JPH10132139A - 調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１のプラグと第２のプラグとに加わる圧力
のバランスが崩れると前記第１のプラグおよび第２のプ
ラグ、さらには調整弁本体が振動したり制御不能な状態
になる可能性が生じる課題があった。 【解決手段】 上側流出方向変更室または下側流出方向
変更室のいずれか一方の流出方向変更室の形状を他方の
流出方向変更室の形状に比べて横方向へ拡張された形状
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、同一軸線上に配
置された上側シートリングおよび下側シートリングと、
前記軸線上を移動し前記上側シートリングと密着するこ
とにより上側流出方向変更室を介した上流側と下流側と
の間の流路を遮断する上側プラグと、該上側プラグと一
体的に移動して前記下側シートリングと密着することに
より下側流出方向変更室を介した上流側と下流側との間
の流路を遮断する下側プラグとを備え、前記上側シート
リングと前記上側プラグおよび前記下側シートリングと
前記下側プラグの間の間隙を調整することで上流側から
下流側への流体流出量を調整する調整弁に関し、特に流
体流出量の調整を安定して行うことの出来る調整弁に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５の（ａ）は、従来の調整弁の断面構
成を示す正面図、同図（ｂ）はその側面図である。図に
おいて、１は調整弁本体、２は上流側の流体流入口、３
は下流側の流体流出口、４は調整弁本体１にボルトによ
り固定された下蓋、５は調整弁本体１にボルトにより固
定された上蓋、６は調整弁本体１と下蓋４との間の水密
性、気密性を維持するためのガスケット、７は調整弁本
体１と上蓋５との間の水密性、気密性を維持するための
ガスケット、８は流体流出口３と連通している上側流出
方向変更室、９は同様に流体流出口３と連通している下
側流出方向変更室、１０は第１のプラグ（上側プラ
グ）、１１は第１のプラグ１０と一体的に形成された第
２のプラグ（下側プラグ）、１２は第１のプラグ１０と
密着することで上側流出方向変更室８と流体流入口２と
の間を遮断する第１のシートリング、１３は第２のプラ
グ１１と密着することで下側流出方向変更室９と流体流
入口２との間を遮断する第２のシートリングである。こ
れら第１のシートリング１２および第２のシートリング
１３は、調整弁本体１にそれぞれネジにより固定されて
いる。１４は第１のプラグ１０および第２のプラグ１１
と一体的に形成されたプラグ上端部、１５はプラグ上端
部と連結されたプラグ駆動ロッド、１６はプラグ駆動ロ
ッド１５、１６は第１のプラグ１０および第２のプラグ
１１を垂直に上下方向に移動させるためのダイヤフラム
操作器、１７はダイヤフラム操作器１６による第１のプ
ラグ１０および第２のプラグ１１の垂直方向の移動量を
指示するスケール部である。

【０００３】次に動作について説明する。この調整弁
は、通常、ダイヤフラム操作器１６内に配置されている
図示していない押圧スプリングにより第１のプラグ１０
および第２のプラグ１１が垂直に下方向に押圧されてお
り、この結果、第１のプラグ１０が第１のシートリング
１２と密着するとともに第２のプラグ１１が第２のシー
トリング１３と密着して、上側流出方向変更室８および
下側流出方向変更室９と流体流入口２との間を遮断した
状態にしている。この状態で、ダイヤフラム操作器１６
が動作すると垂直に上方向の力が発生し、プラグ駆動ロ
ッド１５とともに第１のプラグ１０および第２のプラグ
１１を垂直に上方向に移動させる。この結果、第１のプ
ラグ１０と第１のシートリング１２との間、および第２
のプラグ１１と第２のシートリング１３との間に間隙が
生じ、上側流出方向変更室８および下側流出方向変更室
９と流体流入口２との間が連通して流路が形成される。
この場合、第１のプラグ１０と第１のシートリング１２
との間、および第２のプラグ１１と第２のシートリング
１３との間に生じる間隙の大きさはダイヤフラム操作器
１６により制御可能であり、弁開度としてフレキシブル
に調整される。

