JP4082941B2

JP4082941B2 - 三方弁

Info

Publication number: JP4082941B2
Application number: JP2002188813A
Authority: JP
Inventors: 克彦別所; 伸一北崎; 啓一柳瀬
Original assignee: Kubota Corp; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Kubota Corp; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004028283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１〜第３の出入口を有し、第１〜第３の全ての出入口を開く第１全開切換位置と第２の出入口のみを閉じる第２片閉切換位置と第３の出入口のみを閉じる第３片閉切換位置とに切換自在な三方弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の三方弁としては、例えば図１１〜図１６に示すものがある。すなわち、三方弁１の弁箱２には第１〜第３の出入口３〜５が形成されている。弁箱２の内部には、上記第１〜第３の全ての出入口３〜５が開く第１全開切換位置Ａ（図１１参照）と第２の出入口４のみが閉じる第２片閉切換位置Ｂ（図１２参照）と第３の出入口５のみが閉じる第３片閉切換位置Ｃ（図１３参照）とに回転自在な弁体６を備えている。上記弁体６には回転自在な弁棒７が設けられ、この弁棒７の先端部には減速機（図示省略）を介して操作用ハンドル（図示省略）等が取付けられている。作業者が操作用ハンドルを回すことによって、弁棒７が回転し、弁体６が回転軸心１６周りに回転して上記各切換位置Ａ〜Ｃに切換えられる。
【０００３】
図１１に示すように、上記弁体６には、第１全開切換位置Ａにおいて、第１の出入口３に対して開口する円筒状の第１の開口部８と、第２の出入口４に対して開口する円筒状の第２の開口部９と、第３の出入口５に対して開口する円筒状の第３の開口部１０とが形成されている。弁体６内には、上記第１〜第３の開口部８〜１０に連通するＴ形状の弁体流路１１が形成されている。
【０００４】
また、弁箱２内の第２の出入口４側には、第２の出入口４の流路軸心４ａを中心とするリング状の一方の弁箱シート１２ａが設けられるとともに、弁箱２内の第３の出入口５側には、第３の出入口５の流路軸心５ａを中心とするリング状の他方の弁箱シート１２ｂが設けられている。
【０００５】
また、弁体６には、第２片閉切換位置Ｂ（図１２参照）に切換えた場合に上記一方の弁箱シート１２ａに圧接され且つ第３片閉切換位置Ｃ（図１３参照）に切換えた場合に上記他方の弁箱シート１２ｂに圧接される弁体シート１４がボルト，ナット１５を介して取付けられている。図１４に示すように、上記弁体シート１４は、周縁部に傾斜部１４ａを有する円形の皿形状に形成されており、上記第１の開口部８の反対側に位置している。
【０００６】
尚、第１〜第３の出入口３〜５にはそれぞれ配管（図示せず）が接続されている。
これによると、作業者が操作用ハンドルを回すことによって、図１１に示すように、弁体６を第１全開切換位置Ａに切換えた場合、第１の開口部８が第１の出入口３に対して開口するとともに、第２の開口部９が第２の出入口４に対して開口し、第３の開口部１０が第３の出入口５に対して開口するため、第１〜第３の全ての出入口３〜５が開く。これにより、第２および第３の出入口４，５から流入した流体（都市ガス等）が弁体流路１１を通って第１の出入口３から排出される。
【０００７】
また、図１２に示すように、弁体６を第２片閉切換位置Ｂに切換えた場合、第１の開口部８が第３の出入口５に対して開口するとともに、第２の開口部９が第１の出入口３に対して開口するため、第１の出入口３と第３の出入口５とが開く。この際、弁体シート１４の傾斜部１４ａが一方の弁箱シート１２ａのシール面１３に圧接するため、第２の出入口４は閉鎖されて水密にシールされる。これにより、第３の出入口５から流入した流体が弁体流路１１を通って第１の出入口３から排出される。
【０００８】
同様に、図１３に示すように、弁体６を第３片閉切換位置Ｃに切換えた場合、第１の出入口３と第２の出入口４とが開く。この際、弁体シート１４の傾斜部１４ａが他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３に圧接するため、第３の出入口５は閉鎖されて水密にシールされる。これにより、第２の出入口４から流入した流体が弁体流路１１を通って第１の出入口３から排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、図１１，図１４に示すように、弁体６を第１全開切換位置Ａに切換えた場合、配管内や流体中に存在する異物（溶接スラグ等）が、弁体６の第１の開口部８から両弁箱シート１２ａ，１２ｂのシール面１３に連通する空間Ｓ１へ入り込み、弁箱シート１２ａ，１２ｂのシール面１３を傷付ける恐れがあった。
