JPH0255673B2 - - Google Patents
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- JPH0255673B2 JPH0255673B2 JP25360586A JP25360586A JPH0255673B2 JP H0255673 B2 JPH0255673 B2 JP H0255673B2 JP 25360586 A JP25360586 A JP 25360586A JP 25360586 A JP25360586 A JP 25360586A JP H0255673 B2 JPH0255673 B2 JP H0255673B2
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- Japan
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- valve
- cage
- cavity
- valve plug
- noise
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Sliding Valves (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、低騒音弁に係り、特にケージの周壁
に設けられた流体制御用窓の開度を該ケージ内に
摺動自在に挿入された弁プラグで制御するケージ
弁において、弁プラグ内空洞共鳴による強い分離
音の発生を抑止し、騒音を低減するようにしたも
のである。 〔従来の技術〕 従来、この種のケージ弁は第６図に示す如く構
成されている。これを同図に基づいて概略説明す
ると、１は弁本体で、内部が仕切壁２によつて上
流側通路３と下流側通路４とに仕切られている。
５は弁本体１の上部開口端に嵌合され、かつ複数
個のボルト６によつて固定された上蓋で、この上
蓋５と前記仕切壁２との間にはそれぞれ円筒状に
形成されたシートリング７とケージ８が積層配置
されている。この場合、シートリング７は仕切壁
２に設けられた取付用孔９にパツキング１０を介
して嵌合固定され、下端開口部が下流側通路４に
連通している。一方、ケージ８は前記弁本体１の
上側開口部より該弁本体１内に挿入され、上蓋５
により前記シートリング７上に圧接されている。
ケージ８の周壁には、所望の流量特性に応じた形
状を有しケージ内部と上流側通路３とを連通させ
る複数個の流体制御用窓１１が周方向に等配され
て形成されている。また、ケージ８の内孔には、
上蓋５の貫通孔１３にパツキン１２を介して摺動
自在に挿通された弁棒１４の下端に取付けられた
略カツプ状の弁プラグ１５が摺動自在に嵌合され
ており、この弁プラグ１５の下端には前記シート
リング７の上端開口部に設けられた弁座１６に全
閉時において着座する下着座部１７が設けられて
いる。また、弁プラグ１５の上端外周部にも前記
ケージ８の内周面に形成された弁座１８に着座す
る上着座部１９が設けられている。弁プラグ１５
の内部に設けられ、該プラグの底面に開放する空
洞２０は、弁プラグ１５の底面に作用する圧力を
平均化するための緩衝室を形成し、これによつて
不規則かつ不均一な圧力が弁プラグ１５の上面に
形成された小孔２１を通つて弁プラグ上面に作用
するのを防止し、弁プラグ１５の釣合状態を改
善、換言すれば弁棒力を安定化させている。 なお、２２は上蓋５とケージ８との間に介在さ
れたパツキンである。 このように構成されていることにより、自動制
御装置による駆動部の作動または手動操作によつ
て弁棒１４を上下動させると、弁プラグ１５がこ
れと一体的に移動してその外周壁よりケージ８の
流体制御用窓１１の開度、すなわち開口面積を変
化させ、これによつて上流側通路３から流体制御
用窓１１およびシートリング７を通つて下流側流
路４に流れる被制御流体の流量が制御される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、以上のようなケージ型弁により圧縮
性のある流体（空気、蒸気等）の圧力、流量制御
を行う際に、上流側流路３内の圧力P1と下流側
流路４内の圧力P2との圧力比、すなわち弁圧力
比P1／P2が流体の物性により定まる閉塞点を越
え噴流が超音速領域を含む流れとなると、強い分
離音が発生し、第７図実線で示されるように全体
騒音レベルを著しく（約10dB程度）上げる場合
がある（なお、第７図は弁容量CV＝８、P1＝
