JPH1122856A - 調節弁用ケージ、調節弁および配管サイレンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サイズおよびコストの増大とＣＶ値の低下とを
抑えながら、より高い減音効果を得る。 【解決手段】径が異なる複数の円筒３２ａ〜３２ｄを有
する。各円筒は同心状に間隔をあけて配置される。各円
筒の壁に多数の流路孔を有する。各流路孔は１ｍｍ以下
の径を有する。各円筒ごとに各流路孔は各円筒の肉厚内
で各円筒の中心線に対し垂直の平面に沿って、中心線の
垂線方向に対し所定角度傾斜する方向を向く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調節弁用ケージ、
調節弁および配管サイレンサーに関し、特に、低騒音化
を図るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の調節弁には、多数の孔を設けた多
孔単段型のケージを有する低騒音弁および多段型のケー
ジを有する低騒音弁がある。これらは、流体をそれぞれ
の孔に分散して流し、流れの乱れスケールを小さくし
て、音が減衰しやすい高周波数領域または可聴範囲外の
高周波数領域に流体騒音の周波数をシフトさせて低騒音
化を図っている。これによる減音効果は、最大２５ｄＢ
Ａ程度まで可能である。

【０００３】また、迷路状またはノコ歯状の流路を形成
したディスクを積み重ねて成る積層型の調節弁用ケージ
がある。この場合、流体が各流路を迷路状またはノコ歯
状に方向を変えて流れるようにし、流体の持つエネルギ
ーを損失させて低騒音化を図っている。これによる減音
効果は、最大３０ｄＢＡ以上である。

【０００４】また、従来の調節弁用ケージ、調節弁およ
び配管サイレンサーとしては、例えば、特開平７−２６
００１７号公報および特開平９−６０７６３号公報に示
すものがある。すなわち、前者は、調節弁用ケージの迷
路型流路に複数の溝を形成して、衝撃波を減衰させ、騒
音を低下させるものである。後者は、調節弁用ケージを
同心状に配置した円筒により構成し、各円筒の外壁に流
路孔からの流体の流れを曲げる曲げ部材を設け、流体の
吹き抜けを防止して低騒音化を図るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の多孔単段型およ
び多段型低騒音弁の場合、減音効果は調節弁用ケージの
流路孔の孔径に強く依存しており、孔径が小さいほど減
音効果を得ることができる。しかしながら、従来の調節
弁用ケージでは、より小さい孔をあけようとすると、同
じ流体の通過面積を確保するには孔径比の２乗倍の孔数
が必要となるため、ドリル加工のコストが増大してしま
う。このため、従来の多孔型ケージでは、孔径が３〜１
０ｍｍ程度に設定されて減音効果が低いうえ、バルブの
流れやすさを示すＣＶ値もかなり下げなければならず、
例えば、２０ｄＢＡの減音効果を得るには、ＣＶ値を標
準弁の約３〜４割程度にまで下げなければならないとい
う問題点があった。

【０００６】また、従来の積層型低騒音弁の場合、多孔
多段型低騒音弁よりも減音効果は高くすることができる
が、その分、ＣＶ値を大きく犠牲にしなければならな
い。このため、従来の積層型低騒音弁では、高い減音効
果を望めばＣＶ値を落とさなければならず、ＣＶ値を落
とさずに高い減音効果を望めば、サイズが大型化すると
ともに高コスト化を招くという問題点があった。

【０００７】また、特開平７−２６００１７号公報およ
び特開平９−６０７６３号公報に示す従来の技術とは異
なる方向からも低騒音化を実現し、技術の豊富化を図る
ことが望まれる。

【０００８】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、サイズおよびコストの増大とＣＶ
値の低下とを抑えながら、より高い減音効果を得ること
ができる調節弁用ケージ、調節弁および配管サイレンサ
ーを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明に係る調節弁用ケージは、円筒を
有し、前記円筒の壁に複数の流路孔を有し、各流路孔は
前記円筒の肉厚内で前記円筒の中心線の垂線方向に対し
傾斜する方向を向いていることを特徴とする。

【００１０】請求項２の本発明に係る調節弁用ケージ
は、円筒を有し、前記円筒の壁に複数の流路孔を有し、
各流路孔は前記円筒の肉厚内で前記円筒の中心線に対し
垂直の平面に沿って、前記中心線の垂線方向に対し傾斜
する方向を向いていることを特徴とする。

【００１１】請求項１または２の本発明に係る調節弁用
ケージは、円筒が１個の単段型から成っても、径が異な
る複数の円筒を有して各円筒が同心状に間隔をあけて配
置された多段型から成ってもよい。流路孔の配置は、ど
のような配置でもよく、規則的な配置であっても、不規
則な配置であってもよい。流路孔の向きの、円筒の中心
線の垂線方向に対する傾斜角度は、傾斜していれば何度
であってもよい。

