JP6516785B2 - Eccentric rotary valve - Google Patents
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Description
この発明は、石油、化学プラント等の計装設備、発電設備、及び工業用水、水力発電設備等の水やガス等の流体輸送用配管に設けられる遮断用途弁又は流量調整弁として使用される偏心回転弁に関するものである。 The present invention relates to an eccentricity used as a shutoff application valve or flow control valve provided in piping for fluid transportation of water, gas, etc., such as instrumentation equipment such as petroleum and chemical plant, power generation equipment, and industrial water, hydraulic power equipment etc. It relates to a rotary valve.
この種の偏心回転弁に二重偏心構造のものがあって、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、流体ｗが内部を流れる筒状の弁箱１と、その弁箱１内に挿入され、軸心ａが前記弁箱１の軸心ｃから離れた弁棒（弁軸）２と、その弁棒２に偏心して設けた弁体（プラグ）３と、その弁体弁座（シート部）３ａに接離する弁箱弁座１ａと、を有する構成が一般的である（特許文献１、請求項１、図１〜３参照）。図中、２ａは弁体３を弁軸２に支持するアームである。
The eccentric rotary valve of this type has a double eccentric structure, and as shown in FIGS. 4A to 4C, the fluid w is inserted into the
この二重偏心回転弁は、弁全開時に弁箱１内の流路中に抵抗となる突起等が少ない形状のため、バタフライ弁、玉形弁よりも圧力損失が小さいとされている。また、滞留部が無い構造のため、流体ｗ中に微少な粒子が含まれる場合や粘性の高い流体等の特殊な流体に対応することができるとされている。
さらに、この二重偏心回転弁の弁体表面（弁座３ａ）は、多くの場合、球面状に形成され、開閉に伴う流量が線形的に増減する流量特性において、玉形弁より劣るが、バタフライ弁より優れているという特徴を持っている。これらの特徴は流量制御弁として有効であり、本来、制御弁として玉形弁が用いられる場所においてもこの二重偏心回転弁が用いられる場合がある。
The double eccentric rotary valve has a smaller pressure loss than the butterfly valve and the ball-shaped valve because it has a shape with few protrusions and the like in the flow path in the
Furthermore, the valve body surface (the
しかしながら、二重偏心回転弁の多くは、図４Ａ（ｂ）に示すように、弁箱弁座１ａが弾性構造を持つ金属等の弾性体によって形成されたり、弁体弁座３ａを同様な弾性構造を持つ弾性体で形成されたりする。このため、高流体圧下では、その高圧によって弁座１ａが撓んでシール性が劣化して漏洩が生じるため、そのような高圧流体には使用することができないとされている。
すなわち、二重偏心構造を持つ弁の多くが、弾性構造を持つ弁箱弁座１ａと、弁体弁座３ａが適切な締め代を持つ弁***置で閉止性能を発揮する構造（ポジションシート）であり、その閉止性能が弾性構造を持つ金属片の弁箱弁座１ａの弾性力によって与えられている。これは、高圧流体ｗを閉止しようとしても、弁座１ａ、３ａを閉止している弾性力以上の流体圧がシート部（両弁座の当接部）に負荷すれば、そのシート部が開いて（隙間が生じて）弁閉止性能を確保できないからである。
このため、二重偏心回転弁において、弁操作（軸回転等）によって与えられる弁閉止方向トルクを増加させたとしても、弁閉止性能を向上させることはできない。
However, as shown in FIG. 4A (b), many of the double eccentric rotary valves are formed by an elastic body such as metal having an elastic structure, or the valve
That is, many of the valves having a double eccentric structure have a valve
Therefore, in the double eccentric rotary valve, even if the valve closing direction torque given by the valve operation (shaft rotation etc.) is increased, the valve closing performance can not be improved.
