JP3110690B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプラグおよびシー
トリングを二組設けることにより流れを上下に分ける複
座弁構造の弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の弁装置を示す断面図であ
り、図において、１は弁装置の上蓋、２は下蓋、３は上
蓋１と下蓋２との間に設けられた弁箱である。５は上側
プラグであり、６は下側プラグである。上側プラグ５お
よび下側プラグ６は、弁軸４に同軸状に取り付けられて
おり、弁軸４に連動して上下方向にシフトする。７は上
側プラグ５と対を成す上側シートリング、８は下側プラ
グ６と対を成す下側シートリングである。９は弁箱３の
流入口、１０は弁箱３の流出口である。１１は上側シー
トリング７が成す上側ポート部、１２は下側シートリン
グ８が成す下側ポート部である。１１ａは上側ポート部
１１から流出する流体が流れる上側流路、１２ａは下側
ポート部１２から流出する流体が流れる下側流路であ
る。

【０００３】次に動作について説明する。流体は流入口
９から弁箱３内に流入し、流出口１０から流出する。リ
フト量が０％、すなわち上側プラグ５と上側シートリン
グ７とが密着しており、下側プラグ６と下側シートリン
グ８とが密着した状態では、流体の流入および流出はほ
とんど無い。弁軸４により上側プラグ５および下側プラ
グ６をシフトさせると、流入口９から流入した流体は、
上側ポート部１１の上側プラグ５と上側シートリング７
との隙間を通って上側流路１１ａへと流れるとともに、
下側ポート部１２の下側プラグ６と下側シートリング８
との隙間を通って下側流路１２ａへと流れる。上側流路
１１ａおよび下側流路１２ａの双方を通った流体は、流
出口１０から流出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の弁装置は以上の
ように構成されているので、次のような課題があった。
従来の複座弁はプラグとシートリングとを二組設け、流
体の流れを上下に分けるものであり、上下の流れによる
流体の不平衡力を殆ど相殺することを特徴とする。しか
しながら、リフト量と不平衡力との関係の一例を示す図
５から分かるように、不平衡力は、リフト量が０〜５０
％まではプラス方向（弁を開けようとする方向）に働い
ているが、リフト量が５０％を超えると急にマイナス方
向（弁を閉じようとする方向）に転じ、１００％に至る
まで増大し続ける。図５では、不平衡力がプラス方向か
らマイナス方向に転じるのはリフト量が５０％の点であ
ったが、他の事例も合わせて考慮すると、不平衡力がプ
ラス方向からマイナス方向に転じるのはリフト量が３０
〜５０％の範囲内にある場合である。

【０００５】不平衡力がプラス方向に働いている間、操
作器（図示せず）は弁軸４を介して上側プラグ５および
下側プラグ６を押圧して弁を閉じる方向に制御してい
る。この状態で、不平衡力がマイナス方向に転じると、
上側プラグ５および下側プラグ６は弁を閉じるように作
用するので、弁の開度を維持するために操作器は、弁を
開ける方向に制御する。しかも、不平衡力のマイナス方
向への転換が急であるほど、操作器の制御も急激にな
る。以上のように、従来の弁装置には、リフト量が特定
の範囲を超えると操作器の制御が不安定になってしまう
という課題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、リフト量に拘らずプラグに働く不
平衡力をほぼ一定化することが可能で、その一定化手段
を弁装置の下蓋または下側シートリングによって容易に
実現することができる弁装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る弁装置は、上側流路への流体の流量を調節する上側プ
ラグおよび上側シートリングと、この上側プラグおよび
上側シートリングと同軸状に設けられ、下側流路への流
体の流量を調節する下側プラグおよび下側シートリング
と、弁装置下部の下蓋とを備えた弁装置において、前記
下側シートリングと前記下蓋との間に、前記下蓋の上端
周辺部を前記下側シートリングの位置まで延長させた筒
状体から成るケージを設け、そのケージの側面に流体流
通用の側孔を形成したものである。

【０００８】請求項２記載の発明に係る弁装置は、上側
流路への流体の流量を調節する上側プラグおよび上側シ
ートリングと、この上側プラグおよび上側シートリング
と同軸状に設けられ、下側流路への流体の流量を調節す
る下側プラグおよび下側シートリングと、弁装置下部の
下蓋とを備えた弁装置において、前記下側シートリング
と前記下蓋との間に、前記下側シートリングを前記下蓋
まで延長させた筒状体から成るケージを設け、そのケー
ジの側面に流体流通用の側孔を形成したものである。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による弁
装置の断面図であり、図において、１は弁装置の上蓋、
２は下蓋、３は上蓋１と下蓋２との間に設けられた弁箱
である。５は上側プラグであり、６は下側プラグであ
る。上側プラグ５および下側プラグ６は、弁軸４に同軸
状に取り付けられており、弁軸４に連動して上下方向に
シフトする。７は上側プラグ５と対を成す上側シートリ
ング、８は下側プラグ６と対を成す下側シートリングで
ある。９は弁箱３の流入口、１０は弁箱３の流出口であ
る。１１は上側シートリング７が成す上側ポート部、１
２は下側シートリング８が成す下側ポート部である。１
１ａは上側ポート部１１から流出する流体が流れる上側
流路、１２ａは下側ポート部１２から流出する流体が流
れる下側流路である。

