JP6672201B2 - 弁箱構造 - Google Patents

Description

この発明は、分割可能な弁箱を備える複葉弁や偏芯バタフライ弁などの前記弁箱構造に関するものである。

従来から、水力発電所における水車の入口弁として複葉弁が使用されている。その複葉弁の弁体は、二枚の平板を縦リブで並列に連結して形成されており、流路を全開にした時の弁体の損失係数が小さい。そのため、水車の入口弁として使用すれば、水力損失を低く抑えることができる。

そのような複葉弁の中でも、特に、大口径で中落差用に使われるものには、流路の軸方向に沿う面で弁箱が二分割できる構造のものがある（特許文献１、図４〜図６等参照）。この二分割にするのは、弁体の損失係数を最小化するためや、運搬時等において嵩を小さくする等のためである。

その複葉弁の一例を、本願に係る発明の一実施形態を示す図１、図２を参照して説明すると、弁箱１は、偏心弁体５を有する弁棒６の軸方向と直交し流路Ｓの軸方向ａに沿う面を分割面（以下、割面１１という）として、左右方向に二分割した構造である。その二分割した弁箱１の一方の割面１１には、割面止水用パッキン１０を嵌めるための溝１２が形成されている。この溝１２にパッキン１０を嵌めてから、二分割した弁箱１の割面１１を合わせて弁箱１を組み立て、割面１１を合わせた部分（弁箱分割部）からの漏水を防いでいる。

また、図２に示すように、この種の複葉弁Ｖなどの弁は各種の配管Ｐに介設され、その接続は相互のフランジ７ａ、７ｂをボルト・ナットによって締結するのが一般的である。その時、その接続部からの漏水を防止するため、両フランジ７ａ、７ｂ間にはその全周に亘る円状の接続部止水用パッキン４が介在される。

特開２０１３−２１００４６号公報

上記円状の接続部止水用パッキン４の側面と割面止水用パッキン１０の両端面は当接して（本願図４、図５参照）、止水性を担保する必要がある。このため、従来では、図６に示すように、当接面（当接部）ｂを接着剤で接合した一体物としたり、接続部止水用パッキン４を半円状の対のものとし、その対の半円状の接続部止水用パッキン４と割面止水用パッキン１０の接続部の間にＴ字状の接続用パッキンを介在し、そのＴ字状接続用パッキンのフランジ部分端面を両対の接続部止水用パッキン４の端面にそれぞれ接着し、ウェブ部分端面を割面止水用パッキン１０の端面に接着したりして一体としたものがある。

この一体物のパッキン４、１０を上記弁箱１に組み込むには、二分割した弁箱１を組み立てる際、パッキン４、１０を割面１１の溝１２及びフランジ７ａの溝３に嵌めつつ、組み立てることとなる。
この組み立て時にパッキン４、１０を傷つけたり、組み立て後の水圧試験で止水部（パッキン介在部）で漏水があったり、配管作業中にパッキン４を傷つけたりすると、そのパッキン４、１０をセットし直したり、交換する必要がある。
このとき、接続部止水用パッキン４と割面止水用パッキン１０が一体物であるため、弁箱１を解体し、各パッキン４、１０をセットし直したり、新たなパッキン４、１０を組み込んだりして組み直す必要があった。
この組み直しは煩雑であり、作業性の低下となってコスト的にも問題となっている。

この発明は、以上の状況の下、パッキン４、１０のセット直しや、交換に際して、弁箱１を組み直す（解体する）必要を無くすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、接続部止水用パッキンの側面と割面止水用パッキンの両端面とを圧力を持った当接によって止水するようにしたのである。
このように、圧力を持った当接によって止水すれば、セットし直し等の不適切なパッキンのみを外すことで、セット直しや交換ができるため、その作業性が向上する。

具体的には、流路の軸方向に沿う割面で分割可能な弁箱と、前記割面にその前記軸方向全長に亘って形成された割面止水用パッキン溝と、弁箱の流路方向の両側にフランジと、その両フランジの表面全周に亘って形成された配管等の他の部材との接続部止水用パッキン溝と、割面止水用パッキン溝に嵌められる割面止水用パッキンと、接続部止水用パッキン溝に嵌められる接続部止水用パッキンと、を有する弁箱構造であって、前記接続部止水用パッキンと割面止水用パッキンとは別物からなって切り離し可能であり、その接続部止水用パッキンの側面と割面止水用パッキンの両端面は圧力を持って当接し、その割面止水用パッキンの当接部の嵌った割面止水用パッキン溝の部分は、当該割面止水用パッキンの当接部のうちの前記割面止水用パッキン溝に嵌った部分と同一大きさの断面形状となっている構成を採用したのである。
この構成において、上記「同一大きさの断面形状」は、厳格に同一大きさの断面形状である必要はなく、割面止水用パッキンが割面止水用パッキン溝にピッタリ嵌って、接続部止水用パッキンの側面と割面止水用パッキンの両端面の当接部が大きな接触面積を持って圧接して有効に止水する、この発明の作用効果を発揮し得る限りにおいて変更し得る大きさや断面形状を含むものとする。

