JPS60245885A - 流量制御装置 - Google Patents
流量制御装置Info
- Publication number
- JPS60245885A JPS60245885A JP9910084A JP9910084A JPS60245885A JP S60245885 A JPS60245885 A JP S60245885A JP 9910084 A JP9910084 A JP 9910084A JP 9910084 A JP9910084 A JP 9910084A JP S60245885 A JPS60245885 A JP S60245885A
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- JP
- Japan
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- flow
- valve seat
- fluid
- flow rate
- valve
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
- F16K31/005—Piezoelectric benders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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
本発明は流量制御弁に係、す、特に弁座に対向して設け
られたニードル部の変位により弁座との間を流れる流体
の流量を制御する流量制御弁に関する。
られたニードル部の変位により弁座との間を流れる流体
の流量を制御する流量制御弁に関する。
従来技術
従来、微小な流量の流体を制御覆る流量制御弁としては
、熱式質量流量計により流体の流量を８１測し、この計
測値と所望の供給流量の設定値とを比較して計測値が大
きい場合、その差分に応じた電圧の供給により加熱され
るニクロム線を収納する収納パイプが熱膨張し、収納パ
イプ先端のニードル部を弁座方向に変位させて流体の流
量を微小流量に絞り、また、設定値より計測値が小さい
場合ニクロム線への電圧供給を停止すると共に収納パイ
プの周囲を給送される流体により冷却して収納パイプを
収縮させ、ニードル部を弁座より離間させ流量を増加さ
せるようにして弁開度を調整し、流量を制御する構成と
されていた。しかしながら、従来の流量制御弁は収納パ
イプを加熱して膨張させ、あるいは冷却により収縮させ
るためニードル部を変位させるのに時間がかかり、流量
制御弁の応答性が遅く正確な流量制御を行うことが難し
く、さらに制御される流体により収納パイプを冷却する
ため、流体が加熱され物性上の変化が生じることが考え
られ好ましくないという欠点があった。
、熱式質量流量計により流体の流量を８１測し、この計
測値と所望の供給流量の設定値とを比較して計測値が大
きい場合、その差分に応じた電圧の供給により加熱され
るニクロム線を収納する収納パイプが熱膨張し、収納パ
イプ先端のニードル部を弁座方向に変位させて流体の流
量を微小流量に絞り、また、設定値より計測値が小さい
場合ニクロム線への電圧供給を停止すると共に収納パイ
プの周囲を給送される流体により冷却して収納パイプを
収縮させ、ニードル部を弁座より離間させ流量を増加さ
せるようにして弁開度を調整し、流量を制御する構成と
されていた。しかしながら、従来の流量制御弁は収納パ
イプを加熱して膨張させ、あるいは冷却により収縮させ
るためニードル部を変位させるのに時間がかかり、流量
制御弁の応答性が遅く正確な流量制御を行うことが難し
く、さらに制御される流体により収納パイプを冷却する
ため、流体が加熱され物性上の変化が生じることが考え
られ好ましくないという欠点があった。
問題点を解決するだめの手段
本発明は上記欠点を除去した流量制御弁を提供すること
を目的とするものであり、その構成は、弁肢に対向して
設けられその変位により弁座との間を流れる流体の流量
を制御するニードル部と、電圧の印加によりニードル部
を弁座に対し変位させる圧電素子とよりなるものである
。
を目的とするものであり、その構成は、弁肢に対向して
設けられその変位により弁座との間を流れる流体の流量
を制御するニードル部と、電圧の印加によりニードル部
を弁座に対し変位させる圧電素子とよりなるものである
。
実施例
第１図に本発明になる流量制御弁の第１実施例を示す。
図中、流量制御弁１はテーパ状の弁座２を有する弁本体
３の上部開口を蓋４により施蓋されている。蓋４の内側
凹部４ａには電圧を印加されると伸びる方向に微小変位
する圧電素子５が固着されている。６はニードル部で、
先端の円錐部６ａを弁座２内に嵌入させており、支持部
材７を介して圧電素子５に固着されている。このため、
ニードル部６は圧電素子５の変位に伴い弁座２に近接ま
たは離間しうる。８はステンレス等の金属製のダイヤフ
ラムで、中央部が圧電素子５の下部と支持部材７の上部
とに夫々固着し、周縁部が弁本体３と蓋４により挾持さ
れ、弁本体３内と蓋４内とを画成している。ダイヤフラ
ム８により蓋４内が気密にシールされているので、弁本
体３内を流れる流体が圧電素子５に直接付着することが
無い。このため、例えば流体が腐食性のガスの場合でも
