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株式会社フロントは独自機構の流量調節弁、及びガス混合装置のメーカーです。

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〒186-0002 東京都国立市東4-27-9 A棟1F

基本技術NEEDLE VALVES TECHNOLOGY

流量調節弁の常識を超える「スーパーニードル」シリーズ

活用事例1.従来のフッ素樹脂バルブでは実現できなかった、薬液の微小流量調節ができます。
活用事例2.真空に引いた容器の中への極微量のガスの放出が、確実に調節できます。 
活用事例3.桁違いに広い調節範囲によって、複雑だった流路の設計を、簡素化できます。
  • 超!微小流量
    水の場合、供給圧100kPaで、約0.01mL/min程度まで調節が可能です。
    一般的なのニードル弁と比較し、1/100~1/1000程度の流量の調節ができます。
    特に、フッ素樹脂(PTFE, PFA, 等)製バルブにおいては、従来製品では不可能だった極めて小さな流量の調節ができます。
  • 超!広範囲
    水の場合、供給圧100kPaで、
    約0.01mL/min~1L(1000mL)/minまで、約10万倍程度以上の範囲を1本のバルブで調節できます。
    一般的なバルブのレンジ幅は10-20倍程度で、レンジが広いと謳うバルブでも100倍程度です。
    スーパーニードルは、文字通り「桁違いに広い調節範囲」に対応しています。
    どのレンジでも微調節が可能なので、流体の元圧に大きな変化が生じても、バルブの調節によって目的の流量に調節できます。
    レンジが広いことで、バルブの選定が容易なので、導入から運用までが非常にスムーズです。

    バルブの選定ミス、調節のしづらさ、交換の手間等がなくなるので短期間で施工できます。導入コスト・運用コストが削減できます。
    予め条件が予測しにくい、実験や技術開発においても、調整範囲が桁違いに広いことで、流量調節のトラブルを未然に防げます。
  • 超!微調整
    スーパーニードルは、微小流量から大流量のどこでも無理なく対応できます。

    ちょっと流量を増やしたい、ちょっと流量を減らしたい、という細かい調節に全レンジで対応します。
    操作1回転あたりで流量がおよそ2倍、ダイアルの1目盛りあたりで流量が約2.5%変化するように設計されています。
  • 締切りはO-リング
    バルブの締切はOリングシールなので、信頼性の高い締切となります。






弊社独自の弁体構造「スパイラル三角形」


スーパーニードルは、従来のニードルバルブとは全く異なる構造になっています。
流体は正三角形の断面を持つスパイラル状の溝の中を流れます。
バルブのノブを回して開いていくと、この三角形溝の深さが、幾何級数的に大きくなるようにしてあります。
溝の深さが10倍になると、層流状態で流量は、原理的に1万倍になります。
溝の形状は、物理法則の「ハーゲン・ポアズイユ流れ」を応用し、円管から正三角形への置き換えや、当社独自の技術で補正を加えて設計しております。

従来のニードルバルブは、そのレンジの狭さをカバーするために非常に種類が多く、バルブ選定にあたっては多大な注意を要します。さらに、流量の大幅な変更をするためには、すなわちバルブの交換が必要となり、時間・労力・コストが無駄になります。

スーパーニードルを使うことで、これらの制限から解放され、より自由な実験・開発環境を実現できます。
異なる流量を簡単に設定できるため、より良い開発成果の可能性を広げます。

 従来のニードルバルブは、左図1~5のような概略リニア特性を示します。このため、流量の狭い範囲でしか、流量調節することができません。従って、流量範囲毎にバルブを用意して、最適なものを選択して使う必要がありました。

 これに対してスーパーニードルは概略ログリニア(イーコール%)特性を示すように設計してあります。スーパーニードルは非常に小さな流量でも、大きな流量でも、バルブ操作軸の回転角度に対する、流量の変化率がほぼ一定になっています。このため、広い流量範囲をたった1個のバルブで調節することが可能なのです。


論文紹介

日本工業出版「配管技術」にて、2009年に紹介されました。
media_haikangijutu200902.pdf
日本工業出版「配管技術」第51巻 第2号 日工No.2009.1.08.50



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