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流量調節弁の容量係数について : 第1報実験結果およびバ
ルブサイジングの問題点
濱, 邦彦
信州大学工学部紀要 33: 105-130 (1972)
1972-12-25
http://hdl.handle.net/10091/3046
流量調節弁の容量係数について
（第1報：実験結果およびバルブサイジングの問題点）
濱邦彦＊
（昭和47年10月28獄受ユilil）
1．まえがき
生産設備の自動制御化の発達に伴ない操作部としての流量調節弁も急速な進歩をとげ，
多くの流量調節弁が作られ，また各方面で頻繁に使用されている．しかしバルブサイジン
グの熟字に関する統一した規格化がいまだに見当たらない．すなわち各プロセスに適した
ものを自由に選ぶことができるように多種多様な流量調節弁が作られるようになってきた
が，流量調節弁の選択に際しては，どんな形式のどんな大きさの流塁調節弁を選べばよい
かの基準となるものが必要である．しかも流量調節弁の使用状況がさまざまであって，ど
のような状態で使用した場合にもっとも良い性能を発揮するかもはっきりしていないのが
現状である。
本実験研究は，このような疑問点および問題点をできる限り詳しく解明するために，そ
の基礎実験として流量調節弁の機能をもっとも良く表わすものと思われる流量調節弁の流
量特性を，容量係数に着目して得ようとするものである．本実験研究において採用した容
量係数としてはISO1＞∼7）（lntemationa玉Standard Organization）が主として使って
いる・％値およびアメリカFCI（Flu呈d Controls Institute）を主に考えられているCγ
値8）9）の2つであって，これにドイツでとくに使われている飾値についても考え，弁の
開度と容量係数との関係，流量調節弁前後の状態が容量係数におよぼす影響および容量係
数／1y， C7，κγの間の闘係についても考察すること力糊的である．
ところで流量調節弁の容量係数として最も良く使われるCγ値はつぎのように定義され
ている係数である。すなわち”流量調節弁を全開にした状態において60。F（15。C）の清水
を弁鶴後の差圧を1psiに保持して流したときの流量をU． S． gal／lninの単位で表わし
た数値をCγ値とする”．しかしながら実際にCγ値を得ようとするとき
（1＞Cy値の測定において弁前後の圧力取出位置をどこにしたらよいか．
（2）弁前後の圧力差をいくらにして測定したらより正確なC7値を算出することがで
きるか．
（3＞その他
等いろいろと問題になる点がある．
ところでアメリカでは前述のFCIにおいて流量調節弁の容量測定に関する標準方式が
＊機械工学教窒助手
106
濱邦彦
No．33
発表されており，ドイツにおいてもVD I／VI）E規格においてだいたいの規準が定めら
れている，また国際的な規格としてISOが昨年規格化提案を行ない，今年に入って最終
的に規格化に踏みきろうとしている．しかしながら日本においては現在のところ規格・基
準もなく，メーカにより測定方法がまちまちであるのが現状である．
そこで本実験は測定方法において何らかの規格を見付けるために流量調節弁付近および
弁内の圧力分布および流量特性を求め，あわせて弁前後の直管部の長さと容量係数の関係
などの特性について考察を試みたものであって，この第1報においてはバルブサイジング
の聞題点をあげ，ある程度解決された部分およびまだまだ未解決な榔分を明確にし報告す
るものである。
・嚥舗・Bおよび・南郷座型グ・づ弁淵いて実験を徹・た糸吉果である・
2．流量調節弁のバルブサイジング問題の歴史
本実験研究の本論にはいる前に何故バルブサイジングの問題が重要視されてきたか0．
P．Lovettlo）の論文および報告書を参考にして，流量調節弁のバルブサイジングの問題に
ついて歴史的に追ってみることが必要と思われる．
研S伽夕0∫C磁70！惣魏S癬フ￠8：
・Control valve sizing問題はcon￡rol valveが使われるようになって以来の問題であ
る．
。1915年……Fisher Govemor社のC就alogにControl valve sizingについて掲載さ
れている（これは大きなsizeのControl valveについて考えられているものである）．
・1930年頃……Foxboroによってvalve siz魚霧の形式が制定される．
。！942年半ば頃……valve係数Cy（ga110ns／m量nuteと登ouads force／square h玉chとで
示されたvalve’容量〉がMasoneilanのRalph A． Rockwellによって最初に使われ
る．
・！943年3，月……Cy狸婆ミー般会社の報告書に用いられるようになる．
Q1944年……Masoneilan Regulator Companyのcatalogに掲載される．
01944∼1954年……多くの人がCγ値を使った式を考えている．
・Foxboroがはじめてvalve siz三ng slide ruleを作る．
・National Steam Specialtes Club（Fluid Co撹rGls琵stitute）が公式の統一を手が
けた．
・FC王58−2で標準実験の方法を明らかにする．
・1960年……委員会RP 38（Control Valve Capac量ty Coe魚cient Determination）が発
足（議長G．H． Job＞
。196！年……委員会RP 39（Control Valve Sizing＞が発足（議長E．」． Herbster）
・！962年……FCI 62−！がCγに関する公式を作る（これが今日一般に使用されている公
式である）．
Q1963年9月……委員会R．P38， RP39が協同で規格面と実際面とについて報告する．
Q1965年・・一研究課題が起草される．この間Fisher桂やMasoneilan社等が研究を続け
No．33
流量調節弁の容量係数について第1報
107
valve sizingの局面に多くの技術的なものを発表する．
。1967年6月……iSA Final Controi Elements Committee（議長0． P。 LQvett）が迫
加研究の必要性を提唱する．
・1967年9月……議長0．P． Lovettのもとで規格面と実際齎とがvalve sizing課題とし
て復帰する。
。1967年11月……委員会RP 39が開かれ“Standard”を作ることに決定．
。この委員会のtitleは“Control Valve Sizing”についてである．
・バルブ容量（Cu値）を数学的表現を使って表現すること．
。専門用語を用いること．
ラ︵
ラ4
門0
12
δ
RP 39委員会が採朋したguidelineはつぎのようである．
一般に受け入れられているFCI 62−1の公式を認める．
FCI 62−1の域を越えて公式を定義すること．
専門用語を決めること．
実験方法を決めること．
結果は厳格な工学原理に基礎をおいており，実験によって実証されるべきであるこ
と．
委員会は4つの規格化を提唱する．すなわち
S−39．1 Valve Sizing Equations for Incompressible Fluids
S−39．2 Valve Test Determinations for Incompressib玉e Fluids
S−39。3 Valve Sizing Equations for Compressible Fluids
S−39．4 Valve Test Determinat圭ons for Compressible Fluids
。1970年……S−39．1が発表される．
・！971年代……S−39．2が発表されるであろう．
・197！年3月……日本バルブ工業会のもとに流量実験計画委員会（委員長竹中俊夫東京