圧電素子５がガスより保護され、流量制御弁１は良好に
流量を制御しうる。
３の上部開口を蓋４により施蓋されている。蓋４の内側
凹部４ａには電圧を印加されると伸びる方向に微小変位
する圧電素子５が固着されている。６はニードル部で、
先端の円錐部６ａを弁座２内に嵌入させており、支持部
材７を介して圧電素子５に固着されている。このため、
ニードル部６は圧電素子５の変位に伴い弁座２に近接ま
たは離間しうる。８はステンレス等の金属製のダイヤフ
ラムで、中央部が圧電素子５の下部と支持部材７の上部
とに夫々固着し、周縁部が弁本体３と蓋４により挾持さ
れ、弁本体３内と蓋４内とを画成している。ダイヤフラ
ム８により蓋４内が気密にシールされているので、弁本
体３内を流れる流体が圧電素子５に直接付着することが
無い。このため、例えば流体が腐食性のガスの場合でも
圧電素子５がガスより保護され、流量制御弁１は良好に
流量を制御しうる。
ニードル部６と弁座２との間を通過した流体の流量は、
第２図に示す流量制御弁１の上流側に設りられた熱式質
量流量計９により計測される。熱式質量流量計９では自
己加熱抵抗体が流体の流量によって冷却される割合が流
体の質量流量に対応することを利用して正確に流量計測
しうるちのであり、流体を給送する主配管１０の分流配
管１１に自己加熱抵抗体である一対の検出コイル１２゜
１３が巻装されている。１４は複数のパイプまたは層流
素子を配管長手方向に内蔵してなる流体抵抗部で、流体
が分流配管１１に流入することを促している。
第２図に示す流量制御弁１の上流側に設りられた熱式質
量流量計９により計測される。熱式質量流量計９では自
己加熱抵抗体が流体の流量によって冷却される割合が流
体の質量流量に対応することを利用して正確に流量計測
しうるちのであり、流体を給送する主配管１０の分流配
管１１に自己加熱抵抗体である一対の検出コイル１２゜
１３が巻装されている。１４は複数のパイプまたは層流
素子を配管長手方向に内蔵してなる流体抵抗部で、流体
が分流配管１１に流入することを促している。
流量計９はブリッジ回路１５に電流を流すと検出コイル
１２．１３が加熱され、分流配管１１を流れる流体に一
定量の熱が加えられる。
１２．１３が加熱され、分流配管１１を流れる流体に一
定量の熱が加えられる。
制御弁１が開弁じて分流配管１１内で流体が流れると上
流側の検出コイル１２により加熱された流体が下流側の
検出コイル１３へと移送される。
流側の検出コイル１２により加熱された流体が下流側の
検出コイル１３へと移送される。
このため、検出コイル１２の温度ＴＡは低下すると共に
検出コイル１３の温度ＴＢは相対的に高くＴＡ ＜Ｔｅ
になり、検出コイル１２の温度抵抗値ＲＡが減少し検出
コイル１３の温度抵抗値Ｒｅが相対的に増大するため、
ブリッジ回路１５の平衡がくずれ出力電圧ＶＡが増大す
る。
検出コイル１３の温度ＴＢは相対的に高くＴＡ ＜Ｔｅ
になり、検出コイル１２の温度抵抗値ＲＡが減少し検出
コイル１３の温度抵抗値Ｒｅが相対的に増大するため、
ブリッジ回路１５の平衡がくずれ出力電圧ＶＡが増大す
る。
ブリッジ回路１５からの出力電圧ＶＡが増幅回路１６に
より増幅されて比較制御回路１７で所望の流体流量の設
定電圧Ｖｅと比較され、その差に応じた電圧Ｖｃが流量
制御弁１に供給される。このため、流量制御弁１は比較
制御回路１７か゛らの電圧Ｖｃの供給により増幅回路１
６からの出力電圧ＶＡと設定雷ＢＥＶｅとの差がゼロに
なるまで流量を制御する。
より増幅されて比較制御回路１７で所望の流体流量の設
定電圧Ｖｅと比較され、その差に応じた電圧Ｖｃが流量
制御弁１に供給される。このため、流量制御弁１は比較
制御回路１７か゛らの電圧Ｖｃの供給により増幅回路１
６からの出力電圧ＶＡと設定雷ＢＥＶｅとの差がゼロに
なるまで流量を制御する。
なお、流量計９は主配管１０より小径な分流配管１１の
微小流量を計測することにより、分流配管１１の断面積
に対する主配管１０の断面積の割合より換算して制御弁
１の流量を測るものである。
微小流量を計測することにより、分流配管１１の断面積
に対する主配管１０の断面積の割合より換算して制御弁
１の流量を測るものである。
移送される流体の流量が予め設定された設定流量より大
である場合、流量計９の比較制御回路１７から大なる電
圧Ｖｃがリード線１８を介して制御弁１の圧電素子５に
印加され、る。圧電素子５は電圧Ｖｃの印加により歪が
生じ、即座に微小寸法伸びて矢印へ方向に変位する。こ
のため−、ニードル部６は流量計９からの信号に対して
応答性良く支持部材−７を介して弁座２に近接し、円錐
部６ａと弁座２とのすきまを狭くして弁開度を絞り流量
を減少させ、設定流量に制御する。
である場合、流量計９の比較制御回路１７から大なる電
圧Ｖｃがリード線１８を介して制御弁１の圧電素子５に
印加され、る。圧電素子５は電圧Ｖｃの印加により歪が
生じ、即座に微小寸法伸びて矢印へ方向に変位する。こ
のため−、ニードル部６は流量計９からの信号に対して
応答性良く支持部材−７を介して弁座２に近接し、円錐
部６ａと弁座２とのすきまを狭くして弁開度を絞り流量
を減少させ、設定流量に制御する。
また、流体流量が設定流量より小である場合、流量計９
の比較制御回路１７から前記より小さい電圧Ｖｃが圧電
素子５に印加される。圧電素子５は電圧Ｖｃに略比例し
て変位するため、電圧Ｖｃが小になると前記より微小寸
