JP2012512369A - 弁をシフトさせるための構造体 - Google Patents

Abstract

本発明は、復帰エレメント（２３）の作用下にあり、かつ、弁を閉じる部材（１８）を有するプランジャ（２１）を有する弁（１２）を調整するための構造体に関し、この構造体は、弁（１２）に取り付けることができるハウジング（３１）を有しており、ハウジング（３１）の中には、駆動デバイス（３４）と相互作用する少なくとも１つの温度依存駆動エレメント（４１）が配置されており、この駆動エレメント（４１）によって駆動デバイス（３４）が駆動され、それにより静止位置（５７）と動作位置の間を移動することができ、駆動エレメント（４１）は、形状記憶合金から少なくとも１つのばねエレメントとして形成されており、駆動デバイス（３４）は、駆動エレメント（４１）の軸の方向に縦方向に移動することができ、また、駆動エレメント（４１）は、駆動デバイス（３４）の運動方向に対して実質的に縦方向に延在しており、また、駆動エレメント（４１）の内部空間（６１）と外部空間（６５）の間、および駆動デバイス（３４）の内部空間と外部空間の間に空気交換が提供されている。

Description

本発明は、復帰部材の作用を受ける弁体を有する弁をシフトさせるための構造体に関し、前記構造体は、弁に取り付けることができるハウジングを有しており、ハウジングは、駆動デバイスと協同する温度依存駆動部材を備えており、この温度依存駆動部材によって前記駆動デバイスが駆動され、それによりハウジングに対して、開始位置と動作位置の間を弁体の軸方向に移動することができる。

このタイプの構造体は、例えば加熱、換気および空気調和の分野で使用されている。さらに、このタイプの構造体は、弁動作をする弁が前記構造体によって駆動されるあらゆる種類のアプリケーションに使用することができる。したがって、例えば配管システムを通って流れる媒体の流量を修正し、さらには流れを遮断することも可能である。このタイプの弁は、例えば液体媒体またはガス状媒体の流量を調整することができる。

ＤＥ３１４０４７２Ｃ２に、弁に取り付けることができるハウジングの中に配置される構造体が開示されており、ハウジングは、温度依存膨張体が中に設けられているポット形駆動デバイスを備えている。この膨張体は、弁のプランジャを駆動している。弁のプランジャあるいは弁体のこのようなシフト運動は、発熱体として作用する電気抵抗体が駆動デバイスの底部に、温度依存膨張体と当接して配置されることによって生じる。この温度依存膨張体は気密封止金属ポットからなっており、変化する温度依存体積を持つ例えばワックスなどの材料が配置されている。加熱すると、前記ポット形膨張体の中に配置されている作動ピストンが押し出され、弁のプランジャに作用する。プランジャが開始位置に位置している場合、つまり膨張体を冷却させると、例えば弁を閉じることができる。

この構造体には、電気抵抗体素子の当接が端面当接であり、また、膨張体がワックスでできているため、例えばワックスを暖めて、そのポット形断面全体を膨張させるのに極めて長い予熱期間が必要であり、したがって駆動時におけるこのタイプの温度依存膨張体の反応が極めて遅い、という欠点がある。さらに、このタイプの膨張部材には、駆動デバイスが抱えている損傷の問題を防止するために比較的大きい過剰ストロークばねが必要である。

ＤＥ１０２００５０４５４３２Ａ１に、戻しばねの作用を受けるプランジャの設けられた弁をシフトさせるための構造体が開示されている。弁に取り付けられるハウジングは、作動ピストンと協同する温度依存駆動部材を収納している。駆動部材は、偏向可能な円板の形態の形をしており、プランジャの運動方向に対して実質的に横方向に延在している。この駆動部材は形状記憶合金からなっている。駆動部材は、プランジャの運動方向における２つの末端位置間の作動ピストンのシフトを許容しており、加熱すると、第１の末端位置、つまり印加形状記憶に対応する形を占有する。この構造体には、駆動部材が運動方向に対して横方向に延在しているため、直径つまり円周が極めて大きいハウジングを必要とする欠点がある。さらに、駆動部材の中央領域に配置された発熱体によって予熱されるため、駆動部材の駆動運動の達成を可能にする前記予熱に時間がかかり、また、不均一に予熱される。

ＤＥ３１４０４７２Ｃ２ ＤＥ１０２００５０４５４３２Ａ１

したがって、本発明の基になる目的は、冒頭で言及したタイプの、構造体体積が小さく、費用有効性が高い方法で製造することができ、かつ、開始位置と動作位置の間を移動させなければならない弁体を駆動する際の応答挙動が速い弁のシフト構造体を提供することである。