2.1MPaの場合を示す）。この現象は弁圧力比およ
び弁リフトに依存して発生する。すなわち、弁圧
力比が２〜７程度の範囲で、噴流Ｊ（第６図参照）
の長さ（衝突位置までであるからケージ８の内径
の半径に等しい）が噴流径の約３倍以上になるよ
うな弁リフトの範囲で発生するのである。このよ
うな弁圧力比および弁リフト範囲は通常の弁使用
過程で頻繁に使用される範囲でもあり、問題は深
刻である。かつ、この分離音はその発生の機構上
数秒オーダの間欠性をもつて聴覚の最も敏感な帯
域に発生するため、非常に不快な特性を呈す。 ここで述べている分離音とは、弁プラグ内空洞
２０が本来的にもつ音響固有モード（これは空洞
内の波動方程式を解いて、その固有値から定ま
り、高次のモードにわたつて無数に存在する）の
うちのひとつないし複数個のモードが噴流と干渉
した結果、励起され発生するものである。すなわ
ち、空洞２０の共振周波数o,nは o,n＝Ｃ／πD×νo,n （但し、Ｃは音速、Ｄは空洞直径、νo,nは共振
モードによる固有値） で表わされ、νo,nが下表に示す如くモードにより
何種類もの値をとることから、各モード毎に共振
周波数が求められ、これが第６図に実線Ａで示す
ように複数の分離音となり、騒音レベルを上げる
原因となつている。
に設けられた流体制御用窓の開度を該ケージ内に
摺動自在に挿入された弁プラグで制御するケージ
弁において、弁プラグ内空洞共鳴による強い分離
音の発生を抑止し、騒音を低減するようにしたも
のである。 〔従来の技術〕 従来、この種のケージ弁は第６図に示す如く構
成されている。これを同図に基づいて概略説明す
ると、１は弁本体で、内部が仕切壁２によつて上
流側通路３と下流側通路４とに仕切られている。
５は弁本体１の上部開口端に嵌合され、かつ複数
個のボルト６によつて固定された上蓋で、この上
蓋５と前記仕切壁２との間にはそれぞれ円筒状に
形成されたシートリング７とケージ８が積層配置
されている。この場合、シートリング７は仕切壁
２に設けられた取付用孔９にパツキング１０を介
して嵌合固定され、下端開口部が下流側通路４に
連通している。一方、ケージ８は前記弁本体１の
上側開口部より該弁本体１内に挿入され、上蓋５
により前記シートリング７上に圧接されている。
ケージ８の周壁には、所望の流量特性に応じた形
状を有しケージ内部と上流側通路３とを連通させ
る複数個の流体制御用窓１１が周方向に等配され
て形成されている。また、ケージ８の内孔には、
上蓋５の貫通孔１３にパツキン１２を介して摺動
自在に挿通された弁棒１４の下端に取付けられた
略カツプ状の弁プラグ１５が摺動自在に嵌合され
ており、この弁プラグ１５の下端には前記シート
リング７の上端開口部に設けられた弁座１６に全
閉時において着座する下着座部１７が設けられて
いる。また、弁プラグ１５の上端外周部にも前記
ケージ８の内周面に形成された弁座１８に着座す
る上着座部１９が設けられている。弁プラグ１５
の内部に設けられ、該プラグの底面に開放する空
洞２０は、弁プラグ１５の底面に作用する圧力を
平均化するための緩衝室を形成し、これによつて
不規則かつ不均一な圧力が弁プラグ１５の上面に
形成された小孔２１を通つて弁プラグ上面に作用
するのを防止し、弁プラグ１５の釣合状態を改
善、換言すれば弁棒力を安定化させている。 なお、２２は上蓋５とケージ８との間に介在さ
れたパツキンである。 このように構成されていることにより、自動制
御装置による駆動部の作動または手動操作によつ
て弁棒１４を上下動させると、弁プラグ１５がこ
れと一体的に移動してその外周壁よりケージ８の
流体制御用窓１１の開度、すなわち開口面積を変
化させ、これによつて上流側通路３から流体制御
用窓１１およびシートリング７を通つて下流側流
路４に流れる被制御流体の流量が制御される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、以上のようなケージ型弁により圧縮
性のある流体（空気、蒸気等）の圧力、流量制御
を行う際に、上流側流路３内の圧力P1と下流側
流路４内の圧力P2との圧力比、すなわち弁圧力
比P1／P2が流体の物性により定まる閉塞点を越
え噴流が超音速領域を含む流れとなると、強い分
離音が発生し、第７図実線で示されるように全体
騒音レベルを著しく（約10dB程度）上げる場合
がある（なお、第７図は弁容量CV＝８、P1＝
2.1MPaの場合を示す）。この現象は弁圧力比およ
び弁リフトに依存して発生する。すなわち、弁圧
力比が２〜７程度の範囲で、噴流Ｊ（第６図参照）
