JPH0727239A - 流量制御装置 - Google Patents
流量制御装置Info
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- JPH0727239A JPH0727239A JP5168085A JP16808593A JPH0727239A JP H0727239 A JPH0727239 A JP H0727239A JP 5168085 A JP5168085 A JP 5168085A JP 16808593 A JP16808593 A JP 16808593A JP H0727239 A JPH0727239 A JP H0727239A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
- F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
- F25B41/355—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by electric heating of bimetal elements, shape memory elements or heat expanding elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流量制御精度を保ちながら小型軽量化させ
る。 【構成】 直流電場が与えられることで膨潤する高分子
ゲル５を使用し、高分子ゲル５の膨潤に伴う弾性膜２３
の変形によりニードル２５を移動させて流体の流量を制
御する。
る。 【構成】 直流電場が与えられることで膨潤する高分子
ゲル５を使用し、高分子ゲル５の膨潤に伴う弾性膜２３
の変形によりニードル２５を移動させて流体の流量を制
御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流体流路の流路面積
を調整する流量制御装置に関する。
を調整する流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】流量制御装置として、例えば冷凍サイク
ルを利用したヒートポンプ式の空気調和装置において、
冷媒流路に流れる冷媒流量を調整する流量調整弁があ
る。この流量調整弁には、通常ニードルが使用され、ニ
ードルがステッピングモータを駆動源として前後移動し
流路面積を変化させる。
ルを利用したヒートポンプ式の空気調和装置において、
冷媒流路に流れる冷媒流量を調整する流量調整弁があ
る。この流量調整弁には、通常ニードルが使用され、ニ
ードルがステッピングモータを駆動源として前後移動し
流路面積を変化させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の流量制御装置は、ステッピングモータやこの
ステッピングモータからの駆動力をニードルに伝達する
ための歯車などの機械的な伝達機構が必要であることか
ら、複雑で大型化しかつ重量も増大しがちであり、構造
を簡略にするとニードルの動作が正確になされず、流量
制御精度が充分ではなくなるという問題があった。
うな従来の流量制御装置は、ステッピングモータやこの
ステッピングモータからの駆動力をニードルに伝達する
ための歯車などの機械的な伝達機構が必要であることか
ら、複雑で大型化しかつ重量も増大しがちであり、構造
を簡略にするとニードルの動作が正確になされず、流量
制御精度が充分ではなくなるという問題があった。
【０００４】そこで、この発明は、流量制御精度を保ち
ながら小型軽量化させることを目的としている。
ながら小型軽量化させることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第１に、弾性膜を一つの壁とした容積
部を設け、この容積部内に、電気応答性あるいは熱応答
性により変形して前記弾性膜を弾性変形させ流体流路の
面積を調整する高分子ゲルを設けた構成としてある。
に、この発明は、第１に、弾性膜を一つの壁とした容積
部を設け、この容積部内に、電気応答性あるいは熱応答
性により変形して前記弾性膜を弾性変形させ流体流路の
面積を調整する高分子ゲルを設けた構成としてある。
【０００６】第２に、第１の構成において、弾性膜が流
体流路の少くとも一つの内壁を構成するものとしてい
る。
