JPS6347572A - 騒音防止機能を具えたバタフライバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願は管路に介装し弁体の回動によって管路を開閉する
バタフライバルブ、特に比較的開度の小さい範囲におい
て発生しやすいキャビテーションに基因する騒音の防止
に着目した発明である。

Ｅ従来の技術Ｊ 水道管路によく使用されるバタフライバルブにおいては
単なる腐食や摩耗はさほど耐用年数を縮める要因となり
難いが、キレごチージョンの発生が騒音や（辰動の原因
となって、公害源と言われることがある。

またキャビテーションによって当然部材の局部的摩耗の
ため、当該部材の早期取替えを余儀なく強いられること
ともなる。

キャビテーションはバタフライバルブの弁体を閉状態か
ら徐々に聞いていくと、弁体背後で圧力低下があり、そ
の低下が流体の蒸気圧以下になると流体は湘騰し気泡を
発生する。弁体よりやや下流側に至って圧力が回復する
に伴ない、気泡が衝撃的に圧潰してｊＳ！音、振動を生
じると共に、部材を異常に早期摩耗させて使用に耐えな
くする。

このようにキャビテーションとこれに基因する騒音など
を改善することはバルブ全体の重要な命題であったが、
バタフライバルブについては「低トルク及び低騒音バタ
フライ弁ディスク」　（特開昭５７−１５７８６６号公
報　第４図Ａ、　Ｂ）がある。

図に示すようにディスク６ａがシリンダ状ボア１ａの内
部で閉状態のとぎはボアの垂直軸線と角度的にずれて斜
めに嵌め込まれている。したがってディスクは長円形で
おり、中央で部分される半円形壁部分の平面軸線は互い
に角度的にずれて「り」字状を呈している。このディス
クの特徴は、外周近くで上流側、下流側に伸びているリ
ブ１０ａ。

１０ｂを多数突設して実質的に流体障害物を形成してい
ることである。このリブはディスクが閉止したときにボ
アの長手方向軸線にほぼ平行に延びており、かつ２つの
半円形列を形成している。

この従来技術は以上に述べた構成を取った結果、ａ：キ
ャビテーションの縮少、　ｂ：完全閉止の提供、　Ｃ：
すぐれた制御特性の付与、　ｄ：低空気力学的騒音レベ
ルに到遅する効果を生み、従来の技術では果せなかった
低トルク、低騒音のバタフライバルブを提供できたと謳
っている。

［発明が解決しようとする問題点］ この従来技術は目的とする低トルク、低騒音を達成でき
ようが、弁体（ディスク）に特殊なリブを突設したため
に別の問題点が生じるのではないかと考えられる。

その一つは流体内に混在する異物（Ｖ１更質の小片や長
い紐状のものなど）がリブとリブとの間に噛み込むこと
である。

−リブは弁閉状態で管路の流れにほぼ平行に突出してお
り、異物が一旦咬持されると、弁が聞いても上流側リブ
は流れに向かって斜め前方に突き上げる形となり、咬持
した異物をざらに深く抱き込む傾向をとると思われる。

また異物の噛み込みに妨げられて再び完全な弁閉ができ
なくなる恐れもある。

問題点の第二は弁が全開したときは流れの中央部におい
て流れに対してリブが直角に突出しているから大きな流
体抵抗となり、しかも中心附近は最も流速が大きい場所
でもあるから圧力損失が大きくなると言う点である。

問題点の第三はこの技術は片手開度における流勢を減勢
してキャビテーションの発生を抑止しようとするもので
あるが、このような流勢に抵抗する障害物はそれ自体が
集中的な攻撃を受け、片系全体としてのキャビテーショ
ン軽減には有効であったとしても、この部分が異常に早
期摩耗をうけ、発明の目的を達成するための溝成上の特
徴を早々に喪失して了う懸念が残ることである。

