特開 2024-143380 減勢機能付きバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143380

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】減勢機能付きバルブ

(51)【国際特許分類】

   F15D 1/02 20060101AFI20241003BHJP

   F16K 47/02 20060101ALI20241003BHJP

   E02B 8/04 20060101ALI20241003BHJP

   F16K 1/12 20060101ALN20241003BHJP

【ＦＩ】

F15D1/02 C

F16K47/02 A

E02B8/04

F16K1/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056026

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松原 圭佑

【テーマコード（参考）】

2D019

3H052

3H066

【Ｆターム（参考）】

2D019FA01

3H052AA01

3H052BA11

3H052BA25

3H052CA01

3H052CC01

3H052EA02

3H052EA16

3H066AA01

3H066BA04

3H066BA05

3H066EA11

3H066EA32

3H066EA33

(57)【要約】

【課題】コンパクトな構成で、容易に設置することが可能な減勢機能付きバルブを提供すること。
【解決手段】軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続された筒状の弁箱と、弁箱における軸方向の他端側の開口部に接続された流出配管と、弁箱内において他端側の開口部を開閉する弁体とを備える減勢機能付きバルブである。当該バルブは、他端側の開口部の開状態において、他端側の開口部から流出配管内に、流出配管の径方向における中心線に沿って、中心線を含む領域を流れる噴流が排出されるように構成され、当該バルブは、流出配管内において、他端側の開口部から中心線に沿って所定の距離離れた位置に配置され、中心線を中心として流出配管の径方向に広がる所定の領域に設けられた減勢部材を備え、減勢部材は、噴流が減勢部材に衝突することによって噴流の勢いを減じさせ、勢いの減じた噴流を流出配管の内周面に向かって拡散させるように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続された筒状の弁箱と、
前記弁箱における前記軸方向の他端側の開口部に接続された流出配管と、
前記弁箱内において前記他端側の開口部を開閉する弁体と
を備える減勢機能付きバルブであって、
前記減勢機能付きバルブは、
前記他端側の開口部の開状態において、前記他端側の開口部から前記流出配管内に、前記流出配管の径方向における中心線に沿って、前記中心線を含む領域を流れる噴流が排出されるように構成され、
前記減勢機能付きバルブは、
前記流出配管内において、前記他端側の開口部から前記中心線に沿って所定の距離離れた位置に配置され、前記中心線を中心として前記流出配管の径方向に広がる所定の領域に設けられた減勢部材を備え、
前記減勢部材は、前記噴流が前記減勢部材に衝突することによって前記噴流の勢いを減じさせ、勢いの減じた噴流を前記流出配管の内周面に向かって拡散させるように構成されている、
減勢機能付きバルブ。

【請求項2】

前記減勢機能付きバルブは、前記流出配管の内周面において、前記減勢部材に対して前記他端側の開口部とは反対側の下流側に設けられた副減勢部材をさらに備え、
前記副減勢部材は、前記減勢部材に衝突して拡散して前記流出配管の内周面に沿って前記下流側へ流れる噴流が前記副減勢部材に衝突することにより、噴流の勢いをさらに減じさせるように構成されている、
請求項１に記載の減勢機能付きバルブ。

【請求項3】

前記減勢機能付きバルブは、前記流出配管内に空気を供給する給気管をさらに備え、
前記給気管は、前記流出配管において、前記弁箱の前記他端側の開口部と前記減勢部材との間の位置に接続されている、
請求項１に記載の減勢機能付きバルブ。

【請求項4】

前記流出配管の径は、前記他端側の開口部の径よりも大きい、
請求項１に記載の減勢機能付きバルブ。

【請求項5】

前減勢部材は、錐状に形成され、
前記減勢部材は、頂点が前記他端側の開口部へ向き、前記他端側の開口部から排出された噴流の径方向中心部が前記頂点に衝突するように配置されている、
請求項１に記載の減勢機能付きバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減勢機能付きバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ダム等の設備から排出される水を河川等に放流する際に、当該設備から排出される高速の水流の勢いを減じる減勢工が知られている。減勢工によって水の勢いを減じてから河川等に放水することにより、放水による環境への影響を低減することができる。特許文献１には、このような減勢工の一例が記載されている。特許文献１に記載の減勢工は、ダムの下部に設けられた噴流排出口を開閉するバルブと、噴流排出口から排出された水が流入する箱型の減勢槽とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５９－１８７９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の減勢工は、大型の土木構造物である箱型の減勢槽を必要とするため、大掛かりな構造となる上に、減勢工の構築に多くの工程と期間を必要とする。

