JP4891031B2 - Valve drive actuator - Google Patents
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Description
本発明は、液中に配置されて弁を開閉駆動する弁駆動用アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a valve drive actuator that is disposed in a liquid and that opens and closes a valve.
一般に、貨物用船舶は、バラスト水を給排水して浮力を調整するための複数のバラストタンクを備え、各バラストタンクに、原油などの貨物の無積載時にバラスト水を給水して、貨物の積載時にバラスト水を排水することにより、船体を安定させている。 In general, a cargo ship is provided with a plurality of ballast tanks for supplying and draining ballast water and adjusting buoyancy. Each ballast tank is supplied with ballast water when no cargo such as crude oil is loaded, and when cargo is loaded. The hull is stabilized by draining ballast water.
バラスト水は、港湾などで海水を取水して使用され、海水の取水口から幹管及びこれから分岐する枝管を介して各バラストタンクに給水又は排水され、また、枝管に設けられた弁を個別に開閉することにより、バラストタンクごとに給水又は排水されるようになっている。 Ballast water is used by taking seawater at a port, etc., and is supplied or drained to each ballast tank from a seawater intake through a trunk pipe and a branch pipe branched from the seawater. By individually opening and closing, each ballast tank is supplied or drained.
幹管及び枝管は、貨物用の積載スペースを損なわないようバラストタンク内に配設されることが多く、この場合、バラストタンク内に、各バラストタンク内の枝管に設けられた弁及びこれを開閉する弁駆動用アクチュエータも配置される。この弁駆動用アクチュエータには、油圧シリンダによる油圧駆動を採用することが多かったが、その油がバラストタンク内に漏れ出してバラスト水としての海水を汚すおそれがあるため、油圧駆動に代えて電動駆動の弁駆動用アクチュエータの採用が求められている。 In many cases, the trunk pipe and the branch pipe are disposed in the ballast tank so as not to impair the cargo loading space. In this case, a valve provided in the branch pipe in each ballast tank and the valve are provided in the ballast tank. A valve driving actuator for opening and closing the valve is also disposed. This valve drive actuator often employs hydraulic drive by a hydraulic cylinder, but the oil leaks into the ballast tank and may contaminate seawater as ballast water. Adoption of an actuator for driving a valve is demanded.
ただ、電動駆動の弁駆動用アクチュエータを水中に配置して使用するには、モータなどの電機部品への浸水を防止する必要があり、しかも、枝管に装備されるような弁駆動用アクチュエータは、容易に水中から引き出すことができないため、より高い防水性が求められる。 However, in order to use an electrically driven valve drive actuator in the water, it is necessary to prevent water from entering into electrical parts such as a motor. Since it cannot be easily pulled out of the water, higher waterproofness is required.
このような水中に配置されて弁を開閉駆動する弁駆動用アクチュエータとして、例えば特許文献1は、そのモータをケーシングに内装すると共に、ケーシング内への浸水を阻止するようにした弁駆動用アクチュエータを開示している。 As such a valve drive actuator that is disposed in water and drives the valve to open and close, for example, Patent Document 1 discloses a valve drive actuator in which a motor is housed in a casing and water is prevented from entering the casing. Disclosure.
特許文献1の弁駆動用アクチュエータ(駆動部)は、水中に配置して弁体を開閉するためのものであり、そのモータを、ベースとカバーとからなるケーシングに内装している。さらに、ベースのうちの弁板駆動軸やケーブルが貫通する部分をシールすると共に、ベースに隔壁板を組みつけて、ベースと隔壁板との間に有圧の空気室を形成することにより、ケーシング内への浸水を阻止している。
ところが、特許文献1のように、ケーシングの壁面に沿って隔壁板を組み付けて、浸水を阻止するための空気室を形成した構造は、隔壁板及び空気室の分だけ、弁駆動用アクチュエータが大型化しやすい。 However, as in Patent Document 1, the structure in which the partition plate is assembled along the wall surface of the casing to form an air chamber for preventing inundation has a large valve drive actuator for the partition plate and the air chamber. Easy to convert.
