DE19703042A1 - Strömungsregelvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsregelvor­ richtung zum Regeln der Strömungsmenge eines durch einen Ka­ nal strömenden Fluids. Insbesondere wird die Erfindung in ge­ eigneter Weise als Strömungsregelvorrichtung zur Regelung der Strömungsmenge von Heißwasser verwendet, das von einer Heiß­ wasser-Versorgungsquelle zu einem Heiz-Wärmetauscher strömt.

Als Strömungsregelvorrichtung zum Regeln der Strömungsmenge von Heißwasser, das von einer Heißwasser-Versorgungsquelle zu einem Heiz-Wärmetauscher in einem Heißwasserkreis strömt, ist beispielsweise die Strömungsregelvorrichtung bekannt, die in JP-A 5-248 558 offenbart ist und die nachfolgend unter Bezug­ nahme auf Fig. 27 und 28 beschrieben wird.

Gemäß Darstellung in Fig. 27 und 28 sind in einem Heißwasser­ kreis ein wassergekühlter Motor 2, der als Heißwasser-Versor­ gungsquelle dient, eine mechanische Wasserpumpe 3, die bei Kopplung mit dem Motor 2 in Betrieb steht, ein Heizkern 4 als Wärmetauscher zum Aufheizen von Luft, die in den Fahrgastraum eines Fahrzeugs auszublasen ist, und eine Motorpumpe 5 ange­ ordnet, die bei Zuführung von elektrischem Strom von einer Batterie aus (nicht dargestellt) in Betrieb steht. Des weite­ ren ist im Heißwasserkreis 1 ein Strömungsregelventil 6 zur Einstellung der Strömungsmenge des vom Motor 2 zum Heizkern 4 strömenden Heißwassers angeordnet. Mit 100 ist ein Kühler be­ zeichnet.

Das Strömungsregelventil 6 besitzt ein Ventilgehäuse 101, das einen Heißwasserkanal im Heißwasserkreis 1 bildet, und einen Solenoidbereich 102, der am Ventilgehäuse 101 befestigt ist. Das Ventilgehäuse 101 ist mit einer ersten Einlaßleitung 103 und einer ersten Auslaßleitung 104, die beide einen Heißwas­ serkanal vom Motor 2 zum Heizkern 4 bilden, mit einer zweiten Einlaßleitung 105 und einer zweiten Auslaßleitung 106, die beide einen zweiten Heißwasserkanal vom Heizkern 4 zum Motor 2 bilden, und einer Bypaßleitung 107 ausgestattet, die einen Bypaßkanal zur Bypaßführung von Heißwasser, das in die zweite Einlaßleitung 105 eintritt, direkt zur ersten Auslaßleitung 104 bildet.

Eine Welle 108 ist durch das Innere des Ventilgehäuses 101 und durch den Solenoidbereich 102 hindurchgeführt. Ventilele­ mente 111 und 112 sind an der Welle 108 vorgesehen. Mittels der Ventilelemente 111 und 112 ist dann, wenn ein erster Ver­ bindungskanal 109 zur Herstellung einer Verbindung zwischen der ersten Einlaßleitung 103 und der ersten Auslaßleitung 104 vollständig geschlossen ist, ein zweiter Verbindungskanal 110 zur Herstellung einer Verbindung zwischen der zweiten Einlaß­ leitung 105 und dem Bypaßkanal 107 vollständig geöffnet. An­ dererseits ist dann, wenn der erste Verbindungskanal 109 vollständig geöffnet ist, der zweite Verbindungskanal 110 vollständig geschlossen.

Wenn der Solenoidbereich 102 erregt ist und mittels einer Re­ geleinheit 113 geregelt wird, gelangt die Welle 108 in den in Fig. 27 dargestellten Zustand, bei dem der erste Verbindungs­ kanal 109 vollständig geschlossen und der zweite Verbindungs­ kanal 110 vollständig offen ist. In diesem Zustand wird kein Heißwasser mit hoher Temperatur vom Motor 2 zum Heizkern 4 geführt, so daß die Temperatur des Heizkerns sinkt. Wenn an­ dererseits der Solenoidbereich 102 durch die Regeleinheit aberregt wird, gelangt die Welle 108 in den in Fig. 28 darge­ stellten Zustand, bei dem der erste Verbindungskanal 109 vollständig geöffnet und der zweite Verbindungskanal 110 vollständig geschlossen ist. In diesem Zustand wird Heißwas­ ser mit hoher Temperatur vom Motor 2 zum Heizkern 3 geführt, so daß die Temperatur des Heizkerns steigt.

Die Regeleinheit 113 bestimmt ein vorbestimmtes Lastverhält­ nis entsprechend einer Soll-Temperatur des Heizkerns 4 und führt auf der Grundlage des so bestimmten Lastverhältnisses eine Lastregelung in Hinblick darauf durch, daß sich die Welle 108 zwischen der in Fig. 27 dargestellten Stellung und der in Fig. 28 dargestellten Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

Bei der obenbeschriebenen Strömungsregelvorrichtung treffen die Ventilelemente 111 und 112 mit Ventilsitzen zusammen, wenn sich die Welle 108 aus der in Fig. 27 dargestellten Stellung zu der in Fig. 28 dargestellten Stellung bewegt, und auch dann, wenn sich die Welle 108 aus der in Fig. 28 darge­ stellten Stellung zu der in Fig. 27 dargestellten Stellung bewegt, wodurch das Problem verursacht ist, daß ein Ventil­ aufschlaggeräusch entsteht.

Da des weiteren die Lastregelung zwischen der Stellung (Fig. 28), in der der erste Verbindungskanal 109 vollständig geöff­ net ist, und der Stellung (Fig. 27), in der Kanal 109 voll­ ständig geschlossen ist, durchgeführt wird, wenn sich die Welle 108 aus der in Fig. 28 angegebenen Stellung zu der in Fig. 27 angegebenen Stellung verschiebt, wird der erste Ver­ bindungskanal 109, in dem eine große Menge Heißwasser strömt, plötzlich vollständig geschlossen, was das Problem zur Folge hat, daß ein Wasserschlaggeräusch entsteht.

Da weiter die Lastregelung zwischen der Stellung, in der der erste Verbindungskanal 109 vollständig geöffnet ist, und der Stellung, in der der Kanal 109 vollständig geschlossen ist, durchgeführt wird, kann die Änderung der Temperatur des Heiz­ kerns 4 größer werden, wenn der Lastregelungszyklus nicht verkürzt wird. Wenn der Zyklus verkürzt wird, wird die Anzahl der Betätigungen der Welle 108 größer, wodurch das Problem verursacht wird, daß die Haltbarkeit beeinträchtigt wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorste­ hend angegebenen Probleme bei einer Strömungsregelvorrichtung zum Regeln der Strömungsmenge eines durch einen Kanal strö­ menden Fluids zu lösen.

