JPH07269727A - スイング逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は正流から逆流に変ったとき、水撃
（ウォータハンマ）を生じることのないスイング逆止弁
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は弁筐の内部にほぼ水平なヒンジによ
って回動可能に垂設されたアームの弁座側に弁座密閉用
の弁体を設けてなるスイング逆止弁において、弁体の弁
座側に弁座内周に嵌入可能に突設された突起部と、同突
起部の下部外縁から中心にむかって次第に浅くなるよう
穿設された溝とを具備してなることを特徴とするスイン
グ逆止弁、を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子力給水管系その他の
スイング逆止弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のスイング逆止弁の縦断面図
である。上部に弁筐ふた２を有する弁筐１内に、弁体４
が弁体４の弁座７側に固着されたアーム３を介してほぼ
水平なヒンジピン８に回動自在に垂設支持されて設けら
れている。図の左から流れる正流の場合は、弁体４は左
からの流体の動圧により図示の様に押し上げられて弁体
４の背面がストッパ５に当接して全開状態となる。図の
右から流れる逆流になると、右からの流体の流れにより
弁体４は図の時計方向に回転して弁体４の周囲が弁座７
に当接して全閉状態になる。

【０００３】なお、図中、１ａは開口筒部である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスイング逆
止弁には解決すべき次の課題があった。

【０００５】即ち、従来のスイング逆止弁は上記のよう
に正流から逆流になったとき、弁体４の弁座７側の腹と
背の面にかかる逆流流体圧の差分で、弁体４が急激に回
転して弁座７に衝突して瞬間的に閉止することにより、
水撃（ウォータハンマ）現象が生じ、弁のみならず管系
の各部に損傷が生じるおそれがあるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は上記課題を解消するため、正流か
ら逆流になったときの弁体の閉止速度を緩和して水撃に
よる損傷の発生を防止したスイング逆止弁を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、弁筐の内部にほぼ水平なヒンジによって回
動可能に垂設されたアームの弁座側に弁座密閉用の弁体
を設けてなるスイング逆止弁において、弁体の弁座側に
弁座内周に嵌入可能に突設された突起部と、同突起部の
下部外縁から中心にむかって次第に浅くなるよう穿設さ
れた溝とを具備してなることを特徴とするスイング逆止
弁、を提供しようとするものである。

【０００８】なお、ここに、「水平なヒンジ」とは逆止
弁の筒軸を水平に位置させた状態、即ち、図１のような
状態におけるヒンジ姿勢を云う。使用時の姿勢はこれに
拘束されるものではない。

【０００９】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。

【００１０】先ず、スイング逆止弁における水撃発生の
原理であるが、逆方向へ流れようとする流体を急激に遮
断することによって閉塞された空間内で、行場を失った
非圧縮性の流体の慣性力によって瞬間的に弁（弁体）が
強く圧されて弁の直前に生じるピーク圧によるもので、
勿論、弁遮断に限らず、管路等の閉ざされた空間内で非
圧縮性の速度を有する流体が急遮断されれば、流速、流
体密度、遮断面積当りの流量（管断面積×管路長）等に
依存してこの現象は生じ、その強さが流速の２乗に依存
することもよく知られた事実である。その際、遮断され
ることによって後続の流体に押圧される流体の逃げ場が
あれば当然のことながら、この現象、即ち、水撃は著し
く緩和される。

【００１１】たとえば管路において管体がフレキシビリ
ティに富めば管体が遮断部近傍から上流にむかって逓減
的に、瞬間、膨らみ、水撃は緩和され流体の完全静止に
よって再び復元することとなる。

【００１２】従って押圧された流体が弁体と弁座との間
隙を潜って逃げる（流れる）ことができれば、やはり、
水撃現象は緩和されることとなるが、その際、遮断直前
ないしは遮断開始時から遮断終了迄の時間が大きい程、
厳密にはたとえば、一定管路長内の流体の流速が減速を
開始して停止する迄の時間が大きい程、更に言えば流体
の停止速度が小さい程、水撃は小さく、減速度合が一定
である程、水撃ムラがないという意味で望ましい。

【００１３】本発明はスイング逆止弁の弁体の弁座側に
弁座内周に嵌入可能に突設された突起部と、同突起部の
下部外縁から中心にむかって次第に浅くなるよう穿設さ
れた溝とを備えるため、弁体を弁座側に押し返しながら
逆流を開始した流体は弁体の開度が小さくなるにつれ
て、流量が減り、流速が小さくなるが、弁体自身が弁座
に当接する以前に突起部が弁座内に嵌入し、流量を減じ
るものの溝からは依然、逆流が存続し、全体としての流
量は低減しながら存続する。即ち、流速は低減しながら
も依然として保たれる。そして突起部が弁座に嵌入する
に従って溝の開口面積は減ってゆき、突起部が嵌入し終
った段階で弁体が弁座に密着し、流れが完全に停止す
る。従って、従来であれば弁体外周と弁座間を潜って比
較的多量、流れていた流体が、弁体と弁座との密着によ
って突然にストップし、大きな水撃を生じていたのに比
べ、本発明の構成では弁体密着の前に、溝を有する突起
部が先ず弁座内に嵌入し、流量を大きく減らし、その嵌
入深さに応じて更に流量を（従って流速を）徐減してゆ
き、流体の停止速度を小さくするので水撃が生じないか
著しく緩和される。

