WO2007046379A1

WO2007046379A1 - ケージ弁

Info

Publication number: WO2007046379A1
Application number: PCT/JP2006/320660
Authority: WO
Inventors: Shinichi Fukumuro; Hidetaka Kato; Shigehiro Kawai
Original assignee: Yamatake Corporation
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-04-26
Also published as: JPWO2007046379A1; CN101292106A

Abstract

　弁体内を上流側と下流側に分割する仕切壁２により分割された一方の室内に固定されかつ周壁に複数個の流量制御窓１３を有するケージ７と、このケージ７内を摺動してケージ７の流量制御窓１３を開閉する弁プラグ１５とを備えたケージ弁において、ケージ７の下端周面にケージ内壁との隙間を有する低開度流量特性部３１を設け、簡易な構造で、且つ、小流量から大流量まで幅広い流量において、用いることのできる高レンジアビリティに優れた小型のケージ弁を提供する。

Description

明細書

ケージ弁

技術分野

[0001] この発明は、周壁に流量制御窓を有するケージとこのケージ内で昇降動作し流量制御窓の開口面積を制御することにより流体の流量を制御する弁プラグとを備えたケージ弁に関するものである。

背景技術

[0002] ケージ弁の流量調節はケージ周壁に複数設けられた流量制御窓の開口面積を変化させることで行っている。この流量制御窓を変化させる機構として、ケージ内部に円筒状または円形パイプ状の弁プラグを装着し、弁プラグを操作器等によって上下に往復動させることにより、弁プラグによって流量制御窓の開口面積を変化させる方法が一般的に用いられて、る。

[0003] このような機構を持つケージ弁では、流体圧力を著しく減圧する場合若しくは流速が速い場合、弁の絞り部分で発生する流れの乱れによって異常に高い騒音が発生する、キヤビテーシヨンが発生するといつたことがあり、弁の性能、耐久性などを著しく低下させることがあった。また、ケージ弁の下部流出ロカ勢いよく流出した液体が弁下流側の弁内底面に激しく衝突することによつても弁の損傷、振動、騒音、キヤビテーシヨンを招く虞があった。

[0004] このような問題を解決するために、プラグ、ケージに均圧溝を設けたり、隙間流れ防止のピストンリングを装着したり、プラグ下部にデバイダーを装着する対策提案がなされている。

し力しながら、これらの対策は中間開度での対策であり、低開度 (0〜15%程度)での振動に対しては効果が小さ力つた。今まではケージ弁の通常使用範囲を多くの場合中開度程度力使用しており、低開度での問題は実用上深刻な問題とはなっていなかった。

近年、ケージ弁の仕様も低騒音、耐キヤビテーシヨン、高差圧仕様、大口径化、耐食材料の使用、高レンジアビリティ、低シートリーク、極低温などの要求が多くなる傾向にあり、特に低開度での制御性についても効果的な対策をとることが迫られてきている。

このようなケージ弁における低開度での制御性を改善することを目的とした先行技術文献として次のものがある。

[0005] 特許文献 1 :特公平 7— 3263号公報

[0006] 特許文献 1に開示されたケージ弁の要部断面図を図 11に示す。図 11に示した断面図は、低開度の状態を示すものである。入口流路 101と出口流路 102を備えるケ一シング 103と、ケーシング 103内の入口流路 101と出口流路 102の間に設けられたポート 104、 114を備えるケージ 105と、ケージ 105内に挿入され、ケーシング 103 及びケージ 105に対して移動でき、ケージ 105の各ポート 104、 114を開閉する複数のディスク部 106、 116と、複数のディスク部 106、 116と連結された弁棒 107が設けられている。

そして、弁棒 107を開閉操作することにより、複数のディスク部 106、 116が各ポート 104、 114の流体通過面積を増減し、入口流路側の流体を連続的に減圧調整できるようにしている。

弁棒 107に沿って上側に流れる高抵抗流路 120は複数段の高抵抗流路用ポート 1 14を流れる。また、弁棒 107の下方に流れる低抵抗流路 121は、高抵抗流路用ポート 114より少な、段数の低抵抗流路用ポート 104を流れるようになって、る。