法縮み矢印Ｂ方向に変位する。このため、ニードル部６
は支持部材７を介して弁座２より離間し、円錐部６ａと
弁座２とのすきまを広げて流量を増加させ、設定流量に
制御する。
の比較制御回路１７から前記より小さい電圧Ｖｃが圧電
素子５に印加される。圧電素子５は電圧Ｖｃに略比例し
て変位するため、電圧Ｖｃが小になると前記より微小寸
法縮み矢印Ｂ方向に変位する。このため、ニードル部６
は支持部材７を介して弁座２より離間し、円錐部６ａと
弁座２とのすきまを広げて流量を増加させ、設定流量に
制御する。
なお、ダイヤフラム８は中央部が圧電素子５の変位に追
従して矢印△、Ｂ方向に撓む。
従して矢印△、Ｂ方向に撓む。
第３図に本発明になる流量制御弁の第２実施例を示す。
第３図中、流量制御弁２０の圧電素子５は上部を蓋２１
の内面２１ａに固着されており下部にニードル部６が直
接一体向に固着されている。
の内面２１ａに固着されており下部にニードル部６が直
接一体向に固着されている。
圧電素子５のリード線１８は蓋２１の貫通孔２１ｂより
外部に挿通されている。貫通孔２１ｂには樹脂製等のシ
ール材２２が充填されており、流体の漏れが防止される
。また、蓋２１と弁本体２３との間はパツキン２４によ
りシールされている。
外部に挿通されている。貫通孔２１ｂには樹脂製等のシ
ール材２２が充填されており、流体の漏れが防止される
。また、蓋２１と弁本体２３との間はパツキン２４によ
りシールされている。
流量制御弁２０はニードル部６と圧電素子５どの間に支
持部材等が介在せず、部品点数が少なく簡単な構成とさ
れており、さらに弁本体２３の高さ寸法が小さくて済み
、安価に製造しうる。
持部材等が介在せず、部品点数が少なく簡単な構成とさ
れており、さらに弁本体２３の高さ寸法が小さくて済み
、安価に製造しうる。
流量制御弁２０はリード線１８を介して流量計９から圧
電素子５に電圧Ｖｃを印加されると、電圧Ｖｃの大きさ
に比例して伸縮しニードル部６を矢印Ａ、Ｂ方向に変位
させ流量を制御する。
電素子５に電圧Ｖｃを印加されると、電圧Ｖｃの大きさ
に比例して伸縮しニードル部６を矢印Ａ、Ｂ方向に変位
させ流量を制御する。
ニードル部６は圧電素子５の変位に伴い一体的に変位し
て、最大変位時には円錐部６ａを弁座２３ａに当接させ
て閉弁する。
て、最大変位時には円錐部６ａを弁座２３ａに当接させ
て閉弁する。
発明の効果
上述の如く、本発明になる流量制御弁は、弁座に対向し
て設けられその変位により弁座との間を流れる流体の流
量を制御するニードル部と、電圧の印加によりニードル
部を弁座に対し変３位させる圧電素子とよりなるため、
従来の如く、ニクロム線が加熱されて熱膨張によりニー
ドル部を変位させるといつＩＣ時間的なロスが無く、流
量計からの制御信号に応じて即座に圧電素子が伸縮しニ
ードル部を開弁または閉弁方向に変位させて流量を制御
でき、時間的遅れがほとんど無いので応答性が良く正確
に流量を制御出来、特に正確に微小流量を制御するのに
好適であり、しかもニクロム線等の発熱体を使用しない
ため流体の物性への熱的影響が無い等の特長を有する。
て設けられその変位により弁座との間を流れる流体の流
量を制御するニードル部と、電圧の印加によりニードル
部を弁座に対し変３位させる圧電素子とよりなるため、
従来の如く、ニクロム線が加熱されて熱膨張によりニー
ドル部を変位させるといつＩＣ時間的なロスが無く、流
量計からの制御信号に応じて即座に圧電素子が伸縮しニ
ードル部を開弁または閉弁方向に変位させて流量を制御
でき、時間的遅れがほとんど無いので応答性が良く正確
に流量を制御出来、特に正確に微小流量を制御するのに
好適であり、しかもニクロム線等の発熱体を使用しない
ため流体の物性への熱的影響が無い等の特長を有する。
第１図は本発明になる流量制御弁の第１実施例の縦断面
図、第２図は熱式質量流量計の概略構成図、第３図は本
発明流量制御弁の第２実施例の縦断面図である。 １．２０・・・流量制御弁、２，２３ａ・・・弁座、３
２３・・・弁本体、５・・・圧電素子、６・・・ニード
ル部、７・・・支持部材、８・・・ダイヤフラム、９・
・・熱式質量流量計、１１・・・分流配管、１２．１３
・・・検出コイル、１５・・・ブリッジ回路、１７・・
・比較制御回路、１８・・・リード線、２２・・・シー
ル材。
図、第２図は熱式質量流量計の概略構成図、第３図は本
発明流量制御弁の第２実施例の縦断面図である。 １．２０・・・流量制御弁、２，２３ａ・・・弁座、３
２３・・・弁本体、５・・・圧電素子、６・・・ニード
ル部、７・・・支持部材、８・・・ダイヤフラム、９・
・・熱式質量流量計、１１・・・分流配管、１２．１３
・・・検出コイル、１５・・・ブリッジ回路、１７・・
・比較制御回路、１８・・・リード線、２２・・・シー
ル材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 弁座に対向して設けられその変位により弁座との
間を流れる流体の流量を制御するニードル部と、電圧め
印加により該ニードル部を該弁座に対し変位させる圧電
素子とよりなる流量制御弁。 ２、 該圧電素子はダイヤフラムにより流体通路より隔
離して設けられニードルの支持部材を介してニードル部
を変位させる構成とされた特許請求の範囲第１項記載の
流量制御弁。 ３、 該圧電素子は該ニードル部に固着されている特許