【0005】

そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて、コンパクトな構成で、容易に設置することが可能な減勢機能付きバルブを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る減勢機能付きバルブは、軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続された筒状の弁箱と、前記弁箱における前記軸方向の他端側の開口部に接続された流出配管と、前記弁箱内において前記他端側の開口部を開閉する弁体とを備える減勢機能付きバルブであって、前記減勢機能付きバルブは、前記他端側の開口部の開状態において、前記他端側の開口部から前記流出配管内に、前記流出配管の径方向における中心線に沿って、前記中心線を含む領域を流れる噴流が排出されるように構成され、前記減勢機能付きバルブは、前記流出配管内において、前記他端側の開口部から前記中心線に沿って所定の距離離れた位置に配置され、前記中心線を中心として前記流出配管の径方向に広がる所定の領域に設けられた減勢部材を備え、前記減勢部材は、前記噴流が前記減勢部材に衝突することによって前記噴流の勢いを減じさせ、勢いの減じた噴流を前記流出配管の内周面に向かって拡散させるように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、コンパクトな構成で、容易に設置することが可能な減勢機能付きバルブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る減勢機能付きバルブの一例を模式的に示す断面図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図１におけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】図１におけるＣ－Ｃ線断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る減勢機能付きバルブの他の例を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る減勢機能付きバルブを説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまで一例であり、本発明に係る減勢機能付きバルブは、以下の実施形態に限定されるものではない。

【0010】

図１～図４に示される、本実施形態に係る減勢機能付きバルブ１（以下、バルブ１とも称する）は、ダム、プラント等の設備から排出される液体（たとえば水）が河川等に放流される際に、減勢工として用いることが可能なバルブである。バルブ１は、上記設備から排出される高速の水流の流量を調節する機能と、当該水流の勢いを減じる（流速を低下させる）機能とを有する。

【0011】

バルブ１は、軸方向Ｄ１の一端側の開口部３１に流入配管２が接続された筒状の弁箱３と、弁箱３における軸方向Ｄ１の他端側の開口部３２に接続された流出配管４と、弁箱３内において他端側の開口部３２を開閉する弁体５とを備えている。一端側の開口部３１は、弁箱３において、液体の流れ方向における上流側の端部に位置する開口部である。他端側の開口部３２は、弁箱３において、液体の流れ方向における下流側の端部に位置する開口部である。

【0012】

バルブ１は、他端側の開口部３２の開状態において、他端側の開口部３２から流出配管４内に、流出配管４の径方向における中心線４１に沿って、中心線４１を含む領域４２を流れる噴流Ｊ１が排出されるように構成されている。中心線４１は、流出配管４の径方向における中心を通り、かつ、軸方向Ｄ１に沿って延びる線である。なお、本実施形態では、流出配管４の軸方向は弁箱の軸方向Ｄ１と同方向であり、以下、流出配管４の軸方向についても参照符号Ｄ１を用いて説明する。同様に、流出配管４の径方向は弁箱の径方向Ｄ２と同方向であり、以下、流出配管４の径方向についても参照符号Ｄ２を用いて説明する。本明細書における「噴流Ｊ１」は、速度を持った液体（高速の液体）が他端側の開口部３２から流出配管４内に一方向（軸方向Ｄ１に沿った下流側）に噴出する流れである。本実施形態では、「噴流Ｊ１」の断面（噴流Ｊ１における流れ方向（本実施形態では軸方向Ｄ１と同方向）と直交する方向に沿った断面）の径ＤＭ２は、他端側の開口部３２の径ＤＭ１より小さい。

【0013】

なお、本実施形態では、他端側の開口部３２から流出配管４内に排出された噴流Ｊ１は、減勢部材６に衝突して拡散して流出配管４の内周面に沿って下流側へ流れる。本明細書においては、他端側の開口部３２から流出配管４内に排出されて減勢部材６に衝突するまでの区間の噴流Ｊ１と、減勢部材６に衝突して拡散して下流側に流れる液体との双方を、便宜上、噴流Ｊ１と称するものとする。

【0014】

弁箱３および弁体５の構成は、他端側の開口部３２を開閉可能であり、開状態において、弁箱３の他端側の開口部３２から流出配管４内に噴流Ｊ１（流出配管４の径方向Ｄ２における中心線４１に沿って、中心線４１を含む領域４２を流れる噴流Ｊ１）を排出できるのであれば、特に限定されない。本実施形態では、バルブ１は、筒状（たとえば円筒状）の弁箱３と、弁箱３内において軸方向Ｄ１に沿って移動可能な筒状（たとえば円筒状）の弁体５とを備えている。本実施形態では、弁箱３は、一端側の開口部３１から軸方向Ｄ１で下流に向かって内径が大きくなり、他端側の開口部３２に向かって内径が小さくなるように構成されている。

【0015】

本実施形態では、弁体５は、筒状の弁本体５１と、弁本体５１の上流側の端部を塞ぐ閉塞部材５２とを備えている。本実施形態では、閉塞部材５２は、弁箱３内に固定されている。弁本体５１および閉塞部材５２は、弁箱３の一端側の開口部３１と他端側の開口部３２とを結ぶ軸線３３上に並ぶように配置されている。また、弁箱３の内周面と、弁本体５１の外周面および閉塞部材５２の外周面との間には、弁本体５１および閉塞部材５２の周方向全体にわたって液体が流れる流路が形成されている。