なお、図 11に示すものは低開度の状態であるため低抵抗流路用ポート 104は閉弁状態にあり低抵抗流路 121は形成されて!ヽなヽ。

上記構成を採用することにより、入口流路側の流体を、低開度領域では高抵抗流路側に導き、中、高開度領域では高抵抗流路側とともに低抵抗流路側にも導くよう構成されている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 従来の特許文献 1に記載された弁装置では、弁体中に高抵抗流路 120と低抵抗流路 121の 2系統の流路を設けるために弁体や弁機構 (ケージ'プラグ等）が複雑になるとともに弁体も大きくなるという問題があった。 [0008] 本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構造で、且つ、小流量から大流量まで幅広い流量において、用いることのできる高レンジアビリティに優れた小型のケージ弁を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] この発明に係るケージ弁は、弁本体内を上流側と下流側に分割する隔壁により分割された一方の室内に固定されかつ周壁に複数個の窓を有するケージと、このケージ内を摺動して前記ケージの窓を開閉する弁プラグとを備えたケージ弁において、前記弁プラグの下端周面にケージ内壁との隙間を有する低開度流量特性部を設けたものである。

[0010] この発明に係るケージ弁は、前記プラグの下端周面の低開度流量特性部とケージ内壁間の隙間が低開度の範囲内で開度が大きくなるにつれて広くなるとともに、前記プラグ周面の低開度流量特性部の上端にシート部が設けられているものである。

[0011] この発明に係るケージ弁は、弁本体内を上流側と下流側に分割する隔壁により分割された一方の室内に固定されかつ周壁に複数個の窓を有するケージと、このケージ内を摺動して前記ケージの窓を開閉する筒状の弁プラグとを備えたケージ弁において、

前記弁プラグの下端周面に弁プラグ外面と内面とを連通する低開度流量特性部を設けるとともに、前記弁プラグ周面の低開度流量特性部の上端にシート部が設けられているものである。

発明の効果

[0012] この発明によれば、低開度において、流体はケージ内壁とプラグ下端周面の低開度流量特性部との間の間隙を流れることにより、複雑な構成及び大型化を伴うことなぐ低開度時の低流量の制御性の向上を図ることができる。また、低開度での制御が安定することから、振動が減少し、信頼性が向上し、低応力設計ができると共に、長寿命化につながる。

[0013] この発明によれば、プラグ周面の低開度流量特性部の上端にシート部が設けられていることから、全閉時のシールを確実にすることができる。また、弁プラグの下端を加工することにより、簡易な構成で低開度流量特性部を設けることができる。 [0014] この発明によれば、プラグ周面の低開度流量特性部の上端にシート部が設けられていることから、全閉時のシールを確実にすることができる。また、弁プラグの下端に弁プラグ外面と内面とを連通する低開度流量特性部を設けることにより、簡易な構成で低開度流量特性部を設けることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 実施の形態 1.

図 1はこの実施の形態 1による弁装置がほぼ全開の状態を示す要部縦断面図である。また、図 2— (1)は同弁装置のプラグの断面図及び A部分の拡大図、図 2— (2) は比較例である弁装置のプラグの断面図及び B部分の拡大図である。図 3 (1)、 (2) はプラグの寸法を示す図である。図 4一（1)は開度 5%の状態のプラグ及びケージの断面図を示す図である。図 4— (2)は、図 4— (1) E部分の拡大図を示す図である。図 5— (1)は開度 0%の状態のプラグ及びケージの断面図、図 5— (2)は開度 10% の状態のプラグ及びケージの断面図及び C部分の拡大図、図 5—（3)は開度 100% の状態のプラグ及びケージの断面図である。図 6は比較例と実施の形態 1の 0〜： LOO %開度までの流量特性曲線である。図 7は比較例と実施の形態 1の 0〜14%開度までの流量特性曲線である。

[0016] 図 1において、弁本体 1は隔壁である仕切壁 2により内部が上流側流路 3と下流側流路 4に仕切られている。弁本体 1の上端開口部 29を閉鎖する上蓋 5と仕切壁 2との間には円筒状のケージ 7が設けられている。上蓋 5はボルト 27により弁本体 1に固定されている。図示されていないが、上蓋 5とケージ 7の間にはガスケットが、ケージ 7と弁本体 1の間にはガスケットがそれぞれ嵌装されている。

[0017] ケージ 7は、上側ケージ 7aと下側ケージ部 7bとに分割可能に設けられている。また、下側ケージ部 7bの上側外周及び仕切壁 2に設けられた孔には螺旋が設けられており、下側ケージ部 7bが仕切壁 2に着脱自在に螺着されて、る。

