JP3060297U - 音の発生が少ない流体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気制御装置が発生するノイズの量を低減す
ることによって、建物で使用するための静粛性が高い流
れ制御装置を提供すること。 【構成】 本考案の制御装置２０はノズル型弁であり、
先細部分、末広部分、及びこれらの間のスロート３８を
有する。末広部分は、ディフューザーとして作用し、円
錐形であるか或いは僅かに湾曲しているのがよい。これ
らの形体の各々において、拡散角度は２０°以下であ
り、その結果、弁を通って流れる流体の乱流が最小にな
り、流体と流体制御装置の内側面との間に境界層が維持
される。このような流体制御装置は、供給導管又は排気
導管のいずれでも使用できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、音の発生が少ない流体制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

強制空気加熱システム又は空調システムでは、例えば建物の加熱ゾーン等の特 定の領域内への空気の流れを局部的に制御するのが望ましい場合が多い。制御を 局部的に行うことによる空気送出システムに対する様々な要求のため、供給導管 内の空気圧は大きく変動する。こうした変動に対する対策がとられていない場合 には、局部的な調節を行う度毎にシステム全体のバランスに影響が及ぼされ、少 なくとも幾つかの他の領域への空気の供給を変化させる。１９６８年１０月１日 にゴルチェフに賦与された米国特許第３，４０３，８５２号には、導管内を流れ る流体の容積をシステム内の所定範囲の静圧内で一定に維持する弁を設けること によって上述の問題点を解決するための一つの試みが記載されている。

【０００３】 ゴルチェフに開示された弁に基づいた弁は、フェニックス・コントロールズ社 から商業的に入手でき、これを図１に示す。更に詳細に述べると、ベンチュリ型 弁１００は、縮径スロート１０４を持つハウジング１０２を有する。ばねパッケ ージ１０７を持つコーン１０６がシャフト１０８に取り付けられており、これは 、ハウジング１０２内でスロート領域１０４の近くに位置決めされている。シャ フト１０８は、一対のブラケット１１０及び１１２によってハウジング１０２内 に支持されている。ハウジング１０２に対するシャフト１０８の位置、及びかく してスロート１０４内でのコーン１０６の位置は、アクチュエータ１１４によっ て、リンク１１６及び１１８、枢動アーム１２０、及びリンク１２２を介して制 御される。アーム１２０の枢支点に配置された電位差計１２４は、シャフト１０ ８の位置及びかくしてスロート１０４内のコーン１０６の位置を示す出力を提供 する。

【０００４】 所定範囲の圧力に亘って一定容積の流れを提供する、幾つかの製造者が製造し た上述の弁のような制御装置は、多年に亘り加熱システム及び空調システムで流 体の適切な制御を提供してきた。しかしながら、この種の流体取扱い弁に残る一 つの問題点は、弁の使用時に発生する音である。流体制御装置からのこうした音 は、ダクトを通って長い距離に亘って伝わり、室即ち制御を受ける領域内に居る 人を不快にする。この不快な即ち望ましからぬ音は、一般的にはノイズとして特 徴付けられる。このノイズは、制御装置が居室即ち専有空間の近くに配置されて いる場合に更に不快である。空気流が発生する望ましからぬ音は、多くの場合、 会話の妨げとなり、電話を聞取り難くし、快適であるべき空間が音のために不快 になる。

【０００５】 制御装置から放出される音を低減するための最も一般的な方法は、音の伝達を 妨げることである。即ち、音源と音を受け取る人との間の行路を音を吸収し又は 減衰するように調整することである。様々な吸音材を使用して導管の内面に内張 り即ちライニングを施し、ノイズを減衰させた。使用された材料には、ガラス繊 維、鉱質綿防音材、連続気泡発泡材、及び独立気泡発泡材が含まれる。発泡材材 は高価であるため、使用されることは稀である。ダクトにライニングを施すこと の欠点の一つは、低周波数の音の低減に有効であるためには、非常に長い長さに 亘って導管にライニングを施さなければならないということである。これは、送 出システムの価格を引上げ、場合によっては、ダクトを通すための空間が限られ ているために不可能である。更に、ダクトのライニングは経時的に劣化し、繊維 が脱落し、及び／又はカビ等が成長するための媒体を提供する。多くの換気設計 仕様書には、上述の問題点のため、ダクトにライニングを使用してはならないと 規定されている。

