JPS5842878A - 自動温度調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は舶用ディーゼル機関等の冷却水及び潤滑油等の
温度を制御するために使用される自動温度調整弁に関す
るものである。従来の自動温度調整弁を第１図に基づ−
て説明する。該自動温度調整弁は三方弁本体１と感温調
節器２と作動シリンダ３よシ構成され、三方弁本体１は
全流れ面積が弁の全ての位置で一定であり、感温調節器
２Ｉｒｉワツクスエレメント４を感温素子として使用し
、温度変化によるワックスエレメント４のピストンのリ
フトの変化をダイヤフラ五聾減圧弁５により空気の圧力
変化に代えて作動シリンダ３に伝達する０作動シリンダ
３はスプリングリターン型の簡単な構造のエアーシリン
ダで、温度変化に追随して感温調節器２から送られる空
気圧の変化によ〕作動シリンダがリンク６を介して弁１
内のローター７の駆動軸を回転する。

以下、上記自動温度調整弁の作動を説明すると、ワック
スエレメント４をとりまく周囲の流体温度に応じた感温
調節器２からの信号圧力は作動シリンダ３に導かれ、リ
ターンスプリング８の張力を受けているピストン９を加
圧する。

低温で信号圧力は高圧となシ、リターンスプリング８を
圧縮して作動ロッドを押し出し、三方弁本体１の内部で
回転するローター７を回転しクーラー側ボート１０を閉
じ、バイパス側ボート１１を開く。温度が上昇するとワ
ックスエレメント４のリフトが増加して感温調節器２か
ら、の信号圧力が低下し、スプリング８の張力によ如ロ
ッドが戻され、その時点の温度即ち信号圧力とスプリン
グ８の張力がバランスする位置で静止する。

ワックスエレメント４の作動温度範囲の中心温度では、
シリンダ３内でピストン９の位置はほぼ中央に位置し、
クーラー側１ｏトバイパス側１１の流量が等しくなるよ
うに働ら〈。平衡に達すると、その後は温度変化に対応
して信号圧力が変化し、一定の制御温度を維持するよう
に弁１内のローター７の位置を微調する。

以上説明した自動温度調整弁の温度−弁開度試験を行な
い、以下説明する。

第２図に示すように、水槽１２と自動温度調整弁Ｖ（・
印はワックスエレメント４による温度測定位置）とポン
プＰを夫々配設して、ボイラーにより負荷に相当する熱
量を水槽１２に投入し温度の上昇によりクーラー側ボー
）１０及びバイパス側ボート１１の弁開度が如何なる位
置になるかを測定したものである。

その結果を第３図に示す、これを見ると温度上昇時は＃
１ぼ４４．５℃で開弁し、１℃の温度差で生するおそれ
がある。温度下降時も前記上昇時と同様の現象を生じて
いる。更にこの自動温度調整弁は作動シリンダ３のリタ
ーンスプリング８の張力に限界があると−う大きな欠点
を有しており、限界差圧が０．５　Ｋｇ／ｃｊ以下でな
いと作動しない。

本発明は以上の欠点を解消した新規な自動温度調整弁を
提供するもので、以下本発明の一実施例を図面に基づい
て説明する。

本発明の自動温度調整弁は第４図に示すように三方弁本
体１と空気圧変換器１３とシリンダポジショナ１４と作
動シリンダ１５よ〕構成される。

空気圧変換器１３はワックスエレメントの変位をフィー
ドバックスプリングを介してフラッパの変位に換え、該
７ラツパに対向するノズルの背圧に対抗する位置までダ
イヤフラムを介して内弁を開弁し、該弁を通じて通過し
た供給、圧力を信号圧力として堰〕出す一方、ダイヤフ
ラムを介して前記フラッパに作用させて前記フィードバ
ックスプリングにフィードバックさせ、ワックスエレメ
ントの変位によるフィードバックスプリングを介したフ
ラッパのわずかな変位量を拡大された空気圧として発生
させるものである。

