KR20160013186A - 제어 밸브 - Google Patents

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요시나리 나카무라
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케이와이비 가부시키가이샤
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Abstract

제어 밸브는, 유체가 통과하는 시트부와, 시트부의 중심축 방향으로 이동하는 포핏의 밸브체부와, 시트부와 밸브체부 사이에 구획 형성되는 포핏 교축 유로를 구비하고, 포핏 교축 유로는, 시트부 및 밸브체부의 중심축에 직교하는 횡단면의 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성된다.

Description

제어 밸브 {CONTROL VALVE}
본 발명은, 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브에 관한 것이다.
고압 연료 가스의 공급원으로부터 연료 가스를 취출하여 연료 탱크에 충전하는 연료 충전 시스템에 있어서, 연료 가스가 통로를 고속으로 흐르는 경우에, 통로에 개재 장착된 역지 밸브 등의 제어 밸브로부터 소음이 발생하는 경우가 있다.
이 대처 방법으로서, JP2001-99340A에는, 밸브체의 내부에 에어 댐퍼를 구비하고, 에어 댐퍼가 부여하는 저항에 의해 밸브체의 진동을 억제하는 역지 밸브가 개시되어 있다.
JP2011-80571A에는, 밸브체의 축부에 미끄럼 접촉하는 가이드 링을 구비하고, 가이드 링이 부여하는 미끄럼 이동 저항에 의해 밸브체의 진동을 억제하는 역지 밸브가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 제어 밸브에서는, 고압, 대유량의 가스가 고속으로 흐르는 경우에, 밸브체의 하류측에 와류가 발생하여, 가스류 자체로부터 소음이 발생하는 경우가 있다.
본 발명은, 제어 밸브의 소음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브이며, 유체가 통과하는 시트부와, 시트부에 대해 이동하는 포핏의 밸브체부와, 시트부와 밸브체부 사이에 구획 형성되는 포핏 교축 유로를 구비하고, 포핏 교축 유로는, 시트부 및 포핏의 밸브체부의 중심축에 직교하는 횡단면의 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 제어 밸브의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 제어 밸브의 일부를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 밸브 스트로크와 유로 단면적의 관계를 나타내는 그래프도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제어 밸브의 일부를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1에 도시하는 제어 밸브(100)는, 공급원으로부터 공급되는 고압의 연료 가스(이하, 가스라 함)를 연료 탱크에 충전하는 연료 충전 시스템에 있어서, 연료 가스의 통로에 개재 장착되는 역지 밸브로서 사용된다.
제어 밸브(100)는, 가스가 통과하는 시트부(11)를 갖는 밸브 하우징(10)과, 시트부(11)에 대해 이동하는 밸브체부(51)를 갖는 포핏(50)과, 시트부(11)에 접촉하는 밸브 폐쇄 방향으로 밸브체부(51)를 가압하는 스프링(70)을 구비한다.
제어 밸브(100)의 개방 작동시에는, 공급원으로부터 유도되는 가스 압력이 높아지는 것에 따라서, 포핏(50)이 스프링(70)의 가압력에 저항하여 도 1 중 하방으로 이동한다. 이에 의해, 밸브체부(51)가 시트부(11)로부터 이격되어, 공급원으로부터의 가스가 도 1 중 화살표로 나타내는 바와 같이 흐른다.
제어 밸브(100)는, 그 케이싱으로서, 원통 형상의 밸브 하우징(10)과, 밸브 하우징(10)의 개구 단부를 폐색하는 원반 형상의 커버(20)를 구비한다. 밸브 하우징(10)과 커버(20) 사이에 포핏(50) 및 스프링(70)이 수용된다.