の長さ（衝突位置までであるからケージ８の内径
の半径に等しい）が噴流径の約３倍以上になるよ
うな弁リフトの範囲で発生するのである。このよ
うな弁圧力比および弁リフト範囲は通常の弁使用
過程で頻繁に使用される範囲でもあり、問題は深
刻である。かつ、この分離音はその発生の機構上
数秒オーダの間欠性をもつて聴覚の最も敏感な帯
域に発生するため、非常に不快な特性を呈す。 ここで述べている分離音とは、弁プラグ内空洞
２０が本来的にもつ音響固有モード（これは空洞
内の波動方程式を解いて、その固有値から定ま
り、高次のモードにわたつて無数に存在する）の
うちのひとつないし複数個のモードが噴流と干渉
した結果、励起され発生するものである。すなわ
ち、空洞２０の共振周波数o,nは o,n＝Ｃ／πD×νo,n （但し、Ｃは音速、Ｄは空洞直径、νo,nは共振
モードによる固有値） で表わされ、νo,nが下表に示す如くモードにより
何種類もの値をとることから、各モード毎に共振
周波数が求められ、これが第６図に実線Ａで示す
ように複数の分離音となり、騒音レベルを上げる
原因となつている。
本発明に係る低騒音弁は上述したような問題点
を解決すべくなされたもので、弁プラグ内空洞を
仕切壁によつて軸方向に沿つた多数の小室に分割
したものである。 〔作用〕 本発明においては弁プラグ内空洞を軸方向に沿
つた多数の小室に分割しているので、弁プラグ全
体が共振しにくく、強い分離音の発生を防止す
る。 〔実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。 第１図は本発明に係る低騒音弁を構成するケー
ジと弁プラグの一実施例を示す断面図、第２図は
弁プラグの底面図である。なお、図中第６図と同
一構成部品、部分に対しては同一符号を以つて示
し、その説明を省略する。ケージ８の内周壁で流
体制御用窓１１の下部には、全閉時において弁プ
ラグ１５の下着座部１７が着座する弁座１６が形
成されている。これは第６図に示した従来構造に
おけるシートリング７の弁座１６を省略したもの
で、ケージ８の下端部を仕切壁２の取付用孔９に
嵌合固定することによりシートリング７自体の廃
止を可能にしている。云い換えればケージ８の一
部がシートリングを構成している。勿論、これに
限らず第６図に示した構造のケージであつてもよ
いことは云うまでもない。 前記弁プラグ１５の空洞２０は、面が該プラグ
１５の軸線と平行で互いに直交する複数の薄い仕
切壁２５によつて仕切られることにより、軸線方
向に沿つた多数の小室２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…
…２０ｎに分割されている。このような仕切壁２
５の形成は精密鋳造法によつて弁プラグ１５と一
体に形成されることにより容易であるが、これに
限らず第３図に示すように筒状に形成され内部が
互いに直交する仕切壁２５によつて多数の小室２
０ａ，２０ｂ……２０ｎに分割されたハニカム構
造体３０を形成し、これを弁プラグ１５の空洞２
０に嵌め込み、接着剤、点溶接、止めねじ等の適
宜な手段にて固定するようにしてもよい。 かくしてこのような構成からなるケージ弁によ
れば、仕切壁２５によつて空洞２０を多数の小室
２０ａ，２０ｂ……２０ｎに分割しているので、
噴流Ｊと空洞２０との間で音響波を介してのフイ
ードバツクループ系が形成されにくく、したがつ
て、弁プラグ１５全体の共振が抑止され、弁プラ
グ内空洞による分離音の発生を抑止もしくは低減
することができる。また、仕切壁２５は空洞２０
の通気性を維持するので、空洞２０の緩衝室とし
ての機能を低下させることはない。 なお、上記構成によるケージ弁を用いて騒音の
測定を行なつたところ、第７図一点鎖線で示すよ
うにケージ弁の騒音レベルが２〜７程度の弁圧力
比（P1／P2）において約10dB低減され、低騒音
ケージ弁が得られることを確認した。 第４図は本発明の他の実施例を示す弁プラグの
底面図である。この実施例は一端が互いに当接接
合され他端がプラグ内空洞２０の内壁に接合固定
される複数の湾曲した仕切壁２５を前記空洞２０
内に放射状に配置することにより、該空洞２０を
周方向に区分され軸方向に沿つて延在する複数の
湾曲した小室２０ａ，２０ｂ……２０ｈに分割し
たものである。この場合、各仕切壁２５は第５図
に示すようにその長さｌが空洞２０の半径より大
きな直板で形成され、これらを放射状に組み合わ
せて空洞２０に嵌挿する際、所望形状に折り曲げ
て空洞内壁に固定するようにすれば、事前に仕切
