JPH10325473A - 熱膨張物質を利用した流量調節バルブ - Google Patents
熱膨張物質を利用した流量調節バルブInfo
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- JPH10325473A JPH10325473A JP9231596A JP23159697A JPH10325473A JP H10325473 A JPH10325473 A JP H10325473A JP 9231596 A JP9231596 A JP 9231596A JP 23159697 A JP23159697 A JP 23159697A JP H10325473 A JPH10325473 A JP H10325473A
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- thermal expansion
- expansion material
- control valve
- control unit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/025—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic actuated by thermo-electric means
-
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2515—Flow valves
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱が加えられると膨張される物質を利用して
微小範囲の流量のみならず大きい範囲の流量も精密に調
節できるようにした熱膨張物質を利用した流量調節バル
ブを提供する。 【解決手段】 流入部１１１と吐出部１１２が設けられ
た本体１１０と、前記本体に設けられ熱により膨張され
る物質１２５が貯蔵されると共に前記膨張物質が膨張さ
れると前記吐出部と対応する部位が変形されて吐出部の
開度を調節する変位制御部１２０と、前記変位制御部内
部の前記熱膨張物質を加熱する加熱手段１３０とを備え
る。前記変位制御部は、前記本体に結合され熱膨張物質
が貯蔵される容器１２１と、前記吐出部と対応するよう
に前記容器に結合されてこの容器を密閉させると共に前
記熱膨張物質の膨張により変位されて前記吐出部の開度
を調節する変形板１２２とを含む。
微小範囲の流量のみならず大きい範囲の流量も精密に調
節できるようにした熱膨張物質を利用した流量調節バル
ブを提供する。 【解決手段】 流入部１１１と吐出部１１２が設けられ
た本体１１０と、前記本体に設けられ熱により膨張され
る物質１２５が貯蔵されると共に前記膨張物質が膨張さ
れると前記吐出部と対応する部位が変形されて吐出部の
開度を調節する変位制御部１２０と、前記変位制御部内
部の前記熱膨張物質を加熱する加熱手段１３０とを備え
る。前記変位制御部は、前記本体に結合され熱膨張物質
が貯蔵される容器１２１と、前記吐出部と対応するよう
に前記容器に結合されてこの容器を密閉させると共に前
記熱膨張物質の膨張により変位されて前記吐出部の開度
を調節する変形板１２２とを含む。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流量調節バルブに
関し、より詳しくは、熱が加えられると膨張される物質
を利用して微小範囲の流量のみならず大きい範囲の流量
も精密に調節できるようにした熱膨張物質を利用した流
量調節バルブに関する。
関し、より詳しくは、熱が加えられると膨張される物質
を利用して微小範囲の流量のみならず大きい範囲の流量
も精密に調節できるようにした熱膨張物質を利用した流
量調節バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱膨張物質を利用した従来の流量調節バ
ルブは米国特許第４，９４３，０３２号明細書に開示さ
れているが、これを図１０を参照して説明する。第１シ
リコンウェーハ（Silicon Wafer）１２を中間に置き上
下側にパイレックスウェーハ（Pyrex Wafer）２２と第
２シリコンウェーハ３０がそれぞれボンディングされて
いる。第１シリコンウェーハ１２には熱膨張物質が貯蔵
されるチャンバ１０がエッチング（Etching）されてお
り、チャンバ１０と対応するパイレックスウェーハ２２
の部位にはヒータ２１がエッチングされている。前記チ
ャンバ１０がエッチングされた第１シリコンウェーハの
部位１２ａはその厚さｈが数μｍと非常に薄くなってい
る。そして、第１シリコンウェーハ１２と第２シリコン
ウェーハ３０のボンディング部位には流体の流路である
スロット４４が形成され、チャンバ１０の下側部位１２
ａと対応する第２シリコンウェーハにはノズル３２がエ
ッチングされている。
ルブは米国特許第４，９４３，０３２号明細書に開示さ
れているが、これを図１０を参照して説明する。第１シ
リコンウェーハ（Silicon Wafer）１２を中間に置き上
下側にパイレックスウェーハ（Pyrex Wafer）２２と第
２シリコンウェーハ３０がそれぞれボンディングされて
いる。第１シリコンウェーハ１２には熱膨張物質が貯蔵
されるチャンバ１０がエッチング（Etching）されてお
り、チャンバ１０と対応するパイレックスウェーハ２２
の部位にはヒータ２１がエッチングされている。前記チ
ャンバ１０がエッチングされた第１シリコンウェーハの
部位１２ａはその厚さｈが数μｍと非常に薄くなってい
