JP2904766B1 - 高差圧弁 - Google Patents
高差圧弁Info
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- differential pressure
- fluid
- high differential
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 多数の連通孔を設けたかご体中を弁体が摺動
して連通孔を開閉して流体量を調整する高差圧弁におい
て、流体経路に多くの屈折を与えて高圧流体のエネルギ
ーを効果的に吸収し、騒音やキャビテーションを小さく
させる。 【解決手段】 流体入口と流体出口の間に配設された弁
体装着室に内装されたかご体５にそれぞれ独立した複数
の連通孔１０が設けられ、この連通孔がかご体の軸と同
心の円筒面内で屈折する通路を有することを特徴とす
る。また、表面に屈折溝を形成した筒体を複数接合する
ことによりかご体５を構成することができる。
して連通孔を開閉して流体量を調整する高差圧弁におい
て、流体経路に多くの屈折を与えて高圧流体のエネルギ
ーを効果的に吸収し、騒音やキャビテーションを小さく
させる。 【解決手段】 流体入口と流体出口の間に配設された弁
体装着室に内装されたかご体５にそれぞれ独立した複数
の連通孔１０が設けられ、この連通孔がかご体の軸と同
心の円筒面内で屈折する通路を有することを特徴とす
る。また、表面に屈折溝を形成した筒体を複数接合する
ことによりかご体５を構成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、かご体中を弁体が
摺動することによりかご体に多数開孔された連通孔を開
閉して流体量を調整する高差圧弁に関し、特に騒音やキ
ャビテーションを抑制する高差圧弁に関する。
摺動することによりかご体に多数開孔された連通孔を開
閉して流体量を調整する高差圧弁に関し、特に騒音やキ
ャビテーションを抑制する高差圧弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、かご体中を弁体が上下して流量調
整する形式の弁は、流体がかご体に設けた多数の小径の
連通孔を通過する間に減圧するようになっている。しか
し高圧流体を弁に流すと絞り部分で生ずる高差圧によ
り、流体によるキャビテーションが生じ絞り部のエロー
ジョンが発生して弁の寿命が短くなったり、大きな騒音
や振動が起こり問題があった。
整する形式の弁は、流体がかご体に設けた多数の小径の
連通孔を通過する間に減圧するようになっている。しか
し高圧流体を弁に流すと絞り部分で生ずる高差圧によ
り、流体によるキャビテーションが生じ絞り部のエロー
ジョンが発生して弁の寿命が短くなったり、大きな騒音
や振動が起こり問題があった。
【０００３】このため、高圧流体に適用する高差圧弁と
して、かご体部に多数の小孔を有する円筒体を幾重か設
けそれぞれの間に圧力回復室を形成して、流体が絞りと
膨張を交互に繰り返しながら流れ多段的に減圧されるよ
うにして、急激な減圧現象を抑制し低騒音化を図ったも
のが公知であった。例えば、特開平９−６０７６３号公
報には、図１２に示すようなパンチングメタルからなる
円筒を複数同心状に配置して低騒音化を図ったコンパク
トな調節弁が開示されている。流体はパンチングメタル
の流路孔で絞られた後、圧力回復室で圧力を回復して膨
張し減圧される。減圧された流体は外側の円筒の流路孔
で絞られた後、再び圧力回復室で膨張する。このように
多段階的に減圧することにより、衝撃波を緩和し低騒音
化を図っている。
して、かご体部に多数の小孔を有する円筒体を幾重か設
けそれぞれの間に圧力回復室を形成して、流体が絞りと
膨張を交互に繰り返しながら流れ多段的に減圧されるよ
うにして、急激な減圧現象を抑制し低騒音化を図ったも
のが公知であった。例えば、特開平９−６０７６３号公
報には、図１２に示すようなパンチングメタルからなる
円筒を複数同心状に配置して低騒音化を図ったコンパク
トな調節弁が開示されている。流体はパンチングメタル
の流路孔で絞られた後、圧力回復室で圧力を回復して膨
張し減圧される。減圧された流体は外側の円筒の流路孔
で絞られた後、再び圧力回復室で膨張する。このように
多段階的に減圧することにより、衝撃波を緩和し低騒音
化を図っている。
【０００４】また、別の形式の低騒音高差圧弁として、
同じ高さに開口した連通孔同士を内部の同じ高さ位置に
形成した環状室に接続して、流路を直角に屈折させて流
体エネルギーを吸収するようにしたものもある。図１３
はそのような高差圧弁のかご体における流路部分の水平
断面を示す図面である。かご体内に環状の部屋を軸方向
に多数重ねて設け、各環状室に周方向から千鳥状に連通
孔を接続することにより、流路を直角に屈折させ分離合
流させて、流体エネルギーを吸収するようにしている。
同じ高さに開口した連通孔同士を内部の同じ高さ位置に
形成した環状室に接続して、流路を直角に屈折させて流
