JPS63106469A - 低騒音弁 - Google Patents
低騒音弁Info
- Publication number
- JPS63106469A JPS63106469A JP25328086A JP25328086A JPS63106469A JP S63106469 A JPS63106469 A JP S63106469A JP 25328086 A JP25328086 A JP 25328086A JP 25328086 A JP25328086 A JP 25328086A JP S63106469 A JPS63106469 A JP S63106469A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valve plug
- cavity
- cage
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
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、低騒音弁に係シ、特にケージの周壁に設けら
れた流体制御用窓の開度を該ケージ内に摺動自在に挿入
された弁プラグで制御するケージ弁において、弁プラグ
内空洞共鳴による強い分離前の発生を抑止し、騒音を低
減するようにしたものである。
れた流体制御用窓の開度を該ケージ内に摺動自在に挿入
された弁プラグで制御するケージ弁において、弁プラグ
内空洞共鳴による強い分離前の発生を抑止し、騒音を低
減するようにしたものである。
従来、この糧のケージ弁は第４図に示す如く構成されて
いる。これを同図に基づいて概略説明すると、１は弁本
体で、内部が仕切壁２によって上流側通路３と下流側通
路４とに仕切られている。
いる。これを同図に基づいて概略説明すると、１は弁本
体で、内部が仕切壁２によって上流側通路３と下流側通
路４とに仕切られている。
５は弁本体１の上部開口端に嵌合され、かつ複数個のボ
ルト６によって固定された上蓋で、この上蓋５と前記仕
切壁２との間にはそれぞれ円筒状に形成されたシートリ
ング７とケージ８が積層配置されている。この場合、シ
ートリング７は仕切壁２に設けられた取付用孔９にバッ
キング１０を介して嵌合固定され、下々詫口弐 下流側
通路４に連通している。一方、ケージ８は前記弁本体１
の上側開口部よシ該弁本体１内に挿入され、上蓋５によ
シ前記シートリングＴ上に圧接されている。
ルト６によって固定された上蓋で、この上蓋５と前記仕
切壁２との間にはそれぞれ円筒状に形成されたシートリ
ング７とケージ８が積層配置されている。この場合、シ
ートリング７は仕切壁２に設けられた取付用孔９にバッ
キング１０を介して嵌合固定され、下々詫口弐 下流側
通路４に連通している。一方、ケージ８は前記弁本体１
の上側開口部よシ該弁本体１内に挿入され、上蓋５によ
シ前記シートリングＴ上に圧接されている。
ケージ８の周壁には、所望の流ｉ％性に応じた形状ｔＶ
しケージ内部と上流側通路３とを連通させる複数個の流
体制御用窓１１が周方向に等配されて形成されている。
しケージ内部と上流側通路３とを連通させる複数個の流
体制御用窓１１が周方向に等配されて形成されている。
また、ケージ８の内孔には、上蓋５の貫通孔１３にパツ
キン１２を介して摺動自在に挿通された弁棒１４の下端
ｔζ取付けられた略カップ状の弁プラグ１５が摺動自在
に嵌合されておシ、この弁プラグ１５の下層には前記シ
ートリング７の上端開口部に設けられ九弁座１６に全閉
時において１座する下層座部１Ｔが設けられている。ま
た、弁プラグ１５の上端外周部にも前記ケージ８の内周
面に形成された弁座１８Ｋｆｆ座する上層座部１９が設
けられている。弁プラグ１５の内部Ｋｙ＆けられ、該プ
ラグの底面に開放する空洞２０は、弁プラグ１５の底面
に作用する圧力を平均化するための緩衝室を形成し、こ
れによって不規則かつ不均一な圧力が弁プラグ１５の上
面に形成された小孔２１を通って弁プラグ上面に作用す
るのを防止し、弁プラグ１５の釣合状態を改善、換言す
れば弁棒力を安定化させている。
キン１２を介して摺動自在に挿通された弁棒１４の下端
ｔζ取付けられた略カップ状の弁プラグ１５が摺動自在
に嵌合されておシ、この弁プラグ１５の下層には前記シ
ートリング７の上端開口部に設けられ九弁座１６に全閉
時において１座する下層座部１Ｔが設けられている。ま
た、弁プラグ１５の上端外周部にも前記ケージ８の内周
面に形成された弁座１８Ｋｆｆ座する上層座部１９が設
けられている。弁プラグ１５の内部Ｋｙ＆けられ、該プ
ラグの底面に開放する空洞２０は、弁プラグ１５の底面
に作用する圧力を平均化するための緩衝室を形成し、こ
れによって不規則かつ不均一な圧力が弁プラグ１５の上
面に形成された小孔２１を通って弁プラグ上面に作用す
るのを防止し、弁プラグ１５の釣合状態を改善、換言す