Erfindungsgemäß besitzt die Strömungsregelvorrichtung einen Ventilkörper zum Einstellen der Strömungsmenge eines durch einen Fluidkanal hindurchströmenden Fluids, ein Ventilkörper-Betätigungsmittel zur Betätigung des Ventilkörpers und ein Regelmittel zum Regeln des Ventilkörper-Betätigungsmittels. Der Ventilkörper ist im Fluidkanal zu einer vorbestimmten Stellung hin in einer den Fluidkanal kreuzenden Richtung be­ wegbar angeordnet. Im Ventilkörper sind Öffnungen ausgebil­ det, durch die das Fluid hindurchtritt. Der Ventilkörper wird zu einer Stellung zwischen einer ersten Stellung, in der der Fluidkanal vollständig geschlossen ist, und einer zweiten Stellung, in der der Fluidkanal mittels irgendeiner der Öff­ nungen vollständig geöffnet ist, betätigt. Die Öffnungen be­ sitzen einen kleinen Flächenbereich, der den Fluidkanal dann, wenn sich der Ventilkörper in einer dritten Stellung zwischen der ersten und der zweiten Stellung befindet, mit einer klei­ neren Fläche öffnet, als dann, wenn dich der Ventilkörper in der zweiten Stellung befindet; und das Regelmittel führt eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittels derart durch, daß sich der Ventilkörper zwischen der ersten und der zweiten Stellung oder zwischen der dritten und der zweiten Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

Da der Ventilkörper zu einer vorbestimmten Stellung in einer den Fluidkanal kreuzenden Richtung bewegbar angeordnet ist, trifft bei dieser Bauweise der Ventilkörper nicht mit einem Ventilsitz zusammen. Daher tritt kein Ventilaufschlaggeräusch auf, wenn sich der Ventilkörper bewegt.

Wenn sich der Ventilkörper in der dritten Stellung befindet, öffnet ein kleinflächiger Bereich der Öffnungen den Fluidka­ nal. Die durch diesen kleinflächigen Bereich geöffnete Öff­ nungsfläche des Kanals ist kleiner als die durch eine Öffnung geöffnete Öffnungsfläche (vollständige Öffnungsfläche), wenn sich der Ventilkörper in der zweiten Stellung befindet. Die Regelung führt eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betäti­ gungsmittel derart durch, daß sich der Ventilkörper zwischen der ersten und der dritten Stellung oder zwischen der dritten und der zweiten Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

Sowohl in dem Fall, bei dem sich der Ventilkörper zwischen der ersten und der dritten Stellung bewegt, als auch in dem Fall, bei dem sich der Ventilkörper zwischen der dritten und der zweiten Stellung bewegt, kann der Grad der Änderung der Strömungsmenge des durch den Fluidkanal durchströmenden Fluids im Vergleich mit dem Fall, bei dem sich der Ventilkör­ per zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegt, in hohem Maße verkleinert werden. Erfindungsgemäß ist es daher möglich, die Probleme der Entstehung des Wasserschlagge­ räuschs und der Beeinträchtigung der Haltbarkeit zu lösen.

Hier ist die erste Stellung eine Stellung, in der kein Fluid durch den Fluidkanal hindurchströmt, die zweite Stellung eine Stellung, in der das Fluid durch den Fluidkanal mit der benö­ tigten maximalen Strömungsmenge hindurchströmen kann und die dritte Stellung eine Stellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung, wobei in dieser Stellung die Betä­ tigung des Ventilkörpers zur Zeit der Durchführung der Last­ regelung anzuhalten ist. Die dritte Stellung kann eine ein­ zelne Stellung sein oder mehrere Stellungen umfassen.

Wenn die dritte Stellung mehrere Stellungen umfaßt, können die kleinflächigen Bereiche in solcher Weise ausgebildet sein, daß die Öffnungsfläche des Kanals in einer dritten Stellung, die näher bei der zweiten Stellung liegt, größer ist als in einer dritten Stellung, die näher bei der ersten Stellung liegt, und führt das Regelmittel eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel derart durch, daß sich der Ventilkörper auch zwischen den mehreren dritten Stellun­ gen wiederholt hin- und herbewegt.

Entsprechend dieser Bauweise ist es möglich, eine geringfü­ gige Strömungsregelung durchzuführen.

Des weiteren kann der Ventilkörper aus einem Rotor bestehen, der in einem Ventilgehäuse, das einen Teil des Fluidkanals bildet, angeordnet ist.

Ferner kann der kleinflächige Bereich als eine unabhängige feine Öffnung, die der dritten Stellung entspricht, ausgebil­ det sein. Entsprechend gibt es in dem Fall der einzigen drit­ ten Stellung eine einzige feine Öffnung und in dem Fall von mehreren dritten Stellungen mehrere feine Öffnungen.

Des weiteren kann der kleinflächige Bereich eine Öffnung in der Form einer Nut aufweisen, die entlang der Außenfläche des Ventilkörpers ausgebildet ist.

Auf diese Weise können Fremdmaterialien, die im Fluid enthal­ ten sind, entlang der Nutgestalt, die an der Außenfläche des Ventilkörpers ausgebildet ist, leicht abgeführt werden, wo­ durch eine Beeinträchtigung der Strömungsregelfunktion in­ folge einer Verstopfung durch bzw. Ansammlung von Fremdmate­ rialien verhindert ist.

Des weiteren kann in der Öffnung mit der Nutgestalt der Ver­ bindungsbereich, dessen Nutbreite und Nuttiefe stufenweise vergrößert sind, als ein verjüngter Bereich ausgebildet sein; oder der Querschnitt der Öffnung mit der Nutgestalt kann in bogenförmiger Gestalt oder dreieckiger Gestalt ausgebildet sein.

Ferner kann das Regelmittel eine Lastregelung für das Ventil­ körper-Betätigungsmittel derart durchführen, daß sich der Ventilkörper zwischen benachbarten Stellungen abgesehen von der ersten bis dritten Stellung wiederholt hin- und herbe­ wegt.

Wenn die dritte Stellung eine einzige ist, führt das Regel­ mittel entsprechend eine Lastregelung für den Ventilkörper zwischen der ersten Stellung und der dritten Stellung und zwischen der dritten und der zweiten Stellung durch. Wenn die dritte Stellung mehrere Stellungen umfaßt, führt das Regel­ mittel entsprechend eine Lastregelung für den Ventilkörper zwischen der ersten Stellung und derjenigen dritten Stellung, die der ersten Stellung am nächsten benachbart ist, zwischen benachbarten dritten Stellungen und zwischen derjenigen drit­ ten Stellung, die der zweiten Stellung am nächsten benachbart ist und der zweiten Stellung durch.

Des weiteren kann das Regelmittel eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel derart durchführen, daß sich der Ventilkörper zwischen einer der benachbarten Stellungen abgesehen von der ersten bis dritten Stellung wiederholt hin- und herbewegt, und kann das Regelmittel des weiteren eine Analogregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel derart durchführen, daß sich der Ventilkörper zwischen anderen be­ nachbarten Stellungen abgesehen von der ersten bis dritten Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

Die vorliegende Erfindung kann unter Benutzung der Kombina­ tion der Lastregelung und der Analogregelung verwendet wer­ den.

Des weiteren kann die feine Öffnung mit der kleinsten Fläche in einer Größe ausgebildet sein, durch die hindurch Fremdma­ terial (Gießereisand) im Heißwasserkreis hindurchtreten kann, und führt das Regelmittel eine Lastregelung zwischen der er­ sten Stellung und einer Stellung durch, die der feinen Öff­ nung mit der kleinsten Fläche entspricht.