【０００６】 ノイズを低減するための別の方法は、音の周波数スペクトル及び振幅を計測し て分析し、ノイズを解消する方法である。この方法では、ノイズに対して位相が １８０°ずれた音の音源を導入し、及びかくしてノイズをなくす。これらのシス テムは、非常に高価であり、適切に作動させるために非常に高い精度を必要とす る。このシステムのいずれかの構成要素の較正が僅かに狂っている場合には、所 望のノイズ減衰作用は得られない。

【０００７】 空気制御システムが発生する音を低減するためのこの他の手段がある。例えば 、空気システムの設計時に様々な作動パラメータを調節し、更に静粛なシステム を提供することができる。代表的には、空気制御装置が発生した音は、装置を通 る空気の速度が高くなるにつれて増大する傾向があり、更に、音は、装置の前後 の圧力降下が大きくなるにつれて増大する傾向がある。これらの所与の作動上の ガイドラインに基づき、更に静粛な空気制御システムを設計した。これらのシス テムは、所与の制御装置を通る最大速度が従来のシステムの毎分約６００メート ル（２０００フィート）乃至約７５０メートル（２５００フィート）でなく、毎 分約３００メートル（１０００フィート）程度であるように小さな作動パラメー タで設計してある。更に、制御装置の前後の最大圧力降下は、従来技術の１．５ ０インチｗ．ｃ．乃至２．００インチｗ．ｃ．でなく、０．７５インチｗ．ｃ． 以下に減少してある。これらのパラメータを小さくしたシステムにおいて生じる ノイズは低減されるけれども、必然的にダクトが大型になり、追加の制御装置を 必要とし、バランスをとる上での必要条件が厳しくなり、建設費が高くなる。ダ クトが大型になり且つ制御装置の数が増えるため、空気制御システムを設けるの に必要な建物内の空間の量が増大し、これと対応して、居住空間が減少する。

【０００８】 従って、従来技術には、それ自体が音の発生を低減するようになった流体制御 装置がない。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、空気制御装置が発生するノイズの量を低減することによって 、建物で使用するための静粛性が高い換気システムを提供することである。

【００１０】 本考案の別の目的は、小さな音を発生するように変更した空気制御装置を提供 することによって、換気システムの供給側で発生する音の量を低減することであ る。

【００１１】 本考案の更に別の目的は、小さな音を発生するように変更した空気制御装置を 提供することによって、換気システムの排気側で発生する音の量を低減すること である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、先細部分、末広部分、及び先細部分と末広部分との間のスロートを 含む流体制御装置である。末広部分は、弁を通る流体の流れが発生する音を低減 するのに十分な所定の拡散角度（diffusion angle ）及び長さを備えている。好 ましくは、弁の様々な特徴には、２０°又はそれ以下の拡散角度が含まれる。更 に、拡散区分は円錐形であるのがよく、スロートと弁本体の呼称直径との間を延 びているのがよい。更に、先細部分と末広部分との間の移行部は、滑らかで連続 しているのがよい。更に、本考案には、末広部分と呼称直径との間に連続した移 行部があるという別の特徴がある。

【００１３】 本考案の別の実施例は、導管内の流体の流れを制御するための弁を提供する。 弁は、流体を上流位置から下流位置まで流すための通路を構成する弁本体を含む 。弁本体は、先細部分、末広部分、及び先細部分と末広部分との間のスロートを 有する。末広部分には、弁を通って流れる流体が発生する音を低減するのに十分 な所定の拡散角度及び長さが設けられている。好ましくは、本考案のこの実施例 による弁は、弁本体に取り付けられて弁を通って流れる流体の容積を制御するよ うに作動する流体流れ制御機構を提供する。この機構は、弁本体内でスロートの 上流に配置された流れ制御部材を含む。流れ制御部材の外周は、通路とともに流 れオリフィスを形成する。流れ制御部材は、制御機構によって軸線方向に移動さ せることができるシャフトに取り付けられている。シャフトには、流体制御部材 を所定位置に向かって押圧するばねが取り付けられているのがよい。このばねに より、一定容積の流体が本体の通路を通過できるように、流体制御部材を流体の 流れの変化に応じてシャフトに関して軸線方向に移動できる。

