JPH08261352A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温側流体及び低温側流体の何れの流量も制
御することのできる流量制御弁を提供する。 【構成】 暖房時に温水が流体通路２の温水流路２ａを
流通するとともに、周囲の温度が変化すると温水側感熱
素材４の変形により温水側弁体３の開度が変わり、温水
の流量が制御される。また、冷房時には冷水が流体通路
２の冷水流路２ｂを流通するとともに、周囲の温度が変
化すると冷水側感熱素材７の変形により冷水側弁体６の
開度が変わり、冷水の流量が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば温水と冷水を用
いて暖房及び冷房を行う空気調和設備等、高温の流体と
低温の流体とを共通の管路に流通させる際に用いられる
流量制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボイラ等で生成した温水を室内側
に設置した熱交換器に循環し、熱交換器で室内空気を加
熱して暖房を行うようにしたものが知られている。この
場合、室内側熱交換器への温水流入側管路には室内温度
に感応する流量制御弁が設けられ、流量制御弁によって
温水の流量を制御することにより、室内が任意の温度に
保たれるようになっている。この流量制御弁は、周囲の
温度変化に応じて所定方向に変形する感熱素材に流体通
路を開閉する弁体を連結し、感熱素材の変形量に応じて
流体通路の開度を変えるように構成されている。

【０００３】また、前記室内側熱交換器を用いた空気調
和装置として、ボイラ等で生成した温水を熱交換器に流
通することにより暖房を行い、冷凍機等で生成した冷水
を熱交換器に流通することにより冷房を行うようにした
ものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記流
量制御弁は暖房時に周囲の温度が低くなると開度が大き
くなり、周囲の温度が高くなると開度が小さくなるよう
に動作するため、熱交換器に冷水を流通させて冷房を行
おうとする場合、室内温度に対する応答が逆の動作にな
り、冷房用には使用することができない。このため、例
えば流量制御弁をバイパスする管路及び流路の切換弁を
別途設けるなど、冷房時は冷水が流量制御弁を流通しな
いようにする必要があり、熱交換器周辺の配管が複雑に
なるとともに、冷房時の流量制御ができないという問題
点があった。

【０００５】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、高温側流体及び低温
側流体の何れの流量も制御することのできる流量制御弁
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、周囲の温度変化に応じて所
定方向に変形する感熱素材に流体通路を開閉する弁体を
連結し、感熱素材の変形量に応じて流体通路の開度を変
えるようにした流量制御弁において、前記流体通路を互
いに共通の出口を有する高温側流体の流路と低温側流体
の流路とから構成するとともに、高温側流体の流路の開
度を変える高温側感熱素材及びその弁体と、低温側流体
の流路の開度を変える低温側感熱素材及びその弁体とを
備えている。

【０００７】また、請求項２では、請求項１記載の流量
制御弁において、前記各感熱素材の動作温度範囲を何れ
か一方の弁体が流路を開いているときは他方の弁体が流
路を閉じるように設定している。

【０００８】また、請求項３では、周囲の温度変化に応
じて所定方向に変形する感熱素材に流体通路を開閉する
弁体を連結し、感熱素材の変形量に応じて流体通路の開
度を変えるようにした流量制御弁において、前記流体通
路を互いに共通の出口を有する高温側流体の流路と低温
側流体の流路とから構成するとともに、高温側流体の流
路の開度を変える高温側弁体と、低温側流体の流路の開
度を変える低温側弁体と、各弁体を互いに開閉方向が逆
になるように連結した感熱素材とを備えている。

【０００９】また、請求項４では、請求項３記載の流量
制御弁において、前記各弁体を感熱素材にそれぞれ流路
の開閉方向に摺動自在に取付けるとともに、各弁体を流
路の閉鎖方向に付勢する付勢手段と、各弁体に流路の開
放方向において係止する係止部とを備え、各係止部を何
れか一方の弁体が流路を開いているときは他方の弁体が
流路を閉じるように設けている。