れば弁棒力を安定化させている。
なお、２２は上蓋５とケージ８との間に介在されたパツ
キンである。
キンである。
このように構成されていることによシ、自動制御装置（
よる駆動部の作動または手動操作によって弁棒１４を上
下動させると、弁プラグ１５がこれと一体的に移動して
その外周壁よシケージ８の流体制御用窓１１の開度、す
なわち開口面積を変化させ、これによって上流側流路３
から流体制御用窓１１およびシートリング７を通って下
流側流路４に流れる被制御流体の流量が制御される。
よる駆動部の作動または手動操作によって弁棒１４を上
下動させると、弁プラグ１５がこれと一体的に移動して
その外周壁よシケージ８の流体制御用窓１１の開度、す
なわち開口面積を変化させ、これによって上流側流路３
から流体制御用窓１１およびシートリング７を通って下
流側流路４に流れる被制御流体の流量が制御される。
しかるに、以上のようなケージ型弁により圧縮性のある
流体（空気、蒸気等〕の圧力、流量制御を行う際に、上
流側流路３内の圧力Ｐｌと下流側流路４内の圧力Ｐ：と
の圧力比、すなわち弁圧力比ｐ１／ｐ、が流体の物性に
よシ定まる閉塞点を越え噴流が超音速領域を含む流れと
なると、強い分離前が発生し、第５図実線で示されるよ
うに全体産前レベルを著しく（約１０ｄＢ程度〕上げる
場合がある（なお、第５囚は弁容量（ｖ ＝２０ ＋
Ｐ ｌ＝２．１ＭＰａの場合を示す〕。 この現象は弁
圧力比および弁リフトに依存して発生する。すなわち、
弁圧力比が２〜７程度の範囲で、噴流Ｊ（第４図参照）
の長さく衝突位置までであるからケージ８の内径の半径
に等しい）が噴流径の約３倍以上になるような弁リフト
の範囲で発生するのである。
流体（空気、蒸気等〕の圧力、流量制御を行う際に、上
流側流路３内の圧力Ｐｌと下流側流路４内の圧力Ｐ：と
の圧力比、すなわち弁圧力比ｐ１／ｐ、が流体の物性に
よシ定まる閉塞点を越え噴流が超音速領域を含む流れと
なると、強い分離前が発生し、第５図実線で示されるよ
うに全体産前レベルを著しく（約１０ｄＢ程度〕上げる
場合がある（なお、第５囚は弁容量（ｖ ＝２０ ＋
Ｐ ｌ＝２．１ＭＰａの場合を示す〕。 この現象は弁
圧力比および弁リフトに依存して発生する。すなわち、
弁圧力比が２〜７程度の範囲で、噴流Ｊ（第４図参照）
の長さく衝突位置までであるからケージ８の内径の半径
に等しい）が噴流径の約３倍以上になるような弁リフト
の範囲で発生するのである。
このような弁圧力比および弁リフト範囲は通常の労使用
過程で頻繁に使用される範囲でもあシ、問題は深刻であ
る。かつ、この分離前はその発生の機構上数秒オーダの
間欠性をもって聴覚の最も敏感な帯域に発生するため、
非常に不快な特性を呈す。
過程で頻繁に使用される範囲でもあシ、問題は深刻であ
る。かつ、この分離前はその発生の機構上数秒オーダの
間欠性をもって聴覚の最も敏感な帯域に発生するため、
非常に不快な特性を呈す。
ここで述べている分離前とは、弁プラグ内窒洞２０が本
来的にもつ音響固有モード（これは空洞内の波動方程式
を解いて、その固有値から定ｔシ、高次のモードにわた
って点数に存在する）のうちのひとつないし複数個のモ
ードが噴流と干渉した結果、励起され発生するものであ
る。すなわち、空洞２０の共振周波数ｆｎ、ｍは ｆ ｎ、ｍ ＝ ｉＸ Ｖｎ、ｍ （但し、Ｃは音速、Ｄは空洞直径、Ｖｎ、ｒｎは共振モ
ードによる固有値） で表わされ、ｖｎ、ｍが下表に示す如くモードにより何
種類もの値をとることから、各モード毎に共振周波数が
求められ、これが第６図に実線Ａで示すように複数の分
離前と表シ、騒音レベルを上げる原因となっている。
来的にもつ音響固有モード（これは空洞内の波動方程式
を解いて、その固有値から定ｔシ、高次のモードにわた
って点数に存在する）のうちのひとつないし複数個のモ
ードが噴流と干渉した結果、励起され発生するものであ
る。すなわち、空洞２０の共振周波数ｆｎ、ｍは ｆ ｎ、ｍ ＝ ｉＸ Ｖｎ、ｍ （但し、Ｃは音速、Ｄは空洞直径、Ｖｎ、ｒｎは共振モ
ードによる固有値） で表わされ、ｖｎ、ｍが下表に示す如くモードにより何
種類もの値をとることから、各モード毎に共振周波数が
求められ、これが第６図に実線Ａで示すように複数の分
離前と表シ、騒音レベルを上げる原因となっている。
表
この場合、高次のモード（ｎ、ｍが大〕では振動形態が
複雑になシ、エネルギがロスされるので、分離前Ａの騒
音レベルは低下する。
複雑になシ、エネルギがロスされるので、分離前Ａの騒
音レベルは低下する。
そこで、このような騒音の発生を防止するものとして、
例えば実公昭５３−１６９６８号、実公昭５５−２３０
９８号等が知られているが、これらはいずれも被制御流
体の流下エネルギを減殺するもので、流下エネルギが減
少すると大型弁にもかかわらず弁容量が減少するという
不都合を有している。この他、弁プラグの開口部を通気
