JPS5929878A - 切換え弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は切換え弁に関し、もつと詳しくは、たとえば太
陽熱集熱紹湯システムなどにおいて好適に用いられる切
換え弁に関する。

蓄熱槽や集熱器が、水の管路によって結ばれている太陽
熱システムを例示すれば、蓄熱槽内湯温が一定温度に達
するまで集熱器゛より全ての蓄熱槽に水が一斉に循環し
、４５°Ｃを越えると、いくつかの蓄熱槽のみに循環し
てそれらの蓄熱槽へは蓄熱可能なまで熱を蓄えるように
することが望まれる。本発明は、そのような流体の流路
切換えが、容易に手動ないしモータなどで操作できる切
換え弁を提供するものである。

第１図は本発明の一実施例の斜視図である。本体１には
、５つの接続口２〜６が形成される。接続口３には、ニ
ップル７によってチーズ８が連結される。接続口５とチ
ーズ８とは、ニップル９゜１０および可撓管１１によっ
て連結される。チーズ８の接続口１２は、接続口３に連
通している。

第２図は第１図の切断面線■−■から見た断面図であり
、第３図は第１図の切断面線ｆｉｌ　−１１から見た断
面図であり、第４図は第２図の切断面線ＩＶ−■から見
た断面図であり、第５図は第２図の切断面ａｔ　ｖ　−
ｖから見た断面図である。これらの図面を参照して、本
体１内には、２つの球状の弁体１３．１４が収納される
。弁体１３には弁棒１５が嵌め込まれる。弁体１３，１
４には弁棒１６が嵌め込まれる。弁棒１５，１６の軸線
は弁体１３゜１４の中心を通る一直線上にある。弁棒１
５は、駆動手段１７によってその軸線まわり９０°ずつ
角変位する。弁体１３には、連通孔１８が形成される。

この連通孔１８は、弁棒１５の軸線に垂直である。弁体
１３が９０°ずつ角変位することによつて、接続口２，
３が連ｍｌされ、または遮断される。

もう１つの弁体１４には、連通孔１９か形成される。こ
の連通孔１９は、弁体１４の中心を含みかつ弁体１６の
軸線に垂直な平面内で９０°＆三屈曲している部分を有
するとともに、その屈曲部分に連通しかつ弁体１６の軸
線に沿って延びる部分を有する。この連通孔１９の端部
は、参照句１９ａ。

１９ｂ、１９ｃでそれぞれ示される。？ｌａ孔１９は、
常に接続口６に連通している。弁棒１５、弁体１３およ
び弁体１６が角変位され、それに伴って弁体１４が角変
位されると、その角変位の１８０°毎に接続口６か接続
口４に連通し、または接続口６が接続口５に連通する。

弁体１３に関連して環状のシール部材２０．２１が設け
られる。また同様にして、弁体１４に関連して現状のシ
ール部拐２２．２３が設けられる。

紀６図〜第９図を参照すると、駆動手段１７によって角
変位された弁体１３，１４の状態が明らかに示されてお
り、これによって接続口２〜６の相互の連通・遮１す「
態様が理解される。第６図では、第２図〜第５図に示さ
れるように、弁体１３の（勤ぎによって接わ″２ロ２，
３は遮断されている。弁体１４は接続口５，６を連通し
ている。連通孔１９の端部１９ａは、接続口５に臨む。

第７図は、第６図示の状態にある弁体１３，１４を第６
図（４）における時計方向に９００だけ角変位した状エ
ルを示ず。弁体１３は、接続口２，３を連通状態とし、
弁体１４は接続口５，６を連通状態としたままである。

連通孔１９の端部１９ｂは、Ｌ６．Ｒ１ｒ乙Ｅｌ　５に
ム１んでいる。　　　　゛第８図は、弁体１３，１４を
第６図（４）の状態が　　　。

ら時計方向に１８０°角変位した状態を示す。弁体１３
は接続口２，３を遮断する。弁体１４の連通孔１９の端
部１９ａは、接続口４に臨み、したがって接続口４，６
が連通状態となる。

