逆止弁
【課題】流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止して、流体の圧力損失を低減することができる逆止弁を提供する。
【解決手段】弁座（シート２）には、弁座を貫通する複数の流体導入孔２ｂが形成され、弁受け（ガイド３）には、弁受けを貫通する複数の流体導出孔３ｃが形成され、流体導入孔２ｂと流体導出孔３ｃとは、弁板（プレート４）の法線方向から見てずれた位置に配置され、弁板には、弁板の法線方向から見て流体導入孔２ｂとは重ならず流体導出孔３ｃとは重なる位置に、弁板を貫通する複数の貫通孔４ａが形成され、流体導入孔２ｂは、弁板側に設けられた弁板側流路（プレート側流路２２）と、弁板の反対側に設けられた拡張流路２１と、を有し、拡張流路２１の弁板に平行な断面積は、弁板側流路の弁板に平行な断面積よりも拡大され、拡張流路２１の内壁２１ａは、弁板の法線方向と平行に設けられていることを特徴とする。
【解決手段】弁座（シート２）には、弁座を貫通する複数の流体導入孔２ｂが形成され、弁受け（ガイド３）には、弁受けを貫通する複数の流体導出孔３ｃが形成され、流体導入孔２ｂと流体導出孔３ｃとは、弁板（プレート４）の法線方向から見てずれた位置に配置され、弁板には、弁板の法線方向から見て流体導入孔２ｂとは重ならず流体導出孔３ｃとは重なる位置に、弁板を貫通する複数の貫通孔４ａが形成され、流体導入孔２ｂは、弁板側に設けられた弁板側流路（プレート側流路２２）と、弁板の反対側に設けられた拡張流路２１と、を有し、拡張流路２１の弁板に平行な断面積は、弁板側流路の弁板に平行な断面積よりも拡大され、拡張流路２１の内壁２１ａは、弁板の法線方向と平行に設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、逆止弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、往復圧縮機の吸入口及び吐出口に設けられ、往復圧縮機の吸入・吐出弁として用いられる逆止弁が知られている。この逆止弁は、弁座と弁受けとの間の間隙に弁板を備え、弁座側から流入した流体を通過させ、弁受け側から流入する流体を弁板によって遮断するものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２００２−８１３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の逆止弁では、弁板に形成された貫通孔を通過する流体の流速が急激に増加して流体の圧力損失が大きくなるという課題がある。
図５及び図６は、従来の逆止弁の弁板の法線方向に沿う断面図であり、弁板の貫通孔近傍を拡大した拡大断面図である。なお、図６（ａ）では、流体の流速をベクトルで表し、図６（ｂ）では、貫通孔の入口近傍の圧力を等圧線により表している。また、図６（ｂ）では、等圧線の内側でより濃色であるほど圧力が低くなっている。
【０００４】
図５に示すように、従来の逆止弁１００では、弁座２０に複数の流体導入孔２０ｂが形成されている。流体導入孔２０ｂは、弁板４０側に形成された弁板側流路２２０と、弁板４０と反対側に設けられ、弁板４０の法線と垂直な断面積が弁板側流路２２０よりも拡大された拡張流路２１０と、を有している。従来の逆止弁１００では、流体導入孔２０ｂの断面積の急激な変化を防止して、圧力損失を低減することを目的として、拡張流路２１０の内壁２１０ａがテーパ状に形成されている。これにより、拡張流路２１０の弁板４０の法線と垂直な断面積は、弁板側流路２２０に近接するにつれて漸減するようになっている。
【０００５】
従来の逆止弁１００では、弁座２０の流体導入孔２０ｂの拡張流路２１０側の開口端から流入した流体Ｆにより、弁板４０が弁受け３０方向に押し下げられる。押し下げられた弁板４０と弁座２０との間に流入した流体Ｆは、弁板４０の貫通孔４０ａに流入し、弁受け３０の流体導出孔３０ｃから外部へ流出する。
このとき、拡張流路２１０における流体Ｆの速度にはほとんど変化が見られないが、図６（ａ）に示すように、断面積が拡張流路２１０よりも小さく、流体Ｆが縮流される弁板側流路２２０において、流体Ｆの流速が急激に増加してしまう。これにより、図６（ｂ）に示すように、貫通孔４０ａの開口端４０ｆの近傍において流体Ｆに大きな圧力損失が発生してしまう。
【０００６】
そこで、この発明は、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止して、流体の圧力損失を低減することができる逆止弁を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の逆止弁は、弁座と弁受けとの間の間隙に弁板を備え、前記弁座側から前記弁板の法線方向に流入した流体を通過させ、前記弁受け側から前記法線方向に流入する前記流体を前記弁板によって遮断する逆止弁であって、前記弁座には、前記弁座を前記法線方向に貫通する複数の流体導入孔が形成され、前記弁受けには、前記弁受けを前記法線方向に貫通する複数の流体導出孔が形成され、前記流体導入孔と前記流体導出孔とは、前記法線方向から見てずれた位置に配置され、前記弁板には、前記法線方向から見て前記流体導入孔とは重ならず前記流体導出孔とは重なる位置に、前記弁板を前記法線方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、前記流体導入孔は、前記弁板側に設けられた弁板側流路と、前記弁板の反対側に設けられた拡張流路と、を有し、前記拡張流路の前記弁板に平行な断面積は、前記弁板側流路の前記弁板に平行な断面積よりも拡大され、前記拡張流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成することで、弁上流側から弁座の流体導入孔に流入した流体は、弁板を弁受け方向に押し下げて弁板と弁座との間に流入する。弁板と弁座との間を通過した流体は、弁板の貫通孔に流入する。このとき、拡張流路の内壁は、弁板の法線方向と平行に設けられ、拡張流路の弁板と平行な方向の断面積が、流体の上流側から下流側まで一定になっている。したがって、従来のように拡張流路の内壁がテーパ状に形成されている場合と比較して、拡張流路の断面積を増加させることができる。そのため、拡張流路を流通する流体の流速が増加することが防止される。これにより、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止できる。したがって、本発明の逆止弁によれば、逆止弁を流通する流体の圧力損失を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の逆止弁は、前記弁座には、前記弁板の前記貫通孔の前記弁座側の開口端の周囲に当接して前記流体の流れを遮断する弁座面が形成され、前記弁座面は、前記流体の遮断時に、前記弁板の前記開口端が前記弁座面に当接するよう設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成することで、弁板の貫通孔と弁受けの流体導出孔とを従来と同様の寸法に形成した場合に、弁座の流体導入孔の弁板側流路同士の間隔を従来よりも狭め、弁板側流路の弁板と平行な方向の断面積を増加させることができる。そのため、弁板側流路を流通する流体の流速が増加することを防止できる。これにより、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することをより効果的に防止できる。
【００１１】
また、本発明の逆止弁は、前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間には前記弁板と平行な方向に段差が形成され、前記段差の高さは、前記弁板と平行な方向における前記弁座面の外縁と前記弁板の前記開口端との間隔である封止幅と略等しいことを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、流体を封止するための封止幅を十分に確保したまま、弁座の流体導入孔の拡張流路の断面積を弁板側流路の断面積よりも増加させることが可能になる。また、弁座の強度を確保しつつ複数の流体導入孔の拡張流路同士の間隔を狭め、拡張流路の断面積を増加させることができる。
