JPH11265215A - 圧力式流量制御装置 - Google Patents

圧力式流量制御装置

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JPH11265215A
JPH11265215A JP8946298A JP8946298A JPH11265215A JP H11265215 A JPH11265215 A JP H11265215A JP 8946298 A JP8946298 A JP 8946298A JP 8946298 A JP8946298 A JP 8946298A JP H11265215 A JPH11265215 A JP H11265215A
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Satoru Yasukochi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の孔径に簡単に設定することができ、安
定した流量制御を行うことができるようにした圧力式流
量制御装置を提供すること。 【解決手段】 流体制御弁7の下流側に絞り機構5を設
け、この絞り機構5の上流側の圧力を下流側の圧力の約
2倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式
流量制御装置において、前記絞り機構5における絞り部
分33Aを変形させることにより、孔径の大きさを変え
られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスなどの流体
の流量を制御する圧力式流量制御装置、特に、流体制御
弁の下流側に絞り機構を設け、この絞り機構の上流側の
圧力を下流側の圧力の約2倍以上に保持した状態でガス
の流量制御を行う圧力式流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ノズルを通るガス流の特徴の一つに、ノ
ズルの上流側圧力P1 と下流側圧力P2 の圧力比P2
1 がガスの臨界圧力比(空気や窒素などの場合約0.
5)が0.5以下になると、ノズルを通るガスの流速が
音速となって、ノズル下流側の圧力変動が上流側に伝播
しなくなり、ノズル上流側の状態に相応した安定した質
量流量を得ることができるといった事象がある。
【0003】上述の事象を応用した装置として、例えば
特開平8−335117号公報に開示された圧力式流量
制御装置がある。この圧力式流量制御装置は、流体制御
弁の下流側に音速ノズルのような絞り機構を設け、この
絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約2倍以上に
保持した状態で流体の流量制御を行うもので、従来のマ
スフローコントローラなどの流体制御装置に比べて、流
量制御を高精度で行うことができるといった利点があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されている圧力式流量制御装置においては、絞
り機構における孔を機械加工によって形成しており、し
かも、その径は固定的に定められるものであった。この
ため、機械加工のばらつきが即、流量や差圧の個体差に
結びつき、安定した制御が行えないことがある。そし
て、絞り機構における孔径が固定的であるため、特定の
流量にしか設定できないといった不都合があった。
【0005】また、前記絞り機構における孔の径は、例
えば0.1〜0.7mm程度と微細であり、このような
微細な孔は、放電、プレス、エッチングなどの特殊な加
工方法によらねばならず、製作の面でも煩わしいもので
あった。
【0006】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、所望の孔径に簡単に設定するこ
とができ、安定した流量制御を行うことができるように
した圧力式流量制御装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、流体制御弁の下流側に絞り機構を設
け、この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約2
倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流
量制御装置において、前記絞り機構における絞り部分を
変形させることにより、孔径の大きさを変えられるよう
にしている。
【0008】上記圧力式流量制御装置においては、絞り
機構における絞り部分を変形させることにより、孔径の
大きさを変えられるようにしているので、絞り機構にお
ける孔径を機械加工を厳密に行うことなく、所望の孔径
に設定することができ、安定した流量制御を行うことが
できる。
【0009】前記絞り機構を、流体制御弁が設けられる
本体ブロックに着脱自在に接続される継手ブロックの内
部に着脱自在に設けた場合、前記孔径の調整を容易に行
うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図1〜図4は、この発明の一つの実施
の形態を示す。まず、図1は、この発明の圧力式流量制
御装置の一例を示し、この図において、1は例えば直方
体状の本体ブロックで、耐化学薬品性を有する素材、例
えばステンレス鋼よりなる。この本体ブロック1の一端
側には、ガスなど流体の導入用の継手ブロック2が溶接
によって一体的に連設され、他端側には、流体導出用の
継手ブロック3がねじ4によって着脱自在に連設されて
いる。この継手ブロック3も例えばステンレス鋼よりな
り、内部に絞り機構5が設けられている。なお、この絞
り機構5については、後で詳しく説明する。
【0011】前記本体ブロック1の内部には、上流側が
継手ブロック2に連なり、下流側が継手ブロック3に連
なるガス流路6が形成され、このガス流路6の途中にガ
ス流量を制御する流体制御弁7と圧力センサ8が設けら
れている。
【0012】前記流体制御弁7は、次のように構成され
ている。すなわち、本体ブロック1の上面側に延設され
た上流側のガス流路6aには、弁口9と、下流側のガス
流路6bに連なる流路10とを備えたオリフィスブロッ
ク11が設けられるとともに、弁頭部12とプランジャ
部13とからなり、弁口9の開度を調節する弁体14が
弁頭部12を弁口9に近接した状態で設けられている。
そして、この弁体14は、本体ブロック1の上部に設け
られた弁ブロック15の下部空間内に設けられた金属製
のダイヤフラム16によって、通常時、オリフィスブロ
ック11の上面との間に若干の隙間が形成されるよう
に、上下動自在に保持されている。
【0013】17は弁体14を上下方向に押圧駆動する
