JPS606700Y2 - 減圧流量調節弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、発電用ボイラ等、主として高圧ボイラに使用
される流量調節弁に関する。

高圧のボイラから減圧して少量の液体を取り出す必要は
しばしばある。

例えば、発電用の高圧ボイラにあっては、缶体を保全す
る為に、適時（通常１日に１回程度）その缶水を微量採
取し、それを試料として成分を分析し、必要ならば清缶
剤を注入して水質管理を行なっている。

この場合ボイラの缶体に減圧流量調節弁を連通し、この
弁を開いて高圧缶水を大気圧まで減圧し、かつ微少必要
量の試料を取り出さなければならない。

ところで、発電用のボイラ等にあっては、缶体内圧が約
１５０ｋｇ／ａｌ！と極めて高い為、充分に減圧しなけ
れば安全に缶水を取り出しできない。

この種の用途に使用される従来の減圧流量調節弁として
、オリフィスの絞り効果を利用したものと、管の摩擦抵
抗を利用したものとがある。

前者の弁としては、主にニードル弁が用いられ、管の流
体摩耗抵抗によるものとしては、細管中に芯線を入れる
キャピラリチューブが用いられている。

ニードル弁は、弁座当り面で高圧を急減圧するので、缶
水の分解が起り、水質が変化して、試料として不適当に
なる場合があり、また流量の微調節が困難なほか、流体
に因るエロージョンが生じ、弁の当り面の損傷がはげし
く、この為使用寿命が極めて短い欠点がある。

一方、キャピラリチューブは、所要の減圧性能を得る為
には外管と芯線の間隙を僅少にし、充分な長さく例えば
１ｍ程度）とする為、その中にスケールや塵あいに依る
つまりを生じ易く、又芯線の出し入れの距離が長くて流
量の調節が出来ない欠点がある。

従って従来は、キャピラリチューブの出口にニードル弁
を接続し、キャピラリチューブであらかじめ減圧したの
ち、これをニードル弁で更に減圧して流量調節を行って
いる。

この為この減圧装置は複雑なものとなり、保守にも煩雑
さが併っている。

ニードル弁に代わる絞り弁で、減圧流量制御弁に使用可
能な弁の絞り部が第４図に示されている。

この弁は、比較的細長いシリンダ状の空孔４１を持つ弁
座４２を有し、該弁座４２内にその内径より所要程度中
さい外径を有するピストン状のスピンドル４３を挿入し
、これに依り該弁座内径と該スピンドル外径とで一定の
断面積を持つ環状の流体通路４４（以下これをＣ通路と
称す。

）を形成し、弁座４２内へのスピンドル４３の挿入長さ
を該スピンドルをその軸線方向に移動させることに依り
変化させ、即ち該Ｃ通路の長さを変え、絞り調節を行う
流量調節弁である。

この形式の絞り弁は、これを高圧流体に用いた場合、高
減圧性能とする為には、該Ｃ通路断面積を僅少とするこ
とが必要であり、これが為この間隙がごくわずかなもと
なり、製作上非常な精密さを要し、またその間隙が小さ
なものであるが為、ごく小さなスケールに依ってもつま
りを生じ易い。

この欠点を改善する弁の絞り部が第２図に示されている
。

この弁は、スピンドル２１の外側面にその外周に沿って
数本の互いに独立した環状溝２２を数本ないし多数刻設
し、これ等の環状溝２２に依り減圧効果の増大を図るも
のである。

しかしながら、環状溝２２を刻設することによってもＣ
通路断面積はそれ程広くできず、またこの場合、主とし
てスピンドル２１と弁座２３との間の狭い隙間で減圧さ
れる為、弁座２３の上端面がスピンドル２１上の環状溝
２２上に位置する状態の近辺では、減圧流量特性が段階
的に急変する欠点がある。

