JP5701360B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、管路等における流体の流量制御に用いられる弁装置に関するものである。

周知のように、弁装置の種類としては、玉形弁、仕切弁、蝶形弁、ボールバルブ、ニードルバルブ等を挙げることができるが、流体の種類、性質（毒性、可燃性、腐食性等）、圧力・温度特性などの使用条件に応じて最適な構造のものが選択される。

例えば、玉形弁は、弁箱内部に隔壁を有すると共に、流体入口及び流体出口が直線上に設けられ、流体がＳ字状に流れる構成の弁装置である。この玉形弁は、単純な構造で損傷の発生が比較的に少なく、また、弁体の少ない移動量で全開閉ができて操作性が良いという利点を有しているため、産業設備に広く用いられている。

ところで、このような玉形弁は、弁体と弁座とが接近した状態となると、弁体と弁座との間を通過する流体が圧力脈動を起こし易い高速の噴流となって弁体に自励振動が発生し、弁体と弁座とが繰り返し衝突してしまう現象（いわゆる「チャタリング」や「ハンチング」）が生じる。

下記特許文献１には、二つの玉形弁を並列に接続し、流量に応じて二つの玉形弁を使い分けることにより、弁体と弁座との距離を広くして弁体の自励振動の発生を抑制する技術が開示されている。

特開２０００−１６１５２９号公報

ところで、上記玉形弁は、二つの玉形弁を必要とするために、装置構成が複雑になってしまうという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、簡易な構成で、弁体に生じる自励振動を抑止することができる弁装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る弁装置は、流体入口側の上流流路と流体出口側の下流流路とが弁室を介して互いに交差する方向に連続する構成とされ、前記弁室を区画する隔壁の前記上流流路の開口部に、下流に進むに従って漸次拡径する弁座が設けられた弁箱と、前記弁座に着座可能な環状シール部が設けられ、前記弁座に対して進退可能に構成され、進退方向に所定の長さを有する柱状体に形成された弁体とを備え、前記流体から前記弁体に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段を備え、該励振力低減手段は、前記弁座と前記環状シール部との間から流出した流体を、前記弁体から離間させる離間促進部であり、前記離間促進部は、前記弁体の軸線に沿って略一定の径となった外周部の全体を覆う被覆部材が設けられて、前記被覆部材は前記環状シール部の下流側の端部よりも大径に構成されてなることを特徴とする。

この構成によれば、離間促進部が、弁体の外周部に被覆部材が設けられて、環状シール部の下流側の端部よりも大径に構成されてなるので、弁座と環状シール部との間を通過した流体が被覆部材の端面に沿って流れて、径方向外方に向けて流れる。これにより、弁座と環状シール部との間を通過した流体を、弁体から径方向外方側に離間させることができる。
さらに、弁体の外周部に被覆部材が設けることで弁体の固有振動数を変化させて自励振動を抑制することもできるし、この被覆部材を加工して弁体の固有振動数を変化させて自励振動を抑制することもできる。

また、本発明に係る弁装置は、流体入口側の上流流路と流体出口側の下流流路とが弁室を介して互いに交差する方向に連続する構成とされ、前記弁室を区画する隔壁の前記上流流路の開口部に、下流に進むに従って漸次拡径する弁座が設けられた弁箱と、前記弁座に着座可能な環状シール部が設けられ、前記弁座に対して進退可能に構成された弁体とを備え、前記流体から前記弁体に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段を備え、該励振力低減手段は、前記弁座と前記環状シール部との間から流出した流体を、前記弁体から離間させる離間促進部であり、前記隔壁は、前記弁座から径方向外方側に連続して形成され、前記弁座よりも緩やかに傾斜した緩傾斜部と、前記緩傾斜部から径方向外方側に連続して形成された上段部を有し、前記弁体は、前記環状シール部と前記弁体の外周部との間において、前記緩傾斜部よりも径方向外方側に延在する環状平面部を有し、前記離間促進部は、前記弁体の軸方向に沿った断面において、前記緩傾斜部と前記弁体との間隙が大とされ、前記上段部と前記弁体との間隙が小とされた流路であることを特徴とする。

