JPH0638232Y2 - 温度調整弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は温水槽，熱交換器などの温度制御に使用される
温度調整弁に関するものである。

（従来の技術） 例えば蒸気や熱水を熱交換器に送つて冷水より温水を作
る場合，温水をほぼ一定温度とするため所定温度以上の
ときは蒸気や熱水の供給を制限乃至停止し，所定温度以
下のときは蒸気や熱水の供給を開始または増量する必要
がある。そのために，蒸気や熱水を熱交換器に送る管路
に温水温度に応じて自動的に作動する温度調整弁を設置
することが行なわれており，このような温度調整弁の構
成，機能は実公昭55-12630号公報などに開示されてい
る。

即ち，温度調整弁は主弁またはパイロツト弁の弁体をベ
ローズなどの受圧作動部材と連結し，温度制御しようと
する目的流体に接触させた感熱筒と受圧作動部材とを連
通するとともに感熱筒に薬液を封入した構成であり，目
的流体が所定温度以上のときは薬液の蒸発による蒸気圧
力で受圧作動部材が弁体を閉弁または開弁方向へ動作さ
せ，所定温度以下のときは戻しばねのばね力で受圧作動
部材が弁体を開弁または閉弁方向へ動作させるのであ
る。

（考案が解決しようとする課題） 前記構成の温度調整弁の感熱筒と受圧作動部材とは通常
の場合，内径3mm程度のリード管で互いに連通されてい
る。

そして，目的流体が所定温度以下に低下して感熱筒が冷
却されたとき，薬液が凝縮を開始し蒸気圧力が低下して
戻しばねのばね力が受圧作動部材を押しその内部の薬液
を感熱筒へ移動させる。この場合，受圧作動部材の内部
の薬液は感熱筒の内部の薬液よりも低温度であり，且つ
目的流体の熱が感熱筒の壁を伝導して内部を加温するよ
りも早い速度で薬液が感熱筒に移動するので，一時的に
蒸気圧力が更に低下して弁体をオーバ・ストロークさせ
る。その後，熱伝導によつて感熱筒内部が目的流体の温
度と対応する温度に回復することによつて蒸気圧力も回
復して弁体を適正位置に戻すが，その際に戻しばねの慣
性力が加わつて弁体を一旦反対方向へストロークさせ
る。

即ち，目的流体が所定温度以下となつたとき温度調整弁
の弁体は過度のストロークと反対方向へのストロークと
を繰返して感熱筒が検知する温度に見合つた位置に落ち
着くものであり，このため蒸気や熱水などの制御流体の
流量が過大，過小を繰返して目的流体の温度ハンチング
の原因となつていた。

本考案は温度ハンチングの原因となる弁体の振幅動作が
最初のオーバ・ストロークにあることに着目し，オーバ
・ストロークを軽減乃至解消することができる温度調整
弁を提供するために考案されたものである。

（課題を解決するための手段） 本考案によると，蒸気圧力発生用の薬液が封入されてい
る感熱筒と弁体を連結した受圧作動部材とがリード管で
互いに連通されているとともに，蒸気圧力に対抗する戻
しばねが前記受圧作動部材に作用している温度調整弁に
おいて，前記リード管に薬液の流量制限機構を設けた構
成とされている。

流量制限機構は固定絞りまたは可変絞り，或いは閉弁時
に最低流量を保証する逆止弁で構成するのが好ましい。

（作用） 感熱筒を温度制御しようとする目的流体に接触させる。
所定温度以上で薬液の蒸気圧力により受圧作動部材が弁
体を閉弁または開弁方向へ動作させる。所定温度以下に
なると流量制限機構によつて受圧作動部材から感熱筒へ
移動する薬液は少量ずつに制限されているので感熱筒内
部は目的流体の温度と対応する温度を維持し蒸気圧力の
一時的な過低下を防いで弁体をオーバ・ストロークさせ
ない。

（実施例） 本考案の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は温度調整弁の一例を示す縦断面図であつて，弁
本体１の内部に制御流体の流路２が形成されていて，そ
の中間部に上向きのシート部４と上流側の一次通路５か
ら下流側の二次通路６へ制御流体を通過させる弁座口７
とからなる弁座３が設けられているとともに，シート部
４に着座し或いはこれより離間して弁座口７を閉鎖し或
いは開放する弁体８が二次通路６側に内蔵されている。

弁本体１の上には上部本体９が重ねられており，本体８
の上方へ延びる弁棒10がシール材11によつて液密乃至気
密に上部本体９へ突出している。上部本体９の上に重ね
られたふた体12の頂壁下面にはベローズからなる受圧作
動部材13の基部が固着されているとともに，弁棒10の上
端が受圧作動部材13の先端面に固着されている。弁棒10
は上部本体９に設けた案内筒14を貫通しており，弁体８
を弁座３に対して直線往復動させる。また，案内筒14の
外側周面に形成したねじに螺装したナツト15に重ねたば
ね受16と受圧作動部材13との間にコイル状の戻しばね17
が装入されており，その初期荷重はナツト15によつて調
節可能である。

感熱筒18は目的流体と接触してその温度を検知するもの
であつて，設定温度で蒸発し蒸気圧力を発生する薬液20
が封入されているとともに，その底部近くで先端を開口
したリード管19によつて受圧作動部材13と互いに連通し
ている。