【００１３】
また、本発明の逆止弁は、前記弁板側流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このように構成することで、弁板側流路の弁板の反対側の端部から弁板側の端部までの弁板に平行な方向の断面積を一定にすることができる。これにより、弁板側流路を流通する流体の流速が増加することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の逆止弁は、前記拡張流路の前記法線方向の寸法は、前記弁板側流路の前記法線方向の寸法の４倍以上であることを特徴とする。
【００１６】
このように構成することで、弁板の法線方向における拡張流路の寸法を十分に確保して、流体導入孔を流通する流体の流速が増加することを防止できる。
【００１７】
また、本発明の逆止弁は、前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間に凹状の曲面部が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このように構成することで、断面積の異なる拡張流路と弁板側流路とを滑らかに接続して、流体導入孔を流通する流体の圧力損失を減少させることができる。
【００１９】
また、本発明の逆止弁は、前記流体導入孔の前記弁板側の開口端は、面取りされていることを特徴とする。
【００２０】
このように構成することで、弁座の流体導入孔から弁板の貫通孔に流入する流体の流れをより直線的にして、流体の圧力損失を低減することができる。
【００２１】
また、本発明の逆止弁は、前記弁受けの前記流体導出孔の内壁は、前記法線方向に垂直な断面積が前記弁板から離間するにしたがって拡大するように、前記法線方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成することで、流体導出孔の弁板と平行な方向の断面積を増加させ、流体導出孔を流通する流体の圧力損失を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の逆止弁によれば、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止して、流体の圧力損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
【００２５】
図１は、本実施形態の逆止弁１の斜視図であり、図２は、図１に示す逆止弁１の部分断面図である。本実施形態の逆止弁１は、例えば、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）への入熱により発生するＢＯＧ（Boil Off Gas）等を圧縮する往復動圧縮機の吸入口及び吐出口に設けられ、吸入弁及び吐出弁として用いられるものである。
図１及び図２に示すように、逆止弁１は、流体Ｆの上流側に配置されるシート（弁座）２と、流体Ｆの下流側に配置されるガイド（弁受け）３とを備えている。シート２とガイド３は、径が略等しい略円筒状の形状に形成され、流体Ｆの流入方向（図の矢印方向）に重なるように配置されている。
【００２６】
図２に示すように、シート２のガイド３側の面の外周部２ａと、ガイド３のシート２側の面の外周部３ａとは密着している。ガイド３のシート２側の面には凹部３ｂが形成され、シート２とガイド３との間に間隙Ｓが形成されている。凹部３ｂには円板状のプレート（弁板）４が収容され、シート２とガイド３との間の間隙Ｓにプレート４が配置されている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、シート２には、シート２をプレート４の法線Ｈ方向に貫通する複数の流体導入孔２ｂが形成されている。流体導入孔２ｂは、プレート４の法線Ｈ方向から見て複数の流体導入孔２ｂが同一円周上に配置された円状の配列とされ、径の異なる複数の円状の配列が同心円状に配置されている。また、流体導入孔２ｂは、各々の円状の配列の円周方向に延びる長孔状の形状とされている。
【００２８】
図２に示すように、ガイド３には複数の流体導出孔３ｃが形成されている。流体導出孔３ｃは、ガイド３をプレート４の法線Ｈ方向に貫通するように設けられている。ガイド３の流体導出孔３ｃとシート２の流体導入孔２ｂとはプレート４の面方向に交互に形成され、プレート４の法線Ｈ方向から見てずれた位置に配置されている。すなわち、プレート４の法線Ｈ方向から見てガイド３の流体導出孔３ｃとシート２の流体導入孔２ｂは重ならないようになっている。
【００２９】
ガイド３の流体導出孔３ｃは、図１に示すシート２の流体導入孔２ｂと同様に、プレート４の法線Ｈ方向から見て複数の流体導出孔３ｃが同一円周上に配置された円状の配列とされ、径の異なる複数の円状の配列が同心円状に配置されている。また、ガイド３の流体導出孔３ｃは、図１に示すシート２の流体導入孔２ｂと同様に、各々の円状の配列の円周方向に延びる長孔状の形状とされている。
【００３０】
図２に示すように、プレート４には、プレート４の法線Ｈ方向から見てシート２の流体導入孔２ｂとは重ならず、ガイド３の流体導出孔３ｃとは重なる位置に、複数の貫通孔４ａが形成されている。貫通孔４ａは、プレート４をプレート４の法線Ｈ方向に貫通するように設けられている。また、シート２、ガイド３、及びプレート４の中央部をプレート４の法線Ｈ方向に貫通するように丸棒状のスピンドル５が設けられ、プレート４はスピンドル５に固定されている。
【００３１】
スピンドル５のガイド３側の基端部には、雄ねじ部５ａが形成されている。スピンドル５の基端部の雄ねじ部５ａは、ガイド３の中央部に設けられた雌ねじ部３ｄに螺合されてガイド３に固定されている。スピンドル５は、雄ねじ部５ａが形成された基端部とは反対側の先端部が、流体Ｆの上流側に突出するように設けられている。
【００３２】
スピンドル５の中央部のシート２よりも流体Ｆの上流側には、雄ねじ部５ｂが形成されている。スピンドル５の中央部の雄ねじ部５ｂにはナット６が螺合され、ナット６とシート２との間にはワッシャー７が挿入されている。これにより、シート２とガイド３とが一体的に固定され、シート２のガイド３側の面の外周部２ａとガイド３のシート２側の面の外周部３ａとの間には押圧力が付与されている。
【００３３】
スピンドル５に固定されたプレート４の中央部の周囲にはバネ部（図示略）が設けられている。バネ部は、バネ部の外側と内側に円弧状の切り欠きを形成することで、円弧状の帯状に形成されている。これにより、バネ部は、プレート４の中央部の一部と、外周部の一部とを連結するようになっている。そして、バネ部は、所定の力がプレート４の法線Ｈ方向に作用したときに弾性変形し、貫通孔４ａが形成されたプレート４の外周部がプレート４の法線Ｈ方向に移動するように、所定の弾性係数に設定されている。
【００３４】
プレート４の貫通孔４ａは、図１に示すシート２の流体導入孔２ｂと同様に、プレート４の法線Ｈ方向から見て複数の貫通孔４ａが同一円周上に配置された円状の配列とされ、径の異なる複数の円状の配列が同心円状に配置されている。また、プレート４の貫通孔４ａは、シート２の流体導入孔２ｂ及びガイド３の流体導出孔３ｃと同様に、円状の配列の円周方向に延びる長孔状の形状とされている。
【００３５】
図３は、図１及び図２に示す逆止弁１の要部を拡大した断面図である。
図３に示すように、シート２の流体導入孔２ｂは、プレート４とは反対側で流体Ｆの上流側に設けられた拡張流路２１と、プレート４側で流体Ｆの下流側に設けられたプレート側流路（弁板側流路）２２と、を備えている。拡張流路２１の内壁２１ａ及びプレート側流路２２の内壁２２ａは、プレート４の法線Ｈ方向（図２参照）に沿って法線Ｈと略平行に設けられている。拡張流路２１のプレート４に平行な方向の断面積は、プレート側流路２２のプレート４に平行な方向の断面積よりも大きくなっている。これにより、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間には、プレート４と平行な方向に段差Ｇが形成されている。
