バタフライバルブは工業分野で広く使用されており、特定の作動条件においてバタフライバルブ内で強い不安定流れが発生し、配管系の振動を引き起こすことがあります。600 MWの供熱ユニット中の低圧連通管を研究対象とし、発電所での実測と定常数値シミュレーションを組み合わせる手法により、バタフライバルブ内で発生する不安定流れが連通管の振動を引き起こす機構を明らかにしました。これを基に流れの最適化に基づいて、弁板に案内流構造を加えた新型バタフライバルブを設計し、元のバルブと最適化バルブの振動最大条件での非定常数値シミュレーションを実施しました。結果は、弁板に案内流構造を加えることで大部分の蒸気主流が低圧缸進気管の中央部を流れ、不安定流れによる励起力を効果的に低減し連通管の振動を抑制することを示しました。提案した新型バタフライバルブは、バタフライバルブ小開度条件が存在する配管系の振動抑制に応用可能です。

バタフライバルブ;配管系;振動機構;流れの最適化;振動抑制