【００１２】請求項１または２の本発明に係る調節弁用
ケージは、ケーシングの弁室内に配置され、内部に弁プ
ラグを移動可能に設けて調節弁を構成する。この調節弁
用ケージでは、通過しようとする流体の流れの方向に対
して各流路孔の方向が傾斜している。このため、流体
は、各流路孔の内部入口付近では流れの方向に対し開い
た孔壁側には流れずに直進しようとし、流れの方向に対
し交わる孔壁により流体の有効通過面積が減少して、流
路孔をより小さな径にした場合と同様の減音効果が得ら
れる。また、調節弁用ケージから流れ出る噴流は、垂直
方向から傾いた角度で調節弁のケーシングの内壁に衝突
するので、調節弁の外部に伝達される音が減少する。さ
らに、流路孔の傾き角が大きいほど、調節弁用ケージか
ら調節弁のケーシングの内壁までの距離が長くなる。こ
のため、各流路孔から出た噴流が相互干渉を起こし、噴
流の一様化が促進される。これによって、局所的な高速
流が調節弁のケーシングの内壁に衝突して調節弁の外部
に伝わることにより生じる騒音を緩和することができ
る。

【００１３】請求項３の本発明に係る調節弁用ケージ
は、径が異なる複数の円筒を有し、各円筒は同心状に間
隔をあけて配置され、各円筒の壁に複数の流路孔を有
し、各円筒ごとに各流路孔は各円筒の肉厚内で各円筒の
中心線に対し垂直の平面に沿って、前記中心線の垂線方
向に対し所定角度傾斜する方向を向き、各流路孔の向き
は隣合う円筒で前記所定角度の正負が逆であることを特
徴とする。

【００１４】請求項３の本発明に係る調節弁用ケージで
は、流路孔の配置は、どのような配置でもよく、規則的
な配置であっても、不規則な配置であってもよい。流路
孔の傾斜する所定角度は、傾斜していれば何度であって
もよく、各円筒ごとに角度が異なっていてもよい。

【００１５】請求項３の本発明に係る調節弁用ケージ
は、ケーシングの弁室内に配置され、内部に弁プラグを
移動可能に設けて調節弁を構成する。この調節弁用ケー
ジでは、流路孔の傾斜する所定角度の正負が各円筒ごと
に交互に変わるので、ケージ内で発生する音波をケージ
の外部に伝わるまでに効率良く減衰させ、減音効果を得
ることができる。また、噴流は、各円筒の各流路孔を通
過する際にジグザグに曲げられてエネルギー損失を伴う
ため、各流路孔から流れ出る噴流の速度が低下し、減音
効果が得られる。

【００１６】請求項４の本発明に係る調節弁用ケージ
は、請求項３の調節弁用ケージにおいて、各円筒は等間
隔で配置され、各流路孔は同一の径を有し、各円筒ごと
の各流路孔の円筒面上の総面積は中心側の円筒から外側
の円筒にかけて等比級数的に大きくなるよう外側の円筒
ほど内側の円筒より前記流路孔の数が多くなっているこ
とを、特徴とする。

【００１７】請求項４の本発明に係る調節弁用ケージ
は、調節弁の弁プラグを全開にしたとき各円筒の上流と
下流の流体の圧力比がそれぞれ等しくなるように、各流
路孔の円筒面上の総面積が中心側の円筒から外側の円筒
にかけて等比級数的に大きくなっていることが好まし
い。

【００１８】請求項４の本発明に係る調節弁用ケージで
は、各円筒ごとの各流路孔の円筒面上の総面積が中心側
の円筒から外側の円筒にかけて等比級数的に大きくなっ
ているので、各円筒の流路孔から流れ出る噴流は圧力が
近似し、ガスやスチームなどの流体の各円筒を通過する
際の減圧により各円筒にかかる負担は均等に近づき、効
率的な減音効果を得ることができる。

【００１９】請求項５の本発明に係る調節弁用ケージ
は、請求項３または４の調節弁用ケージにおいて、各円
筒は一端がホルダーにそれぞれ着脱可能に取り付けられ
ることを特徴とする。

【００２０】請求項５の本発明に係る調節弁用ケージで
は、流体条件の変化に合わせて円筒の数を調整すること
により、減音効果を調整することができる。

【００２１】請求項６の本発明に係る調節弁用ケージ
は、請求項１，２，３，４または５の調節弁用ケージに
おいて、各流路孔は各円筒面上で６０°千鳥配置で規則
的に配置され、各流路孔は同一の径を有し、各流路孔の
中心間の間隔は前記径の２倍以上３倍以下であること
を、特徴とする。

