TW200933052A - Three-way ball valve - Google Patents

Description

200933052 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在大型建築物的空調設備等中所使用的 三向球閥。 【先前技術】 以往’三向球閥例如用於大型建築物的空調設備中的 冷熱水混合或分流等（例如參照專利文獻1 )。

如圖8所示，前述專利文獻1中所 具有以轉動自如的方式組裝在閥本體2内的球狀的閥體_ 和使該閥體3轉動的閥轴4。 前述閥本體2具有：插入前述閥轴4的閥軸用孔5;在 與前述閥ϋ 4的軸線的延長線正交的方向上相對的第—開 口 6和第二開口 7;以及在前述閥軸4的轴線方向開口的^ 三開口8,且在内部中央形成有收納閥體3的閥室9。

在前述閥體3上具有在外周面開σ的第m 埠U、第三埠12以及嵌合部13。第—埠1〇和 「 在閥體3的外周面上以在與闊軸 方向上“疋轉方向離開9〇。的方式形成。第的 閥軸4的軸線方向上形成在閥體3的：在前述 形成在閥體3的上面中央，、。嵌合部13 另外，14、15是表干:間轴4的内端仏嵌^ u疋表不對閥體3和閥室9 封的第-、第二密封環，16、17 θ的間隙進行密 開 口 6、第二開口 7、第=開 K表示分別與第 弟一開口 8連接的配管。 5 200933052 具有這種閥體3的三向球閥1能夠通過利用閥轴4使 閥體3在90的角度範圍内往復轉動而利用閥體3形成獨立 的兩個流路。V，如果使閥體3轉動而成爲圖8所示的狀 態，則第一埠10相對於第一開口 6成爲全開狀態，第二埠 11相對於第二開口 7切換至全閉狀態。在該狀態下，形成 經由第一埠10和第三埠12連接配管16和配管18的流路。 另一方面’利用閥體3隔斷配管17和18。因此，配管16 内的流體（例如水）19通過第一埠1〇和第三埠12從第三 開口 8流出並流向配管丨8。接著，使閥體3從圖8所示的 狀態朝箭頭B方向轉動90。從而使第一埠1〇相對於第一開 口 6成爲全閉狀態，相對於第二開口 7將第二埠11切換至 全開狀態，於是形成經由第二埠丨丨和第三埠12連接配管 17和配管18的流路。另一方面，利用閥體3隔斷配管 和配管18。於是，配管17内的流體（例如溫水）2〇通過 第二埠11和第三埠12從第三開口 8流出並流向配管18。 並且，如果使閥體3從圖8所示的狀態朝箭頭B方向在9〇 。以内的角度範圍内轉動既定角度從而使第一埠1〇、第二蜂 11相對於第一開口 6和第二開口 7成爲中間開度時，則第 一埠10、第二埠U相對於第一開口 6、第二開口 7分別成 爲半開狀態’形成經由第一埠1 〇、第二琿1 1、楚二6 禾二棒 1 2 連接配管16、17和18的流路。因此，配管】6 B 10 17内的流

體19、20從第一埠1〇、第二埠n流入閥體3内並混人 並且通過第三埠12流向配管18。 Q 但是，在這種以往的三向球閥1中存在下诚 4冋蹲，即： 200933052 當閥體3的旋轉角度爲中間開度時，在構造上從第一埠w 流入的錢19和從第H流入的流豸20在閥體3内衝 突，使得從第三琿u流出的流體19、2〇的流量（Cv值） 減少’因此差壓變大，容易引起噪音或配管的振動。 因此’爲了解決這種問題，上述專利文獻1中所記载 的發明涉及的二向球間诵@ α | 岡逋過將伸出至閥體内的通路中的伸

G 出部形成於閥軸4的轴線的延長線上來避免從第一蟀1〇、 第二琿U流入的流體19、2〇的衝突，以改善閥的Ο值。 【專利文獻1】日本特開2〇〇2— 13〇499號公報（第二 頁，“〇〇01” 〜“ 0005” 段’圖 5、圖 7) 【發明内容】 如上前述，將伸出部穿φ< 犬出δ又置在閥體的内部的三向球 閥，能夠改善中間開度的Cv枯 & β ^ 幻Lv值。但是，在低開度時或者高