この目的は、本発明によれば、少なくとも１つの温度依存駆動部材が形状記憶合金でできた少なくとも１つのばね部材の形態の形をしており、駆動部材の軸の方向に縦方向に駆動デバイスが移動することができ、駆動デバイスの運動方向に対して実質的に長さ方向に駆動部材が延在し、かつ、ばね部材の内部と外部の間、および駆動デバイスの内部と外部の間の空気交換が可能な構造体によって達成される。

形状記憶合金でできたばね部材を使用することにより、形状記憶合金の組成に基づいて予め決定された動作点を使用して結晶構造体の相変化を達成することができ、したがって大きい駆動力と相俟った速やかな反応時間を達成することができるため、弁体の駆動運動の速やかな起動を達成することができる。少なくとも１つのばね部材の形態の駆動部材の構成のため、また、空気交換が提供されているため、さらに、駆動部材の個々の領域における熱の蓄積によって形状記憶合金の構造体が何ら非一様に変化しないよう、ばね部材全体あるいは複数のばね部材を一様に予熱することができ、したがって開始位置と動作位置の間でシフトさせるための駆動運動を起動することができる。したがって１つまたは複数のばね部材のほぼ一様な加熱および冷却が得られる。

したがって、形状記憶合金でできたばね部材の形態の温度依存駆動部材を使用することにより、速やかに、かつ、正確に弁を駆動することができるコンパクトな設計を達成することができる。

本発明の好ましい一構成によれば、少なくとも１つの渦巻ばねまたはコイルばねの形態、あるいは少なくとも１つの円板ばねの形態の駆動部材またはばね部材を実現するための準備がなされている。ばね部材をコイルばねまたは渦巻ばねとして構成することにより、ワイヤの直径および／またはコイルの直径および／またはコイルのピッチを選択することによって、必要なリフト力を容易な方法で弁体の駆動運動に適合させることができる。別法としては、少なくとも１つの円板ばねの形態または少なくとも１つの円板ばねアセンブリの形態のばね部材を実現するための準備を実施することも可能である。また、適切なサイズ、形状および材料の円板ばねを選択することにより、とりわけ駆動力に適合された選択を実施することも可能である。少なくとも１つのコイルばねと少なくとも１つの円板ばねの組合せ、または少なくとも１つのコイルばねと少なくとも１つの円板ばねアセンブリの組合せを選択して、ばね部材を構成することも可能であることは容易に理解されよう。さらに、ばね部材は、全く同じ形状記憶合金または異なる形状記憶合金を有する複数のコイルばねからなっていてもよい。同様に、円板ばねまたは円板ばねアセンブリについても同じことが言える。したがって、例えば弁体のステップ駆動運動を起動することができる。さらに、好ましくは実質的に運動の方向に沿って延在するばね部材として駆動部材を構成することにより、コンパクトな円周寸法を有するハウジングを達成することができる利点が得られ、それと同時に、この構成のばね部材によれば、膨張体を備えた駆動部材と比較すると長さが短いハウジングを形成することができる。

本発明の他の好ましい一構成によれば、ばね部材の内部に置かれた少なくとも１つの発熱体、またはばね部材の外部と結び付いている少なくとも１つの発熱体が設けられ、この発熱体は、少なくとも部分的に駆動部材の軸の方向に縦方向に延在している。この構成の発熱体によれば、軸の方向に縦方向であると見なされるため、駆動部材の一様な温度変化を達成することができ、それにより弁を駆動するための駆動部材の応答時間をより短くすることができる。好ましくは、発熱体をばね部材の内部に延在させるための準備がなされている。例えば、発熱体を駆動部材の一方の末端から駆動部材の内部へ延在させるための準備を実施することができる。同様に、ばね部材の外側の周囲に対する１つまたは複数の発熱体の配置についても同じことが言える。

本発明の他の好ましい一構成によれば、軸の方向に縦方向に延在する１つの発熱体または複数の発熱体に、開始位置に位置している場合の駆動部材の長さの少なくとも１／２に対応する総合長さを持たせるための準備がなされている。この方法によれば、速やかな応答挙動を得ることができる。開始位置に位置している場合のばね部材の長さの少なくとも１／３と３／４の間の範囲にわたって発熱体を延在させるための準備がなされていることが好ましい。いくつかのアプリケーションでは、駆動デバイスを開始位置から動作位置へシフトさせるためのばね部材の延長に際して、ばね部材のうちの発熱体と結び付いていない領域も同じく十分に温度変化の影響を受けるよう、開始位置に位置している場合のばね部材の長さのほぼ全体にわたって１つまたは複数の発熱体を延在させることができる。

本発明の他の好ましい一構成によれば、駆動部材は、個々の終端に設けられた発熱体を有しており、この発熱体は、少なくとも部分的に駆動部材の対向している終端の方向に延在している。この構造体には、互いに結び付いている端面と端面の間に形成された、発熱体と直接対向配置されていない駆動部材の領域は小領域しか存在しないと言う利点があり、前記ギャップ領域は、駆動部材の長さ全体にわたってほぼ一様な温度入力または温度変化を達成することができるよう、ほぼ全面的で軸方向にも出ていくかの如く熱放射で埋められる。