る。そして、第１シリコンウェーハ１２と第２シリコン
ウェーハ３０のボンディング部位には流体の流路である
スロット４４が形成され、チャンバ１０の下側部位１２
ａと対応する第２シリコンウェーハにはノズル３２がエ
ッチングされている。
【０００３】その作用を説明すると、光パイプ１９を通
じて光がパイレックスウェーハ２２に供給されたりヒー
タ２１が加熱されるとこれによってチャンバ１０に注入
された熱膨張物質が膨張するようになる。熱膨張物質が
膨張されるとチャンバ１０をなしている第１シリコンウ
ェーハ１２の部位中その厚さが最も薄い部位１２ａがノ
ズル３２側に膨張される。そうすると、流入口４６に流
入されてスロット４４を通じてノズル３２に吐出される
流量は調節されるのである。付言すると、ノズル３２に
吐出される流量は、チャンバの下側部位１２ａの膨張程
度に応じて調節されるのである。
じて光がパイレックスウェーハ２２に供給されたりヒー
タ２１が加熱されるとこれによってチャンバ１０に注入
された熱膨張物質が膨張するようになる。熱膨張物質が
膨張されるとチャンバ１０をなしている第１シリコンウ
ェーハ１２の部位中その厚さが最も薄い部位１２ａがノ
ズル３２側に膨張される。そうすると、流入口４６に流
入されてスロット４４を通じてノズル３２に吐出される
流量は調節されるのである。付言すると、ノズル３２に
吐出される流量は、チャンバの下側部位１２ａの膨張程
度に応じて調節されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の流量調節バ
ルブは、ヒータ２１とチャンバ１０とスロット４４等を
エッチングや写真技術のようなシリコン微細加工技術で
加工する。しかしながら、このようなシリコン微細加工
技術の工程を遂行するために用意されるべき装置の費用
が非常に高価であるという短所がある。
ルブは、ヒータ２１とチャンバ１０とスロット４４等を
エッチングや写真技術のようなシリコン微細加工技術で
加工する。しかしながら、このようなシリコン微細加工
技術の工程を遂行するために用意されるべき装置の費用
が非常に高価であるという短所がある。
【０００５】なお、シリコン微細加工技術は微細な領域
（μｍ）を精密に加工する技術で、このような技術で制
作された従来のバルブは心臓血流調整装置のような医療
機器や環境機器分析装置のような化学機器にのみ使用さ
れるという短所がある。即ち、非常に微細な範囲の流量
を調節するところにのみ使用できてその使用範囲が制限
されるという短所がある。
（μｍ）を精密に加工する技術で、このような技術で制
作された従来のバルブは心臓血流調整装置のような医療
機器や環境機器分析装置のような化学機器にのみ使用さ
れるという短所がある。即ち、非常に微細な範囲の流量
を調節するところにのみ使用できてその使用範囲が制限
されるという短所がある。
【０００６】そして、広い範囲の流量を調節するために
はシリコンウェーハ及びパイレックスウェーハのバルブ
当たりの嵩を大きくしなければならないのでバルブの値
段が上昇するようになる。これによって製品の価格が急
激に上昇されるという短所がある。
はシリコンウェーハ及びパイレックスウェーハのバルブ
当たりの嵩を大きくしなければならないのでバルブの値
段が上昇するようになる。これによって製品の価格が急
激に上昇されるという短所がある。
【０００７】そして、形成される流出入口及びスロット
の直径が非常に微細であるから流体中に含有された異物
質等によりその流路が塞がりやすくなるので信頼性も低
下するという短所がある。
の直径が非常に微細であるから流体中に含有された異物
質等によりその流路が塞がりやすくなるので信頼性も低
下するという短所がある。
【０００８】本発明は前記短所を解消するために案出さ
れたもので、本発明の目的は、微小範囲の流量のみなら
ず大きい範囲の流量も精密に調節できることによって冷
蔵庫又は空気調和器のような装置の冷媒量を調節できる
熱膨張物質を利用した流量調節バルブを提供することに
ある。
れたもので、本発明の目的は、微小範囲の流量のみなら
ず大きい範囲の流量も精密に調節できることによって冷
蔵庫又は空気調和器のような装置の冷媒量を調節できる
熱膨張物質を利用した流量調節バルブを提供することに
ある。
【０００９】本発明の他の目的は、多様な範囲の流量を
調節できるので色々な製品に適用して使用でき、且つ、
その価格が安価である実用的な熱膨張物質を利用した流
量調節バルブを提供することにある。
調節できるので色々な製品に適用して使用でき、且つ、
その価格が安価である実用的な熱膨張物質を利用した流
量調節バルブを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、流入部と吐出部が設けられた本体と、前記
本体に設けられ熱により膨張される物質が貯蔵されると
共に前記熱膨張物質が膨張されると前記吐出部と対応す
る部位が変形されて吐出部の開度を調節する変位制御部
と、前記変位制御部内部の前記熱膨張物質を加熱する加
熱手段とを備えることを特徴とする。
の本発明は、流入部と吐出部が設けられた本体と、前記
本体に設けられ熱により膨張される物質が貯蔵されると
共に前記熱膨張物質が膨張されると前記吐出部と対応す
る部位が変形されて吐出部の開度を調節する変位制御部
と、前記変位制御部内部の前記熱膨張物質を加熱する加
熱手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】また、他の実施形態として、本発明は、流
入口と吐出口が設けられた本体と、前記本体に設けられ
熱により膨張される物質が貯蔵されると共に前記熱膨張