【００３６】
拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間の段差Ｇには凹状の曲面部２３が形成され、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとが流体Ｆの流通方向（図の矢印方向）に滑らかに接続されている。
また、拡張流路２１の流体Ｆの入口付近、すなわち流体導入孔２ｂのプレート４と反対側の開口端の近傍には、図３に示す断面視で略円弧状の流体導入面２１ｒが形成され、開口端が拡張流路２１よりも拡大されている。
プレート４の法線Ｈ方向の拡張流路２１の寸法Ｌ１は、同方向のプレート側流路２２の寸法Ｌ２よりも大きくなるように形成されている。拡張流路２１の上記の寸法Ｌ１は、プレート側流路２２の上記の寸法Ｌ２の例えば約４倍以上となっている。
【００３７】
シート２には、プレート４の貫通孔４ａのシート２側の開口端４ｆの周囲に当接して、流体Ｆの流れを遮断する弁座面２ｓが形成されている。弁座面２ｓは、流体Ｆの遮断時に、プレート４のシート２側の開口端４ｆが弁座面２ｓに当接するよう設けられている。弁座面２ｓの外周、すなわち流体導入孔２ｂのプレート４側の開口端は面取りされ、プレート４の法線Ｈ方向に対して例えば約４５°程度傾斜したテーパ面２ｔが形成されている。弁座面２ｓとプレート４とが当接したときに、弁座面２ｓとプレート４とが接触するプレート４と平行な方向の幅が、流体Ｆを封止するためのいわゆる封止幅（封止しろ）Ｗとなっている。
【００３８】
封止幅Ｗは、プレート４と平行な方向における弁座面２ｓの外縁２ｅとシート２の開口端４ｆの縁との間隔と等しくなっている。また、封止幅Ｗは、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間の段差Ｇのプレート４と平行な方向の高さｈと略等しくなっている。段差Ｇの高さｈは、封止幅Ｗの他、プレート４の貫通孔４ａの寸法、流体Ｆの圧力等により決定される。
【００３９】
また、弁受け３の流体導出孔３ｃの内壁３ｅは、プレート４の法線Ｈ方向に対して傾斜してテーパ状に設けられている。これにより、流体導出孔３ｃのプレート４の法線Ｈ方向に垂直な断面積は、プレート４から離間するにしたがって拡大するようになっている。また、流体導出孔３ｃの流体Ｆの出口近傍、すなわちプレート４とは反対側の開口端の近傍には、流体導入孔２ｂの流体Ｆの上流側の開口端と同様に、図３に示す断面視で略円弧状の流体導出面３ｒが形成されて開口端が拡大されている。
【００４０】
次に、図４を参照しながら本実施形態の作用について説明する。
図４は、逆止弁の要部の拡大断面図であり、（ａ）はシート２側からガイド３側への流体Ｆの流れを、（ｂ）はプレート４の貫通孔４ａのシート２側の開口端４ｆの入口近傍の流体Ｆの圧力分布を示している。なお、図４（ａ）では、流体Ｆの流速をベクトルで模式的に表している。また、図４（ｂ）では、貫通孔４ａの開口端４ｆの近傍の圧力を等圧線により表している。また、図４（ｂ）では、等圧線の内側でより濃色であるほど圧力が低くなっている。
【００４１】
本実施形態の逆止弁１を、例えば、不図示の往復動圧縮機の吐出口の配管に取り付けて吐出弁として用いる場合には、図１及び図２に示す逆止弁１のシート２側が吐出口側（流体Ｆの上流側）になるように配置する。また、吸入口の配管に取り付けて吸入弁として用いる場合には、逆止弁１のガイド３側が吸入口側（流体Ｆの下流側）になるように配置する。
【００４２】
往復動圧縮機が吸入口から流体Ｆを吸入する際には、往復動圧縮機の吸入口に設けられた逆止弁１では、吸入口に配管を介して接続されたガイド３側の流体Ｆがシート２側の流体Ｆよりも低圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のガイド３の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がガイド３側に移動する。これにより、図３に示すようにプレート４がガイド３側に移動する。そして、図４（ａ）に示すように、シート２の流体導入孔２ｂに流入した流体Ｆは、シート２とプレート４との間に形成された流路を介して、図３に示すガイド３の流体導出孔３ｃに流入する。ガイド３の流体導出孔３ｃに流入した流体Ｆは、ガイド３側から逆止弁１の外部へと排出され、往復動圧縮機の吸入口へ流入する。
【００４３】
一方、往復動圧縮機の吐出口に設けられた逆止弁１では、吐出口に配管を介して接続されたシート２側の流体Ｆがガイド３側の流体Ｆよりも低圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のシート２の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がシート２側に移動する。これにより、図３に示すようにプレート４がシート２側に移動する。そして、プレート４のシート２側の面がシート２の弁座面２ｓに当接する。これにより、シート２の流体導入孔２ｂが閉塞され、ガイド３の流体導出孔３ｃからシート２の流体導入孔２ｂへの流体Ｆの流れが遮断される。
このように、往復動圧縮機の吸入口と吐出口とにそれぞれ本実施形態の逆止弁１を用いることで、往復動圧縮機による流体Ｆの吸入時には、吐出口への流体Ｆの流入を遮断して、吸入口から流体Ｆを吸入することができる。
【００４４】
また、往復動圧縮機により圧縮した流体Ｆを吐出口から吐出する際には、往復動圧縮機の吐出口に設けられた逆止弁１では、吐出口に配管を介して接続されたシート２側の流体Ｆがガイド３側の流体Ｆよりも高圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のガイド３の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がガイド３側に移動する。これにより、図３に示すようにプレート４がガイド３側に移動する。そして、シート２の流体導入孔２ｂに流入した流体Ｆは、図４（ａ）に示すように、シート２とプレート４との間に形成された流路を介して、図３に示すガイド３の流体導出孔３ｃに流入する。ガイド３の流体導出孔３ｃに流入した流体Ｆは、ガイド３側から逆止弁１の外部へと排出される。
【００４５】
一方、往復動圧縮機の吸入口に設けられた逆止弁１では、吸入口に配管を介して接続されたガイド３側の流体Ｆがシート２側の流体Ｆよりも高圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のシート２の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がシート２側に移動する。これにより、図４（ａ）に示すように、プレート４がシート２側に移動する。そして、プレート４のシート２側の面がシート２の弁座面２ｓに当接する。これにより、シート２の流体導入孔２ｂが閉塞され、ガイド３の流体導出孔３ｃからシート２の流体導入孔２ｂへの流体Ｆの流れが遮断される。
このように、往復動圧縮機の吸入口と吐出口とにそれぞれ本実施形態の逆止弁１を用いることで、往復動圧縮機による流体Ｆの吐出時には、吸入口からの流体Ｆの流出を遮断して、吐出口から流体Ｆを吐出することができる。
【００４６】
ここで、本実施形態の逆止弁１では、図３に示すように、拡張流路２１の内壁２１ａは、プレート４の法線Ｈ方向と平行に設けられている。そして、拡張流路２１のプレート４と平行な方向の断面積が、流体Ｆの上流側から下流側まで一定になっている。そのため、図５に示す従来の逆止弁１００のように拡張流路２１０の内壁２１０ａがテーパ状に形成されている場合と比較して、拡張流路２１のプレート４側が拡張されてプレート４側の断面積が増加する。
【００４７】
これにより、従来の逆止弁１００では、図６（ａ）に示すように拡張流路２１０を流通する際に流体Ｆの流速が増加していたが、本実施形態の逆止弁１では、図４（ａ）に示すように拡張流路２１を流通する流体Ｆの流速が増加することが防止される。そのため、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が急激に増加することを防止できる。