【００１４】 本考案の別の実施例では、ノイズの発生を抑える空間換気用制御システムが提 供される。この制御システムは、換気空間から空気を除去するようになった排気 導管を含む。この導管には排気ブロワーが流体連結されており、導管を通して空 気を引き出す。導管には、導管内の流体の流れを制御するための流れ制御弁が配 置されている。この流れ制御弁は、先細部分、末広部分、及びこれらの部分間の スロートを含むノズルを有し、末広部分は円錐形形体を有し、拡散角度が約２０ °以下であり、流体が弁を通って流れるときに発生するノイズを低減するのに十 分な長さに亘って延びている。本考案の別の特徴では、制御システムは、換気空 間に空気を供給するための供給導管を有する。供給導管には、この導管を通る流 体の流れを制御するための弁が配置されているのがよく、この供給制御弁のノズ ルは、先細部分、末広部分、及びこれらの部分間のスロートを含む。供給制御弁 の末広部分は約２０°以下の拡散角度を有し、弁を通る流体の流れが発生する音 を低減するのに十分な長さを有する。

【００１５】

【考案の実施の形態】

空気制御システムが発生する大きなノイズは、こうしたシステムが設けられた 建物の室の専有者の悩みの種であった。この問題点を解決するための従来の試み は、音の伝達の遮断、及び制御弁の作動パラメータの変更による音の発生の低減 に向けられていた。過去に行われたこれらの試みの各々は、様々な程度で成功を 収めた。空気制御システムの弁について行われた様々な試験によれば、音源の一 つは、空気がノズルの末広部分で膨張する際の弁本体内の乱流である。試験によ れば、従来技術の弁本体の境界がはっきりとした末広部分で生じるエディ（濁） 及び逆流によってノイズが発生したことがわかった。渦流及びエディが大きい場 合には、低周波数ノイズが発生する。これは、ひとたび発生すると、吸収や低減 が困難である。本考案は、弁が発生するノイズを減少するのに十分な角度及び長 さを持つ拡散部分を提供するように弁を変更することによって問題点を解決する 。本考案の拡散部分は、末広部分のエディ及び逆流を最小にし、及びかくして弁 を通る空気の流れが発生する音を減少する。

【００１６】 任意の特定の流体力学理論に結び付けられることを望むものではないが、一般 的には、ノズルの末広部分での乱流及びエディは、従来技術のノズルの直径が突 然増大し、これにより流体流れが弁本体の内壁から分離するために発生すると考 えられる。この分離は、渦又は流体の逆流を生じ、これによりノズルを通る流体 の滑らかな流れが妨げられ、低周波数の音を発生する。本考案では、末広部分が 滑らかに拡大する輪郭を備えているため、流体を拡張させて導管の呼称寸法に戻 すことができる。かくして、外方にテーパした直径により、流体を弁から更に滑 らかに流出させることができ、特に低周波数範囲、即ち５００Hz又はそれ以下で の音の発生を低減できる。

【００１７】 音の発生を低減するための本考案による流体制御装置２０を図２に示す。流体 制御装置２０は、入口２４及び出口２６を持つ本体２２、及び建物用換気システ ムの供給ダクト又は排気ダクト等の流体を流すことができる導管２８を有する。 弁は、矢印３２が示す方向で導管を通過する流体の流れを調節する。管状部材２ ２はその軸線方向長さに沿って断面が変化し、先細部分Ａ及び末広部分Ｂを持つ ノズル３４を形成する。先細部分と末広部分との間に形成されたスロート３８が 本体の最も狭幅の部分を構成する。弁はコーン４４を更に有し、このコーンは、 スロート３８の上流の所定位置で弁本体内の中央に配置されており且つ弁本体内 で軸線方向に移動するように取り付けられている。コーンは、弁内の流体の静圧 が変化したときに弁を通って流れる空気の容積を一定にする。