壁２５を曲げる必要がなく、またｌ寸法も厳密さ
を要求されず、製作が容易である。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る低騒音弁は、
弁プラグ内空洞を仕切壁によつて軸方向に沿つた
多数の小室に分割したので、噴流の衝突による音
響波が伝播しても、噴流と空洞との間で音響波を
介したフイードバツクループを形成することがな
く、したがつて弁プラグ内空洞による分離音の発
生を抑止ないし低減でき、低騒音弁を提供するこ
とができる。また、予測しにくい分離音が抑止さ
れることから、一般の騒音予測式が適用でき、騒
音予測の立場からも非常に有利となる。さらに、
構造も簡単で安価な低騒音弁の提供が可能であ
る。
を解決すべくなされたもので、弁プラグ内空洞を
仕切壁によつて軸方向に沿つた多数の小室に分割
したものである。 〔作用〕 本発明においては弁プラグ内空洞を軸方向に沿
つた多数の小室に分割しているので、弁プラグ全
体が共振しにくく、強い分離音の発生を防止す
る。 〔実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。 第１図は本発明に係る低騒音弁を構成するケー
ジと弁プラグの一実施例を示す断面図、第２図は
弁プラグの底面図である。なお、図中第６図と同
一構成部品、部分に対しては同一符号を以つて示
し、その説明を省略する。ケージ８の内周壁で流
体制御用窓１１の下部には、全閉時において弁プ
ラグ１５の下着座部１７が着座する弁座１６が形
成されている。これは第６図に示した従来構造に
おけるシートリング７の弁座１６を省略したもの
で、ケージ８の下端部を仕切壁２の取付用孔９に
嵌合固定することによりシートリング７自体の廃
止を可能にしている。云い換えればケージ８の一
部がシートリングを構成している。勿論、これに
限らず第６図に示した構造のケージであつてもよ
いことは云うまでもない。 前記弁プラグ１５の空洞２０は、面が該プラグ
１５の軸線と平行で互いに直交する複数の薄い仕
切壁２５によつて仕切られることにより、軸線方
向に沿つた多数の小室２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…
…２０ｎに分割されている。このような仕切壁２
５の形成は精密鋳造法によつて弁プラグ１５と一
体に形成されることにより容易であるが、これに
限らず第３図に示すように筒状に形成され内部が
互いに直交する仕切壁２５によつて多数の小室２
０ａ，２０ｂ……２０ｎに分割されたハニカム構
造体３０を形成し、これを弁プラグ１５の空洞２
０に嵌め込み、接着剤、点溶接、止めねじ等の適
宜な手段にて固定するようにしてもよい。 かくしてこのような構成からなるケージ弁によ
れば、仕切壁２５によつて空洞２０を多数の小室
２０ａ，２０ｂ……２０ｎに分割しているので、
噴流Ｊと空洞２０との間で音響波を介してのフイ
ードバツクループ系が形成されにくく、したがつ
て、弁プラグ１５全体の共振が抑止され、弁プラ
グ内空洞による分離音の発生を抑止もしくは低減
することができる。また、仕切壁２５は空洞２０
の通気性を維持するので、空洞２０の緩衝室とし
ての機能を低下させることはない。 なお、上記構成によるケージ弁を用いて騒音の
測定を行なつたところ、第７図一点鎖線で示すよ
うにケージ弁の騒音レベルが２〜７程度の弁圧力
比（P1／P2）において約10dB低減され、低騒音
ケージ弁が得られることを確認した。 第４図は本発明の他の実施例を示す弁プラグの
底面図である。この実施例は一端が互いに当接接
合され他端がプラグ内空洞２０の内壁に接合固定
される複数の湾曲した仕切壁２５を前記空洞２０
内に放射状に配置することにより、該空洞２０を
周方向に区分され軸方向に沿つて延在する複数の
湾曲した小室２０ａ，２０ｂ……２０ｈに分割し
たものである。この場合、各仕切壁２５は第５図
に示すようにその長さｌが空洞２０の半径より大
きな直板で形成され、これらを放射状に組み合わ
せて空洞２０に嵌挿する際、所望形状に折り曲げ
て空洞内壁に固定するようにすれば、事前に仕切
壁２５を曲げる必要がなく、またｌ寸法も厳密さ
を要求されず、製作が容易である。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る低騒音弁は、
弁プラグ内空洞を仕切壁によつて軸方向に沿つた
多数の小室に分割したので、噴流の衝突による音
響波が伝播しても、噴流と空洞との間で音響波を
