JP5007370B1 - Constant flow valve - Google Patents

Constant flow valve Download PDF

Info

Publication number
JP5007370B1
JP5007370B1 JP2011221559A JP2011221559A JP5007370B1 JP 5007370 B1 JP5007370 B1 JP 5007370B1 JP 2011221559 A JP2011221559 A JP 2011221559A JP 2011221559 A JP2011221559 A JP 2011221559A JP 5007370 B1 JP5007370 B1 JP 5007370B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
chamber
constant flow
hole
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011221559A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013083278A (en
Inventor
貴信 中村
健男 大栗
隆親 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Bellows Co Ltd
Original Assignee
Fuji Bellows Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Bellows Co Ltd filed Critical Fuji Bellows Co Ltd
Priority to JP2011221559A priority Critical patent/JP5007370B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5007370B1 publication Critical patent/JP5007370B1/en
Publication of JP2013083278A publication Critical patent/JP2013083278A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/01Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0106Control of flow without auxiliary power the sensing element being a flexible member, e.g. bellows, diaphragm, capsule

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Abstract

【課題】高圧下での著しい流量低下を抑制するとともに、定流量弁における流体の圧力損失を小さくすることを可能とする。
【解決手段】ハウジング蓋218と可動弁体22とにより形成される第1室213と、ハウジング本体217と可動弁体22とにより形成される第2室214と、第1室213と第2室214とを連通し、流体が通過することで第1室213と第2室214との間に圧力差を生じさせる第1孔223と、可動弁体22に備えられた弁部222に対応して設けられる弁座212aと、弁部222と弁座212aとが開弁する方向に可動弁体22を付勢する弾性部材23とを備えた定流量弁2において、弁座212aに対応した弁部222が可動弁体22に設けられ、弁部222には、弁部222と弁座212aとの間隙212bを介さずに第2室214あるいは第1室213から流出口212に直接流体を流すことのできる第2孔224が形成される。
【選択図】図3
It is possible to suppress a significant decrease in flow rate under high pressure and to reduce a pressure loss of a fluid in a constant flow valve.
A first chamber 213 formed by a housing lid 218 and a movable valve body 22, a second chamber 214 formed by a housing body 217 and the movable valve body 22, a first chamber 213 and a second chamber. 214 corresponds to the first hole 223 that causes a pressure difference between the first chamber 213 and the second chamber 214 by the passage of fluid and the valve portion 222 provided in the movable valve body 22. In the constant flow valve 2 provided with the valve seat 212a provided and the elastic member 23 that urges the movable valve body 22 in the direction in which the valve portion 222 and the valve seat 212a open, the valve corresponding to the valve seat 212a A portion 222 is provided on the movable valve body 22, and the fluid flows directly from the second chamber 214 or the first chamber 213 to the outlet 212 without passing through the gap 212 b between the valve portion 222 and the valve seat 212 a. Second hole 224 that can be formed It is.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、管路を流れる流体の流量を調節する定流量弁に関し、特に高圧下での著しい流量低下を抑制することのできる定流量弁に関する。   The present invention relates to a constant flow valve that adjusts the flow rate of a fluid flowing through a pipeline, and more particularly to a constant flow valve that can suppress a significant decrease in flow rate under high pressure.

従来より、管路を流れる流体の単位時間当たりの流量は、流体の用途に応じた適切な調節を必要とすることがあり、この流量の調節のために定流量弁が用いられることがある。   Conventionally, the flow rate per unit time of the fluid flowing through the pipe line may need to be adjusted appropriately depending on the application of the fluid, and a constant flow valve may be used to adjust the flow rate.

一般に、管路を流れる流体の流量は、その用途に応じた適切な調節が必要となることが多い。例えば、管路を流れる流体が水である場合、水道管等の管路を通じて給水栓や洗浄便座のノズル、あるいは給湯機器やミスト発生装置等に水を供給するとき、流量が過大であると水道としての使い心地が低下するだけでなく、給水栓や洗浄便座等の給水器具等に過大な負荷をかけることになる。   In general, the flow rate of the fluid flowing through the pipe line often needs to be appropriately adjusted according to the application. For example, when the fluid flowing through the pipeline is water, when water is supplied to the faucet, the nozzle of the washing toilet seat, the hot water supply device, the mist generator, etc. through the pipeline such as a water pipe, As a result, not only will the user experience be reduced, but an excessive load will be placed on the water supply equipment such as the water tap and the toilet seat.

管路を流れる水の流量を調節する方法として、管路に水を流す前に水の圧力を調節する方法か、管路に水を流した後に水の圧力を低下させて調節する方法がある。ここで、管路に水を流す前に圧力を調節する方法によると、この管路を通じて水の供給を受けるすべての給水器具等に対して一律に流量が低下することとなる。このとき、給湯器等の比較的大きな流量を要する給水器具に対しても一律に流量が低下することになり、これらの給水器具等に必要な流量を供給できなくなるおそれがある。このため、管路に水を流した後に圧力を低下させて、各別の給水器具等に適切な流量を供給する方法がとられてきた。なお、管路を流れる流体の流量を調節することが必要な分野は、水道に限られず、様々な分野で必要とされるものである。   As a method of adjusting the flow rate of water flowing through the pipeline, there is a method of adjusting the pressure of water before flowing water through the pipeline, or a method of adjusting by reducing the pressure of water after flowing water through the pipeline. . Here, according to the method of adjusting the pressure before flowing water through the pipeline, the flow rate is uniformly reduced for all the water supply devices that receive the supply of water through this pipeline. At this time, the flow rate is uniformly reduced even for water supply devices that require a relatively large flow rate, such as a water heater, and there is a possibility that the necessary flow rate cannot be supplied to these water supply devices. For this reason, a method has been adopted in which the pressure is lowered after flowing water through the pipe and an appropriate flow rate is supplied to each of the different water supply devices. In addition, the field | area which needs to adjust the flow volume of the fluid which flows through a pipe line is not restricted to water supply, It is required in various fields.

管路に流体を流した後に圧力を低下させて流量を調節するための器具として、特許文献1に開示される定流量弁が提案されている。定流量弁には、高い圧力が負荷されることによってOリング等の弾性部材が押しつぶされて流体の通過面積が絞られる面積制御タイプと、弁体の上流側と下流側との差圧によって弁体が動かされて流体の通過面積が絞られる差圧制御タイプがあり、この特許文献1に開示される定流量弁は差圧制御タイプに分類される。面積制御タイプは、差圧制御タイプと比較して構成が単純であり圧力損失が小さいが、面積制御部にゴミがつまると流量が低下し、また、Oリングが劣化し易い等、長時間の連続使用や長期間の耐久性に劣るという欠点がある。これに対して、差圧制御タイプは、差圧制御部にゴミが詰まってもバルブ開度を自己調整して流量低下を回避でき、面積制御タイプと比較して長時間の連続使用や長期間の耐久性に優れるが、構造が複雑であるため大型化し、また、圧力損失が大きくなり易いという欠点がある。   A constant flow valve disclosed in Patent Document 1 has been proposed as an instrument for adjusting the flow rate by lowering the pressure after flowing a fluid through a pipeline. The constant flow valve is controlled by an area control type in which an elastic member such as an O-ring is crushed when a high pressure is applied to reduce the passage area of the fluid, and a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the valve body. There is a differential pressure control type in which the body is moved to reduce the passage area of the fluid, and the constant flow valve disclosed in Patent Document 1 is classified as a differential pressure control type. The area control type has a simpler configuration and lower pressure loss than the differential pressure control type, but if the area control unit becomes clogged with dust, the flow rate will decrease and the O-ring will tend to deteriorate. There is a disadvantage that it is inferior in continuous use and long-term durability. The differential pressure control type, on the other hand, can adjust the valve opening by itself to avoid a decrease in flow rate even if the differential pressure control unit is clogged with dust. However, there are drawbacks in that the structure is complicated and the size is increased, and the pressure loss tends to increase.

