JPH08135815A

JPH08135815A - 逆止弁

Info

Publication number: JPH08135815A
Application number: JP6278996A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yurugi; 義則万木
Original assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Current assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: JP3001382B2

Abstract

(57)【要約】【目的】流体抵抗の少ない構造で、弁の開閉ストロー
クが小さく、主要部が流体により損傷を受けることがな
く、確実なシール性を保持すること。【構成】下方に流体流入口Ｂを設け且つ内部に円錐状
及び逆円錐状の弁座１４，１５を連接した玉形状本体部
１１と、上方に流体流出口Ｃを設けた筒形状シリンダ部
１２とを一体に接続して弁本体１を構成し、内部に筒状
弁体２１を、下降時に下端を弁座１４に当接させるよう
に、摺動可能に収納し、筒状弁体２１の外周部と弁本体
内面とをダイヤフラム２５を介して接続し、該ダイヤフ
ラム２５の下面と一次側流路Ｄとを連通させると共に、
ダイヤフラム２５の上面に設けられたコイルスプリング
２３の弾力により、筒状弁体２１を弁座１４に当接させ
るように付勢している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、垂直又は水平配管に拘
らず使用可能な逆止弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に逆止弁は、主として液体、気体等
が流れるパイプラインの背圧によって逆流を防止するよ
うに作動する弁、つまり一方通行の弁（バルブ）であ
り、流体が何時でも一定方向に流れを保つことはパイプ
ラインにおいて重要な条件である。しかし何らかの理由
で逆流することは、設備機器の破損を招く外、設備全体
の破壊或いは災害にもつながるため、起してはならない
現象であり、そのため、自動的に且つ速やかに逆流を防
止するための弁構造が重要である。

【０００３】従来から使用されている逆止弁として、船
用鋳鉄１０ｋスイング逆止弁（ＪＩＳ−Ｆ７３７３）
は、主に垂直配管用であり、逆流時にチャタリングやス
ラム現象（弁体が急激に閉止する状態）によりパイプラ
インに悪影響を与えることがあった。また、船用青銅１
６ｋユニオンボンネット形リフト逆止め玉形弁（ＪＩＳ
−Ｆ７４１７）は、水平配管用のみに使用されるが、玉
形弁と類似しており、流体抵抗が大きく、また、これら
の両逆止弁は、共に弁体及び弁座材料が金属製であり、
弁開閉に伴なう金属音による騒音、及び流体による弁体
及び弁座等の主要部の摩耗が欠点であった。

【０００４】また、近年脚光を浴びている構造の一つと
して、弁本体の中心部を貫通するピンにより開閉自在に
支持された２枚の半円形弁板を、該ピンに支持されたス
プリングの反力によって弁口を閉じるように付勢された
逆止弁がある。（実開昭６０−１８４４６７号公報参
照）このものは、正常な流れの時は２枚の半円形弁板を背中
合せに重ねるようにして弁口を開き、また逆流時には、
スプリングの力によって２枚の半円形弁板を速やかに広
げて弁口を閉じ、逆流を阻止するようにしたものであ
る。

【０００５】また、下方に流体送出口を設け且つ内部に
弁座を連接した玉形状弁座室と、上方に流体送入口を設
けた本体とを一体に接続し、内部に、中間部外周面に環
状のピストンを具えた筒状弁体を、下降時に下端を上記
弁座上面の環状弁座パッキン部に当接させるように摺動
可能に収納し、上記筒状弁体のピストンの上面及び下面
に形成された各作動室の何れかに圧力流体を導入するこ
とによって、該筒形弁体を上昇又は下降させ、弁口を開
閉させるようにした通称開閉弁（ＯＮ−ＯＦＦ弁）が従
来公知である。（実開昭５４−９１７３０号公報参
照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した２枚の半円形
弁板を備えた逆止弁は、配管取付姿勢の自由度はある
が、流路中に弁板の占める割合が大で流体抵抗が大きく
なり、また、開弁時に弁本体の端面より弁板が突出する
などの問題点があった。

【０００７】また、上記した従来公知の開閉弁は、筒状
弁体に一体に設けられた環状ピストンの上面と下面に流
体圧力を作用させて弁体を上下動させるようになってい
るので、操作流体（空気）圧力源が必要であり、また筒
形弁体の摺動部における漏洩を防ぐため、該弁体の周面
部にシール材（パッキン）を設けなければならず、摺動
抵抗を大きくするなどの問題点があった。