工業大学教授〉が設立する．この委員会においてControl Valve Sizing問1題について
研究討論され，規格面で日本案を作成する準備段階として本実験研究が行なわれること
になる．
・S−39．3，S−39．4（圧縮性流体）の規格化討論はまだ予備的段階である．
上述のように歴史的にみればvalve sizing問題はvalveが使われだして以来の問題と
して残っており，その後何も目新しいことは起っていないし，ただわずかの人々が研究し
ているにすぎない．
3．容量係数に影響をおよぼす要因
流量調節弁の流量特性を表わす場合に容量係数に影響をおよぼす要因としてはつぎのよ
うなことが考え．られる．
（1）流量調節弁の上流側の直管部の長さ
（2）流量調節弁の下流側の直管部の長さ
（3）流量調節弁の上流側の静圧取出孔の位置
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濱邦彦
No．33
（4）
流量調節弁の下流側の静圧取出孔の位置
（5）
流量調節弁蒲後の圧力差の大きさおよび入口圧力・出目圧力の大きさの取り方
（6）
圧力取串刺の孔径および形状
（7）
弁の呼称寸法と弁に接続されるパイプの直径との関係
本実験は，流：量調節弁の容量係数に影響を与えると思われる上述の基本的な要因を解明
することである．
4．実験の概要
本実験においては，二四法・Bおよび・麦Bの流量謙隙・ついて実験した・そオ・そ
れの弁を配管中に装備したが，バルブの呼称寸法に対する配管を弁の寸法と同じ径のパイ
プで配管した．また流量調管弁の前後の直管部の長さを数種に配管し直し，その都度実験
を行ない流量調節弁の容量係数を求めた．
つぎに本実験の実施内容についてまとめるとつぎのようになる．
（1）試験弁前後の圧力差および弁開度を変化させた場合の弁を流れる流量を測定し，
圧力差と容量係数の関係および弁開度と容量係数の関係を調査した．
（2） 2種類のプラグ（リニヤー特性・イコール％特性）を使い流量特性を調査した．
（3）流量調節弁の前後の直管部の長さを変え，直管部の長さと容墨：係数の関係を調査
した．
（4）流量：調節弁の上流側および下流側の静圧取出孔の位置を変え，静圧取出孔の位置
と容量係数の関係を調査した．
（5）流量：調節弁前後の圧力差を幾種類にも変えて圧力差と容量：係数の関係を調査した．
（6）流量調節弁入目圧力および出口圧力を変えて，入目圧力・出口圧力と容量係数の
関係を調査した．
5．試験弁および弁操作装置
5−1 試験弁の仕様
（i）山武ハネウエル株式会社製
弁呼称口径：2B
弁入口口径：50mm
弁リフト：25mm
弁容量（Cu値）：44
弁特性：リニヤー特性，イコール％特性
シート径：44mm
（ii）株式会社本山製作所製
癖称・径・2撫
弁入口口径：65mm
弁リフト：25mm
弁容量（C7値）：60
No．33
流量調節弁の容量係数について第1報
109
弁特性：リニヤー特性，イコール％特性
5−2 弁操作装置の仕様
弁操作装置は力平衡式ポジシ葺ン付ダイヤフラム機構として，供給エアー圧力が0∼
1．Okgw／cm2となるように減圧弁を併用して弁リフトを設定し，その後弁リフトを機i械
的に固定した．
6．使用記号および単位
本報徳においてはつぎの記号および単位を用いる．
P1 ：試験弁の入口圧力（kgw！cm2g， psig， mmHg， mmAq）
P2 ：試験弁の出口圧力（kgw／cm2g， psig， mmH：g， mmAq＞
△f），＝圧力差（kgw／cm2， psi， mmHg， mmAq）
△P、：圧力差（N／m2）
△疏：圧力差（kgW／cm2）
ρσん毎ル9。9。αル
：流体の密度（kg／m3）
：液体の比重
：水の比重量〈kgw／m3＞
：水銀の比重量（kgw／m3）
：空気の比露量〈kgw／m3＞
：流星（1篇3／sec， U． S． ga1／nユin＞
：流量（ln3／sec）
：流量（m3／H）
：容量係数（rn2）
…容量係数（US・gal
m1B・轟）
Kγ
σ
ん
H
：容量係数
：容量係数（％）
：弁リフト（％）
：マノメータの読みの差（mm）
規，π：直線の傾き
σQ
：．厚＝0におけるσの値（％）
D
：管径（mm）
り
R，
：水の動粘性係数（cm2／sec）
：管のレイノルズ数
ア．容量係数Cγ，，躍yおよびκ7の定義
（正）Cγ値の定義
”試験弁が全開の状態において三内の圧力降下を1psi（0．07kgw／cm2，51．7mmHg）と
したとき，試験弁を流れる60。Fの水の容積流量（U． S． gpm＞である”．
上述のCγ値の定義を式で表わすとつぎのように書くことができる．
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濱邦彦
Q，一。・4△牽，
No．33
（1）
ここで
・・…wC・e撫・（U，S． gal in りゆ min lb1／2）
9、：How rate（U． S。 gal／min＞
△P、＝preSStlre drOP（psi）
G ：specific gravity（non−dimension＞
（for water篇1＞．
（ii）轟値の定義
流量調節弁の任意の開度においてバルブ容量を定めるために使われている一般形を式で
表わすとつぎのように書くことができる．
Q。一画 △P。×！05
（2）
，
ρ
ここで
・4γ ：flow coe飾cient伽2）
Qα：How rate（m3／sec＞
△P。：pressure drOP（bar）
ρ ：mass density of Howing liquid（k：g〆m3＞．
またはつぎのように書き換えることもできる．
軌一儲吟券・
（3＞
ここで
・4y：flow coe釜cient（m2）
Qα ：且ow rate（m3／／sec）
△f）。：pressure drOP（N／m2＞
ρ ：mass density of且owing liquid（k9／m3）．
（iii）Ky値の定義
”κゾは指定されたリフトで1kp／cm2（1kgw／Cm2）の圧力降下のもとに弁を流れる5∼
30。Cの水の1時問当りの流量（m3／H＞”として定義される．
数式で書けばつぎのようになる．
QFκ。4 1000△P尭
，
ρ
ここで
んゾ：且Ow Coe茄Cient（nOn−dimension）
（4＞
No，33 流量調節弁の容量係数について簗1報
111
Q鳶：且ow rate（m3／H）
△」Pゐ：pressure droP（kP／cm2， kgw／cm2）
ρ ：mass density of且owing liqtlid（k9／m3）．
8． C7値，κγ値と通y値との間の関係
容量係数Cγ，κγと・4γとの間の関係はつぎのようになる．
・・垂羨！06
（5）
κ・』騰106．
（6）
式（5），（6）よりCγ値とκγ値との間の関係はつぎのようになる．
C7漏1．166κ7．
（7）
9．リニヤー流量堵寺Iii生とイ：羅一ノレ％流量牛寺「i生
（圭） Inherent Flow Characteristic（gとHの関係）
Inherent Flow Characteristicは青墨：係数σと弁リフトHとの闇の関係を示すもので
ある．ここでσとHはつぎのように定義される．
flo“τ coef丑cient at ∬
σ講
rated且ow coe釜cie鍛t
valve travel atσ
∬＝
rated valve trave1 ’
（8＞
（9）
（i呈）リニヤー流量特性
リニヤー流量特性は理論的には薩線で表わされる．すなわち
9霊σo十窺・H，
（10＞
ここで 9⑪：∬・＝0におけるσの値
規：直線の傾き．
（iii）イコール％流蟻特性
イコール％流量特性は理論翁勺にはつぎのように表わすことができる．
σ＝σo・6曜，
ここでσo：万鴬0におけるσの値
η：薩線の傾き．
（11）
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No．33
