JP2020153447A - Porous variable orifice valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、上下水道、工業用水、農業用水、水力発電用水、熱風弁の冷却水等の液体などの輸送用配管に設けられる多孔可変オリフィス弁に関するものである。 The present invention relates to a porous variable orifice valve provided in a pipe for transporting a liquid such as water and sewage, industrial water, agricultural water, hydroelectric water, and cooling water for a hot air valve.
この種の多孔可変オリフィス弁は、図4に示すように、弁箱1内に、流路断面に沿う複数のポート2aを有する固定多孔弁板2と、この固定多孔弁板2の各ポート(孔)2aに対応する複数のオリフィス(孔)3aを有し、固定多孔弁板2の各ポート2aを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた可動オリフィス弁板3とを備える。
その可動オリフィス弁板3に弁棒4が設けられ、この弁棒4がカップリング5を介して電動機6等に連結されている。このため、電動機6を駆動させることによって弁棒4が昇降し、その昇降に伴って可動オリフィス弁板3も昇降して固定多孔弁板2の各ポート2aと可動オリフィス弁板3のオリフィス3aとの対応関係が変化する。この両孔2a、3aの対応度合(弁棒4の昇降度合)により、この多孔可変オリフィス弁V’の流通面積が調整されて水流量が連続的に調節される。この調整は、増減圧にもなって流通圧力の調整でもある(特許文献1第1図〜第5図参照)。
図中、7はオリフィス3a全体に水等の流体wを流すための窪みである。
As shown in FIG. 4, this type of porous variable orifice valve has a fixed
A valve rod 4 is provided on the movable
In the figure,
この従来の多孔可変オリフィス弁V’の多くは、固定多孔弁板2と可動オリフィス弁板3との2枚の弁板によって流量(圧力)調節を行なっているが(特許文献1参照)、その弁板を3枚にした技術がある(特許文献2参照)。この技術は、可動オリフィス弁板の両側にそれぞれ固定多孔弁板を設けたものである。
Most of the conventional perforated variable orifice valves V'are adjusted in flow rate (pressure) by two valve plates, a fixed perforated
上記2枚の弁板2、3を有する多孔可変オリフィス弁V’は、固定多孔弁板2と可動オリフィス弁板3の各孔2a、3aの重なりによって作られる開口部で水力(水量)を調整する。その調整は、弁棒4の昇降に伴う可動オリフィス弁板3の上下動のみによって行っているから、前記開口部の開口調整(大きさ)度合いは、固定多孔弁板と可動オリフィス弁板の各孔2a、3aの重なり度合いでしか調整できず、微小な流量調整が困難である。
The porous variable orifice valve V'having the above two
また、3枚の弁板を有する多孔可変オリフィス弁は、可動オリフィス弁板の両側に固定多孔弁板を設けてその両側の固定多孔弁板の各孔はそれぞれ同一軸上(同一位置)になっている。このため、同様に、2枚の固定多孔弁板と可動オリフィス弁板の各孔の重なりによって作られる開口部で水力を調整する。このとき、その調整は、弁棒の昇降に伴う一の可動オリフィス弁板の上下動のみによって行っているから、上記開口部の開口調整度合いは、両側の固定多孔弁板の同一軸上にある各ポートと可動オリフィス弁板の各オリフィス(孔)の重なり度合いでしか調整できず、その微小な流量調整が困難である(特許文献2参照)。 Further, in the porous variable orifice valve having three valve plates, fixed porous valve plates are provided on both sides of the movable orifice valve plate, and the holes of the fixed porous valve plates on both sides are on the same axis (same position). ing. Therefore, similarly, the hydraulic power is adjusted by the opening created by the overlap of the holes of the two fixed porous valve plates and the movable orifice valve plate. At this time, since the adjustment is performed only by the vertical movement of one movable orifice valve plate accompanying the raising and lowering of the valve stem, the degree of opening adjustment of the opening is on the same axis of the fixed porous valve plates on both sides. It can be adjusted only by the degree of overlap between each port and each orifice (hole) of the movable orifice valve plate, and it is difficult to finely adjust the flow rate (see Patent Document 2).
この発明は、以上の実状の下、微調整が可能な多孔可変オリフィス弁を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a perforated variable orifice valve that can be finely adjusted under the above circumstances.
