JP2522241B2 - ポペット形弁の温度制御装置 - Google Patents
ポペット形弁の温度制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関等に使用されているポペット形弁
の温度制御装置の改良に関するものである。
の温度制御装置の改良に関するものである。
内燃機関や産業用ガス圧縮機、あるいはプラント配管
系等に使用されるポペット形弁は、その使用条件により
冷却系が付設され、冷却状態で使用されるものも多い。
系等に使用されるポペット形弁は、その使用条件により
冷却系が付設され、冷却状態で使用されるものも多い。
例えば大型ディーゼルエンジンに使用されるポペット
形弁では、第３図に示すように、ポペット形弁１の弁傘
部1aおよび弁棒部1bに中空部２を形成し、その内部に冷
却液３を封入し、弁棒部1bの上端部外周に設けた二次冷
却器（図示せず）を介して冷却するようにしている。
形弁では、第３図に示すように、ポペット形弁１の弁傘
部1aおよび弁棒部1bに中空部２を形成し、その内部に冷
却液３を封入し、弁棒部1bの上端部外周に設けた二次冷
却器（図示せず）を介して冷却するようにしている。
そして、ポペット形弁１の温度は、二次冷却器の冷却
水の水量，温度，冷却面積などを変えることによって制
御されている。
水の水量，温度，冷却面積などを変えることによって制
御されている。
ところが、このような二次冷却器により冷却水の水量
や温度等を変化させても、ポペット形弁１の中空部２に
封入した冷却液３が燃焼ガス等で加熱され蒸気となって
熱移動が起るのに対して二次冷却器では常に冷却水が液
相のままで吸熱量が大きいことから、ポペット形弁１の
温度を大幅に変化させることができなかった。
や温度等を変化させても、ポペット形弁１の中空部２に
封入した冷却液３が燃焼ガス等で加熱され蒸気となって
熱移動が起るのに対して二次冷却器では常に冷却水が液
相のままで吸熱量が大きいことから、ポペット形弁１の
温度を大幅に変化させることができなかった。
すなわち、伝熱条件上、ポペット形弁１の中空部２側
の壁面の熱伝達率などの境界条件より二次冷却器側の壁
面の熱伝達率などの境界条件が大きいためである。
の壁面の熱伝達率などの境界条件より二次冷却器側の壁
面の熱伝達率などの境界条件が大きいためである。
この発明はかかる従来技術に鑑みてなされたもので、
ポペット形弁の温度を広範囲に制御でき、応答性も良
く、簡単に制御できるポペット形弁の温度制御装置を提
供しようとするものである。
ポペット形弁の温度を広範囲に制御でき、応答性も良
く、簡単に制御できるポペット形弁の温度制御装置を提
供しようとするものである。
上記問題点を解決するためこの発明では、従来とは逆
にポペット形弁の中空部側の伝熱上の境界条件を変えよ
うとしており、具体的には、ポペット形弁と外部に設け
られた２次冷却媒体と熱交換される１次冷却媒体が入れ
られる中空部をポペット形弁の内部に形成し、この中空
部に開閉弁を介して前記１次冷却媒体を給排し得る給排
管を設ける一方、この開閉弁を開閉して前記中空部内の
１次冷却媒体の量を制御して前記１次冷却媒体側の伝熱
上の境界条件を変えて冷却温度を調整する制御器を設け
たことを特徴とするものである。
にポペット形弁の中空部側の伝熱上の境界条件を変えよ
うとしており、具体的には、ポペット形弁と外部に設け
られた２次冷却媒体と熱交換される１次冷却媒体が入れ
られる中空部をポペット形弁の内部に形成し、この中空
部に開閉弁を介して前記１次冷却媒体を給排し得る給排
管を設ける一方、この開閉弁を開閉して前記中空部内の
１次冷却媒体の量を制御して前記１次冷却媒体側の伝熱
上の境界条件を変えて冷却温度を調整する制御器を設け
たことを特徴とするものである。
ポペット形弁の中空部に入れられる冷却媒体の量を給
排管に設けられた開閉弁の開閉を制御することで調整
し、冷却媒体がポペット形弁に対する熱負荷量により気
相と液相とに変化することを利用して伝熱上の境界条件
を変えて冷却温度を調整するようにしている。
排管に設けられた開閉弁の開閉を制御することで調整
し、冷却媒体がポペット形弁に対する熱負荷量により気
相と液相とに変化することを利用して伝熱上の境界条件
を変えて冷却温度を調整するようにしている。
以下この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
この発明のポペット形弁の温度制御装置では、第１図
に概略構成を示すように、ポペット形弁11の弁傘部11a
および弁棒部11bに冷却液Ｃを入れるための中空部12が
形成してあり、弁棒部11bの上端部から冷却液Ｃ用の給
