JP2005003190A - Flow dividing valve and mixing valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動式の比例弁に関する。さらに詳細には、燃料電池などで使用される流体(ガス、空気、温水など)の流量を2系統に振り分けるための分流弁、および2系列から入力される流体を混合するための混合弁に関するものである。 The present invention relates to a motor-driven proportional valve. More specifically, the present invention relates to a diversion valve for distributing the flow rate of a fluid (gas, air, hot water, etc.) used in a fuel cell or the like into two systems, and a mixing valve for mixing fluid input from the two systems It is.
従来、燃料電池などにおいては、ガス、空気、および水などの流体の流量を2系統に振り分けるために流量調整弁が2個使用されている。また、温度の異なる2系列の流体を混合して流体温度を調整する場合にも、流量調整弁が2個使用されている。そして、このような分流あるいは混合のために使用されている流量調整弁としては、例えば、特開2000−97359号公報に開示されているものがある。この流量調整弁は、図11に示すように、流体の流量を制御する弁部108と、弁部108を駆動する駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段を有し、駆動手段が弁部108の開弁動作時、閉弁動作時の少なくとも一方の動作開始初期は高駆動電圧で駆動し、所定時間経過後に低電圧で駆動する直流モータ101であることを特徴とするものである。つまり、直流モータ101によって、弁部108を駆動して弁の開閉を行うようになっている。
Conventionally, in a fuel cell or the like, two flow rate adjustment valves are used to distribute the flow rates of fluids such as gas, air, and water into two systems. Also, when adjusting the fluid temperature by mixing two series of fluids having different temperatures, two flow rate adjusting valves are used. And as a flow regulating valve currently used for such a diversion or mixing, there is what is indicated by JP, 2000-97359, A, for example. As shown in FIG. 11, the flow rate adjusting valve includes a
また、温度の異なる2系列の流体を混合して流体温度を調整する場合には、流量調整弁を2個使用せずに、一方を固定した流路として他方に流量制御弁を使用して流体を混合させることもある。 When adjusting the fluid temperature by mixing two series of fluids with different temperatures, use two flow control valves as flow paths with one fixed and the other using a flow control valve. May be mixed.
しかしながら、上記したように現状では、流体の流量を2系統に振り分ける、あるいは2系統からの入力される流体を混合するために、特開2000−97359号公報に開示されているような流量調整弁を2個使用しているため、それぞれに専用のコントローラが必要であった。すなわち、流量調整弁だけでなくコントローラも2個必要であった。このため、コスト面および専有スペースの面において問題があった。なぜなら、燃料電池などの装置に使用する分流弁あるいは混合弁に対しては、低コスト化および省スペース化を図ることが要求されているからである。 However, as described above, at present, a flow rate adjusting valve as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-97359 is used in order to distribute the flow rate of the fluid into two systems or to mix fluids input from the two systems. Because two were used, a dedicated controller was required for each. That is, not only the flow rate adjusting valve but also two controllers are required. For this reason, there were problems in terms of cost and exclusive space. This is because the flow dividing valve or the mixing valve used in the apparatus such as the fuel cell is required to reduce cost and save space.
また、温度の異なる2系列の流体の混合を1個の流量調整弁だけで行う場合には、上記の問題は生じないが、固定流路側を流れる流体は常に流れている(流量調整が行えない)ため、混合割合の調整範囲(つまり、温度調整範囲)が小さくなるという問題がある。これは、燃料電池に使用する場合に特に大きな問題となる。なぜなら、燃料電池では熱回収を効率よく行うことが必要であるから、温度調整範囲を広くすることが要求されているからである。 In addition, when the two series of fluids having different temperatures are mixed with only one flow rate adjusting valve, the above problem does not occur, but the fluid flowing through the fixed flow path always flows (the flow rate cannot be adjusted). Therefore, there is a problem that the adjustment range of the mixing ratio (that is, the temperature adjustment range) becomes small. This is a particularly serious problem when used in fuel cells. This is because a fuel cell needs to efficiently recover heat, and therefore requires a wide temperature adjustment range.
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、低コスト化および省スペース化を図ることができる分流弁および混合弁を提供することを課題とする。また、混合弁においては、低コスト化および省スペース化を図るとともに、混合割合の調整範囲を広くすることができることも課題とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a diversion valve and a mixing valve that can achieve cost reduction and space saving. Another object of the present invention is to reduce the cost and space of the mixing valve and to widen the adjustment range of the mixing ratio.
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る分流弁は、流体の分流を行う分流弁であって、入力ポートと、第1の出力ポートと、第2の出力ポートと、前記入力ポートと前記第1の出力ポートとの間に形成された第1の弁座と、前記入力ポートと前記第2の出力ポートとの間に形成された第2の弁座と、前記第1の弁座に当接・離間する第1の弁体と、前記第2の弁座に当接・離間する第2の弁体と、前記第1の弁体と前記第2の弁体とが取り付けられているシャフトと、前記シャフトを駆動するモータと、を有していることを特徴するものである。 A diversion valve according to the present invention made to solve the above problems is a diversion valve that diverts a fluid, and includes an input port, a first output port, a second output port, and the input port. And a first valve seat formed between the first output port, a second valve seat formed between the input port and the second output port, and the first valve. A first valve body that contacts and separates from the seat, a second valve body that contacts and separates from the second valve seat, and the first valve body and the second valve body are attached. And a motor for driving the shaft.
この分流弁では、モータによって第1の弁体と第2の弁体とが取り付けられているシャフトが駆動されることにより、第1の弁体が第1の弁座に当接・離間するとともに、第2の弁体が第2の弁座に当接・離間する。これにより、入力ポートと第1の出力ポートあるいは第2の出力ポートとが連通あるいは遮断される。つまり、第1の弁体が第1の弁座に当接していると、第2の弁体が第2の弁座から離間しており、入力ポートと第1の出力ポートとは遮断され、入力ポートと第2の出力ポートとが連通する。一方、第2の弁体が第2の弁座に当接していると、第1の弁体が第1の弁座から離間しており、入力ポートと第1の出力ポートとが連通し、入力ポートと第2の出力ポートとは遮断される。これにより、入力ポートに流れ込む流体を第1の出力ポートと第2の出力ポートとに分流することができる。 In this diversion valve, the shaft on which the first valve body and the second valve body are attached is driven by a motor, whereby the first valve body comes into contact with and separates from the first valve seat. The second valve element comes into contact with and separates from the second valve seat. Thereby, the input port and the first output port or the second output port are communicated or blocked. That is, when the first valve body is in contact with the first valve seat, the second valve body is separated from the second valve seat, and the input port and the first output port are blocked, The input port communicates with the second output port. On the other hand, when the second valve body is in contact with the second valve seat, the first valve body is separated from the first valve seat, and the input port communicates with the first output port. The input port and the second output port are blocked. Thereby, the fluid flowing into the input port can be divided into the first output port and the second output port.
そして、第1の弁体と第2の弁体とは、モータによって駆動されるシャフトに固定されているから、シャフトの移動量を調整することにより、第1の弁体および第2の弁体を好きな位置で停止させることができる。言い換えると、第1の弁体と第1の弁座との開度、あるいは第2の弁体と第2の弁座との開度を調整することができる。したがって、第1の出力ポートから流れ出る流量と第2の出力ポートから流れ出る流量(以下、この流量比を「分流比」という)を自在に変更することができる。 Since the first valve body and the second valve body are fixed to the shaft driven by the motor, the first valve body and the second valve body are adjusted by adjusting the movement amount of the shaft. Can be stopped at any position. In other words, the opening between the first valve body and the first valve seat, or the opening between the second valve body and the second valve seat can be adjusted. Therefore, it is possible to freely change the flow rate flowing out from the first output port and the flow rate flowing out from the second output port (hereinafter, this flow rate ratio is referred to as “diversion ratio”).