下側ケージ部 7bと上側ケージ部 7aとは、下側ケージ部 7bに設けた嵌合溝 34と上側ケージ部 7aに設けた突起 35を嚙み合わせることにより回動不可能に固定されている。

また、本実施の形態 1では、上側ケージ部 7aを更に上下に 2分割可能とし、上側ケージ部 7aの上部に設けた突起 37と下部に設けた嵌合溝 36を嚙み合わせることにより、回動不可能に固定している。

[0018] ケージ 7は、仕切壁 2の中央に開設された通孔にガスケット 10を介して嵌め込まれ、弁本体 1の上端開口部 29と仕切壁 2の間に固定されている。

上側ケージ部 7aの周壁には下流側流路 4とケージ内部とを連通させる複数個の円形の流量制御窓 13が開設されている。また、下側ケージ部 7bの周壁及び下部には上流側流路 3とケージ内部とを連通させる複数個の円形の開口 33が開設されている

[0019] ケージ上部 7aには、その内周壁面に沿って、弁プラグ 15が摺動自在に嵌め込まれている。そして、下側ケージ部 7bの内周壁面には、流量制御窓 13の下方に位置する弁座 14が形成されている。弁プラグ 15にシート面 19が設けられ、シート面 19は弁座 14に対向している。弁棒 5は、図示しないパッキン等を介し、弁本体 1に対し上下方向に移動可能に固定されており、弁プラグ 15と弁棒 18とは、溶接等の手段により一体化されており、弁本体 1に対し上下方向に移動可能となって、る。

[0020] 図 2— (1)に示すように、弁プラグ 15には、ケージ 7の下端周面にケージ内壁との隙間を有するための低開度流量特性部 31が設けられている。

弁プラグ 15の周面の低開度流量特性部 31の上端に若干の長さのストレート部 39 を介してシート面 19が設けられており、弁プラグ 15の下端周面の低開度流量特性部 31とケージ内壁間の隙間が低開度の範囲内で開度が大きくなるにつれて広くなるように、低開度流量特性部 31は、ケージ 7と摺動する弁プラグ 15の外周面に対して、非常に小さな角度をなし形成されている。

即ち、低開度流量特性部 31の最下端部の外周径に対し、低開度流量特性部 31の最上端部の外周径が若干大きくなるように、低開度流量特性部 31の外周面は、弁プラグ 15とケージ 7の接触面と平行ではなぐ若干の角度をなすように設けられているのである。

なお、ストレート部 39は低開度流量特性部 31の寸法安定性を確保するために設けたものであって、必ずしも必要ではなぐストレート部 39を介さずに低開度流量特性部 31の上端にシート面 19を設けてもよい。 [0021] 図 3に本実施の形態 1のプラグの寸法の一例を表したものを示す。

弁プラグ 15のケージ 7と摺動する外周面の外径が 267mmに対し、低開度流量特性部 31の最下端部の外周径は 260. 5mm,また、低開度流量特性部 31の最上端部の外周径は 264mmとなっている。低開度流量特性部 31は低開度において、極少量の流体を流すためのもので、ケージ 7の内周面と弁プラグ 15の低開度流量特性部 31との間隙は、最大でも弁プラグ 15の径に対し、数％のオーダの長さにする。これによって、流体は弁プラグ 15とケージ 7の内周面とのクリアランス間隙、及び、ケージ 7の内周面と弁プラグ 15の低開度流量特性部 31との最狭間隙で二重に紋られることになる。更に好ましくは、図 4 (1)及び（2)に示すように、開度 5%前後での、ケージ 7の内周面と弁プラグ 15の低開度流量特性部 31との最狭間隙 a— aでの流路面積が弁プラグ 15とケージ 7の内周面とのクリアランス間隙 b—bの面積以下となるように設計する。このように設計すると、低開度流量特性部 31にて高い Rb (調整可能な最大流量 Cvmaxと最小流量 Cvminとの比 CvmaxZCvmin)を実現できるので、ケージ 7の最下端の流量制御窓 13の位置をケージのシート部近傍に配置でき、低開度におけるケージ内周面 7と弁プラグ 15のクリアランス間際で隙間流れが生じるのを大幅に防ぐことができ、この隙間流れによって引き起こされる振動発生も大幅に抑えることが可能となる。

また、弁プラグ 15シート面 19から低開度流量特性部 31の下端までの長さは、弁プラグ 15が最大開度力も最小開度まで移動する距離の 20%程度の長さとするのが好ましい。

