JP2591578B2 - Constant flow valve with water temperature compensation - Google Patents

Constant flow valve with water temperature compensation

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JP2591578B2
JP2591578B2 JP11496593A JP11496593A JP2591578B2 JP 2591578 B2 JP2591578 B2 JP 2591578B2 JP 11496593 A JP11496593 A JP 11496593A JP 11496593 A JP11496593 A JP 11496593A JP 2591578 B2 JP2591578 B2 JP 2591578B2
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pressure
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、湯沸器等の供給水側に
取り付けられ、その供給圧力の変動に拘らず、一定流量
で装置へ供給することができると共に、供給水の温度変
化に伴って給水量を調節する水温補正機能付きの定流量
弁に関し、特に、水温の感熱応動素子として形状記憶合
金製のコイル状ばねを使用してなるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mounted on a supply water side of a water heater or the like so that it can be supplied to the apparatus at a constant flow rate irrespective of fluctuations in the supply pressure, and is capable of controlling the temperature of the supply water. The present invention relates to a constant flow valve having a water temperature correction function for adjusting a water supply amount, and particularly to a constant flow valve using a coil spring made of a shape memory alloy as a heat-sensitive element for water temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、住宅に供給される水道水の供給
圧力は、0.3〜7.0kg/cm2とバラツキがある。この
要因としては、山や谷等の地域差、水道配設管の能力不
足、供給量に対する需要量等が考えられる。そして、例
えば、給湯用温水器には、水道水の供給圧力にバラツキ
があっても支障がないように定流量弁が備え付けられて
いる。
2. Description of the Related Art Generally, the supply pressure of tap water supplied to houses varies from 0.3 to 7.0 kg / cm 2 . This may be due to regional differences between mountains and valleys, lack of capacity of water supply pipes, demand for supply, and the like. For example, the hot-water supply water heater is provided with a constant flow valve so that there is no problem even if the supply pressure of tap water varies.

【0003】その定流量弁の一般的な構造例として、実
公平4−10450号公報の第4図に示されるものがあ
る。その定流量弁において、その公報の図面中の符号を
併記すれば、液体入口3から筒状弁体8の中間部と弁箱
2との間の一次液圧室12内に供給された液体は、基端
部室1と筒状弁体8内の二次液圧室13内を通り、オリ
フィス6を経て液体出口4へ順次流通する。
[0003] Fig. 4 of Japanese Utility Model Publication No. 4-10450 discloses a general structure of the constant flow valve. In the constant flow valve, the liquid supplied from the liquid inlet 3 into the primary hydraulic chamber 12 between the intermediate portion of the cylindrical valve body 8 and the valve box 2 is indicated by the reference numeral in the drawings of the publication. Then, the liquid flows through the base end chamber 1 and the secondary hydraulic chamber 13 in the cylindrical valve body 8, sequentially flows through the orifice 6 to the liquid outlet 4.

【0004】このような定流量弁は、図9の圧力流量特
性線図に実線で示されるように、その弁の前後における
差圧が1.0〜1.5kg/cm2に達しないと設定流量(図
示では20l/min)が満足されないことが実験結果から
判明している。即ち、これでは、前述した水道水の供給
圧力がそのバラツキ下限の0.3kg/cm2の地域では、給
湯用温水器の健全な使用ができないことになり、利用者
は不満を覚えることになる。
As shown by the solid line in the pressure flow characteristic diagram of FIG. 9, such a constant flow valve is set so that the differential pressure before and after the valve does not reach 1.0 to 1.5 kg / cm 2. It has been found from experimental results that the flow rate (20 l / min in the figure) is not satisfied. That is, in this case, in the area where the supply pressure of the tap water is 0.3 kg / cm 2 , which is the lower limit of the variation, the water heater for hot water cannot be used soundly, and the user will be dissatisfied. .

【0005】従来は、そのような低圧側での圧力損失を
改善するための手段として、弁口径を大きくしたり、ま
たは、特公昭62−35574号公報に示されるよう
に、弁を二つ設けることによって、弁部の通過孔面積を
拡大して通過抵抗値を下げて対処していた。
Conventionally, as means for improving such pressure loss on the low pressure side, a valve diameter is increased, or two valves are provided as shown in JP-B-62-35574. Thus, the passage hole area of the valve section is enlarged to reduce the passage resistance value.

【0006】また、従来、水温の感熱応動素子として形
状記憶合金(SMA;Shape MemoryAlloy、以下単にS
MAという)製のコイル状ばねを用いた水温補正付き定
流量弁として、特開昭63−303281号公報により
公知のものがある。その特徴とする構成は、その公報の
図面中の符号を併記すれば、次の通りである。即ち、こ
の水温補正付き定流量弁は、固定弁体V1に対し可動弁
体V2をSMA製コイル状ばね1で離反する方向に付勢
して重合配設してなるもので、複雑な流路構造による構
成のものである。
Conventionally, a shape memory alloy (SMA; hereinafter simply referred to as S
As a constant flow valve with water temperature correction using a coiled spring manufactured by MA Co., Ltd., there is one known from JP-A-63-303281. The configuration of the feature is as follows, with the reference numerals in the drawings of the publication. That is, this constant flow valve with water temperature correction is formed by biasing the movable valve body V2 with respect to the fixed valve body V1 in the direction away from the coiled spring 1 made of SMA, and is arranged in an overlapping manner. It has a configuration based on the structure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記実公平4
−10450号公報の第4図に開示の定流量弁におい
て、弁口径を大きくする手法では、弁筐体そのものが大
型となり、コスト高となってしまう。また、前記特公昭
62−35574号公報に開示のように、弁を二つ設け
る手法では、弁構造が複雑になって、コスト高となり、
その割には改善の向上効果が少ない等の問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION
In the constant flow valve disclosed in FIG. 4 of Japanese Patent Publication No. -10450, the method of increasing the valve diameter increases the size of the valve housing itself and increases the cost. Also, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 62-35574, the method of providing two valves complicates the valve structure and increases the cost.
However, there were problems such as a small improvement effect.

【0008】なお、前記実公平4−10450号公報の
第4図や前記特公昭62−35574号公報に示される
ような従来の定流量弁では、そもそもの構成部品が多
く、しかも、その部品形状が複雑であって、部品製作の
加工工数並びに組立工数が多くなり、コスト高となり、
安価な定流量弁の供給ができなかった。このため、本来
的に多くの利用分野が見込める割には市場の拡大がまま
にならないところがあった。
In the conventional constant flow valve as shown in FIG. 4 of Japanese Utility Model Publication No. 4-10450 and Japanese Patent Publication No. 62-35574, the number of constituent parts is large in the first place, and the shape of the parts is large. Is complicated, and the number of processing steps and assembly steps for manufacturing parts increases, and the cost increases.
An inexpensive constant flow valve could not be supplied. For this reason, there were some places where the expansion of the market did not remain while many fields of use could be expected.