10． Cγ値を求めるのに必要な換算係数
（呈）容積m3とU． S． ga1との関係
1×10−3（m3）＝！×103（6＞
＝・0．26417（U．S． ga1＞．（12）
（ii）圧力降下測定用マノメータの読みと実際におきている試験弁内の蕉力降下との関係
（a＞逆U字管水柱マノメータを使用した場合
Co説rol valve Co部rol valve
Pressure taDS
PreSSUre taPS
Pressu芝・e taps
♂
（γ，，一・・13，546）ぐ103kg、、・’n1玉）
（a）（b）
図1逆u字管水柱マノメータとu三管水銀マノメータ
図1（a）に示されるような逆U副管水柱マノメータを使用した場合の試験弁内の圧
力降下は次式で表わすことができる。
△1）、＝・P1一」P2二（7ω一γ∂h
二＝（999−1．225）h （kgw／rn2），（13）
ただし h：mAq．
ところで1kgw／cln2＝14．22334 psiであるから
△」9、＝1．42h （psi）．（14）
したがってCγ値に関する式（1）より，差圧△P。を逆U字管水柱マノメータの読み
hで測定することにより式（14＞よりpsiの単位で求めることができるから，この差賑
△1）、のときの容積流量をU．S． galの単位で測定すればCγ値を求めることができる．
（b＞ U字管水銀マノメータを使用した場合
図！（b）に示されるようなU字管水銀マノメータを使用した場合の試験弁内の圧力
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流量調節弁の容量係数について第1報
113
降下は次式で表わすことができる．
△P，5PI一∫）2二（71ノーγω）h
512．546×103h（kgw／rn2）（15）
＝1．2546h（kgw／cm2＞，（！6＞
ただし h：mHg．
したがって差圧△∫）、＝1．2546h×14．22334（psi）
＝！7．84h（psi），（17）
ただし h：mHg．
以上によりこの場合も式（17）より差圧△P、をU字管水銀マノメータの読みhで測定
することによりpsiの単位で求めることができるから，この差圧△P、のときの容積
流量をU．S。 ga1の単位で測定すれば試験弁のCγ値を求めることができる．
11．実験装置および実験方法
2B流量調節弁の容量係数計測用実験装置の全景を図2に示し，各管路の寸法関係は実
験装置ダイヤグラムとともに図3に示した．図4は2B流量調節弁の流量特性を求めるた
めに嫉験で用いた・・ルブ・プ・グである・また・麺糧講義の糧係数醐醸験
難の全景姻・に，その訳無ダイヤグ・・姻…示した・・，・の・麦B流血節
弁および静圧取出孔の設備の様子を明確にするために図7を付加した．いずれの場合にも
試験弁く流：量調節弁）内の圧力降…1ぐは，2．Ommφおよび4． Ommφの静圧測定用圧力取出
口より内径4．Ommφのビニール・チューブで逆U字管水柱マノメータまたはU字管水銀
マノメータに接続し，静圧の差として試験弁内を流体が通過する際の圧力降下を測定した．
使用したマノメータの測定範囲は0∼！300mmであり，接続用として用いたビニール・チ
ューブの長さは約2mである．
図2 2B流量調節弁の容量係数計測用実験装置
114
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濱邦彦
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図3 実験装置ダイヤグラム
揚水用ポンプは荏原製作燐製のS型片吸込渦巻ポン
プで，口径は！00mmである．ポンプは50H・用，
1450rpmのi亘1転i数，動力7．5kwであり，水量と揚程
との関係は29m揚程で水量0、63m3／勲in，21m揚程
で水量1．25m3／廊iRである．
配管はポンプ付近は鉄管で行ない，試験弁付近は塩
化ビニール管を使用して配管した．
を容積流量（US． ga1／艶inおよび斑3／sec）に換算し
てCレ値およびAy値を求めた．この際流量に関係す
る水の温度は最：小目盛10Cの捧温度計を用いて測定
した．水の温度を一定値に保持することは実験装置の
灘鶴
試験弁内を流れる流量測定は重量法で測定し，これ
驚
．鍵鞍繕1
関係上不可能であったが，実験の開始時と終了時にお
ける水の温度の差はたかだか3。C程で水の比重量に
はほとんど影響をおよぼさないことが確認されている．
図4 2B流量調節弁の流量特性
試験弁の操作空気伍は7．Okgw／cm29用の圧縮機よ
を求めるために本実験で用い
たバルブ。プラグ
り圧力調整器（減圧弁）を通して0∼1。Okgw／cm29の
（講1騨灘TAGE）
空気圧範囲で弁開度を変え，目標とする弁リフトにな
No．33
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流量調節弁の容盤係数について第1報
図52麦・流嗣鱈塘瀟鋸卜測繊紅茸
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図6 実験装潰ダイヤグラム（D＝65mm）
つたとき，弁軸を機械的に固定し弁開度を一定にして実験を行なった．弁リフトは全開の
状態を100％とし，以下90，75，50，25，！0および5％の7段階に変えて実験を行なっ
たが，弁開度はノギスとスケールを並難して測定した．
12．実験結果および検討
12−1 28流量調節弁に対する実験結果および検討
実験装置ダイヤグラム（図3）より明らかなように圧力取出孔の位置は，試験弁の上流
側→試験弁の端より2D（D＝50mm），試験弁の下流側→試験弁の端より6Dの位置に設
けた．この際圧力取出孔は同一断面上，管の上側・下側および側面に1個つつ設け，これ
ら4個の圧力取出孔を用いて静圧を測定し試験弁内の圧力降下を求めたが，各圧力取出孔
から取り出された圧力の間に規定の限界（今回は水柱2mmとした〉以上の誤差がないこ
116
NQ，33
濱邦彦
とをたしかめた上で，側面1箇所の圧力取出
孔を使って試験弁内の圧力降下を計測した．
試験弁前後の直管部の長さは，試験弁上流
側45D（D菖50mm），下流側34Dである・こ
のような装麗で実験を行なった結果を図にま
とめて書き示したのが図8である．この図は
リニヤー流量特性（Linear Flow Character−
ist圭。）であり，容量係数αと弁リフトHとの
間の関係を明示したものである，実験により
求められた実験点は。印で示してあるが，数
回における実験結果はすべて実験点に含まれ
ている．
また，このLinear Flow Characteristic
は理論的には直線で表わされるが，この関係
を図では太い実線で示している．なお特性の
傾きの公差をISO提案1）∼7）により参考まで
に破線で示してある。この流量特性の公差は
跨鑑趨蕪耀濃構図・2誠鱗梱蹴轍の
になければならないということに基づいて書か設備図
12G
LINEA
110
in
olera員ce
10G
Rated
Flow
oe正ficient
§go
〕≦80
T矯㌔ll譜1
70
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50
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／囚1、、
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G 10 20
図8
30 40 50 60 70 80 90 10G
H（％）
リニヤー流量特性（o：実験点〉
o●ω◎Q
表1 試験弁上流劉の直管部の長さと容鑑係数・4F値およびC7値との関係
（Pressure droPが比較的大きい場合） rated且ow coe岱cient二44，0
Valve
travel
Pressure
drop
（mmAq）
H
（bar）
20D
