JP2014070733A - 流体流れ調整器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体の流れを制御するためのロータリ式流体流れ調整器は、本体と回転体を含む。本体は、上カバー、軸受及び下カバーを含む。上カバーは、流入口及び流出口を含む。軸受は、上カバーと下カバーとの間に配置される。軸受は、軸内径を含む。上カバーは、軸受に向かって突出するブロック壁を含む。ブロック壁は、ブロック部及び制限部を含む。ブロック部は、流入口と流出口との間に位置付けられる。制限部は、ブロック部から上カバーの周縁に向かって延びる。回転体は、軸内径に回転自在に配置される。回転体は、距離によって離されて流入口及び流出口の両方に接続された凹部を形成する第1の突出壁及び第2の突出壁を含む。
【選択図】図3
Description
調整器は、システムが安定的に流体の供給を受けられるように流体の流れを調節するようになっている。調整器の種類は、一般に、一定のスロットル比を有する調整器と可変のスロットル比を有する調整器に分けられる。可変のスロットル比を有する調整器は、一定のスロットル比を有するものよりも高いスロットル効果を有するため、市場では、一般に可変のスロットル比を有する調整器が採用されている。可変のスロットル比を有する調整器は、流体の流れを調節するフィルムを含む。
しかしながら、調整器のフィルムは、通常疲労変形するため流れの調整能力を低下させている。よって、技術者が研究しようとするものは、可変のスロットル比を有する調整器の疲労変形をどのようにして向上させ寿命を長くするかということである。
前記第1のブロック壁は、第1のブロック部及び第1の制限部を含む。前記第1のブロック部は、前記第1の流入口と前記第1の流出口との間に位置付けられる。前記第1の制限部は、前記第1のブロック部の端部から前記上カバーの周縁に向かって延びる。前記回転体は、前記軸内径に回転自在に配置される。前記回転体は、前記上カバーに面する上面を含む。前記回転体は、第1の突出壁及び第2の突出壁を備える。前記第1の突出壁及び前記第2の突出壁はともに、前記上面に実装されるとともに互いに距離によって離されて第1の凹部を形成する。前記第1の凹部は、前記第1の流入口及び前記第1の流出口の両方に接続される。前記第1の流出口は、前記第1の突出壁と前記第1の制限部との間に位置付けられる。前記第1のブロック部は、前記第2の突出壁と前記第1の制限部との間に位置付けられる。前記第1のブロック部は、前記第2の突出壁から第1の間隙を維持して前記第1の流入口に接続された第1の流体口を形成する。
前記流体は、前記第1の突出壁が、前記第1の突出壁の2つの対向する面同士の圧力差によって、前記第1のブロック壁に対してさらに離れて動かされるか又は、近付いて動かされるように、前記第1の流出口を介して前記第1の凹部の中又はその外に向かって流れるようになっている。さらに、前記第2の突出壁は、前記第1の流体口から前記第1の凹部に流れる前記流体の流れを調節するために、前記第1のブロック部に対してさらに離れて動かされるか又は近付いて動かされる。
流体静圧軸受20は、回転軸22を備える。流体静圧軸受20は、第1の流体入口部24、第2の流体入口部26、第3の流体入口部28及び第4の流体入口部30を含む。ロータリ式流体流れ調整器10のうちの一方は、第1の流体入口部24及び第3の流体入口部28の両方に接続される。ロータリ式流体流れ調整器10の他方は、第2の流体入口部26及び第4の流体入口部30の両方に接続される。各流体入口部は、回転軸22と流体静圧軸受20の内面によって形成されるスペースにそれぞれ接続され、その結果、流体が、各流体入口部を通って流体静圧軸受20に流入する。
各流体入口部は、流体静圧軸受20の周囲において、隣接する流体入口部から90度ずつ等間隔に離れている。例えば、流体は、回転軸22が回転する際の摩擦によって生じるエネルギーの無駄を低減するための潤滑油である。しかしながら、回転軸22は、重量をかけると軸から外れて、回転軸22が回転する際に摩擦が増すように軸受の内面に接触することがある。そのため、流体静圧軸受20の中の流体の流れを調節して回転軸22を再配置することで回転軸22が回転する際に生じるエネルギーの無駄を低減させるためにロータリ式流体流れ調整器10及びオイル供給装置40を配置する必要がある。
組立体ベース130は、組立体容器131を有し、軸受140は、組立体容器131の中において上カバー110と下カバー120との間に組み立てられる。軸受140は、軸内径141を含む。回転体200は、軸内径141に回転自在に配置される。さらに、回転体200は、回転体200の回転による摩擦のエネルギーの無駄を低減するために軸受140を介して本体100に対して回転するようになっている。
