JP2013213560A

JP2013213560A - 切替弁及びその使用方法

Info

Publication number: JP2013213560A
Application number: JP2012085147A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Iriguchi; 智也入口; Yasushi Onishi; 裕史大西
Original assignee: TPR Co Ltd; TPR Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: TPR Co Ltd; TPR Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-17

Abstract

【課題】外部物体の温度に応じて流路を切替可能な切替弁を提供する。
【解決手段】弁本体１が３つの流出入口３，４，５を有し、弁本体１に取り付けられている温度検知部が検知した温度に応じて弁体９が弁本体１内を変位し、前記３つの流出入口３，４，５のうちの２つの流出入口４，５のいずれか一方を選択的に閉塞する切替弁において、弁本体１にワックスエレメント１４が取り付けられており、前記ワックスエレメント１４は温度に応じて膨張・収縮するワックスと、ワックスの膨張・収縮により進退動するピストン１６とを有し、前記ピストン１６の進退動によりリターンスプリング２０で付勢されている前記弁体９が弁本体１内を移動して前記流出入口４，５の開閉を行い、前記ワックスエレメント１４のワックス収納部が温度検知部を構成し、弁本体１から突出して弁本体１の外部に露出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁本体が３つの流出入口を有し、弁体が弁本体内を温度に応じて変位して前記３つの流出入口のうちの２つの流出入口のいずれか一方を選択的に閉塞する切替弁に関する。

従来、ワックスエレメントを使用した温度調整弁は、弁本体が３つの流出入口を有し、弁体が弁本体内を温度に応じて変位して前記３つの流出入口のうちの２つの流出入口のいずれか一方を選択的に閉塞する弁であって、弁本体がワックスエレメントを有し、前記ワックスエレメントは温度に応じて膨張・収縮するワックスと、ワックスの膨張・収縮により進退動するピストンとを有し、前記ピストンの進退動によりリターンスプリングで付勢されている前記弁体が移動して前記流出入口の開閉を行なう（例えば特許文献１参照）。

上記の場合、ワックスエレメントのワックスを収納した温度検知部は弁本体の内部に配置しており、弁本体の内部を流れる流体の温度が検知される。

特開平１１−０９４１０１号公報

したがって、特許文献１の温度調整弁では、外部物体の温度を検知して温度調整弁の切替動作を行なうことができない。

本発明は、外部物体の温度に応じて流路を切替可能な切替弁を提供することを目的とする。

本発明は、弁本体が３つの流出入口を有し、弁本体に取り付けられている温度検知部が検知した温度に応じて弁体が弁本体内を変位し、前記３つの流出入口のうちの２つの流出入口のいずれか一方を選択的に閉塞する切替弁において、前記温度検知部が弁本体から突出して弁本体の外部に露出していることを特徴とする。

上記において、弁本体にワックスエレメントが取り付けられており、前記ワックスエレメントは温度に応じて膨張・収縮するワックスと、ワックスの膨張・収縮により進退動するピストンとを有し、前記ピストンの進退動によりリターンスプリングで付勢されている前記弁体が弁本体内を移動して前記流出入口の開閉を行い、前記ワックスエレメントのワックス収納部が温度検知部を構成し、弁本体から突出して弁本体の外部に露出していることが好ましい。

前記温度検知部を外部物体に接触させた状態で前記弁本体を外部物体に取り付けるための取付部材が弁本体に固定されていることが好ましい。

前記弁本体が透明又は半透明であることが好ましい。

前記切替弁は弁本体を、弁本体に取り付けられている温度検知部を外部物体に接触させた状態で、外部物体に取り付け、前記温度検知部が検知した外部物体の温度に応じて前記弁体が弁本体内を移動して前記流出入口の開閉を行なう。

本発明によれば、弁本体に取り付けられている温度検知部が弁本体から突出して弁本体の外部に露出していることにより、外部物体の温度に応じて流路の切替を行なうことができる。

本発明の一実施形態を示し、ワックス収縮時の切替弁の縦断面図である。図１の状態からワックスが膨張したときの切替弁の縦断面図である。図２の状態からワックスが更に膨張したときの切替弁の縦断面図である。取付板部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の別の実施形態を示し、ワックス収縮時の切替弁の縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１に示されているように、切替弁の弁本体１は、内部を透視できる透明又は半透明の四角いケーシング２の内部に断面円形の中空部を有し、一方の端面に一つの円管部（本実施形態では出口流路口３として使用される。）が突出し、前記出口流路口３寄りの一側面に２つの円管部（本実施形態では入口流路口４，５として使用される。）が突出している。出口流路口３はケーシング２壁部を貫通する連通孔６でケーシング２内に連通し、入口流路口４，５はケーシング２壁部をそれぞれ貫通する連通孔７，８でケーシング２内に連通している。