本発明は、水中などの液中に配置したときの浸液を防止でき、かつ小型化を図ることのできる弁駆動用アクチュエータの提供を目的とする。 It is an object of the present invention to provide a valve drive actuator that can prevent immersion when placed in a liquid such as water and can be downsized.
上記目的を達成するため、本発明に係る弁駆動用アクチュエータは、液中に配置して弁を開閉駆動するためのものであり、弁を開閉する駆動力を供給するモータと、このモータを収容するケーシングと、モータの駆動力をケーシングの外部に出力する出力軸とを備えたものである。さらに、ケーシングの内部空間を内室とその周囲を取り囲む外室とに分割すると共に、ケーシングの外部から外室への浸液を阻止する第一次止液構造と、外室から内室への浸液を阻止する第二次止液構造とを設け、外室に、ケーシングへの浸液を検出するセンサを設けている。 In order to achieve the above object, a valve driving actuator according to the present invention is arranged in a liquid for opening and closing a valve, and includes a motor for supplying a driving force for opening and closing the valve, and the motor. And an output shaft for outputting the driving force of the motor to the outside of the casing. Furthermore, the internal space of the casing is divided into an inner chamber and an outer chamber surrounding the inner chamber, and a primary liquid stop structure that prevents immersion from the outside of the casing to the outer chamber, and from the outer chamber to the inner chamber A secondary liquid stop structure for preventing immersion liquid is provided, and a sensor for detecting immersion liquid in the casing is provided in the outer chamber.
上記構成によれば、ケーシングの内部空間を内室とこれを取り囲む外室とに分割するので、出力軸が貫通する部位などから一時的にケーシング内に浸液したとしても、その液をまず外室に溜めて、そこからさらに内室に浸液するのを遅らせることができる。これにより、内室に配置した電機部品などの液に弱い部品への浸液を十分に遅らせることができ、しかも、外室に設けた漏液センサなどのセンサがケーシングへの浸液を検出するので、外室に溜まった液が内室に浸液する前に、それを検知することができる。 According to the above configuration, since the internal space of the casing is divided into the inner chamber and the outer chamber surrounding the inner chamber, even if the liquid is temporarily immersed in the casing from a portion through which the output shaft penetrates, the liquid is first removed. It is possible to delay the accumulation in the chamber and the further immersion from there into the inner chamber. As a result, the immersion of liquid-sensitive components such as electrical components arranged in the inner chamber can be sufficiently delayed, and a sensor such as a leak sensor provided in the outer chamber detects the immersion of the casing. Therefore, it is possible to detect the liquid accumulated in the outer chamber before it is immersed in the inner chamber.
さらに、内室を取り囲むように外室を設けるので、出力軸の貫通部以外にも、ケーブルの貫通部や組み立てたケーシングの接続部など、あらゆる部位から浸液した液を外室に溜めることができ、しかも、浸液阻止用の専用の空気室を不要にできるので、この空気室及び隔壁板を省略する分、弁駆動用アクチュエータの小型化を図ることができる。 Furthermore, since the outer chamber is provided so as to surround the inner chamber, in addition to the through-hole portion of the output shaft, the liquid immersed from all parts such as the cable-piercing portion and the assembled casing connection portion can be stored in the outer chamber. In addition, since a dedicated air chamber for preventing immersion liquid can be dispensed with, the valve drive actuator can be reduced in size by omitting the air chamber and the partition plate.
また、内室を複数の分室に分割すると共に、分室間の液の出入りを阻止する第三次止液構造を設け、各分室同士を区切る隔壁を貫通して電気ケーブルを配線することにより、各分室に浸液するまでの時間を電気ケーブルの配線方向に沿って順に長くするようにすることもできる。 In addition, the inner chamber is divided into a plurality of compartments, and a tertiary liquid stop structure is provided to prevent liquid from entering and exiting between the compartments, and an electric cable is routed through the partition walls separating the compartments. It is also possible to lengthen the time until the liquid is immersed in the compartment in order along the wiring direction of the electric cable.
