JPH0446155Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、バイメタル、サーモワツクスあるい
は形状記憶合金等の熱応動素子の熱変形を利用し
て弁を閉弁させ、所定温度以下の流体を自動的に
排出する温度応動弁に関し、特に、閉弁後の加熱
によつて熱応動素子に生じる内部応力の異常な増
大を吸収する手段に関する。

本考案は、流体の温度による流量制御、特に蒸
気や温水系から所定温度以下の流体を系外に自動
的に排出する制御の分野で利用される。

技術的背景 熱応動素子の熱変形力を閉弁力に利用した温度
応動弁に於いては、閉弁後に熱応動素子がさらに
加熱された場合、熱応動素子の内部応力が増大し
て性能が劣化し、正常な開閉作動がおこなえなく
なる。

特に、形状記憶合金に於いては、内部応力が増
大すると変形ひずみが大きくなり、このひずみが
完全に回復できず、性能劣化が著しい。

従来技術とその問題点 そこで、従来、熱応動素子の内部応力の増大を
ばねで吸収することが行われている。

この一例が実公昭44−27335号公報に示されて
いる。これは、各バイメタル対の間にばねを介在
させたもので、閉弁後にバイメタルがさらに加熱
されてもばねを圧縮変形することにより、バイメ
タルの内部応力の増大を吸収できるものである。

この場合、バイメタルが熱変形して弁体を開弁
位置から閉弁位置に変位させるときに、バイメタ
ルが常に弾性体を圧縮変形しながら弁体を変位さ
せるので、弁体の弁口を閉弁するときのシール力
が小さい問題がある。すなわち、バイメタルの変
形力が、シール力と弾性体を圧縮する力とに分散
されるためである。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために講じた本考案の
技術的手段は、弁ケーシングで入口と、入口の流
体が流入する弁室と、弁室の流体が弁口を通して
流出する出口とを形成し、弁口を貫通して弁口よ
りも小径の弁棒を配置し、弁棒の出口側端に出口
側から弁口を開閉する弁体を形成し、弁棒の弁室
内に位置する部位の外周囲に昇降可能にばね受け
を配置し、弁棒にストツパー部を設けて、ばね受
けのストツパー部から弁口側への変位を禁止し、
弁口側の固定壁とばね受けの間に熱応動素子を配
置し、弁棒の反弁口側端とばね受けの間にばね
を、閉弁時の熱応動素子の閉弁力よりも僅かに大
きな力を有するように圧縮して配置した、もので
ある。

作 用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

熱応動素子は弁室内の流体温度の上昇に応じて
変形し、それに伴つて弁棒を変位させて、弁体が
弁口に近付き弁口を塞ぐ。この時、ばねは、熱応
動素子の閉弁力よりも僅かに大きな力を有するの
で圧縮変形されない。閉弁後、弁室内の温度が更
に上昇すると、熱応動素子の変形力がばねの力よ
りも大きくなり、熱応動素子はばねを圧縮しなが
ら更に変形する。熱応動素子が弁体を閉弁位置に
変位させるまで、熱応動素子はばねを圧縮変形さ
せないので、熱応動素子の変形力はすべて弁体の
弁口を閉弁するシール力として利用でき、確実に
弁口を閉弁維持することができる。

考案の効果 本考案は下記の特有の効果を生じる。

閉弁時の熱応動素子の閉弁力よりも僅かに大き
な力を有するように圧縮してばねを配置している
ので、従来のものよりも、ばねの長さを小さくで
きる。従つて、温度応動弁全体をコンパクトに形
成することができる。

実開昭54−12131号公報に示されているように、
弁座部材を反弁体方向より付勢するばねを配置
し、弁座部材が摺動できるようにしても、閉弁後
のみばねが圧縮されるようにできるが、このもの
に於いては、弁ケーシングと弁座部材の間の摺動
面を気密的にシールする手段を必要とし、構造が
複雑になり、シール材の摩耗により摺動面から流
体が漏れることがある。本考案では、この様なシ
ール手段が不要で、構造が複雑になることがな
い。