体流路の少くとも一つの内壁を構成するものとしてい
る。
【０００７】
【作用】第１の構成によれば、高分子ゲルが電気応答性
あるいは熱応答性により変形すると、これに伴い弾性膜
も弾性変形し、この弾性変形を利用して流体流路の流路
面積が調整される。
あるいは熱応答性により変形すると、これに伴い弾性膜
も弾性変形し、この弾性変形を利用して流体流路の流路
面積が調整される。
【０００８】第２の構成によれば、弾性膜は、弾性変形
すると流体流路面積を直接調整することになる。
すると流体流路面積を直接調整することになる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
する。
【００１０】図１は、この発明の第１実施例を示す流量
制御装置の断面図である。この流量制御装置は、内部に
側壁１に囲まれた容積部としての高分子ゲル室３が形成
され、この高分子ゲル室３内に電気応答性により膨潤す
ることで変形可能な高分子ゲル５が収納されている。こ
のような高分子ゲル５としては、例えばアクリル酸ナト
リウム−アクリルアミド共重合体（ＰＶＡ−ＰＡＡ）ゲ
ルがあり、ここではアクリル酸ナトリウムの分率が大き
いものを使用する。ＰＶＡ−ＰＡＡゲルは、完全にけん
化されたポリビニルアルコールと直鎖状のポリアクリル
酸を溶解させた水・ＤＭＳＯ混合液を繰り返し凍結、解
凍することにより作製される。
制御装置の断面図である。この流量制御装置は、内部に
側壁１に囲まれた容積部としての高分子ゲル室３が形成
され、この高分子ゲル室３内に電気応答性により膨潤す
ることで変形可能な高分子ゲル５が収納されている。こ
のような高分子ゲル５としては、例えばアクリル酸ナト
リウム−アクリルアミド共重合体（ＰＶＡ−ＰＡＡ）ゲ
ルがあり、ここではアクリル酸ナトリウムの分率が大き
いものを使用する。ＰＶＡ−ＰＡＡゲルは、完全にけん
化されたポリビニルアルコールと直鎖状のポリアクリル
酸を溶解させた水・ＤＭＳＯ混合液を繰り返し凍結、解
凍することにより作製される。
【００１１】左右両側壁１には電極７が設けられ、電極
７には直流可変電源９が接続されて高分子ゲル５に直流
電場が与えられる。直流可変電源９にはコントローラ１
１を介して操作部１３が接続されている。コントローラ
１１には、あらかじめ高分子ゲル５の膨潤量を変えるた
めに必要な直流電場の強さを変える機能が設定されてお
り、操作部１３からの指令により高分子ゲル５の膨潤量
に対応した流体の流量調整がなされる。高分子ゲル５が
収縮した状態が図１（ａ）であり、膨潤した状態が図１
（ｂ）である。
７には直流可変電源９が接続されて高分子ゲル５に直流
電場が与えられる。直流可変電源９にはコントローラ１
１を介して操作部１３が接続されている。コントローラ
１１には、あらかじめ高分子ゲル５の膨潤量を変えるた
めに必要な直流電場の強さを変える機能が設定されてお
り、操作部１３からの指令により高分子ゲル５の膨潤量
に対応した流体の流量調整がなされる。高分子ゲル５が
収縮した状態が図１（ａ）であり、膨潤した状態が図１
（ｂ）である。
【００１２】高分子ゲル室３の上部には流体滞留空間１
５が形成され、この流体滞留空間１５に流体入口１９及
び流体流路となる流体出口２１がそれぞれ開口してい
る。高分子ゲル室３の流体滞留空間１５側には、高分子
ゲル室３の一つの壁を構成する弾性変形可能な第１弾性
膜２３が設けられている。第１弾性膜２３の流体滞留空
間１５側には、流体出口２１を開閉して流体の流量を調
整するニードル２５が装着されている。
５が形成され、この流体滞留空間１５に流体入口１９及
び流体流路となる流体出口２１がそれぞれ開口してい
る。高分子ゲル室３の流体滞留空間１５側には、高分子
ゲル室３の一つの壁を構成する弾性変形可能な第１弾性
膜２３が設けられている。第１弾性膜２３の流体滞留空
間１５側には、流体出口２１を開閉して流体の流量を調
整するニードル２５が装着されている。
【００１３】高分子ゲル室３の下部には、隔壁２７を介
して水あるいは電解質溶液の貯蔵室２９が形成されてい
る。貯蔵室２９は、隔壁２７に形成された開口２７ａに
より高分子ゲル室３と連通しており、貯蔵室２９の下面
は第２弾性膜３１で構成されている。第２弾性膜３１の
下部は保護カバー３３で覆われている。
して水あるいは電解質溶液の貯蔵室２９が形成されてい
る。貯蔵室２９は、隔壁２７に形成された開口２７ａに
より高分子ゲル室３と連通しており、貯蔵室２９の下面