物質の膨張により変形される変位制御部と、前記変位制
御部に設けられ前記変位制御部が変形されると直線往復
移動されることによって前記流入口側と吐出口側を連通
又は遮断させる開閉手段と、前記熱膨張物質を加熱する
加熱手段とを備えることを特徴とする。
入口と吐出口が設けられた本体と、前記本体に設けられ
熱により膨張される物質が貯蔵されると共に前記熱膨張
物質の膨張により変形される変位制御部と、前記変位制
御部に設けられ前記変位制御部が変形されると直線往復
移動されることによって前記流入口側と吐出口側を連通
又は遮断させる開閉手段と、前記熱膨張物質を加熱する
加熱手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明による熱膨張物質を利用した流量調節バルブの好ま
しい実施形態を詳細に説明する。
発明による熱膨張物質を利用した流量調節バルブの好ま
しい実施形態を詳細に説明する。
【００１３】先ず、図１、図２及び図３を参照して本発
明の第１及び第２実施形態について説明する。図１は本
発明による流量調節バルブの分解斜視図で、図２は図１
のIII−III線に従う断面図である。この第１実施形態に
よる流量調節バルブ１００は本体１１０と熱膨張物質１
２５が貯蔵される変位制御部１２０と前記熱膨張物質１
２５を加熱する加熱手段１３０とを含む。この流量調節
バルブ１００は加熱手段１３０で発生した熱により熱膨
張物質１２５が膨張されると、前記変位制御部１２０の
一側が変形されて本体１１０に形成された吐出部１１２
を遮断又は開放することによって吐出される流量を調節
する。以下、これについて詳細に説明する。
明の第１及び第２実施形態について説明する。図１は本
発明による流量調節バルブの分解斜視図で、図２は図１
のIII−III線に従う断面図である。この第１実施形態に
よる流量調節バルブ１００は本体１１０と熱膨張物質１
２５が貯蔵される変位制御部１２０と前記熱膨張物質１
２５を加熱する加熱手段１３０とを含む。この流量調節
バルブ１００は加熱手段１３０で発生した熱により熱膨
張物質１２５が膨張されると、前記変位制御部１２０の
一側が変形されて本体１１０に形成された吐出部１１２
を遮断又は開放することによって吐出される流量を調節
する。以下、これについて詳細に説明する。
【００１４】ケース形状の上部本体１１０ａと板形状の
下部本体１１０ｂが結合されて密閉空間を形成する本体
１１０が設けられる。前記上部本体１１０ａには流体が
流入される流入部１１１と吐出される吐出部１１２が形
成される。前記吐出部１１２は流入部１１１より上部本
体１１０ａの内側に突出するように設けられて前記変位
制御部１２０と隣接する。そして、前記本体１００の外
部にある電源供給部１６０を前記加熱手段１３０と接続
させるための端子１１３が前記下部本体１１０ｂと絶縁
されるように設けられる。
下部本体１１０ｂが結合されて密閉空間を形成する本体
１１０が設けられる。前記上部本体１１０ａには流体が
流入される流入部１１１と吐出される吐出部１１２が形
成される。前記吐出部１１２は流入部１１１より上部本
体１１０ａの内側に突出するように設けられて前記変位
制御部１２０と隣接する。そして、前記本体１００の外
部にある電源供給部１６０を前記加熱手段１３０と接続
させるための端子１１３が前記下部本体１１０ｂと絶縁
されるように設けられる。
【００１５】前記変位制御部１２０は本体１１０内に設
けられ熱膨張物質１２５が貯蔵される容器１２１と容器
に結合されて変形される変形板１２２を有する。前記容
器１２１は図１及び図２に示したように、下部本体に結
合される基板１２１ａと前記基板１２１ａに接着される
環状の区画枠１２１ｂから構成される。この場合には、
前記基板１２１ａと区画枠１２１ｂにより形成される空
間１２３に前記熱膨張物質１２５が貯蔵される。
けられ熱膨張物質１２５が貯蔵される容器１２１と容器
に結合されて変形される変形板１２２を有する。前記容
器１２１は図１及び図２に示したように、下部本体に結
合される基板１２１ａと前記基板１２１ａに接着される
環状の区画枠１２１ｂから構成される。この場合には、
前記基板１２１ａと区画枠１２１ｂにより形成される空
間１２３に前記熱膨張物質１２５が貯蔵される。
【００１６】前記容器１２１は、本発明の第２実施形態
である図３に示したように、一体型で設けられることも
できるが、この場合には、前記容器１２１が形成する空
間１２３に前記熱膨張物質１２５が貯蔵される。
である図３に示したように、一体型で設けられることも
できるが、この場合には、前記容器１２１が形成する空
間１２３に前記熱膨張物質１２５が貯蔵される。
【００１７】前記変形板１２２は前記吐出部１１２と対
応するように前記区画枠１２１ｂに接着され、前記加熱
手段１３０により熱膨張物質１２５が膨張されるとき一
緒に膨張される。前記基板１２１ａと区画枠１２１ｂ、
前記区画枠１２１ｂと変形板１２２はアクリル接着やろ
う付け（Brazing）方式により接合されることもでき
る。
応するように前記区画枠１２１ｂに接着され、前記加熱
手段１３０により熱膨張物質１２５が膨張されるとき一
緒に膨張される。前記基板１２１ａと区画枠１２１ｂ、
前記区画枠１２１ｂと変形板１２２はアクリル接着やろ
う付け（Brazing）方式により接合されることもでき
る。
【００１８】前記空間１２３に貯蔵された熱膨張物質１
２５が加熱手段１３０により加熱されると温度が上昇
し、この際に発生する気体により圧力が増加して蒸気圧
に到達すると気体も沸くようになる。前記熱膨張物質１
２５は密閉された空間１２３に閉じ込められているの
で、空間を形成する一部分を変形が容易な材質から作れ