体エネルギーを吸収するようにしたものもある。図１３
はそのような高差圧弁のかご体における流路部分の水平
断面を示す図面である。かご体内に環状の部屋を軸方向
に多数重ねて設け、各環状室に周方向から千鳥状に連通
孔を接続することにより、流路を直角に屈折させ分離合
流させて、流体エネルギーを吸収するようにしている。
【０００５】しかし、これらの高差圧弁では流路の屈折
を十分多く設けることができないため、極く高い圧力を
有する流体において、流体の速度を制御してエネルギー
を吸収し、騒音やキャビテーションを効果的に抑制する
には十分ではない。また、圧力回復室に複数の流路が流
れ込むため、流体が連通孔を流れるときの膨張率を細か
く制御することができなかった。高い圧力流体を扱う高
差圧弁とするには、かご体中にもっと多くの屈折をする
流路を形成することが望まれていたが、工作上の困難も
あり実際上製作ができなかった。また、気体を対象とす
るときには、減圧するに従い適当な体積膨張を与えるよ
うにして騒音を抑制することが望まれていた。
を十分多く設けることができないため、極く高い圧力を
有する流体において、流体の速度を制御してエネルギー
を吸収し、騒音やキャビテーションを効果的に抑制する
には十分ではない。また、圧力回復室に複数の流路が流
れ込むため、流体が連通孔を流れるときの膨張率を細か
く制御することができなかった。高い圧力流体を扱う高
差圧弁とするには、かご体中にもっと多くの屈折をする
流路を形成することが望まれていたが、工作上の困難も
あり実際上製作ができなかった。また、気体を対象とす
るときには、減圧するに従い適当な体積膨張を与えるよ
うにして騒音を抑制することが望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、かご体中を弁体が摺動することに
よりかご体に設けられた多数の連通孔を開閉して流体量
を調整する高差圧弁において、連通孔の経路により多く
の屈折を与えて、高圧流体のエネルギーを効果的に吸収
し、騒音やキャビテーションを小さくさせるような高差
圧弁を提供することである。
しようとする課題は、かご体中を弁体が摺動することに
よりかご体に設けられた多数の連通孔を開閉して流体量
を調整する高差圧弁において、連通孔の経路により多く
の屈折を与えて、高圧流体のエネルギーを効果的に吸収
し、騒音やキャビテーションを小さくさせるような高差
圧弁を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の高差圧弁は、流体入口と流体出口の間に配
設され弁体が内面を摺動して昇降する弁体装着室を有す
る弁であって、弁体装着室に内装されたかご体にそれぞ
れ独立した複数の連通孔が設けられていて、この連通孔
がかご体を貫通する間にかご体の軸と同心の円筒面内に
通路を有することを特徴とする。連通孔内の流体流路は
それぞれ独立しているうえに、かご体内に形成される同
心円筒面中で何度でも屈折するようにすることができる
から、流体が連通孔を通過する間に起こさせる減圧量を
適当に決めて最適な弁を設計し製作することが可能であ
る。
め、本発明の高差圧弁は、流体入口と流体出口の間に配
設され弁体が内面を摺動して昇降する弁体装着室を有す
る弁であって、弁体装着室に内装されたかご体にそれぞ
れ独立した複数の連通孔が設けられていて、この連通孔
がかご体を貫通する間にかご体の軸と同心の円筒面内に
通路を有することを特徴とする。連通孔内の流体流路は
それぞれ独立しているうえに、かご体内に形成される同
心円筒面中で何度でも屈折するようにすることができる
から、流体が連通孔を通過する間に起こさせる減圧量を
適当に決めて最適な弁を設計し製作することが可能であ
る。
【０００８】なお、２本以上の円筒体を径方向に密着接
合させてかご体を形成するようにして、その円筒体の接
合面の表面に屈折溝を形成し、屈折溝の一端に円筒体を
貫通する貫通孔を設けて、円筒体の接合面における貫通
孔と屈折溝が対応するように配設して、流体通路がかご
体の外側表面から内側表面まで連続するように構成して
もよい。このような構成によれば、円筒体の表面に屈折
溝を形成することから任意の形状の屈折溝を容易に工作
することができ、また、円筒体を多層に重ねる場合にも
簡単に位置決めして焼きばめやロウ付けにより精度良く
かご体を形成することができるので、高性能の高差圧弁
を経済的に得ることができる。
合させてかご体を形成するようにして、その円筒体の接
合面の表面に屈折溝を形成し、屈折溝の一端に円筒体を
貫通する貫通孔を設けて、円筒体の接合面における貫通
孔と屈折溝が対応するように配設して、流体通路がかご
体の外側表面から内側表面まで連続するように構成して
もよい。このような構成によれば、円筒体の表面に屈折
溝を形成することから任意の形状の屈折溝を容易に工作
することができ、また、円筒体を多層に重ねる場合にも
簡単に位置決めして焼きばめやロウ付けにより精度良く
かご体を形成することができるので、高性能の高差圧弁
を経済的に得ることができる。