これにより、高いレンジアビリティが実現でき、低開度での制御性の向上と高開度での Cv値確保の両立が可能となる。

なお、ストレート部 39は弁プラグ 15の低開度流量特性部 31の上端とシート面 19との間に l〜2mm程度の長さを有すればよい。

但し、この具体的な寸法は、あくまで一例を示したもので、最大流量、差圧、流体の種類等に応じ、適宜設定するものである。

[0022] 次に動作について説明する。図 5— (1)は開度 0%の状態のプラグ及びケージの断面図、図 5—（2)は低開度の状態のプラグ及びケージの断面図及び C部分の拡大図、図 5— (3)は開度 100%の状態のプラグ及びケージの断面図を示す。図 5—（1)の開度 0%の状態から、図示しない操作部もしくは手動により、弁軸 18を上方に操作すると、弁プラグ 15により流量制御窓 13が閉塞し、弁プラグ 15のシート面 19が弁座 14に着座し密着していた状態から、徐々に弁プラグ 15が上方へと移動する。

[0023] すると、流量制御窓 13と低開度流量特性部 31が徐々に連通し、弁プラグ 15によつて閉塞していた流量制御窓 13が開弁していく。図 5—（2)は、流量制御窓 13と低開度流量特性部 31が連通し、低開度の状態を示すものである。図 5—（2)の拡大図 C に示すように、最下端の流量制御窓 13のみ低開度流量特性部 31と連通し、低開度流量特性部 31とケージ 7の内壁との間に形成される非常に細い流路を介し、流路抵抗が大き、状態で、上流側流路 3から下流側流路 4へと流体が流れるようになる。

[0024] 更に弁プラグ 15を上方へと操作すると、より多くの流量制御窓 13が開弁した状態となり、低開度流量特性部 31を介さずとも流体が流れることのできる流路が確立され、流路抵抗が小さくなり、大流量が流れるようになる。最終的には、図 5— (3)に示す 1 00%開度に達すると、大多数の流量制御窓 13が開弁した状態となる。

図 6は比較例と実施の形態 1の 0〜： LOO%開度までの流量特性曲線を示す。また、図 7は比較例と実施の形態 1の 0〜14%開度までの流量特性曲線を示す。

[0025] ここで比較例の弁装置について説明する。図 2— (2)に比較例である弁装置のブラグの断面図及び拡大図を示す。

上述した実施の形態 1の弁装置との相違点は、弁プラグの形状のみで、比較例の弁プラグ 115には実施の形態 1の低開度流量特性部 31が存在せず、シート面 119 が弁プラグ最下端部に設けられている。弁棒 18、ケージ 7等他の部分は実施の形態 1と全て同じように設けられて、る。

[0026] 比較例の弁装置の動作について説明する。弁プラグ 115のシート面 119と、ケージ 7の弁座 14が接触した状態力も離れた状態になり、最下端の流量制御窓 13が開弁した状態となると、実施の形態 1の弁装置のように低開度流量特性部 31が設けられていないため、実施の形態 1の弁装置に比べ低開度領域において流量が一気に増す。更に開度を大きくし、高開度領域になると、弁プラグ 15、 115の操作量と流量の増加量の関係は、実施の形態 1の弁装置と比較例の弁装置ともあまり変わりがなくなる。

[0027] 上述した理由により、図 6、 7に示すように、高開度領域においては、実施の形態 1 の弁装置と比較例の弁装置の勾配がほぼ同じ傾きとなる。そして、低開度領域において、実施の形態 1の弁装置が比較例の弁装置に比べ、同じ操作量であっても流量がー気に増加しない。実施の形態 1は、低開度において、流体はケージ内壁とプラグ下端周面の低開度流量特性部 31との間の間隙を流れることにより、複雑な構成及び大型化を伴うことなぐ低開度時の低流量の制御性の向上を図ることができる。

また、低開度での制御が安定し、振動が減少することから、信頼性が向上すると共に、振動の減少により、低応力設計ができる。更には、長寿命化を図ることもできる。特に本実施の形態 1によると、図 7に示すように開度が 0%から 14%程度の開きはじめの流量特性において、顕著な効果を得ることができる。

実施の形態 1では、流量制御窓 13及び開口 33を円形とする例を示したが、流量制御窓 13及び開口 33の形状は円形に限られるものではなぐ楕円、長方形等の形状としてちよい。