Bei dieser Bauweise ist in dem Fall einer einzigen dritten Stellung die feine Öffnung, die der dritten Stellung entspre­ chend ausgebildet ist, die feine Öffnung mit der kleinsten Fläche. In dem Fall von mehreren dritten Stellungen ist die feine Öffnung, die derjenigen dritten Stellung, die der er­ sten Stellung am nächsten benachbart ist, entsprechend ausge­ bildet ist, die feine Öffnung mit der kleinsten Fläche.

Daher wird dann, wenn die Soll-Strömungsmenge des durch den Fluidkanal hindurchströmenden Fluids extrem klein ist, die Lastregelung zwischen der ersten Stellung und derjenigen Stellung durchgeführt, die der feinen Öffnung mit der klein­ sten Fläche entspricht. Da jedoch die feine Öffnung mit der kleinsten Fläche eine Größe besitzt, durch die hindurch Fremdmaterial im Heißwasserkreis hindurchtreten kann, ist es möglich, eine feine Regelung für die Strömungsmenge des Heiß­ wassers durchzuführen, ohne daß die Öffnung mit dem Fremdma­ terial verstopft wird.

Des weiteren kann die Strömungsmenge des Heißwassers, das von einer Heißwasser-Versorgungsquelle aus zu einem Heiz-Wärme­ tauscher strömt, mittels der Strömungsregelvorrichtung der vorliegenden Erfindung geregelt werden.

Auf diese Weise kann die Entstehung eines Ventilaufschlagge­ räuschs des Ventilkörpers vermieden bzw. unterdrückt werden, und kann das Wasserschlaggeräusch verringert werden. Des wei­ teren kann die Temperaturveränderung des Heizkerns in dem Fall, bei dem der Lastregelungszyklus der gleiche wie beim Stand der Technik ist, verringert werden. Mit anderen Worten kann dann, wenn die Temperaturänderung die gleiche Bandbreite wie beim Stand der Technik aufweist, die Anzahl der Betäti­ gungen des Ventilkörpers verkleinert werden.

Die Erfindung von Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß die kleinflächigen Bereiche als unabhängige feine Öffnung oder Öffnungen in einer entsprechenden Beziehung zu der drit­ ten Stellung oder den dritten Stellungen ausgebildet sind.

In dem Fall einer einzigen dritten Stellung ist eine einzige solche feine Öffnung wie oben angegeben ausgebildet; und dann, wenn mehrere dritte Stellungen vorgesehen sind, sind mehrere derartige feine Öffnungen wie oben angegeben ausge­ bildet.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausfüh­ rungsformen derselben bei Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter erkennbar; in den Zeichnun­ gen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Heißwasserkrei­ ses, der bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Strömungsregelventil, das bei der sechsten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3;

Fig. 5A bis 5D Abwicklungsansichten eines Rotors bei der er­ sten Ausführungsform;

Fig. 6 ein Blockdiagramm des Regelsystems bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwi­ schen der Stellung des Rotors und dem Feststel­ lungswert Ta eines Temperatursensors bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 8 eine Ansicht gleich derjenigen von Fig. 4, wobei sich der Rotor in der dritten Stellung (a) befin­ det;

Fig. 9 eine Ansicht gleich derjenigen von Fig. 1, wobei sich der Rotor in der dritten Stellung (a) befin­ det;

Fig. 10 eine Ansicht gleich derjenigen von Fig. 4, wobei sich der Rotor in der dritten Stellung (b) befin­ det;

Fig. 11 eine Ansicht gleich derjenigen von Fig. 1, wobei sich der Rotor in der dritten Stellung (b) befin­ det;

Fig. 12 eine Ansicht gleich derjenigen von Fig. 4, wobei sich der Rotor in der zweiten Stellung befindet;

Fig. 13 eine Ansicht gleich derjenigen von Fig. 1, wobei sich der Rotor in der zweiten Stellung befindet;

Fig. 14 ein Diagramm mit der Darstellung der Veränderung des Feststellungswertes Ta, wenn gerade eine Lastrege­ lung des Rotors durchgeführt wird;

Fig. 15A bis 15D Abwicklungsansichten des Rotors bei einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 16 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwi­ schen der Stellung des Rotors und dem Feststel­ lungswert Ta bei der zweiten Ausführungsform;

Fig. 17A bis 17D Rotors bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18A bis 18D Abwicklungsansichten einer anderen Gestalt des Rotors bei der dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 19 einen Schnitt durch das Strömungsregelventil einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20A bis 20D Abwicklungsansichten zur Darstellung des Ro­ tors der vierten Ausführungsform;

Fig. 21A und 21B Schnittansichten zur Darstellung der in nut­ förmiger Gestalt ausgebildeten Öffnung, die am Ro­ tor der vierten Ausführungsform angeordnet ist;

Fig. 22A bis 22C geschnittene Ansichten zur Darstellung des Rotors, die die Abführungseigenschaft für Fremdma­ terialien bei der vierten Ausführungsform erläu­ tern;

Fig. 23A bis 23C geschnittene Ansichten zur Darstellung des Rotors, die die Abführungseigenschaft für Fremdma­ terialien bei der vierten Ausführungsform erläu­ tern;

Fig. 24A bis 24C geschnittene Ansichten zur Darstellung des Rotors, die die Abführungseigenschaft für Fremdma­ terialien bei der ersten bis dritten Ausführungs­ form erläutern;

Fig. 25 einen Schnitt zur Darstellung des Strömungsregelven­ tils einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 26A bis 26D Abwicklungsansichten zur Darstellung des Ro­ tors der fünften Ausführungsform;

Fig. 27 eine schematische Darstellung der Gesamtbauweise einer herkömmlichen Strömungsregelvorrichtung und

Fig. 28 eine weitere schematische Darstellung der Gesamtbau­ weise der herkömmlichen Strömungsregelvorrichtung.

Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Nachfolgend wird eine Strömungsregelvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 14 beschrieben, die zur Regelung der Strö­ mungsmenge von Heißwasser verwendet wird, das von einem Motor für ein Fahrzeug zu einem Heizkern strömt. Die Bauteile, die die gleichen wie diejenigen in Fig. 27 und 28 oder äquivalent mit diesen sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeich­ net, und ihre detaillierte Erläuterung ist daher weggelassen.

Gemäß Darstellung in Fig. 1 sind in einem Heißwasserkreis 1 ein wassergekühlter Motor 2, der als Heißwasser-Versorgungs­ quelle dient, eine Wasserpumpe 3, ein Heizkern 4 als Wärme­ tauscher zum Aufheizen von in den Fahrgastraum des Fahrzeugs auszublasender Luft und eine Motorpumpe 5 angeordnet. Im Heißwasserkreis 1 ist ein Strömungsregelventil 6 zum Einstel­ len der Strömungsmenge des Heißwassers vorgesehen, das vom Motor 2 zum Heizkern 4 strömt.

Die Bauweise des Strömungsregelventils 6 wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 beschrieben. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Strömungsregelventil 6 gesehen von der in Fig. 1 oberen Seite mit der Darstellung einer äu­ ßeren Abdeckung 19 in teilweise weggebrochenem Zustand. Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2; Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3; und Fig. 5 ist eine Abwicklungsansicht eines Seitenwandbereichs 8a eines Rotors 8.

Das Strömungsregelventil 6 ist mit einem Ventilgehäuse 7, einem Rotor 8 und einem Betätigungselement 9 ausgestattet.