【００２２】請求項６の本発明に係る調節弁用ケージで
は、各流路孔は、各円筒面上で６０°千鳥配置で規則的
に配置される。すなわち、各流路孔は前記円筒の中心線
に対し垂直でそれぞれ等間隔に配置される複数の平面に
沿って各平面ごとに前記円筒に等間隔で配置され、各平
面上で互いに隣合う流路孔と、その平面に隣合う平面上
の前記隣合う流路孔に隣合う流路孔とは円筒面上で正三
角形の各頂点上に位置して各流路孔は規則的に配置され
る。

【００２３】請求項６の本発明に係る調節弁用ケージで
は、流路孔が各円筒に均等に配置され、ケージ内で発生
する音波を均等に効率良く減衰させ、減音効果を得るこ
とができる。

【００２４】請求項７の本発明に係る調節弁用ケージ
は、請求項１，２，３，４，５または６の調節弁用ケー
ジにおいて、前記流路孔は１ｍｍ以下の径を有すること
を特徴とする。

【００２５】請求項７の本発明に係る調節弁用ケージで
は、流体が径１ｍｍ以下の流路孔に分散して流れ、流れ
の乱れスケールが小さくなる。これにより、多孔型ケー
ジの減音効果が最大限に引き出され、音が減衰しやすい
高周波数領域または可聴範囲外の高周波数領域に流体騒
音の周波数がシフトし、ＣＶ値の低下を最小限に抑えな
がら、高い減音効果を得ることができる。

【００２６】請求項８の本発明に係る調節弁用ケージ
は、請求項１，２，３，４，５，６または７の調節弁用
ケージにおいて、前記流路孔は電子ビーム加工、レーザ
ービーム加工またはウォータージェット加工により形成
されていることを特徴とする。

【００２７】請求項８の本発明に係る調節弁用ケージ
は、流路孔がドリル加工で形成されるのに比べて非常に
短時間で加工され、流路孔の径が１ｍｍ以下のものが安
価に製造される。特に、電子ビーム加工により流路孔が
形成される場合には、円筒の中心線の垂線方向に対し傾
斜する方向の流路孔が容易に形成される。

【００２８】請求項９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、前記ケージは、
請求項１，２，３，４，５，６，７または８の調節弁用
ケージから成ることを特徴とする。

【００２９】請求項９の本発明に係る調節弁は、請求項
１，２，３，４，５，６，７または８の調節弁用ケージ
により、流体騒音を低減させることができる。この調節
弁は、例えば、ガスやスチームの工業用高圧配管系に設
けられ、騒音の発生を抑制しつつ高圧流体を制御するた
め好適に使用される。

【００３０】請求項１０の本発明に係る配管サイレンサ
ーは、フランジ部が２本の配管の各フランジの間に挟ん
で取り付けられ、ケージが配管内に配置される配管サイ
レンサーにおいて、前記ケージは請求項１，２，３，
４，５，６，７，８または９の調節弁用ケージから成る
ことを特徴とする。

【００３１】請求項１０の本発明に係る配管サイレンサ
ーは、請求項１，２，３，４，５，６，７または８の調
節弁用ケージにより、流体騒音を低減させることができ
る。この配管サイレンサーは、例えば、工業用高圧配管
に好適に使用される。なお、本明細書中で、「配管サイ
レンサー」の概念には、「サイレンサー」も含まれる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態について説明する。図１〜図４は、本発明の実施
の形態を示している。図１に示すように、調節弁１０
は、ケーシング１１と、調節弁用ケージ１２と、弁座１
３と、ボンネット１４と、弁プラグ１５とを有してい
る。

【００３３】ケーシング１１は、内部に流体の流路２１
を有し、流路２１に弁室２２を有している。ケーシング
１１には、流路２１の入口２３および出口２４と弁室２
２の開口２５とが形成されている。調節弁用ケージ１２
は、弁座１３とボンネット１４との間に挟まれて弁室２
２内に固定されている。弁座１３は中央に孔２６を有
し、ケーシング１１の流路２１の中間部の貫通孔２７に
嵌合されている。ボンネット１４は、調節弁用ケージ１
２を押さえて開口２５を塞ぐようケーシング１１にボル
ト固定されている。

【００３４】弁プラグ１５は、ボンネット１４を貫通す
る弁軸１６の端部に固定され、調節弁用ケージ１２の内
部に移動可能に設けられている。弁プラグ１５は、弁座
１３の孔２６を開閉可能である。弁プラグ１５は、ボン
ネット１４の内側と連通する貫通孔１５ａを有する。