更に又、スピンドルの外周面に一定の間隔て大きく開口
する円周溝を刻設し、この円周溝と同一のピッチで、弁
座に横凹窪が形成された流体膨張弁は公知である。

（特開昭４７−２４８０号公報）しかしながら、この構
造によると、スピンドル外周の円周溝と、弁座内面の凹
窪とのピッチを正確に合わせて加工する必要があるので
、高い加工精度を要すると共に、円周溝と凹窪とで形成
される流体の通路が途中で方向変換されず、流体の急激
な方向変換による減圧流量制御が期待できない欠点があ
った。

更に、減圧流量調節弁に使用される絞り弁の改良型が第
３図に示されている。

この弁は、弁座３１の内径とスピンドル３２の外径とで
形成せられる環状通路３３をほとんど零として、スピン
ドル３２の外側面上に螺旋状に連続した螺旋溝３４を刻
設したものである。

この弁の流体通路は、実質上は、螺旋溝３４のみとなり
比較的長い通路を形成させることができ、減圧流量特性
も連続したものとなり、またスケール等に因るつまりも
生じ難くなる。

しかしながら、この場合通路は連続しており、かつ流れ
の方向の変化が少なく、従って通路の抵抗はそう大きな
ものとはならない。

本考案は、これ等の流量調節弁が有する欠点を除去すべ
く、流体の抵抗要因である絞り、流れ方向の急変を組み
合せた高抵抗の流路を形成し、この流量を調節可能な構
造としたもので、本考案の重要な目的は、液体の流路が
スケール等で詰り難く、又詰っても簡単にこれが除去で
きる減圧流量調節弁を提供するにある。

又本考案の他の重要な目的は、耐久性があって長寿命で
、更に、例え絞り部が損傷を受けてもこれが簡単に復旧
でき、保守管理が簡単にできる減圧流量調節弁を提供す
るにある。

以下、本考案の一実施例を図面に基いて説明する。

第１図に縦断面図でもって示されている減圧流量調節弁
は、流体人口１と流体出口２を持つ弁箱５に設けられた
シリンダ状の空孔６を持つ弁座３と、これにほとんど隙
間なく挿入されたピストン状のスピンドル４が取付けら
れた弁棒７とを備えている。

スピンドル４は、その詳細図である第５図、第７図及び
第８図に示されているように、その外周に沿って互いに
独立して複数本の溝５１が環状に刻設されており、それ
等の互いに隣接した溝５１はスピンドル４の軸線と平行
な方向に該外周上に刻設せられた溝５２に依り連絡され
ている。

溝５１は、第５図に示す如く、スピンドル４の軸と直交
する方向に延長されて一定の間隔だけ離されて刻設され
ている。

縦溝５２は、ここから溝５１に流入した流体が直ちに真
上の縦溝５２内に流入しないように、即ち、縦溝５２か
ら溝５１内に流入した流体が溝５１に沿って流動するこ
とによって、溝５１内で充分に膨潤し、又溝５１の側面
に衝突して運動のエネルギを損なうように、上下に隣接
する縦溝５２は、第５図及び第６図に示す如（、溝５１
を境に上下隣接して接続される縦溝５２は、溝５１の長
さ方向に位置ずれして、図に於てはスピンドルの軸線に
関して対称ないしほぼ対称な位置に設けられている。

又スピンドル４は、第１図に示すように、それが取付け
られた弁棒７がその上部に刻設された螺旋ねじ８により
めねじ９との間で螺旋運動をし、ハンドル車１０が回さ
れることによって、スピンドル４は軸線方向に移動可能
なものとなっている。

このように形成せられたスピンドル４と弁座３との間に
ある溝５１と縦溝５２とによって流体の通路が形成され
る。

この通路をわかり易く平面状に展開して描くと第６図の
形状となる。

以下、この縦溝５１と横溝５２とを総括してＺ通路６１
と称す。

この形状の流体通路を有する減圧流量調節弁は、Ｚ通路
６１を流体が流れる間に、絞りと、直角な流れ方向の変
化と、通路の急拡大・急縮少、分流・合流の変化を繰り
返す。