【００１８】 再び図２を参照する。末広部分は、流れの制御を行うように設計されたベンチ ュリ型弁とともに使用されるようになっている。当業者には明らかなように、音 の発生を低減する所定長さ及び拡散角度を持つ任意のオリフィス弁を、末広部分 を持つように変更することができる。更に詳細には、図２の実施例では、コーン ４４を軸線方向に移動することによって、容積を一定にするように制御できる。 コーンは、シャフト５２、ばね５４、及びシャフトを矢印５７が示すように軸線 方向に移動するアクチュエータ５６を含むアッセンブリに取り付けられている。 コーン４４はシャフト５２上に取り付けられており、コーンの輪郭５８はその上 流側に沿って滑らかに増大する。コーンの最大直径は、ノズルの先細部分Ａの近 くに位置決めされており、環状オリフィス６３を形成する。コーン４４はシャフ ト上で軸線方向に移動し、オリフィスの面積を矢印６２が示すように増減する。 ばね５４は、流体が弁を通って流れるときに弁の前後の圧力によってコーンを前 後に移動し、弁を通る流れの容積を一定に維持するように、所定の軸線方向位置 にあるコーンをばねストッパ５５に対して押圧する。かくして、弁の前後の圧力 降下が増大した場合には、コーンを弁のスロートに向かって更に押してオリフィ スの面積を減少し、及びかくして弁を通って流れる流体の容積を一定に維持する 。同様に、圧力降下が減少した場合には、コーンをスロートから遠ざかるように 移動してオリフィスを開放し、流体流れの容積を一定に維持する。シャフトはア クチュエータ５６によって軸線方向に移動させることができ、これによって流体 の容積を調節できる。代表的には、空気制御システムの作動上の必要条件に従っ て流れの容積を所望の通りに変化させることができる。例えば、以下に詳細に論 じる実験室用空気制御システムでは、換気フードサッシを持ち上げるためには、 代表的には、更に多くの空気が弁を通って流れるようにシャフトを調節し、サッ シ開口部を横切る面速度を一定にする必要がある。

【００１９】 図２、図３、及び図４を参照すると、弁本体の末広部分Ｂは、好ましくは、外 方にテーパしたディフューザー形体を有する。図示の実施例では、円錐形ディフ ューザーはスロート３８で始端し、表面の直径が弁ハウジングの呼称直径Ｄにな るまで延びている。円錐形又は截頭円錐形形体が示してあるが、当業者に明らか なように、正方形、矩形、又は楕円形等の他の形体も適している。

【００２０】 円錐形の表面と弁本体の長さ方向軸線方向と平行な線とが角度αを構成する。 驚くべきことに、角度αは、弁のノイズを発生すると考えられている弁の末広部 分に沿ったエディの発生を抑えるように選択できるということがわかった。流体 の流れには、矢印６４が附してある。角度αは、約２０0C未満の任意の角度であ るのがよく、角度がこれよりも大きいと、流体流れ内のエディ及び渦が増大する ため、ノイズ軽減効果が低下する。試験によれば、好ましい角度は５°乃至１２ °であるということがわかった。５°未満では、同じ有用な静粛化効果が得られ るけれども、弁本体の呼称直径まで拡張するのに必要なディフューザーの長さが 過度に長くなり、エレメント本体の価格を無意味に高騰させる。更に、角度が５ °未満である場合には、ディフューザーに沿って或る程度の圧力損失が生じるこ とがわかっている。角度が小さい場合には圧力損失が起こり、長さが長くなるた め、好ましくは、角度は５°以上である。ノイズを低減するための好ましい角度 αは約７°である。この角度では、弁が発生するノイズは適当な量に低減し、水 頭損失及び長さが適当なパラメータ内にある。特定の用途に応じ、ディフューザ ー角度を長さ方向軸線を中心として及び／又は軸線方向に変化させることができ る。

【００２１】 図３及び図４を比較するとわかるように、角度αが１２°のディフューザーの 軸線方向長さは、αが７°に等しいディフューザーよりもかなり短い。弁の全長 は、ディフューザーの特徴を決定する場合に考慮しなければならない要件であり 、本考案による任意の特定の円錐形ディフューザーについての好ましい角度αは 、弁本体の軸線方向長さに関する必要条件及び弁の拡散効果の両方に基づいてい る。勿論、好ましい拡散角度を決定する上で水頭損失等の他の要件を評価する必 要がある。

