JPH11210893A - バタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体を小開度で保持した絞り運転や中間度で
保持した運転で使用しても、キャビテーションの発生を
防止して、騒音や振動を低減するともに、キャビテーシ
ョン壊食が生じるのを防止防止できるタフライ弁を提供
する。 【解決手段】 弁体１における弁体シート４よりも下流
側の体内に空洞７を設け、この空洞７に連通する通路複
数の通路８，８……を弁体シート４よりも下流側の表面
部１Ａにおける弁体シート４の近くに設けるとともに、
弁体シート４の近くを除く下流側の表面部１Ａに空洞７
に連通する多数の吐出孔９，９……を略均等な間隔を有
して貫設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バタフライ弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁は、図５および図６に示す
ように、弁体１が弁箱２の軸線Ｃ１に交差する軸線Ｃ２
を有する弁棒３に取付けられて、該弁棒３とともにその
軸まわりに回転可能に弁箱２に収容され、弁体１の回転
によって該弁体１外周部の弁体シート４が弁箱２内面の
弁箱シート５に接離して開閉を行うように構成されてい
る。なお、弁箱１の内面は一様な内径の正円形を呈して
軸線Ｃ１方向にのびている。

【０００３】このように構成されたバタフライ弁では、
弁体１を図５の実線で示す弁閉位置から仮想線で示す全
開位置にかけて実線矢印方向に回転させると、弁体１の
回転角の拡大に伴って弁箱２の内面と弁体１の外周部の
回転軌跡との間隔、詳しくは、弁箱２の内面と弁体シー
ト４の回転軌跡との間隔が大きくなり、流体（水などの
液体）の通過断面積が拡大されて流量を増大させること
ができる。また、仮想線で示す全開位置から実線で示す
弁閉位置にかけて破線矢印方向に回転させると、弁体１
の回転角の縮小に伴って弁箱２の内面と弁体１の外周部
（弁体シート４）の回転軌跡との間隔が小さくなり、流
体の通過断面積が縮小されて流量を減少させ、全閉位置
では流量を「０」にすることができる。したがって、弁
体１を回転角０゜の実線で示す弁閉位置に位置決めした
流量「０」の状態から、回転角９０゜の仮想線で示す全
開位置に位置決めした最大流量の範囲内で弁体の回転角
に応じて配管の通過流量を調整することができる。

【０００４】ところが、図７で示すように、弁体１を小
開度で保持した状態で水Ｆを通過させると、通過断面積
が縮小される縮流部６では、水の流速が高くなつて圧力
を低下させる。圧力がその時の水温における蒸気圧以下
になると、水が蒸発したり、水中の溶存空気が分離して
気泡（キャビテーション）を発生させ、圧力が回復する
下流側で、気泡がつぶされて消滅する際に大きい騒音や
振動を発生させるとともに、このような状態を継続する
とキャビテーションにさらされた部分（管壁の内面）
に、特有のキャビテーション壊食を発生させることにな
る。このことは、弁体１を小開度で保持した絞り運転で
の使用のみならず、弁体１を中間度で保持した運転にも
当てはまる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来のバタ
フライ弁では、キャビテーションの発生により大きい騒
音や振動あるいはキャビテーション壊食などが生じるの
で、弁体を小開度で保持した絞り運転や中間度で保持し
た運転での使用が制限される。

【０００６】そこで、本発明は、弁体を小開度で保持し
た絞り運転や中間度で保持した運転で使用しても、キャ
ビテーションの発生を防止して、騒音や振動を低減する
ともに、キャビテーション壊食が生じるのを防止できる
バタフライ弁を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るバタフライ弁は、弁体が弁箱の軸線に
交差する軸線を有する弁棒に嵌合して取付けられ、弁棒
とともにその軸まわりに回転可能に弁箱に収容されてい
るとともに、その回転によって弁体外周部の弁体シート
が弁箱内面の弁箱シートに接離して開閉を行うように構
成したバタフライ弁において、前記弁体における少なく
とも弁体シートよりも下流側の体内に空洞が設けられ、
この空洞に連通する通路が前記弁体シートよりも下流側
の表面部における弁体シートの近くに設けられていると
ともに、前記弁体シートの近くを除く下流側の表面部に
前記空洞に連通する多数の吐出孔が貫設されていること
を特徴としている。

