JPH11265217A - 圧力式流量制御装置 - Google Patents
圧力式流量制御装置Info
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- JPH11265217A JPH11265217A JP10089464A JP8946498A JPH11265217A JP H11265217 A JPH11265217 A JP H11265217A JP 10089464 A JP10089464 A JP 10089464A JP 8946498 A JP8946498 A JP 8946498A JP H11265217 A JPH11265217 A JP H11265217A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の孔径に簡単に設定することができ、安
定した流量制御を行うことができるようにした圧力式流
量制御装置を提供すること。 【解決手段】 流体制御弁５の下流側に絞り機構７を設
け、この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約２
倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流
量制御装置において、前記絞り機構を、前記流体制御弁
と同一構造の弁で構成している。
定した流量制御を行うことができるようにした圧力式流
量制御装置を提供すること。 【解決手段】 流体制御弁５の下流側に絞り機構７を設
け、この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約２
倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流
量制御装置において、前記絞り機構を、前記流体制御弁
と同一構造の弁で構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスなどの流体
の流量を制御する圧力式流量制御装置、特に、流体制御
弁の下流側に絞り機構を設け、この絞り機構の上流側の
圧力を下流側の圧力の約２倍以上に保持した状態でガス
の流量制御を行う圧力式流量制御装置に関する。
の流量を制御する圧力式流量制御装置、特に、流体制御
弁の下流側に絞り機構を設け、この絞り機構の上流側の
圧力を下流側の圧力の約２倍以上に保持した状態でガス
の流量制御を行う圧力式流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ノズルを通るガス流の特徴の一つに、ノ
ズルの上流側圧力Ｐ1 と下流側圧力Ｐ2 の圧力比Ｐ2 ／
Ｐ1 がガスの臨界圧力比（空気や窒素などの場合約０．
５）が０．５以下になると、ノズルを通るガスの流速が
音速となって、ノズル下流側の圧力変動が上流側に伝播
しなくなり、ノズル上流側の状態に相応した安定した質
量流量を得ることができるといった事象がある。
ズルの上流側圧力Ｐ1 と下流側圧力Ｐ2 の圧力比Ｐ2 ／
Ｐ1 がガスの臨界圧力比（空気や窒素などの場合約０．
５）が０．５以下になると、ノズルを通るガスの流速が
音速となって、ノズル下流側の圧力変動が上流側に伝播
しなくなり、ノズル上流側の状態に相応した安定した質
量流量を得ることができるといった事象がある。
【０００３】上述の事象を応用した装置として、例えば
特開平８−３３５１１７号公報や特開平８−３３８５４
６号公報に開示された圧力式流量制御装置がある。この
圧力式流量制御装置は、流体制御弁の下流側に音速ノズ
ルのような絞り機構を設け、この絞り機構の上流側の圧
力を下流側の圧力の約２倍以上に保持した状態で流体の
流量制御を行うもので、従来のマスフローコントローラ
などの流体制御装置に比べて、流量制御を高精度で行う
ことができるといった利点がある。
特開平８−３３５１１７号公報や特開平８−３３８５４
６号公報に開示された圧力式流量制御装置がある。この
圧力式流量制御装置は、流体制御弁の下流側に音速ノズ
ルのような絞り機構を設け、この絞り機構の上流側の圧
力を下流側の圧力の約２倍以上に保持した状態で流体の
流量制御を行うもので、従来のマスフローコントローラ
などの流体制御装置に比べて、流量制御を高精度で行う
ことができるといった利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されている圧力式流量制御装置においては、絞
り機構における孔を機械加工によって形成しており、し
かも、その径は固定的に定められるものであった。この
ため、機械加工のばらつきが即、流量や差圧の個体差に
結びつき、安定した制御が行えないことがある。そし
て、絞り機構における孔径が固定的であるため、特定の
流量にしか設定できないといった不都合があった。