【０００４】そして、第１のプラグ１０と第１のシート
リング１２との間に生じた間隙を経由して上昇し上側流
出方向変更室８へ流れ込んだ流体の流れの方向は上側流
出方向変更室８内で変えられ、上側流出方向変更室８内
を今度は下方へ向い流体流出口３から下流側へ流出す
る。一方、第２のプラグ１１と第２のシートリング１３
との間に生じた間隙を経由して下側流出方向変更室９へ
流れ込んだ流体の流れの方向は下側流出方向変更室９内
を今度は上方へ向い、上側流出方向変更室８からの流れ
と合流し下流側へ流出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の調整弁は以上の
ように構成されているので、第１のプラグ１０と第１の
シートリング１２の間、および第２のプラグ１１と第２
のシートリング１３の間に生じた間隙は開口面積などの
点で対称となるため、第１のプラグ１０と第２のプラグ
１１には同一の大きさで方向が正反対の圧力が加わり、
一体的に構成された第１のプラグ１０および第２のプラ
グ１１では前記圧力が相殺され、ダイヤフラム操作器１
６による第１のプラグ１０および第２のプラグ１１の制
御を容易にするが、なんらかの要因で前記第１のプラグ
１０と第２のプラグ１１とに加わる圧力のバランスが崩
れると前記第１のプラグ１０および第２のプラグ１１、
さらには調整弁本体１が振動したり制御不能な状態にな
る可能性が生じる課題があった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、上側のプラグと下側のプラグに
加わる圧力のアンバランスにより生じることのある各プ
ラグ、調整弁本体などの振動や制御不能な状態を防止
し、流体流出量の調整を安定して行うことの出来る調整
弁を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る調整弁は、上側流出方向変更室または下側流出方向変
更室のいずれか一方の主流となる流出方向変更室の容積
を他方の流出方向変更室の容積に比べて大きな容積にし
たものである。

【０００８】請求項２記載の発明に係る調整弁は、上側
流出方向変更室または下側流出方向変更室のいずれか一
方の流出方向変更室の容積を他方の流出方向変更室に比
べて主流となる横方向へ拡張された形状を有しているも
のである。

【０００９】請求項３記載の発明に係る調整弁は、横方
向へ拡張された形状を有している上側流出方向変更室ま
たは下側流出方向変更室のいずれか一方の、上側プラグ
と上側シートリングまたは下側プラグと下側シートリン
グとの間に生じた間隙を経て流入した流体の流れの方向
を変える流出方向変更面を、流体が流れる際の抵抗を軽
減する流線形状の凹面に形成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。 実施の形態１．図１は、この実施の形態１の調整弁の断
面構成を示す正面図および側面図である。図において、
１は調整弁本体、２は上流側の流体流入口、３は下流側
の流体流出口、４は調整弁本体１にボルトにより固定さ
れた下蓋、５は調整弁本体１にボルトにより固定された
上蓋、６は調整弁本体１内で上流側と下流側との間の水
密性、気密性を維持するためのガスケット、７は調整弁
本体１内で上流側と下流側との間の水密性、気密性を維
持するためのガスケットである。８は流体流出口３と連
通している上側流出方向変更室、９は同様に流体流出口
３と連通している下側流出方向変更室であり、図１の
（ｂ）に示すように上側流出方向変更室８は下側流出方
向変更室９よりも横方向に拡張された構成になってい
る。また、上側流出方向変更室８は下側流出方向変更室
９よりも大きい容積を有している。この容積比は、例え
ば８：２〜７：３程度である。１０は第１のプラグ（上
側プラグ）、１１は第１のプラグ１０と一体的に形成さ
れた第２のプラグ（下側プラグ）である。５１は第１の
プラグ１０および第２のプラグ１１と密着することで上
側流出方向変更室８と流体流入口２との間の流路の遮
断、および下側流出方向変更室９と流体流入口２との間
の流路の遮断を行うシートリングである。このシートリ
ング５１には第１のプラグ１０と密着する第１シートリ
ング構成部（上側シートリング）５１ａ、および第２の
プラグ１１と密着する第２シートリング構成部（下側シ
ートリング）５１ｂが設けられている。また、第１シー
トリング構成部５１ａの上端面には、シートリング５１
を調整弁本体１に対し回すことで着脱しやすいようにシ
ートリング５１を回すための凹部５１ｇ（図２参照）が
形成されている。なおシートリング５１は調整弁本体１
にネジにより固定されている。１４は第１のプラグ１０
および第２のプラグ１１と一体的に形成されたプラグ上
端部、１５はプラグ上端部１４と連結されたプラグ駆動
ロッドである。前記第１のプラグ１０および第２のプラ
グ１１は図示していないダイヤフラム操作器により垂直
に上方向に引き上げられることで、シートリング５１と
の間に間隙が生じ、上流側と下流側とが連通する。