弁本体１の内部に弁体９が収納されている。弁体９は弁本体１のケーシング２の中空部と略同径の円柱部材で、弁本体１内を移動可能とされている。弁体９の外周面には軸方向に間隔をおいて２つの環状溝が形成されており、これらの溝にそれぞれシールリング１０，１１が装着され、弁体９の外周面と弁本体１の内周面との間のシールが行なわれる。

弁体９の出口流路口３側の端面には弁体９と同心状に円形凹部１２が形成されており、円形凹部１２の底面から弁体９の他方の端面に貫通する連通孔１３が周方向に間隔をおいて複数本形成されている。

弁本体１には出口流路口３と反対の端部側にワックスエレメント１４が取り付けられている。ワックスエレメント１４はワックスエレメント本体１５からピストン１６が突出しており、温度に応じてピストン１６が進退動する。ワックスエレメント本体１５は頭部１５ａと胴部１５ｂを有し、温度に応じて膨張・収縮するワックスを胴部１５ｂの一部分に収納し、ワックスの膨張・収縮により進退動するピストン１６が頭部１５ａから突出し、弁体９の端面に接触している。

ワックスエレメント本体１５の頭部１５ａは弁本体１のケーシング２内に配置し、弁本体１のケーシング２の内周面に形成されている環状溝に装着されているシールリング１７によって、弁本体１の内周面とワックスエレメント本体１５の外周面との間のシールが行なわれるとともに、ワックスエレメント本体１５が弁本体１に対して固定される。ワックスエレメント本体１５の胴部１５ｂは弁本体１の開口端面に取り付けられた取付板部材１８に形成されている貫通孔１９を挿通して弁本体１から外部に突出している。ワックスエレメント本体１５の胴部１５ｂの先端側の略半分にワックスが収納されており、このワックス収納部が温度検知部を構成している。

弁本体１のケーシング２の内部の出口流路口３側の端面中央部に円形凸部が形成されており、リターンスプリング２０は前記円形凸部の外周に一端部が挿入され、他端部が弁体９の円形凹部１２に挿入され、弁本体１内部の底面と弁体９の円形凹部１２の底面との間に圧縮状態で装着されている。弁体９はこのリターンスプリング２０によってワックスエレメント本体１５側に付勢されている。

弁本体１の出口流路口３と反対側の開口端面に取付板部材１８（図４参照）が取り付けられている。取付板部材１８は弁本体１を外部物体に取り付けるための部材である。取付板部材１８は貫通孔１９を中央部に有している四角い固定板部１８ａの対向する二辺から一対の側板部１８ｂが直角に外側に突出し、側板部１８ｂの先端から更に取付板部１８ｃが直角に外側に曲がって延び、取付板部１８ｃに外部物体に取り付けるための貫通孔２１を有している。取付板部材１８は弁本体１の開口端面に固定板部１８ａが配置し、ボルト２２で弁本体１に固定されている。

以下、上記切替弁の作用を図１〜図３により説明する。

切替弁は取付板部材１８が図示外の外部物体に取り付けられ、ワックスエレメント１４の胴部１５ｂの先端面（ワックス収納部先端面）が外部物体に接触している。

図１の状態は、ワックスエレメント１４の温度検知部が外部物体の温度を検知してワックスが収縮状態にある場合を示す。

この場合、弁体９は、弁本体１の出口流路口３から遠い方の入口流路口５に連通している連通孔８を閉塞している。したがって、流体Ａが出口流路口３から近い方の入口流路口４から流入して弁本体１の内部に流入し、出口流路口３から流出する。

次に、外部物体の温度が上昇し、ワックスエレメント１４の温度検知部が外部物体の温度を検知すると、ワックスエレメント１４内のワックスが膨張し、ピストン１６が前進し、リターンスプリング２０の付勢力に抗して弁体９を移動させ、図１の状態から、図２の状態、更に図３の状態に移動させる。