【0016】

閉塞部材５２は、液体の流れを阻害しにくい形状に形成されている。閉塞部材５２は、たとえば、軸方向Ｄ１に沿って延びる筒状部５２１と、筒状部５２１の上流側の端部を塞ぐ先端部５２２とを備えている。先端部５２２は、液体の流れを阻害しにくいように構成されていればよい。すなわち、先端部５２２は、液体から受ける抵抗が少なくなるような形状を有している。本実施形態では、先端部５２２は、筒状部５２１の上流側の端部から上流側へ錐状（たとえば円錐状）に突出するように形成されている。なお、先端部５２２は、筒状部５２１の上流側の端部から上流側へ半球状等の他の形状に突出するように形成されていてもよい。

【0017】

弁本体５１は、閉塞部材５２に対して軸方向Ｄ１に沿って移動可能に構成されている。具体的には、弁本体５１は、その周面が閉塞部材５２の筒状部５２１の周面に対して軸方向Ｄ１にスライドしながら移動可能に構成されている。弁本体５１が閉塞部材５２に対して移動するための構成は特に限定されない。本実施形態では、バルブ１は、閉塞部材５２に対して弁本体５１を軸方向Ｄ１に沿って移動させるためのリンク機構５３を備えている。リンク機構５３は、弁本体５１が閉塞部材５２に対して軸方向Ｄ１に沿って移動可能なように弁本体５１と閉塞部材５２とを連結している。リンク機構５３をモータ等の回転型のアクチュエータ（図示せず）を用いて作動させることにより、弁本体５１を閉塞部材５２に対して軸方向Ｄ１に沿って移動させることができる。

【0018】

なお、ダムからの放流がなされる場合、発電時にはダムから管路（図示せず）を通過した水流の勢いにより水車（図示せず）を駆動させて発電が行われ、発電に寄与した水流は河川等に放流される。一方、発電機の不具合などで発電が緊急停止した時は、上記管路から上記水車をバイパスした別の管路（たとえば、流入配管２および流出配管４）を使用して水流をバルブ１によって減勢してから、水流が河川などに放流される。この緊急停止時において、リンク機構５３を備えたバルブ１を使用して減勢すれば、弁体５による他端側の開口部３２の開閉時間の設定の自由度が高くなり、素早くバルブ１が開閉動作を行うことができる。したがって、水車の入口弁や水車などとの連携が取りやすく、スムーズに維持放流（河川の流水の正常な機能の維持のための放流）を行うことが可能となる。

【0019】

弁本体５１は、軸方向Ｄ１に沿って移動することにより、他端側の開口部３２を通過する液体の流量を調節することができる。弁本体５１は、軸方向Ｄ１に沿って移動することにより、他端側の開口部３２を通過する液体の流量を調節することができれば、その形状は特に限定されない。本実施形態では、弁本体５１は、弁本体５１の下流側の端部５１１が、弁箱３の他端側の開口部３２の内周面に対して接触および離間することにより、弁本体５１の下流側の端部５１１と、弁箱３の他端側の開口部３２の内周面との間の隙間の大きさを調節し、その隙間を通過する液体の量、すなわち、他端側の開口部３２を通過する液体の流量を調節するように構成されている。このように、筒状の弁本体５１が軸方向Ｄ１に沿って移動して流量を調節する場合、弁本体５１の移動は液体の流れや圧力の影響を受けにくい。したがって、弁本体５１をスムーズに移動させることができ、流量の調節を容易に行うことができるとともに、弁本体１５の移動に必要なエネルギーの量を抑えることができる。

【0020】

なお、弁体５の構成は図示した構成に限定されず、他端側の開口部３２を開閉可能な他の構造を有する弁体が用いられてもよい。たとえば、弁本体が筒状に形成されている場合、弁本体は、その周壁に流体が通過することが可能な貫通孔（図示せず）が形成されてもよい。この場合、弁本体は、弁本体の外周面が閉塞部材の内周面および他端側の開口部３２の内周面に対してスライドしながら軸方向Ｄ１に沿って移動可能に構成され、弁本体の移動に応じて閉塞部材が上記貫通孔を塞ぐ面積が調節されるように構成される。このような弁体では、上記貫通孔を通じて弁本体内に液体が流入し、弁本体内に流入した液体は、弁本体の下流側の端部から流出配管４内に噴流Ｊ１として流出する。また、弁本体の移動に応じて、閉塞部材が上記貫通孔を塞ぐ量が調節されるため、貫通孔を通じて弁本体内に流入する液体の流量が調節され、流出配管４内への流量が調節される。この場合においても、筒状の弁本体が軸方向Ｄ１に沿って移動することによって流量が調節されるため、弁本体の移動が液体の流れや圧力の影響を受けにくい。したがって、弁本体をスムーズに移動させることができ、流量の調節を容易に行うことができるとともに、弁本体の移動に必要なエネルギーの量を抑えることができる。

【0021】

流出配管４は、弁箱３の他端側の開口部３２から流入した噴流Ｊ１を下流側へ案内する管である。流出配管４内には、後述のように、噴流Ｊ１の勢いを減じさせる減勢部材６が配置されている。また、流出配管４内には、後述のように、減勢部材６によって勢いが減じられた噴流Ｊ１の勢いをさらに減じさせる副減勢部材８が配置されている。流出配管４の材質は、噴流Ｊ１の搬送に耐えることができるとともに、減勢部材６を固定することができるのであれば、特に限定されない。本実施形態では、たとえば、流出配管４は、鋼材等の金属材料により構成されている。

