JP7254268B2 - fluid control valve - Google Patents
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Description
本発明は流量調整弁に関し、通水音を低減可能な特殊な構造のオリフィス部材を設けたものに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flow control valve, and more particularly to a valve provided with an orifice member having a special structure capable of reducing water flow noise.
従来、貯湯給湯装置等の温水装置における流体の流量を調整する流量調整弁として、種々の構造の流量調整弁が実用に供されている。一般的な流量調整弁は、流体導入口と流体導出口と弁座とを備えた弁ケースと、この弁ケース内で移動可能な弁体とを有し、前記弁体と前記弁座との間の隙間を可変とすることで流量を調整可能に構成され、前記弁座と前記流体導出口との間にオリフィス部材が設けられる場合が多い。 2. Description of the Related Art Conventionally, flow rate control valves having various structures have been put into practical use as flow rate control valves for adjusting the flow rate of a fluid in a water heater such as a hot water storage and hot water supply system. A typical flow control valve has a valve case having a fluid inlet, a fluid outlet, and a valve seat, and a valve body movable within the valve case. In many cases, an orifice member is provided between the valve seat and the fluid outlet port so that the flow rate can be adjusted by making the gap between them variable.
例えば、特許文献1の図8に記載の流量調整弁においては、流体導入口に第1オリフィス部材が設けられ、流体導出口に第2オリフィス部材が設けられている。この流量調整弁では、流量の大小にかかわらず、第1,第2オリフィス部材の通路面積が一定であるため、流量調整弁通過前後の圧力差に起因する通水騒音を低減することが難しい。
For example, in the flow regulating valve shown in FIG. 8 of
そこで、特許文献1の実施例には、流量調整部よりも上流側の弁室に連通する流入通路の開口量を変更する開口量変更部材であって弁体と連動して進退する開口量変更部材を設け、この開口量変更部材により流量の減少に応じて上記の開口量を減少させ、通水騒音を低減させるようにした流量調整弁が開示されている。
Therefore, in the embodiment of
特許文献1の流量調整弁のように、開口量変更部材を設ける場合、弁体の構造に影響が出るため、流量調整弁の弁体として通常の弁体を適用できなくなるので、流量調整弁の製作費が高価になるという問題がある。上記の開口量変更部材を設けない場合には、弁体と弁座からなる流量調整部の付近における流体の流れに含まれる周方向の流れに起因する圧力損失が大きくなり、通水音を低減することが容易ではない。
As in the flow control valve of
本発明の目的は、簡単な構造のオリフィス部材を組み込むことで通水音を確実に低減可能な流量調整弁を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flow control valve that can reliably reduce water flow noise by incorporating an orifice member having a simple structure.
請求項1の流量調整弁は、流体導入口と流体導出口と弁座とを備え円筒状に形成された弁ケースと、この弁ケース内で移動可能な弁体とを有し、前記弁体と前記弁座との間の隙間を可変とすることで流量を調整する流量調整弁であって、前記弁座と前記流体導出口との間にオリフィス部材を有する流量調整弁において、前記オリフィス部材は、前記弁ケース内の通路面積を絞るためのオリフィス本体部と、このオリフィス本体部から上流側に向って突出する1又は複数の突出部とを有し、前記突出部は、周方向幅が所定幅の矩形板部と、この矩形板部の内周面から前記弁ケースの中心軸側に突出する突起部とを有することを特徴としている。
According to
上記の構成によれば、前記オリフィス部材は、前記弁ケース内の通路面積を絞るためのオリフィス本体部と、このオリフィス本体部から上流側に向って突出する1又は複数の突出部とを有するため、流体は1又は複数の突出部により周方向の流動が抑制されて弁体と弁座からなる流体調整部の中心軸と平行方向の流れに整流された状態で、オリフィス本体部を通過するため、流体の圧力損失が低減し、通水音が低減する。また、前記突出部の矩形板部により周方向の流動と径方向の流動を抑制して整流可能であり、前記矩形板部の内周面から弁ケースの中心軸側に突出する突起部により周方向の流動を抑制して整流することができる。 According to the above configuration, the orifice member has an orifice body for narrowing the passage area in the valve case, and one or a plurality of projections projecting upstream from the orifice body. , the fluid passes through the orifice main body in a state in which the flow in the circumferential direction is suppressed by one or more protrusions and the flow is rectified in the direction parallel to the central axis of the fluid adjustment portion consisting of the valve body and the valve seat. , the pressure loss of the fluid is reduced, and the water flow noise is reduced. In addition, the rectangular plate portion of the protruding portion suppresses and rectifies the flow in the circumferential direction and the radial direction. Directional flow can be suppressed and rectified.
