JPH0960741A

JPH0960741A - 高温気体の切換弁

Info

Publication number: JPH0960741A
Application number: JP7217448A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yasuda; 力保田; Toshiaki Hasegawa; 敏明長谷川; Hiroyuki Tabata; 博幸田畑; Tetsuo Kawajiri; 哲郎川尻
Original assignee: KYUSHU CERAMICS KOGYO KK; Nippon Furnace Co Ltd
Current assignee: KYUSHU CERAMICS KOGYO KK; Nippon Furnace Co Ltd
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】高温気体の流れ方向の切替を可能とする。【解決手段】中央部に仕切壁３が設けられて管軸方向
に２分された２つの空間４，５を有しかつ各空間４，５
が互いに異なる２系統の流路に接続される円筒形状の回
転体１とこれを回転自在に収容するハウジング２とによ
ってセラミックスあるいはセラミック−金属複合体でも
容易に製作することができる簡単な構造で切替弁が構成
され、また回転体１の周壁に回転体１内とハウジング２
内とを連通させるポート６，７を各空間４，５ごとに一
つずつ互いに反対となる位置関係で形成すると共にハウ
ジング２側にハウジング内部９と外部流路とを接続する
ポート８を設け、回転体１を回転させることによってい
ずれか一方の空間４あるいは５から高温気体を導入して
ハウジング２に連結された外部流路に排出させ高温気体
の流れ方向を切り替えるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は切換弁に関する。更
に詳述すると、本発明は、高温例えば４００℃よりも高
温の流体の流れの方向を切り替えるのに好適な切換弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】三方弁（三方コック）や四方弁、スプー
ル弁などの従来の切換弁は、いずれも常温の気体を制御
対象とするものであって、高温の気体を対象とはしてい
ない。また、高温用切換弁として構成されたものも存在
するが、これにしても一般に４００℃未満の気体を対象
にしており、それよりも高温例えば７００℃〜１４００
℃程度の気体の流れ方向を切り替えることはできなかっ
た。

【０００３】そこで、従来は、燃焼炉や反応炉などから
排出される高温気体は一旦熱交換器やエコノマイザーな
どを通して廃熱を回収し、４００℃以下の低温に下げて
からその流体の流れ方向の切り替えなどの方向制御が行
われていた。そして、必要に応じて方向制御後に流体を
再加熱することなどで再び高温の気体としてから利用す
るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼な
どによって発生した高温の気体を各種実験装置の熱源と
して利用することなどを考える場合、このような装置に
おいて得られた高温かつクリーンな気体を必要に応じて
実験装置などに供給するには、高温のままで気体の流れ
方向を切り替るなどの制御が必要となる。

【０００５】本発明は、高温気体の流れ方向の切替を可
能とする切換弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明の切換弁は、中央部に仕切壁が
設けられて管軸方向に２分された２つの空間を有しかつ
各空間が互いに異なる系統の流路に接続されるセラミッ
クスあるいはセラミック−金属複合体製の円筒形の回転
体と、この回転体の両端の導入ポート部分を除く中央部
を収容するセラミックスあるいはセラミック−金属複合
体製のハウジングとから成り、回転体の周壁に回転体内
とハウジング内とを連通させるポートを各空間ごとに一
つずつ反対となる位置関係で形成すると共に、ハウジン
グ側にハウジング内部と外部流路とを接続するポートを
設け、回転体を回転させることによっていずれか一方の
空間から高温気体を導入してハウジングに連結された外
部流路に排出させ気体の流れ方向を切り替えるようにし
ている。