【0022】

流出配管４の形状および大きさは、流出配管４内に減勢部材６を配置した状態で、噴流Ｊ１を下流側へ案内することができるのであれば、特に限定されない。本実施形態では、流出配管４の径ＤＭ３は、他端側の開口部３２の径ＤＭ１よりも大きい。上述のように、本実施形態では、噴流Ｊ１の径ＤＭ２は、他端側の開口部３２の径ＤＭ１より小さい（図１参照）。したがって、流出配管４の径ＤＭ３が他端側の開口部３２の径ＤＭ１よりも大きい構成により、他端側の開口部３２から排出された噴流Ｊ１は、流出配管４の内周面４３との間に隙間を有する。このため、減勢部材６に衝突した噴流Ｊ１は、流出配管４の内周面４３に向かって拡散しやすく、下流側へ流れやすい。したがって、流出配管４の内周面４３への噴流Ｊ１の拡散性を高めて、噴流Ｊ１の勢いを流出配管４の内周面４３において減じる効率を高めながら、噴流Ｊ１の逆流による抵抗の増加を抑え、流量の減少を抑えることができる。なお、流出配管４の内周面４３への噴流Ｊ１の拡散性を確保できるのであれば、流出配管４の径ＤＭ３が他端側の開口部３２の径ＤＭ１に対してどの程度大きいかは特に限定されない。本実施形態では、流出配管４の径ＤＭ３は、たとえば、他端側の開口部３２の径ＤＭ１の２～３倍である。

【0023】

また、本実施形態では、流出配管４の径ＤＭ３は、流出配管４の中心線４１に沿って一定であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、流出配管４の径ＤＭ３は、他端側の開口部３２付近から下流側に向かって次第に大きくなり、減勢部材６に対応する位置または減勢部材６に対応する位置のやや上流側の位置から、下流側に向かって一定となっている。このような構成により、噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突するまでの区間、すなわち、流出配管４の径方向Ｄ２において、噴流Ｊ１の存在領域が小さい区間では、流出配管４の径ＤＭ３を小さくして、流出配管４をコンパクトに構成することができる。

【0024】

また、本実施形態では、流出配管４の径ＤＭ３は、減勢部材６に衝突した噴流Ｊ１が流出配管４の内周面に向かって拡散しやすいような径である。具体的には、流出配管４の径ＤＭ３は、減勢部材６と衝突して流出配管４の内周面に向かって拡散する噴流Ｊ１が、流出配管４の内周面と減勢部材６との間の隙間から下流側へ流れるような径である。流出配管４の径がこのような径である構成により、減勢部材６と衝突して流出配管４の内周面に向かって拡散する噴流Ｊ１が、流出配管４の内周面と減勢部材６との間の隙間から下流側へ流れることができる。これにより、流出配管４の内周面への噴流Ｊ１の拡散性を高めて、噴流Ｊ１の勢いを流出配管４の内周面において減じる効率を高めながら、噴流Ｊ１の逆流による抵抗の増加を抑え、流量の減少を抑えることができる。

【0025】

バルブ１は、流出配管４内において、減勢部材６を備えている。減勢部材６は、流出配管４内に流入した液体の流れ（噴流Ｊ１）の勢いを減じる部材である。すなわち、減勢部材６は、噴流Ｊ１の勢いを減じる機能（以下、減勢機能とも称する）を有している。減勢部材６は、自己に衝突する噴流Ｊ１に対して反力および摩擦力を与えることにより、噴流Ｊ１の勢いを減じることができる。減勢部材６は、弁箱３の他端側の開口部３２から流出配管４の中心線４１に沿って所定の距離Ｌ離れた位置に配置されている。所定の距離Ｌは、減勢部材６が他端側の開口部３２からの噴流Ｊ１の排出を阻害せず、かつ、噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突できる距離であれば、特に限定されない。すなわち、所定の距離Ｌは、減勢部材６が他端側の開口部３２に近づき過ぎて他端側の開口部３２からの噴流Ｊ１の排出を阻害するという不都合が生じず、かつ、噴流Ｊ１が減勢部材６から離れすぎて噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突しにくくなるという不都合が生じないような距離であれば、特に限定されない。所定の距離Ｌがこのような距離であることにより、噴流Ｊ１を減勢部材６に衝突させて、噴流Ｊ１の勢いを減じることができるとともに、他端側の開口部３２からの噴流Ｊ１の排出がスムーズに行われ得る。

【0026】

なお、バルブ１が後述の給気管７（図１参照）を備えている場合には、所定の距離Ｌは、減勢部材６が給気管７よりも下流側に位置するような距離であることが好ましい。所定の距離Ｌがこのような距離であることにより、減勢部材６に衝突して向きを変えた噴流Ｊ１が、給気管７内に侵入するのを抑制することができる。これにより、給気管７からの給気が、給気管７への噴流の侵入によって阻害されるのを防止することができる。

