JP2005114117A - Constant flow motor operated valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流量を略一定になるように制御する定流量電動弁に関するものである。 The present invention relates to a constant flow motor-operated valve that controls a flow rate to be substantially constant.
一般に、ビルの空調設備のファンコイルユニット(熱交換コイルとファンが組み合わされた空調機)の流量制御は、規定の流量を流すことにより最高の冷暖房効率が得られ、最適な室温制御を行うことができる。このため、通常電動オンオフ弁と定流量弁(定流量器)を用い、この定流量弁によって一次側の圧力変動にかかわらずファンコイルユニットに給水する流量を略一定に保つようにしている。このような定流量弁は従来から種々提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見つけ出すことはできなかった。
前記実開平2−9906号公報に開示された定流量器は、外筒と、この外筒の軸心部に設けた丸棒状の軸とを外筒の流入口側端部で軸より放射状に形成した複数のリブで接続して一体に構成したカートリッジと、前記軸に摺動自在に被冠したニードルと、このニードルに対向して前記外筒の流出口側開口部内に突設したノズルと、前記ニードルをノズルから離間する方向(流入側)に付勢するコイルスプリングとで構成したものである。 The constant flow device disclosed in the Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-9906 is configured such that an outer cylinder and a round bar-shaped shaft provided at the axial center of the outer cylinder radiate from the shaft at the inlet side end of the outer cylinder. A cartridge integrally formed by connecting with a plurality of formed ribs, a needle slidably crowned on the shaft, and a nozzle protruding from the opening on the outlet side of the outer cylinder facing the needle And a coil spring that urges the needle in a direction away from the nozzle (inflow side).
前記特開平11−270743号公報に記載された低騒音形定流量器は、軸方向に流路を有する筒状外枠の下流側開口部にノズルケースを設け、このノズルケースの通液孔内に円筒形金網スクリーンを組込み、通液孔の少なくとも入口側の周縁部にゴム系のプラスチックからなるノズルを設け、このノズルに対向して筒状外枠内に組み込まれるニードルをコイルスプリングによって弾性支持するようにしたものである。 The low noise type constant flow rate device described in JP-A-11-270743 is provided with a nozzle case at the downstream side opening of a cylindrical outer frame having a flow path in the axial direction. A cylindrical wire mesh screen is incorporated into the nozzle, and a nozzle made of rubber plastic is provided at the peripheral edge of at least the inlet side of the fluid passage hole. The needle incorporated in the cylindrical outer frame is elastically supported by a coil spring. It is what you do.
前記特開2002−351549号公報に記載された定流量器は、筒体内のオリフィスに対向して配置されるニードルをコイルスプリングによって弾性支持し、流体の圧力に応じてニードルの位置を動かして定流量動作を行わせ、ニードルの先端部を平坦面として円柱形状に形成し、入力端部にシリンダ穴を開口し、軸棒の取付けリングを筒体の入力端側に嵌め込んで取付け、シリンダ穴に軸棒を嵌合し、ゴム等の弾性材料によって形成した筒状シール材を筒体の外フランジ部に被せ、その側周に周回する凸状の膨らみ部を形成し、径方向に余裕をもたせるようにしたものである。 The constant flow device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-351549 elastically supports a needle disposed opposite to an orifice in a cylindrical body by a coil spring, and moves the position of the needle according to the pressure of the fluid. The flow is operated, the tip of the needle is formed into a cylindrical shape with a flat surface, a cylinder hole is opened at the input end, the shaft ring is fitted into the input end of the cylinder, and the cylinder hole is installed. A cylindrical sealing material formed of an elastic material such as rubber is put on the outer flange portion of the cylindrical body to form a convex bulging portion that circulates on the side periphery of the cylindrical sealing material. It is intended to give it.