特許文献1に開示される定流量弁2aは、本発明と比較するための実施例として、図2の断面図(a)、平面図(b)のように示される。図2(a)及びこの定流量弁2aにおける制御流量を説明するための断面図(c)に示されるように、第1室813の流体圧をP1、第2室814の流体圧をP2、下流側流体通路12の流体圧をP3、可動弁体822の有効受圧径面積をAd、コイルスプリングのバネ荷重をFS、第1孔823の流体通過断面積をAo、流出口812(弁座812a)の流体通過面積をAs、弁部822と弁座812aの間隙812bの流体通過有効面積をAvとすると、係数αによって以下の関係式(1)〜(4)が成り立つことが一般に知られている。 A constant flow valve 2a disclosed in Patent Document 1 is shown as a cross-sectional view (a) and a plan view (b) in FIG. 2 as an embodiment for comparison with the present invention. As shown in FIG. 2A and a cross-sectional view for explaining the control flow rate in the constant flow valve 2a, the fluid pressure in the first chamber 813 is P 1 , and the fluid pressure in the second chamber 814 is P 2 , the fluid pressure in the downstream fluid passage 12 is P 3 , the effective pressure receiving area of the movable valve body 822 is A d , the spring load of the coil spring is F S , the fluid passage cross-sectional area of the first hole 823 is A o , When a fluid passage area a s of the outlet 812 (valve seat 812a), a fluid passage effective area of the gap 812b of the valve portion 822 and the valve seat 812a and a v, the following relation by a factor α (1) ~ (4) It is generally known that

上流側流体通路11における流体圧の増大によるP1の増大に伴って、可動弁体822が下流側流体通路12の方向に押動されてAvが減少することとなる。一方で、可動弁体822の位置が初期の位置から移動しない程度の流体圧である場合にAvが最大となり、このときのP1の圧力領域(以下、「圧損特性域」という。)における下流側流体通路12での流量Q21は、

Figure 0005007370
となる。 With increasing P 1 due to the increase of the fluid pressure in the upstream fluid passage 11, so that the A v decreases movable valve body 822 is pushed in the direction of the downstream side fluid passage 12. On the other hand, when the position of the movable valve body 822 is a fluid pressure that does not move from the initial position, Av is maximized, and in this time the pressure region of P 1 (hereinafter referred to as “pressure loss characteristic region”). The flow rate Q 21 in the downstream fluid passage 12 is
Figure 0005007370
It becomes.

また、P1の増大に伴って可動弁体822の位置が初期の位置から下流側流体通路12の方向に押動され、圧損特性域において最大であったAvが徐々に減少するP1の圧力領域(以下、「流量制御域」という。)において、図2(c)に示される定流量弁2aについての関係式は、

Figure 0005007370
となり、P3=0とすると、
Figure 0005007370
となる。 The position of the movable valve member 822 with increasing P 1 is pushed in the direction of the downstream side fluid passage 12 from the initial position, the P 1 a maximum and which was A v in pressure loss characteristics zone gradually decreases In the pressure region (hereinafter referred to as “flow rate control region”), the relational expression for the constant flow valve 2a shown in FIG.
Figure 0005007370
If P 3 = 0, then
Figure 0005007370
It becomes.

さらに、流量制御域における下流側流体通路12での流量Q22は、

Figure 0005007370
となる。 Furthermore, the flow rate Q 22 in the downstream fluid passage 12 in the flow rate control region is:
Figure 0005007370
It becomes.

ここで、AsがAd−Ao−Asに比べて十分に小さい場合、減少項は無視することができる。更に、Fsが微小変位の場合、Fs/(Ad−Ao−As)=constと言える。
よって、ΔP=P1−P2=constとなる。
従って、流量Q22=αAo(ΔP)1/2=const α:比例定数
を得て、下流側流体通路12での流量Q22は定流量(const)になることがわかる。
Here, if A s is sufficiently smaller than A d −A o −A s , the reduction term can be ignored. Furthermore, when Fs is a minute displacement, it can be said that Fs / (A d −A o −A s ) = const.
Therefore, ΔP = P 1 −P 2 = const.
Accordingly, the flow rate Q 22 = αA o (ΔP) 1/2 = const α: proportionality constant is obtained, and it can be seen that the flow rate Q 22 in the downstream fluid passage 12 becomes a constant flow rate (const).

しかしながら、定流量弁の設計において、式(2)〜(4)の減少項を無視できるほど小さくするためにAsを非常に小さくすると、Asに比例するAvは、Asとともに非常に小さくなってしまい、Q21が低下して使用圧力の狭小化あるいは低圧での制御流量精度の悪化という問題がおきる。他方で、Q21の低下を抑制するためにAsを大きくすると減少項が大きくなり、高圧での流量低下が著しくなるという問題がおきる。また、Aoを大きくすることでQ21の著しい低下を抑制すると、Q22が変動して所定の流量に制御することができず、圧力損失の抑制と高圧での流量低下の抑制とは背反関係にある。Adを大きくして減少項を小さくする手段も考えられるが、定流量弁2aが全体的に大型化することとなりコストの増大やレイアウトの制約、耐圧設計の面等で大きな問題がある。即ち、特許文献1に開示される定流量弁2aは、圧力損失の抑制と高圧での流量低下の抑制と定流量弁2aの大型化回避とが両立できないとうジレンマが存在していた。 However, in the design of the constant flow valve, the very reducing the A s to negligibly small reduction terms in equation (2) ~ (4), A v , which is proportional to A s is very with A s As a result, it becomes smaller and Q 21 is lowered, resulting in a problem that the working pressure is narrowed or the control flow rate accuracy is lowered at a low pressure. On the other hand, decreasing section by increasing A s in order to suppress a decrease in Q 21 is increased, a problem that the flow rate decreases at high pressure is considerably occurs. Further, if a significant decrease in Q 21 is suppressed by increasing A o , Q 22 fluctuates and cannot be controlled to a predetermined flow rate, and there is a tradeoff between suppression of pressure loss and suppression of decrease in flow rate at high pressure. There is a relationship. Means for reducing the reduction section by increasing the A d is also considered, but the cost increase and layout constraints will be constant flow valve 2a is totally large, there is a big problem in terms like breakdown voltage design. That is, the constant flow valve 2a disclosed in Patent Document 1 has a dilemma that it is impossible to achieve both suppression of pressure loss, suppression of a decrease in flow rate at high pressure, and avoiding an increase in the size of the constant flow valve 2a.

特許第4586099号Japanese Patent No. 4586099

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、特に高い圧力で管路を流体が流れる場合に、流量の著しい低下を抑制することを可能とする定流量弁を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to make it possible to suppress a significant decrease in flow rate particularly when a fluid flows through a pipe line at a high pressure. It is to provide a constant flow valve.

本願請求項1に記載の定流量弁は、上流側流体通路から流体が流入される流入口を有する第1ハウジングと、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムに一体的に取付けられた可動弁体とにより形成される第1室と、下流側流体通路に連通する流出口を有する第2ハウジングと、前記ダイヤフラムと、前記可動弁体とにより形成される第2室と、前記第1室と前記第2室とを連通し、流体が通過することで前記第1室と前記第2室との間に圧力差を生じさせる第1孔と、前記第2室と前記流出口とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に備えられた弁部に対応して設けられる弁座と、前記可動弁体を、前記弁部と前記弁座とが開弁する方向に所定の弾性力で付勢する付勢手段と、を備えた下流側流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量弁において、前記弁部は、前記弁座との当接が可能な形状であるとともに、前記第2室から前記流出口へ流体を流す第2孔が形成されることを特徴とする。   The constant flow valve according to claim 1 of the present application is formed by a first housing having an inflow port through which fluid flows from an upstream fluid passage, a diaphragm, and a movable valve body integrally attached to the diaphragm. A second chamber formed by the first chamber, a second housing having an outlet communicating with the downstream fluid passage, the diaphragm, and the movable valve body; the first chamber and the second chamber; And a first hole that creates a pressure difference between the first chamber and the second chamber by passing a fluid, and a passage that communicates the second chamber and the outlet. And a valve seat provided corresponding to a valve portion provided in the movable valve body, and the movable valve body is urged by a predetermined elastic force in a direction in which the valve portion and the valve seat open. And a flow rate of the fluid flowing through the downstream fluid passage having the biasing means. In the constant flow valve, the valve portion has a shape capable of coming into contact with the valve seat, and has a second hole through which fluid flows from the second chamber to the outlet. .

本願請求項2に記載の定流量弁は、請求項1に記載の定流量弁において、前記第2孔は、前記第1孔と流体の流れ方向に対して互いに略同一直線上に形成されることを特徴とする。   The constant flow valve according to claim 2 of the present application is the constant flow valve according to claim 1, wherein the second hole is formed substantially on the same straight line with respect to the flow direction of the fluid. It is characterized by that.