【００３５】図２に示すように、調節弁用ケージ１２
は、ガイド筒３１と、径が異なる４個の円筒３２ａ，３
２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、ホルダー３３とから成る多孔
多段型ケージである。なお、ガイド筒３１および４個の
円筒３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、それぞれ単独
でも調節弁用ケージを構成することができる。ガイド筒
３１は、円筒状であって弁座１３の側に多数の流路孔３
１ａを有している。なお、図２では、流路孔３１ａをそ
の中心線で簡略化して示す。ガイド筒３１の流路孔３１
ａは、ドリル加工により形成され、３ｍｍの同一の径を
有している。円筒３２ａ〜３２ｄは円筒３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ，３２ｄの順に長くなっており、円筒３２ａ
から順に外側にガイド筒３１を包囲して同心状に等間隔
で配置されている。ガイド筒３１および各円筒３２ａ〜
３２ｄの間には、圧力回復室３４，３４，…が形成され
る。

【００３６】各円筒３２ａ〜３２ｄは、壁に多数の流路
孔３５，３５，…を有する。なお、図２では、流路孔３
５をその中心線で簡略化して示す。流路孔３５は、電子
ビーム加工により形成されている。各流路孔３５は、１
ｍｍの同一の径を有する。図２に示すように、円筒３２
ｄは全体に流路孔３５が形成されているが、円筒３２ａ
〜３２ｃは、流路孔３５が形成された弁座１３の側の領
域と流路孔３５が形成されていないホルダー３３の側の
領域とを有する。流路孔３５が形成された弁座１３の側
の領域は、円筒３２ａより円筒３２ｂの方が広く、円筒
３２ｂより円筒３２ｃの方が広くなっている。各円筒３
２ａ〜３２ｄごとの各流路孔３５の円筒面上の総面積
（総開口面積）は、中心側の円筒３２ａから外側の円筒
３２ｄにかけて（すなわち、流路の下流側にかけて）等
比級数的に大きくなるよう外側の円筒ほど内側の円筒よ
り流路孔３５の数が多くなっている。流路孔３５の数
は、各円筒３２ａ〜３２ｄの総開口面積が隣合う内側の
円筒の総開口面積の１．３倍になるように設定される。
これにより、弁プラグ１５を全開にしたとき、各円筒３
２ａ〜３２ｄの上流と下流の流体の圧力比がそれぞれ等
しくなる。

【００３７】図４（Ａ）に示すように、従来の調節弁の
円筒１〜３では、流路孔４が、各円筒１〜３の肉厚内で
各円筒の中心線に対し垂直の平面（図４（Ａ）の紙面と
同一平面）に沿って、中心線の垂線方向を向いている。
これに対し、図４（Ｂ）に示すように、調節弁用ケージ
１２の各流路孔３５は、各円筒３２ａ〜３２ｄの肉厚内
で各円筒の中心線に対し垂直の平面（図４（Ｂ）の紙面
と同一平面）に沿って、中心線の垂線方向に対し所定角
度α°傾斜する方向を向いている。各流路孔３５の向き
は、隣合う円筒３２ａ〜３２ｄで所定角度α°の正負が
逆である。すなわち、円筒３２ａ〜３２ｄは交互に所定
角度−α°（傾き角）の符号（＋−）が変化しており、
奇数段の円筒３２ａおよび円筒３２ｃの各流路孔３５は
同じ向きに所定角度α°傾斜し、偶数段の円筒３２ｂお
よび円筒３２ｄの各流路孔３５は同じ向きに所定角度−
α°傾斜している。なお、各流路孔３５の傾斜する所定
角度は、各円筒３２ａ〜３２ｄごとに角度が異なってい
てもよい。

【００３８】図３に示すように、各流路孔３５は、６０
°千鳥配置で規則的に配置される。すなわち、各流路孔
３５は、円筒３２ａ〜３２ｄの中心線Ａに対し垂直でそ
れぞれ等間隔に配置される複数の平面Ｂａ〜Ｂｄに沿っ
て各平面ごとに円筒３２ａ〜３２ｄに等間隔で配置され
る。そして、例えば、平面Ｂｂ上で互いに隣合う流路孔
３５ｂ，３５ｂと、その平面Ｂｂに隣合う平面Ｂａ，Ｂ
ｃ上の２つの流路孔３５ｂ，３５ｂに隣合う流路孔３５
ａ，３５ｃとは円筒面上で正三角形の各頂点上に位置し
て各流路孔３５は規則的に配置される。各流路孔３５の
中心間の間隔Ｃは、径の２倍である。

