KR101853879B1 - Exhaust pressure/flow controller - Google Patents
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Abstract
배기 압력, 배기 유량을 제어하는 제어기이며, 높은 응답성 및 제어 성을 가지고 소형으로 내식성, 내구성이 우수한 배기 압력/유량 제어기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
관통 유로를 갖는 밸브 몸체와,
상기 관통 유로 내에 배치되며, 팽창 부재와 상기 팽창 부재를 포함하여 형성되는 기밀 공동을 갖는 액추에이터와,
상기 팽창 부재의 기밀 공동 내에 제어용 기체를 공급 또는 배기하는 것에 의해, 상기 액추에이터의 외경을 증대 또는 감소시켜서 상기 관통 유로의 유로 단면적을 변화시키는 급배기 제어 수단과,
를 사용하여 배기 압력 제어기를 구성한다.And an exhaust pressure / flow controller having high responsiveness and controllability and excellent compactness and excellent corrosion resistance and durability.
A valve body having a through passage,
An actuator disposed in the through-flow passage and having an airtight cavity formed by including an expansion member and the expansion member;
Supply / exhaust control means for increasing or decreasing the outer diameter of the actuator by changing the flow path cross-sectional area of the through-flow passage by supplying or discharging the control gas into the airtight cavity of the expansion member,
To constitute an exhaust pressure controller.
Description
본 발명은 국소(局所) 배기 장치 또는 건조기 등의 배기 압력 및 배기 유량을 제어하는 배기 압력/유량 제어기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust pressure / flow controller for controlling exhaust pressure and exhaust flow rate in a local exhaust system or a dryer.
일반적으로 각종 연구소나 반도체 제조공장, 화학 공장 등에는 유해 가스나 악취 등의 확산을 방지하기 위해 드래프트 챔버(draft chamber) 등의 국소 배기 장치가 설치되어 있다.Generally, in various laboratories, semiconductor manufacturing plants, chemical plants, etc., a local exhaust system such as a draft chamber is installed in order to prevent the spread of harmful gas and odor.
이 국소 배기 장치는 일반적으로 덕트의 하류 측에 설치된 팬을 이용하여 유해 가스를 후드(hood)로 흡입시킨다. 후드로 흡입된 유해 가스는 제해(除害) 처리를 한 후, 덕트를 통해 팬으로 보내져 팬의 하류 측에 설치된 배기덕트에서 대기중으로 배출된다. 이러한 국소 배기 장치의 덕트에는 배기 압력을 제어하기 위한 댐퍼가 설치되는 것이 일반적이다.This local exhaust system generally sucks the harmful gas into the hood by using a fan installed on the downstream side of the duct. The harmful gas sucked into the hood is sent to the fan through the duct after the harm treatment, and is discharged to the atmosphere through the exhaust duct installed on the downstream side of the fan. The duct of the local exhaust system is generally provided with a damper for controlling the exhaust pressure.
도 15는 종래의 국소 배기 장치의 일례를 나타내는 구성도이다. 도 15에서 801은 후드이다. 후드(801)는 덕트(803a, 803b)를 통해 팬(805)의 흡입측에 접속되어 있다. 팬(805)의 배출측에는 배기 덕트(807)가 접속되어 있다. 덕트(803a)와 덕트(803b) 사이에는 댐퍼(900)가 설치되어 있다. 901은 댐퍼(900)를 구성하는 하우징이고, 그 양단의 개구(開口)부는 각각 덕트(803a, 803b)의 일단과 기밀하게 접속되어 있다.15 is a configuration diagram showing an example of a conventional local exhaust system. In Fig. 15,
도 16은 종래의 댐퍼(900)의 일례를 나타내는 구성도이다. 도 16에서 901은 양단이 개구된 통 형상의 하우징이며, 그 통 내에는 원판 형상의 밸브체 디스크(903)가 밸브 축(904)의 회전에 따라 회전 가능하게 설치되어 있다. 밸브체 디스크(903)는 액추에이터(905)에 의해 회전된다. 밸브체 디스크(903)의 회전에 따라 밸브의 개폐 각도는 변화한다. 밸브의 개폐 각도에 따라 하우징(901)에 접속되는 덕트의 배기 압력이나 배기 유량을 조절한다. 즉, 배기 압력을 낮추고 싶은 경우(부압을 크게 하고 싶은 경우)에는 밸브체 디스크(903)를 회전시켜 덕트 내의 유로를 넓게 하고, 배기 압력을 높이고 싶은 경우(부압을 작게 하고 싶은 경우)에는 밸브체 디스크(903)를 회전시켜서 덕트 내의 유로를 좁게 한다. 마찬가지로 배기 유량을 늘리고 싶은 경우는 밸브체 디스크(903)를 회전시켜 덕트 내의 유로를 넓게 하고, 배기 유량을 감소시키고 싶은 경우에는 밸브체 디스크(903)를 회전시켜 덕트 내의 유로를 좁게 한다.16 is a configuration diagram showing an example of a
특허 문헌 1에는 이러한 댐퍼를 사용하여 구성하는 유량 제어 밸브가 기재되어 있다. 이 댐퍼는 아래에 기재하는 문제를 갖고 있다.Patent Document 1 discloses a flow control valve constituted by using such a damper. This damper has a problem described below.