ばその部分は膨張して変位が発生するようになる。即
ち、このように変位される部位が本発明による流量調節
バルブにおいては前記変形板１２２となるのである。
２５が加熱手段１３０により加熱されると温度が上昇
し、この際に発生する気体により圧力が増加して蒸気圧
に到達すると気体も沸くようになる。前記熱膨張物質１
２５は密閉された空間１２３に閉じ込められているの
で、空間を形成する一部分を変形が容易な材質から作れ
ばその部分は膨張して変位が発生するようになる。即
ち、このように変位される部位が本発明による流量調節
バルブにおいては前記変形板１２２となるのである。
【００１９】前記変形板１２２が膨張することに伴って
この変形板１２２は吐出部１１２に次第に近く接近され
る。そうしているうちに、結局は吐出部１１２と接触さ
れて吐出部１１２を閉鎖させるようになるのである。即
ち、吐出部１１２と変形板１２２との間の間隙が変化す
ることによって、吐出部１１２に吐出される流量も変化
するようになる。言換えれば、多い電流が加熱手段１３
０に供給されて熱膨張物質１２５が多く膨張するように
なると、変形板１２２は吐出部１１２をほぼ閉鎖する程
度に変形されるので少ない流量が吐出され、逆の場合は
多くの流量が吐出される。このようにして吐出される流
量を調節するのである。即ち、前記本体１１０は流体が
流れる流路の機能を遂行し、前記変形板１２２は流路の
断面積を調節する機能を遂行しつつ吐出流量を調節す
る。
この変形板１２２は吐出部１１２に次第に近く接近され
る。そうしているうちに、結局は吐出部１１２と接触さ
れて吐出部１１２を閉鎖させるようになるのである。即
ち、吐出部１１２と変形板１２２との間の間隙が変化す
ることによって、吐出部１１２に吐出される流量も変化
するようになる。言換えれば、多い電流が加熱手段１３
０に供給されて熱膨張物質１２５が多く膨張するように
なると、変形板１２２は吐出部１１２をほぼ閉鎖する程
度に変形されるので少ない流量が吐出され、逆の場合は
多くの流量が吐出される。このようにして吐出される流
量を調節するのである。即ち、前記本体１１０は流体が
流れる流路の機能を遂行し、前記変形板１２２は流路の
断面積を調節する機能を遂行しつつ吐出流量を調節す
る。
【００２０】前記基板１２１ａには変位制御部の外側か
ら前記空間１２３に熱膨張物質１２５を注入するための
注入孔１２４が形成される。基板１２１ａと区画枠１２
１ｂと変形板１２２により前記空間１２３が密閉された
とき、前記注入孔１２４を通じて熱膨張物質１２５を注
入すればいい。前記熱膨張物質１２５は低温で容易に膨
張され他の物質とはよく反応しないフッ素化合物のよう
な液体を使用するのが好ましく、これと類似した種類の
他の物質でも代替可能である。
ら前記空間１２３に熱膨張物質１２５を注入するための
注入孔１２４が形成される。基板１２１ａと区画枠１２
１ｂと変形板１２２により前記空間１２３が密閉された
とき、前記注入孔１２４を通じて熱膨張物質１２５を注
入すればいい。前記熱膨張物質１２５は低温で容易に膨
張され他の物質とはよく反応しないフッ素化合物のよう
な液体を使用するのが好ましく、これと類似した種類の
他の物質でも代替可能である。
【００２１】前記加熱手段１３０は前記変位制御部１２
０に内装され電源供給部１６０から電流が供給されると
発熱されるヒータ１３１を含む。前記ヒータ１３１が発
熱されると熱膨張物質１２５が加熱されて膨張されるの
である。前記ヒータ１３１には電線１３２ａが接続さ
れ、前記電線１３２ａは下部本体に設けられた端子１１
３と接続される。前記端子１１３には電源供給部１６０
と接続された他の電線１３２ｂが接続されるが、これに
よってヒータ１３１に電流が供給される。前記電線１３
２ａは図２に示すように、基板１２１ａと区画枠１２１
ｂの接着部位を通過して端子１１３と接続されることも
でき、図３に示すように、容器１２１に形成された注入
孔１２４を通過して端子と接続されることもできる。
０に内装され電源供給部１６０から電流が供給されると
発熱されるヒータ１３１を含む。前記ヒータ１３１が発
熱されると熱膨張物質１２５が加熱されて膨張されるの
である。前記ヒータ１３１には電線１３２ａが接続さ
れ、前記電線１３２ａは下部本体に設けられた端子１１
３と接続される。前記端子１１３には電源供給部１６０
と接続された他の電線１３２ｂが接続されるが、これに
よってヒータ１３１に電流が供給される。前記電線１３
２ａは図２に示すように、基板１２１ａと区画枠１２１
ｂの接着部位を通過して端子１１３と接続されることも
でき、図３に示すように、容器１２１に形成された注入
孔１２４を通過して端子と接続されることもできる。
【００２２】本発明による流量調節バルブの変位制御部
は高圧の内圧にも耐えることができる金属、例えばセラ
ミック又はこれと類似した性質の他の金属で制作するこ
とが好ましい。そうすると、低廉な価格で大きい容量の
バルブを制作できるので広い範囲の流量を調節できる。
は高圧の内圧にも耐えることができる金属、例えばセラ
ミック又はこれと類似した性質の他の金属で制作するこ
とが好ましい。そうすると、低廉な価格で大きい容量の
バルブを制作できるので広い範囲の流量を調節できる。
【００２３】図４〜図８は本発明による流量調節バルブ
の種々なる他の実施形態で、以下、これについて説明す
る。図４〜図６は、加熱手段であるヒータで発生した熱
が変位制御部の外部へ放出されないようにする断熱手段
がさらに設けられた流量調節バルブを示したものであ
る。
の種々なる他の実施形態で、以下、これについて説明す
る。図４〜図６は、加熱手段であるヒータで発生した熱
