JPS5980583A - 流量調節装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は形状記憶合金を用いた流体の流量調節装置に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 従来より、流量調節弁として電磁弁やニードル、バイメ
タルなどの各方式によるものが広く用いられている。し
かしながら、流体の温度を検出して流量を制御するとな
ると、たとえば温度検出素子、増幅回路、フィードバッ
ク回路、およびフィードバック機構などを必要とし、制
御装置が非常に複雑となシ、高価なものとなっている。

壕だ、これらの流量調節弁は微小な温度変化に対する応
答も十分なものでなく、その精度を向上させようとする
と、より一層高価なものとなる。

発明の目的 することを目的とするものである。

発明の構成 本発明は、流路に配置され、形状記憶合金で構成された
弁を用いることによって、流体の温度に応じて流路の断
面積を制御し、その温度の微小変化に対しても感度よく
応答できるものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図および第２図はこの実施例で使用される弁を示し
、いずれも図（Ａ）は平面図、図（１３）は側面図であ
る。この弁１は次のようにして作製した。まず、第１図
に示すように、形状記憶効果合金の−つであるＴｉ−Ｎ
ｉ　合金の円板の中心部分に貫通孔２を設け、かつこの
貫通孔２から周囲へ放射状に切込みを入れ、複数の舌片
部３を形成する。そして、第２図に示すように、舌片部
３を一方の方向へ直角に曲げたのち、真空中で加熱して
、母相と称される高温相の構造に配列させることで、こ
の形状を記憶させた。それから、弁１を室温まで冷却さ
せた。このとき、マルテンサイト変態が完了する。次に
、室温で第２図の形状の弁１を第１図の形状に変形させ
た。この弁１の合金の逆マルテンサイト開始温度（Ａｓ
　）は４０°Ｃであり、逆マルテンサイト終了温度（Ａ
ｆ）は７０℃である。

上述のように゛して形状を記憶させた弁１を加熱すると
、温度Ａｓで逆変態が始まって、第１図の状態から舌片
部３が開き始め、温度ｈ１で第２図に示す形状となる。

したがって、弁１を流体中に配置すると、その温度によ
って開きの度合が決まり、流量が調節される。

形状記憶合金しては、上述のＴｉ−Ｎｉ系に限られるも
のでなく、０ｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−３ｎ系。

Ｎｉ−Ａｌ系、Ａｕ−Ｃｄ系、Ａｇ−Ｃｄ系、Ｉｎ−Ｔ
ｌ系、Ｉｎ−ｃｄ系などの材料も使用することかできる
。また、弁の動作温度、その温度幅は使用目的に応じて
形状記憶合金材料の種類や組成を選ぶことによって、た
とえば−１００°Ｃ〜１００℃の間で任意に設定するこ
とができる。　　　′第０図（Ａ）、　（Ｂ）は本発明
の一実施例として上記弁１をラジェーターに使用した場
合を示す。

第２図において、１は形状記憶合金からなる弁で、管４
内に流体の流れる方向と直角になるよう、管内壁側に設
けられた１対の突条からなる係止部６で保持されている
。なお、弁１はその開く方向が流体の流れる方向と一致
するよう配置されて−る。６はばねで、弁１の流体の流
れの下手側に配置されており、一端が管内壁に設けられ
た突条からなる係止部７で係止され、他端が弁１の舌片
部３に当接している。

まず、流体の温度が低いとき、弁１は第合図（Ａ）に示
すように舌片部３が閉じられた状態となっており、その
透孔２を通して水が図の矢印方向へ流れる。当然のこと
ながら、管内の抵抗が大きいので、流量は少ない。

水温が徐々に上昇し、４０’Ｃ付近になると弁１が変形
を開始する。さらに、温度が高くなると、ばね６の弾性
力に打ち勝って、第合図（Ｂ）に示すように、その舌片
部３が開く。その開口度は７０℃以上で最大となる。弁
１が開口することで水が通過する断面積が大となり、そ
れに応じて流量か増加する。

水温が低下すると、弁１の形状記憶の復元力が弱まシ、
４０°Ｃ以下ではその力が生じなくなるので、ばね６に
よって弁１が第０図（Ａ）のように閉じ、流量が少なく
なる。

以上述べたように、水温が変化することで、弁１が自動
的に開閉し、その開口度合も温度に応じて連続的に変化
する。

斗 第合図に水温と流量との関係を示す。この実施例では流
量比が１：１７の範囲で連続的に変化することか図から
れかる。

この実施例の形状記憶合金を用いた流量調節弁は、非常
に簡単な構造で、しかも水温に応じて連を必要としない
ので、安価で信頼性か高いという特長を有する。

形状記憶合金で構成される弁は通常の鋳造、圧延などの
方法によって作られたものでも、あるいは細い繊維状物
を編んで作製したものであってよい・。さらには、超急
冷法によって作られた薄帯も使用することかできる。

動作時の感度、応答速度は形状記憶合金の材質によって
異なるけれども、材料の板厚およびばねの力によっても
調整することができる。

本実施例では一方向形状記憶効果を持つ合金の例を示し
たが、二方向形状記憶合金では特にばねを必要としない
。たたし温度履歴を小さくするためには適当なばねを使
用した方がよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の流量調節装置
は、非常に簡単な構造で流体の温度に応じてその流量を
調節）ることができ、さらにその調節動作に要するエネ
ルギーを外部から供給しなくてもよいという利点を有す
る。そして、この装置は水などの液体の流量調節たけで
なく、たとえば暖房装置や冷房装置の送風量の調節とい
っだ気体の流量調節にも適用することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明にかかる流量調節装置の一実施例
に使用される弁が閉じられている状態を示す平面図、同
図（Ｂ）は側面図、第２図（Ａ）はその全開状態を示す
平面図、同図（Ｂ）は側面図である。第令図（ム）は前
記実施例の閉じている状態を示す断面図、同図（ｌｊ）
はその開いている状態を示す断面図であり、第今図はこ
の実施例の水温と流量との関係を示す図である。 １・・・・・・形状記憶合金で構成された弁、４・・・
・・・管、６・・・・・・ばね。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　第２図 第３図 （ハ）　　　　　　　　　　　　　　（８）第４図 永　う逼（（Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の通路内に配置された形状記憶合金からなる
   弁を具備することを特徴とする流量調節装置。
2. （２）弁はその厚さ方向に複数の貫通する切込みを設け
   て形成した舌片部を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の流量調節装置。