性を有する音響抵抗部材で閉塞し、被制御流体と弁プラ
グ内を洞との間での音響波の授受を妨げるようにした弁
が同−出願人によって提案（ＩＴｆ願昭６０−２９８１
８６号）されたが、これとて音響抵抗部材を必要とする
ため、部品点数が増加し、組付は工程が増えるという欠
点を有している。
例えば実公昭５３−１６９６８号、実公昭５５−２３０
９８号等が知られているが、これらはいずれも被制御流
体の流下エネルギを減殺するもので、流下エネルギが減
少すると大型弁にもかかわらず弁容量が減少するという
不都合を有している。この他、弁プラグの開口部を通気
性を有する音響抵抗部材で閉塞し、被制御流体と弁プラ
グ内を洞との間での音響波の授受を妨げるようにした弁
が同−出願人によって提案（ＩＴｆ願昭６０−２９８１
８６号）されたが、これとて音響抵抗部材を必要とする
ため、部品点数が増加し、組付は工程が増えるという欠
点を有している。
本発明に係る低騒音弁は上述したような問題点を解決す
べくなされたもので、弁プラグ内空洞の直径を軸方向に
変化させ、弁プラグの共振周波数を軸方向において異な
らせるようにしたものである。
べくなされたもので、弁プラグ内空洞の直径を軸方向に
変化させ、弁プラグの共振周波数を軸方向において異な
らせるようにしたものである。
本発明においては弁プラグ内空洞の直径を軸方向に変化
させているので、共振周波数が軸方向にちらばって異な
り、騒音レベルの高い分離音の発生を防止する。
させているので、共振周波数が軸方向にちらばって異な
り、騒音レベルの高い分離音の発生を防止する。
以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明に係る低騒音弁を構成するケージと弁プ
ラグの一実施例を示す断面図である。なおく図中第４図
と同一構成部品、部分に対しては同一符号を以って示し
、その説明を省略する。ケージ８の内周壁で流体制御用
窓１１の下部には、全閉時において弁プラグ１５の下層
座部１７が層座する弁座１６が形成されている。°これ
は第４図に示した従来構造におけるシートリング７の弁
座１Ｂを省略したもので、ケージ８の下端部を仕切壁２
の取付用孔９に嵌合固定することによシシートリングＴ
自体の廃止を可能にしている。換言すれば、ケージ８の
一部がシートリングを構成している。勿論これに限らず
第４図構成のケージであってもよいことは云うまでもな
い。
ラグの一実施例を示す断面図である。なおく図中第４図
と同一構成部品、部分に対しては同一符号を以って示し
、その説明を省略する。ケージ８の内周壁で流体制御用
窓１１の下部には、全閉時において弁プラグ１５の下層
座部１７が層座する弁座１６が形成されている。°これ
は第４図に示した従来構造におけるシートリング７の弁
座１Ｂを省略したもので、ケージ８の下端部を仕切壁２
の取付用孔９に嵌合固定することによシシートリングＴ
自体の廃止を可能にしている。換言すれば、ケージ８の
一部がシートリングを構成している。勿論これに限らず
第４図構成のケージであってもよいことは云うまでもな
い。
前記弁プラグ１５の空洞２０は、その直径りが下端開口
部よシ内奥に向うＫしたがって徐々に減少するようテー
パ状く形成されている。このため、空洞２０の共振周波
数ｆ ｎ ＊ ｍは、直径りが軸線方向に変化するため
、軸線方向において異なる。
部よシ内奥に向うＫしたがって徐々に減少するようテー
パ状く形成されている。このため、空洞２０の共振周波
数ｆ ｎ ＊ ｍは、直径りが軸線方向に変化するため
、軸線方向において異なる。
かくしてこのような構成からなるケージ弁によれば、あ
るモードでＶｎｌｍ の数値が決まっても直径りが変化
するので、空洞２０の共振周波数ｆｎ＋ｍは第６図に実
＠Ｂで示すように横軸に沿ってちらばシ、弁プラグ１５
全体の共振を抑止するため、あゐ特定のモードが強く励
起されることがなく、換言すれば騒音レベルが高くなら
ず、分離音の発生を抑止もしくは低減することができる
。
るモードでＶｎｌｍ の数値が決まっても直径りが変化
するので、空洞２０の共振周波数ｆｎ＋ｍは第６図に実
＠Ｂで示すように横軸に沿ってちらばシ、弁プラグ１５
全体の共振を抑止するため、あゐ特定のモードが強く励
起されることがなく、換言すれば騒音レベルが高くなら
ず、分離音の発生を抑止もしくは低減することができる
。
また、単に空洞２０の直径Ｄ１ｃ変化させるだけで、別
部材を弁グラブ１５に組付げる必要がなく、構造がいた
って簡単で製作も容易である。
部材を弁グラブ１５に組付げる必要がなく、構造がいた
って簡単で製作も容易である。
第２図は本発明の他の実施例を示す弁プラグの断面図で
ある。この実施例は弁プラグ１５の空洞２０の周壁全波
形とすることにより、空洞直径（Ｄ）合軸方向において
変化させたものである。
ある。この実施例は弁プラグ１５の空洞２０の周壁全波
形とすることにより、空洞直径（Ｄ）合軸方向において
