JPH11201294A - 多孔オリフィス弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乱流の発生を抑制して、高精度の流量制御を
可能にするとともに、キャビテーションの発生を抑える
ように工夫した多孔オリフィス弁を提供する。 【解決手段】 弁箱１０の軸線Ｃに沿う軸線Ｃ１を有す
る複数のオリフィス１１，１１……を設けた多孔プレー
ト１２と、この多孔プレート１２の複数のオリフィス１
１，１１……を開閉する複数のニードル弁１３ａ，１３
ａ……によってなる開閉部材１３を設け、この開閉部材
１３を進退移動手段１７によりオリフィス１１，１１…
…の軸線Ｃ１方向に進退移動させることで、複数のオリ
フィス１１，１１……の開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多孔オリフィス弁に
係り、さらに詳しくは、高精度の流量制御を可能にする
とともに、キャビテーションの発生を抑えるように工夫
した多孔オリフィス弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多孔オリフィス弁は、図４に示す
ように、弁箱１の軸線Ｃに沿う軸線Ｃ１を有する複数の
オリフィス２，２……を設けて弁箱１に昇降可能に収容
された第１の多孔プレート３と、弁箱１の軸線Ｃに沿う
軸線Ｃ１を有する複数のオリフィス４，４……を設けて
弁箱１に固定して収容された第２の多孔プレート５とを
備えている。複数のオリフィス２，２……と複数のオリ
フィス４，４……の内径は等しい値に設定され、かつ両
者の断面形状は真円の設定されている。そして、第１の
多孔プレート３は弁棒６を介して開閉手段７に連結され
ている。したがって、開閉手段７の作動による第１の多
孔プレート３の昇降運動で、第１の多孔プレート３と第
２の多孔プレート５を相対移動させることにより、複数
のオリフィス２，２……と複数のオリフィス４，４……
とを同心に対応させた全開状態が得られ、複数のオリフ
ィス２，２……と複数のオリフィス４，４……との対向
関係を消失させた全閉状態が得られるとともに、全開状
態と全閉状態の間の任意の開度による流量制御を行うこ
とができる。

【０００３】しかし、前記従来の多孔オリフィス弁で
は、全開状態と全閉状態の間の任意の開度で弁開した場
合、複数のオリフィス２，２……と複数のオリフィス
４，４……との境界部での流体の通過断面形状の真円度
が損なわれ、ほぼ凸レンズ状の断面形状を呈することに
なる。このように、境界部における流体の通過断面形状
がほぼ凸レンズ状になると、境界部の直下流側において
乱流が生じて流量制御の精度を低下させる。また、複数
のオリフィス２，２……の上流側から複数のオリフィス
４，４……を見た場合、複数のオリフィス４，４……の
周壁部の上流端面が複数のオリフィス２，２……に臨出
する状態になり、この臨出する上流端面に流体が衝突す
ることによっても乱流を生じさせて流量制御の精度を低
下させる。さらに、多孔オリフィス弁を小開度で保持し
た場合には、流速の高い乱流が生じるので、境界部の直
下流側の圧力を低下させる。流体が水の場合、境界部の
直下流側の圧力がその時の水温における蒸気圧以下にな
ると、水が蒸発したり、水中の空気が分離して気泡（キ
ャビテーション）を発生させ、圧力が回復する下流側で
気泡がつぶされて消滅する際に大きい騒音や振動を発生
させるとともに、このような状態を継続すると、キャビ
テーションにさらされた部分（管壁の内面）に、特有の
キャビテーション壊食を発生させることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の多孔
オリフィス弁では、全開状態と全閉状態の間の任意の開
度で弁開した場合、乱流が生じて流量制御の精度を低下
させるとともに、小開度で多孔オリフィス弁を保持した
場合には、流速の高い乱流が生じてキャビテーションを
発生させる欠点がある。そこで、本発明は、乱流の発生
を抑制して、高精度の流量制御を可能にするとともに、
キャビテーションの発生を抑えるように工夫した多孔オ
リフィス弁を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る多孔オリフィス弁は、弁箱の軸線に沿
う軸線を有する複数のオリフィスを設けて前記弁箱に収
容された多孔プレートと、この多孔プレートに前記弁箱
の軸線方向で対向して該弁箱に収容されて前記複数のオ
リフィスを開閉する開閉部材とを備え、前記開閉部材が
前記複数のオリフィスのそれぞれに挿脱可能に下流側で
対向して設置された複数のニードル弁によって構成され
ているとともに、この開閉部材を前記オリフィスの軸線
方向に進退移動させて、前記複数のニードル弁のそれぞ
れを前記複数のオリフィスに個別に挿脱させる進退移動
手段を具備していることを特徴としている。

【０００６】本発明によれば、全開時における複数のオ
リフィスから吐出される流体の断面形状を真円に設定
し、中間開度おける複数のオリフィスから吐出される流
体の断面形状を真円形の環状に設定して、乱流の発生を
抑えることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を
示す縦断面図である。この図において、多孔オリフィス
弁は、弁箱１０の軸線Ｃに沿う軸線Ｃ１を有する複数の
オリフィス１１，１１……を設けて弁箱１０に固定して
収容された多孔プレート１２と、この多孔プレート１２
に弁箱１の軸線Ｃ方向下流側で対向して弁箱に収容され
て、複数のオリフィス１１，１１……を開閉する開閉部
材１３とを備えている。

