JPH0511409Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、流体の通断を行う開閉弁に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、一般的な円形の弁座を有する開閉弁と比
べて、弁座を十分に開放するのに必要な弁体の移
動距離を小さくするようにした弁構造が、実公昭
58−33334号公報等により公知である。

上記公知の開閉弁は、多数個の分割連通孔を環
状に配設し、それらの分割連通孔の全体を開閉す
る環状の弁体の中心孔側に流体を流通させるため
に、可動鉄心における弁体の背後に上記中心孔に
通じる流路を開設している。

しかしながら、このように多数個の分割連通孔
を環状に配設すると、開閉弁の全流量を大きくし
ようとする場合に、分割連通孔を配列させる円が
大きくなつて、流量の割りに弁箱が弁座面内で大
型化する。

また、上記開閉弁では、弁体の中心孔側に流体
を流通させる流路を弁体の背後に設けているた
め、弁体（可動鉄心）の構成が複雑になるばかり
でなく、弁体の背後に設けた流路により該弁体あ
るいは可動鉄心が大きくなつて弁箱が高くなり、
この方向にも大型化するという問題がある。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案の技術的課題は、弁座を十分に開放する
のに必要な弁体のストロークが小さい開閉弁にお
いて、流体の流路形状を改善すると共に、弁体の
操作部側の大型化を抑制し、それによつて全流量
を大きくしながら弁箱が大型化するのを抑制でき
るようにした開閉弁を得ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本考案の開閉弁は、
流体の入力ポート及び出力ポートを備えた弁箱内
の両ポート間の流路の周りに弁座を設け、該弁座
を弁体で開閉するポペツト型の開閉弁において、
上記弁座に囲まれた出力側流路の開口部を、環状
または細長い矩形状に形成し、この開口部に流体
を流入させる入力側流路を弁座の周囲に凹設する
という技術的手段を採用している。

［作用］ 開閉弁における弁座に囲まれた出力側流路の開
口部を環状または細長い矩形状に形成することに
よつて弁座開口部の周囲長さを大きくしたので、
多数個の分割連通孔を環状に配設して、弁座を十
分に開放するのに必要な弁体のストロークを小さ
くした従来の開閉弁と同様に、弁体の小さいスト
ロークで流路を開放できるが、それと同時に、全
流量を大きくしながら弁箱が弁座面方向に大型化
するのを抑制できる。

また、弁座に囲まれた開口部に流体を流入させ
る入力側流路を弁座の周囲に凹設したので、弁体
の背後に弁体の中心孔に連通させる流路を設ける
場合に比して、弁体またはその操作部の構成が簡
単で小型化できるばかりでなく、弁座を十分に開
放するのに必要な弁体の移動距離が小さいことと
相まつて、弁箱の高さを一層低くでき、弁箱の大
型化が抑制される。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本考案の第１実施例を示
し、弁箱１は入力ポート２及び出力ポート３を備
えるとともに、両ポートを連通させる環状で細幅
な出力側流路５の開口部の内外周に、弁座６，７
が形成されている。

上記環状の流路５の外側周縁の外弁座６の外
側、及び内側周縁の内弁座７の内側には、それぞ
れ環状の入力側第１流路８及び円形の入力側第２
流路９が凹設されて、両流路８，９が入力ポート
２に連通され、外弁座６と内弁座７との間の環状
の流路５は、出力ポート３に連通されている。

そして、弁座６，７に接離して流路５を開閉す
る弁体１１は、図示を省略した電磁力、機械力、
流体圧力等で作動する適宜の操作部で駆動される
ように構成している。

上記第１実施例において、外弁座６の直径を
D₁、内弁座７の直径をD₂とすると、流路５の開
口面積S_pは、 S_p＝π／４（D₁ ²−D₂ ²） であり、弁体１１が弁座から距離ｘだけ移動した
ときの弁座上における弁体１１との間の流路面積
は、第１流路８と流路５との間の開放面積S₁＝
πD₁ｘと、第２流路９と流路５との間の開放面積
S₂＝πD₂ｘとの和（S₁＋S₂）となる。

一方、直径ｄの円形開口部を有する弁座の開口
面積はSd＝π／４d²であり、この弁座の開放に十分 な弁体の移動量をａとすると、弁座上の流路面積
πdaを弁座の開口面積Sdに等しくするためには、
ａ＝ｄ／４である。

従つて、第１実施例の弁構造において、 S_p＝S₁＋S₂＝Sd を満足させるｘを求めて、それをａと比較したと
き、ｘ＜ａが得られれば、上記構造によりストロ
ークが小さくなつていることが分かる。

そこで、S_p＝SdよりD₁ ²−D₂ ²＝d²であること
から、D₂＝ｎ・ｄ（ｎ＞０）として、上記Sdに等
しい流路面積が得られる弁体の移動量ｘを求める
と、 D₁ ²＝d²（n²＋１） D₁＝ｄ√²＋１ であり、一方、S₁＋S₂＝S_pより、 ｘ＝（D₁−D₂）／４ であるから、これにD₁，D₂を代入すると、 ∴ｘ＝ｄ／４（√²＋１−ｎ） …(1) を得る。