배기 압력이나 배기 유량은 밸브체 디스크의 회전에 의해 형성되는 밸브체 디스크와 하우징과의 클리어런스로 조절된다. 경미한 클리어런스 변화에 대해 조절량의 변동이 크기 때문에 압력 센서나 유량계의 피드백 제어시의 PID 등의 제어 상수(定數)를 구하는 것이 쉽지 않다. 또한 조건에 따라서는 밸브체 디스크의 회전이 일정하지 않고, 설정된 압력 값이나 유량 값의 전후에서 실제 값이 계속 변동된다.The exhaust pressure or the exhaust flow rate is adjusted by the clearance between the valve body disk and the housing formed by the rotation of the valve body disk. It is not easy to obtain a constant constant such as a PID at the time of feedback control of the pressure sensor or the flow meter because the variation of the adjustment amount is large with respect to the slight clearance change. Also, depending on the conditions, the rotation of the valve disc is not constant, and the actual value continuously fluctuates around the set pressure value and the flow rate value.
또한, 밸브체 디스크를 회전시키기 위해 하우징 외부에 액추에이터가 필요 하게되어 댐퍼 장치가 대형화, 중량화 한다. 슬라이딩부를 갖기 때문에 내구성이 부족할 수도 있다. 또한 액추에이터에 의해 밸브체 디스크의 회전 각도를 정밀하게 제어할 수 있도록 구성하는 경우, 댐퍼 장치가 높은 가격이 된다.Further, in order to rotate the valve disc, an actuator is required outside the housing, thereby increasing the size and weight of the damper device. Durability may be insufficient because it has a sliding portion. In addition, when the actuator is configured to precisely control the rotation angle of the valve disc, the damper device becomes expensive.
특허 문헌 2에는 팽창에 의해 내경(內徑)이 변화하는 고무 팽창 밸브를 이용한 배기 압력/유량 제어기가 개시되어 있다. 이 배기 압력/유량 제어기는 슬라이딩부를 갖지 않기 때문에 내구성이 높다. 그러나 큰 구경(口徑)의 덕트에 연결하는 경우, 고무 팽창 밸브의 고무 부분의 면적이 너무 커져서 장치가 대형화함과 동시에, 고무 부분을 장치 내에 유지하는 것이 어려워진다. 또한 고무 부분의 팽창ㆍ수축, 즉 밸브의 개폐에 필요한 제어용 기체의 부피가 커지기 때문에 밸브의 응답성이 저하하기 쉽다. 따라서 배기 압력/유량의 세밀한 제어가 곤란해진다.Patent Document 2 discloses an exhaust pressure / flow controller using a rubber expansion valve whose internal diameter is changed by expansion. This exhaust pressure / flow controller has high durability because it does not have a sliding portion. However, in the case of connecting to a large diameter duct, the area of the rubber portion of the rubber expansion valve becomes so large that the device becomes large and it becomes difficult to keep the rubber portion in the device. Also, since the volume of the control gas required for expansion and contraction of the rubber portion, that is, the opening and closing of the valve becomes large, the responsiveness of the valve tends to deteriorate. Therefore, it is difficult to finely control the exhaust pressure / flow rate.
본 발명은 배기 압력, 배기 유량을 제어하는 제어기(controller)이며, 높은 응답성 및 제어성을 가지며, 소형으로 내식성, 내구성이 우수한 배기 압력/유량 제어기를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an exhaust pressure / flow controller having a high responsiveness and controllability and being small in size and high in corrosion resistance and durability.
본 발명자는 배기 압력/유량 제어기의 밸브에 외경(外徑)이 변화하는 액추에이터를 사용하는 것에 착안했다. 이 액추에이터를 사용하면 큰 지름의 덕트에 접속하는 경우에 있어서도 장치를 소형화할 수 있다. 또한 고무 부분의 면적을 작게 할 수 있기 때문에 밸브의 응답성을 높일 수 있다. 또한 댐퍼 제어를 정밀하게 할 수 있고, 슬라이딩부를 갖지 않기 때문에 내식성, 내구성에도 우수한 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventor has focused on using an actuator whose outer diameter changes with the valve of the exhaust pressure / flow rate controller. By using this actuator, it is possible to reduce the size of the apparatus even when it is connected to a duct having a large diameter. Further, since the area of the rubber portion can be reduced, the responsiveness of the valve can be increased. Further, since the damper control can be performed precisely, and it has no sliding portion, it is excellent in corrosion resistance and durability, and the present invention has been accomplished.
상기 목적을 달성하는 본 발명은, 이하에 기재하는 것이다.The present invention for achieving the above object is as follows.
