JPH10206073A - 切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大流量の流路切換えに向くコンパクトな構造
の切換弁を提供する。 【解決手段】 両端が端面部材５３、５４で閉塞された
外管５１の内部に、両端が端面仕切部材６１、６２で閉
塞され中間部が中間部仕切部材６３、６４で複数に仕切
られた内管５２を軸線方向移動自在に収納し、各仕切部
材の外周をシール材６７を介して外管の内周にスライド
自在に密着させることで、端面部材と端面仕切部材との
間に、液圧導入により内管を第１位置、第２位置に切換
え移動する作動液圧室６５、６６を形成すると共に、隣
接する仕切部材間に密閉空間を確保し、該密閉空間中の
内管部分５２ａ、５２ｂの周壁に内管を貫通する開口６
８を設ける一方、外管に、内管が第１位置と第２位置の
間で切換わることで相互に連通・遮断状態が切換わるポ
ート３４、３５、３６、３７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房設備や排熱
回収設備等の熱交換システムにおいて熱媒の流路切換え
を行う場合に用いて好適な切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱交換システムに用いられる切換
弁には種々のものがあるが、大流量の流路切換えに向
き、熱交換用の熱媒等の僅かな液圧で駆動することがで
き、しかも簡単でコンパクトな構造のものが見当たらな
かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、大流量の流
路切換えに向き、熱交換用の熱媒等の僅かな液圧で駆動
することができ、しかも簡単でコンパクトな構造で、熱
交換システムの流路切換えに用いて好適な切換弁を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の切換弁
は、両端が端面部材で閉塞された外管の内部に、両端が
端面仕切部材で閉塞され且つ中間部が中間部仕切部材で
複数に仕切られた内管を軸線方向移動自在に収納し、各
仕切部材の外周をシール材を介して外管の内周にスライ
ド自在に密着させることで、前記外管の両端の端面部材
と前記内管の両端の端面仕切部材との間に、液圧導入に
より内管を第１位置または第２位置に切換え移動する作
動液圧室を形成すると共に、隣接する仕切部材間に密閉
空間を確保し、該密閉空間中の前記内管の周壁に内管を
貫通する開口を設ける一方、前記外管に、内管が前記第
１位置と第２位置の間で切換わることで相互に連通・遮
断状態が切換わるポートを２つ以上設けたことを特徴と
する。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１において、前
記内管の開口が、内管の位置の切換えにより連通し合う
前記外管のポートに対応する位置に、それぞれ設けられ
ていることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は熱交換設備において用いられ
る第１実施形態の切換弁を示す。ここで適用の対象とす
る熱交換設備では、一次側と二次側に同じ切換弁が用い
るが、区別のために一次側と二次側の２つの切換弁に別
符号３１、３２を付して表す。図１（ａ）は切換弁３
１、３２を第１位置に操作したときの状態を示し、図１
（ｂ）は切換弁３１、３２を第２位置に操作したときの
状態を示す。また、図２は熱交換設備の中心をなすプレ
ート型熱交換器１００を示し、図３は切換弁３１、３２
とプレート型熱交換器１００とを配管接続して構成した
熱交換設備を示す。

【０００７】まず、適用対象のプレート型熱交換器１０
０について先に述べる。図２（ａ）はプレート型熱交換
器１００の構成を示す外観図、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ
−ＩＩｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩｃ−ＩＩｃ
矢視断面図である。（ｂ）は一次側（熱源側熱媒の流
路）、（ｃ）は二次側（利用側熱媒の流路）の断面を示
している。