そして、上記(1)式のｘと上述のａとの比をとる
と、 ｘ／ａ＝√²＋１−ｎ …(2) となる。

(2)式の右辺はｎ＞０のときに１より小となるか
ら、ｘ＜ａとなり、S_pとSdが等しい場合、ｎが
大きくなる程、換言すれば、D₂が大きくなつて
弁座の幅に比べて円周方向の長さが長くなる程ｘ
の値は小さくなる。従つて、第１実施例の弁は、
円形弁座を有する弁と比べて弁体の移動距離を小
さくすることができる。

また、入力ポート２に連通している第１流路８
及び第２流路９は、いずれも弁体１１の弁座側に
おいて弁座６，７の周囲に凹設し、弁体１１の操
作部側を通らないので、弁体１１と操作部とを接
近させることができ、弁箱の高さが一層低くなつ
て高さが低い場所に設置することができる。

第４図及び第５図は本考案の第２実施例を示
し、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付
している。

この第２実施例においては、弁座１５に囲まれ
た流路１７の開口部を細長い矩形状に形成し、弁
座１５の外周に凹設されている流入流路１６は入
力ポート２に連通させ、弁座１５内の流出流路１
７は出力ポート３に連通させている。

第２実施例において、弁座１５の長辺の長さを
ｌ、短辺の長さをｍ、弁座１５の開放に十分な弁
体１１の移動距離をｘとすると、弁座１５の開口
面積S_p及び弁座１５上の弁体１１との間の開口面
積S₁は、 S_p＝ｌ・ｍ，S₁＝２（ｌ＋ｍ）ｘ となる。

一方、正方形弁座の開口面積S_sは、ｌ＝ｍであ
るからS_s＝m²となり、この弁座の開放に十分な
弁体の移動距離ａは、 ａ＝m²／２（ｍ＋ｍ）＝ｍ／４ となる。

次に、第２実施例において長辺の長さｌをｌ＝
ｎ・ｍ（ｎ＞１）としたときに、上記S_sに等しい
面積が得られる弁体の移動距離ｘは、 ｘ＝m²／２（nm＋ｍ）＝ｍ／２（ｎ＋１） となるから、上の２つの式からｘとａとの比を求
めると、 ｘ／ａ＝２／ｎ＋１ …(3) である。

(3)式において、ｎ＞１のときは、ｘ／ａ＜１とな り、ｎが大きくなる程、換言すれば矩形の弁座１
５の短辺の長さｍに比べて長辺の長さｌが大きく
なつて細幅になる程ｘの値は小さくなる。したが
つて、第２実施例の弁は、正方形の弁座を有する
弁と比べて弁体の移動距離を小さくすることがで
きる。

また、流入流路１６は、弁体１１の弁座側にお
いて弁座１５の周りに凹設し、流体が弁体１１の
操作部側を通らないので、第１実施例と同様に弁
体１１と操作部とを接近させることができ、弁箱
の高さが一層低くなつて高さが低い場所に設置す
ることができる。

［考案の効果］ 本考案の開閉弁は、弁座に囲まれた流路の開口
部を環状または細長い矩形状に形成することによ
つて弁座開口部の周囲長さを大きくし、この弁座
開口部の全周から流体を流入させるようにしたの
で、多数個の分割連通孔を環状に配設して、弁座
を十分に開放するのに必要な弁体のストロークを
小さくした開閉弁に比べて、全流量を大きくしな
がら弁箱が弁座面方向に大型化するのを抑制する
ことができる。

また、弁座に囲まれた開口部に流体を流出入さ
せる流路を弁座の周囲に凹設したので、弁体の背
後に弁体の中心孔に連通させる流路を設ける従来
例に比して、弁体またはその操作部の構成が簡単
で小型化できるばかりでなく、弁座を十分に開放
するのに必要な弁体の移動距離が小さいことと相
まつて、弁箱の高さを一層低くし、弁箱の大型化
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の要部を示す平面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は
同上Ｂ−Ｂ線断面図、第４図は本考案の第２実施
例の要部を示す平面図、第５図は第４図のＡ−Ａ
線断面図である。 １……弁箱、２……入力ポート、３……出力ポ
ート、６，７，１５……弁座、５，８，９，１
６，１７……流路、１１……弁体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体の入力ポート及び出力ポートを備えた弁箱
   内の両ポート間の流路の周りに弁座を設け、該弁
   座を弁体で開閉するポペツト型の開閉弁におい
   て、上記弁座６，７，１５に囲まれた出力側流路
   ５，１７の開口部を、環状または細長い矩形状に
   形成し、この開口部に流体を流入させる入力側流
   路８，９，１６を弁座の周囲に凹設したことを特
   徴とする開閉弁。