밸브 하우징(10)의 내측에는, 원통면 형상의 입구 포트(13), 원뿔면 형상의 시트부(11), 원통면 형상의 내벽부(15)가 각각 중심축(O)을 중심으로 하는 동축상에 형성된다. 입구 포트(13)는, 공급원으로부터 가스가 유도되는 입구 유로(29)를 구획 형성한다. 시트부(11)는, 하류측에 가스를 유도하는 포핏 교축 유로(30)를 밸브체부(51)와의 사이에서 구획 형성한다. 내벽부(15)는, 포핏 교축 유로(30)의 하류측에서 가스를 유도하는 포핏 하부 유로(31)를 구획 형성한다.
커버(20)는, 중심축(O)을 중심으로 하는 원반 형상으로 형성되고, 밸브 하우징(10)의 내벽부(15)의 개구 단부에 끼워 맞추어져 고정된다. 커버(20)는, 그 중앙부에 개구되는 가이드 구멍(25)과, 출구 유로(32)를 구획 형성하는 복수의 출구 포트(23)를 갖는다. 가이드 구멍(25)은, 중심축(O)을 중심으로 하는 원통면 형상으로 형성된다. 각 출구 포트(23)는, 중심축(O)을 중심으로 하는 원주 상에 균등한 간격으로 설치된다.
포핏(50)은, 원뿔 형상의 밸브체부(51)와, 밸브체부(51)의 하류측에 연접하여 형성되는 원반 형상의 스프링 수용부(55)와, 스프링 수용부(55)의 하류측에 연접하여 형성되는 원기둥 형상의 로드부(69)를 갖는다. 밸브체부(51), 스프링 수용부(55), 로드부(69)는, 중심축(O)을 중심으로 하여 동축상에 형성된다.
포핏(50)의 로드부(69)는, 커버(20)의 가이드 구멍(25)에 미끄럼 이동 가능하게 삽입된다. 이에 의해, 포핏(50)은, 밸브 하우징(10)에 대해 중심축(O)이 연장되는 포핏(50)의 축방향을 따라 이동하도록 지지된다. 이로 인해, 시트부(11)에 대한 밸브체부(51)의 동축도가 확보된다.
코일 형상의 스프링(70)은, 스프링 수용부(55)와 커버(20) 사이에 압축되어 개재 장착되고, 포핏(50)을 밸브 하우징(10)의 시트부(11)에 압박한다.
제어 밸브(100)에서는, 포핏(50)이 중심축(O) 방향을 따라 변위되는 것에 수반하여, 시트부(11)와 밸브체부(51) 사이에 구획 형성되는 포핏 교축 유로(30)의 유로 단면적이 증감하여, 이것을 통과하는 가스의 유량이 제어된다.
시트부(11)와 밸브체부(51)는, 각각의 종단면이 중심축(O)을 중심으로 하는 테이퍼 형상으로 형성되고, 상류측으로부터 하류측을 향해 직경 확장되도록 형성된다.
시트부(11)는, 그 종단면에 있어서, 포핏(50)의 밸브체부(51)보다 큰 각도로 중심축(O)으로부터 경사져 직경 확장되도록 형성된다. 입구 포트(13)에 연접하는 시트부(11)의 상류 단부에는, 환 형상의 시트부 상류 단부(12)가 형성된다.
제어 밸브(100)의 폐쇄시에는, 밸브체부(51)가 시트부 상류 단부(12)에 착좌함으로써, 입구 유로(29)와 포핏 교축 유로(30)가 폐색된다. 제어 밸브(100)의 개방시에는, 밸브체부(51)가 시트부(11)로부터 이격됨으로써, 공급원으로부터의 가스가 포핏 교축 유로(30)로 유도된다.
여기서, 일반적으로, 제어 밸브에 있어서, 고압, 대유량의 가스가 유도되는 경우에는, 포핏의 밸브체부를 통과하는 가스의 흐름이 흐트러져, 밸브체부의 하류측에 와류를 포함하는 분류(噴流)가 발생하는 경우가 있다. 이러한 분류로부터 고주파의 소음이 발생하거나, 와류에 기인하여 밸브체부가 시트부에 반복하여 충돌하여 소음이 발생하는 경우가 있다.