【００３９】ホルダー３３は、環状であって中央に孔３
３ａを有する。ホルダー３３は、一端に平坦面３３ｂを
有し、他端の内側にガイド保持用の環状段部３３ｃを有
し、環状段部３３ｃの外側で急に肉厚になって、さらに
外側にかけて円筒３２ａ〜３２ｄの保持用の複数の環状
段部３３ｄ，３３ｄ，…を有して薄くなっている。ガイ
ド筒３１は一端が環状段部３３ｃに固定され、各円筒３
２ａ〜３２ｄは円筒３２ａから順に各一端がガイド筒３
１の外側で環状段部３３ｄ，３３，…に固定されてい
る。各円筒３２ａ〜３２ｄは、一端がホルダー３３にそ
れぞれ着脱可能に取り付けられる。調節弁用ケージ１２
は、ガイド筒３１および各円筒３２ａ〜３２ｄがホルダ
ー３３に取り付けられた状態でホルダー３３の平坦面３
３ｂからガイド筒３１の端部および各円筒３２ａ〜３２
ｄの端部までの長さが揃っている。ホルダー３３は開口
２５の内側の環状段部２５ａと係合して開口２５から弁
室２２内に挿入され、調節弁用ケージ１２は弁室２２内
に配置される。弁座１３は弁室２２の側に複数の環状凸
部１３ａ，１３ａ，…を有し、ガイド筒３１および各円
筒３２ａ〜３２ｄは環状凸部１３ａ，１３ａ，…により
位置決めされる。

【００４０】次に作用を説明する。調節弁１０は、調節
弁用ケージ１２により、流体騒音を低減させることがで
きる。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を入口２３から出口２４へと流れ
るとき、弁プラグ１５が調節弁用ケージ１２の内部で弁
軸１６により移動して弁座１３の孔２６を開閉し、流路
２１の高圧流体の流れを制御する。

【００４１】弁プラグ１５を開くとき、弁座１３の孔２
６を通った流体は、調節弁用ケージ１２の各円筒３２ａ
〜３２ｄの流路孔３５を放射方向に抜け出ようとする。
調節弁用ケージ１２では、図４（Ｂ）に示すように、通
過しようとする流体の流れの方向に対して各流路孔３５
の方向が傾斜している。このため、流体は、各流路孔３
５の内部入口付近では、流れの方向に対し開いた孔壁側
には流れずに、流れがその孔壁から一部剥離したように
なって直進しようとする。そして、流体は、流れの方向
に対し交わる孔壁により流体の有効通過面積が減少し
て、流路孔３５をより小さな径にした場合と同様の減音
効果が得られる。また、調節弁用ケージ１２から流れ出
る噴流は、垂直方向から傾いた角度で調節弁１０のケー
シング１１の内壁１１ａに衝突するので、調節弁１０の
外部に伝達される音が減少する。さらに、流路孔３５の
傾き角が大きいほど、調節弁用ケージ１２から調節弁１
０のケーシング１１の内壁１１ａまでの距離ｌが長くな
る。このため、各流路孔３５から出た噴流（矢印および
１点鎖線で示す）が相互干渉を起こし、噴流の一様化が
促進される。これによって、局所的な高速流が調節弁１
０のケーシング１１の内壁１１ａに衝突して調節弁１０
の外部に伝わることにより生じる騒音を緩和することが
できる。

【００４２】また、調節弁用ケージ１２では、流路孔３
５の傾斜する所定角度の正負が各円筒３２ａ〜３２ｄご
とに交互に変わるので、ケージ内で発生する音波をケー
ジの外部に伝わるまでに効率良く減衰させ、減音効果を
得ることができる。また、噴流は、各円筒３２ａ〜３２
ｄの各流路孔３５を通過する際にジグザグに曲げられて
エネルギー損失を伴うため、各流路孔３５から流れ出る
噴流の速度が低下し、減音効果が得られる。

【００４３】調節弁用ケージ１２では、流体が径１ｍｍ
以下の流路孔３５に分散して流れ、流れの乱れスケール
が小さくなる。これにより、多孔型ケージの減音効果が
最大限に引き出され、音が減衰しやすい高周波数領域ま
たは可聴範囲外の高周波数領域に流体騒音の周波数がシ
フトし、ＣＶ値の低下を最小限に抑えながら、高い減音
効果を得ることができる。

【００４４】調節弁用ケージ１２では、各円筒３２ａ〜
３２ｄごとの各流路孔３５の円筒面上の総面積が中心側
の円筒３２ａから外側の円筒３２ｄにかけて等比級数的
に大きくなっているので、各円筒３２ａ〜３２ｄの流路
孔３５から流れ出る噴流は圧力が近似し、ガスやスチー
ムなどの流体の各円筒３２ａ〜３２ｄを通過する際の減
圧により各円筒３２ａ〜３２ｄにかかる負担は均等に近
づき、効率的な減音効果を得ることができる。