【００１３】１３は下蓋２と下側シートリング８との間
に設けた第１ケージ（抵抗体）であり、例えば円筒状を
している。図１は第１ケージ１３を下蓋２の上端部の周
辺を下側シートリング８の下端まで延長して形成した例
を示している。これ以外に第１ケージ１３を別個に形成
し、溶接などにより下蓋２または下側シートリング８に
取り付けるようにしてもよい。１４は第１ケージ１３の
側面に設けた第１側孔である。第１側孔１４は１個だけ
形成してもよいし、複数個に分けて形成してもよい。第
１側孔１４は、下側ポート部１２を流れる流量を上側ポ
ート部１１よりも少なくするように作用する。

【００１４】次に動作について説明する。流体は流入口
９から弁箱３内に流入し、流出口１０から流出する。リ
フト量が０％、すなわち上側プラグ５と上側シートリン
グ７とが密着し、下側プラグ６と下側シートリング８と
が密着した状態では、流体の流入および流出はほとんど
無い。弁軸４により上側プラグ５および下側プラグ６を
上方向へシフトさせると、流入口９から流入した流体
は、上側ポート部１１を通って上側流路１１ａへ流れる
とともに、下側ポート部１２を通って下側流路１２ａへ
流れる。上側流路１１ａおよび下側流路１２ａの双方を
通った流体は、合流し、流出口１０から外部へ流出す
る。

【００１５】図２はこの発明の実施の形態１による弁装
置のリフト量と不平衡力との関係を示す図である。図
中、上側流路１１ａの流量を１．０とした場合、下側流
路１２ａの流量比が０．７の場合を○印で示し、下側流
路１２ａの流量比が０．９の場合を□印で示してある。
リフト量０％〜６０％まで不平衡力は、両者ともプラス
方向の小さな値で安定的に推移している。リフト量が７
０％になると、両者とも不平衡力がプラス方向に少し増
大する。リフト量が８０％になると、下側流路１２ａの
流量比が０．７の場合（○印）には不平衡力が零レベル
に接近し、下側流路１２ａの流量比が０．９の場合（□
印）には不平衡力はプラス方向の大きな値となる。

【００１６】図２には示していないが、下側流路１２ａ
の流量比が０．７以下の場合には、リフト量８０％で不
平衡力がプラス方向からマイナス方向に転じる。また、
下側流路１２ａの流量比が０．９以上の場合、リフト量
が８０％を超えると不平衡力はプラス方向のままで大き
な値になってしまう。したがって、上側流路１１ａの流
量を１．０とした場合、下側流路１２ａの流量比を０．
７〜０．９の範囲に設定すると、リフト量０％〜１００
％の全範囲にわたって、不平衡力はプラス方向の小さな
値を維持する。

【００１７】操作器（図示せず）は弁の開度を所定の値
に維持するために、不平衡力の方向と逆の方向に弁軸４
を駆動しているから、不平衡力の方向がプラスからマイ
ナス、あるいはマイナスからプラスへ転換するときに操
作器の制御が不安定になる。つまり、リフト量０％〜１
００％の全範囲にわたって、不平衡力がプラス方向また
はマイナス方向のいずれか一方の方向の小さな値を維持
し続ければ、操作器の制御は安定的に推移する。上述し
たようにこれを満足する条件が、上側流路１１ａの流
量：下側流路１２ａの流量の比をを１．０：０．７〜
０．９に設定することである。

【００１８】この実施の形態１による弁装置では、上側
流路１１ａの流量：下側流路１２ａの流量＝１．０：
０．７〜０．９を満足させるために、下蓋２と下側シー
トリング８との間に第１ケージ１３を設けている。流入
口９から弁箱３内に流入した流体は上下に２分され、一
方は上側プラグ５と上側シートリング７との隙間を通っ
て上側ポート部１１から上側流路１１ａへ流れる。他方
は下側プラグ６と下側シートリング８との隙間を通って
第１ケージ１３内に流れ込んで一時的に滞留した後、第
１ケージ１３の側面に設けられた第１側孔１４を通って
下側流路１２ａを流れる。この第１側孔１４の開口面積
を調節することにより、上側流路１１ａの流量：下側流
路１２ａの流量＝１．０：０．７〜０．９を満足させ
る。

【００１９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、上下の流量比を適正な値に設定することができるか
ら、リフト量の全範囲にわたって不平衡力を一方向の小
さな値に維持することができる。