また、上記公報のものでは、閉弁後は、流体圧
力が弁口面積ではなく、弁座部材の全体に作用し
て、温度応動素子に作用する荷重が大きくなる
が、本考案では、閉弁後も流体圧力は弁口面積に
作用するだけであり、熱応動素子に生じる内部応
力が小さい。

実施例の説明 上記の技術的手段の具体例を示す実施例（図面
参照）を説明する。

ほぼ椀状の本体１に蓋２をガスケツト３を介し
て螺着して弁室４を形成する。本体１には入口５
と出口６を形成する。弁室４の底部に弁座部材７
をガスケツト８を介して螺着する。弁座部材７に
は軸心に弁軸孔９と弁軸孔９より円錐孔部分１０
を介して広がつた弁口１１を形成する。弁口１１
は出口６に連通し、円錐孔部分１０の円錐斜面が
弁座となる。弁座部材７には弁軸孔９に達する複
数の通孔１２を形成する。本体１の下部内壁に肩
部を形成し、外周が軽く嵌まり合うキヤツプ状の
スクリーン１３を配置する。

弁軸孔９、弁口１１を貫通して弁棒１４を配置
する。弁棒１４の弁口１１側端に半球状弁体１５
を密に取り付ける。弁棒１４の弁室４に位置する
部分は膨径に形成し、その上部に段部を形成す
る。弁棒１４の先端と段部にそれぞればね受け１
６，１７を配置し、その間にばね１８を圧縮した
状態で配置する。ばね受け１６はナツト１９で止
める。ばね受け１７と弁座部材７の間に形状記憶
合金２０を配置する。

ばね受け１６，１７の間の距離は閉弁時の形状
記憶合金２０の閉弁力よりもばね１８の力が僅か
に大きくなるように設計する。

形状記憶合金には、チタン−ニツケル合金、銅
−アルミ−ニツケル合金等の加熱されて温度が変
化すると、母相に変態し、母相に予め記憶させた
伸長した形状に変形するものを用いる。

上記の温度応動弁の作動は次の通りである。弁
室４に流入する流体の温度が低いときは、形状記
憶合金２０は収縮しており、弁体は流体圧力と自
重で弁口から離れて開弁位置にある。流体は、入
口５からストレーナ１３を通り弁室４に入り、弁
軸孔９、通孔１２、弁口１１を通つて出口６に流
出する。

弁室４に流入する流体の温度が上昇すれば、形
状記憶合金２０は伸長して弁棒１４を変位させ、
弁体１５を弁口１１方向に近付け、弁口１１を塞
ぎ閉弁する。

閉弁後、形状記憶合金２０がさらに加熱されれ
ば、ばね１８を圧縮しながらさらに伸長して、内
部応力の増大が吸収される。

流体温度が低下すると、形状記憶合金２０は、
流体圧力により収縮して開弁する。

上記実施例に於いては、一方向性の形状記憶効
果を有する形状記憶合金を用いたが、母相とマル
テンサイト相の両方で形状記憶効果を生じる二方
向性のものを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

図は本考案による温度応動弁の断面図である。 ７……弁座部材、１１……弁口、１４……弁
棒、１５……弁体、１８……ばね、２０……形状
記憶合金。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁ケーシングで入口と、入口の流体が流入する
   弁室と、弁室の流体が弁口を通して流出する出口
   とを形成し、弁口を貫通して弁口よりも小径の弁
   棒を配置し、弁棒の出口側端に出口側から弁口を
   開閉する弁体を形成し、弁棒の弁室内に位置する
   部位の外周囲に昇降可能にばね受けを配置し、弁
   棒にストツパー部を設けて、ばね受けのストツパ
   ー部から弁口側への変位を禁止し、弁口側の固定
   壁とばね受けの間に熱応動素子を配置し、弁棒の
   反弁口側端とばね受けの間にばねを、閉弁時の熱
   応動素子の閉弁力よりも僅かに大きな力を有する
   ように圧縮して配置した温度応動弁。