JPS6314236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は円筒状ケージの周壁に設けて窓と、ケ
ージ内で摺動する弁プラグとの相対開度によつて
流体の流量を制御するケージ弁に関するものであ
る。

〔従来技術〕

流体の流量制御に用いる弁の一種してケージ弁
が知られている。第１図は従来におけるケージ弁
の縦断面図であつてこれを同図に基づいて説明す
ると、弁本体１の内部は仕切壁２によつて上流側
流路３と下流側流路４とに仕切られており、また
上部開口端には上蓋５が嵌合されて複数個のボル
ト６で固定されている。上蓋５と仕切壁２との間
には鍔付円筒状のケージ７およびシートリング８
が、上蓋５と仕切壁２との間にパツキング９，１
０をそれぞれ介在させて嵌着されており、前記ボ
ルト６を締めることによつて互に圧接固定されて
いる。ケージ７の周壁には、ケージ７内部と下流
側流路４とを連通させる複数個の窓１１が開口さ
れており、窓１１は広幅部と小幅部とでほゞＴ字
状に形成されている。またシートリング８の下部
開口端は上流側流路３に開口されている。ケージ
７の内孔には、上蓋５にパツキン１２を介して摺
動自在に貫通された弁棒１３下端部の弁プラグ１
４が摺動自在に嵌合されており、この弁プラグ１
４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へ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
上端外周部には、前記ケージ７の内周面に形成さ
れた弁座１７に着座する上着座部１８が設けられ
ている。

このように構成されていることにより、自動制
御装置による駆動部の作動または手動操作によつ
て弁棒１３を上下動させると、弁プラグ１４がこ
れと一体的に移動して窓１１の開度すなわち開口
面積が変化し、これによつて上流側流路３からシ
ートリング８およびケージ７の窓１１を通つて下
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の形状により所望の流量特性が得
られる。

また、第２図は第１図におけるケージ７とシー
トリング８とを一体化した従来のケージ弁要部の
拡大縦断面図であつて、ケージ７の下端部がシー
トリングを兼ねている他は第１図に示すものと同
じであるから、これと同一符号を付してその説明
を省略する。

しかしながらこのような第１図、第２図に示す
従来のケージ弁においては、所定の流量特性を得
ようとして前述したように第１図に符号１１ａ，
１１ｂで示す広幅部と小幅部とが窓１１に設けら
れているので、窓１１の加工が困難であり、特に
弁の小開度時に影響する小幅部１１ｂなどの精密
加工が面倒であるために、大まかな加工しかなさ
れてないのが実状であつて、満足した流量特性を
期待することができなかつた。

そこで本出願人は小幅部１１ｂをきり孔などに
する提案もしたが、小孔だけではその面積から計
算した通りの流量が充分に得られないことが分か
つた。

〔発明の概要〕

本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、略五角形状に形成されてイコールパーセント
特性をもつ円筒状ケージの開口部のうち、全閉端
に近い側の開口部をケージ周壁に穿設した複数個
の小孔で形成するとともに、各小孔を連結する環
状溝をケージの内周面に設けることにより、小開
度に対応するケージ開口部の加工を容易にすると
ともに、小孔からの流出を促進して流量特性の向
上を計つたケージ弁を提供するものである。以
下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

〔実施例〕

本実施例は本発明をケージ、シートリング一体
の一体型ケージ弁に適用した例を示し、第３図は
第２図に対応して示すケージ弁要部の縦断面図で
ある。ケージ弁本体と弁プラグ等の構成は第１図
で説明したのでその詳細な設明を省略するととも
に、このあと必要あるときは同図を用いて説明す
る。図において、弁本体１の内孔には円筒状に形
成されたケージ２０がパツキン９，１０を介して
嵌着されており、上蓋５から弁本体１に螺入され
たボルト６によつて固定されている。ケージ２０
の内孔には、弁棒１３の先端部に螺合された円筒
状の弁プラグ１４が、摺動自在に嵌合されてい
る。

ケージ２０の周壁には弁プラグ１４を下降させ
て下着座部１６を弁座１５へ着座させることによ
り全閉となる開口部２１が設けられており、弁プ
ラグ１４を上昇させてその下端縁が開口部２１の
上端を過ぎることにより開口部２１が全開となる
ように構成されている。そして、開口部２１のう
ちの全開端側開口部は、ケージ２０の周壁を等分
して開口された複数個の窓２２となつており、こ
の窓２２は、上半部が長方形で下半部が三角形の
略五角形状に形成されており、その開口面積が弁
プラグ１４の移動距離に比例するようなイコール
パーセント特性を有しているとともに、開口部２
１のうち全閉端に近い開口部を、ケージ２０の周
壁に穿設した複数個の小孔２３によつて形成され
ている。この小孔２３は各窓２２の中央部下方、
すなわち第２図の小幅部１１ｂに相当する箇所に
それぞれ集中して開口されており、各小孔２３相
互間は、ケージ２０の内周面全周に及ぶ環状溝２
４で連結されている。