【００４８】
その結果、図４（ｂ）に示すように、貫通孔４ａの開口端４ｆの近傍の圧力分布は、図６（ｂ）に示す従来の逆止弁１００の圧力分布よりも全体的に淡色となり、圧力の低下が抑制される。したがって、本実施形態の逆止弁１によれば、拡張流路２１の内壁２１ａをプレート４の法線Ｈ方向と平行に設けることで流体Ｆに圧力損失が発生することを防止できる。
【００４９】
また、プレート側流路２２の内壁２２ａは、拡張流路２１の内壁２１ａと同様に、プレート４の法線Ｈ方向と平行に設けられている。そのため、プレート側流路２２のプレート４に平行な方向の断面積を、プレート４と反対側の端部からプレート４側の端部まで、一定にすることができる。これにより、プレート側流路２２を流通する流体Ｆの流速が増加することを防止できる。したがって、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が増加することをより効果的に防止できる。
【００５０】
また、図３に示すように、拡張流路２１のプレート４の法線Ｈ方向の寸法Ｌ１は、プレート側流路２２の同方向の寸法Ｌ２の４倍以上となっている。そのため、プレート４の法線Ｈ方向における拡張流路２１の寸法Ｌ１を十分に確保して、流体導入孔２ｂを流通する流体Ｆの流速が増加することをより確実に防止できる。
【００５１】
また、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間に凹状の曲面部２３を形成することで、断面積の異なる拡張流路２１とプレート側流路２２とを滑らかに接続して、流体導入孔２ｂを流通する流体Ｆの圧力損失を減少させることができる。
また、流体導入孔２ｂのプレート４側の開口端が面取りされてテーパ面２ｔが形成されているので、シート２の流体導入孔２ｂからプレート４の貫通孔４ａに流入する流体Ｆの流れをより直線的にして、流体Ｆの圧力損失を低減することができる。また、プレート４に当接する弁座面２ｓの周囲を面取りすることにより、シート２のプレート４への食いつきを防止することができる。
【００５２】
また、シート２の弁座面２ｓは、流体Ｆの遮断時にプレート４の開口端４ｆの縁が弁座面２ｓに当接するよう設けられている。これにより、プレート４の貫通孔４ａとガイド３の流体導出孔３ｃとを従来の逆止弁１００と同様の寸法に形成した場合に、シート２の流体導入孔２ｂのプレート側流路２２同士の間隔を、図５に示す従来の逆止弁１００よりも狭くすることができる。そして、プレート側流路２２のプレート４と平行な方向の断面積を従来の逆止弁１００よりも増加させることができる。そのため、プレート側流路２２を流通する流体Ｆの流速が増加することをより効果的に防止できる。これにより、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が増加することをより効果的に防止できる。
【００５３】
また、シート２の流体導入孔２ｂの拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間の段差Ｇの高さｈが、封止幅Ｗと略等しくなっている。これにより、流体Ｆを封止するための封止幅Ｗを十分に確保したまま、シート２の流体導入孔２ｂの拡張流路２１の断面積をプレート側流路２２の断面積よりも増加させることが可能になる。また、シート２の強度を確保しつつ複数の流体導入孔２ｂの拡張流路２１同士の間隔を狭め、拡張流路２１の断面積をプレート側流路２２の断面積よりも増加させることができる。
【００５４】
また、ガイド３の流体導出孔３ｃの内壁３ｅが、プレート４の法線Ｈ方向に対して傾斜してテーパ状に設けられ、プレート４の法線Ｈ方向に垂直な断面積が、プレート４から離間するにしたがって拡大するように形成されている。これにより、流体導出孔３ｃのプレート４と平行な方向の断面積を増加させ、流体導出孔３ｃを流通する流体Ｆの圧力損失を低減させることができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の逆止弁１によれば、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が急激に増加することを防止して、流体Ｆの圧力損失を低減することができる。
【００５６】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、シートの流体導入孔、プレートの貫通孔、及びガイドの流体導出孔は長孔状の形状ではなく、円形や楕円形、あるいは多角形等の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態における逆止弁の斜視図である。
【図２】図１に示す逆止弁の部分断面図である。
【図３】図１に示す逆止弁の要部の拡大断面図である。
【図４】図１に示す逆止弁の要部の拡大断面図であり、（ａ）は流体の流れ示す図、（ｂ）は流体の圧力分布を示す図である。
【図５】従来の逆止弁の要部の拡大断面図である。
【図６】従来の逆止弁の要部の拡大断面図であり、（ａ）は流体の流れを示す図、（ｂ）は要部における流体の圧力分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 逆止弁、２ シート（弁座）、２ａ 外周部、２ｂ 流体導入孔、２ｓ 弁座面、２ｔ テーパ面（面取り）、２１ 拡張流路、２１ａ 内壁、２２ プレート側流路（弁板側流路）、２２ａ 内壁、２３ 曲面部、３ ガイド（弁受け）、３ｃ 流体導出孔、３ｅ 内壁、４ プレート（弁板）、４ａ 貫通孔、４ｆ 開口端、Ｆ 流体、Ｇ 段差、Ｈ 法線、ｈ 高さ、Ｌ１ 寸法、Ｌ２ 寸法、Ｓ 間隙、Ｗ 封止幅
【技術分野】
【０００１】
この発明は、逆止弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、往復圧縮機の吸入口及び吐出口に設けられ、往復圧縮機の吸入・吐出弁として用いられる逆止弁が知られている。この逆止弁は、弁座と弁受けとの間の間隙に弁板を備え、弁座側から流入した流体を通過させ、弁受け側から流入する流体を弁板によって遮断するものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２００２−８１３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の逆止弁では、弁板に形成された貫通孔を通過する流体の流速が急激に増加して流体の圧力損失が大きくなるという課題がある。
図５及び図６は、従来の逆止弁の弁板の法線方向に沿う断面図であり、弁板の貫通孔近傍を拡大した拡大断面図である。なお、図６（ａ）では、流体の流速をベクトルで表し、図６（ｂ）では、貫通孔の入口近傍の圧力を等圧線により表している。また、図６（ｂ）では、等圧線の内側でより濃色であるほど圧力が低くなっている。
【０００４】
図５に示すように、従来の逆止弁１００では、弁座２０に複数の流体導入孔２０ｂが形成されている。流体導入孔２０ｂは、弁板４０側に形成された弁板側流路２２０と、弁板４０と反対側に設けられ、弁板４０の法線と垂直な断面積が弁板側流路２２０よりも拡大された拡張流路２１０と、を有している。従来の逆止弁１００では、流体導入孔２０ｂの断面積の急激な変化を防止して、圧力損失を低減することを目的として、拡張流路２１０の内壁２１０ａがテーパ状に形成されている。これにより、拡張流路２１０の弁板４０の法線と垂直な断面積は、弁板側流路２２０に近接するにつれて漸減するようになっている。
【０００５】
従来の逆止弁１００では、弁座２０の流体導入孔２０ｂの拡張流路２１０側の開口端から流入した流体Ｆにより、弁板４０が弁受け３０方向に押し下げられる。押し下げられた弁板４０と弁座２０との間に流入した流体Ｆは、弁板４０の貫通孔４０ａに流入し、弁受け３０の流体導出孔３０ｃから外部へ流出する。