【００１０】

【作用】請求項１の流量制御弁によれば、高温側流体及
び低温側流体がそれぞれの流路を流通するとともに、高
温側流体の流路では高温側感熱素材及びその弁体によっ
て高温側流体の流量が制御され、低温側流体の流路では
低温側感熱素材及びその弁体によって低温側流体の流量
が制御されることから、高温側流体の流量制御用の配管
と低温側流体の流量制御用の配管とを別々に設ける必要
がない。

【００１１】また、請求項２の流量制御弁によれば、請
求項１の作用に加え、高温側及び低温側の何れか一方の
弁体が流路を開いているときは他方の弁体が流路を閉じ
ているので、高温側流体及び低温側流体が他方の流路に
逆流することはない。

【００１２】また、請求項３の流量制御弁によれば、高
温側流体及び低温側流体がそれぞれの流路を流通すると
ともに、各弁体が互いに開閉方向が逆になるように感熱
素材に連結され、高温側流体及び低温側流体の各流路で
は同一の感熱素材によりそれぞれ流体の流量が制御され
ることから、高温側流体の流量制御用の配管と低温側流
体の流量制御用の配管とを別々に設ける必要がない。

【００１３】また、請求項４の流量制御弁によれば、請
求項３の作用に加え、高温側及び低温側の何れか一方の
弁体が流路を開いているときは他方の弁体が流路を閉じ
ているので、高温側流体及び低温側流体が他方の流路に
逆流することはない。この場合、一方の弁体は係止部に
係止して感熱素材と共に動作し、他方の弁体は付勢手段
に付勢されて流路を閉鎖したまま感熱素材側を摺動させ
る。

【００１４】

【実施例】図１乃至図３は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は流量制御弁の側面断面図、図２は流量制御弁
の動作温度範囲を示す図、図３は流量制御弁を用いた空
気調和装置の概略構成図である。

【００１５】同図に示す流量制御弁１は、高温側流体と
しての温水または低温側流体としての冷水を流通する流
体通路２を有し、流体通路２は互いに共通の出口を有す
る温水流路２ａと冷水流路２ｂとから構成されている。

【００１６】温水流路２ａ内には流路の開度を変える温
水側弁体３が設けられ、温水側弁体３は流量制御弁１の
外側に配置された温水側感熱素材４に連結されている。
この温水側感熱素材４にはワックス等が用いられ、温度
が上昇すると所定方向に伸長し、温度が低下すると収縮
する特性を有している。即ち、温水側弁体３は感熱素材
４から延びるシャフト４ａに取付けられ、感熱素材４の
伸縮に伴って開閉方向に動作するようになっている。こ
の場合、温水側弁体３は感熱素材４が収縮（温度低下）
すると開放方向に動作するとともに、シャフト４ａに取
付けられたスプリング４ｂによって開放方向に付勢され
ている。また、感熱素材４は流量制御弁１に螺合等によ
って回動自在に結合された温度調節ダイヤル５内に収容
されており、温度調節ダイヤル５を回転させると感熱素
材４及び弁体３が軸方向に移動するようになっている。

【００１７】冷水流路２ｂ内には流路の開度を変える冷
水側弁体６が設けられ、冷水側弁体６は流量制御弁１の
外側に配置された冷水側感熱素材７に連結されている。
尚、冷水側感熱素材７には温水側感熱素材４と同様の素
材が用いられる。即ち、冷水側弁体６は感熱素材７から
延びるシャフト７ａに取付けられ、感熱素材７の伸縮に
伴って開閉方向に動作するようになっている。この場
合、冷水側弁体６は冷水側感熱素材７が伸長（温度上
昇）すると開放方向に動作するとともに、シャフト７ａ
に取付けられたスプリング７ｂによって開放方向に付勢
されている。また、感熱素材７は温水側感熱素材４と同
様の温度調節ダイヤル８内に収容されており、温度調節
ダイヤル８を回転させると感熱素材７及び弁体６が軸方
向に移動するようになっている。