【０００８】本発明によれば、弁体を小開度もしくは中
間開度で保持して流体を通過させた場合、弁棒よりも上
流側に形成される縮流部では、水の半分弱程度が弁棒よ
りも上流側に変位した弁体シート近くの通路に分流され
て空洞に導入される。このため、弁棒よりも上流側に形
成される縮流部を通過して下流側に流れる流量が低減さ
れ、その分縮流部で流速が高くなるのが抑えられる。こ
れにより、圧力が低下するのを抑制して、圧力がその時
の水温における蒸気圧以下になるのを防止することで、
キャビテーションの発生を抑えることができる。一方、
前記弁棒よりも上流側に変位した通路から空洞に導入さ
れた水の約半分は、多数の吐出孔から弁体の下流側に向
けて吐出される。その結果、弁体下流側での通路断面上
の水の流れを均等化する整流格子的な整流作用が生じ、
この整流作用によっても弁体の下流側にキャビテーショ
ンが生じるのを抑えることができる。他方、前記空洞に
導入された水において、多数の吐出孔から吐出されない
残りの約半分は、弁棒よりも下流側に変位した弁体シー
ト近くの通路から弁棒よりも下流側に形成される縮流部
の直下流位置に吐出されて、弁棒よりも下流側に形成さ
れる縮流部を通過した水の流れに合流し、圧力が低下す
るのを抑制して、圧力がその時の水温における蒸気圧以
下になるのを防止することで、キャビテーションの発生
を抑えるように作用する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係るバタフライ
弁の一実施の形態を示す断面図、図２は弁体を下流側か
ら見た正面図である。なお、図５ないし図７に示す従来
例と同一もしくは相当部分には同一符号を付して説明す
る。図１および図２において、弁体１には弁箱２の軸線
Ｃ１に交差する軸線Ｃ２を有する弁棒３が嵌合して取付
けられ、弁棒３とともにその軸まわりに回転可能に弁箱
２に収容されており、この弁体１の回転によって該弁体
１外周部の弁体シート４が弁箱２内面の弁箱シート５に
接離して開閉を行うように構成されている。また、弁箱
２の内面は一様な内径の正円形を呈して軸線Ｃ１方向に
のびている。

【００１０】弁体１における弁体シート４よりも下流側
の体内に空洞７が設けられ、この空洞７に連通する複数
の通路８，８……が弁体シート４よりも下流側の表面部
１Ａにおける弁体シート４の近くに設けられている。ま
た、弁体シート４の近くを除く下流側の表面部１Ａの全
域には、空洞７に連通する多数の吐出孔９，９……が略
均等な間隔を有して貫設されている。

【００１１】前記構成において、弁体１を図１の実線で
示す弁閉位置から仮想線で示す全開位置にかけて実線矢
印方向に回転させると、弁体１の回転角の拡大に伴って
弁箱２の内面と弁体１の外周部の回転軌跡との間隔、詳
しくは、弁箱シート５の内面と弁体シート４の回転軌跡
との間隔が大きくなり、水の通過断面積が拡大されて流
量を増大させることができる。また、仮想線で示す全開
位置から実線で示す弁閉位置にかけて破線矢印方向に回
転させると、弁体１の回転角の縮小に伴って弁箱２の内
面と弁体１の外周部（弁体シート４）の回転軌跡との間
隔が小さくなり、流体の通過断面積が縮小されて流量を
減少させ、全閉位置では流量を「０」にすることができ
る。したがって、弁体１を回転角０゜の実線で示す弁閉
位置に位置決めした流量「０」の状態から、回転角９０
゜の仮想線で示す全開位置に位置決めした最大流量の範
囲内で弁体の回転角に応じて配管の通過流量を調整する
ことができる。

【００１２】一方、弁体１を図３の実線で示す小開度ま
たは仮想線で示す中間開度で保持した状態で流体（水）
Ｆを通過させると、弁棒３よりも上流側に形成される縮
流部６Ａでは、矢印ｆ１で示すように、水の半分弱程度
が弁棒３よりも上流側に変位した弁体シート４近くの複
数の通路通路８，８に分流されて空洞７に導入される。
このため、矢印ｆ２で示すように、縮流部６Ａを通過し
て下流側に流れる流量が低減され、その分縮流部６Ａで
流速が高くなるのが抑えられる。これにより、圧力が低
下するのを抑制して、圧力がその時の水温における蒸気
圧以下になるのを防止することで、キャビテーションの
発生を抑えることができる。

