JPH0447501Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は弁本体の隔壁に設けた流体通過孔をプ
ラグの進退で開閉することにより流体の流量を制
御する弁装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から管内を流れる流体の流量を制御する弁
装置としては種々のものが知られており、これら
は流体の種類や圧力、温度等に対応して選択使用
されるが、このうち流体通過孔を有するシートリ
ングとその流体通過孔に対して進退するプラグと
で流量制御を行う単座弁は、従来第５図に縦断面
図を示すように構成されている。図において、弁
本体１の内部には、隔壁２により流入側通路３と
流出側通路４とが隔成されていて、これら各通路
３，４はそれぞれ図示しない上流側管路と下流側
管路とにフランジ接合されており、隔壁２の中央
部に設けられたねじ孔５には、流体通過孔６を有
するシートリング７が螺合固定されている。

８は弁本体１の上端開口部９に複数個のボルト
１０とナツト１１とで固定された上蓋であつて、
この上蓋８の内孔には、作動軸１２がバツキン１
３を介して進退自在に嵌合されており、この作動
軸１２の下端には、プラグ１４が一体的に設けら
れている。プラグ１４は弁本体１の上端開口部９
に嵌着固定されたガイドリング１５にブツシユ１
６を介して摺動自在に支持されており、その下端
部には、テーパー加工されたシート面１４ａと、
ほゞ円錐形の特性部１４ｂとが一体形成されてい
る。１７はパツキン１３を上蓋８に固定するパツ
キンフオロアである。

このように構成されていることにより、図示し
ないアクチユエータにより作動軸１２を下降させ
ると、プラグ１４のシート面１４ａがシートリン
グ７の流体通過孔６を閉じ、流入側通路３から流
出側通路４へ向う流体の流れが遮断される。この
状態から作動軸１２を上昇させてシート面１４ａ
を流体通過孔６から離間させると、その間隙から
流体が流入するが、この流体の流量は、作動軸１
２のストロークに対応して変化する流体通過孔
６、特性部１４ｂ間の絞り部１８の面積にしたが
つて変化し、流体の流量制御が行われる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来の弁装置を流体が
流れる場合、その流れ状態によつては流路中で最
も寸法の小さい絞り部１８において流体の圧力が
液体の蒸気圧近くまたはそれ以下に減圧されるこ
とがあり、この結果、流体中に蒸気の入つた気泡
１９が生じるいわゆるキヤビテーシヨンが発生す
る。この場合、従来構造では、絞り部１８を通過
したのちの流体の流れが、特性部１４ｂや流出側
通路４の内壁を洗うように沿つて流れるので、こ
の流れに曝される流体通過孔６や特性部１４ａ、
流出側通路４の内壁面などが、キヤビテーシヨン
の気泡１９の崩壊時に発生する高い衝撃圧力によ
つて摩耗し、甚だしいときには流出側通路４の内
壁面に孔があいてしまうという問題があつた。し
たがつて、高圧の流体を絞り部１８で大きく減圧
するものにおいては、弁本体１やシートリング
７、プラグ１４等を高価な耐摩耗性材料で製作し
たり、あるいはこれらの部品を頻繁に点検、交換
したりしなければならないので、経費が嵩むとい
う問題があつた。

本考案は以上のような点に鑑みなされたもので
キヤビテーシヨン気泡による弁本体内壁等の摩耗
損傷を無くすことを可能にした弁装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本考案では、
流体通過孔の流出側に臨む弁本体の内壁に、流体
通過孔に向つて開口する有底筒状部を設け、この
有底筒状部の内孔としての空洞室を底部へ向うに
したがつて大径となるように形成した。

〔作用〕

流体通過孔の下流側で発生したキヤビテーシヨ
ンの流れは、空洞室へ流入してその底面中心部に
衝突したのち大径部の半径方向に分かれ、空洞室
の内周壁に沿つて上昇流出するが、このとき、流
入流体と流出流体とが互いに摩擦し合うことによ
る速度差により空洞室の底部には安定した形状の
環状渦輪が発生し、その遠心力により渦の外側が
密度の高い液相となるので、キヤビテーシヨン気
泡は、渦輪の中心部に閉じ込められる。したがつ
てキヤビテーシヨン気泡の崩壊が、空洞室外はも
とより空洞室の内壁近傍において発生しない。