従って、この形状の減圧流量調節弁は、最も効果的に流
体が減圧、流量調節できる特長がある。

この減圧流量調節弁に依る流量の調整は、スピンドル４
と弁座３とのはめあい長さを変えて２通路６１の長さを
変化させて行えばよい。

これは、スピンドル４が連結された弁棒７に取付けたハ
ンドル車１０を回転して、その螺旋ねじ８とめねじ９と
の螺旋運動に依り、スピンドル４をその軸線方向に移動
させることに依り簡単に行い得る。

即ち、第１図に於て、ハンドル車１０を回転してスピン
ドル４を上昇させるに従従って流体出口２に流出する流
体量は増大し、反対に、スピンドル４を降下させてこれ
を弁座３内に深く挿入するに従つて流量は減少する。

第１図に示す減圧流量調節弁は、スピンドル４を完全に
降下させて、スピンドル４のテーパー状拡大部を弁座３
に密着させて、流量零、即ち閉止する。

この場合、完全に閉弁される前に、閉止の最終段である
スピンドルのテーパー状拡大部とこれが密接する弁座面
とが低圧力となるので、弁座当りのエロージョンが効果
的に防止され、耐久性が著しく向上される。

またこの減圧流量調節弁において、流体の流量が比較的
多い場合、あるいは蒸気等の気体の場合、図示しないが
、′／ｓ溝を互いに隣りあった円周みぞの間で、スピン
ドルの軸線方向に平行に２ないし数本刻設し、かつ該ス
ピンドルの軸線方向に離されて互いに隣り合った、即ち
第１図に於て上下に隣接する縦溝を互いにその縦溝の延
長方向からずらせて通路を構成することも可能である。

第１図に示される、減圧流量調節弁は、この図に於て下
から流体が流入して上方に流出するが、この方向は反対
でも使用可能であることは言うまでもない。

又、弁座３は筒状に形成され、これが弁箱５に取り付け
られているが、弁座３と弁箱５とを一体構造とすること
も可能である。

同様に、弁棒７とスピンドル４とも一体構造にできる。

本考案の減圧流量調節弁は、比較的細長いシリンダ状の
空孔を持つ弁座を有し、この弁座内径とほとんど隙間の
ない外形を持つ棒状のスピンドルが該弁座軸線方向に移
動できるように挿入されており、更に弁座の内側面ある
いは該スピンドルの外側面にその円周方向に延長して複
数の溝が刻設されており、これ等複数本の溝は互いにス
ピンドルの軸方向に離されて刻設されており、更に、こ
れ等の溝は縦溝に連結されており、更に又、第５図に於
て溝の両側に連結される縦溝は、溝の長さ方向に位置ず
れして連結され、溝と縦溝が弁座とスピンドルとの間で
流体の通路を形成するように構成されてものであるから
、減圧流量調節弁の流体入口に流入された流体は、縦溝
から溝に流入するときに、また溝から縦溝に流入する度
に、溝、縦溝の内面に衝突して運動のエネルギを失ない
、急激な方向転換によって減圧され、漸次段階的に減圧
される。

このため、キャピラリチューブやニードル弁に比べ流体
の通路の最少寸法が大きくとれるので、スケール等がつ
まりに＜＜、また、万一つまった場合でも、スピンドル
を弁座から抜き出して、詰った部位が弁座とのはめあい
から外れるまで移動させて、流体に依るフラッシングを
行い、これに依りつまりを解消させることができ、キャ
ピラリチューブにはない保守の簡便性を持つ。

更には又、永年の使用で流体通路が摩耗拡大した場合で
も、スピンドルに予め余裕を持って溝を刻設しておけば
、スピンドルと弁座とのはめあい長さを増すことでその
減圧性能を復旧可能であり、その寿命はニードル弁に比
べ格段に増す。