×10一言
1．07
1．07
698∼707
90
1．006
75
15D
×10一語．
1．08
1．08
1GD
×10一宮．
1．09
1．07
5D
×10一湧
（psi）
0．068∼
Note
1．10
1、07
20D
15D
10D
5D
20D
15D
10D
5D
44．6
45．0
45 2
45 3
101．1
102．3
102．6
103．0
44．5
44，8
44 7
101β
！01．9
101．6
101．3
コ
の
44 5
ロ
1．01
1．00
1．02
94．3
95．0
94．9
96．4
1．00
1．00
1．00
0．99
94．8
94．1
94．6
93．8
0．80
0．79
0．80
0．80
75．7
74．9
75．4
75，6
0．80
0．78
0．79
0。80
75。4
73．9
75．0
75．4
0．53
0．53
0．53
0，54
50．5
50．4
50．4
51．0
0．53
0．53
0。54
0．54
50．5
50．4
51．1
51。3
0．26
0．26
0．26
0．26
24．7
24．5
24。3
24．8
0．26
0．26
0．26
0．27
24．9
24，2
24．4
25．0
0．12
0．12
0．11
0．12
11．0
11．0
10．4
11．5
0．11
0，12
0．11
0．12
10．8
11。0
10．7
11．3
0．07
0．07
0．06
0．07
6．3
6．6
5．7
6．2
0．07
0，07
0．07
0。07
6．2
6．3
6．4
6。6
0．01
0．01
0．01
0．01
0．6
0．6
0。8
0．8
0．01
0．01
0．01
0，01
0．9
0．9
0．9
0．9
23．5∼
25
10
（bar）
5
0
25．9。C
一嵩
1．00
0．069
50
water
temp．
（mmAq）
0．993∼
、三四器暴・…（％）
薯鋸目婆⇒θ眺瞬総懸胃。ぐ’＾熟睡
100
・一
upstream straight lengths of pipe of the control va王ve （D＝50mln）
（psi）
（％）
Cv Value（USgPm／VPsi）
Av Value（m2）
以cQ
表2 試験弁上流側のi藍管部の長さと容量係数・4y値およびC7値との関係
（Pressure drOPが∫七li交i杓小さい場合）
Valve
弁前の直管部の長さ
（psi）
（％）
（bar）
100
348∼356
90
（mmAq）
0．495∼
×100（％）
q漏
rated fio㌔v coef壬icient
20D
15D
10D
5D
D漏50mm
20D
15D
10D
5D
×1δ＝3
×10−3．
×10−3
×10−3
101。3
102．8
102．8
104．3
・一L段の数字は組管書llとその前の管
1．G70
1．067
1．086
1．073
1．086
1．075
1．101
1．086
101．0
101．6
101．8
102．8
とを距i直に配置した場合
0．998
0．998
1．002
1．020
94．5
94．5
94．9
96．6
0．995
0．996
1．004
0．994
94．2
94．3
95．1
94．1
0．795
0．798
0．799
0．800
75．3
75．6
75．7
75．8
0．797
0，798
0．794
0．806
75．5
75．6
75．2
76．3
0．531
0．533
0．533
0．540
50．3
50．4
50。5
51．1
0．533
0．533
0．540
0．543
50．5
50．5
51．1
51．4
0．260
0．257
0．257
0．261
24．6
24．3
24．3
24．7
0．262
0．254
0。259
0．264
24．8
24．1
24．5
25．0
0．116
0．115
0．109
0．121
11，0
10．9
10．3
1！．5
0．112
0．1！5
0。113
0．120
10．6
10．9
！0．7
11．4
0．066
0．070
0．060
0．066
6，3
6．6
5。7
6．3
0．065
0．066
0．067
0．069
6．2
6，3
6．3
6，5
0．005
0．006
0．008
0。008
0。5
0。6
0．8
0．8
0．009
0．008
0．008
0．009
0．9
0．8
0，8
0．9
。下段の数㌣塾ま琵：1冶穿音llとそのn盲の毎穿
0．506
75
（psl＞
0．034！∼
考
drOP
（lnlnAq）
H
負ow coef温cient at H
A7値（m2）
王）ressure
看
travel
とを水平に配置した場合
・zk∼｝廟IL 23．5∼25．9。 C
・弁後の直管部の長さ34D
麟
0．0349
50
25
10
5
ρG。G。
0
（bar）
No．33
119
流量調簸弁の容量係数について簗1報
れたものである．
つぎに試験弁の上流側の直管部の長さを20D，！5D，10D，5D（D皿501nm）の4種
類に変えてそれぞれの場合について弁開度（弁リフト）と流量を測定し，これらの値をも
とにしてCγ値および減u値を計算により求めた．この際試験弁の下流側の直管部の長さ
は一定（34D）に保持した．このような装置：を用いて実験を行なった結果を表にしてまと
めたものが表1および表2である．これらの表は試験弁上流側の直管部の長さとみγ値お
よびCγ値との関係である．表中に示した2段の数字のうち，上段の数字は試験弁上流側
の直管部とその前の管とが同一垂直面上にある場合の実験結果であり，下段の数字は同一
水平面上にある揚合の結果である．表！は試験弁筋後の圧力差を約1psiにしたときの結
果であるが，表2はこの圧力差を半分の約。．5psiに保っておいたときのものである．’2
つの表より直管部の長さが短くなるにしたがって若干CF値およびノ1γ値が増加する傾向
はあるが顕著ではない．これらの実験結果はすべてバルブプラグがリニヤー型のプラグの
場合についての結果である．
つぎにリニヤー型プラグを用いたときの実験結果表1および表2をもとにして書かれた
流量特性を図9に示し．イコール％型プラグを用いたときの流量特性を図10に示した．2つ
の流量特性はともにσとHとの問の関係を示したものであるが，σおよびHは前述の式
Toiera
煙福
矯1避1＞／噛一
1
^乙■
一一 … 湘㎜「、油「内
腱，︵ ∠／皿
1⋮ ／／／／一一
／／
∠ト碗
／／／
＿一一
舅⋮ 一︸ ■
「レそ㌍
汁
︵訳さ
qated
boeffi
u
／…
／
読◇・
^塩糠一e・頗
@（2η猟正．2δmax）
目へ了−…’「T・…一一・一・
／∠
hDEAI．
0
％ φ
9︵
，
図9 リニヤー流量特性
@0
睡
80
κ◇
，
0
Cー一
5
D
60
□
15
50
0 7
O
40
0m
m
l
”0
2O D
30
▲5
・鵬
△D
20
⑧
10
γ
一
／／
0 0 0 G O O O O O O O O2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0
1
L亙NEAR
oo
120
No。33
濱邦彦
刷＝隔
レニ︾二
蓼︹＝＝噌﹂；C唱
＝O︻り
顎︶￠O
150
§
＿100
§ 50
30
10
罵﹂
3
qo
1
0 ユ0 20 30 40 50 60 70 80 90 100
H（％〉
図10イコール％流量特性（○：実験点）
（8）および式（9）で定義されている無次元数である．図9に示されているLinear Flow
Characteristicは理論的1こは式（10）で示される直線で表わされるが，この関係を図では太
い実線で示してある．山中における○，△，□，◇印は試験弁内の圧力降下を約1psiに
保持したときの実験点であり，⑳，ム，團，φ印は試験二二の圧力降下を約。．5psiに保