【0027】

また、減勢部材６は、流出配管４の中心線４１を中心として流出配管４の径方向Ｄ２に広がる所定の領域４２に設けられている。本明細書において、「所定の領域４２」とは、流出配管４内の空間において、流出配管４の中心線４１を中心として流出配管４の径方向Ｄ２に広がる範囲（空間的な広がり）であって、その範囲に減勢部材６が設けられることにより、中心線４１を含む領域４２を流れる噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突して、噴流Ｊ１の勢いを減じることができる範囲である。所定の領域４２は、噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突することにより、噴流Ｊ１の勢いを減じることができるのであれば、その大きさや形状は特に限定されない。本実施形態では、「所定の領域４２」は、減勢部材６に衝突する直前の噴流Ｊ１の断面（噴流Ｊ１における流れ方向（本実施形態では軸方向Ｄ１と同方向）と直交する方向に沿った断面）の大きさに応じた大きさを有する。具体的には、所定の領域４２の大きさは、中心線４１を含む領域４２を流れる噴流Ｊ１の断面全体が減勢部材６に衝突するような大きさである。本実施形態では、所定の領域４２の大きさは、減勢部材６に衝突する直前の噴流Ｊ１の断面の大きさよりも大きい。所定の領域４２がそのような大きさを有することにより、噴流Ｊ１の勢いを減じる効率を高めることができる。また、減勢部材６が設けられる所定の領域４２は、たとえば、他端側の開口部３２の径ＤＭ１に対応した大きさ（たとえば、所定の領域４２の径が、他端側の開口部３２の径ＤＭ１の０．９～１．５倍、好ましくは１．０～１．４倍、より好ましくは１．１～１．３倍）であることが好ましい。減勢部材６が設けられる領域４２がこのような領域であることにより、噴流Ｊ１（本実施形態では、中心線４１を含む領域４２を流れる噴流Ｊ１）を減勢部材６に衝突させて、噴流Ｊ１の勢いを効率よく減じることができる。本実施形態では、減勢部材６の材質は、噴流Ｊ１の衝突に耐えることができるのであれば、特に限定されない。本実施形態では、たとえば、減勢部材６は、鋼材等の金属材料により構成されている。

【0028】

本実施形態では、減勢部材６は、錐状に形成されている。具体的には、減勢部材６は、頂点６１が他端側の開口部３２へ向き、他端側の開口部３２から排出された噴流Ｊ１の径方向中心部が頂点６１に衝突するように配置されている。減勢部材６が錐状に形成されることにより、減勢部材６への衝突によって噴流Ｊ１の勢いを減じながら、減勢部材６に衝突した噴流Ｊ１を、下流側に向けて、かつ、流出配管４の中心線４１に対して傾斜した方向に流動させることができる。これにより、減勢部材６は、噴流Ｊ１の勢いを減じながら、減勢部材６に衝突した噴流Ｊ１の逆流（上流側への流動）を抑制することができる。したがって、噴流Ｊ１の逆流による抵抗の増加を抑え、流量の減少を抑制することができる。

【0029】

本実施形態では、減勢部材６は、円錐状に形成されている。減勢部材６をこのような形状に構成することにより、噴流Ｊ１を減勢部材６に対して、中心線４１の周りに均等に衝突させることができる。したがって、噴流Ｊ１の勢いを中心線４１の周りに均等に減じることができる。また、噴流Ｊ１が減勢部材６へ衝突することによって、後述のように、流出配管４の内周面４３に向かって拡散される際に、流出配管４の内周面４３に対して、噴流Ｊ１を周方向に均等に拡散させることができる。したがって、噴流Ｊ１が流出配管４の内周面４３へ衝突した後、噴流Ｊ１と流出配管４の内周面４３との摩擦による減勢効果と、噴流Ｊ１と後述の副減勢部材８との衝突による減勢効果とを、流出配管４の周方向において均等に奏することができる。これにより、流出配管４の周方向における減勢効果の偏りを低減し、減勢効果をより高めることができる。

【0030】

なお、減勢部材６の形状は、錐状以外の形状であってもよい。たとえば、図５に示されるように、閉塞部材５２は、板状に形成されてもよい。具体的には、閉塞部材５２は、円板状に形成されてもよい。減勢部材６が板状に構成されている場合、減勢部材６は、一方の面６２が上流側を向き、かつ、一方の面６２が流出配管４の中心線４１に対して直交するように配置される。一方の面６２が流出配管４の中心線４１に対して直交するように配置される構成により、減勢部材６は、一方の面６２が流出配管４の中心線４１に対して傾斜するように配置される場合と比べて、噴流Ｊ１との衝突の際に噴流Ｊ１に与える反力を大きくすることができる。したがって、噴流Ｊ１の勢いを減じる効率を高めることができる。また、板状の減勢部材６は、一方の面６２の中心が、流出配管４の中心線４１上に位置するように配置される。一方の面６２の中心が、流出配管４の中心線４１上に位置する構成により、噴流Ｊ１の断面に対して中心線４１周りに均等に反力を与えることができる。したがって、噴流Ｊ１の勢いを、中心線４１周りに均等に減じることができる。