第９図は、第６図に示される状態から弁体１３゜１４を
第６図（４）の時計方向に２７０°角変位した状態を示
す。この状態では、弁体１３は接続口２゜３を連通状ｆ
＋Ｉとする。弁体１４に形成されている連通孔１９の端
部１９ｂは接続口４に臨んでおり、したがってＭｋ口４
，６が連′通状態に保たれる。

第９図の状態にある弁体１３，１４を第９図（４）の時
計方向に９０°角斐位することによって第６図示の状態
に戻り、弁体１３は接続口２，３を遮断するとともに、
弁体１４に形成されている連通孔１９の端部１９ａは接
続口５に臨んで接続口５゜６が連通状態となる。

このようにして図示の実施例によれば、本体ｌに形成さ
れている接続口２〜６の接続態様が、２つの弁体１３，
１４によって切換えられて連通中遮断態様が皺化するの
で、操作が極めて単純である。また後述の用途にＩＱじ
て、第１図に示されるように接続口３，５を関連して連
結することによって、使用態様を変化することができる
。そのため広範囲にわたって本う′δ明に従う切換え弁
を実施することができる。

このような切換え弁の実施の具体例を、第１０図を参照
して説「す」する。本図の場合、切換え弁の本体１にチ
ーズ８および可撓管１１を接続して構成された弁位置が
用いられ、これを参照符■で、示す。接続口２，４，６
．１２には、流体機器２５゜２６が接続される。流体機
器２５．２６は、セントラルヒーティングにおける冷１
戻房用のファンコイルユニット、床暖房パネルあるいは
太陽熱システムにおける集熱器、蓄熱槽などである。

第１０図（１）では、流体機器２５．２６には管路２７
から流体が供給され、流体機器２５から接続０６を経て
、接続口１２から流体機器２６に導かれ、管路２８に導
かれる。切換え弁は第６図示の状ｊμとなっている。こ
うして流体ｍ’１ｄ２ｓ、２６は直列に接続される。

第１０図（２）では、流体を流体機器２６のみに通す場
合である。切換え弁は第７図示の状態となっている。切
換え弁の接続口２は、接続口３、チーズ８、可撓管１１
．接続口５を経て接続口６に通じている。したがって流
体機器２５には流体は流れない。

第１０図（３）では、流体機器２５にの力流体が供給さ
れる。切換え弁は第８図示の状態となっており、接続口
４，６が通じている。

第１０図（４）では、管路２７からの流体は流体機器２
５．２６に並列に供給される。このとき切換え弁は第９
図示の状態となっている。接続口２゜１２は連通してお
り、また接続口４，６は連通している。

第１１図は本発明の他の実施例の流体回路の系統図であ
る。本発明に従う切換え弁を含む第１図示の弁装置は、
第１１図においては参照符■１〜■４で示されている。

第１１図（１）では、流体機器２５．２６，３２，３３
．３４は、直列に連通される。弁装置ｖ１〜■４の動作
状態は、第１０図（１）に示されるとおりである。

第１１図（２）では、流体は、流体ｖ４器３２のみを流
れ、残余の流体機器２５．２６．３３．３４には流れな
い。弁装置Ｖｌ、Ｖ２の状態は、第１０図（３）の状態
に対応する。残余の弁装置Ｖ３．Ｖ４は、第１０図（２
）の状態となっている。