本願請求項3に記載の定流量弁は、請求項1に記載の定流量弁において、前記第2孔は、前記第1孔と流体の流れ方向に対して互いに偏芯して形成されることを特徴とする。   The constant flow valve according to claim 3 of the present application is the constant flow valve according to claim 1, wherein the second hole is formed eccentrically with respect to the flow direction of the first hole and the fluid. It is characterized by.

本願請求項4に記載の定流量弁は、請求項1〜3の何れか1項に記載の定流量弁において、前記可動弁体は、前記第1孔と前記第2孔との間で、かつ流体の流れ方向に対する略同一直線上に設けられた障壁を有することを特徴とする。   The constant flow valve according to claim 4 of the present application is the constant flow valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the movable valve body is between the first hole and the second hole. And it has the barrier provided in the substantially same straight line with respect to the flow direction of a fluid, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の定流量弁は、いわゆる差圧制御タイプに分類される定流量弁であり、弁座に対応した弁部が可動弁体に設けられ、その弁部には、弁部と弁座との間隙を介さずに第2室あるいは第1室から流出口に直接流体を流すことのできる第2孔が形成されていることにより、高圧下での著しい流量低下を抑制することができるとともに、定流量弁そのものをコンパクトにすることができ、さらに定流量弁における流体の圧力損失を小さくすることが可能となる。   The constant flow valve of the present invention is a constant flow valve classified into a so-called differential pressure control type, and a valve portion corresponding to the valve seat is provided in the movable valve body, and the valve portion includes a valve portion, a valve seat, By forming the second hole through which the fluid can flow directly from the second chamber or the first chamber to the outlet without passing through the gap, it is possible to suppress a significant decrease in flow rate under high pressure, The constant flow valve itself can be made compact, and the pressure loss of the fluid in the constant flow valve can be reduced.

本発明を適用した定流量弁が設けられた給水システムを表す全体図である。1 is an overall view showing a water supply system provided with a constant flow valve to which the present invention is applied. (a)は、特許文献1の開示技術をモデル化した定流量弁における管路の流れ方向の断面図である。(b)は、この定流量弁における管路の上流側流体通路からの平面図である。(c)は、この定流量弁における制御流量を説明するための断面図である。(A) is sectional drawing of the flow direction of the pipe line in the constant flow valve which modeled the indication technique of patent document 1. FIG. (B) is a top view from the upstream fluid passage of the pipe line in this constant flow valve. (C) is sectional drawing for demonstrating the control flow volume in this constant flow valve. (a)は、本発明を適用した定流量弁における管路の流れ方向の断面図である。(b)は、この定流量弁における管路の上流側流体通路からの平面図である。(c)は、この定流量弁における制御流量を説明するための断面図である。(A) is sectional drawing of the flow direction of the pipe line in the constant flow valve to which this invention is applied. (B) is a top view from the upstream fluid passage of the pipe line in this constant flow valve. (C) is sectional drawing for demonstrating the control flow volume in this constant flow valve. (a)は、本発明を適用した定流量弁における管路の流れ方向の断面図である。(b)は、この定流量弁における管路の上流側流体通路からの平面図である。(c)は、この定流量弁における制御流量を説明するための断面図である。(A) is sectional drawing of the flow direction of the pipe line in the constant flow valve to which this invention is applied. (B) is a top view from the upstream fluid passage of the pipe line in this constant flow valve. (C) is sectional drawing for demonstrating the control flow volume in this constant flow valve. 図2に示される定流量弁並びに図3及び図4に示される定流量弁における圧力と流量との関係を表した圧力流量図である。FIG. 5 is a pressure flow diagram showing the relationship between pressure and flow rate in the constant flow valve shown in FIG. 2 and the constant flow valve shown in FIGS. 3 and 4. (a)は、本発明を適用した定流量弁における管路の流れ方向の断面図である。(b)は、この定流量弁における制御流量を説明するための断面図である。(A) is sectional drawing of the flow direction of the pipe line in the constant flow valve to which this invention is applied. (B) is sectional drawing for demonstrating the control flow volume in this constant flow valve. 図2に示される定流量弁及び図6に示される定流量弁における圧力と流量との関係を表した圧力流量図である。FIG. 7 is a pressure flow diagram showing the relationship between pressure and flow rate in the constant flow valve shown in FIG. 2 and the constant flow valve shown in FIG. 6.

以下、本発明を適用した定流量弁について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a constant flow valve to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した定流量弁2が設けられた給水システム3を表す全体図である。図1に示されるように、管路1の上流から所定の圧力により水が供給され、給水器具4に内蔵されるか、又は管路1の途中に設けられた定流量弁2を介して給水器具4から水が吐出される。   FIG. 1 is an overall view showing a water supply system 3 provided with a constant flow valve 2 to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, water is supplied at a predetermined pressure from the upstream side of the pipe 1 and is supplied into the water supply device 4 or supplied through a constant flow valve 2 provided in the middle of the pipe 1. Water is discharged from the instrument 4.

図3(a)は、本発明を適用した定流量弁2における管路1の流れ方向Sの断面図である。図3(b)は、図3(a)における本発明を適用した定流量弁2の上流側流体通路11からの平面図である。図3(a)に示されるように、本発明を適用した定流量弁2は、ハウジング21と可動弁体22と弾性部材23とダイヤフラム24とを備える。   Fig.3 (a) is sectional drawing of the flow direction S of the pipe line 1 in the constant flow valve 2 to which this invention is applied. FIG. 3B is a plan view from the upstream fluid passage 11 of the constant flow valve 2 to which the present invention is applied in FIG. As shown in FIG. 3A, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied includes a housing 21, a movable valve body 22, an elastic member 23, and a diaphragm 24.

ハウジング21は、ハウジング本体217とハウジング蓋218とを有し、ハウジング蓋218に上流側流体通路11から水を流入させる流入口211が形成され、ハウジング本体217の下流側流体通路12側に弁座212aが設けられ、水を流出させる流出口212が形成される。ハウジング21は、可動弁体22及びダイヤフラム24によって、第1室213と第2室214とに隔てられた弁室215とを有する。図3(a)において、ハウジング21は、ハウジング本体217とハウジング蓋218とで形成されたハウジング溝21aを有する。ハウジング21は、ハウジング本体217とハウジング蓋218とを有するものに限らず、一つの部材によって一体的に形成されるものであってもよい。ハウジング本体217には、流体を第2室214から下流側流体通路12へ直接流すために、第2室214と下流側流体通路12とを連通させる図示しない補助的な孔を併設することも可能である。   The housing 21 includes a housing body 217 and a housing lid 218, and an inflow port 211 through which water flows from the upstream fluid passage 11 is formed in the housing lid 218, and a valve seat is formed on the downstream fluid passage 12 side of the housing body 217. 212a is provided to form an outlet 212 through which water flows out. The housing 21 has a valve chamber 215 separated by a movable valve body 22 and a diaphragm 24 into a first chamber 213 and a second chamber 214. In FIG. 3A, the housing 21 has a housing groove 21 a formed by a housing body 217 and a housing lid 218. The housing 21 is not limited to the one having the housing main body 217 and the housing lid 218, and may be integrally formed by one member. The housing body 217 may be provided with an auxiliary hole (not shown) that allows the second chamber 214 and the downstream fluid passage 12 to communicate with each other so that the fluid flows directly from the second chamber 214 to the downstream fluid passage 12. It is.

図3(b)において、流入口211は、ハウジング蓋218の一部を開口させて設けられる。また、図3(a)において、流入口211と流出口212とは、管路1の流れ方向Sに対して、互いに略同一直線上に配置されるように設けられるが、これに限らず、管路1の流れ方向Sに対して、互いに偏芯して配置されるように設けられてもよい。   In FIG. 3B, the inflow port 211 is provided by opening a part of the housing lid 218. Further, in FIG. 3A, the inflow port 211 and the outflow port 212 are provided so as to be arranged on substantially the same straight line with respect to the flow direction S of the pipe line 1, but not limited thereto, You may provide so that it may mutually eccentrically arrange with respect to the flow direction S of the pipe line 1. FIG.