ビル計装において、空調設備は、ポンプ、冷凍機(熱源)、ファンコイルユニット、制御盤等を備え、その配管方式の種類として、ダイレクトリターン方式と、リバースリターン方式の2方式がある。ダイレクトリターン方式は、図7に示すように、各階毎に設けたファンコイルユニット1の二次側配管2を主二次側配管3に直接接続しているため、ビルの高層階ほど低圧になり、また各階毎に差圧が異なるため、各階のファンコイルユニット1に給水される流体4の流量をそれぞれの階で調整する必要がある。また、負荷が変化した場合にもその都度調整する必要がある。
In building instrumentation, air conditioning equipment includes a pump, a refrigerator (heat source), a fan coil unit, a control panel, and the like, and there are two types of piping methods, a direct return method and a reverse return method. As shown in FIG. 7, in the direct return method, the
一方、リバースリターン方式は、図8に示すように、各階毎のファンコイルユニット1の二次側配管2を副二次側配管3’に接続し、この副二次側配管3’の上端を高層階において主二次側配管3に接続しているため、各階における差圧を略一定にすることができるが、各階でのファンコイルユニット1の台数や能力が異なる場合は、その能力に合わせて流量を調整する必要がある。
On the other hand, in the reverse return method, as shown in FIG. 8, the
そこで、電動オンオフ弁(電動制御弁)5に加えて定流量弁6を各階の一次側配管7に設けておくと、調整作業をする手間が省けて流量を一定に保つことができる。また、電動オンオフ弁5を備えているので、使用しない階は電動オンオフ弁5を閉めて給水を停止すると省エネを図ることができる。なお、図7および図8において、8はポンプ、9は冷凍機である。
Therefore, if the
ところで、ビルの空調設備の施工においては、通常自動制御領域と設備領域とで施工業者が異なるため、流量制御を行う操作端である電動オンオフ弁5は自動制御領域の施工業者によって現場設置される一方、定流量弁6は設備領域の施工業者によって現場設置される。このことにより、電動オンオフ弁5と定流量弁6は、別個に設置されていた。
By the way, in the construction of building air conditioning equipment, since the contractors are usually different between the automatic control area and the equipment area, the electric on / off
上記した通り、従来の空調設備は、1台のファンコイルユニット1に対して電動オンオフ弁5と定流量弁6を別々に設置しなければならないため、設置作業やメンテナンスの手間がかかるという問題があった。
また、電動オンオフ弁5と定流量弁6を別々に設置し、しかもこれら2つの弁がどれだけ離れて設置されているかは設置後に決まるので、工場出荷時には電動オンオフ弁5と定流量弁6を現場に設置したときの空調制御に及ぼす総合的な影響は全く予測することができない。さらに、現場設置後にその確認作業を行わなければならず、しかもその確認作業に手間がかかったり設計どおりの流量とならずに流量不足や流量過剰になるという問題もあった。
As described above, in the conventional air conditioning equipment, the electric on / off
In addition, since the electric on / off
また、前記特許文献1〜3に開示されている従来の定流量弁は、いずれもニードルをコイルスプリングによって付勢し流体圧とバランスさせる方式を採用しているため、圧力変動に対して敏感で、ビルの空調設備に適用すると、他のバルブによって誘起された圧力変動によって振動し、騒音が発生し易いという問題があった。
The conventional constant flow valves disclosed in
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、設置作業やメンテナンスを容易に行うことができ、また低騒音で製造コストを低減し得るようにした定流量電動弁を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to facilitate installation work and maintenance, and to reduce manufacturing costs with low noise. It is to provide a constant flow motor-operated valve.
前記目的を達成するために第1の発明は、電動制御弁と、この電動制御弁の弁本体内に組み込まれる定流量器とを備え、前記定流量器を、筒状のホルダと、このホルダ内に嵌挿された弾性体からなるリング状のオリフィス板と、前記ホルダから前記オリフィス板が脱落するのを防止する止め輪とで構成し、前記弁本体内に配管接続手段によって取り出し可能に固定したものである。 In order to achieve the above object, a first invention includes an electric control valve and a constant flow device incorporated in a valve body of the electric control valve. The constant flow device is provided with a cylindrical holder and the holder. It is composed of a ring-shaped orifice plate made of an elastic body fitted in and a retaining ring for preventing the orifice plate from dropping from the holder, and is fixed in the valve body so that it can be taken out by a pipe connecting means. It is a thing.