って得られた実験点である。また図には試験弁前の直管部の長さを4段階に変化させた場
合についても載せてあるが，実験結果に余り大きな違いがないために実験点はほとんど重
なって現われている．
つぎに図！0に示されているEqual Percentage Flow Characteristicは理論的には式
（1！）で示されるが，この関係が図では太い実線で示されている．子中の○印は実験点であ
り，実験により求められた特性曲線は太い破線で，特性の傾き公差をISO提案により参
考までに細い破線で示してある．
12−22歩濯調節雑対する実験結果および検討
この試験弁に対する圧力取出孔の位置は前述の2B流量調節弁の場合と全く同一で，試
験弁の上流側2D，下流側61）の泣置に装置した．しかしこの場合の管径はD＝65mm
であるから実際の長さは前の場合とは異なっている．また試験弁前後の直管部の長さはI
SO提案を参考にして試験弁上流側20D，下流側10D（Dコ65mm）とした。今園の実験
においては試験弁内の圧力降下を直接灘定せず，試験弁の入口圧力および出口圧力をゲー
ジ圧力として別々に測定し，これらの値より試験弁前後の圧力差を求めた．この理由は流
No．33
121
流量調節弁の容量係数について第1報
表3容量係数C7と・47
Static pressure
Va互ve
H
Φ
Φ
P
．鋭
9
．鋭
9
Flow coe飯cient
△Po
（psi）
（％）
90
（51．5）
0．61
0．59
0．55
0。59
3，69
3．60
3．57
3．53
（42，6）
（41．9）
（42．0）
（42．9）
14．63
14．38
14．28
7．30
7．19
7，00
0．25
0．25
0．29
0．00
−0．05
−0．05
14．38
14．13
13．99
7．30
7．24
7。05
（16．7）
14．55
13．78
0．11
14，44
13．57
7．16
7．16
7．07
（8．2）
！4．35
（5．1）
13．44
7，16
7．12
（5．5）
◎．21
7．11
0．05
G。05
0．04
14．40
13．49
7．18
7．14
0．05
0．05
0．02
0．02
7．2王
（28。9）
（29．9）
（30．1）
（30，8）
（28．0）
（31．0）
（30．3）
（17．0）
（17．7）
（17．7）
（16．5）
（17．0）
（8．2）
（8．2）
（8．6）
（8．3＞
（4，7）
（5．8）
1．24
1．26
1。23
1，24
86．2
87．1
85．6
85．9
9．57
9．69
9。90
8．59
71．0
69．8
70．0
71．5
0。69
0。72
0．72
0，74
0．67
0．74
0，73
48．2
49．8
50．2
51．4
46．6
51．7
50．5
0，40
0．41
0．43
0．43
0．40
0．41
27．8
28．4
29．6
29．6
27．6
28．3
7．45
6．54
7．52
5．43
5．24
4，60
0．20
0．20
0．20
0．21
0。20
13．6
13．7
13，7
14．4
13．8
3．66
3．15
2．25
2．61
2．60
0．12
0．13
0．11
0．14
00Q︾7Q︶
G．57
0．55
0．57
0．59
G。05
0．14
0。12
8．48
8．75
8．39
7．18
×10尋
428ρ0
7．89
7．67
7．65
7．59
3．65
3．73
3．69
7．2王
5
（51．4）
92．3
91．8
93．7
91．3
∩︶︻D14＾﹁0︵b6
2．66．
（51．7）
Re
9Qソ8Qゾ Q︾8Q︾9ρ0だ05
（52。3）
54．8
Note
Q3
ゾ7
21
4
1
1
2ーハU2268
2．71
2．68
2．68
55．1
56．2
Reyno正ds
number
×10聞3
1．34
1，32
1．35
1．32
0∩︶∩︶∩︶
0．70
0．70
0．70
0．68
55．4
2113
1111
3．41
3．38
3．38
3．34
7777り0003
10
1．86
1．82
1。73
1。64
2
280097
31A︶A︶瓜︶55
25
0．46
0．45
0．45
0．36
∩︶Qゾ9創2
50
膿）
（m2）
2．32
2．27
2．18
2．00
3111
75
∠4γ
444占4＾
100
Cγ
4％
P
り”
travel
2．26
2．07
1．48
1．58
量調節弁前後の圧力差の大きさのとり方および入口圧力・出口圧力の大きさのとり方の問
題を解決するためになされた方法である。
表3および表4は実験により得られた容量係数Cγと・4yをまとめたものである．表3
は試験弁の仕様のように試験弁出口圧力P2を大気圧（O kgw／cm2g＞付近の比較的低い圧
力に設定したときの実験結果であり，表4は試験弁出口圧力P2を比較的高く設定したと
きの実験結果である．試験弁内の圧力差は表3および表4ともできる限り同じ値になるよ
うに心がけた。この試験弁内の圧力差は弁開度が大きなときは余り大きくとることができ
なかったが，これは流量を測定するタンクに制限があるために圧力差のとり方にも制隈が
122
No．33
濱邦彦
表4容量係数CUおよび．4γ
王
容量係数
△Pc
．鋭
，鋭
（psi）
CI／
．4F
（gpmVpsi）
（m2）
レイノ
x10㎜3
ルズ数
Re
×104i
7．81
100
14。97
17．16
13．19
15．45
1．78
1．71
54．9
54．6
1．32
1．31
91，5
91．1
90
19．94
15．38
17．33
12．79
2．61
2．59
（50．9）
1．22
1。23
84．9
85．5
8．76
8．92
75
15．86
10．99
！2．29
3．57
3。57
（41．5）
7．42
1。00
1．O1
69。2
70．2
8．48
8．48
20．52 13．35
14．43 7．33
7．12
7．10
（29．1）
0．70
0。71
48．6 8．43
49．3 8。40
13．88
7。05
！0．24
3，64
3．57
（28．9＞
3．48
（30，3）
0．69
0．73
48．1
50．6
18．84
4，53
14．04
14．31
14．13
（16．9）
0．4！
28．！7
（16．8）
0．40
28．2
28．1
16．15
19，73
9．0！
12．63
7。14
7．10
23．84
24．34
10．39
14．13
13．95
19．43
11．22
12．29
7．17
7．14
25．96
25．48
11．56
11．17
14．40
14，31
17．01
18．64
9．80
11．47
7．21
7．17
50
25
10
！8．39
（42．1）
（29。6）
（16．9） 0．41
（8．1）
（8．2）
（8，0＞
（8。3）
6・82i
13．5
13．7
3．24
3．32
0．19
0．20
13．4
13。8
2。29
2．40
0．14
0．14
0．14
0．14
9Q︶
（5．8）
6．84旨
0．19
0。20
87
（5，9）
5．95
6．10
4．80
4，92
ρ0ρO
（5．8）
（5．8）
7．73 、
28，1
28．5
（17．1＞ Q．4！
Q︶︵コ
5
9，71
（51。3）
考
鋤
Φ
φ
傷）
P
創
H
P
9傷
弁開度
2．37
2．32
1．67
1。69
生れてきたためである．
図11は，表3および表4をもとにして書かれたリニヤー流量特性である．図は縦軸に容
量係数σ（％），横軸に弁リフトH（％）をとりσ一Eの関係を明示したものである．図中の
実線は理論直線であり，一点鎖線は圧力P2が比較的大きな場合（PF 3．48∼17。33psi）
の特性であり実験点は⑱印で示してある．また破線は圧力P2が比較的小さな場合（P2