【０００７】この場合、２系統の流路に接続された円筒
体の２つの空間のうち、回転体周面の一方のポートがハ
ウジングの排出流路に対向したとき、他方のポートは反
対側に位置しているためハウジングの内周壁に塞がれて
通路が閉塞されている。このため、ハウジングの排出流
路側に位置する一方のポートで連通された円筒体の空間
に接続された系統の流路が開かれ、ハウジングに連結さ
れた外部流路へ排出される。そして、円筒体が１８０°
回転すると、今までハウジングの内周面に閉塞されてい
た他方のポートがハウジングの排出流路と対向して開放
され、そこから他方の空間に接続された系統の流路から
の流体を排出させる。その反面、今まで開放されていた
一方のポートはハウジングの内周面に閉塞されてそこか
らの流体の排出を阻止する。そこで、円筒体を回転させ
ることによって２系統の流路のいずれか一方が連通され
て他方が遮断され、気体の流れ方向が切り替えられる。
ここで、円筒体及びハウジングは単純な構造であるた
め、セラミックスあるいはセラミック−金属複合体で構
成することができる。そして、高温例えば４００℃を超
える気体あるいは場合によっては１０００℃を超える気
体が流されても、セラミックスあるいはセラミック−金
属複合体は熱伝導係数並びに耐熱ショック係数に優れる
ので、強度を得るためある程度厚くすることも可能であ
るし、温度差に起因する亀裂や破壊を起こすことはな
い。

【０００８】また、請求項１記載の切換弁において、回
転体はハウジングから突出した部分に軸方向に波形の軸
受部を嵌合すると共にこれと対応する波形の軸受部を有
する接続管を嵌合し、該接続管を介して流路が接続され
るようにしている。この場合、円筒体は波形の軸受部と
接続筒の波形の軸受部との嵌合によって支持されている
ため、円筒体を自由に回転させることができ、その間も
円筒体と接続筒との間の波形の軸受部がラビリンスとな
って流体の漏れを招かずに自由に回転させ得る。

【０００９】また、本発明の切換弁は、２系統の給気流
路を相対向させて配置すると共にそれらの間に９０°ず
らして配置された１系統の排出流路とを備えたセラミッ
クスあるいはセラミック−金属複合体製の円筒形ハウジ
ングと、このハウジングの内周面と摺接して回転しかつ
軸方向には閉塞されると共に２系統の給気流路のいずれ
か一方を閉塞するときに他方を排出流路と接続する空間
を有するセラミックスあるいはセラミック−金属複合体
製の円筒形の回転体とから構成されている。この場合、
回転体を回転させることによって回転体の外周面で一方
の給気ポートを閉塞すると同時に、他方給気ポートと排
気ポートとを連通させ、他方の給気ポートに接続された
気体を排気ポート側へ流す。

【００１０】また、本発明の切換弁は、４つのポートを
９０°置きに有するハウジングと、該ハウジング内で隣
合うポートを２つずつを選択的に接続する回転切替弁板
とを有する四方弁において、ハウジングを耐熱材料で形
成する共に切替弁板の低温側流体を流す面側にその回転
中心を配置し、高温側流体を流す側にセラミックスある
いはセラミック−金属複合体製の板を張り付けるように
している。この場合、セラミックスあるいはセラミック
−金属複合体板が装着された側に高温流体を流し、切替
板の回転中心を低温流体が流れる側に配置しているの
で、回転シャフトが熱応力を受けて変形することがな
く、その作動がスムーズである。

【００１１】更に、本発明の切換弁において、セラミッ
クスあるいはセラミック−金属複合体製の板は、両端に
鉄製の切替弁板を挟持するＵ字形の折り返し部を有し、
この折り返し部に切替弁板を差し込むことによってセラ
ミックスあるいはセラミック−金属複合体板を鉄製の切
替弁板に装着するようにしている。この場合、鉄製の切
替弁板と別体に成形されたセラミックスあるいはセラミ
ック−金属複合体板とは、セラミックスあるいはセラミ
ック−金属複合体板の両端のＵ字状の折り返し部を鉄製
切替板に差し込むだけでセラミックスあるいはセラミッ
ク−金属複合体被覆の切替弁板が構成できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１に本発明の切換弁の第１の実施例を示
す。この切換弁は、２系統の流路のいずれか一方を連通
させ他方を閉じることによって流体の流れ方向を切り替
えるものであって、２系統の流路に接続される円筒形の
回転体１とこの回転体１を収容し１系統の流路が連結さ
れているハウジング２とから主に構成されている。