また、弾性構造を持つ弁座１ａ、３ａは、両者間（シート部）を弾性力により密着させており、制御弁として使用する場合、閉弁状態から弁微開動作を行う信号が入力した際、前記弾性力を有することから、弁体３が微動してもその弾性力が消滅するまで両弁座１ａ、３ａが離れず（開弁せず）、さらなる弁開動作を行う追加信号が入力すると、前記弾性力から解放された弁体３が急激に開く（開弁する）現象が認められる。この現象はジャンピング現象と呼ばれ、精度の高い流量制御を行う場合には好ましいことではない。
In addition, the
そのジャンピング現象が極限まで抑えられる弁として、三重偏心回転弁がある。この弁は、上記二重偏心弁に加え、さらに、弁体表面形状（円錐面形状）の軸心が弁箱１の中心線（軸心ｃ）から傾いて位置するものであって、弁箱弁座１ａと弁体弁座３ａのシール面は楕円断面となる（特許文献３、段落０００２第１１〜２１行、図１、図５参照）。
このシール面が楕円断面となることから、弁孔６は弁箱中心軸（中心線ｃ）に対して垂直方向では楕円状となる。
しかし、通常、流体ｗの配管には略真円筒が使用され、流体ｗの流通断面形状は略真円形であるため、弁孔６が楕円状であることは、その流通断面形状が略真円形から楕円状に変化することであって、圧力損失等が生じて、流体が弁孔を流通する際の障害となる。なお、上記二重偏心回転弁の弁孔６は略真円状である。
There is a triple eccentric rotary valve as a valve that can suppress the jumping phenomenon to the limit. This valve is, in addition to the above-mentioned double eccentric valve, the axial center of the valve body surface shape (conical surface shape) is positioned to be inclined from the center line (axial center c) of the
Since this sealing surface is an elliptical cross section, the
However, normally, a substantially true cylinder is used for piping of the fluid w, and the flow cross-sectional shape of the fluid w is substantially circular, so that the
この発明は、以上の実状の下、上記二重偏心弁の優良な特徴である滞留部が無いことに加え、球面形状弁体による線形の流量調整ができる流量特性を生かしつつ、低圧から高圧流体までを閉止することが可能で、かつジャンピング現象の発生を抑制でき、さらに流体が弁孔を円滑に流れ得る弁構造を提供することを課題とする。 In the present invention, in addition to the absence of the retaining portion which is an excellent feature of the double eccentric valve under the above actual conditions, a low pressure to high pressure fluid is utilized while making use of a flow rate characteristic capable of linear flow rate adjustment by a spherical shaped valve body. It is an object of the present invention to provide a valve structure capable of closing up to and suppressing the occurrence of a jumping phenomenon and further allowing fluid to flow smoothly through a valve hole.
上記課題を達成するために、まず、一般的に、回転弁の場合、上記ポジションシート（ポジション・シール）と呼ばれる弁座構造と、トルクシート（トルク・シール）と呼ばれる弁座構造が存在する。この発明は、弁が閉止（閉弁）した際、シート面（弁箱弁座と弁体弁座の当接部）を押し付けるトルクシート構造とすることにより、上記ジャンピング現象の発生を抑制する。
つぎに、楕円球（楕円球体）は楕円を三次元へ拡張したような形態であり、その表面は二次曲面となる。回転楕円体はその長軸または短軸を回転軸として得られる回転体である。楕円錐は底面が楕円の錐である。
上記楕円球体は、その表面形状が楕円球面であって、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となり、前記軸心に対してある角度で切断すると、その断面は真円状となる。一方、楕円錐体は、その表面形状が楕円錐面であって、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となり、同ある角度の斜めの面で適宜に切断すれば、その断面は真円状となる。
この点に注目し、この発明は、弁体弁座（シート面）及び弁箱弁座（シート面）を楕円球面又は楕円錐面としたのである。
このようにすると、従来になかったシート面構造であり、弁孔が真円状等とし得る。
In order to achieve the above problems, first, in the case of a rotary valve, there are a valve seat structure called a position seat (position seal) and a valve seat structure called a torque seat (torque seal). The present invention suppresses the occurrence of the above-mentioned jumping phenomenon by adopting a torque sheet structure that presses the seat surface (the contact portion between the valve box valve seat and the valve body valve seat) when the valve is closed (closed valve).
Next, an elliptical sphere (elliptic sphere) has a form like an ellipse expanded in three dimensions, and its surface is a quadric surface. A spheroid is a body of revolution obtained with its major or minor axis as the axis of rotation. An elliptical cone is a cone whose bottom is an ellipse.
