JPS61124790A - 低騒音弁 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発ｇＡは流体の減圧、高速流動等によって発生する騒
音を軽減防止し得る工うにした低騒音弁に関する。

〔従来の技術〕

一般に弁においては流体の流れに抵抗を与える場合、弁
の絞り部分で発生する流れの乱れによって好ましくない
騒音が発生することかめる。第４図はこの騒音発生を説
明するために示す従来におけるケージ弁の縦断面図でろ
って、これ全同図に基づいて説明すると、弁本体１は仕
切壁２により内部を上流１ＩＩｒＩｔ路３と下流側流路
４とに仕切られており、その上側壁面に形成されたケー
ジ取付用孔２０に嵌合されてボルト５で固定され友よｉ
ｉ６と前記仕切壁２との間には、円筒状のケージ７とシ
ートリング８とがパツキン９，１０’ｉ介して配設され
ている。ケージＴは前記ケージ取付用孔２０に嵌合され
てシートリング８と同軸配置され、下端面が該シートリ
ング８の上面と当接し、周壁にはケージＴ内部と上流側
流路３とを連通させる複数個の特性窓１１が開口されて
おり、この特性窓１１は広幅部と小幅部とでほぼ丁字形
に形成されている。一方、シートリング８は前記仕切壁
２に設けられ九通孔２１にパツキン１０を介し、て嵌合
され、その下端開口部は下１３！側流路４に開口されて
いる。ケージ７の内孔には、上蓋６にパツキン１２を介
して摺動自在に貫通されｔ弁棒１３の下端に取付けられ
念弁プラグ１４が摺動自在に嵌合されそおり、この弁プ
ラグ１４の下端には、前記シートリング８の上端開口部
に設けられた弁座１５に全閉時に着座する下着座部１６
が設けられている。また弁プラグ１４の上端外局部には
、前記ケージ７の内周面に形成された弁座」Ｔに全閉時
に着座する上着座部１８が設けられている。

このような構成において、自動制御装置による枢動部の
作動または手動操作によって弁棒１３ｔ−上下動させる
と、弁プラグ１４がこれと一体的に移動して特性窓１１
の開度、すなわち開口面積を変化させ、これによって上
流側流路３からケージＴの特性窓１１およびシートリン
グ８ｔ−通って下流側流路４に流れる被制御流体の流量
が制御され、かつ窓１１の形状により所定の流量特性が
得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このようなケージ弁においては流体が矢印Ａ
で示すように特性窓１１から弁グラブ１１下方に向って
減圧されながら流入する場合に、流入する流体が周辺の
流体を巻き込み、乱流となって高い同波数の騒音が発生
する。さらに、この騒音は下流側の配管部分にも伝播さ
れるので、外部に洩れて悪化させるという不都合がめっ
た。

そこで、従来は特性窓部に分散流路方式、多段減圧形方
式、これら両方式を組合わせた方式るるいはまたラビリ
ンス方式を採用し騒音の発生を防止しているが、これら
のケージ弁はいずれもケージの流路部の形状が細いスリ
ット１−数多く明は几もの、無数の丸穴や段付穴を明け
ｔもの、また円板に流路を形成しこれを数１０枚積層配
置したものでるるため、裏作に非常な手間と時間を費や
し、製造コストが嵩むという欠点が６つ九。

この他流路中に多数のボール會充填して流体の持つ運動
エネルギを減殺することにより騒音の発生を防止するよ
うにし几低騒音弁も知られている。

しかし、このような低騒音弁においてに弁自体が大型化
するという不具合が６つ九〇 〔問題点全解決するための手段〕 本発明に係る低騒音弁は上述し次ような点に鑑みてなさ
れｔもので、弁本体内に設けられた仕切壁の通孔に配設
されるシートリングと、このシートリングと同軸に前記
弁本体内に配設される円筒状のケージと、このケージ内
に摺動自在に嵌合され全閉時に前記シートリングに着座
する弁プラグと、前記シートリングの中心孔を貫いて配
設され、一端が前記弁プラグの内端面に当接し他端が弁
本体の内壁面に当接する消音用コイルスプリングとで構
成したものでろる。

〔作用〕

本発明においては消音用コイルスプリング金偏えている
九め、特性窓部を通ってシートリングの中心孔に流入す
る流体の運動エネルギ會効果的に減殺する。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る低騒音弁の一笑抱例を示す断面図
でるる。なお、図中第４図と同一構成部材または相当部
材のものに対しては同一符号を以って示し、その説明を
省略する。同図において、シートリング８は仕切壁２に
設けられｔ通孔２１にパツキン１〇七介して嵌合されて
いる。このシートリング８に対して同軸配置されるケー
ジ７は、弁本体１のケージ取付用孔２０に外部より嵌合
され、その外端外周部に一体に設けられ九鍔部４０が上
蓋６により前記弁本体１の上面に抑圧固定され、内端と
前記シートリング８との間には適宜な隙間が設けられて
いる。そして、この隙間には特性窓部４１ｔ−形成する
コイルスプリング４２が介装されている。その次めケー
ジ７は第４図に示し次善性窓１１ｔ−周壁に有さす、略
カップ状に形成されｔ弁プラグ１４が摺動自在に嵌合さ
れている。