【０００９】また、円筒体の表面に形成する屈折溝は方
形断面を有するものが好ましく、また屈折溝は円筒体の
外側表面に形成するようにすることがより好ましい。こ
のような屈折溝は、鋳造は勿論、フライスなどによる切
削加工により容易に形成することができるからである。
形断面を有するものが好ましく、また屈折溝は円筒体の
外側表面に形成するようにすることがより好ましい。こ
のような屈折溝は、鋳造は勿論、フライスなどによる切
削加工により容易に形成することができるからである。
【００１０】なお、連通孔が屈折する度に連通孔の断面
積が流れの方向に定率で逓増するようにしてもよい。こ
のように構成した高差圧弁は特に気体を対象とする調節
弁として有用である。気体は減圧するに従って体積を増
すので、弁の流路もこれに伴い断面積を逓増させるよう
にすると、局所的な高差圧が生じ難くなり騒音や振動を
抑制できるからである。
積が流れの方向に定率で逓増するようにしてもよい。こ
のように構成した高差圧弁は特に気体を対象とする調節
弁として有用である。気体は減圧するに従って体積を増
すので、弁の流路もこれに伴い断面積を逓増させるよう
にすると、局所的な高差圧が生じ難くなり騒音や振動を
抑制できるからである。
【００１１】また、弁体の昇降により解放される連通孔
の開口面積と弁体のストロークとの関係を所定の関数に
従うようにすることができる。特に、連通孔の開口面積
が弁体ストロークに対して比例するようにしてもよい。
連通孔の開孔面積により、弁を通過する流体の量が決ま
るが、本発明の高差圧弁では、多数有する連通孔の開孔
と配置を適当に決めることにより、弁体の昇降に従い解
放される連通孔の開孔面積を任意の関数関係に合わせる
ことが出来る。従って、調節弁として使用する場合にも
制御目的に合わせて最適な特性を現出させることがで
き、調節弁として使用頻度が高いイコール％特性やリニ
ヤ特性も自由に実現できる。
の開口面積と弁体のストロークとの関係を所定の関数に
従うようにすることができる。特に、連通孔の開口面積
が弁体ストロークに対して比例するようにしてもよい。
連通孔の開孔面積により、弁を通過する流体の量が決ま
るが、本発明の高差圧弁では、多数有する連通孔の開孔
と配置を適当に決めることにより、弁体の昇降に従い解
放される連通孔の開孔面積を任意の関数関係に合わせる
ことが出来る。従って、調節弁として使用する場合にも
制御目的に合わせて最適な特性を現出させることがで
き、調節弁として使用頻度が高いイコール％特性やリニ
ヤ特性も自由に実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高差圧弁を、
図面を参照して実施例に基づき詳細に説明する。図１は
本発明の高差圧弁の１実施例を示す断面図、図２は本実
施例に用いるかご体の斜視図、図３はかご体の中子に用
いる筒体の斜視図、図４は筒体表面に形成する屈折溝の
部分を示す斜視図、図５は連通孔の経路例を示す斜視
図、図６は連通孔経路の別の態様を示す斜視図、図７は
本実施例に用いるかご体の外側表面の一部を表した立面
図、図８は図７のＡ−Ａに沿った断面を表す断面図、図
９は図７のＢ−Ｂに沿った断面を表す断面図、図１０は
円筒体表面に形成する屈折溝の各種態様を示す図面、図
１１は連通孔の開孔面積と弁体のストロークの関係を説
明する図面である。
図面を参照して実施例に基づき詳細に説明する。図１は
本発明の高差圧弁の１実施例を示す断面図、図２は本実
施例に用いるかご体の斜視図、図３はかご体の中子に用
いる筒体の斜視図、図４は筒体表面に形成する屈折溝の
部分を示す斜視図、図５は連通孔の経路例を示す斜視
図、図６は連通孔経路の別の態様を示す斜視図、図７は
本実施例に用いるかご体の外側表面の一部を表した立面
図、図８は図７のＡ−Ａに沿った断面を表す断面図、図
９は図７のＢ−Ｂに沿った断面を表す断面図、図１０は
円筒体表面に形成する屈折溝の各種態様を示す図面、図
１１は連通孔の開孔面積と弁体のストロークの関係を説
明する図面である。
【００１３】本実施例の高差圧弁は、図１に示したよう
に、弁箱１、弁蓋２、弁座３、弁体４、かご体５、かご
体抑え６を主要構成要素としてなる。弁箱１の中に弁座
３をセットし、かご体５を挿入してかご体抑え６で固定
して弁体４を挿入し、弁蓋２をかぶせて弁体に固定され
ているステムをスプリング、パッキン等で押さえて組み
立て、内部の高圧流体が漏れない状態で弁体４が摺動す
るようにする。かご体５には無数の連通孔１０が設けら
れている。高圧流体は弁体４が開口させた連通孔１０を
通ってかご体５の内側から外側へあるいは外側から内側
へ流れる。かご体５の内壁を弁体４が摺動して昇降する
と、かご体５の連通孔１０の開孔面積が変化し、高圧流
体の流通量を調整することができる。
に、弁箱１、弁蓋２、弁座３、弁体４、かご体５、かご
体抑え６を主要構成要素としてなる。弁箱１の中に弁座
３をセットし、かご体５を挿入してかご体抑え６で固定
して弁体４を挿入し、弁蓋２をかぶせて弁体に固定され
ているステムをスプリング、パッキン等で押さえて組み