このとき、拡張流路２１０における流体Ｆの速度にはほとんど変化が見られないが、図６（ａ）に示すように、断面積が拡張流路２１０よりも小さく、流体Ｆが縮流される弁板側流路２２０において、流体Ｆの流速が急激に増加してしまう。これにより、図６（ｂ）に示すように、貫通孔４０ａの開口端４０ｆの近傍において流体Ｆに大きな圧力損失が発生してしまう。
【０００６】
そこで、この発明は、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止して、流体の圧力損失を低減することができる逆止弁を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の逆止弁は、弁座と弁受けとの間の間隙に弁板を備え、前記弁座側から前記弁板の法線方向に流入した流体を通過させ、前記弁受け側から前記法線方向に流入する前記流体を前記弁板によって遮断する逆止弁であって、前記弁座には、前記弁座を前記法線方向に貫通する複数の流体導入孔が形成され、前記弁受けには、前記弁受けを前記法線方向に貫通する複数の流体導出孔が形成され、前記流体導入孔と前記流体導出孔とは、前記法線方向から見てずれた位置に配置され、前記弁板には、前記法線方向から見て前記流体導入孔とは重ならず前記流体導出孔とは重なる位置に、前記弁板を前記法線方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、前記流体導入孔は、前記弁板側に設けられた弁板側流路と、前記弁板の反対側に設けられた拡張流路と、を有し、前記拡張流路の前記弁板に平行な断面積は、前記弁板側流路の前記弁板に平行な断面積よりも拡大され、前記拡張流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成することで、弁上流側から弁座の流体導入孔に流入した流体は、弁板を弁受け方向に押し下げて弁板と弁座との間に流入する。弁板と弁座との間を通過した流体は、弁板の貫通孔に流入する。このとき、拡張流路の内壁は、弁板の法線方向と平行に設けられ、拡張流路の弁板と平行な方向の断面積が、流体の上流側から下流側まで一定になっている。したがって、従来のように拡張流路の内壁がテーパ状に形成されている場合と比較して、拡張流路の断面積を増加させることができる。そのため、拡張流路を流通する流体の流速が増加することが防止される。これにより、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止できる。したがって、本発明の逆止弁によれば、逆止弁を流通する流体の圧力損失を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の逆止弁は、前記弁座には、前記弁板の前記貫通孔の前記弁座側の開口端の周囲に当接して前記流体の流れを遮断する弁座面が形成され、前記弁座面は、前記流体の遮断時に、前記弁板の前記開口端が前記弁座面に当接するよう設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成することで、弁板の貫通孔と弁受けの流体導出孔とを従来と同様の寸法に形成した場合に、弁座の流体導入孔の弁板側流路同士の間隔を従来よりも狭め、弁板側流路の弁板と平行な方向の断面積を増加させることができる。そのため、弁板側流路を流通する流体の流速が増加することを防止できる。これにより、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することをより効果的に防止できる。
【００１１】
また、本発明の逆止弁は、前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間には前記弁板と平行な方向に段差が形成され、前記段差の高さは、前記弁板と平行な方向における前記弁座面の外縁と前記弁板の前記開口端との間隔である封止幅と略等しいことを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、流体を封止するための封止幅を十分に確保したまま、弁座の流体導入孔の拡張流路の断面積を弁板側流路の断面積よりも増加させることが可能になる。また、弁座の強度を確保しつつ複数の流体導入孔の拡張流路同士の間隔を狭め、拡張流路の断面積を増加させることができる。
【００１３】
また、本発明の逆止弁は、前記弁板側流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このように構成することで、弁板側流路の弁板の反対側の端部から弁板側の端部までの弁板に平行な方向の断面積を一定にすることができる。これにより、弁板側流路を流通する流体の流速が増加することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の逆止弁は、前記拡張流路の前記法線方向の寸法は、前記弁板側流路の前記法線方向の寸法の４倍以上であることを特徴とする。
【００１６】
このように構成することで、弁板の法線方向における拡張流路の寸法を十分に確保して、流体導入孔を流通する流体の流速が増加することを防止できる。
【００１７】
また、本発明の逆止弁は、前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間に凹状の曲面部が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このように構成することで、断面積の異なる拡張流路と弁板側流路とを滑らかに接続して、流体導入孔を流通する流体の圧力損失を減少させることができる。
【００１９】
また、本発明の逆止弁は、前記流体導入孔の前記弁板側の開口端は、面取りされていることを特徴とする。
【００２０】
このように構成することで、弁座の流体導入孔から弁板の貫通孔に流入する流体の流れをより直線的にして、流体の圧力損失を低減することができる。
【００２１】
また、本発明の逆止弁は、前記弁受けの前記流体導出孔の内壁は、前記法線方向に垂直な断面積が前記弁板から離間するにしたがって拡大するように、前記法線方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成することで、流体導出孔の弁板と平行な方向の断面積を増加させ、流体導出孔を流通する流体の圧力損失を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の逆止弁によれば、流体が弁板の貫通孔に流入する際に、流体の流速が急激に増加することを防止して、流体の圧力損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
【００２５】
図１は、本実施形態の逆止弁１の斜視図であり、図２は、図１に示す逆止弁１の部分断面図である。本実施形態の逆止弁１は、例えば、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）への入熱により発生するＢＯＧ（Boil Off Gas）等を圧縮する往復動圧縮機の吸入口及び吐出口に設けられ、吸入弁及び吐出弁として用いられるものである。
図１及び図２に示すように、逆止弁１は、流体Ｆの上流側に配置されるシート（弁座）２と、流体Ｆの下流側に配置されるガイド（弁受け）３とを備えている。シート２とガイド３は、径が略等しい略円筒状の形状に形成され、流体Ｆの流入方向（図の矢印方向）に重なるように配置されている。
【００２６】
図２に示すように、シート２のガイド３側の面の外周部２ａと、ガイド３のシート２側の面の外周部３ａとは密着している。ガイド３のシート２側の面には凹部３ｂが形成され、シート２とガイド３との間に間隙Ｓが形成されている。凹部３ｂには円板状のプレート（弁板）４が収容され、シート２とガイド３との間の間隙Ｓにプレート４が配置されている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、シート２には、シート２をプレート４の法線Ｈ方向に貫通する複数の流体導入孔２ｂが形成されている。流体導入孔２ｂは、プレート４の法線Ｈ方向から見て複数の流体導入孔２ｂが同一円周上に配置された円状の配列とされ、径の異なる複数の円状の配列が同心円状に配置されている。また、流体導入孔２ｂは、各々の円状の配列の円周方向に延びる長孔状の形状とされている。