第2の発明は上記第1の発明において、前記電動制御弁の弁本体の一端側開口部に外側に向かって拡径するテーパ孔を形成し、前記ホルダの外周に前記テーパ孔と略等しい傾斜角度のテーパ面を有する環状の突条体を一体に突設し、前記配管接続手段をユニオン継手とユニオンナットとで構成し、前記ユニオンナットによって前記弁本体と前記ユニオン継手を連結することにより、前記ユニオン継手によって前記突条体を押圧し、前記テーパ面を前記テーパ孔に結合したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a tapered hole having a diameter increasing outward is formed in an opening on one end side of the valve body of the electric control valve, and an inclination substantially equal to the tapered hole is formed on an outer periphery of the holder. An annular projecting body having an angle tapered surface is integrally projected, the pipe connecting means is constituted by a union joint and a union nut, and the valve body and the union joint are connected by the union nut, The protruding body is pressed by the union joint, and the tapered surface is coupled to the tapered hole.
第3の発明は上記第1または第2の発明において、前記止め輪をCリングで構成し、前記ホルダの内周面に前記Cリングが嵌着される環状溝を形成したものである。 According to a third invention, in the first or second invention, the retaining ring is configured by a C ring, and an annular groove into which the C ring is fitted is formed on an inner peripheral surface of the holder.
第1の発明においては、電動制御弁と定流量器を一体化しているので、電動制御弁と定流量器との距離が設計、製造段階で決定され、工場出荷時に定流量電動弁を現場に設置したときの電動制御弁と定流量器の空調制御に及ぼす総合的な影響を把握することができる。したがって、現場設置後の確認作業が不要で、設計どおりの流量を実現でき、流量不足や流量過剰を防止することができる。
定流量器は、流体の圧力変化によってオリフィス板が弾性変形し、これによりオリフィスの穴径が変化することにより二次側に流れる流体の流量を一定になるように制御するものであるため、ニードルやコイルスプリングを必要とせず、構造簡易にして騒音の発生を軽減防止することができる。
第2の発明においては、ユニオンナットを緩めてユニオン継手を弁本体から外すと、定流量器を弁本体から簡単に取り出すことができる。ホルダのテーパ面は弁本体のテーパ孔に圧接されることにより、定流量器を弁本体に対して自動的に調心する。
第3の発明においては、Cリングがホルダからのオリフィス板の脱落を防止し、ホルダからCリングを取り外すると、オリフィス板の取り出し、交換を可能にする。
In the first aspect of the invention, since the electric control valve and the constant flow device are integrated, the distance between the electric control valve and the constant flow device is determined at the design and manufacturing stage. It is possible to grasp the overall influence on the air conditioning control of the electric control valve and constant flow device when installed. Therefore, the confirmation work after the installation at the site is unnecessary, the flow rate as designed can be realized, and the flow rate deficiency or flow rate excess can be prevented.
In the constant flow device, the orifice plate is elastically deformed by a change in the pressure of the fluid, and the hole diameter of the orifice changes thereby controlling the flow rate of the fluid flowing to the secondary side to be constant. No coil spring is required, and the structure can be simplified and the generation of noise can be prevented.
In the second invention, when the union nut is loosened and the union joint is removed from the valve body, the constant flow rate device can be easily removed from the valve body. The tapered surface of the holder is brought into pressure contact with the tapered hole of the valve body, so that the constant flow rate device is automatically aligned with the valve body.
In the third invention, the C-ring prevents the orifice plate from falling off the holder, and when the C-ring is removed from the holder, the orifice plate can be taken out and replaced.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る定流量電動弁の一実施の形態を示す断面図、図2は定流量器の断面図、図3はオリフィス板の無負荷時と差圧印加時の状態を示す要部の拡大断面図である。
図1において、全体を符号10で示す定流量電動弁は、ビルの空調システムに用いられるもので、電動制御弁11と定流量器12とで構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a constant flow motor-operated valve according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a constant flow device, and FIG. 3 is a diagram showing a state when an orifice plate is unloaded and a differential pressure is applied. It is an expanded sectional view of a part.