【００１４】回転体１は中央部に設けられた仕切壁３に
よって管軸方向に２分された２つの空間４，５を有し、
その両端に接続される配管（図示省略）から高温気体を
導入するように設けられている。そして、仕切壁３を挟
んで一方の空間４と他方の空間５とにそれぞれハウジン
グ内部９と連通するポート６，７を仕切壁３の近くにそ
れぞれ１箇所ずつ形成している。ポート６，７は、互い
に反対位置となるように、１８０°の間隔をあけてそれ
ぞれ形成されている。そして、ハウジング内部９は、図
３に示すように、半円筒形のブッシュ１０が排気ポート
８の反対側のハウジング２と回転体１との間に介在され
ることによって、排気ポート８側寄りにのみ回転体１と
の間に空間９を形成し、いずれか一方のポート６あるい
は７のみがハウジング内空間９と連通するように設けら
れている。勿論、切り替えの瞬間には両ポート６，７が
同時にハウジング内空間９に連通する領域が存在する
が、切り替え後にはいずれか一方のポート６あるいは７
のみがハウジング内空間９と連通し、ハウジング２の排
気ポート８を介して流体が流出するように設けられてい
る。回転体１には、回転伝達手段として歯車１１が一体
成形されている。この歯車１１を介してモータなどのア
クチュエータの回転を回転体１に伝達することにより、
回転体１を所定角度毎に回転させ流体の流れを切り替え
ることができる。回転伝達手段は歯車に特に限定され
ず、プーリや摩擦車あるいはその他の形式のものの採用
が可能である。

【００１５】ハウジング２から突出した回転体１の両端
には、例えば図４に示すように、波形の凹凸を有する軸
受部１５が一体成形によって、あるいは別体に成形され
たものを接着すること等によって設けられている。図４
には回転体１の上半部しか図示していないが、下半部に
も同様に波形の凹凸が形成されて接続管と回転自在に嵌
合されている。また、回転体１及びこれに嵌合される接
続管１２の軸受部１５，１３の端部側には軸受部１５，
１３の抜け外れを防止するための環状ストッパ１４，１
６がそれぞれ設けられている。この環状ストッパ１４，
１６は回転体１の軸受部１５と接続管１２の軸受部１３
とを嵌合させた後に取り付けても良いし、あらかじめ一
体成形しておいても良い。この軸受部１５と対応する波
形の軸受部１３が設けられた接続管１２を螺合させるこ
とによって回転体１は機密状態を保持して回転自在に支
持される。そして、接合管１２を配管系へ連結固定する
ことによって本発明の切換弁の配管への組み込みを可能
とする。

