JPH062778A - 高温気体用の四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温気体を切換え流通させる配管系統で使用
される四方弁の熱膨張による動作不良及びガスの漏洩を
防止できる高温気体用の四方弁を提供する。 【構成】 回転子（３）と回転子収容室（1b）内壁との
間に熱膨張許容隙間（10）を形成し、該熱膨張許容隙間
（10）に耐熱性グリース（12）を塗布し、上記熱膨張許
容隙間（10）には、ガスの漏洩及びグリースの流出を迷
路作用で防止する凹凸の嵌合部(11)を形成し、回転子
（３）と本体ケース（１）又は蓋体（２）とに回転子
（３）の回転角度範囲を規制する溝(13)とストッパー突
起(14)とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２台の蓄熱式熱交換器
を交互に燃焼させ、一方の燃焼中の排ガスを利用して他
方の蓄熱式熱交換器を加熱させる方式の蓄熱式熱交換器
を用いた交番燃焼システムや、バルブ切換式の蓄熱式熱
交換器等に使用される高温気体用の四方弁の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図３の（Ａ）に示すように、２
台の蓄熱式熱交換器（ａ）（ｂ）を交互に燃焼させ、一
方の燃焼中の排ガスを利用して他方の蓄熱式熱交換器を
加熱させる場合、それぞれの蓄熱式熱交換器（ａ）
（ｂ）について、低温ガス流路（ｃ）と高温ガス流路
（ｄ）とを切換える２つの配管系統が必要となり、合計
４個のバルブ（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）を用いる必要が
ある。

【０００３】これを、図３の（Ｂ）に示すように、四方
弁（ｉ）を用いると、配管系統が簡素化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図３の（Ｂ）に示すよ
うな配管系統では、高温ガスの流路が高温になるため、
通常の四方弁では、熱膨張により、作動しにくくなった
り、または、作動しなくなることがある。また、熱膨張
を考慮した四方弁では、ガス流の漏洩が起こりやすいと
いう問題点があった。

【０００５】本発明は、従来の四方弁の上記問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とするところは、高温
気体を切換え流通させる配管系統で使用される四方弁の
熱膨張による動作不良及びガスの漏洩を防止できる高温
気体用の四方弁を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、円筒状の回転子収容室を形成する本体ケ
ースと、回転子収容室の開口端部を閉じる蓋体と、本体
ケース及び蓋体で閉じられた回転子収容室内に回転操作
可能に収容され、かつ、本体ケース又は蓋体に形成され
た四つの流路接続口を二つづつペアで切換え連通させる
ための二つの独立した室を有する回転子と、回転子と回
転子収容室内壁との間に形成した熱膨張許容隙間と、熱
膨張許容隙間に形成した凹凸の嵌合部と、熱膨張許容隙
間及び凹凸の嵌合部に塗布してシールする耐熱性グリー
スと、回転子の回転角度範囲を規制するため回転子と本
体ケース又は蓋体とに形成された溝とストッパー突起と
を具備させたものである。

【０００７】

【作用】回転子と回転子収容室内壁との間に熱膨張許容
隙間が形成してあるため、高温気体による熱膨張があっ
ても回転子の回転操作を円滑に行なわせ得る。また、熱
膨張許容隙間及び凹凸の嵌合部に耐熱性グリースを塗布
してシールさせてあるため、高温気体の漏洩を防止し得
る。上記凹凸の嵌合部は、回転子と回転子収容室内壁と
の間の熱膨張許容隙間に迷路（ラビリンス）作用を付与
し、ガスの漏洩及びグリースの流出を抑制させている。
しかも、グリースは、高温気体に対する耐熱性を付与し
てある。さらに、回転子の回転角度範囲は、回転子と本
体ケース又は蓋体とに形成された溝とストッパー突起と
で規制させているため、回転子の慣性による停止位置の
ずれを防止し得る。

【０００８】

【実施例】図１の（Ａ）は本発明の第１の実施例を示す
四方弁の分解斜視図、（Ｂ）は回転子の切換え状態の概
略説明図、（Ｃ）は第１の実施例の縦断側面図である。

【０００９】図１において、（１）は本体ケース、
（２）は蓋体、（３）は回転子であって、本体ケース
（１）は、一端に開口端部（1a）を有し、他端が閉じた
円筒状の回転子収容室（1b）を有する。蓋体（２）は、
円筒状の回転子収容室（1b）の開口端部（1a）を閉じる
もので、第１の実施例では、この蓋体（２）に四つの流
路接続口（4a）（4b）（4c）（4d）が形成してある。こ
の四つの流路接続口（4a）（4b）（4c）（4d）は、円筒
状の回転子収容室（1b）の中心から等距離の円周上に等
間隔（90°間隔）で配置されている。