이 대처 방법으로서, 포핏 교축 유로(30)는, 시트부(11) 및 포핏(50)의 밸브체부(51)의 중심축(O)에 직교하는 횡단면의 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성된다. 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스가, 시트부(11)의 내주면과 밸브체부(51)의 외주면을 따라 흐름으로써 정류된다. 이와 같이, 포핏 교축 유로(30)는, 통과하는 가스를 정류하는 정류로로서 기능한다.
도 2에 도시하는 중심축(O)을 포함하는 종단면도 상에 있어서, 시트부(11)의 내주면을 따르는 2개의 가상선 A11 사이의 밸브 시트 각도 θ1은, 밸브체부(51)의 외주면을 따르는 2개의 가상선 A51 사이의 밸브체 각도 θ2보다 크게 형성된다. 이에 의해, 포핏 교축 유로(30)의 중심축(O)에 직교하는 유로 폭 및 유로 단면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성된다.
도 3은, 정류로로서 기능하는 포핏 교축 유로(30)에 있어서의 중심축(O)에 직교하는 방향의 유로 면적과, 포핏(50)의 축방향[중심축(O) 방향]으로의 이동량인 밸브 스트로크 X의 관계를 나타내는 그래프도이다. 포핏 교축 유로(30)에 있어서의 상류 단부(입구)의 유로 면적을 유로 면적 A, 하류 단부(출구)의 유로 면적을 유로 면적 B1로 한다.
도 3에 있어서 파선은, 비교예로서 시트부의 밸브 시트 각도 θ1과 밸브체부의 밸브체 각도 θ2가 동등하게 형성된 포핏 교축 유로에 있어서의 하류 단부의 유로 면적 B2를 나타내는 것이다. 따라서, 비교예로서의 포핏 교축 유로는, 정류로로서의 기능을 갖고 있지 않은 것이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 포핏 교축 유로의 하류 단부의 유로 면적 B2에 대한 상류 단부의 유로 면적 A의 비율(A/B2)은, 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에서 비교적 작게 되어 있다. 이 비교예의 경우에는, 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에 있어서, 포핏 교축 유로로부터 포핏 하부 유로에 걸쳐 와류가 발생하기 쉽다.
이에 반해, 제어 밸브(100)에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 포핏 교축 유로(30)의 상류 단부(입구)의 유로 면적 A가, 포핏 교축 유로(30)의 하류 단부(출구)의 유로 면적 B1에 비해 전 스트로크 영역에 걸쳐 작다. 그리고, 포핏 교축 유로(30)의 하류 단부의 유로 면적 B1에 대한 상류 단부의 유로 면적 A의 비율(A/B1)은, 비교예에 비해 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에서 커진다.
제어 밸브(100)를 통과하는 가스의 흐름은, 밸브 스트로크 X가 큰 개방도 영역에 비해 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에서 크게 교축된다. 이로 인해, 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에서는, 포핏 교축 유로(30)로부터 포핏 하부 유로(31)로 흐르는 가스가 와류를 포함하는 분류로 되기 쉽다. 제어 밸브(100)에서는, 상기한 바와 같이 포핏 교축 유로(30)의 하류 단부의 유로 면적 B1에 대한 상류 단부의 유로 면적 A의 비율(A/B1)은, 비교예에 비해 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에서 커진다. 이로 인해, 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에 있어서, 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스의 압력이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 적절하게 저하되어, 포핏 교축 유로(30)로부터 포핏 하부 유로(31)에 걸쳐 와류가 발생하는 것이 억제된다.
포핏 교축 유로(30)에 있어서의 시트부(11)의 중심축(O) 방향의 길이 L은, 시트부(11)의 최소 개구 직경 D보다 커지도록 형성된다. 이와 같이, 포핏 교축 유로(30)는 충분한 유로 길이 L을 가짐으로써, 가스가 시트부(11)의 내주면과 밸브체부(51)의 외주면을 따라 흐르는 유로 길이가 확보되어, 가스에 와류가 발생하는 것을 억제하는 정류 작용이 얻어진다.