The surface of the above-mentioned elliptical sphere is an elliptical sphere, and if cut in a plane perpendicular to the axis, the cross section becomes elliptical, and if cut at an angle to the axis, the cross section becomes It becomes a perfect circle. On the other hand, if the surface shape of an elliptical pyramid is an elliptical pyramid and it is cut by a plane perpendicular to the axis, the cross section becomes an ellipse, and it is cut by an oblique plane of the same angle. For example, the cross section is a perfect circle.
Focusing on this point, in the present invention, the valve body valve seat (seat surface) and the valve box valve seat (seat surface) are elliptical spherical surfaces or elliptical conical surfaces.
In this way, the seat surface structure is not present in the prior art, and the valve hole can be made into a perfect circular shape or the like.
この発明の具体的な構成は、まず、流体が内部を流れる筒状の弁箱と、その弁箱内に挿入され、軸心が前記弁箱の軸心から離れた弁棒と、その弁棒に偏心して設けた弁体と、軸心が弁箱の軸心に対して傾いた弁体弁座と、その弁体弁座が接離する弁箱弁座と、を有する偏心回転弁である。 A specific configuration of the present invention is, first, a cylindrical valve box through which the fluid flows, a valve rod inserted into the valve box, the axial center of which is separated from the axial center of the valve box, and the valve rod An eccentric rotary valve having a valve body provided eccentrically in the valve body, a valve body valve seat whose axial center is inclined with respect to the axial center of the valve box, and a valve box valve seat in which the valve body valve seat contacts and separates .
つぎに、この偏心回転弁において、上記弁体の表面形状を、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となる楕円球体の表面形状としての楕円球面、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となる楕円錐体の表面形状としての楕円錐面、又は真球面（以下、単に「楕円球面」、「楕円錐面」又は「真球面」と言う。）としたのである。
このように、弁体表面形状が楕円球面等からなると、開弁時、流体はその楕円球面等に沿って流れ、その流量が線形的に増減するとともに滞留部が無くなるため、流通が円滑になる。このため、従来の二重偏心回転弁の球面弁体と同等の流量特性を得ることができる。
Next, in this eccentric rotary valve, if the surface shape of the valve body is cut along a plane orthogonal to the axial center, an elliptical spherical surface as the surface shape of an elliptical sphere whose cross section becomes elliptical , the axial center if you cut along a plane perpendicular against, its cross-section an elliptical cone surface as the surface shape of the elliptical cone made elliptical, or true sphere (hereinafter, simply "ellipsoid", "elliptical conical surface" or "true It is said that it is "spherical" .
As described above, when the valve body surface shape is an elliptical spherical surface or the like, the fluid flows along the elliptical spherical surface or the like at the time of valve opening, and the flow rate linearly increases and decreases and the stagnation portion disappears, so the flow becomes smooth. . For this reason, it is possible to obtain a flow rate characteristic equivalent to that of the spherical valve body of the conventional double eccentric rotary valve.
さらに、弁体弁座と弁箱弁座を楕円球面同士又は楕円錐面同士としたり、弁体弁座を楕円球面、弁箱弁座を楕円錐面としたりしたのである。
このようにすれば、従来になかった弁座（シール部）の形状となり、流路方向に垂直な（弁箱の軸心に対して直交方向の）真円で接するものとすることができる。但し、真円にならなくても、流通に支障がなければ、真円以外、例えば、楕円などになっても良い。
Furthermore, the valve body valve seat and the valve box valve seat are made to be elliptical spherical surfaces or elliptical conical surfaces, the valve body valve seat is made an elliptical spherical surface, and the valve box valve seat is made an elliptical conical surface.
In this manner, the valve seat (seal portion) can be shaped as in the prior art, and can be in contact with a perfect circle perpendicular to the flow path direction (perpendicular to the axis of the valve box). However, even if it does not become a perfect circle, if there is no hindrance to distribution, it may be an ellipse etc. other than a perfect circle, for example.
