JPS6184487A - 温度応動弁 - 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、感温応動素子に形状記憶合金によるばねを利
用した温度応動弁に関するものである。

「従来の技術」 感温応動素子に形状記憶合金を利用した温度応動弁とし
て１例えば特開昭５６−第１５０６８０号公報に示すも
のが存在する。

該温度応動弁は、第６図に示す如く本体１内に弁座部材
２の弁口３を開閉する弁体４を支持壁５を介して昇降可
能に支承すると共に、該弁体４の弁軸４ａの上端に固定
される鍔部６と上記支持壁５の上面間に弁体４を開方向
に付勢するバイアスはね７を装着し、他方支持壁５の下
面と弁体４の弁頭４ｂ間に該弁体４を伸長して閉方向に
付勢する圧縮コイル状の形状記憶合金ばね８を装着して
成り、本体１内が通過流体、により高温に維持されてい
る時は、同図Ａに示す如く形状記憶合金ばね８がバイア
スばね７のばね圧に打ち勝って伸長することにより、弁
体４−を降下させて弁頭４ｂで弁口３を閉塞し、逆に本
体１内が低温となると、同図Ｂに示す如く今度は形状記
憶合金はね８が収縮してバイアスばね７のばね圧が打ち
勝つので、弁体４は上昇して弁口３を開く構造となって
いる。

「発明が解決しようとする問題点」 然し、斯る構造体に於いて、通過流体により高温に維持
される本体１内の温度は、常に一定温度であるとは限ら
ず、内気圧等の関係で形状記憶合金ばねの伸長を必要以
上に促す温度例えば１００℃以上の高温となり易い。

この為、上記従来の温度応動弁にあって、第６図Ａに示
すように形状記憶合金ばね８が伸長して弁頭４ｂで弁口
３を閉塞している状態で、該１００℃以上の高温雰囲気
下に晒されると、形状記憶合金ばね８は構造上、支持壁
５と弁頭４ｂ間で伸長中が拘束されているので、形状記
憶合金の特性として該温度に応じて更に伸長しようとし
ても伸長できずに、拘束加熱されることとなる。

従って、斯る拘束加熱状態が続いた時は、形状記憶合金
ばね８内体の能力が減衰して、ヘタリを発生させること
となる。このことは、当然に形状記憶合金ばね８の伸縮
能力の低下を意味し、例えバイアスばね７の作用を受け
たとしても、弁口３の開閉能力の低下を起こす原因とな
る。

「問題点を解決するための手段」 而して、本発明は、１００℃以上の高温雰囲気になって
長時間晒されるような場合には、形状記憶合金ばねの有
する伸長能力を助長させれば、ヘタリの発生を有効に防
止できることに着目して開発されたもので、高温雰囲気
下での形状記憶合金ばねの伸長能力を拘束状態から開放
するために、弁体の弁軸に移動リングを昇降可能に遊嵌
し、該移動リングの下面と弁口を形成する弁座部材間に
形状記憶合金によるコイルばねを装着し、移動リングの
上面と弁軸上端の固定鍔部間にダンパーばねを装着する
と共に、移動リングの下方に位置する弁軸部に降下スト
ッパーを形成して、移動リングの昇降を該ストッパーの
上方のみで許容する構成を採用した。

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って、本発明にあっては、降下ストッパーで昇降が規制
される移動リングと固定鍔部間に装着されたダンパーば
ねの存在で、高温雰囲気下の形状記憶合金ばねの伸長力
を効果的に吸収できるので、高温雰囲気下における形状
記憶合金ばねのへタリを防止できることとなる６ 「実施例」 以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳述すれば、
第一実施例に係る温度応動弁は、第１図に示す如く弁体
４の弁軸４ａの略中間に移動リング１０を昇降可能に遊
嵌し、該移動リング１０の゛下面と弁口３を形成する弁
座部材２間に形状記憶合金によるばね８を装着すると共
に、移動リング１０の上面と弁軸４ａ上端の固定鍔部６
間に形状記憶合金ばね８の伸長力を効率良く吸収できる
コイル状のダレパーばね１１を装着して、形状記憶合金
ばね８に昇降可能な移動リング１ｏを介在させて該ダン
パーばね１１を組み合わせることにより、高温時に於け
る形状記憶合金ばね８を拘束伸長状態から開放できるよ
うに構成したものである。