開度時、即處於流體19或去A 4考20僅從第一埠10或者第二埠 11流入閥本體2内的開麿眛，你山 Ί度時伸出部成爲阻礙流鱧19或者 20的主要原因’存在向第：r檢丈山 弟一埠流出的流體的流量減少，使 作爲閥的流量特性降低的問題。 本發明就是爲了解決上述以往的問題而完成的，其目 的在於提供能夠改善中間開㈣的〇值、且^減少低開 度時或高開度時的Cv值的三向球間。 爲了達成上述目的，本發明後 „ . 赞月係一種二向球閥，其具有. 閥本體，其具有：插入關站沾叫 阀釉的閥軸用孔、在與前述閥轴的 轴線方向正父的方向上相料沾哲 相對的第一開口和第二開口、和在 7 200933052 前述閥轴的轴線方向上開口的第三開口，該 1有閥室；以及球狀的閥體，其具有：前述：部 嵌合部、在與前述閥軸的轴線方向正交的方向二的 向離開9〇。而形成的第-璋和第二璋、和與前述第=方 應且形成在前述閥軸的抽線方向上 對 助第-密封環和第二密封環以轉動自如二借 =内在别达閥室的内壁、前述間體的外周面、 -密封環、以及前述第二密封環之間形成有與二 路，在前述閥體的外周面上分別形成有= 第二旁通路，當前述第-璋和前述第二璋丄 二第二第：旁通路和前述第二旁通路將從前述第 連通路引導至前述第三開口。内“體的-部分經由前述 2 ’本發明在上述發明中，使前述第一旁通路的通 二積，在第—埠的開度爲〇%時爲零，在爲0%至50 :吐圍内時逐漸增加’開度超過5〇%後逐漸減少，於⑽ ^時爲零，前述第二旁通路的通路截面積，在第二琿的開 度爲〇%時爲零’在爲0%至5〇%的範圍内時逐漸增加，開 度超過50%時逐漸減少，於⑽％時爲零。 在本發月中S閥處於中間開度時，由於從第-槔和 第二琿流入的流體在閥體内相互衝突，因此經過第三淳往 開口"IL出的流量減少。另—方面，由於流入形成在闊 的外周面上的第—旁通路和第二旁通路中的流體經過連 通路往第—開π流出，因此通過第三開口的流體的總流量 200933052 增加’改善中間開度時的閥的Cv值。 並且’由於使前述第-旁通路的通路戴面積，在第- 埠的開度4 G%時爲零，在爲鳩的範圍㈣逐漸增 加開度超過50义後逐漸減少，於1〇〇%時爲零，同樣使 前述第二^通路的通路截面積，在第二埠的開度爲_時爲 零，在爲0%至50%的範圍内時逐漸增加，開度超過5〇% 後逐漸減少，於H)G%時爲零，因此全開時的〜值不會增

