JP4292233B2 - 流量調節弁 - Google Patents
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Description
前記移動機構は、軸を回転させることにより前記摺動軸を移動させる操作軸と、回転動作を直線状の動作に変換するためのねじ部と、前記操作軸の回転動作が前記摺動軸に伝達されないように両者を連結する連結部とを有し、
前記摺動軸および摺動円筒面の少なくとも一方の摺動面にはその特定領域が流体通路となる複数のテーパー溝が形成され、このテーパー溝は長さ方向に沿って流路抵抗が漸減または漸増する形状で断面が正三角形であり、
前記流路抵抗が全長がLの流路に、粘性係数がμの流体が流れたときの、区間x−Lからxまでの抵抗として下記式(8)で表されるハーゲン・ポアズイユの式から導き出される指数関数である流量調節弁。
(2) 前記テーパー溝は、スパイラル状に形成されている上記(1)の流量調節弁。
(3) 前記テーパー溝は、前記摺動軸と摺動円筒面に形成されたねじの一部を除去することにより形成されている上記(2)の流量調節弁。
(4) 前記摺動円筒面は、本体に形成された縮径部あるいは本体とは別に設けられた補助スリーブによりにより構成されている上記(1)〜(3)のいずれかの流量調節弁。
(5) 前記テーパー溝は、3本であり、断面が正三角形である上記(1)〜(4)のいずれかの流量調節弁。
(6) 前記摺動軸には、締め切り用のシール部材が設けられている上記(1)〜(5)のいずれかの流量調節弁。
(7) 互いに軸方向に摺動可能に嵌合された摺動軸および摺動円筒面と、前記摺動軸を軸方向に移動させる移動機構とを有し、
前記摺動軸および摺動円筒面の少なくとも一方の摺動面にはその特定領域が流体通路となる3本のテーパー溝が形成され、
このテーパー溝は断面が正三角形であって、下記式(8)から導き出される関数に従って漸減または漸増するように形成され、
この関数は、長手方向に深さが漸減する断面形状が正三角形で全長がLの流路に、粘性係数がμの流体が流れたときの、区間x−Lからxまでの抵抗として表される流量調節弁。
また、操作軸の回転が摺動軸に伝わらないようにしたので、内部磨耗が生じにくい。
また、バルブ開度のどの位置でも、回転角度に対する流量変化率がほぼ一定になるように設計・製作できるので、流量設定が容易である。
また、非常に広い流量範囲を1つのバルブで調節できるので、バルブの選定や管理が容易である。
さらに、市販の部品を用いることもできるので、安価に実現でき、保守上も便利である。
Q=RΔp (1)
R=8μL/πr4 (2)
正三角形溝の深さが、長手方向に指数関数的に漸減する場合を考えた場合、L=xとすると、溝の深さは次式で表される。
また、流体の流路形状が比較的平坦かつ滑らかで、突起などが少ない構造であるため、流れの乱れも少なく、泡が生じ難いといった特性も有し、半導体用途など、泡の発生を嫌う用途にも有用である。
21a,121a 摺動円筒面
33 テーパー溝
40 移動機構
43 ねじ部
42 操作軸
41 連結部
411 袋ナット
41c 子ねじ
10 本体ボディ
20 スリーブ
11,111 入口
14,181 出口
65、165 O−リング
110 径違い3方チーズ
180 径違いブッシュ
170 シリンダー
63,64 締め切り用のO−リング
Claims (7)
- 互いに軸方向に摺動可能に嵌合された摺動軸および摺動円筒面と、前記摺動軸を軸方向に移動させる移動機構とを有し、
前記移動機構は、軸を回転させることにより前記摺動軸を移動させる操作軸と、回転動作を直線状の動作に変換するためのねじ部と、前記操作軸の回転動作が前記摺動軸に伝達されないように両者を連結する連結部とを有し、
前記摺動軸および摺動円筒面の少なくとも一方の摺動面にはその特定領域が流体通路となる複数のテーパー溝が形成され、このテーパー溝は長さ方向に沿って流路抵抗が漸減または漸増する形状で断面が正三角形であり、
前記流路抵抗が全長がLの流路に、粘性係数がμの流体が流れたときの、区間x−Lからxまでの抵抗として下記式(8)で表されるハーゲン・ポアズイユの式から導き出される指数関数である流量調節弁。
式(8) - 前記テーパー溝は、スパイラル状に形成されている請求項1の流量調節弁。
- 前記テーパー溝は、前記摺動軸と摺動円筒面に形成されたねじの一部を除去することにより形成されている請求項2の流量調節弁。
- 前記摺動円筒面は、本体に形成された縮径部あるいは本体とは別に設けられた補助スリーブによりにより構成されている請求項1〜3のいずれかの流量調節弁。
- 前記テーパー溝は、3本であり、断面が正三角形である請求項1〜4のいずれかの流量調節弁。
- 前記摺動軸には、締め切り用のシール部材が設けられている請求項1〜5のいずれかの流量調節弁。
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