JPH0375788B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種の被制御流体の流量制御を行なう
制御弁として用いて好適な弁装置に関し、特にそ
の弁装置における弁体および弁座構造の改良に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、流量制御を行なう制御弁には、第５図
に示すようなコンタード型の弁体１（バルブプラ
グ）や第６図ａ，ｂに示されるように、Ｖ形溝２
ａを軸線方向に形成した弁体２等が用いられてい
る。そして、これらの弁体１，２を、図示しない
弁本体側に流入、出側通路を仕切つて設けられる
弁座３の流体通過孔４に対し流体の流出側から流
入側に向かつて進退動作させることにより、流体
の流量を所要の値に制御するような構成とされて
いる。このような制御流量は、上述した弁体１，
２と弁座３の通過孔４との間に構成される絞り部
（または再狭部）の面積を変化させることによつ
て行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの従来構造による弁装置
において、流体流路に沿つた流れの断面積変化は
連続しており、しかも機械的寸法の最も小さな絞
り部（図中ａで示す）と圧力降下の最も大きい再
狭部（図中ｂで示す）とが接近しているため、こ
の制御弁に高差圧でもつて水などの流体を流す
と、キヤビテーシヨン等を発生し易い等といつた
問題をもつものであつた。特に、このような従来
構造では、絞り部ａを通過した後の流れが、弁体
１，２や弁座３の壁部を洗うように沿つて流れる
ため、上述したキヤビテーシヨン泡の崩壊時に発
生する高い衝撃圧力によつて、その流れに晒され
る弁体および弁座部分（図中×印で示す）にはエ
ロージヨンが発生してしまうものであつた。

したがつて、高差圧で流体を流す制御弁にあつ
ては、高価な耐摩耗性材料を使用しなければなら
ず、また制御弁トリムの頻繁な点検、交換等も必
要となる等の実用上からも大きな問題をもつもの
で、このような問題点を一掃し得る何らかの対策
を講じることが臨まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

このような要請に応えるために、本発明に係る
弁装置は、弁座の流体通過孔に対し流体の流出側
から流入側に向かつて進退動作される弁体の弁座
側の端面周縁から筒状壁を流体の流れに臨むよう
に突設しその内周部を弁座側が拡径されるテーパ
面で形成したり、筒状壁の軸線方向に沿つて流体
制御用開口を形成しその開口側縁を筒状壁外周側
の開口面積が狭くなるようなテーパ面で形成する
とともに、前記弁座の弁体側の通過孔周縁から筒
状壁を流体の流れに臨むように突設しその外周部
を反弁体側が拡径されるようなテーパ面で形成し
たものである。

〔作用〕

本発明によれば、弁体の内側を流れの方向に対
して狭めるとともに、弁座を流れ方向に対し開く
ように構成することにより、流れの再狭部を、弁
体と弁座との固定壁による絞り部から離すことが
でき、これによりキヤビテーシヨン泡の崩壊する
場合の衝撃圧を低下させ得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る弁装置の一実施例を示
し、図において前述した第５図等と同一部分には
同一番号を付してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、流体通過孔４を有する
弁座３と、その通過孔４に対し流体の流出側から
流入側に向かつて進退動作して流体流量を制御す
る弁体１を備え、この弁体１の弁座３側の端面周
縁から筒状壁１０を流体の流れに臨むように突設
しその内周部１０ａを弁座３側が拡径されるテー
パ面で形成するとともに、前記弁座３の弁体１側
の通過孔４周縁から筒状壁１１を流体の流れに臨
むように突設しその外周部１１ａを反弁体側から
拡径されるようなテーパ面で形成するようにした
ところに特徴を有している。この場合、上述した
弁体１の弁座３側の端面には、断面が略々台形状
を呈する凹部が凹設されることになる。

そして、このような構成による弁装置によれ
ば、弁体１と弁座３とによる固定壁による寸法の
狭い絞り部ａと、圧力降下が最も大きい再狭部ｂ
とを、前記台形状の凹部内を通過して絞り部ａに
流入する上方からの流線ｃにより、従来構造に比
べて離すことができ、これにより第２図および第
７図から明らかなように、前、後の差圧が同一
（ΔP）のとき、絞り部ａでの差圧を従来例に比べ
て小さくし得るもので、これによりキヤビテーシ
ヨンの発生を減少させることが可能となる。すな
わち、本発明によれば、弁体１の内側を流れの方
向に対して狭めるとともに、弁座３を流れ方向に
対し開くように構成することで、流れの再狭部ｂ
を、弁体１と弁座３との固定壁による絞り部ａか
ら離すことができ、これによりキヤビテーシヨン
泡の崩壊する場合の衝撃圧を低下させ得るもので
ある。

