JPH0241679B2 - - Google Patents

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JPH0241679B2
JPH0241679B2 JP57071933A JP7193382A JPH0241679B2 JP H0241679 B2 JPH0241679 B2 JP H0241679B2 JP 57071933 A JP57071933 A JP 57071933A JP 7193382 A JP7193382 A JP 7193382A JP H0241679 B2 JPH0241679 B2 JP H0241679B2
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valve
temperature
valve chamber
chamber
responsive element
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JP57071933A
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JPS58187672A (ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/36Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position
    • F16K17/38Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は流体系から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する。暖房用ラジエ
ータから復水を排出したり、油輸送管等を蒸気や
温水で保温するトレース管から低温水を排出した
り、蒸気や温水を用いる装置等が凍結しない用に
所定温度以下の水を排出する場合等に用いる。
(従来の技術) 特願昭55―54644号で温度応動素子を形状記憶
合金で作つた温度応動弁を提案した。この弁の構
造の概要は次の通りである。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する。弁口の
開口部分に弁座を形成する。弁座に着座して弁口
を塞ぎ弁座から離れて弁口を開く様に弁体を配置
する。所定温度以下に冷却されると母相からマル
テンサイト相に熱弾性型マルテンサイト変態をし
所定温度以上に加熱されるとその逆変態をする形
状記憶合金で作つた温度応動素子を弁室内に配置
し、温度応動素子が弁室内の流体の温度に応じて
変態し弁体を駆動して所定温度以上になると弁体
を弁座に着座させて弁口を塞ぐ様にする。
(本発明が解決しようとする課題) この温度応動弁では温度応動素子が弁口に対し
て入口側に配置されているので、高温の流体系に
取付けた場合、形状記憶合金が最高使用温度以上
に加熱されることがある。現在実用できるチタン
―ニツケル、銅―亜鉛―アルミニウム合金等の最
高使用可能温度はほぼ120度Cである。従つて、
形状記憶合金が析出現象あるいは時効効果を起こ
して性能が劣悪になる欠点があつた。
そこで、形状記憶合金で作つた温度応動素子を
弁口に対して出口側に配置すれば、温度応動素子
は弁口を塞ぐ設定温度以上に加熱されることがな
いので、性能が劣悪にならない。
しかしながら、この場合、形状記憶合金の相変
態サイクルが外気の温度の影響で短くなる欠点が
ある。
従つて、本発明の技術的課題は形状記憶合金で
作つた温度応動素子の相変態サイクルが外気の温
度の影響で短くなることを防止することである。
(課題を解決するための手段) 上記の技術的課題を解決するために講じた本発
明の技術的手段は次の通りである。弁ケーシング
で入口と、入口の流体が弁口を通して流入する弁
室と、弁室の流体が流出する出口とを形成する。
弁口の開口部分に弁座を形成する。弁座に着座し
て弁口を塞ぎ弁座から離れて弁口を開く様に弁体
を配置する。所定温度以下に冷却されると母相か
らマルテンサイト相に熱弾性型マルテンサイト変
態をし所定温度以上に加熱されるとその逆変態を
する形状記憶合金で作つた温度応動素子を弁室内
に配置し、温度応動素子が弁室内の流体の温度に
応じて変態し弁体を駆動して所定温度以上になる
と弁体を弁座に着座させて弁口を塞ぐ様にする。
弁室内に液体を溜めて温度応動素子が液体中に浸
かる様にする。
液体を溜めてその液体中に温度応動素子を浸け
る手段として、弁室と出口との間に小さな孔を多
数あけた隔壁を設け、弁口が塞がれているときに
液体を弁室内に溜めておく様にすること、あるい
は、出口を弁室の上部に開口させ、弁室内に液体
を溜め、その液体溜りに温度応動素子が浸かる様
にすることが適用出来る。
(作用) 上記の技術的手段の作用は次の通りである。流
体系の流体は入口から弁口を通つて弁室に入り、
弁室内に配置した温度応動素子を加熱あるいは冷
却する。形状記憶合金は所定温度以下に冷却され
ると母相からマルテンサイト相に熱弾性型マルテ
ンサイト変態をし所定温度以上に加熱されるとそ
の逆変態をする。温度応動素子はこの変態を利用
して弁体を駆動し、所定温度以上になると弁体を