が変位制御部の外部へ放出されないようにする断熱手段
がさらに設けられた流量調節バルブを示したものであ
る。
【００２４】先ず、本発明の第３及び第４実施形態であ
る図４と図５について説明する。断熱手段１５０は、図
４に示すように変位制御部１２０の内周面全体に覆われ
た断熱材１５１や、図５に示すように変形板１２２に覆
われた断熱材１５１を含む。即ち、変位制御部１２０に
被覆又はコーティング（Coating）された断熱材１５１
を含む。図５の場合は、基板１２１ａと区画枠１２１ｂ
は多少の厚さを有しているのでその厚さの薄い変形板１
２２にのみ断熱材１５１をコーティングしたのである。
断熱材１５１が前記変位制御部１２０にコーティングさ
れているのでヒータ１３１で発生した熱は変位制御部１
２０外部へ放出されないのである。
る図４と図５について説明する。断熱手段１５０は、図
４に示すように変位制御部１２０の内周面全体に覆われ
た断熱材１５１や、図５に示すように変形板１２２に覆
われた断熱材１５１を含む。即ち、変位制御部１２０に
被覆又はコーティング（Coating）された断熱材１５１
を含む。図５の場合は、基板１２１ａと区画枠１２１ｂ
は多少の厚さを有しているのでその厚さの薄い変形板１
２２にのみ断熱材１５１をコーティングしたのである。
断熱材１５１が前記変位制御部１２０にコーティングさ
れているのでヒータ１３１で発生した熱は変位制御部１
２０外部へ放出されないのである。
【００２５】本発明の第５実施形態は図６に示すよう
に、前記ヒータ１３１が空間１２３内において基板１２
１ａと直接に接触されないようにヒータ１３１と基板１
２１ａとの間に離隔部材１５２が設けられたことを特徴
とする。即ち、ヒータ１３１と容器１２１との間に断熱
材である離隔部材１５２が設けられているのでヒータ１
３１で発生された熱が容器の基板１２１ａに直接に伝達
されなくて断熱の効果がある。
に、前記ヒータ１３１が空間１２３内において基板１２
１ａと直接に接触されないようにヒータ１３１と基板１
２１ａとの間に離隔部材１５２が設けられたことを特徴
とする。即ち、ヒータ１３１と容器１２１との間に断熱
材である離隔部材１５２が設けられているのでヒータ１
３１で発生された熱が容器の基板１２１ａに直接に伝達
されなくて断熱の効果がある。
【００２６】図７は本発明の第６実施形態による流量調
節バルブを示したものである。これについて説明する
と、本体１１０に流入される流体の温度と変位制御部１
２０の温度との間にが大きい差異が生じると流体と変位
制御部１２０は熱交換をするようになるので変形板１２
２の変形を正確に調節することができなくなる。これを
防止するために、本実施形態においては変形板１２２と
流入部１１１及び吐出部１１２との間に補助変形板１２
８が設けられる。前記補助変形板１２８は前記変形板１
２２と連結されて前記変形板１２２と同一に変形され
る。それで、変形板１２２が変形されると補助変形板１
２８により吐出部１１２の開度が調節されるのである。
前記補助変形板１２８はダイアフラム（Diaphram）にす
ることができ、説明していない符号１２９は変形板１２
２と補助変形板１２８を連結する部材である。
節バルブを示したものである。これについて説明する
と、本体１１０に流入される流体の温度と変位制御部１
２０の温度との間にが大きい差異が生じると流体と変位
制御部１２０は熱交換をするようになるので変形板１２
２の変形を正確に調節することができなくなる。これを
防止するために、本実施形態においては変形板１２２と
流入部１１１及び吐出部１１２との間に補助変形板１２
８が設けられる。前記補助変形板１２８は前記変形板１
２２と連結されて前記変形板１２２と同一に変形され
る。それで、変形板１２２が変形されると補助変形板１
２８により吐出部１１２の開度が調節されるのである。
前記補助変形板１２８はダイアフラム（Diaphram）にす
ることができ、説明していない符号１２９は変形板１２
２と補助変形板１２８を連結する部材である。
【００２７】図８は本発明の第７実施形態による流量調
節バルブを示したものである。これについて説明する
と、下部本体１１０ｂには基板１２１ａが結合され、前
記基板１２１ａには変形カバー１２７が結合される。即
ち、前記変形カバー１２７は前述した区画枠と変形板を
一体に形成して区画枠と変形板の機能を遂行するように
したものである。前記変形カバー１２７と基板１２１ａ
により形成される空間１２３に熱膨張物質１２５が貯蔵
される。この熱膨張物質１２５が膨張されると変形カバ
ー１２７が変形されて前記吐出部１１２の開度が調節さ
れる。前記変形カバー１２７はベローズ（Bellows）形
状に設けられるが、これは熱膨張物質の膨張に対して迅
速で正確に変形されるようにするためである。そして、
前記端子１１３と注入孔１２４との間に位置する下部本
体１１０ｂには電極板１３５が設けられて端子１１３と
ヒータ１３１を接続させる。
節バルブを示したものである。これについて説明する
と、下部本体１１０ｂには基板１２１ａが結合され、前
記基板１２１ａには変形カバー１２７が結合される。即
ち、前記変形カバー１２７は前述した区画枠と変形板を
一体に形成して区画枠と変形板の機能を遂行するように
したものである。前記変形カバー１２７と基板１２１ａ
により形成される空間１２３に熱膨張物質１２５が貯蔵
される。この熱膨張物質１２５が膨張されると変形カバ
ー１２７が変形されて前記吐出部１１２の開度が調節さ
れる。前記変形カバー１２７はベローズ（Bellows）形
状に設けられるが、これは熱膨張物質の膨張に対して迅
速で正確に変形されるようにするためである。そして、
