JPH0777288A - 開閉弁 - Google Patents

開閉弁

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JPH0777288A
JPH0777288A JP24748993A JP24748993A JPH0777288A JP H0777288 A JPH0777288 A JP H0777288A JP 24748993 A JP24748993 A JP 24748993A JP 24748993 A JP24748993 A JP 24748993A JP H0777288 A JPH0777288 A JP H0777288A
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JP
Japan
Prior art keywords
valve
fluid
case
memory alloy
shape memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP24748993A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Daigaku
元 大学
Tadakuni Sato
忠邦 佐藤
Tadashi Seto
正 瀬戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Publication of JPH0777288A publication Critical patent/JPH0777288A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体の温度変化によって開閉する安価な開閉
弁を提供すること。 【構成】 筒状ケース2の開放端に係合弁を設けたケー
ス1を設け、係合弁を設けたケース1内に、流体を排出
する排出孔5と、固定棒8とスプリング6を取り付けた
固定棒8の先端にOリング7を介して係合弁4とを設
け、筒状ケースと係合弁を設けたケース内にテフロンパ
イプ11を設け、テフロンパイプ11を介して形状記憶
合金の筒状弁3を設けて、筒状弁3内に流体を移動さ
せ、その流体の温度変化で筒状弁3が伸縮して、流体の
流量を制御する開閉弁。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の温度によって流
体の流量を制御する開閉弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の弁には、図5に示すよう
に、例えば弁ボート14が開閉される、閉じた場合、図
中の弁棒15の弁体16が閉じた時の保持ロット21の
位置と、開いた場合、図中の弁棒15の係合部20に保
持ロット21が保持された位置である開閉2位置を往復
する弁体16を有する弁棒15と、この弁棒15を付勢
すると共に所要温度にて記憶した形状に変形する形状記
憶合金よりなる弁スプリング18と、上記弁棒の係合部
に係脱自在に係合して弁体の開閉位置を保持する保持ロ
ット21と、この保持ロッドを付勢すると共に所要温度
にて記憶した形状に変形する形状記憶合金よりなる保持
スプリング23とを有し、上記弁スプリング18と保持
スプリング23とを加熱・放熱自在に構成した開閉弁な
どがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の開閉弁
は、形状記憶合金のスプリングを構成要件として、外部
から特定の加熱手段を用いて加熱し、前記スプリングの
形状を変形させ、弁の開閉を行っていた。しかし、この
種の弁は、流体温度の変化によって弁を開閉させる構成
ではないので、流体の凍結防止、油類などの異常加熱の
防止などには利用できず、流体温度の測定手段を別に設
けて、その結果にもとづいて外部よりレーザ光等の加熱
手段を用いて、形状記憶合金のスプリングを加熱し開閉
させるので、開閉弁全体の構成が複雑となり非常に高価
になるなどの課題があった。
【0004】本発明は、これらの課題を解決するため
に、形状記憶合金の筒体を筒状ケースと、挿脱自在な係
合弁を設けたケース内に配して筒状弁とし、形状記憶合
金の前記筒状弁内に流体を流し、形状記憶合金の筒状弁
の先端の弁頭に係合するようにに係合弁を設け、形状記
憶合金の筒状弁が流体の温度変化によって軸方向に伸縮
して、形状記憶合金の筒状弁と、係合弁とが密着、また
は開放する。また筒状ケースの内周部に排出孔を設け、
筒状ケースの閉端部の中心位置に係合弁棒を設け、筒状
ケースの内側に伸縮可能なパッキング材と形状記憶合金
の筒状弁を設けた安価な開閉弁を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、即ち、流体の
温度によって、流体の流量を制御する開閉弁であって、
筒状ケースの閉端部に、仕切によって挿脱自在な係合弁
を設けたケースと、係合弁を設けたケース内に、流体を
排出する排出孔と、弁を固定する固定棒とによってOリ