【００１０】
また、図１２，図１５に示すように、弁体６を第２片閉切換位置Ｂに切換えた場合、上記異物が弁体６の第２および第３の開口部９，１０から他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３に連通する空間Ｓ２へ入り込み、他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３を傷付ける恐れがあった。さらに、図１６に示すように、上記異物が弁体６の第２および第３の開口部９，１０から一方の弁箱シート１２ａのシール面１３に連通する空間Ｓ３へ入り込み、一方の弁箱シート１２ａのシール面１３を傷付ける恐れがあった。
【００１１】
また、図１３に示すように、弁体６を第３片閉切換位置Ｃに切換えた場合、同様に、上記異物が弁体６の第２および第３の開口部９，１０から一方の弁箱シート１２ａのシール面１３に連通する空間Ｓ３へ入り込み、一方の弁箱シート１２ａのシール面１３を傷付ける恐れがあった。さらに、上記異物が弁体６の第２および第３の開口部９，１０から他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３に連通する空間Ｓ２へ入り込み、他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３を傷付ける恐れがあった。
【００１２】
本発明は、弁体を各切換位置に切換えた場合、異物が弁体の第１〜第３の各開口部から弁箱シートに連通する空間内へ入り込んで弁箱シートを傷付けるといった不具合を防止できる三方弁を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、弁箱に第１〜第３の出入口を有し、弁箱内に、上記第１〜第３の全ての出入口が開く第１全開切換位置と第２の出入口のみが閉じる第２片閉切換位置と第３の出入口のみが閉じる第３片閉切換位置とに回転自在な弁体を備えた三方弁であって、上記第１全開切換位置において、第１の出入口に対して開口する第１の開口部と第２の出入口に対して開口する第２の開口部と第３の出入口に対して開口する第３の開口部とが弁体に形成され、上記弁箱内の第２の出入口側に、第２の出入口の流路軸心を中心とするリング状の一方の弁箱シートが設けられるとともに、第３の出入口側に、第３の出入口の流路軸心を中心とするリング状の他方の弁箱シートが設けられ、上記弁体に、一対の円盤部材と、第２片閉切換位置に切換えた場合に上記一方の弁箱シートに圧接され且つ第３片閉切換位置に切換えた場合に上記他方の弁箱シートに圧接される弁体シートとが設けられ、上記両円盤部材は第１の開口部の流路軸心を中心として形成され、一方の円盤部材が第１の開口部側に配置されるとともに他方の円盤部材が第１の開口部の反対側に配置されて、上記両円盤部材間に上記第２の開口部と第３の開口部とが位置し、上記弁箱内面にリング状の第１〜第３の突起部が形成され、上記第１の突起部は、第１の出入口の流路軸心を中心とし、且つ、弁体を第１全開切換位置に切換えた場合、弁体の第１の開口部の先端と弁箱内面との間に突出して、第１の開口部から両弁箱シートに連通する空間を狭窄し、上記第２および第３の突起部は、第２および第３の出入口の流路軸心を中心とし、且つ、上記両弁箱シート間に位置し、上記弁体を第２片閉切換位置に切換えた場合、一方の円盤部材が第３の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から他方の弁箱シートに連通する空間を狭窄するとともに、他方の円盤部材が第２の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から一方の弁箱シートに連通する空間を狭窄し、上記弁体を第３片閉切換位置に切換えた場合、一方の円盤部材が第２の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から一方の弁箱シートに連通する空間を狭窄するとともに、他方の円盤部材が第３の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から他方の弁箱シートに連通する空間を狭窄するものである。
【００１４】
これによると、弁体を第１全開切換位置に切換えた場合、第１の突起部が弁体の第１の開口部の先端と弁箱内面との間に突出しているため、弁体の第１の開口部の先端と弁箱内面との間に形成される隙間が上記第１の突起部によって全周にわたり減少する。これにより、第１の開口部から弁体の外側を通って両弁箱シートに連通する空間の一部が上記第１の突起部によって狭窄されるため、異物が第１の開口部から上記空間に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって弁箱シートが異物によって傷付けられるのを防止することができる。
