JPH0620968U - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化により制御弁を自動開閉させ、湯の
加熱が必要な場所のみの湯を自動循環させ、湯の循環量
を必要最小限にする。 【構成】 短管２１の内周に円環状の鍔２３を形成し、
この鍔２３に当接することで短管２１内の流路を遮断す
る弁体３１をこの鍔２３に対して当接及び離反動自在に
設ける。温度変化に伴い全長が伸縮する伸縮手段３７を
この弁体３１側と短管２１側とに亘って取り付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流体の温度変化により開閉する制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

建物の一箇所に貯湯槽等を設け、建物全体に湯を供給するものとしてセントラ ル給湯方式がある。このセントラル給湯方式は、熱源が一箇所となり管理が容易 なことから、特に大規模な建物ではしばしば採用される。 図１２はセントラル給湯方式を表す説明図である。 建物の適所に設置された貯湯槽１には吐出管３が接続され、吐出管３は膨張管 ５と給湯管往７に分岐されている。膨張管５の端部には膨張水槽９が設けられ、 膨張水槽９は貯湯槽１内の膨張水を一時貯水するようになっている。膨張水槽９ には補給水管１１が接続され、補給水管１１は膨張水を再び貯湯槽１に補給する ようになっている。 一方、給湯管往７は複数の分岐管１３となって建物全体へと配管され、給湯の 戻りは給湯戻りの分岐管１４を通り給湯管戻１５に接続される。給湯管戻１５に は循環ポンプ１７が取り付けられ、循環ポンプ１７は貯湯槽１へと接続されてい る。

【０００３】 このように構成されたセントラル給湯方式では、循環ポンプ１７が駆動される と、湯が給湯管往７、分岐管１３を介して建物全体へと循環状態で供給され、湯 の利用が常に可能となっているのである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、セントラル給湯方式では、湯が建物全体に循環供給されている ため、循環ポンプに近い所（配管抵抗の少ない箇所）は良く循環するが、遠い所 （配管抵抗の大きい箇所）は所定の量が循環せず、むらを生ずる欠点があった。 従来この対策としてレバースレターン方式があるが、設備費が高いため採用さ れるケースはまれであった。 又湯がさめておらず加温する必要のない湯も戻ってくるため湯の循環量が大き くなり給湯戻り分岐管１４、給湯管戻１５が太くなるとともに、循環ポンプ１７ も大容量のものが必要となり、設備費用（イニシャルコスト）も高くなる欠点が あった。

【０００５】 本考案は上記状況に鑑みてなされたもので、温度変化により開閉する制御弁を 提供し、該制御弁を取り付けることで、湯の戻りが必要な場所のみ湯を自動循環 させて、湯の循環量を必要最小限にすることにより、セントラル給湯方式等での 運転維持費用、及び設備費用の低減を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案に係る制御弁の構成は、配管の一部となって 接続可能な短管の内周に円環状の鍔が形成され、この鍔に当接することで短管の 一端側と他端側とを遮断する弁体がこの鍔に対して当接及び離反動自在に設けら れ、温度変化に伴い全長が伸縮することで、この弁体を鍔に当接及び離反動させ る伸縮手段がこの弁体側と短管側とに亘って取り付けられたことを特徴とするも のである。

【０００７】

【作用】

流水の温変化に伴い、伸縮手段が伸縮し、弁体がこの伸縮手段の伸縮に伴って 鍔に対して当接及び離反動され、短管内の流路が開閉される。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案に係る制御弁の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 図１は本考案の実施例に係る制御弁の断面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は 第二スプリングの記憶形状を表す側面図、図４は閉状態の制御弁を表す断面図で ある。 図１に示すように、配管の一部となって接続可能な円筒状の短管２１の内周に は円環状の鍔２３が形成され、鍔２３は短管２１の内径を若干小さくしている。 鍔２３には四方から短管２１の中心に向かって伸びる四つの支持杆２５が形成さ れ（図２参照）、支持杆２５の先端は短管２１の中心で軸受２７を支持している 。軸受２７の軸穴は、短管２１の中心軸と同一方向となっている。軸受２７の軸 穴には軸２９が挿入され、軸２９は軸受２７内で摺動自在となっている。

【０００９】 流水の上流側となる軸２９の一端には曲面状の弁体３１が設けられ、弁体３１ は軸２９が摺動された際鍔２３に外周縁が当接するようになっている。つまり、 弁体３１は鍔２３に当接することで、短管２１内の流路を遮断するようになって いるのである。軸受２７と弁体３１との間の軸２９にはコイル状の第一スプリン グ３３が配設され、第一スプリング３３は弁体３１を軸受２７と離反方向に付勢 している。従って、通常時には、鍔２３と弁体３１に間隙が形成され、短管２１ の両端側は連通状態となっているのである。

