JPS59110971A - 弁装置 - Google Patents
弁装置Info
- Publication number
- JPS59110971A JPS59110971A JP21970082A JP21970082A JPS59110971A JP S59110971 A JPS59110971 A JP S59110971A JP 21970082 A JP21970082 A JP 21970082A JP 21970082 A JP21970082 A JP 21970082A JP S59110971 A JPS59110971 A JP S59110971A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- temperature
- valve body
- fluid
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
- G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
- G05D23/024—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being of the rod type, tube type, or of a similar type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流体の流通を制御するの１ご用いられる弁装
置１こ関するものである。
置１こ関するものである。
弁装置のなかｌこは、例えば反転温度域内１こあるガス
を冷却するのｌζ用いられるジュール・トムソン弁のよ
う１こ、流体の温度変化］Ｃ応じて開口面積を変化させ
る必要があるものが少なくない。例えは、前記ジュール
・トムソン弁は、流体が所定の定常流れｆこなったとき
に該流体を最適Ｃζ膨張させることができるよう１乙な
っている。そのｆこめ、該ジュール・トムソン弁を通過
する流体の温度が変動する場合は、前記最適な膨張ｆｔ
得るためｔこ該ジュール・トムソン弁の絞り量を流体温
度の変動屹応じて調節する必要がある。そこで、このよ
うな調節の必要な弁装置Ｉζおいては、流体の温度変化
に応じて弁の絞り量を調節して流体の流量を適切な量１
ζ保持する機構を設けている。
を冷却するのｌζ用いられるジュール・トムソン弁のよ
う１こ、流体の温度変化］Ｃ応じて開口面積を変化させ
る必要があるものが少なくない。例えは、前記ジュール
・トムソン弁は、流体が所定の定常流れｆこなったとき
に該流体を最適Ｃζ膨張させることができるよう１乙な
っている。そのｆこめ、該ジュール・トムソン弁を通過
する流体の温度が変動する場合は、前記最適な膨張ｆｔ
得るためｔこ該ジュール・トムソン弁の絞り量を流体温
度の変動屹応じて調節する必要がある。そこで、このよ
うな調節の必要な弁装置Ｉζおいては、流体の温度変化
に応じて弁の絞り量を調節して流体の流量を適切な量１
ζ保持する機構を設けている。
ところが、従来のかかる機構は、温度センサや弁開度制
御手段等を有する複雑な構造のものが一般的であり、そ
のために、部品点数の多さ、製作の困難さ、コスト高、
メンテナンス１こ手間がかかる等の不都合がある。
御手段等を有する複雑な構造のものが一般的であり、そ
のために、部品点数の多さ、製作の困難さ、コスト高、
メンテナンス１こ手間がかかる等の不都合がある。
ところで、金属のなかでもＴ１Ｎｉ 合金等の形状記
憶合金は、一定の形状を記憶させておけば、その後変形
させても変態温度１こなると自動的１こかかる記憶させ
た形状に戻るという特性を有している。
憶合金は、一定の形状を記憶させておけば、その後変形
させても変態温度１こなると自動的１こかかる記憶させ
た形状に戻るという特性を有している。
本発明の発明者は、形状記憶合金のかかる特性を利用す
れは前記した不都合を解消できるのではないかとの着想
に基いて本発明をなすｔこ至ったものであり、未発明は
、弁体または弁座を流体の温度を感知して変態温度１こ
おいて所定の形状１ｒ−偏位する形状記憶効果茅こより
構成することｆこよって、簡単な構造であって流体の温
度変化に応じて絞り量を最適に調節することができ前述
した不都合を解消することができる弁装置を提供するも
のである。