可動弁体22は、第1室213側の弁体上面221aと第2室214側の弁体下面221bとを有する弁体本体部221と、弁座212aに遊嵌された弁部222と、第2室214において開放された弁体中空部226とを有する。可動弁体22は、弾性部材23及びダイヤフラム24により、弁室215において移動可能に支持される。弁部222は、弁座212aに遊嵌されるものに限らず、図4(a)に示されるように、弁座212aに当接可能な形状であってもよい。また、可動弁体22は、いかなる形状であってもよくニードル型、球体型、平板型、棒型、ラッパ型等のポペット弁であってもよい。   The movable valve body 22 includes a valve body main body 221 having a valve body upper surface 221a on the first chamber 213 side and a valve body lower surface 221b on the second chamber 214 side, a valve portion 222 loosely fitted on the valve seat 212a, And a valve body hollow portion 226 opened in the second chamber 214. The movable valve body 22 is movably supported in the valve chamber 215 by the elastic member 23 and the diaphragm 24. The valve portion 222 is not limited to be loosely fitted to the valve seat 212a, and may have a shape that can contact the valve seat 212a as shown in FIG. Further, the movable valve body 22 may have any shape, and may be a needle type, a spherical type, a flat plate type, a rod type, a trumpet type poppet valve or the like.

弁体本体部221は、第1室213と第2室214とに連通される第1孔223を有する。弁体本体部221は、第1室213側の弁体上面221aから、第2室214側の弁体下面221bへと連続する弁体本体部221の弁体側面221cに弁体本体部溝221dを有する。弁部222は、第2室214から流出口212に向けて連通される第2孔224を有する。図3(a)において、第1孔223と第2孔224とは、管路1の流れ方向Sに対して、互いに略同一直線上に配置されるように形成される。間隙212bは、この弁部222と弁座212aとによって形成される。弁体中空部226においては、図3(a)に示されるように、第1孔223と第2孔224との間に障壁225が設けられてもよい。弁体本体部221と弁部222と弁体中空部226とは、一つの部材によって一体的に形成されるものであるが、これに限らず、複数の部材の組み合わせであってもよい。   The valve body body 221 has a first hole 223 that communicates with the first chamber 213 and the second chamber 214. The valve body main body 221 is formed in the valve body main body groove 221d on the valve body side 221c of the valve body main body 221 that continues from the valve body upper surface 221a on the first chamber 213 side to the valve body lower surface 221b on the second chamber 214 side. Have The valve portion 222 has a second hole 224 that communicates from the second chamber 214 toward the outflow port 212. In FIG. 3A, the first hole 223 and the second hole 224 are formed so as to be arranged on substantially the same straight line with respect to the flow direction S of the pipe line 1. The gap 212b is formed by the valve portion 222 and the valve seat 212a. In the valve body hollow part 226, as shown in FIG. 3A, a barrier 225 may be provided between the first hole 223 and the second hole 224. Although the valve body main part 221, the valve part 222, and the valve body hollow part 226 are integrally formed by one member, it is not limited to this, and may be a combination of a plurality of members.

弾性部材23には、コイルスプリング等が用いられる。弾性部材23は、ハウジング本体217と可動弁体22との間に設けられ、その一端が弁体本体部221の弁体下面221bに当接され、上流側流体通路11に向けて可動弁体22を付勢している。ダイヤフラム24は、ハウジング溝21aと弁体本体部溝221dとに挟持されて配設される。   A coil spring or the like is used for the elastic member 23. The elastic member 23 is provided between the housing body 217 and the movable valve body 22, and one end of the elastic member 23 is in contact with the valve body lower surface 221 b of the valve body body 221, and the movable valve body 22 faces the upstream fluid passage 11. Is energized. The diaphragm 24 is disposed between the housing groove 21a and the valve body main body groove 221d.

図4(a)は、本発明を適用した定流量弁2の一の実施形態におけるに管路1の流れ方向Sの断面図である。図4(b)は、この定流量弁2における上流側流体通路11からの平面図である。図4(a)において、第1孔223と第2孔224とは、管路1の流れ方向Sに対して、互いに偏芯して配置されるように形成される。なお、障壁225は、第1孔223と第2孔224とのこれらの配置にかかわらず設けることができる。   FIG. 4A is a cross-sectional view of the flow direction S of the pipe line 1 in one embodiment of the constant flow valve 2 to which the present invention is applied. FIG. 4B is a plan view from the upstream fluid passage 11 in the constant flow valve 2. In FIG. 4A, the first hole 223 and the second hole 224 are formed so as to be eccentric with respect to the flow direction S of the pipe line 1. The barrier 225 can be provided regardless of the arrangement of the first hole 223 and the second hole 224.

管路1に流される流体は、定流量弁2を通過することにより、その流量が調節される。具体的には、図3(a)において、流体は、まず、上流側流体通路11から流入口211を介して第1室213に流入し、その後、弁体本体部221の第1孔223と弁体中空部226とを介して第2室214に流入する。さらに、第2室214に流入した流体は、第2孔224又は間隙212bを介して下流側流体通路12に流出される。   The flow rate of the fluid flowing through the pipe line 1 is adjusted by passing through the constant flow valve 2. Specifically, in FIG. 3A, the fluid first flows into the first chamber 213 from the upstream fluid passage 11 via the inflow port 211, and then the first hole 223 of the valve body main body 221. It flows into the second chamber 214 via the valve body hollow portion 226. Furthermore, the fluid that has flowed into the second chamber 214 flows out to the downstream fluid passage 12 through the second hole 224 or the gap 212b.

管路1に流される流体は、流入口211を介して第1室213に流入する際に、流入口211において縮流による圧力損失aを発生させる。この縮流による圧力損失aによって低下した圧力P1により、弁体本体部221の弁体上面221aが押圧される。 When the fluid flowing in the pipe line 1 flows into the first chamber 213 through the inflow port 211, a pressure loss a due to the contracted flow is generated in the inflow port 211. The valve body upper surface 221a of the valve body main body 221 is pressed by the pressure P 1 which is reduced by the pressure loss a due to the contracted flow.

管路1に流される流体は、第1孔223と弁体中空部226とを介して第2室214に流入する際に、第1室213から第1孔223、第1孔223から弁体中空部226及び弁体中空部226から第2室214にかけて縮流による圧力損失bを発生させる。また、図3(a)に示されるように、弁体中空部226に障壁225が設けられたり、図4(a)に示されるように、第1孔223と第2孔224とが互いに偏芯して配置されることで、流体の流れる方向が複雑化するため、これによっても、流体は縮流による圧力損失cを発生させる。さらに、コイルスプリング等の弾性部材23が第2室214に配設されること等によっても、同様に流体は縮流による圧力損失dを発生させる。弁体本体部221の弁体下面221bは、これらの縮流による圧力損失b〜dによって低下した圧力P2によって押圧されるとともに、コイルスプリング等の弾性部材23の付勢力Fsにより付勢される。なお、本実施形態において、第1孔223における流体の通過面積は流体の圧力に関わらず一定であるが、本発明はこれに限られない。 When the fluid flowing into the pipe line 1 flows into the second chamber 214 via the first hole 223 and the valve body hollow portion 226, the first hole 223 from the first chamber 213 and the valve body from the first hole 223. A pressure loss b due to the contraction flow is generated from the hollow portion 226 and the valve body hollow portion 226 to the second chamber 214. Further, as shown in FIG. 3A, a barrier 225 is provided in the valve body hollow portion 226, and as shown in FIG. 4A, the first hole 223 and the second hole 224 are deviated from each other. Since the flow direction of the fluid is complicated by being arranged as a core, the fluid also generates a pressure loss c due to the contraction flow. Further, when the elastic member 23 such as a coil spring is disposed in the second chamber 214, the fluid similarly generates a pressure loss d due to contraction. The valve body lower surface 221b of the valve body main body 221 is pressed by the pressure P 2 that is reduced by the pressure loss b to d due to these contraction flows, and is urged by the urging force Fs of the elastic member 23 such as a coil spring. . In the present embodiment, the fluid passage area in the first hole 223 is constant regardless of the fluid pressure, but the present invention is not limited to this.