上記課題を達成するため、この発明は、可動オリフィス弁板を2枚以上設けることとしたのである。
可動オリフィス弁板が2枚以上あれば、その各可動オリフィス弁板の個々の独立した動きによって流通量を調節し得るので、その流通量の微調整が可能である。
In order to achieve the above object, the present invention has decided to provide two or more movable orifice valve plates.
If there are two or more movable orifice valve plates, the flow amount can be adjusted by the individual independent movements of the movable orifice valve plates, so that the flow amount can be finely adjusted.
具体的には、流路断面に沿う複数のポートを有する固定多孔弁板と、この固定多孔弁板の各ポートに対応する複数のオリフィスを有し、固定多孔弁板の各ポートを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた2枚以上の可動オリフィス弁板とを、弁箱内にその中心軸方向に並列して設け、各可動オリフィス弁板をそれぞれ弁箱外から操作可能とした構成を採用したのである。 Specifically, a fixed porous valve plate having a plurality of ports along the cross section of the flow path and a position having a plurality of orifices corresponding to each port of the fixed porous valve plate and closing each port of the fixed porous valve plate. Two or more movable orifice valve plates movably provided over the opening position are provided in parallel in the valve box in the direction of the central axis, and each movable orifice valve plate is operated from outside the valve box. We adopted the possible configuration.
上記各可動オリフィス弁板の移動方向は任意であるが、可動オリフィス弁板が2枚であれば、その移動方向を同一方向とすることが容易であり、例えば、主軸とその中の副軸による2重管構造の弁軸構造などにすれば、コンパクト化を図ることができる。
一方、各可動オリフィス弁板は移動方向を異ならせれば、弁軸構造も簡単となり(下記実施形態参照)、多孔固定弁板のポートと可動オリフィス弁板のオリフィスとの重なり度合いが細かくなってより細かな微調節を行うことができる。このとき、可動オリフィス弁板を2枚とし、その両可動オリフィス弁板の移動方向を直交するようにすれば、固定多孔弁板のポートに対する2枚の可動オリフィス弁板のオリフィスの重なり度合いが単純となって、流通面積の微調整が容易である。
The moving direction of each of the movable orifice valve plates is arbitrary, but if there are two movable orifice valve plates, it is easy to make the moving directions the same, for example, depending on the main shaft and the sub shafts therein. If a valve shaft structure having a double pipe structure or the like is used, compactness can be achieved.
On the other hand, if each movable orifice valve plate moves in a different direction, the valve shaft structure becomes simpler (see the embodiment below), and the degree of overlap between the port of the perforated fixed valve plate and the orifice of the movable orifice valve plate becomes finer. You can make fine adjustments. At this time, if the number of movable orifice valve plates is two and the moving directions of the two movable orifice valve plates are orthogonal to each other, the degree of overlap of the orifices of the two movable orifice valve plates with respect to the port of the fixed porous valve plate is simple. Therefore, it is easy to fine-tune the distribution area.
この発明は、以上のように、可動オリフィス弁板を2枚以上としたので、微調整が可能な多孔可変オリフィス弁となる。また、微調整が可能な多段減圧性能を有するものとなる。 In the present invention, since the number of movable orifice valve plates is two or more as described above, the porous variable orifice valve can be finely adjusted. In addition, it has a multi-stage decompression performance that can be finely adjusted.