〔実施例〕

本実施例は本考案を単座弁に適用した例を示
し、第１図はこれを適用した単座弁の縦断面図で
ある。図において、第５図に示す従来の弁装置と
同構成の部材にはこれと同符号を付してその詳し
い説明を省略し、以下これを簡単に説明する。弁
本体２１の内部には、隔壁２により流入側通路３
と流出側通路４とが隔成されており、隔壁２のね
じ孔５には、流体通過孔６を有するシートリング
７が螺合固定されている。シートリング７の上方
には、作動軸１２に固定されたプラグ１４がガイ
ドリング１５にブツシユ１６を介して進退自在に
支持されており、プラグ１４の下端部には、シー
ト面１４ａと特性部１４ｂとが一体形成されてい
る。

本実施例においては、流体通過孔６の流出側に
臨む弁本体２１の内壁に、流体通過孔６に向つて
開口するコツプ状の有底筒状部２２が一体形成さ
れており、この有底筒状部２２の内孔としての空
洞室２３は、底面２３ａへ向うにしたがつて大径
となるように形成されている。こうすることによ
り、流体通過孔６から流出する流体が空洞室２３
の中心部へ向つて直進するように構成されてい
る。

以上のように構成された弁装置の動作を説明す
る。図示の状態からアクチユエータで作動軸１２
を下降させると、プラグ１４のシート部１４ａで
シートリング７の流体通過孔６が閉じ、流入側通
路３から流出側通路４へ向う流体の流れが遮断さ
れる。

この状態からアクチユエータで作動軸１２を上
昇させると、シート面１４ａが流体通過孔６から
離間し、流体はプラグ１４の特性部１４ｂと流体
通過孔６との間の絞り部１８から流出側通路４へ
流出する。この流体の流量は、作動軸１２のスト
ロークに対応して変化する絞り部１８の面積にし
たがつて変化し、流体の流量制御が行われる。

この場合、流体通過孔６から流出する流体には
絞り部１８の下流側における圧力降下によりキヤ
ビテーシヨン気泡１９が発生し、この気泡１９は
流体とともに空洞室２３の中心部へ向つて流入す
る。そしてこの流体と気泡１９とは、空洞室２３
の底面２３ａに衝突したのち、底面２３の各半径
方向に分かれ、空洞室２３の内壁面に沿つて上昇
する。このとき、空洞室２３へ流入する流体L₁
と、空洞室２３から流出する流体L₂とが互いに
摩擦し合い、この摩擦による速度差によつて環状
の渦輪２４が、空洞室２３の大径部に形成され
る。この結果、遠心力により渦輪２４の外周部が
密度の大きい液相となるので、空洞室２３の内壁
面に沿う箇所が液体となりキヤビテーシヨン気泡
１９を渦輪２４の環状芯部に閉じ込める。したが
つて、キヤビテーシヨン気泡１９の崩壊が、空洞
室２３の外部はもとより空洞室２３の内壁面近傍
で発生せず、キヤビテーシヨンによる損傷が少な
くなる。そして、空洞室２３の底部を本装置のよ
うに大径に形成することなく空洞室２３全体を上
下同径の円筒状に形成した場合には、球状のよう
な１個の渦が空洞室２３の中心部に形成されるだ
けであるから、上流側の脈動等により渦の発生位
置が揺らいで安定した流れが得られず、空洞室へ
流入する流体が円滑に突入できないこともある
が、本装置のように空洞室２３の底部を大径状に
形成すれば、安定した環状の渦輪２４が常に同位
置で形成されるので、流体の流入と流出が時間的
にふらつかず安定する。