可動弁体22は、樹脂やゴム等を材質としたダイヤフラム24によって、流れ方向Sに対して移動可能に支持される。可動弁体22は、圧力P1による弁体上面221aの押圧によって、第2室214側に押動される。この押動によって可動弁体22は第2室214側へと移動し、この移動量の増大に伴って、コイルスプリング等の付勢力Fsは増大する。これにより、圧力P2及び付勢力Fsと、圧力P1とが釣り合う位置まで可動弁体22は第2室214側に移動する。この可動弁体22の第2室214側への移動により、弁部222が弁座212aに接近し、間隙212bが狭められるため、圧力P1が大きければ大きいほど、間隙212bは狭くなる。 The movable valve body 22 is supported so as to be movable in the flow direction S by a diaphragm 24 made of resin, rubber or the like. The movable valve body 22, by the pressing of the valve body top surface 221a by the pressure P 1, is pushed into the second chamber 214 side. By this pushing, the movable valve body 22 moves to the second chamber 214 side, and the urging force Fs such as a coil spring increases as the amount of movement increases. Thereby, the movable valve body 22 moves to the second chamber 214 side to a position where the pressure P 2 and the urging force Fs and the pressure P 1 are balanced. The movement in the second chamber 214 side of the movable valve body 22, close the valve portion 222 on the valve seat 212a, since the gap 212b is narrowed, the greater the pressure P 1, the gap 212b becomes narrower.

本発明を適用した定流量弁2は、弁部222に第2孔224が形成され、この第2孔224が常時第2室214から流出口212に向けて連通されるため、高圧下で間隙212bが著しく狭小化した場合であっても、第2孔224を介して、定流量弁2に近接する下流側流体通路12において所定の流量を確保することができる。   In the constant flow valve 2 to which the present invention is applied, the second hole 224 is formed in the valve portion 222, and the second hole 224 is always communicated from the second chamber 214 toward the outlet 212. Even when 212b is significantly narrowed, a predetermined flow rate can be secured in the downstream fluid passage 12 close to the constant flow valve 2 through the second hole 224.

可動弁体22は、第2室214における流体の圧力P2を、弁体本体部221の弁体下面221bで直接受けることができる。第2室214における流体の流速は、第1孔223又は第2孔224における流体の流速よりも遅いため、流体の粘性の影響を受けて過度に圧力P2が低下することを回避することができる。また、弁体中空部226に障壁225が設けられたり、第1孔223と第2孔224とが互いに偏芯して配置されることで、流体の流れる方向が複雑化する。これによっても、第2室214における流体の流速は低下し、流体の粘性の影響を受けて過度に圧力P2が低下することを回避することができる。これらにより、本発明を適用した定流量弁2は、間隙212bの制御を高い精度で行なうことができる。 The movable valve body 22 can directly receive the pressure P 2 of the fluid in the second chamber 214 at the valve body lower surface 221 b of the valve body main body 221. Since the flow rate of the fluid in the second chamber 214 is slower than the flow rate of the fluid in the first hole 223 or the second hole 224, it is possible to avoid the pressure P 2 from being excessively reduced due to the influence of the viscosity of the fluid. it can. Moreover, the barrier 225 is provided in the valve body hollow part 226, or the first hole 223 and the second hole 224 are arranged eccentric to each other, thereby complicating the direction of fluid flow. Also by this, the flow velocity of the fluid in the second chamber 214 is decreased, and it is possible to avoid the pressure P 2 from being excessively decreased due to the influence of the viscosity of the fluid. Accordingly, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied can control the gap 212b with high accuracy.

図3(a)、(c)に示されるように、第1室213の流体圧をP1、第2室214の流体圧をP2、弁座212aを通過した流体圧をP3、可動弁体22の有効受圧径面積をAD、コイルスプリングのバネ荷重をFS、第1孔223の流体通過断面積をAO、第2孔224の流体通過断面積をAB、流出口212(弁座212a)の流体通過面積をAS、弁部222と弁座212aの間隙212bの流体通過有効面積をAvとすると、係数αによって以下の関係式(5)〜(8)が成り立つ。 As shown in FIGS. 3A and 3C, the fluid pressure in the first chamber 213 is P 1 , the fluid pressure in the second chamber 214 is P 2 , and the fluid pressure that has passed through the valve seat 212a is P 3 . The effective pressure receiving diameter area of the valve body 22 is A D , the spring load of the coil spring is F S , the fluid passage sectional area of the first hole 223 is A O , the fluid passage sectional area of the second hole 224 is A B , and the outlet 212 a fluid passage area a S of the (valve seat 212a), the fluid passage effective area of the gap 212b of the valve portion 222 and the valve seat 212a and a v, the following relation by a factor α is (5) to (8) holds .

図3及び図4に示される定流量弁2の圧損特性域における下流側流体通路12での流量Q31は、

Figure 0005007370
となる。 The flow rate Q 31 in the downstream fluid passage 12 in the pressure loss characteristic region of the constant flow valve 2 shown in FIG. 3 and FIG.
Figure 0005007370
It becomes.

また、流量制御域において、図3(c)及び図4(c)に示される定流量弁2についての関係式は、

Figure 0005007370
となり、P3=0とすると、
Figure 0005007370
となる。 Further, in the flow rate control region, the relational expression for the constant flow valve 2 shown in FIG.
Figure 0005007370
If P 3 = 0, then
Figure 0005007370
It becomes.

図3及び図4に示される定流量弁2の流量制御域における下流側流体通路12での流量Q32は、

Figure 0005007370
となる。 The flow rate Q 32 in the downstream fluid passage 12 in the flow control region of the constant flow valve 2 shown in FIG. 3 and FIG.
Figure 0005007370
It becomes.

式(4)と比較すると、式(8)には増加項がある。増加項も減少項もP1に依存しているため、圧力P1が小さい時は小さな減少項に対し小さな増加項が生じ、圧力P1が大きい時は大きな減少項に対し大きな増加項が生じる。したがって、減少項の大きさに合わせて増加項が流量低下を抑制する方向に作用し、図3及び図4に示される本発明を適用した定流量弁2は、流量制御域における過剰な流量低下を抑制することができることがわかる。 Compared with equation (4), equation (8) has an increasing term. Since both the increase term and the decrease term depend on P 1 , a small increase term is generated for a small decrease term when the pressure P 1 is small, and a large increase term is generated for a large decrease term when the pressure P 1 is large. . Therefore, the increase term acts in a direction to suppress the flow rate decrease in accordance with the size of the decrease term, and the constant flow valve 2 to which the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is applied has an excessive flow rate decrease in the flow rate control region. It can be seen that this can be suppressed.

また、Q31の2乗からQ21の2乗を減ずる式は、式(1)及び式(5)より、式(9)のように示される。

Figure 0005007370
Further, an expression for subtracting the square of Q 21 from the square of Q 31 is expressed as Expression (9) from Expression (1) and Expression (5).
Figure 0005007370

31の2乗からQ21の2乗を減じた値は、式(9)に示されるように正の値となることから、図3及び図4に示される本発明を適用した定流量弁2は、図2に示される定流量弁2aと比較して圧力損失が小さいことがわかる。したがって、図3及び図4に示される本発明を適用した定流量弁2は、ハウジング本体217を小さくしても所定の流量を得ることができ、定流量弁2そのものをコンパクト化することができる。 The value obtained by subtracting the square of the Q 21 from the square of the Q 31, since it becomes a positive value as shown in equation (9), the constant flow valve according to the present invention shown in FIGS. 3 and 4 2 shows that the pressure loss is smaller than that of the constant flow valve 2a shown in FIG. Therefore, the constant flow valve 2 to which the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is applied can obtain a predetermined flow rate even if the housing body 217 is made small, and the constant flow valve 2 itself can be made compact. .

間隙212bの著しい狭小化を回避するために、コイルスプリング等の弾性部材23の反発力を高く設定する方法も考えられる。しかしながら、弾性部材23の反発力を高く設定すると、低圧下で圧力P1が小さい場合には、可動弁体22を押動させることができず、流体の流量を十分に低減させることができないおそれがある。また、有効受圧径面積Adを大きく設定する方法も考えられるが、この方法によると定流量弁2aが全体的に大型化することとなり、コストの増大やレイアウトの制約等の問題が生じることとなる。本発明の定流量弁2は、第2孔224によって高圧下における所定の流量の確保ができるため、弾性部材23の反発力を高く設定する必要がなく、定流量弁2aの大型化を回避して、低圧下においても十分な流量の調節をすることができる。 In order to avoid the narrowing of the gap 212b, a method of setting the repulsive force of the elastic member 23 such as a coil spring high is also conceivable. However, if the repulsive force of the elastic member 23 is set high, the movable valve body 22 cannot be pushed when the pressure P 1 is low under low pressure, and the flow rate of the fluid cannot be reduced sufficiently. There is. Although also conceivable to set a large effective pressure receiving diameter area A d, constant flow valve 2a According to this method generally will be large, and that the problem of limitations such as cost increase and layout is generated Become. Since the constant flow valve 2 of the present invention can ensure a predetermined flow rate under high pressure by the second hole 224, it is not necessary to set the repulsive force of the elastic member 23 high, and the enlargement of the constant flow valve 2a is avoided. Thus, the flow rate can be sufficiently adjusted even under a low pressure.