【００１０】 一方、軸受２７を挟んで弁体３１の反対側となる軸２９の他端側にはストッパ ３５が形成され、ストッパ３５は軸２９の軸受２７からの抜脱を規制している。 ストッパ３５と軸受２７との間の軸２９には形状記憶合金からなるコイル状の第 二スプリング（伸縮手段）３７が配設され、第二スプリング３７は循環水が常温 の際収縮状態の形状を維持するようになっている（図１の状態参照）。また、第 二スプリング３７は、循環水が常温以上の一定温度に達すると、図３に示すよう に、伸長状態の形状（記憶形状）に伸びるようになっている。この第二スプリン グ３７が伸長状態の形状にまで伸びる際の伸長力は、第一スプリング３３の付勢 力より大きい。つまり、常温時には第一スプリング３３の付勢力により弁体３１ は開かれているが、流水が一定温度に達すると、第二スプリング３７が第一スプ リング３３の付勢力に抗して伸長され、弁体３１を鍔２３に当接させて閉じるよ うになっているのである。 短管２１、鍔２３、軸２９、弁体３１、第一スプリング３３、第二スプリング ３７をおもな部材として本実施例に係る制御弁３９が構成されている。

【００１１】 図５は本考案に係る制御弁の取り付け例を表す説明図である。尚、図１２に示 した部材と同一部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 給湯戻り分岐管１４には制御弁３９が取り付けられ、循環水が常温時、全ての 給湯戻り分岐管１４には循環水が供給されている。湯は貯湯槽１から給湯管往７ 、給湯往き分岐管１３を介して供給され、給湯の戻りは制御弁３９を通過する。 湯の温度が一定温度以上に達すると、第二スプリング３７が伸長して軸２９を摺 動し、弁体３１を閉じることで、制御弁３９が閉状態となる。制御弁３９が閉状 態となることで、制御弁３９が取り付けられた分岐管１３のみの湯の供給が遮断 され、湯の戻り量が必要最小限となるのである。

【００１２】 この実施例における制御弁３９は、弁体３１の開閉駆動源が第一スプリング３ ３、第二スプリング３７のみでよいため、弁体３１の開閉構造を簡単なものにす ることができ、故障が発生しにくいとともに、製造コストを安価にすることがで きる。また、制御弁３９は、作動のための外部エネルギーが不要なため、ランニ ングコストが発生せず、極めて経済的であり、且つ簡単に取り付けることができ るので、施工性が極めてよいものである。 尚、制御弁３９は、上述の取り付け例以外にも、温度変化による流体の流れ制 御が要求されるもの、例えば、冷暖房機器・設備等にも広く適用可能なものであ る。

【００１３】 次に、本考案に係る制御弁の他の実施例について説明する。 図６は本考案の他の実施例に係る制御弁の断面図、図７は図６のＢ矢視図、図 ８はワックスエレメントの断面図、図９はワックスエレメントの伸縮状態を比較 する説明図である。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付し、重複 する説明は省略する。 図６に示すように、軸受２７の軸穴には一端が開放され他端が閉塞された筒体 ４１が同一中心軸状（図７参照）で固定され、筒体４１は閉塞された一端側が流 水の上流側となって配置されている。図８に示すように、筒体４１の内部には他 端側から摺動軸４３が挿入され、摺動軸４３は抜脱不能に筒体４１の他端側から 伸長されるようになっている。つまり、筒体４１と摺動軸４３はピストン構造と なっている。摺動軸４３の外周と筒体４１の内周との間にはＯリング４５が配設 され、Ｏリング４５は筒体４１の内部を外部とシールしている。

【００１４】 ところで、筒体４１の内部にはワックス４７が充填され、ワックス４７は通常 温度では固体であり、温度が一定温度以上に達すると半流動体となり体積が増大 するようになっている。従って、図９に示すように、通常温度では摺動軸４３が 筒体４１内に収納され、温度が一定温度以上に達すると、スプリング５８に抗し てワックス４７の膨張量Ｌ分摺動軸４３が伸長されるのである。そして、温度が 通常温度に戻ると、ワックス４７が再び固体となり、体積が減少した際スプリン グ５８により摺動軸４３が筒体４１内に収納されるのである。 筒体４１、摺動軸４３、ワックス４７により、ワックスエレメント（伸縮手段 ）５１が構成されている。

【００１５】 図６に示すように、ワックスエレメント５１は、上述したように筒体４１が軸 受２７に固定されているため、摺動軸４３が流水の下流方向に伸長され、上流方 向に収縮されるようになっている。筒体４１の外周には曲面状の弁体５３が嵌入 され、弁体５３は筒体４１の外周を摺動自在となっている。弁体５３は軸受２７ 側に摺動された際、鍔２３に外周縁が当接するようになっている。つまり、弁体 ５３は鍔２３に当接することで、短管２１内の流路を遮断するようになっている のである。また、摺動軸４３の先端と弁体５３とは、連結杆５５により固定され ている。従って、摺動軸４３が伸縮されることで、弁体５３は筒体４１の外周を 移動し、短管２１内の流路を開閉するようになっているのである。 短管２１、鍔２３、ワックスエレメント５１、弁体５３、スプリング５８を主 な部材として他の実施例に係る制御弁５７が構成されている。