れは前記した不都合を解消できるのではないかとの着想
に基いて本発明をなすｔこ至ったものであり、未発明は
、弁体または弁座を流体の温度を感知して変態温度１こ
おいて所定の形状１ｒ−偏位する形状記憶効果茅こより
構成することｆこよって、簡単な構造であって流体の温
度変化に応じて絞り量を最適に調節することができ前述
した不都合を解消することができる弁装置を提供するも
のである。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例１（第１図〜第３図）
流体流通路１中１こ弁装置の一種であるジュール・トム
ソン弁２を介設している。そして、このジュール・トム
ソン弁２を、少しずつ変態温度の異なる形状記憶合金製
の弁体２ａ、 ２ｂ、 ２０１２ｄ、 ２ｅ２ｆ、 ２
ｇ、 ２ｈ、 ２ｉ、 ２ｊ、 ２に、 ２１．２ハ２
”ｓ ２０ｓ １２ｐｌとよって構成している。これら
各弁体２ａ・・・２ｐは、このアルファベット類ｉこ変
態温度の少しずつ高いものとしてなる頂角の小さい三角
形状のもので、これら各弁体２ａ・・・２ｐ＋こは、そ
れぞれｆこ先端部が外側へ反り返った形状を記憶させで
ある。
ソン弁２を介設している。そして、このジュール・トム
ソン弁２を、少しずつ変態温度の異なる形状記憶合金製
の弁体２ａ、 ２ｂ、 ２０１２ｄ、 ２ｅ２ｆ、 ２
ｇ、 ２ｈ、 ２ｉ、 ２ｊ、 ２に、 ２１．２ハ２
”ｓ ２０ｓ １２ｐｌとよって構成している。これら
各弁体２ａ・・・２ｐは、このアルファベット類ｉこ変
態温度の少しずつ高いものとしてなる頂角の小さい三角
形状のもので、これら各弁体２ａ・・・２ｐ＋こは、そ
れぞれｆこ先端部が外側へ反り返った形状を記憶させで
ある。
また、前記各弁体２ａ・・・２Ｐの各先端部によって該
ジュール・トムソン弁２の開口部８を形成している。ま
た、前記各弁体２ａ・・・２ｐ＋こは、各々について外
部から押圧して所定の位置１こ電工させ、前記開口部８
の開口面積を最小１こするコイルバネ４・・・の一端を
固着している。なお、このコイルバネ４・・・の押力は
前記弁体２ａ・・・２ｐが変態温度ｌこおいて偏位しよ
うとする力よりも弱く設定しである。
ジュール・トムソン弁２の開口部８を形成している。ま
た、前記各弁体２ａ・・・２ｐ＋こは、各々について外
部から押圧して所定の位置１こ電工させ、前記開口部８
の開口面積を最小１こするコイルバネ４・・・の一端を
固着している。なお、このコイルバネ４・・・の押力は
前記弁体２ａ・・・２ｐが変態温度ｌこおいて偏位しよ
うとする力よりも弱く設定しである。
このような構成のものであれば、流体流通路１８−流通
するガスの温度が低いときは、ジュールトムソン弁２の
開口部３は最小の面積１こ保たれている（第３図（１）
）。ところが、このガスの温度が弁体２ａの変態温度１
ζまで上昇すると、形状記憶効果によって該弁体２ａが
コイルバネ４の押力１こ抗して反り返るので、そ４だけ
開口部３の開口面積が増加し、該変態温度ｌこおける該
ガスに最適な膨張を行なわせることができる開口面積と
なる（第８図（２））。該ガスの温度がさらｌこ上昇す
ると前記弁体２ａと同様に、該ガスの温度上昇ｆこ伴っ
て弁体２ｂ、 ２ｃ、 ２ａ ・・・とアルファベッ
ト類に順次反り返っていき開口部３の開口面積が徐々ｉ
こ増加していく（第８図（８） 、（４） ）。そして
、該ガスが弁体２Ｐの変態温度まで昇温すると、第３図
（５）１こ示すように弁体２＆・・・２ｐがすべて反り
返って開口部８の開口面積が最大ｉこなる。逆に該ガス
の温度が低下して前記弁体２ｐの変態温度より低くなる
と、該弁体２Ｐは軟化し、コイルバネ４の押力ｌこよっ
て再び閉成形状１ζ戻り、それｔごけ開口部８の開口面
積が減小する。同様に、該ガスの温度が低下するえ伴っ
て、２０．２ｎ、２ｍ・・・と前記反り返りとは逆順ｆ
こ三角形状ｆこ戻っていき、開口部３の開ロ面積カ徐々
１こ減小していく。そして、該ガスの温度が弁体２ａの
変態温度よりも低くなると、弁体２ａ・・・２ｐのすべ
てが元の三角形状に戻り、再び開口部３の開口面積が最
小になる。
するガスの温度が低いときは、ジュールトムソン弁２の
開口部３は最小の面積１こ保たれている（第３図（１）
）。ところが、このガスの温度が弁体２ａの変態温度１
ζまで上昇すると、形状記憶効果によって該弁体２ａが
コイルバネ４の押力１こ抗して反り返るので、そ４だけ