【0009】また、前記特開昭63−303281号公
報に開示のSMA製コイル状ばねを用いた水温補正付き
定流量弁においては、前述の通り、その構造が複雑であ
るため、流体の通過抵抗が大きくて、圧力損失値が高
く、また、高コスト品となっていた。
In the constant flow valve with water temperature correction using an SMA coil spring disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-303281, as described above, the structure is complicated, so that the flow resistance of the fluid is reduced. However, the pressure loss value was high and the cost was high.

【0010】ところで、湯沸器等の熱交換能力は有限的
であること、また、湯沸器等の給湯能力を保持させなけ
ればならないこともあって、給湯器における給湯湯温の
安定条件は、給水側における流体圧力の安定供給と、供
給水である流体温度の安定供給とが必要である。定流量
弁においては、前者の流体圧力の安定供給はガバナ機能
によってなし得、また、後者の流体温度の安定供給は水
温補正機能によって担当するものとなっている。
Incidentally, the heat exchange capacity of a water heater or the like is finite, and the water supply capacity of a water heater or the like must be maintained. Therefore, stable supply of the fluid pressure on the water supply side and stable supply of the fluid temperature as the supply water are required. In the constant flow valve, the former stable supply of fluid pressure can be performed by a governor function, and the latter stable supply of fluid temperature is handled by a water temperature correction function.

【0011】ここで、一般的な水道の供給水の水温は、
冬期で約5℃前後、夏期で約25℃前後となり、その温
度差が20℃になる。このため、湯沸器における温度設
定ダイヤルを、例えば、冬期に合わせると、夏期におい
て過熱過剰となり、また、夏期に合わせると、冬期にお
いて過熱不足となり、このように大きく変動する。従っ
て、水温補正付き定流量弁における従来技術の多くは、
その制御の基点を冬期に設定し、夏期において過熱過剰
となる能力分を供給水の流量増加で対処して、給湯湯温
が年間を通じて一定となるようにして、供給能力の安定
を計る方法が取られている。
Here, the temperature of the general tap water is as follows:
The temperature difference is about 5 ° C in winter and about 25 ° C in summer, and the temperature difference is 20 ° C. For this reason, when the temperature setting dial of the water heater is adjusted to, for example, winter, overheating occurs in summer, and when adjusted to summer, overheating becomes insufficient in winter, and the temperature fluctuates greatly. Therefore, many of the prior art in the constant flow valve with water temperature correction are:
The base point of the control is set in winter, and the ability to overheat in summer is dealt with by increasing the flow rate of supply water, so that the temperature of hot water is constant throughout the year, and a method of stabilizing supply capacity is considered. Has been taken.

【0012】本発明は、これと同じ考え方に立つもの
で、その目的は、本来の調圧機能と水温補正機能を発揮
するばかりでなく、前述した圧力損失値を低くでき、例
えば、水道水の供給圧力が0.3kg/cm2以下の低圧地域
における給湯用温水器等の健全な使用を可能とし、ま
た、構造を簡略化することにより、部品点数を少なく
し、部品形状も簡素化して、加工工数並びに組立工数を
大幅に改善して、低コストによる安価な水温補正付き定
流量弁を提供することにある。
The present invention is based on the same concept. The purpose of the present invention is to not only exert the original pressure regulation function and the water temperature correction function, but also to reduce the above-mentioned pressure loss value. Enables sound use of hot water heaters in low pressure areas where the supply pressure is 0.3 kg / cm 2 or less.Also, by simplifying the structure, the number of parts is reduced and the shape of the parts is simplified. An object of the present invention is to provide an inexpensive constant flow valve with water temperature correction at a low cost by greatly improving the number of processing steps and the number of assembly steps.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
本発明は、流体の給水路に設置され、流体の圧力変動に
応じて流体の通過孔面積を可変とする弁体を備え、さら
に、この弁体の通過孔面積を供給水温の変化に対応する
感熱応動素子であるSMA材で補正して、前記供給水温
に対応した所定流量が得られるようにした水温補正機能
付きの定流量弁であって、前記弁体を前記流体の圧力変
動に応じて伸縮動作するコイル状ばねにより形成して、
このコイル状ばねの各巻線間の隙間を、前記流体の圧力
変動に応じて可変となる前記通過孔面積に対応させると
共に、前記コイル状ばねの各巻線間の隙間による前記通
過孔面積と、前記コイル状ばねを境にした前記流体の差
圧の平方根との積がほぼ一定になるように、前記コイル
状ばねのばね荷重特性を非線形に設定してなり、且つ前
記コイル状ばねを前記供給水温の変化に対応する前記S
MA材で形成してなる構成としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is provided with a valve body which is installed in a fluid supply channel and which varies a passage hole area of the fluid in accordance with a fluctuation in pressure of the fluid. A constant flow valve with a water temperature correction function in which the passage hole area of the valve body is corrected by an SMA material which is a thermosensitive element corresponding to a change in supply water temperature so that a predetermined flow rate corresponding to the supply water temperature can be obtained. Wherein the valve body is formed by a coil spring that expands and contracts according to the pressure fluctuation of the fluid,
The gap between the windings of the coil spring corresponds to the passage hole area that is variable according to the pressure fluctuation of the fluid, and the passage hole area by the gap between the windings of the coil spring, The spring load characteristic of the coiled spring is set to be non-linear so that the product of the fluid and the square root of the differential pressure of the fluid at the boundary of the coiled spring is substantially constant, and the coiled spring is set at the supply water temperature. S corresponding to the change of
It is configured to be formed of MA material.

【0014】[0014]

【作用】弁体をなすコイル状ばねは、流体の圧力変動に
応じて伸縮動作し、その各巻線間の隙間による通過孔面
積が、流体の圧力変動に応じて可変となる。しかも、こ
の弁体をなすコイル状ばねのばね荷重特性は、その各巻
線間の隙間による通過孔面積と、これを境にした流体の
差圧の平方根との積がほぼ一定になる非線形特性なの
で、例えば、水道水の供給圧力が0.3kg/cm2以下の低
圧地域において、流体の通過抵抗の発生が少なく、圧力
損失が非常に少ないものとなる。
The coil spring that forms the valve body expands and contracts in accordance with the fluctuation of the pressure of the fluid, and the area of the passage hole due to the gap between the windings is variable according to the fluctuation of the pressure of the fluid. Moreover, the spring load characteristic of the coil spring forming the valve element is a non-linear characteristic in which the product of the area of the passage hole due to the gap between the windings and the square root of the differential pressure of the fluid bordering this is substantially constant. For example, in a low-pressure area where the supply pressure of tap water is 0.3 kg / cm 2 or less, the occurrence of fluid passage resistance is small and the pressure loss is very small.

