JPH02146380A - 流体制御弁 - Google Patents
流体制御弁Info
- Publication number
- JPH02146380A JPH02146380A JP63298637A JP29863788A JPH02146380A JP H02146380 A JPH02146380 A JP H02146380A JP 63298637 A JP63298637 A JP 63298637A JP 29863788 A JP29863788 A JP 29863788A JP H02146380 A JPH02146380 A JP H02146380A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- explosion
- heat absorbing
- absorbing member
- fluid control
- flow passage
- Prior art date
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- Pending
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- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電圧体の変位変化を利用し流量を制御する流体
制御弁の防爆手段及びこの防爆手段の防爆用吸熱部材に
関するものである。
制御弁の防爆手段及びこの防爆手段の防爆用吸熱部材に
関するものである。
従来の技術
従来、この種流体制御弁は、例えば特開昭６３−８３４
７３号公報に示されている様に、第７図のような構造に
なっていた。すなわちバルブケース１内には固定部材２
により一端が固定された圧電たわみ素子３が設けられて
いる。この圧電たわみ素子３の他端には流体出口ノズル
４を開閉する弁体５が取付けられている。前記圧電たわ
み素子３は金属基板６の両側に圧電板７が貼り付けられ
て構成されている。８は流体入口ボートであり、９は圧
電たわみ素子３への通電用リード線である。
７３号公報に示されている様に、第７図のような構造に
なっていた。すなわちバルブケース１内には固定部材２
により一端が固定された圧電たわみ素子３が設けられて
いる。この圧電たわみ素子３の他端には流体出口ノズル
４を開閉する弁体５が取付けられている。前記圧電たわ
み素子３は金属基板６の両側に圧電板７が貼り付けられ
て構成されている。８は流体入口ボートであり、９は圧
電たわみ素子３への通電用リード線である。
発明が解決しようとする課題
しかしこのような圧電たわみ素子３が流体が通るバルブ
ケース１内に設けられている流体制御弁は、爆発の危険
性がある可燃ガスの制御は実用上困難であった。つまり
圧電たわみ素子３は電圧を印加している電極面である圧
電板７が露出されていた。そのため圧電たわみ素子３に
電圧が印加されている状態で流体制御弁に衝撃が作用し
圧電板７に亀裂が入ると前記圧電板７の表面に放電が生
じ流体制御弁の可燃性ガスが爆発し流体制御弁の破壊は
もとより最悪の場合は流体制御弁への接続配管や流体制
御弁以降の機器も爆発破壊するという課題があった。
ケース１内に設けられている流体制御弁は、爆発の危険
性がある可燃ガスの制御は実用上困難であった。つまり
圧電たわみ素子３は電圧を印加している電極面である圧
電板７が露出されていた。そのため圧電たわみ素子３に
電圧が印加されている状態で流体制御弁に衝撃が作用し
圧電板７に亀裂が入ると前記圧電板７の表面に放電が生
じ流体制御弁の可燃性ガスが爆発し流体制御弁の破壊は
もとより最悪の場合は流体制御弁への接続配管や流体制
御弁以降の機器も爆発破壊するという課題があった。
そこで本発明は圧電たわみ素子部で放電が起こっても爆
発を圧電たわみ素子近傍の狭い範囲に押え、流体制御弁
やこの流体制御弁への接続配管、流体制御弁以降の機器
等の爆発破壊を防止することを第１の目的としている。
発を圧電たわみ素子近傍の狭い範囲に押え、流体制御弁
やこの流体制御弁への接続配管、流体制御弁以降の機器
等の爆発破壊を防止することを第１の目的としている。
第２の目的は安価で且つ防爆効果の大きい防爆用吸熱部
材を得ることにある。
材を得ることにある。
第３の目的は高電圧が印加された圧電たわみ素子近傍で
使用しても電気的に安全でかつ防爆効果の大きい防爆用
吸熱部材を得ることにある。
使用しても電気的に安全でかつ防爆効果の大きい防爆用
吸熱部材を得ることにある。
第４の目的は防爆効果を最も効率良く得るための防爆用
吸熱板形状を得ることにある。
吸熱板形状を得ることにある。
課題を解決するための手段
上記第１の目的を達成するために本発明は、流路を開閉
