JPS6235184A - 自動制御機器 - 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） 本発明は化学装置や１械裟置等の流体用管路に於いて使
用する自動詞■殴器の改良に係り、特に機器駆動源に形
状記憶合金製コイルバネの出力を利用するようにした自
動制御機器に関する。

（従来の技術） 一般に、従来の自動制御機器に於いては、例えば第３図
に示す如くパルスモータ１等を用いて栓棒２の回動を制
御したり、或いは電磁作動器や空気圧シリンダ（図示省
略）を用いて栓体２の昇降を制御する構造が多く採用さ
れている。尚、第３図に於いて３は筐体、４は栓座、５
は栓体、６はダイヤフラム、７は復帰用スプリングであ
る。

然し乍ら、前記パルスモータや電磁作動器、空気圧シリ
ンダ等により機器の開閉を制御する構成の機器は、必然
的にスピンドルの駆動部が大型になると共にその構造も
複雑になり、製造コストの高騰や保守の繁雑さを招くと
いう難点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従前の自動制御内器に於ける上述の如き問屋
、即ちスピンドル駆動部の構造が複雑で然かも大型化と
なるため、機器の小形化及び製造コストの引下げが図れ
ないという問題を基本的に解決せんとするものであり、
形状記憶合金製のコイルバネを用いて機器の開閉を制御
することによリ、殻器の大幅な小形化と製造コストの引
下げを可能とした自動制卸・差器を提供するものである
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、流体人口９と流体出口１０に連通ずる栓座２
３の底面に栓座１３を設けた筐体８と、栓座１３の上方
に配設されて栓座２３を気密に保持すると共に、その中
央部が上下動して直接栓座１３へ接当するか、若しくは
ディスク１４を介°して間接的に栓座へ接当するダイヤ
フラム１５と、ダイヤフラム１５の上方に配設されてこ
れを下方へ押圧する記憶合金製のスプリング１８と、該
記憶合金製のスプリング１８の温度を調整する温度制御
器２２とを発明の基本構成とするものである。

（作用） ダイヤフラムの上方に配設した記憶合金製のスプリング
を加熱し、その温度をＭｓ変態温度近傍の温度に上昇せ
しめると、該スプリングの出力が増大してダイヤフラム
を下方へ押圧し、ダイヤフラムが直接栓座へ接当するか
若しくはディスクを押圧してこれを栓座へ当座せしめ、
機器は閉鎖状態となる。

また、前記スプリングの温度を下降せしめると、スプリ
ングの出力が減少してダイヤフラムが復元用スプリング
の弾力又は流体圧によって上方へ押圧され、機器は開放
状態となる。

更に、スプリングの温度を調整自在とすることにより、
機器開度は所望の随に制御される。

（実施例） 第１図は、本発明の第１実施例に係る自動制御機器の縦
断面図であり、図に於いて、８はステンレス鋼製の筐体
、９は流体入口、１０は流体出口、１１及び１２は流体
通路、１３は栓座、１４はディスク、１５はダイヤフラ
ム、１６はダイヤフラム押え、１７はスプリング、１８
は記憶合金製スプリング、１９は袋ナツト、２０はスプ
リング挿入筒、２１は調整ねじ、２２は温度制御器であ
る。

栓座２３の上方はインコネル板製のダイヤフラム１５で
シールされており、記憶合金製スプリング１８によりダ
イヤフラム押え１６を介してダイヤフラム１５を下方へ
押圧することにより、ディスク１４が栓座１３へ当座す
る。

前記記憶合金製スプリング１８は、Ｎｉ５０％−Ｔｉ５
０％の記憶合金製Ｍｓ変態温度約（社）℃を使用して形
成されており、３５°ｃ　−４０℃に於いて２０〜２５
Ｋｇの出力即ちダイヤフラム押え１６を下方へ押圧する
力を発生するように設定されている。

スプリング１８の加熱は、温度制御器２２からの電流を
スプリング１８へ流すことにより行なわれており、加熱
用の電流値を調整することにより、スプリング温度が制
御されている０ 尚、本実施例に於いては、スプリング１８の材質として
Ｔｉ−Ｎｉ系の記憶合金線を利用しているが、Ｃｕ　−
Ｚ　ｎ　−Ａ　Ｉ！系やＣｕ　−Ａ　Ｉ　ＬＢ　ｅ系、
Ｃｕ　−Ａ　Ｉ！　−Ｎ　ｉ系の記憶合金でもよいこと
は勿論である。また、本実施列に於いては、スプリング
１８自体へ通電することにより、これを加熱するように
しているが、適宜のヒータをスプリング挿入筒２０内へ
配設する構成としてもよい。更°に、本実施例に於いて
は、加熱したスプリング１８の冷却を自然冷却に依って
いるが、制御性を高めるためにはスプリング１８の冷却
装置を別に設ける方が望ましい。

次に、本実施例に係る自動制御機器の作動について説明
する。

先ず、機器を閉鎖する場合には、スプリング１８へ温度
制御器２２から適宜の１流を通し、これを合金素材のＭ
ｓ変態温度近傍の温度（３５°Ｃ〜４０°Ｃ）に加熱す
る。これにより、予かじめ調整ねじ２１によって適宜量
の圧縮歪みを与えたスプリング１８の出力（下方向への
押圧力）が増加し、復府用スプリ・ング１７の弾性力に
抗してダイヤフラム１５及びディスク１４を押し下げ、
閉山状態となる。

