JPS5814922B2 - 液体用高エネルギ損失発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体流路の流路横断面の流路外周側の一部に多
量の液体が供給される場合にその液体に高エネルギ損失
を発生せしめて装置の壊食の発生や騒音の発生を防止す
るだめの液体用高エネルギ損失発生装置Ｋ関するもので
ある。

一般に工場配管などの液体流路にはその流路内を流動す
る液体の流動を遮断する弁が設けられている。

このような液体流路において弁を遮断状態から開放状態
にして液体を流動せしめようとすると、弁の開放初期に
おいて液体は弁の開かれた間隙を急速に加速されて流動
するために、その縮流部における圧力低下に起因して液
体の一部が蒸気相に変化し、弁部から液体が離れるにし
たがって圧力の回復によってその蒸気泡が破壊されて破
壊的衝撃波を誘発するために騒音と液体流路の壊食とを
惹起する現象が生ずる。

このような現象は液体流路の弁部のみに限らず、例えば
液体流路の外周側の一部に分岐管などより一度に多量の
液体が供給されるような場合にも生ずる。

かかる現象について例えば弁の直後について第１図によ
り説明すると、弁がわずかに開放されると弁体の直後の
部分Ａすなわち弁本体と弁体との開放された間隙から離
れた位置における弁体背面の部分は圧力も低く且つかな
り乱れたいわゆる偏流が生じているため気泡の発生が助
長され、流路壁に近い部分Ｃすなわち液体の流線が定常
的に存在形成される部分では縮流によって圧力が急激に
低下して再び圧力が回復する過程において発生した蒸気
泡が破壊されて破壊的衝撃波が誘発される。

また前記部分ＡとＣと間の部分Ｂにおいては渦流が発生
し液体の流れがかなり乱れた状態となる。

よって上述したような複雑で且つ大きく見て３つの部分
の流れが生じないように、すなわち液体流路横断面の流
路外周側の一部に多量の液体が供給される直後において
、液体の縮流部における圧力低下を大きくしないように
縮流部の直後に液体に高エネルギ損失を均一に付与せし
め、且つその高エネルギ損失が液体流路を流動する液体
の流路横断面における縮流部の圧力低下に対応していて
縮流部を通過した液体が再び合流して定常流となるまで
における流路横断面毎においてほぼ均一な圧力低下を生
ぜしめれば、前述した如き蒸気泡の破壊による破壊的衝
撃波の発生やそのだめの騒音の発生が防止できることを
本発明者らは究明し、鋭意研究の結果本発明を完成した
のである。

すなわち、本発明は液体流路の流路横断面の外周側の一
部に多量の液体が供給される直後に液体流入口を開口し
ている多重管と、該多重管の末端がその外周面に当接す
るカップ状で且つ該多重管より流入して来た液体が同一
横断面においてカップの中心線上のほぼ同一点に集まっ
て周方向の力成分を相殺せしめる状態に多数の液体流通
孔が貫通穿設されているカップ体と、このカップ体及び
多重管を液体流路の壁面に固定する固定手段とより成る
ことを特徴とする液体用高エネルギ損失発生装置を提供
するものである。

以下、図面により本発明に係る液体用高エネルギ損失発
生装置の実施例について詳細に説明する。

第２図は本発明に係る液体用高エネルギ損失発生装置の
１実施例の斜視図、第３図は同縦断面図、第４図は本発
明に係る液体用高エネルギ損失発生装置の他の実施例の
縦断面図、第５図は本発明に係る液体用高エネルギ損失
発生装置をパラレルスライド弁に取り付けた状態の１実
施例を示す縦断面図である。

図面中、１は多重管であり液体流路の流路横断面の流路
外周側の一部に多量の液体が供給される直後に液体流入
口が開口されるものである。

この多重管１は必ずしも第２図及び第３図に示した如き
直管状である必要はなく、例えば螺旋管であったり、第
４図に示した如く管路に凹凸が設けられていたり、管路
内に砕石状物やファイバー状物などの抵抗体が別途装着
されていたりしてもよい。

２は多重管１の末端がその外周面に当接する例えばコニ
カルカツプ状の如きカップ状でその先端の尖端部が多重
管１側に位置しており且つ多重管１より流入して来た液
体が同一横断面においてカップの中心線上のほぼ同一点
に集まって周方向の力成分を相殺せしめる状態に多数の
液体流通孔２ａが貫通穿設されているカップ体、３はカ
ップ体２及び多重管１を液体流路の壁面に固定する固定
手段であり、この固定手段３は第２図及び第３図に示す
如く多重管１とカップ体２とが一体を成している場合に
カップ体２の多重管１側と反対側に設けられている７ラ
ンジ部であっても、第４図及び第５図に示す如く多重管
１とカップ体２とが分離可能な場合に多重管１のカップ
体２側と反対側に設けられていて多重管１の端部が固定
されている多孔板とカップ体２の多重管１側と反対側に
設けられているフランジ部とであってもよく、後者の場
合の多孔板は弁本体に固定された弁座に螺着されるもの
である場合がある。