【００４５】調節弁用ケージ１２では、各円筒３２ａ〜
３２ｄは一端がホルダー３３にそれぞれ着脱可能に取り
付けられているので、流体条件の変化に合わせて円筒３
２ａ〜３２ｄをホルダー３３から取外し、円筒３２ａ〜
３２ｄの数を調整することにより、減音効果を調整する
ことができる。例えば、１個の円筒の調節弁用ケージ１
２の場合、ガイド筒３１と円筒３２ｂを用いて構成し、
２個の円筒の調節弁用ケージ１２の場合、ガイド筒３１
と円筒３２ｂ，３２ｄを用いて構成し、５個の円筒の調
節弁用ケージ１２の場合、ガイド筒３１と円筒３２ａ〜
３２ｄを用いて構成することができる。

【００４６】調節弁用ケージ１２は、電子ビーム加工に
より流路孔３５が形成されるので、流路孔３５がドリル
加工で形成されるのに比べて非常に短時間で加工され、
流路孔３５の径が１ｍｍ以下のものが安価に製造され
る。流路孔３５は、円筒３２ａ〜３２ｄの中心線Ａの垂
線方向に対し傾斜しているが、電子ビーム加工により容
易に形成することができる。

【００４７】調節弁用ケージ１２では、流路孔３５が各
円筒３２ａ〜３２ｄに６０°千鳥配置で均等に配置さ
れ、ケージ内で発生する音波を均等に効率良く減衰さ
せ、減音効果を得ることができる。

【００４８】この調節弁１０は、例えば、ガスやスチー
ムの工業用高圧配管系に設けられ、騒音の発生を抑制し
つつ高圧流体を制御するため好適に使用される。

【００４９】前述の調節弁の減音効果の参考にするた
め、騒音測定を実施した。騒音測定は、ＩＥＣ Ｐｕ
ｂ．５３４−８−１（１９８６）に基づいて行った。測
定は、標準弁（ガイド筒３１のみのもの）、ケージ数が
３個（ガイド筒３１および２個の円筒３２ｂ，３２ｄ）
で円筒３２ｂ，３２ｄの流路孔３５の径が２．５ｍｍの
もの、ケージ数が２個（ガイド筒３１および１個の円筒
３２ｂ）で円筒３２ｂの流路孔３５の径が１．０ｍｍの
もの、ケージ数が３個（ガイド筒３１および２個の円筒
３２ｂ，３２ｄ）で円筒３２ｂ，３２ｄの流路孔３５の
径が１．０ｍｍのもの、ならびにケージ数が５個（ガイ
ド筒３１および４個の円筒３２ａ〜３２ｄ）で円筒３２
ａ〜３２ｄの流路孔３５の径が１．０ｍｍのものについ
て、行った。これらのサンプルは、弁サイズが４インチ
（約１０．１６ｃｍ）、ポートサイズが２インチ（約
５．０８ｃｍ）で、騒音測定時には弁プラグ１５のリフ
トを調節してＣＶ値を３０に固定した。

【００５０】なお、これらのサンプルは、各流路孔３５
が各円筒３２ａ〜３２ｄの肉厚内で各円筒３２ａ〜３２
ｄの中心線Ａに対し垂直方向を向いていること（所定角
度α°＝０°）、ガイド筒３１のみのものを含むことお
よび円筒３２ｂ，３２ｄの流路孔３５の径が２．５ｍｍ
のものを含むことを除いて、前述の調節弁１０と同様の
構成を有していた。円筒３２ｂ，３２ｄの流路孔３５の
径が２．５ｍｍのものでは、各流路孔３５の中心間の間
隔は径の２倍であった。

【００５１】その結果を図５に示す。図５において、縦
軸は騒音レベルを、横軸は調節弁の入口側と出口側の圧
力比を示す。図５からわかるように、ケージ数が３個で
流路孔３５の径が２．５ｍｍのものでは、標準弁と比較
して最大２０ｄＢＡ程度の減音効果である。これに対
し、流路孔３５の径が１．０ｍｍのものでは、ケージ数
が２個の場合でもより減音効果が高く、さらにケージ数
が増すと、減音効果がさらに高くなっている。従って、
流路孔３５の径を小さくすることで、ＣＶ値を下げなく
ても減音効果を高められることがわかる。

【００５２】図６は、流路孔３５の径が１．０ｍｍのサ
ンプルの最大減音効果とＣＶ比との関係を示す。横軸の
ＣＶ比は、低騒音弁と標準弁の定格ＣＶ値の比である。
図６のグラフでは、最大減音効果とＣＶ比との関係でプ
ロットされる位置が、右上の領域に位置すれば減音性能
が高いことを意味する。図６には、既存の積層型、多孔
多段型および多孔型の低騒音弁の減音性能を同時に示
す。