この構成によれば、緩傾斜部と弁体との間隙が大とされ、上段部と弁体との間隙が小とされているので、緩傾斜部と弁体との間隙を通過した流体が、上段部と弁体との間隙に流入すると、径方向外方に向かう縮流となって流速が増加し、弁体から更に離間し易くなる。
また、比較的に加工が容易で、弁座と環状シール部との密着性に影響を与えることもない。

また、本発明に係る弁装置は、流体入口側の上流流路と流体出口側の下流流路とが弁室を介して互いに交差する方向に連続する構成とされ、前記弁室を区画する隔壁の前記上流流路の開口部に、下流に進むに従って漸次拡径する弁座が設けられた弁箱と、前記弁座に着座可能な環状シール部が設けられ、前記弁座に対して進退可能に構成された弁体とを備え、前記流体から前記弁体に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段を備え、該励振力低減手段は、前記弁座と前記環状シール部との間から流出した流体を、前記弁体から離間させる離間促進部であり、前記隔壁は、前記弁座から径方向外方側に連続して形成され、前記弁座よりも緩やかに傾斜した緩傾斜部と、前記緩傾斜部から径方向外方側に連続して形成された上段部を有し、前記弁体は、前記環状シール部と前記弁体の外周部との間において、前記緩傾斜部よりも径方向外方側に延在する環状曲面部を有し、前記離間促進部は、前記弁体の軸方向に沿った断面において、前記緩傾斜部と前記弁体との間隙が大とされ、前記上段部と前記弁体との間隙が小とされた流路であることを特徴とする。

この構成によれば、上記と同様に、弁座と環状シール部との間を通過した噴流が、径方向外方に向かう縮流となって、弁体から更に離間し易くなる。
また、緩傾斜部及び上段部と、弁体との間隙を流れる流体の乱れを低減すると共に圧力損失を低減することができる。

本発明に係る弁装置によれば、簡易な構成で、弁体に生じる自励振動を抑止することができる。

本発明の第一参考例に係る玉形弁１の全体構成を示す概略構成断面図である。 本発明の第一参考例に係る玉形弁１の要部拡大断面図である。 本発明の第一参考例に係る玉形弁１の要部断面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線断面図である。 本発明の第一参考例に係る玉形弁１の作用説明図である。 本発明の第一参考例に係る玉形弁１の効果説明図であって、弁体２０の変位と時間との関係を示すグラフと、弁体２０に作用する流体力と時間との関係を示すグラフとを重ねて表示したものである。 従来の玉形弁の作用説明図であって、図５の比較対照図である。 本発明の第二参考例に係る玉形弁２の要部拡大断面図である。 本発明の第二参考例に係る玉形弁２の要部断面図であって、図７におけるII−II線断面図である。 本発明の第二参考例に係る玉形弁２の効果説明図であって、弁体２０の変位と時間との関係を示すグラフと、弁体２０に作用する流体力と時間との関係を示すグラフとを重ねて表示したものである。 本発明の第一実施形態に係る玉形弁３の要部拡大断面図である。 本発明の第二実施形態に係る玉形弁４の要部拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る玉形弁５の要部拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る玉形弁５の要部拡大断面図であり、図１２における要部IIIの拡大図である。 本発明の第四実施形態に係る玉形弁６の要部拡大断面図である。 本発明の第四実施形態に係る玉形弁６の要部拡大断面図であり、図１４における要部IVの拡大図である。 本発明の第三参考例に係る玉形弁７の要部拡大断面図である。 本発明の第三参考例に係る玉形弁７の要部拡大断面図であり、図１６における要部Ｖの拡大図である。

以下、図面を参照し、本発明の参考例、及び実施の形態について説明する。
（第一参考例）
図１は、本発明の第一参考例に係る玉形弁（弁装置）１の全体構成を示す概略全体構成図である。図１に示すように、玉形弁１は、弁箱１０と、弁体２０とを備えている。なお、図中の弁体２０の軸線をＰとする。