更に又、この考案の減圧流量調節弁は、第２図に示すよ
うに、円周溝２２だけが刻設されたものに比べると、よ
り連続に近い状態で減圧流量調整できる。

というのは、第４図に示す減圧流量調節弁は、スピンド
ル２１と弁座２３との隙間を相当に狭くして、この狭い
隙間で主に減圧する為、円周溝２１が弁座２３の上端面
に来たところで急激に減圧流量特性が変化するが、この
考案の減圧流量調節弁は、縦溝と溝とで流体を方向転換
させ、更にこのときに流体を縦溝又は横溝に激しく衝突
させて減圧する為、縦溝の横断面積を、第４図の減圧流
量調節弁の隙間の縦断面積よりも大きくして充分な減圧
特性が実現できる。

この為、単に、弁座とスピンドルの間に位置する縦溝の
長さだけで減圧特性が決定されず、比較的連続に近い状
態で減圧流量制御できる特長も実現可能である。

更に、この考案の減圧流量調節弁は、弁座の内面とスピ
ンドルの外面のいずれか又は両方に、複数本の溝と、こ
の溝を連結する縦溝を刻設するといういたって簡単な方
法で加工でき、簡単かつ安価に多量生産できる特長が実
現される。

尚、第１図に示される減圧流量調節弁は、スピンドルの
表面に溝ど縦溝が形成されているが、この溝と縦溝とを
弁座内面に刻設し、弁座とスピンドルとの間に、第１図
に示される流体通路と略図形状の流体通路を形成するこ
とも可能である。

以上の如く、本考案の減圧流量調節弁は、ニードル弁の
持つ操作の簡便性と、キャピラリチューブの持つゆるや
かな減圧特性を併せ持ち、又スケール等に因るつまりを
起しに＜＜、さらには又減圧性能を永く発揮できる画期
的な減圧流量調節弁となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は減圧流量調節弁の縦断面図、第２図ないし第４
図はスピンドルと弁座の部分縦断面図、第５図はスピン
ドルの外形図並びにその一部の横断面図、第６図はスピ
ンドル表面の溝展開図、第７図及び第８図は第５図の■
−■線断面図、及び■−■線断面図である。 １・・・・・・流体入口、２・・・・・・流体出口、３
・・・・・・弁座、４・・・・・・スピンドル、５・・
・・・・弁箱、６・・・・・・シリンダ状空孔、７・・
・・・・弁棒、８・・・・・・螺旋ね腰９・・・・・・
めねじ、１０・・・・・・ハンドル車、２１・・・・・
・スピンドル、２２・・・・・・環状溝、２３・・・・
・・弁座、３１・・・・・・弁座、３２・・・・・・ス
ピンドル、３３・・・・・・環状通路、３４・・・・・
・螺旋溝、４１・・・・・・シリンダ状空孔、４２・・
・・・・弁座、４３・・・スピンドル、４４・・・・・
・流体通路、５１・・・・・・溝、５２・・・・・・縦
溝、６１・・・・・・２通路。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）流体入口と流体出口とを有する減圧流量調節弁に
   おいて、流体の通路となる部分に、比較的細長いシリン
   ダ状の空孔を持つ弁座３が設けられ、該弁座３内径とほ
   とんど隙間のない外径を持つ棒状のスピンドル４が該弁
   座軸線方向に移動できるように挿入されており、該弁座
   ３の内側面あるいは該スピンドル４の外側面にその円周
   方向に延長して複数本の溝５１が刻設されており、これ
   等複数本の溝５１は互いにスピンドル４の軸方向に離さ
   れて刻設されており、更に、これ等の溝５１は縦溝５２
   で連結されており、また、溝５１を境に両側に隣接する
   縦溝５２は、溝５１の長さ方向に位置ずれして連結−さ
   れており、該溝５１及び該縦溝５２が上述の弁座３とス
   ピンドル４との間で流体の通路を形威し、この通路を流
   れる流体が、流動方向の変化と、分流合流を繰り返すこ
   とによって減圧されるように構成されたことを特徴とす
   る減圧流量調節弁。
2. （２）隣接する溝５１が一本の縦溝５２で連結されてい
   る実用新案登録請求の範囲第（１）項記載の減圧流量調
   節弁。
3. （３）隣接する溝５１が複数本の縦溝５２連結されてい
   る実用新案登録請求の範囲第（１）項記載の減圧流量調
   節弁。