この構成によると，蒸気や熱水で温水を作る場合，目的
流体である温水が設定温度近くに加温されると薬液20の
一部が蒸発を開始し，リード管19を経て受圧作動部材13
に蒸気圧力が伝達され戻しばね17のばね力にうち勝つて
弁体８をシート部４に接近させ，設定温度よりも少し高
い温度となつたとき弁体８がシート部４に密着して制御
流体である蒸気や熱水の供給を停止する。目的流体が設
定温度よりも低温度になると感熱筒18の薬液蒸気が凝縮
を開始し蒸気圧力が低下するので受圧作動部材13は戻し
ばね17のばね力によつて押され弁体８をシート部４から
離間させ，制御流体の供給を開始する。

本考案によると，第１図に矢印で示したＡ部分またはＢ
部分においてリード管19に流量制限機構21が設けられて
いる。

第２図はチヨーク孔22を有する小片体23をＡ部分即ちリ
ード管19の先端に固着したものであつて，この流量制限
機構21は固定絞りで構成されている。第３図は弁座口24
とねじ付針弁25とを有する本体26をＢ部分即ちリード管
19の途中に設置したものであつて，この流量制御機構21
はねじ付針弁25によつて弁座口24の有効面積が調整可能
な可変絞りで構成されている。

第４図は球状の弁体27と閉弁ばね28と弁座口29およびそ
の側方の側路30とを有する本体31をＡ部分に固着したも
のであつて，この流量制限機構21は感熱筒18の内部の蒸
気圧力が高くなつたとき弁座口29を開放し低くなつたと
き弁座口29を閉鎖する逆止弁で構成されている。第５図
はオリフイス孔36を設けた平板状の弁体32と閉弁ばね33
と弁座口34とを有する本体35をＡ部分に固着したもので
あつて，この流量制限機構21も感熱筒18の内部の蒸気圧
力に応じて弁座口34を開閉する逆止弁で構成される。

第２図の構成では薬液の流量は予め設定したチヨーク孔
22の径によつて定まるが，第３図の構成では手動でねじ
付針弁25を操作することによつて薬液の流量を任意に調
節できる。また，第４図，第５図の構成では感熱筒18の
蒸気は弁座口29,34を通つて従来品と同じ流量で受圧作
動部材13に導かれるが，温度低下時に薬液は側路30また
はオリフイス孔36のみを通つて感熱筒18に流れるもので
あつて，これらは最低流量を保証する。

ここで，第１図の構成の温度調整弁に第２図に示す固定
絞りを設けた本考案品と固定絞りを設けない従来品とに
つき，異なる薬液を使用して設定温度附近から目的流体
の温度を低下させたときの弁体の動作を測定した結果を
第６図，第７図，第８図に示す。従来品の弁体は各図で
破線で示されるようにオーバ・ストロークと反対方向へ
のストロークとを繰返しているが，本考案品の弁体は各
図で実線で示されるように感熱筒の温度低下に応じてな
めらかに開弁方向へ移動していることが判る。

尚，本考案は直動式単座構造の主弁の弁体に限らず，直
動式複座構造の主弁の弁体やパイロツト式のパイロツト
弁の弁体を受圧作動部材に連結したものにも適用できる
ことは勿論である。また，制御流体が冷媒であつて目的
流体を冷却する場合は，弁体は温度上昇に伴つて開弁方
向へ動作し温度低下に伴つて閉弁方向へ動作するように
構成されるなど，用途に応じた設計変更が行なわれるこ
とは言うまでもない。

（考案の効果） 以上のように本考案によると，感熱筒と受圧作動部材と
の間で薬液を移動させるリード管に流量制限機構を設け
るというきわめて簡単な構成で，目的流体の温度低下時
に薬液が急激且つ大量に感熱筒へ移動するという現象が
なくなり，感熱筒内部は目的流体の温度と対応する温度
を維持し蒸気圧力の一時的な過低下を招かないのであ
る。このため，弁体は蒸気圧力と戻しばねのばね力との
バランスによりなめらかに開弁または閉弁方向へ動作し
目的流体に温度ハンチングを発生させず，安定した温度
制御を行なうことができるものである。

また，本考案によると，流量制限機構を可変絞りとした
ことによつて組付け後に微調整して弁体のオーバ・スト
ロークを完全になくすことが可能であり，更に閉弁時に
最低流量を保証する逆止弁としたことによつて蒸気圧力
が受圧作動部材に速やかに伝達されるので温度上昇時に
弁体を温度に対応して迅速に動作させることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が適用される温度調整弁の一例を示す縦
断面図，第２図，第３図，第４図，第５図は流量制限機
構のそれぞれ異なる実施例を示す縦断面図，第６図，第
７図，第８図は本考案品と従来品との性能試験の結果を
示す図である。 １……弁本体,2……流路,3……弁座,8……弁体,10……
弁棒,13……受圧作動部材,17……戻しばね,18……感熱
筒,19……リード管,20……薬液,21……流量制限機構，

フロントページの続き (72)考案者 加藤 文隆 東京都大田区多摩川２丁目２番13号 株式 会社ベン内 (72)考案者 佐々木 四郎 東京都大田区下丸子２丁目16番４号 大成 工業株式会社内 (72)考案者 佐々木 達郎 東京都大田区下丸子２丁目16番４号 大成 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−72719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−7031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−154569（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−33434（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気発生用の薬液が封入されている感熱筒
   と弁体を連結した受圧作動部材とがリード管で互いに連
   通されているとともに，蒸気圧力に対抗する戻しばねが
   前記受圧作動部材に作用している温度調整弁において，
   前記リード管に薬液の流量制限機構が設けられている温
   度調整弁。
2. 【請求項２】流量制限機構が固定絞りである請求項
   （１）記載の温度調整弁。
3. 【請求項３】流量制限機構が可変絞りである請求項
   （１）記載の温度調整弁。
4. 【請求項４】流量制限機構が閉弁時に最低流量を保証す
   る逆止弁である請求項（１）記載の温度調整弁。