このような分流比のコントロールは、1つのモータの駆動量を調整することにより行うことができるので、従来、流量調整弁2個とコントローラ2個とで行っていた分流を、分流弁1個とコントローラ1個とで行うことができる。したがって、この分流弁を使用することにより、燃料電池などの装置の低コスト化および省スペース化を図ることができる。 Such control of the diversion ratio can be performed by adjusting the driving amount of one motor, so that the diversion conventionally performed by two flow rate adjustment valves and two controllers is changed to one diversion valve. This can be done with one controller. Therefore, by using this diversion valve, it is possible to reduce the cost and the space of an apparatus such as a fuel cell.
本発明に係る分流弁においては、前記第1の弁体および前記第2の弁体をそれぞれ前記第1の弁座および前記第2の弁座に当接させる方向に付勢するスプリングと、前記シャフトに取り付けられたEリングとを有し、前記第1の弁体および前記第2の弁体とは、前記Eリングの両端間に前記スプリングを挟んだ状態で配置されていることが望ましい。 In the shunt valve according to the present invention, the spring for urging the first valve body and the second valve body in a direction to contact the first valve seat and the second valve seat, respectively, It is preferable that the first valve body and the second valve body are arranged with the spring sandwiched between both ends of the E-ring.
こうすることにより、シャフトを移動させて第1の弁体を第1の弁座に当接させたとき、シャフトが第1の弁体を第1の弁座に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリングの力による第1の弁体の第1の弁座に対する押し付け力が強くなりシール性能を向上させることができるからである。同様に、シャフトを移動させて第2の弁体を第2の弁座に当接させたとき、シャフトが第2の弁体を第2の弁座に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリングの力による第2の弁体の第2の弁座に対する押し付け力が強くなりシール性能を向上させることができるからである。このように、シール性能を向上させることができるので、圧力が2KPa程度の流体であっても漏れが生じることなく、正確に分流を行うことができるのである。 By doing so, when the shaft is moved and the first valve body is brought into contact with the first valve seat, the shaft can further move in the direction of pressing the first valve body against the first valve seat. This is because the pressing force of the first valve body against the first valve seat by the force of the spring becomes stronger and the sealing performance can be improved. Similarly, when the shaft is moved to bring the second valve body into contact with the second valve seat, the shaft can further move in the direction of pressing the second valve body against the second valve seat. This is because the pressing force of the second valve body against the second valve seat by the force of the spring becomes stronger and the sealing performance can be improved. As described above, since the sealing performance can be improved, even if the fluid has a pressure of about 2 KPa, the flow can be accurately divided without causing leakage.
また、本発明に係る分流弁においては、前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方は、ニードル形状となっていることが望ましい。 In the flow dividing valve according to the present invention, it is preferable that at least one of the first valve body and the second valve body has a needle shape.
これにより、流量調整の精度を向上させることができるからである。特に、ガスや空気などを分流する場合に好適である。また、弁体をニードル形状とすると、弁体が常に弁座の中に存在することになるから、弁内を流れる流体の流速が大きくなった場合であっても、弁体が流されることなく確実に弁座に当接してシールすることができるからである。 This is because the accuracy of the flow rate adjustment can be improved. In particular, it is suitable for the case of diverting gas or air. In addition, if the valve body has a needle shape, the valve body will always be present in the valve seat, so even if the flow velocity of the fluid flowing through the valve increases, the valve body will not flow. This is because the valve seat can be reliably abutted and sealed.
また、本発明に係る分流弁においては、前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方に、前記第1の弁座あるいは前記第2の弁座の内周面に常に接触しているガイド部が形成されていることが望ましい。 In the shunt valve according to the present invention, at least one of the first valve body and the second valve body is always in contact with the inner peripheral surface of the first valve seat or the second valve seat. It is desirable that a guide portion is formed.
これにより、弁内を流れる流体の流速が大きくなった場合であっても、第1弁体あるいは第2の弁体の少なくとも一方に設けられたガイド部が、常に第1の弁座あるいは第2の弁座に中に存在することになるから、第1の弁体および第2の弁体が流されることなく、第1の弁座および第2の弁座に確実に当接してシールすることができるからである。 Thereby, even when the flow velocity of the fluid flowing in the valve is increased, the guide portion provided on at least one of the first valve body or the second valve body always has the first valve seat or the second valve seat. Since the first valve body and the second valve body are not flowed, the first valve body and the second valve seat are securely brought into contact with each other and sealed. Because you can.
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る混合弁は、上記の分流弁において、入出力関係を逆転させたものである。すなわち、流体の混合を行う混合弁であって、第1の入力ポートと、第2の入力ポートと、出力ポートと、前記第1の入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第1の弁座と、前記第2の入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第2の弁座と、前記第1の弁座に当接・離間する第1の弁体と、前記第2の弁座に当接・離間する第2の弁体と、前記第1の弁体と前記第2の弁体とが取り付けられているシャフトと、前記シャフトを駆動するモータと、を有していることを特徴するものである。 The mixing valve according to the present invention, which has been made in order to solve the above problems, is obtained by reversing the input / output relationship in the above-described diversion valve. That is, a mixing valve that mixes fluids, and is formed between a first input port, a second input port, an output port, and the first input port and the output port. A valve seat, a second valve seat formed between the second input port and the output port, a first valve body abutting and separating from the first valve seat, and the first A second valve body that contacts and separates from the second valve seat, a shaft to which the first valve body and the second valve body are attached, and a motor that drives the shaft. It is characterized by being.
この混合弁では、モータによって第1の弁体と第2の弁体とが取り付けられているシャフトが駆動されることにより、第1の弁体が第1の弁座に当接・離間するとともに、第2の弁体が第2の弁座に当接・離間する。これにより、第1の入力ポートと出力ポートとが連通あるいは遮断されるとともに、第2の入力ポートと出力ポートとが連通あるいは遮断される。つまり、第1の弁体が第1の弁座に当接していると、第2の弁体が第2の弁座から離間しており、第1の入力ポートと出力ポートとは遮断され、第2の入力ポートと出力ポートとが連通する。一方、第2の弁体が第2の弁座に当接していると、第1の弁体が第1の弁座から離間しており、第1の入力ポートと出力ポートとが連通し、第2の入力ポートと出力ポートとは遮断される。 In this mixing valve, the shaft on which the first valve body and the second valve body are attached is driven by a motor, so that the first valve body comes into contact with and separates from the first valve seat. The second valve element comes into contact with and separates from the second valve seat. As a result, the first input port and the output port are communicated or blocked, and the second input port and the output port are communicated or blocked. That is, when the first valve body is in contact with the first valve seat, the second valve body is separated from the second valve seat, and the first input port and the output port are blocked, The second input port communicates with the output port. On the other hand, when the second valve body is in contact with the second valve seat, the first valve body is separated from the first valve seat, and the first input port and the output port communicate with each other. The second input port and the output port are blocked.
そして、第1の弁体と第2の弁体とは、モータによって駆動されるシャフトに固定されているから、シャフトの移動量を調整することにより、第1の弁体および第2の弁体を好きな位置で停止させることができる。言い換えると、第1の弁体と第1の弁座との開度、あるいは第2の弁体と第2の弁座との開度を調整することができる。これにより、第1の入力ポートから出力ポートへ供給される流体の流量と、第2の入力ポートから出力ポートへ供給される流体の流量(以下、この流量比を「混合比」という)を自在に変更することができる。したがって、混合比の調整範囲を広くすることができる。 Since the first valve body and the second valve body are fixed to the shaft driven by the motor, the first valve body and the second valve body are adjusted by adjusting the movement amount of the shaft. Can be stopped at any position. In other words, the opening between the first valve body and the first valve seat, or the opening between the second valve body and the second valve seat can be adjusted. As a result, the flow rate of the fluid supplied from the first input port to the output port and the flow rate of the fluid supplied from the second input port to the output port (hereinafter, this flow rate ratio is referred to as “mixing ratio”) can be freely set. Can be changed. Therefore, the adjustment range of the mixing ratio can be widened.