弁箱１０は、流体入口１０ａと流体出口１０ｂとが同一直線上に設けられており、流体入口１０ａ側の上流流路１１と、弁体２０を収容する弁室１３と、流体出口１０ｂ側の下流流路１２とで、内部流路が構成されている。この内部流路は、上流流路１１と下流流路１２とが弁室１３を介して互いに交差する方向に連続する構成となっている。

上流流路１１は、流体入口１０ａから流体出口１０ｂ側に向けて延在した後に、屈曲して弁室１３まで延在している。
下流流路１２は、弁室１３から流体出口１０ｂまで一方向に延在している。
弁室１３は、隔壁１４によって区画されており、隔壁１４には上流流路１１の開口部１１ａと、下流流路１２の開口部１２ａとが、相互に交差する方向に開口している。
隔壁１４に形成された上流流路１１の開口部１１ａの縁部には、下流に進むに従って漸次拡径するテーパ状の弁座１５が形成されている。

図１に示すように、弁体２０は、柱状体に形成されたものであり、下流に進むに従って漸次拡径するテーパ状の環状シール部２１と、軸線Ｐに沿って略一定の径となった外周部２２とを備えている。
環状シール部２１は、弁座１５に面接触して弁座１５に着座可能となっており、着座時に上流流路１１の流体Ｆを封止する。
この弁体２０は、弁棒２９と連結されており、軸方向において、弁座１５に対して進退可能に構成されている。

このように構成された玉形弁１は、流体Ｆから弁体２０に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段として離間促進部３０を備えている。

図２は、玉形弁１の要部拡大断面図であり、図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
図２及び図３に示すように、離間促進部３０は、弁体２０の外周部２２から径方向に鍔状に延出しており、外周部２２の全周に設けられている。この離間促進部３０は、軸方向の下流側において環状シール部２１と隣接しており、弁全閉時において、環状シール部２１と弁座１５との密着性に干渉しない位置に形成されている。

次に、上述した構成からなる玉形弁１の励振低減作用について、図４を用いて説明する。
まず、環状シール部２１が弁座１５に密着した状態（着座状態）から僅かに離間すると、上流流路１１において封止されていた流体Ｆが、微小な間隙に入り込み、噴流となって環状シール部２１に沿って流れる。

環状シール部２１の下流側における端部２１ａに到達した流体Ｆは、弁室１３において、離間促進部３０に沿って径方向外方に流れた後に、離間促進部３０の下流側の端部３０ａにおいて弁体２０から剥離し、外周部２２から離間して流れる。

端部３０ａにおいて剥離した流体Ｆは、弁体２０の外周部２２に再付着することなく、下流流路１２に流れ出て、流体出口１０ｂ（図１参照）から排出される。
このようにして、噴流となった流体Ｆが連続的に流れたとしても、離間促進部３０の端部３０ａで剥離することにより、外周部２２から離間して流れるため、弁体２０の外周部２２に再付着しない。

以上説明したように、玉形弁１によれば、弁座１５と環状シール部２１との間から流出した流体Ｆを、弁体２０から離間させる離間促進部３０を備えているので、弁座１５と環状シール部２１との間を通過して噴流となった流体Ｆを、弁体２０から離間させて弁体２０に生じる励振力を抑制する。
より具体的には、離間促進部３０が、外周部２２から径方向に鍔状に延出すると共に、環状シール部２１と隣接しているので、噴流となった流体Ｆが剥離する位置が固定され、剥離位置の変動が抑制される。これにより、簡素な構成で弁体２０に生じる流体力の作用方向を固定し、弁体２０に生じる自励振動を抑止ことができる。

図５は、玉形弁１の効果説明図であって、弁体２０の変位と時間との関係を示すグラフと、弁体２０に作用する流体力と時間との関係を示すグラフとを重ねて表示したものである。図６は、従来の玉形弁（離間促進部３０を備えない構成）の作用説明図であって、図５の比較対照図である。