【０００８】このプレート型熱交換器１００は、正面板
２と背面板３の間に多数の熱交換プレート４を積層締結
し、隣接する熱交換プレート４間に形成される流路を交
互に一次側熱交換流路１１、二次側熱交換流路１２と
し、全熱交換プレート４を貫通する一次側第１、一次側
第２、二次側第１、二次側第２の４本の貫通路１２、１
３、２２、２３を設け、一次側熱交換流路１１の一端を
一次側第１貫通路１２に連通させると共に他端を一次側
第２貫通路１３に連通させ、二次側熱交換流路２１の一
端を二次側第１貫通路２２に連通させると共に他端を二
次側第２貫通路２３に連通させ、さらに、熱交換プレー
ト４の積層方向の中間部に中間仕切部材（閉鎖部材）５
を挟み込んだものである。

【０００９】中間仕切部材５は、一次側第１貫通路１２
と二次側第２貫通路２３を、各長さ方向の中間部で正面
側の領域と背面側の領域の２つに仕切っている。また、
一次側第２貫通路１３と二次側第１貫通路２２は、その
位置に丁度連通孔６を設けることで、前後に仕切らずに
連通させている。

【００１０】正面板２には、前記一次側第１貫通路１
２、一次側第２貫通路１３、二次側第１貫通路２２、二
次側第２貫通路２３の前端にそれぞれ連通する一次側第
１接続口１０Ａ、一次側第２接続口１０Ｂ、二次側第１
接続口２０Ａ、二次側第２接続口２０Ｂが設けられてい
る。また、背面板３には、一次側第１貫通路１２と二次
側第２貫通路２３の後端にそれぞれ連通する一次側第３
接続口１０Ｃ及び二次側第３接続口１０Ｃが設けられて
いる。

【００１１】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は配管接続の
内容を示す。この図に示すように、正面の一次側第１接
続口１０Ａは、直接、一次側熱媒供給管１１０Ａに接続
されている。また、正面の一次側第２接続口１０Ｂと背
面の一次側第３接続口１０Ｃは、一次側切換弁３１を介
して一次側熱媒供給管１１０Ａと一次側熱媒排出管１１
０Ｂに接続されている。また、正面の二次側第１接続口
２０Ａと背面の二次側第３接続口２０Ｃは、二次側切換
弁３２を介して二次側熱媒供給管１２０Ａ及び二次側熱
媒排出管１２０Ｂに接続されている。また、正面の二次
側第２接続口２０Ｂは、直接、二次側熱媒排出管１２０
Ｂに接続されている。これにより、一次側熱交換流路１
１を流れる熱媒と、二次側熱交換流路２１を流れる熱媒
の流れが対向流となる。また、１００％の流量のときを
基準に見ると、一次側第１貫通路１２が一次側分配路、
一次側第２貫通路１３が一次側集合路、二次側第１貫通
路２２が二次側分配路、二次側第２貫通路２３が二次側
集合路の機能を果たす。なお、図では便宜的に、熱媒の
供給管１１０Ａ、１２０Ａ及び排出管１１０Ｂ、１２０
Ｂを白抜き矢印のみで示す（以降も同様）。

【００１２】一次側、二次側の切換弁３１、３２は共に
同じ構造のもので、図１に示すように構成されている。
切換弁３１、３２は、両端を端面部材５３、５４で閉塞
した外管５１と、外管５１の内部に、外管５１の内周と
の間に隙間を存して軸線方向移動自在に収納された内管
５２とを有する。内管５２は、両端が端面仕切部材６
１、６２で閉塞され、中間部が２つの中間部仕切部材６
３、６４で仕切られている。４枚の仕切部材６１、６
２、６３、６４は外径が内管５２より大きく、各外周
が、外管５１の内周に対してシール材６７を介してスラ
イド自在に密着している。

【００１３】外管５１の端面部材５３、５４と内管５２
の端面仕切部材６１、６２の間には、密閉された作動液
圧室６５、６６が形成され、各端面部材５３、５４に
は、各作動液室６５、６６対して液圧を給排するための
給排口５５、５６が設けられている。図中左側の第１の
作動液圧室６６に液圧を導入すると、図（ａ）に示すよ
うに、内管５２が右端の第１位置に移動する。また、図
中右側の第２の作動液圧室６５に液圧を導入すると、図
（ｂ）に示すように、内管５２が左端の第２位置に移動
する。