弁座に着座させて弁口を塞ぐ。それ以下の温度の
流体は弁口を通つて弁室に流入し出口から外部に
流出する。弁室内は出口を通して一般に大気に連
通したりして、入口よりもかなり低い圧力にあ
り、高温水は低圧域にて再蒸発して温度が飽和温
度まで下がる。従つて、弁室内の温度は温度応動
素子が弁口を塞ぐ設定温度以上にはならないの
で、形状記憶合金は性能が劣悪にならない。
弁口が塞がれた閉弁時にも弁室内に液体が溜つ
ており、十分な熱量が確保されるので外気による
冷却がゆつくりと進む。低温の空気が弁室内に流
入することがない。従つて、温度応動素子の相変
態サイクルの短縮を防止できる。
(第1実施例) 第1図と、第2図に示す第1実施例を説明す
る。ニツプル形状の本体1で入口2と、入口の流
体が弁口10を通して流入する弁室4と、弁室内
の流体が流出する出口3を形成する。弁口10は
入口2と弁室4の間の隔壁に孔をあけて形成す
る。入口2には弁口10を覆つてストレーナ6を
配置する。弁口10の弁室側開口部分に弁座を形
成する。弁室4は内周壁を円筒形状に形成し、弁
体5を挿入する。弁体5の先端部12は円錐形状
で弁座11に着座して弁口10を塞ぐことができ
る。中央部分は第2図に明らかなように、ほぼ三
角柱形状で、角の部分は弁室4の内周壁に摺接す
る。後端は小径の円柱形状でその回りにコイル状
の形状記憶合金で作つた温度応動素子7を配置す
る。素子7は一端が弁体5の中央と後端部分の間
の段部に当り、他端が隔壁8に当る。形状記憶合
金としては可逆形状記憶効果を有する銅−亜鉛−
アルミニウム合金を用いる。この素子7は所定温
度以下に冷却されると熱弾性型マルテンサイト変
態して短くなり、所定温度以上に加熱されると逆
変態して長くなる。形状記憶合金としてチタン−
ニツケル合金を用いてもよい。隔壁8には直径が
1ミリメートル程度の孔を多数あける。また、ス
ナツプ・リング9で本体1に取付ける。
次の様に作動する。第1図に示す様に横向きに
取付けても、あるいは上・下向きに取付けてもよ
い。第1図は弁室4が低温であり、温度応動素子
7が短く、弁体5が弁座11から離れて弁口10
が開いている状態を示している。流体は入口2か
ら弁口10を通つて弁室4に流入し、弁室4の内
周壁と弁体5の間の空き間から素子7の回りを流
れ、隔壁8の孔を通つて出口3から流出する。こ
の間に流体の温度が高くなり加熱されて所定温度
に達すると、素子7はマルテンサイト相から母相
に逆変態して長くなり、弁体5を駆動して弁座1
1に着座させ、弁口10を塞ぐ。隔壁8にあけた
孔が小さいので弁室4の液体は表面張力の作用で
出口3側に流出しない。出口3側の空気等の気体
が弁室4に入らない。従つて、弁室4の液体の温
度はゆつくりと下がる。そして、所定温度まで下
がると素子7は母相からマルテンサイト相にマル
テンサイト変態して短くなる。弁体5は入口2側
の流体の圧力で押されて弁座11から離れて、弁
口10を開く。この様にして流体の温度に応じて
弁口を開閉して所定温度以下の流体を自動的に排
出する。
本実施例では、可逆形状記憶効果を有する合金
を用いたので、温度応動素子は低温時に自から短
くなる。従つて、低圧流体でも弁体を押して弁口
を開けることができる。開弁用のバイアス・スプ
リングを必要としない。内部部品をニツプル形状
の本体内にコンパクトに配置したので、小形であ
る。材料が少ないから経済的につくれる。
(第2実施例) 第3図に示す第2実施例を説明する。デイスク
状本体27の中央部分に弁口28をあける。金属
製薄板を帽子状にした隔壁部材30を本体27の
片側に取付け、両部材の外周部分を気密的に溶接
する。隔壁部材30の中央部分には直径が1ミリ
メートル程度の小さな孔を多数あける。隔壁部材
30の中に球形弁体29と形状記憶合金でスパイ
ラル状に作つた温度応動素子31を配置する。素
子31は一端が弁体29に、他端が隔壁部材30
に当る。また、第1実施例と同様に、所定温度以
上に加熱されれば伸び所定温度以下に冷却されれ
ば縮む。弁体29は素子31の伸縮で駆動されて
弁口28を開閉する。上記ユニツトは入口23側
配管21と出口24側配管22のフランジの間に
ガスケツト32,33を挾んで取付けて使用す
る。番号25,26はボルト・ナツトを示す。
この実施例の作動は第1実施例と同様であり、
容易に理解されるので省略する。球形弁体と温度
応動素子をデイスク状本体と帽子状隔壁部材の中
にコンパクトに配置したので極めて小形である。
(第3実施例) 第4図に示す第3実施例を説明する。第1実施
例とほぼ同様の構造であるので、相応する部分は
参照番号の説明に止どめる。51は本体、52は
入口、53は出口、54は弁室、55は弁体、5
7は形状記憶合金で作つた温度応動素子、58は
小さな孔を多数あけた隔壁、59はスナツプ・リ
ング、60は弁口、61は弁座、62は弁頭であ
る。温度応動素子57は不可逆形状記憶型の合
金、すなわち母相の形状は記憶しているがマルテ
ンサイト相の形状は記憶していなくて、冷却され
て所定温度以下になつても自からは短くなれない
合金を用いてもよい。これを補うために弁口60
を形成する隔壁と弁体55の間にバイアス・スプ
リング56を配置した。
この実施例の作動は、弁体を弁座から引き離す