請求項2の流量調整弁は、請求項1の発明において、前記流体導入口は前記弁ケースの中心軸と直交し、前記流体導出口は前記弁ケースの中心軸と平行に形成されており、前記弁体を前記弁ケース内部で軸方向に進退駆動する駆動手段が設けられていることを特徴としている。
The flow control valve of
上記の構成によれば、前記弁ケースの中心軸と直交する流体導入口から流体が流入し、約90度方向変換されて弁体と弁座からなる流量調整部に流れるとき、流量調整部における流体の圧力が周方向に不均一となるため、流体の周方向の流動が生じ易くなるけれども、その周方向の流動をオリフィス部材により抑制することができる。 According to the above configuration, when the fluid flows in from the fluid introduction port perpendicular to the central axis of the valve case, is changed in direction by about 90 degrees, and flows into the flow rate adjusting section composed of the valve body and the valve seat, the flow rate adjusting section Since the pressure of the fluid becomes uneven in the circumferential direction, the fluid tends to flow in the circumferential direction, but the flow in the circumferential direction can be suppressed by the orifice member.
請求項3の流量調整弁は、請求項2の発明において、前記弁座より下流側において前記弁ケースには前記弁体の弁座側軸部を支持する支持部が設けられ、この支持部は複数のリブで弁ケースと接続されており、前記オリフィス部材の突出部は複数のリブの間に配設されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、複数のリブの間の流速の大きな流体流の中にオリフィス部材の突出部を配置するため、突出部材の整流作用を高め、通水音低減作用を高めることができる。
In the flow control valve of
According to the above configuration, since the protruding portion of the orifice member is arranged in the fluid flow having a high flow velocity between the plurality of ribs, the rectifying action of the protruding member can be enhanced and the water flow noise reducing action can be enhanced.
本発明によれば、上記のような種々の作用、効果が得られる。 According to the present invention, various actions and effects as described above can be obtained.
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
図1,図2に示すように、流量調整弁1は、貯湯給湯装置に組み込まれるものであり、この流量調整弁1は、弁ケース2と、この弁ケース2の内部に夫々収容された弁体5と保持筒6と圧縮スプリング7と、弁体5を軸心Xを中心として回転駆動する駆動モータM(ステッピングモータ)とを備えている。尚、弁体5は弁体部材3とスピンドル4とからなる。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
弁ケース2は、金属製又は合成樹脂製のもので、上記の軸心Xと同心状の中心軸を有するほぼ円筒状に形成され、弁ケース2の左端寄り部位の下部には、弁ケース2の中心軸と直交状の流体導入口8が一体形成され、弁ケース2の左端部分には上記の中心軸と平行な流体導出口9が形成されている。弁ケース2の内部に弁室10が形成され、この弁室10に弁体5が左右方向に移動可能に組み込まれている。
弁ケース2のうちの弁室10の左端に対応する部位に環状の弁座11が形成されている。
The
An
スピンドル4は、右端部分に形成されたセレーション軸部4aと、このセレーション軸部4aの左側部位に形成されたネジ軸部4bと、このネジ軸部4bの左側部位に形成されたシール軸部4cと、このシール軸部4cの左側部位に形成されたピストン部4dと、このピストン部4dから左方へ延びて弁体部材3に挿通された挿通軸部4eと、この挿通軸部4eの左端から左方へ延びる弁座側軸部4fとを有する。本実施例において、弁体部材3は金属製のものであり、スピンドル4は例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の合成樹脂材料で構成されているが、金属材料で構成してもよい。