【００１６】以上のように構成された切換弁の少なくと
も回転体１とハウジング２およびブッシュ１０は、ムラ
イトやＳｉＣなどのセラミックスあるいはセラミック−
金属複合体によって製作されている。ここで、セラミッ
ク−金属複合体は、ポーラスな骨格を有するセラミック
スの気孔中に溶融した金属を自発浸透させ、その金属の
一部を酸化あるいは窒化させてセラミックス化し、ポア
ーを完全に埋め尽くした複合体であり、例えば、主に８
０〜９０ｗｔ％のＡｌ₂Ｏ₃を骨格としてそのポーラス
部に１０〜２０ｗｔ％のＡｌ₂Ｏ₃−Ａｌ複合材を充填
させて気孔率を０％としたもの、あるいはＳｉ−ＳｉＣ
の組み合わせなどが挙げられる。上述のＡｌ₂Ｏ₃−Ａ
ｌ系セラミック−金属複合体の場合、高温における熱伝
導係数並びに耐熱ショック係数に優れるので、強度を得
るためある程度厚くしても、高温例えば４００℃を超え
る温度の流体と常温あるいはそれ以下の低温の流体とが
場所を異にして同時に接触しても亀裂や破壊を起こすこ
とはない。また、曲げ強度や圧縮強度などにも優れるた
め、それ自体で回転体１やハウジング２などを構成して
も十分な強度が得られる。また、接続管１２などもセラ
ミックスや耐熱鋼などの耐熱強度に優れる材質で構成す
ることが望ましい。例えば、これらのセラミック−金属
複合体の他にアルミニウムの酸化物、窒化物、ホウ化
物、チタン酸塩、ケイ素の窒化物、ホウ化物、チタン酸
塩、チタンの窒化物、ホウ化物、炭化物、ジルコニウム
の窒化物、ホウ化物、炭化物、ハフミウムのホウ化物、
炭化物等とそれぞれの母材金属との組み合わせが可能で
あるが、特に耐熱及び耐熱衝撃性の面で優れている複合
材としてＳｉＣ−Ａｌ₂Ｏ₃−Ａｌが挙げられる。

【００１７】また、図５から図７に第２の実施例を示
す。この実施例は、ハウジング２２側にのみ２つの給気
ポート２４，２５と１つの排気ポート２８とを形成した
切換弁である。この切換弁は、２系統の図示しない給気
流路がそれぞれ接続された２つの相対向する給気ポート
２４，２５とこれらの間に９０°ずらして配置された１
系統の排出流路が接続された排気ポート２８とを備えた
セラミックスあるいはセラミック−金属複合体製の円筒
形ハウジング２２と、このハウジング２２の内周面３０
と摺接して回転するセラミックスあるいはセラミック−
金属複合体製の円筒形の回転体２１とから構成されてい
る。回転体２１は、軸方向には仕切壁２３，２３で閉塞
されかつ２つの給気ポート２４，２５のいずれか一方を
閉塞するときに他方を排気ポート２８と接続する空間２
９を有する。この回転体２１は、交互に給気ポート２
４，２５の一方を閉塞するように一定角度内で揺動回転
するように設けられている。例えば図１に示されるよう
に、歯車１１を一体成形することによって外部アクチュ
エータの回転を受けて一定角度内で揺動回転するように
しても良い。しかし、回転体２１そのものには配管が接
続されないため機密性を必要としない簡単な軸受構造で
足りる。そこで、回転体２１とハウジング２２とをゆる
み嵌めすることによって回転自在に支持している。尚、
給気ポート２４，２５は回転体２１の外周面２７によっ
ていずれか一方が閉塞される。

【００１８】以上のように構成された切換弁によると、
流れ方向を制御しようとする高温の気体例えば１０００
〜１６００°Ｋ（約７２７℃〜１３２７℃）と触れる部
分がセラミックスなどで構成されているので、気体を冷
却させないでそのままの温度で流れ方向を制御できる。
したがって、高温気体発生源から気体使用箇所へ移送す
る場合などに応用することができる。