本発明の好ましい一構成によれば、駆動部材に対して軸の方向に縦方向に延在している発熱体は、管状、棒形またはかご様の形態で実現されている。この構成によれば、駆動部材を発熱体に対して同軸で位置することができ、発熱体は、発熱体の所与の実施形態の構成に応じて駆動部材の内部に配置されるか、あるいは駆動部材の外部に駆動部材を取り囲んで配置される。発熱体をばね部材の外部周囲に配置する場合、発熱体は、発熱体の内部の温度が高くならないよう、複数の開口を有するスリーブとして実現されることが場合によっては好ましい。

さらに、プレート形ボディの形態であることが好ましい電気発熱体が駆動デバイスの底部に設けられる。したがって駆動部材の端面を発熱体に直接当接させることができる。

さらに、ハウジングの内部を分離しているハウジング部分の上に電気発熱体を設けることも可能であり、また、電気発熱体は、プレート形ボディを有することができることが好ましい。そのようにすることにより、同じく駆動部材を電気発熱体に直接当接させることができる。

さらに、駆動デバイスの底部に配置された複数の発熱体の組合せ、ハウジングの内部を分離しているハウジング部分に配置された発熱体、および駆動部材に対して同軸で配置され、かつ、ばね部材に対して軸の方向に縦方向に延在している発熱体のうちの少なくとも１つが設けられることが場合によっては好ましい。

本発明の他の好ましい一構成によれば、電気抵抗体、詳細にはＰＴＣ抵抗体加熱の形態の電気発熱体を実現するための準備がなされている。このタイプの発熱体は、容易な方法で駆動することができ、また、制御可能に温度を変化させることができる。

本発明の他の好ましい一構成によれば、駆動部材の駆動運動を起動するために、プレート形発熱体を電気抵抗体、詳細にはＰＴＣ抵抗体として形成するための準備がなされており、さらに、プレート形発熱体の上に配置される少なくとも１つの発熱体、詳細には管状、棒形またはかご様の発熱体を熱伝導性材料から形成するための準備がなされている。このタイプの構造体によれば、費用有効性が高い構成が可能である。管状、棒形またはかご様の発熱体は、駆動部材に沿った一様な予熱が生じるよう、熱伝導性材料で構成されているため、これらの管状、棒形またはかご様の発熱体は、プレート形発熱体によって予熱され、棒形発熱体は駆動部材の内側および／または外側に延在する可能性がある。管状、棒形またはかご様の発熱体のために使用される熱伝導性材料は、例えば銅などであってもよい。

好ましい一構成によれば、かご様の形態の駆動デバイスであって、駆動部材が開始位置に位置すると、ハウジング部分と対向し、かつ、ハウジング部分に当接して、プランジャ、弁体、またはそれらの間に配置されているスラスト部材のための支持表面を形成するスラスト・リムを有していることが好ましい駆動デバイスを実現するための準備がなされている。スラスト・リムを備え、それと同時に、接触表面としてのスラスト・リムをハウジング部分に備えた駆動部材のこのポット形構成により、駆動部材を駆動デバイスの中に収納することができ、かつ、その中に堅固に配置することができる。さらに、少なくとも１つの発熱体を同様に駆動デバイスの中に堅固に配置することができる。そのため、アセンブリの個々のコンポーネントが互いに入れ子にされるか、あるいはどちらかと言えば互いに同軸で配置される単純で、かつ、コンパクトな構造体が可能である。したがって弁体の一方の接触表面に直接にスラスト・リムを当てることができる。別法としては、弁体の接触表面と協同するスラスト部材にスラスト・リムを接続することも可能である。駆動デバイスをかご様の構成にすることにより、局部熱蓄積が防止される。

本発明の他の好ましい一構成によれば、ハウジング・カバーと駆動デバイスのスラスト・リムの間に作用する渦巻ばねとして復帰デバイスを実現するための準備がなされている。したがってこの場合も駆動部材に対して復帰デバイスを同軸で配置することができ、構造体の軸方向の延長を短くすることができる。構造体の円周部分をより薄くしなければならない場合、ハウジング・カバーと駆動デバイスの底部の間に復帰デバイスを提供することができる。しかしながら、これは、軸方向の全体的な長さが長くなることになる。渦巻ばねの形態の復帰デバイスの一代替として、ハウジング・カバーと駆動デバイスの底部の間に作用する少なくとも１つの円板ばねとして復帰デバイスを実現することも可能である。さらに、別法として、少なくとも１つの渦巻ばねおよび少なくとも１つの円板ばねの組合せからなる復帰デバイスのための準備を実施することも可能であり、この復帰デバイスは、さらに、異なる形状記憶合金から形成することも可能である。