【００１５】
また、弁体を第２片閉切換位置に切換えた場合、一方の円盤部材が第３の突起部の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部から弁体の外側を通って他方の弁箱シートに連通する空間の一部が一方の円盤部材と第３の突起部とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部から上記空間に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、他方の弁箱シートが異物によって傷付けられるのを防止することができる。さらに、他方の円盤部材が第２の突起部の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部から弁体の外側を通って一方の弁箱シートに連通する空間の一部が他方の円盤部材と第２の突起部とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部から上記空間に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、一方の弁箱シートが異物によって傷付けられるのを防止することができる。
【００１６】
また、弁体を第３片閉切換位置に切換えた場合、一方の円盤部材が第２の突起部の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部から弁体の外側を通って一方の弁箱シートに連通する空間の一部が一方の円盤部材と第２の突起部とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部から上記空間に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、一方の弁箱シートが異物によって傷付けられるのを防止することができる。さらに、他方の円盤部材が第３の突起部の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部から弁体の外側を通って他方の弁箱シートに連通する空間の一部が他方の円盤部材と第３の突起部とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部から上記空間に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、他方の弁箱シートが異物によって傷付けられるのを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。尚、先に述べた従来のものと同一の部材については同じ符号を付記して説明を省略する。
【００１８】
図７〜図１０に示すように、弁体６には互いに平行な一対の円盤部材３０ａ，３０ｂが設けられている。両円盤部材３０ａ，３０ｂは、第１の開口部８の流路軸心８ａから第２および第３の開口部９，１０までの距離をＲとすると、上記流路軸心８ａを中心として半径Ｒの円に形成されている。このうち、図７に示すように、一方の円盤部材３０ａは弁体６の回転軸心１６に対して第１の開口部８側に配置され、他方の円盤部材３０ｂは上記回転軸心１６に対して第１の開口部８の反対側に配置され、両円盤部材３０ａ，３０ｂ間に第２の開口部９と第３の開口部１０とが位置している。また、両円盤部材３０ａ，３０ｂ間の間隔は第２および第３の開口部９，１０の直径に等しく形成されている。
【００１９】
図１〜図６に示すように、弁箱２の内面には、リング状の第１〜第３の突起部３１〜３３が溶接（又は一体成形）されて設けられている。このうち、図２，図５に示すように、上記第１の突起部３１は、第１の出入口３の流路軸心３ａ（中心線）を中心として同軸上に配置されて第１の出入口３の奥に位置し、図１，図４に示すように、弁体６を第１全開切換位置Ａに切換えた場合、弁体６の第１の開口部８の先端８ｂと弁箱２の内面との間に全周にわたり突出している。
【００２０】
また、上記第２および第３の突起部３２，３３は、第２および第３の出入口４，５の流路軸心４ａ，５ａを中心として同軸上に配置されており、且つ、両弁箱シート１２ａ，１２ｂ間に位置している。
【００２１】
図２に示すように、弁体６を第２片閉切換位置Ｂに切換えた場合、図５に示すように、一方の円盤部材３０ａが第３の突起部３３の内周側へ嵌り込むとともに、図６に示すように、他方の円盤部材３０ｂが第２の突起部３２の内周側へ嵌り込むように構成されている。
【００２２】
また、図３に示すように、弁体６を第３片閉切換位置Ｃに切換えた場合、同様に、一方の円盤部材３０ａが第２の突起部３２の内周側へ嵌り込むとともに、他方の円盤部材３０ｂが第３の突起部３３の内周側へ嵌り込むように構成されている。
【００２３】
以下、上記構成による作用を説明する。