加或者減少，並且能夠良好地確保第一埠和第二埠全閉時 的斷流性。 【實施方式】 以下，基於圖示的實施方式對本發明進行詳細說明。 圖疋顯示本發明則述的三向球閥的一個實施形態的 d視圖® 2是從閥體的第一埠、第二埠侧觀察的外觀立 體圖’圖3是從閥體的第—旁通路、第二旁通路側觀察的 卜觀立體圖’圖4是顯示閥體的圖，（a)是通過閥體的中 心的水β平剖視圖，（b)是（〇圖的沿著a—a線的剖視圖， j c )疋（a )圖的沿著B _ B線的剖視圖，圖$是圖^的沿 ^ V V線的剖視圖，（a)是顯示第一埠的閥開度爲^㈧ %的狀&的剖視圖’（b )《顯示第—埠的閥開度爲別％的 狀’恚的°·1視圖，⑴是顯示第-埠的閥開度爲0%的狀態 的剖視圖。 ^二圖中’整體以標號3〇表示的三向球閥與圖8所 不的以往的三向球閥1在閥體31的結構上略微不同，其他 9 200933052 的結構相同。即，三向破關3 0由w , —Π坏阀川由从下構成：十字型的閥本 體2;以在水平方向（箭頭A、B方向）轉動自如的方式收 納在該閥本體2的内部中央的閥體31;以及使該闊體31朝 箭頭MB方向在大致9G。的角度範圍内往復轉動的閱轴4 等構成。另外，對與圖8相同結構的零件、部分以相同標 號表示’並適度省略說明。 前述閥本體2由通常鑄件製作的閥外殼34和管體35 這兩個構件形成。閥外殼34形成為對上下和左右四個方向 敞開的大致橫肖T字狀（或者十字狀），而具有四個孔，〇 即上方開口且前述閥轴4以轉動自如的方式貫通的閥軸用 孔5，在與刖述閥軸4的轴線正交的方向上開口且相互相對 的第一開口 6和連接孔38 ;以及下方開口的第三開口 8。 閥卜成34的内部中央、即閥轴用孔5的下方近處部分形成 有以轉動自如的方式收納前述閥體31的閥室9。 月1J述管體3 5由直管構成，上游側開口端部隔著密封構 件41螺合在前述閥外殼34的連接孔38上，下游側開口端 部形成第二開口 7。因此，閥外殼34的第一開口 6和管體 ◎ 35的第二開口 7在與閥軸4的轴線方向正交的方向上相 對。在將閥體31裝入閥本體2内時，在將管體35從閥外 殼34卸下的狀態下將閥體31與第一密封環14、第二密封 環15—起裝入。之後，通過將管體35旋進閥外殼34的連 接孔38中，將第一密封環14、第二密封環15壓靠在閥體 31的外周面上，由此將閥體31可轉動地支承的同時，還對 閥至9和閥體31之間的間隙進行密封。閥室9的内壁、閥 10 200933052 及第—密封環14、第二密 形成的狹窄間隙形成與前# # Bg 哀5之間所 ^ 興前述第三開口 8連通的連通路39。 刖述閥軸4隔著密封 閥本體2的闊轴用孔5中〜轉動自如的方式插入在 入固定在前述閥體31 P心插 致動器（未圖示）連接、：：：二中。閥轴4外端與電動 ❹ ❹ 二璋u、_12 ==狀，具有第…、第 乂及别述嵌合部13。第一埠1() 二璋11在與閥轴4的轴绩* ㈣線正父且包含閥體31的旋 的面内在閥體Μ的旋轉方向上離開9〇。形成。 第二淳11藉由形成於閱體31内的L字狀的通路43連通。 第三缚12形成於閱轴4的軸線方向上的間體31的下面中 央，在閥體31内經由通路料與前述通路43連通。在閥趙 31的上面中央形成有前述間車“的嵌合…合的前述嵌 合凹部13。 並且，在閥體31的外周面上形成有第-旁通路46’其 在第-埠Η)處於中間開度時（圖5(b))將前述從第一開 口 6流入閥本體2内的流體19的__部分經由前述連通路w 引導至前述第二開口 8。如圖q m c 如圖3〜圖5所示，該第一旁通路 46在第一蟀H)的側方形成於朝第二埠u的相反側旋轉卯 。的位置。並且，該第—旁通路46由在間體以的外周面上 形成為夹著與閥轴4的軸線正交且包含旋轉中心、〇 面上下相對的兩個半圓形的凹部術、顿構成。這此 46a、楊係通過將閥體31的外周面的—部分垂直地^ 11 200933052 除去：形成’由俯視圖中呈弧狀的殘餘部46c分隔。 這種第一'务、£ 方通路46 ’由於兩個凹部46a、46b係形成& 半圓形，因此在馇 A 馬 政在第—埠10的開度爲從〇%至50%的範圍内 通路截面積逐° 〇y〇^r ^曰加，在第一埠10的開度爲從50%至100 一埠：0、第通路戴面積逐漸減少。並且’冑了確保閥（第 第-密封環「广和1 第u:=5,第—旁通路46形成爲比 U)所示當第迨第一密封環15❾内徑小’由此’如圖5 田乐一埠1 0全開時，笫一 〇 封環14和第二密 旁通路46位於第一密 密封環15之間從而隔斷第一 口 7與連诵败μ 币開口 、第二開 之間的連通，如圖5( _本 全閉時，第一 A )所不虽第一埠ίο 弟旁通路46位於第一麥私傅 口 ό與連通路39$ # 在封環14内隔斷第一開 吩39之間的連通。 另—方面，如圖5(b)所示當第一 時，第—旁通路46移動而I楚…一埠10處於中間開度 而第—開 、 饴封環14相互重疊，從 開口 6和連通路39經過第— ®伙 從第一開口 6流入關太 通路46連通。因此， 成入閥本體2内的流體 〇 埠10流入閥體3i内並從第三埠 ，其-部分從第- 餘部分經由第一旁通路46和連通路^第三開口 8流出，其 另外，在閥體31的外周面上:從第三埠8流出。 在前述第二埠U處於中間開度時=有苐二旁通路47,其 7流入間本體2内的流體2〇的一 （b))將從第二開 51導至前述第三開σ 8 °分經由前述連通路39 。在第二埠1〗的側方形成於朝第一示，該第二旁通路 的位置。並且’該第二旁通路 10的相反側旋轉90 V成爲與第一旁通路46 12 200933052 相同的形狀，由在閥體31的外周面上夾著與閥軸4的軸線 正交且包含旋轉中心〇的水平面上下相對的兩個半圓形的 凹部47a、47b構成。這些凹部47a、47b係通過將閥體31 的外周面的一部分垂直地切斷並除去而形成，由俯視圖中 呈弧狀的殘餘部47c分隔。 々艰吩印仍’呵1固四部4 / a、4 / D 1糸形成為 半圓形目此在第二蟑11的開度爲從0%至50%的範圍内