また、ケージ 7を三分割に設ける例を示したが、分割不可能に設けても良いし、更に複数個に分割可能に設けてもよい。

また、ケージ 7と弁本体 1とを螺着する例を示したが、螺着することなく他の固定手段で弁本体にケージ 7を固定するようにしてもょ、。

またケージ 7の内壁と摺動する弁プラグ 15の外周との接触断面の形状を円形にする例を示したが、ケージ 7と弁プラグ 15が密着した状態で摺動可能であれば、その形状は楕円等、別の形状であってもよい。

また、流れ方向について、弁プラグ 15の下方から上方に向かって流れる例を示した力逆の流れ、即ち、弁プラグ 15の上方から下方に向力つて流れるように流れ方向を設定してもよい。

[0028] 実施の形態 2.

図 8 (1)に本願実施の形態 2である弁装置のプラグの断面図、図 8 (2)は図 8 (1)の E部分の拡大図、図 8 (3)は図 8 (1)を下方向から見た図を示す。上述した実施の形態 1の弁装置との相違点は、弁プラグの形状のみで、実施の形態 2の弁プラグ 315の低開度流量特性部 332と実施の形態 1の低開度流量特性部 3 1との形状が異なっている力弁棒 18、ケージ 7等他の部分は全て実施の形態 1の弁装置と同じように設けられて、る。

[0029] 図 8 (1)、（2)、（3)に示すように、実施の形態 2の弁装置の低開度流量特性部 332 は、弁プラグ 315の下端部、シート面 319の下方に設けられている。

シート面 319の下方の弁プラグ 315の外径は、ケージ外周と接触する径より小さ!/ヽものの、ほぼ一定の値で、実施の形態 1のように勾配が形成されておらず、弁軸 318 と平行にストレートになっている。そして、ケージ 7の流量制御窓 13が設けられている箇所に対応する位置に略三角形状に切り欠き部が設けられ、低開度流量特性部 33 2が形成されている。低開度流量特性部 332である切り欠き部は、弁プラグ 315の外周面から内周面まで貫通して、る。

[0030] 次に動作について説明する。開度 0%の状態から、図示しない操作部もしくは手動により、弁軸 318を上方に操作すると、弁プラグ 315により流量制御窓 13が閉塞し、弁プラグのシート面 319が弁座 14に着座し密着していた状態から、徐々に弁プラグ 3 15が上方へと移動する。

[0031] すると、流量制御窓 13と低開度流量特性部 332が徐々に連通し、弁プラグ 315によって閉塞していた流量制御窓 13が開弁していく。実施の形態 2によれば、ケージ 7 の流量制御窓 13が設けられている箇所に対応する位置に略三角形状に切り欠き部を設けている。よって、低開度において、低開度流量特性部 332である略三角形状の切り欠き部の頂点力最初に流量制御窓 13と連通するので、急激に流量が増加することなぐプラグ下端内周面と外周面とを連通することにより、複雑な構成及び大型化を伴うことなぐ低開度時の低流量の制御性の向上が図ることができる。実施の形態 1と同様に本実施の形態 2によると、図 7に示すように開度が 0%から 14%程度の開きはじめの流量特性において、顕著な効果を得ることができる。

なお、実施の形態 2では切り欠き部の形状を略三角形とした例を示した力切り欠き部の形状は、略長方形、半円、台形等、低開度において急激に流量が増加することなぐ弁プラグ 315下端の内周面と外周面とを連通させることのできる形状を採用することがでさる。

[0032] 実施の形態 3.

図 9 (1)に本願実施の形態 3である弁装置のプラグの断面図、図 9 (2)は図 9 (1)の F部分の拡大図、図 9 (3)は図 9 (1)を下方向から見た図、図 9 (4)に実施の形態 3のプラグの側面図を示す。

上述した実施の形態 1の弁装置との相違点は、弁プラグの形状のみで、実施の形態 3の弁プラグ 415の低開度流量特性部 432と実施の形態 1の低開度流量特性部 3 1との形状が異なっている力弁棒 18、ケージ 7等他の部分は全て実施の形態 1の弁装置と同一に設けられている。

[0033] 図 9 (1)、（2)、（3)、（4)に示すように、実施の形態 3の弁装置の低開度流量特性部 432は、弁プラグ 415の下端部、シート面 419の下方に設けられている。