【００５３】図６を見ると、流路孔３５の径が１．０ｍ
ｍのサンプルは、ケージ数にかかわらず既存の低騒音弁
と比較していずれも高い減音性能を示していることがわ
かる。例えば、ケージ数が３個の場合、標準弁と比較し
て２６ｄＢＡ程度の減音効果を有し、定格ＣＶ値は標準
弁の４５％程度である。これに対し、既存の低騒音弁で
同じ程度の減音効果を得るには、定格ＣＶ値を標準弁の
１５％程度にまで落とさなければならないことになる。

【００５４】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。図７（Ａ）は、本発明の実施の形態の配管サイ
レンサーを示す。図７（Ａ）に示すように、配管サイレ
ンサー４０は、フランジ部４１とケージ４２とを有する
単段型配管サイレンサーである。ケージ４２は、１個の
円筒４２ａから成る。フランジ部４１と円筒４２ａと
は、一体的に構成されている。の円筒３２ａ〜３２ｄ
は、フランジ部４１に取り付けられる。

【００５５】円筒４２ａは、壁に多数の流路孔４３を有
する。なお、図７（Ａ）では、流路孔４３をその中心線
で簡略化して示す。各流路孔４３は、１ｍｍ以下の同一
の径を有する。各流路孔４３は、円筒４２ａの肉厚内で
円筒の中心線Ｄに対し垂直の平面に沿って、中心線Ｄの
垂線方向に対し所定角度傾斜する方向を向いている。各
流路孔４３は、前述の調節弁１０の調節弁用ケージ１２
の流路孔３５と同様に形成されており、重複した説明を
省略する。

【００５６】次に、作用について説明する。配管サイレ
ンサー４０は、フランジ部４１を２本の工業用高圧配管
４４，４５の各フランジ４４ａ，４５ａの間に挟んで取
り付けられる。ケージ４２は、配管４５の内部に配置さ
れる。配管サイレンサー４０は、高圧流体がケージ４２
の内側から外側へと流れるとき、前述の調節弁１０と同
様の作用により流体騒音を低減させることができる。

【００５７】図７（Ｂ）は、本発明のさらに他の実施の
形態の配管サイレンサーを示す。配管サイレンサー５０
は、フランジ部５１とケージ５２とを有する多段型配管
サイレンサーである。ケージ５２は、２個の円筒５２
ａ，５２ｂを有する。フランジ部５１と内側の円筒５２
ａとは、一体的に構成されている。外側の円筒５２ｂ
は、フランジ部５１に取り付けられる。

【００５８】円筒５２ａ，５２ｂは、同心状に等間隔を
あけて配置される。各円筒５２ａ，５２ｂは、壁に多数
の流路孔５３を有する。なお、図７（Ｂ）では、流路孔
５３をその中心線で簡略化して示す。各流路孔５３は、
１ｍｍ以下の同一の径を有する。各流路孔５３は、各円
筒５２ａ，５２ｂの肉厚内で各円筒の中心線Ｅに対し垂
直の平面に沿って、中心線Ｅの垂線方向に対し所定角度
傾斜する方向を向いている。各流路孔５３は、前述の調
節弁１０の調節弁用ケージ１２の流路孔５３と同様に形
成されており、重複した説明を省略する。

【００５９】次に、作用について説明する。配管サイレ
ンサー５０は、フランジ部５１を２本の工業用高圧配管
５４，５５の各フランジ５４Ａ，５５ａの間に挟んで取
り付けられる。ケージ５２は、配管５５の内部に配置さ
れる。配管サイレンサー５０は、高圧流体がケージ５２
ａ，５２ｂの内側から外側へと流れるとき、前述の調節
弁１０と同様の作用により流体騒音を低減させることが
できる。

【００６０】なお、前記実施の形態において、複座構造
の調節弁について例示したが、調節弁は単座構造または
バランス型の単座構造を有していてもよい。前記実施の
形態において、ケージが４個の円筒または２個の円筒を
有する例について説明したが、ケージを構成する円筒は
４個または２個に限らず、何個であってもよい。

【００６１】

【発明の効果】本発明に係る調節弁用ケージ、調節弁お
よび配管サイレンサーによれば、各流路孔が円筒の肉厚
内で円筒の中心線の垂線方向に対し傾斜する方向を向い
ているので、サイズおよびコストの増大とＣＶ値の低下
とを抑えながら、より高い減音効果を得ることができ
る。

【００６２】特に、請求項３の本発明に係る調節弁用ケ
ージでは、流路孔の傾斜する所定角度の正負が各円筒ご
とに交互に変わるので、ケージ内で発生する音波を効率
良く減衰させ、また、各流路孔から出る噴流にエネルギ
ー損失を与えて速度を低下させ、さらに減音効果を得る
ことができる。

