JPH048675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、４方向切換弁と、この弁を用いたソ
ーラーシステムに関する。

従来、太陽熱により温水を得るためのソーラー
システムとしては、３方口切換弁を用いたものが
ある。

この従来のソーラーシステムは第１図に示すよ
うに、太陽光を受ける集熱器１と、集熱器１で加
熱された温水を受け取ると共に、冷水を補給され
る蓄熱槽２と、この蓄熱槽２及び集熱器１の間で
温水を循環させるポンプ３を有した環状ライン４
と、蓄熱槽２から温水を取り出す出口ライン５に
接続された補助熱源６及び３方口切換弁７とを具
備している。切換弁７の出口は、湯水混合弁８を
介して蛇口バルブに接続される。

前記ポンプ３は、蓄熱槽２内の温水の温度と集
熱器１内の温水の温度との差が設定温度差より大
きくなつたことを検知するサーモスタツト９によ
つて作動される。また、補助熱源６は、蓄熱槽２
内の温水温度が低くなり過ぎたことを検知するサ
ーモスタツト１０によつて作動される。

即ち、蓄熱槽２内の温水温度が充分であると
き、温水は出口ライン５、３方向切換弁７、湯水
混合弁８を介して蛇口に導かれ、蓄熱槽２内の温
度が不足したとき、蓄熱槽２内の温水は出口ライ
ン５、補助熱源６、３方向切換弁７、湯水混合弁
８を介して蛇口に導かれ、蛇口では常に所望温度
の温水が得られるようにしてある。

また蓄熱槽２内の温度が高過ぎる場合には、湯
水混合弁８に冷水供給ライン１１から冷水が混入
され、冷却が行なわれる。更に補助熱源６での温
度が高過ぎる場合にも、同様に冷水供給ライン１
１から冷水が混合される。尚、この場合、補助熱
源６の加熱開始温度を高くするため、サーモスタ
ツト１０の動作点を調整することも考えられる
が、手間がかかり、温水の温度調節には速座に応
答せず、瞬間的に熱水が出る等の問題がある。

上記のように、従来のソーラーシステムでは、
３方向切換弁と温水混合弁の２個必要となるの
で、配管が複雑になる欠点があり、また、補助熱
源の温水温度が高過ぎるときには、より低温の蓄
熱槽内の温水を使用できず、外部冷水を供給する
ことになるので、燃料費が嵩む欠点がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するた
めになされたもので、１個で３方口切換弁と湯水
混合弁の２個分の働きをすることができる４方口
サーモ切換弁と、配管構造が極めて簡単になる当
該４方口サーモ切換弁を用いたソーラーシステム
とを提供することを目的とする。

以下、第２図〜第４図に示す実施例により本発
明を説明する。

第２〜３図は、本発明による４方口サーモ切換
弁Ａの一実施例を示し、ハウジング２０と、ハウ
ジング２０内に挿通された弁軸２１を備えてい
る。前記ハウジング２０は流体を導入される第
１、第２、第３の入口２２，２３，２４と、１つ
の出口２５と、前記第１〜３入口に連通された混
合室２６と、混合室２６及び出口２５間に形成さ
れた感温室２７とを有している。前記感温室２７
内には、流体の温度に応じて伸縮して前記弁軸２
１を長手方向に移動させる感熱体２８が設けられ
ている。一方、前記第１入口２２と混合室２６の
間には、弁軸２１に固着された第１弁体２９が配
置され、第２入口２３と混合室２６の間には、通
常は流体の流通を遮断し、前記感熱体２８によつ
て弁軸２１が一方向に移動されたとき流体を導通
させるように弁軸２１に摺動可能に取り付けられ
た第２弁体３０が配置され、更に第３入口２４と
混合室２６の間には、通常は流体の導通を遮断
し、前記弁軸２１が第２弁体３０を開放させる方
向と逆方向に移動されたとき流体を導通させるよ
うに弁軸２１に摺動可能に取り付けられた第３弁
体３１が配置されている。尚、これらの第１〜３
弁体２９，３０，３１に対応する弁座３２，３
３，３４がハウジング２０に設けられていること
は勿論である。

