JP2986213B2 - バルブ器具 - Google Patents

バルブ器具

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、壁でチェンバーを形成するバルブハウジ
ングと、そのチェンバーへの入口およびチェンバーから
の出口と、両端を有する長く延びた柔軟な膜と、チェン
バー内にある可動部材とよりなり、前記膜の２つの膜の
うちの一端はバルブハウジングに取り付けられ、他端は
前記可動部材に取り付けられている少なくとも１つのバ
ルブ装置から成るバルブ器具に関する。可動部材は、膜
の他端をチェンバー内で前後に移動させることにより、
膜がチェンバーの出口の開口部をおおう閉鎖の位置とチ
ェンバーの出口の開口部があけられる開放の位置との間
のチェンバーの壁に巻きつけられるように配置される。
流れの通路は、出口の開口部があけられた時、流体が入
口から出口まで流れるようにチェンバーの壁と可動部材
との間に形成される。
この種のバルブ器具は、たとえばWO 82/01924で知ら
れている。このバルブ器具では、可動部材は、その部材
による膜の前記閉鎖と開放との位置間の運動を与えるた
めに、ある種の駆動装置により駆動されなければならな
い。そのような駆動装置は、ある量のエネルギーを消費
するが、そのエネルギーは、膜の調整ごとに別個のエネ
ルギー源から駆動装置に供給されねばならない。
本発明の目的は、前述した種類のバルブ器具、すなわ
ち、それの操作には別個のエネルギー源からの比較的少
量のエネルギーしか要らないバルブ器具を提供すること
である。
この目的は、最初に述べた種類のバルブ器具により得
られるが、その器具は、可動部材に、前記流路内に延
び、また前記閉鎖および開放の位置間での前記膜の他端
の移動の少なくとも可成りの部分の間、流路内を移動さ
せられるように配置された連動部材が備えられているこ
とを主な特徴とする。
このことは次のような利益をもたらすことになる。す
なわち、バルブ装置のチェンバーの出口の開口部を開く
ためには、別個のエネルギー源からのエネルギーは、膜
が前記閉鎖位置から移動させられ、そのために出口の開
口部が一部開かれた時、入口から出口まで前記流路を流
体が流れ始めることにより連動部材が力を与えられるま
で供給するだけでよいという利益が得られることにな
る。前記流体の力のもとで、連動部材は可動部材を動か
し、その結果膜は前記開放の位置まで完全に移動させら
れる。
連動部材は、前記膜他端の移動中、膜が出口の開口部
を開き始めた時、前記流路内にあり、連動部材の可動部
材を駆動するための可動部材への影響が、前記流体が流
路を通って流れ始めると同時に利用されるように配置さ
れることが望ましい。
本発明によるバルブ器具の実施態様によれば、１個の
電磁ステッピングモーターが、前記の膜他端の移動用に
可動部材に接続されている。さらに、１個の電流源が電
磁ステッピングモーターに接続され、膜を前記閉鎖の位
置から、膜が少なくともチェンバー出口の開口部を開き
始める範囲にまで移動させられるようにステッピングモ
ーターを駆動するようにされている。
前記電流源は、蓄電装置、たとえば、コンデンセータ
ーで構成するのが有利である。その結果電磁ステッピン
グモーターは、連動部材による連動の間、蓄電装置を充
電するための発電機として動作する。その結果、バルブ
器具操作のためのエネルギーは、膜が開放の位置から閉
鎖の位置まで移動して戻る前に、チェンバーの流路内の
流体の流れが止んでいるならば、この流体がチェンバー
内の前記流路を通って流れる時、実質的に前記流体の流
れのエネルギーから採られる。
バルブ器具は、たとえば単一のバルブ装置で構成で
き、また真空源を密閉空間に接続するのに利用できる。
この場合、真空源は、密閉空間がバルブ装置の入口に接
続されるのに対して、バルブ装置ので出口に接続され
る。この場合、膜が前記開放の位置に移動するにつれて
起きる流路中の流れは、真空が前記密閉空間内に行き渡
った時停止する。そして膜は流れの抵抗なく、前記閉鎖
の位置に戻るように移動させることができる。
この発明によるバルブ器具のさらに他の実施態様によ