は第２弾性膜３１で構成されている。第２弾性膜３１の
下部は保護カバー３３で覆われている。
【００１４】このような構成の流量制御装置において、
高分子ゲル５に直流電場を与えない状態では、図１
（ａ）に示すように、高分子ゲル５は収縮してニードル
２５は流体出口２１を開放する。これに対し、直流電場
を与えると、図１（ｂ）のように高分子ゲル５は膨潤し
て流体出口２１を閉塞する。また、高分子ゲル５に印加
する電圧の大きさを徐々に変化させることで、高分子ゲ
ル５の膨潤量も徐々に変化し、これによりニードル２５
による流体の流出量を調整することができる。
高分子ゲル５に直流電場を与えない状態では、図１
（ａ）に示すように、高分子ゲル５は収縮してニードル
２５は流体出口２１を開放する。これに対し、直流電場
を与えると、図１（ｂ）のように高分子ゲル５は膨潤し
て流体出口２１を閉塞する。また、高分子ゲル５に印加
する電圧の大きさを徐々に変化させることで、高分子ゲ
ル５の膨潤量も徐々に変化し、これによりニードル２５
による流体の流出量を調整することができる。
【００１５】このようにして流体の流量調整がなされる
流量制御装置は、従来のようなステッピングモータやこ
のステッピングモータからの駆動力をニードルに伝達す
るための歯車などの機械的な伝達機構を使用していない
ので、小型軽量であり、しかも高分子ゲル５は直流電場
の値に対して動きが正確であることから、ニードル１５
の動作が正確になされ、流量制御精度が充分なものとな
る。
流量制御装置は、従来のようなステッピングモータやこ
のステッピングモータからの駆動力をニードルに伝達す
るための歯車などの機械的な伝達機構を使用していない
ので、小型軽量であり、しかも高分子ゲル５は直流電場
の値に対して動きが正確であることから、ニードル１５
の動作が正確になされ、流量制御精度が充分なものとな
る。
【００１６】図２は、この発明の第２実施例を示してい
る。この実施例は、直流電場が与えられることで屈曲す
る特性を備えた板状の高分子ゲル３５を用いている。こ
の高分子ゲル３５も前記図１における高分子ゲル５と同
じものでよい。
る。この実施例は、直流電場が与えられることで屈曲す
る特性を備えた板状の高分子ゲル３５を用いている。こ
の高分子ゲル３５も前記図１における高分子ゲル５と同
じものでよい。
【００１７】高分子ゲル３５は、水あるいは電解質溶液
が貯蔵される容積部としての高分子ゲル室３７内におい
て、左右両側方位置にそれぞれ一つづつ合わせて二つ設
けられ、この各高分子ゲル３５に対向した高分子ゲル室
３７の左右両側壁には、一対の電極３９が設けられてい
る。電極３９には、図１のものと同様に直流可変電源４
１が接続され、直流可変電源４１にはコントローラ４３
を介して操作部４５が接続されている。
が貯蔵される容積部としての高分子ゲル室３７内におい
て、左右両側方位置にそれぞれ一つづつ合わせて二つ設
けられ、この各高分子ゲル３５に対向した高分子ゲル室
３７の左右両側壁には、一対の電極３９が設けられてい
る。電極３９には、図１のものと同様に直流可変電源４
１が接続され、直流可変電源４１にはコントローラ４３
を介して操作部４５が接続されている。
【００１８】高分子ゲル３５は、下端が底壁４７に、上
端が弾性膜４９にそれぞれ固定され、直流電場が与えら
れると図２（ｂ）のように屈曲して弾性膜４９を変形さ
せる。弾性膜４９の上部には流体滞留空間５１が形成さ
れており、この流体滞留空間５１には、流体入口５３及
び流体流路となる流体出口５５がそれぞれ開口してい
る。弾性膜４９の流体滞留空間５１側にはニードル５７
が取付けられている。
端が弾性膜４９にそれぞれ固定され、直流電場が与えら
れると図２（ｂ）のように屈曲して弾性膜４９を変形さ
せる。弾性膜４９の上部には流体滞留空間５１が形成さ
れており、この流体滞留空間５１には、流体入口５３及
び流体流路となる流体出口５５がそれぞれ開口してい
る。弾性膜４９の流体滞留空間５１側にはニードル５７
が取付けられている。
【００１９】高分子ゲル３５は、直流電場が与えられて
いない状態では、ニードル５７は図２（ａ）のように板
状のままで流体出口５５を閉塞している。直流電場が与
えられると、高分子ゲル３５は図２（ｂ）のように屈曲
して弾性膜４９を引張り変形させる。これに伴いニード
ル５７は、流体出口５５を開放し、流体の流通が可能と
なる。この場合にも、コントローラ１１により高分子ゲ