【００２０】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２による弁装置の断面図であり、図において、１は上
蓋、２は下蓋、３は弁箱、４は弁軸、５は上側プラグ、
６は下側プラグ、７は上側シートリング、８は下側シー
トリング、９は流入口、１０は流出口、１１は上側ポー
ト部、１２は下側ポート部、１１ａは上側流路、１２ａ
は下側流路であるが、これらは図１に示したものと同一
あるいは相当のものであるので説明を割愛する。

【００２１】１５は下側シートリング８と一体に形成し
た第２ケージ（低抗体）である。第２ケージは、例えば
円筒状をしている。１６は第２ケージ１５の側面に形成
された第２側孔である。第２側孔１６は１個だけ形成し
てもよいし、複数個に分けて形成してもよい。第２側孔
１６の開口面積は、上側流路１１ａの流量：下側流路１
２ａの流量＝１．０：０．７〜０．９を満足するように
設定する。

【００２２】次に動作について説明する。流入口９から
弁箱３内に流入した流体は上下に２分され、一方は上側
ポート部１１を通って上側流路１１ａへ流れる。他方は
下側ポート部１２を通って第２ケージ１５内に流れ込ん
で一時的に滞留した後、第２ケージ１５の側面に設けら
れた第２側孔１６を通って下側流路１２ａを流れる。こ
の第２側孔１６の開口面積は、上側流路１１ａの流量：
下側流路１２ａの流量＝１．０：０．７〜０．９を満足
するように設定されている。

【００２３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、上下の流量比を適正な値に設定することができるか
ら、リフト量の全範囲にわたって不平衡力を一方向の小
さな値に維持することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、上側流路への流体の流量を調節する上側プラグお
よび上側シートリングと、この上側プラグおよび上側シ
ートリングと同軸状に設けられ、下側流路への流体の流
量を調節する下側プラグおよび下側シートリングと、弁
装置下部の下蓋とを備えた複座弁構造の弁装置におい
て、前記下側シートリングと前記下蓋との間に、前記下
蓋の上端周辺部を前記下側シートリングの位置まで延長
させた筒状体から成るケージを設け、そのケージの側面
に流体流通用の側孔を形成するように構成したので、前
記側孔を有する筒状体から成る前記ケージによって、前
記上側流路と前記下側流路との流量比を適正な値に設定
することができ、リフト量の全範囲に渡って不平衡力を
一方向の小さな値に維持することができ、かつ前記ケー
ジを前記下蓋に一体形成できるため、製造工程を短縮で
きるという効果がある。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、上側流路へ
の流体の流量を調節する上側プラグおよび上側シートリ
ングと、この上側プラグおよび上側シートリングと同軸
状に設けられ、下側流路への流体の流量を調節する下側
プラグおよび下側シートリングと、弁装置下部の下蓋と
を備えた弁装置において、前記下側シートリングと前記
下蓋との間に、前記下側シートリングを前記下蓋まで延
長させた筒状体から成るケージを設け、そのケージの側
面に流体流通用の側孔を形成するように構成したので、
前記側孔を有する筒状体から成る前記ケージによって、
前記上側流路と前記下側流路との流量比を適正な値に設
定することができ、リフト量の全範囲に渡って不平衡力
を一方向の小さな値に維持することができ、かつ前記ケ
ージを前記下側シートリングに一体形成できるため、製
造工程を短縮できるという効果がある。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による弁装置の断面図
である。

【図２】この発明の実施の形態１による弁装置のリフト
量と不平衡力との関係を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態２による弁装置の断面図
である。

【図４】従来の弁装置を示す断面図である。

【図５】従来の弁装置のリフト量と不平衡力との関係の
一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 上蓋 ２ 下蓋 ３ 弁箱 ４ 弁軸 ５ 上側プラグ ６ 下側プラグ ７ 上側シートリング ８ 下側シートリング １３ 第１ケージ（抵抗体） １４ 第１側孔（側孔） １５ 第２ケージ（抵抗体） １６ 第２側孔（側孔）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上側流路への液体の流量を調節する上側
   プラグおよび上側シートリングと、この上側プラグおよ
   び上側シートリングと同軸状に設けられ、下側流路への
   液体の流量を調節する下側プラグおよび下側シートリン
   グと、弁装置下部の下蓋とを備えた弁装置において、前
   記下側シートリングと前記下蓋との間に、前記下蓋の上
   端周辺部を前記下側シートリングの位置まで延長させた
   筒状体から成るケージを設け、そのケージの側面に流体
   流通用の側孔を形成したことを特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 上側流路への流体の流量を調節する上側
   プラグおよび上側シートリングと、この上側プラグおよ
   び上側シートリングと同軸状に設けられ、下側流路への
   流体の流量を調節する下側プラグおよび下側シートリン
   グと、弁装置下部の下蓋とを備えた弁装置において、前
   記下側シートリングと前記下蓋との間に、前記下側シー
   トリングを前記下蓋まで延長させた筒状体から成るケー
   ジを設け、そのケージの側面に流体流通用の側孔を形成
   したことを特徴とする弁装置。