【００１８】また、温水側弁体３及び冷水側弁体６の動
作温度範囲は図２に示すように設定されている。即ち、
温水側弁体３の動作範囲Ｔ1 は感熱素材４の感知温度が
ｔ1のとき全開、ｔ2 のとき全閉となるように設定さ
れ、冷水側弁体６の動作範囲Ｔ2 は感熱素材７の感知温
度がｔ3 のとき全閉、ｔ4 のとき全開となるように設定
されている。この場合、前記動作温度の関係はｔ1 ＜ｔ
2 ＜ｔ3 ＜ｔ4 （例えばｔ1 ＝１５℃，ｔ2 ＝２０℃，
ｔ3 ＝２１℃，ｔ4 ＝２６℃）となっており、温水側弁
体３及び冷水側弁体６の何れか一方が開いているときは
他方が閉じるように設定されている。

【００１９】図３に示す空気調和装置は、熱交換器を備
えた複数の室内機１０をボイラ１１及び冷凍機１２に接
続し、ボイラ１１で生成された温水を図中実線矢印で示
すように各室内機１０に流通することにより暖房を行
い、冷凍機１２で生成された冷水を図中破線矢印で示す
ように各室内機１０に流通することにより冷房を行うよ
うになっている。即ち、ボイラ１１及び冷凍機１２は流
出側及び流入側を三方弁１３を介して接続され、それぞ
れ一系統の回路によって各室内機１０に接続されてい
る。また、各室内機１０は互いに並列に接続されるとと
もに、それぞれの流入側には本実施例の流量制御弁１が
設けられている。流量制御弁１には、ボイラ１１及び冷
凍機１２からの管路が前記温水流路２ａと冷水流路２ｂ
にそれぞれ分岐して接続されている。

【００２０】本実施例の流量制御弁１では、暖房時に温
水が流体通路２の温水流路２ａを流通するとともに、周
囲の温度が変化すると温水側感熱素材４の変形により動
作温度範囲Ｔ1 内で温水側弁体３の開度が変わり、温水
の流量が制御される。この場合、室内温度（感熱素材４
の感知温度）が常時ｔ2 以下であるとすれば、冷水側弁
体６は常時閉じているので、温水が冷水流路２ｂ側に逆
流することはない。また、冷房時には冷水が流体通路２
の冷水流路２ｂを流通するとともに、周囲の温度が変化
すると冷水側感熱素材７の変形により動作温度範囲Ｔ2
内で冷水側弁体６の開度が変わり、冷水の流量が制御さ
れる。この場合、室内温度（感熱素材７の感知温度）が
常時ｔ3 以上であるとすれば、温水側弁体３は常時閉じ
ているので、冷水が温水流路２ａ側に逆流することはな
い。また、暖房及び冷房の何れの場合においても温度調
節ダイヤル５，８によって任意の設定温度に調節するこ
とが可能である。

【００２１】このように、本実施例の流量制御弁１によ
れば、流体通路２を温水流路２ａと冷水流路２ｂとから
構成するとともに、温水流路２ａには温水の流量を制御
する温水側弁体３及びその感熱素材４を設け、冷水流路
２ｂには冷水の流量を制御する冷水側弁体６及びその感
熱素材７を設けたので、温水及び冷水の何れの流量も制
御することができる。従って、温水の流量制御用の配管
と冷水の流量制御用の配管とを別々に設ける必要がな
く、配管を極めて簡単にすることができる。また、温水
側弁体３及び冷水側弁体６の動作温度範囲を何れか一方
が開いているときは他方が閉じるように設定したので、
温水流路２ａの温水または冷水流路２ｂの冷水が他方へ
逆流することがなく、温水及び冷水の流量制御を確実に
行うことができる。

【００２２】尚、本実施例では温水側弁体３及び冷水側
弁体６の動作温度範囲を何れか一方が開いているときは
他方が閉じるように設定したが、温水側流路２ａ及び冷
水側流路２ｂへの流入側分岐管路に三方弁等の切換手段
を設けて逆流を防止するようにすれば、各弁体３，６の
動作温度範囲を互いに重複するように設定することも可
能である。

【００２３】図４は本発明の他の実施例を示すもので、
流量制御弁の側面断面図である。

【００２４】同図に示す流量制御弁２０は、温水または
冷水を流通する流体通路２１を有し、流体通路２１は互
いに共通の出口を有する温水流路２１ａと冷水流路２１
ｂとから構成されている。

