿入されている。また、第一フラップ３１の下
部と第二フラップ３３の上部とに回転トルクを伝達可能
な状態で連結シャフト３２が挿入されている。その他の
構造は、図１のバタフライ弁と同様である。
【００３７】［高温燃焼ガス中での開閉試験］ （試験１）図１に示すようなバタフライ弁であって、フ
ラップ３、ダクト２、シャフト４およびピン５の材質を
表１に示すような組み合わせとしたものを作製した。な
お、表１に示すようにＮｏ．２、３および５には、フラ
ップ３の下面（ピン５が挿入された部分のフラップ３の
外周面）とダクト２との間に適度のクリアランスを設
け、高温時の回転抵抗トルクの増大を抑制できる構造と
した。一方、Ｎｏ．１及び４には、このようなクリアラ
ンスは設けず、フラップ３の下面とダクト２とが接触す
るような構造にした。これらのバタフライ弁を用い、高
温燃焼ガス中での開閉試験を行って、駆動トルクおよび
ガス漏れについて評価した。評価の基準は、駆動トルク
については、約１０００℃の燃焼ガスを流している高温
時において、弁を開閉させる際の最大トルクが、０．１
Ｎｍ（ニュートン・メートル）未満のものを「○」、
０．１〜０．２Ｎｍのものを「△」、０．２Ｎｍを越え
るものを「×」とした。また、ガス漏れについては、開
閉試験後、６００℃のガスを流した際に、弁上流側と下
流側との差圧１００ｍｂａｒの条件で、ガスの漏れ量
（０℃、１ａｔｍ換算の毎分漏れ量）が、４０Ｎｌ／ｍ
ｉｎ未満のものを「○」、４０〜１００Ｎｌ／ｍｉｎの
ものを「△」、１００Ｎｌ／ｍｉｎを越えるものを
「×」とした。なお、開閉試験は、バタフライ弁のピン
５側を下向き（通常方向）にして行った。その他の試験
条件は下記のとおりである。この試験結果を表１に示
す。
【００３８】・燃焼ガス温度：約１０００℃ ・開閉試験時間：１００時間 ・開閉サイクル：１回／１．４秒 ・ダクト内径：５０ｍｍ ・ダクト厚さ：５ｍｍ ・フラップ厚さ：４ｍｍ ・閉時フラップ角度：２０゜ ・ハウジング厚さ：２ｍｍ
【００３９】
【表１】
【００４０】（試験２）図１に示すようなバタフライ弁
を作製した。フラップ３、ダクト２、シャフト４および
ピン５の材質はすべて窒化珪素とした。表２に示すよう
にＮｏ．７および８には、シャフト軸方向の支え、すな
わち、シャフト４の上部からシャフト軸方向にフラップ
３に荷重が加えられるとともに、この荷重がピン５を介
してハウジング１に支えられるような構造を設け、バタ
フライ弁の取り付け方向にかかわらず、フラップ３の上
面（シャフト４が取り付けられた部分のフラップ３の外
周面）とダクト２とが接触しないようにした。一方、Ｎ
ｏ．６には、このようなシャフト軸方向の支えを設け
ず、バタフライ弁のピン５側が上向きになるような取り
付け方向（逆さ方向）の場合には、フラップ３の上面
（シャフト４が取り付けられた部分のフラップ３の外周
面）がダクト２と接触し、また、ピン５側が下向きにな
るような取り付け方向（通常方向）の場合には、フラッ
プ３の下面（ピン５が挿入された部分のフラップ３の外
周面）がダクト２と接触するような構造とした。なお、
Ｎｏ．８では、上記シャフト４上部からのシャフト軸方
向への荷重を、図のようにスプリング９を介して加える
ようにし、Ｎｏ．７では、スプリング９を用いず、フェ
ースチップ８で直接荷重を加えるようにした。これらの
バタフライ弁を用い、高温燃焼ガス中での開閉試験を行
って、駆動トルクを評価した。評価の基準は、試験１と
同様である。なお、開閉試験は、バタフライ弁のピン５
側を上向き（逆さ方向）にして行った。その他の試験条
件は上記試験１の場合と同様である。この試験結果を表
２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】（試験３）図１に示すようなバタフライ弁
であって、図９におけるレバー１０の長さｌ、レバー１
０の高さｈ、シャフト４の軸受部長さＳおよびシャフト
４の軸受部径ｄがそれぞれ表３のような値となるものを
作製した。なお、フラップ３、ダクト２、シャフト４お
よびピン５の材質はすべて窒化珪素とした。これらのバ
タフライ弁を用い、高温燃焼ガス中での開閉試験を行っ
て、動作不良の有無を調べた。開閉試験は、バタフライ
弁のピン５側を下向き（通常方向）にして行った。その
他の試験条件は、開閉試験時間を２００時間とした以外
は上記試験１の場合と同様である。この試験結果を表３
に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のバタフ
ライ弁によれば、高温において酸化スケールの付着や材
料間の摩擦係数の高温での増大が生じる場合であって
