JP2012102779A - オリフィス付チェッキ弁 - Google Patents

Abstract

【課題】被制御流体の流量(圧力）を制御可能なオリフィスを追加・交換容易な構造のチェッキ弁を提供する。
【解決手段】ケーシング３０と蓋体２０とにより構成される弁本体内にゴム製の弁座８０を有する弁体５０を摺動可能に設け、弾性体６０により弁座８０を蓋体２０に当接させる構造において、蓋体２０にオリフィス２３を形成し、蓋体２０の交換によりオリフィス２３の内径寸法を可変可能とした。また、ゴム製の弁座８０と蓋体２０の当接面２６とを当接させることで、閉弁時のシール性の向上を図ると共に、当接時の騒音を減少させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力や流量を調整するオリフィスと流体の逆流を防止するチェッキ弁とを一体としたオリフィス付チェッキ弁に関する。

従来、圧力や流量を調整するオリフィスと流体の逆流を防ぐチェッキ弁は、一般に、それぞれ独立した部品として、例えば吐出し配管に各々個別に設置されるように構成されており、このため、オリフィスとチェッキ弁とを備えた配管の短小化を図る上での妨げとなっていた。

このため、流体吐出し側に連通する開口を有する本体と、この本体の開口を開閉可能な弁体と、本体の開口の閉位置へ弁体を付勢すると弾性体とから構成され、入口側に絞り部（オリフィス）を一体に設けた逆止弁（オリフィス付チェッキ弁）が開発されている（特許文献１参照）。

特開２００６−１７７１６７号公報

特許文献１に記載の逆止弁（オリフィス付チェッキ弁）は、入口側に絞り部（オリフィス）を一体に設けているため、オリフィスとチェッキ弁とを別々に繋げた場合に比較して、装置としての小型化に貢献することができる。しかし、気体を対象として、気体が一方へ流れ出ればよい構成を採用しており、液体を対象としている場合のように、吐出し側の圧力と流量を目的にあわせて容易に変更できるようにしたものではない。

つまり、特許文献１に記載の逆止弁の場合、逆止弁自体を交換することなく、吐出し側の圧力や流量を変更するためには、例えばコンプレッサ等の装置から逆止弁（オリフィス付チェッキ弁）を取出してオリフィス部のリテーナ（Ｃリング）を取外し、オリフィスを有する部品をオリフィス部から引出した後、目的とする径のオリフィスを有する部品をオリフィス部に組込んでリテーナ（Ｃリング）で固定し、装置に再度組込むといった煩雑な操作を行う必要がある。

しかも、特許文献１に記載の逆止弁は、例えば装置の一部に取付ける構造が採用されており、配管の途中に取付ける構造とはなっていないため、配管の一部に使用することができず、また、専用部品であるため、配管に組込むことが一般に困難である。

更に、1つのオリフィスで急激な減圧を行うとキャビテーションが発生し、その騒音が問題になる場合があり、このため、オリフィスを容易に追加して、吐出し側の十分な減圧や流量の更なる絞り込みを行えるようにすることが望まれている。しかし、特許文献１に記載の逆止弁は、このような要請に応えることが困難であると考えられる。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、弁自体を交換することなく、比較的簡単な操作で、吐出し側の圧力や流量を容易かつ簡便に変更でき、しかも配管の途中への取付けやオリフィスの追加を容易に行えるようにしたオリフィス付チェッキ弁を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、オリフィスが開口された蓋体と、弁体及び該弁体を一方向に付勢する弾性体を内蔵するケーシングとを備え、前記蓋体及び前記ケーシングには、互いに螺合して前記ケーシングの端部に前記蓋体を連結するねじ部がそれぞれ形成され、前記ケーシングの端部に前記蓋体を連結した時に前記ケーシング内の前記弁体が前記蓋体に向けて付勢するように構成されることを特徴とするオリフィス付チェッキ弁である。

これにより、ケーシング及び蓋体にそれぞれ設けた互いに螺合するねじ部を介して、ケーシングに連結されていた第１の径のオリフィスを開口させた蓋体を、第１の径とは異なる第２の径のオリフィスを開口させた他の蓋体に交換することで、弁全体を交換することなく、オリフィス付チェッキ弁の吐出し側の圧力や流量を容易かつ簡便に変更することができる。