【００１４】また、外管５１には、第１、第２のメイン
ポート３４、３５と、第１、第２のサブポート３６、３
７が対向して互い違いに形成されている。内管５２の周
壁には、外管５１の各ポート３４〜３７に対応させて開
口６８が形成されている。内管５２は、中間部仕切部材
６３、６４によって長手方向に３つの密閉空間を形成す
るように分割されており、左側の２つの密閉空間内に位
置する内管部分５２ａ、５２ｂに開口６８が形成されて
いる。各ポート３４、３５、３６、３７の連通条件は次
のように設定されている。

【００１５】切換弁３１、３２が、図１（ａ）に示す第
１位置に操作されると、第１のメインポート３４と第１
のサブポート３６が連通すると共に、第２のメインポー
ト３５と第２のサブポート３７が連通する。また、切換
弁３１、３２が、図１（ｂ）に示す第２位置に操作され
ると、第１のメインポート３４と第２のサブポート３７
はそれぞれ閉鎖されると共に、第２のメインポート３５
と第１のサブポート３６が連通する。

【００１６】これら一次側切換弁３１と二次側切換弁３
２は全体が管状をなし、プレート型熱交換器１００の上
部に配設されている。そして、各ポート３４〜３７と各
給排口５５、５６は、図４に示すように各所に接続され
ている。まず、操作系について述べると、２つの切換弁
３１、３２を同時操作するために四方弁７０が設けられ
ている。四方弁７０は、操作液給排管７５、７６の接続
ポート７１、７２と、出力側の給排ポート７３、７４と
を有するもので、図４（ａ）に示す位置に操作すると、
操作液供給管７５からの操作液が、切換弁３１、３２の
第１の作動液圧室６６に導入され、第２の作動液圧室６
５に先に導入されていた操作液が操作液排出管７６に排
出され、それにより、切換弁３１、３２が第１位置に切
換えられる。また、図４（ｂ）に示す位置に操作する
と、操作液供給管７５からの操作液が、切換弁３１、３
２の第２の作動液圧室６５に導入され、第１の作動液圧
室６６に先に導入されていた操作液が操作液排出管７６
に排出され、それにより、切換弁３１、３２が第２位置
に切換えられる。

【００１７】次に、一次側、二次側切換弁３１、３２の
接続関係について、図３、図４を参照しながら述べる
と、一次側切換弁３１の第１のメインポート３４は、一
次側熱媒供給管１１０Ａに接続され、第１のメインポー
ト３５は、一次側熱媒排出管１１０Ｂに接続され、第１
のサブポート３６はバイパス管１７を介して背面側の一
次側第３接続口１０Ｃに接続され、第２のサブポート３
７は正面側の一次側第２接続口１０Ｂに接続されてい
る。また、二次側切換弁３２の第１のメインポート３４
は、二次側熱媒排出管１２０Ｂに接続され、第１のメイ
ンポート３５は、二次側熱媒供給管１２０Ａに接続さ
れ、第１のサブポート３６はバイパス管２７を介して背
面側の二次側第３接続口２０Ｃに接続され、第２のサブ
ポート３７は正面側の二次側第１接続口２０Ａに接続さ
れている。

【００１８】次に上記の熱交換設備の運転方法を説明す
る。この熱交換設備は、利用側熱媒（二次水）の流量変
化に対応して作動内容を異ならせた運転の仕方をする。
二次水の流量変化は、熱交換器１００の出入口の差圧に
よって検出する。差圧が所定以上の場合、つまり定格値
の５０％以上の流量のときは重負荷運転を行い、差圧が
大幅に減少（５０％以下）したときは軽負荷運転を行
う。