れば、バルブ器具は２つのバルブ装置からなり、これら
バルブ装置のうち、一方の装置の出口は他方の装置のチ
ェンバーと連絡しており、また、バルブ装置の可動部材
は、前記膜の他端を移動させ、前記他方の装置の出口が
開放されている時、前記一方の装置の出口が閉鎖され、
逆の場合もできるように配置される。そのような２つの
バルブ装置を持つバルブ器具は３方向弁として利用でき
る。
前記２つのバルブ装置の可動部材は、相互に連結して
いることが適切である、その結果、流体の流れの勢いで
両バルブ装置のうちの１つの装置の連動部材もまた他の
バルブ装置の可動部材を連動させ、そのため、該可動部
材はそれの膜を閉鎖の位置に移動させ、その逆も可能と
いう利益が得られる。このようにして、このバルブ器具
は、完全にそれ自体で運転できるように設計することが
できる。すなわち、バルブ器具に連結した圧力源からの
十分なエネルギーは、バルブ器具の全操作に要する電気
エネルギーに変換できる。
この発明は、付属の図面を参照して、以下のようによ
り詳細に記述される。
図１は、この発明による、１つのバルブ装置からなる
バルブ器具を示す。
図2aは、図１の直線II−IIに沿う断面図を示す。
図３および４は、図2aの直線III−IIIおよびIV−IVに
沿う断面図をそれぞれ示す。
図2bは、図2aと同様の断面図を示すが、別の調整状態
のバルブ装置に関するものである。
図５および６は、図2bの直線Ｖ−ＶおよびVI−VIに沿
う断面図をそれぞれ示す。
図７は、この発明による、２つのバルブ装置からなる
バルブ器具を示す。
図8aは、図７の直線VIII−VIIIに沿う断面図を示す。
図9,10および11は、それぞれ、図8aの直線IX−IX,X−
Ｘおよび11−11に沿う断面図を示す。
図8bは、図8aと同様の断面図であるが、他の調整状態
のバルブ装置に関するものである。
そして、図12,13および14は、それぞれ、図8bの直線1
2−12,13−13および14−14に沿う断面図を示す。
図１ないし６に示すバルブ器具１は、円形断面のチェ
ンバー４を形作るバルブハウジング３を具備するバルブ
装置２からなる。チェンバー４は、入口５と入口５の前
にある出口６を備えている（しかし、入口５と出口６は
必ずしも相互に前にある必要はない）。円筒形のボディ
ー７は、軸８により、チェンバー４の中でこれと共軸に
旋回するように配置される。ボディー７の軸方向の長さ
と同じ長さ（またはより短い長さ）の幅をもつ長く延び
る曲がり易い膜９は、２つの端部の一端がバルブハウジ
ング３に取り付けられ、他端はボディー７に取り付けら
れている。膜９は180゜曲げられ、その結果、膜９の一
部はボディー７の外側表面に接する一方、膜の他の部分
はチェンバー４の円形の壁面に接することになる。ボデ
ィー７は前後に90゜回すことにより、ボディー７に取り
付けられた膜９の端部は移動させられ、その結果、膜９
がチェンバー４の出口６の開口部をおおう閉鎖の位置
（図６）と、チェンバー４の出口６の開口部が開かれる
開放の位置（図４）との間をチェンバー４の壁面に巻き
つけられるようになる。前記開放および閉鎖の位置で
は、ボディー７はバルブハウジング上の肩（図面には示
されていない）に当り、この方によりボディー７がそれ
以上回転するのを防止する。
回転軸をもつボディー７は、このボディー７と同じ軸
方向の長さを持ち、ボディー７から半径方向外側へ、チ
ェンバー４の円形の壁面の非常に近くまで延びる翼10の
形をした連動部材を備えている。その翼10は、前記閉鎖
の位置では、ボディー７の外側の面とバルブハウジング
３の円筒形の壁面との間に形成される流路内で入口５と
出口６の丁度中間にあり（図６）、また前記開放の位置
では、翼はチェンバー４内で、出口６の開口部を十分通
過した処にくるようにボディー７上に配置される（図
４）。
軸８は、バルブ器具１のチェンバー12中に延びる端部
11を備えている。端部11はチェンバー12内に配置される
電磁ステッピングモーター14の回転子を構成する永久磁
石13に連結している。ステッピングモーター14は、制御
装置15に接続され、これは再充電可能な蓄電池とコンデ
ンセーター17に接続される。