する弁体を存する流路室と、前記弁体を駆動する圧電体
を有する駆動室とを防爆用吸熱部材で区画したものであ
る。
する弁体を存する流路室と、前記弁体を駆動する圧電体
を有する駆動室とを防爆用吸熱部材で区画したものであ
る。
そして第２の目的を達成するために本発明は、防爆用吸
熱部材を金属板で構成したものである。
熱部材を金属板で構成したものである。
また第３の目的を達成するために本発明は、防爆用吸熱
部材を非導電性吸熱体で構成したものである。
部材を非導電性吸熱体で構成したものである。
さらに第４の目的を達成するために本発明は、防爆用吸
熱部材の表面に凹凸手段を構成したものである。
熱部材の表面に凹凸手段を構成したものである。
作用
本発明の流体制御弁は、上記構成により駆動室に設けら
れた圧電体の表面に放電が生じ爆発可能な可燃性ガスが
爆発した場合でも、爆発時の熱エネルギーを防爆用吸熱
部材が吸熱するため爆発が流路室側に伝搬されず、その
結果流体制御弁の破壊には至らないものである。
れた圧電体の表面に放電が生じ爆発可能な可燃性ガスが
爆発した場合でも、爆発時の熱エネルギーを防爆用吸熱
部材が吸熱するため爆発が流路室側に伝搬されず、その
結果流体制御弁の破壊には至らないものである。
そして金属板で構成した防爆用吸熱部材は、熱の伝導性
が良いため爆発時の熱エネルギーを効率良く吸熱するも
のである。
が良いため爆発時の熱エネルギーを効率良く吸熱するも
のである。
また非導電性吸熱部材で構成した防爆用吸熱部材は、高
電圧が印加されている圧電体の近傍で使用する際に電気
的に安全でかつ爆発時の熱エネルギーを良く吸熱するも
のである。
電圧が印加されている圧電体の近傍で使用する際に電気
的に安全でかつ爆発時の熱エネルギーを良く吸熱するも
のである。
さらに凹凸手段を構成した防爆用吸熱部材は、限られた
面積で吸熱面積を多く取ることができるものである。
面積で吸熱面積を多く取ることができるものである。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図、第２図、第３図において、１０は流体の入口
１１及び出口１２を有する弁椎体で、この弁框体１０に
はシールパツキン１３を介して弁框体上部１４がネジ１
５により固定され内部を流れる流体の洩れを防止した状
態で流体制御弁ケース１６を構成してい葛。この流体制
御弁ケース１６の内部はステンレス板やアルミ板の防爆
用吸熱部材１７で流路室１８と駆動室１９に区画されて
いる。前記流路室１８には弁座２０に当接されスプリン
グ２１により付勢された弁体２２が設けられている。弁
体２２には弁軸２３が設けられており、前記防爆用吸熱
部材１７の軸孔２４に非接触な状態で駆動室１９側に貫
通している。
。第１図、第２図、第３図において、１０は流体の入口
１１及び出口１２を有する弁椎体で、この弁框体１０に
はシールパツキン１３を介して弁框体上部１４がネジ１
５により固定され内部を流れる流体の洩れを防止した状
態で流体制御弁ケース１６を構成してい葛。この流体制
御弁ケース１６の内部はステンレス板やアルミ板の防爆
用吸熱部材１７で流路室１８と駆動室１９に区画されて
いる。前記流路室１８には弁座２０に当接されスプリン
グ２１により付勢された弁体２２が設けられている。弁
体２２には弁軸２３が設けられており、前記防爆用吸熱
部材１７の軸孔２４に非接触な状態で駆動室１９側に貫
通している。
一方前記駆動室１９には金属板２５とセラミック２６が
接着された圧電体であるユニモルフ圧電素子２７がシー
ル材２８を有する固定部材２９を介してネジ３０で弁框
体１０に固定されている。このユニモルフ圧電素子２７
の先端には前記弁軸２３に当接する凹部３１を有するガ
イド３２が設けられている。前記凹部３１に当接する弁
軸２３の先端部３３は半球状に構成されており前記凹部
３１の低面３４とは点接触状態である。
接着された圧電体であるユニモルフ圧電素子２７がシー
ル材２８を有する固定部材２９を介してネジ３０で弁框
体１０に固定されている。このユニモルフ圧電素子２７
の先端には前記弁軸２３に当接する凹部３１を有するガ
イド３２が設けられている。前記凹部３１に当接する弁
軸２３の先端部３３は半球状に構成されており前記凹部
３１の低面３４とは点接触状態である。
また前記弁軸２３の先端部３３が前記凹部３１に接触状
態で左右にズした状態でも前記弁軸２３は前記防爆用吸
熱部材１７の軸孔２４に接触しないように構成されてい
る。３５はユニモルフ圧電素子へのリード線であり、３
６は電気端子である。このような構成により流体制御弁
３７が構成されている。
態で左右にズした状態でも前記弁軸２３は前記防爆用吸
熱部材１７の軸孔２４に接触しないように構成されてい
