JPH074563A - 形状記憶合金製アクチュエーターを有する温感式三方ラインバルブ - Google Patents

形状記憶合金製アクチュエーターを有する温感式三方ラインバルブ

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JPH074563A
JPH074563A JP6029637A JP2963794A JPH074563A JP H074563 A JPH074563 A JP H074563A JP 6029637 A JP6029637 A JP 6029637A JP 2963794 A JP2963794 A JP 2963794A JP H074563 A JPH074563 A JP H074563A
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JP
Japan
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limit position
compression spring
valve
valve member
temperature
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JP6029637A
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Maier Perlman
パールマン メイヤー
James M Bell
エム．ベル ジェームス
Richard L Martin
エル．マーティン リチャード
Colin A Mcgugan
エー．マクガギャン コリン
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1306—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids
    • G05D23/132—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
    • G05D23/1333—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element measuring the temperature of incoming fluid

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内蔵式で自動温感の三方ラインバルブを提供
する。 【構成】 流体を流入孔（１２）から第一流出孔（１
３）又は第二流出孔（１４）へ選択的に流動させること
を目的として、管状バルブ部材（１８）が第一限界位置
と第二限界位置との間において軸方向で摺動可能に搭載
されている。更に、該バルブ部材（１８）は、相互に対
向する一対の圧縮バネ（２９、３０）の間に配置されて
おり、一つのバネ（２９）は従来のものであり、前記バ
ルブ部材を第一限界位置へ押圧し、もう一つのバネ（３
０）はＳＭＥ合金製のものであり、流体温度が所定温度
を超えると前記バネ（２９）の弾性力を反抗できるよう
になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温感式三方ラインバル
ブに関し、特に流体供給管路に通常使用され流体温度に
よって二つの流出孔の一方又は他方へ該流体を選択的に
流動させるバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】制御された所定温度での流体供給が必要
とされるシステムにおいて、流体温度が所定温度と異な
った場合は三方ラインバルブを使用し該流体を熱交換器
又は他の装置へ流動させることが可能である。例えば、
温度が所定の範囲にあれば、流体は直接に使用場所まで
供給される。しかし、流体温度が高過ぎた場合は、上述
のバルブを使用し該流体を熱交換器に流動させることに
よって冷却する。一方、流体温度が低過ぎた場合は、該
バルブを使用し流体を加熱器に流動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のシステムにおいては、分離式の温度セン
サに制御される電動式又は空圧式のバルブが用いられて
いる。このようなバルブは内蔵式ではなくて、バルブを
制御しようとした場合、外設した機器及び外部の電源に
依存している。
【０００４】そこで本発明は、内蔵式であるとともに作
