JPH05263793A - 渦流形素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比例動作特性を持った渦流形素子を提供する
こと。 【構成】 渦室２の半径方向に流体供給口３を、渦室の
接線方向に制御流体供給口４を、渦室中央に流出口５を
それぞれ備えた、流体供給口３から流入した流体が制御
流体供給口４から流入する制御流によって渦室２に旋回
流を誘起させる渦流形素子において、渦室内に制御流に
よって誘起される旋回流の強さを弱め、半径方向の速度
成分を大きくする複数の楔状突起６を設けた、これによ
り渦流形素子に比例動作特性を持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、渦流形素子に関し、特
に比例動作特性を有する渦流形素子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】図６は従来の渦流形素子の概略構造を示す
図で、図６（ａ）は平断面図、図６（ｂ）側断面図であ
る。渦流形素子１は、渦室２の半径方向に流体供給口３
を、渦室２の接線方向に制御流体供給口４を、渦室中央
に流出口５を設けた構造である。流体供給口３から半径
方向に流入した流体は、図６のＡの領域で接線方向に流
入した制御流体供給口４からの制御流の運動量を受けて
流方向が変化し、渦室２内に旋回流を形成する。もとも
と、制御流が無い場合の流入口から流出口に至る流れ
は、あまり安定していないため、制御流により安定性の
良い旋回流を生じる。

【０００３】図７は上記構造の渦流形素子の出力流量−
制御流圧力特性を示す図である。制御流により形成され
る安定性のよい旋回流は、半径方向の流れを阻害するた
め、図７に示すように出力流量−制御流圧力特性はダイ
オード特性となる。従って、従来の渦流形素子はその用
途が切り換え素子としての用途に限定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、渦流形
素子は他の流体素子と異なり、全流量を漏洩無しに取り
出せ、パワー出力を得ることができることから、制御範
囲の広い比例動作特性が得られれば純流体式制御素子と
して応用範囲が大きくなるにもかかわらず、このような
比例動作特性を持った渦流形素子がなかった。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、比例動作特性を持った渦流形素子を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、渦室の半径方向に流体供給口を、渦室の接線
方向に制御流体供給口を、渦室中央に流出口をそれぞれ
備え、流体供給口から流入した流体が制御流体供給口か
ら流入する制御流によって該渦室に旋回流を誘起させる
渦流形素子において、渦室内に制御流によって誘起され
る旋回流の強さを弱める手段を設けたことを特徴とす
る。

【０００７】また、渦流の強さを弱める手段が渦室内の
外周部に設けた複数の楔状の突起であることを特徴とす
る。

【０００８】また、渦流の強さを弱める手段が渦室内に
設けた旋回流の流れを該渦室内の中央にある流出口に導
くベーンであることを特徴とする。

【０００９】また、渦流の強さを弱める手段が渦室の上
下壁面を接近させ、該壁面の摩擦損失による渦流の強さ
を弱めるようにしたものであることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明は上記の如く、渦室内に制御流によって
誘起される旋回流の強さを弱める手段、即ち、渦室内の
外周部に設けた複数の楔状の突起又は旋回流の流れを渦
室内の中央の流出口に導くベーンを設けるか或るいは渦
室の上下壁面を接近させ壁面との摩擦損失を大きくして
旋回方向の速度成分を小さくすると、同時に半径方向の
速度成分が大きくなるので、渦流形素子が比例動作特性
を有することになり、該渦流形素子を比例制御弁として
利用することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の渦流形素子の概略構造を示す平
断面図である。図示するように、渦流形素子１は、渦室
２の半径方向に流体供給口３を、渦室２の接線方向に制
御流体供給口４を、渦室中央に流出口５を設け、流体供
給口３から流入する流体に、制御流体供給口４からの制
御流によって渦室２内に旋回流が誘起される点は図６に
示す従来の渦流形素子と同一である。

