JPH1019145A - スイング式逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】管内流速が高流速時においても、弁室上部空間
に不整定渦が発生することを防止し、弁体の主に流路方
向に沿う軸回りのローリング的揺動の防止を図り、取付
け具等の関係各部品の嵌合部やストッパ部等の摩耗を防
止して、長期間の安定な使用を可能とする。 【解決手段】弁室上部空間２９と出口流路２５との間
に、これらを互いに連通して、弁開状態下で弁室上部空
間２９内から出口流路２５への流体流動を促す連絡流路
３８を設ける。スイング式の弁部材２２の回動範囲を流
路から外れる位置まで設定する。ストッパ３７を弁部材
２２の周縁複数箇所に当接する配置構造のものとする。
これらにより、弁室上部空間内で発生する不整定渦の発
生を解消して主に弁体の流路方向に沿う軸回りのローリ
ング的揺動を防止する揺動防止手段を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば発電プラン
ト、化学プラント等の高圧の給水系統配管に適用される
スイング式逆止弁に係り、特に高流速時における弁体揺
動の防止技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電プラント、化学プラント等において
は、給水、給液系（以下、代表的に給水系統という）に
多数の逆止弁が設けられている。特に高圧の給水系統配
管では給水ポンプの出口側配管に対する逆止弁の設置が
必要不可欠なものであり、このような大型配管に対して
はスイング式逆止弁が多用されている。

【０００３】図６は従来の一般的なスイング式逆止弁の
構成を示している。この図６に示すように、スイング式
逆止弁は弁箱１内にスイング式弁部材２を収納した構成
のものである。弁箱１は、上流側配管に接続されて入口
流路３を形成する管状の入口流路壁４と、下流側配管に
接続されて出口流路５を形成する管状の出口流路壁６
と、これら両流路壁４，６間に連設されて弁室７を形成
する弁室構成壁８と、この弁室構成壁８の上部にＴ継手
状に連設されて弁室上部空間９を形成し、この弁室上部
空間９の上端側が弁蓋１０によって閉塞される筒状壁１
１とを一体に有する構成となっている。

【０００４】スイング式弁部材２は、弁箱１の弁室７上
部に設けられた略水平な支点軸１２に流路方向に沿って
回動自在に支持されたスイングアーム１３と、このスイ
ングアーム１３の回動端にボルト等の取付け具１４によ
って一体回動可能に、かつ一定の首振り動作が可能な状
態で取付けられた弁体１５とを有している。そして弁体
１５は、入口流路３側から出口流路５側に向かう正流圧
によって出口流路側に回動して弁開状態となる（図６の
仮想線参照）とともに、正流圧喪失時には自重による下
向き回動によって入口流路３の下流端に設けられた弁座
１６に当接して弁閉状態となって逆流を防止するように
なっている。なお、弁体１５が首振り動作可能となって
いるので、弁座１６表面位置の多少の誤差等があっても
弁閉状態は確実に行われる。

【０００５】このようなスイング式逆止弁において、弁
部材１２の弁開時の回動軌跡上に位置して、出口流路壁
６または筒状壁１１の内面位置、例えば隅角位置に単一
突起状のストッパ１７が突設され、このストッパ１７に
弁部材１２の中央位置、例えば取付け具１４部分が当接
して、最大弁開位置が設定されるようになっている。