また、このようなキヤビテーシヨンの影響は、
上述した再狭部ｂの下流側の固定壁等に出るの
で、この再狭部ｂが絞り部ａら離れる程その影響
は少ないもので、本発明の構成によれば、ほとん
どないと考えてよい。

さらに、上述した実施例構造において、弁装置
としての差圧が大きく要求されている場合には、
たとえば第３図に示すように、上述した弁体１お
よび弁座３による可変絞り構造を複数段構造とす
ることもできる。ここで、図中２０は弁本体、２
１，２２はその内部への流入出孔で、弁本体２０
内に形成した二個の仕切壁２３，２４に対し、そ
れぞれ弁座３を設けるような構成とされている。
そして、このような構成によれば、各段の許容差
圧（キヤビテーシヨンに対する）が従来構造を多
段構成とした場合よりも大きくすることができ、
従来型よりも少ない段数を少なくし得る等の利点
もある。

また、弁座３の通過孔４内に流体の流出側から
流入側に向かつて進退動作される弁体２として、
第４図ａ，ｂに示されるように、この弁体２の弁
座３側の端面周縁から筒状壁１０を円筒状に流体
の流れに臨むように突設しその軸線方向に沿つて
Ｖポート型の流体制御用開口３０を形成するとと
もにこの開口３０の側縁３０ａを筒状壁外周縁の
開口面積が狭くなるようなテーパ面で形成したも
のを用いても、上述した実施例と同様に、絞り部
ａから再狭部ｂが流れの方向において離れて構成
されるもので、その利点は容易に理解されよう。
この場合、流体制御用開口３０の側縁開口３０ａ
には、構成上から可能な限りの急テーパ面を形成
するとよいものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由で、種々の変形例が考えられよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る弁装置によ
れば、弁座の流体通過孔に対し流体の流出側から
流入側に向かつて進退動作される弁体の内側を、
流体の流れに臨むように突設された筒状壁によつ
て流れの方向に対して狭めるとともに、弁座は流
体の流れに臨むように突設した筒状壁によつて流
れの方向に対して開くように構成することによ
り、流れの再狭部を弁体、弁座の固定壁による絞
り部から可能な限り離し、キヤビテーシヨン泡が
崩壊する場合の衝撃圧を、弁開度の如何にかかわ
らず低下させることができ、キヤビテーシヨン、
エロージヨンを防止することが可能で、従来のよ
うな耐摩耗性材料を使用することは不要で、また
その結果として制御弁トリムの点検、交換等メン
テナンス周期をあけることでき、運転コストを軽
減ずることが可能である等の種々優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る弁装置の一実施例を示す
要部拡大断面図、第２図はその特性図、第３図は
本発明の変形例を示す概略図、第４図ａ，ｂは本
発明の別の実施例を示す要部拡大断面図およびそ
の−線断面図、第５図ないし第７図は従来例
を説明するための図である。 １，２……弁体、３……弁座、４……流体通過
孔、１０……筒状壁、１０ａ……テーパ状内周
面、１１……筒状壁、１１ａ……テーパ状外周
面、３０……流体制御用開口、３０ａ……テーパ
状側縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁本体内で流入、出側通路を連通する流体通
   過孔を有する弁座と、その通過孔に対し流体の流
   出側から流入側に向かつて進退動作することによ
   り流体流量を制御する弁体を備えてなる弁装置に
   おいて、前記弁体の弁座側の端面周縁から筒状壁
   を、流体の流れに臨むように突設しその内周部を
   弁座側が拡径されるテーパ面で形成するととも
   に、前記弁座の弁体側の通過孔周縁から筒状壁
   を、流体の流れに臨むように突設しその外周部を
   反弁体側が拡径されるようなテーパ面で形成した
   ことを特徴とする弁装置。 ２ 弁本体内で流入、出側通路を連通する流体通
   過孔を有する弁座と、その通過孔に対し流体の流
   出側から流入側に向かつて進退動作して流体流量
   を制御する弁体を備えてなる弁装置において、前
   記弁体の弁座側の端面周縁から筒状壁を、流体の
   流れに臨むように突設しその軸線方向に沿つて流
   体制御用開口を形成しかつこの開口側縁を筒状壁
   外周側の開口面積が狭くなるようなテーパ面で形
   成するとともに、前記弁座の弁体側の通過孔周縁
   から筒状壁を、流体の流れに臨むように突設しそ
   の外周部を反弁体側が拡径されるようなテーパ面
   で形成したことを特徴とする弁装置。