[1] 관통 유로를 갖는 밸브 몸체(body)와,[1] A valve comprising: a valve body having a through-
상기 관통 유로 내에 배치되고, 팽창 부재와 상기 팽창 부재를 포함하여 형성되는 기밀 공동(氣密 空洞)과를 갖는 액추에이터와,An actuator having an airtight cavity formed in the through-flow passage and formed by including an expansion member and the expansion member;
상기 기밀 공동 내에 제어용 기체를 공급 또는 배기하는 것에 의해 상기 액추에이터의 외경을 증대 또는 감소시켜서 상기 관통 유로의 유로 단면적을 변화시키는 급배기 제어 수단과,Air supply and exhaust control means for increasing or decreasing the outer diameter of the actuator by supplying or exhausting the control gas in the airtight cavity to change the flow passage sectional area of the through passage,
를 갖는 것을 특징으로 하는 배기 압력/유량 제어기.And an exhaust pressure / flow controller.
[2] 상기 액추에이터가,[2]
양단이 개구된 통 형상의 팽창 부재와,A tubular expansion member having open ends at both ends thereof,
상기 팽창 부재의 통 내에 삽입되며, 상기 팽창 부재의 각 끝단을 밀봉하여 설치한 코어 부재와,A core member inserted into the tube of the expansion member and sealing each end of the expansion member,
를 갖는 [1]에 기재된 배기 압력/유량 제어기.The exhaust pressure / flow controller according to [1].
[3] 상기 코어 부재가,[3]
상기 팽창 부재의 일단(一端)을 밀봉하여 설치한 부재 A와, 상기 팽창 부재의 타단(他端)을 밀봉하여 설치한 부재 B로 구성되며,A member A which is provided by sealing one end of the expansion member and a member B which is provided by sealing the other end of the expansion member,
부재 A와 부재 B가 서로의 거리를 멀리하도록 반발(附勢)하고 있는 코어 부재인 [2]에 기재된 배기 압력/유량 제어기.The exhaust pressure / flow controller according to [2], wherein the member A and the member B are resiliently biased to a distance from each other.
[4] 상기 관통 유로의 유로 방향과 그 축 중심을 평행하게 하여 상기 관통 유로 내에 삽입된 링 형상의 오리피스를 더 가진 [1]에 기재된 배기 압력/유량 제어기.[4] The exhaust pressure / flow controller according to [1], further comprising a ring-shaped orifice inserted in the through-flow passage in parallel with the flow direction of the through-flow passage and its axis.
본 발명의 배기 압력/유량 제어기(이하 " 배기 압력/유량 제어기"라 함)는 댐퍼 제어를 정밀하게 할 수 있고, 슬라이딩부를 갖지 않기 때문에 내구성, 내식성도 우수하다. 또한, 본 배기 압력/유량 제어기는 커다란 관통 유로를 가진 경우에도 응답 속도를 향상시키기 쉽다.The exhaust pressure / flow controller (hereinafter referred to as "exhaust pressure / flow controller") of the present invention can precisely control the damper and has no sliding portion, and therefore is excellent in durability and corrosion resistance. Also, the exhaust pressure / flow controller can easily improve the response speed even when the exhaust pressure / flow controller has a large through-flow passage.
도 1은, 밸브의 내부 구조의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 2는, 도 1의 A1 - A2 에 따른 면을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 도 1의 팽창 부재가 팽창한 때에서의 밸브의 내부 구조를 나타내는 설명도이다.
도 4는, 도 3의 B1 - B2 에 따른 면을 나타내는 단면도이다.
도 5는, 본 배기 압력/유량 제어기의 일 구성 예를 나타내는 설명도이다.
도 6은, 도 1의 관통 유로 내에서 기체의 흐름을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 7은, 도 3의 관통 유로 내에서 기체의 흐름을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 8은, 밸브의 내부 구조의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 9는, 밸브의 내부 구조의 또 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 10은, 도 9의 팽창 부재가 팽창한 때 밸브의 내부 구조를 나타내는 설명도이다.
도 11은, 밸브의 내부 구조의 또 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 12는, 도 11의 팽창 부재가 팽창한 때 밸브의 내부 구조를 나타내는 설명도이다.
도 13(a) ~ (c)는, 각각 오리피스 형태의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 14는, 본 발명의 배기 압력/유량 제어기가 조립되어 구성되는 국소 배기 장치의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 15는, 종래의 국소 배기 장치의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 16은, 종래의 댐퍼의 일 구성 예를 나타내는 구성도이다.1 is an explanatory view showing an example of the internal structure of a valve.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing a plane taken along the line A1-A2 in Fig.
Fig. 3 is an explanatory view showing the internal structure of the valve when the expansion member of Fig. 1 expands; Fig.
4 is a cross-sectional view showing a plane taken along the line B1-B2 in Fig.
Fig. 5 is an explanatory view showing an example of the configuration of the exhaust pressure / flow rate controller. Fig.