【０００８】また、前記した従来技術においては、船用
の逆止弁のように配管取付姿勢に制約があり、又主要部
材料が金属製であり、又流路中の抵抗が大きく、弁の開
閉に伴い騒音や流体による主要部の摩耗により耐久性を
損うという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決し、流体抵抗の少ない構造で、弁の開閉ストロークが
小さく、主要部が流体により損傷を受けにくく、確実な
シール性を保持する逆止弁を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、下方に流体流入口を設け且つ
内部に弁座を連接した玉形状本体部と、上方に流体流出
口を設けた筒形状シリンダ部とを一体に接続して弁本体
を構成し、該弁本体の内部に筒状弁体を、下降時に下端
を上記弁座に当接させるように摺動可能に収納した逆止
弁において、上記筒状弁体の外周部と上記弁本体の内面
とをダイヤフラムを介して接続し、該ダイヤフラムの下
面と上記弁座より流入口側の流路とを連通させると共
に、該ダイヤフラムの上方に装着した圧縮ばねによって
筒状弁体を弁座に当接させるように付勢し、上記玉形状
本体部に連接された弁座の外形を流体流れ抵抗を少なく
する円錐状及び逆円錐状に形成して上記玉形状本体部の
流路断面積を大にし、且つ該弁座の外周面及び玉形状本
体部の内周面に沿ってそれぞれ複数条の整流溝を設けた
ことを特徴としている。

【００１１】また、請求項２の発明は、弁座と筒状弁体
との当接部の少くとも何れか一方に、エラストマを装着
し、平面同時タッチ構造としたことを特徴としている。

【００１２】また、請求項３の発明は、筒状弁体の外周
部と弁本体内面とを接続するダイヤフラムの流入口側と
流出口側に形成される両受圧室を、バイパス弁を具えた
バイパス管によって接続したことを特徴としている。

【００１３】

【作用】本発明は、上記のように構成されているので、
請求項１の発明によれば次の作用を生ずる。即ち、配管
系に流体が流れているとき、流体は、下方の流体流入口
より流入し、玉形状本体部に連接された円錐形状の弁座
の外周面と該玉形状本体部の内周面に沿ってそれぞれ設
けられた複数条の整流溝を通り、圧縮ばねの弾力に抗し
てダイヤフラム受圧部を加圧し、弁体を上方に押し上げ
て開弁させ、上方の流出口へ流出する。この際、下方よ
り流入した圧力流体の流れは、流体抵抗を少なくするた
めに弁座の形状を可能な限り流線形状とし且つ本体部内
面との間隙部に複数条の整流溝を設けた流路を経て、整
然と上方の流出口へ向って流れる。

【００１４】上記筒状弁体は、摺動抵抗の少ないダイヤ
フラムによって流体の流入側（一次側）と流出側（二次
側）とが遮断されているので、該弁体の摺動にも拘らず
流体のシール性が保持される。また、該ダイヤフラムの
受圧面積が大であるため、流体圧力が種々異るとも、圧
縮ばね（コイルスプリング）の強さを、標準、高荷重及
び低荷重等の仕様条件に合ったものを選定して装着する
ことにより、弁の円滑な開閉が可能となり、且つ開弁及
び閉弁に要する弁体のストロークが短かくできるので、
高速開閉が可能となる。

【００１５】また、請求項２の発明によれば、上記の作
用に加え、弁座と筒状弁体下端部との当接部の少くとも
何れか一方に、エラストマを装着し、平面同時タッチ構
造に形成しているので、該弁体下端部による弁座開閉
時、特に開弁時における弁座当接部の損傷が防止され、
弁座部のシール性が長期に亙り保持され、また当接時に
おける金属音の発生もない。

【００１６】また、請求項３の発明によれば、筒状弁体
の外周部と弁本体内面とを接続するダイヤフラムの流入
口側（一次側）と流出口側（二次側）に形成される両受
圧室を、バイパス弁を備えたバイパス管によって接続し
ているので、弁の開閉時、バイパス管のバイパス弁を事
前に適宜開弁しておき、一次側へ流体圧力を開放するこ
とにより、弁の開又は閉に伴う、急激な圧力変化を緩衝
させることができ、当該逆止弁や他の機器及びパイプラ
インの損傷が防止される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す縦断面図で、Ｙ−
Ｙ線の左側は閉弁時、右側は開弁時の状態を示す。