Das Ventilgehäuse 7 ist mit einer Einlaßleitung 10 und einer Auslaßleitung 11, die beide einen Heißwasserkanal bilden, der sich vom Motor 2 aus zum Heizkern 4 hin erstreckt, und einer Bypaßleitung 12 ausgestattet, die einen Bypaßkanal zur Bypaß­ führung von Heißwasser vom Heizkern 4 aus direkt zur Auslaß­ leitung 11 hin bildet.

Der Rotor 8 ist mit einem zylindrischen Seitenwandbereich 8a, einem scheibenförmigen, oberen Flächenbereich 8b und einem Drehwellenbereich 8c ausgestattet, der so ausgebildet ist, daß er vom Zentrum des oberen Flächenbereichs 8b aus vor­ steht. Der Seitenwandbereich 8a, der obere Flächenbereich 8b und der Drehwellenbereich 8c sind einstückig aus Kunststoff ausgebildet. Die Unterseite des Rotors 8 ist offen. Der Sei­ tenwandbereich 8a ist im Ventilgehäuse 7 hinsichtlich des Drehwellenbereichs 8c so drehbar angeordnet, daß er die Strö­ mungsrichtung des Heißwassers in der Einlaßleitung 10 und der Bypaßleitung 12 kreuzt.

Der Seitenwandbereich 8a ist mit einer ersten Öffnung 8d mit einer Größe, durch die hindurch Fremdmaterial (beispielsweise Gießereisand) im Heißwasserkreis 1 hindurchtreten kann, mit einer zweiten Öffnung 8e mit einer Größe größer als diejenige der ersten Öffnung 8d und mit einer dritten Öffnung 8f mit einer Größe größer als diejenige der zweiten Öffnung 8e aus­ gebildet, die im wesentlichen zur Einlaßleitung 10 und zur Bypaßleitung 12 hin vollständig offen ist.

Eine innere Abdeckung 13, die eine Trennwand zwischen dem Rotor 8 und dem Betätigungselement 9 bildet, ist am Ventilge­ häuse 7 so befestigt, daß der Rotor 8 an einer Verschiebung in Vertikalrichtung gehindert ist. Zwischen dem Seitenwandbe­ reich 8a und dem Ventilgehäuse 7 sind Gummipackungen (elastische Dichtungselemente) 14a und 14b angeordnet. Die Gummipackungen 14a und 14b stehen mit dem Seitenwandbereich 8a und dem Ventilgehäuse 7 unter einem geeignetem Flächen­ druck in Berührung, um eine innere Leckage von Heißwasser zu verhindern.

Jede der Gummipackungen 14a und 14b ist so ausgebildet, daß sie ein rundes Durchtrittsloch in ihrem Zentrum aufweist. Ab­ gesehen von den runden Durchtrittslöchern der Gummipackungen 14a und 14b bilden die dem Seitenwandbereich 8a des Rotors 8 zugewandten Bereiche einen ersten Verbindungsdurchtritt 23 und einen zweiten Verbindungsdurchtritt 24.

Der Betätigungsbereich 9 umfaßt einen Gleichstrommotor 15, ein erstes Reduzierzahnrad 16, das mit einem Schneckenrad 15a an einer äußeren Welle des Gleichstrommotor 15 im Eingriff steht, ein zweites Reduzierzahnrad 17, das mit dem ersten Re­ duzierzahnrad 16 im Eingriff steht, und ein äußeres Zahnrad 18, das mit dem zweiten Reduzierzahnrad 17 im Eingriff steht und zentral am oberen Ende des Drehwellenbereichs 8c ange­ setzt ist. Diese Bauteile des Betätigungsbereichs 9 sind in dem Raum zwischen der inneren Abdeckung 13 und der äußeren Abdeckung 19 angeordnet. Mit dem oberen Ende des Drehwellen­ bereichs 8c ist ein Potentiometer 20 zur Feststellung der Drehstellung des Rotors 8 verbunden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 die Konfigura­ tion des Regelsystems beschrieben. Eine ECU (= electronic control unit [elektronische Regeleinheit]) 21 ist mit einem bekannten Mikrocomputer ausgestattet, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM etc. (nicht dargestellt) besteht. Wenn der Zündschalter (nicht dargestellt) für den Motor 2 einge­ schaltet wird, fließt elektrischer Strom von einer Batterie (nicht dargestellt) zu der ECU 21.

Mit den Eingangsanschlüssen der ECU 21 sind das Potentiometer 20 und ein Temperatursensor 22 zur Feststellung der Tempera­ tur des Heizkerns 4 elektrisch verbunden (insbesondere zur Feststellung der Temperatur der Luft unmittelbar nach deren Durchtritt durch den Heizkern 4).

Die Signale des Potentiometers 20 und des Temperatursensors 22 werden mittels eines A/D-Wandlers (nicht dargestellt), der in der ECU 21 vorgesehen ist, aus analoger Form in digitale Form umgewandelt; und die digitalen Signale werden an den Mi­ krocomputer abgegeben.

Die Ausgangsanschlüsse der ECU 21 sind mit der Motorpumpe 5 und dem Gleichstrommotor 15 elektrisch verbunden.

Die ECU 21 führt eine Lastregelung für den Gleichstrommotor 15 derart durch, daß sich der Rotor 8 zwischen benachbarten Stellungen von insgesamt vier Stellungen wiederholt hin- und herbewegt, die eine erste Stellung, eine dritte Stellung (a) eine dritte Stellung (b) und eine zweite Stellung gemäß Dar­ stellung in Fig. 5A bis 5D sind. Für jede dieser Stellungen wird die Beziehung zwischen der Stellung des Rotors 8 und der Strömung des Heißwassers im Heißwasserkreis 1 nachfolgend un­ ter Bezugnahme auf Fig. 1, 4, 5 und 7-13 beschrieben.

(Erste Stellung)

In der ersten Stellung befindet sich der Rotor 8 in der in Fig. 1 und 4 dargestellten Stellung, in der ein Verbindungs­ kanal 23 zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Ein­ laßleitung 10 und der Auslaßleitung 11 durch den Absperrbe­ reich 8g vollständig verschlossen ist, wie in Fig. 5A darge­ stellt ist. Andererseits ist ein zweiter Verbindungskanal 24 zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Bypaßleitung 12 und der Auslaßleitung 11 durch die dritte Öffnung 8f voll­ ständig geöffnet.

Wenn der Rotor 8 in der ersten Stellung anhält, schaltet die CPU 21 die Motorpumpe 5 ab. Daher strömt zu dieser Zeit Was­ ser vom Motor 2 aus nur in den Kühler 100 und nicht in den Heizkern 4, wie mit Hilfe von Pfeilen in Fig. 1 dargestellt ist. Bei Durchführung der Lastregelung des Gleichstrommotors 15 schaltet die CPU 21 die Motorpumpe 5 ein.

Entsprechend wird zu dieser Zeit der Feststellungswert Ta des Temperatursensors 22 zu T1 wie in Fig. 7. Demzufolge erlangt die Temperatur der in den Fahrgastraum des Fahrzeugs ausge­ blasenen Luft den maximalen Kühlzustand.

(Dritte Stellung (a))

In der dritten Stellung (a) befindet sich der Rotor 8 in der in Fig. 8 dargestellten Stellung, in der gemäß Darstellung in Fig. 5B der erste Verbindungskanal 23 mittels der ersten Öff­ nung 8d etwas geöffnet ist, während der zweite Verbindungska­ nal 24 durch die dritte Öffnung 8f vollständig geöffnet ist.