ときに入口側の流体の圧力に加えて、バイアス・
スプリング56が作用することを考慮すれば、第
1実施例とほぼ同様であり、容易に理解できるの
で省略する。
(第4実施例) 第5図に示す第4実施例を説明する。第1実施
例とほぼ同様の構造であるので、相応する部分は
参照番号の説明に止どめる。71は本体、72は
入口、73は出口、74は弁室、75は弁体、7
7は形状記憶合金で作つた温度応動素子、78は
中央部に大きな孔をあけた温度応動素子の支持リ
ング、79はスナツプ・リング、80は弁口、8
1は弁座、82は弁頭である。
この実施例の弁は図示の用に入口を下にして取
付けて用いる。この様にすると弁室内は液体の溜
りとなり、小さな孔を多数あけた隔壁を用いなく
ても温度応動素子は液体溜りの中に浸かる。作動
は第1実施例とほぼ同様であり、容易に理解でき
るので省略する。
(本発明の効果) 形状記憶合金で作つた温度応動素子を弁口に対
して出口側に配置したので、形状記憶合金の最高
使用温度以上に加熱されることがない。従つて、
析出現象や時効効果が起こらないので、性能が劣
悪にならない。寿命が長くなる。
弁体を弁口に対して出口側に配置すれば、開弁
に流体の圧力を利用できるのでバイアス・スプリ
ングを省略できる。また、形状記憶合金の性能が
省悪となつた場合でも、弁口を塞がない。
弁室内に液体を溜めて温度応動素子を浸ける様
にしたので、閉弁時にゆつくりと冷却される。従
つて、温度応動素子を弁口の出口側に配置して
も、形状記憶合金のマルテンサイト変態と逆変態
のサイクルの短縮を防止できる。寿命が長くな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の温度応動弁の実施例の断面
図、第2図は第1図のA―A線部断面図、第3図
から第5図はそれぞれその他の実施例の断面図で
ある。 2,23,52,72:入口、3,24,5
3,73:出口、4,54,74:弁室、5,2
9,55,75:弁体、7,31,57,77:
形状記憶合金で作つた温度応動素子、8,30,
58:隔壁部材、10,28,60,80:弁
口、56:バイアス・スプリング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 弁ケーシングで入口と、入口の流体が弁口を
    通して流入する弁室と、弁室の流体が流出する出
    口とを形成し、弁口の開口部分に弁座を形成し、
    弁座に着座して弁口を塞ぎ弁座から離れて弁口を
    開く様に弁体を配置し、所定温度以下に冷却され
    ると母相からマルテンサイト相に熱弾性型マルテ
    ンサイト変態をし所定温度以上に加熱されるとそ
    の逆変態をする形状記憶合金で作つた温度応動素
    子を弁室内に配置し、温度応動素子が弁室内の流
    体の温度に応じて変態し弁体を駆動して所定温度
    以上になると弁体を弁座に着座させて弁口を塞ぐ
    様にし、弁室内に液体を溜めて温度応動素子が液
    体中に浸かる様にしたことを特徴とする温度応動
    弁。 2 弁室と出口との間に小さな孔を多数あけた隔
    壁を設け、弁口が塞がれているときに液体を弁室
    内に溜めておく様にしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の温度応動弁。 3 出口を弁室の上部に開口させ、弁室内に液体
    を溜め、その液体溜りに温度応動素子が浸かる様
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の温度応動弁。
JP7193382A 1982-04-28 1982-04-28 温度応動弁 Granted JPS58187672A (ja)

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JP7193382A JPS58187672A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 温度応動弁

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JP7193382A JPS58187672A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 温度応動弁

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JPS58187672A JPS58187672A (ja) 1983-11-01
JPH0241679B2 true JPH0241679B2 (ja) 1990-09-18

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JP7193382A Granted JPS58187672A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 温度応動弁

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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