【0015】そして、弁体としてのSMA製コイル状ば
ねにより、水温が変化するとばね荷重も比例して変化
し、各巻線間の隙間による通過孔面積も比例的に増減す
るので、水温の高低により給水量も比例的に増減する。
When the water temperature changes, the spring load changes in proportion to the SMA coil spring as the valve body, and the passage hole area due to the gap between the windings also increases and decreases. Water supply also increases and decreases proportionally.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明に係る水温補正付き定流量弁
の実施例を図1乃至図9に基づいて説明する。図1は本
発明に係る水温補正付き定流量弁の第1実施例を示すも
ので、使用開始前の状態を示した縦断側面図であり、図
2は図1の矢印A−A線に沿って弁筐体等を断面で示し
た受圧面積を説明する破断平面図、図3は流量コントロ
ールの安定状態を示した縦断側面図、図4は図3のB部
の拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a constant flow valve with water temperature correction according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment of a constant flow valve with water temperature correction according to the present invention, and is a longitudinal sectional side view showing a state before the start of use, and FIG. 2 is taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a cutaway plan view illustrating a pressure receiving area of a valve housing and the like in cross section, FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a stable state of flow control, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG.

【0017】先ず、図1乃至図4は本発明の第1実施例
を示すもので、この第1実施例に係る水温補正付き定流
量弁10の使用開始前の状態を示した図1において、1
1は弁筐体、12は流路、13は入口、15は出口、2
1は弁支持板、23は通孔、25は軸受筒体、31はば
ね受板、33はガイド軸、35は止輪、41は弁体をな
すSMA製コイル状ばねである。弁筐体11は、その筒
状体内を流路12として、一端に入口13を、他端に出
口15を有するもので、入口13側の外周に設けたテー
パーねじ14と出口15側の外周に設けたテーパーねじ
16により、例えば、図示せぬ給湯用温水器の給水管路
に接続される。
FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state before the start of use of a constant flow valve 10 with water temperature compensation according to the first embodiment. 1
1 is a valve housing, 12 is a flow path, 13 is an inlet, 15 is an outlet, 2
1 is a valve support plate, 23 is a through hole, 25 is a bearing cylinder, 31 is a spring receiving plate, 33 is a guide shaft, 35 is a snap ring, and 41 is an SMA coil spring forming a valve body. The valve housing 11 has an inlet 13 at one end and an outlet 15 at the other end, with the cylindrical body serving as a flow path 12, and a tapered screw 14 provided on the outer circumference on the inlet 13 side and an outer circumference on the outlet 15 side. The taper screw 16 provided is connected to, for example, a water supply pipe of a hot water heater (not shown).

【0018】この弁筐体11の中間部17内の出口15
側には、流路12を直角に分断するように弁支持板21
が形成されている。この弁支持板21には、その円周方
向に複数の通孔23,23,…が形成されると共に、中
央に出口15側へ延びる軸受筒体25が形成されてい
る。この軸受筒体25内の軸受孔26は、弁支持板21
の上面に開口している。そして、上端に円板状のばね受
板31を備えるガイド軸33が、軸受孔26内に摺動自
在および回動自在に組み付けられると共に、そのばね受
板31下面と、弁支持板21上面の弁筐体中間部17と
の段部22との間には、弁体をなす円錐形状のSMA製
コイル状ばね41が介設されている。
The outlet 15 in the intermediate portion 17 of the valve housing 11
On the side, the valve support plate 21 is divided so that the flow path 12 is divided at right angles.
Are formed. A plurality of through holes 23, 23,... Are formed in the circumferential direction of the valve support plate 21, and a bearing cylinder 25 extending toward the outlet 15 is formed at the center. The bearing hole 26 in the bearing cylinder 25 is
It has an opening on the upper surface. A guide shaft 33 having a disc-shaped spring receiving plate 31 at the upper end is slidably and rotatably assembled in the bearing hole 26, and the lower surface of the spring receiving plate 31 and the upper surface of the valve support plate 21. A conical SMA coil spring 41 forming a valve body is interposed between the valve housing intermediate portion 17 and the step portion 22.

【0019】即ち、この弁体をなす円錐形状のSMA製
コイル状ばね41は、その小径部側をばね受板31下面
に当接し、大径部側を弁支持板21上面の段部22に当
接して、しかも、若干圧縮された状態となっており、軸
受筒体25から出口15側へ突出するガイド軸33の端
部に形成した環状溝部34に止輪35が嵌着されてい
る。こうして、弁筐体11内には、その流路12を塞ぐ
ようにしてばね受板31と弁体をなす円錐形状のSMA
製コイル状ばね41が組み付けられている。そして、流
路12内に入口13から流入する水道水の圧力、即ち、
一次側圧力P1は、ばね受板31のガイド軸33断面
と、弁体をなす円錐形状のSMA製コイル状ばね41の
各巻線43,43,…の上面(ばね素線展開長さの上面
に相当する)に万遍なく作用する。
That is, in the conical SMA coil spring 41 forming the valve element, the small-diameter portion side abuts against the lower surface of the spring receiving plate 31, and the large-diameter portion side contacts the step portion 22 on the upper surface of the valve support plate 21. It is in a slightly compressed state in contact with, and a retaining ring 35 is fitted in an annular groove 34 formed at an end of a guide shaft 33 protruding from the bearing cylinder 25 to the outlet 15 side. Thus, a conical SMA that forms a valve body with the spring receiving plate 31 so as to close the flow path 12 is provided in the valve housing 11.
A coil spring 41 is assembled. And the pressure of the tap water flowing from the inlet 13 into the flow path 12, ie,
The primary pressure P1 is determined by the cross section of the guide shaft 33 of the spring receiving plate 31 and the upper surfaces of the windings 43, 43,... Of the conical SMA coil spring 41 forming a valve body (the upper surface of the spring element wire development length). Equivalent).

【0020】定流量弁10としての弁開閉コントロール
のための受圧面積Aは、図2に示される粒状模様の範囲
が最大で、SMA製コイル状ばね41は、図3および図
4に示されるように、その動作形態は、その巻線43が
大径側から接触を開始して、変位量が進むにつれて順次
小径側に移行されることから、図7に割合で示されたよ
うに、後述する通過孔面積Sにほぼ比例する形で減少す
る。定流量弁10は、水圧の変化を上記のような受圧面
積Aで感知して応動するようになっている。ここで、弁
体をなす円錐形状のSMA製コイル状ばね41は、図3
および図4に示されるように、各巻線43,43,…が
各々の大径側の内側に順次接触するよう小径側に向かっ
て螺旋状に形成されているため、その最大変位時には一
枚の円板形状になる。
The pressure receiving area A for controlling the opening and closing of the valve as the constant flow valve 10 has the maximum range of the granular pattern shown in FIG. 2, and the coil spring 41 made of SMA has the shape as shown in FIGS. In addition, since the winding 43 starts to contact from the large diameter side and sequentially shifts to the small diameter side as the displacement amount advances, as shown in FIG. It decreases in a form substantially proportional to the passage hole area S. The constant flow valve 10 responds by detecting a change in water pressure at the pressure receiving area A as described above. Here, the conical SMA coil spring 41 forming the valve body is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, each winding 43, 43,... Is spirally formed toward the small diameter side so as to sequentially contact the inside of each large diameter side. It becomes a disk shape.