【００１９】例えば、図９に高温気体発生装置に図１か
ら図３に示す第１の実施例の切換弁５０を適用した場合
を例に挙げて説明する。この高温気体発生装置は、蓄熱
体５１，５１を備えるバーナ装置５２ａ，５２ｂを切換
弁５０の２つの空間４，５にそれぞれ連結すると共に排
気ポート８に整流筒５３を接続するようにしている。ま
た、各蓄熱体５１，５１の出口は四方弁５４の相対向す
るポートにそれぞれ接続され、低温空気を供給する給気
系５５と燃焼ガスを排出する排気系５６とに選択的に接
続されるように設けられている。給気系５５はその一部
の低温空気を分岐手段５７で分岐させて切換弁５０と蓄
熱体５１，５１との間の各燃焼室５８，５８にそれぞれ
供給し得るように設けられている。各燃焼室５８，５８
に接続される分岐給気系５９，５９はそれぞれソレノイ
トバルブ６０，６０を備えて低温空気の供給を遮断し得
るように設けられている。また、各燃焼室５８，５８に
は、それぞれ一次空気と燃料とを噴射する燃料ノズル６
１，６１が接続されている。各燃料ノズル６１，６１に
はソレノイドバルブ６２，６２によって燃料は任意に遮
断し得るように設けられている。ここで、高温気体の流
れを切り換える切換弁５０には、その中を約１０００℃
（１２７３°Ｋ）以上の高温で気体が流れるが、線膨張
率が小さく耐熱性のセラミックスあるいはセラミック−
金属複合体例えばムライト等を使用しているため、確実
な切替動作が維持される。尚、整流筒５３は、通常、断
面積の大きな筒で、図示していないが内部には金網など
が設けられ、流れの不均一や乱れが取り除かれる。

【００２０】斯様に構成された高温気体発生装置によれ
ば、給気系のファン６３によって供給される低温空気は
分配手段５７においてその一部が分流されて分岐給気系
５９を経て例えば一方のバーナ装置５２ａの燃焼室５８
に噴射される共に残りの低温空気は四方弁５４及び連結
管６４を介して他方のバーナ装置５２ｂの燃焼室５８に
接続された蓄熱体５１に供給され、蓄熱体５１と熱交換
を行って高温空気とされ切換弁５０の空間５から整流筒
５３側へ流れ出る。一方のバーナ装置５２ａの燃焼室５
８に供給された低温空気は燃焼室５８内で燃料ノズル６
１から噴射される燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを発
生させる。そして、この燃焼ガスは蓄熱体５１を通過し
て蓄熱体５１を加熱することによって低温になる。そし
て、連結管６５および四方弁５４を経て排気系５６から
排出される。一定時間例えば３０秒程度経過した後、空
気の流れを切り替えて今まで燃焼させていたバーナ装置
５２ａを停止させて他方のバーナ装置５２ｂを燃焼させ
る。このとき、他方のバーナ装置５２ｂの燃料ノズル６
１に着火する前に、今まで燃焼させていたバーナ装置５
２ａの燃焼室５８にフレッシュエアを分岐系５９から流
して掃気する。その後、四方弁５４を切り替えてバーナ
装置５２ａに燃焼室５８側の蓄熱体５１に連結管６５を
介して低温空気を供給すると共に分岐給気系５９から他
方のバーナ装置５２ｂの燃焼室５８内へ低温空気を燃焼
用空気として供給する。これによって、今まで燃焼ガス
を通過させていたバーナ装置５２ａ側の蓄熱体５１にフ
レッシュエアを供給してそれを高温に加熱して切換弁５
０の空間４を介して整流筒５３へ供給できる。整流筒５
３では切換弁５０の切替に伴う高温気体の脈流が平滑化
される。また、得られる高温加熱空気は、空気の流れの
切り替え直前の掃気によって燃焼排ガスが完全に排気系
へ押し流されるため汚染されることがない。

【００２１】ここで、蓄熱体５１，５１としては特定の
形状や材質に限定されるものではないが、短い時間で切
り換え、燃焼排ガスのような１０００℃前後の高温気体
と燃焼用空気や任意気体のような室温・２０℃程度の低
温流体との熱交換を効率良く行わせるには、例えばコー
ジライトやムライトなどのセラミックスあるいはセラミ
ック−金属複合体を材料として押し出し成形によって製
造されるハニカム形状のものの使用が好ましい。ハニカ
ム形状とは本来六角形のセル（穴）を意味しているが、
本明細書では本来の六角形のみならず四角形や三角形の
セルを無数に開けたものを含む。また、このような一体
成形のハニカム状セラミックスあるいはセラミック−金
属複合体に限らずセラミックスあるいはセラミック−金
属複合体のチューブを束ねることによって蓄熱体を構成
するようにしても良い。更に、コージライトやムライト
等よりもはるかに高温で使用可能なＳｉＮなどの蓄熱材
料を使用する場合には単純なパイプの集合体あるいは棒
状やボール状に成形したものの集合物を蓄熱体として使
用しても良い。