動が迅速で外部電源に頼らず自動操作ができる温感式三
方ラインバルブを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明におけるバルブ
は、内部チャンバーを形成させる管状バルブ本体を備え
ている。該バルブ本体は、流入孔と第一および第二流出
孔とを有し、また該流出孔は、管状バルブ部材によって
選択的に流入孔と連通し得るようになっている。管状バ
ルブ部材は、バルブ本体内において摺動可能に搭載され
ており、第一限界位置と第二限界位置との間で軸方向に
移動できるようにしたものである。該バルブ部材は、第
一限界位置にあるとき流入孔と第二流出孔との間の連通
を閉じ、第二限界位置にあるとき流入孔と第一流出孔と
の間の連通を閉じるようになっている。また該バルブ部
材は、相互に対向する二つのバネ間に配置されており、
一つのバネは、ＳＭＥ（形状記憶）合金で作られ、合金
がマルテンサイト相のときにはその剛性が対向する相手
側のバネに対抗できなく、バルブ部材は第一限界位置に
止められるが、合金がオーステナイト相の場合には、該
バルブ部材を第二限界位置へ押圧するように相手側バネ
の弾性力に対抗できるようになっている。
【０００６】
【作用】本発明によれば、合金の状態はマルテンサイト
相からオーステナイト相へ又はそれと逆の方向で変化す
るので、流体は所定の温度に達したあと、バルブ部材は
両限界位置間で自動的に切り替えられるようになる。
【０００７】
【実施例】本発明をより良く理解するために、以下に図
面を参照しながら一つの実施態様を説明する。図１を参
照する。本発明のバルブは、内部チャンバー１１を形成
させる管状バルブ本体１０を備えているが、該バルブ本
体は、その一端に流入孔１２と、他端に第一流出孔１３
と、流入孔１２と第一流出孔１３との間において内部チ
ャンバー１１と連通する第二流出孔１４とを有する。チ
ューブ又はパイプ接続用のアダプタ１５ａ、１５ｂ、１
５ｃは、ネジ付ナット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを使用し
各孔１２、１３、１４の箇所でバルブ本体１０に当接さ
れている。それぞれの合わせ溝に嵌められたシール材１
７ａ、１７ｂ、１７ｃが、流入孔及び二つの流出孔に設
けられており、外部への流体漏洩を防止する。
【０００８】管状のバルブ部材又はシャトル部材１８
は、バルブ本体１０のボア部に摺動可能に搭載されてお
り、第一限界位置と第二限界位置との間において軸方向
の往復運動ができるようになっている。第一限界位置は
図１の上半部に示され、第二限界位置は図１の下半部に
示されている。バルブ部材１８は、環状ステップ部１９
を有する円筒状壁部を形成させており、該バルブ部材１
８が第一限界位置にあるとき、環状ステップ部１９はバ
ルブ本体の内縁部２０に係合し該第一限界位置を限定す
る。
【０００９】スパイダ組立体２１は、バルブ部材１８の
下流側においてバルブ本体１０の内部に配置されてい
る。該スパイダ組立体２１は、無孔の中心部２２と有孔
の外周部２３とを有する支持部材を備えている。外周部
２３は更に、流体がバルブチャンバー１１より第一流出
孔１３へ流動できるようにスロット２４（図３に示す）
を形成させている。図１の下半部に示されたように、バ
ルブ部材１８の第二限界位置は、バルブ部材の下流側縁
部と整列しえまたそれに係合可能なスパイダ組立体の中
心部２２の外周縁部２５によって、限定されている。保
持用プレート又は保持部材２６は、ロックナット２８を
有する調整ネジ２７によって、スパイダ支持部材の中心
部２２においてそれと同軸に搭載されている。
【００１０】前記バルブ部材１８は、相互に対向する一
対のヘリカルコイル状圧縮バネ２９及び３０の間に配置
されている。第一圧縮バネ２９は、従来のものであり、
保持部材２６によってその一端が支持され押圧されてい
る。該バネの他端は、該管状バルブ部材１８の内部ステ
ップ部３１に接触し、図１の上半部に示したように該バ
ルブ部材を第一限界位置へ押圧している。図１で判るよ
うにバルブ部材１８は、該第一限界位置にあるとき流入
孔１２と第二流出孔１４との間の連通を閉じるが、流体
は流入孔１２から該管状バルブ部材１８及びスロット２
４を経由して第一流出孔１３へ流動できるようになって
いる。
【００１１】第二圧縮バネ３０は、ＳＭＥ（形状記憶）
合金で作られたものであり、冷態時には、マルテンサイ
ト相にあるが、所定の温度まで加熱されたときには、合