【0021】図3および図4は流量コントロールの安定
状態を示した縦断側面図であり、図示のように、SMA
製コイル状ばね41の小径側の巻線43,43,43,
43,…は互いに接触しておらず、その間に隙間45,
45,45,45,…を保っている。この隙間45,4
5,45,45,…の周長総計が、この安定時の流体を
制御する通過孔面積Sとなる。また、各巻線43,4
3,…の接触部において、その接触面からの流体の漏洩
は、定流量弁としての機能が確保できる程度であること
が要求される。さらに、弁支持板21は、上述のような
変位時における弁体をなす円錐形状のSMA製コイル状
ばね41のバックアップ機能を有する。この弁体をなす
円錐形状のSMA製コイル状ばね41を境にして流体圧
力は、一次側圧力P1から二次側圧力P2へ変化する。
FIGS. 3 and 4 are longitudinal side views showing a stable state of the flow control. As shown in FIG.
Windings 43, 43, 43, on the small diameter side of the coil spring 41 made of
43 are not in contact with each other, and a gap 45,
45, 45, 45,... This gap 45, 4
The sum of the perimeters of 5, 45, 45,... Becomes the passage hole area S for controlling the fluid at the time of this stable state. In addition, each winding 43, 4
At the contact portions of 3,..., The leakage of the fluid from the contact surface is required to be of such an extent that the function as a constant flow valve can be ensured. Further, the valve support plate 21 has a backup function of the conical SMA coiled spring 41 forming a valve body during the above-described displacement. The fluid pressure changes from the primary pressure P1 to the secondary pressure P2 at the boundary of the conical SMA coil spring 41 forming the valve body.

【0022】ところで、流体の流量Qは、一般に、下記
の式によって表される。
Incidentally, the flow rate Q of the fluid is generally represented by the following equation.

【0023】 Q=αSV =αS√(2g(P1−P2)/r) =αS√(2g△P/r) ・・・(1) ここで、αは係数、Sは流体の通過孔面積、gは重力の
加速度、P1は一次側圧力、P2は二次側圧力、rは流
体の比重、Vは流体速度、△P=P1−P2である。
Q = αSV = αS√ (2g (P1−P2) / r) = αS√ (2g △ P / r) (1) where α is a coefficient, S is a fluid passage area, g is the acceleration of gravity, P1 is the primary pressure, P2 is the secondary pressure, r is the specific gravity of the fluid, V is the fluid velocity, and ΔP = P1−P2.

【0024】α,g,rは係数並びに定数であることか
ら、(1)式を整理して、定流量を制御するための条件
を探ると、 Q∝S√△P ・・・(2) このように、流量Qが一定なる条件は、通過孔面積S
と、弁体をなすコイル状ばね41を境にした差圧の平方
根(√△P)の積が一定になることである。
Since α, g, and r are coefficients and constants, the equation (1) is rearranged to find a condition for controlling the constant flow rate: Q∝S√ △ P (2) As described above, the condition that the flow rate Q is constant is that the passage hole area S
And that the product of the square root (差 P) of the differential pressure at the boundary of the coil spring 41 forming the valve body becomes constant.

【0025】連続的に変化する△Pの1ポイントにおけ
る△Pと弁体をなすコイル状ばね41とのバランスは下
記の式によって表される。
The balance between ΔP at one point of ΔP which changes continuously and the coil spring 41 forming the valve element is expressed by the following equation.

【0026】 △PA=KL=F ・・・(3) △P=F/A Q∝S√(F/A) ・・・(4) 式中、Kはばね41のばね定数、Aは受圧面積、Lはば
ね41の変位量、Fはばね41の変位による発生力を表
す。
ΔPA = KL = F (3) ΔP = F / A Q∝S√ (F / A) (4) where K is the spring constant of the spring 41, and A is the pressure receiving pressure. The area, L represents the amount of displacement of the spring 41, and F represents the force generated by the displacement of the spring 41.

【0027】図7は弁体をなす円錐形状のコイル状ばね
41の変位量Lに対する通過孔面積Sの変化状況を表し
た特性線図であり、図示のように、密着側に向かうにし
たがって減少する右下がりの非線形特性となっている。
従って、前記(2)式を満足させるためには、コイル状
ばね41の変位荷重特性を「右上がり」となるようにす
ることによって、上述した通過孔面積Sの「右下がり」
特性を補正するようにすれば良いことが判る。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change state of the passage hole area S with respect to the displacement amount L of the conical coil spring 41 forming the valve body. As shown in FIG. The characteristic has a non-linear characteristic falling to the right.
Therefore, in order to satisfy the expression (2), the displacement load characteristic of the coil spring 41 is set to “upward to the right”, so that the above-mentioned area S of the through hole is “downward to the right”.
It can be seen that the characteristics should be corrected.

【0028】図8は弁体をなす円錐形状のコイル状ばね
41の変位量Lに対するばね荷重Fの変化状況を表した
特性線図であり、図示のように、密着側に向かうにした
がって増加する右上がりの非線形特性となっている。即
ち、この「右上がり」特性は、本実施例のように、円錐
形状のコイル状ばね41にすることによって得ることが
できる。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the change of the spring load F with respect to the displacement L of the conical coil spring 41 constituting the valve body. It has a non-linear characteristic that rises to the right. That is, this "right-up" characteristic can be obtained by using a conical coiled spring 41 as in this embodiment.

【0029】しかしながら、実際面においては、受圧面
積Aも通過孔面積Sと同様に「右下がり」となっている
ことから、ばね41の変位特性を決定するに当たって
は、(3)(4)式の関係を確保しながら、通過孔面積
Sを考慮して、実験によって確認して決定されるもので
ある。
However, in the actual plane, the pressure receiving area A is also "downward to the right" similarly to the passage hole area S. Therefore, in determining the displacement characteristics of the spring 41, the equations (3) and (4) are used. Is determined and confirmed by an experiment in consideration of the passage hole area S while ensuring the relationship of

【0030】以上のばね特性(通過孔面積Sの右下がり
特性と、ばね荷重Fの右上がり特性)は円錐形状のコイ
ル状ばね41をもって成し得たものであるが、図5に示
したような一般的な円筒形状のSMA製コイル状ばね5
1によっても可能である。このような弁体をなす円筒形
状のSMA製コイル状ばね51の場合は、各巻線53,
53,…のピッチを、その円筒形状の一端側で小さく、
徐々に大きくして他端側で最大になるような不等間ピッ
チによる構成とする。なお、この場合の受圧面積Aは、
その円筒形状のSMA製コイル状ばね51のコイル中心
径によって決まり、円錐形状のものとは異なる。図中、
55は巻線53,53間の隙間である。また、前記第1
実施例の弁体をなす円錐形状のSMA製コイル状ばね4
1の場合においても、各巻線43,43,…毎にピッチ
を変えることにより、ばね特性の非線形カーブの度合を
自由に調整することによって、さらなる特性補正の効果
を挙げて、前記(2)式に近付けることが可能である。
The above spring characteristics (lower right characteristic of the passage hole area S and upper right characteristic of the spring load F) can be achieved by the conical coiled spring 41, as shown in FIG. Simple cylindrical SMA coil spring 5
1 is also possible. In the case of the cylindrical SMA coil spring 51 forming such a valve body, each winding 53,
The pitch of 53,... Is small at one end of the cylindrical shape,
The configuration is made such that the pitch is gradually increased and becomes the maximum at the other end side with an irregular pitch. The pressure receiving area A in this case is
It is determined by the coil center diameter of the cylindrical SMA coil spring 51 and is different from the conical one. In the figure,
Reference numeral 55 denotes a gap between the windings 53. In addition, the first
Conical SMA coil spring 4 constituting the valve element of the embodiment
Also in the case of No. 1, by changing the pitch for each winding 43, 43,... To freely adjust the degree of the non-linear curve of the spring characteristic, the effect of further characteristic correction can be obtained, and the above equation (2) can be obtained. It is possible to approach.

