JPS587869B2 - 電気的加熱手段を有するバイメタル式熱応動弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバイメタル板を電気的に加熱して弁を開閉動
作させる熱応動弁であって、弁の周囲温度の変化による
該動作に対する補正手段を有する弁に関するものである
。

そうしてこの発明は膨張弁等冷凍システムの各種の温度
に応答する流量、圧力の自動調節弁等であって、例えば
、加熱用コイルに印加される制御電流値と弁開度を比例
させて弁開度の制御を行う電気的制御システム等、弁そ
のものト周囲温度が外乱となり得るような制御方法によ
る冷凍システムに用いる熱応動弁に適用される。

上記バイメタル式熱応動弁に関しては、本出願人により
特願昭５３−第７７０４４号（特開昭５５＝第６０２５
号）として出願されている（第３図参照）。

これは図に示すように２個のバイメタル板４，５の対向
面をたがいに高膨張側イまたは低膨張側ロが対向し、何
れか一方のバイメタル板を作動用バイメタル４として加
熱用コイルを設け、他のバイメタル板を周囲温度保償用
バイメタル５として、かつ各バイメタル板の両端をケー
スに固着して周囲温度によるバイメタル板の変曲を相殺
し、中央部で両バイメタル間に挟んだ間隔片６で両バイ
メタルの変位が現われないよう押え付けたものである。

弁体１０は一体的な弁棒１０′を介して下方のバイメタ
ル板と連結し、弁体を常時上方へ付勢するばね９を備え
ている。

このものにおいては周囲温度補償用バイメタル５は、周
囲からの熱による、作動用バイメタル４の方への変形を
間隔片６によって押えられているので、このことにより
内部応力を生じている。

この状態で弁作動用バイメタル４が電気的に加熱される
と、周囲温度保償用バイメタル５は旧記内部応力を生じ
た状態からさらに内部応力を増大する方向に間隔片６に
よって押されることになる。

すなわち作動用バイメタル４は周囲温度補償用バイメタ
ル５の外気温による内部応力および変形に伴う内部応力
によるばね力に抗して弁体を作動させることになる。

このために温度補償バイメタルを具備していないものに
比し、作動用バイメタルの仕事量は増大し消費電力を増
加させるという問題がある。

本発明の技術的課題は弁作動用バイメタルの作動に対し
て、周囲温度補償用のバイメタルのばね力を対抗させな
いようにすることである。

ここに技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は下記の通りである。

（イ）２枚の同等のバイメタル板を高膨張側および低膨
張側を同じむきにして上下に並設する。

（ロ）両バイメタル板の対向面間の両端で断熱性を有す
る間隔片を挟持させ、かつバイメタルの両端は上下動自
在のフリーとする。

（ハ）いずれか一方のバイメタル板に加熱用コイルを付
設する。

（ニ）いずれか一方のバイメタル板の中心を支持部材に
よって支持し、他方のバイメタル板中心に弁棒上端に連
結または当接させる。

ただし上記間隔片を挟持させとは従来例（第３図）に示
すものと同様に弁棒をバイメタル板に向って、ばねで押
させる場合は挟んで支持させることを意味するが、ばね
を用いない場合には連結して持たせることを意味する。

上記の技術的手段は次のように作用する。

例えば上のバイメタル板に加熱用コイルを付設した場合
は加熱用コイルに通電すると、このバイメタル板の両端
が上方ないし下方へ変位する。

下方へ変位した場合は間隔片を介して下のバイメタル板
の両端が下方に押されて弁棒をばねに抗して変位させる
。

（閉方向）逆に上方へ変位すると下方のバイメタル板が
弁棒とともにばねによって押し上げられる。

（開方向）下のバイメタルに加熱用コイルを付設した場
合加熱用コイルに通電時バイメタル板の両端が上方へ変
位すると、間隔片で変位が止められ弁棒はばねに抗して
押し下げられ、（閉方向）下方へ変位すると変位した分
だけばねで押し上げられる。

（開方向） 上記のように支障なく通電に伴って弁を開閉動作させる
ことができる。

この動作時の作動用バイメタルにより、間隔片を介して
周囲温度補償用バイメタルに伝達される力はすべて弁体
１０に伝達される。

すなわち温度補償用バイメタルのばね力は、作動用バイ
メタルに対抗しないものである。

よって加熱用コイルのエネルギーはすべて弁の開閉に用
いられ高効率である。

本発明は下記の効果を生ずる。

（１）バイメタル板はケースから遊離しているので熱の
放散が小さく加熱用コイルの熱が効率よく利用されるの
で加熱用コイル温度はそれほど上昇させなくとも所望の
弁変位が得られ、ヒートコイル熱容量は小で足り消費電
力が小さくなる。