The
弁座11より下流側において弁ケース2にはスピンドル4の弁座側軸部4fを支持する環状の支持部12が設けられ、この支持部12は円周3等分位置の3つのリブ12aで弁ケース2と接続されている。
On the downstream side of the
前記セレーション軸部4aは、駆動モータM側の駆動ネジ部材13のセレーション軸孔13aに回転伝達可能に連結されている。ネジ軸部4bは、保持筒6のネジ孔6aに螺合されており、駆動モータMによりセレーション軸部4aを回転駆動することで、ネジ軸部4bつまりスピンドル4を保持筒6に対して左右方向に移動駆動することができ、弁体5を弁ケース2内部で軸方向に進退駆動することができる。尚、駆動モータMを駆動制御する制御ユニット(図示略)が設けられ、この制御ユニットにより駆動モータMのステップ数制御を介して、弁体5の左右方向位置を精密に制御し、流量を精密に調整することができる。
The
シール軸部4cは保持筒6の筒部6bに内嵌されてシール部材14によりシールされている。ピストン部4dは弁体部材3のシリンダ孔3aに装着され、ピストン部4dの外周部にはシール部材15が装着されている。保持筒6は、リング部材16で位置規制されている。
The
弁体部材3は、その弁面部17の環状溝に装着されたシール部材17aと、この弁面部17から左方へ僅かに延びる軸部3bを有し、軸部3bの左端部は挿通軸部4eに装着されたストップリング18で係止されている。上記の弁面部17と弁座11との間の隙間を可変とすることで流量を調整するように構成されている。
The
弁体部材3の右端においてスピンドル4にはバネ受け19が外嵌装着され、シール軸部4cと保持筒6の筒部6bにはバネ保持筒20が外装され、このバネ保持筒20の右端にはバネ受け部20aが形成され、このバネ保持筒20には圧縮スプリング7が外装され、この圧縮スプリング7の左端がバネ受け19で係止され、圧縮スプリング7の右端がバネ受け部20aで係止されている。
A
こうして、弁体部材3はスピンドル4に対して左方へ弾性的に付勢されており、弁体部材3はストップリング10で受け止められている。
Thus, the
次に、弁座11と流体導出口9との間に装着されるオリフィス部材30とその他のオリフィス部材について説明する。
図1~図3に示すように、オリフィス部材30は、弁ケース2内の通路面積を絞るオリフィス穴30aを有するオリフィス本体部31と、このオリフィス本体部31から上流側に向って突出する3つの突出部32とを有し、このオリフィス部材30は流量導出口9の奥端部に固く内嵌して固定されている。
Next, the
As shown in FIGS. 1 to 3, the
オリフィス部材の3つの突出部32は円周3等分位置に形成され、これら3つの突出部32は3つのリブ12aの間に夫々配設されている。各突出部32は、周方向に隣接する1対のリブ12aの間の円弧状通路33の中央部に対応する部位に配設されている。
Three
突出部32は、円弧状通路33の周方向幅の約1/3程度の周方向幅を有し且つ図2における断面が楔形の矩形板部32aと、この矩形板部32aの内周面から中心軸側に突出する2つの突起部32bであって周方向に離間した2つの突起部32bとを有する。突起部32bは、矩形板部32aの上流側半分の内周面から突出しており、周方向から視て台形状に形成されている。
The projecting
矩形板部32aは、オリフィス本体部31のオリフィス穴30aの内周面よりも内周側に部分的に突出する状態に形成され、2つの突起部32bは矩形板部32aに対して直交するリブ状に形成され、矩形板部32aと突起部32bの径方向幅は、円弧状通路33の約2/3程度に形成されている。
尚、流体導入口8の途中部には、オリフィス部材30よりも大径のオリフィス穴を有するオリフィス部材34であって、環状で平板状のオリフィス部材34が装着されている。
The
An
次に、以上説明した流量調整弁1の作用、効果について説明する。
図4は、流量調整弁の騒音値の測定結果を示すもので、流量調整弁を容器内に収容し、水を流通させながら1m離れた位置で通水音を測定した結果を示すものである。
図4には、現行品(比較例)の騒音値と本発明の流量調整弁1の騒音値とが記載されている。現行品(比較例)とは、図6に示すように、一般的なリング状で平板状のオリフィス部材30Aを装備した流量調整弁1Aである。尚、図6では流量調整弁1と同じ構成要素に同じ符号を付している。この図4から分かるように、本発明の流量調整弁1の騒音値は、小流量から大流量に亙って、現行品の流量調整弁1Aの騒音値よりも約2~3dB低くなっており、通水音が明らかに低減していることが分かる。
Next, the operation and effects of the
Fig. 4 shows the measurement results of the noise value of the flow rate control valve. The flow rate control valve was housed in a container, and the water flow sound was measured at a position 1 m away while water was flowing. .