【0031】次に、前記第1実施例の弁体をなす円錐形
状のSMA製コイル状ばね41を備えた定流量弁10に
ついての動作説明をする。
Next, the operation of the constant flow valve 10 provided with the conical SMA coil spring 41 constituting the valve body of the first embodiment will be described.

【0032】図1、図3および図4において、図示せぬ
給湯用温水器の使用が開始されて、入口13に流体の流
れがあると、ばね受板31と弁体をなす円錐形状のSM
A製コイル状ばね41の上面によって構成される受圧面
積Aに、その水道水の供給圧力が作用する。これにより
SMA製コイル状ばね41が押されて、図1の状態から
図3に示される状態に変化する。
In FIGS. 1, 3 and 4, when the use of a hot water heater (not shown) is started and fluid flows into the inlet 13, a conical SM having a valve body with the spring receiving plate 31 is formed.
The supply pressure of the tap water acts on the pressure receiving area A formed by the upper surface of the A-shaped coil spring 41. As a result, the SMA coil spring 41 is pushed, and the state shown in FIG. 1 changes to the state shown in FIG.

【0033】即ち、SMA製コイル状ばね41は、その
円錐形状の大径側から密着を開始して、この密着は小径
側まで進み、一端は全閉に近い状態になるが、SMA製
コイル状ばね41自体の変位による発生力Fの反力を受
けて、弁開側に押し戻される。そして、また、受圧面積
Aの作用力によって弁閉側に押し戻されるような動作が
繰り返されて、設定流量値で安定する。実際には、この
動作の繰り返しは瞬時にして完了する。
That is, the SMA coil spring 41 starts contacting from the large diameter side of the conical shape, the contact proceeds to the small diameter side, and one end is almost fully closed. The spring 41 itself is pushed back to the valve opening side by receiving the reaction force of the generated force F due to the displacement of the spring 41 itself. Then, the operation of being pushed back to the valve closing side by the acting force of the pressure receiving area A is repeated, and the flow rate is stabilized at the set flow rate value. In practice, the repetition of this operation is completed instantaneously.

【0034】図3および図5はその安定状態を示したも
のである。また、その安定時は、図8の特性線図におい
ては、その中間位置にあたる。このような安定状態の時
に、前述した(2)式が成立し、実際の流体は前記
(1)式にしたがってコントロールされて使用される。
ここで、既述した通り、水道水の供給圧力は、実際に
は、0.3〜7.0kg/cm2とバラツキがあり、その問題
となる低圧側(0.3kg/cm2)における定流量弁10の
状態を考察すると、前記受圧面積Aに作用する圧力が小
さいことは、弁体をなす円錐形状のSMA製コイル状ば
ね41の変位量が少ないことになり、この状態は、丁
度、図1の状態に近いものであることが予測される。
FIGS. 3 and 5 show the stable state. In addition, when it is stable, it corresponds to an intermediate position in the characteristic diagram of FIG. In such a stable state, the above-described equation (2) is satisfied, and the actual fluid is used while being controlled according to the above-mentioned equation (1).
Here, as already described, the supply pressure of the tap water, in fact, there is 0.3~7.0kg / cm 2 and variations, constant in the low-pressure side (0.3kg / cm 2) which is a problem Considering the state of the flow valve 10, the fact that the pressure acting on the pressure receiving area A is small means that the displacement of the conical SMA coil spring 41 forming the valve body is small. It is expected that this is close to the state of FIG.

【0035】この図1から明らかなように、SMA製コ
イル状ばね41の巻線隙間45,45,45,45,4
5,…が、各巻線43,43,43,43,43,…に
跨って充分に有り、従って、弁部の通過孔面積Sは、そ
の各巻線隙間45,45,45,45,45,…とその
周長の積であることから、前記実公平4−10450号
公報の第4図に開示の定流量弁とは比較にならないほど
多いものとなる。この状況は図7に示される特性の左側
に相当する。このような低圧側での状態が、図9の特性
線図に点線で示される特性の左側に相当する。よって、
流体の通過抵抗の発生が少なく、圧力損失が非常に少な
いものとなる。
As is apparent from FIG. 1, the winding gaps 45, 45, 45, 45, 4 of the coil spring 41 made of SMA are provided.
, Are sufficiently provided over the respective windings 43, 43, 43, 43, 43,..., So that the passage hole area S of the valve portion is equal to the respective winding gaps 45, 45, 45, 45, 45, 45,. .. And the circumference thereof, the number of which is incomparably larger than that of the constant flow valve disclosed in FIG. 4 of Japanese Utility Model Publication No. 4-10450. This situation corresponds to the left side of the characteristic shown in FIG. Such a state on the low pressure side corresponds to the left side of the characteristic shown by the dotted line in the characteristic diagram of FIG. Therefore,
The occurrence of fluid passage resistance is small and the pressure loss is very small.

【0036】ところで、感熱応動素子であるSMA材
は、温度の変化を受けると材料の横弾性係数(G)が変
化する特性があって、この特性は一定温度領域において
リニアーになることが知られている。従って、この横弾
性係数と比例関係にあるばね荷重も前記温度領域におい
てリニアー特性となる(前記特開昭63−303281
号公報の第3図参照)ことから広く利用されている。前
記温度領域は製造工程における熱処理温度の選択によっ
て容易に決められるものである。
Incidentally, the SMA material, which is a thermosensitive element, has a characteristic that the transverse elastic coefficient (G) of the material changes when the temperature is changed, and this characteristic is known to be linear in a constant temperature range. ing. Accordingly, the spring load proportional to the transverse elastic coefficient also has a linear characteristic in the temperature range (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-303281).
(See FIG. 3 of the publication). The temperature range is easily determined by selecting a heat treatment temperature in the manufacturing process.

【0037】本発明の実施例では、SMA製コイル状ば
ね41は、伸び側で熱処理されていて、この形状が記憶
されている。従って、そのSMA製コイル状ばね41
は、低温側で一旦圧縮する変形を行い、その後において
は加温すると、記憶された元の伸び側の形状を回復する
性質を有している。
In the embodiment of the present invention, the SMA coil spring 41 is heat-treated on the extension side, and this shape is stored. Therefore, the SMA coil spring 41
Has a property of performing a compression deformation once on a low temperature side, and then recovering the stored original shape on the extension side when heated.