本発明を適用した定流量弁2は、図3(a)に示されるように、第2孔224を介した流体と間隙212bを介した流体とを併せて所定の流量を確保するため、流出口212を大きくしても、圧力の増加に伴って間隙212bからの流量が減少すると同時に、第2孔224からの流量が増加し、すなわち流量を精度良く制御することが可能になる。これにより式(8)の減少項の影響を小さくするために有効受圧径面積Adを大きくとるという必要性が無くなる。このため、有効受圧径面積Adを形成するハウジング本体217を小さくすることができ、定流量弁2そのものをコンパクト化することができる。また、本発明を適用した定流量弁2は、常時第2室214から流出口212に向けて第2孔224が連通されるため、間隙212bのみを介する定流量弁2aと比較して、流体の圧力損失を小さくすることができる。さらに、弁体本体部221と弁部222と弁体中空部226とが、一つの部材によって一体的に形成されることで、これらが複数の部材により形成される場合と比べて定流量弁2の部品点数を減少させることができ、低コストで壊れにくいコンパクトな定流量弁2を製造することができる。 As shown in FIG. 3A, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied has a flow rate in order to ensure a predetermined flow rate by combining the fluid through the second hole 224 and the fluid through the gap 212b. Even if the outlet 212 is enlarged, the flow rate from the gap 212b decreases as the pressure increases, and at the same time, the flow rate from the second hole 224 increases, that is, the flow rate can be accurately controlled. Thus eliminating the need of a large effective pressure-receiving diameter area A d in order to reduce the impact of lower terms in equation (8). Therefore, it is possible to reduce the housing body 217 to form an effective pressure-receiving diameter area A d, it can be made compact constant flow valve 2 itself. In addition, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied always communicates with the second hole 224 from the second chamber 214 toward the outflow port 212, and therefore, compared with the constant flow valve 2 a through only the gap 212 b. The pressure loss can be reduced. Furthermore, the valve body main part 221, the valve part 222, and the valve body hollow part 226 are integrally formed by one member, so that the constant flow valve 2 can be formed as compared with the case where these are formed by a plurality of members. The number of parts can be reduced, and a compact constant flow valve 2 that is less likely to break can be manufactured at low cost.

図5は、図2に示される定流量弁2aと図3及び図4に示される本発明を適用した定流量弁2とにおいて、流体の圧力を横軸、下流側流体通路12に流出される流体の流量を縦軸として圧力と流量との関係を表す圧力流量図である。図2に示される定流量弁2aは、図5に示されるように、圧力が0から増大してU´までは流量が増大する。しかしながら、U´を超えて圧力が増大すると可動弁体22が押動されて間隙212bが狭まるため流量は低下する一方となり、高圧下において所定の流量を確保することができず、著しい流量低下を抑制することができない。   FIG. 5 shows that the fluid pressure flows out into the downstream fluid passage 12 on the horizontal axis in the constant flow valve 2a shown in FIG. 2 and the constant flow valve 2 to which the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is applied. It is a pressure flow figure showing the relation between pressure and flow volume on the vertical axis of fluid flow. As shown in FIG. 5, the constant flow valve 2 a shown in FIG. 2 increases in pressure from 0 to U ′. However, if the pressure increases beyond U ′, the movable valve body 22 is pushed and the gap 212b is narrowed, so that the flow rate is reduced, and a predetermined flow rate cannot be secured under high pressure, resulting in a significant flow rate drop. It cannot be suppressed.

図5に示されるように、本発明を適用した定流量弁2は、圧力が0から増大し、弾性部材23が初期の位置からの移動を始めるUまで流量が増大する。次に、Uを超えて圧力が増大すると可動弁体22が押動されて間隙212bが狭まり、弁部222が弁座212aに接触して間隙212bがなくなるRまで流量は低下を始める。このU〜R間において、式(8)に示す増加項も作用するため、図2に示される従来技術の定流量弁2aと比較して、高圧でのQ32の低下量は抑制され、精度良く流量制御される。さらに、Rを超えて圧力が増大すると第2孔224を介して流体が流れるため流量が増加する。このRよりも圧力が高い場合においても、本発明を適用した定流量弁2は、第2孔224が形成されていることによって常に所定の流量を確保することができ、著しい流量低下を抑制することができる。また、同程度の流量調整機能を有する従来技術の定流量弁2aと比較して、本発明を適用した定流量弁2は口径が小さくコンパクトであることがわかる。 As shown in FIG. 5, in the constant flow valve 2 to which the present invention is applied, the pressure increases from 0, and the flow rate increases until the elastic member 23 starts moving from the initial position. Next, when the pressure increases beyond U, the movable valve body 22 is pushed to narrow the gap 212b, and the flow rate starts to decrease until R when the valve portion 222 contacts the valve seat 212a and the gap 212b disappears. Since the increase term shown in the equation (8) also acts between the U and R, the amount of decrease in Q 32 at high pressure is suppressed and accuracy compared with the conventional constant flow valve 2a shown in FIG. The flow rate is well controlled. Furthermore, when the pressure increases beyond R, the fluid flows through the second hole 224, so the flow rate increases. Even in the case where the pressure is higher than R, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied can always ensure a predetermined flow rate by forming the second hole 224 and suppress a significant flow rate decrease. be able to. Further, it can be seen that the constant flow valve 2 to which the present invention is applied is small in size and compact as compared with the conventional constant flow valve 2a having the same flow rate adjusting function.

本発明を適用した定流量弁2は、弁部222に第2孔224が一体的に設けられることによって、初めて圧力損失の抑制と高圧での流量低下の抑制と定流量弁2の大型化回避の課題を原理的に同時に解決した。さらに、本発明を適用した定流量弁2は、定流量弁2の大型化を回避して圧力損失の抑制と高圧での流量低下の抑制とを実現するという本来の目的の域を超え、更なる小型化をしつつ従来技術を凌ぐ性能改善を、部品点数を増やさずに同時に達成し、然るに低コスト化も実現するという予想を超える効果を得た。   In the constant flow valve 2 to which the present invention is applied, the second hole 224 is integrally provided in the valve portion 222, so that for the first time, the pressure loss is suppressed, the flow rate decrease at a high pressure is suppressed, and the constant flow valve 2 is prevented from being enlarged. The problem was solved simultaneously in principle. Furthermore, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied goes beyond the original purpose of avoiding an increase in the size of the constant flow valve 2 and realizing suppression of pressure loss and reduction of flow rate at high pressure. While achieving downsizing, the performance improvement that surpasses the conventional technology was achieved at the same time without increasing the number of parts.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、図6に示されるような、本発明を適用した定流量弁2の他の実施形態を適用してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, another embodiment of the constant flow valve 2 to which the present invention is applied as shown in FIG. 6 may be applied.

図6(a)に示される定流量弁2において、弁部222に形成される第2孔224が第1室213と流出口212とを連通している点が、図3及び図4に示される定流量弁2と異なっている。また、可動弁体22は、弁体中空部226に相当する部分が設けられていない。したがって、当該構成が異なる部分を詳細に説明し、図3及び図4に示される定流量弁2と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。   In the constant flow valve 2 shown in FIG. 6A, the point that the second hole 224 formed in the valve portion 222 communicates the first chamber 213 and the outlet 212 is shown in FIGS. This is different from the constant flow valve 2 to be operated. Further, the movable valve body 22 is not provided with a portion corresponding to the valve body hollow portion 226. Therefore, the part from which the said structure differs is demonstrated in detail, about the element similar to the constant flow valve 2 shown by FIG.3 and FIG.4, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

図6(a)に示される定流量弁2は、弁部222に形成された第2孔224と流出口212とが、管路1の流れ方向Sの略同一直線上に設けられる。このため、図6に示される定流量弁2において、第1室213に流入した流体は、第1孔223を介して第2室214に流入し、さらに間隙212bを介して下流側流体通路12に流出されるとともに、第2孔224を介して下流側流体通路12に流出される。なお、図6に示される定流量弁2は、流出口212に遊嵌される弁部222が設けられた可動弁体22であってもよい。   In the constant flow valve 2 shown in FIG. 6A, the second hole 224 and the outlet 212 formed in the valve portion 222 are provided on substantially the same straight line in the flow direction S of the pipe line 1. Therefore, in the constant flow valve 2 shown in FIG. 6, the fluid flowing into the first chamber 213 flows into the second chamber 214 through the first hole 223, and further flows into the downstream fluid passage 12 through the gap 212b. To the downstream fluid passage 12 through the second hole 224. The constant flow valve 2 shown in FIG. 6 may be a movable valve body 22 provided with a valve portion 222 that is loosely fitted to the outflow port 212.