ングを有する係合弁と係合弁を弁頭に押圧するスプリン
グと、筒状ケースと係合弁を設けたケースの内側に設け
られたパイプの内周を軸方向に伸縮可能に取り付けられ
た形状記憶合金の筒状弁とを設け、所要の流体温度によ
り、前記形状記憶合金の筒状弁が軸方向に伸縮すること
により流体の流量を制御する開閉弁である。
【0006】また、本発明は、流体の温度によって、流
体の流量を制御する開閉弁であって、筒状ケースの閉端
部に流体を排出する排出孔と、係合弁棒と、筒状ケース
の内側には弾性を有する伸縮可能なパッキング材と、形
状記憶合金の筒状弁とを設け、所要の流体温度により前
記形状記憶合金の筒状弁が径方向に伸縮することにより
流体の流量を制御する開閉弁である。
【0007】
【作用】従来、この種の開閉弁は、一般的には形状記憶
合金のスプリングを用いて、開閉弁を動かすことを利用
している。本発明は、形状記憶合金のパイプに流体を流
すことにより、流体の温度を感知して、形状記憶合金の
筒状弁が長手方向と径方向に変形して開閉する。ただし
形状記憶合金の筒状弁の伸縮が、くりかえしを必要とし
ない場合は8%の回復が可能であるが、くりかえしを必
要とする場合は2%以下の回復が可能である。
【0008】本発明の開閉弁は、筒状ケースの先端部に
係合弁を設けたケースを取付けて一体とし、筒状ケース
と係合弁を設けたケースの内側にテフロンパイプを設け
てその内側に形状記憶合金製の筒状弁を装着し、係合弁
を設けたケースには流体が排出する排出孔を設けて、係
合弁を設けたケースの先端部を閉じ閉端部とし、その閉
端部にスプリングと固定棒を設け、前記固定棒の端部に
Oリングを有する係合弁を取り付け、開閉をくりかえ
す、形状記憶合金製の筒状弁と前記係合弁とを配した開
閉弁で、形状記憶合金製の筒状弁内に流体を流して、形
状記憶合金の筒状弁の軸方向の伸縮を促すものである。
【0009】また径方向に伸縮する形状記憶合金製の筒
状弁を使用した場合、筒状ケースの内側に排出孔と係合
弁棒を設け、かつ筒状ケースの内側に伸縮可能なパッキ
ングと前記筒状弁を設け開閉弁とすることにより、安価
な開閉弁が提供できる。
【0010】
【実施例】高周波真空溶解法によって得たTi−50.
5at%Ni合金を中実ビレットに加工した後、機械加
工で肉厚2mm、外径φ12mm、内径φ8mm、長尺
の筒体とした。得られた筒体は800℃で約1時間、溶
体化処理を施し、1%以上の引きのばしを長手方向にか
けたまま400℃で72時間時効処理を施した。この処
理により50℃以上でオーステナイト相50℃以下でマ
ルテンサイト相になり、加熱等により軸方向に伸縮する
形状記憶合金の筒体を得て、実施例1の開閉弁に供し
た。同様な方法で外径φ120mm、内径φ100mm
の長尺の筒体を得て、得られた筒体を800℃で約1時
間、溶体化処理を施した。その後400℃で72時間時
効処理を施し、径方向に水中で10%引きのばし、その
後温水中で形状回復をさせた。このサイクルを数回以上
行ない、トレーニングとした。この処理により50℃以
上でオーステナイト相になり、50℃以下でマルテンサ
イト相になり径方向に伸縮する形状記憶合金の筒体を得
て、実施例2の開閉弁に供した。
【0011】(実施例1)図1は、本発明の開閉弁に用
いられている形状記憶合金の筒状弁が常温状態で係合弁
と密着して閉じている状態を示す断面図。図2は、本発
明の形状記憶合金の筒状弁を用いた開閉弁がマルテンサ
イト変態により、形状を変形し、形状記憶合金の筒状弁
が係合弁から離れた開放状態を示す断面図。
【0012】図1に、係合弁を設けたケース1、筒状ケ
ース2、仕切29、形状記憶合金の筒状弁3、係合弁
4、排出孔5、スプリング6、Oリング7、固定棒8、
弁頭9、テフロンパイプ11から構成される開閉弁を示
す。
【0013】係合弁を設けたケース1は外径寸法φ26
mm、内径φ16mmの鉄系パイプであり、前記パイプ
の閉端部の近傍に流体が流出する排出孔5を図では2箇
所設けている。係合弁を設けたケースは仕切29より挿
脱自在に取り付けられているので、故障があれば交換で
きるようになっている。
【0014】係合弁を設けたケース1の閉端部の中心部
に係合弁4を固定する固定棒8が設けられている。固定
棒8の先端にはスプリング6を介してOリング7を有す
る係合弁4を設ける。係合弁4は、Oリング7で固定棒
8に取り付けられており、形状記憶合金の筒状弁3が軸
方向に伸長し、筒状弁3の弁頭9と密着押圧してもスプ
リング6の作用で衝撃を緩和し、破損することはないよ
うに設けられている。
【0015】形状記憶合金の筒状弁4は、外径φ12m
m、内径φ8mmの所定の長さのパイプであり、先端部
に弁頭9を有する。弁頭9は係合弁4と密着押圧をくり
かえすので、摩耗するため、硬質材料である超硬合金や
セラミックを用いるのがよい。
【0016】前記筒状弁4は、筒状ケースと係合弁を設
けたケース1内にまたがって付設され、伸縮をくりかえ
すので、前記ケースの内周側には内周研磨されたテフロ
ン又はセラミック等使用する。本実施例ではテフロンパ
イプ11を用いた。なお、実施例に用いたテフロンパイ