Zu diesem Zeitpunkt strömt, wie mit Hilfe von Pfeilen in Fig. 9 angegeben ist, Heißwasser mit hoher Temperatur vom Motor 2 aus selbstverständlich in den Kühler 100; und strömt eine kleine Menge desselben in den Heizkern 4. Zum selben Zeit­ punkt strömt Heißwasser mit niedriger Temperatur, das aus dem Heizkern 4 ausströmt, in die Bypaßleitung 12 und die Auslaß­ leitung 11 und wieder in den Heizkern 4.

Folglich wird der Feststellungswert Ta des Temperatursensors 22 zu T1, das höher als T1 gemäß Darstellung in Fig. 7 ist.

(Dritte Stellung (b))

In der dritten Stellung (b) befindet sich der Rotor 8 in der in Fig. 10 dargestellten Stellung, in der gemäß Darstellung in Fig. 5C der erste Verbindungskanal 23 mit einer größeren Fläche im Vergleich zu Fig. 5B geöffnet ist, während der zweite Verbindungskanal 24 durch die dritte Öffnung 8f voll­ ständig geöffnet ist.

Zu diesem Zeitpunkt strömt, wie mit Hilfe von Pfeilen in Fig. 11 ausgebildet ist, Heißwasser mit hoher Temperatur vom Motor 2 aus selbstverständlich in den Kühler 100; und strömt eine im Vergleich zu Fig. 9 größere Menge desselben auch in den Heizkern 4. Zum selben Zeitpunkt strömt Heißwasser mit nied­ riger Temperatur, das aus dem Heizkern 4 ausgeströmt ist, in die Bypaßleitung 12 und die Auslaßleitung 11 wieder in den Heizkern 4.

(Zweite Stellung)

In der zweiten Stellung befindet sich der Roter 8 in der in Fig. 12 dargestellten Stellung, in der gemäß Darstellung in Fig. 5D der erste Verbindungskanal 23 durch die dritte Öff­ nung 8f vollständig geöffnet ist, während der zweite Verbin­ dungskanal 24 durch den Absperrbereich 8g vollständig ge­ schlossen ist.

Zu diesem Zeitpunkt strömt, wie mit Hilfe von Pfeilen in Fig. 13 angegeben ist, Heißwasser mit hoher Temperatur vom Motor 2 aus selbstverständlich in den Kühler 100, aber auch durch den Heizkern 4 in einem solchen Ausmaß hindurch, daß das maximale Heizvermögen erreicht wird. Zum selben Zeitpunkt strömt Heiß­ wasser mit niedriger Temperatur, das aus dem Heizkern 4 aus­ geströmt, direkt zum Motor 2 zurück, ohne durch die Bypaßlei­ tung 12 und die Auslaßleitung 11 wieder in den Heizkern 4 einzuströmen.

Folglich wird der Feststellungswert Ta des Temperatursensors 22 zu der maximalen Temperatur T4 wie in Fig. 7, so daß die Temperatur der in den Fahrgastraum ausgeblasenen Luft den ma­ ximalen Heizzustand erreicht.

Somit nimmt der Feststellungswert Ta des Temperatursensors 22 Werte gemäß Darstellung in Fig. 7 entsprechend den obenge­ nannten Stellungen an. Wenn die Solltemperatur des Heizkern 4 im Bereich zwischen T1 und T2 liegt, bestimmt die ECU 21 in geeigneter Weise ein Lastverhältnis auf der Grundlage der Solltemperatur. Dann führt die ECU auf der Grundlage des Lastverhältnisses eine Lastregelung für den Gleichstrommotor 15 derart durch, daß sich der Rotor 8 zwischen der ersten Stellung und der dritten Stellung (a) wiederholt hin- und herbewegt.

Wenn beispielsweise die Solltemperatur des Heizkerns 4 bei T12 in Fig. 7 liegt, bestimmt die ECU 21 das Lastverhältnis gemäß Fig. 14 auf der Grundlage der Solltemperatur T12. Ins­ besondere stellt die ECU 21 die Zeitperiode für das Anhalten des Rotors 8 in der ersten Stellung auf t1 (Sekunden) und die Zeitperiode für das Anhalten des Rotors in der dritten Stel­ lung (b) auf t2 (Sekunden) ein, und führt die ECU 21 dann eine Lastregelung für den Gleichstrommotor 15 entsprechend dem Lastverhältnis durch. Die in Fig. 14 ersichtliche Zeitab­ weichung t0 ist durch die Strömungsweglänge zwischen dem Heizkern 4 und dem Strömungsregelventil 6 im Heißwasserkreis oder durch die Reaktionsverzögerung infolge des Einflusses des Kühlvermögens des Heizkerns 4 verursacht.

In gleicher Weise bestimmt dann, wenn die Solltemperatur des Heizkerns 4 im Bereich zwischen T2 und T3 liegt, die ECU 21 in geeigneter Weise ein Lastverhältnis auf der Grundlage der Solltemperatur, und führt sie eine Lastregelung für den Gleichstrommotor 15 zwischen der dritten Stellung (a) und der dritten Stellung (b) entsprechend dem Lastverhältnis durch. Wenn die obengenannte Solltemperatur im Bereich zwischen T3 und T4 liegt, bestimmt die ECU 21 in geeigneter Weise ein Lastverhältnis auf der Grundlage der Solltemperatur, und führt sie eine Lastregelung für den Gleichstrommotor 15 zwi­ schen der dritten Stellung (b) und der zweiten Stellung ent­ sprechend dem Lastverhältnis durch.

Da entsprechend dieser Ausführungsform wie oben beschrieben der Rotor 8 zu einer vorbestimmten Stellung innerhalb des Ventilgehäuses 7 in einer solchen Weise drehbar angeordnet ist, daß der Seitenwandbereich 8a die Strömungsrichtung des Heißwassers in der Einlaßleitung 10 und der Bypaßleitung 12 kreuzt, tritt das Phänomen, daß der Ventilkörper mit einem Ventilsitz zusammentrifft bzw. auf diesem auftrifft, nicht auf; auch tritt das Problem nicht auf, daß ein Ventilauf­ schlaggeräusch beim Drehen des Rotors 8 entsteht.

Darüber hinaus werden die dritten Stellungen (a) und (b) zwi­ schen der ersten und der zweiten Stellung ausgebildet, und wird die Lastregelung des Gleichstrommotors 15 so durchge­ führt, daß sich der Rotor 8 zwischen der ersten und der drit­ ten Stellung (a), zwischen der dritten Stellung (a) und der dritten Stellung (b) und zwischen der dritten Stellung (b) und der zweiten Stellung wiederholt hin- und herbewegt. Daher kann im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Lastregelung so durchgeführt wird, daß sich der Rotor 8 zwischen der ersten und der zweiten Stellung wiederholt hin- und herbewegt, die Veränderung der Strömungsmenge verkleinert werden, und kann das Wasserschlaggeräusch verringert werden.