金の組成及びその加工状態によってオーステナイト相に
変化する。該合金は、マルテンサイト相にあるとき低い
弾性係数を示すが、オーステナイト相にあるときは高い
弾性係数を示す。したがって、圧縮バネ３０が遷移温度
より低い温度にある場合、第一圧縮バネ２９の剛性を圧
縮バネ３０の剛性より大きく設定することが好ましい。
逆に、圧縮バネ３０が遷移温度より高い温度にある場
合、第一圧縮バネ２９の剛性を圧縮バネ３０の剛性より
小さく設定することが好ましい。
【００１２】作業に際し、バルブを流動している流体が
所定の温度すなわち遷移温度より低い温度にある場合
に、バルブ部材１８は、第一限界位置すなわち図１の上
半部に示した「冷態位置」にあり、バルブ部材の環状ス
テップ部１９とバルブ本体の内縁部２０との係合によっ
て位置づけられる。流体は流入孔１２より流入し、圧縮
バネ３０、バルブ部材１８の内部、圧縮バネ２９のオー
プンコイル部およびスパイダ組立体のスロット２４を通
過して第一流出孔１３に流れる。このとき、第二流出孔
１４は閉鎖状態である。
【００１３】流体が所定の温度に加熱された後、圧縮バ
ネ３０の剛性が一層高くなるので、バネ２９はバネ３０
の弾性力に対抗することができなくなり、そのためバル
ブ部材は、図１の下半部に示した第二限界位置に素早く
移動する。第二限界位置の場合、流体は流入孔より流入
しバルブ部材の一端におけるスロット３４を通過して第
二流出孔１４に流れる。
【００１４】バルブ部材１８が両限界位置間で切替運動
するときの度合は、調整ネジ２７によって調整されるこ
とが可能であり、それによって第一圧縮バネ２９により
生じる弾性変形を調整することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、合金の状態はマルテン
サイト相からオーステナイト相へ又はそれと逆の方向で
変化するので、流体は所定の温度に達したあと、バルブ
部材は両限界位置間で自動的に切り替えられるようにな
る。更に、以上の説明で判るように、ＳＭＥ合金製バネ
３０はバルブ本体１０の軸方向ボアに配置されており、
該バルブ本体内にある内側方向のフランジ３２に保持さ
れている。ＳＭＥ合金製バネ３０の上流側端部は、フラ
ンジ３２に設けられたパッド３３に支持されておりＳＭ
Ｅ合金製バネ３０をバルブ本体から断熱するようにして
いる。本発明のバルブにおける一つの重要な特徴とし
て、ＳＭＥ合金製バネがヘリカルコイル状で、流入孔１
２に隣接する軸方向のボアに配置されているので、流入
中の流体に乱流を発生させ流体とバネとの間の伝熱を促
進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各限界位置にあるバルブ部材を示すためにバル
ブの軸方向に沿って水平に分割されている本発明におけ
る温感式三方ラインバルブの長手方向の断面図である。
【図２】図１の２−２線によるバルブ部材の端面図であ
る。
【図３】図１の３−３線によるスパイダ組立体の端面図
である。
【符号の説明】
１０ バルブ本体 １１ 内部チャンバー １２ 流入孔 １３ 第一流出孔 １４ 第二流出孔 １８ バルブ部材 ２１ スパイダ組立体 ２２ スパイダ組立体中心部 ２３ スパイダ組立体外周部 ２４ スパイダ組立体スロット ２７ 調整ネジ ２９ 第一圧縮バネ ３０ 第二圧縮バネ ３４ スロット
フロントページの続き (71)出願人 594035769 リチャード エル．マーティン Ｒｉｃｈａｒｄ Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ アメリカ合衆国，コネチカット 06488, サウスベリー，ケトルタウン ウッズ ロ ード 72 (71)出願人 594035770 コリン エー．マクガギャン Ｃｏｌｉｎ Ａ．ＭｃＧｕｇａｎ カナダ，エル４ワイ １ビー１，オンタリ オ，ミシズソーガ，リブストン ロード 866 (72)発明者 メイヤー パールマン カナダ，エル４ジェー ３ビー６，オンタ リオ，ソーンヒル，ヨーク ヒル ビーエ ルブイディー 344 (72)発明者 ジェームス エム．ベル カナダ，エル５エイチ ３シー６，オンタ リオ，ミシズソーガ，アルバートソン ク レセント 1049 (72)発明者 リチャード エル．マーティン アメリカ合衆国，コネチカット 06488, サウスベリー，ケトルタウン ウッズ ロ ード 72 (72)発明者 コリン エー．マクガギャン カナダ，エル４ワイ １ビー１，オンタリ オ，ミシズソーガ，リブストン ロード 866