図３の状態は、ワックスエレメント１４の温度検知部が外部物体の温度を検知してワックスが膨張状態にある場合を示す。

この場合、弁体９は、弁本体１の出口流路口３に近い方の入口流路口４に連通している連通孔７を閉塞している。したがって、流体Ｂが出口流路口３から遠い方の入口流路口５から流入して弁本体１の内部に流入し、弁体９の連通孔１３を通って出口流路口３から流出する。

上記のようにして、種類の異なる流体Ａ，Ｂのいずれかを外部物体の温度に応じて出口流路口３から選択的に流出させることができる。したがって、切替弁を例えば小型発電機等の汎用エンジンのシリンダブロック壁部に取り付け、シリンダブロック壁部の温度が低い場合は流体Ａ（ガソリン）を出口流路口３から流出させてガソリンを燃料として使用し、シリンダブロック壁部の温度が高い場合は流体Ｂ（エタノール）を出口流路口３から流出させてエタノールを燃料として使用するように構成することが可能になる。

図５は本発明の別の実施形態を示している。以下、上記実施形態の切替弁と相違する点を説明する。

本実施形態では、上記実施形態で出口流路口３が形成されていた弁本体１の端部は閉塞されており、円管部（本実施形態で出口流路口３として使用される。）は弁本体１のケーシング２における入口流路口４，５と反対側の端部側面から突出している。出口流路口３はケーシング２壁部を貫通する連通孔６でケーシング２内に連通している。

また、弁体９の端面には弁体９と同心状に円形凹部２３が形成されており、この円形凹部２３に、ワックスエレメント本体１５の頭部１５ａから突出しピストン１６を収納したピストン収納筒２４が挿入し、ピストン１６が円形凹部２３の底面に接触している。弁体９の円形凹部２３の周面には環状溝が形成されており、この溝にシールリング２５が装着され、弁体９の円形凹部２３の周面とピストン収納筒２４の外周面との間のシールが行なわれる。

本実施形態の切替弁は上記実施形態で説明した切替弁と同じように作用する。ただし、ピストン収納筒２４とピストン１６との間に流体が流入するのをシールリング２５によって防止することができる。

以上の実施形態では、本発明の切替弁を、種類の異なる流体を外部物体の温度に応じて出口流路口３から流出させる使用方法を示したが、これに限ることはない。例えば、出口流路口３を入口流路口とし、２つの入口流路口４，５を出口流路口とし、入口流路口から流入した流体を２つの出口流路口のいずれか一方から選択的に流出させるように使用することもできる。

１・・弁本体、２・・ケーシング、３・・出口流路口、４，５・・入口流路口、６，７，８・・連通孔、９・・弁体、１０，１１・・シールリング、１２・・円形凹部、１３・・連通孔、１４・・ワックスエレメント、１５・・ワックスエレメント本体、１５ａ・・頭部、１５ｂ・・胴部、１６・・ピストン、１７・・シールリング、１８・・取付板部材、１８ａ・・固定板部、１８ｂ・・側板部、１８ｃ・・取付板部、１９・・貫通孔、２０・・リターンスプリング、２１・・貫通孔、２２・・ボルト、２３・・円形凹部、２４・・ピストン収納筒、２５・・シールリング、Ａ，Ｂ・・流体。

Claims

弁本体が３つの流出入口を有し、弁本体に取り付けられている温度検知部が検知した温度に応じて弁体が弁本体内を変位し、前記３つの流出入口のうちの２つの流出入口のいずれか一方を選択的に閉塞する切替弁において、前記温度検知部が弁本体から突出して弁本体の外部に露出していることを特徴とする切替弁。
弁本体にワックスエレメントが取り付けられており、前記ワックスエレメントは温度に応じて膨張・収縮するワックスと、ワックスの膨張・収縮により進退動するピストンとを有し、前記ピストンの進退動によりリターンスプリングで付勢されている前記弁体が弁本体内を移動して前記流出入口の開閉を行い、前記ワックスエレメントのワックス収納部が温度検知部を構成し、弁本体から突出して弁本体の外部に露出していることを特徴とする請求項１記載の切替弁。
前記温度検知部を外部物体に接触させた状態で前記弁本体を外部物体に取り付けるための取付部材が弁本体に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の切替弁。
前記弁本体が透明又は半透明であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の切替弁。
請求項１〜４の何れかに記載の切替弁の弁本体を、弁本体に取り付けられている温度検知部を外部物体に接触させた状態で、外部物体に取り付け、前記温度検知部が検知した外部物体の温度に応じて前記弁体が弁本体内を移動して前記流出入口の開閉を行なうことを特徴とする切替弁の使用方法。