JP4229378B2 - バタフライ弁 - Google Patents

Description

本発明は、略筒状の弁箱内で閉止姿勢の弁体の周縁部に密接する環状弁座シートを備えたバタフライ弁に関するものである。

この種のバタフライ弁における環状弁座シートの取付け構造として、特許文献１には、弁箱における一方の開口端面に環状弁座シートを重ね合わせた状態で、複数本のボルトにより、弁箱と環状弁座シートとを締結するという構成が開示されている。

また、特許文献２には、弁箱における一方の開口端面とこれに重なる環状の押え体との間に環状弁座シートを介挿した状態で、複数本のボルトにより、弁箱と押え体とで環状弁座シートを挟み固定するという構成が開示されている。
特開２０００−２６６１９３号公報（図２） 特公平８−１４３２９号公報（図１）

ところで、配管と配管との間に前述のバタフライ弁を挟み固定した状態では、一方の配管の開口端面と、環状弁座シートまたは押え体のうち前記一方の配管の開口端面に対峙する表面とは、シール用のガスケットを介して圧接（密着）している。

しかし、前記特許文献１の構成では、環状弁座シートと弁箱とを締結するボルトを、環状弁座シートの表面側から弁箱に向かってねじ込むため、環状弁座シートの表面にボルトねじ込み用のボルト穴を開口させている。

この場合、環状弁座シートの表面のうちボルト穴の部位はガスケットに密着しない（スペースが形成される）から、配管と環状弁座シートとに挟まれたガスケットが受ける圧接力（面圧）は、ボルト穴に対応する部位では他の部位よりも小さくなる。すなわち、ガスケットにかかる圧接力は場所によってばらつくことになる。

このため、前記特許文献１の構成では、ガスケットが十分なシール機能を発揮できずに、一方の配管と環状弁座シートとの間から流体が漏れ出すおそれがあった。

また同様に、前記特許文献２の構成でも、押え体の表面にボルトねじ込み用のボルト穴を開口させているから、このボルト穴のために、ガスケットにかかる圧接力が場所によってばらつくことになり、前記特許文献１の場合と同様に、一方の配管と押え体との間から流体が漏れ出すおそれがあった。

そこで本発明は、配管と環状弁座シートまたは押え体との間から流体が漏れ出すことを確実に防止するようにしたバタフライ弁を提供することを技術的課題とする。

この技術的課題を達成するため、請求項１の発明は、配管と配管との間に挟み固定される略筒状の弁箱と、この弁箱内での流体の流通を調節する開閉回動可能な弁体と、閉止姿勢の弁体の周縁部に密接する環状弁座シートとを備えたバタフライ弁であって、前記弁箱のうち一方の開口端部に、半径外向きに突出するフランジを全周にわたって形成し、このフランジのうち前記一方の配管の開口端面と対峙する表面には、前記弁箱の開口部を囲繞するように前記環状弁座シートを配置し、前記フランジには、前記両配管の軸線と平行な方向に貫通する複数の貫通穴を形成する一方、前記環状弁座シートのうち前記フランジの表面に当接する裏面には、前記フランジの各貫通穴に対応する取付け穴を前記フランジの表面に向けてのみ開口するように形成し、前記環状弁座シートの表面を平坦面とし、前記環状弁座シートの各取付け穴に、これに対応する前記フランジの貫通穴を介して、取付け手段を前記フランジの裏面側から挿入固定することにより、前記フランジと前記環状弁座シートとを連結し、前記一方の配管の開口端面に、第１シール用ガスケットを介して前記環状弁座シートの平坦な表面を圧接させ、前記他方の配管の開口端面には、第２シール用ガスケットを介して前記弁箱における他方の開口端面を圧接させたというものである。