前記コイルスプリング４２は圧縮状態で配設されること
によりその圧縮反力で前記シー）　ＩＪング８會下方に
、ケージ７を上方に付勢している。前記シートリング８
の上面およびケージ７の下面には環状突起４４．４５が
それぞれ一体に突設されており、これらの環状突起４４
．４５にＬり前記コイルスフリング４２ｔ−位置決めす
ると共に該スプリング４２と弁プラグ１４との接触を防
止している。

この場合、本実施例においては通孔２１にシートリング
８ｔ−嵌合させ友が、通孔２１をねじ孔とし、これにシ
ートリング８ｔ−ねじ込むようにしてもよく、その場合
にはコイルスプリング４２’ｔそのガタ付きを防止する
程度の僅かに圧縮させた状態で組込めばよい。

前記シートリング８の中心孔４６に鉱本発明の要旨をな
す消音用コイルスプリング４Ｔが貫通して配設されてお
り、その上Ｍは前記弁プラグ１４の下端面に当接し、下
端は弁本体１の下側内壁面に当接している。弁本体１の
下側内側面と弁プラグ１４の下端面には前記消音用コイ
ルスプリング４７０両地ｔそれぞれ位置決め係止するば
ね受座４８．４９が設けられ、またシートリング８の中
心孔４６内周面は該スプリング４Ｔの中間部が軽く接触
することによりガイドとしての機能上乗している。これ
は低騒音弁が比較的高差圧下での流体仕様に適応し得る
よう配慮されるものでるる。

また、消音用コイルスプリング４７Ｈ１弁プラグ１４の
下降に伴って圧縮されるが、全閉状態になる１で、すな
わち前記弁プラグ１４が最下位置まで下降し、その着座
部１６がシートリング８の弁座１５に着座するまで瞬接
する各コイルが密着せず、かつ最上位置に上昇した全開
状態において自由長にならないよう圧縮状態で組込まれ
ている。

全開状態においてどの程度の圧縮反力を保持しているか
は、流体仕様条件によるｔめ一概には言えないが、基本
的にはガタ付かない程度でめればよい。

なお、５Ｇは前記弁プラグ１４の上面に形成された貫通
孔で、これにより該プラグ１４の上下両側に生じる圧力
差を小さクシ、弁棒１３ｔ−介して隔絶された位置に配
設される駆動部（図示せず）にかかる負荷全減少させて
いる。

このような構成において、弁棒１３の上下動に伴い弁プ
ラグ１４が上下動すると、コイルスプリング４２によっ
て形成された特性窓部４１の開口面積が変化する次め、
上流側流路３から特性窓部４１　、消音用コイルスプリ
ング４Ｔのコイル間おＬびシートリング８の中心孔４６
を通って下流側流路４に流れる被制御流体の流量を制御
することができる。

流量を制御されながら上流側流路３から下流側流路４へ
向って流体が流れ続けると、前述したように特性窓部４
１から減圧されながら流入する流体が周辺の流体を巻き
込み、乱流となって高い周波数の騒音全発生する。そし
て、この騒音は下流側流路４内を経て外部へ伝播されよ
うとするが、弁プラグ１４の下方には消音用コイルスプ
リング４Ｔが配設されているので、特性窓部４１ｔ−通
過し次流体は該スプリング４Ｔのコイル関金縫うように
して流下する際に運動エネルギを大きく減殺され、かつ
コイルスプリング４２および消音用コイルスプリング４
Ｔのコイル間を通過する毎に体積の膨張をうながし、そ
の結果減音ないし騒音の発生防止効果が得られることに
なる。この場合、流体の体積は、合計３回、すなわちコ
イルスフリング４２のコイル間を通って該スプリングの
内側に流入する時、消音用コイルスプリング４７のシー
トリング８エク上側のコイル間を通って該スプリング４
７の内側に流入する時および消音用コイルスプリング４
７のシートリング８より下側のコイル間全通って該スプ
リング４Ｔの外側に流出する時膨張する。

要するに、両スプリング４２．４７ｔ−装着することに
より多段減圧効果が得られ、ま友コイルスプリング４２
は比較的密に巻かれた場合従来ケージに形成された縦ス
リットを横スリットに置換えたと等価とみな丁ことかで
きるため、多段減圧・分散流路組合せ型の低騒音弁を得
ることができる。

ｔ７＋２：、消音用コイルスプリング４７の流路面積は
特性窓部４１の開口面積に比例して変化し、開口面積が
小さい時は小さく、開口面積が大きくなれば大きくなる
次め、流体に任意の弁開２で常に一定の収束、拡散を繰
返す。

加えて、従来はケージ７の周壁に特殊形状の特性窓１１
（第４図参照）を形成する必要がめつ几ため、ケージ７
を鋳造品で製作するがるるいは九棒材から削り出し次円
筒状のものに特殊機械加工（パウダーカット、タイ−リ
ング。放電加工等）にて特性窓１１ｔ−明ける必要がめ
り、その念めケージＴ自体の製造コストが嵩むという不
臭合が６つｔが、本発明においてにコイルスプリング４
２で特性窓部４１を形成しているので、ケージ７ｔ−鋳
造品や特殊機械加工によって製作する必要がなく、旋盤
による切削加工によって安価に製作することができる。