図6(a)及びこの定流量弁2における制御流量を説明するための断面図(b)に示されるように、第1室213の流体圧をP1、第2室214の流体圧をP2、弁座212aを通過した流体圧をP3、可動弁体22の有効受圧径面積をAD、コイルスプリングのバネ荷重をFS、第1孔223の流体通過断面積をAO、第2孔224の流体通過断面積をAB、流出口212(弁座212a)の流体通過面積をAS、弁部222と弁座212aの間隙212bの流体通過有効面積をAvとすると、係数αによって以下の関係式(10)〜(13)が成り立つ。 As shown in FIG. 6A and a cross-sectional view for explaining the control flow rate in the constant flow valve 2, the fluid pressure in the first chamber 213 is P 1 , and the fluid pressure in the second chamber 214 is P 2 , the fluid pressure passing through the valve seat 212 a is P 3 , the effective pressure receiving diameter area of the movable valve body 22 is A D , the spring load of the coil spring is F S , the fluid passage sectional area of the first hole 223 is A O , fluid passage cross-sectional area of the a B 2 hole 224, the fluid passage area a S of the outlet 212 (valve seat 212a), the fluid passage effective area of the gap 212b of the valve portion 222 and the valve seat 212a and a v, the coefficient The following relational expressions (10) to (13) are established by α.

図6に示される定流量弁2の圧損特性域における下流側流体通路12での流量Q61は、

Figure 0005007370
となる。 The flow rate Q 61 in the downstream fluid passage 12 in the pressure loss characteristic region of the constant flow valve 2 shown in FIG.
Figure 0005007370
It becomes.

また、流量制御域において、図6に示される定流量弁2についての関係式は、

Figure 0005007370
となり、P3=0とすると、
Figure 0005007370
となる。 In the flow rate control region, the relational expression for the constant flow valve 2 shown in FIG.
Figure 0005007370
If P 3 = 0, then
Figure 0005007370
It becomes.

図6に示される定流量弁2の流量制御域における下流側流体通路12での流量Q62は、

Figure 0005007370
となる。 The flow rate Q 62 in the downstream fluid passage 12 in the flow control region of the constant flow valve 2 shown in FIG.
Figure 0005007370
It becomes.

式(4)と比較すると、式(13)には増加項がある。増加項も減少項もP1に依存しているため、圧力P1が小さい時は小さな減少項に対し小さな増加項が生じ、圧力P1が大きい時は大きな減少項に対し大きな増加項が生じる。したがって、減少項の大きさに合わせて増加項が流量低下を抑制する方向に作用し、図6に示される本発明を適用した定流量弁2は、流量制御域における過剰な流量低下を抑制することができることがわかる。 Compared to equation (4), equation (13) has an increasing term. Since both the increase term and the decrease term depend on P 1 , a small increase term is generated for a small decrease term when the pressure P 1 is small, and a large increase term is generated for a large decrease term when the pressure P 1 is large. . Therefore, the increase term acts in the direction of suppressing the flow rate decrease according to the size of the decrease term, and the constant flow valve 2 to which the present invention shown in FIG. 6 is applied suppresses the excessive flow rate decrease in the flow rate control region. You can see that

また、Q61の2乗からQ21の2乗を減ずる式は、式(1)及び式(10)より、式(14)のようになる。

Figure 0005007370
Also, the equation for subtracting the square of Q 21 from the square of Q 61 is as shown in equation (14) from equations (1) and (10).
Figure 0005007370

61の2乗からQ21の2乗を減じた値は、式(14)に示されるように正の値となることから、図6に示される本発明を適用した定流量弁2は、図2に示される定流量弁2aと比較して圧力損失が小さいことがわかる。したがって、図6に示される本発明を適用した定流量弁2は、ハウジング本体217を小さくしても所定の流量を得ることができ、定流量弁2そのものをコンパクト化することができる。 Since the value obtained by subtracting the square of Q 21 from the square of Q 61 is a positive value as shown in Expression (14), the constant flow valve 2 to which the present invention shown in FIG. It can be seen that the pressure loss is small compared to the constant flow valve 2a shown in FIG. Therefore, the constant flow valve 2 to which the present invention shown in FIG. 6 is applied can obtain a predetermined flow rate even if the housing body 217 is made small, and the constant flow valve 2 itself can be made compact.

これにより、高圧下において可動弁体22が流出口212に接近し、間隙212bが著しく狭小化した場合であっても、第2孔224を介して流出口212から流体を流すことができ、定流量弁2に近接する下流側流体通路12において、所定の流量を確保することができる。また、第2孔224を介して流出口212から流体が流されることから、低圧下においても十分な流量を確保することができ、流出口212を大きくしても、圧力の増加に伴って間隙212bからの流量が減少すると同時に、第2孔224からの流量が増加し、すなわち流量を精度良く制御することが可能になる。これにより式(13)の減少項の影響を小さくするために有効受圧径面積Adを大きくとるという必要性が無くなる。このため、有効受圧径面積Adを形成するハウジング本体217を小さくすることができ、定流量弁2そのものをコンパクト化することができる。 As a result, even when the movable valve body 22 approaches the outlet 212 under high pressure and the gap 212b is significantly narrowed, the fluid can flow from the outlet 212 through the second hole 224. A predetermined flow rate can be secured in the downstream fluid passage 12 adjacent to the flow valve 2. In addition, since the fluid flows from the outlet 212 through the second hole 224, a sufficient flow rate can be ensured even under a low pressure. Even if the outlet 212 is enlarged, the gap increases as the pressure increases. At the same time as the flow rate from 212b decreases, the flow rate from the second hole 224 increases, that is, the flow rate can be accurately controlled. Thus eliminating the need of a large effective pressure-receiving diameter area A d in order to reduce the effect of decreasing term in Equation (13). Therefore, it is possible to reduce the housing body 217 to form an effective pressure-receiving diameter area A d, it can be made compact constant flow valve 2 itself.

図7は、図2に示される定流量弁2aと、図6に示される本発明を適用した定流量弁2とにおいて、流体の圧力を横軸、下流側流体通路12に流出される流体の流量を縦軸として圧力と流量との関係を表す圧力流量図である。図2に示される定流量弁2aは、図7に示されるように、圧力が0から増大してU´までは流量が増大する。しかしながら、U´を超えて圧力が増大すると可動弁体22が押動されて間隙212bが狭まるため流量は低下する一方となり、所定の流量を確保することができず、著しい流量低下を抑制することができない。   7 shows the constant flow valve 2a shown in FIG. 2 and the constant flow valve 2 to which the present invention is applied shown in FIG. It is a pressure flow chart showing the relation between pressure and flow rate with the flow rate as the vertical axis. As shown in FIG. 7, the constant flow valve 2a shown in FIG. 2 increases in pressure from 0 to U ′. However, if the pressure increases beyond U ′, the movable valve body 22 is pushed and the gap 212b is narrowed, so that the flow rate is reduced. Therefore, the predetermined flow rate cannot be secured, and a significant decrease in the flow rate is suppressed. I can't.