【００１２】本発明の渦流形素子が図６の従来の渦流形
素子と相違する点は、渦室２内の外周部に設けた複数の
楔状の突起６が設けられている点である。流体供給口３
から渦室２に流入した流体は、制御流体供給口４から供
給される接線方向の制御流によって旋回流となるが、渦
室２内の外周部に複数の楔状の突起６が設けられている
から、この旋回流の強さが弱まる。即ち、旋回方向の速
度成分が小さくなり、半径方向の成分が大きくなる。そ
の結果、流体は流体供給口３から流出口５へ流れ易くな
り、制御流圧力に比例した出力流量が得られるようにな
る。また、上記楔状の突起６の半径方向に対する角度、
突起６の数、突起６の高さを変化させることにって素子
の比例特性を変えることができる。

【００１３】図２は本発明の渦流形素子の他概略構造を
示す平断面図である。図示するように本渦流形素子１に
おいては、渦室２内の旋回流の強さを弱める手段とし
て、渦室２内に旋回流の流れを、渦室２内の中央にある
流出口５に導く複数個のベーン７を設けている。このベ
ーン７により渦室２内の旋回流の強さが弱まり半径方向
の成分が大きくなる。図５は図２の渦流形素子の出力流
量−制御流圧力特性を示す図である。図示するように、
この出力流量−制御流圧力特性が比例的になっている。

【００１４】図３は本発明の渦流形素子の他概略構造を
示す平断面図である。図示するように、本渦流形素子に
おいては、旋回流の強さを弱める手段が渦室２の上下壁
面２ａ，２ｂを接近させ、該壁面２ａ，２ｂの摩擦損失
によって旋回流の強さを弱めるようにしている。これに
より、旋回流の強さは弱まり半径方向の成分が大きくな
る。

【００１５】上記図１乃至図３に示す構造の渦流形素子
において、渦室２中央にある流出口５の構造を図４に示
すようにテーパ５ａを設けた構造とすることにより、流
体の流出口５からの流出がスムーズとなり、出力流量−
制御流圧力特性の比例性に効果的に寄与する。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、渦
室内に制御流によって誘起される旋回流の強さを弱める
手段を設け、旋回方向の速度成分を小さくし半径方向の
速度成分を大きくすることにより、渦流形素子に比例動
作特性を持たせることができるから、渦流形素子の応用
範囲が極めて広くなるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の渦流形素子の概略構造を示す平断面図
である。

【図２】本発明の渦流形素子の他概略構造を示す平断面
図である。

【図３】本発明の渦流形素子の他概略構造を示す側断面
図である。

【図４】本発明の渦流形素子の流出口構造例を示す側断
面図である。

【図５】図２の渦流形素子の出力流量−制御流圧力特性
を示す図である。

【図６】従来の渦流形素子の概略構造を示す平断面図で
ある。

【図７】従来の渦流形素子の出力流量−制御流圧力特性
を示す図である。

【符号の説明】

１ 渦流形素子 ２ 渦室 ３ 流体供給口 ４ 制御流体供給口 ５ 流出口 ６ 突起 ７ ベーン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 渦室の半径方向に流体供給口を、渦室の
   接線方向に制御流体供給口を、渦室中央に流出口をそれ
   ぞれ備えた、前記流体供給口から流入した流体が前記制
   御流体供給口から流入する制御流によって該渦室に旋回
   流を誘起させる渦流形素子において、 前記渦室内に前記制御流によって誘起される旋回流の強
   さを弱める手段を設けたことを特徴とする渦流形素子。
2. 【請求項２】 前記旋回流の強さを弱める手段が渦室内
   の外周部に設けた複数の楔状の突起であることを特徴と
   する請求項１記載の渦流形素子。
3. 【請求項３】 前記旋回流の強さを弱める手段が渦室内
   に設けた渦流の流れを該渦室内の中央にある流出口に導
   くベーンであることを特徴とする請求項１記載の渦流形
   素子。
4. 【請求項４】 前記旋回流の強さを弱める手段が渦室の
   上下壁面を接近させ、該壁面の摩擦損失によって旋回流
   の強さを弱めるようにしたものであることを特徴とする
   請求項１記載の渦流形素子。