排管13が挿入され、シーリング14でシールされるととも
に、中空部12に連通するよう取付けられている。この給
配管13のポペット形弁11の外側部分の中間には、絞り弁
式の電磁弁15が取付けてあり、この電磁弁15を介して図
示しない冷却液供給装置と接続されている。
に概略構成を示すように、ポペット形弁11の弁傘部11a
および弁棒部11bに冷却液Ｃを入れるための中空部12が
形成してあり、弁棒部11bの上端部から冷却液Ｃ用の給
排管13が挿入され、シーリング14でシールされるととも
に、中空部12に連通するよう取付けられている。この給
配管13のポペット形弁11の外側部分の中間には、絞り弁
式の電磁弁15が取付けてあり、この電磁弁15を介して図
示しない冷却液供給装置と接続されている。
また、ポペット形弁11の中空部12内の冷却液Ｃを二次
冷却するため弁棒部11bの上端部外周に円筒状の冷却器1
6が配置され、両端部のシールリング17でシールされて
取付けられ、図示しない２次冷却水供給装置と接続され
ている。
冷却するため弁棒部11bの上端部外周に円筒状の冷却器1
6が配置され、両端部のシールリング17でシールされて
取付けられ、図示しない２次冷却水供給装置と接続され
ている。
さらに、ポペット形弁11の温度を制御するため中空部
12内の冷却液Ｃの温度を検出する温度センサ18や圧力セ
ンサ19が設けられ、それぞれの検出信号tC,pCが制御器2
0に入力されるようになっている。
12内の冷却液Ｃの温度を検出する温度センサ18や圧力セ
ンサ19が設けられ、それぞれの検出信号tC,pCが制御器2
0に入力されるようになっている。
また、ポペット形弁11の熱負荷を検出するため弁傘部
11aに弁温度センサ21が埋設されて制御器20に検出信号t
Vが入力されるとともに、制御器20には、燃焼流量信号
L,回転数信号N,排気ガス温度信号Ｈが入力されるよう各
センサと電気的に接続してあり、これらの信号に基づき
電磁弁15に開閉操作信号Ｖを出力するようになってい
る。
11aに弁温度センサ21が埋設されて制御器20に検出信号t
Vが入力されるとともに、制御器20には、燃焼流量信号
L,回転数信号N,排気ガス温度信号Ｈが入力されるよう各
センサと電気的に接続してあり、これらの信号に基づき
電磁弁15に開閉操作信号Ｖを出力するようになってい
る。
以上のように構成したポペット形弁の温度制御装置10
では、ポペット形弁11の中空部12に給排する冷却液Ｃの
量を変化させ、冷却器16での二次冷却水の状態はほぼ一
定としてポペット形弁11の温度制御を行なう。
では、ポペット形弁11の中空部12に給排する冷却液Ｃの
量を変化させ、冷却器16での二次冷却水の状態はほぼ一
定としてポペット形弁11の温度制御を行なう。
そこで、ポペット形弁11の中空部12に入れられる冷却
液Ｃの量と熱負荷との関係について説明する。
液Ｃの量と熱負荷との関係について説明する。
ポペット形弁11の中空部12内の冷却液Ｃの量は大別す
ると、第２図（ａ）〜（ｃ）に示すように、３つの状態
がある。
ると、第２図（ａ）〜（ｃ）に示すように、３つの状態
がある。
すなわち、ポペット形弁11の中空部12に比較的多量の
冷却液Ｃを入れた状態が第２図（ａ）に相当し、中空部
12のうち弁傘部11aに対応する部分を冷却液Ｃ（液相）
で満たし、最上部の弁棒部11bの上端部に対応する部分
を冷却液Ｃの飽和蒸気Ｓ（気相）が位置するようにする
とともに、中間部に冷却液Ｃの気液相Ｗが存在するよう
にした状態であり、ポペット形弁11の熱負荷が大きい場
合の冷却に使用され、液相の冷却液Ｃの顕熱分と蒸発に
ともなう潜熱分とで冷却される。
冷却液Ｃを入れた状態が第２図（ａ）に相当し、中空部
12のうち弁傘部11aに対応する部分を冷却液Ｃ（液相）
で満たし、最上部の弁棒部11bの上端部に対応する部分
を冷却液Ｃの飽和蒸気Ｓ（気相）が位置するようにする
とともに、中間部に冷却液Ｃの気液相Ｗが存在するよう
にした状態であり、ポペット形弁11の熱負荷が大きい場
合の冷却に使用され、液相の冷却液Ｃの顕熱分と蒸発に
ともなう潜熱分とで冷却される。
また、通常の熱負荷状態では、第２図（ｂ）に示すよ
うに、中空部12のうち弁傘部11aに対応する部分にわず
かな冷却液Ｃが存在し、蒸発によってもドライアウトが
生じない量に保持し、最上部の弁棒部11bに対応する部
分では、冷却器16により飽和蒸気Ｓが凝縮される状態と
なっており、このような状態を保持することで、理想状
態に近いポペット形弁11の冷却がなされる。
うに、中空部12のうち弁傘部11aに対応する部分にわず
