JPH02146382A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電圧体の変位変化を利用し流量を制御する流体
制御弁の防爆手段に関するものである。

従来の技術 従来、この種流体制御弁は、例えば特開昭６３−８３４
７３号公報に示されている様に、第４図のような構造に
なっていた。すなわちバルブケースｌ内には固定部材２
により一端が固定された圧電たわみ素子３が設けられて
いる。この圧電たわみ素子３の他端には流体出口ノズル
４を開閉する弁体５が取付けられている。前記圧電たわ
み素子３は金属基板６の両側に圧電板７が貼り付けられ
て構成されている。８は流体入口ボートであり、９は圧
電たわみ素子３への通電用リード線である。

発明が解決しようとする課題 しかしこのような圧電たわみ素子３が流体が通るバルブ
ケース１内に設けられている流体制御弁は、爆発の危険
性がある可燃ガスの制御は実用上困難であった。つまり
、圧電たわみ素子３は電圧を印加している電極面である
圧電板７が露出されていた。そのため圧電たわみ素子３
に電圧が印加されている状態で流体制御弁に衝撃が作用
し圧電板７に亀裂が入ると前記圧電板７の表面に放電が
生じ流体制御弁の可燃性ガスが爆発し流体制御弁の破壊
はもとより最悪の場合は流体制御弁への接続配管や流体
制御弁以降の機器も爆発破壊するという課題があった。

そこで本発明は圧電たわみ素子部で放電が起こっても爆
発を圧電たわみ素子近傍の狭い範囲に押え、流体制御弁
やこの流体制御弁への接続配管、流体制御弁以降の機器
等の爆発破壊を防止することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明は、流体の入口及び
出口を有する弁框体と、前記入口から出口の間の流路を
開閉する弁体を有する流路室と、前記弁体を駆動する圧
電体を有する駆動室と、前記流路室と前記駆動室とを区
画する防爆用吸熱部材と、前記防爆用吸熱部材に非接触
状態で前記圧電体の変位を前記弁体に伝達する変位伝達
部材を設けた構成としたものである。

作用 本発明の流体制御弁は、上記構成により圧電体の表面に
放電が生じ爆発可能な可燃性ガスが爆発した場合でも爆
発時の熱エネルギーを防爆用吸熱部材が吸熱し爆発範囲
を前記駆動室のみに押えるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図、第２図、第３図において、１０は流体の入口
１１及び出口１２を有する弁框体で、この弁框体１０に
はシールパツキン１３を介して弁框体上部１４がネジ１
５により固定され内部を流れる流体の洩れを防止した状
態で流体制御弁ケース１６を構成している。この流体制
御弁ケース１６の内部はステンレス板やアルミ板の防爆
用吸熱部材１７で流路室１８と駆動室１９に区画されて
いる。前記流路室１Ｂには弁座２０に当接されスプリン
グ２１により付勢された弁体２２が設けられている。弁
体２２には変位伝達部材である弁軸２３が設けられてお
り、前記防爆用吸熱部材１７の軸孔２４に非接触な状態
で駆動室１９側に貫通している。一方前記駆動室１９に
は金属板２５とセラミック２６が接着された圧電体であ
るユニモルフ圧電素子２７がシール材２８を有する固定
部材２９を介してネジ３０で弁框体１０に固定されてい
る。

このユニモルフ圧電素子２７の先端には前記弁軸２３に
当接する凹部３１を有するガイド３２が設けられている
。前記凹部３１に当接する弁軸２３の先端部３３は半球
状に構成されており前記凹部３１の低面３４とは点接触
状態である。また前記弁軸２３の先端部３３が前記凹部
３１に接触状態で左右にズした状態でも前記弁軸２３は
前記防爆用吸熱部材１７の軸孔２４に接触しないように
構成されている。３５はユニモルフ圧電素子へのリード
線であり、３６は電気端子である。