図６に示すように、従来の玉形弁は、弁体２０に作用する変位及び流体力の値が大きく変化しながら推移しており、振幅が次第に大きくなって不安定な挙動となる自励振動が発生している。これに対して、玉形弁１は、図５に示すように、弁体２０に作用する変位と流体力とがほぼ一定の範囲（振幅）で推移しており、極めて安定的な挙動となっている。
これら図５及び図６から明らかなように、離間促進部３０を有する玉形弁１によれば、弁体２０の自励振動を高い効果で低減させることができる。

また、弁座１５と環状シール部２１との密着性について変更を加えることがないので、既存の弁体を改良して弁体２０としても、弁特性（弁開度と流量との関係等）に影響を与えることなく、容易に自励振動の抑止効果を得ることができる。

また、離間促進部３０が外周部２２の全周に設けられているので、弁体２０の周方向全てにおいて剥離点が変動することを抑止し、噴流となった流体Ｆが弁体２０に再付着することを周方向の全てにおいて抑制することができる。

なお、本参考例においては、図１に示すように、離間促進部３０の軸方向の断面形状を矩形としたが、三角状や台形状等の多角形状にしてもよい。また、断面輪郭の少なくとも一部を曲線状にしてもよく、多角形状の少なくとも一辺を曲線状にしてもよいし、角部をＲ形状としてもよい。

（第二参考例）
続いて、本発明の第二参考例に係る玉形弁２について、説明する。
図７は、玉形弁２の要部拡大断面図であり、図８は、図７におけるII−II線断面図である。なお、図７及び図８において、図１から図６と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

玉形弁２は、弁体２０に離間促進部５０を備えている。
図７及び図８に示すように、離間促進部５０は、弁体２０の外周部２２から径方向に鍔状に延出しており、外周部２２のうち、下流流路１２側の一部に設けられている。この離間促進部５０は、図８に示すように、周方向における両端部５０ｂ，５０ｃと、軸線Ｐとが形成する中心角θが略１１０度となった円弧状のものである。なお、離間促進部５０の中心角θは、４５度から１８０度の範囲に設定すると好適である。

次に、上述した構成からなる玉形弁２の励振低減作用について、図７を用いて説明する。
まず、環状シール部２１が弁座１５に密着した状態（着座状態）から僅かに離間すると、流体Ｆが噴流となって環状シール部２１に沿って流れる。

環状シール部２１の下流側における端部２１ａに到達した流体Ｆは、周方向において以下の二つの流れに大別される。
まず、環状シール部２１の下流側における端部２１ａに到達した流体Ｆのうち、離間促進部５０が形成されている部分における流体Ｆは、離間促進部５０に沿って径方向外方に流れた後に、離間促進部５０の下流側の端部５０ａにおいて弁体２０から剥離する。この後、端部５０ａにおいて剥離した流体Ｆは、外周部２２から離間して流れて外周部２２に再付着することがない。

一方、端部２１ａに到達した流体Ｆのうち、離間促進部５０が形成されていない部分における流体Ｆは、外周部２２に沿って軸方向に流れる。この流れの過程において、流体Ｆが外周部２２から剥離して、この剥離した流体Ｆの一部が外周部２２に再付着する。

このようにして、弁体２０と弁座１５との隙間から流出した流体Ｆは、周方向において流れの偏りが生じ、定常的な流体力が下流流路１２側と反対方向に働くので、下流流路１２側に片振れする状態となる。しかしながら、流体Ｆによる弁体２０への流体力の作用方向を径方向の一部に固定するために、弁体２０全体としての動特性を安定させることができる。

