JPH10159997A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の複座弁構造の弁装置には、リフト量が
特定の範囲を超えると操作器の制御が不安定になってし
まうという課題があった。 【解決手段】 流入口９から弁箱３内に流入した流体は
上下に２分され、一方は上側ポート部１１を通って上側
流路１１ａを流れる。他方は下側ポート部１２を通って
下側流路１２ａを流れる。下側流路１２ａの断面積を上
側流路１１ａの断面積よりも小さく形成することによ
り、上下の流量比を適正な値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプラグおよびシー
トリングを二組設けることにより流れを上下に分ける複
座弁構造の弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の弁装置を示す断面図であ
り、図において、１は弁装置の上蓋、２は下蓋、３は上
蓋１と下蓋２との間に設けられた弁箱である。５は上側
プラグであり、６は下側プラグである。上側プラグ５お
よび下側プラグ６は、弁軸４に同軸状に取り付けられて
おり、弁軸４に連動して上下方向にシフトする。７は上
側プラグ５と対を成す上側シートリング、８は下側プラ
グ６と対を成す下側シートリングである。９は弁箱３の
流入口、１０は弁箱３の流出口である。１１は上側シー
トリング７が成す上側ポート部、１２は下側シートリン
グ８が成す下側ポート部である。１１ａは上側ポート部
１１から流出する流体が流れる上側流路、１２ａは下側
ポート部１２から流出する流体が流れる下側流路であ
る。

【０００３】次に動作について説明する。流体は流入口
９から弁箱３内に流入し、流出口１０から流出する。リ
フト量が０％、すなわち上側プラグ５と上側シートリン
グ７とが密着しており、下側プラグ６と下側シートリン
グ８とが密着した状態では、流体の流入および流出はほ
とんど無い。弁軸４により上側プラグ５および下側プラ
グ６をシフトさせると、流入口９から流入した流体は、
上側ポート部１１を通って上側流路１１ａを流れるとと
もに、下側ポート部１２を通って下側流路１２ａを流れ
る。上側流路１１ａおよび下側流路１２ａの双方を通っ
た流体は、流出口１０から流出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の弁装置は以上の
ように構成されているので、次のような課題があった。
従来の複座弁はプラグとシートリングとを二組設け、流
体の流れを上下に分けるものであり、上下の流れによる
流体の不平衡力を殆ど相殺することを特徴とする。しか
しながら、リフト量と不平衡力との関係の一例を示す図
５から分かるように、不平衡力は、リフト量が０〜５０
％まではプラス方向（弁を開く方向）に働いているが、
リフト量が５０％を超えると急にマイナス方向（弁を閉
じる方向）に転じ、１００％に至るまで増大し続ける。
図５では、不平衡力がプラス方向からマイナス方向に転
じるのはリフト量が５０％の点であったが、他の事例も
合わせて考慮すると、不平衡力がプラス方向からマイナ
ス方向に転じるのはリフト量が３０〜５０％の範囲内に
ある場合である。

【０００５】不平衡力がプラス方向に働いている間、操
作器（図示せず）は弁軸４を介して上側プラグ５および
下側プラグ６を押圧して弁を閉じる方向に制御してい
る。この状態で、不平衡力がマイナス方向に転じると、
上側プラグ５および下側プラグ６は弁を閉じるように作
用するので、弁の開度を維持するために操作器は、弁を
開ける方向に制御する。しかも、不平衡力のマイナス方
向への転換が急であるほど、操作器の制御も急激にな
る。以上のように、従来の弁装置には、リフト量が特定
の範囲を超えると操作器の制御が不安定になってしまう
という課題があった。

【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、リフト量に拘らずプラグに働く不
平衡力をほぼ一定にすることのできる弁装置を得ること
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
る弁装置は、上側流路への流体の流量を調節する上側プ
ラグおよび上側シートリングと、この上側プラグおよび
上側シートリングと同軸上に設けられ、下側流路への流
体の流量を調節する下側プラグおよび下側シートリング
とを備えた複座弁構造の弁装置において、前記下側流路
の流量を前記上側流路の流量より小さな値としたもので
ある。

