JP2000081152A - 傾斜式蝶形弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、腐食損耗の激しいシール部分を弁本
体の端部から簡単に交換できるように構成した傾斜式蝶
形弁を提供する。 【解決手段】弁軸（４）と弁体（３）を一体不可分にし
て、流路（２）の上方取付穴（５）より片持ち構造にし
て回転目在に装着し、シール部分を弁体（３）と弁座リ
ンク（６）とで構成し、しかも弁座リング（６）を弁本
体（１）の出口端面（７）より着脱可能に構成すること
で、シール部分の交換を可能にすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は腐食損耗の激しいシ
ール部分を、弁本体の端部から簡単に交換できるように
構成した傾斜式蝶形弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】傾斜式蝶形弁（バタフライバルブ）は既
に原理的には公知である。その代表的な構造を図１に示
し、図１の符号をもって従来のものの構造の概要を説明
する。流路（４１）に対して閉鎖時に直角に位置する弁
体（４２）は円周上に流路（４１）内面に密着するシー
ル（４３）を有している。弁体（４２）に一定の角度を
有する回転自在の弁軸は、弁体（４２）を上下両方向か
ら支持するため、上部弁軸（４４）と下部弁軸（４５）
とに分かれ、弁本体（４６）に対して各々上部取付穴
（４７）および下部取付穴（４８）を有し、弁軸の軸方
向の動きを拘束する軸止め（４９）、（５０）およびシ
ール部（５１）、（５２）をもって構成されている。し
たがって、シール（４３）を交換するには、上部弁軸
（４４）、および下部弁軸（４５）を取り外し、弁体
（４２）を弁本体（４６）の端面部（５３）又は（５
４）より引き出し、シール（４３）を弁体（４２）より
外して交換していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の傾斜式蝶形弁に
対する技術的課題は次のようなものである。 （イ）課題１：弁組立品毎の交換および補要部品の常備
が必要となり、コスト高になること。従来の弁にあって
は、シール（４３）を交換するのに、弁組立品を配管よ
り取り外し、さらに上部弁軸（４４）および下部弁軸
（４５）を弁本体（４６）より分解し、流路（４１）の
端面部（５３）、（５４）より分解された弁体（４２）
を引き出し、弁体（４２）よりシール（４３）を取り外
す、という段取りが必要である。また再度組立てるとき
にも、上記とは逆の手順が必要であり、組立てにかなり
の専門的技術と組立工数を必要とするため、弁組立品を
使用している現場でのシール交換は実質上困難である。
したがってシール（４３）を交換するときは、弁組立品
毎そっくり交換することとなり、弁組立品の補要部品と
しての常備が必要とされ、使用者側にとってコスト高と
なり管理が面倒である。しかし、腐食液体を取り扱う現
場ではシール部の腐食損耗による弁からの液漏れは日常
的に発生しており問題となっている。 （ロ）課題２：弁軸と弁体を別々に分解せねばシール交
換ができないこと。従来の弁では、弁体（４２）と上部
弁軸（４４）および下部弁軸（４５）を別々に構成しな
ければ、シール（４３）の装着ができない構造となって
いる。このために、構造が非常に複雑となっており、上
部弁軸（４４）および下部弁軸（４５）の芯をだすのも
困難であり、かつ組立工数が多くなるなど製造コストが
高くついていた。 （ハ）課題３：弁の流過抵抗が多いこと。弁体（４２）
を中心にして上部弁軸（４４）と下部弁軸（４５）が流
路（４１）内に突出しているので、流路断面積に占める
弁体および弁軸の面積が多く、流体の通過面積を少なく
しているので、流過抵抗が多くなっている。 （ニ）課題４：弁の取り付け空間が大きいこと。流路
（４１）に直角の弁体（４２）に対して、上部弁軸（４
４）および下部弁軸（４５）が角度をもって交叉する形
で構成されているため、弁本体（４６）の端面部（５
３）、（５４）の間が長くなる結果、弁本体が大きくな
り、配管への取付空間も、弁の重量も大きくなる。 （ホ）課題５：弁軸部に異物が噛み込みやすい。従来の
弁では、弁体（４２）は上部弁軸（４４）と下部弁軸
（４５）の両方で支持されて成り立っており、とくに残
渣の多い液体では、下部弁軸（４５）と取付穴（４８）
の隙間に残留する異物が噛み込みやすく、シール不良と
なる原因が多い