プ11は外径φ16mm、内径φ12mmである。
【0017】係合弁4は、形状記憶合金の筒状弁3の弁
頭9と接触して摩耗するが筒状弁3の弁頭9に係合する
必要はなく、端面が平坦でもよい。図では筒状弁3の弁
頭9に係合弁4が係合するようにケースの内側に係合弁
4を設け、係合弁4がOリング7とスプリング6によっ
て衝撃を緩和するように多少後方へ戻ることができる。
【0018】図2に、形状記憶合金の筒状弁3が収縮し
て、筒状弁3と係合弁4とがはなれた状態を示す。図2
に示すように形状記憶合金の筒状弁3内を流体が矢印3
2方向へ流れ、排出孔から流出する。形状記憶合金の筒
状弁の支点は筒状弁の開放端である。形状記憶合金の筒
状弁の可動部分が筒状ケースと係合弁を設けたケースに
配したテフロンパイプの内側である。
【0019】(実施例2)図3は、本発明の形状記憶合
金の開閉弁に用いられている形状記憶合金の筒状弁が常
温状態で係合弁棒と密着して閉じている状態を示す断面
図。図4は、本発明の形状記憶合金の筒状弁を用いた開
閉弁がオーステナイト変態により形状を変形し、形状記
憶合金の筒状弁が係合弁棒から離れた開放状態を示す断
面図。
【0020】図3に、筒状ケース2、係合弁棒26、径
方向に伸縮する形状記憶合金の筒状弁27、パッキング
25から構成される開閉弁を示す。
【0021】筒状ケース2は、外径φ170mm、内径
φ150mmの鉄系パイプである。筒状ケース2の内部
には筒状弁27とパッキング25と係合弁棒26とを有
する。筒状ケース2が外径φ170mm、内径φ150
mmと大きい寸法になるのは、形状記憶合金の筒状弁2
7が径方向に伸縮するためである。細いパイプ30は外
径φ50mm、内径φ40mmの鉄系パイプであり、筒
状ケース2と挿脱自在に連結している。筒状ケース2の
閉端部には係合弁棒26が設けられている。流体10が
所定の温度になると、筒状弁27が径方向にひろがり、
流体10が矢印33方向に流れる。筒状弁が径方向にひ
ろがり、筒状弁内を通る流体10は排水孔5より流れ出
る。実施例では排水孔5が2箇所設けているが必要に応
じてもっと多くてもよい。
【0022】図3は、常温において形状記憶合金の筒状
弁27が係合弁棒26と密着し、弁が閉じている状態を
示す。パッキング25は筒状ケース2の内周に密着し、
形状記憶合金の筒状弁27の外周に密着している。また
係合弁棒26は筒状弁27と閉じた状態にあり、流体1
0は移動することはできない。
【0023】形状記憶合金の筒状弁27の伸縮温度は、
実施例では示さなかったが例えば35〜50℃の温度で
ある。合金の成組に添加元素等で調整することにより1
0〜50℃の温度を任意に選択することができる。実施
例では50℃以上でオーステナイト相となり、図4に示
すように筒状弁27が径方向にひろがり、筒状弁27が
係合弁棒26から離れて、空隙31が発生して、流体1
0が矢印33方向へ流れる。
【0024】パッキング25は図4では伸縮自在な硬質
ゴムを使用し接着剤等で筒状ケース2と形状記憶合金の
筒状弁27に接着されている。またパッキング25は伸
縮自在な弾性を有するバネ状の筒体や樹脂とゴムとの併
用等の伸縮できるものでつくってもよい。図4では筒状
ケースはリング状としたが、形状も筒体として任意の形
状としてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、一方は形状記憶合金
製の筒状弁を軸方向に伸縮するように熱処理を施し、他
方は形状記憶合金製の筒状弁を径方向に伸縮するように
熱処理を施すことにより流体の温度変化によって、形状
記憶合金の筒状弁が軸方向と径方向に伸縮し、一方は係
合弁と、他方は径合弁棒と密着開放することによって凍
結防止用又は油類などの異常加熱防止用等の安価な開閉
弁を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の形状記憶合金の筒状弁を用いた開閉弁
の密着状態を示す断面図。
【図2】本発明の形状記憶合金の筒状弁を用いた開閉弁
の開放状態を示す断面図。
【図3】本発明の形状記憶合金の筒状弁を用いた開閉弁
の常温状態で、形状記憶合金の筒状弁が係合弁棒と密着
して閉じている状態を示す断面図。
【図4】本発明の形状記憶合金の筒状弁を用いた開閉弁
のオーステナイト変態を起生し、形状記憶合金の筒状弁
が係合弁棒から離れて開放している状態を示す断面図。
【図5】従来の開閉弁を示す断面図。
【符号の説明】
1 係合弁を設けたケース 2 筒状ケース 3 筒状弁 4 係合弁 5 排出孔 6 スプリング 7 Oリング 8 固定棒 9 弁頭 10 流体 11 テフロンパイプ 12 下部ケーシング 13 上部ケーシング 14 弁ボート 15 弁棒 16 弁体 17 受熱円筒 18 弁スプリング 19 入射窓 20 係合溝 21 保持ロット 22 小受熱円筒 23 保持スプリング 24 Oリング 25 パッキング 26 係合弁棒 27 筒状弁 28 閉端部 29 仕切 30 細いパイプ 31 空隙 32 矢印 33 矢印