請求項２に記載の発明は、前記弁体のシール面には、該弁体と一体となって動作する弁座が取外し可能に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のオリフィス付チェッキ弁である。

これにより、シール性能に優れた、例えば樹脂やゴム製の弁座を使用して弁体（弁座）のシール性を向上させ、しかも弁座が摩耗した時に弁座のみを交換することが可能となる。また、樹脂やゴム製等の騒音の発生を抑えられる弁座を使用することで、弁開閉時の作動音を低減させて騒音を低下させることができる。

請求項３に記載の発明は、前記ケーシングの端部に前記蓋体を連結した時に外部に開口する前記ケーシング及び前記蓋体の開口端には配管用ねじ穴がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のオリフィス付チェッキ弁である。

これにより、ケーシングの開口端に形成した配管用ねじ穴を介して該ケーシングを一方の配管に、蓋体の開口端に形成した配管用ねじ穴を介して該蓋体を他方の配管にそれぞれ連結することで、オリフィス付チェッキ弁を配管の途中に容易に取付けて、配管の一部となすことができる。

請求項４に記載の発明は、前記ケーシングの出口側にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオリフィス付チェッキ弁である。
このように、ケーシングの出口側にもオリフィスを設けることで、オリフィスの数を増やしたいとの要請に応え、例えばキャビテーションの発生を抑えながら、オリフィス付チェッキ弁の吐出し側の圧力や流量をより正確に調整することができる。

請求項５に記載の発明は、ポンプと、前記ポンプの吐出し側配管に取付けられる請求項１乃至４のいずれかに記載のオリフィス付チェッキ弁を有することを特徴とする給水装置である。

給水装置にあっては、締切運転時の水温上昇を防止するために、ポンプの吐出し側配管に、水温上昇防止逃し装置としてオリフィスを取付けることが広く行われる。このため、ポンプの吐出し側配管に請求項１乃至４のいずれかに記載のオリフィス付チェッキ弁を取付けて、オリフィス付チェッキ弁のケーシングにねじ部を介して連結されていた第１の径のオリフィスを開口させた蓋体を、第１の径とは異なる第２の径のオリフィスを開口させた他の蓋体に簡易に交換することで、逃し水量を容易に調整することができる。

本発明のオリフィス付チェッキ弁によれば、ケーシング及び蓋体にそれぞれ設けた互いに螺合するねじ部を介して、ケーシングに連結されていた第１の径のオリフィスを開口させた蓋体を、第１の径とは異なる第２の径のオリフィスを開口させた他の蓋体に交換することで、弁全体を交換することなく、オリフィス付チェッキ弁の吐出し側の圧力や流量を容易に変更することができる。

本発明の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図である。 本発明の他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図である。 本発明の更に他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図である。 本発明の更に他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図である。 本発明の更に他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図である。 本発明の実施形態のオリフィス付チェッキ弁を給水装置のポンプの吐出し側配管に取付けた状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の各例において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図である。図１に示すように、この例のオリフィス付チェッキ弁１０は、流れ方向（軸方向）に貫通する貫通孔を内部に有する蓋体２０と、蓋体２０との間でチェッキ弁を構成する略円筒状のケーシング３０とから主に構成されている。

蓋体２０の流れ方向に沿った入口側の内周面には、配管との連結に使用される配管用ねじ部２１が、流れ方向に沿った出口側の内周面には、流路形成穴２２がそれぞれ設けられ、配管用ねじ部２１と流路形成穴２２は、所定の径（オリフィス径）Ｄ_Ａを有するオリフィス２３で互いに連通している。これにより、蓋体２０の内部に貫通孔が形成され、蓋体２０の内部に流入した流体は、蓋体２０の貫通穴内を流れ方向に沿って流れ、オリフィス２３を通過することで、吐出し側の圧力や流量が調整される。このため、径（オリフィス径）Ｄ_Ａの異なるオリフィス２３を有する蓋体２０を使用することで、つまり、例えば、径（オリフィス径）Ｄ_ＡがＤ_１（Ｄ_Ａ＝Ｄ_１）のオリフィス２３を有する蓋体２０から、径（オリフィス径）Ｄ_ＡがＤ_２（Ｄ_Ａ＝Ｄ_２，Ｄ_１≠Ｄ_２）のオリフィス２３を有する他の蓋体２０に交換することで、吐出し側の圧力や流量が変化する。