【００１９】（ａ）重負荷運転 定格流量の５０％以上の流量のときは、図５に示すよう
に、一次側切換弁３１及び二次側切換弁３２を共に前記
第１位置に操作する。そうすると、一次側熱媒は、図
（ａ）に示すように、一次側熱媒供給管１１０Ａ→一次
側第１接続口１０Ａ→前側半分の一次側第１貫通路１２
→前側半分の一次側熱交換流路１１→一次側第２貫通路
１３→一次側第２接続口１０Ｂ→一次側切換弁３１→一
次側熱媒排出管１１０Ｂのルートと、一次側熱媒供給管
１１０Ａ→一次側切換弁３１→一次側第３接続口１０Ｃ
→後側半分の一次側第１貫通路１２→後側半分の一次側
熱交換流路１１→一次側第２貫通路１３→一次側第２接
続口１０Ｂ→一次側切換弁３１→一次側熱媒排出管１１
０Ｂのルートとで並列に流れる。

【００２０】また、二次側熱媒は、図（ｂ）に示すよう
に、二次側熱媒供給管１２０Ａ→二次側切換弁３２→二
次側第１接続口２０Ａ→二次側第１貫通路２２→前側半
分の二次側熱交換流路２２→前側半分の二次側第２貫通
路２３→二次側第２接続口２０Ｂ→二次側熱媒排出管１
２０Ｂのルートと、二次側熱媒供給管１２０Ａ→二次側
切換弁３２→二次側第１接続口２０Ａ→二次側第１貫通
路２２→後側半分の二次側熱交換流路２２→後側半分の
二次側第２貫通路２３→二次側第３接続口２０Ｃ→二次
側切換弁３２→二次側熱媒排出管１２０Ｂのルートとで
並列に流れる。

【００２１】（ｂ）軽負荷運転 二次側熱媒の流量が５０％以下に半減した場合は、その
分、プレート型熱交換器１００の熱交換流路１１、２１
内の熱媒速度が低下し、熱交換器１００の出入口の圧力
差が低下する。そこで、この出入口での圧力差の低下を
捕らえた場合は次のように運転する。即ち、プレート型
熱交換器１００に流通させる熱媒の流量が半減したとき
は、一次側切換弁３１及び二次側切換弁３２を共に記第
２位置に操作する。そうすると、一次側熱媒は、図６
（ａ）に示すように、一次側熱媒供給管１１０Ａ→一次
側第１接続口１０Ａ→前側半分の一次側第１貫通路１２
→前側半分の一次側熱交換流路１１→一次側第２貫通路
１３→後側半分の一次側熱交換流路１２→後側半分の一
次側第２貫通路→一次側第３接続口１０Ｃ→一次側切換
弁３１→一次側熱媒排出管１１０Ｂのルートで直列に流
れる。

【００２２】また、二次側熱媒は、図６（ｂ）に示すよ
うに、二次側熱媒供給管１２０Ａ→二次側切換弁３２→
二次側第３接続口２０Ｃ→後側半分の二次側第２貫通路
２３→後側半分の二次側熱交換流路２１→二次側第１貫
通路２３→前側半分の二次側熱交換流路２１→前側半分
の二次側第２貫通路２３→二次側第２接続口２０Ｂ→二
次側熱媒排出管１２０Ｂのルートで直列に流れる。

【００２３】このように、重負荷運転時及び軽負荷運転
時共、一次側熱媒、二次側熱媒の熱授受が対向流を維持
しながら行われる。特に軽負荷運転時には、実質流路断
面積が半分になる上に、流路長が倍増して伝熱面積が２
倍になるので、熱交換流路１１、２１内での熱媒の流速
の低下を防ぎながら、２倍の熱交換を行うことができ
る。従って、単一の熱交換器１００でも伝熱面の熱貫流
率を低下させることなく運転することができ、その結
果、熱交換器を並列運転する際の熱媒の分割数を著しく
減らすことができ、熱交換器回りの配管の簡素化や熱交
換器の設置面積の減少、また工事費等の低減を図ること
ができる。