前記端子１１３と注入孔１２４との間に位置する下部本
体１１０ｂには電極板１３５が設けられて端子１１３と
ヒータ１３１を接続させる。
【００２８】図９は本発明の第８実施形態による流量調
節バルブを示したもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の“Ｐ”部拡大図である。この流量調節バルブに
は上部及び下部本体１１０ａ、１１０ｂから構成される
本体１１０が設けられ、前記上部本体１１０ａの大略中
間部分には流入口１１５ａと吐出口１１６ａが形成され
ている。前記流入口１１５ａと吐出口１１６ａには流入
管１１５ｂと吐出管１１６ｂが貫通される。前記下部本
体１１０ｂには前述した端子１１３が設けられ、下部本
体１１０ｂの上面にはヒータ１１３が内装された容器１
２１が接着される。そして、容器１２１の上面には容器
が形成する空間１２３が密閉されるようにする変形板１
２２が接着される。
節バルブを示したもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の“Ｐ”部拡大図である。この流量調節バルブに
は上部及び下部本体１１０ａ、１１０ｂから構成される
本体１１０が設けられ、前記上部本体１１０ａの大略中
間部分には流入口１１５ａと吐出口１１６ａが形成され
ている。前記流入口１１５ａと吐出口１１６ａには流入
管１１５ｂと吐出管１１６ｂが貫通される。前記下部本
体１１０ｂには前述した端子１１３が設けられ、下部本
体１１０ｂの上面にはヒータ１１３が内装された容器１
２１が接着される。そして、容器１２１の上面には容器
が形成する空間１２３が密閉されるようにする変形板１
２２が接着される。
【００２９】本実施形態による流量調節バルブの変形板
１２２には、この変形板１２２の変形により上下移動す
ることによって前記流入口１１５ａ側と吐出口１１６ａ
側を連通又は遮断する開閉手段１７０が設けられる。前
記開閉手段１７０は流入管１１５ｂと吐出管１１６ｂに
より支持されるスリーブ（Sleeve）１７１と前記スリー
ブ１７１の内部で上下移動することによって流入管１１
５ｂと吐出管１１６ｂを連通又は遮断するスプール（Sp
ool）１７５とから構成される。
１２２には、この変形板１２２の変形により上下移動す
ることによって前記流入口１１５ａ側と吐出口１１６ａ
側を連通又は遮断する開閉手段１７０が設けられる。前
記開閉手段１７０は流入管１１５ｂと吐出管１１６ｂに
より支持されるスリーブ（Sleeve）１７１と前記スリー
ブ１７１の内部で上下移動することによって流入管１１
５ｂと吐出管１１６ｂを連通又は遮断するスプール（Sp
ool）１７５とから構成される。
【００３０】前記スリーブ１７１には流入路１７１ａと
吐出路１７１ｂ、そしてこの流入路１７１ａと吐出路１
７１ｂを連通させる中空部１７１ｃが形成されている。
前記流入路１７１ａと吐出路１７１ｂには前記流入管１
１５ｂと吐出管１１６ｂがそれぞれ挿入されるが、これ
によってスリーブ１７１は流量調節バルブ内で支持され
るのである。そして、前記スリーブ１７１の上端には排
出孔１７２が形成されてスリーブ１７１とスプール１７
５により形成される空間１７３を外部と連通させてスプ
ール１７５が滑らかに直線移動されるようにする。
吐出路１７１ｂ、そしてこの流入路１７１ａと吐出路１
７１ｂを連通させる中空部１７１ｃが形成されている。
前記流入路１７１ａと吐出路１７１ｂには前記流入管１
１５ｂと吐出管１１６ｂがそれぞれ挿入されるが、これ
によってスリーブ１７１は流量調節バルブ内で支持され
るのである。そして、前記スリーブ１７１の上端には排
出孔１７２が形成されてスリーブ１７１とスプール１７
５により形成される空間１７３を外部と連通させてスプ
ール１７５が滑らかに直線移動されるようにする。
【００３１】スプール１７５の一端部はスリーブ１７１
の中空部１７１ｃに挿入され、その他端には変形板１２
２が結合される。これによって、熱膨張物質１２５の膨
張により変形板１２２がスリーブ１７１側に移動される
とスプール１７５はスリーブ１７１内部で上方に移動さ
れ、熱膨張物質１２５が最初の状態に復帰されるとこれ
によってスプール１７５も元位置とされる。このように
してスプール１７５がスリーブ１７１内部で上下移動さ
れるのである。前記スリーブ１７１に内装されたスプー
ル１７５の上端部は正常状態で流入路１７１ａ及び吐出
路１７１ｂより高いところに位置するように配置され、
スプール１７５の上部の前記流入路１７１ａ及び吐出路
１７１ｂより低い位置には連通路１７６が形成される。
従って、正常的な状態では流入路１７１ａと吐出路１７
１ｂは常時遮断されており、スプール１７５が上方に移
動することに伴って連通路１７６により流入路１７１ａ
と吐出路１７１ｂは次第に連通される。即ち、スプール
１７５の上昇程度に応じて流入路１７１ａと吐出路１７
１ｂの連通面積も変化して流量が調節されるのである。
説明していない符号１７８は連結部材である。
の中空部１７１ｃに挿入され、その他端には変形板１２
２が結合される。これによって、熱膨張物質１２５の膨
張により変形板１２２がスリーブ１７１側に移動される
とスプール１７５はスリーブ１７１内部で上方に移動さ
れ、熱膨張物質１２５が最初の状態に復帰されるとこれ
によってスプール１７５も元位置とされる。このように
してスプール１７５がスリーブ１７１内部で上下移動さ
れるのである。前記スリーブ１７１に内装されたスプー
ル１７５の上端部は正常状態で流入路１７１ａ及び吐出
路１７１ｂより高いところに位置するように配置され、