In FIG. 1, a constant flow motor-operated valve generally indicated by
前記電動制御弁11は、従来周知の電動型ボール弁からなるオンオフ弁で、直管からなる弁本体13と、この弁本体13の内部中央に一対のシートリング14,14を介して回動自在に組み込まれたボール状の弁体15と、前記弁本体13の上面中央に上方に向かって一体に突設した円筒部13Aを貫通し内端に前記弁体15が取付けられたステム16と、前記円筒部13A上に設置され前記ステム16を90°の角度範囲内で往復回動させる操作器17等で構成されている。前記弁本体13の上流側開口部18には一次側配管19が接続され、下流側開口部20内には前記定流量器12が配管接続手段21によって取り出し可能に組み込まれている。また、下流側開口部20には、外側に向かって拡径するテーパ孔22が形成されるとともに、前記配管接続手段21を介して二次側配管23が接続されている。前記ボール15の中央には、前記ステム16の軸線と直交するストレートな流通孔24が形成されている。
The electric control valve 11 is an on / off valve made up of a well-known electric ball valve. The
図2および図3において、前記定流量器12は、筒状のホルダ30と、このホルダ30内に嵌挿されたリング状のオリフィス板31と、このオリフィス板31の抜けを防止する止め輪32とで構成されている。したがって、この定流量器12は構造上ニードルとコイルスプリングを必要としないという特長を有している。
2 and 3, the
前記ホルダ30は、金属製(例えば、青銅製鋳物)で、下流側開口端部が小径孔部33を形成し、この小径孔部33より上流側が大径孔部34を形成し、この大径孔部34に前記オリフィス板31が嵌挿されている。小径孔部33は、内側に向かって曲線的に拡径する孔に形成されている。小径孔部33と大径孔部34との間に設けられた段差部35は、前記オリフィス板31の外周部を支持する支持部を形成している。また、前記ホルダ30の外周面で下流側端部寄りには、環状の突条体36が全周にわたって一体に突設されている。この突条体36は、断面形状が台形状に形成されることにより、ホルダ30の軸線に対して傾斜した上流側に位置するテーパ面36aと、下流側に位置する垂直面36bと、前記テーパ面36aと垂直面36bを接続する水平面36cとで構成されている。テーパ面36aは下流側に向かって傾斜しており、その傾斜角度は前記弁本体13のテーパ孔22の傾斜角度と等しく設定されている。
The
前記オリフィス板31は、ゴム(例えば、NBR)等の弾性材料によって外径が前記ホルダ30の大径孔部34の穴径より小さいリング状に形成されて、中央に前記小径孔部33の穴径より小さい円形のオリフィス(絞り)40を有し、外周部が前記段差部35によって支持されている。
The
前記止め輪32は、ステンレス等によって形成されたCリングからなり、前記ホルダ30の大径孔部34の内周面に形成した環状溝41に着脱可能に嵌着されている。この止め輪32と前記オリフィス板31との間には、十分な隙間Gが設定されている。この隙間Gと、前記大径孔部34とオリフィス板31との間の隙間G1 は、差圧によるオリフィス板31の自由な弾性変形を可能にするために設けられている。
The retaining
図1において、前記配管接続手段21は、筒状のユニオン継手45と、ユニオンナット46の2部材で構成されている。ユニオン継手45は、外周面の上流側端部に環状の突条体47が一体に突設され、下流側端部には前記下流側配管23が螺合するテーパねじ48が形成されている。前記ユニオンナット46は、前記弁本体13とユニオン継手45を連結するもので、ユニオン継手45の外周に嵌装されることにより、前記突条体47に下流側から係合し、内周面には雌ねじ50が形成されている。この雌ねじ50は、前記弁本体13の下流側外周面に形成した雄ねじ51に螺合することにより、前記ユニオン継手45を弁本体13の下流側開口端面に押し付けている。また、これによって前記ユニオン継手45が前記ホルダ30の突条体36を押圧し、前記テーパ面36aを前記弁本体13のテーパ孔22に圧接している。
In FIG. 1, the pipe connecting means 21 is composed of two members, a cylindrical union joint 45 and a union nut 46. In the union joint 45, an
このような構造からなる定流量電動弁10において、定流量器12のオリフィス板31は、流体圧によって弾性変形することにより、定流量電動弁10を通って下流側配管23に流れる流体4の流量を略一定になるように制御する。すなわち、電動制御弁11を開いて流体4を定流量器12に流すと、定流量器12の上流側圧力P1 と下流側圧力P2 (P1 >P2 )に圧力差が生じる。このため、オリフィス板31は、その差圧(P1 −P2 )に応じて図3に実線で示す無負荷時の自然な状態から二点鎖線で示すように下流側に弾性変形してオリフィス40の穴径が小さくなり、流路面積を減少させることにより、定流量器12を流れる流体4の流量を一定になるように制御する。