また、このような混合比のコントロールは、1つのモータの駆動量を調整することにより行うことができるので、従来、混合比の調整範囲を広くするために流量調整弁2個とコントローラ2個とで行っていた混合を、分流弁1個とコントローラ1個とで行うことができる。したがって、この混合弁を使用することにより、混合比の調整範囲を広くしつつ、燃料電池などの装置の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
Further, since the control of the mixing ratio can be performed by adjusting the driving amount of one motor, conventionally, in order to widen the adjustment range of the mixing ratio, two flow rate adjusting valves and two controllers are used. The mixing performed in
本発明に係る混合弁においては、前記第1の弁体および前記第2の弁体をそれぞれ前記第1の弁座および前記第2の弁座に当接させる方向に付勢するスプリングと、前記シャフトに取り付けられたEリングとを有し、前記第1の弁体および前記第2の弁体とは、前記Eリングの両端間に前記スプリングを挟んだ状態で配置されていることが望ましい。 In the mixing valve according to the present invention, the spring for urging the first valve body and the second valve body in a direction to contact the first valve seat and the second valve seat, respectively, It is preferable that the first valve body and the second valve body are arranged with the spring sandwiched between both ends of the E-ring.
こうすることにより、シャフトを移動させて第1の弁体を第1の弁座に当接させたとき、シャフトが第1の弁体を第1の弁座に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリングの力による第1の弁体の第1の弁座に対する押し付け力が強くなりシール性能を向上させることができるからである。同様に、シャフトを移動させて第2の弁体を第2の弁座に当接させたとき、シャフトが第2の弁体を第2の弁座に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリングの力による第2の弁体の第2の弁座に対する押し付け力が強くなりシール性能を向上させることができるからである。このように、シール性能を向上させることができるので、圧力が2KPa程度の流体であっても漏れが生じることなく、正確に混合を行うことができるのである。 By doing so, when the shaft is moved and the first valve body is brought into contact with the first valve seat, the shaft can further move in the direction of pressing the first valve body against the first valve seat. This is because the pressing force of the first valve body against the first valve seat by the force of the spring becomes stronger and the sealing performance can be improved. Similarly, when the shaft is moved to bring the second valve body into contact with the second valve seat, the shaft can further move in the direction of pressing the second valve body against the second valve seat. This is because the pressing force of the second valve body against the second valve seat by the force of the spring becomes stronger and the sealing performance can be improved. Thus, since the sealing performance can be improved, even if the fluid has a pressure of about 2 KPa, it can be accurately mixed without causing leakage.
また、本発明に係る混合弁においては、前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方は、ニードル形状となっていることが望ましい。 In the mixing valve according to the present invention, it is preferable that at least one of the first valve body and the second valve body has a needle shape.
これにより、流量調整の精度を向上させることができるからである。特に、ガスや空気などを混合する場合に好適である。また、弁体をニードル形状とすると、弁体が常に弁座の中に存在することになるから、弁内を流れる流体の流速が大きくなった場合であっても、弁体が流されることなく確実に弁座に当接してシールすることができるからである。 This is because the accuracy of the flow rate adjustment can be improved. In particular, it is suitable when gas or air is mixed. In addition, if the valve body has a needle shape, the valve body will always be present in the valve seat, so even if the flow velocity of the fluid flowing through the valve increases, the valve body will not flow. This is because the valve seat can be reliably abutted and sealed.
また、本発明に係る混合弁においては、前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方に、前記第1の弁座あるいは前記第2の弁座の内周面に常に接触しているガイド部が形成されていることが望ましい。 In the mixing valve according to the present invention, at least one of the first valve body and the second valve body is always in contact with the inner peripheral surface of the first valve seat or the second valve seat. It is desirable that a guide portion is formed.
これにより、弁内を流れる流体の流速が大きくなった場合であっても、第1弁体あるいは第2の弁体の少なくとも一方に設けられたガイド部が、常に第1の弁座あるいは第2の弁座に中に存在することになるから、第1の弁体および第2の弁体が流されることなく、第1の弁座および第2の弁座に確実に当接してシールすることができるからである。 Thereby, even when the flow velocity of the fluid flowing in the valve is increased, the guide portion provided on at least one of the first valve body or the second valve body always has the first valve seat or the second valve seat. Since the first valve body and the second valve body are not flowed, the first valve body and the second valve seat are securely brought into contact with each other and sealed. Because you can.
本発明に係る分流弁によれば、低コスト化および省スペース化を図ることができる。また、本発明に係る混合弁によれば、混合割合の調整範囲を広くしつつ、低コスト化および省スペース化を図ることができる。 According to the flow dividing valve which concerns on this invention, cost reduction and space saving can be achieved. Moreover, according to the mixing valve which concerns on this invention, cost reduction and space saving can be achieved, making the adjustment range of a mixing ratio wide.
