JP2550439B2 - 調節弁 - Google Patents

調節弁

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JP2550439B2
JP2550439B2 JP2415528A JP41552890A JP2550439B2 JP 2550439 B2 JP2550439 B2 JP 2550439B2 JP 2415528 A JP2415528 A JP 2415528A JP 41552890 A JP41552890 A JP 41552890A JP 2550439 B2 JP2550439 B2 JP 2550439B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、事業用ボイラの起動バ
イパス系統等に用いて好適な調節弁に関する。
【0002】
【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、
特に加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、更に、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
ク又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、従って、非常に過酷な使用条件にさ
らされるものである。
【0003】ところで、本出願人は、特開昭62-137484
号公報に記載の如くの調節弁を提案している。
【0004】この従来技術は、図4(A)に示す如く、
弁体1の周囲に同軸的にケージ2を設け、このケージ2
に、弁体1の外周閉塞面1Aにより開閉され、流体流線
が下向の流出角を形成する小孔2Aを穿設したものであ
り、ケージ2の弁体1によって閉塞されていない小孔2
Aにより流体の流量制御を行なうものである。
【0005】そして、この従来技術では、(a) 弁体1の
上記外周閉塞面1Aの下部に下向勾配にて縮径し、小孔
2Aから流出する流体噴流を下向に案内する噴流案内面
1Bを形成し、(b) 弁座2Bに接離するシート面1C
を、弁体1の上記噴流案内面1Bの下部に噴流案内面1
Bより段差をなして弁中心軸側に引っ込む状態で噴流案
内面1Bに案内される流体が直接衝突しないように設け
るようにしている。
【0006】従って、この従来技術によれば、絞り部で
あるケージの小孔直下において、水の気化現象を生じて
も、小孔により拡散されている上、小孔の傾斜角度と弁
体の噴流案内面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極短周期の空洞
成長現象を生ずることがない。これにより、制御時にお
ける激しい振動を大幅に低減することが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には、下記、の問題点がある。
【0008】噴流案内面1Bの下部にシート面1Cを
露出的に設けてあるため、噴流案内面1Bの勾配θ1を
小孔2Aの勾配θ2に近づける如くに小さくすると、小
孔2Aからの噴流が噴流案内面1Bを経てシート面1C
に衝突してしまう。このため、噴流案内面1Bの勾配θ
1はある程度大きくする必要があり、結果として、小孔
2Aからの噴流の一部(図4(A)のP)は噴流案内面
1Bにより弁座2Bに向かう如くに強く下向に曲げら
れ、弁座2Bに衝突し、弁座2Bのエロージョンを招
く。
【0009】噴流案内面1Bの下部にシート面1Cを
露出的に設けてあるため、シート面1C及び弁座2Bの
勾配αを大きくすると、シート面1Cが外方に大きく張
り出してしまい、噴流案内面1Bに案内されてくる噴流
がシート面と衝突してしまう。このため、シート面1C
及び弁座2Bの勾配αは大きくできず、結果として弁座
2Bに対する流れの衝突角度が直角に近くなり、弁座2
Bに作用する衝突力が大となって弁座2Bのエロージョ
ンを招く。
【0010】上記、は、シート面1C或いは弁座2
Bの損傷により、弁全閉時に漏れのない確実な締め切り
を得ることを困難にする。
【0011】本発明は、制御時の激しい振動発生を低減
し、かつ弁全閉時の締め切り性能を向上することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、入口流路及び
出口流路並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可能とするとともに、前記弁体の
周囲に同軸的にケージを設け、このケージには該弁体の
外周閉塞面により開閉され、流体流線が下向の流出角を
形成する小孔が穿設され、該弁体の外周閉塞面の下部に
は上記小孔の流出角と略同一の下向勾配にて縮径し、該
小孔から流出する流体噴流を下向に案内する噴流案内面
が形成された調節弁において、該弁体の上記噴流案内面
が該弁体の外周閉塞面の下部から該弁体のシート面まわ
りを囲むように突き出し形成され、該シート面及び弁座
は該小孔及び噴流案内面の勾配より大なる勾配を付与さ
れて構成されることを特徴とする調節弁。
【0013】
【作用】本発明によれば、下記〜の作用がある。
【0014】内ケージに設けられている小孔の直下に
おいて水の気化現象を生じても、小孔によって拡散され
ている上、下向勾配の小孔及び噴流案内面により、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
の原因である極短周期の空洞成長現象を生ずることがな
い。これにより、制御時における激しい振動を大幅に低
減することができる。
【0015】噴流案内面がシート面まわりを囲むよう
に突き出し形成され、噴流案内面でシート面を覆う如く
になっているから、噴流案内面の勾配と小孔の勾配とを
略同一としても、小孔からの噴流が噴流案内面を経た後
にシート面に衝突することがなく、シート面のエロージ
ョンを回避できる。このため、噴流案内面の勾配を比較
的小さくすることができ、結果として、小孔からの噴流
の一部が噴流案内面により弁座に向けて強く下向に曲げ
られることがなく、弁座のエロージョンも回避できる。
【0016】噴流案内面がシート面まわりを囲むよう
に突き出し形成され、噴流案内面でシート面を覆う如く
になっているから、シート面及び弁座の勾配を小孔及び
噴流案内面の勾配より大きくしても、シート面が外方に
大きく張り出ることがなく、噴流案内面に案内されてく
る噴流がシート面に衝突してしまうことがなく、シート
面のエロージョンを回避できる。このため、シート面及
び弁座の勾配を大とし、結果として弁座に対する流れの
衝突角度を平行に近くし、弁座に作用する衝突力を緩和
して弁座のエロージョンも回避できる。
【0017】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る高差圧調節弁
を示す断面図、図2は図1の要部断面図、図3は図2の
III部拡大図、図4(A)は従来構造の流体流れ状態
を示す模式図、図4(B)は本発明構造の流体流れ状態
を示す模式図である。
【0018】高差圧調節弁10は、入口流路11及び出
口流路12並びに弁室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、上弁体ガイド15と下
弁体ガイド16が固定配置されている。下弁体ガイド1