立て、内部の高圧流体が漏れない状態で弁体４が摺動す
るようにする。かご体５には無数の連通孔１０が設けら
れている。高圧流体は弁体４が開口させた連通孔１０を
通ってかご体５の内側から外側へあるいは外側から内側
へ流れる。かご体５の内壁を弁体４が摺動して昇降する
と、かご体５の連通孔１０の開孔面積が変化し、高圧流
体の流通量を調整することができる。
【００１４】図２はかご体５の斜視図である。連通孔１
０はかご体５の全周にわたって等角毎に多段に配設され
ている。連通孔１０の他端はかご体５の内側のほぼ同じ
高さ位置に開口している。本実施例のかご体５は３個の
筒体１１、１２、１３をロウ付けで重ねて固定すること
により構成されている。なお、最内層筒体１３が上に突
出しているのはかご体抑え６に形成した窪みとの間でパ
ッキンを挟んで弁体４の周囲から流体が漏れ無いように
するためである。
０はかご体５の全周にわたって等角毎に多段に配設され
ている。連通孔１０の他端はかご体５の内側のほぼ同じ
高さ位置に開口している。本実施例のかご体５は３個の
筒体１１、１２、１３をロウ付けで重ねて固定すること
により構成されている。なお、最内層筒体１３が上に突
出しているのはかご体抑え６に形成した窪みとの間でパ
ッキンを挟んで弁体４の周囲から流体が漏れ無いように
するためである。
【００１５】図３は、かご体５を構成する中子となる筒
体１２の斜視図である。筒体１２の表面には最表層を構
成する筒体１１の貫通孔に対応する位置に屈折溝１４が
形成されている。図４は上記溝部分を拡大して示す斜視
図である。屈折溝１４は筒体１２の表面上にコの字形を
なすように刻まれている。屈折溝１４は筒体１１の内側
表面に形成することもできるが、外側の表面に加工する
方が格段に簡単である。なお屈折溝を容易に加工できる
ようにするため溝の断面は方形にしてある。勿論円形断
面など他の形状を選んでも良いことは言うまでもない。
屈折溝１４の一端に筒体１２を貫通する穴１５が形成さ
れている。また、屈折溝１４の他端が外側の筒体に形成
された貫通孔に対応するようになっている。
体１２の斜視図である。筒体１２の表面には最表層を構
成する筒体１１の貫通孔に対応する位置に屈折溝１４が
形成されている。図４は上記溝部分を拡大して示す斜視
図である。屈折溝１４は筒体１２の表面上にコの字形を
なすように刻まれている。屈折溝１４は筒体１１の内側
表面に形成することもできるが、外側の表面に加工する
方が格段に簡単である。なお屈折溝を容易に加工できる
ようにするため溝の断面は方形にしてある。勿論円形断
面など他の形状を選んでも良いことは言うまでもない。
屈折溝１４の一端に筒体１２を貫通する穴１５が形成さ
れている。また、屈折溝１４の他端が外側の筒体に形成
された貫通孔に対応するようになっている。
【００１６】また、最内層の筒体１３の表面にも図４と
ほぼ同様の屈折溝と貫通孔が形成されていて、中子の筒
体１２の貫通孔１５から繋がり屈折溝を介して貫通孔か
らかご体５の内側に通路を形成する。最内層筒体１３の
貫通孔は最外層筒体１１の貫通孔と同じ位置に開口され
ている。このような対称的な配置関係を採用することで
設計および製作上、余分な労力を省くことができるから
である。
ほぼ同様の屈折溝と貫通孔が形成されていて、中子の筒
体１２の貫通孔１５から繋がり屈折溝を介して貫通孔か
らかご体５の内側に通路を形成する。最内層筒体１３の
貫通孔は最外層筒体１１の貫通孔と同じ位置に開口され
ている。このような対称的な配置関係を採用することで
設計および製作上、余分な労力を省くことができるから
である。
【００１７】図５は、本実施例における連通孔１０の経
路だけを抽出して、最内層筒体１３から最外層筒体１１
まで立体的に表した斜視図である。図に矢印で描いたよ
うに、流体はかご体の内側から外側に向かって流れてい
る。最内層筒体１３の貫通孔１６から流入した流体は、
中子の筒体１２の内側の壁にぶつかって屈折し、最内層
筒体１３の表面に切削された屈折溝１７部分を流れて２
回屈折し、中子の筒体１２の貫通孔１５を通って外側の
筒体１１の壁に衝突し筒体１２の表面に形成された屈折
溝１４を流れ、最後に最外層筒体１１の貫通孔１８から
かご体の外に流出する。
路だけを抽出して、最内層筒体１３から最外層筒体１１
まで立体的に表した斜視図である。図に矢印で描いたよ
うに、流体はかご体の内側から外側に向かって流れてい
る。最内層筒体１３の貫通孔１６から流入した流体は、
中子の筒体１２の内側の壁にぶつかって屈折し、最内層
筒体１３の表面に切削された屈折溝１７部分を流れて２
回屈折し、中子の筒体１２の貫通孔１５を通って外側の
筒体１１の壁に衝突し筒体１２の表面に形成された屈折
溝１４を流れ、最後に最外層筒体１１の貫通孔１８から
かご体の外に流出する。
【００１８】貫通孔と屈折溝はほぼ垂直に接合されてお
り、また屈折溝の曲がりもほぼ直角に形成されているか
ら、かご体４を横断する流路は方向を変える度にほぼ直
角に屈折する。このため、連通孔１０を流れる高圧流体
