JP2008275110A

JP2008275110A - 電動バルブ構造

Info

Publication number: JP2008275110A
Application number: JP2007121549A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Kawajiri; 秀寛川尻
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】本発明は、モータの第１、第２回転軸間をスプライン部とし、ケーシングに熱気抜き穴を設けて、輻射熱と伝導熱を防止し、モータの温度上昇を抑えることを目的とする。
【解決手段】本発明による電動バルブ構造は、弁板(4)を有する配管(1)に接続するケーシング(8)に熱気抜き穴(22)を設け、弁板(4)とモータ(11)を接続する第１、第２回転軸(12,13)をスプライン部(21)で接続し、輻射熱と伝導熱の両方を防止し、モータ(11)の温度上昇を抑止する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動バルブ構造に関し、特に、高温流体が流れる配管の弁板を作動させるモータを保持するケーシングに、熱気抜き穴及び遮熱板を設けると共に、モータ軸にスプライン部を設けることにより、高温流体からの熱がモータ等に伝熱されることを防止し、寿命の向上及び小型化を達成するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の電動バルブ構造としては、社内製作のみで特許出願を行っていないため、特に、特許文献等は開示していないが、従来構成として、図５及び図６で示される構成を挙げることができる。

すなわち、図５において符号１で示されるものは、高温流体２が流れる流路３を有する配管であり、この配管１内には前記流路３の高温流体２の流れの開閉及び流量制御等の制御を行うための弁板４が作動自在に設けられている。

前記配管１の外面１ａ（図５では配管１の上部に相当）には、仕切壁５によって仕切られた第１、第２室６，７を有するケーシング８が取付ネジ９により固定されている。
前記ケーシング８の第２室７には、減速機１０を介してモータ１１が設けられている。

前記弁板4に接続され軸受１２ａ，１２ｂにより回転自在な第１回転軸１２は、前記第１室６を貫通して前記モータ１１に接続された第２回転軸１３に接続されている。
前記第１回転軸１２には、回転板からなるフェールセーフ体１４が一体状に設けられ、このフェールセーフ体１４には、前記配管１の外面１ａの凹部１ａＡに設けられたねじりバネ１５の一端が接続され、前記フェールセーフ体１４及び第１回転軸１２は常時一方向、すなわち、前記ねじりバネ１５が戻る方向に付勢されている。

前記第２回転軸１３は、前記仕切壁５に形成された貫通孔１６を貫通して配設され、前記モータ１１は、前記ねじりバネ１５のバネ力により前記一方向に付勢を受けているため、この付勢に抗して回転するように構成されている。また、前記第２回転軸１３にはレゾルバからなる回転検出器２０が取付けられている。

前記弁板４は、図２に示されているように、前記第１回転軸１２の軸方向Ａに対して傾斜して配設され、この第１回転軸１２の回転により前記流路３の開閉及び前記高温流体２の流量制御を行うことができるように構成されている。

さらに、前記フェールセーフ体１４の一端は、図示していないが、前記ケーシング８の外部に導出されており、前記モータ１１が高温等で作動不能となった場合に、前記一端をバネ力で回動させることにより、前記弁板４を作動させてシステム上、安全サイドな位置に停止するよう構成されている。

従来の電動バルブ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、ケーシングを構成する第１室６がほぼ閉状態で形成されているため、高温流体２により高温状態となった配管１からの輻射熱及び放射熱は、図５の矢印で示されるように第１室６内に滞留すると共に、仕切壁５が加熱され、モータ１１側への伝熱を避けることが困難であった。

また、前記弁板４を保持する第１回転軸１２が回転軸１３に対して固定されているため、図６の矢印で示されるように、高温流体２の熱が各回転軸１２，１３を介してモータ１１に伝熱され、モータ１１に悪影響を与える可能性があった。