In the constant flow motor-operated
定流量器12の定流量動作において、止め輪32をオリフィス板40の上流側に十分な隙間Gをおいて設けるとともに、大径孔部34の内周面とオリフィス板31の外周との間に適宜な隙間G1 を設けているので、オリフィス板31が2点鎖線で示すように、中央部が小径孔部33側に弾性変形して外周部が止め輪32側に傾いても、オリフィス板31は止め輪32や大径孔部34の内周面に接触することはない。したがって、オリフィス板31は自由な弾性変形を拘束されることがなく、定流量機能を発揮する。
In the constant flow rate operation of the
図4は定流量電動弁の流量特性を示す図である。
同図において、横軸は上流側圧力P1 と下流側圧力P2 の差圧(MPa)を示し、縦軸は定流量器12を流れる流量(L/min)を示す。曲線1は1分当たり6L(リットル)流れる小型の定流量器12の流量特性、曲線2は1分当たり12L(リットル)流れる中型の定流量器12の流量特性、曲線3は1分当たり24L(リットル)流れる大型の定流量器12の流量特性である。この図から明らかなようにいずれの定流量器12においても流量を略一定に制御することができる。
FIG. 4 is a diagram showing the flow characteristics of the constant flow motor-operated valve.
In the figure, the horizontal axis indicates the differential pressure (MPa) between the upstream pressure P 1 and the downstream pressure P 2 , and the vertical axis indicates the flow rate (L / min) flowing through the constant
また、定流量器12は、ニードルやコイルスプリングを備えていないので圧力変動によって振動したり騒音を発生することが少なく、低騒音型の定流量電動弁10を可能にする。因みに、定流量電動弁10の作動時の騒音を測定したところ(バルブ後方1m、配管より水平面1mの位置で測定)、差圧ΔP=0.2MPa以下でNC35以下であった。なお、騒音測定環境はIEC基準に準ずる。
Further, since the
また、本発明に係る定流量電動弁10は、電動制御弁11に定流量器12を一体的に組み込んで構成したので、現場での設置を自動制御領域または設備領域の施工業者が一度に行うことができ、設置作業やメンテナンスが容易である。
特に、電動制御弁11と定流量器12との距離は設計段階で決定されているので、定流量電動弁10を現場に設置したときの空調制御に及ぼす総合的な影響を予め把握することができ、現場設置後の確認作業が不要である。また、設計どおりの流量制御を行うことができるため、流量不足や流量過剰になることもない。
さらに、突条体36のテーパ面36aをテーパ孔22に圧接しているので、定流量器12を弁本体13に対して自動的に調心することができる。
さらにまた、止め輪32をホルダ30から取り外すと、オリフィス板31をホルダ30から外して新しいものと容易に交換することができる。
加えて、電動制御弁11と定流量器12を一体化させると、定流量器12を配管に取付けるための部品を省略することができるため、別個に配管に取付ける場合に比べて配管に対する取付け作業が簡単で安価に提供することができる。
Moreover, since the constant flow motor-operated
In particular, since the distance between the electric control valve 11 and the
Further, since the tapered
Furthermore, when the retaining
In addition, when the electric control valve 11 and the
図5は定流量器の他の実施の形態を示す断面図、図6はオリフィス板の無負荷時と差圧印加時の状態を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態は、ホルダ30の小径孔部33をストレートな孔に形成し、オリフィス板31の下流側の面60の中央にオリフィス40に連通する円錐形の凹部61を形成し、外周部を平坦面に形成したものである。このため、オリフィス板31は凹部61を取り囲む平坦面からなる外周部分がホルダ30の段差部35によって支持される。その他の構造は上記した実施の形態における定流量器12と同一である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the constant flow device, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state when the orifice plate is not loaded and when a differential pressure is applied.