【０００６】従来、このストッパ１７によって設定され
る最大弁回動角度については、弁開度が小さいと正流の
場合の流路抵抗が大きくなり、弁開度が大きすぎると閉
動作の遅れが生じて逆流防止の効果が果たせないと考え
られ、一般的には流れの抵抗があまり大きくならない範
囲で開度を小さくすることが望ましいとの想定のもと
に、４０〜５５°に設定されている。このような角度設
定のもとでは、図６に示すように、弁体１５が最大弁開
位置で出口流路５の主流路部分に突出した配置となって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のスイング式逆止弁の構成においては、配管内の流体
の流速が２〜４ｍ／ｓ程度の場合には特に問題ないが、
流速が５〜６ｍ／ｓ以上のように大きくなると、弁体１
５の揺動が生じて摩耗等の不具合が発生することが分か
った。すなわち、発電プラントの高圧給水系等における
従来の一般的な給水の流速は２〜４ｍ／ｓ程度であった
が、プラントの効率的な運用に基づく観点から検討した
ところ、近年では設備のコンパクト化を図りつつ、高効
率化が求められ、スイング式逆止弁を有する配管におい
ても前記のように、流速を５〜６ｍ／ｓ以上のように大
きくする要請が出てきたものである。

【０００８】しかしながら、このような給水の高速流動
がスイング式逆止弁内で行われると、給水が弁体１５に
衝突して方向を変え、弁体１５に揚力を与えるととも
に、その弁体１５の両側および下部を介して出口流路５
の主流路に統合されるようになる。そして、配管流速が
過大な状態での弁全開時点において、流路に関係しない
スイングアーム１３の上部、すなわち弁室上部空間９に
おいて不整定渦が発生し、その結果、弁体１５が首振り
動作可能となっていることも一要因となって弁体１５が
ストッパ１７の支持位置を起点として揺動する。すなわ
ち、弁体１５に流路方向に沿う軸回りのローリング的揺
動が発生し、これが長期間継続すると取付け具１４等の
関係各部品の嵌合部やストッパ１７部等の摩耗が進む可
能性があることが判明した。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、管内流速が５〜６ｍ／ｓ以上の高流速時におい
ても、弁室上部空間に不整定渦が発生することを防止で
き、これにより弁体の主に流路方向に沿う軸回りのロー
リング的揺動の防止を図り、取付け具等の関係各部品の
嵌合部やストッパ部等の摩耗を防止して、長期間の安定
な使用を可能とすることができるスイング式逆止弁を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、上流側配管に接続される管状
の入口流路壁と、下流側配管に接続される管状の出口流
路壁と、これら両流路壁間に連設された弁室構成壁と、
この弁室構成壁の上部にＴ継手状に連設されて弁室上部
空間を形成し、この空間の上端側が弁蓋によって閉塞さ
れる筒状壁とを一体に有する弁箱と、この弁箱の弁室上
部に設けられた略水平な支点軸に流路方向に沿って回動
自在に支持されたスイングアームと、このスイングアー
ムの回動端に一体回動可能に、かつ一定の首振り動作が
可能な状態で取付けられた弁体とを有し、入口流路側か
ら出口流路側に向かう正流圧によって出口流路側に回動
して弁開状態となるとともに正流圧喪失時には自重によ
る下向き回動によって入口流路の下流端に設けられた弁
座に当接して弁閉状態となって逆流を防止するスイング
式の弁部材と、この弁部材の弁開時の回動軌跡上に位置
して前記出口流路壁または前記筒状壁の内面側に突設さ
れ、前記弁部材に当接して最大弁開位置を設定するスト
ッパとを備えたスイング式逆止弁において、前記弁室上
部空間と前記出口流路との間に、これらを互いに連通し
て、弁開状態下で前記弁室上部空間内から前記出口流路
への流体流動を促す連絡流路を設け、この連絡流路によ
り、前記弁室上部空間内で発生する不整定渦の発生を解
消して主に前記弁体の流路方向に沿う軸回りのローリン
グ的揺動を防止する揺動防止手段を構成したことを特徴
とする。