開口部３の開口面積が増加し、該変態温度ｌこおける該
ガスに最適な膨張を行なわせることができる開口面積と
なる（第８図（２））。該ガスの温度がさらｌこ上昇す
ると前記弁体２ａと同様に、該ガスの温度上昇ｆこ伴っ
て弁体２ｂ、 ２ｃ、 ２ａ ・・・とアルファベッ
ト類に順次反り返っていき開口部３の開口面積が徐々ｉ
こ増加していく（第８図（８） 、（４） ）。そして
、該ガスが弁体２Ｐの変態温度まで昇温すると、第３図
（５）１こ示すように弁体２＆・・・２ｐがすべて反り
返って開口部８の開口面積が最大ｉこなる。逆に該ガス
の温度が低下して前記弁体２ｐの変態温度より低くなる
と、該弁体２Ｐは軟化し、コイルバネ４の押力ｌこよっ
て再び閉成形状１ζ戻り、それｔごけ開口部８の開口面
積が減小する。同様に、該ガスの温度が低下するえ伴っ
て、２０．２ｎ、２ｍ・・・と前記反り返りとは逆順ｆ
こ三角形状ｆこ戻っていき、開口部３の開ロ面積カ徐々
１こ減小していく。そして、該ガスの温度が弁体２ａの
変態温度よりも低くなると、弁体２ａ・・・２ｐのすべ
てが元の三角形状に戻り、再び開口部３の開口面積が最
小になる。
このよう１こ、この実施例Ｉこよれは、ガスの温度変化
Ｊこ応じてジュール・トムソン弁２の開口部３の開口面
積が弁体２ａ・・・２ｐの反りまたは戻り１こよって自
動的１こ増減するので、各弁体２ａ・・・２Ｐの変態温
度及び反り量を適切なもの１こ設定しておけば該ガスを
反転温度域内１こおいて常Ｉこ最適Ｉこ膨張させること
ができる。
Ｊこ応じてジュール・トムソン弁２の開口部３の開口面
積が弁体２ａ・・・２ｐの反りまたは戻り１こよって自
動的１こ増減するので、各弁体２ａ・・・２Ｐの変態温
度及び反り量を適切なもの１こ設定しておけば該ガスを
反転温度域内１こおいて常Ｉこ最適Ｉこ膨張させること
ができる。
実施例２（第４図）
流体流通路１１中ｆこ弁装置１２を介設している。すな
わち、この弁装置１２は、前記流体流通路１１中に先端
側はど細径Ｉこなっていく弁体１３とこの弁体１８を支
持する弁軸１４とを介挿し固設するととも足、該流体流
通路１１中１０前記弁体１３１乙接離可能に変態温度の
一様な形状記憶合金により形成してなる弁座１５・・・
を配設し、この弁座１５・・・をそれぞれコイルバネ１
６・・・で押圧して前記弁体１３に当接させてなるもの
である。したがって、この状態５ζおいては、開口部１
７は閉じた状態になっている。なお、前記弁座１５・・
・を形成している形状記憶合金には、第４図【こ二点鎖
線で示す反り返った形状を記憶させてあり、この形状記
憶合金の偏位力よりも前記コイルバネ１６・・・の押力
を弱く設定しである。
わち、この弁装置１２は、前記流体流通路１１中に先端
側はど細径Ｉこなっていく弁体１３とこの弁体１８を支
持する弁軸１４とを介挿し固設するととも足、該流体流
通路１１中１０前記弁体１３１乙接離可能に変態温度の
一様な形状記憶合金により形成してなる弁座１５・・・
を配設し、この弁座１５・・・をそれぞれコイルバネ１
６・・・で押圧して前記弁体１３に当接させてなるもの
である。したがって、この状態５ζおいては、開口部１
７は閉じた状態になっている。なお、前記弁座１５・・
・を形成している形状記憶合金には、第４図【こ二点鎖
線で示す反り返った形状を記憶させてあり、この形状記
憶合金の偏位力よりも前記コイルバネ１６・・・の押力
を弱く設定しである。
このような構成のものであれば、流体流通路１１中の流
体の温度が前記形状記憶合金の変態温度よりも低い間は
、弁座１５・・・と弁体１３とが当接し流体の流通を阻
止する。ところが、流体が変態温度にまで昇温すると、
前記弁座１５・・・がコイルバネ１６・・・の押力に抗
して前記反り返った形状Ｉこ偏位し、開口部１７が開く
ので、°流体が弁装置１２を通過して流体流通路１１を
流通していく。
体の温度が前記形状記憶合金の変態温度よりも低い間は
、弁座１５・・・と弁体１３とが当接し流体の流通を阻
止する。ところが、流体が変態温度にまで昇温すると、
前記弁座１５・・・がコイルバネ１６・・・の押力に抗
して前記反り返った形状Ｉこ偏位し、開口部１７が開く
ので、°流体が弁装置１２を通過して流体流通路１１を
流通していく。
逆ｔこ、流体温度が変態温度より低（なると、前記形状
記憶合金が軟化するので、コイルバネ１６・・・がその