이하, 제어 밸브(100)의 작동에 대해 설명한다.
공급원으로부터 입구 유로(29)로 유도되는 가스의 압력이, 설정된 밸브 개방압보다 낮은 상태에서는, 밸브체부(51)가 스프링(70)의 가압력에 의해 시트부(11)에 접촉하여, 입구 유로(29)와 포핏 교축 유로(30) 사이를 폐색한다.
공급원으로부터 입구 유로(29)로 유도되는 가스의 압력이, 밸브 개방압을 초과하여 상승하면, 밸브체부(51)가 스프링(70)의 가압력에 저항하여 시트부(11)로부터 이격되어, 입구 유로(29)와 포핏 교축 유로(30)가 개통된다. 이에 의해, 공급원으로부터의 가스가, 도 1 중 화살표로 나타내는 바와 같이, 입구 유로(29), 포핏 교축 유로(30), 포핏 하부 유로(31), 출구 유로(32)를 통해 흐른다.
포핏 교축 유로(30)에서는, 시트부(11)와 밸브체부(51) 사이의 유로 폭 및 유로 단면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지고 있다. 이로 인해, 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스의 압력이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 저하되어, 포핏 교축 유로(30)로부터 포핏 하부 유로(31)에 걸쳐 와류가 발생하는 것이 억제된다.
포핏(50)의 밸브 스트로크 X가 작은 개방도 영역에서는, 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스의 유속이 높아져 와류가 발생하기 쉽다. 이에 반해, 제어 밸브(100)에서는, 포핏 교축 유로(30)의 하류 단부의 유로 면적 B1에 대한 상류 단부의 유로 면적 A의 비율이 충분히 크게 확보되므로, 포핏 교축 유로(30)로부터 포핏 하부 유로(31)로 유출되는 분류에 와류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 각도차(θ1-θ2)를 바꾸어 제어 밸브(100)로부터 발생하는 소음 레벨을 측정한 실험을 행하였다. 이 실험의 결과로서, 각도차(θ1-θ2)가 1.5도 이하인 범위에서는, 소음 레벨이 작게 억제되는 것을 알 수 있었다. 한편, 각도차(θ1-θ2)가 1.5도보다 커지면, 소음 레벨이 현저하게 상승하는 것을 알 수 있었다. 이 실험의 결과에 기초하여, 각도차(θ1-θ2)는, 1.5도 이하의 범위로 설정된다.
이상의 제1 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 작용 효과를 발휘한다.
〔1〕 제어 밸브(100)는, 가스(유체)가 통과하는 원뿔면 형상의 시트부(11)와, 시트부(11)의 중심축(O) 방향을 따라 이동하는 포핏(50)의 밸브체부(51)와, 시트부(11)와 밸브체부(51) 사이에 구획 형성되는 포핏 교축 유로(30)를 구비하고, 포핏 교축 유로(30)는 시트부(11) 및 밸브체부(51)의 중심축(O)에 직교하는 횡단면의 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성된다.
상기 구성에 기초하여, 제어 밸브(100)에서는, 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지는 포핏 교축 유로(30)에 있어서, 가스가 시트부(11)의 내주면과 포핏(50)의 밸브체부(51)의 외주면을 따라 흐름으로써 정류된다. 따라서, 포핏 교축 유로(30)로부터 하류측으로 유출되는 분류에 와류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이에 의해, 포핏 교축 유로(30)로부터 하류측으로 유출되는 분류로부터 고주파의 소리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 와류에 의한 압력 변동에 의해 포핏(50)이 진동하는 것을 억제할 수 있어, 밸브체부(51)가 시트부(11)에 반복하여 충돌하여 소음을 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 제어 밸브(100)의 소음을 저감시킬 수 있다.