図９は、図５と同様の表示方法による玉形弁２の効果説明図である。
図９に示すように、玉形弁２は、上流流路１１から弁室１３に流体Ｆが流れ出す時間０ｓからしばらくの間は、流体力が僅かに不安定な推移となるが、その後は全体的に変位と流体力とがほぼ一定の範囲（振幅）で推移する。このように、図６に示す従来の玉形弁と比較して、玉形弁２は、極めて安定的な挙動となっている。なお、図５と比較すると、全体的に、変位と流体力との双方の値が０を下回って推移しているが、これは上述したように、弁体２０が片振れした状態となるためであり、動特性としては安定している。

以上説明したように、玉形弁２によれば、弁体２０の周方向において、予め流れに偏りを生じさせて、流体Ｆによる弁体２０への流体力の作用方向を径方向の一部に固定するので、弁体２０全体としての動特性を安定させることができる。

なお、本参考例においては、図７に示すように、離間促進部５０を弁体２０の外周部２２のうち下流流路１２側の一部に設けたが、下流流路１２の反対側の一部に設けてもよい。この構成によれば、定常的な流体力が下流流路１２側に働くので、下流流路１２側と反対側に片振れする状態となる。この構成においても、流体Ｆによる弁体２０への流体力の作用方向を径方向の一部に固定するために、弁体２０全体としての動特性を安定させることができる。

（第一実施形態）
続いて、本発明の第一実施形態に係る玉形弁３について説明する。
図１０は、玉形弁３の要部拡大断面図である。なお、図１０において、図１から図９と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、玉形弁３は、弁体２０の外周部２３が、環状シール部２１よりも小径に構成されている点で、玉形弁１，２と相違する。
より具体的には、環状シール部２１の下流側の端部２１ａにおける径よりも、外周部２３の径が小さく構成されており、下流側の端部２１ａが先鋭なものとなっている。このように、端部２１ａよりも小径に構成された外周部２３が玉形弁３の離間促進部とされている（以下、適宜「離間促進部２３」と称する。）

次に、上述した構成からなる玉形弁３の励振低減作用について説明する。
まず、環状シール部２１が弁座１５に密着した状態（着座状態）から僅かに離間すると、流体Ｆが噴流となって環状シール部２１に沿って流れ、端部２１ａで剥離する。そして、離間促進部（外周部）２３から離間した状態で、軸方向に向かって流れ、離間促進部（外周部）２３に再付着することがない。

以上説明したように、玉形弁３によれば、弁体２０の外周部２３が環状シール部２１の下流側の端部２１ａよりも小径に構成されているので、弁座１５と環状シール部２１との間を通過して噴流となった流体Ｆが端部２１ａで剥離することとなり、弁体２０の外周部２３に沿って流れない。これにより、流体Ｆが外周部２３に再付着することを抑制し、弁体２０の自励振動を抑止することができる。

また、玉形弁３の構成によれば、外周部２３を旋盤加工で切削加工して形成することができるので、例えば、弁室１３が上述した離間促進部３０，５０を追加できないような狭隘なものである場合に有効である。

なお、本実施形態では、外周部２３の全周を小径に形成したが、一部を小径に形成する構成にしてもよいし、外周部２３を先細り形状（テーパ形状）にしてもよい。

（第二実施形態）
続いて、本発明の第二実施形態に係る玉形弁４について、説明する。
図１１は、玉形弁４の要部断面図である。なお、図１１において、図１から図１０と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、玉形弁４は、弁体２０の外周部２２に、被覆部材２４が設けられて、環状シール部２１の下流側の端部２１ａよりも大径に構成されてなる。このような構成により、環状シール部２１の下流側の端部２１ａから径方向に被覆部材２４の環状端面２４ａが延在している。

玉形弁４によれば、弁体２０の被覆部材２４が、環状シール部２１の下流側の端部２１ａよりも大径に構成されているので、弁座１５と環状シール部２１との間を通過して噴流となった流体Ｆが環状端面２４ａに沿って流れる過程で、径方向外方に流れの方向を変えることとなる。これにより、弁座１５と環状シール部２１との間を通過した流体Ｆを、径方向外方に向けて、弁体２０から離間させることができる。

