(57)【要約】【課題】弁装置の大型化を招くことなく、電気系を必要とすることもなく、流路を流れる流体流の流量の変化に応じた流量制御を高精度に行うこと。【解決手段】ピトー管３８によって流体圧感知対象の流路を流れる流体流に向き合う方向に開口した全圧取入れポート３９よりダイヤフラム装置２４の圧力感知室２８に流体圧（全圧）を導入する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジング内に、一次側ポートに連通した一次室と二次側ポートに連通した二次室との間に位置する弁ポートと、弁軸方向への移動によって前記弁ポートの開度調整を行う弁体とを有し、圧力応動手段の圧力感知室に導入される流体圧に応じて前記弁体を弁軸方向に駆動する圧力応動型の流量制御弁において、
流体圧感知対象の流路を流れる流体流に向き合う方向に開口した全圧取入れポートより前記圧力感知室に流体圧を導入する
ことを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
先端にて前記一次側ポートに開口したピトー管が前記弁ハウジングに設けられ、当該ピトー管の先端開口が前記全圧取入れポートをなしていることを特徴とする請求項１記載の流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流量制御弁に関し、特に、ダイヤフラム弁等の圧力応動型の流量制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種流体回路の流量を流体圧に応じて定量的に制御する流量制御弁として、圧力応動型の流量制御弁がある。
【０００３】
圧力応動型の流量制御弁は、金属、樹脂、ゴム等の可撓性のダイヤフラムやベローズを圧力応動手段とし、圧力応動手段の圧力感知室に導入される流体圧に応じて弁体を弁軸方向に移動させ、弁体の弁軸方向への移動によって弁ポートの開度調整を行う。弁ポートは、一次側ポートに連通した一次室と二次側ポートに連通した二次室との間にあり、弁体による開度調整により、一次側ポートと二次側ポートとの間の流量を定量的に計量する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来一般に、圧力応動手段の圧力感知室に導入する流体圧は、流体圧感知対象の流路の壁面に開口した流体圧感知ポートに現れる流体圧である。この流体圧感知ポートは、流路を流れる流体の流れ方向に対して直角の方向に開口しているので、流体圧感知ポートに現れる流体の圧力は、専ら静圧になる。
【０００５】
流路を流れる流体の流量が変化しても、静圧はあまり変化しない、つまり、流量変化に対する静圧変化の割合（比率）が小さいので、静圧感知によって流路を流れる流体の流量に応じた流量制御を行う場合、弁体を開かせるのに十分な圧力変化を得ることができない。
【０００６】
弁体を開かせる力は、圧力応動手段の受圧有効面積×感知圧力、たとえば、ダイヤフラム有効面積×感知圧力であり、弁体を開かせる力が大きいほど、弁開度が大きくなる。
【０００７】
したがって、感知圧力の変化が小さい場合に、弁体を十分に動かす力を得るには、大きいダイヤフラムを必要とし、これは弁装置の大型化になる。弁装置の大型化を嫌う場合には、圧力センサや流量センサを使用し、圧力、流量を電気信号に変換し、ステッピングモータ等によって弁体を駆動する電動式流量制御弁を用いなくてはならない。
【０００８】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、弁装置の大型化を招くことなく、電気系を必要とすることもなく、流路を流れる流体の流量の変化に応じた流量制御を高精度に行う圧力応動型の流量制御弁を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による流量制御弁は、弁ハウジング内に、一次側ポートに連通した一次室と二次側ポートに連通した二次室との間に位置する弁ポートと、弁軸方向の移動によって前記弁ポートの開度調整を行う弁体とを有し、圧力応動手段の圧力感知室に導入される流体圧に応じて前記弁体を弁軸方向に駆動する圧力応動型の流量制御弁において、流体圧感知対象の流路を流れる流体流に向き合う方向に開口した全圧取入れポートより前記圧力感知室に流体圧を導入する。
【００１０】
この発明による流量制御弁によれば、全圧取入れポートは流体圧感知対象の流路を流れる流体流に向き合う方向に開口しているので、全圧取入れポートには流路を流れる流体流の動圧＋静圧、すなわち全圧が現れ、この全圧が、全圧取入れポートに取り入れられ、圧力感知室に導入される。これにより、圧力応動手段は、流量（流速）に対する圧力変化が大きい全圧に応動する。
【００１１】
この発明による流量制御弁は、先端にて前記一次側ポートに開口したピトー管が前記弁ハウジングに設けられ、当該ピトー管の先端開口が前記全圧取入れポートをなしている構造とすることができる。この場合には、一次側ポートを流れる流体流の全圧が圧力感知室に導入され、圧力応動手段は一次側ポートを流れる流体流の全圧に応動する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による流量制御弁の一つの実施の形態を示している。
【００１３】
図１はこの発明による流量制御弁の一つの実施形態を示している。
【００１４】
流量制御弁は、弁ハウジング１１を有している。弁ハウジング１１は、ハウジング本体１１Ａと、ハウジング本体１１Ａの上側に気密にねじ結合された上部栓体１１Ｂと、ハウジング本体１１Ａの下側に気密にねじ結合された下部栓体１１Ｃとにより構成されている。
