(57)【要約】【課題】製造コストを低く抑えることが可能な流量制御装置を提供する。【解決手段】上流空調機３からの空気が流れるダクト１１を備える。ダクト１１内に設置されたオリフィスリング２１（中空構造の板）を備える。オリフィスリング２１の中空部２４に重なる板状に形成され、オリフィスリング２１と平行になる状態で稼働するプレート２２を備える。プレート２２を稼働させるアクチュエータ２３（駆動部）を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流空調機からの空気が流れるダクトと、
前記ダクト内に設置された中空構造の板と、
前記板の中空部に重なる板状に形成され、前記板と平行になる状態で稼働するプレートと、
前記プレートを稼働させる駆動部と、
を備えた流量制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の流量制御装置において、
前記駆動部は、直動式のリニアアクチュエータによって構成されていることを特徴とする流量制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の流量制御装置において、
前記板の中空部は、円形の開口形状であり、
前記プレートは、円板状に形成されていることを特徴とする流量制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の流量制御装置において、
前記ダクトの一端はチャンバーに接続されることを特徴とする流量制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載の流量制御装置において、
前記プレートは、前記板より前記気体が流れる方向の下流側に配置され、
前記駆動部は、前記固定壁部に支持されて前記プレートより前記気体が流れる方向の下流側に配置されていることを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の流量を制御する流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体の流量を制御する流量制御装置としては、ベンチュリバルブと呼ばれているものがある。このベンチュリバルブは、応答性がよいとともに、大流量の気体が流れても騒音が小さいものである。このため、この種のベンチュリバルブは、特許文献１に記載されているようにヒュームフードの局所排気ダクトに設けられたり、製造施設や研究室、病院などで給気、一般排気あるいは局所排気を行うダクトに設けられることが多い。
【０００３】
一般的なベンチュリバルブは、空気通路を形成するベンチュリと、このベンチュリの中心を軸とするコーンとを備えている。コーンの上流側半部は、半球状に形成され、下流側半部は、ベンチュリ部の周壁と相似に形成されている。このコーンは、シャフトに支持され、往復することにより流量を増減させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ベンチュリバルブは、特性や応答性が優れる反面、ベンチュリやコーンの外形が流線形に成形されているから、設計や製造に時間が長く必要になるために、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、製造コストを低く抑えることを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明に係る流量制御装置は、上流空調機からの空気が流れるダクトと、前記ダクト内に設置された中空構造の板と、前記板の中空部に重なる板状に形成され、前記板と平行になる状態で稼働するプレートと、前記プレートを稼働させる駆動部とを備えているものである。
【０００８】
本発明は、前記流量制御装置において、前記駆動部は、直動式のリニアアクチュエータによって構成されていてもよい。
【０００９】
本発明は、前記流量制御装置において、前記板の中空部は、円形の開口形状であり、
前記プレートは、円板状に形成されていてもよい。
【００１０】
本発明は、前記流量制御装置において、前記ダクトの一端はチャンバーに接続されてもよい。
【００１１】
本発明は、前記流量制御装置において、前記プレートは、前記板より前記気体が流れる方向の下流側に配置され、前記駆動部は、前記固定壁部に支持されて前記プレートより前記気体が流れる方向の下流側に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る流量制御装置においては、プレートが駆動部によって稼働されて板に接近することにより流量が減少し、プレートが板から離間することによって流量が増大する。この流量制御装置は、板の中空部が実質的にベンチュリバルブのベンチュリ部を構成し、プレートが実質的にベンチュリバルブのコーンを構成する。
【００１３】
板とプレートは、それぞれ板材料によって形成することができる。
したがって、本発明によれば、製造コストを低く抑えることが可能な流量制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る流量制御装置を使用した空調システムの部屋側端部を示す斜視図である。図１は、ダクトおよび流量制御装置のパイプの一部を破断した状態で描いてある。
【図２】吹出口ＶＡＶの断面図である。
【図３】流量制御装置の断面図である。図３は、プレートが中間に位置付けられている状態を示す。
【図４】流量制御装置の断面図である。図４は、プレートが全開に位置付けられている状態を示す。
