JPS5830581A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高圧流体の制御に関し、特に流体の流動管路
における圧力降下を得るため使用される弁に関する。

当技術においては、膨張する圧力下の流体が制御弁内の
オリフィスを流過する時所要の圧力降下と共に不快な騒
音が生じること、およびオリフィスを流過する流体流量
の変動が騒音の生成に著しい影響を有することが公知で
ある。試みられた解決方法には、流体をオリフィスを流
過するその流量において再分制し拘束するための種々の
装置が含まれている。低騒音補助装置と呼ばれるこのよ
うな装置は、何時も予期したようには作用せず、従って
、鉋縁部、固定抵抗要素、拡散要素、消音要素、および
ある場合には封包要素等の如き外部の仕様変更を含む構
成についての論議が必要とされてきた。低騒音補正装置
を備えた弁のコストに加えて、このような仕様変更は経
済的な観点から実施不可能である。更に、入手可能な低
騒音補正装置は、与えられた装置に対して弁の寸法を大
きくすることを必要とするのが通常であった。外部の仕
様変更は明らかに設計の立場では考えられない余分な空
間を必要とすることになる。

上記および他の制約を軽減し、かつ騒音レベルが大きく
低減する弁の構成は、その構成要素として、流路と、こ
の流路内部の座部と、この座部に関して接近離反するよ
うに運動可能なプラグを構成する構造部からなっている
。このような構成は、１つ以上の前述の構成要素の表面
に同調させた盲穴を提供することによって変更された。

この穴は、流路を流過する所定の流動方向においである
角度だけ傾斜して配置されるように下流側を向いている
。

本発明の各目的および長所については、図面に関して以
下の記述を照合すれば明らかになろう。

本発明の改良点は、貫流路１２が設けられた胴部１０を
有するテスト弁において示されている。

流路１２が方向を変える胴部１０の場所には座リング１
６を収受するブリッジ１４が存在する。座１６は、貫流
路１２を流れる流体が遮断されるべき時プラグ１８のテ
ーパ状端部を収受するような形状を呈している。プラグ
１８はステム２０の一端部に位置し、このステムは胴部
１０がらボンネット２２を貫通して延在している。ボン
ネット２２はボンネットの７ランジ′２４および頭付き
ねじ２６により所定位置に保持されている。座保持ケー
ジ２８はボンネット２２と坐リング１６の開に嵌合され
ている。貫流路１２の入口および出口端部には、胴部１
０が他の７ランジまたは管路内の諸要素に対して取付け
られるための７ランジ３０．３２を有する。

７ランジ３０．３２に隣接して、流路１２は内側のスリ
ーブ３６が嵌合された直線部を有する。

各スリーブ３６は、その内表面に楕円形状の開口を提供
する複数個のある角度で配置された丸穴３８を有する。

図示の如く、穴３８は下流側を向き、即ち流路１２を通
る所要の流動方向においである角度傾斜して配置されて
いる。各穴３８の寸法決定方法、即ち狭い周波数帯域に
わたって音波を無効化するように「同調」させる方法に
ついては以下に述べる。

第２図には、同様に配置され同調させられた座部とプラ
グとケージにおける盲穴が最もよく示されている。プラ
グ１８はその軸心に向って内方かつ下方に穿孔さ゛れた
穴４０を有する。座１６は、傾斜した座部から下方かつ
外方に穿孔された穴４３と交互のその中心に向けて内方
かつ下方に穿孔された穴−４２を有する。ケージ２８は
円周方向に離開されて配置されたウェブ４４を有し、各
ウェブはその反対側の丸味を帯びた縁部に穿孔された穴
４６．４８の交互列を有している。

矢印（第１図）に示すよ゛うに、加圧された流体は７ラ
ンジ３０において弁内に流入し、またリング１６におけ
るオリフィスを介して７ランジ３２に達する。その場合
、流体はスリーブ３６、リング１６、プラグ１８および
ケージ２８の開口を設けた表面上を流過するのである。

第３図において番号４９で示されるケージの変更例にお
いては、下方の端板５２と上方の端板５４との開に積重
ねられた複数の同じディスク５０が含まれる。端板５２
は座リング５５と係合し、端板５４の上面はボンネット
上の座部に嵌合する環状舌部を有する。端板５′４はプ
ラグ５７が開口位置にある時このプラグに働く作用力を
平衡させるための通気ポート５６を有する。各ディスク
５０は、下垂する外側と内側の脚部５８．６０、および
その上面における環状の突条６２を有する。

脚部５８．６０および突条６２の高さは、隣接するディ
スク間に環状のダクトを画成する如きものであり、また
環状のスクリーン６４が各ダクトに配置されている。更
に、複数個の放射状に配置され内方かつ下方に傾斜した
同調穴６６が各突条６２の外側縁部に穿孔されている。