一方、閉山状態から開放状態とする場合には、スプリン
グ１８への通電を遮断してその温度を下げる。これによ
りスプリング１８の出力は減少し、復帰用スプリング１
７の弾力や流体圧によりディスク１４が上昇し、開放状
態となる。

又、スプリング１８の加熱温度を制御してその出力を調
゛腟することにより、ディスク１４を適宜の中間開度位
置に保持することが出来る。

第２図は、本発明の第２実施例に係る自動？ｆｆ１Ｉ　
純器の、縦断面図である。図に於いて１３は合成樹脂製
の栓座、１５は記憶合金製のダイヤフラム、２５はダイ
ヤフラム押え１６の下端に取付けた合成ゴムであり、そ
の池の構成は第１実施例の場合と同じである０ 前記ダイヤフラム１５はＮｉ−Ｔｉの記憶合金を用いて
形成されており、本実施例に於いてはＮｉ５０％−Ｔ１
５０％の記・（＠合金板（外径２６〜２０、諒〆、厚さ
０．１９〜０．２１　ｒｔｒｍ、　Ｍｓ変態温度約２０
°Ｃ）が使用されている。

当該ダイヤフラム２５は、流体の有する熱量又はヒータ
２４の熱によりＭｓ変態温度よりやや高い目の温度に保
持されており、閉止時には第２図に示す様な形状に擬弾
性変形されている。

閉止状態にあるダイヤフラム２５は、素材の有する擬弾
性特性により上向き、即ち栓座１３から離座する方向に
約２０〜２５　ｉ＜ｇの復元力を呆持しており、またダ
イヤフラム押え１６の開放ストロークが１ｍＩｎのとき
、約１５〜２０１（ｇの復元力を発生する。

尚、ダイヤフラム１５の素材として、他の皿頭の記゛慮
合金板が使用できることは勿論である。また、ダイヤフ
ラム１５の温度を座禅性領域の、１度に保持する方法は
、如何なる方法であってもよく、本実施列に於いてはダ
イヤフラム１５の上面側にヒータ２４を貼著し、これに
よってダイヤフラムの温度制御を行なっている。

第２実施例に於いて、機器を閉鎖する場合には、温度制
御器２２からスプリング１８へ給電し、これを加熱して
その出力を増強する。これによって、ダイヤフラム１５
が離座１３側へ押し付けられ、閉山状態となる。

次に、１器を開放する壜台には、スプリング１８への通
電を遮断してその温度を下げ、スプリング１８の出力を
減少させる。そうすると、要理性変形の状態にあるダイ
ヤフラム１５は平板状に復元し、栓座１３から離すこと
になる。

尚、１器の制匍比を高めるためには、スプリング１８の
冷却装置を設けるのが望ましい。

又、前記第２実施例に於いてはダイヤフラム１５を、記
憶合金製とし、ダイヤフラム１５の擬弾性特性を利用し
てこれを離座させる構成としているが、流体圧を常時利
用できる管路に使用する場合には、ダイヤフラム１５を
記憶合金以外の金属で形成し、流体圧により離座せしめ
るようにしてもよい。

（効果） 本発明は、スピンドルのグランドパツキンを不要とした
所謂ダイヤフラムシール型の自動制御機器に於いて、条
器の開閉１］能を掌るダイヤフラムの駆動源として記憶
合金製のスプリングを使用し、該スプリングの温度を調
整してスプリングの出力を制御することにより、機器の
開閉識びに開度の制御を行なうようにしているため、機
器の駆動部を著しく小形に出来ると共に、機器自体の構
造も簡単になり、製造コストの大１福な引下げが可能と
なる。

また、スプリングの熱容贋が比較的少ないため、機器の
制量応答性も比絞的高く、極めて正確゛な開度制御が行
なえる。

本発明は上述の通り憂れた実用的効用を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る自動′＃ＩＪ御にう
器の縦断面図である。 第２図は本発明の第２実施例に係る自動制′Ｔ＠機器の
縦断面図である。 第３図は、従前の自動制御機器の縦断面図である０ ８　栓箱 １３　　栓座 １４　　ディスク １５　　ダイヤフラム １６　　ダイヤフラム押え １７　　復帰用スプリング １８　　記憶合金製スプリング ２３　　栓室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体入口（９）と流体出口（１０）に連通する栓室（２
   ３）の底面に栓座（１３）を設けた筐体（８）と；栓座
   （１３）の上方に配設されて栓室（２３）の気密を保持
   すると共に、その中央部が上下動して直接栓座（１３）
   へ接当するか若しくはディスク（１４）を介して間接的
   に栓座（１３）へ接当するダイヤフラム（１５）と；ダ
   イヤフラム（１５）の上方に配設されてこれを下方へ押
   圧する形状記憶合金製のスプリング（１８）と；該形状
   記憶合金製のスプリング（１８）の温度を調整する温度
   制御器（２２）とから構成した自動制御機器