第２図、第３図はそれぞれ本考案の他の実施例
としての単座弁の空洞室近傍の縦断面図であつ
て、このうち第２図に示す実施例においては、前
記実施例と同じ流体通過孔６の下方に設けられた
有底筒状部３０の内孔としての空洞室３１の下端
部に形成される大径部が、環状のポケツト部３１
ａとなつている。こうすることにより環状の渦輪
３２がポケツト部３１ａ内に形成され、その位置
が前記実施例よりもさらに安定するので、空洞室
３１の内壁には液相が接し、気泡の崩壊が内壁に
接するところで発生することがない。

また、第３図に示すものにおいては、有底筒状
部４０の内孔としての空洞室４１の下端部に形成
される大径部が、凹陥部４１ａを有する環状のポ
ケツト部４１ｂとなつている。こうすることによ
り環状の渦輪４２がポケツト部４１ｂ内に形成さ
れ、その位置がさらに安定するので、空洞室４１
の内壁には液相が接し、気泡の崩壊が内壁に接す
るところで発生することがない。

さらに第４図は本考案の他の実施例としての単
座弁要部の縦断面図であつて、本実施例において
は流体通過孔６の下方に設けられる有底筒状部５
０が、弁本体２１とは別体に形成されており、弁
本体２１の下端部にボルト止めされている。こう
することにより、その作用効果は前記各実施例と
同じである。

なお、前記各実施例は、本考案を単座弁に適用
した例を示したが、ケージ弁等にも同様に適用す
ることができ、同様の作用効果が得られる。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなように本考案によれ
ば弁装置において、流体通過孔の流出側に臨む弁
本体の内壁に、流体通過孔に向つて開口する有底
筒状部を設け、この有底筒状部の内孔としての空
洞室を底部へ向うにしたがつて大径となるように
形成したことにより、プラグと流体通過孔との間
の絞り部で発生したキヤビテーシヨン気泡を、空
洞室へ流入する流体の渦作用によつて渦の芯部に
閉じ込めることができるので、弁本体の内壁面に
接する箇所でキヤビテーシヨン気泡の崩壊が起こ
らずキヤビテーシヨンによる弁本体の損傷を防止
することができるとともに、高価な耐摩耗性材料
を使用する必要がなく、弁装置を安価に提供する
ことができ耐久性が向上する。さらに、空洞室の
下部を大径状に形成したことにより、大径部内に
は常に安定した形状の環状渦輪が一定位置に形成
されるので、前記キヤビテーシヨンに対する防御
能力がより高まるとともに、流体の流れが安定
し、振動状現象が発生する可能性が減少する。ま
た空洞室へ流入する流体と、空洞室から流出する
流体との逆向き流れ同士の剪断損失作用により高
い減圧効果が得られ、圧力損失効果が大きくなつ
て高差圧下での使用が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案に係る弁装置の実
施例を示し、第１図はこれを適用した単座弁の縦
断面図、第２図、第３図はそれぞれ本考案の他の
実施例を示す単座弁の空洞室近傍の縦断面図、第
４図はさらに本考案の他の実施例を示す単座弁要
部の縦断面図、第５図は従来の単座弁の縦断面図
である。 ２……隔壁、３……流入側通路、４……流出側
通路、６……流体通過孔、７……シートリング、
１４……プラグ、１４ａ……特性部、１４ｂ……
シート面、１８……絞り部、１９……キヤビテー
シヨン気泡、２１……弁本体、２２，３０，４
０，５０……有底筒状部、２３，３１，４１……
空洞室、２４，３２，４２……渦輪。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁本体内に流入側通路と流出側通路とを隔成す
   る隔壁に流体通過孔を設けてこの流体通過孔をプ
   ラグの進退で開閉することにより流体の流量を制
   御する弁装置において、前記流体通過孔の流出側
   に臨む前記弁本体の内壁に、前記流体通過孔に向
   つて開口する有底筒状部を設け、この有底筒状部
   の内孔としての空洞室を底部へ向うにしたがつて
   大径となるように形成したことを特徴とする弁装
   置。