JPH0364751B2 - - Google Patents

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、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
ばね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のばね圧に打ち勝つて伸長す
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は上昇して弁口３を開く構造となつている。

「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つて、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
巾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。

従つて、斯る拘束加熱状態が続いた時は、形状
記憶合金ばね８自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
なつ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始するために、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
弁軸部に降下ストツパーを形成して、移動リング
の昇降を該ストツパーの上方のみで許容する構成
を採用した。

「作用」 依つて、本発明にあつては、降下ストツパーで
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ヘ
タリを防止できることとなる。

「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
イル状のダンパーばね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１０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の降下ストツパー１２を
形成し、移動リング１０の昇降を該ストツパー１
２の上方のみで許容する構成としたものである。

従つて、仮に形状記憶合金ばね８が収縮して
も、ストツパー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
ストツパー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４ａに直接段
部を形成して、該段部をストツパーとして利用す
るものとする。

依つて、斯る構成の温度応動弁にあつても、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つては、降下
ストツパー１２の存在で、形状記憶合金ばね８は
ダンパーばね１１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
態にあつては、ダンパーばね１１のばね圧が形状
記憶合金ばね８の伸長力に打ち勝つているので、
開弁時と同様降下ストツパー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つて、本体
１内が気圧等の関係で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１１を有しない従来の応動弁に
あつては、第３図のＡ線で示す如く温度が高温に
なるに従つ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つては、図中Ｂ
線に示す如く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。

依つて、該第二実施例に係る温度応動弁にあつ
ては、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つては、降下
ストツパー１２の存在で、形状記憶合金ばね８は
ダンパーばね１１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つては、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
つているので、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
とが可能となる点では、前記第一実施例と同様で
ある。即ち、第二実施例ではバイアスばね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
下となつて、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、降下ストツ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。従つて、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、温度応動
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、１
１……ダンパーばね、１２……降下ストツパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 形状記憶合金の感温応動作用で、形状記憶合
   金によるコイルばねが伸長することにより、弁体
   を上昇させて弁口を閉じ、逆に、形状記憶合金に
   よるコイルばねが収縮することにより、弁体を降
   下させて弁口を開く構成の温度応動弁であつて、 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コイ
   ル状の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ツパーを形
   成して、移動リングの昇降を該ストツパーの上方
   のみで許容する構成となしたことを特徴とする温
   度応動弁。