【００２４】以上の効果は切換弁３１、３２によっても
たらされる。切換弁３１、３２は、内管５２と外管５１
を組み合わせたものであるから、軽量化を図りながらの
大径化が可能である。そして、大径にすることにより、
ポート３４〜３７や開口６８を大きくとることができる
ようになり、また、内管５２の内部も流路として活用す
ることができるので、大量の熱媒の流路切換えに適する
ようになる。また、外管５１と内管５２を組み合わせた
だけの簡単な構造であるから、コンパクト且つ低コスト
に製作できる。また、切換弁３１、３２の操作は、操作
液を準備して四方弁７０を操作するだけで簡単に行うこ
とができるし、操作液としては、僅かな圧力を持つもの
であれば何でも利用できるので、熱交換器１００に導入
する一次水又は二次水別にそれらの出入口差圧を直接用
いることもできる。従って、切換弁３１、３２を操作す
るための外部動力を必要とせず、制御系統の構成の簡素
化が図れる。

【００２５】なお、四方弁７０の操作は、熱交換器１０
０に対する二次水の出入口配管に差圧計を設置し、差圧
計の計測結果を目視で確認しながら手動で行ってもよい
し、四方弁７０に駆動制御用のモータを付けると共に、
二次水の出入口配管に差圧センサを設け、差圧センサの
検出出力に応じてモータを制御して四方弁７０を自動制
御するようにしてもよい。

【００２６】次に本発明の第２実施形態を説明する。図
７は熱交換設備において用いられる第２実施形態の切換
弁を示す。この場合も一次側と二次側の２つの切換弁に
別符号２３１、２３２を付して表す。図７（ａ）は切換
弁２３１、２３２を第１位置に操作したときの状態を示
し、図７（ｂ）は切換弁２３１、２３２を第２位置に操
作したときの状態を示す。また、図８は熱交換設備の中
心をなすプレート型熱交換器２００を示し、図９は切換
弁２３１、２３２とプレート型熱交換器２００とを配管
接続して構成した熱交換設備を示す。

【００２７】まず、適用対象のプレート型熱交換器２０
０について先に述べる。図８（ａ）はプレート型熱交換
器２００の構成を示す外観図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩ
Ｉｂ−ＶＩＩＩｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＶＩＩ
Ｉｃ−ＶＩＩＩｃ矢視断面図である。（ｂ）は一次側
（熱源側熱媒の流路）、（ｃ）は二次側（利用側熱媒の
流路）の断面を示している。

【００２８】このプレート型熱交換器２００は、前記実
施形態の中間仕切部材５の代わりに、一次側第１貫通路
１２及び二次側第２貫通路２３の位置に、開閉ダンパ２
０７付きの連通孔２０６を設けた中間仕切部材２０５を
挟んだ点が前記のものと異なる。それ以外の点は全く同
じである。

【００２９】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は配管接続の
内容を示す。この図に示すように、正面の一次側第１接
続口１０Ａは、直接一次側熱媒供給管１１０Ａに接続さ
れ、正面の一次側第２接続口１０Ｂと背面の一次側第３
接続口１０Ｃは、一次側切換弁２３１を介して一次側熱
媒排出管１１０Ｂに接続されている。また、正面の二次
側第１接続口２０Ａと背面の二次側第３接続口２０Ｃ
は、二次側切換弁３２を介して二次側熱媒供給管１２０
Ａに接続され、正面の二次側第２接続口２０Ｂは、直接
二次側熱媒排出管１２０Ｂに接続されている。これによ
り、一次側熱交換流路１１を流れる熱媒と、二次側熱交
換流路２１を流れる熱媒の流れが対向流となる。