この構成によれば、外室から内室の一部の分室への直接の浸液を阻止し、その一部の分室へは、他の分室から電気ケーブルの貫通部を介してのみ浸液するようにできるので、電気ケーブルに沿って順に浸液を遅らせて、液に弱い部品ほど、より確実に浸液を防止することができる。つまり、電気ケーブルの貫通部は、他の部位よりも比較的に浸液しやすい部位であるが、各分室同士を区切る隔壁を貫通して電気ケーブルを配線するので、他の分室から電気ケーブルを配線された分室は、外室から直接配線する場合よりも、その浸液を遅らせることができる。 According to this configuration, direct immersion liquid from the outer chamber to some of the compartments of the inner chamber is prevented, and the partial compartment is immersed only from other compartments through the penetration portion of the electric cable. Therefore, the immersion liquid can be delayed in order along the electric cable, and the immersion of the liquid can be more reliably prevented as the component is weak against the liquid. In other words, the penetration part of the electric cable is a part that is relatively easier to immerse than other parts, but since the electric cable is routed through the partition wall that separates the compartments, the electric cable is routed from the other compartments. The wired compartment can delay the immersion liquid, compared to the case of direct wiring from the outer chamber.
電機部品などの液に弱い部品を全て内室に配置することもできるが、電機部品のうちのモータを外室に配置して、外室のスペースを有効に利用するようにしてもよい。この場合、モータを内室と外室とを仕切る仕切壁に取り付けて外室に配置し、内室に配線した電気ケーブルに、仕切壁を貫通して電気接続すれば、モータを外室に配置しつつ、液に弱い配線部分への浸液を防止することができる。 Although all components that are vulnerable to liquids such as electrical parts can be arranged in the inner chamber, the motor of the electrical parts may be arranged in the outer chamber so that the space in the outer chamber can be used effectively. In this case, if the motor is attached to the partition wall that partitions the inner chamber and the outer chamber and placed in the outer chamber, and the electrical cable wired to the inner chamber is electrically connected through the partition wall, the motor is placed in the outer chamber. However, it is possible to prevent immersion in the wiring portion that is weak to the liquid.
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、ケーシングの内部空間を内室とこれを取り囲む外室とに分割して、ケーシング内に浸液した液をまず外室に溜めると共に、それをセンサで検知するので、内室に配置した電機部品などの液に弱い部品への浸液を防止することができ、かつ弁駆動用アクチュエータの小型化を図ることができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, the internal space of the casing is divided into an inner chamber and an outer chamber surrounding the inner chamber, and the liquid immersed in the casing is first stored in the outer chamber, and the sensor is used as a sensor. Therefore, it is possible to prevent immersion of liquid-sensitive parts such as electrical parts arranged in the inner chamber, and to reduce the size of the valve driving actuator.
以下、本発明に係る弁駆動用アクチュエータの実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明に係る弁駆動用アクチュエータを備えたバラストタンクの給排水用配管図、図2は弁駆動用アクチュエータを示す模式図である。 Hereinafter, embodiments of a valve drive actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a piping diagram for water supply / drainage of a ballast tank provided with a valve drive actuator according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing the valve drive actuator.
