JPS6347579A - 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】 ［技術の分野］ この発明は、弁に関する。

更に詳細には、弁体が電磁力により生じさせられる回転
力により作動する弁に関するのであり、介在する摺動密
月部を経由して、弁体が外部から機械的に動作させられ
ることがない弁に関する。

［発明の目的］ 管路外の構造体が殆どないか、あるいは管路外の構造体
が可及的に小型化され、弁体がネジ利用により強力に動
作させられる弁を提供することが、この発明の目的であ
る。

弁のアクチュエーターは配管系が組立てられる場合に相
当の空間を必要とする。

機器と配管系が可及的にコンパクトに組立てられる必要
がある場合には弁のアクチュエーターが占める空間も極
力削減されることが望まれる。

流路の開閉のみでなく、弁には流量調節殿能において精
密であることが求められる。

この発明は、これらの要望に充分に応えるものである。

［発明の構成］ 流体用の管状流路は、通常、その横断面か円形でおるが
、この発明の弁においては、流体の管状′Ａ路は必要に
応じて、その横断面が円形でなくてもよく、楕円・三角
形、方形、その他の多角形であってよい。

この発明の弁の管状流路は、その外観が配管系の管路の
一部分であるかのように、接続される管路と同一のタト
径のものであってもよく、管路より若干大ぎい外径であ
ってもよく、この外径以下において任意に選択される。

管状流路を構成する区画壁の材料は、可及的にＺｍ率が
大ぎい材料もあることが、弁を作動させるための磁界発
生源と回転子との間に管状流路壁が介在する場合には望
ましい。

管路を構成するための区画壁材料として、通常使用され
ている金属材料、非金属材料、即ち、高分子材料、セラ
ミック材料などの中から適宜に選択される。

管状流路中に弁体を作動させる１基以上の回転子か電動
機が設備される。

大口径の弁に回転子が使用される場合などには、回転子
駆動用の磁界発生源の適当な配設位置と、　。

トルクなどの方向変換機唱に応じて流体の流通方向に対
する回転軸の角度が選択される。

同様に電動機の回転軸の方向も流体の流通方向に対して
任意の角度の傾斜が与えられてよい。

回転子または電動機は、この発明の弁の弁体と弁座に関
して流体の上流側に位置しても下流側に位置しても両方
側に位置させられてもよい。

両方側に位置する場合は、弁体を上流側と下流側の回転
子などが協同して作動させる。

回転子は管状流路中に存在して流体の流通を妨害するこ
ととなるのでおり、この妨害を最小限に止めるために、
回転子には流体が貫通して通過するための可及的に大ぎ
く可及的に多くの流体の貫通部が与えられる。

同様に、電動機が管状流路中に固定される場合も、当然
に管状流路の横断面積中に占める電動機とその固定用部
分の投影面積が、小さくなり１■る電動機か選択されて
流体流通用の横断面面積が大きくされなければならない
。

回転子の回転時と静止時とを考慮し、貫通部は流体の流
通と同一方向に貫通させられてもよく、流体の流通と回
転子の回転が促進されるため流体の流通方向に対して傾
斜した方向を以て回転子を円通させられてもよい。

貫通部の横断面形状は、当然、回転子の薇械的強度も考
慮して選択される。

回転子の外周縁と管状流路内壁面との間隙に、回転子の
外周縁に凹凸が与えられるか恰状流路内壁面に凹凸が与
えられて回転子設置部分の流体の通過抵抗が減少させら
れてもよく、この通過抵抗の減少手段は前記の出通部と
併用されてもよい。

回転子の外周縁の凹凸の画部分は、例えばタービン・プ
レート状とされて前記の回転子の４通部の角度が選択さ
れると同様の機能を付与されてもよい。

貫通部あるいは外周にインペラー機能が付与される回転
子の回転力が強化され、回転軸から弁体への回転力伝達
の断続＋ａ溝を付属させられて、この発明の弁はポンプ
機能を併有させられてもよい。

必要に応じて、回転子または電動機の回転１仙には任意
にその回転を停止固定する数域的または電気的制動装置
が付属する。

この発明の弁の管状流路の内径が小ざい場合、その他、
所望の場合など、回転子の外周部分を支承し回転子を回
転させるための支承軌道が１以上管状流路の内壁面に設
備される。

回転子の外周部分と支承軌道との接触はころがり支承で
もよく、支承軌道などの表面が低摩隙係数の表面であり
得る高分子物質などを以て被覆されている場合、めるい
は弁を流通する流体に潤滑能力がある場合【こは外周部
分表面と支承軌ｊ０表面が１習動する滑り支承でもにい
。

支承軌道によることなく回転子、または電動機を流体の
管状流路中に位置させられるため、１塁以上の軸受は固
定具が管状流路の内壁上に設備される。す１１１受は固
定具の使用の場合も、ころがり軸受け、あるいは滑り軸
受けか使用される。