この場合は結局弁体自身をそっくり取替えなければなら
ず、管路を閉じてバタフライバルブを完全に分解して更
新作業をしなければならない。

本願発明は以上の問題点を解決するために、キャビテー
ションに起因する騒音を防止する機能は堅持しつつも、
全開状態における圧力損失を可及的に小さくすること、
流体中に混在する異物による悪影響を防止すること、メ
ンテナンス上の炉頂な作業を軽減することに着目した新
規なバタフライバルブの提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明に係る騒音防止機能を具えたバタフライバルブ
は、弁体の端面が開状態より所望の角度だけ開方向へ回
動する際に画く軌跡に倣った端面を有し、かつ管路の軸
線にほぼ平行な複数の流路を形成するよう相互に隔てて
植設された複数の諦歯を弁体の上流側、下流側にそれぞ
れ有することを特徴とする騒音防［ト礪能を具えること
により前記問題点を解決した。

さらに具体的な実施ｇ様として前記所望の角度が弁体の
閉状態より２０’乃至４０’であること、複数の櫛歯の
一端而は弁体の端面が回動する軌跡に倣うのに対し、他
の一端而はこの軌跡と逆勾配よりなっていること、これ
ら複数の臼歯が管路の基体に着脱自在に装着しているこ
とにより発明の目的を達成する上にきわめて有効にこと
を同時に開示した。

なおここで「管路の基体」とは本願に関する限り、バタ
フライバルブの弁箱（第１図）又はバタフライバルブ外
の管路自体く第３図）の双方を意・味するものと定義づ
けておきたい。

［作用］ 本願のバタフライバルブが全開状態から弁軸の回動に伴
って弁体が回動をはじめ、弁体と管路の基体内壁との間
に開口部が形成されと、この部分を辿って流体が通過す
るが、突出する複数のＦＢ歯に遮られて流線が分割され
キャビテーションの発生が抑制され、これに伴う騒音発
生も防止される。

この作用は先に掲げた従来技術と同一であるが、異なる
ところは弁体の回動が所望の角度（キャビテーションを
生じやすい小開度の範囲）を過ぎると、弁体と管路基体
との間に介在した減勢の障害は軽減し、流体は弁体の角
度に対応した自由な流速を維持している点である。

弁全開においては、弁体が凸レンズ型であっても「り」
字型であっても、弁体の形状に応じた本来の円滑な流感
が維持される。

なおその他の実施例特有の作用と、それに伴う効果につ
いては次に述べる。

［実施例］ 本願発明の好ましい実施例を２例説明する。

第１実施例は第１図、第２図に示すように、弁箱１は上
流側管路Ａに接続した流入口２、および下流側管路Ｂに
接続した流出口３を有し、かつ弁箱内を通過する管路の
軸線５に直角に交叉し弁箱に回動自在に支持された弁軸
４を内蔵する。

この弁軸４にはレンズ状の弁体６が固着しており、弁軸
の回動によって弁体も共回りし、弁体弁座７が弁座押え
８を介して弁箱に固定された弁箱弁座９に密着して全開
となり、弁体弁座７が管路軸線５上に位置して仝聞とな
る。

本願発明の特徴とする複数の櫛歯１０＾、１０Ｂは管路
Ａ又はＢと弁箱との間に挾持された支持フランジ１１Ａ
　、　ＩＩＢに固着し、かつ弁箱内壁に添着する円筒状
の歯板１２Ａ　、　１２Ｂの内周に植設された突起物で
形成される。

一対の櫛歯１０Ａ　、　１０Ｂはキャビテーションの最
も生じゃすい弁開度はぼ２０°〜４０”の範囲において
、弁箱１と弁体６の間に形成された上、下流の開口部Ｇ
八、ＧＢにおいて、弁体６の外周の回動軌跡１３Ａ　、
　１３Ｂ沿いの外側にほぼこの軌跡に倣った端面１４を
以って対向しており、かつ流路の軸線５にほぼ平行な複
数の流路１５を形成するように相互に隔てて植設されて
流路を遮って突出している。