Des weiteren wird mit der Strömungsregelvorrichtung dieser Ausführungsform im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Last­ regelung so durchgeführt wird, daß sich der Rotor 8 zwischen der ersten und der zweiten Stellung wiederholt hin- und her­ bewegt, die Änderung der Temperatur des Heizkerns verringert, dies in dem Fall, daß bei dem Lastregelungszyklus (t1 + t2 in Fig. 14) beide die gleichen sind. Daher wird bei dieser Aus­ führungsform im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Lastrege­ lung derart durchgeführt wird, daß sich der Rotor 8 zwischen der ersten und der zweiten Stellung wiederholt hin- und her­ bewegt, die Anzahl der Betätigungen des Rotors 8 verringert, dies in dem Fall, daß sich beide in gleichem Bereich der Tem­ peraturänderung befinden.

Da des weiteren die erste Öffnung 8d in einem solchen Ausmaß ausgebildet ist, daß Fremdmaterial (beispielsweise Gießerei­ sand) im Heißwasserkreis 1 dort hindurchtreten kann, kann das Problem, daß das Innere des Strömungsregelventils 6 mit dem Fremdmaterial verstopft wird, sogar bei einer extrem kleinen Strömungsregelfläche verhindert werden, bei der eine extrem kleine Menge Heißwasser vom Motor 2 aus durch den Heizkern 4 hindurchströmt, beispielsweise durch die Fläche, die bei der Lastregelung zwischen der ersten Stellung und der dritten Stellung (a) durchgeführt wird.

Da des weiteren die erste und die zweite Öffnung 8d bzw. 8e unabhängig entsprechend der dritten Stellung (a) und der dritten Stellung (b) ausgebildet sind, ist es selbst dann, wenn der Rotor 8 in einer Stellung, die etwas von der dritten Stellung (a) oder (b) infolge der Beeinträchtigung der Anhal­ testellungsgenauigkeit oder dergleichen zu der Zeit der Durchführung der Lastregelung zwischen der ersten Stellung und der dritten Stellung (a), zwischen den dritten Stellungen (a) und (b) und zwischen der dritten Stellung (b) und der zweite Stellung abweicht, anhält, möglich, die Strömungsmenge des vom Motor 2 aus zum Heizkern 4 hin strömenden Heißwassers konstant zu halten.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 und 16 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie­ ben.

Bei dieser Ausführungsform wird nur eine einzige Stellung als dritte Stellung ausgebildet. Die ECU 21 führt eine Lastrege­ lung für den Gleichstrommotor 15 derart durch, daß sich der Rotor 8 zwischen der in Fig. 15A dargestellten ersten Stel­ lung und der in Fig. 15B dargestellten dritten Stellung wie­ derholt hin- und herbewegt. Zwischen der dritten Stellung und der in Fig. 15D dargestellten zweiten Stellung führt die ECU eine analoge Regelung so durch, daß der Motor 8 an irgendei­ ner Stelle zwischen den beiden Stellungen anhält.

Im Seitenwandbereich 8a des Rotors 8 ist daher eine erste Öffnung 8d entsprechend der dritten Stellung ausgebildet. Die Größe der ersten Öffnung 8d ist die gleiche wie diejenige der ersten Öffnung 8d, die bei der ersten Ausführungsform ausge­ bildet ist. Im Seitenwandbereich 8a ist auch eine zweite Öff­ nung 8h so ausgebildet, daß die Öffnungsfläche des ersten Verbindungskanals 23 allmählich größer wird, wenn sich der Rotor 8 aus der dritten Stellung zu der zweiten Stellung dreht.

Bei dieser zweiten Ausführungsform kann die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.

Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform ist eine unab­ hängige, kleine bzw. winzige Öffnung oder sind unabhängige kleine bzw. winzige Öffnungen entsprechend der dritten Stel­ lung bzw. den dritten Stellungen ausgebildet. Bei der in Fig. 17 und 18 dargestellten dritten Ausführungsform sind jedoch fortlaufende Öffnungen 8i und 8j ausgebildet, und sind die kleinflächigen Bereiche durch schraffierte Bereiche 80i und 80j der Öffnungen 8i und 8j gemäß Darstellung in Fig. 17C und 18C ausgebildet. In diesem Fall kann die Lastregelung zwi­ schen jeder der Stellungen wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt werden, oder kann eine Kombination der Lastrege­ lung und der Analogregelung wie bei der zweiten Ausführungs­ form Anwendung finden.

Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 19 bis 23 beschrieben.

Bei der obigen ersten bis dritten Ausführungsform sind die Öffnungen 8d bis 8f, 8h bis 8j am Seitenwandbereich 8a des Rotors 8 als Löcher gestaltet, die durch den Seitenwandbe­ reich 8a hindurchgeführt wird. Jedoch ist bei der vierten Ausführungsform als Öffnung, die am Seitenwandbereich 8a des Rotors 8 angeordnet ist, eine Öffnung 8k mit nutförmiger Ge­ stalt ausgebildet, die sich entlang der äußeren Umfangsfläche des Seitenwandbereichs 8a des Rotors 8 erstreckt.

Bei der obigen ersten bis dritten Ausführungsform sind die Öffnungen 8d bis 8f, 8h bis 8j als am Seitenwandbereich 8a ausgebildete Durchgangslöcher gestaltet, so daß gemäß Dar­ stellung in Fig. 24 Fremdstoffpartikel X (Gießereisand und dergleichen im Heißwasserkreis) größer als der Lochdurchmes­ ser der ersten Öffnung 8d in die erste Öffnung 8d einströmen, die einen minimalen Flächenbereich bildet. Die Fremdstoffpar­ tikel bilden in der ersten Öffnung 8d eine Verstopfung und werden sogar dann nicht abgeführt, wenn die Drehstellung des Rotors 8 verändert wird, so daß die Strömungsmenge des Heiß­ wassers nicht in günstiger Weise geregelt werden kann.

Zur Verhinderung dieses Phänomens kann der Lochdurchmesser der ersten Öffnung 8d größer als derjenige der Fremdstoffpar­ tikel, die in die Öffnung einströmen, eingestellt sein. Wenn jedoch der Durchmesser größer eingestellt ist, kann die Strö­ mungsmenge des Heißwassers während des Öffnens der ersten Öffnung 8d um mehr als einen vorbestimmten Wert vergrößert werden, wodurch die Regelungscharakteristik für die Strö­ mungsmenge beeinträchtigt wird.

Demzufolge ist es schwierig, gleichzeitig die Verhinderung die Bildung einer Verstopfung an der Öffnung mit kleiner Flä­ che, die durch das Strömen von Fremdstoffpartikeln verursacht ist, und eine gewünschte Regelungscharakteristik für die Strömungsmenge an den Öffnungen 8d bis 8f und 8h bis 8j, die bei der ersten bis dritten Ausführungsform die Gestalt von Durchgangslöchern aufweisen, zu erreichen.

In Hinblick hierauf verwendet die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Gestalt der Öffnung, die in der Lage ist, Fremdstoffpartikel leicht zu beseitigen, selbst wenn die Fremdstoffpartikel im Heißwasserstrom in der Öffnung eingemischt sind.