このように構成すると、割面止水用パッキンの当接部の嵌った割面止水用パッキン溝の部分は、当該割面止水用パッキン１０の当接部のうちの前記割面止水用パッキン溝に嵌った部分と同一大きさの断面形状となっているため、割面止水用パッキンの当接部は割面止水用パッキン溝にピッタリ嵌り、接続部止水用パッキンの側面と割面止水用パッキンの両端面とを圧力を持って当接しても、その当接した端部が溝内で動き難い。このため、接続部止水用パッキンの側面と割面止水用パッキンの両端面の当接部が大きな接触面積を持って圧接して有効に止水する。
このとき、両パッキンの断面形状は丸形、角形等が考えられるが、割面止水用パッキンは断面四角形とするのが好ましい。断面四角形であると、板ゴムからの切断で製作できて安価なものとし得るとともに、溝が断面四角形の場合、その溝に割面止水用パッキンがピッタリ嵌って、上記パッキンの当接した端部の溝内での動きをより有効に抑制する。
また、上記割面止水用パッキンにその当接部の長さ方向内側に横方向に突出する突起部を設けて、その突起部を上記割面止水用パッキン溝から枝分かれした横方向の枝溝に嵌るようにすれば、上記接続部止水用パッキンの側面から割面止水用パッキン端面が押された際、その当接した端部が溝内で動くことをより有効に抑制する。

この発明は以上のように構成して、接続部止水用パッキンの側面と割面止水用パッキンの両端面とを圧力を持った当接によって止水するようにしたので、セットし直し等の不適切なパッキンのみを外すことで、セット直しや交換ができるため、その作業性が向上する。

この発明に係る一実施形態の複葉弁の左半分切断正面図 図１のII−II線断面図 図２の要部拡大図 図２のさらに要部拡大図であり、（ａ）は左端部分、（ｂ）は右端部分 同実施形態の割面止水用パッキンの平面図 接続部止水用パッキンと割面止水用パッキンの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図

図１〜図５にこの発明の一実施形態に係る複葉弁Ｖを示し、この複葉弁Ｖも、従来と同様に、流路Ｓの軸方向ａに沿う割面１１、１１で分割可能な弁箱１と、前記割面１１の一方にその軸方向ａ全長に亘って形成された割面止水用パッキン溝１２と、弁箱１の前記軸方向ａ両側のフランジ７ａ、７ａと、その両フランジ７ａ、７ａの表面（図２において左右側表面）全周に亘って形成された配管Ｐ等の他の部材との接続部止水用パッキン溝３と、割面止水用パッキン溝１２に嵌められる割面止水用パッキン１０と、接続部止水用パッキン溝３に嵌められる接続部止水用パッキン４とを有する。その接続部止水用パッキン４と割面止水用パッキン１０とは別物からなって切り離し可能である。図中、５は弁体、６は弁軸、８は弁座であって、この実施形態は、弁体５と弁軸６は一体となっているが、別部材とすることができる。

弁箱１の内径及び材料は、例えば、３５００ｍｍ、ＳＳ４００等であり、接続部止水用パッキン溝３は、例えば、深さ：６．８ｍｍ、幅：１２．５ｍｍの断面四角状である。その溝３に嵌める接続部止水用パッキン４は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等からなる断面丸状の径：１０ｍｍのＯリングである。
割面止水用パッキン溝１２は、断面四角状であって、その溝幅は全長に亘って同一、例えば１２．５ｍｍとし、深さ：６．８ｍｍとしている。図中、１２ａ、１２ｂは下記突起部１３ａ、枝部１３ｂが嵌る溝１２から分岐した枝溝である。

割面止水用パッキン１０は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等からなる全長に亘り断面四角状、例えば、幅：１２．５ｍｍ、厚み（図５の表裏面方向の厚み）：８ｍｍで、その断面四隅を面取りした形状であって、両端部の突起部１３ａと一端側の枝部１３ｂとが一体に形成され（有し）、枝部１３ｂにも突起部１３ａを有している。枝部１３ｂの先端は、弁座８に当接してシールする（その当接面を水密にする）。
この割面止水用パッキン１０の突起部１３ａから先部分（当接部）１０ａに対し、突起部１３ａ、１３ａの間１０ｂはその幅が狭くなっており、例えば、前者１０ａ：１２．５ｍｍ、後者１０ｂ：１０．５ｍｍとしている。このため、この割面止水用パッキン１０を割面止水用パッキン溝１２に嵌めると、両端部分（当接部）１０ａ、１０ａは溝１２にピッタリ嵌るが、両突起部１３ａ、１３ａの間部分１０ｂは少し隙間をもって嵌ることとなる。

この割面止水用パッキン１０を割面止水用パッキン溝１２に嵌めると、例えば、同パッキン溝１２が深さ：６．８ｍｍ、同パッキン１０が厚み：８ｍｍであることから、同パッキン１０のつぶし代：１．２（８−６．８）ｍｍとなって、同パッキン１０は十分な密着力をもって同パッキン溝１２にピッタリ嵌め込まれて止水する。