も、高温のガス流路で長時間の使用においても開閉の駆
動力が変化せずスムーズに開閉し、また、フラップの熱
変形や、フラップおよび外筒、軸受部、シャフトなどの
腐食によるガス漏れのないバタフライ弁を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るバタフライ弁の一実施例を示す
説明図で、(a)は断面説明図、(b)は平面図である。
【図２】 図１のバタフライ弁の分解斜視図である。
【図３】 本発明のフラップの説明図で、(a)は断面
図、(b)は斜視図である。
【図４】 本発明のシャフトの説明図で、(a)はフラッ
プ挿入側からみた説明図、(b)は正面図、(c)はレバー側
からみた説明図である。
【図５】 本発明のレバーの説明図で、(a)は平面図、
(b)は断面図、(c)は底面図である。
【図６】 本発明に係るバタフライ弁の他の実施例を示
す部分説明図である。
【図７】 本発明に係るバタフライ弁の他の実施例を示
す部分斜視図である。
【図８】 本発明に係るバタフライ弁のさらに別の実施
例を示す断面説明図である。
【図９】 シャフトとレバーの寸法関係を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
１：ハウジング、１ａ：雄ハウジング、１ｂ：雌ハウジ
ング、２：ダクト、３：フラップ、４：シャフト、５：
ピン、６：キャップ、７：ロックナット、８：フェース
チップ、９：スプリング、１０：レバー、１１：シール
リング、１２：ストッパー、１３：軸受部、１４：ブラ
ケット。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円筒状のダクトと、 該ダクト内で回転可能に取り付けられたフラップと、 該フラップに回転トルクを伝達可能な状態で取り付けら
    れたシャフトと、 該フラップの外周部に回転可能に挿入されたピンと、 前記ダクト、前記フラップ、前記シャフト、および前記
    ピンを収納するハウジングとを有するバタフライ弁であ
    って、 前記シャフトの一端部からスプリングを介してシャフト
    軸方向に前記フラップに荷重が加えられるとともに、該
    荷重がフラップ外周部のピンを介して前記ハウジングで
    支えられ、かつ全開時に、シャフトが取り付けられた部
    分のフラップ外周面及びピンが挿入された部分のフラッ
    プ外周面のそれぞれが前記ダクトに接触しない状態で組
    み付けられていることを特徴とする高温流体用バタフラ
    イ弁。
  2. 【請求項２】 円筒状のダクトと、 該ダクト内で回転可能に取り付けられたフラップと、 該フラップに回転トルクを伝達可能な状態で取り付けら
    れたシャフトと、 該フラップの外周部に回転可能に挿入されたピンと、 前記ダクト、前記フラップ、前記シャフト、および前記
    ピンを収納するハウジングとを有するバタフライ弁であ
    って、 前記フラップに設けられたシャフト挿入用の穴、および
    ／または前記フラップに設けられたピン挿入用の穴の周
    りに、上記穴と同軸のリング状突起部を設けたことを特
    徴とする高温流体用バタフライ弁。
  3. 【請求項３】 リング状突起部に連なって、シュラウド
    を有することを特徴とする請求項２記載のバタフライ
    弁。
  4. 【請求項４】 ダクトおよびフラップが、室温〜９００
    ℃における平均熱膨張係数が７×１０-6以下の材料より
    作製されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
    かに記載のバタフライ弁。
  5. 【請求項５】 ダクト、フラップ、シャフトおよびピン
    のいずれかまたはすべてが窒化珪素またはサイアロンに
    より作製されている請求項１〜３のいずれかに記載のバ
    タフライ弁。
  6. 【請求項６】 円筒状の２つのダクトと、 当該ダクトのそれぞれの中で回転可能な状態で取付けら
    れた第一のフラップ及び第二のフラップと、 第一のフラップに回転トルクを伝達可能な状態で取り付
    けられた駆動シャフトと、 第一のフラップの外周部と第二のフラップの外周部とに
    回転トルクを伝達可能な状態で挿入された連結シャフト
    と、 第二のフラップの外周部であって、連結シャフト挿入側
    と対向する位置に回転可能に挿入されたピンと、 これらが収容されたハウジングとを有することを特徴と
    するバタフライ弁。
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