(57)【要約】  【課題】バタフライバルブを備える圧力調整器において、バタフライバルブの下流のバルブ下流圧力はほぼ一定に制御する必要があるにもかかわらず、バタフライバルブの下流の機器の作動状況に影響されて変化すると言う不具合が生じた。  【解決手段】吸気管路２内に配置されるバタフライバルブ３と、バタフライバルブ３を開閉する駆動部４とを備え、バタフライバルブ３の上流圧力を駆動力にしてバタフライバルブ３の下流圧力をほぼ一定に調圧する圧力調整器１であって、バタフライバルブ３より下流の全圧と静圧との差圧を検出するとともに検出した差圧に基づいて下流圧力を補正して駆動部４に供給する下流フィードバック圧力補正機構６を備えている。したがって、バタフライバルブ３の下流の流量変化により変化する圧力の変動を抑制して調圧精度を向上させる。【選択図】図１
2006313456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内に配置される弁体と、弁体を開閉する駆動部とを備え、弁体の上流圧力を駆動力にして弁体の下流圧力をほぼ一定に調圧する圧力調整器であって、
弁体より下流の全圧と静圧との差圧を検出する差圧検出部と、
差圧検出部と検出した差圧に基づいて下流圧力を補正して駆動部に供給する圧力補正部を備えてなる圧力調整器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機用空気調和系統などの高圧空気配管系に設置される圧力調整器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許公報１に示される航空機の環境制御装置においては、機内室への圧力を一定に維持するために、圧力調整器が用いられる。この圧力調整器は、エンジンのコンプレッサの部分から抽気した高圧空気を、一定の圧力に調整してその下流に設けられたフローコントロールバルブを介して空調装置に供給するものである。
【０００３】
このような圧力調整器は、例えば図２に示す構造を有している。圧力調整器１００は、環境制御装置の吸気管路１０２内に回動可能に設けられるバタフライバルブ１０３と、そのバタフライバルブ１０３を開閉するアクチュエータ１０９と、アクチュエータ１０９に所定の圧力を供給するコントロールプレッシャレギュレータ１０５とを備えている。
【０００４】
コントロールプレッシャレギュレータ１０５は、吸気管路１０２のバタフライバルブ１０３の上流と連通しており、フィルタ１２５を通過した高圧空気によりボール１２２が押し上げられると、ボール１２２を介してコントロールプレッシャレギュレータ１０５に流入する高圧空気により内部のダイアフラム弁１２４が押し上げられ、ダイアフラム弁１２４を付勢しているスプリング１２３と平衡して一定圧力を生成する。このようにしてダイアフラム弁１２４が高圧空気の圧力とスプリング１２３の付勢力とで平衡している状態で、コントロールプレッシャレギュレータ１０５はコントロール圧力を発生させる。このコントロール圧力は、コントロール圧力管路１２０を介してアクチュエータ１０９の開弁側チャンバ１１１に供給される。
【０００５】
アクチュエータ１０９は、ダイアフラム１１３で内部が開弁側チャンバ１１１と閉弁側チャンバ１１２とに分割されており、ダイアフラム１１３が閉弁側チャンバ１１２に配置されたスプリング１１４により開弁側チャンバ１１１に向かって付勢されている。そして、ダイアフラム１１３はリンク機構１０８によりバタフライバルブ１０３に連結してあり、ダイアフラム１１３がスプリング１１４の付勢力に抗して閉弁側チャンバ１１２側に移動した場合に、バタフライバルブ１０３が開くものである。また、アクチュエータ１０９の閉弁側チャンバ１１２は、バタフライバルブ１０３の下流の吸気管路１０２と連通しており、バルブ下流圧力（静圧）が加えられるものである。
【０００６】
このような構成において、バタフライバルブ１０３が閉じている状態で、コントロールプレッシャレギュレータ１０５に高圧空気が供給されると、コントロール圧力が開弁側チャンバ１１１に供給され、バタフライバルブ１０３が開く。バタフライバルブ１０３が開くことによりバタフライバルブ１０３を介して高圧空気がその下流側に流れるので、バルブ下流圧力が閉弁側チャンバ１１２に供給される。この状態において、コントロール圧力とバルブ下流圧力による作動力及びスプリングの付勢力の合計した力とが平衡するように、バタフライバルブ１０３の開度が維持される。これによって、バタフライバルブ１０３の下流における圧力は一定に調圧されるものである。