さらに、弁体２０の外周部２２に被覆部材２４を設けることで弁体２０の固有振動数を変化させて自励振動を抑制することができる。また、この被覆部材２４を加工して弁体２０の固有振動数を変化させて自励振動を抑制することもできる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態に係る玉形弁５について、説明する。
図１２は、玉形弁５の要部断面図であり、図１３は、図１２における要部IIIの拡大図である。なお、図１２及び図１３において、図１から図１１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１２に示すように、玉形弁５は、弁室１３を区画する隔壁１４において、弁座１５の流れ方向に下流に、弁座１５よりも緩やかに傾斜した緩傾斜部１６と、この緩傾斜部１６の下流側に隣接する上段部１７とを有している。

図１３に示すように、環状シール部２１と弁座１５とが密着すると、環状端面（環状平面部）２４ａと上段部１７との間に僅かな隙間を形成するようになっている。このような関係により、環状シール部２１が弁座１５から僅かに離間すると、図１２に示すように、弁体２０の軸方向に沿った断面において、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙が大となり、上段部１７と弁体２０との間隙が小となる流路（離間促進部）Ｒ１が形成される。

次に、上述した構成からなる玉形弁５の励振低減作用について説明する。
環状シール部２１と弁座１５との間を通過した流体Ｆは、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙、上段部１７と弁体２０との間隙の順に流れて、弁室１３に流入する。この際、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙から、相対的に小さくなった上段部１７と弁体２０との間隙に流入する流体Ｆは、縮流となって弁室１３に流入し、径方向外方に向けて弁体２０から離間する。

以上説明したように、玉形弁５によれば、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙が大とされ、上段部１７と弁体２０との間隙が小とされた流路Ｒ１を有するので、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙を通過した流体Ｆが、上段部１７と弁体２０との間隙に流入すると、流速が増加する。これにより、弁座１５と環状シール部２１との間を通過した流体Ｆが、径方向外方に向かう縮流となって、弁体２０から更に離間し易くなる。
すなわち、流体Ｆが弁体２０の外周部２２に沿って流れないので、流体Ｆが外周部２２に再付着することを抑制し、弁体２０の自励振動を抑止することができる。
また、比較的に加工が容易で、弁座１５と環状シール部２１との密着性に影響を与えることもない。

なお、本実施形態では、環状シール部２１と弁座１５とが密着した場合には、環状端面２４ａと上段部１７との間に僅かな隙間が形成されるようにしたが、環状シール部２１と弁座１５との密着性を妨げないことを条件として、環状端面２４ａと上段部１７とが接触する構成にしてもよい。
また、本実施形態では、図１２に示すように、環状端面２４ａを平面としたが、径方向内方側から外方側に向かうに従って漸次上段部１７に近接する先細形状（テーパ形状）としてもよい。
同様に、環状シール部２１が弁座１５から僅かに離間した場合において緩傾斜部１６と弁体２０との間隙が大となり、上段部１７と弁体２０との間隙が小となる関係（流路Ｒ１）を満たすことを条件として、径方向内方側から外方側に向かうに従って漸次上段部１７から離間する先細形状（テーパ形状）としてもよい。
これら先細形状とした場合においても、環状端面２４ａと上段部１７との間に僅かな隙間が形成されるようにしてもよいし、環状シール部２１と弁座１５との密着性を妨げないことを条件として環状端面２４ａと上段部１７とが接触する構成としてもよい。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態に係る玉形弁６について、説明する。
図１４は、玉形弁６の要部断面図であり、図１５は、図１４における要部IVの拡大図である。なお、図１４及び図１５において、図１から図１３と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１４に示すように、玉形弁６は、隔壁１４に緩傾斜部１６と上段部１７とを有する点においては、玉形弁５と同様であるが、環状シール部２１から外周部２２までが滑らかな環状曲面（環状曲面部）２４ｂで接続されている点において、玉形弁５と相違する。すなわち、図１４に示すように、軸方向の断面輪郭において、環状シール部２１から外周部２２までがＲ加工されている。