報に記載されている圧力式流量制御装置においては、絞
り機構における孔を機械加工によって形成しており、し
かも、その径は固定的に定められるものであった。この
ため、機械加工のばらつきが即、流量や差圧の個体差に
結びつき、安定した制御が行えないことがある。そし
て、絞り機構における孔径が固定的であるため、特定の
流量にしか設定できないといった不都合があった。
【０００５】また、前記絞り機構における孔の径は、例
えば０．１〜０．７ｍｍ程度と微細であり、このような
微細な孔は、放電、プレス、エッチングなどの特殊な加
工方法によらねばならず、製作の面でも煩わしいもので
あった。
えば０．１〜０．７ｍｍ程度と微細であり、このような
微細な孔は、放電、プレス、エッチングなどの特殊な加
工方法によらねばならず、製作の面でも煩わしいもので
あった。
【０００６】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、所望の孔径に簡単に設定するこ
とができ、安定した流量制御を行うことができるように
した圧力式流量制御装置を提供することである。
たもので、その目的は、所望の孔径に簡単に設定するこ
とができ、安定した流量制御を行うことができるように
した圧力式流量制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、流体制御弁の下流側に絞り機構を設
け、この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約２
倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流
量制御装置において、前記絞り機構を、前記流体制御弁
と同一構造の弁で構成している。
め、この発明では、流体制御弁の下流側に絞り機構を設
け、この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約２
倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流
量制御装置において、前記絞り機構を、前記流体制御弁
と同一構造の弁で構成している。
【０００８】上記圧力式流量制御装置においては、絞り
機構を、これの上流側に設けられる流体制御弁と同一構
造のバルブで構成しているので、オリフィスの径をアナ
ログ的に変化させることができ、絞り機構におけるオリ
フィス径を機械加工を厳密に行うことなく、所望の孔径
に設定することができ、制御流量の可変範囲が広くなる
とともに、安定した流量制御を行うことができる。
機構を、これの上流側に設けられる流体制御弁と同一構
造のバルブで構成しているので、オリフィスの径をアナ
ログ的に変化させることができ、絞り機構におけるオリ
フィス径を機械加工を厳密に行うことなく、所望の孔径
に設定することができ、制御流量の可変範囲が広くなる
とともに、安定した流量制御を行うことができる。
【０００９】流体制御弁および絞り機構をピエゾ式バル
ブで構成した場合、その弁またはオリフィスにおける制
御をより簡単に行うことができる。
ブで構成した場合、その弁またはオリフィスにおける制
御をより簡単に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図１および図２は、この発明の第１の
実施の形態を示す。まず、図１は、この発明の圧力式流
量制御装置の一例を示し、この図において、１は例えば
直方体状の本体ブロックで、耐化学薬品性を有する素
材、例えばステンレス鋼よりなる。この本体ブロック１
の左右両端には、それぞれ、ガスなど流体の導入用およ
び導出用の継手ブロック２，３が溶接によって一体的に
連設されている。これらの継手ブロック２，３も例えば
ステンレス鋼よりなる。
ながら説明する。図１および図２は、この発明の第１の
実施の形態を示す。まず、図１は、この発明の圧力式流
量制御装置の一例を示し、この図において、１は例えば
直方体状の本体ブロックで、耐化学薬品性を有する素
材、例えばステンレス鋼よりなる。この本体ブロック１
の左右両端には、それぞれ、ガスなど流体の導入用およ
び導出用の継手ブロック２，３が溶接によって一体的に
連設されている。これらの継手ブロック２，３も例えば
ステンレス鋼よりなる。
【００１１】前記本体ブロック１の内部には、上流側が
継手ブロック２に連なり、下流側が継手ブロック３に連
なるガス流路４が形成され、このガス流路４の途中にガ
ス流量を制御する流体制御弁５、圧力センサ６および絞
り機構７がこの順に設けられている。なお、前記流路４
は、継手ブロック２の入口から流体制御弁５までの流路
４ａと、流体制御弁５から絞り機構７までの流路４ｂ
と、絞り機構７から継手ブロック３の出口までの流路４
ｃとからなる。
継手ブロック２に連なり、下流側が継手ブロック３に連
