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磁性流体を利用した流量制御装置 NEW コモンズ

国内特許コード P170014631
整理番号 DP1696
掲載日 2017年10月24日
出願番号 特願2015-112832
公開番号 特開2016-224835
出願日 平成27年6月3日(2015.6.3)
公開日 平成28年12月28日(2016.12.28)
発明者
  • 山口 博司
  • 山崎 晴彦
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 磁性流体を利用した流量制御装置 NEW コモンズ
発明の概要 【課題】長期にわたる使用が可能で、しかも構造が単純な流量制御装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る流量制御装置1Aは、管路2の一部を構成する主管路3と、入口端2a側において主管路3に隣接した、主管路3よりも内径が小さい絞り管路4と、主管路3と絞り管路4との境界8に接するように、主管路3内に配置された磁性流体5と、出口端2bの圧力よりも高い圧力で入口端2aから管路2内に非磁性流体を送り込む流体供給源7と、管路2内に磁場を生じさせる磁場印加部6Aと、磁場印加部6Aを制御することにより、境界8における磁場の磁束密度を変化させる制御部10Aとを備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


図10に、従来から使用されている一般的な流量制御装置(マスフローコントローラ)の概略構成を示す。同図に示すように、流量制御装置100は、流路101と、流路101の途中に移動可能に設けられた弁102と、弁102を移動させる電磁式のアクチュエータ103と、アクチュエータ103を駆動する駆動部104と、入力された目標流量に基づいて駆動部104を制御する制御部107とを備える。また、流量制御装置100は、流量制御の精度を上げるために、弁102よりも上流側において流路101から分岐したバイパス流路105と、バイパス流路105内の温度分布に基づいて流量を計測する流量計測部106とをさらに備える。制御部107は、流量計測部106によって計測された実際の流量と目標流量との間にズレがある場合、駆動部104およびアクチュエータ103を介して弁102の位置を微調整し、上記ズレをゼロに近づける。



流量制御装置100の構成および動作原理は、例えば、非特許文献1および非特許文献2に開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、流路内における流体の流量を制御するための流量制御装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
管路内を入口端から出口端に向かって通流する非磁性流体の量を制御する流量制御装置であって、
前記管路の一部を構成する主管路と、
前記入口端側において前記主管路に隣接した前記管路の別の一部を構成する、前記主管路よりも内径が小さい絞り管路と、
前記主管路と前記絞り管路との境界に接するように、前記主管路内に配置された磁性流体と、
前記出口端の圧力よりも高い圧力で前記入口端から前記管路内に前記非磁性流体を送り込む流体供給源と、
前記管路内に磁場を生じさせる磁場印加部と、
前記磁場印加部を制御することにより、前記境界における前記磁場の磁束密度を変化させる制御部と、
を備えたことを特徴とする流量制御装置。

【請求項2】
前記磁場印加部は、前記管路の周囲に配置されたソレノイドコイルであり、
前記制御部は、前記ソレノイドコイルに接続された可変電流源を含み、前記ソレノイドコイルに流れる電流を変化させることにより前記磁束密度を変化させることを特徴とする請求項1に記載の流量制御装置。

【請求項3】
前記磁場印加部は、前記管路の周囲に配置されたソレノイドコイルであり、
前記制御部は、前記ソレノイドコイルに接続された定電流源と、前記非磁性流体の通流方向に沿って前記ソレノイドコイルを移動させ得るコイル位置制御部とを含み、前記ソレノイドコイルと前記境界との位置関係を変化させることにより前記磁束密度を変化させることを特徴とする請求項1に記載の流量制御装置。

【請求項4】
前記磁場印加部は、前記管路の周囲に配置された永久磁石であり、
前記制御部は、前記非磁性流体の通流方向に沿って前記永久磁石を移動させ得る磁石位置制御部を含み、前記永久磁石と前記境界との位置関係を変化させることにより前記磁束密度を変化させることを特徴とする請求項1に記載の流量制御装置。

【請求項5】
前記出口端における前記非磁性流体の流量を計測する流量計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記流量計測部によって計測された流量が予め定められた目標流量となるように前記磁場印加部をフィードバック制御することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の流量制御装置。

【請求項6】
前記非磁性流体は、前記磁性流体と混ざり合わない気体または液体であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の流量制御装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015112832thum.jpg
出願権利状態 公開
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