＝0．05ん0．70psi）の特性であり，実験点は○印で示した。
つぎに流量調節弁の上流側の直管部の長さが容量係数C7にどのような影響を及ぼすか
を調査するために，試験弁前の直管部の長さを15D，10D，5D（D＝65mm）の3種類
に変えて実験を行なった、その実験結果を表5にまとめてある．実験の際の水温は備考欄
に書かれているように11．5∼23．4。Cであるが一つの統一した実験においては水温の変化
はたかだか3。Cぐらいであるのでこの水温の変化は無視した．表をみてわかるように容
量係数Cyそのものには直管部の長さを変えても大きな変化はみられない．ただ直管部の
No．33
123
流量調節弁の容量：係数について第！報
120
110
LINEAR
（D二65
100
§go
導80
l l
l i
i i
70
60
1｝）1￡
﹂乙一
一
50
レ禦 l l i
二
40
3G
㊥一・一実験点，圧力P2が」’ヒ較重大
きいとき
（1）2＝3．48∼17．33psL）
20
O一一一実験点，圧力P2が比1陳的小
さいとき
（1）2二G．05∼0．7Cpsi、）
ン
Io
ユ
0 10 20 30 40 50 60 ？0 80 90 1GO
舐％）
図11 リニヤー流撮特挫（q−Hの関係）
［流量調節弁の下流側の圧力を変化させたときの実験結果］
120
1エ。
§
100
導 90
L正NEAR
1
（1）編65mm）
L」＿聰
80
70
6G
50
40
30
20
1G
0 10 20 30 40 50 60 70 80
90 100
κ（％）
図12 リニヤー流量特性（o：…美i験点）
124
No，33
濱邦彦
表5 試験点前の直管部の長さとCU値との関係
Va1・
drOP
試験弁前の直管部の長さ D＝65mm
vel
△Pc
H
（％）
（psi）
16．9 16．8
17．0 17．1
17．！
16．9 16．9
16．9 16．9
16．9
16．9 ／6．9
51．6
52．9
52．2
51。8 51．2
53．0 52．5
42．3
43．0
42．4
43．2
42．4 42．0
51．5
52．8
52・652・0！52・3
42．3 42。7
42．8 42．3
43．2 42．4
29．6 29．6
30．0 30．2
30。3 30．2
30．1 30．1
17．0 16．8
17璽0 16．9
17．2 16．9
17，1 16．9
17．2 ！7．0
7＝997∼1000kgw／m3’
／cm2
漏744．7mmHg
7．2p＄i＝o．51kgw／cm2
42．2
42．5
42．6
42．8
竺372．3mmHg
2．6psi漏0．18kgw／cm2
3．6psi＝0．25kgw／Cln2
＝186．2mmHg
＝134．5mmHg
1．8psl＝0．13kgw／cm2
＝93．1mlnHg
16．9
16．9
17．1
17．0
只︶8885﹁D5ド0
876﹁DrO﹁049σ
5433
Qり8QO8
﹁D﹃OrO﹁D
Qゾ7門D4
農Uρ0︵b7
55門D5
76ハb︻D5門DFDQJ
只︶∩δ8只︶
8Uρ0ρ0ρ0
88QU5
8門D5︻0
4422
775震︶
1
5
16．8
16．8
6ρOQU
7
8755
8888
55︻OrO
10
16．8 16．8
16．9 16．7
5門DQゾー
1
29．9 29．7
30．1 30．3
30．4 30．3
30．1 29．7
43．3 43．1
zkぎ黒：11．5∼23．4。 C
14．4psi＝1．01kgw
Q︶∩︶︵︶∩︶
1
25
30．2
30．5
30．8
30．8
42．6 42．1
54．9
55．4
56．1
6131
31，1 30．4
42。4 42．2
42．9 43．0
54．5 55．2
55，3 55．6
55．9 56，3
2りQ33
50
42．8
43．2
42．4
42．9
55．1
55．9
56．0
8888
5rOPD﹁D
91Q︶6
9 354
8249
0 888
︶009ρ076ハ8
︻055門D
1
1
1
1
2q3
Q
U
2
6農U67
8186
30．6 30．4
30．7 30，8
07Q︶
30．2 30．1
121
43．5 42．3
rO5rO
42．！ 42．6
︻05門D
75
55．4 54．7
56．1 55．6
56．3 55。7
ーハU5
2∩﹂2
42．6 43．0
43．3 43．0
門ODUりQ
52．4 52．1
239μ
52，4 52．6
53．4 53．2
90
55．7
56．5
54．8
︻05戸D
88只︶Qゾ
5555
ρ066門
6
D 644
8888
555［0
4▲244
7 244
7247
2ρ047
∩∪47 6帰艦76847
0710
3117
0314
47・−︵V 471∩︶
210
210
実験により Ave一
実験により Ave一
実験により Ave・
得られた値 rage 得られた値 τage 得られた値「age
55．2 56。2
56．5 56．5
54．6 54．9
100
5D
10D
15D
考
tra−
ssure
︷拝
ve
・曲1・・（9P「nVpsi）
Pre−
1．4psi＝0．10kgw／cm2
＝72．4mrnH9
0．7psi＝0．05kgw／cm2
＝36．2mmHg
長さを小さくすればある一度においてはC7値が若干大きくなる傾向を読みとることもで
きるが，この傾向は顕著なものではない．また表には試験弁前後の圧力差を変えた場合の
容量係数Cゾも載せてあるが，これについても大きな変化はみられない，
図12は表5のデータをもとにして書かれたLinear Flow Characteristicである，図に
おいて太い実線は理論的な流量特性であり，破線は実験による流量特性である．これらの
流量特性は今までに述べてきた幾つかの特性と全くi司一な傾向を示している．
表6は・麺瀬調購のプ・グをイー・レ％雛の虚咳煙ときの懇デー・であ
り，この表をもとにして書かれたEqual Percentage Flow Characteristicが図13であ
る．図において実線は理論的な流量特性直線であり，破線ぱ実験により得られた流量特性
曲線である，実験点は○印で示した．
No．33
流量調節弁の容量係数について
馨ミ6 実二二糸吉
125
第1報
果
（弁特性：イコール％特姓）
xlG−3
Re
0．14
1．25
1．24
1．23
1．24
86．5
86．0
85。4
86．0
×1伊
7．94
8．14
8．18
7．40
1．88
0．13
52．1
1．25
86．8
8．00
0，王4
・試験弁前の直管部の長さ：
15D
・試験弁後の直管部の長さ：
10D（D＝65mm）
51．7
1．24
86．1
7．34
0，71
0。05
51．6
1．24
86．0
5．19
。水の比霊最：
2．78
2。73
2．70
2．69
2．69
2．69
2．63
0．20
0．19
0．19
0．19
0．19
0．19
0．19
43．2
43．7
43．9
43。7
44．9
44．0
44．9
72．1
72．8
73．1
72．8
74．9
73．3
74．9
8．61
8．09
7．96
8，00
7．34
7．68
7．34
1。41
0．10
44．5
1。07
74．2
6．31
0．71
0．05
43．9
1．05
73．2
4．41
10．79
10．77
10．75
10．75
10．75
10．75
0．76
0．76
0，76
0，76
0．76
0．76
23．4
22，7
22。8
23．2
22．8
23．5
0．56
0．54
0，55
0．56
0．55
0．56
39．0
37．8
38．0
39．1
7．74
8．35
8．94
8．14
8．25
8．59
0．52
0，51
0．50
0．50
0．50
0．50
0，50
23．5
23．5
23．0
23．2
23，1
23．7
22．8
0．56
0．56