Fig. 6 is an explanatory view schematically showing the flow of gas in the through-passage shown in Fig. 1;
Fig. 7 is an explanatory diagram schematically showing the flow of gas in the through-passage shown in Fig. 3;
8 is an explanatory view showing another example of the internal structure of the valve.
9 is an explanatory view showing still another example of the internal structure of the valve.
Fig. 10 is an explanatory view showing the internal structure of the valve when the expansion member of Fig. 9 expands; Fig.
11 is an explanatory view showing still another example of the internal structure of the valve.
Fig. 12 is an explanatory view showing the internal structure of the valve when the expansion member of Fig. 11 expands; Fig.
13 (a) to 13 (c) are explanatory diagrams each showing an example of an orifice shape.
Fig. 14 is a configuration diagram showing an example of a local exhaust system in which the exhaust pressure / flow controller of the present invention is assembled.
Fig. 15 is a configuration diagram showing an example of a conventional local exhaust system.
Fig. 16 is a configuration diagram showing a configuration example of a conventional damper.
이하 두 가지 실시 형태를 예로 들어서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to two embodiments.
< 제 1 실시 형태 >≪ First Embodiment >
도 5는 본 발명의 배기 압력/유량 제어기의 일 구성 예를 나타내는 설명도 이다. 도 5에서, 100은 배기 압력/유량 제어기이다. 배기 압력/유량 제어기(100)는 밸브(10)와 이를 제어하는 급배기 제어기(31)로 구성된다.5 is an explanatory view showing an example of the configuration of the exhaust pressure / flow controller of the present invention. In Fig. 5,
밸브(10)는 관통 유로(13)가 형성되어 있는 밸브 몸체(11)와, 상기 관통 유로(13) 내에 배치되는 액추에이터(20)로 구성되어 있다.The
밸브 몸체(11)는 양단이 개구된 통 형상이며(도 1에서는 원통 형상), 미 도시된 덕트에 설치된다. 액추에이터(20)는 통 형상의 팽창 부재(23)와, 팽창 부재( 23)의 통 내에 삽입된 코어 부재(21)로 구성된다.The
급배기 제어기(31)에는 기체 공급관(33)의 일단이 접속되어 있다. 기체 공급관(33)의 타단은 압력원(미 도시)에 접속되어 있다. 급배기 제어기(31)에는 제어용 기체 급배기관(35)의 일단이 접속되어 있고, 제어용 기체 급배기관(35)의 타단은 액추에이터(20) 측에 접속되어 있다(후술).One end of the
도 1은 밸브(10)의 내부 구조의 일 구성 예를 나타내는 설명도이다. 원통 형상의 밸브 몸체(11) 내에는 관통 유로(13)가 형성되어 있다. 관통 유로(13) 내에는 액추에이터(20)가 나사(17)에 의해 고정구(15)에 고정되어 있다.Fig. 1 is an explanatory view showing an example of the internal structure of the
액추에이터(20)는 양단이 개구된 통 형상의 팽창 부재(23)와, 이 팽창 부재(23)의 통 내에 삽입된 코어 부재(21)로 구성되어 있다. 팽창 부재(23)의 일단(23a)과 타단(23b)과는 각각 코킹 부재(22a, 22b)에 의해 밀봉된 상태로 코어 부재(21)에 설치되어 있다. 이에 따라 코어 부재(21)와 팽창 부재(23)와의 사이에 기밀 공동(29)이 형성된다. 코어 부재(21)에는 제어용 기체 급배기로(25)가 형성되어 있으며, 접속구(27)를 통해 제어용 기체 급배기관(35)의 일단과 접속되어 있다.The
이어서 이 배기 압력/유량 제어기(100)의 동작을 설명한다. 도 2는 도 1의 A1 - A2 선에 따른 면을 나타내는 단면도이다. 도 2는 기밀 공동(29) 내에 제어용 기체가 공급되지 않는 상태이다. 이 상태에서는 코어 부재(21)의 외주 면에 팽창 부재(23)의 내면이 거의 밀착되어 있으며, 따라서 관통 유로(13)의 유로 방향에 직교하는 면에서 관통 유로(13)의 유로 단면적은 최대로 넓어져 있다(이하, 이 면적을 "최대 유로 단면적"이라 함). 도 3, 도 4는 각각, 도 1, 도 2의 밸브의 기밀 공동(29) 내에 제어용 기체가 공급된 상태를 나타내는 설명도이다. 기밀 공동(29) 내에 제어용 기체를 공급해가면, 팽창 부재(23)의 팽창에 의해서 액추에이터(20)의 외경이 증가한다. 이에 따라 관통 유로(13)의 유로 방향에 직교하는 면에서 관통 유로(13)의 유로 단면적이 감소한다(이하, 이 면적을 "최소 유로 단면적 값" 이라 함). 한편, 기밀 공동(29) 내의 제어용 기체를 배출해가면, 팽창 부재(23)가 수축하여 액추에이터(20)의 외경이 감소한다. 따라서, 기밀 공동(29) 내에서 제어용 기체를 급배기하는 것에 의해 관통 유로(13)의 단면적을 자유롭게 변경할 수 있다. 상기 최대 유로 단면적 값은 최소 유로 단면적 값의 2배 이상이며, 5배 이상이 바람직하다.Next, the operation of the exhaust pressure /