【００３０】一次側、二次側の切換弁２３１、２３２は
共に同じ構造のもので、図７に示すように構成されてい
る。切換弁２３１、２３２は、両端を端面部材５３、５
４で閉塞した外管２５１と、外管２５１の内部に、外管
２５１の内周との間に隙間を存して軸線方向移動自在に
収納された内管２５２とを有する。内管２５２は、両端
が端面仕切部材６１、６２で閉塞され、中間部が１枚の
中間部仕切部材２６３で仕切られている。３枚の仕切部
材６１、６２、２６３は外径が内管５２より大きく、各
外周が、外管５１の内周に対してシール材６７を介して
スライド自在に密着している。

【００３１】外管２５１の端面部材５３、５４と内管５
２の端面仕切部材６１、６２の間に、密閉された作動液
圧室６５、６６が形成され、各端面部材５３、５４に給
排口５５、５６が設けられている点は第１実施形態の切
換弁と同じであり、図中左側の第１の作動液圧室６６に
液圧を導入すると、図（ａ）に示すように、内管５２が
右端の第１位置に移動する。また、図中右側の第２の作
動液圧室６５に液圧を導入すると、図（ｂ）に示すよう
に、内管５２が左端の第２位置に移動する。

【００３２】外管２５１には、１個のメインポート２３
５と、第１、第２の２個のサブポート２３６、２３７が
形成されている。内管２５２の周壁には、外管２５１の
各ポート３５〜３７に対応させて開口６８が形成されて
いる。内管２５２は、中間部仕切部材２６３によって長
手方向に２つの密閉空間を形成するように分割されてお
り、各密閉空間内に位置する内管部分２５２ａ、２５２
ｂに開口６８が形成されている。各ポート３５、３６、
３７の連通条件は次のように設定されている。

【００３３】切換弁２３１、２３２が、図７（ａ）に示
す第１位置に操作されると、メインポート３５と第２の
サブポート２３７が連通すると共に、第２のメインポー
ト２３６が閉鎖される。また、切換弁２３１、２３２
が、図７（ｂ）に示す第２位置に操作されると、メイン
ポート３５と第１のサブポート３６が連通すると共に、
第２のサブポート３７が閉鎖される。

【００３４】これら一次側切換弁２３１と二次側切換弁
２３２の各ポート３５〜３７と各給排口５５、５６は、
図１０に示すように各所に接続されている。操作系につ
いては第１実施形態と同じであるので、ここでは述べ
ず、熱交換器２００等との接続関係のみについて、図
９、図１０を参照しながら述べる。一次側について述べ
ると、一次側切換弁２３１のメインポート２３５は、一
次側熱媒排出管１１０Ｂに接続され、第１のサブポート
２３６は背面側の一次側第３接続口１０Ｃに接続され、
第２のサブポート２３７は正面側の一次側第２接続口１
０Ｂに接続されている。二次側について述べると、二次
側切換弁２３２のメインポート２３５は、二次側熱媒供
給管１２０Ａに接続され、第１のサブポート２３６は背
面側の二次側第３接続口２０Ｃに接続され、第２のサブ
ポート２３７は正面側の二次側第１接続口２０Ａに接続
されている。

【００３５】次に上記の熱交換設備の運転方法を説明す
る。この熱交換設備も、利用側熱媒（二次水）の流量変
化に対応して、重負荷運転と軽負荷運転を行う。

【００３６】（ａ）重負荷運転 定格流量の５０％以上の流量のときは、図１１に示すよ
うに、一次側切換弁３１及び二次側切換弁３２を共に前
記第１位置に操作し、且つ、中間仕切部材２０５に設け
たダンパ２０７を開く。そうすると、一次側熱媒は、図
１１（ａ）に示すように、一次側熱媒供給管１１０Ａ→
一次側第１接続口１０Ａ→ダンパの前側の一次側第１貫
通路１２→ダンパの前側の一次側熱交換流路１１→一次
側第２貫通路１３→一次側第２接続口１０Ｂ→一次側切
換弁２３１→一次側熱媒排出管１１０Ｂのルートと、一
次側熱媒供給管１１０Ａ→一次側第１接続口１０Ａ→ダ
ンパの前側の一次側第１貫通路１２→ダンパ２０７→ダ
ンパの後側の一次側第１貫通路１２→ダンパの後側の一
次側熱交換流路１１→一次側第２貫通路１３→一次側第
２接続口１０Ｂ→一次側切換弁２３１→一次側熱媒排出
管１１０Ｂのルートとで並列に流れる。