【００２８】
図２に示すように、ガイド３には複数の流体導出孔３ｃが形成されている。流体導出孔３ｃは、ガイド３をプレート４の法線Ｈ方向に貫通するように設けられている。ガイド３の流体導出孔３ｃとシート２の流体導入孔２ｂとはプレート４の面方向に交互に形成され、プレート４の法線Ｈ方向から見てずれた位置に配置されている。すなわち、プレート４の法線Ｈ方向から見てガイド３の流体導出孔３ｃとシート２の流体導入孔２ｂは重ならないようになっている。
【００２９】
ガイド３の流体導出孔３ｃは、図１に示すシート２の流体導入孔２ｂと同様に、プレート４の法線Ｈ方向から見て複数の流体導出孔３ｃが同一円周上に配置された円状の配列とされ、径の異なる複数の円状の配列が同心円状に配置されている。また、ガイド３の流体導出孔３ｃは、図１に示すシート２の流体導入孔２ｂと同様に、各々の円状の配列の円周方向に延びる長孔状の形状とされている。
【００３０】
図２に示すように、プレート４には、プレート４の法線Ｈ方向から見てシート２の流体導入孔２ｂとは重ならず、ガイド３の流体導出孔３ｃとは重なる位置に、複数の貫通孔４ａが形成されている。貫通孔４ａは、プレート４をプレート４の法線Ｈ方向に貫通するように設けられている。また、シート２、ガイド３、及びプレート４の中央部をプレート４の法線Ｈ方向に貫通するように丸棒状のスピンドル５が設けられ、プレート４はスピンドル５に固定されている。
【００３１】
スピンドル５のガイド３側の基端部には、雄ねじ部５ａが形成されている。スピンドル５の基端部の雄ねじ部５ａは、ガイド３の中央部に設けられた雌ねじ部３ｄに螺合されてガイド３に固定されている。スピンドル５は、雄ねじ部５ａが形成された基端部とは反対側の先端部が、流体Ｆの上流側に突出するように設けられている。
【００３２】
スピンドル５の中央部のシート２よりも流体Ｆの上流側には、雄ねじ部５ｂが形成されている。スピンドル５の中央部の雄ねじ部５ｂにはナット６が螺合され、ナット６とシート２との間にはワッシャー７が挿入されている。これにより、シート２とガイド３とが一体的に固定され、シート２のガイド３側の面の外周部２ａとガイド３のシート２側の面の外周部３ａとの間には押圧力が付与されている。
【００３３】
スピンドル５に固定されたプレート４の中央部の周囲にはバネ部（図示略）が設けられている。バネ部は、バネ部の外側と内側に円弧状の切り欠きを形成することで、円弧状の帯状に形成されている。これにより、バネ部は、プレート４の中央部の一部と、外周部の一部とを連結するようになっている。そして、バネ部は、所定の力がプレート４の法線Ｈ方向に作用したときに弾性変形し、貫通孔４ａが形成されたプレート４の外周部がプレート４の法線Ｈ方向に移動するように、所定の弾性係数に設定されている。
【００３４】
プレート４の貫通孔４ａは、図１に示すシート２の流体導入孔２ｂと同様に、プレート４の法線Ｈ方向から見て複数の貫通孔４ａが同一円周上に配置された円状の配列とされ、径の異なる複数の円状の配列が同心円状に配置されている。また、プレート４の貫通孔４ａは、シート２の流体導入孔２ｂ及びガイド３の流体導出孔３ｃと同様に、円状の配列の円周方向に延びる長孔状の形状とされている。
【００３５】
図３は、図１及び図２に示す逆止弁１の要部を拡大した断面図である。
図３に示すように、シート２の流体導入孔２ｂは、プレート４とは反対側で流体Ｆの上流側に設けられた拡張流路２１と、プレート４側で流体Ｆの下流側に設けられたプレート側流路（弁板側流路）２２と、を備えている。拡張流路２１の内壁２１ａ及びプレート側流路２２の内壁２２ａは、プレート４の法線Ｈ方向（図２参照）に沿って法線Ｈと略平行に設けられている。拡張流路２１のプレート４に平行な方向の断面積は、プレート側流路２２のプレート４に平行な方向の断面積よりも大きくなっている。これにより、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間には、プレート４と平行な方向に段差Ｇが形成されている。
【００３６】
拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間の段差Ｇには凹状の曲面部２３が形成され、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとが流体Ｆの流通方向（図の矢印方向）に滑らかに接続されている。
また、拡張流路２１の流体Ｆの入口付近、すなわち流体導入孔２ｂのプレート４と反対側の開口端の近傍には、図３に示す断面視で略円弧状の流体導入面２１ｒが形成され、開口端が拡張流路２１よりも拡大されている。
プレート４の法線Ｈ方向の拡張流路２１の寸法Ｌ１は、同方向のプレート側流路２２の寸法Ｌ２よりも大きくなるように形成されている。拡張流路２１の上記の寸法Ｌ１は、プレート側流路２２の上記の寸法Ｌ２の例えば約４倍以上となっている。
【００３７】
シート２には、プレート４の貫通孔４ａのシート２側の開口端４ｆの周囲に当接して、流体Ｆの流れを遮断する弁座面２ｓが形成されている。弁座面２ｓは、流体Ｆの遮断時に、プレート４のシート２側の開口端４ｆが弁座面２ｓに当接するよう設けられている。弁座面２ｓの外周、すなわち流体導入孔２ｂのプレート４側の開口端は面取りされ、プレート４の法線Ｈ方向に対して例えば約４５°程度傾斜したテーパ面２ｔが形成されている。弁座面２ｓとプレート４とが当接したときに、弁座面２ｓとプレート４とが接触するプレート４と平行な方向の幅が、流体Ｆを封止するためのいわゆる封止幅（封止しろ）Ｗとなっている。
【００３８】
封止幅Ｗは、プレート４と平行な方向における弁座面２ｓの外縁２ｅとシート２の開口端４ｆの縁との間隔と等しくなっている。また、封止幅Ｗは、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間の段差Ｇのプレート４と平行な方向の高さｈと略等しくなっている。段差Ｇの高さｈは、封止幅Ｗの他、プレート４の貫通孔４ａの寸法、流体Ｆの圧力等により決定される。
【００３９】
また、弁受け３の流体導出孔３ｃの内壁３ｅは、プレート４の法線Ｈ方向に対して傾斜してテーパ状に設けられている。これにより、流体導出孔３ｃのプレート４の法線Ｈ方向に垂直な断面積は、プレート４から離間するにしたがって拡大するようになっている。また、流体導出孔３ｃの流体Ｆの出口近傍、すなわちプレート４とは反対側の開口端の近傍には、流体導入孔２ｂの流体Ｆの上流側の開口端と同様に、図３に示す断面視で略円弧状の流体導出面３ｒが形成されて開口端が拡大されている。
【００４０】
次に、図４を参照しながら本実施形態の作用について説明する。
図４は、逆止弁の要部の拡大断面図であり、（ａ）はシート２側からガイド３側への流体Ｆの流れを、（ｂ）はプレート４の貫通孔４ａのシート２側の開口端４ｆの入口近傍の流体Ｆの圧力分布を示している。なお、図４（ａ）では、流体Ｆの流速をベクトルで模式的に表している。また、図４（ｂ）では、貫通孔４ａの開口端４ｆの近傍の圧力を等圧線により表している。また、図４（ｂ）では、等圧線の内側でより濃色であるほど圧力が低くなっている。
【００４１】
本実施形態の逆止弁１を、例えば、不図示の往復動圧縮機の吐出口の配管に取り付けて吐出弁として用いる場合には、図１及び図２に示す逆止弁１のシート２側が吐出口側（流体Ｆの上流側）になるように配置する。また、吸入口の配管に取り付けて吸入弁として用いる場合には、逆止弁１のガイド３側が吸入口側（流体Ｆの下流側）になるように配置する。
【００４２】
往復動圧縮機が吸入口から流体Ｆを吸入する際には、往復動圧縮機の吸入口に設けられた逆止弁１では、吸入口に配管を介して接続されたガイド３側の流体Ｆがシート２側の流体Ｆよりも低圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のガイド３の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がガイド３側に移動する。これにより、図３に示すようにプレート４がガイド３側に移動する。そして、図４（ａ）に示すように、シート２の流体導入孔２ｂに流入した流体Ｆは、シート２とプレート４との間に形成された流路を介して、図３に示すガイド３の流体導出孔３ｃに流入する。ガイド３の流体導出孔３ｃに流入した流体Ｆは、ガイド３側から逆止弁１の外部へと排出され、往復動圧縮機の吸入口へ流入する。