도 6, 도 7은 각각, 도 1, 도 3의 밸브의 관통 유로(13) 내에서의 기체의 흐름을 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도면에서 화살표는 기체의 흐름 방향을 나타낸다. 도 6에서는 액추에이터(20)의 외경이 최소로 되어 있다. 이 상태에서는 유로 내에서 기체의 흐름을 방해하는 것은 고정구(15), 코어 부재(21) 및 수축해 있는 팽창 부재(23)이다. 한편, 도 7에서는 유로 내에서 기체의 흐름을 방해하는 것은 고정구(15), 코어 부재(21) 및 팽창해 있는 팽창 부재(23)이다. 따라서 팽창 부재(23)을 팽창시켜서 액추에이터(20)의 외경을 변화시키는 것에 의해 관통 유로(13) 내에서의 기체의 흐름을 제어할 수 있다.Figs. 6 and 7 are explanatory views schematically showing the flow of the gas in the through
밸브(10)는 상기 구조 외에 다음에 설명하는 구조가 예시된다.The
도 8은 밸브의 내부 구조의 다른 예를 나타내는 설명도이다. 액추에이터(320)는 복수의 팽창 부재(23)를 포함하여도 좋다.8 is an explanatory view showing another example of the internal structure of the valve. The
도 9, 도 10은 밸브의 내부 구조의 또 다른 일례를 나타내는 설명도이다. 도 9, 도 10에서, 110은 밸브이다. 밸브(110)는 관통 유로(113)가 형성되어 있는 밸브 몸체(111)와, 상기 관통 유로(113) 내에 배치되는 액추에이터(120)로 구성되어 있다. 밸브 몸체(111)는 양단이 개구된 통 형상이며(도 9에서는 원통 형상), 미 도시된 덕트에 설치된다.Figs. 9 and 10 are explanatory diagrams showing another example of the internal structure of the valve. 9 and 10,
원통 형상의 밸브 몸체(111) 내에는 관통 유로(113)가 형성되어 있다. 관통 유로(113) 내에는 액추에이터(120)가 나사(117)에 의해서 고정구(115)에 고정되어 있다.A through
액추에이터(120)는 양단이 개구된 통 형상의 팽창 부재(123)와, 이 팽창 부재(123)의 통 내에 삽입된 코어 부재((121a(부재 A), 121b(부재 B))로 구성되어 있다. 팽창 부재(123)의 일단 123a는 코킹 부재(122a)에 의해서 밀봉되어 코어 부재(121a)에 설치되어 있다. 팽창 부재(123)의 타단(123b)은 코킹 부재(122b)에 의해서 밀봉되어 코어 부재(121b)에 설치되어 있다. 이에 따라 코어 부재(121a) 및 코어 부재(121b)와, 팽창 부재(123)에 의해서 기밀 공동(129)이 형성된다.The
코어 부재(121a)는 고정구(115)에 설치되어 있고, 코어 부재(121b)는 코어 부재(121a)와 스프링(124)에 의해서 연결되어 있다. 코어 부재(121b)는 관통 유로(113)의 유로 방향과 거의 평행하게 슬라이드 가능하게 되어 있다. 코어 부재(121b)는 코어 부재(121a)와의 거리가 멀어지도록 스프링(124) 및 팽창 부재(123)의 장력에 반발하고 있다. 코어 부재(121a)에는 급배기로(125)가 형성되어 있으며, 접속구(127)를 통해서 제어용 기체 급배기관(미 도시)의 일단과 접속되어 있다.The
다음으로 이 밸브(110)의 동작을 설명한다. 도 9는 기밀 공동(129) 내에 제어용 기체가 공급되지 않은 상태이다. 이 상태에서 코어 부재(121b)는 스프링(124) 및 팽창 부재(123)의 장력에 반발하고 있으며, 팽창 부재(123)의 일단(123a)과 타단(123b)과의 거리는 최대로 되어 있다. 즉, 액추에이터(120)의 외경은 최소로 되어 있고, 관통 유로(113)의 단면적은 최대로 넓어져 있다.Next, the operation of the
이 상태에서 기밀 공동(129) 내에 제어용 기체를 공급해가면, 팽창 부재(123)가 팽창하여 기밀 공동(129)이 확대함에 따라 스프링(124)이 수축, 코어 부재(121b)가 코어 부재(121a)에 접근한다(도 10). 이에 따라 액추에이터(120)의 외경이 증대하여 관통 유로(113)의 유로 단면적이 감소한다. 한편, 기밀 공동(129) 내의 제어용 기체를 배기해가면, 스프링(124) 및 팽창 부재(123)의 장력에 의한 반발력에 의해서 코어 부재(121b)가 코어 부재(121a)로부터 멀어짐과 동시에 액추에이터(120)의 외경이 감소한다. 따라서 기밀 공동(129) 내에서 제어용 기체를 급배기하는 것에 의해 관통 유로(113)의 단면적을 자유롭게 변경할 수 있다.In this state, when the control gas is supplied into the
<제 2 실시 형태 >≪ Second Embodiment >
제 2 실시 형태에서의 배기 압력/유량 제어기는 제 1 실시 형태에서 밸브의 관통 유로 내에 그 관통 유로와 축 중심을 평행하게 하여 배치된 링 형상의 오리피스를 더 갖고 있다.The exhaust pressure / flow controller according to the second embodiment further has a ring-shaped orifice arranged in parallel with the through-flow passage and the shaft center in the through-passage of the valve in the first embodiment.