介したフイードバツクループを形成することがな
く、したがつて弁プラグ内空洞による分離音の発
生を抑止ないし低減でき、低騒音弁を提供するこ
とができる。また、予測しにくい分離音が抑止さ
れることから、一般の騒音予測式が適用でき、騒
音予測の立場からも非常に有利となる。さらに、
構造も簡単で安価な低騒音弁の提供が可能であ
る。
第１図は本発明に係る低騒音弁の一実施例を示
すケージと弁プラグの断面図、第２図は弁プラグ
の底面図、第３図は本発明の他の実施例を示す弁
プラグとハニカム構造体の断面図、第４図は本発
明のさらに他の実施例を示す弁プラグの底面図、
第５図は仕切壁の取付前の斜視図、第６図はケー
ジ弁の従来例を示す断面図、第７図は弁圧力比と
騒音レベルの関係を示す図、第８図は空洞の共振
周波数と騒音レベルとの関係を示す図である。 １……弁本体、２……仕切壁、８……ケージ、
１１……流体制御用窓、１５……弁プラグ、２０
……空洞、２０ａ，２０ｂ……２０ｎ……小室、
２５……仕切壁。
すケージと弁プラグの断面図、第２図は弁プラグ
の底面図、第３図は本発明の他の実施例を示す弁
プラグとハニカム構造体の断面図、第４図は本発
明のさらに他の実施例を示す弁プラグの底面図、
第５図は仕切壁の取付前の斜視図、第６図はケー
ジ弁の従来例を示す断面図、第７図は弁圧力比と
騒音レベルの関係を示す図、第８図は空洞の共振
周波数と騒音レベルとの関係を示す図である。 １……弁本体、２……仕切壁、８……ケージ、
１１……流体制御用窓、１５……弁プラグ、２０
……空洞、２０ａ，２０ｂ……２０ｎ……小室、
２５……仕切壁。
Claims (1)
- １ 周壁に設けられた流体制御用窓を有する筒状
のケージと、このケージ内に摺動自在に挿入配置
され前記流体制御用窓の開度を変化させるカツプ
状の弁プラグとを備えた弁において、弁プラグ内
空洞を仕切壁によつて軸方向に沿つた多数の小室
に分割したことを特徴とする低騒音弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25360586A JPS63111376A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 低騒音弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25360586A JPS63111376A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 低騒音弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111376A JPS63111376A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0255673B2 true JPH0255673B2 (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=17253697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25360586A Granted JPS63111376A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 低騒音弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63111376A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2600922B2 (ja) * | 1989-09-21 | 1997-04-16 | 三菱電機株式会社 | 弁装置 |
| CN112963614A (zh) * | 2019-11-27 | 2021-06-15 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | 降噪套以及电子膨胀阀 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25360586A patent/JPS63111376A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63111376A (ja) | 1988-05-16 |
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