スプール１７５の上部の前記流入路１７１ａ及び吐出路
１７１ｂより低い位置には連通路１７６が形成される。
従って、正常的な状態では流入路１７１ａと吐出路１７
１ｂは常時遮断されており、スプール１７５が上方に移
動することに伴って連通路１７６により流入路１７１ａ
と吐出路１７１ｂは次第に連通される。即ち、スプール
１７５の上昇程度に応じて流入路１７１ａと吐出路１７
１ｂの連通面積も変化して流量が調節されるのである。
説明していない符号１７８は連結部材である。
【００３２】
【発明の効果】上述したように、本発明による流量調節
バルブは加熱されると膨張する物質を一定空間に貯蔵
し、この空間を形成するある一部位を変形させることに
よりバルブの流量を調節するのである。本発明によるこ
のような原理を利用するとオン（On）／オフ（Off）ス
イッチのような接点用スイッチにも使用できる。
バルブは加熱されると膨張する物質を一定空間に貯蔵
し、この空間を形成するある一部位を変形させることに
よりバルブの流量を調節するのである。本発明によるこ
のような原理を利用するとオン（On）／オフ（Off）ス
イッチのような接点用スイッチにも使用できる。
【００３３】また、本発明による熱膨張物質を利用した
流量調節バルブは、金属やセラミック材から制作される
ので、小さい容量のみならず大きい容量のバルブを安価
で制作できるという特徴がある。
流量調節バルブは、金属やセラミック材から制作される
ので、小さい容量のみならず大きい容量のバルブを安価
で制作できるという特徴がある。
【００３４】また、多様な容量のバルブを制作できるの
で多様な範囲の流量を調節できる。即ち、種々なる製品
に適用できるので非常に実用的な特徴がある。
で多様な範囲の流量を調節できる。即ち、種々なる製品
に適用できるので非常に実用的な特徴がある。
【図１】 本発明の第１実施形態による流量調節バルブ
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図２】 図１のIII−III線に従う組立された状態にお
ける流量調節バルブの断面図である。
ける流量調節バルブの断面図である。
【図３】 本発明の第２実施形態による流量調節バルブ
の断面図である。
の断面図である。
【図４】 本発明の第３実施形態による流量調節バルブ
の断面図である。
の断面図である。
【図５】 本発明の第４実施形態による流量調節バルブ
の断面図である。
の断面図である。
【図６】 本発明の第５実施形態による流量調節バルブ
の断面図である。
の断面図である。
【図７】 本発明の第６実施形態による流量調節バルブ
の断面図である。
の断面図である。
【図８】 本発明の第７実施形態による流量調節バルブ
の断面図である。
の断面図である。
【図９】 （Ａ）は、本発明の第８実施形態による流量
調節バルブの断面図で、（Ｂ）は（Ａ）の円形表示部
“Ｐ”の拡大断面図である。
調節バルブの断面図で、（Ｂ）は（Ａ）の円形表示部
“Ｐ”の拡大断面図である。
【図１０】 従来の熱膨張物質を利用した流量調節バル
ブを示す断面図である。
ブを示す断面図である。
１００ 流量調節バルブ １１０ 本体 １１０ａ 上部本体 １１０ｂ 下部本体 １１１ 流入部 １１２ 吐出部 １１３ 端子 １１５ａ 流入口 １１５ｂ 流入管 １１６ａ 吐出口 １１６ｂ 吐出管 １２０ 変位制御部 １２１ 容器 １２１ａ 基板 １２１ｂ 区画枠 １２２ 変形板 １２３ 空間 １２４ 注入孔 １２５ 熱膨張物質 １２７ 変形カバー １２８ 補助変形板 １２９ 連結部材 １３０ 加熱手段 １３１ ヒータ １３２ａ 電線 １３２ｂ 電線 １３５ 電極板 １５０ 断熱手段 １５１ 断熱材 １５２ 離隔部材 １６０ 電源供給部 １７０ 開閉手段 １７１ スリーブ １７１ａ 流入路 １７１ｂ 吐出路 １７１ｃ 中空部 １７２ 排出孔 １７３ 空間 １７５ スプール １７６ 連通路 １７８ 連結部材
Claims (16)
- 【請求項１】 流入部と吐出部が設けられた本体と、 前記本体に設けられ熱により膨張される物質が貯蔵され
ると共に前記熱膨張物質が膨張されると前記吐出部と対
応する部位が変形されて吐出部の開度を調節する変位制
御部と、 前記変位制御部内部の前記熱膨張物質を加熱する加熱手
段とを備えることを特徴とする熱膨張物質を利用した流
量調節バルブ。 - 【請求項２】 前記加熱手段はヒータから設けられ、 前記変位制御部にはヒータにより加熱された前記熱膨張
物質の熱が変位制御部外部へ放出されるのを防止する断
熱手段がさらに設けられることを特徴とする請求項１に
記載の熱膨張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項３】 前記断熱手段は、 前記ヒータから前記熱膨張物質に伝達された熱が変位制
御部外側へ放熱されないように変位制御部に覆われた断
熱材を含むことを特徴とする請求項２に記載の熱膨張物
質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項４】 前記断熱手段は、 前記ヒータと変位制御部が直接に接触されないように前
記ヒータと変位制御部との間に設けられた離隔部材を含
むことを特徴とする請求項２に記載の熱膨張物質を利用
した流量調節バルブ。 - 【請求項５】 前記変位制御部は、 前記本体に結合され熱膨張物質が貯蔵される容器と、 前記吐出部と対応するように前記容器に結合されてこの
容器を密閉させると共に前記熱膨張物質の膨張により変
位されて前記吐出部の開度を調節する変形板とを備えて
いることを特徴とする請求項１に記載の熱膨張物質を利