本発明の他の好ましい一構成によれば、復帰デバイスはハウジングの中に設けられており、ハウジング・カバーと駆動デバイスの間に作用し、また、好ましいことには、駆動部材がアイドル状態にある間、駆動デバイスを開始位置に配置している。このタイプの構造体の構成は、正規の位置に位置すると開く弁のために提供されることが好ましい。弁をシフトさせるための構造体を取り付けている間、弁体は閉位置に移される。復帰デバイスは、弁体を開始位置に保持する。弁を開く場合、駆動部材が駆動され、駆動部材は、弁体の上に設けられている復帰部材の助けを借りて復帰デバイスに作用し、１つまたは複数の発熱体への電流の供給に応じて弁体を開く。

本発明の他の好ましい一実施形態によれば、ハウジングの内部を横切っているハウジング部分に少なくとも１つの貫通孔を持たせるための準備がなされており、この貫通孔を介してスラスト部材を延在させ、あるいはこの貫通孔を介して弁体の接触表面を通過させることができる。前記少なくとも１つの貫通孔によって、駆動部材によってもたらされる駆動デバイスのリフト運動を弁体に、間接的、つまり少なくとも１つのスラスト部材を介して伝達することができ、あるいは弁体に直接伝達することができるよう、弁体と駆動デバイスのスラスト・リムの間の接続を提供することができる。スラスト部材は、接続状況に応じて、あるいは設置状況に応じて、とりわけ、弁体の支持表面に当てられるスラスト・プレートを使用して構成することができ、それにより弁体を閉位置および開位置のいずれかに配置することができる。

本発明の他の好ましい一構成では、開始位置に位置すると開く弁体を閉じるための駆動部材の駆動可能な閉じる力が、前記弁体に作用する復帰部材の復帰力より大きくなるようにするための準備がなされている。このタイプの構造体の構成は、開始位置に位置すると、駆動される弁が基本的に開位置に位置する場合に提供され、構造体は、弁体の閉運動が生じるように駆動されるように設計されている。この構造体の場合、追加復帰デバイスの必要性を除去することができ、したがって閉運動のための復帰部材に応じて、弁体を駆動するための駆動部材を適合させることができる。

本発明の一代替構成によれば、駆動部材の駆動可能な開く力が、復帰デバイスの復帰力および開く方向に作用する復帰部材の駆動力の和より大きくなるようにするための準備がなされている。したがってこの構造体が弁上に設置されると、少なくとも発熱体への第１の電流の供給後に弁体を開位置にシフトさせ、かつ、開位置で保持することができる。したがってこの構造体を駆動することにより、開く瞬間および開度の両方を特定的に設定することができる。

本発明の他の好ましい一構成によれば、ハウジング・カバーと内部空間を横切っているハウジング部分の間にギャップが設けられ、前記ギャップは、駆動デバイスを開始位置から動作位置へ移行させる際に、弁の開閉を駆動することができるよう、駆動デバイスの高さに加えて少なくともリフト距離を備えている。したがって、開始位置に位置すると弁体が閉じた状態で保持される実施形態、ならびに開始位置に位置すると弁体が開いた状態で保持される実施形態の場合、対応する個々の動作位置へ移動させることができるよう、十分なリフト運動を確実に提供することができる。

以下、本発明ならびに他の有利な実施形態およびその開発について、図面に示されている例を参照して記述し、かつ、説明する。本発明によれば、説明および図面に示されている特徴は、個々に適用することも、あるいは任意の組合せの複数の特徴として適用することも可能である。

弁に接続された本発明による一構造体の略断面図である。 図１による構造体の一代替実施形態の略断面図である。 図１による構造体の他の代替構成を示す図である。 図３の構造体とは異なる構造体の修正実施形態の略断面図である。 図３の構造体とは異なる構造体の修正実施形態の略断面図である。 図１の構造体とは異なる、一代替弁をシフトさせるための構造体の他の代替構成の略断面図である。

図１は、弁１２に取り付けられた構造体１１の第１の実施形態の略断面図を示したものである。弁１２は、供給開口１４および吐出開口１５を備えている。これらの間に、弁体１８と協同して供給開口１４と吐出開口１５の間の通路１９を開閉する弁座１７が設けられている。弁体１８は、弁本体２２から突出しているプランジャ２１を備えている。弁本体２２の中には、プランジャ２１に取り付けたストップ２４と、弁本体２２とに当接する復帰部材２３が設けられる。この弁１２は、開始位置に図示され、その上に構造体１１が配置されていない場合に開く。