以下、本発明の分流弁を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態に係る分流弁および混合弁は、燃料電池システムに使用するのに好適なものである。 Hereinafter, a most preferred embodiment in which the diversion valve of the present invention is embodied will be described in detail based on the drawings. The diversion valve and the mixing valve according to the present embodiment are suitable for use in a fuel cell system.
(第1の実施の形態)
まず、第1の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では分流弁について説明する。そこで、第1の実施の形態に係る分流弁の概略構成を図1に示す。図1は、分流弁10の概略構成を示す断面図である。この分流弁10には、図1に示すように、入力ポート11と、第1出力ポート12と、第2出力ポート13と、弁室14と、第1弁体15と、第2弁体16と、スプリング19と、シャフト20と、シャフトガイド21と、Eリング22と、DCモータ30等とを備えている。そして、分流弁10は、入力ポート11に流れ込む流体を任意の分流比で第1出力ポート12と第2出力ポート13とに振り分けて流出させるようになっている。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. In the first embodiment, a shunt valve will be described. Accordingly, FIG. 1 shows a schematic configuration of the flow dividing valve according to the first embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
ここで、入力ポート11と第1出力ポートとが形成された第1ボディ40には、弁室14の一部と第1弁座41とが形成されている。弁室14の一部は、第1ボディ40の下面に開口しており、後述する第2ボディ50に形成されている弁室14の一部と連結して弁室14が形成されるようになっている。また、第1出力ポート12と弁室14との連通部に、第1弁座41が形成されている。この第1弁座41に第1弁体15(より正確には、後述する第1弁シート15a)が当接すると、入力ポート11と第1出力ポート12とが遮断され、第1弁座41から第1弁体15(より正確には第1弁シート15a)が離間すると、入力ポート11と第1出力ポート12とが連通するようになっている。
Here, a part of the
このような第1ボディ40の下部に第2ボディ50が配置されている。この第2ボディ50には、第2出力ポート13と弁室14の一部とが形成されている。また、第2出力ポート13と弁室14との連通部に、第2弁座51が形成されている。つまり、第2弁座51は、第1弁座41と対向して配置されているのである。この第2弁座51に第2弁体16(より正確には、後述する第2弁シート16a)が当接すると、入力ポート11と第2出力ポート13とが遮断され、第2弁座51から第2弁体16(より正確には第2弁シート16a)が離間すると、入力ポート11と第2出力ポート13とが連通するようになっている。
The
そして、第1ボディ40と第2ボディ50とが連結することにより形成される弁室14に、第1弁体15と第2弁体16とが配置されている。第1弁体15の外周には第1弁シート15aが取り付けられている。この第1弁シート15aが第1弁座41に当接または離間することにより、入力ポート11と第1出力ポート12とが遮断または連通されるようになっている。また、第1弁体15の内周には第1スプリング押さえ17が取り付けられている。一方、第2弁体16の外周には第2弁シート16aが取り付けられている。この第2弁シート16aが第2弁座51に当接または離間することにより、入力ポート11と第2出力ポート13とが遮断または連通されるようになっている。また、第2弁体16の内周には第2スプリング押さえ18が取り付けられている。
And the
これらの第1弁体15と第2弁体16とは、変換機構77を介して、第1ボディ40の上部に取り付けられたモータ30に連結されるとともに、第1ボディ40を貫き、他端が第2ボディ50の上部に位置するシャフト20に取り付けられている。具体的に、シャフトの下部に固定されているEリング22の両端部に、第1スプリング押さえ17と第2スプリング押さえ18との間に設けられたスプリング19を介して第1弁体15と第2弁体16とが配置されている。このため、第1弁体15および第2弁体16とは、スプリング19の付勢力によりそれぞれEリング22側(第1弁座41側および第2弁座51側)へ押さえつけられるようにしてシャフト20に取り付けられている。
The
第1弁体15および第2弁体16とが取り付けられたシャフト20は、第1ボディ40の上部に配置されたシャフトガイド21に摺動可能に支持されるとともに、上記したように変換機構77を介してモータ30に連結されている。
The
ここで、変換機構77について図2を参照しながら説明する。図2は、変換機構の分解斜視図である。変換機構77は、回転部材78、ガイド部材79などから構成されている。ガイド部材79は、プラスチック材料を射出成形により略円筒形状に成形したものである。ガイド部材79は、シャフトガイド21と締付板73との間で下端部を狭持されて、回転方向の移動を制限されている。ガイド部材79は、外周面に一対の長孔80が軸方向に長く形成されている。シャフト20は、上端部がガイド部材79に挿入され、係合ピン81がガイド部材79の長孔80に挿通するように貫き通されて固設されている。
Here, the
一方、回転部材78は、プラスチック材料を射出成形により袋状に形成したものであり、ガイド部材79の先端部に被せるようにして装着される。回転部材78の内周面には、一対の送りネジ82が雌ネジ状に形成され、係合ピン81の両端部が送りネジ22に摺動可能に嵌め合わされている。かかる回転部材78は、凸部83がモータ30の出力軸に一義的に位置合わせされて係合し、モータ30の回転に伴って回転するよう構成されている。したがって、モータ30が回転部材78を回転させると、送りネジ82によって係合ピン81をガイド部材79の長孔80に沿って移動させ、シャフト20を軸方向に摺動させる。そのため、モータ30の駆動量を制御すれば、シャフト20の移動量を調整することができる。これにより、シャフト20の固定されている第1弁体15および第2弁体16の移動量を調整することができる。
On the other hand, the rotating
このようにして、シャフト20は、モータ30の駆動量にしたがって図中上下方向に移動するようになっている。そして、第1弁体15および第2弁体16はシャフト20に取り付けられているため、シャフト20の移動に連動して第1弁体15および第2弁体16も移動する。このため、シャフト20を任意の位置で停止させることにより、第1弁体15および第2弁体16を任意の位置で停止させることができる。このようにして、分流弁10では、モータ30の駆動により、弁の開閉さらには流量調整が行われるようになっている。
In this way, the
次に、上記のような構成を有する分流弁10の動作について説明する。まず、分流比が「OUT1(第1出力ポート12の流量):OUT2(第2出力ポート13の流量)=10:0」の状態について図1を参照しながら説明する。この状態では、モータ30の駆動によってシャフト20が下降させられ、第2弁座51に第2弁シート16aが当接する。ここで、第1弁体15と第2弁体16とはスプリング19を介してEリング22の両端間に配置されているので、第2弁座51に第2弁シート16aが当接した後も、シャフト20はさらに1mm程度下降してから停止する。これにより、スプリング19による第2弁体シート16aを第2弁座51に押し付ける力が大きくなる。このため、単に第2弁シート16aを第2弁座51に当接させた場合に比べ優れたシール性能が得られる。これにより、入力ポート11と第2出力ポート13とが完全に遮断される。一方、第1弁体16は、シャフト20が下降するとEリング22によって下方へ移動させられる。このため、第1弁シート15aは第1弁座41から離間し、入力ポート11と第1出力ポート12とが連通する。このため、入力ポート11に流れ込んだ流体は、すべて第1出力ポート12から流れ出す。
Next, the operation of the
続いて、図1に示す状態からモータ30の駆動方向を逆転させてシャフト20を上昇させたときの分流弁10の動作について、図3および図4を参照しながら説明する。なお、図3は分流比が「OUT1:OUT2=5:5」の状態を示し、図4は分流比が「OUT1:OUT2=0:10」の状態を示す。
Next, the operation of the
モータ30の駆動方向を逆転させてシャフト20を上昇させると、Eリング22が第2弁体16に当接する。このとき、スプリング19の力によって第1弁体15もEリング22に当接している。その後、この状態を保ったまま、第1弁体15と第2弁体16とは、シャフト20とともに上昇していく。このため、第2弁シート16aは第2弁座51から離間する。これにより、入力ポート11と第2出力ポート13とが連通する。つまり、入力ポート11と第1出力ポート12および第2出力ポート13の両方が連通する。
When the drive direction of the
このとき、第1出力ポート12から流れ出る流体の流量と第2出力ポート13から流れ出る流体の流量との比、つまり分流比は、第1出力ポート12の開口面積と第2出力ポート13の開口面積との比で決まる。ここで、第1出力ポート12の開口面積は、第1弁座41と第1弁体15との距離によって決まり、第2出力ポート13の開口面積は、第2弁座51と第2弁体16との距離によって決まる。そして、第1弁座41と第2弁座51の位置は固定されているから、第1弁体15と第2弁体16の位置によって分流比が決まる。つまり、入力ポート11と第1出力ポート12および第2出力ポート13の両方が連通している状態では、第1弁体15と第2弁体16の位置によって分流比を調整することができる。したがって、分流弁10では、第1弁体15および第2弁体はともにシャフト20に取り付けられており、そのシャフト20がモータ30の駆動量に従って上下動するため、モータ30の駆動量を調節することにより、流量調整を行うことができる。
At this time, the ratio between the flow rate of the fluid flowing out from the