る。３５はユニモルフ圧電素子へのリード線であり、３
６は電気端子である。このような構成により流体制御弁
３７が構成されている。
次に、この一実施例の構成における作用を説明する。通
常ユニモルフ圧電素子２７へ非通電状態にあっては入口
１１から入った爆発の危険性を有する可燃性ガスはスプ
リング２１により弁座２０に押された弁体２２により閉
止され出口１２側へは流れない状態にある。ここで電気
端子３６に電圧を印加するとユニモルフ圧電素子２７の
先端が歪みスプリング２１の付勢力に打ち勝って弁体２
２を開成する。その結果可燃性ガスは入口１１から出口
１２に流れる。流れる流量を制御するには前記ユニモル
フ圧電素子２７への印加電圧を変化することにより、前
記ユニモルフ圧電素子２７の先端変位量が変わるため流
量制御が可能となる。この時可燃性ガスは流路室１８、
駆動室１９に充満されている。
常ユニモルフ圧電素子２７へ非通電状態にあっては入口
１１から入った爆発の危険性を有する可燃性ガスはスプ
リング２１により弁座２０に押された弁体２２により閉
止され出口１２側へは流れない状態にある。ここで電気
端子３６に電圧を印加するとユニモルフ圧電素子２７の
先端が歪みスプリング２１の付勢力に打ち勝って弁体２
２を開成する。その結果可燃性ガスは入口１１から出口
１２に流れる。流れる流量を制御するには前記ユニモル
フ圧電素子２７への印加電圧を変化することにより、前
記ユニモルフ圧電素子２７の先端変位量が変わるため流
量制御が可能となる。この時可燃性ガスは流路室１８、
駆動室１９に充満されている。
今、可燃性ガスが流路室１８及び駆動室１９に充満され
た状態で何等かの原因により流体制御弁３７内に空気が
侵入し、前記可燃性ガスが爆発可能範囲の濃度条件で、
且つ例えば流体制御弁３７の外部から大きい衝撃が作用
しセラミック２６にクラック等が発生したと仮定する。
た状態で何等かの原因により流体制御弁３７内に空気が
侵入し、前記可燃性ガスが爆発可能範囲の濃度条件で、
且つ例えば流体制御弁３７の外部から大きい衝撃が作用
しセラミック２６にクラック等が発生したと仮定する。
このような条件でユニモルフ圧電素子２７に電圧を印加
すると、セラミック２６のクランク部で放電が発生する
。この時駆動室１９内の爆発可能範囲の濃度条件にある
可燃性ガスは爆発する。しかしながら爆発は駆動室１９
内の範囲で納まり流路室１８へ伝搬することはない、即
ち駆動室１９内で爆発が発生しても爆発の際に発生する
爆発熱を防爆用吸熱部材１７が吸熱するため軸孔２４か
ら流路室１８への爆風の温度は低下されて流路室１８の
爆発には到らない。
すると、セラミック２６のクランク部で放電が発生する
。この時駆動室１９内の爆発可能範囲の濃度条件にある
可燃性ガスは爆発する。しかしながら爆発は駆動室１９
内の範囲で納まり流路室１８へ伝搬することはない、即
ち駆動室１９内で爆発が発生しても爆発の際に発生する
爆発熱を防爆用吸熱部材１７が吸熱するため軸孔２４か
ら流路室１８への爆風の温度は低下されて流路室１８の
爆発には到らない。
尚、防爆用吸熱部材１７としては、金網を用いても効果
が得られている。しかしながら金属板を用いることによ
り熱伝導性が良いため爆発時の熱エネルギーを効率良く
吸熱することができる。また圧電体としてはバイモルフ
素子であっても同様である。
が得られている。しかしながら金属板を用いることによ
り熱伝導性が良いため爆発時の熱エネルギーを効率良く
吸熱することができる。また圧電体としてはバイモルフ
素子であっても同様である。
次に防爆用吸熱部材の他の実施例について説明する。第
４図の実施例では防爆用吸熱部材としてセラミック３８
等の非導電性吸熱体で構成したものである。この実施例
ではユニモルフ圧電素子が弁体を開成するために歪んだ
際、前記ユニモルフ圧電素子の電極面を構成するセラミ
ック面と前記防爆用吸熱部材であるセラミック３８の間
の絶縁性が確保されるものである。
４図の実施例では防爆用吸熱部材としてセラミック３８
等の非導電性吸熱体で構成したものである。この実施例
ではユニモルフ圧電素子が弁体を開成するために歪んだ
際、前記ユニモルフ圧電素子の電極面を構成するセラミ
ック面と前記防爆用吸熱部材であるセラミック３８の間
の絶縁性が確保されるものである。
本発明の第５図、第６図に示される実施例では防爆用吸
熱部材３９を波板状に凹凸を持たせた構成としたもので
ある。この実施例においては吸熱面の表面積を大きくす
ることが出来吸熱効果を増大することができる。なお、
上記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
を省略している。
熱部材３９を波板状に凹凸を持たせた構成としたもので
ある。この実施例においては吸熱面の表面積を大きくす