第1のブロック壁112は、第1のブロック部112a、第1の制限部112b及び第2の制限部112cを備える。第1の制限部112bは、第1のブロック部112aの一端から延び、第2の制限部112cは、第1のブロック部112aの反対端から延びる。第1のブロック部112aは、第1の流入口114と第1の流出口115との間に位置付けられるとともに第1の流入口114の一部を囲む。
第1の制限部112b及び第2の制限部112cは、第1の流入口114から突出台111の周縁に向かってそれぞれ延びる。第1の制限部112bは、突出台111の周縁と接触し、第2の制限部112cは、突出台111の周縁とは接触しない。そのため、第1の流入口114及び第1の流出口115は、互いに接続される。
第2の流入口124は、上述したオイル供給装置40に接続され、第2の流出口125は、流体静圧軸受20の入口部のひとつに接続される。突出台121は、軸受140に向かって突出し、軸内径141に固定される。第2の流出口124及び第2の流出口125はともに、突出台121に位置付けられる。第3のブロック壁122及び第4のブロック壁123は、両方とも突出台121に実装されるとともに軸受140に向かって突出する。第3のブロック壁122は、第2のブロック部122a、第3の制限部122b及び第4制限部122cを備える。
第3の制限部122bは、第2のブロック部122aの一端から延び、第4の制限部122cは、第2のブロック部122aの反対端から延びる。第2のブロック部122aは、第2の流入口124と第2の流出口125との間に位置付けられるとともに第2の流入口124の一部を囲む。第3の制限部122b及び第4の制限部122cは、第2の流入口124から突出台111の周縁に向かってそれぞれ延びる。第3の制限部122bは、突出台121の周縁に接触し、第4の制限部122cは、第2の流出口124及び第2の流出口125が互いに接続されるように、突出台121の周縁とは接触しない。
第1の凹部264は、第1の流入口114と第1の流出口115の両方に接続される。第1の突出壁212は、圧縮部214及び延長部216を備える。圧縮部214は、回転体200の周縁から回転体200の中心に向かって延び、延長部216は、圧縮部214の端部から第1の制限部112bに向かって延びる。さらに、延長部216の長さL1は、第1の流出口115と第1の制限部112bとの間の距離D1よりも長いため、第1の流出口115は、圧縮部214と第1の制限部112bとの間に確実に位置決めされる。
第1のブロック部112aは、第2の突出壁218と第2の制限部112cとの間に位置付けられ、第1のブロック部112aは、第1の流体口256が形成されるように第2の突出壁218から第1の間隙G1を維持する。第1の流体口256は、第1の流入口114に接続される。また、第2のブロック壁113及び第2の制限部112cは、第2の間隙G2によって互いに離される。
斜面226,230及び上カバー110の内面は、合わせて環状流路270を形成する。第1の凹部264及び圧力バッファスペース285に接続された環状流路270は、ロータリ式流体流れ調整器10において過剰な圧力が回転体200の回転を阻害することを防止するようになっている。
圧縮部244は、回転体200の周縁から回転体200の中心に向かって延び、延長部246は、圧縮部244の端部から第3の制限部122bに向かって延びる。また、延長部246の長さは、第2の流出口125と第3の制限部122bとの間の距離よりも長いので、第2の流出口125が、圧縮部244と第3の制限部122bとの間に確実に位置付けられる。
さらに、第2のブロック部122aは、第4の突出壁248と第3の制限部122bとの間に位置付けられ、第2のブロック部122aは、第4の突出壁248から間隙G3を維持して第2の流体口258を形成する。第2の流体口258は、第2の流入口124に接続される。第4のブロック壁123及び第4の制限部122cは、互いに第4の間隙G4を維持している。
環状流路280は、閉鎖されたスペースを回避するように第2の凹部266及び圧力バッファスペース290の両方に接続される。閉鎖されたスペースにより気体又は流体が圧縮されないようになり、回転体200の回転を阻害してしまう。そのため、環状流路280は、ロータリ式流体流れ調整器10における過剰な圧力によって回転体200の回転を阻害しないようにしてもよい。
このように、第3の制限部122bと第3の突出壁242の圧縮部244との間の流体は、第2の流体入口部26を介して流体静圧軸受20へと逆流させられるため、回転軸22が再配置される。
つまり、回転軸22は、流体静圧軸受20の中心位置(軸)に向かって押圧される。また、回転軸22が、他の入口部に向かってずれている場合、回転方向だけが異なるが、ロータリ式流体流れ調整器10の他の原理は上述した原理と同じであり、類似点は、ここでは繰り返さないものとする。
当業者には、本開示がその精神及び範囲を逸脱することなく関連する代替的実施形態が明らかとなる。従って、本開示の範囲は、上述した説明や本明細書に説明した例示的実施形態によってではなく、添付の請求項によって定義されるものである。