構造体１１は、詳細には示されていないが例えばねじ接続またはクランプ接続によって弁本体２２に取り付けることができるハウジング３１を備えている。ハウジング３１の中には、少なくとも部分的にハウジング３１の内部へ延在しているハウジング部分３２が設けられている。ハウジング部分３２は、構造体１１の構成に対応している個々の機能ユニットを収納するためのマウンティングまたは孔を備えた連続ハウジング・プレートとして実現されていることが好ましい。ハウジング部分３２とハウジング・カバー３３の間に、ポット形ボディを備えた駆動デバイス３４が設けられる。このポット形ボディは、かご様の形態で実現されているか、あるいは少なくともその円筒形または円錐形の周囲壁３５の領域に形成された開口を有している。駆動デバイス３４は底部３６を備えている。この底部３６も同じくその中に形成された開口を有することができ、あるいは格子として実現することができる。その反対側には、ハウジング部分３２に支えられた支持表面３８を備えたスラスト・リム３７が設けられる。

駆動デバイス３４は、その中に配置された、形状記憶合金でできた少なくとも１つの駆動部材４１を有している。形状記憶合金（ＳＭＡとも呼ばれている）は、例えばＴｉＮｉ合金、Ｃｕ、Ｆｅ、等々をベースとする合金からなっていても、あるいは形状記憶プラスチックからなっていてもよい。これらの形状記憶合金は、所与の時間ポイントで正確に生じるようにそれらの開閉運動を設定することができるよう、所定の温度値で開始されるリフト運動を実施する方法で設計することができる。さらに、ばね部材の断面および／またはばね部材のワイヤ厚さを介して、また、ばね部材の材料および幾何構造体ならびに／またはそのピッチの選択を介して、開く力および／または閉じる力を選択し、かつ、設定することも可能であり、延いては開時間および／または閉時間を選択し、かつ、設定することができる。この駆動部材４１は、ばね部材として実現されている。例えば第１の実施形態によれば、一方が駆動デバイス３４の底部３６に、他方がハウジング部分３２に当てられる渦巻ばねまたはコイルばねが設けられる。別法としては、直列に配置された複数の全く同じばね部材または異なるばね部材を設けることも可能であり、これらのばね部材は、それらの形状記憶合金の構成が互いに異なっていても、また、それらのばね率が互いに異なっていてもよい。

ハウジング部分３２の内部には電気発熱体４３が設けられており、この電気発熱体４３は、駆動部材４１の終端が好ましくは発熱体４３全体にわたって当てられるよう、平らな延長部分を有していることが好ましい。発熱体は、詳細には示されていないが電源ラインを介して、同じく詳細には示されていないが電源または電圧源に接続された電気抵抗体、好ましくはＰＴＣ抵抗体として実現されている。

駆動デバイス３４の外側には、この実施形態ではコイルばねの形態で実現されている復帰デバイス４５が設けられる。この復帰デバイス４５は、一方がハウジング・カバー３３に、他方が駆動デバイス３４のスラスト・リムに当てられている。復帰デバイス４５の反対側では、スラスト部材４９がスラスト・リム３７の支持表面３８に当てられており、前記スラスト部材は、ハウジング部分３２に形成された貫通孔５１を貫通している。この実施形態によれば、前記スラスト部材４９は、スラスト・プレート５４を支持する少なくとも２つのスラスト・ピン５３を備えている。このスラスト・プレート５４は、ハウジング３１に形成された、中にプランジャ２１が突出している開口５５を覆っている。

駆動デバイス３４が開始位置５７に位置すると、スラスト・リム３７がハウジング部分３２に当てられる。これは、復帰部材２３の復帰力と相俟った非駆動状態では、復帰デバイス４５の駆動力の方が駆動部材４１の駆動力より大きいことによるものである。したがって弁体１８を閉位置に維持することができる。

通路１９を通過させるための所定の流量のガス状媒体または液体媒体を選択するために、発熱体４３にエネルギーが供給され、それにより少なくとも１つの駆動部材４１暖まる。形状記憶合金の相変化のため、少なくとも１つの駆動部材４１の長さが変化し、復帰デバイス４５に作用する。したがって駆動デバイス３４は、ハウジング・カバー３３に向かって移動する。また、駆動デバイス３４のスラスト・リム３７に堅固に接続することも、あるいは緩く接続することもできるスラスト部材４９も、復帰部材２３の駆動力のため、弁１２が開くよう、弁体１８と共に上に向かって移動する。弁体１８の所定の駆動変位、つまりリフト運動が生じると、詳細には示されていないが変位測定デバイスを介して直ちに発熱体４３への電流の供給を停止することができる。発熱体４３への電流の供給が停止されると、温度変化、つまり冷却のため、引き続いて弁体１８の閉運動が開始され、この閉運動は、通路１９が再び完全に閉じるまで継続される。続いて、必要に応じて所定の時間期間の間、もう一度発熱体４３にエネルギーが供給され、それにより再び弁が開く。この方法によれば、最少の駆動電力のみを利用して弁１２を開いた状態で保持することができる。パルス幅は、形状記憶合金でできている駆動部材４１の熱質量およびヒステリシスで決まる。