【００１３】前記弁棒３よりも上流側に変位した弁体シ
ート４近くの複数の通路８，８から空洞７に導入された
水の約半分は、矢印ｆ３で示すように、多数の吐出孔
９，９……から弁体１の下流側に向けて吐出される。そ
の結果、弁体１下流側での通路断面上の水の流れを均等
化する整流格子的な整流作用が生じ、この整流作用によ
っても弁体１の下流側にキャビテーションが生じるのを
抑えることができる。

【００１４】他方、前記空洞７に導入された水におい
て、多数の吐出孔９，９……から吐出されない残りの約
半分は、矢印ｆ４で示すように、弁棒３よりも下流側に
変位した弁体シート４近くの複数の通路８，８から弁棒
３よりも下流側に形成される縮流部６Ｂの直下流位置に
吐出されて、この縮流部６Ｂを通過した水の流れｆ５に
合流し、圧力が低下するのを抑制して、圧力がその時の
水温における蒸気圧以下になるのを防止することで、キ
ャビテーションの発生を抑えるように作用する。このた
め、騒音や振動を低減するとともに、管壁内面にキャビ
テーション壊食が生じるのを防止することが可能にな
る。

【００１５】前記実施の形態では、弁体１における弁体
シート４よりも下流側の体内に空洞７を設けた構成で説
明しているが、本発明は前記実施の形態にのみ限定され
るものではなく、図４に示すように、弁体１の体内全域
に空洞７を設け、この空洞７に連通する複数の通路８，
８……を弁体シート４よりも下流側の表面部１Ａにおけ
る弁体シート４の近くに設けるとともに、弁体シート４
の近くを除く下流側の表面部１Ａの全域に空洞７に連通
する多数の吐出孔９，９……を略均等な間隔を有して貫
設した構成であってもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るバタ
フライ弁は、弁体における少なくとも弁体シートよりも
下流側の体内に空洞を設け、この空洞に連通する通路を
弁体シートよりも下流側の表面部における弁体シートの
近くに設けるとともに、弁体シートの近くを除く下流側
の表面部に前記空洞に連通する多数の吐出孔を貫設して
いるので、弁体を小開度もしくは中間開度で保持して水
を通過させた場合、弁棒よりも上流側に形成される縮流
部では、圧力が低下するのを抑制して、圧力がその時の
水温における蒸気圧以下になるのを防止することで、キ
ャビテーションの発生を抑えることができる。このた
め、騒音や振動を低減するとともに、管壁内面にキャビ
テーション壊食が生じるのを防止することが可能にな
る。また、弁棒よりも上流側に変位した通路から空洞に
導入された水の約半分は、多数の吐出孔から弁体の下流
側に向けて吐出されて整流格子的な整流作用が生じ、こ
の整流作用によっても弁体の下流側にキャビテーション
が生じるのを抑えることができるとともに、空洞に導入
された水において、多数の吐出孔から吐出されない残り
の約半分は、弁棒よりも下流側に形成される縮流部の直
下流位置に吐出されて、弁棒よりも下流側に形成される
縮流部を通過した水の流れに合流し、圧力が低下するの
を抑制して、キャビテーションの発生を抑えるように作
用するので、これらのことによっても、騒音や振動を低
減し、かつ管壁内面にキャビテーション壊食が生じるの
を防止するのに寄与することができる。

【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の形態を示
す断面図である。

【図２】弁体を下流側から見た正面図である。

【図３】本発明のバタフライ弁を小開度と中間開度で保
持した状態を示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。

【図５】従来例の正面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】従来のバタフライ弁を小開度で保持した状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 弁体 １Ａ 弁体シートよりも下流側の表面部 ２ 弁箱 ３ 弁棒 ４ 弁体シート ５ 弁箱シート ７ 空洞 ８ 通路 ９ 吐出孔 Ｃ１ 弁箱の軸線 Ｃ２ 弁棒の軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体が弁箱の軸線に交差する軸線を有す
   る弁棒に嵌合して取付けられ、弁棒とともにその軸まわ
   りに回転可能に弁箱に収容されているとともに、その回
   転によって弁体外周部の弁体シートが弁箱内面の弁箱シ
   ートに接離して開閉を行うように構成したバタフライ弁
   において、前記弁体における少なくとも弁体シートより
   も下流側の体内に空洞が設けられ、この空洞に連通する
   通路が前記弁体シートよりも下流側の表面部における弁
   体シートの近くに設けられているとともに、前記弁体シ
   ートの近くを除く下流側の表面部に前記空洞に連通する
   多数の吐出孔が貫設されていることを特徴とするバタフ
   ライ弁。