又、移動リング１０の下方に位置する弁軸４ａ部に、該
移動リング１０の降下ストッパー１２を形成し、移動リ
ング１０の昇降を該ストッパー１２の上方のみで許容す
る構成としたものである。

従って、仮に形状記憶台金ばね８が収縮しても、ストッ
パー１２により移動リング１０の降下が阻止されるので
、形状記憶合金ばね８はダンパーばね１１のばね圧を絶
対に受けない。尚、降下ストッパー１２は、別部材を弁
軸４ａに固設することにより形成するか、或いは弁軸４
ａに直接段部を形成して、該段部をストッパーとして利
用するものとする。

依って、斯る構成の温度応動弁にあっても、本体１内の
温度が低下すると、第２図Ａに示す如く形状記憶合金ば
ね８が収縮して、弁体４を降下させるので弁口・３が自
動的に開き、逆に本体１内が通過流体により高温となる
と、同図Ｂに示す如く今度は形状記憶合金ばね８が伸長
して弁体４を上昇させるので、弁頭４ｂで弁口３を確実
に閉塞することとなる。

尚、第２図Ａに示す開弁状態にあっては、降下ストッパ
ー１２の存在で、形状記憶合金ばね８はダンパーばね１
１のばね圧を一切受けず、自身の特性のみで収縮し、又
同図Ｂに示す通常の閉弁状態にあっては、ダンパーばね
１１のはね圧が形状記憶合金ばね８の伸長力に打ち勝っ
ているので。

開弁時と同様降下ストッパー１２と固定鍔部６間で設定
される取付長さ寸法Ｈを維持している。

然し乍ら、上記通常の閉弁状態にあって、本体１内が内
気圧等の関係で１００℃以上の高温雰囲気下におかれる
と、同図Ｃに示す如く形状記憶合金ばね８はダンパーば
ね１１により自身の伸長力が効果的に吸収されて、更に
伸長することが可能となる。即ち、ダンパーばね１１は
移動リング１０を介して形状記憶合金ばね８の伸長力を
受けて。

形状記憶合金ばね８の伸長分αだけ収縮し、高温雰囲気
下での長さ寸法がＨ−αとなるので、形状記憶合金ばね
８の伸長が可能となる訳である。

この結果、高温雰囲気下で長時間使用されても、形状記
憶合金ばね８は従来の如く拘束されたまま加熱されるこ
とがないので、ヘタル心配が全くなくなる。

斯る点をダンパーばね１１を有しない従来の温度応動弁
と、第一実施例の温度応動弁を比較した実験結果に基づ
いて説明すれば、今仮に弁閉力即ち弁体４による弁口３
を閉塞する力を２ｋｇとすると、ダンパーばねを有しな
い従来の応動弁にあっては、第３図のＡ線で示す如く温
度が高温になるに従って弁閉力もどんどん上昇するが、
ダンパーばね１１を有する応動弁にあっては、図中Ｂ線
に示す如＜１００℃前後から温度が上昇しても、弁閉力
は略一定に保たれることが判明した。このことは、形状
記憶合金ばね８のヘタリ現象をダンパーばね１１が吸収
していることを意味する。

又、第４図は本発明に係る温度応動弁の第二実施例を示
すもので、該実施例は前記実施例の構造をそのまま前提
として、更に弁軸４ａの固定鍔部６上面と本体１の対応
する内壁面間にバイアスばね７を装着したものである。

フ 依って、該第二実施例に係る温度応動弁にあっては１本
体１内の温度が低下すると、第５図Ａに示す如く形状記
憶合金ばね８が収縮してバイアスばね７のばね圧が打ち
勝つので、弁体４は降下して弁口３を自動的に開き、逆
に本体１内が通過流体により高温となると、同図Ｂに示
す如く今度は形状記憶合金ばね８が伸長してバイアスば
ね７のばね圧に打ち勝つので、弁体４は上昇して弁頭４
ｂで弁口３を確実に閉塞することとなる。

