JP2018200159A - Flow control device - Google Patents
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Abstract
【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1The present invention provides a flow rate control device that can keep manufacturing costs low.
A duct 11 through which air from an upstream air conditioner 3 flows is provided. An orifice ring 21 (hollow structure plate) installed in the duct 11 is provided. A plate 22 that is formed in a plate shape overlapping the hollow portion 24 of the orifice ring 21 and operates in a state parallel to the orifice ring 21 is provided. An actuator 23 (drive unit) that operates the plate 22 is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、気体の流量を制御する流量制御装置に関する。 The present invention relates to a flow rate control device that controls the flow rate of a gas.
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。 Conventionally, as a flow control device for controlling the flow rate of gas, there is one called a venturi valve. This venturi valve has good responsiveness and low noise even when a large flow rate of gas flows. For this reason, this type of venturi valve is provided in a local exhaust duct of a fume hood as described in Patent Document 1, or air supply, general exhaust, or local exhaust is performed in a manufacturing facility, laboratory, hospital, or the like. Often provided in the duct.
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。 A general venturi valve includes a venturi that forms an air passage and a cone that has the center of the venturi as an axis. The upstream half of the cone is formed in a hemispherical shape, and the downstream half is formed similar to the peripheral wall of the venturi. The cone is supported by the shaft and reciprocates to increase or decrease the flow rate.
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。 Venturi valves have excellent characteristics and responsiveness, but the outer shape of the venturi and cone is streamlined, so it takes a long time to design and manufacture, resulting in high manufacturing costs. .
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。 The present invention has been made to solve such a problem, and makes it possible to keep the manufacturing cost low.
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。 In order to achieve this object, a flow control device according to the present invention includes a duct through which air from an upstream air conditioner flows, a hollow structure plate installed in the duct, and a plate shape that overlaps a hollow portion of the plate. And a plate that operates in a state parallel to the plate, and a drive unit that operates the plate.
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。 In the flow control device according to the present invention, the drive unit may be constituted by a direct acting linear actuator.
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。
In the flow rate control device according to the present invention, the hollow portion of the plate has a circular opening shape,
The plate may be formed in a disc shape.
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。 In the flow control device according to the present invention, one end of the duct may be connected to a chamber.
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。 In the flow rate control device according to the present invention, the plate is disposed downstream of the plate in the direction in which the gas flows, and the drive unit is supported by the fixed wall portion and the gas flows in the direction from the plate. It may be arranged on the downstream side.
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。 In the flow rate control apparatus according to the present invention, the flow rate decreases when the plate is operated by the drive unit and approaches the plate, and the flow rate increases when the plate is separated from the plate. In this flow control device, the hollow portion of the plate substantially constitutes the venturi portion of the venturi valve, and the plate substantially constitutes the cone of the venturi valve.
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。
The plate and the plate can each be formed of a plate material.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a flow rate control device that can keep the manufacturing cost low.
(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。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of a flow control device (VAV: Variable Air Volume) according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a flow rate control device for an outlet VAV will be described.
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。
The air outlet VAV1 is for air conditioning the
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。
The upstream duct 4 according to this embodiment is installed horizontally on the
The
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。
An
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
The plurality of parts accommodated in the
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。
The
The
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。
By providing the disk-
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。
The
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。
The
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。
The actuator 23 positions the
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。
The flow rate of air passing through the
In the state where the
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。
On the other hand, in the state where the
The streamline of the air flowing into the
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。
6 shows a state where the angle of the
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。
The
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a flow rate control device capable of keeping the manufacturing cost low.
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。
The
For this reason, since the
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。
The
For this reason, the air in the
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。
One end of the
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。
The
In this embodiment, the
(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。
(Other embodiments)
As shown in FIGS. 8 to 10, the positions of the actuator and the plate can be appropriately changed according to the size of the space required on the downstream side of the flow rate control unit.
The
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。
The
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。
The
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。 In embodiment mentioned above, the example which applies this invention to the flow control apparatus integrated in an air conditioning system was shown. However, the flow control device according to the present invention is not limited to such a limitation, and can be provided in a fluid passage that performs supply, exhaust, ventilation, and the like in a manufacturing facility, a laboratory, a hospital, and the like.
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。
Further, the upstream duct 4 and the
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)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air outlet VAV, 7 ... VAV, 8 ... Chamber, 14 ... Duct, 21 ... Orifice ring (plate of hollow structure), 22 ... Plate, 23 ... Actuator (drive part).
Claims (5)
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。 A duct through which air from the upstream air conditioner flows;
A hollow plate installed in the duct;
A plate that is formed in a plate shape that overlaps the hollow portion of the plate and operates in a state parallel to the plate;
A driving unit for operating the plate;
A flow control device comprising:
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。 The flow control device according to claim 1,
The flow rate control device according to claim 1, wherein the drive unit is constituted by a linear motion type linear actuator.
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。 In the flow control device according to claim 1 or 2,
The hollow portion of the plate has a circular opening shape,
The said flow rate control apparatus characterized by the said plate being formed in disk shape.
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。 In the flow control device according to claim 3,
One end of the duct is connected to a chamber.
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。 In the flow control device according to any one of claims 1 to 4,
The plate is disposed downstream of the plate in the direction in which the gas flows,
The flow rate control device according to claim 1, wherein the drive unit is supported by the fixed wall portion and disposed downstream of the plate in a direction in which the gas flows.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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