ることが出来吸熱効果を増大することができる。なお、
上記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
を省略している。
発明の効果
以上のように本発明の流体制御弁は、流体の入口及び出
口を有する弁框体と、前記入口から出口の間の流路を開
閉する弁体を有する流路室と、前記弁体を駆動する圧電
体を有する駆動室と、前記流路室と前記駆動室とを防爆
用吸熱部材で区画することにより、流体制御弁の内部が
爆発可能な条件の可燃ガス状態で、圧電体の故障で放電
が発生し駆動室内で爆発した際には、爆発時の熱エネル
ギーを防爆用吸熱部材が吸収するため、爆発は流路室に
伝搬することがない。また爆発が駆動室の範囲であるた
め爆発時の圧力上昇も小さく圧力容器として設計しなく
ても弁框体の破損が無く防爆機能を持ちながら低コスト
化が図れる。さらに防爆用吸熱部材が流体と常に接触し
ているため、この防爆用吸熱部材は常に流体温度近くで
保持されており、外気温度の変動に影響されず安定した
吸熱効果を有するものである。
口を有する弁框体と、前記入口から出口の間の流路を開
閉する弁体を有する流路室と、前記弁体を駆動する圧電
体を有する駆動室と、前記流路室と前記駆動室とを防爆
用吸熱部材で区画することにより、流体制御弁の内部が
爆発可能な条件の可燃ガス状態で、圧電体の故障で放電
が発生し駆動室内で爆発した際には、爆発時の熱エネル
ギーを防爆用吸熱部材が吸収するため、爆発は流路室に
伝搬することがない。また爆発が駆動室の範囲であるた
め爆発時の圧力上昇も小さく圧力容器として設計しなく
ても弁框体の破損が無く防爆機能を持ちながら低コスト
化が図れる。さらに防爆用吸熱部材が流体と常に接触し
ているため、この防爆用吸熱部材は常に流体温度近くで
保持されており、外気温度の変動に影響されず安定した
吸熱効果を有するものである。
そして本発明は防爆用吸熱部材として金属板を用いるこ
とにより熱伝導性が良いため爆発時の熱エネルギーを効
率よく吸収することができるものである。また金属板と
することにより防爆用吸熱部材を低コスト化することが
出来る。
とにより熱伝導性が良いため爆発時の熱エネルギーを効
率よく吸収することができるものである。また金属板と
することにより防爆用吸熱部材を低コスト化することが
出来る。
また本発明は非導電性吸熱体とすることにより、圧電体
の電極面を構成する前記圧電体のセラミック面と、前記
非導電性吸熱体とは絶縁性が確保されるため、圧電体か
ら吸熱体へのリーク放電等も無く信較性が向上されるも
のである。
の電極面を構成する前記圧電体のセラミック面と、前記
非導電性吸熱体とは絶縁性が確保されるため、圧電体か
ら吸熱体へのリーク放電等も無く信較性が向上されるも
のである。
さらに本発明は、防爆用吸熱部材の少なくとも駆動室側
の表面は、表面積を増加する凹凸手段を設けることによ
り吸熱面積が広がるため吸熱効果を高めることが出来る
ものである。
の表面は、表面積を増加する凹凸手段を設けることによ
り吸熱面積が広がるため吸熱効果を高めることが出来る
ものである。
第１図は本発明の一実施例を示す流体制御弁の縦断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ’断面図、第３図、第４図は
防爆用吸熱部材を示す斜視図、第５図は他の防爆用吸熱
部材を用いた流体制御弁の縦断面図、第６図は第５図の
Ｂ−Ｂ’断面図、第７図は従来の流体制御弁の断面図で
ある。 １０・・・・・・弁框体、１１・・・・・・入口、１２
・・・・・・出口、１７・・・・・・防爆用吸熱部材、
１Ｂ・・・・・・流路室、１９・・・・・・駆動室、２
２・・・・・・弁体、２７・・・・・・圧電体。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第３図 Ｉｆ！１図 １θ ・−−チｔ 才τ（イＡ（ ｎ・−人口 Ｉ２−出口 Ｉ７・−市場」ト吸整部材 １８− 流量く挺 １９−・−駆動！ ２２−１体 ２γ・−圧電３本 第 ２ 図 第５図 第６図
、第２図は第１図のＡ−Ａ’断面図、第３図、第４図は
防爆用吸熱部材を示す斜視図、第５図は他の防爆用吸熱
部材を用いた流体制御弁の縦断面図、第６図は第５図の
Ｂ−Ｂ’断面図、第７図は従来の流体制御弁の断面図で
ある。 １０・・・・・・弁框体、１１・・・・・・入口、１２
・・・・・・出口、１７・・・・・・防爆用吸熱部材、
１Ｂ・・・・・・流路室、１９・・・・・・駆動室、２
２・・・・・・弁体、２７・・・・・・圧電体。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第３図 Ｉｆ！１図 １θ ・−−チｔ 才τ（イＡ（ ｎ・−人口 Ｉ２−出口 Ｉ７・−市場」ト吸整部材 １８− 流量く挺 １９−・−駆動！ ２２−１体 ２γ・−圧電３本 第 ２ 図 第５図 第６図