【００１５】
弁ハウジング１１には、入口ポートである一次側ポート１２と、出口ポートである二次側ポート１３と、一次室１４と、弁ポート１５と、二次室１６とが形成されている。
【００１６】
一次室１４は弁ポート１５より下側にあって連通路１７、一次側流路１８によって一次側ポート１２に連通している。二次室１６は、弁ポート１５の上側にあって弁ポート１５を介して一次室１４に連通し、連通路１９によって二次側ポート１３に直接連通している。
【００１７】
二次室１６には平板状の弁体２０が設けられており、弁ポート１５の二次室１６側の開口縁部が弁座部２１となっている。
【００１８】
弁体２０は、弁軸方向（上下方向）に移動可能であり、弁座部２１に対する軸線方向の位置関係により、弁ポート１５の開度を設定する。弁体２０は、図１で見て上方への移動により弁ポート１５の開度（弁開量）を増大し、これとは逆の下方への移動により、弁ポート１５の開度（弁開量）を減少する。
【００１９】
弁体２０の一方の側（上側）には上部弁軸２２が一体に設けられている。上部弁軸２２は、上部栓体１１Ｂに形成された弁軸支持孔２３に貫通係合し、上端部にてダイヤフラム装置２４に連結されている。
【００２０】
ダイヤフラム装置２４は、圧力応動手段であり、上部栓体１１Ｂと上部栓体１１Ｂにねじ結合した上蓋部材２５との間に構成され、外周縁を上部栓体１１Ｂと上蓋部材２５とに挟まれて弁ハウジング１１に固定された可撓性の負荷検知用ダイヤフラム２６と、ダイヤフラム２６の内周縁に取り付けられて上部弁軸２２と連結された当金部材２７とを有し、ダイヤフラム２６の下側に圧力感知室２８を、ダイヤフラム２６の上側に大気開放室２９を各々画定している。
【００２１】
ダイヤフラム２６の当金部材２７と上蓋部材２５との間には弁体２０を弁閉方向（下向き）に付勢する弁閉ばね３０が設けられている。ダイヤフラム装置２４は、圧力感知室２８に導入される流体圧の増大に応じて弁体２０を弁閉ばね３１のばね力に抗して弁開方向（上向き）に駆動する。また、当金部材２７と上部栓体１１Ｂとの間には補助ばね３１が設けられている。
【００２２】
弁体２０の下側には下部弁軸３２が一体に設けられている。下部弁軸３２は弁ポート１５を通過し、下部弁軸３２の下端部はハウジング本体１１Ａに取り付けられた弁ガイド部材３３のガイド孔３４に係合している。これにより、弁体１５は上下両持ち支持となる。
【００２３】
ガイド孔３４には下部弁軸３２の下端部との間にボール３５を挟んで可動ばね受け部材３６が係合しており、可動ばね受け部材３３と下部栓体１１Ｃとの間に圧縮コイルばね３７が取り付けられている。
【００２４】
ハウジング本体１１Ａにはピトー管３８が取り付けられている。ピトー管３８はＬ形に形成され一次側流路１８内に突出している。ピトー管３８の先端は、一次側ポート１２、一次側流路１８を流れる流体流に向き合う方向に開口し、全圧取入れポート３９をなしている。ハウジング本体１１Ａにはピトー管３８の圧力取出しポート４０が形成されており、上部栓体１１Ｂには圧力感知室２８に連通した圧力ポート４１が形成されており、圧力取出しポート４０と圧力ポート４１とが外部配管４２によって連通接続されている。
【００２５】
上述の構成によれば、ピトー管３８の圧力取出しポート４０に、一次側ポート１２、一次側流路１８を流れる流体流の全圧（動圧＋静圧）が現れ、この全圧が、ピトー管３８、圧力取出しポート４０、外部配管４２、圧力ポート４１によってダイヤフラム装置２４の圧力感知室２８に導入される。
【００２６】
これにより、ダイヤフラム装置２４は、一次側ポート１２、一次側流路１８を流れる流体流の全圧に応動し、一次側流路１８を流れる流体流の全圧に応じて弁体２０が開閉される。
【００２７】
流量（流速）変化に伴う全圧の変化量は、静圧に比して動圧分、大きいから、弁体２０が所要のストローク変化するのに必要な圧力変化を十分に得ることができるようになる。これにより、ダイヤフラム径を大きくすることなく必要な弁駆動力が得られ、弁装置の大型化を招くことなく、一次側ポート１２を流れる流体流の流量の変化に応じた流量制御を高精度に行えるようになる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による流量制御弁によれば、ダイヤフラム装置等の圧力応動手段が、一次側ポートを流れる流体等、流体圧感知対象の流路を流れる流体流の全圧に応動するから、静圧の変化が少ない流体流でも、流速（流量）が変化していれば、圧力応動手段の受圧有効面積を大きくすることなく必要な弁駆動力が得られ、装置の大型化を招くことなく、しかも電気系を必要とすることもなく、純機械式に、流路を流れる流体の流量の変化に応じた高精度な流量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による流量制御弁の一つ実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１　弁ハウジング
１１Ａ　ハウジング本体
１１Ｂ　上部栓体
１１Ｃ　下部栓体
１２　一次側ポート
１３　二次側ポート
１４　一次室
１５　弁ポート
１６　二次室
１８　一次側流路
２０　弁体
２４　ダイヤフラム装置
２６　検知用ダイヤフラム
２８　圧力感知室
３８　ピトー管
３９　全圧取入れポート
４０　圧力取出しポート
４１　圧力ポート
４２　外部配管
【図１】
2004094636.tif 000003