【0038】ここで、水温補正機能の制御の基点が冬期
にあることは既に述べたが、この基点をどこに置くか
は、弁体をコイル状ばね41で対応した本発明にとって
は特に重要なものである。それは、コイル状ばね41は
SMA材であることから、前記通過孔面積Sと、コイル
状ばね41を境にした流体の差圧の平方根(√△P)と
の積がほぼ一定になるように、コイル状ばね41のばね
荷重特性を非線形に設定する温度をどこにするかが問題
になるからである。
Here, it has already been mentioned that the base point of the control of the water temperature correction function is in winter, but the position of this base point is particularly important for the present invention in which the valve element is controlled by the coil spring 41. It is. Since the coil spring 41 is an SMA material, the product of the area S of the passage hole and the square root (√ △ P) of the differential pressure of the fluid at the boundary of the coil spring 41 is substantially constant. This is because it is important to determine the temperature at which the spring load characteristic of the coil spring 41 is set nonlinearly.

【0039】図8は弁筐体11との組付関係においてS
MA製コイル状ばね41のばね荷重特性を示したもので
あり、実線で示した曲線は、前述の冬期に基点を置いた
場合で、その所定の一定温度(T℃)における特性を示
したものである。従って、湯沸器等の給湯能力は前記実
線で示したばね荷重特性を持った定流量弁10で最低の
保証ができるものとなっている。また、一点鎖線で示し
た曲線は、前記T℃より若干高い水温(T1℃)の時の
特性を示し、二点鎖線で示した曲線は、更に高い水温
(T2℃)の時の特性を示したものである。
FIG. 8 shows the mounting relationship with the valve housing 11.
It shows the spring load characteristics of the coil spring 41 made of MA, and the curve shown by a solid line shows the characteristics at a predetermined constant temperature (T ° C.) when the base point is set in the above-mentioned winter season. It is. Therefore, the minimum hot water supply capacity of the water heater or the like can be guaranteed by the constant flow valve 10 having the spring load characteristic shown by the solid line. The curve shown by the one-dot chain line shows the characteristics at a water temperature (T1 ° C.) slightly higher than the above T ° C., and the curve shown by the two-dot chain line shows the characteristics at a higher water temperature (T2 ° C.). It is a thing.

【0040】次に、湯沸器等の供給水の水温が、使用途
中において、T1からT2に変化し、弁体をなすSMA製
コイル状ばね41の働きによって、給湯湯量が増減をす
る補償機能について考察する。なお、ここでは、前記
(2)式、(3)式、(4)式を用いる。また、各式中
において、Qは基点T℃における制御流量、Sは流体の
通過孔面積、△P=P1−P2(差圧)、Aは受圧面
積、KはSMA製コイル状ばね41の基点T℃のばね定
数、LはSMA製コイル状ばね41の変位量、FはSM
A製コイル状ばね41の基点T℃におけるばね荷重であ
る。
Next, the temperature of the supply water of the water heater or the like changes from T1 to T2 during use, and the function of the coil spring 41 made of SMA serving as a valve element increases or decreases the amount of hot water. Is considered. Here, the above-mentioned equations (2), (3) and (4) are used. In each equation, Q is the control flow rate at the base point T ° C., S is the area of the fluid passage hole, ΔP = P1−P2 (differential pressure), A is the pressure receiving area, and K is the base point of the SMA coil spring 41. T is the spring constant of T ° C, L is the displacement of the SMA coil spring 41, F is SM
This is the spring load at the base point T ° C. of the coil spring 41 made of A.

【0041】本発明では、前述の通り、弁体をSMA製
コイル状ばね41で対応している関係上、前記(2)
式、(3)式、(4)式において、供給水の水温が変化
すると、前記F、S、K、そして、Qが変化する等、全
てが関係することから、ある条件に絞って説明する。
According to the present invention, as described above, since the valve element is supported by the coil spring 41 made of SMA,
In Equations (3) and (4), when the temperature of the supply water changes, the F, S, K, and Q change, and so on. .

【0042】図8において、ばね荷重特性線図の横軸側
に示した図は、弁筐体11の弁支持板21部に設けられ
た弁体をなすSMA製コイル状ばね41とばね受板31
を示しており、さらに、理解を容易にするため、前記L
とばね高さHの関係、並びに、SMA製コイル状ばね4
1の自由長とセット長の関係を示している。ここでは、
SMA製コイル状ばね41が動作してばね高さHでバラ
ンスをし、このHが一定で変化しないものとし、水温が
T、T1、T2と上昇するとしたとき、同図に示されるよ
うに、ばね荷重もF、F1、F2と変化する。なお、以下
では、T1℃における制御流量をQ1で表し、T2℃にお
ける制御流量をQ2で表す。
In FIG. 8, a diagram shown on the horizontal axis side of the spring load characteristic diagram shows a coil spring 41 made of SMA and a spring receiving plate which constitute a valve body provided on the valve support plate 21 of the valve housing 11. 31
And, for ease of understanding, the above L
Between the spring height H and the SMA coil spring 4
1 shows the relationship between the free length of 1 and the set length. here,
Assuming that the SMA coil spring 41 operates and balances at the spring height H, this H is constant and does not change, and when the water temperature is assumed to rise to T, T1, T2, as shown in FIG. The spring load also changes to F, F1, and F2. In the following, the control flow rate at T1 ° C. is represented by Q1, and the control flow rate at T2 ° C. is represented by Q2.

【0043】従って、T1℃において、前記(2)式
は、Q1∝S√△P1となり、前記(4)式から、△P1
=F1/Aであるから、 Q1∝S√(F1/A) この式中、SとAは前記Hが変化しない条件のため、T
1においても変化しないことから、式を整理すると、 Q1∝S√F1 ・・・(5) また、T2℃においても、以上と同様にして、 Q2∝S√△P2 △P2=F2/A Q2∝S√(F2/A) Q2∝S√F2 ・・・(6) SMA製コイル状ばね41のばね荷重拡大率は、α=F
2/F1であるから、 F2=αF1 ・・・(7) この(7)式を前記(6)式に代入して流量を抽出する
と、 Q2∝S√(αF1) 前記(5)式と比較すると、 Q2∝Q1√α ・・・(8) となる。
Therefore, at T1 ° C., the above equation (2) becomes Q1∝S√ △ P1, and from the above equation (4), △ P1
= F1 / A, Q1∝S√ (F1 / A) In this equation, S and A are the conditions that H does not change.
Since the equation does not change even at 1, Q1∝S√F1 (5) Also at T2 ° C., Q2∝S√ △ P2 △ P2 = F2 / A Q2 ∝S√ (F2 / A) Q2∝S√F2 (6) The spring load expansion rate of the SMA coil spring 41 is α = F
Since 2 / F1, F2 = αF1 (7) By substituting the equation (7) into the equation (6) and extracting the flow rate, Q2∝S√ (αF1) Compare with the equation (5). Then, Q2∝Q1√α (8).