かな冷却液Ｃが存在し、蒸発によってもドライアウトが
生じない量に保持し、最上部の弁棒部11bに対応する部
分では、冷却器16により飽和蒸気Ｓが凝縮される状態と
なっており、このような状態を保持することで、理想状
態に近いポペット形弁11の冷却がなされる。
さらに、熱負荷が極くわずかであり、冷却もほとんど
必要ない場合には、第２図（ｃ）に示すように、中空部
12内に（液相の）冷却液Ｃを存在させず、飽和蒸気Ｓの
みのドライアウト状態とし、熱移動はポペット形弁11を
構成する金属体による熱伝導と飽和蒸気Ｓによって運ば
れる分によって行なわれる。
必要ない場合には、第２図（ｃ）に示すように、中空部
12内に（液相の）冷却液Ｃを存在させず、飽和蒸気Ｓの
みのドライアウト状態とし、熱移動はポペット形弁11を
構成する金属体による熱伝導と飽和蒸気Ｓによって運ば
れる分によって行なわれる。
これらの各状態は、冷却液Ｃが液相であるか気相（飽
和蒸気Ｓ）であるかによって中空部12の壁面の熱伝達率
が大きく変化することに基づいて生ずるものである。ま
た、二次冷却水が供給される冷却器16の状態によっても
各状態の多生の変化はあるのであるが、既述のようにほ
ぼ一定と見て良いことから、冷却液Ｃと量により応答性
と優れた広範囲の温度制御が可能であることがわかる。
和蒸気Ｓ）であるかによって中空部12の壁面の熱伝達率
が大きく変化することに基づいて生ずるものである。ま
た、二次冷却水が供給される冷却器16の状態によっても
各状態の多生の変化はあるのであるが、既述のようにほ
ぼ一定と見て良いことから、冷却液Ｃと量により応答性
と優れた広範囲の温度制御が可能であることがわかる。
そこで、次に、ポペット形弁の温度制御について具体
的に説明する。
的に説明する。
このポペット形弁11の温度制御は、ポペット形弁11の
弁傘部11aに埋設した弁温度センサ21の検出信号TVに基
づき、予め制御器20に記憶設定した目標温度と比較し、
目標温度より検出温度が高い場合には、制御器20から電
磁弁15に開弁操作信号Ｖを出力して冷却液Ｃを供給し、
例えば第２図（ａ）のような高冷却状態として冷却を行
なう。
弁傘部11aに埋設した弁温度センサ21の検出信号TVに基
づき、予め制御器20に記憶設定した目標温度と比較し、
目標温度より検出温度が高い場合には、制御器20から電
磁弁15に開弁操作信号Ｖを出力して冷却液Ｃを供給し、
例えば第２図（ａ）のような高冷却状態として冷却を行
なう。
一方、検出温度が目標温度より低い場合には、逆に制
御器20から電磁弁15に開弁操作信号Ｖを出力して中空部
12内の冷却液Ｃを放出させ、第２図（ｂ）または（ｃ）
のような状態として冷却が抑制されるようにする。
御器20から電磁弁15に開弁操作信号Ｖを出力して中空部
12内の冷却液Ｃを放出させ、第２図（ｂ）または（ｃ）
のような状態として冷却が抑制されるようにする。
なお、このポペット形弁の温度制御装置10では、中空
部12内の圧力が高くなると、圧力センサ19の検出信号PC
に基づき制御器20から電磁弁15に開弁操作信号Ｖが出力
され、中空部12を開放状態とするようになっており、こ
の場合、冷却液Ｃもしくは蒸気が放出回収されるよう配
管してある。
部12内の圧力が高くなると、圧力センサ19の検出信号PC
に基づき制御器20から電磁弁15に開弁操作信号Ｖが出力
され、中空部12を開放状態とするようになっており、こ
の場合、冷却液Ｃもしくは蒸気が放出回収されるよう配
管してある。
次に、ポペット形弁11の弁傘部11aの温度を検出しな
いで行なう温度制御について説明する。
いで行なう温度制御について説明する。
例えば、ディーゼルエンジンの場合には、ポペット形
弁11の熱負荷を燃焼流量L,回転数N,排気ガス温度Ｈによ
って知ることができることから制御器20に入力されるこ
れらの検出信号L,N,Hに基づきポペット形弁11の温度を
演算により求める。
弁11の熱負荷を燃焼流量L,回転数N,排気ガス温度Ｈによ
って知ることができることから制御器20に入力されるこ
れらの検出信号L,N,Hに基づきポペット形弁11の温度を
演算により求める。
そして、この演算により求められたポペット形弁11の
温度と予め設定記憶させた目標温度とを制御器20で比較
し、上述の場合と同様電磁弁15に開弁操作信号Ｖを出力
して温度制御を行なう。
温度と予め設定記憶させた目標温度とを制御器20で比較
し、上述の場合と同様電磁弁15に開弁操作信号Ｖを出力
して温度制御を行なう。
なお、このようなポペット形弁の駆動装置としては、
冷却液用の給排管13を弁棒部11bの側方に取付け、しか
も弁の往復動に対応できるようにすれば、従来の駆動装
