JPH074534A - 自動調節弁 - Google Patents
自動調節弁Info
- Publication number
- JPH074534A JPH074534A JP14754293A JP14754293A JPH074534A JP H074534 A JPH074534 A JP H074534A JP 14754293 A JP14754293 A JP 14754293A JP 14754293 A JP14754293 A JP 14754293A JP H074534 A JPH074534 A JP H074534A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve seat
- valve
- valve body
- holes
- seat
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小ストロークで比較的大きな流量を得るこ
とができると共に弁体、弁座をコンパクトにまとめアク
チュエータの負荷も軽減する。 【構成】 上流と下流を隔てる隔壁と、該隔壁に設けら
れ、複数の連通孔を有する弁座と、該弁座に対置し平板
で平滑な面を有する弁体とを備え、該弁体には複数の貫
通孔を設け、該貫通孔の位置は、前記弁体と弁座を重ね
合わせた時に弁座連通孔と交互に位置していることを特
徴とする自動調節弁。
とができると共に弁体、弁座をコンパクトにまとめアク
チュエータの負荷も軽減する。 【構成】 上流と下流を隔てる隔壁と、該隔壁に設けら
れ、複数の連通孔を有する弁座と、該弁座に対置し平板
で平滑な面を有する弁体とを備え、該弁体には複数の貫
通孔を設け、該貫通孔の位置は、前記弁体と弁座を重ね
合わせた時に弁座連通孔と交互に位置していることを特
徴とする自動調節弁。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動軸が直線運動をす
るアクチュエータによって弁体と弁座の間に形成される
間隙を調節して、流体の流量を制御する自動調節弁に関
する。特に微小ストロークで比較的大きな流量を制御し
たい場合に適した弁体、弁座の構造に関する。
るアクチュエータによって弁体と弁座の間に形成される
間隙を調節して、流体の流量を制御する自動調節弁に関
する。特に微小ストロークで比較的大きな流量を制御し
たい場合に適した弁体、弁座の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は実開平２−116071号に開示された
流量調節弁の弁座である。このものは弁座を分割し、分
散配置して各分割弁座孔の上部に面積の広い弁口を設
け、弁口の周囲に隔壁をめぐらし、隔壁とフラッパーの
間に形成される隙間から、隣接する対向溝へと流体が流
れ、さらに対向溝を通って下流側出口へと流れる。とこ
ろがこの構造では最大流量を増やすためには隔壁で囲ま
れた弁口の面積を大きくとらねばならないのでフラッパ
ーが受ける背圧がそれだけ大きくなりアクチュエータの
出力に十分な余裕がなければならない。さらにフラッパ
ーの径が大きくなることはフラッパーのわずかな傾斜に
よっても流量の変化に影響を及ぼすという問題がある。
他の従来例として、図９にあげた実公昭62−6374号に開
示された調節弁がある。この例では、弁体に掛かる圧力
を小さくする工夫がされているが、ストロークを小さく
して最大流量を大きくするためには、弁座、弁頭の直径
を大きくしなければならず本質的に小型化には適さず、
構造も複雑となる。微小ストロークで大流量を得るため
の基本的な考え方は、例えば図10で直径ｄの弁座で、最
大流量を得るための弁体のストロークｔは次式で求めら
れる。 ｔ≧ｄ／４──────（１） 流量を減らさずにストロークを小さくするためには図11
に示すように弁座径を大きくすることで達せられる。こ
の場合 ｔ1＝ｄ／ｄ1ｔ────（２） である。この場合、弁体の受圧面積が直径の２乗に比例
して増えるので特に締切圧を考慮すると弁体を支えるア
クチュエータの力を元の（ｄ1／ｄ）2倍にする必要があ