なるガス流路４が形成され、このガス流路４の途中にガ
ス流量を制御する流体制御弁５、圧力センサ６および絞
り機構７がこの順に設けられている。なお、前記流路４
は、継手ブロック２の入口から流体制御弁５までの流路
４ａと、流体制御弁５から絞り機構７までの流路４ｂ
と、絞り機構７から継手ブロック３の出口までの流路４
ｃとからなる。
【００１２】前記流体制御弁５は、例えばピエゾ式バル
ブよりなり、次のように構成されている。すなわち、本
体ブロック１の上面側に延設された上流側のガス流路４
ａには、弁口８と、下流側のガス流路４ｂに連なる流路
９とを備えたオリフィスブロック１０が設けられるとと
もに、弁頭部１１とプランジャ部１２とからなり、弁口
８の開度を調節する弁体１３が弁頭部１１を弁口８に近
接した状態で設けられている。そして、この弁体１３
は、本体ブロック１の上部に設けられた弁ブロック１４
の下部空間内に設けられた金属製のダイヤフラム１５に
よって、通常時、オリフィスブロック１０の上面との間
に若干の隙間が形成されるように、上下動自在に保持さ
れている。
ブよりなり、次のように構成されている。すなわち、本
体ブロック１の上面側に延設された上流側のガス流路４
ａには、弁口８と、下流側のガス流路４ｂに連なる流路
９とを備えたオリフィスブロック１０が設けられるとと
もに、弁頭部１１とプランジャ部１２とからなり、弁口
８の開度を調節する弁体１３が弁頭部１１を弁口８に近
接した状態で設けられている。そして、この弁体１３
は、本体ブロック１の上部に設けられた弁ブロック１４
の下部空間内に設けられた金属製のダイヤフラム１５に
よって、通常時、オリフィスブロック１０の上面との間
に若干の隙間が形成されるように、上下動自在に保持さ
れている。
【００１３】１６は弁体１３を上下方向に押圧駆動する
圧電素子型アクチュエータで、弁ブロック１４に螺着さ
れた筒状のケース１７内に収容されている。この圧電素
子型アクチュエータ１６に所定の電圧を加えることによ
り、伝達部材としてのルビーボール１８を介して弁体１
３が押圧駆動され、これによって、弁口８の開度が調整
され、流体流路４を流れるガスの流量が制御される。
圧電素子型アクチュエータで、弁ブロック１４に螺着さ
れた筒状のケース１７内に収容されている。この圧電素
子型アクチュエータ１６に所定の電圧を加えることによ
り、伝達部材としてのルビーボール１８を介して弁体１
３が押圧駆動され、これによって、弁口８の開度が調整
され、流体流路４を流れるガスの流量が制御される。
【００１４】前記圧力センサ６は、例えば歪みセンサよ
りなり、流体制御弁５の下流側の流路４ｂに形成された
凹部１９に臨むようにして設けられている。
りなり、流体制御弁５の下流側の流路４ｂに形成された
凹部１９に臨むようにして設けられている。
【００１５】次に、絞り機構７の構成について、図２を
も参照しながら説明する。この絞り機構７は、流体制御
弁５と同様に、ピエゾ式バルブよりなり、次のように構
成されている。すなわち、本体ブロック１の上面側に延
設されたガス流路４ｂに、オリフィス２０と、下流側の
ガス流路４ｃに連なる流路２１とを備えたオリフィスブ
ロック２２が設けられるとともに、オリフィス２０の開
度を調節する弁体としてのニードル２３が弁口８に近接
した状態で設けられている。そして、このニードル２３
は、本体ブロック１の上部に設けられた弁ブロック２４
の下部空間内に設けられた金属製のダイヤフラム２５の
下面に取付け部材２６を介して取付けられている。
も参照しながら説明する。この絞り機構７は、流体制御
弁５と同様に、ピエゾ式バルブよりなり、次のように構
成されている。すなわち、本体ブロック１の上面側に延
設されたガス流路４ｂに、オリフィス２０と、下流側の
ガス流路４ｃに連なる流路２１とを備えたオリフィスブ
ロック２２が設けられるとともに、オリフィス２０の開
度を調節する弁体としてのニードル２３が弁口８に近接
した状態で設けられている。そして、このニードル２３
は、本体ブロック１の上部に設けられた弁ブロック２４
の下部空間内に設けられた金属製のダイヤフラム２５の
下面に取付け部材２６を介して取付けられている。
【００１６】２７はダイヤフラム２５を上下方向に押圧
駆動する圧電素子型アクチュエータで、弁体１３を押圧
駆動する圧電素子型アクチュエータと同様の構成であっ
て、弁ブロック２４に螺着された筒状のケース２８内に
収容されている。２９はダイヤフラム２５の上面に当接
するように配置される押圧部材、３０はこの押圧部材２
９と圧電素子型アクチュエータ２７の下部出力部２７ａ
との間に介装される伝達部材としてのルビーボールであ
る。
駆動する圧電素子型アクチュエータで、弁体１３を押圧
駆動する圧電素子型アクチュエータと同様の構成であっ
て、弁ブロック２４に螺着された筒状のケース２８内に
収容されている。２９はダイヤフラム２５の上面に当接