押力によって弁座１５・・・を押し戻して再び弁体１８
に当接させ開口部１７を閉じて流体の流通を阻止する。
記憶合金が軟化するので、コイルバネ１６・・・がその
押力によって弁座１５・・・を押し戻して再び弁体１８
に当接させ開口部１７を閉じて流体の流通を阻止する。
このように、この実施例においては、弁座１５・・・が
偏位するようになっており、また、偏位は一段階のみで
ある。このようなものであれば、例えばバイメタルを弁
体または弁座のうち偏位させるものに使用してなるもの
に比べて、偏位の発生力が大きく、偏位が特定の温度で
急Ｉζ起こり、さらに、偏位量が桁違いＩ乙大きいとい
う特徴があるので、ある特定の温度を境にして流体の流
量を急激１こ変化させる必要がある流体流通系路に用い
るのに最適である。
偏位するようになっており、また、偏位は一段階のみで
ある。このようなものであれば、例えばバイメタルを弁
体または弁座のうち偏位させるものに使用してなるもの
に比べて、偏位の発生力が大きく、偏位が特定の温度で
急Ｉζ起こり、さらに、偏位量が桁違いＩ乙大きいとい
う特徴があるので、ある特定の温度を境にして流体の流
量を急激１こ変化させる必要がある流体流通系路に用い
るのに最適である。
なお、本発明は前記実施例１こ限られないのは勿論であ
り、偏位した弁体または弁座を復元させる手段はコイル
バネｉこ限られず、板バネ等の他のバネでも、バネ以外
の弾性部材でもよい。さらには、二号向性の形状記憶合
金を使用したりあるいは一方向性の形状記憶合金を複数
枚貼り合わせたものを使用すれば（転）位を該合金自体
の力で可逆化することができるので、このような形状記
憶合金を使用することによって弾性部材を筒用しないよ
うＥこしたものであってもよい。また、本発明の用途は
、流体の温度変化Ｊこ応じて弁装置の開口面積を変化さ
せる必要のあるものに広く利用可能である。すなわち、
形状記憶合金の組合せによって、偏位の段階は一段階１
こでも多段階にでも構成することができ、偏位の方向や
量も最適なものを記憶させることが可能であるので、例
えば、流体の温度上昇に伴って弁装置の開口面積を減小
させる必要があるものや、流体がある温度に上昇するま
では開口面積を増加させていきその温度以上になると今
度は逆に開口面積を減小させていく必要があるもの等１
こも使用することができる。ま１こ、偏位するように構
成するのは弁体でも弁座でもよく、弁装置の構成ｌこ応
じて、どちらかが偏位するようにすればよい。また、開
口部の開閉形式も前記実施例に限られず、例えば流体の
流路ＩＣ垂直な方向ｌこ開閉するものでゐつてもよい。
り、偏位した弁体または弁座を復元させる手段はコイル
バネｉこ限られず、板バネ等の他のバネでも、バネ以外
の弾性部材でもよい。さらには、二号向性の形状記憶合
金を使用したりあるいは一方向性の形状記憶合金を複数
枚貼り合わせたものを使用すれば（転）位を該合金自体
の力で可逆化することができるので、このような形状記
憶合金を使用することによって弾性部材を筒用しないよ
うＥこしたものであってもよい。また、本発明の用途は
、流体の温度変化Ｊこ応じて弁装置の開口面積を変化さ
せる必要のあるものに広く利用可能である。すなわち、
形状記憶合金の組合せによって、偏位の段階は一段階１
こでも多段階にでも構成することができ、偏位の方向や
量も最適なものを記憶させることが可能であるので、例
えば、流体の温度上昇に伴って弁装置の開口面積を減小
させる必要があるものや、流体がある温度に上昇するま
では開口面積を増加させていきその温度以上になると今
度は逆に開口面積を減小させていく必要があるもの等１
こも使用することができる。ま１こ、偏位するように構
成するのは弁体でも弁座でもよく、弁装置の構成ｌこ応
じて、どちらかが偏位するようにすればよい。また、開
口部の開閉形式も前記実施例に限られず、例えば流体の
流路ＩＣ垂直な方向ｌこ開閉するものでゐつてもよい。
以上、説明したよう１こ、本発明は、弁体または弁座を
流体の温度を感知して変態温度ｉこおいて所定の形状５
こ偏位する形状記憶合金１こより構成すること１こまっ
て、従来のものよりも構造が非常に簡単であって、しか
も流体の温度変化に応じて開口面積が変化して最適な絞
り量８−得ることができ従来のものの有する不都合をこ
とごとく解消することができる弁装置を提供できるもの
である。
流体の温度を感知して変態温度ｉこおいて所定の形状５
