(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の流入口および流出口が設けられたケーシングと、
上記ケーシング内に設けられ、上記流入口から流入した気体が通過して上記流出口へ流れる弁口が形成された円筒状の弁座部材と、
上記弁口の出口側に配置され、上記弁座部材の出口側端部に離着座して上記弁口を開閉する弁体とを備え、
上記弁座部材の出口側端面には、上記弁体が着座する部分の外周側に、径方向に深さの異なる複数の凹部が形成されており、
上記凹部は、ローレット加工によりアヤ目状に形成された複数の小型溝と、環状に形成されると共に上記小型溝よりも溝深さが深く形成された１つまたは複数の大型溝である
ことを特徴とする調節弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、蒸気や圧縮空気等の気体が流れる配管系統に設けられて気体の流れを制御する調節弁に関し、特に騒音対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、気体の調節弁が開示されている。この調節弁は、気体の流入口（入口）および流出口（出口）が設けられたケーシングと、弁口が形成された弁座部材と、弁口を開閉する弁体とを備えている。弁座部材は、ケーシング内に設けられており、弁口によって流入口と流出口とを連通させている。弁体は、弁口の出口側に配置されており、弁座部材の出口側端部に離着座して弁口を開閉する。つまり、調節弁では、弁体が離座して弁口が開くと、流入口から流入した気体が、弁口を通過して流出口へ流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５７０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような調節弁では、弁口を通過する気体が弁体と弁座部材との間を高速で通過するために笛吹き音による騒音が発生するという問題があった。
【０００５】
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、笛吹き音による騒音を低減することができる調節弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の調節弁は、ケーシングと、弁座部材と、弁体とを備えている。上記ケーシングは、気体の流入口および流出口が設けられたものである。上記弁座部材は、上記ケーシング内に設けられ、上記流入口から流入した気体が通過して上記流出口へ流れる弁口が形成された筒状のものである。上記弁体は、上記弁口の出口側に配置され、上記弁座部材の出口側端部に離着座して上記弁口を開閉するものである。そして、上記弁座部材の出口側端面には、上記弁体が着座する部分の外周側に、深さの異なる複数の凹部が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本願の調節弁によれば、弁座部材の出口側端面における弁体が着座する部分の外周側に深さの異なる複数の凹部を形成するようにした。つまり、弁座部材の出口側端面を所定の粗面に形成するようにした。これにより、弁口を通過する気体の流れを乱して分散させることができる。その結果、笛吹き音の発生を抑制し、騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る調節弁の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、笛吹き音の発生原理について説明するための図である。
【図３】図３は、実施形態に係る弁座部材を出口側から視て示す平面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る弁座部材の一部を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態の変形例に係る弁座部材の一部を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態の変形例に係る弁座部材の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１０】
本実施形態の調節弁１は、気体として蒸気が流通するものである。図１に示すように、本実施形態の調節弁１は、ケーシング２と、弁座部材１５と、弁体２１とを備えている。
【００１１】
ケーシング２は、上側本体３および下側本体７と、上蓋５および下蓋８とを有しており、縦長の（上下に長い）容器となっている。なお、図１ではその縦方向が上下方向である。上側本体３と下側本体７とは互いに連結されている。上側本体３の上部開口には、仕切部材４を挟んで上蓋５が設けられている。上蓋５および仕切部材４は、上蓋５に設けられているフランジ６によって上側本体３に締結されている。下側本体７の下部開口には、下蓋８が締結されている。こうして、ケーシング２が形成されている。
【００１２】
ケーシング２には、蒸気の流入口１１および流出口１２が設けられている。具体的には、流入口１１および流出口１２は互いに対向する状態で上側本体３に設けられている。弁座部材１５は、ケーシング２の上側本体３の内部に設けられており、ケーシング２の内部は、弁座部材１５の下方が流入空間１３となり、弁座部材１５の上方が流出空間１４となっている。弁座部材１５は、略円筒状に形成されており、円筒軸が上下方向に延びる状態で設けられている。そして、弁座部材１５は、円筒内部が弁口１６となっている。流入空間１３は流入口１１と連通し、流出空間１４は流出口１２と連通し、流入空間１３と流出空間１４とは弁座部材１５の弁口１６によって連通している。つまり、弁座部材１５の弁口１６は、流入口１１と流出口１２とを連通させるものであり、流入口１１から流入した蒸気が通過して流出口１２へ流れるものである。
【００１３】
弁体２１は、ケーシング２の上側本体３の内部において、弁口１６の出口側（即ち、流出空間１４）に配置されている。弁体２１の出口側には、上下方向に延びる弁軸２４が一体に設けられている。弁体２１は、弁軸２４が上下方向に変位することにより弁座部材１５の出口側端部（即ち、流出空間１４側の端部）に離着座し、弁口１６を開閉するものである。弁体２１は、下方にいくに従って径が小さくなるテーパ状のシート面２２が形成され、そのシート面２２の下方に略円柱状の突出部２３が連続形成されている。突出部２３は、下方にいくに従って径が小さくなっている。弁座部材１５は、出口側端面１８（即ち、流出空間１４側の端面）の内縁部がシート面１７となっている。シート面１７は、下方にいくに従って径が小さくなるテーパ状に形成されている。弁体２１は、そのシート面２２が弁座部材１５のシート面１７に接することにより、弁座部材１５に着座する。なお、弁口１６の中心軸（弁座部材１５の中心軸）と弁体２１の中心軸とは同軸である。