請求項２の発明は、配管と配管との間に挟み固定される略筒状の弁箱と、この弁箱内での流体の流通を調節する開閉回動可能な弁体と、閉止姿勢の弁体の周縁部に密接する環状弁座シートとを備えたバタフライ弁であって、前記弁箱のうち一方の開口端部に、半径外向きに突出するフランジを全周にわたって形成し、このフランジのうち前記一方の配管の開口端面と対峙する表面には、前記弁箱の開口部を囲繞するように環状の押え体を配置し、前記フランジの表面と前記押え体との間には前記環状弁座シートを介挿し、前記フランジには、前記両配管の軸線と平行な方向に貫通する複数の貫通穴を形成する一方、前記押え体のうち前記フランジの表面に当接する裏面には、前記フランジの各貫通穴に対応する取付け穴を前記フランジの表面に向けてのみ開口するように形成し、前記押え体の表面を平坦面とし、前記押え体の各取付け穴に、これに対応する前記フランジの貫通穴を介して、取付け手段を前記フランジの裏面側から挿入固定することにより、前記フランジと前記押え体とを連結し、前記一方の配管の開口端面に、第１シール用ガスケットを介して前記押え体の平坦な表面を圧接させ、前記他方の配管の開口端面には、第２シール用ガスケットを介して前記弁箱における他方の開口端面を圧接させたというものである。

請求項１のように構成すると、環状弁座シートのうちフランジの表面（一方の配管の開口端面に対峙する側の面）に当接する裏面側には、前記フランジと前記環状弁座シートとを連結する取付け手段に対する取付け穴を、前記フランジの表面に向けてのみ開口するように形成しているので、前記環状弁座シートの表面全体を、穴や溝等のない平坦面とすることができる。

これにより、両配管の間にバタフライ弁を挟み固定するに際しては、前記一方の配管における平坦な開口端面と前記環状弁座シートの平坦な表面全体とを、シール用のガスケットに圧接（密着）させることができるから、当該ガスケットには、全体に略均一な圧接力がかかることになる。

従って、ガスケットはそのシール機能を十分に発揮することができ、前記一方の配管と前記環状弁座シートとの間から流体が漏れ出すのを確実に防止することができるという効果を奏する。

また、請求項２のように構成した場合は、押え体のうちフランジの表面（一方の配管の開口端面に対峙する側の面）に当接する裏面側には、前記フランジと前記押え体とを連結する取付け手段に対する取付け穴を、前記フランジの表面に向けてのみ開口するように形成しているので、前記押え体の表面全体を、穴や溝等のない平坦面とすることができる。

従って、この場合も請求項１の発明と同様に、両配管の間にバタフライ弁を挟み固定するに際しては、前記一方の配管における平坦な開口端面と前記押え体の平坦な表面全体とを、シール用のガスケットに圧接（密着）させることができるから、前記一方の配管と前記押え体との間から流体が漏れ出すのを確実に防止することができるという効果を奏する。

次に、本発明を具体化した実施形態を、図面（図１及び図２）に基づいて説明する。図１は第１実施例のバタフライ弁の断面図、図２は第２実施例のバタフライ弁の要部断面図である。

図１は本発明の第１実施例である。第１実施例のバタフライ弁１は、内部が流体通路３となる略円筒状の弁箱２と、当該弁箱２の流体通路３を開閉するための略円板状の弁体４と、環状弁座シート５とを備えている。

弁箱２には、当該弁箱２を挟んだ両側に位置する２つの配管２１，２２の軸線Ａに交差するように延びる弁棒６が自軸回りに回転可能に軸支されている。第１実施例では、弁体４の周縁部７を弁棒６で遮断しないように、弁体４のシール面８が弁棒６から流体の流れ方向（図１の矢印Ｆ方向参照）上流側に適宜ずれた位置（偏心した位置）にある。すなわち、この実施例のバタフライ弁１は偏心型のものである。

弁箱２のうち一方の開口端部（第１実施例では流れ方向上流側の開口端部）には、半径方向外向きに突出するフランジ９が全周にわたって形成されている。このフランジ９には、弁箱２の流れ方向上流側の開口部よりも外周側を囲繞する段部１０が形成されている。