バルブ器具１は次のように機能する。出口６は真空源
（図示されていない）に連結され、一方入口５は排気す
べき密閉空間（図示されていない）に連結される。最
初、バルブ器具１は図2b,5および６に示すように、閉鎖
の位置にある。このバルブ器具を図2a,3および４に示す
ように開放の位置に調整するために、制御装置15はまず
蓄電池16からのエネルギーでコンデンセーター17を充電
する。すると制御装置15はコンデンセーター17からのパ
ルス電流でステッピングモーター14を動かし、その結果
回転子13は図３に示される位置の方へ時計回りに回転す
る。回転子13が回転すると、ボディー７も軸８による時
計回りに回転すると言う結果になる。それ故、膜９はチ
ェンバー４の円形の壁面から連続的に巻きはがされる。
膜９がチェンバー４で出口の開口部を開き始める時、前
記密閉空間からの空気はチェンバー４内を入口５を通り
出口６の方へ流れ始める。チェンバー４内の空気の流れ
は翼10を出口６の方へ追いやり、それにより翼10はボデ
ィー７を図４に示す開放の位置に連動させる。翼10によ
りボディー７が連動している間、ステッピングモーター
14は発電機のように働き、制御装置はステッピングモー
ター14で発生した電気エネルギーでコンデンセーター17
を充電する。
前記密閉空間が排気された時、チェンバー４を通過す
る空気の流れは止み、そしてバルブ器具１は、ステッピ
ングモーター14を回転子13とボディー７が図2b,5および
６に示される閉鎖の位置に戻るまで４分の１回転だけ反
時計回りに回転するように制御装置15によりコンデンセ
ーター17からのパルス電流で動かすことにより、図2b,5
および６に示す閉鎖の位置に戻るように調整され得る。
バルブ器具１をこの閉鎖の位置まで調整した後、コンデ
ンセーター17はまだ幾らかのエネルギーを残している。
このことは、図2a,3および４による開放の位置へのバル
ブ器具１の次の調整では、比較的少量のエネルギーしか
蓄電池16からコンデンセーター17へ伝送される必要は無
いことを意味する。ある種の応用では、コンデンセータ
ー17はステッピングモーターで発生する非常に多量の電
気エネルギーを受け取るので、コンデンセーター17は蓄
電池16を充電することができ、それによりバルブ器具は
最初の開放の位置へ調整した後は、それ自体で運転され
るということが起り得る。
図７ないし14に示されるバルブ器具18は、図１ないし
６によるバルブ器具１にバルブ装置19をさらに備えたも
ので構成される。これはバルブ装置２に類似して形成さ
れ、それ故、入口21および出口22を備えたチェンバー20
と、このチェンバー20内で旋回するように配置されたボ
ディー23と、膜24と、ボディー23上の翼25とを具備して
いる。軸８は、ボディー23が取り付けられる軸の部分26
まで延びている。ボディー７と23は、バルブ装置19が開
放の時（図11）バルブ装置２が閉鎖され（図１）、その
逆にもなるような相対位置に配置される。バルブ装置２
の出口６はバルブ装置19のチェンバー20と連絡してい
る。
バルブ器具18は、次のように、３方向弁として利用す
ることができる。
入口５は大気に連絡し、出口21は真空源（図示されて
いない）に連絡している。一方、入口22は密閉空間（図
示されていない）に連絡し、この空間では大気圧と真空
とが交互に入れ替わる。
図７ないし11に示されるボディー７と23の位置では、
前記密閉空間は、真空源への出口21が開放されているの
に対し、出口６は閉鎖されているので、真空源に通じて
いる。前記空間が大気に通じるようにバルブ器具18を図
8b,12ないし13に示されるボディー７と23の位置に調整
するために、制御装置15は、バルブ器具１の機能に関連
して前述したのと同じ方法でステッピングモーター14を
動かす。その結果、ボディー７は、翼10により図13に示
される位置まで連動させられる。これと同時に、ボディ
ー23は図14に示される位置まで、肩の部分26により回さ
れる。ボディー７と23が最後に述べた位置にあると、前
記密閉空間は、大気への出口６が開放されているのに対
し出口21は閉鎖されているので、大気と通じる。