第１１図（３）は、管路３５からの流体を、流体機器３
２のみに導き、残余の流体機器２５　、２６　。

３３．３４には導かない状態を示す。この状態は、第１
０図（２）の状態に対応する。

第１１図（４）では、流体機器２５　、２６　、３２　
。

３３．３４は並列に接続されている。この状態は、第１
０図（４）の状態に対応する。

第１２図は、本発明の他の実施例の全体の系統図である
。この実施例は、太陽熱集熱給湯システムであり、前述
の第１１図の流体回路を含む。集熱器５１の下部９７は
、水道水が給給される給水管路９８から給水ポンプ９９
を介して水が供給される。集熱器５１の上部９０は、管
路３５に接続されるとともに、給湯ポンプ９１を介して
蛇口４２に接続される。管路３５，９８に関連する流体
機器としての蓄熱槽２５，２６，３２，３３，３４と、
弁装置Ｖ１〜ｖ４とを含む構成は、第１１図示のＷ’Ｊ
成と同様である。ここで説明の便宜上、参照符２５　＋
、　２６　、３２　、３３　、３４によって蓄熱槽を示
ず。集熱器５１の上部９０には、流出する温湯の温度を
検出する温度検出素子４３が設けられる。蓄熱槽２５．
２６．３２．３３．３４には、貯留されている温湯の温
度を検出する温度検出素子４４〜４８がそれぞれ設けら
れる。給湯ポンプ９１の下流側すなわち蛇口４２側には
、圧力検出素子４９か設けられる。蛇口４２の近傍には
、操作スイッチ４０が設けられる。温度検出素子４３〜
４８、圧力検出素子４９および操作スイッチ４０は、制
御回路４１に関連して電気的接続される。制御回路４１
は、弁装置■１〜ｖ４の切換え動作を制御する。

第１３図は、第１２図に示された太陽熱システムの使用
状態を示す系統図である。第１３図（１）および第１３
図（２）は、集熱時の動作状態を示す。蛇口４２が閉じ
られており、蓄熱槽２５　、２６　、３２．３３．３４
に設けられた温度検出素子４４〜４８によって検出され
る湯温が予め定める温度、たとえば風呂、手洗などに適
した４５°Ｃ未満であり、集熱器５１の上部９０に設け
られた温度検出素子４３によって検出される温度が、集
熱器５１に日射光が当って蓄熱４＊２５，２６，３２，
３３゜３４が集熱τ１」能な値になると、給水ポンプ９
９が作動し、弁装置■１〜■４は、第１３図（１）の状
態となる。こうして全ての蓄熱槽２５，２６，３２゜３
３．３４には、集熱器５１からの温湯が同時に並列に導
かれて、蓄熱槽２５，２６，３２，３３゜３４に一様に
蓄熱される。

蓄熱槽２５，２６，３２，３３，３４の湯温が温度検出
素子４４〜４８によって４５°Ｃ以上になったことが検
出されると、制御回路４１は、弁装’Ｉｉｌ　Ｖ　ｌ〜
ｖ４を第１３図（２）の状態とする。弁装置ｖ１は５ｆ
ｆ４１３図（１）と同じように第１０図（４）で示され
る状態のままであり、残余の弁装置１ｆＶ２．ｖ３、■
４は第１０図（３）のように接続口６，４が連通ずる状
寒となっている。これによって蓄熱槽２５．２６が並列
に接続された状態となって蓄熱され、その日の集熱可能
な温度まで昇温される。残余の蓄熱槽３２．３３．３４
には４５°Ｃの湯温か蓄熱されたままである。

第１３図（３）および第１３図（４）は、出湯時の動作
を説明するための系統図である。出湯を行なうために、
蛇口４２を開くと、圧力検出素子４９は、給湯ポンプ９
１の下流側の圧力の低下を検出する。

これによって給湯ポンプ９１が作動され、給水ポンプ９
９は、停止される。操作スイッチ４０を操作し、高温度
の湯を流出するようにし、た場合には、第１３図（３）
の状態となる。こうして高温度の温湯が貯留されている
蓄熱４１ｆｆ２５，２６からその高温度の温湯が流れ、
代りに管路９８から水道水が供糸ｄされる。

操作スイッチ４０を操作し、低温度の温湯を流出しよう
とする場合には、第１３図（４）の状態となる。これに
よって蓄熱槽３２，３３．３４からの４５°Ｏまたはそ
れより低い温度の温湯か供給され、管路９８からは水道
水か供給される。

前述の第１２図および第１３図に示された実施例では、
蓄熱槽２５．２６．３２．３３．３４は独立して構成さ
れたけれども、本発明の他の実施例として、複数のタン
クであってもよく、これらのシンクが一括して断熱材で
囲まれて単一の蓄熱槽を構成するようにしてもよく、そ
の他の蓄熱機能を有する手段であってもよい。