また、フランジ９には、段部１０に連通するように両配管の軸線Ａと平行な方向（流れ方向Ｆに平行な方向）に貫通する貫通穴１１が円周方向に沿って適宜間隔で複数個穿設されている。これら各貫通穴１１は、フランジ９のうち段部１０とは反対側の裏面に近い側（第１実施例では流れ方向下流側）では後述する取付けボルト１５の頭部１６が嵌るように大径で、段部１０に近い側（第１実施例では流れ方向上流側）では取付けボルト１５の軸部１７が通るように小径の段付き状に形成されている。

なお、段部１０のうち各貫通穴１１よりも内径側の部位には、後述するシール用Ｏリング１８を嵌め込むための環状の凹み溝１２が形成されている。

一方、弁箱２におけるフランジ９の段部１０内には、弁箱２の一方の開口部（流れ方向上流側の開口部）を囲繞するように環状弁座シート５が嵌め込まれている。第１実施例では、段部１０のうち環状弁座シート５に当接する内周面が請求項に記載した「フランジの表面」に相当する。なお、段部１０は、本発明におけるフランジ９の必須の構成要素ではない。

環状弁座シート５の内径側には、半径内向きに突出する舌片部１３が全周にわたって形成されている。この内向きの舌片部１３に弁体４の周縁部７を密接させることにより、弁箱２内の流体通路３が閉止される（流体の流通が遮断される）ようになっている。

また、環状弁座シート５の裏面（段部１０の内周面と対峙する面）には、フランジ９の各貫通穴１１に対応する取付け穴としてのボルト穴１４が、流れ方向下流側に開口するように形成されている。従って、環状弁座シート５の各ボルト穴１４は、段部１０の内周面に向けてのみ開口している。環状弁座シート５の表面（後述する第１配管２１の固定フランジ２３に対峙するように流れ方向上流側に臨む面）は穴や溝等のない平坦面となっている。

弁箱２におけるフランジ９の段部１０内に環状弁座シート５を嵌め込んだ状態で、フランジ９の各貫通穴１１を介して環状弁座シート５の各ボルト穴１４に取付けボルト１５を螺挿することにより、換言すると、フランジ９の裏面側（段部１０とは反対側に位置する端面側）から環状弁座シート５に向かって取付けボルト１５をねじ込むことにより、環状弁座シート５は弁箱２に対して着脱可能に固定されている。

取付けボルト１５は請求項に記載した「取付け手段」に相当するものである。第１実施例の各取付けボルト１５は、頭部１６に六角穴を有する六角穴付きボルトである。

なお、第１実施例の環状弁座シート５は金属製でもよいし、合成樹脂製でもよい。また、合成樹脂製の環状弁座シートの舌片部に金属箔を取付けたりしてもよい。第１実施例では、環状弁座シート５の裏面は、例えばゴム等のような軟質弾性体製のシール用Ｏリング１８を介して、段部１０の内周面に密着している。

図１に示すように、２つの配管２１，２２の間にバタフライ弁１を介挿した状態で、当該各配管２１，２２の開口端部から半径外向きに突出する固定フランジ２３，２４同士を、長ねじボルト２５及びナット２６の複数組で締め付けることにより、バタフライ弁１は２つの配管２１，２２で挟み固定される。

流れ方向上流側に位置する第１配管２１の固定フランジ２３と環状弁座シート５のうち固定フランジ２３に対峙する表面との間には、軟質弾性材製等で環状の第１シール用ガスケット２７が介挿されている。また同様に、流れ方向下流側の第２配管２２の固定フランジ２４と弁箱２のうち固定フランジ２４に対峙する弁箱２の開口端面との間にも、軟質弾性材製等で環状の第２シール用ガスケット２８が介挿されている。これら各シール用ガスケット２７，２８の内径寸法は、それぞれに対応する配管２１，２２の内径寸法と略同じに設定されている。