するように配置される押圧部材、３０はこの押圧部材２
９と圧電素子型アクチュエータ２７の下部出力部２７ａ
との間に介装される伝達部材としてのルビーボールであ
る。
【００１７】上記構成の圧力式流量制御装置において、
上流側の流体制御弁５において、圧電素子型アクチュエ
ータ１６に所定の電圧を加えることにより、伝達部材と
してのルビーボール１８を介して弁体１３が押圧駆動さ
れ、これによって、弁口８の開度が調整され、流体流路
４を流れるガスの流量が制御される。そして、流体制御
弁５の下流側に設けられた絞り機構７においても、圧電
素子型アクチュエータ２７に所定の電圧を加えることに
より、ダイヤフラム２５が押圧駆動され、これに取り付
けられたニードル２３によってオリフィス２０の開度が
調整され、流体流路４を流れるガスの流量が制御され、
制御流量の可変範囲が広くなる。
上流側の流体制御弁５において、圧電素子型アクチュエ
ータ１６に所定の電圧を加えることにより、伝達部材と
してのルビーボール１８を介して弁体１３が押圧駆動さ
れ、これによって、弁口８の開度が調整され、流体流路
４を流れるガスの流量が制御される。そして、流体制御
弁５の下流側に設けられた絞り機構７においても、圧電
素子型アクチュエータ２７に所定の電圧を加えることに
より、ダイヤフラム２５が押圧駆動され、これに取り付
けられたニードル２３によってオリフィス２０の開度が
調整され、流体流路４を流れるガスの流量が制御され、
制御流量の可変範囲が広くなる。
【００１８】つまり、この発明においては、本体ブロッ
ク１に設けられる流体制御弁５の下流側に設けられる絞
り機構７を、流体制御弁５と同様の構成よりなるピエゾ
式バルブで構成しているので、オリフィス２０の径をア
ナログ的に変化させることができる。したがって、絞り
機構７におけるオリフィス径を機械加工を厳密に行うこ
となく、所望の孔径に設定することができ、安定した流
量制御を行うことができる。
ク１に設けられる流体制御弁５の下流側に設けられる絞
り機構７を、流体制御弁５と同様の構成よりなるピエゾ
式バルブで構成しているので、オリフィス２０の径をア
ナログ的に変化させることができる。したがって、絞り
機構７におけるオリフィス径を機械加工を厳密に行うこ
となく、所望の孔径に設定することができ、安定した流
量制御を行うことができる。
【００１９】なお、上記実施の形態のように、流体制御
弁５および絞り機構７をピエゾ式バルブで構成した場
合、その弁口８およびオリフィス２０における開度調整
のための制御が簡単であるが、この発明はこれに限られ
るものではなく、流体制御弁５や絞り機構７を他の駆動
原理によるバルブで構成してもよいことは言うまでもな
い。
弁５および絞り機構７をピエゾ式バルブで構成した場
合、その弁口８およびオリフィス２０における開度調整
のための制御が簡単であるが、この発明はこれに限られ
るものではなく、流体制御弁５や絞り機構７を他の駆動
原理によるバルブで構成してもよいことは言うまでもな
い。
【００２０】
【発明の効果】この発明の圧力式流量制御装置は、絞り
機構を、これの上流側に設けられる流体制御弁と同一構
造のバルブで構成しているので、オリフィスの径をアナ
ログ的に変化させることができ、絞り機構におけるオリ
フィス径を機械加工を厳密に行うことなく、所望の孔径
に設定することができ、制御流量の可変範囲が広くなる
とともに、安定した流量制御を行うことができる。
機構を、これの上流側に設けられる流体制御弁と同一構
造のバルブで構成しているので、オリフィスの径をアナ
ログ的に変化させることができ、絞り機構におけるオリ
フィス径を機械加工を厳密に行うことなく、所望の孔径
に設定することができ、制御流量の可変範囲が広くなる
とともに、安定した流量制御を行うことができる。
【図１】この発明の圧力式流量制御装置の一例を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】前記圧力式流量制御装置に用いられる絞り機構
の近傍を拡大して示す断面図である。
の近傍を拡大して示す断面図である。
５…流体制御弁、７…絞り機構。
Claims (2)
- 【請求項１】 流体制御弁の下流側に絞り機構を設け、
この絞り機構の上流側の圧力を下流側の圧力の約２倍以
上に保持した状態でガスの流量制御を行う圧力式流量制
御装置において、前記絞り機構を、前記流体制御弁と同
一構造の弁で構成したことを特徴とする圧力式流量制御
装置。 - 【請求項２】 流体制御弁および絞り機構をピエゾ式バ