【００１４】その際、溝は下部外縁から、突起部の中心
にむかって次第に浅くなるよう、底部が傾斜して設けら
れているため、弁座側、即ち逆流から見て下流側に流れ
込む流体は突起部の下流面に沿って中心部近傍へ安定的
に流れ込み、交番圧や大きな渦を生じたりしないので、
下流側の圧力変化が小さく、弁体に振動が生じたりしな
い。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５により説明す
る。なお、従来例と同様の構成部材には同符号を付し、
必要ある場合を除き、説明を省略する。

【００１６】図１は本実施例のスイング逆止弁の縦断面
図、図２は図１の弁体４等の詳細図で、（ａ）は側断面
図、（ｂ）は弁体４の正面図、（ｃ）は（ｂ）の斜視
図、図３は本実施例の弁体の中間開度状態における逆流
の状態を示す略図、図４は本実施例の弁体が正流によっ
て全開した状態を示す略図、図５は、本実施例の弁体が
逆流によって全閉した状態を示す略図である。

【００１７】図１において、３は弁筐１の内部にほぼ水
平なヒンジ８によって回動可能に垂設されたアーム、４
はアーム３の弁座７側に弁座７を密閉可能に設けられた
弁体、６は弁体４の弁座７側に弁座７の内周に嵌入可能
に突設された弁体腹面凸部、６ａは弁体腹面凸部６の下
部外縁から弁体４の中心にむかって次第に浅くなるよう
穿設された溝である。

【００１８】弁体４は図２に示すような諸元をなしてい
る。即ち、Ｙは弁体腹面凸部６の突出高さ、Ｗは溝６ａ
の幅、Ｄは弁体腹面凸部６の直径である。図ではＷ＝２
Ｙとしてあるが、勿論、これに限定されるものではな
く、たとえば図１に示すように、弁体腹面凸部６の下端
が弁座７に嵌入を開始した瞬間から嵌入し終る迄に弁体
４の左方へ潜り流れる流量が適切に減じるよう即ち、閉
止速度が小さくなるよう、実験等によって決定される。

【００１９】その他の構成は図６に示す従来例と同様で
ある。

【００２０】なお、図１に示すように、弁ふた２で密封
される弁筐１の中央上部の開口筒部１ａの開口は、弁体
４の着脱や弁内の検査用などのため設けられている。そ
の他、アーム３の一端部は弁体４の背面に固着され、他
端部はヒンジピン８により弁筐１に取り付けられ、弁体
４はアーム３及びヒンジピン８を介して全閉状態から全
開状態まで回動自由に弁筐１に取り付けられている。弁
座７は全閉状態で弁体４の周辺部が密接するように形成
されている。ストッパ５は正流時に弁体４が振動するの
を防止するために設けられ、ストッパ５は図１に示す弁
体４の全開状態で弁体４の背面中央部に形成された凸部
が当接して、それ以上に弁体４が開かないように形状、
位置を決定して、弁筐１の内部に一体形成されている。

【００２１】図４において正流の時は図の左から右へ流
体が流れるので、左から右への流体の圧力によって弁体
４はヒンジピン８を中心として反時計方向に回転して開
き、全開状態では図示のように４の背面の凸部がストッ
パ５に当接した状態となり、流路は広く開き、図の左か
ら右へ流体は容易に流れる。弁体腹面凸部６を有する本
実施例の弁体４は従来例に比し、弁体周囲の流路面積は
少し減り、正流時の圧損比は１．２程度となる。すなわ
ち、約２０％の抵抗増加に留まる。