【0031】

減勢部材６を流出配管４内に設ける方法は、特に限定されない。減勢部材６は、たとえば、流出配管４と溶接等により一体的に構成されていてもよいし、流出配管４に対してボルト接合等により着脱可能に構成されていてもよい。本実施形態では、減勢部材６は、噴流Ｊ１に衝突して噴流Ｊ１の勢いを減じる本体６３と、本体６３を支持する支持部６４とを備えている。減勢部材６が有する上述の減勢機能は、本体６３が有する。本実施形態では、支持部６４は、本体６３を流出配管４の内面に固定する機能を有する。支持部６４は、本体６３を支持するとともに、液体の下流側への流れを阻害しにくいように構成されている。本実施形態では、支持部６４は、たとえば、流出配管４の中心線４１に沿って配置された１または複数の板状部材６４１により構成されている。板状の支持部６４は、流出配管４の内周面４３に溶接等の公知の固定方法により固定されている。また、支持部６４には、本体６３が、溶接またはボルト接合等の公知の固定方法により固定されている。本実施形態では、支持部６４は、流出配管４の中心線４１上で交差するように配置された複数（たとえば２つ）の板状部材６４１により構成されている。そして、支持部６４は、複数の板状部材６４１の交差箇所が、流出配管４の径方向Ｄ２における本体６３の中心と一致するように配置されている。複数の板状部材の交差箇所が、本体６３の中心と一致するように配置される構成により、本体６３の支持力を高めることができる。

【0032】

減勢部材６は、噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突することによって噴流Ｊ１の勢いを減じさせ、勢いの減じた噴流Ｊ１を流出配管４の内周面４３に向かって拡散させるように構成されている。減勢部材６に対して噴流Ｊ１を衝突させて噴流Ｊ１の勢いを減じることより、他端側の開口部３２から排出された直後の噴流Ｊ１の勢いを、流出配管４の径方向Ｄ２の中央部において集中的に減じることができ、排出配管４の上流側の端部に近い位置において噴流Ｊ１の勢いを大きく減じることができる。また、減勢部材６への衝突によって勢いの減じた噴流Ｊ１を流出配管４の内周面４３に向かって拡散させることにより、拡散された噴流Ｊ１と流出配管４の内周面４３との摩擦によって、噴流Ｊ１の勢いをさらに減じることができる。減勢部材６は、自己に衝突した噴流Ｊ１を流出配管４の内周面４３に向かって拡散させることができるのであれば、その構成は特に限定されない。本実施形態では、減勢部材６は、錐状に形成されている。減勢部材６をこのような形状に構成することにより、拡散された噴流Ｊ１と流出配管４の内周面４３との摩擦によって、噴流Ｊ１の勢いをさらに減じることができるとともに、噴流Ｊ１の逆流によって液体の下流側への流量が減少するのを抑制することができる。

【0033】

本実施形態では、バルブ１は、流出配管４の内周面において、減勢部材６に対して他端側の開口部３２とは反対側の下流側に設けられた副減勢部材８をさらに備えている。副減勢部材８は、減勢部材６によって勢いを減じられた噴流Ｊ１の勢いを、さらに減じるための部材である。副減勢部材８は、減勢部材６に衝突して拡散して流出配管４の内周面に沿って下流側へ流れる噴流Ｊ１が副減勢部材８に衝突することにより、噴流Ｊ１の勢いをさらに減じさせるように構成されている。副減勢部材８は、自己に衝突する噴流Ｊ１に対して反力および摩擦力を与えることにより、噴流Ｊ１の勢いを減じることができる。副減勢部材８の材質は、噴流Ｊ１の衝突に耐えることができるのであれば、特に限定されない。本実施形態では、たとえば、副減勢部材８は、鋼材等の金属材料により構成されている。副減勢部材８は、流出配管４と溶接等により一体的に構成されていてもよいし、流出配管４に対してボルト接合等により着脱可能に構成されていてもよい。

【0034】

副減勢部材８は、減勢部材６によって勢いを減じられた噴流Ｊ１の勢いを、さらに減じることができれば、その構成は特に限定されない。本実施形態では、副減勢部材８は、流出配管４の内周面から流出配管４の径方向の内側に突出するように設けられている。副減勢部材８は、流出配管４の内周面から流出配管４の径方向の内側に突出するように設けられる構成により、減勢部材６によって勢いを減じられた噴流Ｊ１を自己に衝突させて、噴流Ｊ１の勢いをさらに減じることができる。

【0035】

副減勢部材８は、図１、図３および図４に示されるように、たとえば、流出配管４の内周面から流出配管４の径方向Ｄ２の内側に突出するように設けられた複数の突部８１により構成されている。複数の突部８１は、流出配管４の周方向に沿って、互いに間隔をあけて並ぶように設けられている。突部８１の突出長さ（流出配管４の径方向Ｄ２における内側への突出長さ）は、流出配管４の内周面４３上を流れる噴流Ｊ１の勢いを減じることが可能な長さである。たとえば、突部８１の突出長さは、流出配管４の内周面上を流れる噴流Ｊ１の深さと同程度か、噴流Ｊ１の深さよりも長い。突部８１の突出長さを、このような長さとすることにより、噴流Ｊ１を突部８１に衝突させて、噴流Ｊ１の勢いを減じることができる。突部８１に衝突して勢いを減じられた噴流Ｊ１は、突部８１を下流側へ乗り越えるか、または、突部８１同士の間の隙間を通じて下流側へ流れる。突部８１に衝突して勢いを減じられた噴流Ｊ１は、流出配管４の内周面４３との摩擦によって、勢いをさらに減じられる。