【図５】流量制御装置を上流側から見た断面図である。図５の破断位置は、図２中にV−V線によって示す。
【図６】中間開度にあるバタフライバルブを通過した空気が流れる方向を模式的に示す断面図である。
【図７】全開状態のバタフライバルブを通過した空気が流れる方向を模式的に示す断面図である。
【図８】流量制御装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図９】流量制御装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】流量制御装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る流量制御装置(ＶＡＶ：  Variable Air Volume)の一実施の形態を図１ないし図７によって詳細に説明する。この実施の形態においては、本発明を吹出口ＶＡＶの流量制御装置に適用する例について説明する。
【００１６】
吹出口ＶＡＶ１は、図１において下部につながる部屋２の空調を行うためのものである。吹出口ＶＡＶ１は、上流空調機３から空調空気が送られる上流ダクト４と、この上流ダクト４の下流端に後述する流量制御装置(以下においては単にＶＡＶという）５を介して接続されたチャンバー６などを備えている。
【００１７】
この実施の形態による上流ダクト４は、図２に示すように、天井裏７に水平に設置されている。
チャンバー６は、箱状に形成されている。ＶＡＶ５の下流端は、このチャンバー６の一側部に接続されている。チャンバー６の下端には、ダクト部材８が接続されている。ダクト部材８は、天井壁９に取付けられている。
【００１８】
このダクト部材８の下端部であって室内空間Ｓの天井部となる部位には、空調空気（以下、単に空気という）を室内空間Ｓに供給する吹出口１０が設けられている。空気は、上流ダクト４からＶＡＶ５の内部を通ってチャンバー６に流入し、ダクト部材８内を下方に流れ、吹出口１０から部屋２内に供給される。以下においては、空気が流れる方向の下流側を単に「下流側」といい、空気が流れる方向の上流側を単に「上流側」という。
【００１９】
ＶＡＶ５は、図１および図２に示すように、上流ダクト４と同径の円筒状のダクト１１と、このダクト１１の中に収容された後述する複数の部品とによって構成されている。ダクト１１は、上流ダクト４とチャンバー６とにそれぞれ取付けられている。このダクト１１は、円筒状の上流ダクト４と同一軸線上に位置している。
【００２０】
ダクト１１内に収容された複数の部品とは、ダクト１１内の上流部に位置するオリフィスリング２１と、その下流側に位置する円板状のプレート２２と、更に下流側に位置するアクチュエータ２３である。この実施の形態においては、オリフィスリング２１が本発明でいう「中空構造の板」に相当する。また、アクチュエータ２３が本発明でいう「駆動部」に相当する。
【００２１】
オリフィスリング２１は、円環板状に形成されており、ダクト１１の内周に隙間なく固定されている。
プレート２２は、円板状に形成されており、アクチュエータ２３に支持されている。
【００２２】
このように円板状のプレート２２がダクト１１内に設けられることにより、図５に示すように、空気の流れる方向から見てプレート２２がオリフィスリング２１とは同心円状となる。この実施の形態によるプレート２２の外径Ｄは、オリフィスリング２１の内径より僅かに小さい。詳述すると、この実施の形態によるプレート２２は、オリフィスリング２１の中空部２４に挿入可能な大きさであって、プレート２２とオリフィスリング２１との間のクリアランスが可及的小さくなるような大きさに形成されている。なお、プレート２２の外径Ｄは、オリフィスリング２１の内径より大きくてもよい。
【００２３】
アクチュエータ２３は、オリフィスリング２１に支持用ブラケット２５を介して支持されている。支持用ブラケット２５は、プレート２２の上方と下方とにおいてオリフィスリング２１に固定されている。アクチュエータ２３は、この支持用ブラケット２５の端部に固定されている。
【００２４】
この実施の形態によるアクチュエータ２３は、直動式のリニアアクチュエータによって構成されており、本体２３ａと、この本体２３ａを貫通する軸２３ｂとを備えている。上述したプレート２２は、この軸２３ｂの端部に固定されている。
【００２５】
このアクチュエータ２３は、目標位置にプレート２２を位置付ける。アクチュエータ２３が動作することにより、プレート２２がオリフィスリング２１に近接した全閉位置と、オリフィスリング２１から下流側に離間した全開位置との間に位置付けられる。これにより、全閉位置と全開位置の間で、相当する流量の制御が可能となる。
【００２６】
オリフィスリング２１を通る空気の流量は、オリフィスリング２１とプレート２２との距離が変わることにより変化する。すなわち、プレート２２が閉位置から下流側に移動することによって、オリフィスリング２１を通る空気の流量が次第に増大し、プレート２２が閉位置に向けて移動することによって、オリフィスリング２１を通る空気の流量が次第に減少する。
プレート２２が図３に示すように全閉位置と全開位置との間の中間位置に位置している状態においては、空気は概ね二点鎖線の矢印で示すように流れる。すなわち、空気は、オリフィスリング２１の中空部２４で絞られ、オリフィスリング２１とプレート２２との間の開口部を通って下流側に流れる。
【００２７】
一方、プレート２２が図４に示すように全開位置に位置している状態においては、空気は概ね破線の矢印で示すように流れる。すなわち、空気は、オリフィスリング２１の中空部２４で絞られ、オリフィスリング２１とプレート２２との間を、図３に示した状態よりも広い開口部を通って下流側に流れる。