る。この受圧面積の増加という問題を解決するため、た
とえば図12のように弁座の不必要な部分を隠ぺいし弁座
を一部に極小の切欠きのある略円環状の溝とすることに
よって達成せられる。図10と図12の開口面積が等しいと
き、次式の関係が成り立つ。 ｄ2≒ｄ1 2−ｄ2 2＝４ｄ1ｔ1────（３） さらにストロークを小さくするためには、図13のように
弁体12上部へ通ずる貫通孔を設けることによって達せら
れる。この時、 ｄ2＝ｄ1 2−ｄ2 2＝４（ｄ1＋ｄ2）ｔ2────（４） すなわち ｄ1−ｄ2＝４ｔ2────（５） が得られる。つまりｄ1−ｄ2を小さくしたまま、ｄ1，
ｄ2を大きくとることによって弁体の面圧を最小に抑え
てしかも開口面積を変えずにストロークを小さくでき
る。しかしながらこの方法の欠点は、ストロークを小さ
くするためには弁体外径を大きくする必要があり、小型
化と弁体の傾斜の影響という問題は依然として残る。上
記従来例は、いわば図８が図11に、図９が図13にそれぞ
れ対応しているといえる。
流量調節弁の弁座である。このものは弁座を分割し、分
散配置して各分割弁座孔の上部に面積の広い弁口を設
け、弁口の周囲に隔壁をめぐらし、隔壁とフラッパーの
間に形成される隙間から、隣接する対向溝へと流体が流
れ、さらに対向溝を通って下流側出口へと流れる。とこ
ろがこの構造では最大流量を増やすためには隔壁で囲ま
れた弁口の面積を大きくとらねばならないのでフラッパ
ーが受ける背圧がそれだけ大きくなりアクチュエータの
出力に十分な余裕がなければならない。さらにフラッパ
ーの径が大きくなることはフラッパーのわずかな傾斜に
よっても流量の変化に影響を及ぼすという問題がある。
他の従来例として、図９にあげた実公昭62−6374号に開
示された調節弁がある。この例では、弁体に掛かる圧力
を小さくする工夫がされているが、ストロークを小さく
して最大流量を大きくするためには、弁座、弁頭の直径
を大きくしなければならず本質的に小型化には適さず、
構造も複雑となる。微小ストロークで大流量を得るため
の基本的な考え方は、例えば図10で直径ｄの弁座で、最
大流量を得るための弁体のストロークｔは次式で求めら
れる。 ｔ≧ｄ／４──────（１） 流量を減らさずにストロークを小さくするためには図11
に示すように弁座径を大きくすることで達せられる。こ
の場合 ｔ1＝ｄ／ｄ1ｔ────（２） である。この場合、弁体の受圧面積が直径の２乗に比例
して増えるので特に締切圧を考慮すると弁体を支えるア
クチュエータの力を元の（ｄ1／ｄ）2倍にする必要があ
る。この受圧面積の増加という問題を解決するため、た
とえば図12のように弁座の不必要な部分を隠ぺいし弁座
を一部に極小の切欠きのある略円環状の溝とすることに
よって達成せられる。図10と図12の開口面積が等しいと
き、次式の関係が成り立つ。 ｄ2≒ｄ1 2−ｄ2 2＝４ｄ1ｔ1────（３） さらにストロークを小さくするためには、図13のように
弁体12上部へ通ずる貫通孔を設けることによって達せら
れる。この時、 ｄ2＝ｄ1 2−ｄ2 2＝４（ｄ1＋ｄ2）ｔ2────（４） すなわち ｄ1−ｄ2＝４ｔ2────（５） が得られる。つまりｄ1−ｄ2を小さくしたまま、ｄ1，
ｄ2を大きくとることによって弁体の面圧を最小に抑え
てしかも開口面積を変えずにストロークを小さくでき
る。しかしながらこの方法の欠点は、ストロークを小さ
くするためには弁体外径を大きくする必要があり、小型
化と弁体の傾斜の影響という問題は依然として残る。上
記従来例は、いわば図８が図11に、図９が図13にそれぞ
れ対応しているといえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の欠点を解決し、微小ストロークで比較的大き
な流量を、アクチュエータの負担を最小限に抑えかつコ
ンパクトな弁体弁座によって、制御することのできる調
節弁を提供するものである。
従来技術の欠点を解決し、微小ストロークで比較的大き
な流量を、アクチュエータの負担を最小限に抑えかつコ
ンパクトな弁体弁座によって、制御することのできる調