本発明による電動バルブ構造は、高温流体が内部を流れる配管の外面に設けられたケーシングと、前記ケーシング内に設けられ仕切壁に形成された貫通孔により互いに連通された一対の第１、第２室と、前記第１室に軸受を介して回転自在に設けられ前記配管内に延設された第１回転軸と、前記配管内に位置し前記第１回転軸に接続された弁板と、前記第１室の壁に形成された熱気抜き穴と、前記第１回転軸の外周側に設けられ前記各室間の前記仕切壁に沿って前記第１回転軸と共に回転する遮熱板と、前記第２室に接続されたモータと、前記モータに接続され前記第１回転軸とスプライン部を介して接続された第２回転軸と、からなり、前記第１、第２回転軸の回転により、前記弁板が回転して前記高温流体の流れが制御され、前記配管からの輻射熱及び放射熱は前記遮熱板の放熱により前記熱気抜き穴から外部へ導出され、前記第１回転軸から前記第２回転軸へ伝導する伝導熱は前記スプライン部で抑えられる構成であり、また、前記第２回転軸には、回転検出器が設けられ、前記遮熱板は前記第１回転軸に設けられ断面カップ型をなす保持筒に固定されている構成である。

本発明による電動バルブ構造は、以上のように構成されていたため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、モータが設けられたケーシングの第１室に設けられた熱気抜き穴から熱気を外部に逃がすことができ、配管からの熱を外部に導出し、モータへの輻射熱の流れを抑止することができる。
また、前記第１室に設けられた遮熱板が仕切壁に沿って回転するため、この回転による遠心力によって高温のエアが熱気抜き穴に向けて導出されて外部に排出される。
また、弁板に接続された第１回転軸とモータに接続された第２回転軸とが、スプライン部を介して接続されているため、配管からの高温の伝熱がスプライン部で抑止され、遮熱板を介して熱気抜き穴から外部へ排熱され、モータへの伝熱を抑えることができる。また、遮熱板は、配管１からの輻射熱及び放射熱の第２室への流れを阻止する効果と放熱して温度を上げない効果を有する。

本発明は、高温流体が流れる配管の弁板を作動させるモータを保持するケーシングに、熱気抜き穴及び遮熱板を設けることにより、高温流体からの熱がモータ等に伝熱されることを防止し、寿命の向上及び小型化を達成するようにした電動バルブ構造を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による電動バルブ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１において符号１で示されるものは、高温流体２が流れる流路３を有する配管であり、この配管１内には前記流路３の高温流体２の流れの開閉及び流量制御等の制御を行うための弁板4が作動自在に設けられている。

前記配管１の外面１ａ（図１では配管１の上部に相当）には、仕切壁５によって仕切られた第１、第２室６，７を有するケーシング８が取付ネジ９により固定されている。
前記ケーシング８の第２室７には、減速機１０を介してモータ１１が接続されて設けられている。

前記弁板４に接続され軸受１２ａ，１２ｂにより回転自在な第１回転軸１２は、前記第１室６を貫通して前記モータ１１に接続された第２回転軸１３に接続されている。
前記第１、第２回転軸１２，１３は、周知のスプライン部２１を介して互いに回転自在に接続され、このスプライン部２１により、第１回転軸１２から第２回転軸１３側への熱伝導を抑制することができるように構成されている。

前記第１室６の壁２２Ａには、複数の穴からなる熱気抜き穴２２が形成され、前記第１回転軸１２の上部には、断面カップ型をなす保持筒２３を介して輪状の遮熱板２４が設けられ、この遮熱板２４は前記第１回転軸１２と共に回転するように構成されている。

前記遮熱板２４は、前記熱気抜き穴２２の位置とはわずかにずれた上方位置に配設されると共に、この遮熱板２４の外周２４ａは前記壁２２Ａの内壁２２ａとは極めて接近すると共に前記熱気抜き穴２２ではなく内壁２２ａと対応することにより、外部に排気される熱気が第１室６からモータ１１側へ通気することを抑制している。さらに、前記遮熱板２４と仕切壁５との間の隙間も狭く形成されているため、第２室７への放射熱の流れを阻止することができる。

前記弁板４に接続され軸受１２ａ，１２ｂにより回転自在な第１回転軸１２は、前記第１室６を貫通して前記モータ１１に接続された第２回転軸１３に接続されている。
前記第１回転軸１２には、回転板からなるフェールセーフ体１４が一体状に設けられ、このフェールセーフ体１４には、前記配管１の外面１ａの凹部１ａＡに設けられたねじりバネ１５の一端が接続され、前記フェールセーフ体１４及び第１回転軸１２は常時一方向、すなわち、前記ねじりバネ１５が戻る方向に付勢されている。