シート面 419の下方の弁プラグ 415の外径は、ケージ外周と接触する径より小さいものの、ほぼ一定の値で、実施の形態 1のように勾配が形成されておらず、弁軸 418 と平行にストレートになっている。そして、ケージ 7の流量制御窓 13が設けられている箇所に対応する位置に略長方形状に切り欠き部が設けられ、低開度流量特性部 43 2が形成されている。低開度流量特性部 432である切り欠き部は、弁プラグ 415の内周面までは貫通されておらず、弁プラグ 415の下端になるほど、切り欠き部の深さが深くなるように設けられて、る。

[0034] 次に動作について説明する。開度 0%の状態から、図示しない操作部もしくは手動により、弁軸 418を上方に操作すると、弁プラグ 415により流量制御窓 13が閉塞し、弁プラグのシート面 419が弁座 14に着座し密着していた状態から、徐々に弁プラグ 4 15が上方へと移動する。

[0035] すると、流量制御窓 13と低開度流量特性部 432が徐々に連通し、弁プラグ 415によって閉塞していた流量制御窓 13が開弁していく。実施の形態 3によれば、低開度流量特性部 432である切り欠き部は、弁プラグ 415の内周面までは貫通されておらず、弁プラグ 415の下端になるほど、切り欠き部の深さが深くなるように設けられている。よって、低開度において、切り欠き部の上端部分の深さが浅い部分が、最初に流量制御窓 13と連通するので、急激に流量が増加することなぐプラグ下端の低開度流量特性部 332とケージ 7の内壁面の間の間隙を流れることにより、複雑な構成及び大型化を伴うことなぐ低開度時の低流量の制御性の向上が図ることができる。実施の形態 1と同様に本実施の形態 3によると、図 7に示すように開度が 0%から 14%程度の開きはじめの流量特性において、顕著な効果を得ることができる。

[0036] 実施の形態 4.

図 10 (1)に本願実施の形態 4である弁装置のプラグの断面図、図 10 (2)は図 10 ( 1)の G部分の拡大図、図 10 (3)は図 10 (1)を下方向から見た図、図 10 (4)に実施の形態 4のプラグの側面図を示す。

上述した実施の形態 1の弁装置との相違点は、弁プラグの形状のみで、実施の形態 4の弁プラグ 515の低開度流量特性部 532と実施の形態 1の低開度流量特性部 3 1との形状が異なっている力弁棒 18、ケージ 7等他の部分は全て実施の形態 1の弁装置と同一に設けられている。

[0037] 図 10 (1)、（2)、（3)、（4)に示すように、実施の形態 4の弁装置の低開度流量特性部 532は、弁プラグ 515の下端部、シート面 519の下方に設けられている。

シート面 519の下方の弁プラグ 515の外径は、ケージ外周と接触する径より小さ!/ヽものの、ほぼ一定の値で、実施の形態 1のように勾配が形成されておらず、弁軸 518 と平行にストレートになっている。そして、ケージ 7の流量制御窓 13が設けられている箇所に対応する位置に略三角形状に切り欠き部が設けられ、低開度流量特性部 53 2が形成されている。低開度流量特性部 532である切り欠き部は、弁プラグ 515の内周面までは貫通されておらず、弁プラグ 515の下端になるほど、切り欠き部の深さが長くなるように設けられて、る。

[0038] 次に動作について説明する。開度 0%の状態から、図示しない操作部もしくは手動により、弁軸 518を上方に操作すると、弁プラグ 515により流量制御窓 13が閉塞し、弁プラグのシート面 519が弁座 14に着座し密着していた状態から、徐々に弁プラグ 5 15が上方へと移動する。

[0039] すると、流量制御窓 13と低開度流量特性部 532が徐々に連通し、弁プラグ 515によって閉塞していた流量制御窓 13が開弁していく。実施の形態 4によれば、ケージ 7 の流量制御窓 13が設けられている箇所に対応する位置に略三角形状に切り欠き部を設けられ、且つ、低開度流量特性部 532である切り欠き部は、弁プラグ 415の内周面までは貫通されておらず、弁プラグ 415の下端になるほど、切り欠き部の深さが長くなるように設けられている。よって、低開度において、切り欠き部の略三角形の頂点であって深さが浅い部分から、最初に流量制御窓 13と連通するので、実施の形態 2 、 3に比べてもより、急激に流量が増加することなぐプラグ下端の低開度流量特性部 532とケージ 7の内周面の間の間隙を流れることにより、複雑な構成及び大型化を伴うことなぐ低開度時の低流量の制御性の向上が図ることができる。実施の形態 1と同様に本実施の形態 4によると、図 7に示すように開度が 0%から 14%程度の開きはじめの流量特性において、顕著な効果を得ることができる。