【００１８】先ず、上記Ｙ−Ｙ線の左側の閉弁時の状態
を説明する。図において、下方に流体の流入口の開口部
Ｂを設けた玉形状本体部１１と、上方に流出口の開口部
Ｃを設けた筒形状シリンダ部１２を接続ボルト１３によ
り一体化して弁本体１を形成している。上記玉形状本体
部１１の内部に、外形を流体流れ抵抗を少くする円錐状
弁座１４を出口側に、また逆円錐状弁座１５を入口側に
互いにねじ込んで一体化したものが、連接部１６を介し
て連接されており、上記出口側の円錐状弁座１４の上面
には、弁体の当接面Ａ部を形成している。また、弁座の
内部には、弁座空洞部１５ａが形成され、入口側弁座１
５の外周面には、複数条の整流溝１７が形成され、上記
玉形状本体部１１の内周面にも、弁座に対向して複数条
の整流溝１８が形成されている。図中、１９は、出口側
弁座１４に形成されたねじ込用角部で入口側弁座１５に
一体化させるためのものであり、形状については図示の
ものに限らない。

【００１９】一方、弁本体１の内部に筒状弁体２１が収
納されており、該筒状弁体２１は、上記筒形状シリンダ
部１２の内面に形成されたシリンダガイド１２ａ及び玉
形状本体部１１の弁座当接面Ａより上方位置の内面に形
成された弁体ガイド１１ａの内面に沿って、摺動するよ
うにして収納されている。該筒状弁体２１の中間位置の
外周部に、リング状部の周辺端部を下方に折り曲げて形
成されたダイヤフラム受２２が一体に形成され、該リン
グ状部の上面と、コイルスプリング２３によって押圧さ
れたダイヤフラム押え２４の下面とによって内周部を挟
着され、外周部を、筒状シリンダ部１２のフランジ１２
ｂと、玉形状本体部１１のフランジ１１ｂとによって挟
着され、中間部を、筒状弁体２１のストロークに対応で
きるように撓ませてダイヤフラム２５が装着されてい
る。図中、２１ａはキリ孔、２１ｂはボルトである。

【００２０】また、上記ダイヤフラム２５の流入口側
（一次側）と流出口側（二次側）にそれぞれ形成された
両受圧室Ｅ、Ｆを接続するように、バイパス管３１が設
置されており、該バイパス管３１にはバイパス弁３２が
設けられている。

【００２１】上記した筒状弁体２１の下端と出口側弁座
１４の上面との当接面Ａは、一実施例として図２（ａ）
に示すように、筒状弁体２１の下端に、エラストマ２６
が装着され、金属製弁座１４に当接するようになってい
る。同図（ｂ）は、他の実施例を示し、エラストマ２７
が弁座１４側に装着されており、金属製筒状弁体２１と
対向している。なお、弁体２１及び弁座１４へのエラス
トマ装着方法は、嵌入方法の他に、一体焼付方式等があ
る。

【００２２】図３は、更に他の実施例を示し、筒状弁体
２１側と弁座１４側の両側の各当接面に、それぞれエラ
ストマ２６と２７が装着されている。

【００２３】図４及び図５は、それぞれ他の実施例を示
す要部断面図である。これらの実施例では、弁体２１の
先端内径をテーパ状にし、閉弁時に平面同時タッチの巾
を挟くすることにより高圧流体にも使用可能とし、同時
に開弁時において、流体流路を拡大することにより、弁
体先端部の損傷防止の役割を果している。

【００２４】上記のように構成されているので、図１の
Ｙ−Ｙ線左側の閉弁時、流体は、下方の開口部Ｂより入
口側弁座１５と出口側弁座１４を経て、図２〜図５に示
す弁体２１の当接面Ａまで来ており、更に流体は、弁体
ガイド１１ａの空隙を経てダイヤフラム受２２の下面の
受圧室Ｅにも至っている。これに対し、流出口Ｃの二次
側は、流体圧力がダイヤフラム押え２４に加圧されると
共に、コイルスプリング２３の弾力により弁体２１を下
方に押し下げ、弁座１４に当接着座し、シール性を保持
している。