【００１６】 このように構成される制御弁５７においても、湯の温度が一定温度以上に達す ると、摺動軸４３が伸長されて弁体５３が移動し、鍔２３に当接することで、短 管２１内の流路を遮断することができ、制御弁５７を取り付けた給湯戻り分岐管 １４（図５参照）のみの湯の供給を遮断でき、湯の戻り量を必要最小限にするこ とができる。

【００１７】 次に、本考案に係る制御弁の更に他の実施例について説明する。 図１０は本考案の他の実施例に係る制御弁の断面図、図１１は板バネの伸縮状 態を比較する説明図である。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付 し、重複する説明は省略する。 図１０に示すように、軸受２７の軸穴には軸６１が摺動自在に嵌入され、流水 の上流側となる軸６１の一端側には傘状の弁体６３が取り付けられている。弁体 ６３は、軸６１が摺動された際鍔２３に外周縁が当接するようになっている。つ まり、弁体６３は鍔２３に当接することで、短管２１内の流路を遮断するように なっているのである。軸受２７と弁体６３との間の軸６１にはコイル状の収縮ス プリング６５が配設され、収縮スプリング６５は弁体６３を軸受２７に接近方向 に付勢している。

【００１８】 ところで、軸受２７には形状記憶合金からなる板バネ（伸縮手段）６７の一端 が固定され、板バネ６７の他端は弁体６３に固定されている。図１１に示すよう に、板バネ６７は、常温時に直線状の形状となり、温度が一定温度以上に達する と、湾曲状の形状となって、両端間の寸法がＳ分小さくなるようになっている。 従って、板バネ６７が伸縮されることで、弁体６３は鍔２３に対して当接及び離 反方向に移動され、短管２１内の流路を開閉するようになっているのである。 短管２１、鍔２３、軸６１、弁体６３、収縮スプリング６５、板バネ６７によ り他の実施例に係る制御弁６９が構成されている。

【００１９】 このように構成される制御弁６９においても、湯の温度が一定温度以上に達す ると、板バネ６７が収縮するとともに、弁体６３が収縮スプリング６５の付勢力 で移動され、弁体６３が鍔２３に当接することで、短管２１内の流路を遮断する ことができる。従って、制御弁６９を取り付けた給湯戻り分岐管１４（図５参照 ）のみの湯の供給が遮断でき、湯の戻り量を必要最小限にすることができるとと もに、更に、この実施例においては、弁体６３の移動構造を極めて簡単なものに することができるのである。

【００２０】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案に係る制御弁は、短管の内周に鍔を形成し 、短管の一端側と他端側とを遮断する弁体をこの鍔に対して当接及び離反動自在 に設け、温度変化に伴い全長が伸縮する伸縮手段をこの弁体と短管側とに亘って 取り付けたので、流水の温変化に伴い、伸縮手段が伸縮し、弁体がこの伸縮手段 の伸縮に伴って移動されて、短管内の流路を開閉することができる。この結果、 湯の加熱が必要な場所のみ湯を自動循環させ、湯の循環量を必要最小限にするこ とができ、セントラル給湯方式等での運転維持費用、及び設備費用を著しく低減 することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る制御弁の断面図である。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】第二スプリングの記憶形状を表す側面図であ
る。

【図４】閉状態の制御弁を表す断面図である。

【図５】本考案に係る制御弁の取り付け例を表す説明図
である。

【図６】本考案の他の実施例に係る制御弁の断面図であ
る。

【図７】図６のＢ矢視図である。

【図８】ワックスエレメントの断面図である。

【図９】ワックスエレメントの伸縮状態を比較する説明
図である。

【図１０】本考案の他の実施例に係る制御弁の断面図で
ある。

【図１１】板バネの伸縮状態を比較する説明図である。

【図１２】セントラル給湯方式を表す説明図である。

【符号の説明】

２１ 短管 ２３ 鍔 ３１、５３、６３ 弁体 ３７、５１、６７ 伸縮手段 ３９、５７、６９ 制御弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円環状の鍔が短管の内周に形成され、該
   鍔に当接することで前記短管の一端側と他端側とを遮断
   する弁体が該鍔に対して当接及び離反動自在に設けら
   れ、温度変化に伴い全長が伸縮することで該弁体を前記
   鍔に当接及び離反動させる伸縮手段が該弁体側と前記短
   管側とに亘って取り付けられたことを特徴とする制御
   弁。