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明について
実施例に対応する図２の符号を用いて説明すると、つぎ
のように構成される。 （イ）弁本体（１）に設けられた円筒状の流路（２）に
対して、弁の閉鎖時に流路（２）に直交する円形板状の
弁体（３）を設ける。 （ロ）弁軸（４）は流路（２）に対して一定の角度Θを
もって回転自在に取り付けられている。 （ハ）弁軸（４）の取付穴（５）を、流路（２）の円周
方向に、流路（２）に対して角度Θ方向に一か所のみ設
ける。 （ニ）弁体（３）と弁軸（４）は一体不可分に構成され
ている。 （ホ）弁本体（１）に対して弁軸（４）の軸方向の動き
を拘束する手段を設ける。 （ヘ）弁の閉鎖時には弁体（３）の円周側に密着して流
路（２）を閉鎖する弁座リング（６）を、流路（２）に
直角にかつ弁軸（４）の取付穴（５）とは干渉しない位
置に設ける。 （ト）流路（２）に直角となる弁本体（１）の端面
（７）から弁座リング（６）を着脱可能に構成する。

【０００５】請求項２の発明について実施例に対応する
図５の符号を用いて説明する。請求項１のように弁の構
造を構成した場合つぎのことが可能となる。図５に示す
ように、出口端面（７）に対して入口端面（２５）をα
度に傾斜させて弁本体（２４）を構成しても何ら支障は
生じない。このように構成することで弁自体の重量を軽
減できる。また、配管端末にこの弁を設ければ配管端末
を下方に傾斜させることができるので、さらにホースを
取り付ける場合にホースの曲げを緩和することができ
る。したがって、ホースの装着作業を容易にすることが
できると同時に、ホースによる配管端末への負荷を軽減
することができる。

【０００６】請求項３は、請求項１及び請求項２のよう
に弁の構造が構成された場合に可能となる、弁の内部が
十分に透視できる蝶形弁の発明である。すなわち、請求
項１の弁本体（１）及び請求項２の弁本体（２４）を透
明体又は半透明体の材質で構成し、閉鎖された弁の状態
において、入口端面（１８）、（２５）から出口端面
（７）までの間に生じる独自の広い空間を利用すること
によって弁内部の透視が可能となる蝶形弁を提供する。

【０００７】

【発明の実施形態】請求項１の発明の実施形態の一例に
ついて、図２により説明する。弁本体（１）に設けられ
た円筒状の流路（２）に対して、閉鎖時には流路（２）
に直交する円板形状の弁体（３）を設ける。また弁軸
（４）は流路（２）に対して一定の角度Θをもって回転
自在に取り付けられている。弁軸（４）の取付穴（５）
を流路（２）の円周方向に一か所のみ設ける。したがっ
て取付穴（５）も流路（２）に対してΘの角度をもって
いる。この弁体（３）と弁軸（４）を一体不可分に構成
する。したがって弁軸（４）の中心と弁体（３）の中心
は９０°−Θ°の角度をなしている。一体不可分とは、
溶接構造か鋳物構造かによって一体に成形され、ボルト
締結構造のように組立後の分解ができないように構成さ
れていることをいう。弁軸（４）の上部には止め板用ボ
ス（８）が設けられ、止め板用ボス（８）の上部にハン
ドル取付用角形ボス（９）が設けられている。止め板用
ボス（８）には止め板（１０）が装着され、その上から
ハンドル（１１）の取付用角形インロー（１２）が装着
され、埋込みボルト（１３）によってハンドル（１１）
がハンドル取付用角形ボス（９）に締結されている。し
たがって止め板（１０）がボルト（１４）によって弁本
体（１）に取り付けられると、弁軸（４）の下方への移
動はポルト（１３）とハンドル（１１）によって拘束さ
れる。弁軸（４）の上方への移動はボルト（１４）と止
め板（１０）によって拘束される。また弁体（３）の弁
座リンク（６）への接触の度合いは、止め板（１０）の
上下に挿入されるシム（１５）、（１６）により調整さ
れる。さらに止め板（１０）は弁軸シール（１７）の押
さえにもなっている。弁体（３）が流路（２）を閉鎖す
るときは弁体（３）の円周側に密着して流路（２）を閉
鎖する弁座リング（６）を、流路（２）に直角にかつ弁
軸（４）の取付穴（５）とは干渉しない位置に設ける。
弁本体（１）の流路（２）の入口端面（１８）と出口端
面（７）には流路（２）に直角に平坦なフランジ取付面
が構成される。配管への取り付け時には、入口端面（１
８）にはパッキン（１９）とフランジ（２０）が取り付
けられるが、出口端面（７）には弁座リング（６）のシ
ール部分（２１）が端面部のシールの役目を兼ねるの
で、パッキンは不要となる。