【００２２】 図５は、本考案の別の好ましい実施例を示す。この実施例では、弁本体６６は 、僅かに湾曲したテーパ付きディフューザー部分６８を含む。僅かな湾曲は、拡 散部分に亘って境界層流れを維持するように選択される。上述のように、２０° より大きい拡散角度では、ディフューザーのノイズ低減効果が小さくなる。この 実施例では、角度βは、末広部分Ｂに沿った任意の箇所Ｐでの接線 と弁の中央 軸線６９によって構成される。好ましい実施例では、角度βは、末広部分Ｂのノ イズ低減作用を維持するため、２０°程度まで大きくしてもよい。好ましくは角 度βは、７°乃至１２°である。任意のオリフィス弁についての末広部分の拡散 角度を説明するのに角度α（図２参照）及び角度β（図５参照）のいずれを使用 してもよい。

【００２３】 更に、ディフューザー部分の表面に不連続部分を設けてもよい。小さな不連続 部分を設けると、高周波数ノイズが発生するが、これは下流でノイズ低減装置に よって吸収できる。図６に示すように、小さな不連続部分６７は末広部分に沿っ て「段」の形態をとり、この場合、軸線方向断面が形成する線に突然の変化が形 成される。この突然の変化は、拡散部分で弁本体の全周に亘って延びているのが よい。変形例では、突然の変化は、横方向断面に沿った様々な環状位置に配置で きる。更に、末広がり表面に沿ってスロートから呼称直径までの距離によって構 成される末広部分Ｂは、末広部分に沿った乱流を最小にするため、好ましくは、 ５°乃至２０°の傾斜を有する。

【００２４】 末広部分は、本考案の有利な効果を得るために、必ずしも弁の呼称直径にまで 拡張していなくてもよいということは理解されるべきである。外方にテーパした 部分の拡散角度は、長さＢ´に亘って２０°であるのがよい。この角度は、弁が 発生するノイズ、特に低周波数範囲のノイズを低減する上で十分である。Ｂ´は 、末広部分の軸線方向全長よりも小さいのがよい。不連続部分は、末広部分を延 びる波形、一連の波形、又は段の形態をとるのがよいということは理解されるべ きである。この場合も、外方にテーパした区分の長さは、弁を通って流れる流体 によるノイズの発生を減少するのに十分であるように選択されなければならない 。

【００２５】 上述の空気制御システムで有用な本考案の例示の弁本体は、弁本体の所望の形 態に加工されたアルミニウムシートでつくられているのがよい。アルミニウムシ ートの厚さは１．５２４mm（０．０６インチ）であるのがよく、シートを丸めて 円筒体にし、適当な接合技術を使用して継ぎ目をシールすることによって弁本体 に形成される。代表的な円筒体は、長さが約６０．９６cm（約２フィート）で直 径が１５．２４cm乃至４０．６４cm（６インチ乃至１６インチ）であるのがよい 。次いで、予備成形した二部品マンドレル（図示せず）の周りに円筒体を配置し 、弁本体を所望の形体に形成する。マンドレルは、その最も狭幅の部分で分離で き、そのため、弁本体の成形後、弁本体の中心から取り出すことができる。マン ドレル及びアルミニウム円筒体を旋盤に取り付けて回転させ、半径方向圧力を加 えて円筒体を軸線に向かって内方に押圧し、マンドレルの形状と一致させる。次 いで、弁本体を旋盤から取り出し、マンドレルを弁本体から取り出し、弁本体を 完成する。