【００１１】請求項２の発明は、上流側配管に接続され
る管状の入口流路壁と、下流側配管に接続される管状の
出口流路壁と、これら両流路壁間に連設された弁室構成
壁と、この弁室構成壁の上部にＴ継手状に連設されて弁
室上部空間を形成し、この空間の上端側が弁蓋によって
閉塞される筒状壁とを一体に有する弁箱と、この弁箱の
弁室上部に設けられた略水平な支点軸に流路方向に沿っ
て回動自在に支持されたスイングアームと、このスイン
グアームの回動端に一体回動可能に、かつ一定の首振り
動作が可能な状態で取付けられた弁体とを有し、入口流
路側から出口流路側に向かう正流圧によって出口流路側
に回動して弁開状態となるとともに正流圧喪失時には自
重による下向き回動によって入口流路の下流端に設けら
れた弁座に当接して弁閉状態となって逆流を防止するス
イング式の弁部材と、この弁部材の弁開時の回動軌跡上
に位置して前記出口流路壁または前記筒状壁の内面側に
突設され、前記弁部材に当接して最大弁開位置を設定す
るストッパとを備えたスイング式逆止弁において、前記
スイング式の弁部材の回動範囲を流路から外れる位置ま
で設定するとともに、前記ストッパを前記弁部材の周縁
複数箇所に当接する配置構造のものとし、かつ前記弁室
上部空間と前記出口流路との間に、これらを互いに連通
して、弁開状態下で前記弁室上部空間内から前記出口流
路への流体流動を促す連絡流路を設け、これら弁部材の
回動範囲の設定、ストッパ構造および連絡流路により、
前記弁室上部空間内で発生する不整定渦の発生を解消し
て主に前記弁体の流路方向に沿う軸回りのローリング的
揺動を防止する揺動防止手段を構成したことを特徴とす
る。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のスイング式逆止弁において、連絡流路は、弁箱を構成
する出口流路壁と、この出口流路壁に連設された弁室構
成壁ないし筒状壁とで構成される隅角部に傾斜状に穿設
された貫通孔であることを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１または２記載
のスイング式逆止弁において、連絡流路は、弁箱を構成
する出口流路壁と、この出口流路壁に連設された弁室構
成壁ないし筒状壁との間に連結した外部配管で構成した
ことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項３または４記載
のスイング式逆止弁において、連絡流路の出口流路側の
開口端部は、出口流路の主流路部から外れた位置に配置
されていることを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、請求項５記載のスイン
グ式逆止弁において、連絡流路の出口流路側の開口端部
は、出口流路の主流路部から外れた位置に形成された溝
に配置され、この溝は下流側に向かって次第に浅くなっ
ていることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスイング式逆
止弁の実施形態について、図面を参照して説明する。な
お、本実施形態は、発電プラントにおける給水逆止弁に
ついて適用したものである。

【００１７】図１および図２は本発明の第１の実施形態
示している。図１は逆止弁の構成を示す縦断面図であ
り、図２は図１の平面図である。

【００１８】これらの図に示すように、本実施形態の給
水逆止弁は、弁箱２１内にスイング式弁部材２２を収納
した構成のものである。弁箱２１は、上流側配管に接続
されて入口流路２３を形成する管状の入口流路壁２４
と、下流側配管に接続されて出口流路２５を形成する管
状の出口流路壁２６と、これら両流路壁２４，２６間に
連設されて弁室２７を形成する弁室構成壁２８と、この
弁室構成壁２８の上部にＴ継手状に連設されて弁室上部
空間２９を形成し、この弁室上部空間２９の上端側が弁
蓋３０によって閉塞される筒状壁３１とを一体に有する
構成となっている。

【００１９】スイング式弁部材２２は、弁箱２１の弁室
２７上部に設けられた略水平な支点軸３２に流路方向に
沿って回動自在に支持されたスイングアーム３３と、こ
のスイングアーム３３の回動端にボルト等の取付け具３
４によって一体回動可能に、かつ一定の首振り動作が可
能な状態で取付けられた弁体３５とを有している。そし
て弁体３５は、入口流路２３側から出口流路２５側に向
かう正流圧によって出口流路側に回動して弁開状態とな
るとともに、正流圧喪失時には自重による下向き回動に
よって入口流路２３の下流端に設けられた弁座３６に当
接して弁閉状態となって逆流を防止するようになってい
る。