【０００８】請求項２記載の発明に係る弁装置は、上側
流路と下側流路の流量比を１．０：０．７〜０．９とし
たものである。

【０００９】請求項３記載の発明に係る弁装置は、上側
流路の断面積を下側流路の断面積よりも小さく形成した
ものである。

【００１０】請求項４記載の発明に係る弁装置は、流入
側の流路の中心線が流入口の中心と流出口の中心を結ぶ
弁装置の対称中心線よりも低く位置するように前記上側
プラグおよび前記下側プラグを設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による弁
装置の断面図であり、図において、１は弁装置の上蓋、
２は下蓋、３は上蓋１と下蓋２との間に設けられた弁箱
である。５は上側プラグであり、６は下側プラグであ
る。上側プラグ５および下側プラグ６は、弁軸４に同軸
状に取り付けられており、弁軸４に連動して上下方向に
シフトする。７は上側プラグ５と対を成す上側シートリ
ング、８は下側プラグ６と対を成す下側シートリングで
ある。９は弁箱３の流入口、１０は弁箱３の流出口であ
る。１１は上側シートリング７が成す上側ポート部、１
２は下側シートリング８が成す下側ポート部である。１
１ａは上側ポート部１１から流出する流体が流れる上側
流路、１２ａは下側ポート部１２から流出する流体が流
れる下側流路である。

【００１２】この実施の形態１においては、下側流路１
２ａは、ここを流れる流体の流量が上側流路１１ａを流
れる流体の流量よりも所定の値だけ小さくなるように絞
って形成されている。

【００１３】次に動作について説明する。流体は流入口
９から弁箱３内に流入し、流出口１０から流出する。リ
フト量が０％、すなわち上側プラグ５と上側シートリン
グ７とが密着し、下側プラグ６と下側シートリング８と
が密着した状態では、流体の流入および流出はほとんど
無い。弁軸４により上側プラグ５および下側プラグ６を
上方向へシフトさせると、流入口９から流入した流体
は、上側ポート部１１を通って上側流路１１ａを流れる
とともに、下側ポート部１２を通って下側流路１２ａを
流れる。上側流路１１ａおよび下側流路１２ａの双方を
通った流体は、流出口１０から外部へ流出する。

【００１４】図２はこの発明の実施の形態１による弁装
置のリフト量と不平衡力との関係を示す図である。図
中、上側流路１１ａの流量を１．０とした場合、下側流
路１２ａの流量比が０．７の場合を○印で示し、下側流
路１２ａの流量比が０．９の場合を□印で示してある。
リフト量０％〜６０％まで不平衡力は、両者ともプラス
方向の小さな値で安定的に推移している。リフト量が７
０％になると、両者とも不平衡力がプラス方向に少し増
大する。リフト量が８０％になると、下側流路１２ａの
流量比が０．７の場合（○印）には不平衡力が零レベル
に接近し、下側流路１２ａの流量比が０．９の場合（□
印）には不平衡力はプラス方向の大きな値となる。

【００１５】図２には示していないが、下側流路１２ａ
の流量比が０．７以下の場合には、リフト量８０％で不
平衡力がプラス方向からマイナス方向に転じる。また、
下側流路１２ａの流量比が０．９以上の場合、リフト量
が８０％を超えると不平衡力はプラス方向のままで大き
な値になってしまう。したがって、上側流路１１ａの流
量を１．０とした場合、下側流路１２ａの流量比を０．
７〜０．９の範囲に設定すると、リフト量０％〜１００
％の全範囲にわたって、不平衡力はプラス方向の小さな
値を維持する。

【００１６】操作器（図示せず）は弁の開度を所定の値
に維持するために、不平衡力の方向と逆の方向に弁軸４
を駆動しているから、不平衡力の方向がプラスからマイ
ナス、あるいはマイナスからプラスへ転換するときに操
作器の制御が不安定になる。つまり、リフト量０％〜１
００％の全範囲にわたって、不平衡力がプラス方向また
はマイナス方向のいずれか一方の方向の小さな値を維持
し続ければ、操作器の制御は安定的に推移する。上述し
たようにこれを満足する条件が、上側流路１１ａの流
量：下側流路１２ａの流量の比を１．０：０．７〜０．
９に設定することである。

【００１７】この実施の形態１による弁装置では、上側
流路１１ａの流量：下側流路１２ａの流量＝１．０：
０．７〜０．９を満足させるために、下側流路１２ａの
断面積を上側流路１１ａの断面積よりも所定の値だけ小
さく設定している。流入口９から弁箱３内に流入した流
体は上下に２分され、一方は上側ポート部１１を通って
上側流路１１ａを流れる。他方は下側ポート部１２を通
って下側流路１２ａを流れる。このとき、上側流路１１
ａの流量：下側流路１２ａの流量＝１．０：０．７〜
０．９が成立するように、上側流路１１ａおよび下側流
路１２ａが形成されている。

【００１８】例えば、上側流路１１ａおよび下側流路１
２ａをその断面積の比が１．０：０．７〜０．９となる
ように形成することにより、上側流路１１ａの流量：下
側流路１２ａの流量＝１．０：０．７〜０．９を満足さ
せることができる。

【００１９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、上下の流量比を適正な値に設定することができるか
ら、リフト量の全範囲にわたって不平衡力を一方向の小
さな値に維持することができる。