は屈折する度に徐々にエネルギーを消費して減圧し、衝
撃波、騒音、振動、キャビテーションなどの発生を抑制
することができる。
り、また屈折溝の曲がりもほぼ直角に形成されているか
ら、かご体４を横断する流路は方向を変える度にほぼ直
角に屈折する。このため、連通孔１０を流れる高圧流体
は屈折する度に徐々にエネルギーを消費して減圧し、衝
撃波、騒音、振動、キャビテーションなどの発生を抑制
することができる。
【００１９】また、連通孔１０の断面積を経路が壁に衝
突して屈折する度に徐々に拡幅するように構成すること
ができる。特にガスや蒸気など気体を扱う弁では、壁に
衝突して減圧する度に増加する気体の体積に応じて断面
積が逓増するようにすることで、より円滑に減圧させる
ことができ、騒音や振動の抑制効果が向上する。断面積
は貫通孔の径、屈折溝の幅と深さにより定まるが、拡幅
率を衝突毎に一定にすると設計製作上便利である。この
ように、屈折溝の形状や断面積の逓増率を最適に設計す
るようにする。
突して屈折する度に徐々に拡幅するように構成すること
ができる。特にガスや蒸気など気体を扱う弁では、壁に
衝突して減圧する度に増加する気体の体積に応じて断面
積が逓増するようにすることで、より円滑に減圧させる
ことができ、騒音や振動の抑制効果が向上する。断面積
は貫通孔の径、屈折溝の幅と深さにより定まるが、拡幅
率を衝突毎に一定にすると設計製作上便利である。この
ように、屈折溝の形状や断面積の逓増率を最適に設計す
るようにする。
【００２０】図６は、本実施例における連通孔経路の別
例を示す斜視図である。この実施態様では、中子の筒体
１２と最内層筒体１３の表面に形成した屈折溝１４’、
１７’が１回だけ屈折している。このため、図５のかご
体では流体経路が８回屈折するのに対して６回に減少す
るが、比較的小さな差圧を与えればよい場合はこれでも
十分である。また、２つの屈折溝１４’、１７’が周方
向に見て同じ位置に重なるように配置されている。この
ような配置をとる場合は、中子の筒体と内側の筒体で同
じ位置に同じ向きの同じような溝と穴を形成すればよい
ので、設計や製作が容易になる。
例を示す斜視図である。この実施態様では、中子の筒体
１２と最内層筒体１３の表面に形成した屈折溝１４’、
１７’が１回だけ屈折している。このため、図５のかご
体では流体経路が８回屈折するのに対して６回に減少す
るが、比較的小さな差圧を与えればよい場合はこれでも
十分である。また、２つの屈折溝１４’、１７’が周方
向に見て同じ位置に重なるように配置されている。この
ような配置をとる場合は、中子の筒体と内側の筒体で同
じ位置に同じ向きの同じような溝と穴を形成すればよい
ので、設計や製作が容易になる。
【００２１】図７はかご体４外側表面の一部分における
連通孔の配置例を表した立面図である。この例は、図５
に表示したようなコの字形の屈折溝を中子と最内層で重
ねて配置したもので、流入口から流出口まで断面積が逓
増するようにした連通孔である。説明を分かりやすくす
るため、参照番号を図５に準じて付する。流体は貫通孔
１６から流入して屈折溝１７を流れて２回屈折し、連通
孔１５に流入して屈折溝１４に流れ込んで、最後に貫通
孔１８から流出する。なお、経路の断面積は屈折する度
に一定比率で大きくなる。
連通孔の配置例を表した立面図である。この例は、図５
に表示したようなコの字形の屈折溝を中子と最内層で重
ねて配置したもので、流入口から流出口まで断面積が逓
増するようにした連通孔である。説明を分かりやすくす
るため、参照番号を図５に準じて付する。流体は貫通孔
１６から流入して屈折溝１７を流れて２回屈折し、連通
孔１５に流入して屈折溝１４に流れ込んで、最後に貫通
孔１８から流出する。なお、経路の断面積は屈折する度
に一定比率で大きくなる。
【００２２】貫通孔はかご体の周囲に等角α毎に配置さ
れる。弁を流れる流体に偏流が生じにくいようにするた
めである。また、隣同士の貫通孔１６の中心の高さは貫
通孔の直径Ｄの半分Ｄ／２ずつ異なるように配置されて
いる。弁体がかご体の中を摺動し貫通孔の開孔面積を変
えることにより流量調節するときに連続的に流量変化さ
せるためである。なお、上記実施例では円形開孔を高さ
方向に半径ずつずらして配置することにより連続的な流
量特性を実現したが、重なり量は半径に限らないことは
言うまでもない。
れる。弁を流れる流体に偏流が生じにくいようにするた
めである。また、隣同士の貫通孔１６の中心の高さは貫
通孔の直径Ｄの半分Ｄ／２ずつ異なるように配置されて
いる。弁体がかご体の中を摺動し貫通孔の開孔面積を変
えることにより流量調節するときに連続的に流量変化さ
せるためである。なお、上記実施例では円形開孔を高さ
方向に半径ずつずらして配置することにより連続的な流
量特性を実現したが、重なり量は半径に限らないことは
言うまでもない。
【００２３】図８は図７のＡ−Ａ切断面を表す図面、図
９は図７のＢ−Ｂ切断面を表す図面である。最外層筒体
１１には貫通孔１８が開削されており、中子の筒体１２
には屈折溝１４と貫通孔１５が設けられ、最内層筒体１