ル３５に印加する電圧の大きさを徐々に変化させること
で、高分子ゲル３５の屈曲量も徐々に変化し、これによ
りニードル５７による流体の流出量を調整することがで
きる。
いない状態では、ニードル５７は図２（ａ）のように板
状のままで流体出口５５を閉塞している。直流電場が与
えられると、高分子ゲル３５は図２（ｂ）のように屈曲
して弾性膜４９を引張り変形させる。これに伴いニード
ル５７は、流体出口５５を開放し、流体の流通が可能と
なる。この場合にも、コントローラ１１により高分子ゲ
ル３５に印加する電圧の大きさを徐々に変化させること
で、高分子ゲル３５の屈曲量も徐々に変化し、これによ
りニードル５７による流体の流出量を調整することがで
きる。
【００２０】この実施例においても、従来のようなステ
ッピングモータやこのステッピングモータからの駆動力
をニードルに伝達するための機械的な機構を使用してい
ないので、小型軽量であり、流量制御精度も充分なもの
となる。
ッピングモータやこのステッピングモータからの駆動力
をニードルに伝達するための機械的な機構を使用してい
ないので、小型軽量であり、流量制御精度も充分なもの
となる。
【００２１】図３は、この発明の第３実施例を示してい
る。この実施例は、流体入口５９と流体出口６１との間
の流体滞留空間６３内に、相互に対向する位置に一対の
高分子ゲル６５が配置されている。高分子ゲル６５は、
直流電場が与えられることによって膨潤するもので、図
中で上下両側壁６７に囲まれた容積部としての高分子ゲ
ル室６９内に収納されている。高分子ゲル室６９は、水
あるいは電解質溶液の図示しない貯溜室に連通してい
る。上下両側壁６７には、図示していないが電極が設け
られ、高分子ゲル６５に直流電場が与えられる。
る。この実施例は、流体入口５９と流体出口６１との間
の流体滞留空間６３内に、相互に対向する位置に一対の
高分子ゲル６５が配置されている。高分子ゲル６５は、
直流電場が与えられることによって膨潤するもので、図
中で上下両側壁６７に囲まれた容積部としての高分子ゲ
ル室６９内に収納されている。高分子ゲル室６９は、水
あるいは電解質溶液の図示しない貯溜室に連通してい
る。上下両側壁６７には、図示していないが電極が設け
られ、高分子ゲル６５に直流電場が与えられる。
【００２２】左右二つの高分子ゲル室６９の相互に対向
する面には弾性膜７１が設けられ、高分子ゲル６５に直
流電場が与えられると、高分子ゲル６５は膨潤して弾性
膜７１を図２（ｂ）のように変形させ、弾性膜７１相互
間に形成される流体流路７３を狭めることになる。
する面には弾性膜７１が設けられ、高分子ゲル６５に直
流電場が与えられると、高分子ゲル６５は膨潤して弾性
膜７１を図２（ｂ）のように変形させ、弾性膜７１相互
間に形成される流体流路７３を狭めることになる。
【００２３】高分子ゲル６５は、直流電場が与えられて
いない状態では、図３（ａ）のように弾性膜７１間の流
体流路７３に対して広い状態を維持させる。一方、直流
電場が与えられた状態では、図３（ｂ）のように高分子
ゲル６５は膨潤して二つの弾性膜７１が互いに近づくよ
うに変形させ、流体流路７３を弾性膜７１自身によって
狭めて流路面積を調整する。
いない状態では、図３（ａ）のように弾性膜７１間の流
体流路７３に対して広い状態を維持させる。一方、直流
電場が与えられた状態では、図３（ｂ）のように高分子
ゲル６５は膨潤して二つの弾性膜７１が互いに近づくよ
うに変形させ、流体流路７３を弾性膜７１自身によって
狭めて流路面積を調整する。
【００２４】この実施例では、前述した各実施例と同様
な効果を有するほか、流体流路７３を弾性膜７１自身に
よって狭める構成とし、ニードル弁構造を必要としない
ので、第１，第２各実施例に対し、部品点数が減少し、
小型軽量化、コスト低下が達成される。
な効果を有するほか、流体流路７３を弾性膜７１自身に
よって狭める構成とし、ニードル弁構造を必要としない
ので、第１，第２各実施例に対し、部品点数が減少し、
小型軽量化、コスト低下が達成される。
【００２５】なお、前述した各実施例では、高分子ゲル
は、電気応答性により膨潤あるいは屈曲するものを使用
しているが、これに限らず電気応答性により収縮するも
のでもよく、またポリビニル、メチルエーテルをγ線に
より架橋して作成される熱応答性により膨潤，収縮ある
いは屈曲するものでもよい。
は、電気応答性により膨潤あるいは屈曲するものを使用
しているが、これに限らず電気応答性により収縮するも