このような構成により流体制御弁３７が構成されている
。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する０通
常ユニモルフ圧電素子２７へ非通電状態にあっては入口
１１から入った爆発の危険性を有する可燃性ガスはスプ
リング２１により弁座２０に押された弁体２２により閉
止され出口１２側へは流れない状態にある。ここで電気
端子３６に電圧を印加するとユニモルフ圧電素子２７の
先端が歪みスプリング２１の付−勢力に打ち勝って弁体
２２を開成する。その結果、可燃性ガスは入口１１から
出口１２に流れる。流れる流量を制御するには前記ユニ
モルフ圧電素子２７への印加電圧を変化することにより
、前記ユニモルフ圧電素子２７の先端変位量が変わるた
め流量制御が可能となる。この時、可燃性ガスは流路室
１８、駆動室１９に充満されている。

今、可燃性ガスが流路室１８及び駆動室１９に充満され
た状態で何等かの原因により流体制御弁３７内に空気が
侵入し、前記可燃性ガスが爆発可能範囲の濃度条件で、
且つ例えば流体制御弁３７の外部から大きい衝撃が作用
しセラミック２６にクランク等が発生したと仮定する。

、このような条件でユニモルフ圧電素子２７に電圧を印
加すると、セラミック２６のクラック部で放電が発生す
る。この時、駆動室１９内の爆発可能範囲の濃度条件に
ある可燃性ガスは爆発する。しかしながら、爆発は駆動
室１９内の範囲で納まり流路室１８へ伝搬することはな
い。

即ち駆動室１９内で爆発が発生しても爆発の際に発生す
る爆発熱を防爆用吸熱部材１７が吸熱するため軸孔２４
から流路室１８への爆風の温度は低下されて流路室１８
の爆発には到らない。

尚、防爆用吸熱部材１７としては、金網を用いても効果
が得られている。しかしながら金属板を用いることによ
り熱伝導性が良いため爆発時の熱工ネルギーを効率良く
吸熱することができる。また圧電体としてはバイモルフ
素子であっても同様である。

発明の効果 以上のように本発明の流体制御弁は、流体の入口及び出
口を有する弁框体と、前記入口から出口の間の流路を開
閉する弁体を有する流路室と、前記弁体を駆動する圧電
体を有する駆動室と、前記流路室と前記駆動室とを区画
する防爆用吸熱部材と、前記防爆用吸熱部材に非接触状
態で前記圧電体の変位を前記弁体に伝達する変位伝達部
材を設けることにより、流体制御弁の内部が爆発可能な
条件の可燃ガス状態で、圧電体の故障で放電が発生し駆
動室内で爆発した際には、爆発時の熱エネルギーを防爆
用吸熱部材が吸収するため、爆発は流路室に伝搬するこ
とがない、また爆発が駆動室の範囲であるため爆発時の
圧力上昇も小さく圧力容器として設計しなくても弁框体
の破損が無く防爆機能を持ちながら低コスト化が図れる
。さらに防爆用吸熱部材が流体と常に接触しているため
、この防爆用吸熱部材は常に流体温度近くで保持されて
おり、外気温度の変動に影響されず安定した吸熱効果を
有するものである。

また本発明は変位伝達部材が防爆用吸熱部材に非接触状
態で圧電体の変位量を弁体の変位に伝達するため、圧電
体が発生するカー変位特性の伝達ロスがなく極めて実用
性に冨んだ構成である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流体制御弁の縦断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ’断面図、第３図は第１図に
おける変位伝達部材の断面図、第４図は従来例の断面図
である。 １０・・・・・・弁框体、１１・・・・・・入口、１２
・旧・・出口、１７・・・・・・防爆用吸熱部材、１８
・・・・・・流路室、１９・旧・・駆動室、２２・・・
・・・弁体、２３・・・・・・変位伝達部材、２７・・
・・・・圧電体。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名１０・−弁
槻俸 １１−一人口 ！２°−出　「 １７−訪鳩、用喋瞥合ｐ前 １Ｂ　−−−５Ｌ路！ ｔ９−Ｈ，、散ｒ虻 ２２°−・弁体 ２３−−　　Ｅｌ　　ｈＬ　　（ｉ　＃　ｔｊ’Ｐ　＃
１３図 第　２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体の入口及び出口を有する弁框体と、前記入口から出
   口の間の流路を開閉する弁体を有する流路室と、前記弁
   体を駆動する圧電体を有する駆動室と、前記流路室と前
   記駆動室とを区画する防爆用吸熱部材と、前記防爆用吸
   熱部材に非接触状態で前記圧電体の変位を前記弁体に伝
   達する変位伝達部材とからなる流体制御弁。