そして、分流比が「OUT1:OUT2=5:5」となるのが図3に示す状態である。この状態にするためには、第1弁座41と第1弁体15の距離と、第2弁座51と第2弁体16の距離とが等しくなる位置まで、モータ30によりシャフト20を上昇させればよいのである。
The state shown in FIG. 3 is that the diversion ratio is “OUT1: OUT2 = 5: 5”. In order to achieve this state, the
さらに、シャフト20を上昇させると、第1弁座41に第1弁シート15aが当接する。ここで、第1弁体15と第2弁体16とはスプリング19を介してEリング22の両端間に配置されているので、第1弁座41に第1弁シート15aが当接した後も、図4に示すように、シャフト20はさらに1mm程度上昇してから停止する。これにより、スプリング19による第1弁シート15aを第1弁座41に押し付ける力が大きくなる。このため、単に第1弁シート15aを第1弁座41に当接させた場合に比べ優れたシール性能が得られる。これにより、入力ポート11と第1出力ポート12とが完全に遮断される。このため、入力ポート11に流れ込んだ流体は、すべて第2出力ポート13から流れ出す。
Further, when the
このように分流弁10では、モータ30を駆動させるためのコントローラを1個設けるだけで、入力ポート11に流れ込む流体を、第1出力ポート12と第2出力ポート13とに任意の分流比で振り分けることができる。つまり、分流弁10は、従来であれば2個の流量調整弁と2個のコントローラが必要であった分流を、1個の分流弁と1個のコントローラで行うことを可能としたのである。よって、燃料電池などの装置に分流弁10を使用することにより、低コスト化および省スペース化を図ることができる。
As described above, the
ここで、分流弁10の変形例について、図5を参照しながら説明する。図5は、変形例である分流弁10aの構成を示す断面図である。この分流弁10aは、上記した分流弁10とほぼ同様の構成を有するものであるが、第2弁体16にガイドが設けられている点が異なる。このため、以下の説明では、相違点を中心に説明し、共通点については同じ符号を付して説明を適宜省略する。
Here, a modified example of the
この分流弁10aにおける第2弁体16の先端(第2弁座51側)には、図5に示すように、ガイド16bが形成されている。このガイド16bは、第2弁座51の内周面に沿うように形成されており、第2弁シート16aが第2弁座51から離間したときも、第2弁座51の内周面に接している。つまり、第2弁体16は、ガイド16bが第2弁座51の内周面に接した状態を維持しながら、第2弁座51に対して当接・離間することになる。これにより、入力ポート11から流れ込む流体の流速が大きい場合であっても、第2弁体16に形成されたガイド16bが、常には第2弁座51に中に存在することになるため、シャフト20が上下端において、シャフトガイド21およびガイド16bによりしっかりと支持される。したがって、入力ポート11から流れ込む流体の流速が大きい場合であっても、第1弁体15および第2弁体16が流されることがないので、第1弁体15および第2弁体16を、第1弁座41および第2弁座51に対して確実に当接させることができる。
As shown in FIG. 5, a
以上、詳細に説明したように第1の実施の形態に係る分流弁10では、モータ30によって第1弁体15と第2弁体16とが固定されているシャフト20が駆動されることにより、第1弁シート15aが第1弁座41に当接・離間するとともに、第2弁シート16aが第2弁座51に当接・離間する。これにより、入力ポート11と第1出力ポート12あるいは第2出力ポート13とが連通あるいは遮断されるので、入力ポート11に流れ込む流体を第1出力ポート12と第2出力ポート13とに分流することができる。
As described above, in the
そして、第1弁体15と第2弁体16とは、モータ30によって駆動されるシャフト20に固定されているから、シャフト20の移動量を調整することにより、第1弁体15および第2弁体16を好きな位置で停止させることができる。すなわち、第1弁体15と第1弁座41との開度、あるいは第2弁体16と第2弁座51との開度を調整することができる。したがって、分流比を自在に変更することができる。
Since the
このような分流比のコントロールは、分流弁10においては、1つのモータ30の駆動量を調整する事により行うことができるので、従来、流量調整弁2個とコントローラ2個とで行っていた分流を、分流弁1個とコントローラ1個とで行うことができる。したがって、この分流弁10を使用することにより、燃料電池などの装置の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
Such control of the diversion ratio can be performed by adjusting the driving amount of one
また、分流弁10では、第1弁体15および第2弁体16とは、シャフト20に固定されたEリング22の両端間にスプリング19を挟んだ状態で配置されているので、シャフト20を移動させて第1弁シート15aを第1弁座41に当接させたとき、シャフト20が第1弁体15を第1弁座41に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリング19の力による第1弁体15の第1弁座41に対する押し付け力が強くなりシール性能が向上する。同様に、シャフト20を移動させて第2弁シート16aを第2弁座51に当接させたとき、シャフト20が第2弁体16を第2弁座51に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリング19の力による第2弁シート16aの第2弁座51に対する押し付け力が強くなりシール性能が向上する。このようにして分流弁10ではシール性能を向上させているので漏れが生じることなく、正確に分流を行うことができる。
Further, in the
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態でも分流弁について説明する。第2の実施の形態に係る分流弁は第1の実施の形態に係る分流弁10とほぼ同様の構成を有するものであるが、第1弁体および第2弁体の形状が異なる。このため、以下の説明では、相違点を中心に説明し、共通点については同じ符号を付して説明を適宜省略する。そこで、第2の実施の形態に係る分流弁の概略構成を図6に示す。図6は、分流弁60の概略構成を示す断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The shunt valve will be described also in the second embodiment. The shunt valve according to the second embodiment has substantially the same configuration as the
分流弁60においても、第1弁体65と第2弁体66とは、第1ボディ40の上部に取り付けられたモータ30に連結されるとともに、第1ボディ40を貫き、他端が第2ボディ50の上部に位置するシャフト20に取り付けられている。具体的に、シャフト20の下部に固定されているEリング22の両端部に、第1スプリング押さえ17と第2スプリング押さえ18との間に設けられたスプリング19を介して第1弁体65と第2弁体66とが配置されている。このため、第1弁体65および第2弁体66とは、スプリング19の付勢力によりそれぞれEリング22側(第1弁座41側および第2弁座51側)へ押さえつけられるようにしてシャフト20に取り付けられている。
Also in the
第1弁体65および第2弁体66とが取り付けられたシャフト20は、第1ボディ40の上部に配置されたシャフトガイド21に摺動可能に支持されるとともに、上記したようにモータ30に連結されている。これにより、シャフト20は、モータ30の駆動量にしたがって図中上下方向に移動するようになっている。そして、第1弁体65および第2弁体66はシャフト20に取り付けられているため、シャフト20の移動に連動して第1弁体65および第2弁体66も移動する。このため、シャフト20を任意の位置で停止させることにより、第1弁体65および第2弁体66を任意の位置で停止させることができる。このようにして、分流弁60では、モータ30の駆動により、弁の開閉さらには流量調整が行われるようになっている。
The
そして、第1弁体65および第2弁体66は、ともにニードル形状をなしているから、それぞれ第1弁座41および第2弁座51から離間したときの流量を微調整することができるようになっている。また、第1弁体65および第2弁体66が、常に第1弁座41および第2弁座51の中に存在するから、入力ポート11に流れ込む流体の流速が大きい場合であっても、第1弁体65および第2弁体66が流されないようになっている。
And since both the
次に、上記のような構成を有する分流弁60の動作について説明する。まず、分流比が「OUT1(第1出力ポート12の流量):OUT2(第2出力ポート13の流量)=10:0」の状態について図6を参照しながら説明する。この状態では、モータ30の駆動によってシャフト20が下降させられ、第2弁座51に第2弁シート16aが当接する。ここで、第1弁体65と第2弁体66とはスプリング19を介してEリング22の両端間に配置されているので、第2弁座51に第2弁シート16aが当接した後も、シャフト20はさらに1mm程度下降してから停止する。これにより、スプリング19による第2弁体シート16aを第2弁座51に押し付ける力が大きくなる。このため、単に第2弁シート16aを第2弁座51に当接させた場合に比べ優れたシール性能が得られる。このとき、第1弁体65および第2弁体66が、常に第1弁座41および第2弁座51の中に存在するから、入力ポート11に流れ込む流体の流速が大きい場合であっても、第1弁体65および第2弁体66が流されない。したがって、入力ポート11と第2出力ポート13とが完全に遮断される。
Next, the operation of the
一方、第1弁体66は、シャフト20が下降するとEリング22によって下方へ移動させられる。このため、第1弁シート15aは第1弁座41から離間し、入力ポート11と第1出力ポート12とが連通する。このため、入力ポート11に流れ込んだ流体は、すべて第1出力ポート12から流れ出す。
On the other hand, the