【0044】従って、供給水温がT1からT2に変化した
場合の給湯湯量の増加は、T1時の√α倍になることが
わかる。図9はこれらQ、Q1、Q2の時間的経過を示し
たものである。また、逆に、T2からT1に水温が下がっ
た場合のばね荷重減少率は、α=F2/F1であることか
ら、Q1はQ2の√(1/α)に減少したものとなる。
Accordingly, it can be seen that the increase in the amount of hot water when the supply water temperature changes from T1 to T2 is Δα times that at T1. FIG. 9 shows the time course of these Q, Q1, and Q2. Conversely, when the water temperature drops from T2 to T1, the spring load reduction rate is α = F2 / F1, so that Q1 is reduced to √ (1 / α) of Q2.

【0045】次に、図6に示した本発明の第2実施例に
ついて説明する。この第2実施例に係る水温補正付き定
流量弁60は、給水管路61内に挿入して直接組み付け
るタイプのものである。
Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 will be described. The constant flow valve 60 with water temperature correction according to the second embodiment is of a type that is inserted into a water supply pipe 61 and directly assembled.

【0046】即ち、給水管路61内を直角に分断するよ
うに弁支持板71を組み込んでいる。この弁支持板71
は、前記第1実施例と同様に、複数の通孔73,73,
…、軸受筒体75、軸受孔76を有すると共に、給水管
路61内に安定させる支持筒77を一体に設けてなる。
この支持筒77は、給水管路61内の上流側に向かう段
部62に当接して、外周面の環状溝78内にOリング等
のシール部材79を組み付けて、給水管路61内と気密
的な関係にある。
That is, the valve support plate 71 is incorporated so as to divide the inside of the water supply pipe 61 at a right angle. This valve support plate 71
The plurality of through holes 73, 73,
, A bearing cylinder 75 and a bearing hole 76, and a support cylinder 77 for stabilization in the water supply pipe 61 is integrally provided.
The support cylinder 77 comes into contact with the step 62 toward the upstream side in the water supply pipe 61, and a sealing member 79 such as an O-ring is assembled in an annular groove 78 on the outer peripheral surface, so that the inside of the water supply pipe 61 is airtight. Relationship.

【0047】そして、前記第1実施例と同様に、ばね受
板81を備えるガイド軸83を、軸受孔76内に摺動自
在および回動自在に組み付けると共に、そのばね受板8
1下面と、弁支持板71上面の支持筒77との段部72
との間に、弁体をなす円錐形状のSMA製コイル状ばね
91を介設している。なお、軸受筒体75から下流側へ
突出するガイド軸83端部の環状溝部84に止輪85が
嵌着されており、93は巻線、95はその間の隙間であ
る。こうして、給水管路61内に、その流路を塞ぐよう
にしてばね受板81と弁体をなす円錐形状のSMA製コ
イル状ばね91を備える弁支持板71を直接組み付けて
いる。
As in the first embodiment, the guide shaft 83 having the spring receiving plate 81 is slidably and rotatably assembled in the bearing hole 76, and the spring receiving plate 8 is provided.
Step portion 72 between lower surface 1 and support tube 77 on upper surface of valve support plate 71
, A conical SMA coil spring 91 serving as a valve element is interposed. A retaining ring 85 is fitted in an annular groove 84 at the end of the guide shaft 83 projecting downstream from the bearing cylinder 75, 93 is a winding, and 95 is a gap therebetween. In this way, the valve support plate 71 provided with the conical SMA coil spring 91 having a conical shape forming a valve body with the spring receiving plate 81 is directly assembled in the water supply conduit 61 so as to close the flow path.

【0048】この第2実施例に係る水温補正付き定流量
弁60によっても、前記第1実施例と同様の機能が得ら
れるものであり、また、前記第1実施例と比較して、弁
筐体を省略できることから、コストをさらに低減できる
という利点も得られる。
The same function as that of the first embodiment can be obtained by the constant flow valve 60 with water temperature correction according to the second embodiment. Since the body can be omitted, there is an advantage that the cost can be further reduced.

【0049】なお、以上の実施例においては、給湯用温
水器の給水管路に設置する水温補正付き定流量弁とし
て、給湯湯温の安定化を図ったが、本発明に係る水温補
正付き定流量弁の用途は、これに限定されるものではな
く、高温熱処理炉並びにエアーコンプレッサー等の冷却
水給水管路に設置して運転の安定化と節水化を図った
り、さらには、便器等の水洗洗浄装置(ボールタップ
等)の給水管路に設置して節水化を図る等、幅の広い利
用が可能である。
In the above embodiment, the temperature of the hot water is stabilized as the constant flow valve with the water temperature correction provided in the water supply line of the water heater for hot water supply. The use of the flow valve is not limited to this, and it is installed in a cooling water supply line such as a high-temperature heat treatment furnace and an air compressor to stabilize operation and save water. It can be used widely, for example, by installing it in a water supply pipe of a washing device (such as a ball tap) to save water.

【0050】また、本発明に係る水温補正付き定流量弁
は、適用する機器並びに装置等の供給側に設置する他、
製品としての安価な供給が可能となれば、機器並びに装
置等の出口側に設置して使用することもできる。例え
ば、一つの例として、一般家庭において、大型の給湯用
温水器を設置して炊事場、お風呂、シャワー等の一般給
湯の他に、各部屋に熱交換器を配置して給湯する暖房装
置を利用することが多くなっている。
Further, the constant flow valve with water temperature correction according to the present invention is installed on the supply side of equipment and devices to which the invention is applied.
If inexpensive supply as a product is possible, it can be installed and used at the outlet side of equipment and devices. For example, as an example, in a general household, in addition to a general hot water supply such as a kitchen, a bath, a shower, etc. by installing a large-sized hot water heater, a heating device for arranging a heat exchanger in each room to supply hot water. The use of is increasing.

【0051】このように、一台の給湯用温水器を使って
多数の箇所へ給湯する場合に問題になることは、各機器
並びに装置の設置の状態、即ち、給湯用温水器からの距
離、高さ、継手数等が相違することによる流体抵抗の差
から、各々への給湯流量に差が出てしまうことがある。
そこで、各給湯分配管の入口に本発明に係る水温補正付
き定流量弁を設けて、流量の安定化を図るようにすれ
ば、上述のような問題も改善できる。
As described above, when hot water is supplied to a large number of locations by using one hot water heater, the problem with the installation of each device and apparatus, that is, the distance from the hot water heater, Differences in fluid resistance due to differences in height, number of joints, etc. may cause differences in hot water supply flow rates to each.
Therefore, if the constant flow rate valve with water temperature correction according to the present invention is provided at the inlet of each hot water supply pipe to stabilize the flow rate, the above-described problem can be solved.