【００１０】回転子（３）は、本体ケース（１）及び蓋
体（２）で閉じられた円筒状の回転子収容室（1b）内に
回転軸（3a）を介して回転操作可能に収容され、かつ、
蓋体（２）に形成された四つの流路接続口（4a）（4b）
（4c）（4d）を二つづつペアで切換え連通させるための
二つの独立した室（５）（６）を蓋体（２）と対向する
端面に凹設形成してある。上記回転軸（3a）の一端に
は、ギア（７）が固着してあり、このギア（７）は、モ
ーター（８）の出力軸（8a）上のギア（９）と噛合させ
てあり、このモーター（８）によって、ギア（９）
（７）を介して回転子（３）を90°往復回転させるよう
に構成してある。上記モーター（８）の起動は、適用さ
れる装置、例えば、交番燃焼システム等の切換え信号等
によって、自動的に行なわれるように構成され、或い
は、所定時、手動で行なわれ、停止は、リミットスイッ
チ等によって行なわせるものである。

【００１１】上記回転子（３）と回転子収容室（1b）の
内壁との間には、熱膨張許容隙間（10）が形成してあ
る。この熱膨張許容隙間（10）には、凹凸の嵌合部（1
1）が形成してある。第１の実施例の場合、この凹凸の
嵌合部（11）は、蓋体（２）と回転子（３）との対向面
の四つの流路接続口（4a）（4b）（4c）（4d）と室
（５）（６）との内周側及び外周側に環状に形成してあ
る。

【００１２】上記熱膨張許容隙間（10）及び凹凸の嵌合
部（11）には、耐熱性グリース（12）が塗布してあり、
この耐熱性グリース（12）によって、上記熱膨張許容隙
間（10）及び凹凸の嵌合部（11）からのガスの漏洩及び
耐熱性グリース（12）の流出を防止させている。

【００１３】また、上記回転子（３）の往復回転角度範
囲を90°に規制するため、回転子（３）と本体ケース
（１）又は蓋体（２）とに、溝（13）とストッパー突起
（14）とを形成している。溝（13）は、回転子（３）の
外周面に90°の範囲に亘って形成してあり、この溝（1
3）に係合するストッパー突起（14）が本体ケース
（１）に取り付けてある。

【００１４】本発明の第１の実施例は、以上の構成から
なり、次にその動作を説明する。

【００１５】回転子（３）の二つの室（５）（６）は、
図１の（Ｂ）の上下に示す二つの状態のいずれかにあ
る。今、図１の（Ｂ）の上に示す状態にあるものとする
と、流路接続口（4a）（4b）が室（５）で連通し、流路
接続口（4c）（4d）が室（６）で連通している。

【００１６】上記状態でモーター（８）により、回転子
（３）が90°回転して図１の（Ｂ）の下に示す状態に切
換えられると、流路接続口（4a）（4d）が室（６）で連
通し、流路接続口（4c）（4b）が室（５）で連通する。

【００１７】二つの切換え状態において、二つの室
（５）（６）の間及び流路接続口（4a）（4b）（4c）
（4d）と室（５）（６）との内周側及び外周側の隙間
は、耐熱性グリース（12）によってシールされており、
ガスの漏洩が防止されている。

【００１８】また、高温ガスによる熱膨張は、回転子
（３）と回転子収容室（1b）の内壁との間に形成されて
いる熱膨張許容隙間（10）によって吸収される。

【００１９】次に、本発明の第２の実施例を図２の
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）によって説明する。図２の（Ａ）
は、本発明の第２の実施例の分解斜視図、（Ｂ）は、回
転子の切換え状態の説明図、（Ｃ）は、第２の実施例の
縦断側面図であって、前記第１の実施例に相当する部材
には同一符号を付して説明する。

【００２０】まず、本体ケース（１）は、両端が開口し
た円筒状であって、その外周面の等間隔（90°間隔）位
置に四つの流路接続口（4a）（4b）（4c）（4d）が設置
されている。

【００２１】蓋体は、前面蓋体（2a）と後面蓋体（2b）
とからなり、本体ケース（１）の両端開口部に取り付け
られる。

【００２２】回転子（３）は、回転軸（3a）と、この回
転軸（3a）に固着された仕切り板（3b）と、円板状の両
端板（3c）（3d）とからなり、前面蓋体（2a）と後面蓋
体（2b）とで両端開口部を閉じられた本体ケース（１）
内の回転子収容室（1b）内に熱膨張許容隙間（10）を形
成して回転操作可能に収容されている。本体ケース
（１）内の回転子収容室（1b）内は、回転子（３）の仕
切り板（3b）によって、二つの室（５）（６）に仕切ら
れる。上記回転軸（3a）の一端には、ギア（７）が固着
してあり、このギア（７）は、モーター（８）の出力軸
（8a）上のギア（９）と噛合させてあり、このモーター
（８）によって、ギア（９）（７）を介して回転子
（３）を90°往復回転させるように構成してある。上記
モーター（８）の起動は、適用される装置、例えば、交
番燃焼システム等の切換え信号等によって、自動的に行
なわれるように構成され、或いは、所定時、手動で行な
われ、停止は、リミットスイッチ等によって行なわせる
ものである。