【００４３】
一方、往復動圧縮機の吐出口に設けられた逆止弁１では、吐出口に配管を介して接続されたシート２側の流体Ｆがガイド３側の流体Ｆよりも低圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のシート２の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がシート２側に移動する。これにより、図３に示すようにプレート４がシート２側に移動する。そして、プレート４のシート２側の面がシート２の弁座面２ｓに当接する。これにより、シート２の流体導入孔２ｂが閉塞され、ガイド３の流体導出孔３ｃからシート２の流体導入孔２ｂへの流体Ｆの流れが遮断される。
このように、往復動圧縮機の吸入口と吐出口とにそれぞれ本実施形態の逆止弁１を用いることで、往復動圧縮機による流体Ｆの吸入時には、吐出口への流体Ｆの流入を遮断して、吸入口から流体Ｆを吸入することができる。
【００４４】
また、往復動圧縮機により圧縮した流体Ｆを吐出口から吐出する際には、往復動圧縮機の吐出口に設けられた逆止弁１では、吐出口に配管を介して接続されたシート２側の流体Ｆがガイド３側の流体Ｆよりも高圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のガイド３の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がガイド３側に移動する。これにより、図３に示すようにプレート４がガイド３側に移動する。そして、シート２の流体導入孔２ｂに流入した流体Ｆは、図４（ａ）に示すように、シート２とプレート４との間に形成された流路を介して、図３に示すガイド３の流体導出孔３ｃに流入する。ガイド３の流体導出孔３ｃに流入した流体Ｆは、ガイド３側から逆止弁１の外部へと排出される。
【００４５】
一方、往復動圧縮機の吸入口に設けられた逆止弁１では、吸入口に配管を介して接続されたガイド３側の流体Ｆがシート２側の流体Ｆよりも高圧になる。この流体Ｆの圧力差により、逆止弁１のプレート４には、プレート４の法線Ｈ方向のシート２の向きの力が作用する。この力により、スピンドル５に固定されたプレート４の中央部と周辺部とを連結するバネ部が弾性変形して、プレート４の外周部がシート２側に移動する。これにより、図４（ａ）に示すように、プレート４がシート２側に移動する。そして、プレート４のシート２側の面がシート２の弁座面２ｓに当接する。これにより、シート２の流体導入孔２ｂが閉塞され、ガイド３の流体導出孔３ｃからシート２の流体導入孔２ｂへの流体Ｆの流れが遮断される。
このように、往復動圧縮機の吸入口と吐出口とにそれぞれ本実施形態の逆止弁１を用いることで、往復動圧縮機による流体Ｆの吐出時には、吸入口からの流体Ｆの流出を遮断して、吐出口から流体Ｆを吐出することができる。
【００４６】
ここで、本実施形態の逆止弁１では、図３に示すように、拡張流路２１の内壁２１ａは、プレート４の法線Ｈ方向と平行に設けられている。そして、拡張流路２１のプレート４と平行な方向の断面積が、流体Ｆの上流側から下流側まで一定になっている。そのため、図５に示す従来の逆止弁１００のように拡張流路２１０の内壁２１０ａがテーパ状に形成されている場合と比較して、拡張流路２１のプレート４側が拡張されてプレート４側の断面積が増加する。
【００４７】
これにより、従来の逆止弁１００では、図６（ａ）に示すように拡張流路２１０を流通する際に流体Ｆの流速が増加していたが、本実施形態の逆止弁１では、図４（ａ）に示すように拡張流路２１を流通する流体Ｆの流速が増加することが防止される。そのため、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が急激に増加することを防止できる。
【００４８】
その結果、図４（ｂ）に示すように、貫通孔４ａの開口端４ｆの近傍の圧力分布は、図６（ｂ）に示す従来の逆止弁１００の圧力分布よりも全体的に淡色となり、圧力の低下が抑制される。したがって、本実施形態の逆止弁１によれば、拡張流路２１の内壁２１ａをプレート４の法線Ｈ方向と平行に設けることで流体Ｆに圧力損失が発生することを防止できる。
【００４９】
また、プレート側流路２２の内壁２２ａは、拡張流路２１の内壁２１ａと同様に、プレート４の法線Ｈ方向と平行に設けられている。そのため、プレート側流路２２のプレート４に平行な方向の断面積を、プレート４と反対側の端部からプレート４側の端部まで、一定にすることができる。これにより、プレート側流路２２を流通する流体Ｆの流速が増加することを防止できる。したがって、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が増加することをより効果的に防止できる。
【００５０】
また、図３に示すように、拡張流路２１のプレート４の法線Ｈ方向の寸法Ｌ１は、プレート側流路２２の同方向の寸法Ｌ２の４倍以上となっている。そのため、プレート４の法線Ｈ方向における拡張流路２１の寸法Ｌ１を十分に確保して、流体導入孔２ｂを流通する流体Ｆの流速が増加することをより確実に防止できる。
【００５１】
また、拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間に凹状の曲面部２３を形成することで、断面積の異なる拡張流路２１とプレート側流路２２とを滑らかに接続して、流体導入孔２ｂを流通する流体Ｆの圧力損失を減少させることができる。
また、流体導入孔２ｂのプレート４側の開口端が面取りされてテーパ面２ｔが形成されているので、シート２の流体導入孔２ｂからプレート４の貫通孔４ａに流入する流体Ｆの流れをより直線的にして、流体Ｆの圧力損失を低減することができる。また、プレート４に当接する弁座面２ｓの周囲を面取りすることにより、シート２のプレート４への食いつきを防止することができる。
【００５２】
また、シート２の弁座面２ｓは、流体Ｆの遮断時にプレート４の開口端４ｆの縁が弁座面２ｓに当接するよう設けられている。これにより、プレート４の貫通孔４ａとガイド３の流体導出孔３ｃとを従来の逆止弁１００と同様の寸法に形成した場合に、シート２の流体導入孔２ｂのプレート側流路２２同士の間隔を、図５に示す従来の逆止弁１００よりも狭くすることができる。そして、プレート側流路２２のプレート４と平行な方向の断面積を従来の逆止弁１００よりも増加させることができる。そのため、プレート側流路２２を流通する流体Ｆの流速が増加することをより効果的に防止できる。これにより、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が増加することをより効果的に防止できる。
【００５３】
また、シート２の流体導入孔２ｂの拡張流路２１の内壁２１ａとプレート側流路２２の内壁２２ａとの間の段差Ｇの高さｈが、封止幅Ｗと略等しくなっている。これにより、流体Ｆを封止するための封止幅Ｗを十分に確保したまま、シート２の流体導入孔２ｂの拡張流路２１の断面積をプレート側流路２２の断面積よりも増加させることが可能になる。また、シート２の強度を確保しつつ複数の流体導入孔２ｂの拡張流路２１同士の間隔を狭め、拡張流路２１の断面積をプレート側流路２２の断面積よりも増加させることができる。
【００５４】
また、ガイド３の流体導出孔３ｃの内壁３ｅが、プレート４の法線Ｈ方向に対して傾斜してテーパ状に設けられ、プレート４の法線Ｈ方向に垂直な断面積が、プレート４から離間するにしたがって拡大するように形成されている。これにより、流体導出孔３ｃのプレート４と平行な方向の断面積を増加させ、流体導出孔３ｃを流通する流体Ｆの圧力損失を低減させることができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の逆止弁１によれば、流体Ｆがプレート４の貫通孔４ａに流入する際に、流体Ｆの流速が急激に増加することを防止して、流体Ｆの圧力損失を低減することができる。