図１に示されている構造体の一代替として、スラスト部材４９を総じて省略するための準備、およびプランジャ２１上の接触表面２５を駆動デバイス３４のスラスト・リム３７に直接に当てるための準備を実施することも可能である。弁体１８に入力される電力は、中央部分を介した方法以外の他の方法で実施することも可能である。

図２は、図１とは異なる構造体１１の一代替構成を示したものである。同じ特徴に関する説明については、図１が参照されている。図２の構造体１１における相違は、復帰デバイス４５がコイルばねの形態ではなく、円板ばねの形態で実現されていることである。別法としては、互いに積み重ねられた複数の円板ばね、つまり円板ばねアセンブリを設けることも可能である。

別法としては、同じ設置方法に引き続いて、ガスまたは液体が充填された膨張エレメントあるいはワックス膨張エレメントを使用することも可能である。液体またはガスが充填された膨張エレメントは、例えばベロー・ボディまたは膜ボディとして実現され、ほとんどの場合、円筒の形をしている。頂部端面および底部端面は接触表面として実現されており、同じく加熱することができる。ワックス膨張膜が使用される場合、通常、ポット形または円筒形のメイン・ボディが設けられ、このメイン・ボディには、所定の温度まで加熱されると固体状態から液体状態に相が変化する若干のワックスなどが充填される。この体積変化は、ハウジング内に導かれているラムまたはパンチを介して伝達される。したがって、ばね部材の形態で実現された駆動部材の代わりにこのタイプのワックス膨張エレメントを既存の構造体の中に設置し、かつ、挿入することも同じく可能である。

さらに、この実施形態の場合、ハウジング部分４２ならびに駆動デバイス３４の底部３６に発熱体４３が設けられる。したがって両方の端面から駆動部材４１を加熱することができる。別法としては、駆動デバイス３４の底部３６にのみ発熱体を設けることも可能である。

図３ないし５は、図１の構造体とは異なる構造体の一代替実施形態を示したものである。この実施形態は、１つまたは複数の発熱体４３の構成のみが図１に示されている構成とは異なっている。それ以外は図１を参照する。

図３による実施形態では、発熱体４３は、管状または棒形の形態の形をした電気抵抗体の形態で実現されており、好ましくは駆動部材４１の内部６１を駆動部材４１に対して軸の方向に縦方向に延在している。発熱体４３の接続は、好ましくはハウジング部分３２を介して供給されている。この発熱体４３は、駆動部材４１の長さの本質的な部分に沿って延在している。したがって駆動部材４１全体を同時に加熱することができる。そのため、とりわけ駆動部材４１の速やかな応答挙動が可能であり、それが延いては弁１２の速やかな開きをもたらしている。駆動部材４１および発熱体４３の同軸構造体１１のため、ハウジング３１を有する構造体１１をコンパクトな円周寸法で設けることができる。さらに、この構造体は、軸方向のコンパクトな設計を提供することも可能である。

駆動デバイス３４の周囲壁３５は、ハウジング３１内の空気を一様に加熱および冷却することができるよう、複数の貫通孔、開口、等々を備えている。したがって蓄積した熱による駆動部材４１の部分加熱が防止され、対流による速やかな冷却が保証される。

図３に示されている構造体の一代替として、発熱体４３を駆動デバイス３４の底部３６に取り付けることも可能である。

図４は、図３の構造体とは異なる構造体１１の一実施形態を示したものである。この実施形態は、図２で説明したプレート形発熱体４３のみが修正されており、例えば熱伝導性材料からなっていてもよい棒形または管状の発熱体４４と組み合わされている。一代替として、発熱体４３、４４のこの構造体は、駆動デバイス３４の底部３６に設けることも可能である。別法としては、熱伝導性材料でできた発熱体４４の代わりに、図３に関連して説明した棒形または管状の発熱体４３を設けることも可能である。同様に、プレート形発熱体４３を駆動デバイス３４の底部３６に設け、かつ、図３による管状または棒形の発熱体４４をハウジング部分３２の上に設けることも可能である。この構成とは逆の構成も同じく想定されている。

図５は、図３および４の実施形態とは異なる他の代替実施形態を示したものである。構造体１１のこの実施形態では、図２と同様のプレート形発熱体４３が、例えばハウジング部分３２および駆動デバイス３４の底部３６の各々に、それぞれ図４に従って配置された棒形または管状の発熱体４４と組み合わせて設けられている。これらの管状発熱体４４は、駆動部材４１の内部６１に突出している。互いに向かって対向している発熱体４４の個々の終端６４は、互いに対して少なくとも若干の距離を隔てて配置されている。管状または棒形の発熱体４４の一代替として、図３で説明した管状または棒形の発熱体４３を設けることも可能である。