節弁を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上流側と下流
側を隔てる隔壁と、該隔壁に設けられ、複数の連通孔を
有する弁座と、該弁座に対置し平板で平滑な面を有する
弁体とを備え、該弁体には複数の貫通孔を設け、該貫通
孔の位置は、前記弁体と弁座を重ね合わせた時に、弁座
連通孔と交互に位置している自動調節弁である。
側を隔てる隔壁と、該隔壁に設けられ、複数の連通孔を
有する弁座と、該弁座に対置し平板で平滑な面を有する
弁体とを備え、該弁体には複数の貫通孔を設け、該貫通
孔の位置は、前記弁体と弁座を重ね合わせた時に、弁座
連通孔と交互に位置している自動調節弁である。
【０００５】
【作用】図５は、本発明の一実施例で弁座の連通孔が巾
ｗ、長さｌの場合を示す。但しｌ≫ｗとする。この場
合、ストロークｔ2とｗの関係は次式（６）であらわさ
れる。但しスリット状弁座の端の影響は無視した。 ｗ≒２ｔ2──────（６） 図５で開口面積Ｓ2は次式（７）であらわされる。 Ｓ2≒２ｔ2×ｌ────（７） 式（７）から、Ｓ2を一定にしてｌを大きくとればそれ
だけｔ2を小さくできる。しかも（６）式からｗも小さ
くできる。ここでｌを分割して並行に配列すると図６に
示したようにまとめることができる。この場合、図６の
Ｂ部は弁体・弁座に囲まれていてここに流体が滞留す
る。それを解決するため図７に示すように弁体上部に流
路貫通孔を交互に設けた。こうすれば流体は弁体上部へ
すぐに抜けるので、弁体にかかる背圧や無駄な流過抵抗
の問題が解決し、しかも弁体の寸法がコンパクトにまと
められているので、弁体の傾斜で起る問題も解決でき
る。弁体のストロークは弁座の連通孔を細くすることに
よって任意に小さくでき、しかもこれを分割して並列配
置することもできるのでコンパクトな弁座にまとめるこ
とができる。さらに弁体にかかる差圧力も上記のように
弁体に設けた貫通孔で回避でき、連通孔の面積の総和×
差圧に相当するだけの最小限に抑えることができる。さ
らに、隣接する連通孔を通る流体は弁体上部の貫通孔へ
と抜けるので滞留しない。すなわち、本発明によれば微
小ストロークで面圧の増加が最小限に抑えられてしかも
コンパクトな弁体で大流量を得ることが出来る。
ｗ、長さｌの場合を示す。但しｌ≫ｗとする。この場
合、ストロークｔ2とｗの関係は次式（６）であらわさ
れる。但しスリット状弁座の端の影響は無視した。 ｗ≒２ｔ2──────（６） 図５で開口面積Ｓ2は次式（７）であらわされる。 Ｓ2≒２ｔ2×ｌ────（７） 式（７）から、Ｓ2を一定にしてｌを大きくとればそれ
だけｔ2を小さくできる。しかも（６）式からｗも小さ
くできる。ここでｌを分割して並行に配列すると図６に
示したようにまとめることができる。この場合、図６の
Ｂ部は弁体・弁座に囲まれていてここに流体が滞留す
る。それを解決するため図７に示すように弁体上部に流
路貫通孔を交互に設けた。こうすれば流体は弁体上部へ
すぐに抜けるので、弁体にかかる背圧や無駄な流過抵抗
の問題が解決し、しかも弁体の寸法がコンパクトにまと
められているので、弁体の傾斜で起る問題も解決でき
る。弁体のストロークは弁座の連通孔を細くすることに
よって任意に小さくでき、しかもこれを分割して並列配
置することもできるのでコンパクトな弁座にまとめるこ
とができる。さらに弁体にかかる差圧力も上記のように
弁体に設けた貫通孔で回避でき、連通孔の面積の総和×
差圧に相当するだけの最小限に抑えることができる。さ
らに、隣接する連通孔を通る流体は弁体上部の貫通孔へ
と抜けるので滞留しない。すなわち、本発明によれば微
小ストロークで面圧の増加が最小限に抑えられてしかも
コンパクトな弁体で大流量を得ることが出来る。
【０００６】
【実施例】以下に弁座にスリット状連通孔を設けた場合
の一つの実施例を示す。図３は、図10で弁座径ｄ＝1.5m
mに相当する面積の弁座を、本発明を適用して、巾ｗ＝
0.05mm、全長ｌ＝35.3mmのスリット状連通孔を７等分し
て配列した弁座の例である。この例ではストロークｔ2
は0.025mm（25ミクロンｍ）あれば良い。ところが図10