【００２５】温水流路２１ａ内には流路の開度を変える
温水側弁体２２が設けられ、温水側弁体２２は流量制御
弁２０の外側に配置された感熱素材２３に連結されてい
る。即ち、温水側弁体２２は感熱素材２３から延びるシ
ャフト２３ａに軸方向に摺動自在に取付けられ、シャフ
ト２３ａには温水側弁体２２に開放方向において係止す
る係止部２３ｂが設けられている。この場合、温水側弁
体２２は感熱素材２３が収縮（温度低下）すると開放方
向に動作する。また、シャフト２３ａには温水側弁体２
２を付勢するスプリング２４が取付けられ、温水側弁体
２２はスプリング２４によって常時閉鎖方向に押圧され
ている。感熱素材２３は流量制御弁２０に螺合等によっ
て回動自在に結合された温度調節ダイヤル２５内に収容
されており、温度調節ダイヤル２５を回転させると感熱
素材２３及びシャフト２３ａが軸方向に移動するように
なっている。

【００２６】冷水流路２１ｂ内には流路の開度を変える
冷水側弁体２６が設けられ、冷水側弁体２６は前記感熱
素材２３に連結されている。即ち、冷水側弁体２３は感
熱素材２３のシャフト２３ａに温水側弁体２２と同軸状
に摺動自在に取付けられ、シャフト２３ａには温水側弁
体２２に開放方向において係止する係止部２３ｃが設け
られている。この場合、冷水側弁体２６は感熱素材２３
が伸長（温度上昇）すると開放方向に動作する。また、
シャフト２３ａには冷水側弁体２６を付勢するスプリン
グ２７が取付けられ、冷水側弁体２６はスプリング２７
によって常時閉鎖方向に押圧されている。即ち、各弁体
２２，２６は互いに開閉方向が逆になるように感熱素材
２３に連結されている。

【００２７】また、図４に示すようにシャフト２３ａの
各係止部２３ｂ，２３ｃの間隔Ｌ1は各弁体２２，２６
の閉鎖位置の間隔Ｌ2 以下に設定され、これにより一方
の係止部２３ｂ（または２３ｃ）が弁体２２（または２
６）に係止しているときは他方の係止部２３ｃ（または
２３ｂ）が弁体２６（または２２）から離れるようにな
っている。即ち、温水側弁体２２及び冷水側弁体２６の
何れか一方が開いているときは他方が閉じるようになっ
ている。

【００２８】本実施例の流量制御弁２０では、暖房時に
温水が流体通路２１の温水流路２１ａを流通するととも
に、周囲の温度が変化すると感熱素材２３の変形により
温水側弁体２２の開度が変わり、温水の流量が制御され
る。この場合、温水側弁体２２は係止部２３ｂに係止し
て感熱素材２３と共に動作するが、冷水側弁体２６はス
プリング２７に付勢されて冷水流路２１ｂを閉鎖したま
まシャフト２３ａを摺動させるので、温水が冷水流路２
１ｂ側に逆流することはない。また、冷房時には冷水が
流体通路２の冷水流路２１ｂを流通するとともに、周囲
の温度が変化すると感熱素材２３の変形により冷水側弁
体２６の開度が変わり、冷水の流量が制御される。この
場合、冷水側弁体２６は係止部２３ｃに係止して感熱素
材２３と共に動作するが、温水側弁体２２はスプリング
２４に付勢されて温水流路２１ａを閉鎖したままシャフ
ト２３ａを摺動させるので、温水が冷水流路２１ａ側に
逆流することはない。また、暖房及び冷房の何れの場合
においても温度調節ダイヤル２５によって任意の設定温
度に調節することが可能である。

【００２９】このように、本実施例の流量制御弁２０に
よれば、前記実施例と同様、温水及び冷水の何れの流量
も制御することができる。また、温水側弁体２２及び冷
水側弁体２６を同一の感熱素材２３に同軸状に取付けた
ので、暖房用の感熱素材と冷房用の感熱素材を別々に設
ける必要がなく、小型化に有利である。更に、温水側弁
体２２及び冷水側弁体２６をそれぞれシャフト２３ａに
摺動自在に取付け、何れか一方が開いているときは他方
が閉じるように設定したので、前記実施例と同様、温水
流路２１ａの温水または冷水流路２１ｂの冷水の他方へ
の逆流を確実に防止することができる。