置がそのまま使用でき、また、図示例のような構成の場
合には、弁棒部11bの中空部に油圧ピストンを装着して
往復動させるようにしても良い。
冷却液用の給排管13を弁棒部11bの側方に取付け、しか
も弁の往復動に対応できるようにすれば、従来の駆動装
置がそのまま使用でき、また、図示例のような構成の場
合には、弁棒部11bの中空部に油圧ピストンを装着して
往復動させるようにしても良い。
〔発明の効果〕 以上実施例とともに具体的に説明したようにこの発明
によれば、ポペット形弁に中空部を形成し、この中空部
に開閉弁を介して冷却媒体用の給排管を連通するよう取
付け、開閉弁の開閉を制御する制御器を設けたので、二
次冷却器側を制御する場合に比べ、中空部内の冷却媒体
量の給排を制御するだけでポペット形弁の温度制御がで
き、制御が容易であり、応答性が良い。
によれば、ポペット形弁に中空部を形成し、この中空部
に開閉弁を介して冷却媒体用の給排管を連通するよう取
付け、開閉弁の開閉を制御する制御器を設けたので、二
次冷却器側を制御する場合に比べ、中空部内の冷却媒体
量の給排を制御するだけでポペット形弁の温度制御がで
き、制御が容易であり、応答性が良い。
また、中空部内の冷却媒体の量により無冷却から高冷
却状態にする広範囲の温度性御ができる。
却状態にする広範囲の温度性御ができる。
さらに、従来の中空部に封入した一次冷却水を二次冷
却水の状態を制御して温度を制御するのに比べ、一次冷
却水に相当する中空部内の冷却媒体量を制御するので、
制御系全体の設備が簡単で低コストであり、制御の精度
が高い。
却水の状態を制御して温度を制御するのに比べ、一次冷
却水に相当する中空部内の冷却媒体量を制御するので、
制御系全体の設備が簡単で低コストであり、制御の精度
が高い。
したがって、熱負荷の変動に対してポペット形弁の温
度を最適温度もしくは所定の温度範囲に保つことがで
き、ポペット形弁の耐低温腐食や耐高温腐食さらには高
温強度を高めることができるので、その寿命が大幅に延
ばすことができる。
度を最適温度もしくは所定の温度範囲に保つことがで
き、ポペット形弁の耐低温腐食や耐高温腐食さらには高
温強度を高めることができるので、その寿命が大幅に延
ばすことができる。
第１図はこの発明のポペット形弁の温度制御装置の一実
施例にかかる概略構成図、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれ
ぞれ冷却媒体の量による冷却状態の説明図、第３図は従
来のポペット形弁の断面図である。 10……ポペット形弁の温度制御装置、11……ポペット形
弁、12……中空部、13……給排管、15……電磁弁、16…
…冷却器、18……温度センサ、20……制御器、Ｃ……冷
却液。
施例にかかる概略構成図、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれ
ぞれ冷却媒体の量による冷却状態の説明図、第３図は従
来のポペット形弁の断面図である。 10……ポペット形弁の温度制御装置、11……ポペット形
弁、12……中空部、13……給排管、15……電磁弁、16…
…冷却器、18……温度センサ、20……制御器、Ｃ……冷
却液。
Claims (1)
- 【請求項１】ポペット形弁の外部に設けられた２次冷却
媒体と熱交換される１次冷却媒体が入れられる中空部を
ポペット形弁の内部に形成し、この中空部に開閉弁を介
して前記１次冷却媒体を給排し得る給排管を設ける一
方、この開閉弁を開閉して前記中空部内の１次冷却媒体
の量を制御して前記１次冷却媒体側の伝熱上の境界条件
を変えて冷却温度を調整する制御器を設けたことを特徴
とするポペット形弁の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60197395A JP2522241B2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | ポペット形弁の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60197395A JP2522241B2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | ポペット形弁の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262071A JPS6262071A (ja) | 1987-03-18 |