本発明の他の実施例として、第１１図の流体回路におい
て流体機器２５，２６，３２，３３，３４を太陽熱集熱
給湯システムにおける集熱器とし、これらの集熱器を建
物の上部に配置し、夏には、それらの集熱器の全てに水
を循環して冷房を行なうようにし、冬には、それらの集
熱器の一部または全てに水を循環して給湯および暖房を
行なうようにすることもできる。また流体機器２５．２
６゜３２．３３．３４は、冷暖房のためのファンコイル
ユニットまたは床暖房パネルなどとしてもよい。

第１４図は本発明の他の実施例の正面図であり、第１５
図はその平面図であり、第１６図はその縦断面図である
。本体１００には、前述の実施例に対応して、接続口２
．３；４，５．６が形成されている。弁体１０１には、
連通孔１０２，１０３が形成される。この連通孔１０２
，１０３は、前述の実施例の連通孔１８．１９に対応す
る。連通孔１０３の端部には、添え字ａ、ｂ、ｃを付し
て前述の実施例に対応させである。弁体１０１の第１４
図および第１６図の上下に延びる軸線に垂直な断面外形
は円形である。弁体１０１には、０リング１０４，１０
５が設けられており、接続口２３と接続口４，５．６と
の相互の流体の漏洩が防かれる。弁体１０１の上端部１
０６は、前述の実施例で述べた駆動手段１７と同様な駆
動手段によって１弁体１０１の軸線まわりに角度位され
る。

本発明の他の考え方に従う切換え弁は、たとえば太陽熱
集熱給湯システムにおいて出湯温度を一定にするために
用いられる。

第２７図は従来からの切換え弁としての混合弁５０を含
む太陽熱集熱給湯システムを示し、第２８図はその先行
技術の混合弁５０の簡略化した断面図である。太陽熱を
集熱２器５１によって集熱した温湯は、ポンプ５２の働
きによって循環されて蓄熱槽５３に貯留される。集熱の
状況は、天候に左右されるので、蓄熱槽５３から管路５
７を介する湯の温度が低すきるときには、補助熱源装置
５４からの管路５８を介する温湯が混合弁５０において
混合される。この混合弁５０から温湯は、混合弁５０と
同様な’＋ｔｊＪ成を有するもう１つの混合弁５５に管
路５９を介して与えられる。蓄熱槽５３からの温度が高
すぎるときには、混合弁５５において水が混合され、蛇
口５６から適切な湯温を有する温湯が使用される。混合
弁５０の接続口６１゜Ｇ２．６３は管路５７，５８．５
９にそれぞれ接続される。センサー６７は、接続口６３
に導かれる湯の温度か高くなったとき伸長して弁体６４
を第２８図の左方に移動し、その湯温か低くなったとき
収縮して弁体６４を第２５図の右方に移動する。

弁体６４には、弁体６５．６６か固定される。蓄熱４’
！！１５３からの湯の温度が尚いときには、接続口６３
への湯によってセンサ６７が膨張し、これによって弁体
６５．６６は第２８図の左方へ移動し、翔り助熱源装置
４５４からの湯量を少なくする。接続口６３への湯の温
度が低いときには、センサ６７は収旬し、弁体６５．６
６は右方へ移動する。そのため接続口６２を介する蓄熱
槽５・３からの湯量は少なくなる。このようにして接続
口６３からの湯；晶が一定の設定温度に保たれる。湯温
のＶ、Ｖ整は、つまみ６８を操作してセンサ６７を変位
することによって行なわれ、設定温度が定められる。

管路５９からの温湯には、管路６０からの常温の水が混
合弁５５において混合される。この混合弁５５は、蓄熱
槽５３からの湯の温度が設定温度よりも高いときたけ水
を混合するように動作制御される必要かある。さもなけ
れば、蓄熱槽５３からの湯の温度が設定温度よりも低い
ときに補助熱源装置５４からの高温度の湯が混合された
にも拘らず、混合弁５５においては水によって低温度に
なってしまうからである。

