弁機構

出典: SGK_Wiki

　弁は,流体の流れを制御するもっとも単純で,安価な機構である.
それゆえ,流体の種類,使用環境に対応した種々の機構がつぎからつぎへと提案されている.
二一ズに応じて,創造的な機構の開発を継続せねばならないものの1つである.
図1は,流量を調節する弁機構である.

管路直径に合わせた穴をボールの中央部に穿ち,
これを弁とする.このボール弁はボール弁開閉軸に固定され亡いる.
そして,軸上部に取りつけられたハンドルの操作により,開閉を行う.
この際,ボール弁を回転させるにつれ,
ボール弁の穴の軸方向と管路の軸方向とは相対的な角度をもつようになる.
そのため,これだけでも流量調節が図れる.
従来的な機構のものは大部分がそうであった.
しかしこのような機構では,流体が弁内でクランク形の流賂をたどることになるため,
水撃,振動を誘発することもある.また,
再度弁を開いたときの流量の再現性に乏しいことも指摘されている.
図1流量調整弁そこで,図の機構では,ボール弁は開閉を主に担当することにし,
流量の調整は,このボール弁内に下方より自由に出し入れできるピストンにより行う.
このような構造をとることにより,
ボール弁シール部分でのエロージョンの発生も見なくなるため,
寿命的にも有利になるようである.
図2は庄力補償機能付き流量調整弁機構である.

圧力補償機能により,入口圧力,出口圧力の変化にかかわりなく,
流量を所定のf直に維持する.一般的な機構は,絞り弁と,
入口と出口の圧力差の変動を補償する定差圧減圧弁とを組み合わせて構成する.
図の機構は,絞り部によって流量調整を行い,
圧力補償は,スプールの移重力によって行う機構.
絞り部は,絞り作用(管路を狭めるこヒによって,流量を規制する働き)をもつが,
圧力補償機能がない.そこで,これをスプールの動きによって達成する.
いま,入ロイ貝1旺力と出口側圧力とが平衡状態にある場合から,
仮に出口側圧力が上昇したとする.
するとスブールは左側へ移動.スブールに設けられた小口を通じて,
出口側流体の一部が逆流,圧カ平衡を図るような作用をする.
一般的な流量調整弁では,圧力補償機構を流量調節弁の前に配する構造が多い.
このような機構では,流量を急激に変化させてしまうと,
圧力補償機構での応答に時間を要するため,時問的に対処できず,
圧力補償部のアクチュエータが飛ぴ出す,いわゆるジャンピングが起こる恐れがある.
本機構ではハンドルにより絞り調節をして,流量調整を行う構造を採用.
圧力補償機構を絞りの後ろに配置している.そのため,スプールの応答時間には,
それだけ余裕が生じることになり,ジャンピングの恐れが少なくなったのが特微.
図3は、'流路遮断用の弁'機構である.

とりわけ,都市ガス配管など周辺火災からの延焼を
ぜひとも避けねばならない所への適用を期したものである.
管路中に,穴を穿った臼状の一弁aが挿入される.
この弁は上方からばねbで押えられ所定の位置に来るよう受けC,C'で調整される.
この受けの外周にはトーションばねdが配置されている.
そして,そのばねの素線の上方端は止めdによって本体に固定され,もう一方の端は,
ばねの受けC'に穿った穴を通したピンによって止められている.
このピンの先端は,受けeの下部の切り込み部分を通した後,
ばねの受けc'の反対側で支持されている.
さて,火災などによって,周辺温度が上昇,ピンが溶融すると,
トーションぱねの一端がフリーとなるので,ばねの戻り作用で,受けCが回転する.
と同時に受けCで支持されている弁aが回転することになる.
このようにして,管路が遮断される,現在の生活環境の変化に対応した機樹列である.
図4は,水道蛇口に手を差し出すだけで,自動的に,吐水,止水を行う機構.

これも,生活環境の変化に対応した機構である.
センサにて,手の存在を検知,電磁弁にて管賂の途中を遮断して,水の流れを制御する.
類似の機構は多々あり,概して,センサには赤外センサが使用されている.
赤外センサを使用すると,センサ部分に水滴,ごみが付着した場合には,
作動が確実に行われない恐れがある.そこで,この機構では,
超音波センサを使用してそれを避けている.
吐出口近傍に設置されているセンサで検知した信号を電子回路で処理、
電磁石にOX,OFF命令を加ヘディスクを管賂内へ挿入したり,引き込めたりする.
ディスクと電磁石との間はダイヤフラムによって遮断.水漏れを避けている.
また,手動でも,吐水,止水できるよう,背面に押し込み式のコックを設けている.
本機構は,蛇口部という小空間に,弁制御系をうまく配置,機能を達成させているのが特徴