【００２３】凹凸の嵌合部（11）は、本体ケース（１）
の内周面と回転子（３）の外周面との間に形成されてい
る。具体的には、本体ケース（１）の内周面の両端開口
部付近に大径の環状段部（1c）（1d）を形成し、この環
状段部（1c）（1d）に、外周径を仕切り板（3b）の外周
縁の回転半径より若干大きくした回転子（３）の両端板
（3c）（3d）を熱膨張許容隙間（10）をもって嵌合さ
せ、この両端板（3c）（3d）と仕切り板（3b）との境界
部に段部を形成して凹凸の嵌合部（11）としている。

【００２４】耐熱性グリース（12）は、上記凹凸の嵌合
部（11）を含む熱膨張許容隙間（10）に塗布され、ガス
の漏洩を防止させている。

【００２５】回転子（３）の往復回転角度範囲を90°に
規制するための構成は、回転子（３）の一方の端板（3
c）の端面に90°の範囲に亘って溝（13）を形成し、こ
の溝（13）に係合するストッパー突起（14）を前面蓋体
（2a）に取り付けてある。

【００２６】本発明の第２の実施例は、以上の構成から
なり、次にその動作を説明する。

【００２７】回転子（３）の二つの室（５）（６）は、
図２の（Ｂ）の上下に示す二つの状態のいずれかにあ
る。今、図２の（Ｂ）の上に示す状態にあるものとする
と、流路接続口（4a）（4b）が室（５）で連通し、流路
接続口（4c）（4d）が室（６）で連通している。

【００２８】上記状態でモーター（８）により、回転子
（３）が90°回転して図２の（Ｂ）の下に示す状態に切
換えられると、流路接続口（4a）（4d）が室（６）で連
通し、流路接続口（4c）（4b）が室（５）で連通する。

【００２９】二つの切換え状態において、二つの室
（５）（６）の間の隙間は、耐熱性グリース（12）によ
ってシールされており、ガスの漏洩が防止されている。

【００３０】また、高温ガスによる熱膨張は、回転子
（３）と回転子収容室（1b）の内壁との間に形成されて
いる熱膨張許容隙間（10）によって吸収される。

【００３１】以上、本発明の第１及び第２の実施例の構
成と動作を説明してきたが、本発明は、これらの実施例
にのみ制約されるものではなく、特許請求の範囲に記載
した範囲内において適宜改変して実施することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、回転子と回転子収容室
内壁との間に熱膨張許容隙間が形成してあるため、高温
気体による熱膨張があっても、これを上記熱膨張許容隙
間で吸収させることができ、回転子の回転操作を円滑に
行なわせ得る。また、熱膨張許容隙間及び凹凸の嵌合部
に耐熱性グリースを塗布してシールさせてあるため、高
温気体の漏洩を防止し得る。上記凹凸の嵌合部は、回転
子と回転子収容室内壁との間の熱膨張許容隙間に迷路
（ラビリンス）作用を付与し、ガスの漏洩及びグリース
の流出を抑制させることができる。しかも、グリース
は、高温気体に対する耐熱性を付与してあるため、溶融
流出が防止される。さらに、回転子の回転角度範囲は、
回転子と本体ケース又は蓋体とに形成された溝とストッ
パー突起とで規制させているため、回転子の慣性による
停止位置のずれを防止し得る。以上により、本発明の四
方弁は、交番燃焼システムを採用する蓄熱式熱交換器等
に使用し、配管系統を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施例を示す四方弁の
分解斜視図、（Ｂ）は回転子の切換え状態の概略説明
図、（Ｃ）は本発明の第１の実施例の縦断側面図であ
る。

【図２】（Ａ）は本発明の第２の実施例を示す四方弁の
分解斜視図、（Ｂ）は回転子の切換え状態の概略説明
図、（Ｃ）は本発明の第２の実施例の縦断側面図であ
る。

【図３】（Ａ）は交番燃焼システムを採用する蓄熱式熱
交換器の配管系統を個別にバルブで切換える場合の説明
図、（Ｂ）は四方弁で切換える場合の説明図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース ２ 蓋体 ３ 回転子 4a,4b,4c,4d 流路接続口 ５，６ 回転子の室 10 熱膨張許容隙間 11 凹凸の嵌合部 12 耐熱性のグリース 13 溝 14 ストッパー突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の回転子収容室を形成する本体ケ
   ースと、 回転子収容室の開口端部を閉じる蓋体と、 本体ケース及び蓋体で閉じられた回転子収容室内に回転
   操作可能に収容され、かつ、本体ケース又は蓋体に形成
   された四つの流路接続口を二つづつペアで切換え連通さ
   せるための二つの独立した室を有する回転子と、 回転子と回転子収容室内壁との間に形成した熱膨張許容
   隙間と、 熱膨張許容隙間に形成した凹凸の嵌合部と、 熱膨張許容隙間及び凹凸の嵌合部に塗布してシールする
   耐熱性グリースと、 回転子の回転角度範囲を規制するため回転子と本体ケー
   ス又は蓋体とに形成された溝とストッパー突起とを具備
   したことを特徴とする高温気体用の四方弁。