続いて、図6に示す状態からモータ30の駆動方向を逆転させてシャフト20を上昇させたときの分流弁60の動作について、図7および図8を参照しながら説明する。なお、図7は分流比が「OUT1:OUT2=5:5」の状態を示し、図8は分流比が「OUT1:OUT2=0:10」の状態を示す。
Next, the operation of the
モータ30の駆動方向を逆転させてシャフト20を上昇させると、Eリング22が第2弁体66に当接する。このとき、スプリング19の力によって第1弁体65もEリング22に当接している。その後、この状態を保ったまま、第1弁体65と第2弁体66とは、シャフト20とともに上昇していく。このため、第2弁シート16aは第2弁座51から離間する。これにより、入力ポート11と第2出力ポート13とが連通する。つまり、入力ポート11と第1出力ポート12および第2出力ポート13の両方が連通する。
When the drive direction of the
このとき、第1出力ポート12から流れ出る流体の流量と第2出力ポート13から流れ出る流体の流量との比、つまり分流比は、第1出力ポート12の開口面積と第2出力ポート13の開口面積との比で決まる。ここで、第1出力ポート12の開口面積は、第1弁座41と第1弁体65との距離によって決まり、第2出力ポート13の開口面積は、第2弁座51と第2弁体66との距離によって決まる。そして、第1弁座41と第2弁座51の位置は固定されているから、第1弁体65と第2弁体66の位置によって分流比が決まる。つまり、入力ポート11と第1出力ポート12および第2出力ポート13の両方が連通している状態では、第1弁体65と第2弁体66の位置によって分流比を調整することができる。したがって、分流弁60では、第1弁体65および第2弁体66はともにシャフト20に取り付けられており、そのシャフト20がモータ30の駆動量に従って上下動するため、モータ30の駆動量を調節することにより、流量調整を行うことができる。
At this time, the ratio between the flow rate of the fluid flowing out from the
ここで、分流弁60では第1弁体65および第2弁体66とが、ニードル形状をなしているので、第1出力ポート12の開口面積および第2出力ポート13の開口面積の変化量を微調整することができる。したがって、第1出力ポート12および第2出力ポート13から流出する流体の量を非常に高精度に制御することことができる。
Here, since the
そして、分流比が「OUT1:OUT2=5:5」となるのが図7に示す状態である。この状態にするためには、第1弁座41と第1弁体65の距離と、第2弁座51と第2弁体66の距離とが等しくなる位置まで、モータ30によりシャフト20を上昇させればよいのである。
The state shown in FIG. 7 is that the diversion ratio is “OUT1: OUT2 = 5: 5”. In order to achieve this state, the
さらに、シャフト20を上昇させると、第1弁座41に第1弁シート15aが当接する。ここで、第1弁体65と第2弁体66とはスプリング19を介してEリング22の両端間に配置されているので、第1弁座41に第1弁シート15aが当接した後も、図8に示すように、シャフト20はさらに1mm程度上昇してから停止する。これにより、スプリング19による第1弁シート15aを第1弁座41に押し付ける力が大きくなる。このため、単に第1弁シート15aを第1弁座41に当接させた場合に比べ優れたシール性能が得られる。これにより、入力ポート11と第1出力ポート12とが完全に遮断される。このため、入力ポート11に流れ込んだ流体は、すべて第2出力ポート12から流れ出す。
Further, when the
このように分流弁60では、モータ30を駆動させるためのコントローラを1個設けるだけで、入力ポート11に流れ込む流体を、第1出力ポート12と第2出力ポート13とに任意の分流比で振り分けることができる。つまり、分流弁10は、従来であれば2個の流量調整弁と2個のコントローラが必要であった分流を、1個の分流弁と1個のコントローラで行うことを可能としたのである。よって、燃料電池などの装置に分流弁60を使用することにより、低コスト化および省スペース化を図ることができる。また、第1弁体65および第2弁体66とをニードル形状にしているので、流量調整の精度を向上させることができるとともに、入力ポート11に流れ込む流体の流速が大きくなった場合であっても、第1弁体65および第2弁体66が流されることなく確実に第1弁座41および第2弁座51に当接してシールすることができる。
As described above, the
以上、詳細に説明したように第2の実施の形態に係る分流弁60では、モータ30によって第1弁体65と第2弁体66とが固定されているシャフト20が駆動されることにより、第1弁シート15aが第1弁座41に当接・離間するとともに、第2弁シート16aが第2弁座51に当接・離間する。これにより、入力ポート11と第1出力ポート12あるいは第2出力ポート13とが連通あるいは遮断されるので、入力ポート11に流れ込む流体を第1出力ポート12と第2出力ポート13とに分流することができる。
As described above, in the
そして、第1弁体65と第2弁体66とは、モータ30によって駆動されるシャフト20に固定されているから、シャフト20の移動量を調整することにより、第1弁体15および第2弁体16を好きな位置で停止させることができる。すなわち、第1弁体65と第1弁座41との開度、あるいは第2弁体66と第2弁座51との開度を調整することができる。さらに、第1弁体65および第2弁体66は、ニードル形状をなしているので、第1弁体65と第1弁座41との開度、あるいは第2弁体66と第2弁座51との開度を微調整することができる。このため、流量調整の精度を向上させることができるので、分流比を高精度にコントロールすることができる。
Since the
このような分流比のコントロールは、分流弁60においても、1つのモータ30の駆動量を調整する事により行うことができるので、従来、流量調整弁2個とコントローラ2個とで行っていた分流を、分流弁1個とコントローラ1個とで行うことができる。したがって、この分流弁60を使用することにより、燃料電池などの装置の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
Such control of the diversion ratio can also be performed in the
また、第1弁体65および第2弁体66がニードル形状をなしていることから、第1弁体65および第2弁体66が、常に第1弁座41および第2弁座51の中に存在するから、入力ポート11に流れ込む流体の流速が大きい場合であっても、第1弁体65および第2弁体66が流されない。
In addition, since the
さらに、分流弁60では、第1弁体65および第2弁体66とは、シャフト20に固定されたEリング22の両端間にスプリング19を挟んだ状態で配置されているので、シャフト20を移動させて第1弁シート15aを第1弁座41に当接させたとき、シャフト20が第1弁体15を第1弁座41に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリング19の力による第1弁体65の第1弁座41に対する押し付け力が強くなりシール性能が向上する。同様に、シャフト20を移動させて第2弁シート16aを第2弁座51に当接させたとき、シャフト20が第2弁体16を第2弁座51に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリング19の力による第2弁シート16aの第2弁座51に対する押し付け力が強くなりシール性能が向上する。このようにして分流弁60でもシール性能を向上させているので漏れが生じることなく、正確に分流を行うことができる。
Furthermore, in the
(第3の実施の形態)
最後に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では混合弁について説明する。第3の実施の形態に係る混合弁は第1の実施の形態に係る分流弁10とほぼ同様の構成を有するものであるが、その使用方法が異なる。すなわち、分流弁10における入力ポート11を出力ポートとして使用し、分流弁10における出力ポート12,13を2系列の入力ポートとして使用する。また、DCモータの代わりにステッピングモータを使用している点も異なる。このため、以下の説明では、相違点を中心に説明し、共通点については同じ符号を付して説明を適宜省略する。そこで、第3の実施の形態に係る混合弁の概略構成を図9に示す。図9は、混合弁110の概略構成を示す断面図である。
(Third embodiment)
Finally, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a mixing valve will be described. The mixing valve according to the third embodiment has substantially the same configuration as that of the
この混合弁110には、図9に示すように、第1入力ポート112と、第2入力ポート113と、出力ポート111と、弁室14と、第1弁体15と、ガイド16bを有する第2弁体16と、スプリング19と、シャフト20と、シャフトガイド21と、Eリング22と、ステッピングモータ30a等とを備えている。そして、混合弁110は、第1入力ポート112および第2入力ポート113に流れ込む流体を任意の割合で出力ポート111へ供給して混合させるようになっている。なお、第1弁体15および第2弁体16の形状を、上記した第2の実施の形態で例示したようなニードル形状にしてもよい。
As shown in FIG. 9, the mixing
第1ボディ40には、中空孔を備えるアダプタ72が締付板73を介してボルト74で固定され、シャフト20の上端部が第1ボディ40から締付板73を介してアダプタ72へと突き出している。ステッピングモータ30aは、アダプタ72に固設され、駆動軸76がアダプタ72の内部に下向きに突き出して変換機構77aを介してシャフト20に連結している。これにより、ステッピングモータ30aの回転運動をシャフト20を上下方向の直線運動に変換され、ステッピングモータ30aの回転量に応じてシャフト20が上下方向に移動するようになっている。
An
