JPH08247336A - 調節弁および配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流量およびサイズを保ちながら低騒音化を図
る。 【構成】調節弁１０は、ケーシング１１の弁室内にケー
ジ１２を配置し、ケージ１２内に弁プラグ１３を移動可
能に設けて成る。ケーシング１１は、本体１１ａの内壁
に流路壁材１１ｂを接着して成る。流路壁材１１ｂは、
多孔質の金属発泡材から成る。流路壁材１１ｂによる流
路壁面は、発泡による多数の微細な孔隙を有する。ケー
ジ１２は、複数のディスク３１を積層して成り、壁に貫
通流路３２を有する。ディスク３１は、金属発泡材から
成り、貫通流路３２の壁面に複数の孔隙を有する。 【効果】ダウンサイジング、低コスト化を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調節弁および配管に関
し、特に、低騒音化を図るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の調節弁としては、例えば、特公平
２−５３６６１号公報および実公昭６３−１１４３０号
公報に示すものがある。すなわち、ケーシングの弁室内
に多数の小孔を備えたケージを配置し、流体が多数の小
孔を通って流れるようにし、流体に抵抗を与えて圧力を
下げ、低騒音化を図るようになっている。

【０００３】また、従来の調節弁としては、例えば、特
公昭５９−４２１９２号公報および実公昭６１−３２２
２４号公報に示すものがある。すなわち、複数のディス
クを積層して調節弁用ケージを構成し、調節弁用ケージ
の外壁面と内壁面との間に貫通する迷路型流路を形成
し、この迷路型流路を流体が方向を変えながら流れるよ
うにし、流体に多くの抵抗を与えて圧力を下げ、低騒音
化を図るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来の技術では、弁内で流体に与える抵抗が小さいた
め、低騒音化が充分でなかった。後者の従来の技術で
は、流路の曲がり部を多くしたり、流路の断面積を小さ
くしたりして低騒音化を図っているため、流量を制限し
てしまう。流量を落とさずに低騒音化を図ろうとすれ
ば、サイズが大型化して全体の重量が増加するととも
に、高コスト化を招くという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、流量およびサイズを保ちながら、
低騒音化を図ることができる調節弁および配管を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の本発明に係る調節弁は、ケーシングの弁室内
に弁プラグを移動可能に設けた調節弁において、前記ケ
ーシングの流路壁面に複数の孔隙を有することを特徴と
する。

【０００７】孔隙は、いかなる形状、大きさを有してい
てもよく、規則的に配置されていても、不規則に配置さ
れていてもよい。孔隙は、多い方が好ましく、流路壁面
の一部のみに形成されていてもよいが、低騒音効果を高
めるためには全体に形成されていることが好ましい。

【０００８】孔隙は、流路に当初から形成されていて
も、平滑な流路に後から形成してもよい。孔隙を流路に
当初から形成するには、例えば、ケーシングを多孔質材
で構成するとよい。孔隙を流路に後から形成するには、
例えば、平滑な流路壁面に多孔質材を張り付けたり、流
路壁面にショット加工を施したりするとよい。多孔質材
には、例えば、金属発泡材、焼結金属材、多孔質セラミ
ックスなどを用いてもよい。金属発泡材は、アルミニウ
ム、その他の金属材料を発泡化して製造されるものであ
り、孔隙は発泡により形成される多数の微細な穴から成
る。

【０００９】この調節弁は、例えば、工業用高圧配管系
に設けられ、高圧流体を制御するため好適に使用され
る。

【００１０】第２の本発明に係る調節弁は、ケーシング
の弁室内にケージを配置し、このケージ内に弁プラグを
移動可能に設けた調節弁において、前記ケーシングの流
路壁面に複数の孔隙を有し、前記ケージは複数のディス
クを積層して成って壁に貫通流路を有し、前記ディスク
は多孔質材から成って前記貫通流路の壁面に複数の孔隙
を有することを特徴とする。

【００１１】ケージには、低騒音用積層ディスク型ケー
ジが好適である。貫通流路は、オリフィス型流路のよう
に真っ直ぐなものであっても、迷路型流路のように折れ
曲がったものであってもよい。調節弁がケージと弁プラ
グとの両方に貫通流路を有するタイプの場合には、ケー
ジの貫通流路の壁面とともに、弁プラグの貫通流路の壁
面に複数の孔隙を形成してもよい。

【００１２】本発明に係る配管は、流路壁面に複数の孔
隙を有することを特徴とする。

【００１３】第２の本発明に係る調節弁の孔隙および本
発明に係る配管の孔隙についても、孔隙に関する前述の
説明を適用することができる。この配管は、例えば、工
業用高圧配管に好適に使用される。

【００１４】

【作用】第１の本発明に係る調節弁は、流路の流体の流
れを弁プラグにより調節する。流路を流体が流れると
き、流路内を音が伝播する。この音は、流路壁面の複数
の孔隙によって多方向に分散し、吸収されて減衰する。
こうして、騒音を低下させることができる。なお、本明
細書において、「音」の概念には、音波のほか、衝撃波
も含まれる。