なお、実施の形態 3、 4では切り欠き部の形状を略三角形、略長方形とした例を示したが、切り欠き部の形状は半円、台形等、低開度において急激に流量が増加することなぐプラグ下端の低開度流量特性部 432、 532とプラグ外周面との間の間隙を流すことのできる形状を採用することができる。

産業上の利用可能性

[0040] 以上のように、この発明に係るケージ弁は、小流量から大流量まで幅広!/、流量を制御する弁に用いるのに適して、る。

図面の簡単な説明

[0041] [図 1]この発明の実施の形態 1による弁装置がほぼ全開の状態を示す要部縦断面図である。

[図 2-(1)]この発明の実施の形態 1のプラグの断面図及び A部分の拡大図である。

[図 2-(2)]この発明の比較例である弁装置のプラグの断面図及び B部分の拡大図である。

[図 3]この発明の実施の形態 1のプラグの寸法を示す図である。

[図 4]図 4 (1)はこの発明の実施の形態 1において開度 5%の状態のプラグ及びケージの断面図を示す図である。図 4— (2)は図 4— (1) E部分の拡大図を示す図である。

[図 5-(1)]この発明の実施の形態 1において開度 0%の状態のプラグ及びケージの断面図を示す図である。 [図 5-(2)]この発明の実施の形態 1において開度 10%の状態のプラグ及びケージの断面図及び、 C部分の拡大図を示す図である。

[図 5-(3)]この発明の実施の形態 1において開度 100%の状態のプラグ及びケージの断面図を示す図である。

[図 6]この発明の比較例と実施の形態 1の 0〜100%開度までの流量特性曲線である

[図 7]この発明の比較例と実施の形態 1の 0〜14%開度までの流量特性曲線である。

[図 8]図 8— (1)は本願実施の形態 2である弁装置のプラグの断面図、図 8— (2)は図 8—（1)の E部分の拡大図、図 8—（3)は図 8—（1)を下方向から見た図である。

[図 9]図 9— (1)は本願実施の形態 3である弁装置のプラグの断面図、図 9— (2)は図 9一（1)の F部分の拡大図、図 9一（3)は図 9一（1)を下方向から見た図、図 9一（4) は実施の形態 3のプラグの側面図である。

[図 10]図 10— (1)は本願実施の形態 4である弁装置のプラグの断面図、図 10— (2) は図 10—（1)の G部分の拡大図、図 10— (3)は図 10—（1)を下方向から見た図、図 10—（4)は実施の形態 4のプラグの側面図である。

[図 11]従来例のケージ弁を示す断面図である。

符号の説明

1 弁本体

2 仕切壁

7 ケージ

7A 上側ケージ部

7B 下側ケージ部

13 流量制御窓

15、 215、 315、 415、 515 弁プラグ

31、 232、 332, 432, 532 低開度流量特性部

Claims

請求の範囲

[1] 弁本体内を上流側と下流側に分割する隔壁により分割された一方の室内に固定されかつ周壁に複数個の窓を有するケージと、このケージ内を摺動して前記ケージの窓を開閉する弁プラグとを備えたケージ弁において、

前記弁プラグの下端周面にケージ内壁との隙間を有する低開度流量特性部を設けたことを特徴とするケージ弁。

[2] 請求項 1に記載されたケージ弁において、

前記弁プラグの下端周面の低開度流量特性部とケージ内壁間の隙間が低開度の範囲内で開度が大きくなるにつれて広くなるとともに、前記弁プラグ周面の低開度流量特性部の上端にシート部が設けられていることを特徴とするケージ弁。

[3] 弁本体内を上流側と下流側に分割する隔壁により分割された一方の室内に固定されかつ周壁に複数個の窓を有するケージと、このケージ内を摺動して前記ケージの窓を開閉する筒状の弁プラグとを備えたケージ弁において、

前記弁プラグの下端周面に弁プラグ外面と内面とを連通する低開度流量特性部を設けるとともに、前記弁プラグ周面の低開度流量特性部の上端にシート部が設けられて、ることを特徴とするケージ弁。