도 11, 도 12는 오리피스를 갖는 밸브의 내부 구조를 나타내는 설명도이다. 210은 밸브이다. 도 1 및 도 3에 기재된 밸브(10)와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 밸브(210)의 관통 유로(13) 내에는 그 유로 방향과 축 중심을 평행하게 하여 원형의 개구를 갖는 링 형상의 오리피스(226)가 삽입되어 있다. 이 오리피스(226)는 팽창 부재(23)와 밸브 몸체(11)와의 사이에 배치되고, 팽창 부재(23) 근처에서 관통 유로(13)의 형상을 변화시켜서 배기 압력의 제어 정밀도를 향상시키는 역할을 가진다.Figs. 11 and 12 are explanatory diagrams showing the internal structure of a valve having an orifice. 210 is a valve. The same components as those of the
오리피스의 형상은 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, 도 13에 기재되는 형상을 바람직하게 사용할 수 있다. 도 13(a), (b)에 기재한 오리피스는 그 내측의 형상이 팽창 시에 팽창 부재(23)의 외측 형상에 따라서 형성되어 있다. 그 때문에 오리피스를 이용하지 않는 경우와 비교하여 더 넓은 제어 면적을 확보할 수 있어 정밀도 높은 제어가 가능하게 된다.The shape of the orifice is not particularly limited. For example, the shape shown in Fig. 13 can be preferably used. The orifice shown in Figs. 13 (a) and 13 (b) is formed in accordance with the shape of the inside of the
도 13(c)에 기재된 오리피스는 개구부가 편심되게 형성되어 있다. 이 형상의 오리피스를 사용하는 경우 적은 유량일 때의 제어의 정밀도를 특히 향상시킬 수 있다. 즉 적은 유량일 때에 팽창 부재(23)의 외주의 일부를 오리피스(226) 내벽의 일부분과 맞닿게 하여 밀폐함과 동시에, 나머지 부분에서 유량을 제어하기 때문에 높은 정밀도로 제어가 가능하게 된다 .The orifice shown in Fig. 13 (c) has an opening eccentrically formed. When the orifice of this shape is used, the accuracy of control at a small flow rate can be particularly improved. A part of the outer circumference of the
오리피스의 최대 개구 직경은 밸브 몸체의 내경에 대해서 80 ~ 99%인 것이 바람직하고, 85 ~ 98%인 것이 특히 바람직하다. 오리피스의 개구는 원형에 한정하지 않으며, 타원형이나 다각형 이어도 좋다.The maximum opening diameter of the orifice is preferably 80 to 99%, more preferably 85 to 98%, with respect to the inner diameter of the valve body. The opening of the orifice is not limited to a circular shape, and may be an elliptical shape or a polygonal shape.