（１）作業者が操作用ハンドルを回して、図１に示すように、弁体６を第１全開切換位置Ａに切換えた場合、図４に示すように、第１の突起部３１が弁体６の第１の開口部８の先端８ｂと弁箱２の内面との間に突出しているため、上記第１の開口部８の先端８ｂと弁箱２の内面との間に形成される隙間が第１の突起部３１によって全周にわたり従来よりも減少する。これにより、上記第１の開口部８から弁体６の外側を通って両弁箱シート１２ａ，１２ｂに連通する空間Ｓ１の一部が第１の突起部３１によって狭窄されるため、異物が第１の開口部８から上記空間Ｓ１に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、両弁箱シート１２ａ，１２ｂのシール面１３が異物によって傷付けられるのを防止することができる。尚、この場合、第１の開口部８の先端８ｂと第１の突起部３１との間には、それぞれ、約２ｍｍ〜４ｍｍ程度の微小な隙間が形成される。
【００２４】
（２）また、図２に示すように、弁体６を第２片閉切換位置Ｂに切換えた場合、図５に示すように、一方の円盤部材３０ａが第３の突起部３３の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部９，１０から弁体６の外側を通って他方の弁箱シート１２ｂに連通する空間Ｓ２の一部が一方の円盤部材３０ａと第３の突起部３３とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部９，１０から上記空間Ｓ２に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３が異物によって傷付けられるのを防止することができる。
【００２５】
さらに、図６に示すように、他方の円盤部材３０ｂが第２の突起部３２の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部９，１０から弁体６の外側を通って一方の弁箱シート１２ａに連通する空間Ｓ３の一部が他方の円盤部材３０ｂと第２の突起部３２とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部９，１０から上記空間Ｓ３に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、一方の弁箱シート１２ａのシール面１３が異物によって傷付けられるのを防止することができる。尚、この場合、一方の円盤部材３０ａの外周縁と第３の突起部３３の内周縁との間、並びに、他方の円盤部材３０ｂの外周縁と第２の突起部３２の内周縁との間には、それぞれ、約２ｍｍ〜４ｍｍ程度の微小な隙間が形成される。
【００２６】
（３）また、図３に示すように、弁体６を第３片閉切換位置Ｃに切換えた場合、一方の円盤部材３０ａが第２の突起部３２の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部９，１０から弁体６の外側を通って一方の弁箱シート１２ａに連通する空間Ｓ３の一部が一方の円盤部材３０ａと第２の突起部３２とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部９，１０から上記空間Ｓ３に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、一方の弁箱シート１２ａのシール面１３が異物によって傷付けられるのを防止することができる。
【００２７】
さらに、他方の円盤部材３０ｂが第３の突起部３３の内周側へ嵌り込むため、第２および第３の開口部９，１０から弁体６の外側を通って他方の弁箱シート１２ｂに連通する空間Ｓ２の一部が他方の円盤部材３０ｂと第３の突起部３３とによって狭窄される。これにより、異物が第２および第３の開口部９，１０から上記空間Ｓ２に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、他方の弁箱シート１２ｂのシール面１３が異物によって傷付けられるのを防止することができる。尚、この場合、一方の円盤部材３０ａの外周縁と第２の突起部３２の内周縁との間、並びに、他方の円盤部材３０ｂの外周縁と第３の突起部３３の内周縁との間には、それぞれ、約２ｍｍ〜４ｍｍ程度の微小な隙間が形成される。
【００２８】
上記（１）〜（３）に示すように各弁箱シート１２ａ，１２ｂのシール面１３が異物によって傷付けられることを防止し得るため、シール性能が向上する。
上記実施の形態では、第１〜第３の突起部３１〜３３を弁箱２の内面に溶接しているが、溶接に限定されるものではなく、弁箱２の内面に肉盛りして第１〜第３の突起部３１〜３３を形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、弁体を各切換位置に切換えた場合、弁体に設けられた一対の円盤部材と弁箱内面に設けられた第１〜第３の各突起部とによって、弁体の第１〜第３の各開口部から弁体の外側を通って両弁箱シートに連通する各空間が狭窄される。これにより、異物が上記第１〜第３の各開口部から上記各空間に入り込むことをほとんど阻止でき、したがって、両弁箱シートが上記異物によって傷付けられるのを防止することができ、シール性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における三方弁の断面図であって、弁体を第１全開切換位置に切換えた状態を示す。