【００１４】
弁軸２４の上部は、仕切部材４および上蓋５を貫通して外部に突出している。弁軸２４と上蓋５との間には、コイルバネ２６およびパッキング２７が押え部材２８によって装着されている。
【００１５】
本実施形態の調節弁１には、ケーシング２の流入空間１３に気液分離部およびドレン排出部が設けられている。先ず、気液分離部について説明する。流入空間１３の上部には、隔壁部材３１が設けられている。隔壁部材３１は、何れも円筒軸が上下方向に延びる内側の円筒部材と外側の円筒部材を有し、両者の間に環状通路３３が形成されている。環状通路３３は、流入口１１に連通しており、テーパ状のスクリーン３２が設けられている。また、隔壁部材３１には、環状通路３３に位置する羽根部３４が形成されている。こうして構成された気液分離部では、流入口１１から流入したドレン（液滴）混じりの蒸気は、環状通路３３に流れ、羽根部３４によって旋回される。そうすると、蒸気中のドレンが遠心力によって外側に振り出されて分離される。分離されてドレンは、隔壁部材３１における外側の円筒部材の内面および下側本体７の内面に沿って流下し、流入空間１３の下部に溜まる。一方、ドレンが分離された蒸気は、隔壁部材３１における内側の円筒部材の内部を通って弁口１６へ流れる。
【００１６】
続いて、ドレン排出部について説明する。ドレン排出部は、流入空間１３の下部に設けられており、上述した気液分離部で分離されて流入空間１３の下部に溜まったドレンを自動的に外部に排出するものである。具体的に、流入空間１３の下部には、中空球形のフロート４１が配置されている。下蓋８には、弁口４２および排出口４３が設けられている。フロート４１は、流入空間１３に溜まったドレン水位に応じて上昇下降し弁口４２を開閉するものである。フロート４１はカバー４４で覆われており、カバー４４の下端には通液口４５が設けられている。また、カバー４４の上部には２つの通気孔４６が設けられている。こうして構成されたドレン排出部では、フロート４１がドレン水位に応じて上昇すると弁口４２が開いて、ドレンが弁口４２および排出口４３を通じて外部に排出される。
【００１７】
上述したように、気液分離部でドレンが分離された蒸気は弁座部材１５の弁口１６に流入する。そして、蒸気は、弁口１６を通過し、流出空間１４を介して流出口１２から外部に流出する。ここで、何らの対策も講じていなければ、蒸気が弁口１６を通過する際に笛吹き音による騒音が発生してしまう。即ち、図２に示すように、弁口に流入した蒸気が弁体と弁座部材との間から流出する際、弁座部材における出口側端面（図２において上側の端面）の近傍で蒸気の渦流が発生する。この渦流により、笛吹き音が発生する。
【００１８】
そこで、本実施形態の調節弁１では、弁座部材１５の出口側端面１８において弁体２１が着座する部分の外周側に、深さの異なる複数の凹部を形成するようにした。つまり、出口側端面１８は所定の粗面に形成されている。具体的には、図３および図４に示すように、弁座部材１５の出口側端面１８には、多数の小型溝１８ａ（凹部）と、２つの大型溝１８ｂ（凹部）とが形成されている。これら小型溝１８ａおよび大型溝１８ｂは、弁座部材１５の出口側端面１８においてシート面１７の外周側に形成されている。
【００１９】
小型溝１８ａは、ローレット加工によりアヤ目状に形成されている。小型溝１８ａの溝深さは、０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍである。２つの大型溝１８ｂは、切削加工により、出口側端面１８の周方向に沿って環状に形成されている。２つの大型溝１８ｂは、互いが内外となる状態で設けられている。２つの大型溝１８ｂの溝深さは、小型溝１８ａの溝深さよりも深く形成されており、１ｍｍ乃至２ｍｍである。２つの大型溝１８ｂは、横断面が三角形に形成されている（図４参照）。このように弁座部材１５の出口側端面１８を形成することにより、弁口１６を通過する蒸気は出口側端面１８において流れが乱されて分散される。これにより、笛吹き音の発生が抑制される。
【００２０】
以上のように、上記実施形態の調節弁１によれば、弁座部材１５の出口側端面１８におけるシート面１７の外周側、即ち出口側端面１８において弁体２１が着座する部分の外周側に、深さの異なる複数の凹部を形成するようにした。具体的には、凹部として、ローレット加工により形成された複数の小型溝１８ａと、環状に形成されると共に小型溝１８ａよりも溝深さが深く形成された２つの大型溝１８ｂとを形成するようにした。これにより、弁口１６を通過する蒸気の流れを乱して分散させることができる。その結果、笛吹き音の発生を抑制し、騒音を低減することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態の調節弁１では以下のように構成するようにしてもよい。
【００２２】
例えば、大型溝１８ｂの横断面は、図５に示すように矩形としてもよいし、図６に示すように半円形としてもよい。
【００２３】
また、大型溝１８ｂの数量は、上述した２つ以外に、１つまたは３つ以上であってもよい。
【００２４】
また、小型溝１８ａは、ローレット加工により平目状に形成するようにしてもよいし、ローレット加工に代えてスパイラル加工により形成するようにしてもよい。
【００２５】
また、上記実施形態の調節弁１は、蒸気以外の気体（例えば、圧縮空気）であっても同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本願に開示の技術は、蒸気や圧縮空気等の気体が流れる配管系統に設けられて気体の流れを制御する調節弁について有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１        調節弁
２        ケーシング
１１      流入口
１２      流出口
１５      弁座部材
１６      弁口
１８      出口側端面
１８ａ    小型溝（凹部）
１８ｂ    大型溝（凹部）
２１      弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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