【００２６】 図７は、全体に参照番号７０を附した実験室用空気制御システムでの本考案に よる弁の一つの例示の適用を示す概略図である。実験室は、代表的には、特殊な 換気システムを必要とする。これは、多くの標準的な空気制御装置よりも複雑で ある。複雑になる一つの理由は、実験室での作業を安全に行う上で必要であると 一般に考えられている換気フード７２である。換気フードは、平均表面速度（サ ッシ開口部を通過する際の空気の速度）をＯＳＨＡ及び他の工業規格に従って一 定に維持するため、常に注意深く制御されなければならない。換気フードは、空 気導管７４を有し、この導管７４は、排気導管７６に繋がっており、この導管７ ６は、空気をシステムから矢印７８が示すように排出する。ブロワー（図示せず ）が作動し、排気導管を通して空気を引き出す。換気フードサッシ８２での所望 の平均面速度は、サッシ開口部の高さを監視するサッシセンサ８４によって一定 に維持される。サッシを開くと、開放面積が大きくなるため、十分な面速度を維 持するために更に大きな空気容積が必要となる。従って、換気フード排気弁８６ に信号が送られ、大量の空気を弁に流すことができるように、及びかくしてサッ シ開口部を通して引き込まれる空気の量が増大するように、換気フード排気弁８ ６を制御装置８８で調節する。

【００２７】 導管７４を通って流れる空気の容積が増大するに従って、排気導管を通って引 き出された流体を補充するために空気の供給を行わなければならない。供給導管 ９０は、室内供給導管９２に空気を提供する。ブロワー（図示せず）が作動し、 供給導管に空気を押し込む。導管に配置された流れ制御弁９４は、室内に流入さ せる流体の容積を制御する。サッシを持ち上げる場合には、排気弁制御装置８８ は、供給流制御弁用の制御装置９６に信号を送り、排気された空気を補充する。 供給空気は、矢印１００が示すように、グリル９８を通って室内に流入する。供 給弁は、温度及び湿度についての必要条件にも応じる。例えば、センサＴは、更 に調整された供給空気が必要であるということを表示する。代表的には、人間の 数、作動している器具、及び照明、並びに他の要因により、センサＴは、更に多 くの空気を供給するのが望ましいということを表示する。

【００２８】 必要な場合に矢印１１２で示す空気を実験室から取り除くため、総排気ダクト １１０が設けられている。排気弁１１４は、供給制御装置９６から送られた信号 に応答する制御装置１１６によって制御される。代表的には、供給弁及び排気弁 の各々は、安全で快適な状態が室内に維持されるように動的制御システムによっ て作動される。実験室は、扉１２０が開放位置にある（図示の状態）場合でも空 気流が常に実験室内に入るように、負圧に維持されるのがよい。

【００２９】 本考案のディフューザーは、弁８６、９４、及び１１４の各々に適用して有用 な結果を得ることができる。弁を種類の異なる制御システムに使用することは、 当業者には明らかであろう。

【００３０】 図８及び図９に示すグラフは、本考案による空気弁が、弁を通る空気流が発生 する音の静粛化に有効であるということを示す。試験では、様々な拡散角度の弁 を通って流れる流体が発生するノイズを周波数スペクトルに沿って比較した。全 ての試験は、空調−冷蔵協会規格８８０号（１９８９年）に従って行われた。各 グラフには、従来技術の標準的なベンチュリ型弁が発生するノイズが実線で示し てあり、参照番号Ｊが附してある。拡散角度が７°のディフューザーは中くらい の大きさの破線で示してあり、参照番号Ｋが附してある。拡散角度が１０°のデ ィフューザーは点線で示してあり、参照番号Ｌが附してある。拡散角度が１２° のディフューザーは長い破線で示してあり、参照番号Ｍが附してある。特に図８ を参照すると、この図には、３．０インチＷ．Ｃ．の圧力降下で毎分７００立方 フィートの空気が通過する１２サイズの補充（供給）弁についての音の音響出力 レベル（dB）と周波数（Hz）のグラフが示してある。グラフに明確に示してある ように、ノイズの音響レベルは、特に低周波数領域で大きく低減している。グラ フから容易に確認できるように、例えば１２５Hzでは、標準的な弁は約７４dBの 音を発生する。試験した各ディフューザーは６２dB以下であった。

【００３１】 図９に示すように、１０サイズの排気弁でディフューザーを使用することによ って、ノイズを同様に低減できる。弁は、１．０インチＷ．Ｃ．の圧力降下で毎 分４００立方フィートの空気が通過する条件で行われ、ディフューザーを備えた 弁が発生する低周波数の音は、標準的な弁が発生する音よりも小さい。弁間の相 違は、約７０Hz乃至５００Hzの周波数範囲で最も著しい。