【０００８】弁体（３）と接触してシールする弁座リン
ク（６）には、その実施例として、図３−１、３−２、
３−３、などがある。図２に示された弁座リング（６）
は図３−１と同じ構成の例である。図３−１は、弁座リ
ング（６０）の全体がにシール材になっており、シール
部分（７４）とクッション部分（７５）で構成されてい
る例を示す。この場合、端面（６１）に接する相手フラ
ンジ（６２）にはパッキンは不要であり、弁座リング
（６０）がフランジ部のシールの役目を兼ねる。図３−
２は弁座リング（６３）がシール部分（６４）と支持リ
ング部分（６５）とにより構成されている例を示す。こ
の場合も、図３−１と同じく相手フランジ（６６）面に
はパッキンは不要となる。図３−３はシール部分（６
７）が弁体（６８）側に設けられ、リング部分（６９）
が弁本体（７０）側に設けられている例を示す。この場
合には、リング用シール部分（７１）が余計に必要とな
り、相手フランジ（７２）面にもパッキン（７３）が必
要となる。弁座リング（６）を設ける目的には二つあ
る。一つはシール材としての目的である。他の重要な目
的は、一体不可分となった弁軸（４）と弁体（３）を一
緒に弁本体（１）より抜き取るための逃げのスペースの
確保である。図２において弁軸（４）と弁体（３）の一
体構造は、弁体（３）の中心が出口端面（７）よりＡ寸
法だけ左側にあるとき、弁体（３）と９０°−Θ°の角
度をもつ弁軸（４）の中心と平行な斜線で、弁体（３）
の下部に接している斜線を引き、これをＢ線とする。こ
のＢ線と出口端面（７）とが交叉するＤ点が、弁座リン
グ（６）の外径Ｃの内側にあれば、弁軸（４）と弁体
（３）の一体構造は、ハンドル（１１）、止め板（１
０）を上方へ取り外した後に、弁軸（４）と同じ方向の
右斜め下へ抜き取ることができる。このように出口端面
（７）に、内径Ｃ寸法で厚さ２Ａのインロー、即ち、弁
座リング（６）の装着穴があれば、弁本体（１）を配管
系より取りはずさなくても、出口端面（７）より相手フ
ランジ（２２）を外し、弁座リング（６）を外せば、弁
座リング（６）と一体に構成されているシール材をも外
すことができ、さらに弁軸（４）と弁体（３）を抜き出
せば、弁軸シール（１７）も交換することができる。

【０００９】構造は以上のように構成されているが、つ
ぎに作動について説明する。図２の弁本体（１）を右側
より見た側面図が図４である。ただし、図２は閉弁状態
を示し、図４は開弁状態を示している。図４において、
閉弁時に弁体（３）の中心で上部頂点にあった点Ｅは、
開弁時には弁座リング（６）の円周上を点Ｆに移動す
る。同じように閉弁時に弁体（３）の最下部にあった点
Ｇは、開弁時には点Ｈへ移動する。このように、弁の開
閉に伴い、弁体（３）の最上部点Ｅと最下部点Ｇは、弁
座リング（６）上を円周方向に摺動しながら、２点間の
線的軌跡を描くが、その他の弁体（３）の円周上の部分
は、弁座リング（６）上から外れてしまう。したがっ
て、弁座リング（６）上の最上部と最下部にある異物
は、この摺動作用によって弁体（３）との間に挟まれに
くい。とくに異物が残存しやすいＧ点は、開弁時には弁
体（３）が存在しないから、異物は引っ掛かりにくい。

