JPH01299367A - 高差圧調節弁 - 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］ 本発明は、特に事業用ボイラの起動バイパス系統等に用
いて好適な高差圧調節弁に関する。

［従来の技術］ 事業用ボイラの起動バイパス系統等には高差圧調節弁が
用いられている。この高差圧調節弁は、特に過熱器バイ
パス弁に代表されるように、■ボイラの起動時には、高
圧冷水から昇温昇圧過程を経て亜臨界圧もしくは超臨界
圧の蒸気迄の広範な超高温高圧流体の流量、圧力を制御
し、さらに、■ボイラの通常運転時には、ボイラ高圧側
の主蒸気管系統と低圧側のフラッシュタンクまたはコン
デンサー側とを遮断する止め弁としての機能も同時に要
求され、したがって、非常に苛酷な使用条件にさらされ
るものである。

ところで、従来から高差圧調節弁として長年広範囲に使
用されている起動バイパス弁は、構造上弁体に設けたシ
ート面に頻繁に異物の噛み込みが生じたり、高圧冷水制
御時に絞り部の直下において圧力降下による水の気化現
象を生じ、局部的にかなり成長した非常に不安定な空洞
が瞬間的に発生、消滅するため、激しいキャビテーショ
ン振動を伴なう。このため、弁出口配管のサポートを強
化したり、防振防音壁により弁を囲って使用しているの
が現状である。

そこで近年シート面への異物の噛み込みを防止し、且つ
キャビテーション振動等を防止するために第４〜６図に
示すような高差圧調節弁が提案されている。

該高差圧調節弁ｌＯは、人口流路１１および出口流路１
２ならびに弁室１３を備えるケーシング１４を有してい
る。ケーシング１４には、主弁体ガイド１５と子弁体ガ
イド１６が固定配置されている。子弁体ガイド１６は、
入口流路１１と出口流路１２を連絡する弁座１７を備え
ている。主弁体ガイド１５と子弁体ガイド１６は、弁棒
１８に一体の弁体１９を摺動可能に支持している。弁体
１９は、弁座１７に対設するように設けられ、弁座１７
を基点として上方に移動し、該弁体１９に設けたシート
面２０を弁座１７に対して接離するようになっている。

子弁体ガイド１６における弁体１９を摺動可能に支持し
ている部分は、筒状の内ケージ２１とされている。また
、主弁体ガイド１５における弁体１９を摺動可能に支持
している部分の下方に連なる部分は、内ケージ２１の周
囲に環状流路２２を介して同軸配置される筒状の外ケー
ジ２３とされている。

外ケージ２３には、入口流路１１から弁室１３に流入し
た流体を環状流路２２に導く多数の小孔２４が設けられ
ている。小孔２４は、流体の噴出方向を水平方向とする
状態で、内ケージ２１に向かう流体の流れを整流可能と
している。

内ケージ２１にも多数の小孔２５が設けられている。こ
の小孔２５は、弁体１９によって開閉され、その開状態
下で、環状流路２２に流入した流体を出口流路１２に導
くことを可能としている。小孔２５は、流体の流線が弁
中心軸に対して下向き勾配の流出角をもって噴出するよ
うな傾斜角度状態を付与されている。

また、弁体１９におけるシート面２０の上部には、該シ
ート面２０より内ケージ２１の内面側に張り出る状態で
、上記小孔２５から流出する噴流を下向きに案内する噴
流案内面２Ｇが形成されている。

また、弁体１９におけるシート面２０の下部に、該シー
ト面２０より弁中心側に凹面状をなして縮径され、下方
に突出する状態で、小孔２５から流出して噴流案内面２
Ｂに案内された流体を、出口流路１２の出側に向けて円
滑に案内するための整流面２７が形成されている。

なお、弁体１９の表面は、全体的に、ステライト等の硬
化盛金材で強化されている。

外ケージ２３及び内ケージ２１により流体中の異物が捕
集されるのでシート面２０への異物の噛み込みが防止さ
れ、又ケーシング１４の内部に流入して外ケージ２３の
多数の小孔２４によって整流された流体は、弁体１９に
よって閉塞されていない内ケージ２１の小孔２５におい
て流量を制御されるとともに、噴流案内面２６の作用に
よって小孔２５からの噴出方向を水平から下向きの出口
流路方向に曲げられ、弁体１９のシート面２０に当るこ
とがない。この流体は、さらに、弁体１９におけるシー
ト面２０の下部に設けられている凹面状の整流面２７に
沿って円滑な流れを形成され、出口流路１２の出側に向
けて排出される。すなわち、内ケージ２１に設けられて
いる小孔２５の直下において水の気化現象を生じても、
小孔２５によって拡散されている上、小孔２５に設けら
れている傾斜角度と噴流案内面２Ｂにより、円滑に下方
に排出されるため、激しいキャビテーション振動の原因
であるごく短周期の空洞成長現象を生ずることがない。

これにより、制御時における厳しい振動及び騒音を大幅
に低減することが可能である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の高差圧調節弁では、第６図に示す
ように内ケージ２１に対し周方向（図中左右方向）等間
隔りに配置した小孔２５の列を、軸方向（図中上下方向
）に径寸法ｄより広い間隔りを隔てた各段ごとに周方向
に１／２ピツチ２５の周方向の位置は軸方向−段おきに
一致することになり小孔２５に流入した流体が常にシー
ト面２０の周方向同一箇所に集中して衝突するので使用
によりシート面２０に二ローション（浸食現象）が発生
し易くなる。又内ケージ２１周方向の小孔２５の列は間
隔りが径寸法ｄより大きいので軸方向の各段ごとに離れ
て位置することになり、弁体１９の移動に伴う小孔２５
の開口面積の変化は第７図に表すように不連続で段階的
な変化を示し、それによるハンチング現象の発生、及び
流体の流量が不連続となることによる流体の流量制御精
度の悪化を生じる。