すなわち、弁体弁座（シート部）に正接する（その接点において直交状態で接する）錐又は球の中心線（軸心）を弁棒長手方向に垂直な面において、弁箱流路中心から傾け、かつその錐又は球を楕円錐又楕円球とし、さらに、その楕円錐又は楕円球に正接する楕円球面又は楕円錐面の弁座を持つ弁体とした。その弁体弁座と対をなす弁箱弁座は前記弁体表面の球面に倣った楕円球面、若しくは前記弁体表面の楕円球面に正接する楕円錐面構造とする。 That is, the center line (axial center) of a cone or sphere that is tangent to the valve body (seat portion) at a tangent point (contacts in the orthogonal state at the contact point) is inclined from the valve box channel center in a plane perpendicular to the valve rod longitudinal direction. And, the cone or sphere thereof is an elliptic cone or an elliptic sphere, and further, a valve body having a valve seat of an elliptic sphere or an elliptic cone surface tangent to the elliptic cone or oval sphere. The valve box and the valve seat paired with the valve seat have an elliptical spherical surface that conforms to the spherical surface of the valve body surface, or an elliptical conical surface structure tangent to the elliptical spherical surface of the valve body surface.
上記弁体弁座に正接する錐又は球の中心線を弁棒長手方向に垂直な面において、弁箱流路中心から傾け、かつその錐又は球を楕円錐又楕円球とし、さらに、その楕円錐又は楕円球に正接する楕円球面又は楕円錐面の弁座を持つ弁体は、弁棒を回転させた時、弁体表面の弁座面が弁箱弁座面に対して、真円球面の場合よりも大きなアプローチ角を持って接触する。アプローチ角は、圧力角と呼ばれ、これは、弁棒を回転させ、弁座面同士を接触させた際の弁棒のトルクが弁座面の接触面圧となる過程での重要な要素となっている。このアプローチ角が大きくなる作用により、通常の偏心回転弁よりも弁座の接触圧を上げることはできる。接触圧が上がれば閉弁作用も向上する。 In the plane perpendicular to the longitudinal direction of the valve rod, the center line of the cone or sphere tangent to the valve body is inclined from the center of the valve box flow path, and the cone or sphere is an elliptical cone or ellipsoid, and the ellipse In a valve body having an elliptical spherical surface or an elliptical conical surface tangent to a cone or an oval sphere, when the valve rod is rotated, the valve seat surface of the valve body is a perfect circle spherical surface with respect to the valve box valve seat surface. Contact with a larger approach angle than in the case of. The approach angle is called a pressure angle, which is an important factor in the process in which the torque of the valve stem when the valve stems are brought into contact with each other by rotating the valve stem becomes the contact pressure of the valve seat It has become. The action of increasing the approach angle makes it possible to increase the contact pressure of the valve seat more than a conventional eccentric rotary valve. As the contact pressure increases, the valve closing action also improves.
また、従来のポジションシート構造を持つ二重偏心弁とは異なり、トルクシート構造、すなわち弁棒を回転させることにより弁座面に接触面圧を発生させて閉弁性能を得る構造である。すなわち、弁箱流路中心線から楕円球状弁体を傾けることにより構成される楕円球により、従来の表面円球面の弁体よりも接触面圧を増加させることができ、弁棒を回転させるトルクを増加させることにより、接触面圧が増加する。
このため、従来は、弾性体構造によって弁座閉止性能を確保していた偏心回転弁が、この発明では、弁棒の回転トルクにより弁閉止性能を確保することができる。この閉止性能は、弁棒の回転トルクにより得られるため、高圧流体の閉止が可能となる。また、弁座同士は、弾性力により保持されないため、ジャンピング現象も抑制される。
Further, unlike a double eccentric valve having a conventional position seat structure, it has a torque seat structure, that is, a structure in which the contact pressure is generated on the valve seat surface by rotating the valve rod to obtain the valve closing performance. In other words, the contact surface pressure can be increased compared to a conventional valve body with a spherical surface spherical surface by means of an elliptical ball configured by inclining the elliptic spherical valve body from the valve box flow path center line, and torque for rotating the valve rod The contact pressure is increased by increasing.
For this reason, the eccentric rotary valve which has conventionally secured the valve seat closing performance by the elastic body structure can secure the valve closing performance by the rotation torque of the valve rod in the present invention. Since this closing performance is obtained by the rotational torque of the valve rod, the high pressure fluid can be closed. Moreover, since the valve seats are not held by the elastic force, the jumping phenomenon is also suppressed.