用した流量調節バルブ。 - 【請求項６】 前記容器は、 前記本体に結合された基板と、 一側は前記基板と接着され他側は前記変形板と接着され
て前記熱膨張物質が貯蔵される空間が形成されるように
する区画枠とから構成されたことを特徴とする請求項５
に記載の熱膨張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項７】 前記変位制御部は、 前記本体に結合された基板と、 前記基板に接着され前記熱膨張物質が貯蔵される空間が
形成されるようにすると共に前記熱膨張物質の膨張によ
り変形されて前記吐出部の開度を調節する変形カバーと
から構成されたことを特徴とする請求項１に記載の熱膨
張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項８】 前記変形カバーは、前記熱膨張物質の膨
張に対して迅速で精密に変形されるようにベローズ形状
から設けられたことを特徴とする請求項７に記載の熱膨
張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項９】 前記基板には前記変位制御部に前記熱膨
張物質を注入するための注入孔が形成されたことを特徴
とする請求項５又は７に記載の熱膨張物質を利用した流
量調節バルブ。 - 【請求項１０】 前記本体には前記変位制御部と同一に
変形されて前記吐出部の開度を調節すると共に前記本体
に流入された流体と変位制御部との間に熱交換が行われ
ないようにする補助変形板が設けられたことを特徴とす
る請求項１に記載の熱膨張物質を利用した流量調節バル
ブ。 - 【請求項１１】 流入口と吐出口が設けられた本体と、 前記本体に設けられ熱により膨張される物質が貯蔵され
ると共に前記熱膨張物質の膨張により変形される変位制
御部と、 前記変位制御部に設けられ前記変位制御部が変形される
と上下移動されることによって前記流入口側と吐出口側
を連通又は遮断させる開閉手段と、 前記熱膨張物質を加熱する加熱手段とを備えることを特
徴とする熱膨張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項１２】 前記変位制御部は、 前記本体に結合された基板と、 前記基板に接着されて前記熱膨張物質が貯蔵される空間
が形成されるようにする区画枠と、 前記区画枠に接着されて前記熱膨張物質が膨張されると
変形される変形板とを含むことを特徴とする請求項１１
に記載の熱膨張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項１３】 前記基板には前記変位制御部に前記熱
膨張物質を注入するための注入孔が形成されたことを特
徴とする請求項１２に記載の熱膨張物質を利用した流量
調節バルブ。 - 【請求項１４】 前記流入口と吐出口には流入管と吐出
管がそれぞれ設けられ、 前記流入口と吐出口を連通又は遮断させる前記開閉手段
は、 前記流入管と吐出管がそれぞれ結合される流入路と吐出
路が連通するように形成されて前記流入管と吐出管によ
り支持されるスリーブと、 一側は前記変位制御部に結合され他側は前記スリーブに
挿入されて前記変位制御部の変形により上下移動される
ことによって前記流入路と吐出路を連通又は遮断させる
スプールとから構成されたことを特徴とする請求項１１
に記載の熱膨張物質を利用した流量調節バルブ。 - 【請求項１５】 前記スリーブには前記スプールと前記
スリーブにより形成されるスリーブ内部の空間を外部と
連通させるための排出孔が形成されたことを特徴とする
請求項１４に記載の熱膨張物質を利用した流量調節バル
ブ。 - 【請求項１６】 前記スプールにはこのスプールにより
遮断されている前記流入路と吐出路とを連通させる連通
路が形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の熱
膨張物質を利用した流量調節バルブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970019124A KR100247232B1 (ko) | 1997-05-17 | 1997-05-17 | 열팽창 물질을 이용한 유량조절밸브 |
| KR199719124 | 1997-05-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325473A true JPH10325473A (ja) | 1998-12-08 |
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Family
ID=19506160
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9231596A Expired - Fee Related JP3051089B2 (ja) | 1997-05-17 | 1997-08-27 | 熱膨張物質を利用した流量調節バルブ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5984257A (ja) |
| EP (1) | EP0878651B1 (ja) |
| JP (1) | JP3051089B2 (ja) |
| KR (1) | KR100247232B1 (ja) |
| CN (1) | CN1082640C (ja) |
| DE (1) | DE69731369T2 (ja) |
| MY (1) | MY117376A (ja) |
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