【0036】

なお、本実施形態では、図１に示されるように、複数（本実施形態では４つ）の突部８１が、流出配管４の周方向に沿って、互いに間隔をあけて並ぶように設けられることにより構成される突部群（図１では、上流側および下流側にそれぞれ突部群がある）が構成されるとともに、複数の突部群が、流出配管４の長手方向に沿って（中心線４１に沿って）、互いに間隔をあけて並ぶように設けられている（本実施形態では、軸方向Ｄ１に沿って２セットの突部群が設けられている）。複数の突部群が、流出配管４の長手方向に沿って、互いに間隔をあけて並ぶように設けられる構成により、噴流Ｊ１を流出配管４の長手方向における複数個所で突部群に衝突させることができる。これにより、噴流Ｊ１の勢いを複数の突部群によってさらに減じることができる。

【0037】

また、本実施形態では、複数の突部群が、流出配管４の長手方向に沿って、互いに間隔をあけて並ぶように設けられている場合に、周方向における突部８１同士の間の隙間の位置が、突部群の間で異なっている。すなわち、一の突部群における突部８１は、流出配管４の長手方向において、他の突部群のいずれかにおける突部８１同士の間の隙間に対応する位置に配置されている（図１参照）。このような構成により、一の突部群における突部８１同士の間の隙間を通過した噴流Ｊ１は、下流側へ流れて他の突部群のいずれかにおける突部８１に衝突しやすくなる。これにより、複数の突部群による噴流Ｊ１の勢いの低減を、より確実に行うことができる。

【0038】

本実施形態では、バルブ１は、流出配管４内に空気を供給する給気管７をさらに備えている。給気管７は、流出配管４内に空気を供給することにより、流出配管４内の圧力が低くなることを抑制し、流出配管４内の液体（主として噴流Ｊ１の液体）中に気泡が発生（キャビテーションが発生）するのを抑制する機能を有する。給気管７は、流出配管４において、弁箱３の他端側の開口部３２と減勢部材６との間の位置に接続されている。給気管７をこのような位置に接続することにより、給気管７からの空気を、他端側の開口部３２と減勢部材６との間に供給することができる。これにより、キャビテーションの発生を、減勢部材６よりも上流側において抑制することができる。キャビテーションの発生を減勢部材６よりも上流側において抑制することにより、キャビテーションによって発生する気泡が減勢部材６、流出配管４および副減勢部材８を劣化させるのを抑制することができる。

【0039】

また、給気管７は、流出配管４内に空気を供給することにより、流出配管４内の圧力を高めて、噴流Ｊ１の断面形状を維持しやすくすることができる。これにより、他端側の開口部３２から排出された噴流Ｊ１が減勢部材６に衝突するまでの間、噴流Ｊ１の断面形状を一定に維持することができる。したがって、噴流Ｊ１の勢いを、減勢部材６によって集中的に減じることができ、減勢部材６による噴流Ｊ１の減勢効果を高めることができる。

【0040】

また、給気管７が、流出配管４において、弁箱３の他端側の開口部３２と減勢部材６との間の位置に接続されることにより、減勢部材６に衝突した噴流Ｊ１が給気管７内に侵入するのを抑制することができる。これにより、噴流Ｊ１が給気管７に侵入することによって給気管７からの空気の供給が阻害されるのを抑制することができる。

【0041】

次に、バルブ１の使用方法の一例について、図１を参照しつつ説明する。図１に示される例では、弁体５が弁箱３の他端側の開口部３２に対して上流側に後退しており、他端側の開口部３２が開いた状態にある。このような状態において、まず、流入配管２から、一端側の開口部３１を通じて水等の液体が弁箱３内に流入する。

【0042】

弁箱３内に流入した液体は、弁箱３の内周面と、閉塞部材５２の外周面および弁体５の外周面との間の隙間を下流側へ流れ、他端側の開口部３２から、流出配管４内へ噴流Ｊ１として排出される。他端側の開口部３２から流出配管４内へ流入した噴流Ｊ１は、減勢部材６に衝突する。減勢部材６は、自己に衝突した噴流Ｊ１に対して反力および摩擦力を与えて、噴流Ｊ１の勢いを減じさせながら、流出配管４の内周面４３に向かって噴流Ｊ１を拡散させる。

【0043】

流出配管４の内周面４３に向かって噴流Ｊ１を拡散した噴流Ｊ１は、流出配管４の内周面４３に衝突する。流出配管４の内周面４３は、自己に衝突した噴流Ｊ１に対して摩擦力を与えて、噴流Ｊ１の勢いをさらに減じさせながら、噴流Ｊ１を流出配管４の内周面４３上で下流側へ案内する。

【0044】

流出配管４の内周面４３上を下流側へ流れる噴流Ｊ１は、副減勢部材８に衝突する。副減勢部材８は、自己に衝突した噴流Ｊ１に対して反力および摩擦力を与えて、噴流Ｊ１の勢いをさらに減じさせながら、噴流Ｊ１を下流側へ案内する。