さらに、上記楕円球弁体表面のシート部（弁座）のみを楕円錐とし、その楕円錐に倣った楕円錐の弁箱弁座とする構造においても、その楕円錐の中心線を傾けた作用により、アプローチ角を大きくし、接触面圧を増加させる作用がある。 Furthermore, even in a structure in which only the seat portion (valve seat) on the surface of the above-mentioned elliptic sphere valve body is made an elliptical cone, and the valve box valve seat of an elliptical cone that follows the elliptical cone, the function of tilting the center line of the elliptical cone Thus, the approach angle is increased and the contact pressure is increased.
また、楕円球を形成する錐を楕円錐とした構造は、楕円錐を特定の断面で切断した場合、切断面が真円となる特性を生かしたものである。すなわち、弁箱流路中心線に垂直な面に設けられる弁座面が真円となるように、楕円錐を配置し、その楕円錐に正接する楕円球を形成した場合、弁箱流路中心線に垂直な面において、楕円球断面は真円となる。この真円断面は、弁体弁座及び弁箱弁座の断面形状となる。
この楕円球を構成する錐を楕円錐としたのは、シート部縦断面が真円となることで、楕円に比べて弁座接触面圧を安定したものにすることができる。
Moreover, the structure which made the cone which forms an elliptical sphere an elliptical cone utilizes the characteristic from which a cut surface becomes a perfect circle, when an elliptical cone is cut | disconnected by a specific cross section. That is, when an elliptical cone is disposed so that the valve seat surface provided on a plane perpendicular to the valve box flow path center line is a perfect circle, and an elliptical sphere tangent to the elliptical cone is formed, the valve box flow path center In the plane perpendicular to the line, the elliptical cross section is a perfect circle. The true circular cross section is the cross sectional shape of the valve body valve seat and the valve box valve seat.
The reason why the cone that constitutes this elliptical sphere is an elliptical cone is that the vertical cross section of the seat portion is a true circle, and the valve seat contact surface pressure can be made more stable than that of an ellipse.
上記弁箱弁座と弁体弁座が流路方向に垂直な真円で接して閉弁するようにすれば、略真円筒の配管に使用した際、流体の断面形状は略真円形であるため、弁孔が真円状となり、その流体断面形状が略真円形から真円状に変化することであって、圧力損失等が生じず、流体の安定した流通を確保できる。
なお、この発明でいう「真円」とは、径が全周に亘って同一の円のみを言うのではなく、流通に影響がない程度の径変化の場合も含む。
When the valve box valve seat and the valve body valve seat are in contact and closed in a true circle perpendicular to the flow path direction, the cross-sectional shape of the fluid is substantially true circle when used for a substantially true-cylindrical pipe Therefore, the valve hole becomes a perfect circle, and the cross-sectional shape of the fluid changes from a substantially perfect circle to a perfect circle, and pressure loss and the like do not occur, and stable flow of fluid can be ensured.
The term "perfect circle" in the present invention does not mean that the diameter is the same circle alone throughout the entire circumference, but also includes the case of a change in diameter that does not affect the circulation.
この発明は、以上のように構成し、アプローチ角を大きくし、接触面圧を増加させたので、止水性能の優れたものとなる。また、滞留部が無く、球面形状弁体による線形の流量調整ができる流量特性を生かすことができ、低圧から高圧流体までを閉止することが可能で、かつジャンピング現象の発生を抑制できる。 The present invention is configured as described above, the approach angle is increased, and the contact surface pressure is increased. Therefore, the water blocking performance is excellent. In addition, since there is no stagnant part, it is possible to make use of flow rate characteristics that allow linear flow rate adjustment by the spherical shaped valve body, it is possible to close from low pressure to high pressure fluid, and to suppress the occurrence of the jumping phenomenon.