ここで、変換機構77aについて図10を参照しながら説明する。図10は、変換機構の分解斜視図である。変換機構77aは、駆動軸76、回転部材78、ガイド部材79などから構成され、アダプタ72に収納されている。ガイド部材79は、プラスチック材料を射出成形により略円筒形状に成形したものである。ガイド部材79は、先端部が締付板73からアダプタ72に突き出すように配設され、シャフトガイド21と締付板73との間で下端部を狭持されて、回転方向の移動を制限されている。ガイド部材79は、外周面に一対の長孔80が軸方向に長く形成されている。シャフト20は、上端部がガイド部材79に挿入され、係合ピン81がガイド部材79の長孔80に挿通するように貫き通されて固設されている。
Here, the
一方、回転部材78は、プラスチック材料を射出成形により袋状に形成したものであり、ガイド部材79の先端部に被せるようにして装着される。回転部材78の内周面には、一対の送りネジ82が雌ネジ状に形成され、係合ピン81の両端部が送りネジ22に摺動可能に嵌め合わされている。かかる回転部材78は、凸部83が駆動軸76の凹部84に一義的に位置合わせされて係合し、駆動軸76と一体的に回転するよう構成されている。したがって、ステッピングモータ30aが駆動軸76を介して回転部材78を回転させると、送りネジ82によって係合ピン81をガイド部材79の長孔80に沿って移動させ、シャフト20を軸方向に摺動させる。そのため、ステッピングモータ30aの回転を制御すれば、シャフト20の移動量を調整することができる。これにより、シャフト20の固定されている第1弁体15および第2弁体16の移動量を調整することができる。つまり、第1入力ポート112から供給される流体と、第2入力ポート113から供給される流体とを任意の割合で混合させて出力ポート111から流出させることができる。
On the other hand, the rotating
次に、上記のような構成を有する混合弁110の動作について説明する。混合比が「IN1(第1入力ポート112の流量):IN2(第2入力ポート113の流量)=10:0」の状態について説明する。この状態では、ステッピングモータ30aの駆動によってシャフト20が下降させられ、第2弁座51に第2弁シート16aが当接する。ここで、第1弁体15と第2弁体16とはスプリング19を介してEリング22の両端間に配置されているので、第2弁座51に第2弁シート16aが当接した後も、シャフト20はさらに1mm程度下降してから停止する。これにより、スプリング19による第2弁体シート16aを第2弁座51に押し付ける力が大きくなる。このため、単に第2弁シート16aを第2弁座51に当接させた場合に比べ優れたシール性能が得られる。これにより、第2入力ポート113と出力ポート111とが完全に遮断される。一方、第1弁体16は、シャフト20が下降するとEリング22によって下方へ移動させられる。このため、第1弁シート15aは第1弁座41から離間し、第1入力ポート112と出力ポート111とが連通する。このため、第1入力ポート112に供給される流体が出力ポート11から流れ出す。
Next, the operation of the mixing
続いて、ステッピングモータ30aの駆動方向を逆転させてシャフト20を上昇させると、Eリング22が第2弁体16に当接する。このとき、スプリング19の力によって第1弁体15もEリング22に当接している。その後、この状態を保ったまま、第1弁体15と第2弁体16とは、シャフト20とともに上昇していく。このため、第2弁シート16aは第2弁座51から離間する。これにより、第2入力ポート113と出力ポート111とが連通する。つまり、出力ポート111に対して第1入力ポート112および第2入力ポート113の両方が連通する。
Subsequently, when the
このとき、第1入力ポート112から流れ出る流体の流量と第2入力ポート113から流れ出る流体の流量との比、つまり混合比は、第1入力ポート112の開口面積と第2入力ポート113の開口面積との比で決まる。ここで、第1入力ポート112の開口面積は、第1弁座41と第1弁体15との距離によって決まり、第2入力ポート113の開口面積は、第2弁座51と第2弁体16との距離によって決まる。そして、第1弁座41と第2弁座51の位置は固定されているから、第1弁体15と第2弁体16の位置によって混合比が決まる。つまり、出力ポート111に対して第1入力ポート112および第2入力ポート113の両方が連通している状態では、第1弁体15と第2弁体16の位置によって混合比を調整することができる。したがって、混合弁110では、第1弁体15および第2弁体はともにシャフト20に取り付けられており、そのシャフト20がステッピングモータ30aの駆動量に従って上下動するため、ステッピングモータ30aの駆動量を調節することにより、広い調整範囲内で任意の割合で流体の混合を行うことができる。
At this time, the ratio of the flow rate of the fluid flowing out from the
そして、シャフト20を上昇させ続けると、第1弁座41に第1弁シート15aが当接する。ここで、第1弁体15と第2弁体16とはスプリング19を介してEリング22の両端間に配置されているので、第1弁座41に第1弁シート15aが当接した後も、シャフト20はさらに1mm程度上昇してから停止する。これにより、スプリング19による第1弁シート15aを第1弁座41に押し付ける力が大きくなる。このため、単に第1弁シート15aを第1弁座41に当接させた場合に比べ優れたシール性能が得られる。これにより、第1入力ポート112と出力ポート111とが完全に遮断される。このため、第2入力ポート113に供給された流体が出力ポート111から流れ出す。
When the
このように混合弁110では、ステッピングモータ30aを駆動させるためのコントローラを1個設けるだけで、第1入力ポート112と第2入力ポート113とにそれぞれ供給される流体を任意の混合比で混合させて出力ポート111から流出させることができる。つまり、混合弁110は、従来であれば2個の流量調整弁と2個のコントローラが必要であった混合を、1個の混合弁と1個のコントローラで行うことを可能としたのである。また、混合割合の調整範囲も広い。よって、燃料電池などの装置に混合弁110を使用することにより、混合割合の調節範囲を広くしつつ、低コスト化および省スペース化を図ることができる。
As described above, the mixing
以上、詳細に説明したように第3の実施の形態に係る混合弁110では、ステッピングモータ30aによって第1弁体15と第2弁体16とが固定されているシャフト20が駆動されることにより、第1弁シート15aが第1弁座41に当接・離間するとともに、第2弁シート16aが第2弁座51に当接・離間する。これにより、出力ポート111と第1入力ポート112あるいは第2入力ポート113とが連通あるいは遮断されるので、第1入力ポート112と第2入力ポート113とに供給された流体を混合して出力ポート111から流出させることができる。
As described above, in the mixing
そして、第1弁体15と第2弁体16とは、ステッピングモータ30aによって駆動されるシャフト20に固定されているから、シャフト20の移動量を調整することにより、第1弁体15および第2弁体16を好きな位置で停止させることができる。すなわち、第1弁体15と第1弁座41との開度、あるいは第2弁体16と第2弁座51との開度を調整することができる。したがって、混合比を自在に変更することができる。
Since the
このような混合比のコントロールは、混合弁110においては、1つのモータ30aの駆動量を調整する事により行うことができるので、従来、流量調整弁2個とコントローラ2個とで行っていた混合を、混合弁1個とコントローラ1個とで行うことができる。したがって、この混合弁110を使用することにより、燃料電池などの装置の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
Such mixing ratio control can be performed in the mixing
また、混合弁110では、第1弁体15および第2弁体16とは、シャフト20に固定されたEリング22の両端間にスプリング19を挟んだ状態で配置されているので、シャフト20を移動させて第1弁シート15aを第1弁座41に当接させたとき、シャフト20が第1弁体15を第1弁座41に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリング19の力による第1弁体15の第1弁座41に対する押し付け力が強くなりシール性能が向上する。同様に、シャフト20を移動させて第2弁シート16aを第2弁座51に当接させたとき、シャフト20が第2弁体16を第2弁座51に押しつける方向にさらに移動することができるため、スプリング19の力による第2弁シート16aの第2弁座51に対する押し付け力が強くなりシール性能が向上する。このようにして分流弁10ではシール性能を向上させているので漏れが生じることなく、正確に流体の混合を行うことができる。
Further, in the mixing
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した第1の実施の形態において変形例として、第2弁体16にガイド16bを形成したものを例示したが、もちろん第1弁体15にガイドを形成してもよい。ただし、第2弁体16にガイドを形成する方が、シャフト20をより下端で支持することができるため、第1弁体15にガイドを形成するよりも第2弁体16にガイドを形成する方が好ましい。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, as a modification of the first embodiment described above, the
また、第3の実施の形態では、ステッピングモータを使用しているが、もちろんDCモータを使用することもできる。これとは逆に、第1および第2の実施の形態では、DCモータを使用しているが、ステッピングモータを使用することもできる。 In the third embodiment, a stepping motor is used, but a DC motor can also be used. On the contrary, in the first and second embodiments, a DC motor is used, but a stepping motor can also be used.