弁駆動用アクチュエータ1は、例えば貨物用船舶のバラストタンク2の給排水用配管を開閉するためのものであり、複数のバラストタンク2の内部を通る幹管3から分岐する枝管4に設けられた弁5を個別に開閉駆動して、バラストタンク2ごとにバラスト水を給排水するよう、各バラストタンク2の内部に配置される。
The valve drive actuator 1 is for opening and closing a water supply / drainage pipe of a
この弁駆動用アクチュエータ1は、弁5を開閉する駆動力を供給するモータ6と、モータ6を収容するケーシング7と、モータ6の駆動力をケーシング7の外部に出力する出力軸8と、ケーシング7への浸水を検出するセンサ9とを備え、そのケーシング7の内部空間が内室10と、内室10の周囲を取り囲むと共にセンサ9を配置する外室としてのセンサ室11とに分割され、かつ、ケーシング7の外部からセンサ室11への浸水を阻止する第一次止水構造と、センサ室11から内室10への浸水を阻止する第二次止水構造とが設けられ、さらに、内室10が分室としてのスイッチ室12、ギヤ室13及びコンデンサ室14に分割され、分室間の水の出入りを阻止する第三次止水構造が設けられている。
The valve driving actuator 1 includes a
モータ6は、センサ室11に配置されると共に、内室10とセンサ室11とを仕切る仕切壁15のうち、センサ室11とギヤ室13とを仕切る部位に取り付けられ、仕切壁15をギヤ室13側に貫通した回転軸16が、ギヤ室13に配置されてモータ6の回転を出力軸8に伝達するためのギヤ17を回転させるようになっている。
The
モータ6の配線6aは、仕切壁15をギヤ室13側に貫通し、センサ室11から仕切壁15を貫通してギヤ室13に配線された電気ケーブル18に電気接続されている。さらに、モータ6と仕切壁15との境界に樹脂封入することにより、仕切壁15を貫通するモータ6の回転軸16及び配線6aの周囲をシールすると共に、モータ6を確実に位置決めしている。
The wiring 6 a of the
電気ケーブル18は、水中コネクタ19を介して外部の交流電源20に接続されると共に、ケーシング7を内部に貫通してセンサ室11に配置されたセンサ9に接続され、さらに、仕切壁15を貫通してスイッチ室12の内部で弁5の開閉度位置を検出するスイッチ21a、21bに接続され、また、仕切壁15を貫通してギヤ室13の内部からモータ6に接続され、分室同士を区切る隔壁22a、22bのうちのギヤ室13とコンデンサ室14とを区切る隔壁22aを貫通してコンデンサ室14の内部でコンデンサ23に接続されている。
The
ケーシング7は、上方が開放された容器状のベース24の上部開口を、伏せた容器状のカバー25で覆ってなり、その底部を貫通するように、出力軸8を受ける軸受け26が形成されている。ケーシング7の天部には、円穴が形成されて出力軸8の回転角を示すインジケータ27が嵌め込まれ、このインジケータ27が連接軸28を介して出力軸8の上端部に連接されている。連接軸28は、スイッチ室12を通過すると共に、スイッチ室12を通る部位にスイッチ21a、21bを入切するカム(図示せず)が設けられている。
The
次に、弁駆動用アクチュエータ1の動作を説明する。図3は弁駆動用アクチュエータの電気回路図である。 Next, the operation of the valve drive actuator 1 will be described. FIG. 3 is an electric circuit diagram of the valve driving actuator.
まず、外部の操作スイッチ29を「停止」から「開」に切り換えることにより、交流電源20からの電流が配線30aを通り、コンデンサ23で直流に変換されて、モータ6の回転軸16を開方向に回転させる。
First, by switching the
モータ6の回転軸16の回転は、ギヤ17を介してウォームシャフト31及びウォームホイール32に伝達され、このウォームシャフト31及びウォームホイール32で減速しつつ駆動軸8に伝達されて、弁5を開方向に駆動する。弁5の開度位置が上限に達すると、連接軸28のカムが、配線30aに介設されたスイッチ21aをオフにして弁5の駆動を停止させる。なお、スイッチ21aは、弁5の開度位置が上限のときを除いて通常はオン状態である。
The rotation of the rotating
また、外部の操作スイッチ29を「閉」に切り換えることにより、交流電源20の電流が配線30bを通り、コンデンサ23で直流に変換されて、モータ6の回転軸16を閉方向に回転させる。この閉方向駆動における動作は、電流が配線30b及びスイッチ21bを通る点と、モータ6から弁5に至るまでの各回転部材の回転方向が反対である点とを除いて、開方向駆動と同じである。
Further, by switching the
なお、ウォームシャフト31には、ケーシング7を内外に貫通して設けられたハンドル33が接続され、手動による出力軸8の回転操作を可能にしている。また、図3において、34は端子台、35はサーマルプロテクタ、36はヒューズである。
The
ここで、弁駆動用アクチュエータ1の止水機能を説明する。まず、外部からケーシング7への浸水を第一次止水構造が阻止し、ケーシング7自体への浸水を遅らせる。第一次止水構造は、出力軸8と軸受け26との隙間や、電気ケーブル18の貫通部、インジケータ27と円穴との隙間、ハンドル33の貫通部、ベース24とカバー25との接続部などからの浸水を阻止するものであり、O−リングやシートパッキン、ケーブルクランプ37、ポティング処理、シートガスケットなどを採用可能である。
Here, the water stop function of the valve drive actuator 1 will be described. First, the primary water stop structure prevents water from entering the
次いで、ケーシング7に浸水した水は、直ぐに内室10に浸水することがないようセンサ室11に溜められる。しかも、センサ室11にある程度の量の水が溜まったとしても、第二次止水構造により、センサ室11から内室10への浸水を阻止して、内室10への浸水を遅らせる。第二次止水構造は、ウォームシャフト31の貫通部や電気ケーブル18の貫通部であり、第一次止水構造と同様のものを採用可能である。