FIG. 4 shows the noise value of the current product (comparative example) and the noise value of the
図5は、上記の現行品の流量調整弁1Aの弁体と弁座からなる流量調整部の付近における流体圧力分布を示すもので、濃度が濃い部位ほど圧力が高いことを示す。図6の位置A,B,C,Dにおける流体圧力分布を図5(a),(b),(c),(d)に示す。
図7は、本発明の流量調整弁1の流量調整部の付近における流体圧力分布を示すもので、濃度が濃い部位ほど圧力が高いことを示す。図8の位置A,B,C,Dにおける流体圧力分布を図7(a),(b),(c),(d)に示す。
FIG. 5 shows the fluid pressure distribution in the vicinity of the flow regulating portion consisting of the valve element and the valve seat of the current
FIG. 7 shows the fluid pressure distribution in the vicinity of the flow regulating portion of the
図5と図7を対比すれば、本発明の流量調整弁1の方が、現行品の流量調整弁1Aよりも、全体的に圧力が高くなっていることが分かる。特に、オリフィス部材30の突出部32の位置(位置B)とその下流側において本発明の流量調整弁1の圧力が明らかに高くなっている。オリフィス部材30通過中及び通過後まで圧力が高いということは、オリフィス部材30の整流作用で整流された結果、僅かの圧力損失しか発生せずに円滑に流れ、その結果通水音も低減したものと推定される。
By comparing FIG. 5 and FIG. 7, it can be seen that the
次に、オリフィス部材30の整流作用について考察する。
流量調整部を通過後の流体は、3つのリブ12aの間の円弧状通路33に向って流動するが、その円弧状通路33の中央部の流速の大きな流体流の中に上流側に向ってオリフィス部材30の突出部32が突出しているため、3つの突出部32により周方向の流動が抑制されて流量調整部の中心軸と平行方向の流れに整流された状態で、オリフィス穴30aを通過するため、流体の圧力損失が低減し、通水音が低減する。
Next, the rectifying action of the
After passing through the flow rate adjusting portion, the fluid flows toward the arc-shaped
特に、流体導入口8の軸心は弁ケース2の中心軸と直交している関係上、流量調整部の付近において流体圧力は周方向に不均一となるため、周方向の流動が生じる傾向が強くなる。しかし、オリフィス部材30の3つの突出部32により、周方向の流動が抑制されて上記のように整流されるため、流体の圧力損失が低減し、通水音が低減する。
しかも、突出部32は、矩形板部32aと、この矩形板部32aの内周面から中心軸側へ突出する突起部32bを有するため、流体の周方向の流動が効果的に抑制される。
In particular, since the axial center of the
Moreover, since the projecting
次に、前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。
1)前記支持部12を弁ケース2に接続するリブ12aの数は、3に限らず、1でもよく、4以上でもよい。同様に、オリフィス部材30に形成する突出部32の数は、3に限らず、1でもよく、4以上でもよい。また、オリフィス部材30の突出部32において、矩形板部32aに形成する突起部32bの数は、2に限らず、1でもよく、3以上でもよい。
Next, an example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1) The number of
2)前記オリフィス部材30において、2つの突起部32bを省略し、その代わりに矩形板部32aの上流側半分の板厚を大きくしてもよい。また、突起部32bは、矩形板部32aの上流側半分だけに形成されているが、矩形板部32aの全長に亙って形成してもよい。
3)その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。
2) In the
3) In addition, those skilled in the art can implement various modifications to the above embodiment without departing from the scope of the present invention, and the present invention includes such modifications. be.
1 流量調整弁
2 弁ケース
3 弁体部材
4 スピンドル
4f 弁座側軸部
5 弁体
8 流体導入口
9 流体導出口
11 弁座
12 支持部
12a リブ
30 オリフィス部材
31 オリフィス本体部
32 突出部
32a 矩形板部
32b 突起部
M 駆動モータ
Claims (3)
前記オリフィス部材は、前記弁ケース内の通路面積を絞るためのオリフィス本体部と、このオリフィス本体部から上流側に向って突出する1又は複数の突出部とを有し、
前記突出部は、周方向幅が所定幅の矩形板部と、この矩形板部の内周面から前記弁ケースの中心軸側に突出する突起部とを有することを特徴とする流量調整弁。 A cylindrically formed valve case having a fluid inlet, a fluid outlet, and a valve seat, and a valve body movable within the valve case, wherein a gap between the valve body and the valve seat A flow rate control valve that adjusts the flow rate by making the
The orifice member has an orifice main body for narrowing the passage area in the valve case, and one or more projections projecting upstream from the orifice main body,
The flow control valve, wherein the protruding portion has a rectangular plate portion having a predetermined width in the circumferential direction, and a protruding portion protruding from the inner peripheral surface of the rectangular plate portion toward the central axis of the valve case .
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