図３ないし５で説明した実施形態およびそれらの代替は、少なくとも１つの管状または棒形の発熱体４３を、駆動部材４１の内部６１に配置する代わりに、駆動デバイス３４の周囲壁３５と駆動部材４１の間に形成される駆動部材４１の外部６５に結び付けることも可能である点で修正することができる。熱の蓄積を回避するために、この実施形態では、少なくとも１つの発熱体４３は、十分な数の適切なサイズの開口を備えている。

内部６１ならびに外部６５には、１つまたは複数の発熱体４３および／または１つまたは複数の発熱体４４のうちの１つまたは複数を提供することができ、後者はプレート形発熱体４３に接続される。

液体またはガスが充填された膨張部材またはワックス膨張部材を、図３ないし５の上で言及した２つの設計変形態様に設置するために、また、これらの設計変形態様と共に使用するために適合させることができる。一方では、発熱体４３をスリーブの形にして、１つまたは複数の膨張部材を取り囲むことができ、他方では、１つまたは複数の膨張部材を内側から予熱するために、１つまたは複数の発熱体４３が中に突出するか、あるいは１つまたは複数の発熱体４３を挿入することができる１つまたは複数の凹所を備えたハウジングを１つまたは複数の膨張部材に持たせることができる。

図６は、図１とは異なる一代替実施形態を示したものである。この実施形態は、開始位置に位置すると開く弁１２を備えている。弁１２に作用する構造体１１は、復帰デバイス４５の必要性が除去されている点、および駆動部材４１または駆動デバイス３４の駆動運動、つまりリフト運動が、弁体１８の駆動運動に直接影響を及ぼす点で、図１による実施形態に対して異なっている。したがって、詳細にはＰＴＣ抵抗体素子として実現されている管状発熱体４３に電流が供給されると、駆動デバイス３４を開始位置５７から動作位置へシフトさせることができ、駆動デバイス３４が開始位置５７から動作位置へシフトすると、プランジャ２１の接触表面２５の瞬時作用のため、弁体１８の閉運動が同時に起動される。

この代替構成は、例えば、いわゆる優先スイッチング構造体に使用される。このタイプの優先スイッチング構造体は、加熱回路システム内を循環した加熱水が、毎日使用するための暖かい水を熱交換器を介して加熱する目的で使用される加熱回路システムに提供される。暖かい水が消費されたことが検出されると、弁１２が閉じるよう、構造体１１の発熱体４３にエネルギーが供給される。したがって加熱回路システムに流入する加熱水が遮断され、加熱システムのための加熱水は、すぐに使用するための、あるいは必要に応じて使用するための暖かい水を加熱する熱交換器に供給される。暖かい水の要求がなくなると、発熱体４３への電流の供給が停止され、加熱水は再び加熱回路システム内を循環する。

図１ないし５で説明した発熱体４３または発熱体４３および４４、ならびにそれらの変形態様のレイアウトおよび構成は、図６による構造体１１にも提供することができる。同様に、駆動部材４１およびその代替実施形態についても同じことが言える。

さらに、すべての実施形態において、駆動部材４１は、渦巻ばねまたはコイルばねの形態のばね部材として実現する代わりに、形状記憶合金でできた円板ばねの形態のばね部材として実現することも可能である。また、軸方向に作用するよう、渦巻ばねおよび円板ばねを互いに組み合わせて配置するための準備を実施することも同じく可能である。

１２ 弁； １８ 弁体； ２１ プランジャ； ２３ 復帰部材；
３１ ハウジング； ３４ 駆動デバイス；
４１ 温度依存駆動部材； ６１ 内部； ６５ 外部。

図４は、図３の構造体とは異なる構造体１１の一実施形態を示したものである。この実施形態は、図２で説明したプレート形発熱体４３のみが修正されており、例えば熱伝導性材料からなっていてもよい棒形または管状の発熱体４４と組み合わされている。一代替として、発熱体４３、４４のこの構造体は、駆動デバイス３４の底部３６に設けることも可能である。別法としては、熱伝導性材料でできた発熱体４４の代わりに、図３に関連して説明した棒形または管状の発熱体４４を設けることも可能である。同様に、プレート形発熱体４３を駆動デバイス３４の底部３６に設け、かつ、図３による管状または棒形の発熱体４４をハウジング部分３２の上に設けることも可能である。この構成とは逆の構成も同じく想定されている。

Claims (17)