蓋体２０の外周面の軸方向に沿った所定位置にはフランジ２４が設けられ、このフランジ２４を挟んで、蓋体２０の流れ方向に沿った出口側の外周面には、雄ねじ部２５が設けられている。更に、蓋体２０の内周面に設けられた流路形成穴２２の流れ方向に沿った出口側端部には、流れ方向に沿って内径がテーパ状に徐々に拡径する当接面（シール面）２６が形成されている。

ケーシング３０の内周面の流れ方向に沿った出口側には、配管との連結に使用される配管用ねじ部３１が、横断面円形の収納部３２に連通して設けられ、流れ方向に沿った入口側の内周面には、蓋体２０の流れ方向に沿った出口側の外周面に設けた雄ねじ部２５と螺合する雌ねじ部３３が設けられている。これによって、ケーシング３０に設けた雌ねじ部３３に蓋体２０に設けた雄ねじ部２５を螺合することで、ケーシング３０の端部に蓋体２０を連結し、しかも、蓋体２０のケーシング３０への取付けや、蓋体２０のケーシング３０からの取外しを、互いに螺合するねじ部２５，３３を介して容易かつ簡便に行えるように構成されている。この例にあっては、蓋体２０のフランジ２４とケーシング３０の流れ方向入口側端面との間に、流体の漏れを防止するパッキン４０が介装される。

ケーシング３０の収納部３２内には、流れ方向に沿った上流側に位置して弁体５０が、下流側に位置して弁体５０を流れ方向の上流側に向けて付勢する、スプリングからなる弾性体６０がそれぞれ収納され、ケーシング３０の端部に蓋体２０を連結することで、弁体５０及び弾性体６０の脱出が防止されるようになっている。弁体５０は、流れ方向に沿った上流側に位置する略円柱状の頭部５１と、下流側に位置して弾性体６０の端部を収納する略円筒状の収納部５２とを有しており、頭部５１と収納部５２とは、この例では、円周方向に沿った４箇所に開口部５３を有する円筒状の軸部５４で連結されている。

弁体５０の頭部５１の流れ方向に沿った上流側端面には、座金７０及びボルト７２によって、例えばゴムまたは樹脂製の弁座８０が取外し可能に取付けられ、この弁座８０の流れ方向に沿った上流側外周面には、前記蓋体２０の流れ方向の下流側内周面に設けられた当接面２６に対応して、流れ方向に沿って外径が徐々に拡径するテーパ状の当接面（シール面）８２が形成されている。

これにより、蓋体２０のオリフィス２３を通過して該オリフィス２３の下流側に流入した流体の圧力が、弁体５０を流れ方向の上流側に向けて付勢する弾性体６０の弾性力に打ち勝った時に、オリフィス付チェッキ弁１０内の流路が開き、それ以外は、オリフィス付チェッキ弁１０内の流路が閉じる。

つまり、オリフィス２３の下流側に流入した流体の圧力が弾性体６０の弾性力に打ち勝った時、弁体５０は、流体の流れに押されて流れ方向に沿って後退し、これによって、弁座８０の当接面８２と蓋体２０の当接面２６との間に隙間ができ、オリフィス２３の下流側に流入した流体は、この隙間及び弁体５０の軸部５４に設けた開口部５３を通過して、ケーシング３０から外部に流出する。弾性体６０の弾性力がオリフィス２３の下流側に流入した流体の圧力に打ち勝った時には、弁体５０は、弾性体６０の弾性力に押されて流れ方向前方に向けて前進し、弁座８０の当接面８２を蓋体２０の当接面２６に当接（圧接）させ、これによって、オリフィス付チェッキ弁１０内の流路を閉じる。

上記構成のオリフィス付チェッキ弁１０は、流れ方向の上流側に位置する配管に蓋体２０の配管用ねじ部２１を、流れ方向の下流側に位置する配管にケーシング３０の配管用ねじ部３１をそれぞれ連結して使用される。そして、特に、液体を対象とする場合に、吐出し側の圧力と流量を目的にあわせ変更したいとの要請に応えることができる。