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体の温度によって、流体の流量を制御
    する開閉弁であって、筒状ケースの閉端部に、仕切によ
    って挿脱自在な係合弁を設けたケースと、係合弁を設け
    たケース内に、流体を排出する排出孔と、弁を固定する
    固定棒とOリングを有する係合弁と、係合弁を弁頭に押
    圧するスプリングと、筒状ケースと係合弁を設けたケー
    スの内側に設けられたパイプの内周を軸方向に伸縮可能
    に取り付けられた形状記憶合金の筒状弁を設け、所要の
    流体の温度変化により、前記形状記憶合金の筒状弁を軸
    方向に伸縮することにより流体の流量を制御することを
    特徴とする開閉弁。
  2. 【請求項2】 流体の温度によって、流体の流量を制御
    する開閉弁であって、筒状ケースの閉端部に流体を排出
    する排出孔と、係合弁棒と、筒状ケースの内側には弾性
    を有する伸縮可能なパッキング材と、形状記憶合金の筒
    状弁とを設け、所要の流体の温度変化により前記形状記
    憶合金の筒状弁を径方向に伸縮することにより流体の流
    量を制御することを特徴とする開閉弁。
JP24748993A 1993-09-07 1993-09-07 開閉弁 Pending JPH0777288A (ja)

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JP24748993A JPH0777288A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 開閉弁

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JP24748993A JPH0777288A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 開閉弁

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JP24748993A Pending JPH0777288A (ja) 1993-09-07 1993-09-07 開閉弁

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012520803A (ja) * 2009-03-20 2012-09-10 ディスポーザブル−ラボ 滅菌された又は発熱物質が除去された包装体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012520803A (ja) * 2009-03-20 2012-09-10 ディスポーザブル−ラボ 滅菌された又は発熱物質が除去された包装体

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