【００２０】このようなスイング式逆止弁において、本
実施形態ではスイング式弁部材２２の回動範囲が流路か
ら外れる位置まで、例えば略９０°程度回動して弁室上
部空間２９まで上昇するように設定されている。そし
て、ストッパ３７は、図２に示すように、弁体３５の周
縁複数箇所、例えば周方向に沿う等間隔位置で３カ所に
当接する配置構造とされている。

【００２１】また、弁室上部空間２９と出口流路２５と
の間には、これらを互いに連通して、弁開状態下で弁室
上部空間２９内から出口流路２５への流体流動を促す連
絡流路３８が設けられている。具体的には、この連絡流
路３８は、弁箱２１を構成する出口流路壁２６と、この
出口流路壁２６に連設された筒状壁２１とで構成される
隅角部に傾斜状に穿設された貫通孔によって構成されて
いる。そして、この連絡流路３８の出口流路側の開口端
部は、出口流路２５の主流路部から外れた位置に形成さ
れた溝３９に配置されている。この溝３９は下流側に向
かって次第に浅くなっている。

【００２２】このような構成を有する本実施形態のスイ
ング式逆止弁によると、流体の正流時には図１に示すよ
うに、弁体３５が正流圧によって全開状態となるが、こ
の場合、弁部材２２の回動範囲が流路から外れる位置ま
で大きく設定されていることにより、流体は図１および
図２に矢印ａで示すように、流れが弁体３５によって阻
害されることなく直線的に行われる。すなわち、従来の
構造と異なり、弁体３５に対して余計な揚力等の発生が
予め防止される。また、図２に示すように、弁体３５は
全開位置において３個のストッパ３７によって、周方向
で等間隔で支持されるので、流路方向に沿う軸回りのロ
ーリング的揺動が抑止される支持状態となる。

【００２３】さらにこの場合、流体は弁体３５の周囲の
隙間（図２の交差斜線ｃ部）から弁室上部空間２９に流
れ込むが（図１の矢印ｂ）、弁室上部空間２９から出口
流路２５に向かって３８が連絡流路３８が設けられてい
るので、弁室上部空間２９に流れ込んだ流体は、この連
絡流路を介して出口流路に向かうことになる。したがっ
て、本実施形態の構成では弁室上部空間２９で不整定渦
が発生することも防止される。よって、弁体３５の流路
方向に沿う軸回りのローリング的揺動の発生原因自体が
防止されるようになる。なお、連絡流路３８の出口流路
２５側の開口端部は、出口流路２５の主流路部から外れ
た溝３９に配置され、この溝３９は下流側に向かって次
第に浅くなっているので、出口流路２５における流れを
阻害することはない。

【００２４】以上のように、本実施形態によれば、弁部
材２５の回動範囲の設定、ストッパ３７の構造および連
絡流路３８により、弁室上部空間２９内で発生する不整
定渦の発生を解消して主に弁体の流路方向に沿う軸回り
のローリング的揺動を防止する揺動防止手段が構成され
る。したがって、管内流速が例えば５〜８ｍ／ｓの高流
速時においても、弁室上部空間２９に不整定渦が発生す
ることを防止でき、これにより弁体３５の主に流路方向
に沿う軸回りのローリング的揺動の防止が図れるもので
ある。そして、取付け具３４等の関係各部品の嵌合部
や、ストッパ１７部等の摩耗が防止でき、長期間の安定
な使用を可能とすることができるものとなる。本実施形
態において種々実験の結果、連絡流路３８の断面積は、
隙間ｃの総開口面積の１０〜２０％が望ましく、１２〜
１５％程度が最も望ましいものであった。