この弁明の弁の回転子または電動機は、管状流路中の所
望の位置に固定されて動作ηればよいのであり、ナｒ体
・弁座との距朗］は（：Ｉｌ−意に選択され、フレキシ
ブル回転軸とぞの支承手段の利用により回転子などの回
転軸の回転力が伝達されて弁体・弁座との間に流路の曲
折があることも許容される。

同一回転軸に回転子は１基以上、所望個数が固定されて
、同様に電動機は同一回転軸に対して所望組数のロータ
ーとステーターが並設固定されて必要な回転力が発生さ
せられる。

回転子または電動機の回転！１ｒｌｌＩおよび弁体と弁
座が構成する弁は能部は管状流路の中心に位置してもよ
く偏心的に位置させられてもよい。

この発明の弁の弁体は回転子などの回転軸が、回転によ
り回転軸方向に繰り出される支承部分構造により支承さ
れる回転軸に直接に結合され、弁体は回転しつつ弁座と
嵌合させられてもよい。

回転子または電動機のトルクが小さい場合、回転子また
は電動機の回転長に対づる弁体の変位を小さくし流量微
調整能力を向上させる場合などのため回転子または電動
機の回転軸に各種の歯車その他の回転力伝達機械要素が
使用される変速変換殿１苺が結合されて弁体の駆動用の
回転軸または推進後退軸が動作させられてもよい。

回転子を駆動するための所望個数の回転磁界発生源が、
管状流路内、内壁面上、壁面内または壁面外側に設備さ
れる。

磁界発生源は対腐蝕性・耐熱性・対＠触性なと必要な耐
性を有する被覆が与えられ、管状流路内か内壁面上に固
定されてもよく、壁面内に埋設されてもよく、回転子に
必要な回転力を与えるに充分な容量を与えられて管状流
路の壁面外側に設陥されてもよい。

磁界は固定子に与えられてもよく、回転子に与えられて
もよく、両方に与えられてもよい。

壁面内に埋設あるいは管状流路の壁面外側に設備される
場合、必要に応じて磁界発生源には冷却は能部が付属さ
せられる。

磁界発生源の配股位首は管状流路中ｉこ位置１６回転子
の回転軸の方向に応じて定まる。

磁界発生源に通じられる電流の波形が、変化させられて
弁体の作動状態は任意に制御される。

磁界発生源に印加される電圧・電流はパルス電圧・電流
、交流、直流のいずれであってもよい。

弁体・弁座の大きざ・形状その他による弁の流量特性を
、弁が使用される流路系の所望の流量変化特性に適合さ
せるため、磁界発生源の極数、磁界発生源の機械的・幾
何学的構造形状が変化させられてもよく、印加される電
圧・電流の波形・周波数、更には各磁界発生源の幾何学
的位置に対応して、各磁界発生源に印加される電圧・電
流の位置・大きさが可変型とされて回転子などの回転速
度・回転力が変化させられてもよい。

回転子あるいは固定子は少なくとも一方が電圧電流を印
加される磁性体であればよく、相手側の回転子あるいは
磁性体か、外部磁界により内部に渦電流が発生する金属
などの導電性物質であればよく、電圧・電流が印加され
るか、印加されない線輪を構成する金属体などの導電性
物体が内蔵される型式のものでもよい。

回転子の回転速度・回転数の検出には、パルス電圧″・
電流による場合、ピックアップ・コイル、光電スイッチ
が利用されてもよく、回転子の回転数、あるいは回転子
・弁体の位置・姿勢の全域に亘ってその位置の検出が必
要な場合にはホール素子、ホール集積回路、磁気抵抗素
子、ウィガンド効果素子、磁気トランジスター、差動ト
ランスフォーマ−なとの検知系が利用８れてもよく、弁
の全開・仝閉時、弁体の移動が停止させられるため、弁
体内体の位置が検知されるためには、更にリミットスイ
ッチ、リード・スイッチ、圧電スイッチ、光電スイッチ
、トルク・スイッチなどが利用されてもよい。

回転子自体が滑りネジ、ボールネジ機構によって回転軸
に結合されるか、前記の変速変換機構が回転子または電
動機の回転軸に結合されており、変速変換機構の出力が
推進後退軸によって与えられる場合以外は、回転子また
は電１７１機の回転軸または回転子の回転軸に機械的に
結合される回転軸に、−個以上の弁体が滑りネジ、ボー
ルネジあるいはウオーム・ホイールなどを介して結合さ
れる。

弁体に対応して嵌合し、弁を溝成刃−る−（固以上の弁
座が管状流路中に８２瀦される 弁体は、電動機か回転子の回転軸、この回転軸には械的
に結合される回転軸の回転または変速変換機構の推進後
退軸により、弁座に密着させられ、弁座から離脱させら
れる。

弁体の形状は、通常のグローブ・バルブ、ニードル・バ
ルブ、スルース・バルブ、バタフライ・バルブ、ケージ
・バルブなどのいずれであってもよい。

弁体は、回転子などの回転軸の回転により直接的か滑り
ネジあるいはボールネジを介して弁体が直線的に変位さ
せられるか、回転子の回転軸などの回転がウオーム・ギ
１７とウオーム・ホイールを介してバタフライ・バルブ
の弁体が回転させられるか、あるいは変速変換機構の推
進後退軸によって作動させられる。