In this embodiment, the small-
このような構造からなる定流量器63においても、前記定流量器12と同様に二次側の流量を略一定に制御することができることは明らかであろう。
In the
なお、上記した実施の形態は電動制御弁11として、二方ボール弁からなる電動オンオフ弁を用いたが、これに限らずバタフライ弁等の他のオンオフ弁や、流量特性を有する弁を用いてもよい。
また、配管接続手段21としては、ユニオン継手45とユニオンナット46に限らず、他の適宜な構造の配管接続手段を用いることも可能である。
さらに、定流量器12は電動制御弁11の弁本体13の下流側開口部内に限らず上流側開口部内に組み込まれるものであってもよい。
In the embodiment described above, an electric on / off valve composed of a two-way ball valve is used as the electric control valve 11. However, the present invention is not limited to this, and other on / off valves such as a butterfly valve or a valve having flow characteristics are used. Also good.
In addition, the pipe connecting means 21 is not limited to the union joint 45 and the union nut 46, and pipe connecting means having another appropriate structure can be used.
Furthermore, the
10…定流量電動弁、11…電動制御弁、12…定流量器、13…弁本体、21…配管接続手段、22…テーパ孔、30…ホルダ、31…オリフィス板、32…止め輪、36…突条体、36a…テーパ面、40…オリフィス、41…環状溝、45…ユニオン継手、46…ユニオンナット、G,G1 …隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記定流量器を、筒状のホルダと、このホルダ内に嵌挿された弾性体からなるリング状のオリフィス板と、前記ホルダから前記オリフィス板が脱落するのを防止する止め輪とで構成し、前記弁本体内に配管接続手段によって取り出し可能に固定したことを特徴とする定流量電動弁。 An electric control valve and a constant flow device incorporated in the valve body of the electric control valve;
The constant flow device includes a cylindrical holder, a ring-shaped orifice plate made of an elastic body inserted into the holder, and a retaining ring for preventing the orifice plate from dropping from the holder. A constant flow motor-operated valve fixed inside the valve body so as to be removable by a pipe connecting means.
前記電動制御弁の弁本体の一端側開口部に外側に向かって拡径するテーパ孔を形成し、前記ホルダの外周に前記テーパ孔と略等しい傾斜角度のテーパ面を有する環状の突条体を一体に突設し、
前記配管接続手段をユニオン継手とユニオンナットとで構成し、
前記ユニオンナットによって前記弁本体と前記ユニオン継手を連結することにより、前記ユニオン継手によって前記突条体を押圧し、前記テーパ面を前記テーパ孔に結合したことを特徴とする定流量電動弁。 The constant flow motor-operated valve according to claim 1,
An annular protrusion having a tapered surface having an inclined angle substantially equal to that of the tapered hole formed on the outer periphery of the holder is formed in an opening on one end side of the valve body of the electric control valve. Projecting together,
The pipe connecting means is composed of a union joint and a union nut,
A constant flow motor-operated valve, wherein the valve body and the union joint are connected by the union nut, the ridge body is pressed by the union joint, and the tapered surface is coupled to the tapered hole.
前記止め輪をCリングで構成し、前記ホルダの内周面に前記Cリングが嵌着される環状溝を形成したことを特徴とする定流量電動弁。
The constant flow motor-operated valve according to claim 1 or 2,
A constant flow motor-operated valve characterized in that the retaining ring is constituted by a C-ring, and an annular groove is formed on the inner peripheral surface of the holder to fit the C-ring.
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