この発明に係る多孔可変オリフィス弁Vの一実施形態を図1〜図3に示し、この多孔可変オリフィス弁Vは、図1、図2に示すように、鋳鋼製弁箱11内に、流路断面に沿う複数のポート12aを有するステンレス鋼製固定多孔弁板12と、この固定多孔弁板12の各ポート(孔)12aに対応する複数のオリフィス(孔)13a、23aを有し、固定多孔弁板12の各ポート12aを閉塞する位置と開放する位置とに亘って移動自在に設けた二枚のステンレス鋼製可動オリフィス弁板13、23とを備える。
An embodiment of the porous variable orifice valve V according to the present invention is shown in FIGS. 1 to 3, and the porous variable orifice valve V has a flow path in the cast
この発明に係る実施形態の特徴は、二枚の可動オリフィス弁板13、23を設け、この可動オリフィス弁板13、23のそれぞれに電動機6(図4参照)を付設した点である。
その二枚の可動オリフィス弁板13、23と固定多孔弁板12は弁箱11の中心軸方向oに順々に並んでいる(並列している)。
また、固定多孔弁板12と2枚の可動オリフィス弁板13、23の対応する(図2、図3(c)で示す開弁したとき、同一軸上となる)ポート12aとオリフィス13a、23aは同一大きさ(同一径)とされている。そのポート12aとオリフィス13a、23aの各孔径は流通断面中心のポート12a及びオリフィス13a、23aの孔径に比べて外側のポート12a及びオリフィス13a、23aが小さく設定されている(図1参照)。その径変化度合も徐々であったり、段階的であったりと、キャビテーションの生じる度合を考慮し、実験等によって適宜に決定する。
A feature of the embodiment according to the present invention is that two movable
The two movable
Further, the fixed perforated
なお、多孔可変オリフィス弁Vが全閉の状態をなし得る場合、各ポート12aの間にオリフィス13a、23aの少なくとも一方が隠れるように設定する。すなわち、中心軸方向oにおいて、固定多孔弁板12によって、少なくとも一方の可動オリフィス弁板13又は23のオリフィス13a又は23aが完全に塞がれるように設定する(図3(a)、同(b)参照)。また、便宜上、弁箱11の中心軸方向と固定多孔弁板12のポート12aの中心を符号「o」とし、弁軸14、24の中心軸と可動オリフィス弁板13又は23のオリフィス13a又は23aの中心を符号「c、c’」としている。
When the perforated variable orifice valve V can be fully closed, at least one of the
両可動オリフィス弁板13、23の上下方向又は左右方向の中心軸c、c’上に弁棒14、24が設けられ、一方の弁棒14は上下方向に、他方の弁棒24は左右方向(水平方向)とされてそれぞれカップリング5を介して電動機6等に連結されている。すなわち、両弁棒14、24は90度の角度θをもっている。なお、この角度θは、90度以外にも、この弁Vの設置場所や電動機等の設置スペース等を考慮して、例えば、60度、45度などと任意・適宜に設定する。両弁棒14、24は、その膨出した端部14a、24aを可動オリフィス弁板13、23の嵌合孔13b、23bに嵌め込むことによって各可動オリフィス弁板13、23と連結されている。なお、図1〜図3において、図4と同一符号は同一物を示す。
この実施形態の多孔可変オリフィス弁Vは以上の構成であり、いま、電動機6等によって弁棒14、24を昇降・左右動すると、可動オリフィス弁板13、23も昇降・左右動(図3(a)、(b)の鎖線矢印参照)して固定多孔弁板12の各ポート12aと可動オリフィス弁板13、23のオリフィス13a、23aとの対応関係が変化する。この各孔12a、13a、23aの対応度合(弁棒14、24の昇降・左右動度合)により、この多孔可変オリフィス弁Vの流通面積が調整されて流量が連続的に調節される。
The porous variable orifice valve V of this embodiment has the above configuration. Now, when the
すなわち、図3(c)に示すように、固定多孔弁板12の各ポート12aと両可動オリフィス弁板13、23のオリフィス13a、23aのそれぞれの軸心が一致していると(ポート12aの軸心oと同一軸心であると)、この多孔可変オリフィス弁Vの全開状態であって、その各両孔12a、13a、23aの大きさの流通面積からなる流量の水wが流通する。
That is, as shown in FIG. 3C, when the axes of the
一方、図3(d)に示すように、両可動オリフィス弁板12、23のオリフィス13a、23aが固定多孔弁板12の各ポート12aから完全に外れると、可動オリフィス弁板13、23のオリフィス13a、23aは固定多孔板12に完全に塞がれて、この多孔可変オリフィス弁Vは閉弁する。
On the other hand, as shown in FIG. 3D, when the
つぎに、弁棒14、24が上昇及び右動し、その移動量が同じであると、図3(e)破線で示すように、その上昇・右動に伴って両可動オリフィス弁板12、23が上昇・右動して固定多孔弁板12の各ポート12aと可動オリフィス弁板13、23のオリフィス13a、23aの軸心がズレて、ポート12aと前後のオリフィス13a、23aによって形成される流通孔は、同図3(e)の実線による斜線部分の面積S1の開口度となる。