３には屈折溝１７と貫通孔１６が形成されている。これ
ら３個の筒体１１、１２、１３は、各貫通孔と屈折溝が
的確に対応して他に流通しない独立の連通孔１０を形成
するように、一体型に緊密に接合されてかご体５を形成
している。
９は図７のＢ−Ｂ切断面を表す図面である。最外層筒体
１１には貫通孔１８が開削されており、中子の筒体１２
には屈折溝１４と貫通孔１５が設けられ、最内層筒体１
３には屈折溝１７と貫通孔１６が形成されている。これ
ら３個の筒体１１、１２、１３は、各貫通孔と屈折溝が
的確に対応して他に流通しない独立の連通孔１０を形成
するように、一体型に緊密に接合されてかご体５を形成
している。
【００２４】図１０は屈折溝の形状の例を幾つか示した
線図である。屈折溝の形状は、高差圧弁が取り扱う対象
の条件に従って、貫通孔の間を単に一直線で結ぶ最も簡
単なものから流入位置から流出位置まで任意の回数屈折
させる複雑なものまで、任意に選択することができる。
また、屈折場所の屈折角も直角に限らず鋭角や鈍角ある
いは適当な曲率を有する円弧など適当に選択することが
できる。なお、一般に屈折角が鋭いほど屈折回数を少な
くすることができる。さらに、屈折溝や貫通孔の断面形
状も方形や円に限ることはない。工作機械や鋳造方法の
条件に合わせて便利な形状を選べばよい。
線図である。屈折溝の形状は、高差圧弁が取り扱う対象
の条件に従って、貫通孔の間を単に一直線で結ぶ最も簡
単なものから流入位置から流出位置まで任意の回数屈折
させる複雑なものまで、任意に選択することができる。
また、屈折場所の屈折角も直角に限らず鋭角や鈍角ある
いは適当な曲率を有する円弧など適当に選択することが
できる。なお、一般に屈折角が鋭いほど屈折回数を少な
くすることができる。さらに、屈折溝や貫通孔の断面形
状も方形や円に限ることはない。工作機械や鋳造方法の
条件に合わせて便利な形状を選べばよい。
【００２５】さらに、高差圧弁を調節弁として使用する
場合には、使用条件に従って各種の流量特性を選択でき
ることが好ましい。従来の高差圧弁は一連の連通孔が内
部の環状室に直結することから開孔位置の高さが環状室
の高さに制限されるなどのため、流量特性が不連続にな
り、精密な制御動作を要求される場合には適用しにくか
った。しかし、本発明の高差圧弁は連通孔がそれぞれ独
立であるため、弁体に面する開孔を適当に配置すること
により、弁体のリフトに対して任意の流量特性を持たせ
ることができる。
場合には、使用条件に従って各種の流量特性を選択でき
ることが好ましい。従来の高差圧弁は一連の連通孔が内
部の環状室に直結することから開孔位置の高さが環状室
の高さに制限されるなどのため、流量特性が不連続にな
り、精密な制御動作を要求される場合には適用しにくか
った。しかし、本発明の高差圧弁は連通孔がそれぞれ独
立であるため、弁体に面する開孔を適当に配置すること
により、弁体のリフトに対して任意の流量特性を持たせ
ることができる。
【００２６】図１１は流量特性を設計する１手法を説明
する図面である。かご体が弁体と接触する面の展開図に
開孔面積の変化を表す任意の図形を描く。図１１では、
例として、上に向かって面積が漸増する関数を破線で表
した。この図形を適当に仕切って、図において太線で示
したように適当な間隔で水平方向に展開する。図中細線
で表すように、同じことをかご体の全周にわたって等間
隔で繰り返す。
する図面である。かご体が弁体と接触する面の展開図に
開孔面積の変化を表す任意の図形を描く。図１１では、
例として、上に向かって面積が漸増する関数を破線で表
した。この図形を適当に仕切って、図において太線で示
したように適当な間隔で水平方向に展開する。図中細線
で表すように、同じことをかご体の全周にわたって等間
隔で繰り返す。
【００２７】このようにして得られた配置図通りに連通
孔の開孔を形成すると、図中に点線で示した弁体位置の
高さ変化に対して連続な流量変化をする任意に設定され
た流量特性が得られる。開孔部分の形状は図に表した台
形に限らず、位置と面積を再現できれば正方形や円形で
近似しても良い。よく使用される流量特性には、イコー
ルパーセント特性や平方根特性、双曲線特性やクイック
オープン特性などがあるが、リニア特性が広く適用でき
る特性としてよく利用される。リニア特性は、先に図７
で説明した実施例により実現できるが、図１１において
開孔面積が高さによっては変わらない図形を描いて分割
し水平方向に展開する方法によっても良い。
孔の開孔を形成すると、図中に点線で示した弁体位置の
高さ変化に対して連続な流量変化をする任意に設定され
た流量特性が得られる。開孔部分の形状は図に表した台
形に限らず、位置と面積を再現できれば正方形や円形で
近似しても良い。よく使用される流量特性には、イコー
ルパーセント特性や平方根特性、双曲線特性やクイック
オープン特性などがあるが、リニア特性が広く適用でき
る特性としてよく利用される。リニア特性は、先に図７
で説明した実施例により実現できるが、図１１において
開孔面積が高さによっては変わらない図形を描いて分割