図7に示されるように、本発明を適用した定流量弁2は、圧力が0から増大し、弾性部材23が初期の位置からの移動を始めるUまで流量が増大する。次に、Uを超えて圧力が増大すると可動弁体22が押動されて間隙212bが狭まり、間隙212bがなくなるRまで流量は低下を始める。このU〜R間において、式(13)に示す増加項も作用するため、図2に示される従来技術の定流量弁2aと比較して、高圧でのQ62の低下量は抑制され、精度良く流量制御される。さらに、Rを超えて圧力が増大すると第2孔224を介して流体が流れるため流量が増加する。このRよりも圧力が高い場合においても、本発明を適用した定流量弁2は、第2孔224が形成されていることによって常に所定の流量を確保することができ、著しい流量低下を抑制することができる。また、同程度の流量調整機能を有する従来技術の定流量弁2aと比較して、本発明を適用した定流量弁2は口径が小さくコンパクトであることがわかる。 As shown in FIG. 7, in the constant flow valve 2 to which the present invention is applied, the pressure increases from 0, and the flow rate increases until the elastic member 23 starts moving from the initial position. Next, when the pressure increases beyond U, the movable valve body 22 is pushed, the gap 212b is narrowed, and the flow rate starts to decrease until R disappears. Since the increase term shown in Equation (13) also acts between U and R, the amount of decrease in Q 62 at high pressure is suppressed and accuracy is higher than in the conventional constant flow valve 2a shown in FIG. The flow rate is well controlled. Furthermore, when the pressure increases beyond R, the fluid flows through the second hole 224, so the flow rate increases. Even in the case where the pressure is higher than R, the constant flow valve 2 to which the present invention is applied can always ensure a predetermined flow rate by forming the second hole 224 and suppress a significant flow rate decrease. be able to. Further, it can be seen that the constant flow valve 2 to which the present invention is applied is small in size and compact as compared with the conventional constant flow valve 2a having the same flow rate adjusting function.

1 管路
11 上流側流体通路
12 下流側流体通路
13 流れ方向
2(2a) 定流量弁
21 ハウジング
21a ハウジング溝
211 流入口
212 流出口
212a 弁座
212b 間隙
213 第1室
214 第2室
215 弁室
217 ハウジング本体
218 ハウジング蓋
22 可動弁体
221 弁体本体部
221a 弁体上面
221b 弁体下面
221c 弁体側面
221d 弁体本体部溝
222 弁部
223 第1孔
224 第2孔
225 障壁
226 弁体中空部
23 弾性部材
24 ダイヤフラム
3 給水システム
4 給水器具
1 Pipeline 11 Upstream fluid passage 12 Downstream fluid passage 13 Flow direction 2 (2a) Constant flow valve 21 Housing 21a Housing groove 211 Inlet 212 Outlet 212a Valve seat 212b Gap 213 First chamber 214 Second chamber 215 Valve chamber 217 Housing body 218 Housing cover 22 Movable valve body 221 Valve body body 221a Valve body upper surface 221b Valve body lower surface 221c Valve body side surface 221d Valve body body groove 222 Valve portion 223 First hole 224 Second hole 225 Barrier body 226 Valve body hollow Part 23 Elastic member 24 Diaphragm 3 Water supply system 4 Water supply apparatus

Claims (4)

上流側流体通路から流体が流入される流入口を有する第1ハウジングと、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムに一体的に取付けられた可動弁体とにより形成される第1室と、
下流側流体通路に連通する流出口を有する第2ハウジングと、前記ダイヤフラムと、前記可動弁体とにより形成される第2室と、
前記第1室と前記第2室とを連通し、流体が通過することで前記第1室と前記第2室との間に圧力差を生じさせる第1孔と、
前記第2室と前記流出口とを連通する通路に臨んで設けられ、前記可動弁体に備えられた弁部に対応して設けられる弁座と、
前記可動弁体を、前記弁部と前記弁座とが開弁する方向に所定の弾性力で付勢する付勢手段と、
を備えた下流側流体通路を流れる流体の流量を所定流量に制御する定流量弁において、
前記弁部は、前記弁座との当接が可能な形状であるとともに、前記第2室から前記流出口へ流体を流す第2孔が形成されること
を特徴とする定流量弁。
A first chamber formed by a first housing having an inflow port through which fluid flows from an upstream fluid passage, a diaphragm, and a movable valve body attached integrally to the diaphragm;
A second housing formed by a second housing having an outlet communicating with a downstream fluid passage, the diaphragm, and the movable valve body;
A first hole that communicates the first chamber and the second chamber, and causes a pressure difference between the first chamber and the second chamber by passing a fluid;
A valve seat provided facing a passage communicating the second chamber and the outlet, and corresponding to a valve portion provided in the movable valve body;
A biasing means for biasing the movable valve body with a predetermined elastic force in a direction in which the valve portion and the valve seat open;
In a constant flow valve for controlling the flow rate of the fluid flowing through the downstream fluid passage with a predetermined flow rate,
The valve unit has a shape capable of coming into contact with the valve seat, and is formed with a second hole through which fluid flows from the second chamber to the outlet.
前記第2孔は、前記第1孔と流体の流れ方向に対して互いに略同一直線上に形成されること
を特徴とする請求項1に記載の定流量弁。
2. The constant flow valve according to claim 1, wherein the second hole is formed on substantially the same straight line with respect to the flow direction of the first hole and the fluid.
前記第2孔は、前記第1孔と流体の流れ方向に対して互いに偏芯して形成されること
を特徴とする請求項1に記載の定流量弁。
2. The constant flow valve according to claim 1, wherein the second hole is formed eccentrically with respect to the fluid flow direction of the first hole.
前記可動弁体は、前記第1孔と前記第2孔との間で、かつ流体の流れ方向に対する略同一直線上に設けられた障壁を有すること
を特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の定流量弁。
The said movable valve body has a barrier provided on the substantially same straight line with respect to the flow direction of a fluid between the said 1st hole and the said 2nd hole, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The constant flow valve according to item 1.
JP2011221559A 2011-10-06 2011-10-06 Constant flow valve Active JP5007370B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011221559A JP5007370B1 (en) 2011-10-06 2011-10-06 Constant flow valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011221559A JP5007370B1 (en) 2011-10-06 2011-10-06 Constant flow valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5007370B1 true JP5007370B1 (en) 2012-08-22
JP2013083278A JP2013083278A (en) 2013-05-09

Family

ID=46844480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011221559A Active JP5007370B1 (en) 2011-10-06 2011-10-06 Constant flow valve

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5007370B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2553919A (en) * 1946-10-21 1951-05-22 Burckhardt Engineering Works Valve arrangement for filling and emptying gas tanks
US2938538A (en) * 1956-08-16 1960-05-31 Thompson Ramo Wooldridge Inc Flow regulating valve
US3886968A (en) * 1974-04-22 1975-06-03 Robertshaw Controls Co Flow control device
GB2037406A (en) * 1978-12-14 1980-07-09 Debowski V Valve
US4241757A (en) * 1979-03-26 1980-12-30 Dan Bron Flow regulator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2553919A (en) * 1946-10-21 1951-05-22 Burckhardt Engineering Works Valve arrangement for filling and emptying gas tanks
US2938538A (en) * 1956-08-16 1960-05-31 Thompson Ramo Wooldridge Inc Flow regulating valve
US3886968A (en) * 1974-04-22 1975-06-03 Robertshaw Controls Co Flow control device
GB2037406A (en) * 1978-12-14 1980-07-09 Debowski V Valve
US4241757A (en) * 1979-03-26 1980-12-30 Dan Bron Flow regulator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013083278A (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5461986B2 (en) Bidirectional force feedback poppet valve
US9523988B2 (en) Pressure reducing valves with multiple heads and seats
JP5773075B2 (en) Normally closed solenoid valve
CN101358661B (en) Flow rate control valve
JP5710621B2 (en) Fuel flow meter with improved regulator device
EP3026312B1 (en) Control valve
KR20140122249A (en) Poppet valve
CN105909844A (en) Proportional type proportional pressure reducing valve
JP4775769B2 (en) Constant flow valve
JP5840987B2 (en) Control valve
JP5007370B1 (en) Constant flow valve
JP2015170185A (en) Reduction valve and pressure control unit
JP5575590B2 (en) Pressure reducing valve
JP2012215186A (en) Solenoid valve
KR101107282B1 (en) Apparatus for controlling quantitative-flow
KR101793791B1 (en) Pressure regulate valve device having a flow blocking function
CN107989844A (en) A kind of leakage-free pressure compensation electromagnetic proportioning valve
EP2977847B1 (en) Valve arrangement
JP2012202491A (en) Solenoid valve
CN203686199U (en) Self-regulation type throttling valve
JP2017215004A (en) Flow rate regulating valve and valve structure
WO2016135823A1 (en) Fluid control valve
JP2015052389A (en) Fluid control valve
JPH0599354A (en) Fixed quantity flow valve
JP3149527U (en) Solenoid valve with measuring function

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120501

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120528

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5007370

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250