この発明に係る偏心回転弁も、図４Ａに示した偏心構造のものであって、流体ｗが内部を流れる筒状の弁箱１と、その弁箱１内に挿入され、軸心ａが前記弁箱１の軸心（弁体流路中心）ｃから離れた弁棒（弁軸）２と、その弁棒２に偏心して設けた弁体（プラグ）３と、その弁体弁座（シート部）３ａに接離する弁箱弁座１ａと、を有するプラグ弁である。弁箱弁座１ａは金属製シートリング４によって形成されている。
The eccentric rotary valve according to the present invention is also of the eccentric structure shown in FIG. 4A, and is inserted into the
このプラグ弁において、図１Ａ〜図１Ｇに示す実施形態のプラグ弁（偏心回転弁）Ｖ１は、弁箱弁座１ａを楕円球面とし、楕円球の一部をなす弁体３の弁座３ａも楕円球面としたものであり、シール面（部）５は楕円球面同士のピッタリと当接（シール）した面接触となる。
弁体３は、その軸心（楕円球中心線）ｄが弁箱１の軸心ｃに対して所要角度θ傾いて弁棒２に取り付けられて、弁体弁座３ａもその軸心が同様に弁箱１の軸心ｃに対して所要角度θ傾いている（図１Ｂ参照）。また、弁箱弁座１ａの楕円球面の軸心（中心線）ｄも同様に所要角度傾いている。
この弁体３の弁座３ａが弁箱弁座１ａに当接すると、その当接線は図１Ｄに示すように、真円となり、その真円は弁箱１の軸心ｃに対して直交する。この真円となって直交する弁体３の傾斜角度θ及び弁座１ａ、３ａの楕円線は、実験及びシミュレーション等によって適宜に設定する。このとき、シート面（両弁座１ａ、３ａが接する面、以下、シール部又はシート部の当接面とも言う）５は、ある幅（同一幅）を持った接触面となり、ある幅を有することによって確実なシール（閉弁）作用を行う。
In this plug valve, the plug valve (eccentric rotary valve) V1 of the embodiment shown in FIGS. 1A to 1G has the valve
The
When the
このように、弁体弁座３ａに正接する楕円球の中心線ｄを弁棒長手方向に垂直な面において、弁箱１流路中心ｃから傾け、かつその楕円球に正接する楕円球面の弁座３ａを持つ弁体３表面の楕円球は、弁棒２を回転させた時、弁体表面の弁座面３ａが弁箱弁座面１ａに対して、弁体弁座３ａが真円球面の場合よりも大きなアプローチ角（圧力力）αを持ってトルクシールで接触する（図１Ｂ参照）。このため、弁棒２を回転させると、アプローチ角αが大きくなる作用により、通常の偏心回転弁よりも弁座１ａ、３ａの接触圧を上げることはできる。接触圧が上がれば閉弁作用も向上する。
As described above, the valve of the elliptic spherical surface tangent to the
また、従来のポジションシート構造ではなく、上記トルクシート（トルクシール）構造で閉弁性能を得るとともに、弁体３が楕円球状であるため、従来の表面円球面の弁体よりも接触面圧を増加させることができ、弁棒２を回転させるトルクを増加させることにより、接触面圧が増加する。このため、弁棒２の回転トルクにより弁閉止性能を確保することができ、この閉止性能は、弁棒２の回転トルクにより得られるため、高圧流体の閉止が可能となる。また、弁座１ａ、３ａ同士は、弾性力により保持されないため、ジャンピング現象も抑制される。
さらに、弁体３表面が楕円球であるため、従来の二重偏心回転弁の球面弁体と同等の流量特性を得ることができる。
Further, the
Furthermore, since the surface of the
また、弁箱流路中心線ｃに垂直な面に設けられる弁座面１ａ、３ａをその当接面が真円となるようにしたため、弁箱流路中心線ｃに垂直な面において、楕円球断面は真円となる。この真円断面は、弁体弁座及び弁箱弁座の断面形状となる。このシート断面（弁孔６）が真円となることで、楕円に比べて弁座接触面圧を安定したものにすることができるとともに、略真円筒の配管に介設した際、流体の断面形状は略真円形であるため、弁孔が真円状であることは、その流体断面形状が略真円形から真円状に変化することであって、圧力損失等が生じず、流体の安定した流通を確保できる。 In addition, since the valve seat surfaces 1a and 3a provided on the surface perpendicular to the valve box flow channel center line c have a perfect circle in their contact surfaces, an ellipse in the surface perpendicular to the valve box flow channel center line c The sphere cross section is a perfect circle. The true circular cross section is the cross sectional shape of the valve body valve seat and the valve box valve seat. Since the cross section of the seat (valve hole 6) is a perfect circle, the valve seat contact surface pressure can be made more stable than an ellipse, and the fluid cross section when it is interposed in a substantially cylindrical pipe. Since the shape is substantially a perfect circle, the fact that the valve hole is a perfect circle means that the cross-sectional shape of the fluid changes from a substantially true circle to a true circle, and pressure loss and the like do not occur, and the fluid is stable. Secure distribution.