つまり、このような場合に、ケーシング３０の端部に取付けられている、例えば径Ｄ_ＡがＤ_１のオリフィス２３を有する蓋体２０とは異なる、例えば径Ｄ_ＡがＤ_２（Ｄ_１≠Ｄ_２）のオリフィスを有する新たな蓋体を用意し、ケーシング３０の端部から蓋体２０を取外した後、ケーシング３０の端部に新たな蓋体を取付けることによって、吐出し側の圧力や流量を変えることができる。このケーシング３０の端部からの蓋体２０の取外し、及びケーシング３０の端部への新たな蓋体の取付けを、蓋体２０及びケーシング３０にそれぞれ設けた互いに螺合するねじ部２５，３３を介して容易且つ簡便に行うことができる。

この例では、弁体５０の頭部５１の流れ方向に沿った上流側端面に、弁座８０を取外し可能に取付けている。これによって、オリフィス付チェッキ弁１０の内部を液体が流れる場合に、異物の噛込み等により、弁座８０の当接面（シール面）８２に摩耗が生じても、摩耗が生じた弁座８０を容易に交換できるようにしている。しかも、シール性能に優れ、騒音の発生を抑えられる、例えば樹脂やゴム製の弁座８０を使用することで、弁座８０のシール性を向上させるとともに、弁開閉時の作動音を低減させて騒音を低下させることができる。

また、ケーシング３０の流れ方向の下流側に形成した配管用ねじ穴３１を介してケーシング３０を一方の配管に、蓋体２０の流れ方向の上流側の開口端に形成した配管用ねじ穴２１を介して蓋体２０を他方の配管にそれぞれ連結することで、オリフィス付チェッキ弁１０を配管の途中に容易に取付けて配管の一部となすことができる。

上記の例では、ケーシング３０の流れ方向の上流側端部に、内部にオリフィス２３を設けた蓋体２０を連結するようにした例を示しているが、蓋体２０の流れ方向下流側端部に連結されるケーシング３０側に蓋体としての役割を行わせるようにしてもよい。

また、弁体５０の移動量を調整して、オリフィス付チェッキ弁１０の内部を流れる流体を減圧したり、流量を調整したりすることもできる。この弁体５０の移動量の調整は、（１）オリフィス２３が開口された蓋体２０の当接面（シール面）２６の位置（長さ）を調整する、（２）弁体５０の長さを調整する、（３）弾性体６０の弾性力（強さ）を調整する、ことによって行うことができる。このことは、以下の各例に同様である。

図２は、本発明の他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図を示す。この例のオリフィス付チェッキ弁１０ａの図１に示すオリフィス付チェッキ弁１０と異なる点は、ケーシング３０の出口側、つまりケーシング３０の配管用ねじ部３１と収納部３２の間にも、所定の径（オリフィス径）Ｄ_Ｂを有するオリフィス３４を設けた点にある。このように、ケーシング３０の下流側にもオリフィス３４を設けることで、２つのオリフィス２３，３４で正確かつ容易に吐出し側の圧力や流量を制御することができる。

なお、例えば蓋体２０と同形状の内部にオリフィス２３を有する部品を、オリフィス付チェッキ弁１０ａの蓋体２０の流れ方向の上流側やケーシング３０の流れ方向の下流側に接続することで、３段、４段とオリフィスを追加することが可能になる。これにより、更に減圧したり、流量を制御したりしたい場合に対処することができる。

図３は、本発明の更に他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図を示す。この例のオリフィス付チェッキ弁１０ｂの図２に示すオリフィス付チェッキ弁１０ａと異なる点は、ケーシング３０の内部の収納部３２とオリフィス３４との間に、９０°流れ方向を生えるエルボ状流路３５を形成した点にある。このように、ケーシング３０の内部にエルボ状流路３５を形成することで、配管側にエルボを用いることなく、流れ方向を９０°変えることができ、これによって、配管スペースをよりコンパクトにすることができる。

図４は、本発明の更に他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図を示す。この例のオリフィス付チェッキ弁１０ｃの図１に示すオリフィス付チェッキ弁１０と異なる点は、弁体５０の頭部５１に弁体８０を取外し自在に設けることなく、弁体５０の頭部５１の流れ方向上流側端面に、蓋体２０の流れ方向の下流側内周面に設けられた当接面２６に対応して、流れ方向に沿って外径が徐々に拡径するテーパ状の当接面（シール面）５１ａを形成している点にある。
このように、弁体５０の頭部５１に当接面（シール面）５１ａを直接設けることで、構造の簡素化を図ることができる。