４は液体流路の流路横断面の流路外周側の一部に多量の
液体が供給される最も典型的な例である弁であり、この
弁４は弁本体４ａと弁体４ｂとにより構成されている。

上述した如き多重管１とカップ体２と固定手段３とより
成る本発明に係る液体用高エネルギ損失発生装置を弁４
に取り付けた場合について次に説明する。

弁４において弁体４ｂが弁本体４ａに対して遮断状態か
ら開放状態になるように移動せしめられると、弁体４ｂ
の開放初期において弁本体４ａと弁体４ｂとの開かれた
間隙を液体が急速に流動してその液体に圧力低下が生ず
る。

しかしながらこの弁体４ｂの直後には本発明に係る液体
用高エネルギ損失発生装置が存在するためにその圧力低
下量は本発明装置が存在しない場合に比べて著しく小さ
いために縮流部における液体の一部が蒸気相に変化する
現象がほとんど生じないのである。

これは上記弁本体４ａと弁体４ｂとの間隙を縮流となっ
て流動した液体は多重管１の開口部より多重管１内に流
入すると、多重管１はその円周方向に連通しているため
にその流量に対応してその流路面積が増大して流速が低
下せしめられ第１図に示した部分Ａの発生が大幅に減少
せしめられるだめに気泡の発生が防止され、また多重管
１が仕切壁の役目を成すために第１図に示した部分Ｂの
発生を防止し得るのである。

更にこのような多重管１はカップ体２に至るまでの管摩
擦抵抗によって縮流による圧力低下の回復を遅くらせる
効果を発生せしめるために蒸気泡が集中的に破壊されて
破壊的衝撃波を誘発する現象が防止できるのである。

かくして多重管１を通過する液体は、外周側を流動する
液体の流速が内周側を流動する液体の流速より速いので
多重管１を通過した後にそのまま液体流路に流出せしめ
ると再び渦流や偏流が生ずるので、カップ体２の同一横
断面における液体流通孔２ａより流出して来る液体がカ
ップ体２の中心線上のほぼ同一点に集まって周方向の力
成分を相殺せしめられるようにすることによって全体的
に均等な流れにするのである。

以上の説明は本発明装置を弁に取り付けた場合について
の説明であるが、前述した如く本発明装置は弁以外の液
体流路であっても流路横断面の流路外周側の一部に多量
の液体が供給される場合に液体の一部がその縮流部にお
いて蒸気相に変化して流動し圧力の回復によってその蒸
気泡が破壊されて破壊的衝撃波を誘発して騒音と液体流
路の壊食とを惹起する現象が生ずるのを防止するのに非
常に有効であり、構造が簡単であり液体流路に簡単に取
り付けて使用できる利点を有しており、特に工場配管の
弁に取り付けるとその効果は大きく、多重管の液体流入
口側に多孔板を設けて取り付けると液体の高エネルギ損
失効果をより高めることも可能であると共に、多重管の
形状、間隔などを液体の種類・圧力・流量に対応して設
定することもできるなど種種の利点を有しており、その
工業的価値は非常に大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の弁における液体の流動状況の説明図、第
２図は本発明に係る液体用高エネルギ損失発生装置の１
実施例の斜視図、第３図は同縦断面図、第４図は本発明
に係る液体用高エネルギ損失発生装置の他の実施例の縦
断面図、第５図は本発明に係る液体用高エネルギ損失発
生装置をパラレルスライド弁に取り付けた状態の１実施
例を示す縦断面図である。 １・・・多重管、２・・・カップ体、２ａ・・・液体流
通孔、３・・・固定手段、４・・・弁、４ａ・・・弁本
体、４ｂ・・・弁体、Ａ・・・弁体の直後の部分、Ｂ・
・・部分Ａと部分Ｃとの間の部分、Ｃ・・・流路壁に近
い部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体流路の流路横断面の外周側の一部に多量の液体
   が供給される直後に液体流入口を開口している多重管１
   と、多重管１の末端がその外周面に当接するカップ状で
   且つ多重管１より流入して来た液体が同一横断面におい
   てカップの中心線上のほぼ同一点に集まって周方向の力
   成分を相殺せしめる状態に多数の液体流通孔が貫通穿設
   されているカップ体２と、このカップ体２及び多重管１
   を液体流路の壁面に固定する固定手段３とより成ること
   を特徴とする液体用高エネルギ損失発生装置。 ２ 多重管１が直管状の多重管である特許請求の範囲第
   １項に記載の液体用高エネルギ損失発生装置。 ３ 多重管１が螺旋管より成る多重管である特許請求の
   範囲第１項に記載の液体用高エネルギ損失発生装置。 ４ 多重管１が管路に凹凸を設けられた多重管である特
   許請求の範囲第１項に記載の液体用高エネルギ損失発生
   装置。 ５ 多重管１が管路に抵抗体が別途装着されている多重
   管である特許請求の範囲第１項に記載の液体用高エネル
   ギ損失発生装置。 ６ 多重管１とカップ体２とが一体を成しており、固定
   手段３がカップ体２の多重管１側と反対側に設けられて
   いるフランジ部である特許請求の範囲第１項から第５項
   までのいずれか１項に記載の液体用高エネルギ損失発生
   装置。 ７ 多重管１とカップ体２とが分離可能で、固定手段３
   が多重管１のカップ体２側と反対側で多重管１の端部に
   固定されている多孔板と、カップ体２の多重管１側と反
   対側に設けられているフランジ部とである特許請求の範
   囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の液体用
   高エネルギ損失発生装置。