【００２０】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２による弁装置の断面図であり、図において、１は上
蓋、２は下蓋、３は弁箱、４は弁軸、５は上側プラグ、
６は下側プラグ、７は上側シートリング、８は下側シー
トリング、９は流入口、１０は流出口、１１上側ポート
部、１２は下側ポート部、１１ａは上側流路、１２ａは
下側流路である。これらは図１に示したものと同一ある
いは相当のものであるので説明を割愛する。３１はこの
実施の形態２による弁装置の対称中心線、３２は全閉状
態における上側プラグ５と下側プラグ６との間の中心線
である。

【００２１】この実施の形態２においては、流入側の流
路の中心線３２が流入口９の中心と流出口１０の中心を
結ぶ弁装置の対称中心線３１よりも低く位置するように
上側プラグ５および下側プラグ６が設けられている。こ
の結果、下側流路１２ａの断面積は上側流路１１ａの断
面積よりも所定の値だけ小さくなっている。この所定値
を適切に設定することにより、上側流路１１ａの流量：
下側流路１２ａの流量＝１．０：０．７〜０．９を満足
させることができる。

【００２２】次に動作について説明する。流入口９から
弁箱３内に流入した流体は上下に２分され、一方は上側
ポート部１１を通って上側流路１１ａを流れる。他方は
下側ポート部１２を通って下側流路１２ａを流れる。こ
の際、下側流路１２ａの断面積が上側流路１１ａの断面
積より所定値小さくなっているため、上側流路１１ａの
流量：下側流路１２ａの流量＝１．０：０．７〜０．９
が満足される。

【００２３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、上下の流量比を適正な値に設定することができるか
ら、リフト量の全範囲にわたって不平衡力を一方向の小
さな値に維持することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、上側流路への流体の流量を調節する上側プラグお
よび上側シートリングと、この上側プラグおよび上側シ
ートリングと同軸上に設けられ、下側流路への流体の流
量を調節する下側プラグおよび下側シートリングとを備
えた複座弁構造の弁装置において、前記下側流路の流量
が前記上側流路の流量より小さな値となるように構成し
たので、上下の流量比を適正な値に設定してリフト量の
広い範囲に渡って不平衡力を一方向の小さな値に維持す
ることができる効果がある。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、上側流路と
下側流路の流量比が１．０：０．７〜０．９となるよう
に構成したので、リフト量の全範囲に渡って不平衡力を
一方向の小さな値に維持することができる効果がある。

【００２６】請求項３記載の発明によれば、上側流路の
断面積を下側流路の断面積よりも小さく形成するように
構成したので、断面積の違いにより上側流路の流量：下
側流路の流量＝１．０：０．７〜０．９を実現して、リ
フト量の全範囲に渡って不平衡力を一方向の小さな値に
維持することができる効果がある。

【００２７】請求項４記載の発明によれば、流入側の流
路の中心線が流入口の中心と流出口の中心を結ぶ弁装置
の対称中心線よりも低く位置するように前記上側プラグ
および前記下側プラグを設けるように構成したので、こ
れにより上側流路の流量：下側流路の流量＝１．０：
０．７〜０．９を実現して、リフト量の全範囲に渡って
不平衡力を一方向の小さな値に維持することができる効
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による弁装置の断面図
である。

【図２】この発明の実施の形態１による弁装置のリフト
量と不平衡力との関係を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態２による弁装置の断面図
である。

【図４】従来の弁装置を示す断面図である。

【図５】従来の弁装置におけるリフト量と不平衡力との
関係の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 上蓋 ２ 下蓋 ３ 弁箱 ４ 弁軸 ５ 上側プラグ ６ 下側プラグ ７ 上側シートリング ８ 下側シートリング １１ 上側ポート部 １２ 下側ポート部 ３１ 弁装置本体の対称中心線 ３２ 全閉状態における上側プラグ５と下側プラグ６と
の間の中心線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上側流路への流体の流量を調節する上側
   プラグおよび上側シートリングと、この上側プラグおよ
   び上側シートリングと同軸上に設けられ、下側流路への
   流体の流量を調節する下側プラグおよび下側シートリン
   グとを備えた弁装置において、前記下側流路の流量を前
   記上側流路の流量より小さな値としたことを特徴とする
   弁装置。
2. 【請求項２】 上側流路と下側流路の流量比を１．０：
   ０．７〜０．９としたことを特徴とする請求項１記載の
   弁装置。
3. 【請求項３】 上側流路の断面積を下側流路の断面積よ
   りも小さく形成したことを特徴とする請求項２記載の弁
   装置。
4. 【請求項４】 流入側の流路の中心線が流入口の中心と
   流出口の中心を結ぶ弁装置の対称中心線よりも低く位置
   するように前記上側プラグおよび前記下側プラグを設け
   たことを特徴とする請求項２記載の弁装置。