ＶＡＶ５からチャンバー６に流入した空気の流線は、プレート２２の位置にかかわらず大きく異なることはない。なお、このＶＡＶ５の代わりにバタフライバルブを用いた場合は、図６および図７に示すように、開度に応じてチャンバー６に流入した空気の流線が大きく異なる。
【００２８】
図６は、バタフライバルブ３１の角度が６０°となる状態を示し、図７は、バタフライバルブ３１が全開になった状態を示す。バタフライバルブ３１を使用すると、バタフライバルブ３１が傾斜する分だけ空気が一方に偏るから、中間開度時と全開時とで下流側の空気流の状態が大きく異なってしまう。これに対して、この実施の形態によるＶＡＶ５を使用することにより、空気流量が変化したとしてもチャンバー６内の流線は乱れにくくなるため、部屋２に流れる空気の風向が偏ることなく、空気の流量を変えることが可能になる。
【００２９】
オリフィスリング２１とプレート２２は、それぞれ板材料によって形成することができる。このため、このＶＡＶ５は、ベンチュリ部やコーンなどの部品を流線形に部品を形成しなければならないベンチュリバルブと較べると簡単に製造することが可能である。
したがって、この実施の形態によれば、製造コストを低く抑えることが可能な流量制御装置を提供することができる。
【００３０】
この実施の形態によるアクチュエータ２３は、直動式のリニアアクチュエータによって構成されている。
このため、アクチュエータ２３をダクト１１内に収容できるから、外形がコンパクトな流量制御装置を提供することができる。
【００３１】
この実施の形態によるオリフィスリング２１は、円形に開口部を有するように形成されている。プレート２２は、円板状に形成されている。
このため、ダクト１１内の空気がオリフィスリング２１の中空部２４によって周方向において略均等に絞られ、オリフィスリング２１とプレート２２との間の環状の空間を通って周方向において略均等に拡張される。空気が絞られるときと拡張されるときの空気の状態は、プレート２２の位置が変化しても大きく変化することはない。
【００３２】
この実施の形態によるダクト１１の一端はチャンバー６に接続されている。このため、この実施の形態によるＶＡＶ５は、空調システムの吹出口ＶＡＶ１に簡単に組付けることができる。
【００３３】
この実施の形態によるプレート２２は、オリフィスリング２１より下流側に配置されている。アクチュエータ２３は、オリフィスリング２１に支持されてプレート２２より下流側に配置されている。
この実施の形態においては、流体通路１５を流れる空気に対してプレート２２が仕切りとして作用し、この仕切りの背面側にアクチュエータ２３が配置される。このため、空気がアクチュエータ２３に直接当たって流れる方向が変えられることが少ない。この結果、ＶＡＶ５の下流側で空気の流れる方向が大きく変化することがなく、空気の流量を変えることが可能になる。
【００３４】
（他の実施の形態）
アクチュエータとプレートの位置は、図８〜図１０に示すように、流量制御部の下流側に必要なスペースの広さに応じて適宜変更することができる。
図８に示すアクチュエータ２３は、オリフィスリング２１より上流側に配置されている。プレート２２は、オリフィスリング２１より下流側に配置されている。この構成を採ることにより、図１〜図５に示した実施の形態を採る場合よりオリフィスリング２１とチャンバー６との間の距離がアクチュエータ２３の設置スペース分だけ短縮される。
【００３５】
図９に示すアクチュエータ２３は、オリフィスリング２１より下流側に配置されている。プレート２２は、オリフィスリング２１より上流側に配置されている。この構成を採ることにより、図１〜図５に示した実施の形態を採る場合よりオリフィスプレート２１とチャンバとの間の距離がプレート２２の設置スペース分だけ短縮される。
【００３６】
図１０に示すアクチュエータ２３とプレート２２は、いずれもオリフィスリング２１より上流側に配置されている。アクチュエータ２３はプレート２２より上流側に位置している。この構成を採ることにより、上述した各実施の形態を採る場合と較べてオリフィスリング２１とチャンバー６との間の距離がプレート２２とアクチュエータ２３の設置スペース分だけ短縮される。
【００３７】
上述した実施の形態においては、本発明を空調システムに組込まれる流量制御装置に適用する例を示した。しかし、本発明に係る流量制御装置は、このような限定にとらわれることはなく、製造施設、研究室、病院などにおいて給気、排気、換気などを行う流体通路に設けることができる。
【００３８】
また、上述した実施の形態に示す上流ダクト４およびダクト１１と、オリフィスリング２１およびプレート２２は、空気の流れる方向から見てそれぞれ円形に形成されている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。上流ダクト４およびダクト１１は多角形もしくは楕円に形成することができる。また、オリフィスリング２１の中空部２４とプレート２２の形状は、空気の流れる方向から見て例えば多角形もしくは楕円でもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…吹出口ＶＡＶ、７…ＶＡＶ、８…チャンバー、１４…ダクト、２１…オリフィスリング（中空構造の板）、２２…プレート、２３…アクチュエータ（駆動部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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