ま友、内弁によるサイズダウンも従来のようにケージ全
体を作る（窓のみ形状変更のではなく、コイルスプリン
グ４２の巻数、ピッチろるいは素線径の変更のみで可能
となり、安価にサイズダウンすることができる。また高
温使用の場合、第４図に示し次従来構造で框ケージの熱
膨張による伸びがケージ内径の歪みとなり、弁プラグと
のカジリが発生することもろる。その究め高温仕様の場
合に２分割盤のケージを使用することもめったが、本発
明においてはケージ７とシートリング８と金離間させ２
分割型ケージ方式と同様の構造を採用して馳るので、高
温使用−も十分対応できる。

第２図は本発明の他の実施例を示す断面図でるる。この
実施例鉱平均コイル径が異なる２つのスプリングＢｏａ
　、６０ｂからなる同心組合せばねによって消音用コイ
ルスプリング６０　ｔ−４１１ｇし次もので、他の構成
は上記実施例と同一でるる。２つのスプリング６０ａ　
、　　８０ｂ　は巻き方向を逆にして製作され、これに
工って互いに噛み合うのｔ防止している。また、このよ
うにするとスプリングＢｏａ、６０ｂによる流路が細か
くなるため、流体の分散が高まり、より低騒音効果が期
待できる。

第３図（ａ）　、　（ｂ）ａそれぞれ消音用コイルスプ
リングの他の実施例を示す断面図で、（ａ）は素ｉの断
面形状が円形で、平均コイル径が異なりかつ内側はど素
線径が細い３つのスプリング７０ａ、７０ｂ。

７０ｃからなる同心組合せはねにより消音用コイルスプ
リング７０ｔ−構成したもの、（ｂ）Ｗ素線の断面形状
が矩形で平均コイル径が異なりかつ内側はど素線径が細
い３つのスプリング８０ａ、８０ｂ　。

８０ｃからなる同心組合せばねにより消音用コイルスプ
リングｇｏｔ−ｓ成し念ものでるる。スプリング７０ａ
、Ｆｏｂ、７０ｃ　および８０ａ、８０ｂ、８０ｃの巻
き方向は交互に逆になっており、弁プラグ１４は円柱状
に形成されている。

内側のスプリングはど素線径を細くすると、巻数が多く
なり、コイル間の諌間を狭くできるため、あたかもラビ
リンス型の低騒音外全形成する。ま次、同図（ｂ）の断
面形状が矩形のものにおいては、流路抵抗−二増加する
ため、流体の運動エネルギをより一層減殺できる効果が
期待される。

なお、上記実施例にいずれもコイルスプリング４２によ
り弁の特性窓部４１ｔ−形成し次場合について説明し比
が、本発明はこれに限らず第４図に示した従来例と同様
ケージ７に特性窓を設けてもよいことは勿論でるる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る低騒音弁は、弁プラグ
の下方に消音用コイルスプリング全配設して構成したの
で、流体がこのスプリングの隙間？縫うようにして流下
する際にその運動エネルギ七人きく減殺されると共に流
体の体積も膨張されて多段減圧される。したがって、減
音効果および騒音防止効果が得られ、靜しゆくな運転が
実現され環境が良化される。また、消音用コイルスプリ
ングの素線径１巻数２本数等の変更により容易に騒音防
止効果に変更できる。

【図面の簡単な説明】 第１図に本発明に係る低騒音弁の一実施例を示す縦断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第３
　囚（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ消音用コイルスプリ
ングの他の実施例ケ示す断面図、第４図は従来のケージ
弁の一例を示す縦断面図でるる。 １・・・・弁本体、２・・・・仕切壁、３・・・・上流
側流路、４・・・・下流側流路、６参〇・・上蓋、Ｔ・
・・Φケージ、８・・・・シートリング、２１・・・・
通孔、４１・・・・特性窓部、４２１１・＃−コイルス
プリング、４６・φ・・中心孔、４７，６０．７０．８
０・・・・消音用コイルスプリング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁本体内を上流側流路と下流側流路とに仕切る仕
   切壁の通孔に配設されたシートリングと、前記弁本体内
   に前記シートリングに対応して同軸配置された円筒状の
   ケージと、このケージ内に摺動自在に配設され全閉時に
   前記シートリングに着座する弁プラグと、前記シートリ
   ングの中心孔を貫いて配設され一端が前記弁プラグの内
   端面に当接し他端が弁本体の内壁面に当接する消音用コ
   イルスプリングを備えたことを特徴とする低騒音弁。
2. （２）消音用コイルスプリングはコイル径がそれぞれ異
   なる複数個のスプリングから成る同心組合せばねて構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の低騒音弁。
3. （３）弁の特性窓部はシートリングとケージの内端面と
   の間に配設されたコイルスプリングによつて形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の低騒音弁。