〔2〕포핏 교축 유로(30)는, 시트부(11) 및 포핏(50)의 밸브체부(51)의 중심축(O)을 포함하는 종단면에 있어서, 시트부(11)의 내주면을 따르는 2개의 가상선 A11 사이의 밸브 시트 각도 θ1이, 밸브체부(51)의 외주면을 따르는 2개의 가상선 A51 사이의 밸브체 각도 θ2보다 커지도록 형성된다.
상기 구성에 기초하여, 제어 밸브(100)에서는, 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스의 압력이 점차 저하되어, 가스의 흐름을 정류하는 효과가 높아짐과 함께, 가스의 흐름에 부여하는 저항을 억제할 수 있다.
〔3〕포핏 교축 유로(30)는, 밸브 시트 각도 θ1과 밸브체 각도 θ2의 각도차(θ1-θ2)가 1.5도 이하의 범위에 있도록 형성된다.
상기 구성에 기초하여, 제어 밸브(100)에서는, 포핏 교축 유로(30)의 유로 폭 및 유로 단면적이, 상류측으로부터 하류측을 향함에 따라 적절하게 변화된다. 이로 인해, 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스의 압력이 완만하게 저하되어 가스의 흐름을 정류하는 작용이 얻어져, 포핏 교축 유로(30)로부터 하류측으로 유출되는 분류에 와류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
〔4〕포핏 교축 유로(30)에 있어서의 시트부(11)의 중심축(O) 방향의 길이 L은, 시트부(11)의 최소 개구 직경 D보다 커지도록 형성된다.
상기 구성에 기초하여, 제어 밸브(100)에서는, 포핏 교축 유로(30)를 흐르는 가스가 시트부(11)의 내주면과 밸브체부(51)의 외주면을 따라 흐르는 과정에서 정류되므로 필요한 유로 길이가 확보된다. 따라서, 포핏 교축 유로(30)로부터 하류측으로 유출되는 분류에 와류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 이하에서는, 상기 제1 실시 형태와 다른 점을 중심으로 설명하고, 상기 제1 실시 형태의 제어 밸브(100)와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
상기 제1 실시 형태에 관한 제어 밸브(100)에서는, 시트부(11)의 상류 단부에 포핏(50)의 밸브체부(51)가 착좌하는 시트부 상류 단부(12)가 형성된다. 이에 반해, 제2 실시 형태에 관한 제어 밸브는, 밸브체부(61)의 외주에 장착되는 시일 링(76)과, 시트부(73) 및 시트부(73)의 상류측에 설치되어 시일 링(76)에 접촉하는 밸브 시트부(72)를 갖는 정류 벽부(71)를 구비한다.
밸브체부(61)에는, 그 외주에 개구되는 환 형상의 수용 홈(62)이 형성된다. 수용 홈(62)에는, 시일 링(76)이 수용된다.
정류 벽부(71)는, 시트부(73)와, 시트부(73)의 상류측에 시일 링(76)에 접촉하는 밸브 시트부(72)를 갖는다. 제어 밸브의 폐쇄시에는, 시일 링(76)이 밸브 시트부(72)에 접촉함으로써, 제어 밸브의 밀봉성이 높아진다.
시트부(73)의 내주면을 따르는 2개의 가상선 A73의 밸브 시트 각도 θ3은, 밸브체부(61)의 외주면을 따르는 2개의 가상선 A61의 밸브체 각도 θ4보다 크게 형성된다. 정류 벽부(71)의 시트부(73)와 밸브체부(61) 사이에 포핏 교축 유로(35)가 구획 형성된다.
포핏 교축 유로(35)는, 중심축(O)에 직교하는 유로 폭 및 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성된다. 이에 의해, 포핏 교축 유로(35)를 흐르는 가스는, 시트부(73)의 내주면과 밸브체부(61)의 외주면을 따라 흐름으로써 정류되어, 와류의 발생을 억제할 수 있다.
이상의 제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로 상기 〔1〕∼〔4〕의 작용 효과를 발휘함과 함께, 이하에 나타내는 작용 효과를 발휘한다.