【００２２】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、上述の実施例では２つの流路のいずれか一
方を連通させることによって流体の流れ方向を制御する
ようにしているがこれに特に限定されず、図８に示す実
施例のように、流体の流れを遮断することなく流れ方向
を制御するようにしても良い。この実施例の切換弁は、
一般に回転四方弁と呼ばれるものを改良したものであ
る。この切換弁は、ハウジング３２に４つのポート３
４，３５，３６，３７を９０°置きに設け、これらのう
ち隣合う２つずつを選択的に接続する回転切替弁板３１
を有する四方弁を構成している。切替弁板３１を収容す
るハウジング３２は、耐熱鋼やセラミックスあるいはセ
ラミック−金属複合体などで形成され、少なくとも一側
面が蓋のように取り外し可能に設けられている。そし
て、切替弁板３１は、その低温側流体を流す空間３８側
に、その回転中心となるシャフト３３を配置し、高温側
流体を流す空間３９側にセラミックスあるいはセラミッ
ク−金属複合体製の板４０を張り付けるようにしてい
る。ここで、セラミックスあるいはセラミック−金属複
合体製の板４０は、図８の（Ｂ）に示すように、鉄製の
切替弁板３１を挟持するＵ字形の折り返し部４１，４１
を両端に有すほぼＣ形を成し、両端の折り返し部４１，
４１を切替弁板３１に差し込むことによってセラミック
スあるいはセラミック−金属複合体製板４０を鉄製の切
替弁板３１に装着可能とする。また、シャフト３３と鉄
製の切替弁板３１とは半円形の放熱板を兼ねたブラケッ
ト４２を介して連結されている。更に折り返し部４１，
４１の外側の面は曲面とされ、ハウジング３２の内周面
４３と摺接あるいは一定の隙間を形成してスムースに回
転し得るように設けられている。

【００２３】以上のように構成された高温気体の切換弁
によると、例えば図１０に示すような高温気体発生装置
に適用することが可能である。この高温気体発生装置
は、図１０に示すように、蓄熱体７１，７１を備えるバ
ーナ装置７２ａ，７２ｂを切換弁７０の相対向する２つ
のポート３４，３６にそれぞれ連結すると共に他のポー
ト３７に整流筒７３を接続すると共にポート３５に燃焼
用空気を供給する給気系７９が接続されている。また、
各蓄熱体７１，７１の出口は低温気体用四方弁７４の相
対向するポートにそれぞれ接続され、低温空気を高温に
加熱しようとする任意の気体として供給する任意気体供
給系７５と燃焼ガスを排出する排気系７６とに選択的に
接続されるように設けられている。任意気体供給系７５
はファン８３から供給される低温空気の一部を分配手段
７７で分岐させて切換弁７０と蓄熱体７１，７１との間
の各燃焼室７８，７８にそれぞれ供給し得るように設け
られている。また、各燃焼室７８，７８には、それぞれ
一次空気と燃料とを噴射する燃料ノズル８１，８１が接
続されている。各燃料ノズル８１，８１にはソレノイド
バルブ８２，８２によって燃料は任意に遮断し得るよう
に設けられている。ここで、高温気体の流れを切り換え
る切換弁７０には、その中の一方の空間３８を約１００
０℃（１２７３°Ｋ）以上の高温で気体が流れるが、線
膨張率が小さく耐熱性のセラミックス例えばムライト等
あるいはセラミック−金属複合体を使用しているため、
確実な切替動作が維持される。また、同時に他方の空間
３９には常温の比較的冷たい空気が流される。そして、
この空間３９内にシャフト３３が配置されているため、
常時冷たい空気でシャフト３３が冷却されて熱変形する
ことがない。