以下前記の技術的手段の一具体例を示すために図示の実
施例について説明する。

第１図は実施例断面図を示したもので、通電時開の例を
示す。

密封したケース２内には同等のバイメタル板４，５を上
下に並設し、バイメタル板４の高膨張側イとバイメタル
板５の低膨張側ロとを対向させ、両バイメタル板の対向
する面の両端部に挿設する断熱性を有する間隔片６，６
を挟持し、バイメタル板４の中心部はケース内部の支持
部材７に嵌装して支保され、バイメタル板５の中心部は
弁体１０の突出端８が嵌大して係着し、該弁体１０を上
向きに付勢するばね９で、バイメタル板５を上方に押上
げる如く付勢し、バイメタル板４は間隔片６，６を介し
てバイメタル板５と等しく上方に押圧されている。

バイメタル板４にはケース２を絶縁材１４．１４を介し
て貫通する端子金物１，１に接続する加熱用コイル３が
巻設され端子１は、制御機器（図示せず）に接続してい
る。

ケース２の底部には弁本体１１の頭部が固着されており
、弁本体１１には流体流入口Ａと流出部Ｂが設けられ両
口を連通する連通孔１３には弁座１２が上下調節可能に
設けられ、該弁座１２を開閉する前記弁体と一体的の弁
棒１０が弁本体に摺動自在に設けられており、弁棒の一
端は前記の如くバイメタル板に挟持し、ばね９でバイメ
タル板５に密着する如く付勢されている。

上記構成により、加熱用コイル３が付勢されない場合は
、バイメタル板４及び５はそれぞれ平等に環境温度を受
け、例えば環境温度がと昇すれば、バイメタル板４，５
は何れも下方へ凸変曲し、端部の自由端が最も変曲する
が同等のバイメタルであるのでその変曲量は等しく間隔
片６，６と共に変位するが、両バイメタル間隔は変化せ
ず、中心部は突端７，８及び間隔片６，６で抑制されて
変位せず弁体１０が弁座１２を閉止するよう弁座の位置
を調節する。

ここで、バイメタル板４の加熱用コイル３が付勢され、
バイメタル板４が加温されると、バイメタル板４は付勢
された熱量に相等する下方へ凸変曲を起し、第２図に示
す如く、バイメタル板４と間隔片６との間に間隙γを生
ずるが、ばね９の弾力でバイメタル板５は弁体１０と共
に前記間隙γをゼロにする迄上方へ追従移動し、弁体１
０は弁座１２をリフトγだけ開放することとなる。

上記実施例はバイメタル板４の高膨張側イとバイメタル
板５の低膨張側ロとを対向させた場合について説明した
が、これと反対にバイメタル板４の低膨張側ロとバイメ
タル板５の高膨張側イが対向するように配設すると、弁
体は常時開で加熱用コイル３に通電時バイメタル板４は
上方凸に変曲し間隔片６，６を介して弁体は弁座１２を
閉止する如く動作する。

又加熱用コイル３をバイメタル板５に巻設し、第１図に
示したバイメタルの配置をした場合も同様に動作する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面図、第２図はバイメタル板
の作用を説明する要部の説明図、第３図は従来例の断面
図、第４図は第１図のバイメタル板の平面図を示したも
のである。 １・・・・・・端子金物、２・・・・・・ケース、３・
・・・・・加熱用コイル、４，５・・・・・・バイメタ
ル板、６・・・・・・間隔片、７・・・・・・支持部材
、８・・・・・・突出端、９・・・・・・ばね、１０・
・・・・・弁体、１１・・・・・・弁本体、１２・・・
・・・弁座、１３・・・・・・連通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同等の二枚のバイメタル板を上下に配設し、該バイ
   メタル板のいずれか一方に加熱用コイルを付設するとと
   もに、該バイメタルによって変位させられる弁棒をばね
   によってバイメタル板に向って付勢している電気的加熱
   手段を有するバイメタル式熱応動弁において （イ）２枚のバイメタル板を高膨張側および低膨張側を
   同じむきにして上下に並設し、 （ロ） 両バイメタル板の対向面間の両端で断熱性を
   有する間隔片を挟持させ、かつバイメタルの両端は上下
   動自在のフリーとし （ハ）いずれか一方のバイメタル板の中心を支持部材に
   よって支持し、他方のバイメタル板中心に弁棒上端を連
   結または当接させてなる電気的加熱手段を有するバイメ
   タル式熱応動弁。