Bei der vierten Ausführungsform ist gemäß Darstellung in Fig. 19 bis 23 die Öffnung 8k, die einen nutförmig gestalteten Be­ reich aufweist, der sich entlang der äußeren Umfangsfläche des Seitenwandbereichs 8a des Rotors 8 erstreckt, im Seiten­ wandbereich 8a ausgebildet. Diese Öffnung 8k wird nachfolgend im Detail beschrieben. Gemäß Darstellung in der Abwicklungs­ ansicht des Rotors in Fig. 20 besteht die Öffnung 8k aus er­ sten bis fünften Öffnungen 8k₁ bis 8k₅. Die erste Öffnung 8k₁ bis vierte Öffnung 8k₄ ist je in nutförmiger Gestalt aus­ gebildet, und die Nutbreite und die Nuttiefe (mit anderen Worten die Öffnungsfläche) sind aufeinanderfolgend schritt­ weise von der ersten Öffnung 8k₁ bis zur vierten Öffnung 8k₄ vergrößert.

Demgemäß entspricht die erste Öffnung 8k₁ der ersten Öffnung 58d mit der minimalen Öffnungsfläche bei der ersten und der zweiten Ausführungsform. Des weiteren besitzt die fünfte Öff­ nung 8k₅ die Gestalt eines Durchgangslochs, das durch den zy­ lindrischen Seitenwandbereich 8a hindurchgeführt ist, und entspricht die fünfte Öffnung 8k₅ der dritten Öffnung 8f mit der maximalen Öffnungsfläche bei der ersten Ausführungsform.

Dann sind der Verbindungsbereich zwischen der ersten Öffnung 8k₁ bis vierten Öffnung 8k₄ mit nutförmiger Gestalt und ein weiterer Verbindungsbereich zwischen der ersten Öffnung 8k₁ und der äußeren Umfangsfläche des Seitenwandbereichs 8a nicht als gestufter Bereich gemäß Darstellung in Fig. 19 ausgebil­ det, sondern sind diese Bereiche zu einem allmählich verjüng­ ten Bereich 8k₆ ausgebildet, wodurch Feststoffpartikel wie Gießereisand und dergleichen im Heißwasserkreis in günstiger Weise abgeführt werden.

Des weiteren wird zur weiteren Verbesserung der Leistung der Abführung von Fremdstoffpartikeln bevorzugt, daß die erste Öffnung 8k₁ bis vierte Öffnung 8k₄ je mit nutförmiger Gestalt zu einer bogenförmigen Querschnittsgestalt mit einer glattge­ wölbten Fläche gemäß Darstellung in Fig. 21A oder zu einer dreieckigen Querschnittsgestalt ausgebildet sind, wobei diese in Richtung auf den Nutbodenbereich gemäß Darstellung in Fig. 21B allmählich enger bzw. schlanker ausgebildet ist.

Wenn der Querschnitt der Nut rechteckig ist, kommen die Fremdstoffpartikel am Eckbereich der rechteckigen Gestalt des Querschnitts zur Anlage, so daß die Fremdstoffe nicht in gün­ stiger Weise beseitigt werden können. Wenn jedoch der Quer­ schnitt der Nut bogenförmig oder dreieckig gemäß Darstellung in Fig. 21A und 22B gestaltet ist, ist die Möglichkeit, daß die Fremdstoffe an den Ecken zur Anlage kommen, verringert, wodurch die Fremdstoffe in günstiger Weise beseitigt werden.

Fig. 22A zeigt einen Zustand, bei dem die Fremdstoffpartikel X, beispielsweise Gießereisand und dergleichen im Heißwasser, in die zweite Öffnung 8k₂ einströmen, wenn sich die Drehstel­ lung des Rotors 8 in einer Stellung mit einem kleinen Öff­ nungsgrad befindet, d. h. wenn eine Stelle in der Nähe der zweiten Öffnung 8k₂ mit dem ersten Verbindungskanal 23 in Verbindung steht. Entsprechend dieser Ausführungsform sind die Nutbreite und die Nuttiefe aufeinanderfolgend von der zweiten Öffnung 8k₂ zur vierten Öffnung 8k₄ vergrößert, und ist gleichzeitig der Verbindungsbereich zwischen allen Öff­ nungen nicht in gestufter Gestalt ausgebildet, sondern in einer verjüngten Gestalt, so daß dann, wenn die Drehstellung des Rotors 8 allmählich zu einem großen Öffnungsgrad gemäß Darstellung in Fig. 22B und 22C bewegt wird, die Fremdstoff­ partikel X durch den Druck des Heißwassers gedrückt und leicht zu der Stellung der fünften Öffnung 8k₅ bewegt werden und die Fremdstoffpartikel X innerhalb des Rotors 8 strömen und in Richtung auf die Auslaßleitung 11 abgeführt werden.

Fig. 23A, 23B und 23C zeigen im Gegensatz zu Fig. 22 den Fall, bei dem die Drehstellung des Rotors 8 aus der Stellung mit einem kleinen Öffnungsgrad zur vollständig geschlossenen Stellung gedreht ist. Auch in diesem Fall ist der Verbin­ dungsbereich zwischen allen Öffnungen und der Verbindungsbe­ reich zwischen der ersten Öffnung 8k₁ und der äußeren Um­ fangsfläche des Seitenwandbereichs 8a nicht als gestufter Be­ reich, sondern in einer verjüngten Gestalt ausgebildet, und ist der Querschnitt aller Öffnungen entweder in einer bogen­ förmigen oder dreieckigen Gestalt gemäß Darstellung in Fig. 21 ausgebildet. Daher können die Feststoffpartikel X, wenn sie zu einer Stelle in der Nähe der zweiten Öffnung 8k₂ ge­ strömt sind, leicht auf die äußere Umfangsfläche des Seiten­ wandbereichs 8a durch die erste Öffnung 8k₁ hindurch gedrückt werden.

Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Bei der vorgenannten vierten Ausführungsform werden die Nut­ breite und die Nuttiefe (mit anderen Worten die Öffnungsflä­ che) der ersten Öffnung 8k₁ bis vierten Öffnung 8k₄, die in nutförmiger Gestalt in der Öffnung 8k ausgebildet sind, auf­ einanderfolgend schrittweise von der ersten Öffnung 8k₁ in Richtung auf die vierte Öffnung 8k₄ allmählich vergrößert. Bei der fünften Ausführungsform besteht jedoch gemäß Darstel­ lung in Fig. 25 und 26 die Öffnung 8k aus der ersten Öffnung 8k₇, die in nutförmiger Gestalt ausgebildet ist, und aus der zweiten Öffnung 8k₈, die als Durchgangsloch ausgebildet ist, und werden die Nutbreite und die Nuttiefe (mit anderen Worten die Öffnungsfläche) der ersten Öffnung 8k₇ aufeinanderfolgend in Richtung auf die zweite Öffnung 8k₈ fortlaufend vergrö­ ßert.

Das heißt, die erste Öffnung 8k₇ ist derart ausgebildet, daß die Nutbreite und die Nuttiefe von Bereichen, die der ersten Öffnung 8k₁ bis vierten Öffnung 8k₄ entsprechen, die bei der vierten Ausführungsform in nutförmiger Gestalt ausgebildet sind, kontinuierlich vergrößert, wodurch die Abgabeeigen­ schaft in Hinblick auf Fremdstoffpartikel X verbessert ist. Des weiteren ist die zweite Öffnung 8k₈ die gleiche wie die fünfte Öffnung 8k₅ der vierten Ausführungsform.