図１５に示すように、環状シール部２１と弁座１５とが密着すると、環状曲面２４ｂと上段部１７との間に僅かな隙間を形成するようになっている。このような関係により、環状シール部２１が弁座１５から僅かに離間すると、図１４に示すように、弁体２０の軸方向に沿った断面において、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙が大となり、上段部１７と弁体２０との間隙が小となる流路Ｒ２が形成される。

次に、上述した構成からなる玉形弁６の励振低減作用について説明する。
環状シール部２１と弁座１５との間を通過した流体Ｆは、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙から、相対的に小さくなった上段部１７と弁体２０との間隙に流入すると、縮流となり、流速が増加した状態で弁室１３に流入する。
この流れの過程においては、緩傾斜部１６及び上段部１７と、弁体２０との間隙を流れる流体Ｆが、環状曲面２４ｂに沿って安定的に流れる。

この構成によれば、緩傾斜部１６と弁体２０との間隙を通過した流体Ｆが、上段部１７と弁体２０との間隙に流入すると、流速が増加する。これにより、弁座１５と環状シール部２１との間を通過した流体Ｆが、径方向外方に向かう縮流となって、弁体２０から更に離間し易くなる。

また、環状シール部２１と外周部２２とが滑らかな環状曲面２４ｂで接続されているので、緩傾斜部１６及び上段部１７と、弁体２０との間隙を流れる流体Ｆが、環状曲面２４ｂに沿って安定的に流れる。これにより、緩傾斜部１６及び上段部１７と、弁体２０との間隙を流れる流体Ｆの乱れを低減すると共に圧力損失を低減することができる。
なお、本実施形態では、図１４に示すように、弁体２０側をＲ加工としたが、弁座１５側をＲ加工としてもよい。

なお、本実施形態では、環状シール部２１と弁座１５とが密着した場合には、環状曲面２４ｂと上段部１７との間に僅かな隙間が形成されるようにしたが、環状シール部２１と弁座１５との密着性を妨げないことを条件として、環状曲面２４ｂと上段部１７とが接触する構成にしてもよい。

（第三参考例）
次に、本発明の第三参考例に係る玉形弁７について、説明する。
図１６は、玉形弁７の要部断面図であり、図１７は、図１６における要部Ｖの拡大図である。なお、図１６及び図１７において、図１から図１５と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

玉形弁７は、流体Ｆから弁体２０に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段として機能する渦流形成部９０を備えている。
渦流形成部９０は、三つの渦流形成溝９０ａ〜９０ｃからなっており、これら渦流形成溝９０ａ〜９０ｃは、それぞれ弁座１５に同心状に形成された環状溝となっている。

環状シール部２１と弁座１５との間を通過する流体Ｆは、その一部が渦流形成溝９０ａ〜９０ｃに流入すると共に、渦流形成溝９０ａ〜９０ｃにおいて渦を形成する。

この構成によれば、渦流形成溝９０ａ〜９０ｃにおいて渦が発生するので、ダンピング効果を大きくし、弁体２０が自励振動を起こしたとしても、弁体２０を減衰させることができる。

なお、本参考例においては、渦流形成溝９０ａ〜９０ｃを弁座１５に形成したが、環状シール部２１に設ける構成としてもよいし、弁座１５及び環状シール部２１の双方に設ける構成としてもよい。
また、本参考例においては、複数の渦流形成溝９０ａ〜９０ｃを同心状に設ける構成としたが、必ずしも同心状に設けなくてもよい。
また、本参考例においては、複数の渦流形成溝９０ａ〜９０ｃを設ける構成としたが、一つだけ設ける構成としてもよい。
また、本参考例においては、渦流形成溝９０ａ〜９０ｃをそれぞれ環状に連通する構成としたが、周方向に区切った断続的な複数の溝やハニカム状にしてもよい。

なお、上述した参考例及び実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した各参考例及び実施の形態では、玉形弁に本発明を適用した場合について、説明したが、その他の構造の弁、例えば、アングル弁についても本発明を好適に適用することができる。