ルブで構成した請求項１に記載の圧力式流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10089464A JPH11265217A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 圧力式流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10089464A JPH11265217A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 圧力式流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11265217A true JPH11265217A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13971440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10089464A Pending JPH11265217A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 圧力式流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11265217A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005133208A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-05-26 | Jfe Steel Kk | ガスワイピングノズル、ガスワイピングノズル装置および溶融めっき金属帯の製造方法 |
| WO2007023970A1 (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-01 | Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. | 流体制御装置 |
| KR20160070721A (ko) | 2013-10-21 | 2016-06-20 | 가부시키가이샤 호리바 에스텍 | 유체 제어 밸브 |
| CN110114601A (zh) * | 2016-12-26 | 2019-08-09 | 株式会社富士金 | 压电元件驱动式阀以及流量控制装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0683456A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-03-25 | M C Electron Kk | マスフローコントローラ |
| JPH06201417A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Gijutsu Kaihatsu Sogo Kenkyusho:Kk | 定流量発生装置 |
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| JPH07301345A (ja) * | 1994-04-30 | 1995-11-14 | Horiba Ltd | 可変型臨界流ベンチュリ |
| JPH07310842A (ja) * | 1994-05-19 | 1995-11-28 | Fujikin:Kk | 微流量調整弁 |
| JPH08338546A (ja) * | 1995-06-12 | 1996-12-24 | Fujikin:Kk | 圧力式流量制御装置 |
| JPH1163265A (ja) * | 1997-08-15 | 1999-03-05 | Tadahiro Omi | 圧力式流量制御装置 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP10089464A patent/JPH11265217A/ja active Pending
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| JP4552586B2 (ja) * | 2003-10-10 | 2010-09-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ガスワイピングノズルおよびガスワイピングノズル装置 |
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| CN110114601A (zh) * | 2016-12-26 | 2019-08-09 | 株式会社富士金 | 压电元件驱动式阀以及流量控制装置 |
| CN110114601B (zh) * | 2016-12-26 | 2020-10-27 | 株式会社富士金 | 压电元件驱动式阀以及流量控制装置 |
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