では最大ストロークｔは0.375mm（＝375ミクロンｍ）必
要である。これをストロークが最大25ミクロンｍとした
場合、図11の方法ではｄ1＝22.5mm、図13の方法ではＤ1
＝11.3mm、本実施例では、前記図３に示したようにスリ
ット状の連通孔を採用する場合、スリット巾ｗと全長ｌ
は、 ｗ≧50ミクロンｍ，ｌ≒35.3mm これをスリット間隙0.5mmとして７分割すると略3.5×５
mm2の面積内に収めることができる。実際には、アクチ
ュエータの出力に十分な余裕があれば、加工上の問題、
細いスリットとしたことによる流過抵抗の問題等を考慮
して、巾ｗを例えば0.1mm（100ミクロンｍ）としても、
締切圧が２倍になる以外、流量調節弁としての働きは変
らない。図２は弁体・弁座とヨークの要部を示す一部断
面図で、図１はこれらをダイヤフラムで外部を遮断しア
クチュエータにとりつけ流量調節弁として組みたてた実
施例である。これまで、連通孔が細長いスリット状の場
合で説明したが、これらが円形の場合にも同様な効果が
得られる。図４は弁座と弁体の各連通孔と貫通孔の寸法
位置関係を示したもので、（イ）→（ロ）→（ハ）→
（ニ）に従って径は小さくなりストロークも連通孔の径
の１／４になるので、やはり小さくなる。他方弁座全体
としては寸法が一定であることがこの図から容易に読み
とれる。換言すれば、本発明の方法によれば弁座・弁体
の大きさを変えずに、かつ開口面積を変えずに、ストロ
ークを任意にに小さくすることができる。一般に連通孔
は細いあるいは小さいものであれば形状は問わない。但
し対置する弁体に貫通孔が必要である。
の一つの実施例を示す。図３は、図10で弁座径ｄ＝1.5m
mに相当する面積の弁座を、本発明を適用して、巾ｗ＝
0.05mm、全長ｌ＝35.3mmのスリット状連通孔を７等分し
て配列した弁座の例である。この例ではストロークｔ2
は0.025mm（25ミクロンｍ）あれば良い。ところが図10
では最大ストロークｔは0.375mm（＝375ミクロンｍ）必
要である。これをストロークが最大25ミクロンｍとした
場合、図11の方法ではｄ1＝22.5mm、図13の方法ではＤ1
＝11.3mm、本実施例では、前記図３に示したようにスリ
ット状の連通孔を採用する場合、スリット巾ｗと全長ｌ
は、 ｗ≧50ミクロンｍ，ｌ≒35.3mm これをスリット間隙0.5mmとして７分割すると略3.5×５
mm2の面積内に収めることができる。実際には、アクチ
ュエータの出力に十分な余裕があれば、加工上の問題、
細いスリットとしたことによる流過抵抗の問題等を考慮
して、巾ｗを例えば0.1mm（100ミクロンｍ）としても、
締切圧が２倍になる以外、流量調節弁としての働きは変
らない。図２は弁体・弁座とヨークの要部を示す一部断
面図で、図１はこれらをダイヤフラムで外部を遮断しア
クチュエータにとりつけ流量調節弁として組みたてた実
施例である。これまで、連通孔が細長いスリット状の場
合で説明したが、これらが円形の場合にも同様な効果が
得られる。図４は弁座と弁体の各連通孔と貫通孔の寸法
位置関係を示したもので、（イ）→（ロ）→（ハ）→
（ニ）に従って径は小さくなりストロークも連通孔の径
の１／４になるので、やはり小さくなる。他方弁座全体
としては寸法が一定であることがこの図から容易に読み
とれる。換言すれば、本発明の方法によれば弁座・弁体
の大きさを変えずに、かつ開口面積を変えずに、ストロ
ークを任意にに小さくすることができる。一般に連通孔
は細いあるいは小さいものであれば形状は問わない。但
し対置する弁体に貫通孔が必要である。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、微小ストロークで比較
的大きな流量を得ることができると共に流体の流過抵抗
と背圧を排除できることから、応答性が良く、弁体・弁
座をコンパクトにして、アクチュエータの負担も軽減で
きる。
的大きな流量を得ることができると共に流体の流過抵抗
と背圧を排除できることから、応答性が良く、弁体・弁
座をコンパクトにして、アクチュエータの負担も軽減で
きる。