１〜７…玉形弁（弁装置）
１０…弁箱
１０ａ…流体入口
１０ｂ…流体出口
１１…上流流路
１２…下流流路
１３…弁室
１４…隔壁
１５…弁座
１６…緩傾斜部
１７…上段部
２０…弁体
２１…環状シール部
２１ａ…端部
２２…外周部
２３…外周部（離間促進部）
２４…被覆部材
２４ａ…環状端面（環状平面部）
２４ｂ…環状曲面（環状曲面部）
２９…弁棒
３０，５０…離間促進部
９０…渦流形成部
９０ａ〜９０ｃ…渦流形成溝
Ｒ１…流路
Ｒ２…流路
Ｆ…流体
Ｐ…軸線

Claims (3)

1. 流体入口側の上流流路と流体出口側の下流流路とが弁室を介して互いに交差する方向に連続する構成とされ、前記弁室を区画する隔壁の前記上流流路の開口部に、下流に進むに従って漸次拡径する弁座が設けられた弁箱と、
   前記弁座に着座可能な環状シール部が設けられ、前記弁座に対して進退可能に構成され、進退方向に所定の長さを有する柱状体に形成された弁体とを備え、
   前記流体から前記弁体に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段を備え、該励振力低減手段は、前記弁座と前記環状シール部との間から流出した流体を、前記弁体から離間させる離間促進部であり、
   前記離間促進部は、前記弁体の軸線に沿って略一定の径となった外周部の全体を覆う被覆部材が設けられて、前記被覆部材は前記環状シール部の下流側の端部よりも大径に構成されてなることを特徴とする弁装置。
2. 流体入口側の上流流路と流体出口側の下流流路とが弁室を介して互いに交差する方向に連続する構成とされ、前記弁室を区画する隔壁の前記上流流路の開口部に、下流に進むに従って漸次拡径する弁座が設けられた弁箱と、
   前記弁座に着座可能な環状シール部が設けられ、前記弁座に対して進退可能に構成された弁体とを備え、
   前記流体から前記弁体に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段を備え、該励振力低減手段は、前記弁座と前記環状シール部との間から流出した流体を、前記弁体から離間させる離間促進部であり、
   前記隔壁は、前記弁座から径方向外方側に連続して形成され、前記弁座よりも緩やかに傾斜した緩傾斜部と、前記緩傾斜部から径方向外方側に連続して形成された上段部を有し、
   前記弁体は、前記環状シール部と前記弁体の外周部との間において、前記緩傾斜部よりも径方向外方側に延在する環状平面部を有し、
   前記離間促進部は、前記弁体の軸方向に沿った断面において、前記緩傾斜部と前記弁体との間隙が大とされ、前記上段部と前記弁体との間隙が小とされた流路であることを特徴とする弁装置。
3. 流体入口側の上流流路と流体出口側の下流流路とが弁室を介して互いに交差する方向に連続する構成とされ、前記弁室を区画する隔壁の前記上流流路の開口部に、下流に進むに従って漸次拡径する弁座が設けられた弁箱と、
   前記弁座に着座可能な環状シール部が設けられ、前記弁座に対して進退可能に構成された弁体とを備え、
   前記流体から前記弁体に対して作用する励振力を低減させる励振力低減手段を備え、該励振力低減手段は、前記弁座と前記環状シール部との間から流出した流体を、前記弁体から離間させる離間促進部であり、
   前記隔壁は、前記弁座から径方向外方側に連続して形成され、前記弁座よりも緩やかに傾斜した緩傾斜部と、前記緩傾斜部から径方向外方側に連続して形成された上段部を有し、
   前記弁体は、前記環状シール部と前記弁体の外周部との間において、前記緩傾斜部よりも径方向外方側に延在する環状曲面部を有し、
   前記離間促進部は、前記弁体の軸方向に沿った断面において、前記緩傾斜部と前記弁体との間隙が大とされ、前記上段部と前記弁体との間隙が小とされた流路であることを特徴とする弁装置。

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