この諒歯１０Ａ　、　ＩＯＢの他の端面１６は弁体の回
動が画く軌跡とは逆勾配を形成している結果、第１図の
ようにＵ歯の断面はほぼ逆三角形の形状を以って流路に
突出してしているように児える。

また第２図のように、流路と直角方向から児る゛と、櫛
歯の端面は弁体の回動軌跡通りその先端を繋ぐと凸レン
ズ状に湾曲した円弧を形成するとも言える。

第３図は本願発明の第２実施例を示す正面断面図であり
、弁箱の全長がぎわめて短いフランジレス（挾み込み）
バタフライバルブであり、支持フランジＩＩＡ　、　１
１Ｂがそのまま歯板を兼ねる機能を有する。

［発明の効果］ 本願発明は以上の構成よりなるから、弁の小開度の或範
囲（とくに弁体が２０°〜４０’の間）において生じや
すいキャビテーションの発生を抑制し、これに伴う騒音
発生も防止できる。

次に弁体の回動がこの範囲を越えてざらに開度が大きく
なると、キャビテーション対策用の障害物から解放され
、はぼ正常の流感を得るから流速の大きい全開に至るま
で圧力損失は大幅に是正される。

逆説的には圧損が小さいだけ小口径の弁で足りるとも言
える。

実施例特有の効果に及、Ｓと、櫛歯１０△、１０Ｂは上
流側および下流側の流路に対しその４’ＩＩＩＦＪ（５
）に傾斜した端面を右している。

とくに流体中の異物が噛み込む問題を生じるのは上流側
であるが、これらの異物は傾斜面に沿って突起の表面を
滑動し、中心側へ寄るにつれその増勢した流速に牽かれ
て突起から離脱し流れ去る機会が大きい。

すなわち従来の技術に比べるとはるかに異物によるトラ
ブルの軽減することが期待できる。

またこの実施例を見る通り歯根は一体的に支持フランジ
と固着しく第２実施例では歯板と支持フランジが一致）
、この支持フランジは弁箱と管路との間に介装して図の
ように簡単に螺着している。

即ち着脱自在であるから、仮にキャビテーションの集中
攻撃のため櫛歯が早期に摩耗しても、この歯根のみを取
替えればよく、弁体そのものを取替える作業に比べると
格段に軽減される。

またこの歯板とフランジのセットを既設の管路に適合す
るよう別途製作し、これを嵌装するだけで既δシの管路
にもそのまま実施して騒音低下に貢献することができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図は本願発明の実施例を示す正面断面図と
歯板の側面図、第３図は別の実施例を示す正面断面図、
第４図Ａ、Ｂは従来の技術を示す正面断面図。 １・・・弁箱　　　　　５・・・流路の軸線６・・・弁
体　　　　　１０Ａ　、　１０Ｂ・・・櫛歯１３Ａ　、
　１３Ｂ・・・弁体の回動する軌跡１４・・・櫛歯の一
端面　１５・・・複数の流路１６・・・圏歯の他の端面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）管路に介装し弁体の回動によって管路を開閉する
   バタフライバルブにおいて、前記弁体６の端面が閉状態
   より所望の角度だけ開方向へ回動する際に画く軌跡１３
   に倣った端面１４を有し、かつ管路の軸線５にほぼ平行
   な複数の流路１５を形成するよう相互に隔てて植設され
   た複数の櫛歯１０を弁体の上流側、下流側にそれぞれ有
   することを特徴とする騒音防止機能を具えたバタフライ
   バルブ。
2. （２）前記所望の角度が弁体の閉状態より２０゜乃至４
   ０゜である特許請求の範囲第１項記載の騒音防止機能を
   具えたバタフライバルブ。
3. （３）複数の櫛歯の前記軌跡１３に倣つた端面１４の裏
   側に該当する端面１６が、軌跡と逆勾配を形成する特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の騒音防止機能を具え
   たバタフライバルブ。
4. （４）前記複数の櫛歯が管路の基体に着脱自在に装着さ
   れている特許請求の範囲第１項乃至第３項何れかに記載
   する騒音防止機能を具えたバタフライバルブ。