Sogar bei der fünften Ausführungsform ist die Querschnittsge­ stalt der ersten Öffnung 8k₇ vorzugsweise entweder in einer bogenförmigen oder dreieckigen Gestalt gemäß Darstellung in Fig. 21 ausgebildet.

Obwohl der Rotor 8, der als Ventilkörper bei den obigen Aus­ führungsformen verwendet wird, ein solcher des Drehtyps ist, bei dem der Rotor im Ventilgehäuse 7 gedreht wird, kann der Ventilkörper des weiteren ein solcher des hin- und hergehen­ den Typs sein, bei dem der Ventilkörper im Ventilgehäuse 7 hin- und herbewegt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevor­ zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beach­ ten, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen für den Fachmann erkennbar sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung ge­ mäß deren Definition in den beigefügten Ansprüchen fallend zu verstehen.

Claims (13)

1. Strömungsregelvorrichtung zum Regeln eines in einem Fluidkanal strömenden Fluids, umfassend:
einen Ventilkörper (8), der innerhalb des Fluidkanals zu einer vorbestimmten Stellung in einer den Fluidkanal kreuzen­ den Richtung bewegbar angeordnet ist, wobei der Ventilkörper (8) einen Absperrbereich (8g) zum Absperren einer Strömung des Fluids und Öffnungen (8d-8f, 8h-8j), durch die hindurch das Fluid strömt, zum Einstellen der Strömungsmenge des Fluids entsprechend einem Öffnungsbereich des Fluidkanals aufweist, der durch die Öffnungen (8d-8f, 8h-8j) definiert ist;
ein Ventilkörper-Betätigungsmittel (15) zum Betätigen des Ventilkörpers (8) in der kreuzenden Richtung und
ein Regelmittel (21) zum Regeln des Ventilkörper-Betätigungs­ mittels (15) derart, daß der Ventilkörper (8) zu einer Stel­ lung zwischen einer ersten Stellung, in der der Fluidkanal vollständig durch den Absperrbereich (8g) geschlossen ist, und einer zweiten Stellung betätigt wird, in der der Fluidka­ nal durch irgendeine der Öffnungen (8d-8f, 8h-8k) vollständig geöffnet ist, wobei
die Öffnungen (8d-8f, 8h-8k) kleinflächige Bereiche (8d, 8e, 80i, 80j, 8k₁-8k₄, 8k₇) aufweisen, die den Fluidkanal dann, wenn sich der Ventilkörper (8) in einer dritten Stellung zwi­ schen der ersten und der zweiten Stellung befindet, mit einer Fläche kleiner als dann, wenn sich der Ventilkörper in der zweiten Stellung befinden, öffnet, und
das Regelmittel (21) eine Lastregelung für das Ventilkörper- Betätigungsmittels (15) derart durchführt, daß sich der Ven­ tilkörper (8) zwischen der ersten und der dritten Stellung oder der zwischen der dritten und der zweiten Stellung wie­ derholt hin- und herbewegt.

2. Strömungsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dritte Stellung eine Vielzahl unterschiedlicher Stellung umfaßt,
der kleinflächige Bereich (8d, 8e) so ausgebildet ist, daß die Öffnungsfläche des Fluidkanals in einer dritten Stellung von den mehreren dritten Stellungen, die näher bei der zwei­ ten Stellung liegt, größer ist als in einer dritten Stellung, die näher bei der ersten Stellung liegt, und
das Regelmittel (21) eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel (15) derart durchführt, daß sich der Ven­ tilkörper (8) zwischen den mehreren dritten Stellungen wie­ derholt hin- und herbewegt.

3. Strömungsregelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend:
ein Ventilgehäuse (7), das einen Teil des Fluidkanals bildet, wobei
der Ventilkörper (8) einen Rotor (8) umfaßt, der in einer dem Fluidkanal kreuzenden Richtung drehbar angeordnet ist und der den Absperrbereich (8g) und die Öffnungen (8d-8f, 8h-8j) auf­ weist.

4. Strömungsregelvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der kleinflächige Bereich (8d, 8e) als unab­ hängige feine Öffnung (8d, 8e), die der dritten Stellung ent­ spricht, ausgebildet ist.

5. Strömungsregelvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der kleinflächige Bereich (8d, 8e) eine Öff­ nung (8k₁-8k₄, 8k₇) nutförmiger Gestalt aufweist, die entlang der Außenfläche des Ventilkörper (8) ausgebildet ist.

6. Strömungsregelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Nutbreite und die Nuttiefe der Öffnung (8k₁-8k₄) nutförmiger Gestalt von der Seite der dritten Stellung zu der Seite der zweiten Stellung hin derart stufenweise vergrößert sind, daß die Öffnungsfläche des Fluidkanals an der Seite der dritten Stellung kleiner als diejenige an der Seite der zweiten Stel­ lung ist.

7. Strömungsregelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Nutbreite und die Nuttiefe der Öffnung (8k₇) nutförmiger Ge­ stalt von der Seite der dritten Stellung zu der Seite der zweiten Stellung derart kontinuierlich vergrößert sind, daß die Öffnungsfläche des Fluidkanals auf der Seite der dritten Stellung kleiner ist als diejenige auf der Seite der zweiten Stellung.

8. Strömungsregelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Verbindungsbereich zwischen allen Öffnungen (8k₁-8k₄), in dem die Nutbreite und die Nuttiefe schrittweise vergrößert sind, als verjüngter Bereich (8k₆) ausgebildet ist.

9. Strömungsregelvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Querschnitt der Öffnung (8k₁-8k₄, 8k₇) nutförmiger Gestalt in bogenförmiger oder dreieckiger Gestalt ausgebildet ist.

10. Strömungsregelvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Regelmittel (21) eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel (15) derart durchführt, daß sich der Ventilkörper (8) zwischen benachbarten Stellung ab­ gesehen von der ersten bis dritten Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

11. Strömungsregelvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Regelmittel (21) eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel (15) derart durchführt, daß sich der Ven­ tilkörper (8) zwischen zwischen dem einem Paar benachbarten Stellungen abgesehen von der ersten bis dritten Stellung wie­ derholt hin- und herbewegt, und weiter eine Analogregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel (15) derart durch­ führt, daß sich der Ventilkörper (8) zwischen dem anderen Paar benachbarter Stellungen abgesehen von der ersten bis dritten Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

12. Strömungsregelvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die feine Öffnung (8a) mit der kleinsten Fläche in einer Größe ausgebildet ist, durch die hindurch ein Fremdkörper im Heißwasserkreis (1) hindurchtritt, und das Regelmittel (21) eine Lastregelung für das Ventilkörper-Betätigungsmittel (15) derart durchführt, daß sich der Ven­ tilkörper (8) zwischen der ersten Stellung und einer der fei­ nen Öffnung mit der kleinsten Fläche entsprechenden Stellung wiederholt hin- und herbewegt.

13. Strömungsregelvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Fluid Heißwasser ist,
der Fluidkanal ein Heißwasserkanal ist, der in einem Heißwas­ serkreis (1) ausgebildet ist, der seinerseits zur Umwälzung von Heißwasser zwischen einer Heißwasser-Versorgungsquelle (2) und einem Heizzwecken dienenden Wärmetauscher (4) dient, und
der Ventilkörper (8) die Strömungsmenge des von der Heißwas­ ser-Versorgungsquelle (2) aus zum Wärmetauscher (4) hin strö­ menden Heißwassers einstellt.