【００３２】 従って、本考案は、流体制御システムの導管に嵌合するようになった弁を提供 し、導管に沿った流体の流れ方向に先細になったノズルを有する。導管内にはコ ーンが位置決めされている。このコーンは、その一端がノズルの先細部分と隣接 し、オリフィスを形成する。コーンは、導管の長さ方向線に沿って配置されたシ ャフトに取り付けられており、ばねを有する。コーンは、このばねにより、コー ンがノズルに近づいたり遠ざかったりする際にオリフィスの大きさを増減できる ように軸線方向に移動できる。ばねは、様々な圧力で一定容積の空気を弁に通す ことができるように調節できる。代表的には、様々な一定容積流を提供するよう に弁を配向できるようにシャフト自体が調節自在である。流れ制御装置は手動で 制御できる。ノズルの末広部分の拡散角度は、弁が発生する音を低減するため、 ２０°以下である。

【００３３】 本考案の例示の実施例を図示し且つ説明したが、添付の請求の範囲に定義した 本考案の範囲から逸脱することなく様々な変更及び変形を行うことができるとい うことは当業者には明らかであろう。例えば、円筒形のダクトを開示したが、本 考案は、矩形ダクト等の他の形状のダクトにも適用できる。本考案のディフュー ザーは、断面形状に拘わらず、任意の種類のオリフィスで使用できる。同様の流 体力学的状態が液体の配管系で検出されている。本考案のディフューザー弁本体 は、気体ばかりでなく液体についても使用できるということは当業者には明らか であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の流体制御弁の部分断面図である。

【図２】本考案の流体制御装置の例示の実施例の軸線方
向断面図である。

【図３】本考案の様々な実施例の弁本体の、拡散角度が
７°及び１２°の斜視図である。

【図４】本考案の様々な実施例の弁本体の、拡散角度が
７°及び１２°の斜視図である。

【図５】湾曲ディフューザーを示す本考案の別の実施例
の軸線方向断面図である。

【図６】拡散部分に不連続部を備えた弁本体の軸線方向
断面図である。

【図７本考案を組み込んだ実験室用換気
システムの概略図である。 【図８】標準的な弁が発生するノイズと、本考案による
ディフューザーを備えた弁が発生するノイズとの比較を
示すグラフである。

【図９】標準的な弁が発生するノイズと、本考案による
ディフューザーを備えた弁が発生するノイズとの比較を
示すグラフである。

【符号の説明】

２０ 流体制御装置、 ２２ 管状部材、 ２４
入口、２６ 出口、 ２８ 導管、 ３４ ノズ
ル、３８ スロート、 ４４ コーン、 ５２ シ
ャフト、５４ ばね、 ５５ ストッパ、 ６３
オリフィス

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年２月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)実用新案権者 597145562 55 Ｃｈａｐｅｌ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｎｅｗ ｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ 02158，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)考案者 シャープ，ゴードン アメリカ合衆国マサチューセッツ州02168, ニュートン，アンナワン・ロード 89 (72)考案者 ショーフェルド，ジェローム アメリカ合衆国マサチューセッツ州01701, フレイミンガム，ヒッコリー・ヒル・レー ン 32 (72)考案者 クレイトン，リチャード アメリカ合衆国マサチューセッツ州02158, ニュートン，パール・ストリート 156