【0052】また、本発明に係る水温補正付き定流量弁
の具体的な配置の仕方や流量制御すべき流体の種類等も
任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適
宜に変更可能であることは勿論である。
Further, the specific arrangement of the constant flow valve with water temperature correction according to the present invention, the type of fluid to be flow-controlled, and the like are arbitrary, and other specific detailed structures and the like can be appropriately changed. Of course, it is.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る水温補正付
き定流量弁によれば、例えば、水道水の供給圧力の低圧
側における圧力損失を0.2kg/cm2以下と少なくできる
ことから、水道水の供給圧力が0.3kg/cm2の低圧地域
であっても、例えば、給湯用温水器の場合に、設定流量
(実施例では20l/min)を充分に供給することができ
る。従って、給湯用温水器の健全な使用ができるばかり
でなく、充分な湯の使用ができることから、利用者に満
足を与えることができる。
As described above, according to the constant flow valve with water temperature correction according to the present invention, for example, the pressure loss on the low pressure side of the supply pressure of tap water can be reduced to 0.2 kg / cm 2 or less. Even in a low pressure area where the supply pressure of tap water is 0.3 kg / cm 2 , for example, in the case of a hot water supply water heater, a set flow rate (20 l / min in the embodiment) can be sufficiently supplied. Therefore, not only can the water heater for hot water supply be used soundly, but also sufficient hot water can be used, so that the user can be satisfied.

【0054】そして、本発明は、弁体をなすコイル状ば
ねを感熱応動素子であるSMA材で対応した簡単な構造
によって、供給水の水温変化に応じて給水量を補正する
ことができると共に、ガバナ(調圧)機能も有すること
から、湯沸器等の給湯湯温を時節に関係なく常に安定さ
せることができる。
According to the present invention, the water supply amount can be corrected in accordance with the change in the water temperature of the supply water by a simple structure in which the coil spring forming the valve element is made of an SMA material which is a heat-sensitive element. Since it also has a governor (pressure regulation) function, the temperature of hot water from a water heater or the like can always be stabilized regardless of time.

【0055】また、本発明に係る水温補正付き定流量弁
は、弁体としてコイル状ばねに定流量コントロール機能
を与えたことにより、弁の構造を簡略化できると共に、
部品も簡略化できたことから、量産化が可能となり、工
数の大幅な低減が可能である。従って、性能の良い水温
補正付き定流量弁を安価に広く提供することができる。
Further, the constant flow rate valve with water temperature correction according to the present invention can simplify the structure of the valve by providing a constant flow rate control function to the coil spring as a valve element.
Since parts can be simplified, mass production is possible, and the number of steps can be significantly reduced. Therefore, it is possible to widely provide a constant flow valve with water temperature correction with good performance at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る水温補正付き定流量弁の第1実施
例を示すもので、使用開始前の状態を示した縦断側面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing a first embodiment of a constant flow valve with water temperature correction according to the present invention, showing a state before starting use.

【図2】図1の矢印A−A線に沿って弁筐体等を断面で
示した受圧面積を説明する破断平面図である。
FIG. 2 is a cutaway plan view illustrating a pressure receiving area of a cross section of a valve housing and the like along a line AA of FIG. 1;

【図3】流量コントロールの安定状態を示した縦断側面
図である。
FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a stable state of a flow rate control.

【図4】図3のB部の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3;

【図5】弁体をなすSMA製コイル状ばねの変更例を示
す破断側面図である。
FIG. 5 is a cutaway side view showing a modified example of an SMA coil spring forming a valve element.

【図6】本発明に係る水温補正付き定流量弁の第2実施
例を示すもので、使用開始前の状態を示した縦断側面図
である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional side view showing a second embodiment of the constant flow valve with water temperature correction according to the present invention, and showing a state before starting use.

【図7】本発明に係る水温補正付き定流量弁による弁体
の通過孔面積(受圧面積)特性線図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram of a passage hole area (pressure receiving area) of a valve body by the constant flow valve with water temperature correction according to the present invention.

【図8】本発明に係る水温補正付き定流量弁による弁体
のばね荷重特性線図にSMA製コイル状ばね部分を合成
して水温変動に対する機能を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a function for water temperature fluctuation by combining an SMA coil-shaped spring portion with a spring load characteristic diagram of a valve body by a constant flow valve with water temperature correction according to the present invention.

【図9】本発明に係る水温補正付き定流量弁と従来の定
流量弁との圧力損失を比較する圧力流量特性線図であ
る。
FIG. 9 is a pressure flow characteristic diagram comparing pressure loss between a constant flow valve with water temperature correction according to the present invention and a conventional constant flow valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,60 本発明に係る水温補正付き定流量弁 11 弁筐体 12 流路 13 入口 15 出口 21,71 弁支持板 22,72 段部 23,73 通孔 25,75 軸受筒体 31,81 ばね受板 33,83 ガイド軸 35,85 止輪 41,51,91 弁体をなすSMA製コイル状ばね 43,53,93 巻線 45,55,95 隙間 61 給水管路 62 段部 77 支持筒 79 シール部材 10, 60 Constant flow valve with water temperature correction according to the present invention 11 Valve housing 12 Flow path 13 Inlet 15 Outlet 21, 71 Valve support plate 22, 72 Stepped portion 23, 73 Through hole 25, 75 Bearing cylinder 31, 81 Spring Receiving plates 33, 83 Guide shafts 35, 85 Retaining rings 41, 51, 91 SMA coiled springs 43, 53, 93 forming valve bodies Windings 45, 55, 95 Clearance 61 Water supply pipeline 62 Step 77 Support cylinder 79 Seal member

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流体の給水路に設置され、流体の圧力変
動に応じて流体の通過孔面積を可変とする弁体を備え、
さらに、この弁体の通過孔面積を供給水温の変化に対応
する感熱応動素子である形状記憶合金材で補正して、前
記供給水温に対応した所定流量が得られるようにした定
流量弁であって、 前記弁体を前記流体の圧力変動に応じて伸縮動作するコ
イル状ばねにより形成して、 このコイル状ばねの各巻線間の隙間を、前記流体の圧力
変動に応じて可変となる前記通過孔面積に対応させると
共に、 前記コイル状ばねの各巻線間の隙間による前記通過孔面
積と、前記コイル状ばねを境にした前記流体の差圧の平
方根との積がほぼ一定になるように、前記コイル状ばね
のばね荷重特性を非線形に設定してなり、 且つ前記コイル状ばねを前記供給水温の変化に対応する
前記形状記憶合金材で形成してなることを特徴とする水
温補正付き定流量弁。
A valve body that is provided in a fluid water supply passage and that varies a fluid passage hole area in response to a pressure change of the fluid;
Furthermore, the constant flow valve is configured such that the passage hole area of the valve body is corrected by a shape memory alloy material which is a thermosensitive element corresponding to a change in supply water temperature so that a predetermined flow rate corresponding to the supply water temperature can be obtained. The valve body is formed of a coil spring that expands and contracts in accordance with the pressure fluctuation of the fluid, and the clearance between the windings of the coil spring changes according to the pressure fluctuation of the fluid. While corresponding to the hole area, so that the product of the passage hole area due to the gap between the windings of the coil spring and the square root of the differential pressure of the fluid at the boundary of the coil spring is substantially constant, A constant flow rate with water temperature correction, wherein a spring load characteristic of the coil spring is set to be non-linear, and the coil spring is formed of the shape memory alloy material corresponding to a change in the supply water temperature. valve.
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