以上のように構成されていることにより、自動
制御装置による駆動部の作動または手動操作によ
つて弁棒１３を上下動させると、弁プラグ１４が
これと一体的に昇降して開口部２１の開度すなわ
ち開口面積が変化し、これによつて上流側流路３
からケージ２０の開口部２１を通つて下流側流路
４に流れる被制御流体の流量が制御され、かつ開
口部２１の形状により所望の流量特性が得られ
る。すなわち実施例の場合、窓２２が３個で小孔
２３が１個の窓２２ごとに３個ずつ設けられてい
るので、弁プラグ１４を全閉状態から上昇させる
と、１組の開口部２１については先ず１個の小孔
２３が開き、次いで２個の小孔２３、窓２２の順
に開いていく。したがつて小孔２３の径と数とを
計算によつて設定すれば、所望の流量特性が得ら
れる。この場合各小孔２３が環状溝２４で連結さ
れているので、環状溝２４内には絶えず流体が充
満しており、小孔２３が小さくても小孔２３から
の流体の流出を妨げることがなく計算通りの流量
が得られる。

第４図および第５図はそれぞれ本発明に係るケ
ージ弁を分割型ケージ弁に適用した他の実施例を
示すケージ弁要部の縦断面図であつて、第４図に
示すものはケージ２０が上部ケージ２０ａと下部
ケージ２０ｂとに分割されており、いんろう状に
接合されている。その他の構成および作用効果は
第３図に示すものと同じである。また、第５図に
示すものは、第４図に示すものと同じくケージ２
０が上部ケージ２０ｃと下部ケージ２０ｄとに分
割されているが、上下のケージ２０ｃ，２０ｄ間
を大きく離間させることによりこの離間部が両流
路３，４を連通させる開口部となつており、した
がつて開口部の下端縁である下部ケージ２０ｄの
上端縁が、前記窓２２の下端縁に相当するような
波形状に形成されている。また小孔２３は上段の
ものが大きく、下段のものが小さく形成されてい
る。小孔２３が環状溝２４で連結されていること
は前記各実施例と同じであり、また作用効果も前
記各実施例と同じである。

第６図および第７図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示すケージ開口部近傍の縦断面図であつ
て、先ず第６図に示すものは小孔２３Ａ，２３Ｂ
が２段に設けられているとともに、環状溝２４Ａ
の断面が三角形状に形成されている。すなわち環
状溝２４Ａは、上段の小孔２３Ａに対応する箇所
の深さよりも、全閉端に近い下段の小孔２３Ｂに
対応する箇所の深さの方が深くなるように形成さ
れており、また、第７図に示すものは、環状溝２
４Ｂが、上段小孔２３Ａ対応部が浅くて下段小孔
２３Ｂ対応部が深くなるように段状に形成されて
いる。このように構成することにより、環状溝２
４Ａ，２４Ｂの浅い箇所に対応する小孔２３Ａ
は、弁プラグ１４が開くのを待つてようやく流出
量が充分となるものであつて、それまでは流出が
抑えられる結果、各段の小孔２３Ａ，２３Ｂごと
に弁プラグ１４の制御性が効くこととなり、きめ
細かな流量制御が可能となる。

なお、前記各実施例は開口部２１のうちの全閉
端に近い側の開口部のみを小孔２３，２３Ａ，２
３Ｂとした例を示したが、いわゆる多孔ケージと
呼ばれているもののように、全開端から全閉端ま
でのすべての開口部を小孔としてもよい。この場
合、各小孔、特に全閉端に近い側の小孔を環状溝
で連結することは、前記各実施例と同じである。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば、ケージ弁において、略五角形状に形成され
てイコールパーセント特性をもつ円筒状ケージの
開口部のうち、全閉端に近い側の開口部をケージ
周壁に穿設した複数個の小孔で形成するととも
に、各小孔を連結する環状溝をケージの内周面に
設けることにより、小開度に対応するケージ開口
部の加工が、従来の小幅溝加工と比べて遥かに容
易になり、小孔の径、数を設定することにより流
量を自由に変えることができるので、流量特性が
向上するとともに、環状溝内を循環した流体が小
孔から流出することになるので、小孔径が小さく
ても計算通りの流量が得られ、小孔だけのものよ
りも流量特性が大幅に向上する。さらに小孔を複
数段設けてこれを連結する環状溝を全閉端に近づ
くほど深くなるようにすれば、流量特性がより向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のケージ弁の縦断面図、第２図は
同じく一体型ケージ弁要部の縦断面図、第３図な
いし第７図は本発明に係るケージ弁の実施例を示
し、第３図はその要部の縦断面図、第４図および
第５図はそれぞれ本発明の実施例を示すケージ弁
要部の縦断面図、第６図および第７図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示すケージ弁のケージ開口
部近傍の縦断面図である。 １４……弁プラグ、２０，２０ａ，２０ｂ，２
０ｃ，２０ｄ……ケージ、２１……開口部、２２
……窓、２３，２３Ａ，２３Ｂ……小孔、２４…
…環状溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周壁に略五角形状に形成されイコールパーセ
   ント特性をもつ開口部を有する円筒状のケージ
   と、このケージの内孔に摺動自在に嵌合された弁
   プラグとを備え、前記弁プラグの摺動による前記
   開口部の開度にしたがつて流量を制御するケージ
   弁において、前記ケージ周壁の開口部のうち全閉
   端に近い側の開口部を、ケージ周壁に穿設した複
   数個の小孔で形成するとともに、これら各小孔を
   互に連結する環状溝を前記ケージの内周面に設け
   たことを特徴とするケージ弁。 ２ 小孔とこれを連結する環状溝とを複数段設
   け、環状溝の深さを、全開端に近いものよりも全
   閉端に近いものを深くしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のケージ弁。