【００２５】図３は、本発明の第２の実施形態を示した
ものである。この図３に示すスイング式逆止弁では、弁
部材２２の回動範囲が出口流路２５にかかる配置であ
り、ストッパ３７は一点で弁体３５を支持する構成もの
であるが、弁室上部空間２９と出口流路２５との間に、
これらを互いに連通して、弁開状態下で弁室上部空間２
９内から出口流路２５への流体流動を促す連絡流路３８
が設けられている。

【００２６】このような構成によっても、連絡流路３８
を介しての流れによって、弁室上部空間２９で不整定渦
が発生することが防止されるので、弁体３５の流路方向
に沿う軸回りのローリング的揺動の発生原因自体が防止
されるようになり、従来の弁構成による課題を解決する
ことができる。

【００２７】図４および図５は本発明の第３および第４
の実施形態を示したものである。前記の第１、第２実施
形態においては、連絡流路３８を弁箱２１の壁部分に穿
設した孔によって構成したが、第３，４実施形態では図
４および図５に示すように、弁室上部空間２９と出口流
路２５とを外部配管４０によって連通させ、これによっ
て連絡流路３８を構成してある。なお、図４のものは外
部配管４０が出口流路２５に突出し、図５のものは出口
流路２５から外れた位置で、溝３９に先端が配置してい
る。

【００２８】このような構成によっても、連絡流路３８
を介しての流れによって、弁室上部空間２９で不整定渦
が発生することが防止でき、弁体３５の流路方向に沿う
軸回りのローリング的揺動の発生原因自体の防止が図れ
るものである。そして、特に本実施形態の場合には、連
絡流路３８を外部配管４０で構成したことにより、例え
ば既設配管の給水逆止弁等に対して適用することができ
るという利点が得られる。

【００２９】なお、本実施形態では給水逆止弁に適用し
たが、その他、各種液体送給用のスイング式逆止弁につ
いて任意に適用できるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、弁室上部空間内で発生する不整定渦の発生を解消し
て主に前記弁体の流路方向に沿う軸回りのローリング的
揺動を防止する揺動防止手段を構成することにより、管
内流速が例えば５〜６ｍ／ｓ以上等の高流速時において
も、弁室上部空間に不整定渦が発生することを防止で
き、これにより弁体の主に流路方向に沿う軸回りのロー
リング的揺動の防止が図れ、取付け具等の関係各部品の
嵌合部やストッパ部等の摩耗を防止して、長期間の安定
な使用ができる等の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す縦断面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す縦断面図。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す縦断面図。

