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ボールタイプ3方弁の短所を克服した3方弁の試作機製作。
具体的には...
ボールタイプ3方弁の短所
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析出物の付着 |
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・シール性が低下し漏れの原因に |
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・操作トルクが大幅にUP |
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・シートへダメージを与え、短寿命 |
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「付着に強い材質」、「析出物の影響を受けにく構造」の2点に着目し、Z型バルブを利用した3方弁を製作しようと思います。
Z型バルブを選択した理由
| ●付着に強い材質の選択 |
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PPS樹脂製弁体 |
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:付着に強い |
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| ●析出物の影響を受けにくい構造 |
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バタフライバルブ |
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:中間開度では弁体とシートが接触しない為、 例え弁体に析出物が付着してもシートへのダメージがボールバルブに比べ少ない。 |
Z型バルブの紹介
| タイプ |
3ピース構造のバタフライバルブ |
| 材質 |
シート※ |
NBR、EPDM、etc |
| 弁体 |
PPS樹脂 |
| 接続部※ |
ステンレス、PVC、耐熱PVC |
| サイズ |
15A、20A、25A、32A、40A、50A |
※部の材質は選択可能
詳細は
Zシリーズ バタフライバルブ パンフレット

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バルブ部
Z型を2台使用し、3方弁を製作します。下図参照
片側のブロックを外したZ型を接続ブロック(灰色部)の両側に取り付ける。
※今回は材質がPVCのソケットタイプで作成しましたが、材質、接続形式は色々選択できます。
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操作部
弁体部が2か所ありますが、リンク機構を採用し操作部を1つにまとめました。
また操作機の出力トルクそのままで、2か所の弁体を動かせます。
仕組み
バタフライバルブの操作トルク特性を生かします。
●特性
閉状態 :弁体とシートが接触する為、操作トルク大。
中間状態:弁体とシートが非接触の為、操作トルク小。 |
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今回作成した3方弁は、2個の弁体の向きが常に90°ずれて います。
これは、片側の弁体が閉付近(操作トルク大)の時、他方は弁体が開状態(操作トルク小)と真逆の動きになります。
ということは、この3方弁の作動トルクは最大で「操作トルク大」+「操作トルク小」という関係のみとなります。よって、この3方弁の操作トルクはZ型単体と比べても大きく変わらないので、操作機はZ型単体と同じものが使用できます。 |
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※写真は電動ですが、手動、エアー操作機の搭載も可能です。
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圧損が少ない
Cv値データを測定したところ、中間位置での圧力損失が少ない結果となりました。
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※ボールタイプ3方弁は中間位置での圧損が大きく、
Cv値%が50%以下になります。
コストパフォーマンス 新規に作成した部品は、接続ブロック、リンク機構部のみの作成でした。
量産移行できれば、Z型を2台購入するより安く提供できるかと思います。
※電動、エアー操作機を搭載する場合に限ります
配線(エアーの場合は配管)作業が
1系統でOK
操作機が1台の為、配線作業が1系統のみで済みます。
まとめ
今回の挑戦では良い結果が得られたと思います。
量産時には、リンク機構部についてはもう少し詰める必要があると思いますが、特に大きな問題ではないと思います。また、接続ブロックは、切削加工では値段が厳しいので、型を作れればと思います。
その為にはある程度の引き合いがほしいところです。
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・井水等、析出物の多い流体を使用する場所。
・3方弁の代わりとして、バタフライバルブ2台使用している場所。
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