変化させたものである。
第３図は本発明のさらに他の実施例を示す弁プラグ１５
の断面図である。この実施例は弁プラグ１５の空洞２０
の直径を、内奥に至るにしたがって段階的に小さくなる
よう変化させたものである。
の断面図である。この実施例は弁プラグ１５の空洞２０
の直径を、内奥に至るにしたがって段階的に小さくなる
よう変化させたものである。
このような構成からなる弁プラグ１５においても直径り
が軸方向に変化しているので、第１図に示した実施例と
同様分離前の発生を抑制防止し得るものである。
が軸方向に変化しているので、第１図に示した実施例と
同様分離前の発生を抑制防止し得るものである。
以上説明し九ように本発明に係る低騒音弁は、弁プラグ
の空洞直径を軸方向に変化させることで、空洞の共振用
波数を軸方向において異ならしたので、空洞全体の共蚤
を抑制防止する。したがって、空洞による強い分離音が
発生せず、低騒音弁を提供することができ、また構造が
簡単で、製造も容易であるため、安価に提供し得る。
の空洞直径を軸方向に変化させることで、空洞の共振用
波数を軸方向において異ならしたので、空洞全体の共蚤
を抑制防止する。したがって、空洞による強い分離音が
発生せず、低騒音弁を提供することができ、また構造が
簡単で、製造も容易であるため、安価に提供し得る。
第１図は本発明に係る低騒音弁の一実施例を示すケージ
と弁プラグの断面図、第２図は本発明の他の実施例を示
す弁プラグの断面図、第３図は本発明のさらに他の実施
例を示す弁プラグの断面図、第４図はケージ弁の従来例
を示す断面図、第５図は弁圧力比と騒音レベルの関係を
示す図、第６図は空洞の共振周波数と騒音レベルとの関
係を示す図である。 １１１・・・弁本体、２・・・・仕切壁、８・・・拳ケ
ージ、１１・・・−流体制御用窓、１５・・・命弁プラ
グ、２０・・・・空洞、Ｄ・・・・空洞の直径。
と弁プラグの断面図、第２図は本発明の他の実施例を示
す弁プラグの断面図、第３図は本発明のさらに他の実施
例を示す弁プラグの断面図、第４図はケージ弁の従来例
を示す断面図、第５図は弁圧力比と騒音レベルの関係を
示す図、第６図は空洞の共振周波数と騒音レベルとの関
係を示す図である。 １１１・・・弁本体、２・・・・仕切壁、８・・・拳ケ
ージ、１１・・・−流体制御用窓、１５・・・命弁プラ
グ、２０・・・・空洞、Ｄ・・・・空洞の直径。
Claims (1)
- 周壁に設けられた流体制御用窓を有する筒状のケージと
、このケージ内に摺動自在に挿入配置され前記流体制御
用窓の開度を変化させるカツプ状の弁プラグとを備えた
弁において、弁プラグ内空洞の直径を軸方向に変化させ
、弁プラグの共振周波数を軸方向において異ならすよう
にしたことを特徴とする低騒音弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25328086A JPS63106469A (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 低騒音弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25328086A JPS63106469A (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 低騒音弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63106469A true JPS63106469A (ja) | 1988-05-11 |
Family
ID=17249085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25328086A Pending JPS63106469A (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 低騒音弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63106469A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501078U (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 |
-
1986
- 1986-10-24 JP JP25328086A patent/JPS63106469A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501078U (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 |
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