【図５】本発明の第４の実施形態を示す縦断面図。

【図６】従来例を示す縦断面図。

【符号の説明】

２１ 弁箱 ２２ スイング式弁部材 ２３ 入口流路 ２４ 入口流路壁 ２５ 出口流路 ２６ 出口流路壁 ２７ 弁室 ２８ 弁室構成壁 ２９ 弁室上部空間 ３０ 弁蓋 ３１ 筒状壁 ３２ 支点軸 ３３ スイングアーム ３４ 取付け具 ３５ 弁体 ３６ 弁座 ３７ ストッパ ３８ 連絡流路 ３９ 溝 ４０ 外部配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪狩 信二 福島県双葉郡大熊町大字夫沢字北原22 東 京電力株式会社福島第一原子力発電所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側配管に接続される管状の入口流路
   壁と、下流側配管に接続される管状の出口流路壁と、こ
   れら両流路壁間に連設された弁室構成壁と、この弁室構
   成壁の上部にＴ継手状に連設されて弁室上部空間を形成
   し、この空間の上端側が弁蓋によって閉塞される筒状壁
   とを一体に有する弁箱と、 この弁箱の弁室上部に設けられた略水平な支点軸に流路
   方向に沿って回動自在に支持されたスイングアームと、
   このスイングアームの回動端に一体回動可能に、かつ一
   定の首振り動作が可能な状態で取付けられた弁体とを有
   し、入口流路側から出口流路側に向かう正流圧によって
   出口流路側に回動して弁開状態となるとともに正流圧喪
   失時には自重による下向き回動によって入口流路の下流
   端に設けられた弁座に当接して弁閉状態となって逆流を
   防止するスイング式の弁部材と、 この弁部材の弁開時の回動軌跡上に位置して前記出口流
   路壁または前記筒状壁の内面側に突設され、前記弁部材
   に当接して最大弁開位置を設定するストッパとを備えた
   スイング式逆止弁において、 前記弁室上部空間と前記出口流路との間に、これらを互
   いに連通して、弁開状態下で前記弁室上部空間内から前
   記出口流路への流体流動を促す連絡流路を設け、この連
   絡流路により、前記弁室上部空間内で発生する不整定渦
   の発生を解消して主に前記弁体の流路方向に沿う軸回り
   のローリング的揺動を防止する揺動防止手段を構成した
   ことを特徴とするスイング式逆止弁。
2. 【請求項２】 上流側配管に接続される管状の入口流路
   壁と、下流側配管に接続される管状の出口流路壁と、こ
   れら両流路壁間に連設された弁室構成壁と、この弁室構
   成壁の上部にＴ継手状に連設されて弁室上部空間を形成
   し、この空間の上端側が弁蓋によって閉塞される筒状壁
   とを一体に有する弁箱と、 この弁箱の弁室上部に設けられた略水平な支点軸に流路
   方向に沿って回動自在に支持されたスイングアームと、
   このスイングアームの回動端に一体回動可能に、かつ一
   定の首振り動作が可能な状態で取付けられた弁体とを有
   し、入口流路側から出口流路側に向かう正流圧によって
   出口流路側に回動して弁開状態となるとともに正流圧喪
   失時には自重による下向き回動によって入口流路の下流
   端に設けられた弁座に当接して弁閉状態となって逆流を
   防止するスイング式の弁部材と、 この弁部材の弁開時の回動軌跡上に位置して前記出口流
   路壁または前記筒状壁の内面側に突設され、前記弁部材
   に当接して最大弁開位置を設定するストッパとを備えた
   スイング式逆止弁において、 前記スイング式の弁部材の回動範囲を流路から外れる位
   置まで設定するとともに、前記ストッパを前記弁部材の
   周縁複数箇所に当接する配置構造のものとし、かつ前記
   弁室上部空間と前記出口流路との間に、これらを互いに
   連通して、弁開状態下で前記弁室上部空間内から前記出
   口流路への流体流動を促す連絡流路を設け、これら弁部
   材の回動範囲の設定、ストッパ構造および連絡流路によ
   り、前記弁室上部空間内で発生する不整定渦の発生を解
   消して主に前記弁体の流路方向に沿う軸回りのローリン
   グ的揺動を防止する揺動防止手段を構成したことを特徴
   とするスイング式逆止弁。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のスイング式逆止
   弁において、連絡流路は、弁箱を構成する出口流路壁
   と、この出口流路壁に連設された弁室構成壁ないし筒状
   壁とで構成される隅角部に傾斜状に穿設された貫通孔で
   あることを特徴とするスイング式逆止弁。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のスイング式逆止
   弁において、連絡流路は、弁箱を構成する出口流路壁
   と、この出口流路壁に連設された弁室構成壁ないし筒状
   壁との間に連結した外部配管で構成したことを特徴とす
   るスイング式逆止弁。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載のスイング式逆止
   弁において、連絡流路の出口流路側の開口端部は、出口
   流路の主流路部から外れた位置に配置されていることを
   特徴とするスイング式逆止弁。
6. 【請求項６】 請求項５記載のスイング式逆止弁におい
   て、連絡流路の出口流路側の開口端部は、出口流路の主
   流路部から外れた位置に形成された溝に配置され、この
   溝は下流側に向かって次第に浅くなっていることを特徴
   とするスイング式逆止弁。