Claims (20)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導管を通る流体の流れを制御する、音の
   発生を低減するための流れ制御装置において、 軸線を有する本体であって、流体を上流位置から下流位
   置まで流すことができる通路を構成し、前記弁本体は、
   先細部分、末広部分、及び前記先細部分と前記末広部分
   との間のスロートを有し、前記通路の前記末広部分は、
   前記流体制御装置を通る流体の流れが発生する音を低減
   するのに十分な所定の拡散角度及び長さを有する、本体
   と、 前記導管を通る流体の流れを制御するため、前記本体内
   に支持された流れレギュレータとを有する、流れ制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記拡散角度は約１２°以下である、請
   求項１に記載の流れ制御装置。
3. 【請求項３】 前記拡散角度は約２０°以下である、請
   求項１に記載の流れ制御装置。
4. 【請求項４】 前記拡散角度は７°乃至１２°である、
   請求項３に記載の流れ制御装置。
5. 【請求項５】 前記本体は、前記末広部分に沿って円錐
   形形体を有する、請求項１に記載の流れ制御装置。
6. 【請求項６】 前記先細部分と前記末広部分との間の移
   行部が連続している、請求項１に記載の流れ制御装置。
7. 【請求項７】 前記導管は呼称直径を有し、前記末広部
   分と前記呼称直径との間の移行部が連続している、請求
   項１に記載の流れ制御装置。
8. 【請求項８】 導管を通る流体の流れを制御する、音の
   発生を低減する流れ制御装置において、 軸線を有する弁本体であって、流体を上流位置から下流
   位置まで流すことができる通路を構成し、前記弁本体
   は、先細部分、末広部分、及び前記先細部分と前記末広
   部分との間のスロートを有し、前記末広部分は、前記弁
   を通る流体の流れが発生する音を低減するのに十分な長
   さに亘って所定の拡散角度を有する、本体と、 前記弁を通って流れる流体の前記容積を制御するように
   作動する、前記弁本体に取り付けられた流体流れ制御機
   構とを有し、前記機構は、 前記弁本体内に前記スロートの上流の所定位置に配置さ
   れ、外周が前記通路内に流れオリフィスを形成する、流
   れ制御部材と、 前記制御機構によって軸線方向に移動され得る、前記流
   れ制御部材が取り付けられたシャフトとを有する、こと
   を特徴とする流れ制御装置。
9. 【請求項９】 前記流体制御部材を所定位置に押圧する
   ばねが前記シャフトに取り付けられており、前記流体制
   御部材は、前記ばねにより、一定容積の流体が前記弁本
   体の前記通路を通過できるように、前記通路を通る流体
   流れの変動に応じて前記シャフトに関して軸線方向に移
   動できる、請求項８に記載の流れ制御装置。
10. 【請求項１０】 前記拡散角度は約１２°以下である、
    請求項８に記載の流れ制御装置。
11. 【請求項１１】 前記拡散角度は約２０°以下である、
    請求項８に記載の流れ制御装置。
12. 【請求項１２】 前記拡散角度は７°乃至１２°であ
    る、請求項１１に記載の流れ制御装置。
13. 【請求項１３】 前記末広部分は、円錐形の表面形体を
    有する、請求項８に記載の流れ制御装置。
14. 【請求項１４】 前記先細部分と前記末広部分との間の
    移行部が連続している、請求項８に記載の流れ制御装
    置。
15. 【請求項１５】 前記導管は呼称直径を有し、前記末広
    部分と前記呼称直径との間の移行部が連続している、請
    求項８に記載の流れ制御装置。
16. 【請求項１６】 ノイズの発生が少ない空間換気用制御
    システムにおいて、 空気を送る空間に連結された導管と、 前記導管に流体連結され、前記導管を通して空気を圧送
    するブロワーと、 前記導管内の流体の前記流れを制御するため、前記導管
    内に配置された流れ制御装置とを有し、前記流れ制御装
    置は、軸線を有し、前記導管を通して流体を流すことが
    できる通路を構成し、先細部分、末広部分、及びこれら
    の部分間のスロートを有し、前記末広部分は、流体が前
    記弁を通って流れるときに発生するノイズを低減するの
    に十分な長さに亘って所定の拡散角度を有する、制御シ
    ステム。
17. 【請求項１７】 前記流体制御装置の前記末広部分の拡
    散角度は５°乃至１２°である、請求項１６に記載の制
    御システム。
18. 【請求項１８】 前記導管は排気導管であり、前記ブロ
    ワーは前記導管を通して空気を引き出す排気ブロワーで
    ある、請求項１６に記載の制御システム。
19. 【請求項１９】 前記空間に空気を供給するための供給
    導管と、 前記供給導管を通る流れを制御するため、前記供給導管
    内に配置されており、先細部分、末広部分、及びこれら
    の部分間のスロートを備えたノズルを有する流れ制御装
    置とを更に有し、 前記末広部分の拡散角度が２０°以下である、請求項１
    ８に記載の制御システム。
20. 【請求項２０】 前記末広部分の拡散角度は、５°乃至
    １２°である、請求項１９に記載の制御システム。