| JP2522241B2 true JP2522241B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=16373790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60197395A Expired - Lifetime JP2522241B2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | ポペット形弁の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522241B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415588A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Kyushu Nippon Electric | Mass flow controller |
| JPH11230406A (ja) * | 1998-02-09 | 1999-08-27 | Kubota Corp | 熱風弁 |
| JP4953076B2 (ja) * | 2007-06-27 | 2012-06-13 | 新東工業株式会社 | 排ガス浄化設備におけるシリンダのピストンロッド部の加熱方法およびその装置 |
| WO2014054113A1 (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | 日鍛バルブ株式会社 | 中空ポペットバルブ |
| WO2014054613A1 (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | 日鍛バルブ株式会社 | 中空ポペットバルブ |
| EP2975229B1 (en) * | 2013-03-14 | 2020-10-28 | Nittan Valve Co., Ltd. | Hollow poppet valve |
| WO2014155667A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 日鍛バルブ株式会社 | 中空ポペットバルブ |
| JP6131318B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-05-17 | 日鍛バルブ株式会社 | 中空ポペットバルブ |
| CN105189948B (zh) | 2013-04-11 | 2018-06-12 | 日锻汽门株式会社 | 空心提升阀 |
| KR102285017B1 (ko) | 2018-03-20 | 2021-08-04 | 니탄 밸브 가부시키가이샤 | 배기용 중공 포핏 밸브 |
| WO2020100185A1 (ja) | 2018-11-12 | 2020-05-22 | 日鍛バルブ株式会社 | エンジンのポペットバルブの製造方法 |
| EP4129525A4 (en) | 2020-03-30 | 2023-06-14 | Nittan Corporation | PROCESS FOR MAKING A MOTOR PIPET VALVE |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56154565U (ja) * | 1980-04-19 | 1981-11-18 | ||
| JPS58113868U (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-03 | ヤンマーディーゼル株式会社 | 内燃機関の冷却形燃料噴射弁装置 |
| JPS6036503U (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-13 | 石川島播磨重工業株式会社 | 内燃機関用傘形弁の冷却装置 |
| JPS6047807A (ja) * | 1983-08-27 | 1985-03-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 内燃機関の排気弁装置 |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP60197395A patent/JP2522241B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6262071A (ja) | 1987-03-18 |
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