0．55
0．56
0．55
0．57
0．55
39。2
39．2
38。3
38．6
38．4
39．5
38，1
6．42
6．42
6。89
6．64
7．36
7．06
6．73
1．42
0．10
23．5
0．56
39．1
3．34
14．60
10．5
14．33
14．31
14．30
1．03
1．01
1．01
1．01
1．01
10．8
10．7
10．6
0．25
0．25
0．26
0．26
0。25
17．5
17．5
17．9
17．8
17．7
4．05
4．74
4．55
4．34
4．42
7．18
7．17
7．12
0．51
0．50
0．50
10．6
10。7
10．0
0．25
0．26
0．24
17．6
17．9
16．7
3．12
3．07
2．70
1．46
0．10
10．7
0．26
17．8
1．53
0．71
0．05
10，6
0．25
17．6
1．06
40
50
50
58
0
06
08
0
1111111
0．10
。zk費鍛：11。5∼2G．8。 C
591
7工5
3
Q7
31
13
11
7777777
1．42
ユ0．5
考
（％）
イ
（m2）
nUInber
51，9
51．6
51．3
51．6
ユ4．35
50
gpm
Vpsi
9
0∩︶︵︶∩︶
75
／cm2）
Reyno正ds
ノ1γ
0．14
0．14
2229臼
90
（kgw
（psi）
8442
100
Cγ
︶
△Pc
Flow coe茄lcient
︵
Pressure drOP
traveI
︶
H︵
％
Valve
γ、響998∼1000kgw／m3
38．1
38．6
126
No．33
濱邦彦
表6 つづき
travel
△PC
H
（弩〉
（psi＞
（kgw
（9PmVpsi）
（m津）
（％）
0．12
0．12
0．12
0．11
・・巨67
rD門D5
45門D
・…i・・5巨・・
0．79
0。72
0．05
0．05
0。06
0．07
4．1
44
1．46
0．06
0．06
0．03
444＾4444＾
0．50
0．50
0．50
−
11
∩︶00
7．17
7．17
7．17
0．07
0．07
0．07
1．28
1．26
1．29
0．87
0．89
0．88
0．42
6Q
4
1
1ゾ1
111
…i・・9
14。33
14．33
14．31
1．75
2．00
2．07
・・．1・46
121
920 677ρ0ρ05 07
0∩︶0
2．9
7︻／7
0
00
0．10
9﹂3つ﹂ 29σつ﹂
1．46
111
0．50
0．50
0．50
11191︵U 888
777 48
222
222 22
10
10
1
0
111
5
7．17
7．17
7．17
0．07
0．07
0．07
x104
1！11
0．50
0．50
0．50
0。50
Re
只︶4QQ
3Q44
41
7．17
7．17
7．17
7．14
0。12
0．12
8887
1．O！
×10『3
0。！1
1・4・脚1・… 11
・・8巨・5巨・…1
10
number
澱u
ρ022
112つe
78Qり
14．33
4444
！4。35
14．33
14．33
14。33
Reyno正ds
9
／cm￡）
﹁DQゾQ4Q︶8Q︶4
丞▲・44
25
c7
1．02
1．01
14．57
Flow coef壼cie篇t
考
Pressure drOP
妻
Valve
0．79
0．82
0。79
0．36
0．25
0。28
13．あとが奮
流量調節弁のバルブサイジングの問題を解明するためにその基礎実験を行なってきた．
この際に実験において主に考えてきたものは流量調節弁の流量特性を表示する容量係数
Cyおよび君uである．
実験により得られた事項を整理するとつぎのようにまとめることができる．
（1＞試験骨内の圧力降下を求めるために静圧測定孔を管の周一円周上の上側・下側およ
び側面の4高所にそれぞれ垂直に設けて実験を行なったが，これらの静圧測定孔を用いて
得られた実験結果には余り大きな差を認ダ）ることができなかった（水柱2mm以上の誤差
を認めることができなかった）．したがって静圧取出孔は管の側面1箇所よりとれば充分
なように思われる．注意しなければならないことは管の上側および下側の静圧測定孔は空
No．33
127
流量調節弁の容量係数について第1報
EQUAL PERCENTAGE
（P識65mnの
§
P 1
100
ヨ
1
闘50
§§
茎3。
「
1﹃1
150
一「
…併しト芝
r…
l
野或
二ゑ＿1＿．
磨「一
@ l 少…．一國耐一炉
’ 一一
；
室10
，
3
・卜一「一一一1
…
一9午……1……… ト……一
冤
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﹁
ダー→ID圭㌦AL㎝ ■ P 瞠
←一一一一｛
l I
1 ｛ 1
1
1 1 】 1
i
i
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 王00
relat1ve vaive travel lf（％）
図玉3 イコール％流量直向｛生（○：実験点）
気が蓄積したり，ごみ類が堆積する恐れがあるので圧力取出孔としては避けるべきである．
（2）流量調節弁の上流側の直管部の長さについて
隷魁欄の醜部帳さを・Bおよび・壱B・・ルブとも・・D，・5D，・・Dおよび・
Dに変化させて実験を行なってみたが容量係数Cyおよび・4yにはほとんど差異を認める
ことはできなかった．ただ試験弁上流側の直管部の長さが短くなるにつれてマノメータ内
の水面の振動が激しくなる現象を観察した．
（3＞流量調節弁の下流側の直管部の長さについて
今回の実験においては下流側の直管部の長さは変化させなかったので，この影響につい
ては何も得ることができなかった．
（4）流量調節弁の上流側の静圧取耳孔の位置について
上流側の静圧取幽門の位置についてはISO提案のままに2Dの位置に設けたが，上流
側については男目に問題点もないように思われたのでとくに考えにいれることはしなかった．
（5）流量調節弁の下流側の静圧取出孔の位麗について
試験弁の下流側2D，4D，6Dの位置に静圧測定孔を設けて実験を試みたが，開度の
大きな場合にはどの静圧測定孔を用いても圧力差にはほとんど差はみられない．しかし実
験結果をみれぽ開度が小さい場合に著しい差異が確認される．したがって開度の小さい場
合における実験をもっと行ない検討し薩す必要があるように思われる。
（6＞流量調節弁前後の圧力差の大きさおよび入口圧力・出口圧力の大きさの取り：方につ
128
濱邦彦
No．33
いて
試験弁の出口圧力∫）2が比較的大きな場合（1）2＝3．48∼！7．33psi）と小さな場合（f）2＝
0．05∼0．70ps⇒とについて，流量調節弁の容量係数にどのような影響があるか調査するた
めに実験を行なったが，試験弁の出口圧力P2の大きさには全く影響をうけないことが確
認された．
また試験弁内の圧力差を幾種類にも変えて実験を行なったが，圧力差と容量係数との間
にぱ明確な差異は認められなかった，
（7＞圧力取出孔の孔径と形状について
圧力取出孔の孔径は2mmφと4mmφのものを用いた．これはJIS流量測定法（JIS
Z8762）に基礎をおいたものであって，その他の孔径についての実験を行なう段階には到
っていない．また取出孔の形状は円形の場合のみについて配管軸と取出塁の中心軸とが直
交するように設置したが，これが直交していないような場合についても実験を行なう段階
にはない．
（8）流量調節弁の呼び径と弁に接続されるパイプの直径との関係について
今囲の実験においては弁の呼び径と弁に接続されるパイプの直径とが同じ場合のみにつ
いて行ない，径の異なる場合については触れてはいない。
（9）本実験において使用したレイノルズ数はパイプに関するレイノルズ数を適用した．
すなわちR，＝Dψ（ただしD：管呼び内径（cm），砂：管呼び内径を用いて算出した計