前記第２回転軸１３は、前記仕切壁５に形成された貫通孔１６を貫通して配設され、前記モータ１１は、前記ねじりバネ１５のバネ力により前記一方向に付勢を受けているため、この付勢に抗して回転するように構成されている。
また、前記第２回転軸１３にはレゾルバからなる回転検出器２０が取付けられている。

さらに、前記フェールセーフ体１４の一端は、図示していないが、前記ケーシング８の外部に導出されており、前記モータ１１が高温等で作動不能となった場合に、前記一端をバネ力で回動させることにより、前記弁板４を作動させてシステム上、安全サイドな位置に停止するように構成されている。

前記モータ１１には、モータ用センサコネクタ３０及びモータ用コネクタ３１が接続されている。
前記ケーシング８には、バルブ開度信号コネクタ３２が接続され、このバルブ開度信号コネクタ３２を経て送られるバルブ開度信号３２ａは、前記弁板４の開度検出及びモータ位置信号（フィードバック信号）として構成されている。

前述の状態で、前記バルブ開度信号３２ａの供給により、図示しない制御部を介してモータ１１に駆動信号が送られ、各回転軸１２，１３を介して弁板４が回転されて高温流体２の流量制御が行われる。

前述の場合、前記配管１からの輻射熱は、図３の矢印のように、熱気抜き穴２２を介して外部に放熱され、各回転軸１２，１３に伝熱された配管１からの伝導熱は、図４の矢印のように、スプライン部２１から第２回転軸１３側への伝熱は従来より少なく、保持筒２３及び遮熱板２４を介して熱気抜き穴２２から外部へ放熱される。

本発明による電動バルブ構造を示す断面図である。図１の要部を示す部分構成図である。図１の輻射熱の流れを示す断面図である。図１の伝導熱の流れを示す断面図である。従来の構成の輻射熱の流れを示す断面図である。従来の構成の伝導熱の流れを示す断面図である。

符号の説明

１配管
２高温流体
３流路
４弁板
５仕切壁
６第１室
７第２室
８ケーシング
１１モータ
１２第１回転軸
１３第２回転軸
１４フェールセーフ体
１５ねじりバネ
１６貫通孔
２０回転検出器
２１スプライン部
２２Ａ壁
２３保持筒
２４遮熱板

Claims

高温流体(2)が内部を流れる配管(1)の外面(1a)に設けられたケーシング(8)と、前記ケーシング(8)内に設けられ仕切壁(5)に形成された貫通孔(16)により互いに連通された一対の第１、第２室(6,7)と、前記第１室(6)に軸受(12a,12b)を介して回転自在に設けられ前記配管(1)内に延設された第１回転軸(12)と、前記配管(1)内に位置し前記第１回転軸(12)に接続された弁板(4)と、前記第１室(6)の壁(22A)に形成された熱気抜き穴(22)と、前記第１回転軸(12)の外周側に設けられ前記各室(6,7)間の前記仕切壁(5)に沿って前記第１回転軸(12)と共に回転する遮熱板(24)と、前記第２室(7)に接続されたモータ(11)と、前記モータ(11)に接続され前記第１回転軸(12)とスプライン部(21)を介して接続された第２回転軸(13)と、からなり、
前記第１、第２回転軸(12,13)の回転により、前記弁板(4)が回転して前記高温流体(2)の流れが制御され、前記配管(1)からの輻射熱及び放射熱は前記遮熱板(24)の放熱により前記熱気抜き穴(22)から外部へ導出され、前記第１回転軸(12)から前記第２回転軸(13)へ伝導する伝導熱は前記スプライン部(21)で抑えられる構成としたことを特徴とする電動バルブ構造。
前記第２回転軸(13)には、回転検出器(20)が設けられ、前記遮熱板(24)は前記第１回転軸(12)に設けられ断面カップ型をなす保持筒(23)に固定されていることを特徴とする請求項１記載の電動バルブ構造。