【図１】 図１から図７は本発明を説明する図で、図１
は本発明の流量調節弁の一例を示す断面図である。
は本発明の流量調節弁の一例を示す断面図である。
【図２】 弁体と弁座の要部拡大図である。
【図３】 弁座に設けたスリット状の連通孔の例を示す
図である。
図である。
【図４】 弁体と弁座に設ける連通孔と貫通孔の他の例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 本発明の一例を説明する図である。
【図６】 本発明の一例を説明する図である。
【図７】 本発明の一例を説明する図である。
【図８】 従来の大流量を得るための調節弁の公知例を
示す図である。
示す図である。
【図９】 従来の他の公知例を示す図である。
【図10】 従来例を説明する図である。
【図11】 従来例を説明する図である。
【図12】 従来例を説明する図である。
【図13】 従来例を説明する図である。
１…弁箱 ２…隔壁 ３…連通孔 ４…弁座 ５…弁体 ６…貫通孔 ７…ヨーク ８…ダイアフラム ９…アクチュエータ 10…ハウジング
Claims (1)
- 【請求項１】 上流側と下流側を隔てる隔壁と、該隔壁
に設けられ、複数の連通孔を有する弁座と、該弁座に対
置し平板で平滑な面を有する弁体とを備え、該弁体には
複数の貫通孔を設け、該貫通孔の位置は、前記弁体と弁
座を重ね合わせた時に、弁座連通孔と交互に位置してい
ることを特徴とする自動調節弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14754293A JPH074534A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 自動調節弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14754293A JPH074534A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 自動調節弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074534A true JPH074534A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15432680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14754293A Pending JPH074534A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 自動調節弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074534A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017053405A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 株式会社キッツエスシーティー | アクチュエータ付きバルブ |
| WO2023022115A1 (ja) * | 2021-08-16 | 2023-02-23 | 株式会社サタケ | 圧電式バルブ |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14754293A patent/JPH074534A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017053405A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 株式会社キッツエスシーティー | アクチュエータ付きバルブ |
| WO2023022115A1 (ja) * | 2021-08-16 | 2023-02-23 | 株式会社サタケ | 圧電式バルブ |
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