し水平方向に展開する方法によっても良い。
【００２８】また、本実施例ではかご体を３個の筒体で
形成しているが、対象流体の条件により２個あるいは４
個以上の筒体で形成しても良いことは当然である。本実
施例によれば、屈折溝における屈折回数の増減と筒体の
重ね数の増減のいずれによっても、流体経路の屈折回数
を加減することができる。なお、筒体同士の接合には、
焼きばめなど他の周知の方法を利用することもできる。
形成しているが、対象流体の条件により２個あるいは４
個以上の筒体で形成しても良いことは当然である。本実
施例によれば、屈折溝における屈折回数の増減と筒体の
重ね数の増減のいずれによっても、流体経路の屈折回数
を加減することができる。なお、筒体同士の接合には、
焼きばめなど他の周知の方法を利用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明の高差
圧弁は、かご体を複数の筒体で構成し内の筒体表面に屈
折経路を形成して接合することにより、かご体に設けら
れた多数の独立した連通孔の経路それぞれに多くの屈折
を与えるため、高圧流体のエネルギーを効果的に吸収し
騒音やキャビテーションを小さくさせ、厳しい使用条件
下でも寿命が長い経済的な高圧流体用弁である。
圧弁は、かご体を複数の筒体で構成し内の筒体表面に屈
折経路を形成して接合することにより、かご体に設けら
れた多数の独立した連通孔の経路それぞれに多くの屈折
を与えるため、高圧流体のエネルギーを効果的に吸収し
騒音やキャビテーションを小さくさせ、厳しい使用条件
下でも寿命が長い経済的な高圧流体用弁である。
【図１】本発明の高差圧弁の１実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本実施例に用いるかご体の斜視図である。
【図３】図２における中子筒体の斜視図である。
【図４】図３の屈折溝部分を表した斜視図である。
【図５】本実施例の連通孔の経路例を示す斜視図であ
る。
る。
【図６】本実施例の連通孔経路の別の態様を示す斜視図
である。
である。
【図７】本実施例におけるかご体の外側表面の一部分に
おける連通孔の配置例を表した立面図である。
おける連通孔の配置例を表した立面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ切断面を表す図面である。
【図９】図７のＢ−Ｂ切断面を表す図面である。
【図１０】本実施例で用いられる屈折溝形状の例を幾つ
か示した線図である。
か示した線図である。
【図１１】本実施例における流量特性を設計する手法を
説明する図面である。
説明する図面である。
【図１２】従来の高差圧弁の例を示す断面図である。
【図１３】従来の高差圧弁のかご体の水平断面図であ
る。
る。
１ 弁箱 ２ 弁蓋 ３ 弁座 ４ 弁体 ５ かご体 ６ かご体抑え １０ 連通孔 １１、１２、１３ 筒体 １４、１４’、１７、１７’ 屈折溝 １５、１６、１８ 貫通孔
フロントページの続き (56)参考文献 特許2687151（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−53421（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−24670（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−21822（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平４−38145（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16K 47/02 F16K 3/24
Claims (6)
- 【請求項１】 流体入口と流体出口と、かご体を内装し
た弁体装着室と、該かご体の中を摺動して昇降する弁体
とからなり、該かご体にそれぞれ独立して貫通する複数
の連通孔が設けられていて、前記弁体が該かご体中を昇
降するに伴い前記連通孔を開閉して前記流体入口と流体
出口の間を流れる流体量を調整する弁であって、前記連
通孔が前記かご体を貫通する間に該かご体の軸と同心の
面において流路が該同心面に衝突して屈折するのを合わ
せて面内で複数回屈折していることを特徴とする高差圧
弁。 - 【請求項２】 前記かご体が少なくとも２本の円筒体を
径方向に密着接合してなり、該円筒体の接合面の表面に
屈折溝が形成されていて該屈折溝の一端に該屈折溝を有
する円筒体を貫通する貫通孔が設けられており、前記複
数の円筒体の接合する面における貫通孔と屈折溝が対応
するように配設されて、前記流体の通路が前記かご体の
外側表面から内側表面まで連続するようになっているこ
とを特徴とする請求項１記載の高差圧弁。 - 【請求項３】 前記屈折溝の断面が方形であって、前記
円筒体の外側表面に形成されることを特徴とする請求項
２記載の高差圧弁。 - 【請求項４】 前記連通孔が屈折する度に連通孔の断面