以上のように構成すると、環状弁座シート５を弁箱２に取付ける際には、環状弁座シート５の裏面（段部１０の内周面と対峙する面）に形成したボルト穴１４に、フランジ９の裏面側（段部１０とは反対側に位置する端面側）から環状弁座シート５に向かって取付けボルト１５をねじ込むので、前述のボルト穴１４は、段部１０の内周面に向けてのみ開口していればよい。すなわち、環状弁座シート５の表面（第１配管２１の固定フランジ２３に対峙するように流れ方向上流側に臨む面）にはボルト穴１４を空ける必要がない。従って、環状弁座シート５の表面全体を、穴や溝等のない平坦面とすることができる。

これにより、両配管２１，２２の間にバタフライ弁１を挟み固定するに際しては、第１配管２１における固定フランジ２３の平坦な開口端面と環状弁座シート５の平坦な表面全体とを、第１シール用ガスケット２７に両側から挟み付けるようにして圧接（密着）させることができるから、第１シール用ガスケット２７には、全体に略均一な圧接力がかかることになる。

従って、第１シール用ガスケット２７は、そのシール機能を十分に発揮することができ、第１配管２１と環状弁座シート５との間から流体が漏れ出すのを確実に防止することができるのである。

また、第１実施例では、シール用Ｏリング１８を介して環状弁座シート５の裏面を段部１０の内周面に密着させているので、環状弁座シート５と弁箱２との間からの流体の漏れ出しも防止することができる。もちろん、第２配管２２の固定フランジ２４と弁箱２のうち第２配管２２の固定フランジ２４に対峙する開口端面との間にも、第２シール用ガスケット２８を介挿しているので、第２配管２２と弁箱２との間からの流体の漏れ出しを防止できることはいうまでもない。

なお、第１実施例では、取付け手段として取付けボルト１５を採用しているので、弁箱２に対する環状弁座シート５の取付け・取外し作業を迅速かつ簡単に行うことができる。

図２は本発明の第２実施例である。ここで、第２実施例において構成及び作用が第１実施例と変わらないものについては、第１実施例と同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

第２実施例のバタフライ弁１′では、弁箱２におけるフランジ９の段部１０内に、弁箱２の流れ方向上流側の開口部を囲繞するように環状の押え体２９′が嵌め込まれている。また、段部１０と押え体２９′との間には、環状弁座シート５′が介挿されている。この環状弁座シート５′に弁体４の周縁部７を密接させることにより、弁箱２内の流体通路３が閉止される（流体の流通が遮断される）ようになっている。

押え体２９′の裏面（段部１０の内周面と対峙する面）には、フランジ９の各貫通穴１１に対応する取付け穴としてのボルト穴３０′が、流れ方向下流側に開口するように形成されている。従って、この場合も、環状弁座シート５の各ボルト穴３０′は、段部１０の内周面に向けてのみ開口している。押え体２９′の表面（第１配管２１の固定フランジ２３に対峙する面）は穴や溝等のない平坦面となっている。

弁箱２におけるフランジ９の段部１０と押え体２９′との間に環状弁座シート５′を介挿した状態で、フランジ９の各貫通穴１１を介して押え体２９′の各ボルト穴３０′に取付けボルト１５を螺挿することにより、換言すると、フランジ９の裏面側から押え体２９′に向かって取付けボルト１５をねじ込むことにより、押え体２９′ひいては環状弁座シート５′は弁箱２に対して着脱可能に固定されている。

なお、第２実施例の押え体２９′は、金属製でもよいし、合成樹脂製でもよい。また、環状弁座シート５′も金属製でもよいし、弾性を有する合成樹脂製でもよい。押え体２９′を使用する場合は、環状弁座シート５′を複数枚の金属板を重ねた積層構造にしてもよい。さらに、取付けボルト１５が環状弁座シート５′をも貫通するように構成しても構わない。

以上のように構成した場合は、押え体２９′の表面（第１配管２１の固定フランジ２３に対峙する面）を穴や溝等のない平坦面とすることができる。これにより、両配管２１，２２の間にバタフライ弁１′を挟み固定するに際しては、第１配管２１における固定フランジ２３の平坦な開口端面と押え体２９′の平坦な表面とを、第１シール用ガスケット２７に両側から挟み付けるようにして圧接（密着）させることができるから、第１シール用ガスケット２７には、全体に略均一な圧接力がかかることになる。