〔5〕 제어 밸브는, 시트부(73)의 상류측에 밸브 시트부(72)를 갖고, 밸브체부(61)의 외주에는 시일 링(76)이 장착되고, 시일 링(76)은 밸브 시트부(72)에 접촉한다.
상기 구성에 기초하여, 제어 밸브는, 시일 링(76)을 통해 밸브 폐쇄시의 밀봉성이 확보됨과 함께, 밸브 개방시에 포핏 교축 유로(35)로부터 하류측으로 유출되는 분류에 있어서 와류가 발생하는 것이 억제되어, 와류에 기인하는 소음이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
예를 들어, 상기 각 실시 형태에서는, 포핏 교축 유로(30, 35)는 포핏(50, 60)의 전체 둘레에 걸쳐 설치된다. 이것에 한정되지 않고, 슬릿 형상의 포핏 교축 유로를 포핏에 복수 설치해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태의 제어 밸브(100)는, 연료 충전 시스템에 있어서, 연료 가스의 통로에 개재 장착되는 역지 밸브로서 사용된다. 이것에 한정되지 않고, 다른 기계, 설비에 있어서, 고압, 대유량의 가스가 흐르는 회로에 개재 장착되는 역지 밸브 또는 릴리프 밸브로서 사용해도 된다. 또한, 제어 밸브(100)를 흐르는 유체는 연료 가스였지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 기체나 액체여도 된다.
본원은 2013년 7월 23일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-152595에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (5)

  1. 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브이며,
    유체가 통과하는 시트부와,
    상기 시트부에 대해 이동하는 포핏의 밸브체부와,
    상기 시트부와 상기 밸브체부 사이에 구획 형성되는 포핏 교축 유로를 구비하고,
    상기 포핏 교축 유로는, 상기 시트부 및 상기 밸브체부의 중심축에 직교하는 횡단면의 유로 면적이 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 점차 커지도록 형성되는, 제어 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시트부 및 상기 밸브체부의 중심축을 포함하는 종단면에 있어서, 상기 시트부의 내주면을 따르는 2개의 가상선 사이의 밸브 시트 각도는, 상기 밸브체부의 외주면을 따르는 2개의 가상선 사이의 밸브체 각도보다 큰, 제어 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 밸브 시트 각도와 상기 밸브체 각도의 각도차는, 1.5도 이하의 범위에 있는, 제어 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포핏 교축 유로에 있어서의 상기 시트부의 중심축 방향의 길이는, 상기 시트부의 최소 개구 직경보다 큰, 제어 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시트부의 상류측에 밸브 시트부를 갖고,
    상기 밸브체부의 외주에는 시일 링이 장착되고,
    상기 시일 링은, 상기 밸브 시트부에 접촉하는, 제어 밸브.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6204738B2 (ja) * 2013-07-23 2017-09-27 Kyb株式会社 制御バルブ
DE102014116214B3 (de) * 2014-11-06 2016-02-04 Eto Magnetic Gmbh Proportionalventil, Klimakompressoranordnung sowie Betriebsverfahren
JP7133332B2 (ja) * 2018-03-27 2022-09-08 川崎重工業株式会社 逆止弁
KR20220013736A (ko) * 2020-07-27 2022-02-04 주성엔지니어링(주) 기판처리장치용 블록밸브 및 기판처리장치
EP4116608A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-11 Goodrich Corporation Valve
KR102521583B1 (ko) * 2021-12-16 2023-04-13 한국자동차연구원 이중 체크밸브
AT526496A1 (de) * 2022-07-21 2024-02-15 Ventrex Automotive Gmbh Überdruckventil zum geregelten Ablassen eines Überdrucks eines Gases

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287178U (ko) * 1988-12-26 1990-07-10
US5832744A (en) * 1996-09-16 1998-11-10 Sporlan Valve Company Distributor for refrigeration system
JP2007032980A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 膨張弁
JP2007292148A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Neriki:Kk 逆止弁

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2490511A (en) * 1944-10-27 1949-12-06 Weatherhead Co Valve seal
US2927737A (en) * 1952-04-12 1960-03-08 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valves
US4213021A (en) * 1979-01-19 1980-07-15 Aeroquip Corporation Indicating check valve