また、前記第２及び第３弁体３０，３１間で弁
軸２１周囲には、第２、第３弁体３０，３１を常
時閉じさせるため、弁座３３，３４側に押し付け
るスプリング３５が設けられ、第２弁体３０の下
部側で弁軸２１周囲には、スプリング３５ち対抗
するスプリング３６が設けられている。

前記第１弁体２９は、普通は流量を最大にする
開状態に位置される。

なお、弁軸２１の初期位置を調節するためのボ
ルト状ハンドル３７が、ハウジング２０の上部に
取り付けられている。

上記４方口サーモ切換弁の動作を説明すると、
通常は第１入口２２と出口２５間で流体が流通す
る。第１入口２２に入る流体の温度が高過ぎる
と、感熱体２８が膨張して、第１弁体２９を下降
させて第１入口からの流体流入量を制限すると共
に、第３弁体を下降させて第３入口２４からの流
体流入を可能にする。従つて第３入口２４には低
温流体の導入管を接続しておくことにより、混合
室２６で第１入口２２からの流体と混合して、一
定温度の流体を得ることができる。尚、この場
合、第３入口２４からの流量が多くなつて、感温
室２７内の温度が下がると、感熱体２８が収縮し
て弁軸２１を上昇させ、第３弁体３１を閉じるこ
とは明らかである。また、第２弁体３０はスプリ
ング３５の力で閉じたままに保持されている。

次に、前記第１入口２２から入る流体の温度が
低過ぎると、感熱体２８が収縮して弁軸２１を上
昇させ、第１弁体２９での流量を制限すると共
に、第２弁体３０を開放する。従つて、第２入口
２３には高温流体の導入管を接続しておけば、第
１入口２２からの流体と混合して所望温度を維持
することが可能となる。尚、この場合は、スプリ
ング３５の力で第３弁体３１は、閉鎖状態に保持
される。また、スプリング３６は、弁軸２１が上
昇する際、感熱体２８を戻す役目をしている。

従来の３方向切換弁では、第１入口２２と出口
２５間に一種類の流体しか混入させることができ
ないが、上記のように本発明の４方口切換弁では
二種類の流体を選択的に混入させることができる
ので、従来の３方口切換弁と湯水混合弁を２段に
接続した場合と同等以上の機能を奏することがで
きる。

第４図は上記４方口サーモ切換弁Ａを用いたソ
ーラーシステムの一実施例を示し、従来と同様集
熱器１と、蓄熱槽２と、ポンプ３を有する環状ラ
イン４と、出口ライン５と、補助熱源６とを備え
ている。尚、ポンプ３には、同じサーモスタツト
９が設けられている。

更に、本発明によると、前記出口ライン５と、
補助熱源６から高温水を取り出す補助出口ライン
１２とに接続された４方口サーモ切換弁Ａが配置
され、４方口サーモ切換弁Ａには冷水供給ライン
１１と、蛇口ライン１３も接続される。これを詳
説すると、出口ライン５は４方口サーモ切換弁Ａ
の第１入口２２に接続され、補助出口ライン１２
は同じく第２入口２３に、冷水供給ライン１１は
第３入口２４に、そして蛇口ライン１３は出口２
５に接続される。

上記ソーラーシステムの動作を説明すると、蓄
熱槽２内の温水温度が適切であると、第１弁体２
９は出口ライン５を通る温水の量を最大とし、蛇
口側で流量が制御される。出口ライン５内の温水
温度が高過ぎると第１弁体２９は流量を制御し、
第３弁体３１が開いて冷水供給ライン１１から冷
水を導入する。従つて、出口２５から出る温水は
所望温度に保たれる。

また、太陽光が不足して出口ライン５内の温水
温度が低下すると、第１弁体２９はやはり流量を
制限すると共に、第２弁体３０が開き、第３弁体
３１は閉じて補助熱源６からの温水が導入され
る。

従つて、出口２５では常に所望温度の温水が得
られる。

上記のように本発明のソーラーシステムによる
と、切換弁が１個で済むと共に、サーモスタツト
１０が不要となるので、構成が極めて簡単とな
る。また、第１弁体２９と第２、第３弁体３０，
３１の各々は互いに連動しているので、出口２５
を通る流体の総量は常に一定となる利点がある。
更に、従来のシステムでは蓄熱槽２内の温水温度
が高過ぎても自動的に冷水を混合させることは不
可能であつたが本発明では可能となつており、そ
れ故、熱水が出る危険が回避される。