【００３７】また、二次側熱媒は、図１１（ｂ）に示す
ように、二次側熱媒供給管１２０Ａ→二次側切換弁２３
２→二次側第１接続口２０Ａ→二次側第１貫通路２２→
ダンパの前側の二次側熱交換流路２１→ダンパの前側の
二次側第２貫通路２３→二次側第２接続口２０Ｂ→二次
側熱媒排出管１２０Ｂのルートと、二次側熱媒供給管１
２０Ａ→二次側切換弁２３２→二次側第１接続口２０Ａ
→二次側第１貫通路２２→ダンパの後側の二次側熱交換
流路２１→ダンパの後側の二次側第２貫通路２３→ダン
パ２０７→ダンパの前側の二次側第２貫通路２３→二次
側第２接続口２０Ｂ→二次側熱媒排出管１２０Ｂのルー
トとで並列に流れる。

【００３８】（ｂ）軽負荷運転 二次側熱媒の流量が５０％以下に半減した場合は、図１
２に示すように、ダンパ２０７を共に閉設定し、且つ、
一次側切換弁２３１及び二次側切換弁２３２を共に第２
位置に操作する。そうすると、一次側熱媒は、図１２
（ａ）に示すように、一次側熱媒供給管１１０Ａ→一次
側第１接続口１０Ａ→ダンパの前側の一次側第１貫通路
１２→ダンパの前側の一次側熱交換流路１１→一次側第
２貫通路１３→ダンパの後側の一次側熱交換流路１１→
ダンパの後側の一次側第２貫通路１３→一次側第３接続
口１０Ｃ→一次側切換弁２３１→一次側熱媒排出管１１
０Ｂのルートで直列に流れる。

【００３９】また、二次側熱媒は、図１２（ｂ）に示す
ように、二次側熱媒供給管１２０Ａ→二次側切換弁２３
２→二次側第３接続口２０Ｃ→ダンパの後側の二次側第
２貫通路２３→ダンパの後側の二次側熱交換流路２１→
二次側第１貫通路２２→ダンパの前側の二次側熱交換流
路２１→ダンパの前側の二次側第２貫通路２３→二次側
第２接続口２０Ｂ→二次側熱媒排出管１２０Ｂのルート
で直列に流れる。

【００４０】このように、重負荷時及び軽負荷時共、一
次側熱媒、二次側熱媒の熱授受が対向流を維持しながら
行われる。また、軽負荷時には、実質流路断面積が半分
になる上に、流路長が２倍になって伝熱面積が２倍にな
るので、熱交換流路１１、２１内での熱媒の流速の低下
を防ぎながら、２倍の熱交換を行うことができる。従っ
て、第１実施形態と同じ効果を奏する。また、切換弁２
３１、２３２も、第１実施形態の場合と同じ作用効果を
奏する。

【００４１】なお、切換弁３１、３２、２３１、２３２
のポート数や切換え形態は、必要とされる条件に応じて
任意に変更できる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
切換弁は、内管と外管を組み合わせたものであるから、
軽量化を図りながらの大径化が可能である。従って、大
径化によってポートや開口を大きくとることができるこ
と、また、内管の内部も流路として活用できること等に
より、大流量の流路切換えに適するようになる。また、
外管と内管を組み合わせただけの簡単な構造であるか
ら、コンパクト且つ低コストに製作できる。さらに、僅
かな液圧で切換え操作できるので、熱交換設備の熱媒自
体を操作液として使用することで、外部動力を全く用い
ずに使用することができる。その結果、熱交換システム
の構成の簡略化に貢献できる。また、請求項２の発明の
ように、開口の位置をポートに合わせて設けることによ
り、流路損失をさらに少なくでき、より大流量に適する
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の切換弁を示し、
（ａ）は第１位置、（ｂ）は第２位置にそれぞれ操作し
た状態を示す断面図である。