US4350179A (en) * 1980-09-26 1982-09-21 Bunn Stuart E Valve assembly with relief groove
GB2116293A (en) * 1982-03-06 1983-09-21 Dowty Mining Equipment Ltd Combined check valve and restrictor
DE3444039A1 (de) * 1984-12-03 1986-06-05 Herion-Werke Kg, 7012 Fellbach Stellventil
JPS6246864U (ko) * 1985-09-11 1987-03-23
US5368273A (en) * 1992-10-21 1994-11-29 Allied Signal Inc. Venturi metering system
JP3925820B2 (ja) * 1996-07-22 2007-06-06 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース キャビテーションベンチュリバルブ
DE29700657U1 (de) * 1997-01-15 1997-03-13 Henke-Sass, Wolf GmbH, 78532 Tuttlingen Ventilsystem
JPH10299925A (ja) * 1997-04-23 1998-11-13 Zexel Corp 圧力制御弁
JPH1137311A (ja) * 1997-05-23 1999-02-12 Fuji Koki Corp 電動弁
US6173912B1 (en) * 1999-06-18 2001-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Plate valve for the dosing of liquids
JP3394928B2 (ja) 1999-09-30 2003-04-07 藤倉ゴム工業株式会社 逆止弁
JP2002039070A (ja) * 2000-07-26 2002-02-06 Hitachi Ltd 圧縮機
US6328069B1 (en) * 2000-09-08 2001-12-11 Timothy Andrew Schumann Oil purging device
SE519054C2 (sv) * 2001-05-10 2003-01-07 Aneo Ab Nålventilrelaterat arrangemang
US6659127B2 (en) * 2001-06-13 2003-12-09 Larry G. Keast Relief valve
BR0211292A (pt) * 2001-08-17 2004-08-03 Fisher Controls Int Válvula de controle de fluido e anel de assentamento para uso em uma válvula de controle de fluido
DE20118810U1 (de) * 2001-11-17 2003-04-03 Wildfang Dieter Gmbh Rückflußverhinderer
JP4030344B2 (ja) * 2002-04-22 2008-01-09 株式会社日立製作所 チェック弁固定構造
US6971405B2 (en) * 2002-10-09 2005-12-06 Delphi Technologies, Inc. Check valve for fuel pump
DE10359302A1 (de) * 2003-12-17 2005-07-21 Robert Bosch Gmbh Ventilkörper mit Mehrfachkegelgeometrie am Ventilstitz
US7934865B2 (en) * 2004-02-17 2011-05-03 Ehrfeld Mikrotechnik Bts Gmbh Micromixer
US7448407B2 (en) * 2005-06-28 2008-11-11 Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg Latched valve assembly
JP2007032979A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置
JP2010265998A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Pacific Ind Co Ltd 燃料注入用チェックバルブ
US8146617B2 (en) * 2009-07-07 2012-04-03 Wen Yi Lin Check valve
JP5161186B2 (ja) 2009-10-09 2013-03-13 本田技研工業株式会社 逆止弁
JP5563940B2 (ja) * 2010-09-24 2014-07-30 ダイキン工業株式会社 膨張弁
JP5395775B2 (ja) * 2010-10-12 2014-01-22 株式会社鷺宮製作所 電動弁
DE102013107390B4 (de) * 2013-07-12 2023-06-07 Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg Druckregelventil mit Regelelement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287178U (ko) * 1988-12-26 1990-07-10
US5832744A (en) * 1996-09-16 1998-11-10 Sporlan Valve Company Distributor for refrigeration system
JP2007032980A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 膨張弁
JP2007292148A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Neriki:Kk 逆止弁

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Publication number Publication date
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