【０００８】開閉部材１３は複数のオリフィス１１，１
１……と同数で、これらオリフィス１１，１１……のそ
れぞれに挿脱可能な複数のニードル弁１３ａ，１３ａ…
…によって構成されている。この開閉部材１３を構成し
てい複数のるニードル弁１３ａ，１３ａ……の基端部
は、多孔プレートによってなる取付部材１４に固着され
ており、取付部材１４の上端部には弁箱１０の軸線Ｃに
直交して上方にのびる上部連結棒１５が取付けられ、取
付部材１４の下端部には弁箱１０の軸線Ｃに直交して下
方にのびる下部連結棒１６が取付けられている。

【０００９】上部連結棒１５の上端部は進退移動手段１
７に連結されている。この進退移動手段１７は、上部連
結棒１５の上端部に固着されて弁箱１０の軸線Ｃに沿う
方向の軸線を有する雌ねじこま１８と、この雌ねじこま
１８に螺合するリード雄ねじ２０を有し、かつ弁箱１０
の開口部１０Ａを水封して覆う弁箱カバー１９に回転自
在に取付けられた回転軸２１および弁箱カバー１９の一
端外方に水漏れの内封止状態で導出された回転軸２１の
端部に固着された操作ハンドル２２とを備えている。

【００１０】一方、下部連結棒１６の下端部には、弁箱
１０の底部において該弁箱１０の軸線Ｃ方向にのびて設
けられた案内棒２３が摺動自在に挿通されている。

【００１１】このような構成であれば、操作ハンドル２
２のたとえば正回転操作によって、開閉部材１３を最前
端位置まで移動させることにより、図１に示すように、
複数のニードル弁１３ａ，１３ａ……によって複数のオ
リフィス１１，１１……が閉塞された全閉状態を得るこ
とができる。

【００１２】一方、操作ハンドル２２の逆回転操作によ
って、開閉部材１３を最後端位置まで移動させることに
より、図２に示すように、複数のニードル弁１３ａ，１
３ａ……が複数のオリフィス１１，１１……から完全に
抜け出た全開状態を得ることができる。また、操作ハン
ドル２２を正逆回転操作することによって、図３に示す
ように、前記全開状態と全閉状態の間の任意の開度によ
る流量制御を行うことができる。

【００１３】図２に示す全開時における複数のオリフィ
ス１１，１１……から吐出される水の断面形状は真円に
設定され、図３に示す中間開度おける複数のオリフィス
１１，１１……から吐出される水の断面形状は真円形の
環状に設定される。したがって、複数のオリフィス１
１，１１……から吐出された直後における乱流の発生を
抑えることができる。このため、従来例と比較して高精
度の流量制御が可能になるとともに、複数のオリフィス
１１，１１……を小開度で保持することにより流速が高
くなっても、キャビテーションの発生を有効に抑えるこ
とができるので、騒音や振動を大幅に軽減し、かつキャ
ビテーション壊食の発生を避けることができる。なお、
複数のオリフィス１１，１１……から吐出された水は、
多孔プレートによってなる取付部材１４を通過して下流
側に流下する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
オリフィスを複数のニードル弁によってなる開閉部材に
より開閉させるように構成しているので、全開時におけ
る複数のオリフィスから吐出される流体の断面形状を真
円に設定し、中間開度おける複数のオリフィスから吐出
される流体の断面形状を真円形の環状に設定して、乱流
の発生を抑えることができる。このため、従来例と比較
して高精度の流量制御が可能になるとともに、複数のオ
リフィスを小開度で保持することにより流速が高くなっ
ても、キャビテーションの発生を有効に抑えることがで
きるので、騒音や振動を大幅に軽減し、かつキャビテー
ション壊食の発生を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多孔オリフィス弁の全閉時の一実
施の形態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る多孔オリフィス弁の全開時の一実
施の形態を示す部分断面図である。

【図３】本発明に係る多孔オリフィス弁の中間開度の一
実施の形態を示す部分断面図である。

【図４】従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 弁箱 １１ オリフィス １２ 多孔プレート １３ 開閉部材 １３ａ ニードル弁 １７ 進退移動手段 Ｃ 弁箱の軸線 Ｃ１ オリフィスの軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱の軸線に沿う軸線を有する複数のオ
   リフィスを設けて前記弁箱に収容された多孔プレート
   と、この多孔プレートに前記弁箱の軸線方向で対向して
   該弁箱に収容されて前記複数のオリフィスを開閉する開
   閉部材とを備え、前記開閉部材が前記複数のオリフィス
   のそれぞれに挿脱可能に下流側で対向して設置された複
   数のニードル弁によって構成されているとともに、この
   開閉部材を前記オリフィスの軸線方向に進退移動させ
   て、前記複数のニードル弁のそれぞれを前記複数のオリ
   フィスに個別に挿脱させる進退移動手段を具備している
   ことを特徴とする多孔オリフィス弁。