【００１５】第２の本発明に係る調節弁は、ケーシング
の流路の流体の流れを弁プラグにより調節する。ケーシ
ングの流路を流体が流れるとき、流路内を音が伝播す
る。この音は、ケーシングの流路壁面の複数の孔隙によ
って減衰する。また、流路内の音は、流体がケージの貫
通流路を流れることにより減衰する。さらに、流体がケ
ージの貫通流路を流れるときには、その音はケージの貫
通流路の壁面にある複数の孔隙によって多方向に分散
し、吸収されて減衰する。こうして、騒音を低下させる
ことができる。

【００１６】ケージは、多孔質材から成る複数のディス
クを積層して構成されるため、壁面に複数の孔隙を有す
る貫通流路の形成が容易である。

【００１７】貫通流路が迷路型流路のように折れ曲がっ
たものの場合には、流路を高圧流体が流れるとき、迷路
型流路の曲がり部が高圧流体の入射衝撃波を透過衝撃波
と多数の反射衝撃波群とに分け、透過衝撃波を減衰させ
ることによって騒音を低下させることができる。ケーシ
ングの流路壁面およびケージの貫通流路の壁面に複数の
孔隙を形成することにより、迷路型流路の曲がり部を多
くしたり、流路の断面積を小さくしたりしなくても、音
を減衰させ、騒音を低下させることができる。

【００１８】調節弁の複数の孔隙は、その空隙率が大き
いほど、音の減衰効果が高く、騒音をより低下させるこ
とができる。

【００１９】本発明に係る配管は、流路壁面に設けられ
た複数の孔隙により、流路内の音を減衰させ、騒音を低
下させることができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の第１および第２
実施例について説明する。図１および図２は、本発明の
第１実施例を示している。図１に示すように、調節弁１
０は、ケーシング１１と、ケージ１２と、弁プラグ１３
と、弁座１４と、保持体１５と、ボンネット１６とを有
している。調節弁１０は、ケーシング１１の弁室内にケ
ージ１２を配置し、このケージ１２内に弁プラグ１３を
移動可能に設けて構成されている。

【００２１】ケーシング１１は、本体１１ａと流路壁材
１１ｂとから成っている。流路壁材１１ｂは、板状であ
って、本体１１ａの内壁に接着されている。流路壁材１
１ｂは、金属材料を発泡化して製造された多孔質の金属
発泡材から成っている。ケーシング１１は、内部に流体
の流路２１を有し、その入口および出口用の開口２１
ａ，２１ｂを有している。開口２１ａ，２１ｂは、開口
２１ａを入口とし、開口２１ｂを出口としても、その逆
に、開口２１ｂを入口とし、開口２１ａを出口としても
よい。流路壁材１１ｂにより構成される流路壁面には、
発泡により形成された多数の微細な孔隙が形成されてい
る。

【００２２】ケージ１２は、弁座１４と保持体１５とに
より、それらの間に固定されている。弁座１４はケーシ
ング１１の隔壁２３の貫通孔２４に嵌合され、保持体１
５はケーシング１１の開口部２５に嵌合されている。ボ
ンネット１６は、保持体１５を固定して、ケーシング１
１の開口端２６にボルト１７により固定されている。弁
プラグ１３は、ボンネット１６を貫通する弁軸１８に固
定されている。

【００２３】ケージ１２は、複数のディスク３１，３
１，…を積層して成っている。図２に示すように、ディ
スク３１の表面には、複数の貫通流路３２，３２，…が
形成されている。各ディスク３１は、流路壁材１１ｂと
同じ多孔質の金属発泡材から成っている。このため、各
貫通流路３２の壁面には、発泡により形成された多数の
微細な孔隙が形成されている。各貫通流路３２は、迷路
状に折れ曲がった溝から成り、各ディスク３１を横断し
ている。各ディスク３１を積層したとき、各貫通流路３
２は、ディスク３１によるケージ１２の壁を貫通する。

【００２４】次に作用を説明する。図１において、調節
弁１０は、高圧流体がケーシング１１内の流路２１を開
口２１ａから開口２１ｂへと流れるとき、弁プラグ１３
がケージ１２の内部で弁軸１８とともに移動して、流路
２１の高圧流体の流れを制御する。ケーシング１１の流
路２１を流体が流れるとき、流路内を音が伝播する。こ
の音は、ケーシング１１の流路壁面の多数の微細な孔隙
によって多方向に分散し、吸収されて減衰する。こうし
て、騒音を低下させることができる。

【００２５】また、流路２１内の音は、高圧流体がケー
ジ１２の貫通流路３２，３２，…を流れることにより減
衰する。特に、迷路型流路の曲がり部は入射衝撃波を透
過衝撃波と多数の反射衝撃波群とに分け、透過衝撃波を
減衰させることによって騒音を低下させることができ
る。さらに、高圧流体がケージ１２の貫通流路３２，３
２，…を流れるときには、その音はケージ１２の各貫通
流路３２の壁面にある多数の微細な孔隙によって多方向
に分散し、吸収されて減衰する。こうして、騒音を一層
低下させることができる。