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 温感式三方ラインバルブであって、内部
    チャンバー（１１）を形成させるとともに、該内部チャ
    ンバーと連通し更に第一及び第二流出孔（１３、１４）
    と連通している流入孔（１２）を設けている管状バルブ
    本体（１０）と、 バルブ本体（１０）内において摺動可能に搭載され、第
    一限界位置と第二限界位置との間において軸方向で移動
    できるように構成され、第一限界位置にあるときは流入
    孔（１２）と第二流出孔（１４）との連通を閉じ、第二
    限界位置にあるときは流入孔（１２）と第一流出孔（１
    ３）との連通を閉じるように設けられている管状バルブ
    部材（１８）と、 前記バルブ部材（１８）を第一限界位置へ押圧する第一
    圧縮バネ（２９）と、該第一圧縮バネに対向しバルブ部
    材（１８）を第二限界位置へ押圧する第二圧縮バネ（３
    ０）とを備え、 前記第二圧縮バネ（３０）は、ＳＭＥ（形状記憶）合金
    で作られ、合金のマルテンサイト相のときには、前記バ
    ルブ部材（１８）が前記第一限界位置に保持されるよう
    に第一圧縮バネ（２９）の弾性力に対抗できない程度の
    剛性を有し、合金のオーステナイト相のときには、前記
    バルブ部材（１８）を第二限界位置へ押圧するように前
    記第一圧縮バネ（２９）の弾性力に対抗できる程度の剛
    性を有することを特徴とする温感式三方ラインバルブ。
  2. 【請求項２】 前記第二圧縮バネ（３０）は、流入孔
    （１２）に隣接して配置されていることを特徴とする請
    求項１記載の温感式三方ラインバルブ。
  3. 【請求項３】 前記第二圧縮バネ（３０）は、流入孔
    （１２）に流入している流体に乱流を生じさせるように
    配置されたヘリカルコイル状バネであることを特徴とす
    る請求項２記載の温感式三方ラインバルブ。
  4. 【請求項４】 前記バルブ本体（１０）は内側方向の保
    持用フランジ（３２）を有し、第二圧縮バネ（３０）の
    一端に押圧される断熱パッド（３３）がフランジ（３
    ２）に設けられており、それにより第二圧縮バネ（３
    ０）とバルブ本体（１０）との間に生じる伝熱を最小限
    に低減することを特徴とする請求項３記載の温感式三方
    ラインバルブ。
  5. 【請求項５】 温感式三方ラインバルブであって、内部
    チャンバー（１１）を形成させるとともに、一端に流入
    孔（１２）を設け他端に第一流出孔（１３）を設けてい
    て、該流入孔（１２）と該第一流出孔（１３）とが軸方
    向で整列されており、第二流出孔（１４）が流入孔（１
    ２）と第一流出孔（１３）との間において内部チャンバ
    ー（１１）に連通するように構成した管状バルブ本体
    （１０）と、 バルブ本体（１０）内において摺動可能に搭載され、第
    一限界位置と第二限界位置との間において軸方向で移動
    できるように構成され、第一限界位置にあるときは流入
    孔（１２）と第二流出孔（１４）との連通を閉じ、第二
    限界位置にあるときは流入孔（１２）と第一流出孔（１
    ３）との連通を閉じるように設けられている管状バルブ
    部材（１８）と、 前記バルブ本体（１０）は、バルブ部材（１８）の第一
    限界位置を限定するように該バルブ部材の一端に隣接し
    て該バルブ部材と係合可能な内部隣接手段（２０）を有
    するものであり、 更に、バルブ部材（１８）の第二限界位置を限定するよ
    うにバルブ本体（１０）内において設けられ、該バルブ
    部材の他端に係合可能なスパイダ組立体（２１）と、 前記バルブ部材（１８）を第一限界位置へ押圧する第一
    圧縮バネ（２９）と、該第一圧縮バネに対向しバルブ部
    材（１８）を第二限界位置へ押圧する第二圧縮バネ（３
    ０）とを備え、 前記第二圧縮バネ（３０）は、ＳＭＥ（形状記憶）合金
    で作られ、合金のマルテンサイト相のときには、前記バ
    ルブ部材（１８）が前記第一限界位置に保持されるよう
    に第一圧縮バネ（２９）の弾性力に対抗できない程度の
    剛性を有し、合金のオーステナイト相のときには、前記
    バルブ部材（１８）を第二限界位置へ押圧するように前
    記第一圧縮バネ（２９）の弾性力に対抗できる程度の剛
    性を有することを特徴とする温感式三方ラインバルブ。
  6. 【請求項６】 前記バルブ本体（１０）は内側の保持用
    フランジ（３２）を有し、第二圧縮バネ（３０）の一端
    に押圧される断熱パッド（３３）がフランジ（３２）に
    設けられており、それにより第二圧縮バネ（３０）とバ
    ルブ本体（１０）との間に生じる伝熱を最小限に低減す
    ることを特徴とする請求項５記載の温感式三方ラインバ
    ルブ。
  7. 【請求項７】 前記スパイダ組立体（２１）は、無孔の
    中心部（２２）及び有孔の外周部（２３）を有し、第一
    流出孔（１３）と連通する流動通路を限定するスパイダ
    支持部材と、該支持部材の中心部に搭載されている保持
    部材（２６）とを備え、該保持部材は第一圧縮バネ（２
    ９）の一端を支持し、該中心部は、第二限界位置にある
    前記バルブ部材（１８）の一端と協動し前記流動通路を
    閉じるように構成されていることを特徴とする請求項６
    記載の温感式三方ラインバルブ。
  8. 【請求項８】 前記保持部材（２６）は、調整手段（２
    ７）により前記スパイダ支持部材の中心部（２２）に搭
    載され、該調製手段（２７）により第一圧縮バネ（２
    ９）の弾性変形を調整するようにしたことを特徴とする
    請求項７記載の温感式三方ラインバルブ。
JP6029637A 1993-03-04 1994-02-28 形状記憶合金製アクチュエーターを有する温感式三方ラインバルブ Pending JPH074563A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/026,032 US5261597A (en) 1993-03-04 1993-03-04 Temperature responsive 3-way line valve with shape memory alloy actuator
US08/026,032 1993-03-04

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Publication Number Publication Date
JPH074563A true JPH074563A (ja) 1995-01-10

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ID=21829499

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JP6029637A Pending JPH074563A (ja) 1993-03-04 1994-02-28 形状記憶合金製アクチュエーターを有する温感式三方ラインバルブ

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US (1) US5261597A (ja)
EP (1) EP0614033B1 (ja)
JP (1) JPH074563A (ja)
AT (1) ATE166143T1 (ja)
AU (1) AU664792B2 (ja)
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