【００１１】７１は上側流出方向変更室８の上側内面を
構成する上蓋５の底面に形成された流線形状の凹面であ
る。この流線形状の凹面７１は上側流出方向変更室８の
側壁が有している曲面と連続するように形成されてお
り、第１のプラグ１０と第１シートリング構成部５１ａ
との間に生じた間隙から流出した流体の流れの方向が上
側流出方向変更室８の前記側壁に沿って流体流出口３の
方向へ変えられる際に発生する流れの乱れを抑制するよ
うに前記側壁が有している曲面に対し連続性を有してい
る。

【００１２】図２はシートリング５１の構成を示す斜視
断面図、図３、図４はシートリングの他の形態を示す斜
視断面図である。図２に示すシートリング５１は、第１
のプラグ１０と密着する第１シートリング構成部５１
ａ、第２のプラグ１１と密着する第２シートリング構成
部５１ｂを有しており、これら第１シートリング構成部
５１ａと第２シートリング構成部５１ｂは円筒形状の連
結部５１ｃにより一体的に連結され構成されている。連
結部５１ｃは第１シートリング構成部５１ａおよび第２
シートリング構成部５１ｂと同一の材質、または異なっ
た材質いずれにより構成されていてもよく、同一の材質
により構成されている場合には、旋盤加工などにより一
体的に削り出すことが可能である。５１ｄは上流側の流
体流入口２から流入する流体を、第１のプラグ１０と第
１シートリング構成部５１ａとの間に形成された間隙お
よび第２のプラグ１１と第２シートリング構成部５１ｂ
との間に形成された間隙へ導くための孔であり、大口径
の孔５１ｄが１つ形成されている。この場合、孔５１ｄ
の口径、形状、位置を変えることで流路の特性を調整す
ることも可能である。５１ｅおよび５１ｆは調整弁本体
１側に形成された雌ネジ部へシートリング５１を螺合さ
せ固定するための雄ネジ部である。５１ｇはシートリン
グ５１を回して調整弁本体１に対するシートリング５１
の垂直方向の取付位置調整を行うための凹部であり、シ
ートリング５１の上端面に形成されている。この凹部５
１ｇには上方から挿入された取付位置調整爪の先端を係
合させ、前記取付位置調整爪を回転させてシートリング
５１を回してシートリング５１が調整弁本体１にねじ込
まれる量を調整し、調整弁本体１に対するシートリング
５１の垂直方向の取付位置調整を行う。