【００２６】このように、調節弁１０は、迷路型流路の
曲がり部を多くしたり、流路の断面積を小さくしたりし
なくても、ケーシング１１の流路壁面およびケージ１２
の貫通流路３２，３２，…の壁面の多数の孔隙によっ
て、音を多方向に分散し、減衰させ、騒音を低下させる
ことができる。従って、流量およびサイズを保ちなが
ら、低騒音化を図ることができ、ダウンサイジングおよ
びこれに伴う低コスト化と低騒音化とをともに実現する
こともできる。また、ケージ１２は、多孔質材から成る
複数のディスク３１，３１，…を積層して構成されるた
め、壁面に多数の孔隙を有する貫通流路３２，３２，…
の形成が容易である。

【００２７】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図３は、本発明の第２実施例の配管４０を示す。配
管４０は、本体４１と流路壁材４２とから成っている。
本体４１は、円筒状の通常の管である。流路壁材４２
は、管状であって、本体４１の内壁に接着されている。
流路壁材４２は、金属材料を発泡化して製造された多孔
質の金属発泡材から成っている。流路壁材４２により構
成される流路壁面には、発泡により形成された多数の微
細な孔隙が形成されている。

【００２８】次に、作用について説明する。配管４０
は、工業用高圧配管として用いられる。配管４０内を高
圧流体が流れるとき、配管４０は、流路壁材４２の流路
壁面に設けられた多数の孔隙により、流路内の音を減衰
させ、騒音を低下させることができる。

【００２９】実施例１および２に示す微細な孔隙による
騒音低下効果を確認するため、騒音実験を行った。実験
には、ゴム膜衝撃波管を用い、試料気体を窒素（１０
１．３ｋＰａ）、駆動気体を窒素（２２２．４ｋＰａ）
とし、入射衝撃波のマッハ数を１．２±０．５％の精度
で実現した。可視化計測には、ルビーレーザ（Ａｐｐｏ
ｌｏ Ｌａｓｅｒ Ｉｎｃ．，２２ＨＤ，発光パルス巾
２０ｎｓｅｃ，波長６９４．３ｎｍ）を光源とする二重
露光ホログラフィ干渉計を用いた。

【００３０】テストピースには、図４（Ａ）に示すよう
に流路壁面が平滑なテストピース５１と、図４（Ｂ）に
示すように流路壁面に多数の微細な孔隙を有するテスト
ピース５２とを用いた。これらテストピース５１，５２
の流路内に高圧流体を流して、発生する騒音を測定し
た。実験は、ＩＥＣ Ｐｕｂ．５３４−８−１（１９８
６）に基づき実施した。その結果を図５に示す。図５
で、縦軸は騒音音量、横軸は流路の入口および出口での
流体の圧力比を示す。

【００３１】図５をみると、流路壁面に多数の微細な孔
隙を有するテストピース５２（図４（Ｂ）参照）では、
流路壁面が平滑なテストピース５１（図４（Ａ）参照）
に比べて、騒音を顕著に減少させることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る調節弁および配管によれ
ば、流路壁面の複数の孔隙が流路内の音を多方向に分散
し、減衰させるので、流量およびサイズを保ちながら、
低騒音化を図ることができ、ダウンサイジングおよびこ
れに伴う低コスト化と低騒音化とをともに実現すること
もできる。

【００３３】特に、第２の本発明に係る調節弁では、流
体をケージの貫通流路を流すことによって流路内の音を
減衰させ、さらに、ケーシングの流路壁面およびケージ
の貫通流路の壁面にある複数の孔隙によって音を減衰さ
せ、一層の低騒音化を図ることができる。

【００３４】特に、本発明に係る配管では、流路壁面に
複数の孔隙が設けられているので、流路内の音を減衰さ
せ、低騒音化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の調節弁を示す縦断面図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例の調節弁のケージのディス
ク表面を示す要部拡大平面図である。

【図３】本発明の第２実施例の配管を示す縦断面図であ
る。

【図４】騒音実験で用いた（Ａ）流路壁面が平滑なテス
トピースを示す平面図、（Ｂ）流路壁全面に多数の孔隙
を有するテストピースを示す平面図である。

【図５】騒音実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 調節弁 １１ ケーシング １１ａ 本体 １１ｂ 流路壁材 １２ ケージ １３ 弁プラグ ２１ 流路 ３１ ディスク ３２ 貫通流路 ４０ 配管 ４１ 本体 ４２ 流路壁材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングの弁室内に弁プラグを移動可能
   に設けた調節弁において、前記ケーシングの流路壁面に
   複数の孔隙を有することを特徴とする調節弁。
2. 【請求項２】ケーシングの弁室内にケージを配置し、こ
   のケージ内に弁プラグを移動可能に設けた調節弁におい
   て、 前記ケーシングの流路壁面に複数の孔隙を有し、前記ケ
   ージは複数のディスクを積層して成って壁に貫通流路を
   有し、前記ディスクは多孔質材から成って前記貫通流路
   の壁面に複数の孔隙を有することを特徴とする調節弁。
3. 【請求項３】流路壁面に複数の孔隙を有することを特徴
   とする配管。