弁体は、この発明の弁の管状流路の一端または両端にあ
る弁座から離脱し、この発明の弁の管状流路の外方へ移
行して、弁が開放される型式に配設されてもよい。

回転子などの回転軸、あるいは弁体の作動軸には、管状
流路外から手動その伯により作動させる手段が所望によ
り付属させられてもよい。

弁座は、弁体の作動の態様に応じて、流体の管状流路中
か管状流路の端部（ご設けられる。

回転子または電動機の回転軸の回転は、回転軸と弁体と
の間に自在接手、フレキシブル伝導軸、変速変換機構な
どが使用され、弁体に設けられた滑りネジかボールネジ
付の穿孔また＜、ｔウオームホイールと螺合させられて
伝達され弁体が推進・後退あるいは回転させられ得るた
め、弁体と弁座の軸が電動機などの回転軸と同一直線上
になくてもよく、弁開孔面・弁座は流体の流通方向に対
して直角とされなくてもよい。

弁座に環状のベローズが付属させられベローズ内部の流
体圧が検出・制御されて弁の閉止時の弁体と弁座の接近
・接触が円滑化され、接触後の密閉性が向上させられて
もよい。

弁体と弁座が構成する弁部分は、回転子の上流側にあっ
てもよく、下流側にあってもよく、上流側と下流側の両
方に設けられてもよい。

弁体と弁座には、そのいずれか、または両者にラビリン
ス機能部分が付与されてもよい。

複数組の弁体・弁座が、この発明の１基の弁にある場合
は、それぞれの弁体・弁座の間の流流路に分岐排出用の
開孔が付属させられて三方向以上の多方向弁が構成させ
られてもよい。

この発明の弁に、チエツク・バルブ機能も併有させるた
めに行中の流路の適当する位置にチエツク・バルブ用の
弁体と弁座が設備されてもよい。

［図面による説明］ 第１図、乃至　第６図は、この発明の弁の縦断原型図で
ある。

第１図は、この発明がニードル・バルブに過用されてい
る一例を示す。

断面が円形の管状流路の壁１の外方の一部分をを包囲し
て回転磁界発生用のコイル群２が配設される。

このニードル・バルブの開度調節のためコイル群２に供
給される電流の方向・電圧・周波数・波形に応じて、管
状流路内に２基の固定具３により支承され位置させられ
ている回転子４が回転する。

回転子４の軸５の一端側にはネジ部分６があり、弁体７
の内ネジ部分８と噛合って、滑りネジ部を構成する。

回転子４の回転により澗りネジ部が、壁１に固定されて
おり弁体７の回転を阻止して直進させる案内板９と協同
して、弁体７と弁座１０とを嵌合させ、離脱させる。

第２図は、回転子４が固定具によることなく、壁１の表
面の軌道部分１１上を転動するベアリングボールによっ
て支承されて回転することにより動作させられるニード
ル・バルブの原型図でおる。

第３図は、ダム壁などに設備され、放水弁としての使用
などに適当する型式のバルブであり、弁座１０が管状流
路の端部にあり、弁の開放時に弁体７は、この発明の弁
の管状流路外に突出される。

第４図は、回転子４が弁体７の推進軸と螺合させられる
ニードル・バルブの原型図である。

第５図は、二つの弁座１０と弁体７が二つの門能部分か
らなるスルース・バルブの原型を示す。

第６図は、コイル群２と回転子４が一基の電動機１３と
して密閉器に収容されて管状流路内にδシ備される型式
のニードル・バルブの原型図である。

電動機の固定具３中をｄ通して穿設される通路１２は電
気配線用と電動機糸ｆＪｌｔＲ体の流入流出用の両用に
使用され１ｑる。

【図面の簡単な説明】

第１図、乃至　第６図は、この発明の弁の縦断原型図で
ある。　なお、図中の太線矢印は流体を示している。 ［記号リスト］ １　壁（管状流路）　８　内ネジ部分 ２　コイル群　　　　９　案内板 ３　固定具　　　　　１０　　弁座 ４　回転子　　　　　１１　　軌道部分５　軸　　　　
　　　１２　　通路 ６　ネジ部分　　　　１３　　電動機 ７　弁体 出願人　東洋エンジニアリング株式会社第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　管状流路中に、流体貫流用部分を有する回転子が管状
   流路の内壁面上の支承軌道か軸受け固定具によりその位
   置を固定されて設けられ、回転子を管状流路中において
   回転させる磁界発生源が管状流路内空間、管状流路の内
   壁面上、壁面内か壁面外に固定的に設備されるか、 管状流路中に固定された密閉型の電動機が設備され、 回転子自体、回転子または電動機の回転軸か、この回転
   軸に機械的に結合された他の回転軸か推進後退軸により
   動作させられる弁体が設備され、弁体に対応嵌合して弁
   を構成する弁座が設備されることを特徴とする弁。