Claims (4)
- （１）流体の入口及び出口を有する弁框体と、前記入口
から出口の間の流路を開閉する弁体を有する流路室と、
前記弁体を駆動する圧電体を有する駆動室と、前記流路
室と前記駆動室とを区画する防爆用吸熱部材とからなる
流体制御弁。 - （２）防爆用吸熱部材は金属板とした請求項（１）記載
の流体制御弁。 - （３）防爆用吸熱部材は非導電性吸熱体とした請求項（
１）記載の流体制御弁。 - （４）防爆用吸熱部材の少なくとも駆動室側の表面は、
表面積を増加する凹凸手段を設けた請求項（１）記載の
流体制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298637A JPH02146380A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 流体制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298637A JPH02146380A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 流体制御弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146380A true JPH02146380A (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=17862315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298637A Pending JPH02146380A (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 流体制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02146380A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318271A (en) * | 1991-12-11 | 1994-06-07 | Hoerbiger Ventilwerke Aktiengessellschaft | Piezo valve |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5652670A (en) * | 1979-10-04 | 1981-05-11 | Aisin Seiki Co Ltd | Electromagnetic valve |
| JPS62283271A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-09 | Hitachi Metals Ltd | 圧電駆動式弁 |
| JPS63106476A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-11 | ドレーゲルヴエルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 殊にガス状媒体のための電気的に制御される弁 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63298637A patent/JPH02146380A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5652670A (en) * | 1979-10-04 | 1981-05-11 | Aisin Seiki Co Ltd | Electromagnetic valve |
| JPS62283271A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-09 | Hitachi Metals Ltd | 圧電駆動式弁 |
| JPS63106476A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-11 | ドレーゲルヴエルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 殊にガス状媒体のための電気的に制御される弁 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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