【特許文献１】特開平１１−２２２１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような構成のものであると、バタフライバルブ１０３の下流の吸気管路１０２に特許文献１に示されるようなフローコントロールバルブが接続されていると、このフローコントロールバルブの作動状況に応じて下流の抵抗が変化するような場合には、バタフライバルブ１０３の上流圧力が一定であってもバタフライバルブ１０３の開度が変化することがある。すなわち、例えば、フローコントロールバルブが制御され、バタフライバルブ１０３の下流における空気流の抵抗が低下することで空気流量が増加すると、バルブ下流圧力が低下し閉弁側チャンバ１１２内の圧力が低下してバタフライバルブ１０３が開かれる。そして、バタフライバルブ１０３の開度が開側に大きくなることにより、アクチュエータ１０９のダイアフラム１１３はバタフライバルブ１０３の開度が大きくなる前に比べて閉弁側チャンバ１１２に移動した状態で平衡し、バタフライバルブ１０３の下流のバルブ下流圧力が空気流の抵抗が変化する前に比べて低下することになった。
【０００８】
このように、バタフライバルブ１０３の下流のバルブ下流圧力は、ほぼ一定に制御する必要があるにもかかわらずバタフライバルブ１０３の下流の機器の作動状況に影響されて変化すると言う不具合が生じた。
【０００９】
そこで本発明は、このような不具合に鑑みてなされたものであって、より高精度にバルブ下流圧力を調圧できる圧力調整器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る圧力調整器は、管路内に配置される弁体と、弁体を開閉する駆動部とを備え、弁体の上流圧力を駆動力にして弁体の下流圧力をほぼ一定に調圧する圧力調整器であって、弁体より下流の全圧と静圧との差圧を検出する差圧検出部と、差圧検出部と検出した差圧に基づいて下流圧力を補正して駆動部に供給する圧力補正部を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
このような構成において、差圧検出部は、弁体より下流の全圧と静圧との差圧を検出するので、弁体下流の流量が検出されるものである。そして、流量が変化して弁体の下流の圧力が変化する場合に、差圧に基づいて下流圧力を補正して駆動部に供給することにより、下流圧力の変化に応じて駆動部を制御することが可能になる。したがって、弁体より下流に設けられた機器の作動状態が変化しても弁体より下流の圧力をほぼ一定にすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上説明したような構成であり、差圧検出部で検出した弁体より下流の全圧と静圧との差圧に基づいて圧力補正部が下流圧力を補正して駆動部に供給するので、弁体の下流の流量変化により変化する圧力の変動を抑制して調圧精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す圧力調整器１は、例えば航空機の空調装置にエンジンからの抽気を供給する管路である吸気管路２に設置されるもので、吸気管路２内に配置される弁体であるバタフライバルブ３と、バタフライバルブ３を開閉する駆動部４と、駆動部４にエンジンからの高圧空気の圧力を一定に調圧したコントロール圧力を供給するコントロールプレッシャレギュレータ５と、バタフライバルブ３より下流の全圧と静圧との差圧を検出して差圧に基づいて補正したバルブ下流圧力を駆動部４に供給する下流フィードバック圧力補正機構（以下、圧力補正機構と称する）６とを備えている。
【００１５】
バタフライバルブ３は、吸気管路２の内径とほぼ等しい直径を有する円板からなり、その直径方向に回転軸７を備えて吸気管路２に回動可能に取り付けてある。このバタフライバルブ３は、駆動部４を構成するリンク機構８を介して、同じく駆動部４を構成するアクチュエータ９に結合される。
【００１６】