【0045】

以上説明したように、本実施形態に係るバルブ１は、弁箱３に接続された流出配管４内に、減勢部材６を配置するだけで構成することができる。したがって、特許文献１に記載の技術のように、減勢工を土木構造物のような大掛かりな構造とすることなく、容易かつコンパクトに構成することができる。

【0046】

また、バルブ１は、弁箱３の下流側の開口部３２から流出配管４内に排出された噴流Ｊ１を減勢部材６に衝突させる構成により、減勢部材６が噴流Ｊ１に与える反力および摩擦力によって噴流Ｊ１の勢いを減じながら、噴流Ｊ１を流出配管４の内周面に向かって拡散させることができる。さらに、バルブ１は、流出配管４の内周面に噴流Ｊ１を拡散状態で衝突させる構成により、流出配管４の内周面が噴流Ｊ１に与える反力および摩擦力によって噴流Ｊ１の勢いをさらに減じながら下流側へ案内することができる。したがって、本実施形態によれば、噴流Ｊ１の勢いを減勢することができるバルブ１を、コンパクトな構成で容易に設置することができる。

【0047】

また、本実施形態に係るバルブ１は、流出配管４の内周面において、減勢部材６よりも下流側に副減勢部材８が設けられる構成により、流出配管４の内周面は、流出配管４の内周面上を流れる噴流Ｊ１を副減勢部材８へ案内し、副減勢部材８に衝突させることができる。バルブ１は、流出配管４の内周面上を流れる噴流Ｊ１を副減勢部材８に衝突させる構成により、副減勢部材８が噴流Ｊ１に与える反力および摩擦力によって噴流Ｊ１の勢いをさらに減じながら、噴流Ｊ１を下流側へ案内することができる。

【0048】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。なお、上記した実施形態は、以下の構成を有する発明を主に説明するものである。

【0049】

（１）軸方向の一端側の開口部に流入配管が接続された筒状の弁箱と、
前記弁箱における前記軸方向の他端側の開口部に接続された流出配管と、
前記弁箱内において前記他端側の開口部を開閉する弁体と
を備える減勢機能付きバルブであって、
前記減勢機能付きバルブは、
前記他端側の開口部の開状態において、前記他端側の開口部から前記流出配管内に、前記流出配管の径方向における中心線に沿って、前記中心線を含む領域を流れる噴流が排出されるように構成され、
前記減勢機能付きバルブは、
前記流出配管内において、前記他端側の開口部から前記中心線に沿って所定の距離離れた位置に配置され、前記中心線を中心として前記流出配管の径方向に広がる所定の領域に設けられた減勢部材を備え、
前記減勢部材は、前記噴流が前記減勢部材に衝突することによって前記噴流の勢いを減じさせ、勢いの減じた噴流を前記流出配管の内周面に向かって拡散させるように構成されている、
減勢機能付きバルブ。

【0050】

（２）前記減勢機能付きバルブは、前記流出配管の内周面において、前記減勢部材に対して前記他端側の開口部とは反対側の下流側に設けられた副減勢部材をさらに備え、
前記副減勢部材は、前記減勢部材に衝突して拡散して前記流出配管の内周面に沿って前記下流側へ流れる噴流が前記副減勢部材に衝突することにより、噴流の勢いをさらに減じさせるように構成されている、
（１）に記載の減勢機能付きバルブ。

【0051】

（３）前記減勢機能付きバルブは、前記流出配管内に空気を供給する給気管をさらに備え、
前記給気管は、前記流出配管において、前記弁箱の前記他端側の開口部と前記減勢部材との間の位置に接続されている、
（１）または（２）に記載の減勢機能付きバルブ。

【0052】

（４）前記流出配管の径は、前記他端側の開口部の径よりも大きい、
（１）～（３）のいずれか１つに記載の減勢機能付きバルブ。

【0053】

（５）前減勢部材は、錐状に形成され、
前記減勢部材は、頂点が前記他端側の開口部へ向き、前記他端側の開口部から排出された噴流の径方向中心部が前記頂点に衝突するように配置されている、
（１）～（４）のいずれか１つに記載の減勢機能付きバルブ。

【符号の説明】

【0054】

１ 減勢機能付きバルブ
２ 流入配管
３ 弁箱
３１ 一端側の開口部
３２ 他端側の開口部
３３ 軸線
４ 流出配管
４１ 中心線
４２ 所定の領域
４３ 内周面
５ 弁体
５１ 弁本体
５１１ 下流側の端部
５２ 閉塞部材
５２１ 筒状部
５２２ 先端部
５３ リンク機構
６ 減勢部材
６１ 頂点
６２ 一方の面
６３ 本体
６４ 支持部
６４１ 板状部材
７ 給気管
８ 副減勢部材
８１ 突部
Ｄ１ 弁箱の軸方向
Ｄ２ 弁箱の径方向
ＤＭ１ 他端側の開口部の径
ＤＭ２ 噴流の径
ＤＭ３ 流出配管の径
Ｊ１ 噴流
Ｌ 所定の距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】