20 流体静圧軸受
22 回転軸
24,26,28,30 流体入口部
40 オイル供給装置
100 本体
110 上カバー
111,121 突出台
112,113,122,123 ブロック壁
114,124 流入口
115、125 流出口
120 下カバー
130 組立体ベース
131 組立体容器
140 軸受
141 軸内径
200 回転体
210 上面
212,218 突出壁
264 凹部
Claims (14)
- 流体の流れを制御するロータリ式流体流れ調整器であって、
本体と、
回転体と、を備え、
前記本体は、上カバー、軸受及び下カバーを含み、当該上カバーは、第1の流入口及び第1の流出口を含み、当該軸受は、前記上カバーと前記下カバーとの間に配置されるとともに軸内径を含み、前記上カバーは、前記軸受に向かって突出する第1のブロック壁を含み、当該第1のブロック壁は、第1のブロック部及び第1の制限部を含み、当該第1のブロック部は、前記第1の流入口と前記第1の流出口との間に位置付けられ、当該第1の制限部は、前記第1のブロック部の端部から前記上カバーの周縁に向かって延び、
前記回転体は、前記軸内径に回転自在に配置され、前記上カバーに面する上面を含み、当該上面にともに実装された第1の突出壁及び第2の突出壁を備えるとともに互いに距離によって離されて第1の凹部を形成し、当該第1の凹部は、前記第1の流入口と前記第1の流出口の両方に接続され、前記第1の流出口は、前記第1の突出壁と前記第1の制限部との間に位置付けられ、前記第1のブロック部は、前記第2の突出壁と前記第1の制限部との間に位置付けられ、前記第1のブロック部は、前記第2の突出壁と第1の間隙を維持して前記第1の流入口に接続された第1の流体口を形成する、ロータリ式流体流れ調整器であり、
前記流体は、前記第1の突出壁が前記第1の突出壁の2つの対向する面同士の圧力差によって前記第1のブロック壁に対してさらに離れて動かされるか又は近付いて動かされるように、前記第1の流出口を介して前記第1の凹部の中又はその外に向かって流れるようになっており、さらに、前記第2の突出壁は、前記第1の流体口から前記第1の凹部に流れる前記流体の流れを調節するために、前記第1のブロック部に対してさらに離れて動かされるか又は近付いて動かされることを特徴とする、
ロータリ式流体流れ調整器。 - 前記上カバーは、前記軸内径に固定された突出台を備え、前記第1の流入口及び前記第1の流出口はともに、当該突出台に位置付けられ、前記第1のブロック壁は、第2の制限部をさらに備え、前記第1の制限部は、前記第1のブロック部の端部に接続され、前記第2の制限部は、前記第1のブロック部の反対端に接続され、前記第1のブロック部は、前記突出台に実装されるとともに前記第1の流入口の一部を囲み、前記第1の制限部及び第2の制限部はともに、前記突出台に実装されるとともに前記第1の流入口から前記突出台の周縁に向かって延び、前記第1の突出壁は、前記第1の制限部と前記第2の制限部との間に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記第1の突出壁及び前記第1のブロック壁は、互いに離されて第1の流路を形成することを特徴とする、請求項2に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記第1の突出壁は、圧縮部及び延長部を備え、当該圧縮部は、前記回転体の前記周縁から前記回転体の中心に向かって延び、当該延長部は、前記圧縮部の端部から前記第1の制限部に向かって延び、前記延長部の長さは、前記第1の流出口と前記第1の制限部との間の距離よりも長いことを特徴とする、請求項3に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記第2の突出壁は、ベース部及び突出部を備え、当該突出部は、当該ベース部の端部から前記第2の制限部に向かって突出し、前記上カバーは、第2のブロック壁をさらに備え、当該第2のブロック壁及び前記第2の制限部は、第2の間隙によって互いに離され、前記第2のブロック壁は、前記第2の制限部と前記ベース部との間かつ前記突出部と前記回転体の前記周縁との間に配置され、前記第2のブロック壁は、前記突出部に対して押圧されることを特徴とする、請求項3に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 