従って、この場合も第１実施例と同様に、第１シール用ガスケット２７はそのシール機能を十分に発揮することができ、第１配管２１と押え体２９′との間から流体が漏れ出すのを確実に防止することができるのである。

本発明は図示の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば本発明は、前述の両実施例のような圧接構造、つまり、流れ方向上流側の第１配管２１と弁箱２との圧接構造に適用するに限らず、流れ方向下流側の第２配管２２と弁箱２との圧接構造に対しても適用できることはいうまでもない。この場合、弁箱２のうち流れ方向下流側の開口端部に、半径外向きに突出するフランジを設けることになる。また、取付け手段はボルトに限らず、ピンやリベットまたはねじであってもよい。

第１実施例におけるバタフライ弁の断面図である。 第２実施例におけるバタフライ弁の要部断面図である。

符号の説明

１，１′ バタフライ弁
２ 弁箱
４ 弁体
５，５′ 環状弁座シート
９ フランジ
１０ 段部
１１ 貫通穴
１３ 舌片部
１４ ボルト穴
１５ 取付け手段としての取付けボルト
２１，２２ 配管
２７，２８ シール用ガスケット
２９′ 押え体

Claims (2)

1. 配管と配管との間に挟み固定される略筒状の弁箱と、この弁箱内での流体の流通を調節する開閉回動可能な弁体と、閉止姿勢の弁体の周縁部に密接する環状弁座シートとを備えたバタフライ弁であって、
   前記弁箱のうち一方の開口端部に、半径外向きに突出するフランジを全周にわたって形成し、このフランジのうち前記一方の配管の開口端面と対峙する表面には、前記弁箱の開口部を囲繞するように前記環状弁座シートを配置し、
   前記フランジには、前記両配管の軸線と平行な方向に貫通する複数の貫通穴を形成する一方、前記環状弁座シートのうち前記フランジの表面に当接する裏面には、前記フランジの各貫通穴に対応する取付け穴を前記フランジの表面に向けてのみ開口するように形成し、前記環状弁座シートの表面を平坦面とし、
   前記環状弁座シートの各取付け穴に、これに対応する前記フランジの貫通穴を介して、取付け手段を前記フランジの裏面側から挿入固定することにより、前記フランジと前記環状弁座シートとを連結し、
   前記一方の配管の開口端面に、第１シール用ガスケットを介して前記環状弁座シートの平坦な表面を圧接させ、前記他方の配管の開口端面には、第２シール用ガスケットを介して前記弁箱における他方の開口端面を圧接させたことを特徴とするバタフライ弁。
2. 配管と配管との間に挟み固定される略筒状の弁箱と、この弁箱内での流体の流通を調節する開閉回動可能な弁体と、閉止姿勢の弁体の周縁部に密接する環状弁座シートとを備えたバタフライ弁であって、
   前記弁箱のうち一方の開口端部に、半径外向きに突出するフランジを全周にわたって形成し、このフランジのうち前記一方の配管の開口端面と対峙する表面には、前記弁箱の開口部を囲繞するように環状の押え体を配置し、前記フランジの表面と前記押え体との間には前記環状弁座シートを介挿し、
   前記フランジには、前記両配管の軸線と平行な方向に貫通する複数の貫通穴を形成する一方、前記押え体のうち前記フランジの表面に当接する裏面には、前記フランジの各貫通穴に対応する取付け穴を前記フランジの表面に向けてのみ開口するように形成し、前記押え体の表面を平坦面とし、
   前記押え体の各取付け穴に、これに対応する前記フランジの貫通穴を介して、取付け手段を前記フランジの裏面側から挿入固定することにより、前記フランジと前記押え体とを連結し、
   前記一方の配管の開口端面に、第１シール用ガスケットを介して前記押え体の平坦な表面を圧接させ、前記他方の配管の開口端面には、第２シール用ガスケットを介して前記弁箱における他方の開口端面を圧接させたことを特徴とするバタフライ弁。

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