本発明は上述の実情に鑑み、流体による弁体のエロージ
ョン損傷の低減と、高い流量制御精度の確保、及びハン
チング現象の発生防止が得られる高差圧調節弁を提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、入口流路および出口流路ならびに弁室を備え
るケーシングと、ケーシングの弁室内に形成される弁座
と、ケーシングに支持され、ケーシングの弁室内を弁座
に対して接離する方向に移動可能とされる弁体とを有し
てなり、弁体に設けたシート面を弁座に対して接離する
ようにした高差圧調節弁において、前記弁体の周囲に同
軸的にケージが設けられ、このケージには流体流線が下
向きの流出角を形成する小孔が周方向の位置が軸方向で
一致することのないよう互いに周方向の位置をずらせて
周方向及び軸方向に複数穿設され、前記弁体のシート面
上部には、該シート面よりケージ内面側に張り出る状態
で、前記小孔から流出する流体噴流を下向きに案内する
噴流案内面が形成され、前記弁体のシート面下部には、
該シート面より弁中心軸側に凹面状をなす縮径状態で突
設され、前記小孔から流出して上記噴流案内面に案内さ
れた流体を出口流路の出側に向けて案内する整流面が形
成される高差圧調節弁に係るものである。

［作　　　用］ 従って本発明では、各小孔は周方向の位置が軸方向で一
致することがないので、流体が弁体に衝突する位置が分
散されて流体による弁体のエロージョンが防止され、又
、小孔の軸方向の間隔を径寸法の３７４以下としたので
、弁体の移動に伴う小孔の開口面積の変化が連続的とな
って流量制御精度が向上する。

［実　施　例コ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例の説明図であり、
第４図と略同様の構成の高差圧調節弁における内ケージ
２１の小孔２８を、第２図に示すように内ケージ２１に
対し周方向（図中左右方向）等間隔りに配置した小孔２
８の列が、軸方向（図中上下方向）の間隔が径寸法ｄの
３７４以下らせて配置する。このとき、ピッチＬ＋は整
数倍してもしとならない値にして全ての小孔２８の周方
向の位置が軸方向に一致しない配置とする。

高差圧調節弁は第４図と同様に作動する。このとき周方
向の位置が軸方向の一段おきに一致することのない小孔
２８の配置により、小孔２８に流入した流体がシート面
２１の周方向同一箇所に集中して衝突することが回避さ
れ流体の衝突箇所が分散されるので、使用によるシート
面２１のエロージョン損傷が低減される。

さらに、内ケージ２１に設けた小孔２８は軸方向に少く
とも径寸法ｄの１／４以上が重なり合っているので、弁
体１９の移動に伴い小孔２８の開口面積が不連続且つ段
階的に変化することがなくなリ、第３図の弁開度と小孔
２８の開口面積の関係を表す線図に示されるように開口
面積の変化が滑らかになるので、ハンチング現象の発生
か防止され且つ流体流量の制御精度が格段に向上する。

［発明の効果］ 上記したように本発明の高差圧調節弁によれば、ケージ
に孔設する小孔を周方向の位置が軸−方向で一致するこ
とがないので流体による弁体のエロージョン損傷を低減
させることができ、また、小孔の開口面積の変化が滑か
になるのでハンチング現象の発生が防止され且つ流体流
量の制御精度を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は第１図の
小孔の配置説明図、第３図は本発明の弁開度と小孔開口
面積の関係を表す線図、第４図は従来例の説明図、第５
図は第４図の内ケージを拡大した説明図、第６図は従来
の小孔の配置説明図、第７図は第６図の弁開度と小孔開
口面積の関係を示す線図である。 図中１０は高差圧調節弁、１１は人口流路、１２は出口
流路、１３は弁室、Ｉ４はケーシング、１７は弁座、１
９は弁体、２０はシート面、２１は内ケージ、２６は噴
流案内面、２７は整流面、２８は小孔を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入口流路および出口流路ならびに弁室を備えるケー
   シングと、ケーシングの弁室内に形成される弁座と、ケ
   ーシングに支持され、ケーシングの弁室内を弁座に対し
   て接離する方向に移動可能とされる弁体とを有してなり
   、弁体に設けたシート面を弁座に対して接離するように
   した高差圧調節弁において、前記弁体の周囲に同軸的に
   ケージが設けられ、このケージには流体流線が下向きの
   流出角を形成する小孔が周方向の位置が軸方向で一致す
   ることのないよう互いに周方向の位置をずらせて周方向
   及び軸方向に複数穿設され、前記弁体のシート面上部に
   は、該シート面よりケージ内面側に張り出る状態で、前
   記小孔から流出する流体噴流を下向きに案内する噴流案
   内面が形成され、前記弁体のシート面下部には、該シー
   ト面より弁中心軸側に凹面状をなす縮径状態で突設され
   、前記小孔から流出して上記噴流案内面に案内された流
   体を出口流路の出側に向けて案内する整流面が形成され
   ることを特徴とする高差圧調節弁。 ２）軸方向の間隔が径寸法の３／４以下となるよう複数
   の小孔をケージに孔設した請求項１）記載の高差圧調節
   弁。