【００６３】特に、請求項４の本発明に係る調節弁用ケ
ージでは、各円筒にかかる流体の減圧による負担が均等
に近づき、効率的な減音効果を得ることができる。

【００６４】特に、請求項５の本発明に係る調節弁用ケ
ージでは、各円筒は取付部で着脱可能に取り付けられる
ので、流体条件の変化に合わせて減音効果を調整するこ
とができる。

【００６５】特に、請求項６の本発明に係る調節弁用ケ
ージでは、ケージ内で発生する音波を均等に効率良く減
衰させ、減音効果を得ることができる。

【００６６】特に、請求項７の本発明に係る調節弁用ケ
ージでは、流路孔が１ｍｍ以下の径を有するので、流体
が各流路孔に分散して流れ、流れの乱れスケールが小さ
くなり、高い減音効果を得ることができる。

【００６７】特に、請求項８の本発明に係る調節弁用ケ
ージでは、流路孔がドリル加工で形成されるのに比べて
非常に短時間で安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の調節弁の開弁状態と閉弁
状態とを中心線を境に示す縦断面図である。

【図２】図１の調節弁の主要部を示す拡大縦断面図であ
る。

【図３】図１の調節弁の調節弁用ケージの流路孔の配置
を示す拡大正面図である。

【図４】（Ａ）従来例の調節弁用ケージを示す横断面
図、（Ｂ）図１の調節弁の調節弁用ケージを示す横断面
図である。

【図５】本発明の実施の形態の調節弁の騒音測定結果を
従来例と比較して示すグラフである。

【図６】本発明の実施の形態の調節弁の減音性能を示す
グラフである。

【図７】本発明の実施の形態の（Ａ）単段型配管サイレ
ンサーを示す縦断面図、（Ｂ）多段型配管サイレンサー
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 調節弁 １１ ケーシング １２ 調節弁用ケージ １３ 弁座 １４ ボンネット １５ 弁プラグ ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 円筒 ３３ ホルダー ３５ 流路孔 ４０，５０ 配管サイレンサー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒を有し、前記円筒の壁に複数の流路孔
   を有し、各流路孔は前記円筒の肉厚内で前記円筒の中心
   線の垂線方向に対し傾斜する方向を向いていることを特
   徴とする調節弁用ケージ。
2. 【請求項２】円筒を有し、前記円筒の壁に複数の流路孔
   を有し、各流路孔は前記円筒の肉厚内で前記円筒の中心
   線に対し垂直の平面に沿って、前記中心線の垂線方向に
   対し傾斜する方向を向いていることを特徴とする調節弁
   用ケージ。
3. 【請求項３】径が異なる複数の円筒を有し、各円筒は同
   心状に間隔をあけて配置され、各円筒の壁に複数の流路
   孔を有し、各円筒ごとに各流路孔は各円筒の肉厚内で各
   円筒の中心線に対し垂直の平面に沿って、前記中心線の
   垂線方向に対し所定角度傾斜する方向を向き、各流路孔
   の向きは隣合う円筒で前記所定角度の正負が逆であるこ
   とを特徴とする調節弁用ケージ。
4. 【請求項４】各円筒は等間隔で配置され、各流路孔は同
   一の径を有し、各円筒ごとの各流路孔の円筒面上の総面
   積は中心側の円筒から外側の円筒にかけて等比級数的に
   大きくなるよう外側の円筒ほど内側の円筒より前記流路
   孔の数が多くなっていることを、特徴とする請求項３記
   載の調節弁用ケージ。
5. 【請求項５】各円筒は一端がホルダーにそれぞれ着脱可
   能に取り付けられることを特徴とする請求項３または４
   記載の調節弁用ケージ。
6. 【請求項６】各流路孔は各円筒面上で６０°千鳥配置で
   規則的に配置され、各流路孔は同一の径を有し、各流路
   孔の中心間の間隔は前記径の２倍以上３倍以下であるこ
   とを、特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の
   調節弁用ケージ。
7. 【請求項７】前記流路孔は１ｍｍ以下の径を有すること
   を特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の
   調節弁用ケージ。
8. 【請求項８】前記流路孔は電子ビーム加工、レーザービ
   ーム加工またはウォータージェット加工により形成され
   ていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６
   または７記載の調節弁用ケージ。
9. 【請求項９】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、前記ケージは、請求項１，２，３，４，５，６，７
   または８記載の調節弁用ケージから成ることを特徴とす
   る調節弁。
10. 【請求項１０】フランジ部が２本の配管の各フランジの
    間に挟んで取り付けられ、ケージが配管内に配置される
    配管サイレンサーにおいて、前記ケージは請求項１，
    ２，３，４，５，６，７，８または９記載の調節弁用ケ
    ージから成ることを特徴とする配管サイレンサー。