以下空気圧変換器１３の一実施例を説明すると、第５図
に示すように、ワックスエレメント４を感温素子として
使用し、温度変化によるワックスエレメント４のピスト
ンのり７トの変化をラック１６を介してピニオン１７に
伝達し、ビニオン軸１８に固定されているカム１９を回
転させる。カム１９の動きにつれてローラ２０を介して
レバー２１が矢印方向に動く、この動きはスパン調整コ
マ２２を介して伝達レバー２５に伝えられ、スプリング
２４を引張る。スプリング２４が引張られると、フィー
ドバックレバー２５も矢印方向に動き、ノズル２６が塞
がれる。　２７Ｆｉパイロツト弁であ如、ノズル２６が
閉じられると、ノズル２６背圧が上昇し、ダイヤフラム
２８に作用し内弁２９′を開く。３０は供給圧力口であ
シ、出力冨に流入した圧力はダイヤフラム３１に作用し
、ノズル２６背圧と対抗する。更にこの圧力はフィード
バック受圧室のダイヤフラム３２に作用してフィードバ
ックレバー２５を矢印と反対方向に押し、ノズル２６を
開くように作用するので、ダイヤフラム３２０発生力と
スプリング２４の引張力とが平衡する値の出力空気圧で
平衡する。このようにしてワックスエレメント４のピス
トンのリフトの変位に比例した空気圧が出力圧力口３３
より得られる。

次に、上述した空気圧変換器１３に接続するシリンダポ
ジショナ１４は入力信号圧力をダイヤフラムに作用し、
該ダイヤフラムに対向するノズルの背圧変化によりスプ
ールを移動させ、該スプールの変位によりシリンダ内の
一方に供給圧力を流入してシリンダロッドを該ロッドを
介したフィードバックスプリングと前記ダイヤフラムの
発生力とが平衡する位置まで変位させるものである。

以下シリンダポジショナ１４の一実施例を説明すると、
第６図に示すように、空気圧変換器１３からの信号圧力
が入力接続口３４から入王室３５に入り、ダイヤフラム
３６は発生力によ）変位するので、ノズル３７との間隔
が変わ〕、ノズル３７背圧が変化する。ノズル３７背圧
により、ダイヤフラム３８の発生力がダイヤフラム３９
０発生力に打ち勝って、スプール４０が変位しく（ｂ）
図参照）、出力側４１１’Ｃ供給圧カロ４２からの供給
圧力が流入する。出力側４３は排気さ・れ、シリンダロ
ッド４４が動く、この動きは連結枠４５により、フィー
ドバックスプリング４６に伝達され、ダイヤ・フラム３
６０発生力と平衡するまで、シリンダロッド４４が動き
、信号圧力に比例した変位が得られる。

したがって、ワックスエレメント４をとシまく周囲の流
体温度に応じた空気圧変換器１３からの信号圧力がシリ
ンダポジショナ１４に導かれ、該シリンダポジショナ１
４によシ作動シリンダ１５のピストンを変位させ、信号
圧力に対応して三方弁本体１のａ−ターフを自転させ、
クーラー側ボート１０とバイパス側ボート１１の流量を
制御するものである。

なお、作動シリンダ１５０代プにロータリーアクチュエ
ータを使用して弁軸を直接駆動しても勿論よい。

以上説明した本発明の自動温度調整弁の温度−弁開度試
験を従来例で行なったのと同じょうｋして行なった。そ
の結果を第５図に示す、即ち、本発明の自動温度調整弁
は温度上昇時及び下降時とも従来例のように１℃の温度
差で一気に開弁から全開及び全開から閉弁まで至るよう
なことがなく、開弁してから温度の上昇に比例して少し
ずつ弁が開いていき、はぼ１０℃の温度上昇で全開する
ので（温度下降時も同様の変化をなす）、従来例で考え
られるハンチングの発生４なく、非常に優れた特性を有
するものである。

更に、従来例のように作動シリンダにリターンスプリン
グを使用せず、シリンダポジショナにより弁開度を決定
するため、限界差圧嬬従来のリターンスプリングを使用
した場合に比べて十分高い値にすることができるという
極めて優れた効果を有しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動温度調整弁の断面図、第２図は従来
及び本発明の自動温度調整弁の温度−弁開度試験の装置
配置図、第３図は第２図における自動温度調整弁の温度
−弁開度試験の結果図、第４図は本発明の自動温度調整
弁の構成図、第５図は空気圧変換器の構造説明図、第６
図はシリンダポジショナの構造説明図であり、（ａ）図
は信号圧力が一定の場合、（ｂ）図は信号圧力増の場合
、（Ｃ）図は信号圧力域の場合を夫々示す。 １・・・三方弁本体　４・・・ワックスエレメント１３
・・・空気圧変換器　１４・・・シリンダポジショナ１
５・・・作動シリンダ・ 代理人弁理士祐川尉−外１名 第５図 第６図 （０） （ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周囲の流体温度に応答して変位するワックスエレメント
   の変位量を空気信号圧に変換する空気圧変換器と、該変
   換器からの信号圧力によシアクチュエータを作動させ三
   方弁一体の弁開度を制御するシリンダポジショナとを具
   える自動温度調整弁。