【００２２】次に上記構成の作用について説明する。

【００２３】図１において図の左から右へ流れる正流で
あったものが、何らかの原因により図の右から左へ流れ
る逆流に変わると、今まで弁体４を開く方向に推してい
た流体力が消え、逆に弁体４を図の右から左へ推進する
逆流の流体力がかかり、弁体４はヒンジピン８を中心と
して図で時計方向に回転して弁を閉じることになる。そ
の際、従来であれば弁閉止時には弁体４が弁座７に衝突
して流体の流れが一瞬にして停止するので、水撃（ウォ
ータハンマ）現象が生じ、弁のみならず管系の各部に損
傷を発生させるべきところ、本実施例においては、逆流
では弁体４の弁体腹面凸部６が弁座７に嵌入し始めるた
め、まず、弁体４上半分の周筒流入量（弁体腹面凸部６
の外周と弁座７の内周との筒状間隙を流れる流れ）を減
じ、弁体４の開度に比し、従来例よりは早く流量低減が
始まる。即ち、従来例よりは早く弁体４右方の流体速度
の低減が始まる。そして弁体４が弁座７に対して開度を
縮めてゆくに従い、主たる流れは溝６ａの流路断面積に
依存することになり、従来の弁体４の外周からの流れの
流路断面積よりは当然に小さいＷ幅の溝の流れに支配さ
れて流体速度が小さくなる。しかしながら、弁体４自身
が図５に示すように弁座４に当接（密着）する迄は流体
速度はまだ０にはならず、当接した段階で０になるがそ
の瞬間の流体速度はきわめて小さい。弁座４に弁体４が
当接した段階では従来例の場合も流速は０になるが、そ
の瞬間の流体速度は先述の理由から大きい。即ち、従来
例に比し、本実施例の流体停止速度は著しく小さく、従
って水撃も小さい。これを図で対比すると、本実施例で
は、たとえば図１、図３に黒矢印で示すような流れとな
って、逆流に対し、時間的に早く流量低減が開始され、
かつ、流量低減も十分に行なわれながら、弁体４自身が
弁座７に密接する迄微量、存続するので水撃が生じない
のに対し、従来例では図７に黒矢印で示すような形態の
流れが何時迄も続いて容易に実質的な流量低減が開始さ
れず、かつ、弁体４が弁座７に密接した段階で突然に流
れが停止し、大きな水撃を生じるものである。

【００２４】また、本実施例では弁体４の開度が小さく
なっても図１に黒矢印で示すように、底部の傾斜した溝
６ａを通る流れが方向を急変することなく弁体４の左方
へ１本の溝６ａから流れ込むので、図７に示すように弁
体４の外周全体から流れ込んだ従来例に比し、弁体４左
方における周期的な圧力変動が生じず、従って弁振動が
生じたり、サージングが生じたりすることがない。

【００２５】以上の通り、本実施例によればスイング逆
止弁の弁体４の弁座７側に弁体腹面凸部（突起部）６を
設け、かつ、その下部に溝６ａを穿設するので、逆流に
よって弁が閉塞する際、流速低減が早く開始され、か
つ、閉塞完了時迄には流速が十分に低下するため、閉塞
時に水撃を生じることがなく、弁や管路系が水撃損傷を
生じないという利点がある。

【００２６】また、弁体４の開度が小さくなっても溝６
ａの底部は下縁から弁体４の中心にむかって次第に浅く
なるよう傾斜して設けられるため、弁体４と弁座７間を
潜る流れは専ら溝６ａを通ると共に、その流れは弁体４
の外周全域からではなく一方からのみ弁体４に沿って微
細逆流を形成することとなり、弁体４等に、従って弁に
振動を生じることがないという利点がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。

【００２８】即ち、本発明によれば、弁体の弁座側に設
けた突起部は、正流時には流れの阻害をせず、逆流時に
は弁体を潜り抜ける流入量をへらし、弁閉止速度を遅く
するため、弁閉止時に生じる水撃を解消ないしは緩和
し、水撃による弁その他の損傷の発生を防止する。

【００２９】また、上記突起部に設けた溝は、弁体外周
からの流れの潜り抜けを解消し、弁閉止時の弁振動の発
生を解消する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスイング逆止弁の縦断
面図、

【図２】図１の弁体４等の詳細図で、（ａ）は側断面
図、（ｂ）は弁体４の正面図、（ｃ）は（ｂ）の斜視
図、

【図３】上記実施例の弁体の中間開度の逆流時の状態を
示す略図、

【図４】上記実施例の弁体の全開状態を示す略図、

【図５】上記実施例の弁体の全閉状態を示す略図、

【図６】従来例の縦断面図、

【図７】従来例の逆流時における弁体近傍の流れを示す
略図である。

【符号の説明】

１ 弁筐 １ａ 開口筒部 ２ 弁ふた ３ アーム ４ 弁体 ５ ストッパ ６ 弁体腹面凸部 ６ａ 溝 ７ 弁座 ８ ヒンジピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁筐の内部にほぼ水平なヒンジによって
   回動可能に垂設されたアームの弁座側に弁座密閉用の弁
   体を設けてなるスイング逆止弁において、弁体の弁座側
   に弁座内周に嵌入可能に突設された突起部と、同突起部
   の下部外縁から中心にむかって次第に浅くなるよう穿設
   された溝とを具備してなることを特徴とするスイング逆
   止弁。