6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。上弁体ガイド15と下弁体ガイド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。
【0019】下弁体ガイド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、上弁体ガイド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。
【0020】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2
4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。
【0021】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の外周閉塞面19
A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に導くことを可能にしてい
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θ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。
【0022】また、弁体19の外周閉塞面19Aの下部
には、上記内ケージ21の小孔25の流出角θと同一の
下向勾配θにて縮径し、小孔25から流出する流体噴流
を下向に案内する噴流案内面26とから形成される。
【0023】このとき、弁体19の前記シート面20
は、上記噴流案内面26によって覆われる如くに凹設さ
れている(図2参照)。換言すれば、弁体19の噴流案
内面26は、弁体19の外周閉塞面19Aから弁体19
のシート面20まわりを囲むように突き出し形成されて
いる。
【0024】そして、弁体19のシート面20及び弁座
17は、内ケージ21の小孔25及び弁体19の噴流案
内面26の勾配θより大なる勾配αを付与されている
(図3参照)。
【0025】また、弁体19におけるシート面20の下
部には、該シート面20より弁中心軸側に凹面状をなし
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26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。
【0026】尚、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。
【0027】次に、上記実施例の作用について説明す
る。
【0028】上記実施例によれば、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の外周閉塞面19A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、圧力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の出口
流路方向に曲げられ、更に噴流案内面26に案内され、
該噴流案内面26により覆われているシート面20に当
たることなく流下する。この流体は、更に、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。
【0029】即ち、上記実施例によれば、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、下向
勾配の小孔25及び噴流案内面26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
である極短周期の空洞成長現象を生ずることがない。こ
れにより、制御時における激しい振動を大幅に低減でき
る。
【0030】また、上記実施例によれば、噴流案内面2
6がシート面20まわりを囲むように突き出し形成さ
れ、噴流案内面26でシート面20を覆う如くになって
いるから、噴流案内面26の勾配θと小孔25の勾配θ
とを同一としても、小孔25からの噴流が噴流案内面2
6を経た後にシート面20に衝突することがなく、シー
ト面20のエロージョンを回避できる。このため、噴流
案内面26の勾配θを比較的小さくすることができ、結
果として、小孔25からの噴流の一部が噴流案内面26
により弁座17に向けて強く下向に曲げられることがな
く、弁座17のエロージョンも回避できる。
【0031】また、上記実施例によれば、噴流案内面2
6がシート面20まわりを囲むように突き出し形成さ
れ、噴流案内面26でシート面20を覆う如くになって
いるから、シート面20及び弁座17の勾配αを小孔2
5及び噴流案内面26の勾配θより大きくしても、シー
ト面20が外方に大きく張り出ることがなく、噴流案内
面26に案内されてくる噴流がシート面20に衝突して
しまうことがなく、シート面20のエロージョンを回避
できる。このため、シート面20及び弁座17の勾配α
を大とし、結果として弁座17に対する流れの衝突角度
を平行に近くし、弁座17に作用する衝突力を緩和して
弁座17のエロージョンも回避できる。
【0032】これにより、弁座17とシート面20が損
傷されにくく、弁全閉時に漏れのない確実な締め切りを
得ることができる。
【0033】尚、弁体19はステライト等の硬化盛金材
で表面を強化されているため、小孔25からの噴流が沿
って流れる噴流案内面26や整流面27が容易に浸食さ
れることはない。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御時の
激しい振動発生を低減し、かつ弁全閉時の締め切り性能
を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係る高差圧調節弁を
示す断面図である。
【図2】図2は図1の要部断面図である。
【図3】図3は図2のIII部拡大図である。
【図4】図4(A)は従来構造の流体流れ状態を示す模
式図、図4(B)は本発明構造の流体流れ状態を示す模
式図である。
【符号の説明】
10 調節弁 14 ケーシング 17 弁座 19 弁体 19A 外周閉塞面 20 シート面 21 内ケージ 25 小孔 26 噴流案内面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入口流路及び出口流路並びに弁室を備え
    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可能
    とするとともに、 前記弁体の周囲に同軸的にケージを設け、このケージに
    は該弁体の外周閉塞面により開閉され、流体流線が下向
    の流出角を形成する小孔が穿設され、該弁体の外周閉塞
    面の下部には上記小孔の流出角と略同一の下向勾配にて
    縮径し、該小孔から流出する流体噴流を下向に案内する
    噴流案内面が形成された調節弁において、 該弁体の上記噴流案内面が該弁体の外周閉塞面の下部か
    ら該弁体のシート面まわりを囲むように突き出し形成さ
    れ、 該シート面及び弁座は該小孔及び噴流案内面の勾配より
    大なる勾配を付与されて構成されることを特徴とする調
    節弁。
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