図５は、本発明の更に他の実施形態のオリフィス付チェッキ弁の縦断正面図を示す。この例のオリフィス付チェッキ弁１０ｄの図１に示すオリフィス付チェッキ弁１０と異なる点は、蓋体２０として、流れ方向の下流側の外周面に設けた雄ねじ部２５の代わりに、流れ方向の下流側の内周面に雌ねじ部２７を設けたものを、ケーシング３０として、流れ方向の上流側の内周面に設けた雌ねじ部３３の代わりに、流れ方向の上流側の外周面に雄ねじ部３６を設けたものをそれぞれ使用し、ケーシング３０の雄ねじ部３６に蓋体２０の雌ねじ部を２７を螺合させることで、ケーシング３０の端部に蓋体２０を連結するようにした点にある。

このように、互いに螺合する雄ねじ部及び雌ねじ部の一方をケーシング３０に、他方を蓋体２０にそれぞれ設けることで、ケーシング３０の端部への蓋体２０の取付けや、ケーシング３０の端部からの蓋体２０の取外しを、ねじ部を介して容易且つ簡便に行うことができる。

図６は、例えば図１に示すオリフィスチェッキ弁１０を設置した給水装置の要部を示す。つまり、給水装置には、モータ９０の駆動に伴って作動するポンプ９１を有し、このポンプ９１の吸込口に吸込管９２が、吐出し口に吐出し管９３がそれぞれ接続され、ポンプ９１の吐出し口と吐出し管９３との間に、チェッキ弁９４と仕切弁９５が介装されている。更に、ポンプ９１の吐出し側には、呼水槽や受水槽に水を戻したり、そのまま排水したりする排水管９６が接続され、この排水管９６に図１に示すオリフィスチェッキ弁１０と仕切弁９７が設置されている。

なお、図１に示すオリフィスチェッキ弁１０の代わりに、図２乃至図５に示すオリフィスチェッキ弁１０ａ〜１０ｄのいずれかを使用しても良いことは勿論である。

本発明のオリフィス付チェッキ弁は、主に給水装置や消火ポンプ装置等のポンプの吐出し側に取付けられる。給水装置や消火ポンプ装置は、締切運転時の水温上昇を防止するために、吐出し側配管に、水温上昇防止逃し装置としてオリフィスを取付けることが広く行われる。このため、図６に示すように、本発明のオリフィス付チェッキ弁１０をポンプ９１の吐出し側の排水管９６に設置し、前述のように、蓋体２０のみを交換することで、吐出し側の圧力や流量を簡単に変えることができるようすることで、逃し水量を容易に調整することができる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことはいうまでもない。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ オリフィス付チェッキ弁
２０ 蓋体
２１ 配管用ねじ部
２３ オリフィス
２５ 雄ねじ部
２６ 当接面（シール面）
２７ 雌ねじ部
３０ ケーシング
３１ 配管用ねじ部
３３ 雌ねじ部
３４ オリフィス
３６ 雄ねじ部
４０ パッキン
５０ 弁体
５１ 頭部
５１ａ 当接面（シール面）
５３ 開口部
６０ 弾性体
８０ 弁座
８２ 当接面（シール面）

Claims (5)

1. オリフィスが開口された蓋体と、
   弁体及び該弁体を一方向に付勢する弾性体を内蔵するケーシングとを備え、
   前記蓋体及び前記ケーシングには、互いに螺合して前記ケーシングの端部に前記蓋体を連結するねじ部がそれぞれ形成され、
   前記ケーシングの端部に前記蓋体を連結した時に前記ケーシング内の前記弁体が前記蓋体に向けて付勢するように構成されることを特徴とするオリフィス付チェッキ弁。
2. 前記弁体のシール面には、該弁体と一体となって動作する弁座が取外し可能に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のオリフィス付チェッキ弁。
3. 前記ケーシングの端部に前記蓋体を連結した時に外部に開口する前記ケーシング及び前記蓋体の開口端には配管用ねじ穴がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のオリフィス付チェッキ弁。
4. 前記ケーシングの出口側にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオリフィス付チェッキ弁。
5. ポンプと、
   前記ポンプの吐出し側配管に取付けられる請求項１乃至４のいずれかに記載のオリフィス付チェッキ弁を有することを特徴とする給水装置。

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