また、割面止水用パッキン１０の横長さ（図２において左右方向長さ）は割面止水用パッキン溝１２の横長さより短く設定されている。このため、溝１２にパッキン１０が嵌ると、その溝１２の両端には空隙が生じる。この空隙に上記接続部止水用パッキン溝３の一部が位置して（通って）いる。このため、溝１２にパッキン１０が嵌り、溝３にパッキン４が嵌ると、図４に示すように、接続部止水用パッキン４、４の側面と割面止水用パッキン１０の両端面は当接する。

この状態で、分割された弁箱１が割面１１、１１を合わせて組み立てられると、接続部止水用パッキン４の側面と割面止水用パッキン１０の両端面は圧力を持って当接し、その割面止水用パッキン１０の当接部１０ａの嵌った割面止水用パッキン溝１２の部分は、当該当接部１０ａのうちの割面止水用パッキン溝１２に嵌った部分と同一大きさの断面形状となる（割面止水用パッキン１０が割面止水用パッキン溝１２にピッタリ嵌る）。

この実施形態の複葉弁Ｖは以上の構成であり、従来と同様に、割面１１の割面止水用パッキン溝１２に割面止水用パッキン１０を嵌めた後、半割の弁箱１を割面１１で重ねてボルト・ナット締結によって弁箱１を組み立てる。このとき、弁体５等を組み込み、接続部止水用パッキン４はその溝３に嵌めていても良いが、その嵌め込みは組み立て後でも良い。
この弁箱１の組み立て時、パッキン１０のセットし直しが生じたり、破損によって交換が必要になったりすれば、弁箱１を解体してそれらを行う。

この弁Ｖを各種の配管Ｐに介設する場合、従来と同様に、相互のフランジ７ａ、７ｂをボルト・ナットによって締結する。そのとき、フランジ７ａ、７ｂの締結によって、接続部止水用パッキン４が圧縮されて両フランジ７ａ、７ｂ間を密封（止水）するとともに、接続部止水用パッキン４、４の側面が割面止水用パッキン１０の両端面に圧力をもって当接する。その当接は、割面止水用パッキン１０の両端部１０ａが溝１２にピッタリ嵌り、突起部１３ａによって長さ方向の移動が阻止されるため、その両端部１０ａは溝１２内で動かず、圧力を持った状態を維持するため、有効な止水効果を発揮するとともに維持する。
この介設時、フランジ７ａ、７ｂの締結作業が適切でない等によって、パッキン４をセットし直したり、交換したりする必要が生じれば、弁Ｖと配管Ｐとの接続を解除して、そのパッキン４のセットし直しをしたり、交換をしたりする。

なお、上記実施形態は複葉弁であったが、複葉弁（複葉型のバタフライ弁）に限らず、同じように、流路に沿う面で分割可能なバタフライ弁等であれば、この発明を採用し得ることは言うまでもない。
また、割面１１の方向は上下方向に限らず、左右方向等と任意である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 弁箱
３ 接続部止水用パッキン溝
４ 接続部止水用パッキン
５ 弁体
６ 弁軸
７ａ 弁箱側フランジ
７ｂ 配管側フランジ
８ 弁座
１０ 割面止水用パッキン
１０ａ 割面止水用パッキンの端部（当接部）
１１ 割面
１２ 割面止水用パッキン溝
１３ａ 割面止水用パッキンの突起部
１３ｂ 同枝部
Ｖ 複葉弁
Ｓ 流路
ａ 流路の軸方向
ｂ 接続部止水用パッキンと割面止水用パッキンの接続部

Claims (2)

1. 流路（Ｓ）の軸方向（ａ）に沿う割面（１１）で分割可能な弁箱（１）と、
   上記割面（１１）に上記軸方向（ａ）全長に亘って形成された割面止水用パッキン溝（１２）と、
   弁箱（１）の上記軸方向（ａ）両側のフランジ（７ａ）と、
   その両フランジ（７ａ）の表面全周に亘って形成された接続部止水用パッキン溝（３）と、
   上記割面止水用パッキン溝（１２）に嵌められる割面止水用パッキン（１０）と、
   上記接続部止水用パッキン溝（３）に嵌められる配管（Ｐ）等の他の部材との接続部止水用パッキン（４）と、
   を有する弁箱構造であって、
   上記接続部止水用パッキン（４）と割面止水用パッキン（１０）とは別物からなって切り離し可能であり、その接続部止水用パッキン（４）の側面と割面止水用パッキン（１０）の両端面は圧力を持って当接し、その割面止水用パッキン（１０）の当接部（１０ａ）の嵌った割面止水用パッキン溝（１２）の部分は、当該割面止水用パッキン（１０）の当接部（１０ａ）のうちの前記割面止水用パッキン溝（１２）に嵌った部分と同一大きさの断面形状となっているとともに、その割面止水用パッキン（１０）は前記当接部（１０ａ）の長さ方向内側に横方向に突出する突起部（１３ａ）を有して、その突起部（１３ａ）が上記割面止水用パッキン溝（１２）から枝分かれした横方向の枝溝（１２ａ）に嵌っている弁箱構造。
2. 上記割面止水用パッキン（１０）の当接部（１０ａ）は断面四角状であることを特徴とする請求項１に記載の弁箱構造。

Images