【００２５】また、弁体２１の開弁に要するストローク
に関し、下記の式バルブ口径の断面積πＤ²／４＝πＤ×Ｄ／４において、Ｄ：口径又は弁座径、即ち、口径と弁座径と
が同一の場合、上記式の右辺は、〔弁座の円周（πＤ）
×ストローク（Ｄ／４）〕を表わす。即ち、弁体がＤ／
４ストローク上昇した時の、弁座開口部を通る流れに直
角の円筒断面積を意味し、従って口径と弁座径とが同一
の場合には、口径の１／４以上の弁体ストロークがあれ
ば、全流量が流れることになる。これにより、弁体２１
の移動距離が短かくなり、従って弁の高速開閉が可能と
なる。

【００２６】次に、図１のＹ−Ｙ線の右側の開弁状態に
ついて説明する。図において、開口部Ｂより圧力流体が
流入すると、弁座１５，１４の外周部の流路Ｄを経て前
記弁体ガイド１１ａの空隙からダイヤフラム受２２の下
面に加圧され、コイルスプリング２３の弾力に打ち勝っ
て同図のように、弁体２１が上方へ押し上げられる。こ
の際、コイルスプリング２３を収容する受圧室Ｆの流体
は、キリ孔２１ａを経て弁体２１の内側へ放出されるの
で、弁体２１の上昇作用に支障はない。

【００２７】また、流体は、前記弁座１５，１４の外周
部の流路Ｄを通過するとき、該弁座１５の外周面及び玉
形状本体部１１の内周面に複数条の整流溝１７，１８が
設けられているので、出口側弁座１４の出口側における
流体同士の衝撃による騒音と振動が防止され、弁体先端
部等における局部摩損が防止される。

【００２８】上記弁座部整流溝１７及び本体部整流溝１
８の図１のVI−VI線による断面形状は、図６（ａ）
（ｂ）に示されている。同図において、整流溝の溝を互
いに相対するように配置し（同図（ｂ））、また溝と山
とを相対するように配置する（同図（ａ））などの組合
せは任意である。また、溝及び山の形状も、同図のもの
に限定されないことは勿論である。同様に、図１の VII
−VII 線による断面形状は図７に示されており、同図に
おいて、シリンダガイド１２ａの山の数及び形状につい
ても、同図のものに限定されないことは勿論である。

【００２９】なお、全開時のストッパは、ダイヤフラム
押え２４の先端がシリンダ部１２の内端に当接すること
により制約される。

【００３０】この実施例によれば、流体の流入側（一次
側）と流出側（二次側）の境界面に位置し且つ弁体２１
に一体化されたダイヤフラム２５に、管路を流れる流体
圧力を導入することによって、弁の開閉を速やかに行な
うことができ、また、該流体圧力が微圧力から高圧力に
至るまで、コイルスプリング２３を調整することによ
り、弁の自動的開又は閉が可能になる。このような作用
は、筒状弁体２１の周面に取付けられるダイヤフラム２
５により受圧面積を大きくできるからであり、他方、従
来のこの種弁において多く採用されていたピストンにＯ
リング等を用いたものと比較して、開閉に要する摺動抵
抗を著しく低下させることができる。

【００３１】なお、ダイヤフラムの最大の特徴はダイヤ
フラム内部（断面）に補強クロス等を同時成型すること
により、強度的に優れ、受圧による変形、透過等が無く
なり、摺動抵抗が少なく、広範な流体に耐用でき、圧
縮、引張り、屈曲などの繰返し強度が大きいことであ
る。