圧電素子型アクチュエータで、弁ブロック15に螺着さ
れた筒状のケース18内に収容されている。この圧電素
子型アクチュエータ17に所定の電圧を加えることによ
り、伝達部材としてのルビーボール19を介して弁体1
4が押圧駆動され、これによって、弁口9の開度が調整
され、流体流路6を流れるガスの流量が制御される。
【0014】前記圧力センサ8は、例えば歪みセンサよ
りなり、流体制御弁7の下流側の流路6bに形成された
凹部20に臨むようにして設けられている。
【0015】次に、継手ブロック3およびこれに設けら
れる絞り機構5について、図2〜図4をも参照しながら
説明する。まず、継手ブロック3は、図1に示すよう
に、一端部側(上流側)に本体ブロック1の下流側の端
面に対応するフランジ部21が形成され、他端側(下流
側)の外周にねじ部22が形成されている。そして、こ
の継手ブロック3の内部上流側には、ザグリ部を有する
とともに、絞り機構ブロック23(その構成については
後述する)を着脱自在に設けるための雌ねじ部24(図
3参照)を有する凹部25と、この凹部25に連なり、
継手ブロック3の下流側端面に開口を有する末広がり状
態の流路26が形成されている。
【0016】前記絞り機構ブロック23は、図2および
図3に示すように、円筒体形状で、その上流側の外周に
は、前記雌ねじ部24と螺合する雄ねじ部27が形成さ
れるとともに、下流側の外周には二条の凹溝28が形成
され、シール部材としてのOリング29が嵌め込まれて
いる。そして、絞り機構ブロック23の内部には、本体
ブロック1側の流路6bと同径の導入路30と、雌ねじ
部31と、この雌ねじ部31に連なり半球状部32aと
その先端の筒部32bとからなる規制部32とが形成さ
れている。なお、この絞り機構ブロック23は、例えば
ステンレス鋼よりなる。
【0017】そして、33は絞り機構5を構成する絞り
機構部材で、例えば四フッ化エチレン樹脂などの耐薬品
性および弾力性を有する素材よりなり、図3および図4
に示すように、前記規制部32の表面と対応する外形を
呈し、内部の開口34は先端ほど細くなるように形成さ
れ、その先端側に絞り部分33Aによって絞り機構とし
ての孔5が形成されている。この孔5の径Dは、0.1
〜0.7mm程度である。また、35は絞り機構部材3
3を押圧して、孔5の大きさを変化させる押圧部材で、
例えばステンレス鋼よりなり、その外周には雌ねじ部3
1と螺合する雄ねじ部36が形成されているとともに、
内部には前記開口34の上流側の直径とほぼ等しい孔3
7が貫設され、さらに、その上流側の端面には細い溝部
38が形成されている。
【0018】上記構成の圧力式流量制御装置において
は、絞り機構5を構成するには、継手ブロック3に組み
込む前の絞り機構ブロック23に対して、図4(A)に
示すように、絞り機構部材33を規制部32内に収容
し、押圧部材35を螺着する。そして、同図(B)にお
いて、スクリュードライバなど適宜の部材を溝部38に
嵌め込んで、押圧部材35を矢印39方向に回転させる
と、押圧部材35にが図中の矢印40方向に前進して、
絞り機構部材33が矢印40方向に圧縮される。この圧
縮によって、絞り機構部材33の先端の絞り部分33A
は、絞り機構ブロック23の規制部32の形状に沿うよ
うになり、その孔5を縮径するように変化する。逆に、
押圧部材35を矢印39と反対の方向に回転させると、
前記孔5の径は広がる。
【0019】つまり、押圧部材35のねじ込み具合を調
整することにより、絞り機構部材33における絞り部分
33Aを変形させることができ、孔径の大きさを変える
ことができる。したがって、絞り機構5における孔径の
大きさは、ねじ式の押圧部材35のねじ込みを加減する
といったきわめて簡単な手法で、絞り機構5における孔
径を所望の大きさに設定することができ、安定した流量
制御を行うことができるのである。
【0020】前記孔径の調整を行った後、絞り機構ブロ
ック23を継手ブロック3に螺着する。そして、この継
手ブロック3を、流体制御弁7および圧力センサ8を組
み込んだ本体ブロック1に対してねじ止めすることによ
り、所望の圧力式流量制御装置を得ることができる。
【0021】そして、上記実施の形態においては、絞り
機構5を構成する絞り機構部材33を着脱自在に組み込
んだ絞り機構ブロック23が、継手ブロック3に対して
着脱自在に設けられ、さらに、この継手ブロック3が、
流体制御弁7などが設けられる本体ブロック1に着脱自
在接続されるように構成してあるので、絞り機構5にお
ける孔径の調整を簡単に行うことができるのは勿論のこ
と、絞り機構5や継手ブロック3の点検やメンテナンス
を簡単に行うことができる。また、ガスの種類に最適な
継手ブロック3や絞り機構5を選択して本体ブロック1
と組み合わせることができる。
【0022】
【発明の効果】この発明の圧力式流量制御装置は、絞り
機構における絞り部分を変形させることにより、孔径の
大きさを変えられるようにしているので、絞り機構にお
ける孔径を機械加工を厳密に行うことなく、所望の孔径
に設定することができ、安定した流量制御を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の圧力式流量制御装置の一例を示す縦
断面図である。
【図2】前記圧力式流量制御装置に用いられる絞り機構
を組み込んだ継手ブロックの一例を示す断面図である。
【図3】前記継手ブロックの要部を示す分解斜視図であ
る。
【図4】絞り機構とこれを押圧する部材の動作を説明す
るための図である。
【符号の説明】 1…本体ブロック、3…継手ブロック、5…絞り機構、
7…流体制御弁、33A…絞り部分、D…孔径。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体制御弁の下流側に絞り機構を設け、
    この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約2倍以
    上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流量制
    御装置において、前記絞り機構における絞り部分を変形
    させることにより、孔径の大きさを変えられるようにし
    たことを特徴とする圧力式流量制御装置。
  2. 【請求項2】 絞り機構が、流体制御弁が設けられる本
    体ブロックに着脱自在に接続される継手ブロックの内部
    に着脱自在に設けられている請求項1に記載の圧力式流
    量制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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