< 배기 압력/유량 제어기의 사용 형태 >≪ Exhaust pressure / mode of use of the flow controller >
본 발명의 배기 압력/유량 제어기(100)는 예를 들면 국소 배기 장치에 조립되어 사용된다. 도 14 는 본 발명의 배기 압력 제어 장치(100)가 조립되어 구성되는 국소 배기 장치의 일례를 나타내는 구성도이다. 도 14에서 501은 후드이다. 후드(501)는 덕트(503a)의 일단에 접속되고, 덕트(503a)의 타단은 밸브 몸체(11)의 일단과 접속되어 있다. 밸브 몸체(11)의 타단은 덕트(503b)의 일단이 접속되고, 덕트(503b)의 타단은 팬(505)의 흡입측에 접속되어 있다. 팬(505)의 배출측에는 배기 덕트(507)의 일단이 접속되고, 배기 덕트(507)의 타단은 개방되어 있다.The exhaust pressure /
후드(501)로 흡입되는 유해 가스는 덕트(503a, 503b)를 통해서 팬(505)으로 이동하여 배기 덕트(507)에서 대기로 방출된다. 배기 압력/유량 제어기(100)는 덕트에 설치되어 배기 압력을 적절히 조절한다.The harmful gas sucked into the
배기 압력/유량 제어기(100)의 상류측(덕트 503a 측)의 배기 압력을 올리는 경우(부압을 작게하는 경우)에는, 급배기 제어기(31)는 관통 유로(13)의 유로 단면적을 감소시키도록 동작한다. 즉, 급배기 제어기(31)는 압축 기체(제어용 기체)를 제어용 기체 급배기관(35)을 통해서 액추에이터(20) 측으로 보낸다. 액추에이터(20) 측으로 보내진 제어용 기체는 접속구(27), 급배기로(25)를 통해서 기밀 공동(129) 내로 공급됨에 따라, 팽창 부재(23)를 팽창시켜 액추에이터(20)의 외경을 증대시키고 그 상태를 유지한다. 이에 따라, 관통 유로(13)의 유로 단면적은 감소한다.In the case where the exhaust pressure on the upstream side (on the side of the
배기 압력 제어기(100)의 상류측(덕트 503a 측)의 배기 압력을 낮추는 경우(부압을 크게 하는 경우)에는 급배기 제어기(31)는 관통 유로(13)의 유로 단면적을 증대시키도록 동작한다. 즉, 급배기 제어기(31)는 압력 유지상태를 해제하고 기밀 공동(129) 내의 제어용 기체를 외부로 배출시킨다. 팽창 부재(23)는 기밀 공동(129) 내에 충전되어 유지되고 있는 제어용 기체가 배출되면 고무의 탄성력에 의해 수축한다. 그 결과, 액추에이터(20)의 외경은 감소하여 관통 유로(13)의 유로 단면적은 증가한다.When the exhaust pressure on the upstream side (on the side of the
< 팽창 부재 ><Expansion member>
팽창 부재는 제어용 기체 압력에 의해서 팽창시킬 수 있는 재료로 구성되어 있을 것을 필요로 한다. 예를 들면, 실리콘 고무나 클로로프렌 고무의 고무 튜브 등의 재료로 구성할 수 있다. 팽창 부재로서는 상기 설명한 팽창 부재 이외에, 일본특허공개 2011-137516호 공보에 개시되는 유체 주입형 액추에이터를 사용하는 것도 가능하다.The expansion member needs to be composed of a material that can expand by the control gas pressure. For example, a material such as a rubber tube of silicone rubber or chloroprene rubber. As the expansion member, in addition to the above-described expansion member, it is also possible to use the fluid injection type actuator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2011-137516.
< 반발 부재 >≪
도 9에서, 반발 부재는 스프링을 사용했지만, 이에 한정하지 않으며, 고무 등의 탄성 재료를 사용하는 것도 가능하다.In Fig. 9, although the spring is used as the repulsion member, it is not limited thereto, and it is also possible to use an elastic material such as rubber.
< 압력, 유량의 측정 수단 >≪ Means for measuring pressure and flow rate >
본 배기 압력/유량 제어기에는 유량 측정 수단을 구비하고 있어도 좋다. 차압식 유량계, 열선식 유량계, 칼만 와류식 유량계 등 공지의 유량 측정 수단을 사용할 수 있다.The exhaust pressure / flow rate controller may be provided with flow rate measuring means. Known flow measuring means such as a differential pressure type flow meter, a hot line type flow meter, and a Kalman flow type flow meter can be used.
< 급배기 제어기 ><Supply air controller>
급배기 제어기로서는 임의의 양의 제어용 기체를 기밀 공동 내로 공급하여 유지할 수 있는 것이면 어떤 것을 사용하여도 좋다. 압력원과 차압 검출 수단은 급배기 제어기와 일체이어도 좋다.As the air supply / exhaust controller, any one may be used as long as an arbitrary amount of the control gas can be supplied and held in the airtight cavity. The pressure source and differential pressure detection means may be integrated with the supply and exhaust controller.
< 제어용 기체 ><Control gas>
제어용 기체는 어떤 것이라도 좋지만, 경제성의 관점에서 공기나 질소 가스가 바람직하다.Any gas may be used as the control gas, but air or nitrogen gas is preferable from the viewpoint of economical efficiency.