アクチュエータ９は、ハウジング１０と、ハウジング１０内を開弁側チャンバ１１と閉弁側チャンバ１２とに仕切って移動可能に取り付けられるダイアフラム１３と、ダイアフラム１３を開弁側チャンバ１１の方向に付勢するスプリング１４とを備えている。ハウジング１０は、胴体１５と胴体１５に取り付けられる蓋体１６とを備えており、胴体１５と蓋体１６とによりダイアフラム１３を支持している。
【００１７】
胴体１５は、ダイアフラム１３の移動を案内するとともに、ダイアフラム１３を付勢するスプリング１４を固定している。また、圧力補正機構６からの補正されたバルブ下流圧力を取り入れる導入口１７が設けてあるとともに、閉弁側チャンバ１２の空気抜きとしてのアンビエントベント１８が設けてある。
【００１８】
蓋体１６には、バタフライバルブ３の閉位置を調整するための閉位置調整ネジ１９が取り付けてあり、バタフライバルブ３が閉じている状態で閉位置調整ネジ１９の一端はダイアフラム１３の開弁側チャンバ１１側の表面に接触して、スプリング１４により付勢されるダイアフラム１３の位置が変わらないように規制している。また、蓋体１６には、コントロールプレッシャレギュレータ５からのコントロール圧力を取り入れるために、コントロール圧力管路２０が接続される圧力取り入れ口２１が設けてある。
【００１９】
リンク機構８は、その一方の端部がダイアフラム１３の閉弁側チャンバ１２側の表面に回動可能に結合してあるとともに、他方の端部がバタフライバルブ３の回転軸７に結合してある。
【００２０】
コントロールプレッシャレギュレータ５は、ボール２１とボール２１により移動するシャフト２２とスプリング２３とスプリング２３により付勢されるダイアフラム弁２４とを備えてなる。このコントロールプレッシャレギュレータ５は、吸気管路２からフィルタ２５を介した高圧空気がボール２１を移動させると、シャフト２２の周囲の空隙が小さくなり、シャフト２２とダイアフラム弁２４との間で圧力が低下する。そして、この圧力とスプリング２３の付勢力とが平衡することにより、コントロールオリフィス２６を介してほぼ一定のコントロール圧力がコントロール圧力管路２０を介してアクチュエータ９の開弁側チャンバ１１に供給される。
【００２１】
圧力補正機構６は、ハウジング２７と、ハウジング２７内を全圧チャンバ２８と静圧チャンバ２９とに二分するようにハウジング２７内に配置されるダイアフラム弁３０と、ダイアフラム弁３０を全圧チャンバ２８の方向に付勢する第一スプリング３１と、第二スプリング３２及びボール３３とからなるボールバルブ３４と、ボール３３とダイアフラム弁３０とに接して配置される軸体３５とを備えてなる。この圧力補正機構６において、全圧チャンバ２８には、吸気管路２に高圧空気の流れに対して対面して設けられた全圧ポート３６と連通する全圧管路３７を介してバタフライバルブ３の下流の吸気管路２の全圧が導入され、静圧チャンバ２８には、吸気管路２に高圧空気の流れに対して垂直に開口して設けられた静圧ポート３８と連通する静圧管路３９を介してバタフライバルブ３の下流の吸気管路２の静圧が導入される。また、静圧チャンバ２８は、補正圧力管路４０を介してアクチュエータ９の閉弁側チャンバ１２に連通している。このような構成にあって、圧力補正機構６における全圧チャンバ２８、静圧チャンバ２９、ダイアフラム弁３０及び第一スプリング３１が差圧検出部を構成し、ボールバルブ３４、軸体３５及び静圧チャンバ２９が圧力補正部を構成するものである。
【００２２】
以上の構成において、例えばバタフライバルブ３が開いて、バタフライバルブ３の下流のバルブ下流圧力がほぼ一定に調圧された状態において、バタフライバルブ３の下流にある機器の作動状態が変化して、吸気管路２に流入する高圧空気に対する抵抗が変化した場合、つまりバタフライバルブ３より下流における高圧空気の流量が変化した場合について説明する。
【００２３】
最初に、吸気管路２に高圧空気が導入されると、コントロールプレッシャレギュレータ５により一定に調圧されたコントロール圧力がアクチュエータ９の開弁側チャンバ１１にコントロール圧力管路２０を介して供給される。そして、コントロール圧力によりスプリング１４の付勢力に抗してダイアフラム１３が変位し、リンク機構８を介してバタフライバルブ３が開く。これにより、バタフライバルブ３の下流のバルブ下流圧力が上昇し、圧力補正機構６を介して補正されたバルブ下流圧力がアクチュエータ９の閉弁側チャンバ１２に供給されると、スプリング１４の付勢力に補助されてダイアフラム１３を開弁側チャンバ１１の方向に変位させる。この結果、バタフライバルブ３は、コントロール圧力により開いた状態から、閉じる方向に作動し、補正されたバルブ下流圧力及びスプリング１４の付勢力とコントロール圧力とが平衡した時点で、所定開度で開いた状態で静止する。