図２Ａ〜図２Ｃに示す実施形態のプラグ弁Ｖ２は、弁箱弁座１ａの全面を楕円錐面とし、楕円球の弁体３の弁座３ａを楕円球面としたものであり、シール面５は弁座１ａ、３ａの一部がピッタリと当接した線接触となる。
弁体３は、同様に、その軸心（中心線）ｄが弁箱１の軸心ｃに対して所要角度θ傾いて弁棒２に取り付けられて、弁体弁座３ａもその軸心が同様に弁箱１の軸心ｃに対して所要角度θ傾いている。また、弁箱弁座１ａの楕円錐面の軸心（中心線）ｂも所要角度傾いている。
この弁体３の弁座３ａが弁箱弁座１ａに当接すると、その当接面（シール部５）は、同様に、真円となり、その真円は弁箱１の軸心ｃに対して直交する。この真円となって直交する弁体３の傾斜角度θ及び弁座１ａ、３ａの楕円線は、実験及びシミュレーション等によって適宜に設定する。
この実施形態は、上記図１Ｃなどで示した実施形態と同様に、トルクシールとなる等の作用を発揮する。
The plug valve V2 of the embodiment shown in FIGS. 2A to 2C has the entire surface of the valve
Similarly, the
When the
This embodiment exerts an effect such as a torque seal as in the embodiment shown in FIG. 1C and the like.
図３Ａ〜図３Ｃに示す実施形態のプラグ弁Ｖ３は、弁箱弁座１ａを楕円錐面とし、楕円球の弁体３の弁座３ａを楕円錐面としたものであり、シール面５は弁座１ａ、３ａの楕円錐面同士のピッタリと当接（シール）した面接触となる。
弁体３は、同様に、その軸心（中心線）ｄが弁箱１の軸心ｃに対して所要角度θ傾いて弁棒２に取り付けられて、弁体弁座３ａもその軸心が同様に弁箱１の軸心ｃに対して所要角度θ傾いている。また、弁箱弁座１ａの楕円錐面の軸心（中心線）ｂも所要角度傾いている。
この弁体３の弁座３ａが弁箱弁座１ａに当接すると、その当接面（シール部５）は、同様に、真円となり、その真円は弁箱１の軸心ｃに対して直交する。この真円となって直交する弁体３の傾斜角度θ及び弁座１ａ、３ａの楕円線は、実験及びシミュレーション等によって適宜に設定する。
この実施形態は、上記図１Ｃなどで示した実施形態と同様に、トルクシールとなる等の作用を発揮する。すなわち、楕円球弁体３表面のシート部５のみを楕円錐とし、その楕円錐に倣った楕円錐の弁箱弁座１ａとする構造においても、その楕円錐の中心線ｂを傾けた作用により、アプローチ角αを大きくし、接触面圧を増加させる作用等がある。
The plug valve V3 of the embodiment shown in FIGS. 3A to 3C has the valve
Similarly, the
When the
This embodiment exerts an effect such as a torque seal as in the embodiment shown in FIG. 1C and the like. That is, even in a structure in which only the
この発明は、弁体３の表面形状が楕円球面の場合であったが、楕円錐面又は真円球の場合であっても、この発明の作用効果を発揮する限りにおいて、同様に、弁体弁座３ａと弁箱弁座１ａとを楕円球面同士としたり、弁体弁座３ａが楕円球面、弁箱弁座１ａが楕円錐面としたり、弁体弁座３ａと弁箱弁座１ａとを楕円錐面同士としたりすることができる。また、流体ｗには、水やガス、及びそれらに微少な粒子が含まれる場合や粘性の高い流体等の特殊な流体等の種々のものが適用できることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In the present invention, the surface shape of the
Thus, it should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 弁箱
１ａ 弁箱弁座
２ 弁棒
３ 弁体
３ａ 弁体弁座
４ 弁箱弁座用シートリング
５ シート部（シート面）
６ 弁孔
Ｖ１〜Ｖ３ 偏心回転弁（プラグ弁）
ａ 弁棒の軸心（中心線）
ｂ 弁体弁座、弁箱弁座の楕円錐の軸心（中心線）
ｃ 弁箱の軸心（中心線）
ｄ 弁体弁座、弁箱弁座の楕円球軸心（中心線）
θ 弁体の傾斜角度
α 圧力角（アプローチ角）
1
6 Valve hole V1 to V3 Eccentric rotary valve (plug valve)
a Axis of the stem (center line)
b Valve center, axial center of the elliptical cone of the valve box (center line)
c Axis of valve box (center line)
d Valve body Valve seat, Elliptical ball axial center of valve box valve seat (center line)
θ Angle of inclination of valve body α Pressure angle (approach angle)
Claims (4)
上記弁体（３）の表面形状が、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となる楕円球体の表面形状としての楕円球面、又は真球面からなり、上記弁体弁座（３ａ）と弁箱弁座（１ａ）が楕円球面同士である偏心回転弁。 A cylindrical valve box (1) through which the fluid (w) flows and the valve center (a) is inserted into the valve box (1), and the shaft center (a) is separated from the shaft center (c) of the valve box (1) A valve rod (2), a valve body (3) provided eccentrically to the valve rod (2), and a valve body in which an axial center (b) is inclined with respect to an axial center (c) of the valve box (1) An eccentric rotary valve having a valve seat (3a) and a valve box valve seat (1a) with which the valve body valve seat (3a) contacts and separates,