のでもよく、またポリビニル、メチルエーテルをγ線に
より架橋して作成される熱応答性により膨潤，収縮ある
いは屈曲するものでもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、第１の発明に
よれば、電気応答性あるいは熱応答性により変形可能な
高分子ゲルを用い、この高分子ゲルの変形に伴う弾性膜
の弾性変形を利用して流体流路面積を調整する構成とし
たので、従来のようなステッピングモータやこのステッ
ピングモータからの駆動力をニードルに伝達するための
機械的な伝達機構が不要となり、小型軽量化を達成で
き、しかも高分子ゲルは動きが正確であることから、流
量制御精度を充分なものとすることができる。
よれば、電気応答性あるいは熱応答性により変形可能な
高分子ゲルを用い、この高分子ゲルの変形に伴う弾性膜
の弾性変形を利用して流体流路面積を調整する構成とし
たので、従来のようなステッピングモータやこのステッ
ピングモータからの駆動力をニードルに伝達するための
機械的な伝達機構が不要となり、小型軽量化を達成で
き、しかも高分子ゲルは動きが正確であることから、流
量制御精度を充分なものとすることができる。
【００２７】第２の発明によれば、流体流路を弾性膜自
身によって狭める構成としたので、ニードル弁構造が不
要となり、部品点数が減少してコスト低下を達成するこ
とができる。
身によって狭める構成としたので、ニードル弁構造が不
要となり、部品点数が減少してコスト低下を達成するこ
とができる。
【図１】この発明の第１実施例を示す流量制御装置の断
面図である。
面図である。
【図２】この発明の第２実施例を示す流量制御装置の断
面図である。
面図である。
【図３】この発明の第３実施例を示す流量制御装置の断
面図である。
面図である。
３，３７，６９ 高分子ゲル室（容積部） ５，３５，６５ 高分子ゲル ２１，５５ 流体出口（流体流路） ２３，４９，７１ 弾性膜 ７３ 流体流路
Claims (2)
- 【請求項１】 弾性膜を一つの壁とした容積部を設け、
この容積部内に、電気応答性あるいは熱応答性により変
形して前記弾性膜を弾性変形させ流体流路の面積を調整
する高分子ゲルを設けたことを特徴とする流量制御装
置。 - 【請求項２】 弾性膜が流体流路の少なくとも一つの内
壁を構成していることを特徴とする請求項１記載の流量
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168085A JPH0727239A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168085A JPH0727239A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727239A true JPH0727239A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15861571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5168085A Pending JPH0727239A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727239A (ja) |
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| CN115289724A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-04 | 小米科技(武汉)有限公司 | 节流装置、控制方法、控制装置、温度调节设备、介质 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5168085A patent/JPH0727239A/ja active Pending
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| CN115289724B (zh) * | 2022-08-05 | 2024-05-24 | 小米科技(武汉)有限公司 | 节流装置、控制方法、控制装置、温度调节设备、介质 |
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