【００２４】
次に、バタフライバルブ３が所定開度で静止している作動状態において、バタフライバルブ３の下流において高圧空気に対する抵抗が減少すると、バタフライバルブ３下流の流量が増加してバルブ下流圧力が低下する。この時にバタフライバルブ３の下流において、全圧と静圧との間に差圧が生じる。これにより、圧力補正機構６の全圧チャンバ２８に供給される全圧と静圧チャンバ２９に供給される静圧とに差が生じ、その差圧によってダイアフラム弁３０が第一スプリング３１及び第二スプリング３２の付勢力に抗して静圧チャンバ２９側に変位する。そしてダイアフラム弁３０が変位すると、ダイアフラム弁３０の変位量に応じて軸体３５がボール３３を変位させるので、ボールバルブ３４が開弁することになる。
【００２５】
これによって、静圧チャンバ２９内の空気の一部がボールバルブ３４のベントポート４１を介して静圧チャンバ２９から流出するので、補正圧力管路４０を介してアクチュエータ９の閉弁側チャンバ１２にフィードバックされる圧力がバルブ下流圧力より減圧されることになる。したがって、バタフライバルブ３の開度は、フィードバックされる圧力が低下していることに対応して、バルブ下流圧力を直接閉弁側チャンバ１２に供給した場合に比較して小さくなる。この結果、バルブ下流圧力の変化は、バルブ下流圧力を直接閉弁側チャンバ１２に供給した場合に比較して小さくなり、バルブ下流圧力の調圧精度を向上させることができる。
【００２６】
なお、圧力補正機構６は、全圧と静圧との差の圧力つまり差圧が、第一スプリング３１及び第二スプリング３２の付勢力を合計した値より下回っている場合にはバルブ下流圧力を補正することなしにアクチュエータ９にフィードバックするもので、差圧が大きくなるに応じてバルブ下流圧力を減圧するように補正するものである。
【００２７】
このように、バタフライバルブ３の下流における全圧と静圧との圧力の差が生じて、その差圧によりダイアフラム弁３０を変位させる力が第一スプリング３１と第二スプリング３２との組み込み時の荷重つまり合計の付勢力より大きくなると、ボールバルブ３４が開弁して静圧チャンバ２９の空気の一部が放出されてアクチュエータ９の閉弁側チャンバ１２にフィードバックされる圧力がバルブ下流圧力より減圧されるものである。したがって、上述の全圧と静圧との差圧が大きくなるにつれて、言い換えればバタフライバルブ３の下流における空気の流量が多くなるにつれて、フィードバックするバルブ下流の静圧を低くするように補正するので、バルブ下流圧力を直接アクチュエータ９にフィードバックする場合に比較して、流量が変動した場合にバルブ下流圧力の変動（低下）を小さく抑えることができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態においては、圧力補正機構６によりバタフライバルブ３の下流における全圧と静圧との差の圧力を、全圧チャンバ２８、静圧チャンバ２９及びダイアフラム弁３０により検出する機構のものを説明したが、差圧検出部としては例えば、圧力センサを用いて圧力を電気信号に変換するものであってよく、このような差圧検出部に対応して圧力補正部をその電気信号に基づいて開閉する電磁弁などで構成するものであってもよい。
【００２９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の圧力調整器の構成を示す図。
【図２】従来の圧力調整器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
２…吸気管路
３…バタフライバルブ
４…駆動部
６…下流フィードバック圧力補正機構
２８…全圧チャンバ
２９…静圧チャンバ
３０…ダイアフラム弁
３１…第一スプリング
３４…ボールバルブ
３５…軸体
【図１】
2006313456.tif 000003
【図２】
2006313456.tif 000004