積が流れの方向に定率で逓増するように構成されたこと
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高差圧
弁。 - 【請求項５】 前記弁体が昇降するに伴って解放される
連通孔の開口面積と該弁体のストロークとの関係が所定
の関数に従うことを特徴とする請求項１から４のいずれ
かに記載の高差圧弁。 - 【請求項６】 前記弁体ストロークに対する連通孔の開
口面積が比例関係であることを特徴とする請求項５記載
の高差圧弁。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10060521A JP2904766B1 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 高差圧弁 |
| PCT/JP1999/001869 WO2000061975A1 (fr) | 1998-02-25 | 1999-04-08 | Soupape regulatrice a haute pression differentielle |
| AU31667/99A AU3166799A (en) | 1998-02-25 | 1999-04-08 | High differential pressure regulating valve |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10060521A JP2904766B1 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 高差圧弁 |
| PCT/JP1999/001869 WO2000061975A1 (fr) | 1998-02-25 | 1999-04-08 | Soupape regulatrice a haute pression differentielle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2904766B1 true JP2904766B1 (ja) | 1999-06-14 |
| JPH11241785A JPH11241785A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=26401595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10060521A Expired - Lifetime JP2904766B1 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | 高差圧弁 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904766B1 (ja) |
| AU (1) | AU3166799A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005090555A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Tokyo Kousou Kk | 減圧調節弁 |
| GB0618165D0 (en) * | 2006-09-15 | 2006-10-25 | Imi Vision Ltd | Improvements in fluid control |
| JP4814077B2 (ja) * | 2006-12-27 | 2011-11-09 | 三菱重工業株式会社 | タービン設備、排熱回収ボイラ装置及びタービン設備の運転方法 |
| JP4909112B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2012-04-04 | 三菱重工業株式会社 | タービン設備 |
| KR101248382B1 (ko) | 2012-06-27 | 2013-04-02 | 시스템디엔디(주) | 다단 밀봉구조를 갖는 밸브장치 |
| CN104074989A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-10-01 | 温州市隆潮阀门有限公司 | 手动数字控制止回阀 |
-
1998
- 1998-02-25 JP JP10060521A patent/JP2904766B1/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-08 AU AU31667/99A patent/AU3166799A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3166799A (en) | 2000-11-14 |
| JPH11241785A (ja) | 1999-09-07 |
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