【００１０】請求項２の発明の実施形態の一例について
図５に示す。図２においては弁本体（１）の入口端面
（１８）と出口端面（７）は平行に構成されているが、
弁軸（４）が出口端面（７）に対してΘ度傾斜している
ので、弁本体（１）の下部構造には削減できる部分があ
る。したがって、この部分を削減する代わりに、図５に
示すように出口端面（７）に対して入口端面（２５）を
α度傾斜させて弁本体（２４）を構成している。このよ
うに構成すれば、弁自体の重量を軽減できるばかりでな
く、次のような利点がある。すなわち、図５に示す形状
の弁を水平な配管の排出端に設けて、出口端面（７）を
下方へ傾斜させる。このような状態で出口端面（７）に
ホースを取り付けると、ホースの下方への曲げが緩和さ
れて配管の排出端にかかる負荷が緩和されると同時に、
重いホースを装着する作業もやりやすくなる利点があ
る。また、入口端面（２５）と出口端面（７）との間に
α度の傾斜がつくために、請求項２の弁を真っすぐな通
しボルトで貫通させ、両端面にそれぞれフランジを取り
付けることは困難である。したがって、両端面にそれぞ
れ直角に所要のネジ穴（２７）を設け、フランジ（２
６）を締結するためのボルト（２８）をねじ込む構造と
なる。

【００１１】請求項３の発明の実施形態の例は、図２に
おける弁本体（１）、図５における弁本体（２４）をプ
ラスチック等の透明体又は半透明体の材質で構成し、弁
の内部を透視可能にした蝶形弁である。請求項１又は請
求項２に示す弁本体（１）又は（２４）は、いずれも入
口端面（１８）又は（２５）から出口端面（７）までの
距離が、弁軸と弁体が角度がついているために、従来の
通常の偏平で薄い蝶形弁よりも大きくなっている。した
がって、この部分が大きい特徴を利用して、弁本体を透
明体又は半透明体にすることによって、内部を十分に透
視できる空間が確保できる。配管の排出端などに請求項
３を実施することによって弁の内部を流れる液体の液種
又は流れの状態を確認することができ、異種液体の誤っ
た移送作業などを未然に防止することができる。

【００１２】

【発明の効果】発明が解決しようとする各課題について
の請求項１の発明の効果は、次のように評価できる。 （イ）課題１に対する効果：本発明については、弁座リ
ング（６）を出口端面（７）に配し、弁座リング（６）
の脱着により、弁座リング（６）と一体化しているシー
ル材を簡単に交換できるようにした効果が最も大きい。
また、弁軸（４）と弁体（３）を一体不可分にしたこと
で、構造を単純化し、簡単に出口端面（７）より取り外
しができるようにしたため、弁軸シール（１７）の交換
も容易となった。したがって、使用現場では、弁組立品
そっくりではなく、シール材の常備だけでよく、それだ
け管理がしやすくコストも安くなる。しかも、シールか
らの漏洩等の事故の場合でも、仕事の復帰がより早くな
るので、経済的効果は非常に大きい。 （ロ）課題２に対する効果：従来の構造では、弁軸と弁
体を分解せねばシール交換ができなかったが、本発明で
は、弁軸と弁体とを一体不可分の構造としたままの形で
シール交換を可能としたため、交換工数が大幅に削減さ
れる。それとともに、構造の単純化による加工工数や組
立工数の削減が大幅に可能であり、経済的効果は非常に
大きい。 （ハ）課題３に対する効果：弁軸と弁体が一体加工でき
るので、流路（２）内に占める弁体（３）と弁軸（４）
部分の体積を必要最小限度に小さくすることができる。
また弁軸（４）は上部の取付穴（５）によってのみ弁体
（３）を片持ちしており、流路（２）の下部分に弁軸
（４）は存在しないので、開弁時の流過抵抗は従来の弁
より大きく改良することができ、その機能上の効果は大
きい。 （ニ）課題４に対する効果：本発明では弁軸と弁体とを
一体化し、しかも上方の取付穴（５）からの片持ち構造
とし、また弁座リング（６）を出口端面（７）に配置し
ていることから、従来の傾斜式蝶形弁よりも弁本体
（１）を流路方向に薄く、しかも軽量化することを可能
にしている。これは配管構成上大きな経済的効果をもた
らす特徴となる。 （ホ）課題５に対する効果：本発明では、弁軸（４）は
流路（２）の下側部分に取付穴を有していないために、
弁軸（４）の取付穴に液体の残渣が噛み込むことはな
い。また弁体（３）と弁座リング（６）との上部と下部
の接触点は、弁閉鎖時に弁座リング（６）のシール円周
上を摺動しながら閉じるので、シール部分の残渣を押し
のける機能として働き、残渣の噛み込みを防止する効果
を有している。