前述の盲穴は、変更を施さない弁において生成された騒
音スペクトルにおける主な音の波長に従って同調される
。このような弁は、空気テスト管に組付けられ、マイク
ロフォンを側に置き、種々の流量で運（状態に置く間生
成した騒音を記録することができる。主音の周波数を記
録した後、周波数スペクトル分析装置（Ｎｉｃｏｌｅｔ
　４４６ＡＦＦＴ）およびディノタル・ブロックを用い
て、弁内の１つ以上の要素の表面には盲穴が設けられる
。この穴の長さは、主音の波長（λ／４）の四分の−で
ある。弁のいくつかのサイズについて異なる圧力および
流量（Ｃｖ）の試験条件の下で記録が一旦完了すれば、
主音の周波数は将来における装置の場合にも予測するこ
とが可能である。２インチ（５０゜８關）の弁の場合に
は、主音は８２５０ヘルツ（Ｈ２）の周波数を有する。

この周波数における騒音を無効化するためには、盲穴的
１０．４１４＋ｎｏ＋（０，４１０インチ）の深さを有
する。隣接する穴は、その縁部が大計の１．５〜１．７
５倍の距離に離間され、この直径は深さの半分を備えて
はならない。効果を最大化するため、穴はできるだけ大
きくかつできるだけの頻度で離間に配置される。

後者の場合においてもし穴が小さすぎるならば、交差モ
ードが生じ、＊たらし大きすぎるならば、音波は所要の
角度よりも大きな角度で反射させられる。

第１図乃至第３図に示した１つ以上の面において同調穴
を有する形式の弁の比較テストでは、逓減するＡで加重
した騒音レベル（ｄＢ　Ａ）が、穴の数および場所が増
加するに伴って達成される、即ち１つ以上の要素におい
て穴数が増加する時最良の結果が得られるように穴を設
けることができることが示される。ケージ４９（第３図
）をケージ２８（第２図および第３図）と代替する時に
最も低い騒音レベルに達する。

異なる角度で配置された穴３８を設けたスリーブ３６も
また第１図に示した形式の弁においてテストされた。ケ
ージ、座部、プラグにのいずれにおいても穴は設けられ
ていなかった。６０”の角度で配置された穴の場合に最
良の結果が得られた。

流量が大きい場合、騒音レベルは無孔スリーブの場合に
得られた騒音レベルから８ｄＢ　Ａだけ減少した。穴が
３０乃至４５゛の角度で配置される場合には、騒音レベ
ルは？ｄＢ　Ａ以上も減少した。

穴が９０°に配置された場合には、騒音レベルは乱流の
発生と流速の減少の対価として約６ｄＢ　Ａだけ減少し
た。以上の点において、３ｄＢ　Ａ低下する毎に音響エ
ネルギは５０％減少することを示すことに注目されたい
。

主音に加えて、弁により発生される騒音のスベクＹルは
いくつかやピーク周波数を有する。当業者においては、
これらの１つ以上の周波数に対しいくつかの穴を同調さ
せ、主音に対して残りの穴を同調させることによって騒
音を更に減少させることができることは判るであろう。

この変更については第４図に示すが、これにおいては同
調した穴３８ａ、　３８ｂ、　３８ｃが異なる深さを有
している。当業者は、個々のスリーブ３６に異なる箇所
゛において異なる深さの穴を設けることが可能であるこ
とが判るであろう。

第５図に示した球形弁においては、ダッシュを付した同
じ番号が第１図に示したテスト弁の各部分及び特徴に対
応する部分及び特徴を示している。

同調穴３８′が突起するビンを有する砂型を用いて胴部
１０′内に形成され、また無論第４図に示す如く深さが
異なってぃ七ｔよい。

第６図に示した構成においては、変更された球形弁７０
は内側と外側の７ランジ７６．７８に対して取り付けら
れた延長部７２．７４を有する。

各延長部は、これが球形弁７０に対して取り付けられる
１対の７ランジおよび流動管路７９における同様な７ラ
ンノの間で短い長さの管を含んでいる。この構成におい
ては、流路は球形弁７ｏの構成部のみにより画成される
のではなくｌＬ艮郡部７２７４および隣接する管路７９
の部分によっても画成される。第７図においては、各延
長部は無孔ライナー８０および弁装置内の流動方向にお
いである角度で配置された穴３８″が設けられたスリー
ブ３６”を含んでいる。使用においては、ライナー８０
およびスリーブ３６＃は第６図の破線により示されるよ
らに延！ｋ１％７２．７４内に存在する。