【００１３】また、図３に示すシートリング５２は、第
１のプラグ１０と密着する第１シートリング構成部（上
側シートリング）５２ａ、第２のプラグ１１と密着する
第２シートリング構成部（下側シートリング）５２ｂを
有しており、これら第１シートリング構成部５２ａと第
２シートリング構成部５２ｂは円筒形状の連結部５２ｃ
により一体的に連結され構成されている。連結部５２ｃ
は第１シートリング構成部５２ａおよび第２シートリン
グ構成部５２ｂと同一の材質、または異なった材質いず
れにより構成されていてもよく、同一の材質により構成
されている場合には、旋盤加工などにより一体的に削り
出すことが可能である。５２ｄは上流側の流体流入口２
から流入する流体を、第１のプラグ１０と第１シートリ
ング構成部５２ａとの間に形成された間隙および第２の
プラグ１１と第２シートリング構成部５２ｂとの間に形
成された間隙へ導くための孔であり複数形成されてい
る。そして、孔５２ｄはディフューザとしての機能を備
えている。５２ｅおよび５２ｆは調整弁本体１側に形成
された雌ネジ部へシートリング５２を螺合させ固定する
ための雄ネジ部である。５２ｇはシートリング５２を回
して調整弁本体１に対するシートリング５２の垂直方向
の取付位置調整を行うための凹部であり、シートリング
５２の上端面に形成されている。この凹部５２ｇには上
方から挿入された取付位置調整爪の先端を係合させ、前
記取付位置調整爪を回転させてシートリング５２を回し
てシートリング５２が調整弁本体１にねじ込まれる量を
調整し、調整弁本体１に対するシートリング５２の垂直
方向の取付位置調整を行う。

【００１４】また、図４に示すシートリング５３は、第
１のプラグ１０と密着する第１シートリング構成部（上
側シートリング）５３ａ、第２のプラグ１１と密着する
第２シートリング構成部（下側シートリング）５３ｂを
有しており、これら第１シートリング構成部５３ａと第
２シートリング構成部５３ｂは連結部５３ｃにより一体
的に連結され構成されている。連結部５３ｃは第１シー
トリング構成部５３ａおよび第２シートリング構成部５
３ｂと同一の材質、または異なった材質いずれにより構
成されていてもよく、同一の材質により構成されている
場合には、旋盤加工などにより一体的に削り出すことが
可能である。５３ｄは上流側の流体流入口２から流入す
る流体を、第１のプラグ１０と第１シートリング構成部
５３ａとの間に形成された間隙および第２のプラグ１１
と第２シートリング構成部５３ｂとの間に形成された間
隙へ導くための流導孔である。５３ｅおよび５３ｆは調
整弁本体１側に形成された雌ネジ部へシートリング５３
を螺合させ固定するための雄ネジ部である。５３ｇはシ
ートリング５３を回して調整弁本体１に対するシートリ
ング５３の垂直方向の取付位置調整を行うための凹部で
あり、シートリング５３の上端面に形成されている。こ
の凹部５３ｇには上方から挿入された取付位置調整爪の
先端を係合させ、前記取付位置調整爪を回転させてシー
トリング５３を回してシートリング５３が調整弁本体１
にねじ込まれる量を調整し、調整弁本体１に対するシー
トリング５３の垂直方向の取付位置調整を行う。

【００１５】なお、以上説明したシートリング５１，５
２，５３において雄ネジ部５１ｅ，５２ｅ，５３ｅと雄
ネジ部５１ｆ，５２ｆ，５３ｆのいずれか一方は省略す
ることが可能であり、省略した当該雄ネジ部と螺合する
調整弁本体１側の雌ネジ部も必要に応じて設けなくても
よく、このように構成したときには、雄ネジ部５１ｅ，
５２ｅ，５３ｅと雄ネジ部５１ｆ，５２ｆ，５３ｆを共
に形成する場合に比べシートリング５１，５２，５３の
製作が簡略化され容易になる。

【００１６】次に動作について説明する。この調整弁
は、通常、ダイヤフラム操作器内に配置されている押圧
スプリングにより第１のプラグ１０および第２のプラグ
１１が垂直に下方向に押圧されており、この結果、第１
のプラグ１０が第１シートリング構成部５１ａ（５２
ａ，５３ａ）と密着するとともに第２のプラグ１１が第
２シートリング構成部５１ｂ（５２ｂ，５３ｂ）と密着
して、上側流出方向変更室８および下側流出方向変更室
９と流体流入口２との間を遮断した状態にしている。こ
の状態で、ダイヤフラム操作器が動作すると垂直に上方
向の力が発生し、プラグ駆動ロッド１５を介して第１の
プラグ１０および第２のプラグ１１を垂直に上方向に移
動させる。この結果、第１のプラグ１０と第１シートリ
ング構成部５１ａ（５２ａ，５３ａ）との間、および第
２のプラグ１１と第２シートリング構成部５１ｂ（５２
ｂ，５３ｂ）との間に間隙が生じ、上側流出方向変更室
８および下側流出方向変更室９と流体流入口２との間が
連通して流路が形成される。この場合、第１のプラグ１
０と第１シートリング構成部５１ａ（５２ａ，５３ａ）
との間、および第２のプラグ１１と第２シートリング構
成部５１ｂ（５２ｂ，５３ｂ）との間に生じる間隙の大
きさはダイヤフラム操作器により制御可能であり、弁開
度としてフレキシブルに調整される。