【００３２】また、図１において、本体部１１とシリン
ダ部１２の中間部に一次側と二次側を接続するバイパス
管３１が設けられており、通常の使用方法として、バイ
パス弁３２を若干又は全開にしておくことにより、急激
な閉弁時、弁体２１が弁座１４に当接するときの衝撃に
よる騒音、振動等が防止され、逆止弁は勿論のこと、他
の機器及びパイプラインへの損傷を防止することができ
る。なお、上記した実施例において、出口側弁座１４の
流出端を円錐状に形成した構造について説明したが、流
体流れ抵抗を少なくする形状であればよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明においては、筒状弁体の外周部と上記弁
本体の内面とをダイヤフラムを介して接続し、該ダイヤ
フラムの下面と上記弁座より流入口側の流路とを連通さ
せると共に、該ダイヤフラムの上方に装着した圧縮ばね
によって筒状弁体を弁座に当接させるように付勢し、上
記玉形状本体部に連接された弁座の外形を流体流れ抵抗
を少なくする円錐状及び逆円錐状に形成して上記玉形状
本体部の流路断面積を大にし、且つ該弁座の外面及び玉
形状本体部の内面に沿ってそれぞれ複数条の整流溝を設
けたことにより、弁座の入口側及び出口側の流体抵抗を
少なくすることができ、弁座と本体間の流路に設けられ
た複数条の整流溝により整然と流出口へ向かって流すこ
とができ、また、開弁時の受圧部が摺動抵抗の少ないダ
イヤフラムによって構成されているので、弁体摺動部に
おける流体の洩れがなく、また該ダイヤフラムの受圧面
積が大であるため、流体圧力の高低に拘らず、圧縮ばね
の交換により弁の円滑な開閉が可能となり、且つ理論的
には口径の１／４以上の弁体のストロークで高速開閉が
可能となる。

【００３４】また、請求項２の発明においては、弁座と
筒状弁体との当接部の少くとも何れか一方に、エラスト
マを装着し、平面同時タッチ構造としたことにより、弁
体と弁座部における確実なシール性ができ、且つ開弁時
において流体流れによる弁体の損傷がない。

【００３５】また、請求項３の発明においては、筒状弁
体の外周部と弁本体内面とを接続するダイヤフラムの一
次側と二次側にそれぞれ形成される両受圧室を、バイパ
ス弁を備えたバイパス管によって接続したことにより、
弁の開又は閉に伴う急激な圧力変化を有効に緩衝するこ
とができ、当該逆止弁や他の機器及びパイプラインの損
傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す逆止弁の縦断面図であ
り、Ｙ−Ｙ線の左側は閉弁時、右側は開弁時の状態を示
す。

【図２】（ａ）（ｂ）は弁座シール面の異なった実施例
を示す要部断面図である。

【図３】弁座シール面の他の実施例を示す要部断面図で
ある。

【図４】弁座シール面の更に他の実施例を示す要部断面
図である。

【図５】弁座シール面の更に他の実施例を示す要部断面
図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は図１のVI−VI線断面図で、異っ
た実施例を示す。

【図７】図１の VII−VII 線断面図である。

【符号の説明】

１弁本体１１玉形状本体部１１ａ弁体ガイド１１ｂフランジ１２筒状シリンダ部１２ａシリンダガイド１２ｂフランジ１３ボルト１４出口側弁座１５入口側弁座１５ａ弁座空洞部１６連接部１７，１８整流溝１９ねじ込用角部２１筒状弁体２１ａキリ孔２１ｂボルト２２ダイヤフラム受２３コイルスプリング２４ダイヤフラム押え２５ダイヤフラム３１バイパス管３２バイパス弁Ａ当接面Ｂ，Ｃ開口部Ｄ流路Ｅ，Ｆ受圧室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下方に流体流入口を設け且つ内部に弁座
を連接した玉形状本体部と、上方に流体流出口を設けた
筒形状シリンダ部とを一体に接続して弁本体を構成し、
該弁本体の内部に筒状弁体を、下降時に下端を上記弁座
に当接させるように摺動可能に収納した逆止弁におい
て、上記筒状弁体の外周部と上記弁本体の内面とをダイ
ヤフラムを介して接続し、該ダイヤフラムの下面と上記
弁座より流入口側の流路とを連通させると共に、該ダイ
ヤフラムの上方に装着した圧縮ばねによって筒状弁体を
弁座に当接させるように付勢し、上記玉形状本体部に連
接された弁座の外形を流体流れ抵抗を少なくする円錐状
及び逆円錐状に形成して上記玉形状本体部の流路断面積
を大にし、且つ該弁座の外周面及び玉形状本体部の内周
面に沿ってそれぞれ複数条の整流溝を設けたことを特徴
とする逆止弁。
【請求項２】弁座と筒状弁体との当接部の少くとも何
れか一方に、エラストマを装着し、平面同時タッチ構造
としたことを特徴とする請求項１記載の逆止弁。
【請求項３】筒状弁体の外周部と弁本体内面とを接続
するダイヤフラムの流入口側と流出口側に形成される両
受圧室を、バイパス弁を具えたバイパス管によって接続
したことを特徴とする請求項１又は２記載の逆止弁。