Said valve body is a surface shape (3), if cut along a plane perpendicular to the axis, the cross section is elliptical sphere surface as the surface shape of an ellipse sphere an elliptical shape, or made from a true sphere, the Eccentric rotary valve in which the valve body valve seat (3a) and the valve box valve seat (1a) are elliptic spherical surfaces.
上記弁体（３）の表面形状が、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となる楕円球体の表面形状としての楕円球面、又は真球面からなり、上記弁体弁座（３ａ）が楕円球面、上記弁箱弁座（１ａ）が楕円錐面である偏心回転弁。 A cylindrical valve box (1) through which the fluid (w) flows and the valve center (a) is inserted into the valve box (1), and the shaft center (a) is separated from the shaft center (c) of the valve box (1) A valve rod (2), a valve body (3) provided eccentrically to the valve rod (2), and a valve body in which an axial center (b) is inclined with respect to an axial center (c) of the valve box (1) An eccentric rotary valve having a valve seat (3a) and a valve box valve seat (1a) with which the valve body valve seat (3a) contacts and separates,
Said valve body is a surface shape (3), if cut along a plane perpendicular to the axis, the cross section is elliptical sphere surface as the surface shape of an ellipse sphere an elliptical shape, or made from a true sphere, the An eccentric rotary valve in which the valve body valve seat (3a) is an elliptical spherical surface and the valve box valve seat (1a) is an elliptical conical surface.
上記弁体（３）の表面形状が、軸心に対して直交する面で切断すれば、その断面は楕円状となる楕円球体の表面形状としての楕円球面からなり、上記弁体弁座（３ａ）と弁箱弁座（１ａ）が楕円錐面同士である偏心回転弁。 A cylindrical valve box (1) through which the fluid (w) flows and the valve center (a) is inserted into the valve box (1), and the shaft center (a) is separated from the shaft center (c) of the valve box (1) A valve rod (2), a valve body (3) provided eccentrically to the valve rod (2), and a valve body in which an axial center (b) is inclined with respect to an axial center (c) of the valve box (1) An eccentric rotary valve having a valve seat (3a ) and a valve box valve seat (1a) with which the valve body valve seat (3a) contacts and separates,
If the surface shape of the valve body (3) is cut in a plane perpendicular to the axial center, the cross section is an elliptical spherical surface as the surface shape of an elliptical sphere having an elliptical shape, and the valve body valve seat (3a Eccentric rotary valve where the valve seat and the valve seat (1a) are elliptic cones.
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