バルブ器具18が図8a,9ないし11に示されるボディー７
および23の位置へ戻るように調整されている間、翼25に
より連動させられるのはボディー23であり、それによっ
て、ボディー７は軸８を用いて同時に回される。その結
果、コンデンセーター17は、バルブ器具18の各調整の間
常に充電されることになる。このようにして、これは必
要な電気エネルギーの完全な自給になろう。
図面に示されたこの発明によるバルブ器具の実施態様
は旋回する円筒形のボディーの形の可動部材を備えてい
る。しかしながらその代りに、本発明によるバルブ器具
の各可動部材は往復運動するように配置することもでき
る。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】壁でチェンバー（４、20）を形成するバル
    ブハウジング（３）と、チェンバーへの入口（５、22）
    およびチェンバーからの出口（６、21）と、チェンバー
    内に配置された２つの端部を持ち長く延びた柔軟な膜
    （９、24）と、同じくチェンバー内に配置された可動部
    材（７、23）とを具備し、前記膜の一端はバルブハウジ
    ングに取り付けられ、一方前記膜の他端は前記可動部材
    に取り付けられ、また前記可動部材は、前記膜の他端を
    チェンバー内で前後に移動させることにより、膜がチェ
    ンバー出口の開口部をおおう閉鎖の位置と、チェンバー
    出口の開口部があけられる開放の位置との間のチェンバ
    ーの壁に巻きつけられるように配置され、また、流れの
    通路は、出口の開口部があけられた時、流体が入口から
    出口まで流れるようにチェンバーの壁と可動部材との間
    に形成されている、少なくとも１つのバルブ装置（２、
    19）からなるバルブ器具において、可動部材（７、23）
    は、前記流路の中へ延び、また前記閉鎖の位置と開放の
    位置との間での前記膜の他端の移動する少なくとも可成
    りの部分の間前記流路内を移動させられるように配置さ
    れた連動部材（10、25）を備えていることを特徴とする
    バルブ器具（１、18）。
  2. 【請求項２】前記膜（９、24）の他端の移動中、膜が丁
    度出口（６、21）の開口部をあけ始めた時、連動部材
    （10、25）が前記流路内にあるように配置された請求項
    １記載のバルブ器具。
  3. 【請求項３】前記膜（９、24）の他端を移動させるため
    に可動部材（７、23）に連結された電磁ステッピングモ
    ーター（14）と、その電磁ステッピングモーターに接続
    され、このモーターを、膜（９、24）が前記閉鎖の位置
    から少なくともチェンバー出口（６、21）の開口部をあ
    け始める範囲にまで移動させられるように動かすように
    された電流源（16、17）とを有する先行請求項のいずれ
    かに記載のバルブ器具。
  4. 【請求項４】前記電流源は、蓄電装置（17）を含み、連
    動部材（10、25）による連動中、電磁ステッピングモー
    ター（14）がその蓄電装置を充電するための発電機とし
    て動作する請求項３記載のバルブ器具。
  5. 【請求項５】該蓄電装置がコンデンセーター（17）であ
    る請求項４記載のバルブ器具。
  6. 【請求項６】２つのバルブ装置（２、19）からなり、該
    バルブ装置のうち１つの装置の出口（６）は他のバルブ
    装置のチェンバー（20）に連路し、これらバルブ装置の
    可動部材（７、23）は、前記１つのバルブ装置の出口
    （６）が前記他のバルブ装置の出口（21）の開放時に閉
    鎖され、その逆にもなるように、膜（９、24）の前記他
    端を移動させるように配置された先行請求項のいずれか
    に記載のバルブ器具。
  7. 【請求項７】２つのバルブ装置（２、19）の可動部材
    （７、23）が相互に連結されている請求項６記載のバル
    ブ器具。
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