ライナー８０はスリーブ３６”と延長部の穴間の緊密な
嵌合状態の故に省略することも可能であることは明らか
であろう。

第６図および第７図に示されたタイプの構成の種々の流
速における比較テストにおいては、６０度の角度で配置
された盲穴の場合に最良の結果が得られた。流速が大鰺
い場合には、騒音レベルは無孔スリーブの場合に得たレ
ベルから９ｄＢ　Ａ以上も減少した。４５°の角度で配
置された穴の場合には、約８，５ｄＢ　Ａの減少が達成
された。３０°の角度においては、約７．５ｄＢ　Ａの
減少が得られた。９０°の角度で配置された穴の場合に
は、約６．５ｄＢ　Ａの減少が得られたが、ここで再び
乱流が生じ、その結果流速が減少した。本邦における通
常の運軟範囲における比較的小さな流速においては、現
在の目標である８５ｄＢＡに近づき更にこれより低い騒
音レベルが達成されたのである。

要約すると、以上のデータは、全てのテストにおいて６
０°の角度で配置された盲穴の場合に最良の結果が得ら
れたことを示している。約３０乃至９０°に近い角度に
おいて配置された盲穴によって貴重な騒音レベルの減少
が達成されたのである。

第１図、第５図および第６図に示した構成は全て補助装
置の上流側および下流側の位置における同調された盲穴
な有し、このことは丁度流路を流れる流れが音速以下で
ある時と同様である。充分に形成されたチョーク流が存
在する場合には、補助装置において生じる騒音の比較的
大トな割合が流れの方向に伝播される。このため、ある
構成においては、補助装置の下流側のある場所において
のみ同調した穴を設ければ充分であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御弁の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に示したケージおよびプラグを示す拡大図、第３図は
ケージおよびプラグの変更例を示す類似図、第４図は第
１図に示されたスリーブの変更例を示す断面図、第５図
は本発明の教示内容に従って変更された球形弁を示す断
面図、第６図は入口側と出口側に取り付けられた短い延
長部を有する未変更の球形弁を示す立面図、および第７
図はライナーおよびスリーブがその通常の位置から部分
的に取り出した状態の第６図に示す延長部の１つを示す
拡大図である。 １０・・・胴部、１２・・・・流路、１４・・・ブリッ
ジ、１６．５５・・・座リング、１８．５７・・・プラ
グ、２０・・・ステム、２２・・・ボンネゾ）、２４．
３０．３２・・・７ランジ、２８．４９・・・ケージ、
３６・・・スリーブ、３８．４０，４２，４３，４６，
４８．６６・・・穴、４４・・・ウェブ、５０・・・デ
ィスク、５２．５４・・・端板、５６・・・通気ポート
、５８．６０・・・脚部、６２・・・突条、６４・・・
スクリーン。 特許出願人　イー・アイ・デュポン・デ・ニモアス令ア
ンド像カンパニー 代理人　弁理士　小田島　千古 外１名 「　　麿　　Ｇ、　　　　　３ ［■Ｇｓ　　５　　　　　Ｆ　ｇ　　Ｇ−４ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、構成要素として、流路と該流路内の座部と該座部に
   関して接近離反方向に運動可能なプラグを画成する構造
   部を含む弁装置において、前記要素の少なくとも１つに
   同調された盲穴を設け、該盲穴は前記流路内め所要の流
   動方向においである角度で傾斜して配置されることをｖ
   ｆ徴とする弁装置。 ２、前記プラグを包囲する座部保持ケージを更に設け、
   該ケージは前記盲穴を設けた表面を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の弁装置。 ３、前記ケージが各々がその片面に環状の突条な有する
   複数個の重ねられたディスクを含み、環状のスクリーン
   が各突条とＷＡ接するディスク間に設けられ、前記ケー
   ジの盲穴は前記突条の下方に径方向に配置されることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の弁装置。 ４、前記構造部が、弁体と該弁体から下流側の短い長さ
   の管を含む流動管路を含み、前記盲穴は前記の管内に配
   置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   弁装置。 ５、前記盲穴はまた前記座部および（＊たは）前記プラ
   グにも設けられることを特徴とする特許請求の範囲！Ｉ
   ４項記載の弁装置。 ６、前記弁体は入口および出口を有し、前記管は該出口
   に取り付けられることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載の弁装置。 ７、前記管内にはスリーブが設けられ、前記盲穴は前記
   スリーブ内の貫通孔であることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の弁装置。 ８、前記盲穴が設けられた別の管が前記入口に取り付け
   られることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の弁
   装置。 ９、前記盲穴の深さが前記装置に対する騒音のスペクト
   ルにおける１つ以上の周波数と関連することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の
   弁装置。 １０、前記盲穴が前記弁装置に対する騒音スペクトルに
   おける１つ以上の周波数と同調させられ、盲穴の深さが
   前記周′波数の波長の四分の−であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の弁
   装置。 １１、前記盲穴が流体の流動方向から約３０”の角度か
   ら９０°の角度に近づく角度の範囲内で配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいず
   れかに記載の弁装置。 １２、前記盲穴が流体の流動方向から約６０’の角度で
   配置されることを特徴とする特許請求の配囲第１項乃至
   第１０項のいずれかに記載の弁装置。