【図２】同、三方弁の断面図であって、弁体を第２片閉切換位置に切換えた状態を示す。
【図３】同、三方弁の断面図であって、弁体を第３片閉切換位置に切換えた状態を示す。
【図４】図１における一部拡大図であって、（ａ）は図１のＸ部の拡大図、（ｂ）は図１のＹ部の拡大図を示す。
【図５】図２における一部拡大図であって、（ａ）は図２のＷ部の拡大図、（ｂ）は図２のＸ部の拡大図を示す。
【図６】図２における一部拡大図であって、（ａ）は図２のＹ部の拡大図、（ｂ）は図２のＺ部の拡大図を示す。
【図７】同、三方弁の弁体の図であって、弁棒の軸心方向から見た一部断面図である。
【図８】図７におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図９】図７におけるＹ−Ｙ矢視図である。
【図１０】図７におけるＺ−Ｚ矢視図である。
【図１１】従来の三方弁の断面図であって、弁体を第１全開切換位置に切換えた状態を示す。
【図１２】同、三方弁の断面図であって、弁体を第２片閉切換位置に切換えた状態を示す。
【図１３】同、三方弁の断面図であって、弁体を第３片閉切換位置に切換えた状態を示す。
【図１４】図１１における一部拡大図であって、（ａ）は図１１のＸ部の拡大図、（ｂ）は図１１のＹ部の拡大図を示す。
【図１５】図１２における一部拡大図であって、（ａ）は図１２のＷ部の拡大図、（ｂ）は図１２のＸ部の拡大図を示す。
【図１６】図１２における一部拡大図であって、（ａ）は図１２のＹ部の拡大図、（ｂ）は図１２のＺ部の拡大図を示す。
【符号の説明】
１三方弁
２弁箱
３〜５第１〜第３の出入口
３ａ第１の出入口の流路軸心
４ａ第２の出入口の流路軸心
５ａ第３の出入口の流路軸心
６弁体
８〜１０第１〜第３の開口部
８ａ第１の開口部の流路軸心
１２ａ，１２ｂ弁箱シート
１４弁体シート
３０ａ，３０ｂ円盤部材
３１〜３３第１〜第３の突起部
Ａ第１全開切換位置
Ｂ第２片閉切換位置
Ｃ第３片閉切換位置
Ｓ１第１の開口部から両弁箱シートに連通する空間
Ｓ２第２および第３の開口部から他方の弁箱シートに連通する空間
Ｓ３第２および第３の開口部から一方の弁箱シートに連通する空間

Claims

弁箱に第１〜第３の出入口を有し、弁箱内に、上記第１〜第３の全ての出入口が開く第１全開切換位置と第２の出入口のみが閉じる第２片閉切換位置と第３の出入口のみが閉じる第３片閉切換位置とに回転自在な弁体を備えた三方弁であって、上記第１全開切換位置において、第１の出入口に対して開口する第１の開口部と第２の出入口に対して開口する第２の開口部と第３の出入口に対して開口する第３の開口部とが弁体に形成され、上記弁箱内の第２の出入口側に、第２の出入口の流路軸心を中心とするリング状の一方の弁箱シートが設けられるとともに、第３の出入口側に、第３の出入口の流路軸心を中心とするリング状の他方の弁箱シートが設けられ、上記弁体に、一対の円盤部材と、第２片閉切換位置に切換えた場合に上記一方の弁箱シートに圧接され且つ第３片閉切換位置に切換えた場合に上記他方の弁箱シートに圧接される弁体シートとが設けられ、上記両円盤部材は第１の開口部の流路軸心を中心として形成され、一方の円盤部材が第１の開口部側に配置されるとともに他方の円盤部材が第１の開口部の反対側に配置されて、上記両円盤部材間に上記第２の開口部と第３の開口部とが位置し、上記弁箱内面にリング状の第１〜第３の突起部が形成され、上記第１の突起部は、第１の出入口の流路軸心を中心とし、且つ、弁体を第１全開切換位置に切換えた場合、弁体の第１の開口部の先端と弁箱内面との間に突出して、第１の開口部から両弁箱シートに連通する空間を狭窄し、上記第２および第３の突起部は、第２および第３の出入口の流路軸心を中心とし、且つ、上記両弁箱シート間に位置し、上記弁体を第２片閉切換位置に切換えた場合、一方の円盤部材が第３の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から他方の弁箱シートに連通する空間を狭窄するとともに、他方の円盤部材が第２の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から一方の弁箱シートに連通する空間を狭窄し、上記弁体を第３片閉切換位置に切換えた場合、一方の円盤部材が第２の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から一方の弁箱シートに連通する空間を狭窄するとともに、他方の円盤部材が第３の突起部の内周側へ嵌り込んで、第２および第３の開口部から他方の弁箱シートに連通する空間を狭窄することを特徴とする三方弁。