請求の範囲第１項記載の流量制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9910084A JPS60245885A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9910084A JPS60245885A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60245885A true JPS60245885A (ja) | 1985-12-05 |
| JPH0362949B2 JPH0362949B2 (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=14238431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9910084A Granted JPS60245885A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60245885A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127983A (ja) * | 1984-11-27 | 1986-06-16 | Esutetsuku:Kk | 流体制御用バルブ |
| JPS63199978A (ja) * | 1988-01-13 | 1988-08-18 | Esutetsuku:Kk | マスフローコントローラ |
| JPH02116071U (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-17 | ||
| US5092360A (en) * | 1989-11-14 | 1992-03-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Flow rated control valve using a high-temperature stacked-type displacement device |
| JPH11265217A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Omi Tadahiro | 圧力式流量制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139981A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | Saginomiya Seisakusho Inc | 圧電素子を利用した弁 |
| JPS60227078A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-12 | Nippon Enraajingu Color Kk | 流量制御弁 |
-
1984
- 1984-05-17 JP JP9910084A patent/JPS60245885A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139981A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | Saginomiya Seisakusho Inc | 圧電素子を利用した弁 |
| JPS60227078A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-12 | Nippon Enraajingu Color Kk | 流量制御弁 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127983A (ja) * | 1984-11-27 | 1986-06-16 | Esutetsuku:Kk | 流体制御用バルブ |
| JPS63199978A (ja) * | 1988-01-13 | 1988-08-18 | Esutetsuku:Kk | マスフローコントローラ |
| JPH02116071U (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-17 | ||
| US5092360A (en) * | 1989-11-14 | 1992-03-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Flow rated control valve using a high-temperature stacked-type displacement device |
| JPH11265217A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Omi Tadahiro | 圧力式流量制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0362949B2 (ja) | 1991-09-27 |
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