【００２４】斯様に構成された高温気体発生装置によれ
ば、給気系のファン８３によって供給される低温空気は
分配手段７７においてその一部が分流されて分岐給気系
７９から切換弁７０を経て一方のバーナ装置例えば７２
ａの燃焼室７８に噴射される共に残りの低温空気は高温
にしようとする任意の気体として四方弁７４及び連結管
８４を介して他方のバーナ装置７２ｂの燃焼室７８に接
続された蓄熱体７１に供給され、蓄熱体７１と熱交換を
行って高温空気とされ切換弁７０の空間３８から整流筒
７３側へ流れ出る。一方のバーナ装置７２ａでは燃焼室
７８に供給された低温空気が燃焼室７８内で燃料ノズル
８１から噴射される燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを
発生させる。そして、この燃焼ガスは蓄熱体７１を通過
して蓄熱体７１を加熱することによって低温になる。そ
して、連結管８５および四方弁７４を経て排気系７６か
ら排出される。一定時間例えば３０秒程度経過した後、
空気の流れを切り替えて今まで燃焼させていたバーナ装
置７２ａを停止させて他方のバーナ装置７２ｂを燃焼さ
せる。このとき、他方のバーナ装置７２ｂに着火する前
に、今まで燃焼させていたバーナ装置７２ａの燃焼室７
８にフレッシュエアを分岐系７９から流して掃気する。
その後、切換弁７０と四方弁７４を同時に切り替えてバ
ーナ装置７２ａ側の蓄熱体７１に連結管８５を介して低
温空気を供給すると共に分岐給気系７９から他方のバー
ナ装置７２ｂの燃焼室７８内へ低温空気を燃焼用空気と
して供給する。これによって、今まで燃焼ガスを通過さ
せていたバーナ装置７２ａ側の蓄熱体７１にフレッシュ
エアを供給してそれを高温に加熱して切換弁７０の空間
３８を介して整流筒７３へ供給できる。整流筒７３では
切換弁７０の切替に伴う高温気体の脈流が平滑化され
る。また、得られる高温加熱空気は、空気の流れの切り
替え直前の掃気によって燃焼排ガスが完全に排気系へ押
し流されるため汚染されることがない。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の発明の場合、２系統の流路に接続される円筒形状の
回転体と、これを回転自在に収容するハウジングとの簡
単な構造で形成されているため、セラミックスあるいは
セラミック−金属複合体でも容易に製作することがで
き、高温気体の方向制御に使用できる。また、少なくと
も高温の気体の流れを制御する回転体がセラミックスあ
るいはセラミック−金属複合体で構成されているため、
高温の流体が流れても、高温における熱伝導係数並びに
耐熱ショック係数に優れるので、長期間の安定動作を保
証することができる。

【００２６】また、請求項２の発明の場合、波形の軸受
部の嵌合によって接続筒が支持されているため、円筒体
を回転させる場合にも、流体の漏れを招かずに自由に回
転させ得る。

【００２７】また、請求項４の発明の場合、セラミック
スあるいはセラミック−金属複合体板が装着された側に
高温流体を流し、切替板の回転中心を低温流体が流れる
側に配置しているので、温度差が極めて大きな２つの流
体の方向制御を行っても、高温流体が流れる面と低温流
体が流れる面とが一定しているので、サーマルショック
を受けることがないと共に回転シャフトが熱応力を受け
て変形することがなく、その作動がスムーズである。

【００２８】更に、請求項５の発明の場合、鉄製の切替
弁板とＣ字形のセラミックスあるいはセラミック−金属
複合体板とを別体に形成し、セラミックスあるいはセラ
ミック−金属複合体板を鉄製切替板に差し込むだけでセ
ラミックスあるいはセラミック−金属複合体で被覆され
た耐熱製の切替弁板が容易に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切換弁の第１の実施例を示す斜視図で
ある。