要約すると、第２７図および第２８図に示される先行技
術では、太陽熱集熱給湯システムに関連して実施した場
合、２つの、混合弁５０．５５を必要としており、しか
も制御操作が煩雑である。

本発明は、構成を簡略化し配管工事を簡略化することか
できるようにした混合弁などとして用いることかできる
切換え弁を提供する。

第１７図は、本発明の一実施例の切換え弁としての混合
弁７０を含む太陽熱集熱給湯システムの系統図であり、
第２７図および第２８図に対応する部分には同一の参照
符を付す。太陽熱を集熱器５１によって集熱した温湯は
、ポンプ５２の働きによって蓄熱槽５３に貯留され、管
路５７がら混合弁７２に導かれる。補助熱源装置５４が
らの温湯は、管路５８から混合弁７２に導かれる。常温
の水道水などの水は、管路６ｏがら混合弁７ｏにｎメか
れる。混合弁７０からの希望する湿度を有する湯は、蛇
口５６から供給される。

混合弁７０は、第１８図に示されている。この混合弁７
０は、本体７１に設けられた４つの接続ロア２，７３，
７４，７５を有する。接続０７２は、管路５７に接続さ
れ、蓄熱ｆｌｌｉＩ５３からの温度が供給される。接続
０７３は、管路５８に接続され、補助熱源装置５４から
の温度が供給される。

接続ロア４には、管路６０を介して水が供給される。接
続ロア５からは、希望する温度を有する湯か導出される
。本体７１の側部には、つまみ７６が設けられており、
このつまみ７６を調整することによって、接続ロア５か
ら導出される湯温を希望する値に設定することができる
。

第１９図は第１８図の切断面線ＸＩＸ−ｘｉがら見た断
面図であり、第２０図は第１８図から見た切断面線ＸＸ
−ＸＸから見た断面図であり、第２１図は第１８図の切
断面線ｍ−ｍから見た断面図であり、第２２図は第１８
図の切断面線豆ｌ−■から見た断面図である。接続ロア
２に連通して、流路７７が形成される。この流路７７に
は、センサ７８，７９が設けられた弁や８０．８１が横
切っている。

弁体８０には、弁体８２，８３が固定される。弁棒８１
には、弁体８４．８５が固定される。センサ７８．７９
は、密閉容器の中にろうが入っており、流路７７を流れ
る湯の温度によって膨張・収縮を行なう。弁棒８０，８
１の軸方向の変位Ｗ１゛４整は、つまみ８６．８７の操
作によって行なわれる。

本体７１にはまた、弁体８２，８３間の弁室８８゜８９
にそれぞれ臨む弁体９０，９１が固定された弁体９２が
設けられる。この弁体９２には、センサ９３が取付けら
れる。弁棒９２の軸線方向の変位は、つまみ７６によっ
て行な・われる。弁室８８゜８９は、弁体９０，９１に
よって流路９４から接続ロア５に連通ずる。つまみ８６
，８７は、半固定的であり、つまみ７６は、温湯の使用
者によって行周整されることができる。こうしてセンサ
７８゜７９．９３およびつまみ８６．８７．７６によっ
て、接続ロア５から導出される湯温が設定される。

蓄熱槽５３から管路５７を経て、接続ロア２に供給され
る湯の温度が高いときには、センサ７８゜７９は膨張し
、これによって弁体８２，８３；８４．８５は第１９図
の下方に変位する。そのため接続ロア３に供給される補
助熱源５４がらの湯は、弁体８３によって遮１１ｙ１さ
れる。しかるに接続ロア４に供給される水は、弁体８５
がら弁室８９に導かれる。接続ロア２からの蓄熱槽５３
の湯は、弁体８２の働きによって弁室８８に纒かれる。