【００１７】そして、第１のプラグ１０と第１シートリ
ング構成部５１ａ（５２ａ，５３ａ）との間に生じた間
隙を経由して上昇し上側流出方向変更室８へ流れ込んだ
流体の流れは、上側流出方向変更室８の側壁を沿って、
さらに前記側壁と連続した流線形状の凹面７１に沿って
流れ、流体の流れの方向は上側流出方向変更室８内で変
えられ流体流出口３から流出する。一方、第２のプラグ
１１と第２シートリング構成部５１ｂ（５２ｂ，５３
ｂ）との間に生じた間隙を経由して下側流出方向変更室
９へ流れ込む流体の流れの方向は下側流出方向変更室９
内を今度は上方へ向い流体流出口３から下流側へ送られ
る。

【００１８】このとき上側流出方向変更室８は下側流出
方向変更室９よりも横方向に拡張されて構成されている
とともに、下側流出方向変更室９よりも大きな容積を有
しているため、上流側の流体流入口２から流入した流体
は下側流出方向変更室９よりも上側流出方向変更室８の
方へ多く流入する。このため、第１のプラグ１０を押し
上げようとする圧力が第２のプラグ１１を押し下げよう
とする圧力より勝り、ダイヤフラム操作器が第１のプラ
グ１０および第２のプラグ１１を上方向へ引き上げて流
路を形成しようとする場合には、必ず第１のプラグ１０
および第２のプラグ１１の制御を容易にする方向へ作用
することになる。そして、上側流出方向変更室８内へ流
入した流体は、上側流出方向変更室８内を今度は下方へ
向い流体流出口３から下流側へ送られる。この際、流線
形状の凹面７１は上側流出方向変更室８の側壁が有して
いる曲面と連続性を有していることから、流体の流れの
方向が上側流出方向変更室８内で変えられる際に発生し
やすいはく離渦や流れの乱れは抑制され効率の良い流れ
を生じさせ、高ＣＶ値が達成でき、第１のプラグ１０と
第２のプラグ１１に加わる圧力のアンバランスにより生
じることのある第１のプラグ１０、第２のプラグ１１、
調整弁本体１の振動や制御不能な状態が防止され、流体
流出量の調整を安定して行うことが可能となる。

【００１９】また、調整弁本体１の構造は開口部が上蓋
５を取り外したときの上側流出方向変更室８の天井面の
みであることから、調整弁本体１の剛性を高め、重量を
含めて小型化を図ることが可能となる。