【図２】図１の切換弁の縦断面図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】図１の切換弁の配管への接続構造を示す縦断面
図である。

【図５】本発明の切換弁の第２の実施例を示す斜視図で
ある。

【図６】図５の切換弁の縦断面図である。

【図７】図５のVII−VII線断面図である。

【図８】本発明の切換弁の第３の実施例を示す図で、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は切替弁板の斜視図である。

【図９】本発明の第１の実施例の切換弁を適用した高温
気体発生装置の一例を示す原理図である。

【図１０】本発明の第３の実施例の切換弁を適用した高
温気体発生装置の一例を示す原理図である。

【符号の説明】

１回転体２ハウジング３仕切壁４，５外部流路と接続される空間６，７ハウジング内と空間とを連通するポート８排気ポート９ハウジング内空間１２接続管１３，１５波形の軸受部２１回転体２２ハウジング２４，２５外部流路と接続されるポート２８排気ポート２９回転体内の空間３１切替弁板３２ハウジング３３シャフト３４，３５，３６，３７外部流路と接続されるポート３８低温側流体が流れる面３９高温側流体が流れる面４０セラミックス製板４１折り返し部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田畑博幸福岡県大牟田市新開町１番地九州セラミックス工業株式会社内 (72)発明者川尻哲郎福岡県大牟田市新開町１番地九州セラミックス工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部に仕切壁が設けられて管軸方向に
２分された２つの空間を有しかつ各空間が互いに異なる
系統の流路に接続されるセラミックスあるいはセラミッ
ク−金属複合体製の円筒形の回転体と、この回転体の両
端部分を除いて中央部を収容するセラミックスあるいは
セラミック−金属複合体製のハウジングとから成り、前
記回転体の周壁に回転体内と前記ハウジング内とを連通
させるポートを前記各空間ごとに一つずつ互いに反対と
なる位置関係で形成すると共に、前記ハウジング側にハ
ウジング内部と外部流路とを接続するポートを設け、前
記回転体を回転させることによっていずれか一方の空間
から高温気体を導入して前記ハウジングに連結された外
部流路に排出させ気体の流れ方向を切り替えることを特
徴とする切換弁。
【請求項２】前記回転体は前記ハウジングから突出し
た部分に軸方向に波形の軸受部を形成すると共にこれと
嵌合する波形の軸受部を有する接続管を嵌合し、該接続
管を介して流路が接続されることを特徴とする請求項１
記載の切換弁。
【請求項３】２系統の給気流路を相対向させて配置す
ると共にそれらの間に９０°ずらして配置された１系統
の排出流路とを備えたセラミックスあるいはセラミック
−金属複合体製の円筒形ハウジングと、このハウジング
の内周面と摺接して回転しかつ軸方向には閉塞されると
共に前記２系統の給気流路のいずれか一方を閉塞すると
きに他方を前記排出流路と接続する空間を有するセラミ
ックスあるいはセラミック−金属複合体製の円筒形の回
転体とから成ることを特徴とする切換弁。
【請求項４】４つのポートを９０°置きに有するハウ
ジングと、該ハウジング内で隣合う前記ポートを２つず
つを選択的に接続する回転切替弁板とを有する四方弁に
おいて、前記ハウジングを耐熱材料で形成すると共に前
記切替弁板の低温側流体を流す面側にその回転中心を配
置し、高温側流体を流す側にセラミックスあるいはセラ
ミック−金属複合体製の板を張り付けるようにしたこと
を特徴とする切換弁。
【請求項５】セラミックスあるいはセラミック−金属
複合体製の板は、両端に鉄製の切替弁板を挟持するＵ字
形の折り返し部を有し、この折り返し部に切替弁板を差
し込むことによってセラミックスあるいはセラミック−
金属複合体板を鉄製の切替弁板に装着することを特徴と
する請求項４記載の切換弁。