10 弁流弁
11 入力ポート
12 第1出力ポート
13 第2出力ポート
14 弁室
15 第1弁体
16 第2弁体
19 スプリング
20 シャフト
30 DCモータ
30a ステッピングモータ
22 Eリング
41 第1弁座
51 第2弁座
110 混合弁
111 出力ポート
112 第1入力ポート
113 第2入力ポート
DESCRIPTION OF
Claims (8)
入力ポートと、
第1の出力ポートと、
第2の出力ポートと、
前記入力ポートと前記第1の出力ポートとの間に形成された第1の弁座と、
前記入力ポートと前記第2の出力ポートとの間に形成された第2の弁座と、
前記第1の弁座に当接・離間する第1の弁体と、
前記第2の弁座に当接・離間する第2の弁体と、
前記第1の弁体と前記第2の弁体とが取り付けられているシャフトと、
前記シャフトを駆動するモータと、
を有していることを特徴する分流弁。 A diversion valve for diverting a fluid,
An input port;
A first output port;
A second output port;
A first valve seat formed between the input port and the first output port;
A second valve seat formed between the input port and the second output port;
A first valve body that contacts and separates from the first valve seat;
A second valve body that contacts and separates from the second valve seat;
A shaft to which the first valve body and the second valve body are attached;
A motor for driving the shaft;
A diverter valve, characterized by comprising:
前記第1の弁体および前記第2の弁体をそれぞれ前記第1の弁座および前記第2の弁座に当接させる方向に付勢するスプリングと、
前記シャフトに取り付けられたEリングとを有し、
前記第1の弁体および前記第2の弁体とは、前記Eリングの両端間に前記スプリングを挟んだ状態で配置されていることを特徴とする分流弁。 The shunt valve according to claim 1,
A spring that urges the first valve body and the second valve body in a direction to abut against the first valve seat and the second valve seat, respectively;
An E-ring attached to the shaft;
The first valve body and the second valve body are arranged with the spring sandwiched between both ends of the E-ring.
前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方は、ニードル形状となっていることを特徴する分流弁。 In the shunt valve according to claim 1 or 2,
At least one of the first valve body or the second valve body has a needle shape.
前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方に、前記第1の弁座あるいは前記第2の弁座の内周面に常に接触しているガイド部が形成されていることを特徴とする分流弁。 In the shunt valve according to claim 1 or 2,
At least one of the first valve body or the second valve body is formed with a guide portion that is always in contact with the inner peripheral surface of the first valve seat or the second valve seat. Characteristic shunt valve.
第1の入力ポートと、
第2の入力ポートと、
出力ポートと、
前記第1の入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第1の弁座と、
前記第2の入力ポートと前記出力ポートとの間に形成された第2の弁座と、
前記第1の弁座に当接・離間する第1の弁体と、
前記第2の弁座に当接・離間する第2の弁体と、
前記第1の弁体と前記第2の弁体とが取り付けられているシャフトと、
前記シャフトを駆動するモータと、
を有していることを特徴する混合弁。 A mixing valve for mixing fluids,
A first input port;
A second input port;
An output port;
A first valve seat formed between the first input port and the output port;
A second valve seat formed between the second input port and the output port;
A first valve body that contacts and separates from the first valve seat;
A second valve body that contacts and separates from the second valve seat;
A shaft to which the first valve body and the second valve body are attached;
A motor for driving the shaft;
A mixing valve characterized by having.
前記第1の弁体および前記第2の弁体をそれぞれ前記第1の弁座および前記第2の弁座に当接させる方向に付勢するスプリングと、
前記シャフトに取り付けられたEリングとを有し、
前記第1の弁体および前記第2の弁体とは、前記Eリングの両端間に前記スプリングを挟んだ状態で配置されていることを特徴とする混合弁。 The mixing valve according to claim 5,
A spring that urges the first valve body and the second valve body in a direction to abut against the first valve seat and the second valve seat, respectively;
An E-ring attached to the shaft;
The mixing valve, wherein the first valve body and the second valve body are arranged with the spring sandwiched between both ends of the E-ring.
前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方は、ニードル形状となっていることを特徴する混合弁。 In the mixing valve according to claim 5 or 6,
At least one of the first valve body or the second valve body has a needle shape.
前記第1の弁体あるいは前記第2の弁体の少なくとも一方に、前記第1の弁座あるいは前記第2の弁座の内周面に常に接触しているガイド部が形成されていることを特徴とする混合弁。 In the mixing valve according to claim 5 or 6,
At least one of the first valve body or the second valve body is formed with a guide portion that is always in contact with the inner peripheral surface of the first valve seat or the second valve seat. Feature mixing valve.
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010038336A (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Rinnai Corp | Three-way valve |
JP2010530518A (en) * | 2007-06-19 | 2010-09-09 | ダンフォス・アクチ−セルスカブ | Expansion valve with distributor |
JP2011033088A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Rinnai Corp | Three-way valve |
JP2011236980A (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Rinnai Corp | Flow control valve |
JP2011252517A (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Noritz Corp | Mixing valve |
JP2012031966A (en) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Rinnai Corp | Three-way valve |
WO2012066718A1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | 株式会社テージーケー | Stepping motor-driven control valve |
WO2012090362A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 株式会社テージーケー | Vehicle heating, ventilation and air conditioning system |
WO2012108140A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-16 | 株式会社テージーケー | Control valve |
JP2012172836A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Fuji Koki Corp | Motor-operated valve |
JP2012225353A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Rinnai Corp | Seal structure of valve |
US8549875B2 (en) | 2007-06-19 | 2013-10-08 | Danfoss A/S | Modular valve |
WO2016162258A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Mahle International Gmbh | Valve for an adsorption heat pump and use of the valve in an adsorption heat pump |
CN106089836A (en) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 宁波诚天液压有限公司 | A kind of one enters four goes out synchronous valve |
KR20220090643A (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | 동일기계공업 주식회사 | Integrated valve for expansion and switching direction |
JP2022549049A (en) * | 2019-09-29 | 2022-11-24 | 浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司 | Mounting method of electromagnetic three-way valve and electromagnetic three-way valve |
-
2003
- 2003-12-15 JP JP2003416252A patent/JP2005003190A/en active Pending
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010530518A (en) * | 2007-06-19 | 2010-09-09 | ダンフォス・アクチ−セルスカブ | Expansion valve with distributor |
US8549875B2 (en) | 2007-06-19 | 2013-10-08 | Danfoss A/S | Modular valve |
US10151517B2 (en) | 2007-06-19 | 2018-12-11 | Danfoss A/S | Expansion valve with a distributor |
JP2010038336A (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Rinnai Corp | Three-way valve |
JP2011033088A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Rinnai Corp | Three-way valve |
JP2011236980A (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-24 | Rinnai Corp | Flow control valve |
JP2011252517A (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Noritz Corp | Mixing valve |
JP2012031966A (en) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Rinnai Corp | Three-way valve |
WO2012066718A1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | 株式会社テージーケー | Stepping motor-driven control valve |
JP2012107709A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Tgk Co Ltd | Control valve of stepping motor drive type |
US9285051B2 (en) | 2010-11-18 | 2016-03-15 | Tgk Co., Ltd. | Control valve driven by stepping motor |
WO2012090362A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 株式会社テージーケー | Vehicle heating, ventilation and air conditioning system |
WO2012108140A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-16 | 株式会社テージーケー | Control valve |
JP2012172836A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Fuji Koki Corp | Motor-operated valve |
JP2012225353A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Rinnai Corp | Seal structure of valve |
WO2016162258A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Mahle International Gmbh | Valve for an adsorption heat pump and use of the valve in an adsorption heat pump |
DE102015206269A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Mahle International Gmbh | Valve for an adsorption heat pump and use of the valve in an adsorption heat pump |
US10408357B2 (en) | 2015-04-08 | 2019-09-10 | Mahle International Gmbh | Valve for an adsorption heat pump and use of the valve in an adsorption heat pump |
CN106089836A (en) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 宁波诚天液压有限公司 | A kind of one enters four goes out synchronous valve |
JP2022549049A (en) * | 2019-09-29 | 2022-11-24 | 浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司 | Mounting method of electromagnetic three-way valve and electromagnetic three-way valve |
JP7366162B2 (en) | 2019-09-29 | 2023-10-20 | 浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司 | How to install an electromagnetic three-way valve and the electromagnetic three-way valve |
KR20220090643A (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | 동일기계공업 주식회사 | Integrated valve for expansion and switching direction |
KR102447042B1 (en) | 2020-12-22 | 2022-09-26 | 동일기계공업 주식회사 | Integrated valve for expansion and switching direction |
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