【図２】 前記切換弁の適用対象であるプレート型熱交
換器の概略構成を示す図で、（ａ）は外観斜視図（但
し、正面及び背面が共に見えるようにしてある）、
（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ矢視断面図、（ｃ）は
（ａ）のＩＩｃ−ＩＩｃ矢視断面図である。

【図３】 （ａ）は前記切換弁を適用した熱交換設備の
平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ矢視図、（ｃ）は
（ａ）のＩＩＩｃ矢視図である。

【図４】 同熱交換設備内での一次側、二次側切換弁の
操作系の配管図であり、（ａ）は第１位置に操作したと
きの状態を示す図、（ｂ）は第２位置に操作したときの
状態を示す図である。

【図５】 前記熱交換設備における重負荷運転時の作用
説明図であり、（ａ）は一次側の断面図、（ｂ）は二次
側の断面図である。

【図６】 前記熱交換設備における軽負荷運転時の作用
説明図であり、（ａ）は一次側の断面図、（ｂ）は二次
側の断面図である。

【図７】 本発明の第２実施形態の切換弁を示し、
（ａ）は第１位置、（ｂ）は第２位置にそれぞれ操作し
た状態を示す断面図である。

【図８】 前記切換弁の適用対象であるプレート型熱交
換器の概略構成を示す図で、（ａ）は外観斜視図（但
し、正面及び背面が共に見えるようにしてある）、
（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ矢視断面図、
（ｃ）は（ａ）のＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ矢視断面図で
ある。

【図９】 （ａ）は前記切換弁を適用した熱交換設備の
平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＸｂ矢視図、（ｃ）は
（ａ）のＩＸｃ矢視図である。

【図１０】 同熱交換設備内での一次側、二次側切換弁
の操作系の配管図であり、（ａ）は第１位置に操作した
ときの状態を示す図、（ｂ）は第２位置に操作したとき
の状態を示す図である。

【図１１】 前記熱交換設備における重負荷運転時の作
用説明図であり、（ａ）は一次側の断面図、（ｂ）は二
次側の断面図である。

【図１２】 前記熱交換設備における軽負荷運転時の作
用説明図であり、（ａ）は一次側の断面図、（ｂ）は二
次側の断面図である。

【符号の説明】

３１，３２、２３１、２３２ 切換弁 ３４，３５，３６，３７，２３５，２３６，２３７ ポ
ート ５１，２５１ 外管 ５２，２５２ 内管 ５３，５４ 端面部材 ６１，６２ 端面仕切部材 ６３，６４，２６３ 中間部仕切部材 ６５，６６ 作動液圧室 ６７ シール材 ６８ 開口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が端面部材で閉塞された外管の内部
   に、両端が端面仕切部材で閉塞され且つ中間部が中間部
   仕切部材で複数に仕切られた内管を軸線方向移動自在に
   収納し、各仕切部材の外周をシール材を介して外管の内
   周にスライド自在に密着させることで、前記外管の両端
   の端面部材と前記内管の両端の端面仕切部材との間に、
   液圧導入により内管を第１位置または第２位置に切換え
   移動する作動液圧室を形成すると共に、隣接する仕切部
   材間に密閉空間を確保し、該密閉空間中の前記内管の周
   壁に内管を貫通する開口を設ける一方、前記外管に、内
   管が前記第１位置と第２位置の間で切換わることで相互
   に連通・遮断状態が切換わるポートを２つ以上設けたこ
   とを特徴とする切換弁。
2. 【請求項２】 前記内管の開口が、内管の位置の切換え
   により連通し合う前記外管のポートに対応する位置に、
   それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の切換弁。