【００３０】尚、本実施例では温水側弁体２２及び冷水
側弁体２６をシャフト２３ａに摺動自在に取付けて何れ
か一方が開いているときは他方が閉じるように構成した
が、温水側流路２１ａ及び冷水側流路２１ｂへの流入側
分岐管路に三方弁等の切換手段を設けて逆流を防止する
ようにすれば、各弁体２２，２６をシャフト２３ａに固
定した構造にすることも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の流量制
御弁によれば、高温側流体及び低温側流体の何れの流量
も制御することができるので、高温側流体の流量制御用
の配管と低温側流体の流量制御用の配管とを別々に設け
る必要がなく、配管を極めて簡単にすることができる。

【００３２】また、請求項２の流量制御弁によれば、請
求項１の効果に加え、高温側流体及び低温側流体が他方
の流路へ逆流することがないので、各流体の流量制御を
確実に行うことができる。

【００３３】また、請求項３の流量制御弁によれば、請
求項１と同様、高温側流体及び低温側流体の何れの流量
も制御することができるので、高温側流体の流量制御用
の配管と低温側流体の流量制御用の配管とを別々に設け
る必要がなく、配管を極めて簡単にすることができる。
この場合、高温側流体用の感熱素材と低温側流体用の感
熱素材を別々に設ける必要がないので、小型化に有利で
ある。

【００３４】また、請求項４の流量制御弁によれば、請
求項３の効果に加え、高温側流体及び低温側流体が他方
の流路へ逆流することがないので、各流体の流量制御を
確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す流量制御弁の側面断面
図

【図２】流量制御弁の動作温度範囲を示す図

【図３】流量制御弁を用いた空気調和装置の概略構成図

【図４】本発明の他の実施例を示す流量制御弁の側面断
面図

【符号の説明】

１…流量制御弁、２…流体通路、２ａ…温水通路、２ｂ
…冷水通路、３…温水側弁体、４…温水側感熱素材、６
…冷水側弁体、７…冷水側感熱素材、２０…流量制御
弁、２１…流体通路、２１ａ…温水通路、２１ｂ…冷水
通路、２２…温水側弁体、２３…感熱素材、２３ｂ，２
３ｃ…係止部、２４…スプリング、２６…冷水側弁体、
２７…スプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹野 三七夫 群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会 社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周囲の温度変化に応じて所定方向に変形
   する感熱素材に流体通路を開閉する弁体を連結し、感熱
   素材の変形量に応じて流体通路の開度を変えるようにし
   た流量制御弁において、 前記流体通路を互いに共通の出口を有する高温側流体の
   流路と低温側流体の流路とから構成するとともに、 高温側流体の流路の開度を変える高温側感熱素材及びそ
   の弁体と、低温側流体の流路の開度を変える低温側感熱
   素材及びその弁体とを備えたことを特徴とする流量制御
   弁。
2. 【請求項２】 前記各感熱素材の動作温度範囲を何れか
   一方の弁体が流路を開いているときは他方の弁体が流路
   を閉じるように設定したことを特徴とする請求項１記載
   の流量制御弁。
3. 【請求項３】 周囲の温度変化に応じて所定方向に変形
   する感熱素材に流体通路を開閉する弁体を連結し、感熱
   素材の変形量に応じて流体通路の開度を変えるようにし
   た流量制御弁において、 前記流体通路を互いに共通の出口を有する高温側流体の
   流路と低温側流体の流路とから構成するとともに、 高温側流体の流路の開度を変える高温側弁体と、低温側
   流体の流路の開度を変える低温側弁体と、各弁体を互い
   に開閉方向が逆になるように連結した感熱素材とを備え
   たことを特徴とする流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記各弁体を感熱素材にそれぞれ流路の
   開閉方向に摺動自在に取付けるとともに、 各弁体を流路の閉鎖方向に付勢する付勢手段と、各弁体
   に流路の開放方向において係止する係止部とを備え、 各係止部を何れか一方の弁体が流路を開いているときは
   他方の弁体が流路を閉じるように設けたことを特徴とす
   る請求項３記載の流量制御弁。