以上説明してきたように本発明によると、３方
口切換弁と湯水混合弁の２個分の機能を有する４
方口サーモ切換弁と、構成が極めて簡単になると
共に補助熱源の動作時には冷水の供給は停止さ
れ、前記従来装置のようにせつかく得られた集熱
器からの温水に冷水を加えて冷却するような無駄
をなくし、燃費を節約した高効率のソーラーシス
テムが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のソーラーシステムの配管図、
第２図は本発明の一実施例に係る４方口サーモ切
換弁の縦断面図、第３図は第２図の右側面図、第
４図は本発明の一実施例に係るソーラーシステム
の配管図である。 １……集熱器、２……蓄熱槽、３……ポンプ、
４……環状ライン、５……出口ライン、６……補
助熱源、７……３方口切換弁、８……湯水混合
弁、９……サーモスタツト、１０……サーモスタ
ツト、１１……冷水供給ライン、１２……補助出
口ライン、１３……蛇口ライン、Ａ……４方口サ
ーモ切換弁、２０……ハウジング、２１……弁
軸、２２……第１入口、２３……第２入口、２４
……第３入口、２５……出口、２６……混合室、
２７……感温室、２８……感熱体、２９……第１
弁体、３０……第２弁体、３１……第３弁体、３
２……第１弁座、３３……第２弁座、３４……第
３弁座、３５……スプリング、３６……スプリン
グ、３７……ハンドル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと、このハウジング内に挿通され
   た弁軸とを備え、前記ハウジングは流体を導入さ
   れる第１、第２、第３の入口と、１つの出口と、
   前記第１、第２、第３入口に連通された混合室
   と、この混合室および前記出口間に形成された感
   温室とを有し、前記感温室内には流体の温度に応
   じて伸縮して前記弁軸を長手方向に移動させる感
   熱体が設けられ、前記第１入口と混合室の間には
   前記弁軸に固着された第１弁体が配置され、前記
   第２入口と混合室の間には、通常は流体の流通を
   遮断し、前記感熱体によつて弁軸が一方向に移動
   されたとき流体を導通させるように弁軸に取り付
   けられた第２弁体が配置され、前記第３入口と混
   合室の間には、通常は流体の導通を遮断し、前記
   弁軸が第２弁体を開放させる方向と逆方向に移動
   されたとき流体を導通させるように弁軸に取り付
   けられた第３弁体が配置されていることを特徴と
   する４方口サーモ切換弁。 ２ 太陽光を受ける集熱器と、集熱器で加熱され
   た温水を受け取ると共に、冷水を補給される蓄熱
   槽とこの蓄熱槽及び前記集熱器の間で温水を循環
   させるポンプを有した環状ラインと、前記蓄熱槽
   から温水を取り出す出口ラインに接続された補助
   熱源および４方口サーモ切換弁とを具備し、前記
   ４方口切換弁はハウジングと、このハウジング内
   に挿入された弁軸とを備え、前記ハウジングは流
   体を導入される第１、第２、第３の入口と、１つ
   の出口と、前記第１、第２、第３入口に連通され
   た混合室と、この混合室および前記出口間に形成
   された感温室とを有し、前記感温室内には流体の
   温度に応じて伸縮して前記弁軸を長手方向に移動
   させる感熱体が設けられ、前記第１入口と混合室
   の間には前記弁軸に固着された第１弁体が配置さ
   れ、前記第２入口と混合室の間には、通常は流体
   の流通を遮断し、前記感熱体によつて弁軸が一方
   向に移動されたとき流体を導通させるように弁軸
   に取り付けられた第２弁体が配置され、前記第３
   入口と混合室の間には、通常は流体の導通を遮断
   し、前記弁軸が第２弁体を開放させる方向と逆方
   向に移動されたとき流体を導通させるように弁軸
   に取り付けられた第３弁体が配置され、前記第１
   入口に前記蓄熱槽からの出口ラインが接続され、
   前記第２および第３入口の一方に前記補助熱源か
   ら温水を取り出す補助出口ラインが接続されると
   共に、他方に冷水混入ラインが接続され、前記出
   口に蛇口バルブが接続されることを特徴とするソ
   ーラーシステム。