Next, the water immersed in the
また、センサ室11に溜められた水をセンサ9が検出することにより、センサ室11の水が内室10に浸水する前に、その浸水異常出力をする。なお、センサ9は、漏水センサなどである。
Further, when the
さらに、内室10のうち、コンデンサ室14へはセンサ室11から直接浸水することがなく、一旦ギヤ室13に浸水してから電気ケーブル18に沿ってコンデンサ室14に浸水する分、その浸水に至るまでの時間が最も長くされる。
Further, in the
上記構成によれば、ケーシング7の内部空間を内室10とセンサ室11とに分割するので、ケーシング7の内部に浸水したとしても、内室10に配置したモータ6の配線6aやスイッチ21a、21b、コンデンサ23などの水に弱い部位への浸水を十分に遅らせることができる。しかも、内室10をスイッチ室12、ギヤ室13及びコンデンサ室14に分割しているので、例えばギヤ室13に浸水したとしても、そこからコンデンサ室14に浸水するのを防止することができる。
According to the above configuration, since the internal space of the
さらに、センサ室11に配置したセンサ9が、ケーシング7への浸水を検出するので、内室10に浸水する前に、注意や警告などの信号を発し、水を汲み出したり、ハンドル33による手動操作に切り換えたりすることができる。
Further, since the
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、弁駆動用アクチュエータ1は、バラスト水などの水中に配置して使用するだけでなく、水以外の液中に配置して使用することもできる。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, A change can be suitably added within the scope of the present invention. For example, the valve drive actuator 1 can be used not only by being placed in water such as ballast water but also by being placed in a liquid other than water.
1 弁駆動用アクチュエータ
6 モータ
7 ケーシング
8 出力軸
9 センサ
10 内室
11 センサ室
12 スイッチ室
13 ギヤ室
14 コンデンサ室
15 仕切壁
18 電気ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記弁を開閉する駆動力を供給するモータと、該モータを収容するケーシングと、前記モータの駆動力をケーシングの外部に出力する出力軸とを備え、
前記ケーシングの内部空間が内室とその周囲を取り囲む外室とに分割されると共に、ケーシングの外部から外室への浸液を阻止する第一次止液構造と、前記外室から内室への浸液を阻止する第二次止液構造とが設けられ、前記外室に、ケーシングへの浸液を検出するセンサが設けられ、
前記内室が複数の分室に分割されると共に、分室間の液の出入りを阻止する第三次止液構造が設けられ、各分室同士を区切る隔壁を貫通して電気ケーブルが配線され、各分室に浸液するまでの時間が電気ケーブルの配線方向に沿って順に長くされたことを特徴とする弁駆動用アクチュエータ。 A valve driving actuator arranged in the liquid to open and close the valve;
A motor that supplies a driving force for opening and closing the valve; a casing that houses the motor; and an output shaft that outputs the driving force of the motor to the outside of the casing;
An internal space of the casing is divided into an inner chamber and an outer chamber that surrounds the inner chamber, and a primary liquid stop structure that prevents immersion from the outside of the casing to the outer chamber, and from the outer chamber to the inner chamber A secondary liquid stop structure for preventing the immersion liquid, and a sensor for detecting the immersion liquid in the casing is provided in the outer chamber ,
The inner chamber is divided into a plurality of compartments, and a third liquid stop structure is provided to prevent liquid from entering and exiting between the compartments, and an electric cable is wired through a partition wall that separates the compartments. An actuator for driving a valve, characterized in that the time until the liquid is immersed is increased in order along the wiring direction of the electric cable .
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