【００２０】なお、以上、上側流出方向変更室８は下側
流出方向変更室９よりも横方向に拡張されているととも
に、下側流出方向変更室９よりも大きな容積を有してい
るものとして説明したが、下側流出方向変更室９を上側
流出方向変更室８よりも横方向に拡張し、上側流出方向
変更室８よりも大きな容積を有している構成にしてもよ
い。また、このような構成では、第１のプラグ１０、第
２のプラグ１１の取付方向は逆向きになり、下蓋を調整
弁本体１から取り外してシートリング５１，５２，５３
を下方から調整弁本体１内部にねじ込む構成になる。ま
た、実施の形態１では、第１シートリング構成部５１
ａ、第２シートリング構成部５１ｂは一体構成されてい
るが、このシートリング構成部はそれぞれ別個独立に構
成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、上側流出方向変更室または下側流出方向変更室の
いずれか一方の主流となる流出方向変更室の容積が他方
の流出方向変更室の容積に比べて大きな容積を有する構
成を備えたので、上側プラグと下側プラグに加わる圧力
のアンバランスにより前記各プラグ、調整弁本体などが
振動したり制御不能になる状態が防止でき、流体流出量
の調整を安定して行うことが出来る効果がある。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、上側流出方
向変更室または下側流出方向変更室のいずれか一方の流
出方向変更室が他方の流出方向変更室に比べて主流とな
る横方向へ拡張された形状を有している構成を備えたの
で、上側プラグと下側プラグに加わる圧力のアンバラン
スにより前記各プラグ、調整弁本体などが振動したり制
御不能になる状態がさらに有効に防止でき、流体流出量
の調整を安定して行うことが出来る効果がある。

【００２３】請求項３記載の発明によれば、横方向へ拡
張された形状を有している上側流出方向変更室または下
側流出方向変更室のいずれか一方の、上側プラグと上側
シートリングまたは下側プラグと下側シートリングとの
間に生じた間隙から流入した流体の流れの方向を変える
流出方向変更面を、流体が流れる際の抵抗を軽減する流
線形状の凹面にした構成を備えたので、横方向へ拡張さ
れた形状を有している前記上側流出方向変更室または前
記下側流出方向変更室内の流体の流れが円滑になって、
上側プラグと下側プラグに加わる圧力のアンバランスに
より前記各プラグ、調整弁本体などが振動したり制御不
能になる状態がさらに有効に防止でき、流体流出量の調
整を安定して行うことが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による調整弁の断面構
成を示す正面図および側面図である。

【図２】この発明の実施の形態１による調整弁のシート
リングを示す斜視断面図である。

【図３】この発明の実施の形態１による調整弁のシート
リングの他の形態を示す斜視断面図である。

【図４】この発明の実施の形態１による調整弁のシート
リングの他の形態を示す斜視断面図である。

【図５】従来の調整弁の断面構成を示す正面図および側
面図である。

【符号の説明】 １ 調整弁本体 ８ 上側流出方向変更室 ９ 下側流出方向変更室 １０ 第１のプラグ（上側プラグ） １１ 第２のプラグ（下側プラグ） ５１，５２，５３ シートリング ５１ａ，５２ａ，５３ａ 第１シートリング構成部（上
側シートリング） ５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ 第２シートリング構成部（下
側シートリング） ７１ 流線形状の凹面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一軸線上に配置された上側シートリン
   グと下側シートリング、前記上側シートリングと密着す
   ることにより上側流出方向変更室を介した上流側と下流
   側との間の流路を遮断する上側プラグおよび前記下側シ
   ートリングと密着することにより下側流出方向変更室を
   介した上流側と下流側との間の流路を遮断する下側プラ
   グを有し、前記上側プラグと前記上側シートリングおよ
   び前記下側プラグと前記下側シートリングとの間に生じ
   た間隙により前記上流側と前記下流側とを連通させ、前
   記上流側から前記下流側へ流体を導く調整弁において、
   前記上側流出方向変更室または前記下側流出方向変更室
   のいずれか一方の主流となる流出方向変更室の容積が他
   方の流出方向変更室の容積に比べて大きな容積を有して
   いることを特徴とする調整弁。
2. 【請求項２】 上側流出方向変更室または下側流出方向
   変更室のいずれか一方の流出方向変更室は他方の流出方
   向変更室に比べて主流となる横方向へ拡張された形状を
   有していることを特徴とする請求項１記載の調整弁。
3. 【請求項３】 横方向へ拡張された形状を有している上
   側流出方向変更室または下側流出方向変更室のいずれか
   一方の、上側プラグと上側シートリングまたは下側プラ
   グと下側シートリングとの間に生じた間隙から流入した
   流体の流れの方向を変える流出方向変更面を、流体が流
   れる際の抵抗を軽減する流線形状の凹面に形成したこと
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の調整弁。