1. 復帰部材（２３）の作用を受ける弁体（１８）を備えたプランジャ（２１）を有する弁（１２）をシフトさせるための構造体であって、前記構造体が、前記弁（１２）に取り付けることができるハウジング（３１）を有し、前記ハウジング（３１）の中に、駆動デバイス（３４）と協同する少なくとも１つの温度依存駆動部材（４１）が配置され、前記駆動部材（４１）によって前記駆動デバイス（３４）が駆動され、それにより開始位置（５７）と動作位置の間を移動することができる構造体において、前記駆動部材（４１）が、形状記憶合金でできた少なくとも１つのばね部材の形態で実現されること、前記駆動デバイス（３４）が前記駆動部材（４１）の軸の方向に縦方向に移動することができること、前記駆動部材（４１）が前記駆動デバイス（３４）の運動方向に対して実質的に長さ方向に延在していること、および前記駆動部材（４１）の内部（６１）と外部（６５）の間、および前記駆動デバイス（３４）の内部と外部の間に空気交換が提供されていることを特徴とする構造体。
2. 前記駆動部材（４１）が少なくとも１つの渦巻ばねまたはコイルばねの形態で実現され、あるいは少なくとも１つの円板ばねの形態で実現されることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
3. 前記駆動部材（４１）の前記内部（６１）を延在している少なくとも１つの発熱体（４３）、あるいは前記駆動部材（４１）の前記外部（６５）と結び付き、かつ、少なくとも部分的に前記軸の方向に縦方向に延在している少なくとも１つまたは複数の発熱体（４３）が提供されることを特徴とする請求項１または２に記載の構造体。
4. 前記軸の方向に縦方向に延在している前記１つの発熱体（４３）、または複数の発熱体（４３）が、前記開始位置（５７）に位置している場合の前記駆動部材（４１）の長さの少なくとも１／２に対応する総合長さを有することを特徴とする請求項３に記載の構造体。
5. 前記駆動部材（４１）の個々の終端が、前記終端と結び付いている、少なくとも部分的に前記駆動部材（４１）の対向している終端の方向に延在している発熱体（４３）を有することを特徴とする請求項３または４に記載の構造体。
6. 少なくとも１つの発熱体（４３）が、管状、棒形またはかご様の形態で実現されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の構造体。
7. 前記駆動デバイス（３４）の底部（３６）に、好ましくはプレート形ボディを持つ少なくとも１つの発熱体（４３）が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の構造体。
8. 前記ハウジング（３１）の内部を分離しているハウジング部分（３２）の上に少なくとも１つのプレート形発熱体（４３）が提供され、前記発熱体が少なくとも１つのプレート形ボディを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の構造体。
9. 前記発熱体（４３）が電気抵抗体、詳細にはＰＴＣ抵抗体素子として実現されることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の構造体。
10. 前記駆動部材（４１）の駆動運動を起動するために、プレート形発熱体（４３）が電気抵抗体、詳細にはＰＴＣ抵抗体素子として形成されることを特徴とし、また、前記プレート形発熱体（４３）の上に配置される少なくとも１つの発熱体（４４）、詳細には管状、棒形またはかご様の発熱体が熱伝導性材料から形成されることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の構造体。
11. 前記駆動デバイス（４３）がかご様の形態で実現され、好ましくは、前記駆動デバイス（４３）が開始位置（４７）に位置すると、前記ハウジング部分（３２）と対向し、かつ、前記ハウジング部分（３２）に当接して、プランジャ（２１）、弁体（１８）、またはそれらの間に配置されているスラスト部材（４９）のための支持表面（３８）を形成するスラスト・リム（３７）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造体。
12. ハウジング・カバー（３３）と前記駆動デバイス（３４）の間に作用し、好ましくは前記駆動部材（４１）がアイドル状態にある間、前記駆動デバイス（３４）を開始位置（５７）に配置する復帰デバイス（４５）が前記ハウジング（３１）内に提供されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の構造体。
13. 前記復帰デバイス（４５）が、前記ハウジング・カバー（３３）と前記駆動デバイスの前記スラスト・リム（３７）の間に作用する渦巻ばねとして実現されることを特徴とし、あるいは前記復帰デバイス（４５）が、ハウジング・カバー（３３）と前記駆動デバイス（３４）の底部（３６）の間に作用する少なくとも１つの円板ばねとして実現されることを特徴とする請求項１２に記載の構造体。
14. 前記ハウジング（３１）の内部を横切っている前記ハウジング部分（３２）が、少なくとも１つの貫通孔（５１）を有し、前記貫通孔（５１）を通ってスラスト部材（４９）が延在し、あるいは前記貫通孔（５１）を通って前記弁体（１８）の接触表面（２５）を通過させることができることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の構造体。
15. 開始位置に位置すると開く弁体（１８）を閉じるための前記駆動部材（４１）の駆動可能な閉じる力が、前記弁体（１８）に作用する前記復帰部材（２３）の復帰力より大きいことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の構造体。
16. 前記駆動部材（４１）の駆動可能な開く力が、前記復帰デバイス（４５）の復帰力と前記弁体（１８）の開く方向に作用する前記復帰部材（２３）の駆動力の和より大きいことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の構造体。
17. 前記駆動デバイス（３４）が開始位置（５７）から動作位置へ移行する際に、前記弁（１２）の開または閉が提供されるよう、前記ハウジング・カバー（３３）および内部を横切っている前記ハウジング部分（３２）がそれらの間に形成されたギャップを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の構造体。

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