尚、第５図Ａに示す開弁状態にあっては、降下ストッパ
ー１２の存在で、形状記憶合金ばね８はダンパーばね１
１のばね圧を受けず、バイアスばね７の作用のみで開弁
状態が保障され、又第５図Ｂに示す閉弁状態にあっては
、ダンパーばね１１のばね圧が形状記憶合金ばね８の伸
長力に打ち勝っているので、取付長さ寸法Ｈは維持され
て、バイアスばね７のみが収縮するだけである。

又、本体１内が内気圧等の関係で１００℃以上の高温雰
囲気下におかれ葛と、同図Ｃに示す如く形状記憶合金ば
ね８はダンパーばね１１により自身の伸長力が効果的に
吸収されて、更に伸長することが可能となる点では、前
記第一実施例と同様である６即ち、第二実施例はバイア
スばね７で、形状記憶合金ばね８に伸長促進力を与えて
、第一実施例以上の確実な弁の開閉を得るように構成し
たものである。

「発明の効果」 以上の如く、本発明は弁体の弁軸に移動リングを昇降可
能に遊嵌し、該移動リングの下面と弁口を形成する弁座
部材間に形状記憶合金によるコイル゛ばねを装着し、移
動リングの上面と弁軸上端の固定鍔部間にダンパーばね
を装着したことを特徴とするものであるから、仮に本体
内が高温雰囲気下となって、形状記憶合金ばねが該雰囲
気下に長時間晒されても、形状記憶合金ばねはダンパー
ばねの吸収作用で伸長することが可能となるので。

ヘタリの発生を有効に防止できることとなる。

しかも、上面側にダンパーばねを下面側に形状記憶合金
によるコイルばねを装着する移動リングは、降下ストッ
パーにより降下が規制されているので、ダンパーばねの
ばね圧で形状記憶合金によるコイルばねを収縮させて、
不用意に弁口を開く心配がない。従って、ダンパーばね
は、あくまでも形状記憶合金によるコイルばねの伸長力
を吸収する所期の目的のみを果すこととなり、感温応動
素子に形状記憶合金を利用した温度応動弁の正常な開閉
作動が常に保障されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係る温度応動弁を閉弁状
態で示す断面図、第２図ＡｊＢ−Ｃは開弁・閉弁及び高
温雰囲気下の閉弁状態に於ける形状記憶合金ばねとダン
パーばねの関係を示す要部説明図、第３図は従来の応動
弁と第一実施例に係る応動弁の温度と弁閉力の関係を示
す図表、第４図は第二実施例に係る温度応動弁を閉弁状
態で示す断面図、第５図Ａ−Ｂ−Ｃは開弁・閉弁及び高
温雰囲気下の閉弁状態に於ける形状記憶合金ばねとダン
パーばねとバイアスばねの関係を示す要部説明図、第６
図Ａは形状記憶合金ばねを感温応動素子として利用した
従来の温度応動弁の閉弁状態を示す断面図、同図Ｂは開
弁状態を示す断面図である。 １・・・本体、２・・・弁座部材、３・・・弁口、４・
・・弁体、４ａ・・・弁軸、４ｂ・・・弁頭、６・・・
固定鍔部、７・・・、バイアスばね。 ８・・・形状記憶合金によるコイルばね、１０・・・移
動リング、１１・・・ダンパーばね、１２・・・降下ス
トッパー、 特許出願人　　加藤発条株式会社 第３図 第４図 ア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体内に昇降可能に設けられた弁体に形状記憶合金によ
   るコイルばねを装着し、本体内の温度変化により該形状
   記憶合金によるコイルばねが伸縮して、弁体を昇降させ
   ることにより、弁口を開閉する温度応動弁であって、上
   記弁体の弁軸に移動リングを昇降可能に遊嵌し、該移動
   リングの下面と弁口を形成する弁座部材間に形状記憶合
   金によるコイルばねを装着し、移動リングの上面と弁軸
   上端の固定鍔部間にダンパーばねを装着すると共に、移
   動リングの下方に位置する弁軸部に降下ストッパーを形
   成して、移動リングの昇降を該ストッパーの上方のみで
   許容する構成としたことを特徴とする温度応動弁。