Next, when the
また、同図鎖線で示すように、可動オリフィス弁板23の右動が少ないと、ポート12aと前後のオリフィス13a、23aによって形成される流通孔は、その面積S1より図3(e)の鎖線による斜線部分の面積S2だけ大きい開口度となる(S1+S2)。
この弁棒24の左右動による流通面積の変化は、弁棒14の昇降に伴うオリフィス13aの昇降によっても同様な流量変化を得ることができる。
Further, as shown in FIG chain line, the right movement of the movable
As for the change in the distribution area due to the left-right movement of the
このように、弁棒14、24の昇降及び左右の移動量に基づく、固定多孔弁板12に対する両可動オリフィス弁板13、23の昇降量・左右移動量によって、それらのポート12a及びオリフィス13a、23aの連通する開口度が変化し、その開口面積に応じた水wの流通量となる。その変化度合いは、両可動オリフィス弁板12、23の昇降・左右の移動度合いによって複雑に(細かく)なる。このため、実験などによって、可動オリフィス弁板12、23の昇降・左右の移動量に対応して流通量がどのように変化するかを計測し、その計測値に基づいて、所要の流通量になるように前記昇降・左右の移動量を設定する。
In this way, the
このθ:90度の実施形態の両可動オリフィス弁板13、23は、上下方向と左右方向に移動するため、固定多孔弁板12のポート12aに対する2枚の可動オリフィス弁板13、23のオリフィス13a、23aの重なり度合いが角度θ:90度以外の場合に比べて単純となって、流通面積の微調整が容易である。
Since the both movable
なお、この多孔可変オリフィス弁Vは、図3(d)に示す、可動オリフィス弁板13、23が上昇及び右動した閉弁限界状態でも、全閉されずに所要の流量が流れるようにすることができる。その閉弁限界状態でも一定流量が流れるようにする手段としては、弁棒14、24を最大限上昇・右動させた際、固定多孔弁板12の各ポート12aと可動オリフィス弁板13、23のオリフィス13a、23aが同一径の円孔であっても完全には塞がらないようにしたり、ポート12aとオリフィス13a、23aの形状を、例えば、前者を楕円形、後者を円形等と異ならせて両者が何れの位置にあっても重なる部分(閉塞されない部分)が存在するようにしたり等とする(特許文献3、明細書段落0027、図3(b)参照)。
The perforated variable orifice valve V allows the required flow rate to flow without being fully closed even in the valve closing limit state in which the movable
上記可動オリフィス弁板13、23の数は、2枚に限らず、3枚、4枚と2枚以上であれば、任意であり、その並列順序も、可動オリフィス弁板13、固定多孔弁板12、可動オリフィス弁板23のように、固定多孔弁板12の両側に可動オリフィス弁板13、23があったり、と任意である。
また、両可動オリフィス弁板13、23は共に上下方向に移動可能とすることができる。この場合は、例えば、特許文献4第1図等で示す、主軸とその中の副軸による2重管構造の弁軸構造などとする。
さらに、上記実施形態は、流体が水wの場合であったが、水以外の液体やガス等の気体においてもこの発明に係る多孔可変オリフィス弁は採用し得ることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The number of the movable
Further, both movable
Further, in the above embodiment, the fluid is water w, but it goes without saying that the porous variable orifice valve according to the present invention can be adopted even in a gas other than water or a gas such as gas.
Thus, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1、11 弁箱
2、12 固定多孔弁板
2a、12a 固定多孔弁板のポート(孔)
3、13、23 可動オリフィス弁板
3a、13a、23a 可動オリフィス弁板のオリフィス(孔)
4、14、24 弁棒(弁軸)
5 カップリング
6 電動機
V、V’ 多孔可変オリフィス弁
w 流体(水)
s1、s2 流通面積
1,11
3, 13, 23 Movable
4, 14, 24 Valve rod (valve shaft)
5 Coupling 6 Electric motor V, V'Perforated variable orifice valve w Fluid (water)
s 1 , s 2 Distribution area
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