測区間内平均流速（cm／sec），り：流体の動粘性係数（cm2／sec＞）．ここで流体の種類やレイ
ノルズ数の値に関係なく同一の抵抗係数が得られる4×104以上11）12）の範囲に収まるよう
に努力したが，弁法度の小さい場合にはこのレイノルズ数の範囲を満足しないときもあっ
たが参考に列記しておいた．
14．今後の問題点
（1）この実験をとおして再確認の意味で行なった場合が多かった．また実験結果はほと
んど前もって予想された結果とな：り，それ程大きな問題点はおさなかった，しかし実験に
使用した試験弁は単座型グローブ弁ただ1つで種類が少なく，試験弁の形式が変った場合
には今回の実験では問題とならなかった多くの疑問点が生じてくるものと忍われる．
（2＞とくに試験弁の下流側の静圧取幽孔の位置については開度の小さい場合にまだ多く
の問題点が残っており，この問題点については試験弁下流側の圧力回復の状況を把握して
明確にすべき点のように思われる．
（・）綱の実験においては・Bおよび・静流翻鞭につ・・て鶴騰榊’に教
てきたが，今後はもっと大きな呼び径（たとえば3B∼6Bバルブ〉の流量調節弁につい
ても実験する必要があるように思われる。
（4）試験弁の呼び径と異なる径のパイプで配管した場合に，この径の違いが容量係数に
どのような影響を与えるか実験により確認する必要があるように思われる．
（5）Reducerによる流量調節弁への影響について調査する必要がある．
〈6）Bend pipeによる流量調節弁への影響についても調査する必要がある、
No．33
流量調節弁の容量：係数について第1報
129
（7）各種形式弁（たとえばスルース弁・アングル弁・玉形弁・バタフライ弁等）におけ
る容量係数Cγ値の変化を調査する必要がある、
（8）Block弁をつけた時の流量調節弁への影響および実際使用例に近い，流量調節弁の
Block弁を含めたアッセンブリー状態での流量特性の変化を調査する必要がある．
（9）流量調節弁のノイズについても調査しなければならない．
参考文献
1）Addendum to ISOITC124／WG6“Baumann”Letter of August 4，1970“Valve Sizing Equa−
tions for工ncompressible Fluid Flow”
2）Intemational Organization for Standardization ISOITC 124／WG6“Control Valves”Feb−
ruary−1971
3）王nternational Organization for Standardization ISOITC 124／WG6●‘Control Valves”March−
1971
4）Yasuhisa Kozu（古津靖久）“Comments on the Secretariat Proposal on Control Valves−
Third draft， ISOITC 124／WG6／Secretariat−9／32 February，1971
5）Yasuhisa Kozu（古津靖久）“Comments on the Draft−Recommendation for CONTROL
VALVES，王EC／τC 65／WG9／Secretariat−1／December，1971
6）至SO／TC 124／WG 6“∫apaDese proposal on CONTROL VALVES”Third draft（1971）
7）“Recommendation f◎r CONTROL VALVES”ISO／TC 124／WG 6−CONTROL VALVES
（1971December）
8）C．M． Johnson＆J． M． Fallis， Test Procedures for the Evaluation of Control Valves
Flow Performance（1955）
9） HANS D． BAUMANN， Effect of Pipe Reducers on Valve Capacity， Instruments and
Contro互Systems−December 1968
10）Presented at the Symposium on Flow， Its Measurement and Control in Science and
Industry， Pittsburgh， Pennsylvania， May 9−！4， 1971 Paper No． 3一］．一109
11）∬SB8330−1962 p．15（Reynolds numberの限界値）
12）“船舶の管継付属品の流れの抵抗係数に関する研究事業報告”β本造船関連工業会発行（昭和35
年10月目P．4∼P．10，P．39∼P．40
Summary
On the Valve FIow Coefficient
(The ist report: The result of experiment and the problem
of control valve siziAg)
Kunihiko HAMA
(Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering)
A control valve consists of a body and a sub-assembly contaiRing internal
means to vary the rate of fiuid flow passing the body-sub-assembly and one or
more actuators capable of positioning the internal means.
Determination of the capacity of control vaives has been a problem to every
valve manufacturer and user since the industry began almost a century ago.
The present concept for sizing control valves uses the valve fiow coeflicient
Cv as a basic definition. Cv is defined as the number of U.S.gallons per minute
of water at 60QF. that fiows through a valve with a 1 psi pressure drop under
tl}e stated coRditions of pressgtre and percent rated inner valve travel.
The valve-rated Cv is the value of Cv at the rated full-open position.
In this paper many tests on Cv have been made on a 2B-in. and a 2-li-B-in.
top aRd bottom-guided, single-seated, glove-type valve.
The paper also specifies nominal diameters and pressure ratlngs of flanged
glove style Control Valves.
The paper also lncludes the results of flow test on Cv on pressure taps position and magnitude of differential pressure across the valve.

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