圧力バッファスペースが前記第2の突出壁と前記第2のブロック壁との間に形成され、前記ベース部は、第1の側端及び第2の側端を含み、当該第1の側端は、前記回転体の周縁に位置付けられ、当該第2の側端は、前記第1の制限部の近傍にあり、前記第1の側端及び前記第2の側端はともに、前記上カバーに近い側に位置付けられた斜面を含み、当該斜面及び前記上カバーの内面は、合わせて環状流路を形成し、当該環状流路は、前記第1の凹部及び前記圧力バッファスペースの両方に接続されることを特徴とする、請求項5に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記下カバーは、第2の流入口及び第2の流出口を含むとともに前記軸受に向かって突出する第3のブロック壁を含み、当該第3のブロック壁は、第2のブロック部及び第3の制限部を含み、当該第2のブロック部は、前記第2の流入口と前記第2の流出口との間に位置付けられ、前記第3の制限部は、前記第2のブロック部の端部から前記上カバーの周縁に向かって延び、前記回転体は、前記上面に対向する下面を含み、当該下面は、前記下カバーに面し、前記回転体は、第3の突出壁及び第4の突出壁を備え、当該第3の突出壁及び当該第4の突出壁は、前記下面に実装されるとともに互いに距離を維持して第2の凹部を形成し、当該第2の凹部は、前記第2の流入口及び前記第2の流出口の両方に接続され、前記第2の流出口は、前記第3の突出壁と前記第3の制限部との間に位置付けられ、前記第2のブロック部は、前記第4の突出壁と前記第3の制限部との間に位置付けられ、前記第2のブロック部及び前記第4の突出壁は、互いの間に第3の間隙を維持して第2の流体口を形成し、当該第2の流体口は、前記第2の流入口に接続されることを特徴とする、請求項1に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記回転体は、前記上面から前記下面に貫通する貫通孔を含み、前記第1の流入口及び前記第2の流入口は、少なくとも前記貫通孔に重なり、前記貫通孔は、前記第1の凹部及び前記第2の凹部の両方に接続されることを特徴とする、請求項7に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記下カバーは、前記軸内径に固定された突出台を含み、前記第2の流入口及び前記第2の流出口はともに、当該突出台に位置付けられ、前記第3のブロック壁は、第4の制限部をさらに備え、前記第3の制限部及び前記第4の制限部は、前記第2のブロック部の2つの対向する端部にそれぞれ接続され、前記第2のブロック部は、前記突出台に実装されるとともに前記第2の流入口を部分的に囲み、前記第3の制限部及び第4の制限部はともに、前記突出台に実装されるとともに前記第2の流入口から前記突出台の周縁に向かって延び、前記第3の突出壁は、前記第3の制限部と前記第4の制限部との間に配置されることを特徴とする、請求項7に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記第3の突出壁及び前記第3のブロック壁は、互いに離されて第2の流路を形成することを特徴とする、請求項9に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記第3の突出壁は、圧縮部及び延長部を備え、当該圧縮部は、前記回転体の前記周縁から前記回転体の中心に向かって延び、当該延長部は、前記圧縮部の端部から前記第3の制限部に向かって延び、前記延長部の長さは、前記第2の流出口と前記第3の制限部との間の距離よりも長いことを特徴とする、請求項10に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記第4の突出壁は、ベース部及び突出部を備え、当該突出部は、当該ベース部の端部から前記第4の制限部に向かって突出し、前記下カバーは、第4のブロック壁をさらに備え、当該第4のブロック壁及び前記第4の制限部は、互いの間に第4の間隙を維持し、前記第4のブロック壁は、前記第3の制限部と前記ベース部との間かつ前記突出部と前記回転体の前記周縁との間に配置されるとともに前記突出部に対して押圧されることを特徴とする、請求項10に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 圧力バッファスペースが前記第4の突出壁と前記第4のブロック壁との間に形成され、前記ベース部は、第1の側端及び第2の側端を含み、当該第1の側端は、前記回転体の周縁に位置付けられ、当該第2の側端は、前記第3の制限部の近傍にあり、前記第1の側端及び前記第2の側端はともに、前記第1の側端の側及び前記上カバー近くの前記第2の側端に斜面を含み、当該斜面及び前記上カバーの内面は、合わせて環状流路を形成し、当該環状流路は、前記第2の凹部及び前記圧力バッファスペースの両方に接続されることを特徴とする、請求項12に記載のロータリ式流体流れ調整器。
- 前記本体は、組立体ベースをさらに備え、前記上カバー及び前記下カバーは、当該組立体ベースの2つの対向する面にそれぞれ配置され、前記組立体ベースは、組立体容器を含み、前記軸受は、当該組立体容器に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のロータリ式流体流れ調整器。
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