【００５６】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、シートの流体導入孔、プレートの貫通孔、及びガイドの流体導出孔は長孔状の形状ではなく、円形や楕円形、あるいは多角形等の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態における逆止弁の斜視図である。
【図２】図１に示す逆止弁の部分断面図である。
【図３】図１に示す逆止弁の要部の拡大断面図である。
【図４】図１に示す逆止弁の要部の拡大断面図であり、（ａ）は流体の流れ示す図、（ｂ）は流体の圧力分布を示す図である。
【図５】従来の逆止弁の要部の拡大断面図である。
【図６】従来の逆止弁の要部の拡大断面図であり、（ａ）は流体の流れを示す図、（ｂ）は要部における流体の圧力分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 逆止弁、２ シート（弁座）、２ａ 外周部、２ｂ 流体導入孔、２ｓ 弁座面、２ｔ テーパ面（面取り）、２１ 拡張流路、２１ａ 内壁、２２ プレート側流路（弁板側流路）、２２ａ 内壁、２３ 曲面部、３ ガイド（弁受け）、３ｃ 流体導出孔、３ｅ 内壁、４ プレート（弁板）、４ａ 貫通孔、４ｆ 開口端、Ｆ 流体、Ｇ 段差、Ｈ 法線、ｈ 高さ、Ｌ１ 寸法、Ｌ２ 寸法、Ｓ 間隙、Ｗ 封止幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と弁受けとの間の間隙に弁板を備え、前記弁座側から前記弁板の法線方向に流入した流体を通過させ、前記弁受け側から前記法線方向に流入する前記流体を前記弁板によって遮断する逆止弁であって、
前記弁座には、前記弁座を前記法線方向に貫通する複数の流体導入孔が形成され、
前記弁受けには、前記弁受けを前記法線方向に貫通する複数の流体導出孔が形成され、
前記流体導入孔と前記流体導出孔とは、前記法線方向から見てずれた位置に配置され、
前記弁板には、前記法線方向から見て前記流体導入孔とは重ならず前記流体導出孔とは重なる位置に、前記弁板を前記法線方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、
前記流体導入孔は、前記弁板側に設けられた弁板側流路と、前記弁板の反対側に設けられた拡張流路と、を有し、
前記拡張流路の前記弁板に平行な断面積は、前記弁板側流路の前記弁板に平行な断面積よりも拡大され、
前記拡張流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
前記弁座には、前記弁板の前記貫通孔の前記弁座側の開口端の周囲に当接して前記流体の流れを遮断する弁座面が形成され、
前記弁座面は、前記流体の遮断時に、前記弁板の前記開口端が前記弁座面に当接するよう設けられていることを特徴とする請求項１記載の逆止弁。
【請求項３】
前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間には前記弁板と平行な方向に段差が形成され、
前記段差の高さは、前記弁板と平行な方向における前記弁座面の外縁と前記弁板の前記開口端との間隔である封止幅と略等しいことを特徴とする請求項２記載の逆止弁。
【請求項４】
前記弁板側流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項記載の逆止弁。
【請求項５】
前記拡張流路の前記法線方向の寸法は、前記弁板側流路の前記法線方向の寸法の４倍以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項６】
前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間に凹状の曲面部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項７】
前記流体導入孔の前記弁板側の開口端は、面取りされていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項８】
前記弁受けの前記流体導出孔の内壁は、前記法線方向に垂直な断面積が前記弁板から離間するにしたがって拡大するように、前記法線方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項１】
弁座と弁受けとの間の間隙に弁板を備え、前記弁座側から前記弁板の法線方向に流入した流体を通過させ、前記弁受け側から前記法線方向に流入する前記流体を前記弁板によって遮断する逆止弁であって、
前記弁座には、前記弁座を前記法線方向に貫通する複数の流体導入孔が形成され、
前記弁受けには、前記弁受けを前記法線方向に貫通する複数の流体導出孔が形成され、
前記流体導入孔と前記流体導出孔とは、前記法線方向から見てずれた位置に配置され、
前記弁板には、前記法線方向から見て前記流体導入孔とは重ならず前記流体導出孔とは重なる位置に、前記弁板を前記法線方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、
前記流体導入孔は、前記弁板側に設けられた弁板側流路と、前記弁板の反対側に設けられた拡張流路と、を有し、
前記拡張流路の前記弁板に平行な断面積は、前記弁板側流路の前記弁板に平行な断面積よりも拡大され、
前記拡張流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする逆止弁。
【請求項２】
前記弁座には、前記弁板の前記貫通孔の前記弁座側の開口端の周囲に当接して前記流体の流れを遮断する弁座面が形成され、
前記弁座面は、前記流体の遮断時に、前記弁板の前記開口端が前記弁座面に当接するよう設けられていることを特徴とする請求項１記載の逆止弁。
【請求項３】
前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間には前記弁板と平行な方向に段差が形成され、
前記段差の高さは、前記弁板と平行な方向における前記弁座面の外縁と前記弁板の前記開口端との間隔である封止幅と略等しいことを特徴とする請求項２記載の逆止弁。
【請求項４】
前記弁板側流路の内壁は、前記法線方向と平行に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項記載の逆止弁。
【請求項５】
前記拡張流路の前記法線方向の寸法は、前記弁板側流路の前記法線方向の寸法の４倍以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項６】
前記拡張流路の内壁と前記弁板側流路の内壁との間に凹状の曲面部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項７】
前記流体導入孔の前記弁板側の開口端は、面取りされていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項８】
前記弁受けの前記流体導出孔の内壁は、前記法線方向に垂直な断面積が前記弁板から離間するにしたがって拡大するように、前記法線方向に対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の逆止弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１２４０５（Ｐ２０１０−１１２４０５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８３５６６（Ｐ２００８−２８３５６６）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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