100 ㆍㆍㆍ 배기 압력/유량 제어기
10, 110, 210, 310 ㆍㆍㆍ 밸브
11, 111 ㆍㆍㆍ 밸브 몸체
13, 113 ㆍㆍㆍ 관통 유로
15, 115 ㆍㆍㆍ 고정구
17, 117 ㆍㆍㆍ 나사
20, 120, 220, 320 ㆍㆍㆍ 액추에이터
21, 121a , 121b ㆍㆍㆍ 코어 부재
22a, 22b, 122a, 122b ㆍㆍㆍ 코킹 부재
23, 123 ㆍㆍㆍ 팽창 부재
23a, 123a ㆍㆍㆍ 팽창 부재의 일단
23b, 123b ㆍㆍㆍ 팽창 부재의 타단
124 ㆍㆍㆍ 스프링
25, 125 ㆍㆍㆍ 제어용 가스 급 배기로
226 ㆍㆍㆍ 오리피스
27, 127 ㆍㆍㆍ 접속구
29, 129 ㆍㆍㆍ 기밀 공동
31 ㆍㆍㆍ 급배기 제어기
33 ㆍㆍㆍ 가스 공급관
35 ㆍㆍㆍ 제어용 기체 급배기 파이프
500 ㆍㆍㆍ 국소 배기 장치
501 ㆍㆍㆍ 후드
503a, 503b ㆍㆍㆍ 덕트
505 ㆍㆍㆍ 팬
507 ㆍㆍㆍ 배기 덕트
800 ㆍㆍㆍ 국소 배기 장치
801 ㆍㆍㆍ 후드
803a, 803b ㆍㆍㆍ 덕트
805 ㆍㆍㆍ 팬
807 ㆍㆍㆍ 배기 덕트
900 ㆍㆍㆍ 댐퍼
901 ㆍㆍㆍ 하우징
903 ㆍㆍㆍ 밸브 디스크
904 ㆍㆍㆍ 밸브 축
905 ㆍㆍㆍ 액추에이터100 ㆍ ㆍ Exhaust pressure / flow controller
10, 110, 210, 310 ㆍ ㆍ Valve
11, 111 ... valve body
13, 113, ...,
15, 115 ㆍ ㆍ ㆍ Fixture
17, 117 ㆍ ㆍ ㆍ Screw
20, 120, 220, 320 ... Actuator
21, 121a, 121b,
22a, 22b, 122a, 122b, ...,
23, 123 ... Expansion member
23a, 123a ... one end of the expansion member
23b, 123b, ..., the other end of the expansion member
124 ...
25, 125 ㆍ ㆍ Control gas supply and exhaust
226 ... ㆍ orifice
27, 127 ... connection port
29, 129 ㆍ ㆍ Airtight joint
31 ㆍ ㆍ Supply and exhaust controller
33 ㆍ ㆍ Gas supply pipe
35 ㆍ ㆍ Control gas supply and exhaust pipe
500 ㆍ ㆍ Local exhaust system
501, ..., hood
503a, 503b ... duct
505 ㆍ ㆍ ㆍ Fan
507 ... exhaust duct
800 ㆍ ㆍ Local exhaust system
801 hood
803a, 803b ... duct
805 ㆍ ㆍ ㆍ Fan
807 ... exhaust duct
900 ㆍ ㆍ ㆍ Damper
901 ... housing
903 ... ㆍ valve disc
904 ㆍ ㆍ ㆍ Valve shaft
905 ... Actuator
Claims (4)
상기 관통 유로 내에 배치되며, 양단이 개구된 통 형상의 팽창 부재와, 상기 팽창 부재의 통 내에 삽입되고 상기 팽창 부재의 각 끝단을 밀봉하여 설치한 코어 부재와, 상기 팽창 부재를 포함하여 형성되는 기밀 공동을 갖는 액추에이터와,
상기 기밀 공동 내에 제어용 기체를 공급 또는 배기하는 것에 의해, 상기 액추에이터의 외경을 증대 또는 감소시켜서 상기 관통 유로의 유로 단면적을 변화시키는 급배기 제어 수단을 가지며,
상기 코어 부재는 상기 팽창 부재의 일단을 밀봉하여 설치한 부재 A와, 상기 팽창 부재의 타 단을 밀봉하여 설치한 부재 B로 구성되며,
상기 부재 A와 상기 부재 B가 서로의 거리가 멀어지도록 반발하고 있는 코어 부재인 것을 특징으로 하는 배기 압력/유량 제어기.A valve body having a through passage,
A core member which is disposed in the through-flow passage and has both ends opened, a core member inserted in the cylinder of the expansion member and sealing each end of the expansion member, and a sealing member An actuator having a cavity,
And an air supply / exhaust control means for increasing or decreasing an outer diameter of the actuator by supplying or discharging a control gas in the airtight cavity to change a flow path cross-sectional area of the through flow path,
The core member is composed of a member A which is provided by sealing one end of the expansion member and a member B which is provided by sealing the other end of the expansion member,
And the member (A) and the member (B) are repulsive so as to be distant from each other.
상기 관통 유로 내에 배치되며, 팽창 부재를 포함하여 형성되는 기밀 공동을 갖는 액추에이터;
상기 기밀 공동 내에 제어용 기체를 공급 또는 배기하는 것에 의해, 상기 액추에이터의 외경을 증대 또는 감소시켜서 상기 관통 유로의 유로 단면적을 변화시키는 급배기 제어 수단;
상기 관통 유로의 유로 방향과 축 중심을 평행하게 하여 상기 관통 유로 내에 삽입된 링 형상의 오리피스; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 압력/유량 제어기.A valve body having a through-flow passage;
An actuator disposed in the through passage and having an airtight cavity formed by including an expansion member;
An air supply / exhaust control means for increasing or decreasing an outer diameter of the actuator by supplying or discharging a control gas in the airtight cavity to change a flow path cross-sectional area of the through flow path;
A ring-shaped orifice inserted in the through-flow passage in parallel with the flow direction of the through-flow passage and the axial center; And an exhaust pressure / flow controller.
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