こ偏位する形状記憶合金１こより構成すること１こまっ
て、従来のものよりも構造が非常に簡単であって、しか
も流体の温度変化に応じて開口面積が変化して最適な絞
り量８−得ることができ従来のものの有する不都合をこ
とごとく解消することができる弁装置を提供できるもの
である。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は正
面図、第２図は使用状態を示す側面図第８図（（１）〜
（５））は作用説明図である。第４図は本発明の他の実
施例を示す側面図である。 ２・・・弁装置（ジュール・トムソ枡）２ａ、 ２ｂ、
２Ｇ、 ２＜ ２ｅ、 ２ｆｂ ２ｇ、 ２ｈ、 ２
ｉ、 ｇｊｘ ２に２１．２ｍ、 ２ｎ、 ２ｏ、２
ｐ ・・・弁体 １２ ・・・弁装置１３・・・弁体
１５・・・弁座 代理人 弁理士 赤澤−博
面図、第２図は使用状態を示す側面図第８図（（１）〜
（５））は作用説明図である。第４図は本発明の他の実
施例を示す側面図である。 ２・・・弁装置（ジュール・トムソ枡）２ａ、 ２ｂ、
２Ｇ、 ２＜ ２ｅ、 ２ｆｂ ２ｇ、 ２ｈ、 ２
ｉ、 ｇｊｘ ２に２１．２ｍ、 ２ｎ、 ２ｏ、２
ｐ ・・・弁体 １２ ・・・弁装置１３・・・弁体
１５・・・弁座 代理人 弁理士 赤澤−博
Claims (1)
- 弁体または弁座を偏位させて流体の流通を制御する弁装
置であって、前記弁体または弁座を、前記流体の温度を
感知して変態温度ｔこおいて所定の形状に偏位する形状
記憶合金ｆ乙より構成したことを特徴とする弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21970082A JPS59110971A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21970082A JPS59110971A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110971A true JPS59110971A (ja) | 1984-06-27 |
Family
ID=16739590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21970082A Pending JPS59110971A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110971A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014108401A (ja) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | Toshiba Corp | 水素除去装置 |
| JP2024503842A (ja) * | 2021-02-02 | 2024-01-29 | コーロン インダストリーズ インク | バイパス流量調整が可能な燃料電池システム |
| JP2024505665A (ja) * | 2021-03-09 | 2024-02-07 | コーロン インダストリーズ インク | バイパス流量調整が可能な燃料電池システム |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP21970082A patent/JPS59110971A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014108401A (ja) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | Toshiba Corp | 水素除去装置 |
| JP2024503842A (ja) * | 2021-02-02 | 2024-01-29 | コーロン インダストリーズ インク | バイパス流量調整が可能な燃料電池システム |
| JP2024505665A (ja) * | 2021-03-09 | 2024-02-07 | コーロン インダストリーズ インク | バイパス流量調整が可能な燃料電池システム |
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