【００１３】また請求項２及び請求項３による効果はつ
ぎのように評価できる。 （ヘ）ホースを装着することを常とする水平配管端末に
は、傾斜配管金具等を設けて配管端末を下向きに傾斜さ
せるのが一般的である。このようにすればホースの装着
作業を容易にすることができると同時に、液体移送中の
ホースの曲げにより配管端末の弁などにかかる負荷を軽
減することもできる。したがって、請求項２を実施する
ことにより、この傾斜配管金具等を省略することがで
き、作業空間が広くとれ、しかも装置の製造原価を低減
できるなど経済的効果は著しい。 （ト）配管の排出端においては配管内部を流れる液体の
液種又は流れの状態を確認するためには、配管中に別途
に透視管を設けるのが一般的である。請求項３はこの透
視管の代替手段として有効に利用することができ、装置
が小型化できて作業空間が広くとれ、しかも装置の製造
原価を低減できるなど経済的効果は著しい。以上のよう
に、本発明の効果は、従来の傾斜式蝶形弁の機能上の不
具合点を解消するばかりでなく、メンテサービス上の経
済性、取付組立上の経済性、および製造上の経済性に寄
与する効果が非常に大きい。したがって、とくに、これ
からの環境保全上ますます重要となる産業廃液等の腐食
性液体に係わる産業の発展に大きく寄与するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の傾斜式蝶形弁の閉鎖時の流路方向の断面
図

【図２】請求項１による傾斜式蝶形弁の閉鎖時の流路方
向の断面図

【図３−１、図３−２、図３−３】請求項１による弁座
リングの実施例の部分図

【図４】図２の右側面図で開弁時の状態図

【図５】請求項２による傾斜式蝶形弁の閉鎖時の流路方
向の断面図

【符号の説明】

１ …………… 弁本体 ２４ …………
… 弁本体 ２ …………… 流路 ２５ …………
… 入口端面 ３ …………… 弁体 ４ …………… 弁軸 ５ …………… 取付穴 ６ …………… 弁座リング ７ …………… 端面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体（１）に設けられた円筒状の流路
   （２）に対して閉鎖時には直交する円形板状の弁体
   （３）を有する弁軸（４）が、流路（２）に対して一定
   の角度をもって回転自在に取り付けられることによって
   構成される傾斜式蝶形弁において、弁軸（４）の取付穴
   （５）を流路（２）の円周方向に１箇所にのみ設け、弁
   軸（４）と弁体（３）が一体不可分に構成され、弁本体
   （１）に対する弁軸（４）の軸方向の動きを拘束する手
   段を設け、閉鎖時に弁体（３）の円周側に密着して流路
   （２）を閉鎖する弁座リング（６）を流路（２）に直角
   に、しかも弁軸（４）の取付穴（５）とは干渉しない位
   置に設け、弁座リング（６）が弁本体（１）の端面
   （７）から着脱可能なように構成したことを特徴とする
   傾斜式蝶形弁。
2. 【請求項２】 弁本体（２４）の入口端面（２５）を出
   口端面（７）に対して一定の角度に傾斜させて構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜式蝶形弁。
3. 【請求項３】 弁本体（１）又は（２４）を透明体又は
   半透明体にて構成したことを特徴とする請求項１及び請
   求項２に記載の傾斜式蝶形弁。