これらの弁室８８．８９における湯は、弁体９ｏ、９１
の働きによって流路９４から接続ロア５に排出される。

接続ロア５に排出される湯の温度は、センサ９３によっ
て検出される。このセンサ９３の働きによって、弁体９
０，９１を介する弁室８８゜８９からの湯ｂｆが調整さ
れて、希望する温度の湯が接続ロア５から排出されるこ
とになる。たとえば流路９４の湯温が高いときには、セ
ンサ９３が膨張し、弁体９０，９１が第２０図の左方に
変位する。そのため、弁室８９からの水が弁室８８から
のｉ′Ｍ度に比べて多量に流路９４に供給されることに
なる。これとは逆に、流路９４の湯温が低いときには、
センサ９３が収縮し、弁体９０，９１は第２０図の右方
に変位する。そのため弁室８８を介する接続「」７２か
らの湯の流風が弁室８９からの水の流風よりも多くなっ
て流路９４に導かれる。

第２３図〜第２６図は前述の第１６図〜第１９図に個別
的に対応しており、蓄熱槽５３の湯温が設定温度よりも
低いときの動作状態を示す。このときには、センサ７８
．７９は収縮しており、したがって、補助熱源装置５４
から接続ロア３を介する湯は、弁体８３を経て、弁室８
８に入る。接続ロア２からの蓄熱槽５３の湯は、流路７
７から弁体８４を経て弁室８９に入る。弁体８５は、接
続ロア４からの水が弁室８９に入ることを防ぐ。

こうして弁体９０，９１の働きによって、弁室８８．８
９の流量比が調整され、接続ロア５からは設定温度の湯
が供給されることになる。

以上のように本発明によれば、複数の接続口を、複数の
弁体を用いて連通・遮断することかできる切換え弁が実
現されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を含む弁装置の斜視図、第２
図は第１図の切断面線■−■から見た断面図、第３図は
第１図の切断面線ＩＩ−ＩＩＩから見た断面図、第４図
は第２図の切断面線ＩＶ−ＰＩから見た断面図、第５図
は第２図の切断面線ｖ−■から見た断面図、第６図〜第
９図は切換え弁の動作をそれぞれ示す断面図、第１０図
は弁装置Ｖを用いた系統図、第１１図は弁装置ｖ１〜ｖ
４を含む他の系統図、第１２図は弁装置■１〜■４を含
む太陽熱集熱給湯システムの系統図、第１３図は第１２
図に示された太陽熱集熱給湯システムの動作を説明する
ための系統図、第１４図は本発明の他の実施例の切換え
弁の正面図、第１５図は第１４図示の切換え弁の平面図
、第１６図は第１４図示の切換え弁の縦断面図、第１７
図は本発明の他の実施例の混合弁７０を含む太陽熱集熱
給湯システムの系・統図、第１８図は混合弁７０の斜視
図、第１９図は第１８図の切断面線ＸｌＸ−，ＸＩＸか
ら見た断面図、第２０図は第１８図の切断面、ｆＧＸＸ
−ＸＸから見た断面図、第２１図は第１８図の切断面線
ＸＸＩ−ＸＸＩから見た断面図、第２２図は第１８図の
切断面線■−■から見た断面図、第２３図〜第２６図は
前述の第１９図〜第２２図にそれぞれ対＋１８１する他
の動作状態を示す断面図、第２７図は先行技喉の太陽熱
集熱給湯システムの系統図、第２８図は第２７図に示さ
れた先行技術に含まれる混合弁５０の断面図である。 １．７１，１００・・・本体、２〜６，１２．７２〜７
４・・・接続口、１８，１９．８２〜８５　、９０　。 ９１．１０１・・・弁体、２５，２６・・・流体機器、
５１・・・集熱器、５３・・・蓄熱槽、５４・・・補助
熱源装置、４２．５６・・・蛇口 代理人　　　弁理士　西教圭一部 ６ 第１図 第４図 ６ 第１６図 ４０３− 第１９図 第２０図 １２１図 第２３図 第２４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の接続口を有し、複数の弁体を連動して変位して、
   前記接続口相互の連通・遮断態様を変えることを特徴と
   する切換え弁。