=路截面積逐漸增加’在第二埠η的開度爲從5〇%至100 %的範圍内通路截面穑 汽 積逐漸減少。並且，爲了確保閥的斷 范丨生第一旁通路47报忐s λ* 提形成爲比第一密封環14和第二密封 環15的内徑小，由此， 全閉狀態時，第二旁、“圖5 (a)所示當第二埠11處於 斷第二開口 7和 47位於第二密封環15内從而隔 /和連通路3 9之肋沾 第二埠11處於全開妝能吐的連通，如圖5(0所示當 環"和第二密封環" 第-旁通路47位於第一密封 7與連通路39之„ & a從而隔斷第一開口 6、第二開口 之間的連通。 另—方面，如圖 時，第二旁通路47狡 斤不當第二埠11處於中間開度 而第二開口 7和連動而與第二密封環15相互重疊，從 從第二開口 7流入閥39經過第二旁通路47連通。因此， 埠"流入閥體31體2内的流體20’冑一部分從第二 部分經由第二旁通路4 二埠12流向第三開口 8,其餘 這樣’在本發明中7和連通路39向第三開口 8流出。 第—旁通路46和第二’由於在閥體3〗的外周面上形成有 通路47 ’因此能夠改善如圖5 ( b ) 13 200933052 所不的第一埠10和第二埠u處於中間開度時的閥的CV 值。即’當第一痒1〇和第二埠丨丨處於中間開度時，由於 從第一開口 6和第二開口 7流入的流體丨9和2〇從第一埠 10、第二痒11流入閥體3丨内後即在閥體3丨内相互衝突， 因此經過第三埠12向第三開口 8流出的流量減少。另一方 面，由於流體19、20的一部分流入第一旁通路46、第二旁 通路47後，會經過連通路39向第三開口 8流出，因此通

過第三開口 8的流體丨9、2〇的總流量增加，增大中間開度 時的閥的Cv值。 並且，在第埠1 〇的全閉狀態下，由於第一旁通路46 位於第一密封環14内’完全隔斷第一開口 6和連通路39, 因此流體丨9不會通過第一埠1〇從第三開口 8泡漏，能夠 蜂保第一埠1 〇的良好的斷流性。

並且，在第二埠11的全閉狀態下，同樣地，由於第二 旁通路47位於第二密封環15内，完全隔斷第二開口 7和 連通路39，因此流體2〇不會通過第二埠n從第三開口 8 洩漏，能夠確保第二埠丨丨的斷流性。 圖6是三向球閥的Cv特性圖。 在圖6中，橫軸爲第一埠10的閥開度（〇%〜100% )， 縱軸爲Cv值，實 '線50係表示圖8所示的以往的三向球閱1 的CV特性’實線51係表示本發明的三向球閥30的Cv特 性。從該圖可見，在以往的三向球閥1中，中間開度時的 C_V值相對于全開時的Cv值減少大約40%，但是本發明的 二向球閥30能夠將Cv值的減少抑制爲大約2〇%。這是通 14 200933052 過增設第一旁通路46和第二 總通路面積而得到的結果。通路47增大中間開度時的 並且，由於第—旁通路 第一琿10和第二埠6和第二旁通路47形成爲當 值盥Μ - Α 1文第—埠10和第二埠11的Cv

值興以在的二向球閥i相 V 10 ^ ^ ! ! 在全閉時流體不會從第一埠 10和第一埠11泄漏 坪 ^ / 、 舶列確保良好的斷流性。 ❹ 圖7(a)和（b)分別θ主 .目固 刀別疋表示閥體的其他實施形態的剖 視園。 圖 7 ( a )係表示利用深疮 ^ J用冰度一疋的圓形凹部構成形成於 閥體31的外周面上的第-旁通路（第二旁通路也同樣）51 的例子。圖7(b)係表示利用凹球面狀（或者圓雜狀）的 凹部構成形成於閥體31的外周面上的第一旁通路（第二旁 通路也同樣）52的例子。可以清楚，在這樣的旁通路51、 52中也能夠得到與上述的實施形態相同的效果。 另外，上述的實施形態中的任一個都以第一、第二旁 通路46、47、51、52的通路截面積形成爲在閥開度爲〇〜 50%的範圍内呈曲線狀增加、在閥開度爲50〜1〇〇 %的範圍 内同樣呈曲線狀減少的形狀爲例進行表示，但是本發明並 不特定於此，也可以是呈直線狀增加、減少的形狀。 【圖式簡單說明】 圖1是顯示本發明前述的三向球閥的一個實施形態的 剖視圖。 15 200933052 圖2是從閥體的第一埠、第二埠側觀察的外觀立體圖。 圖3是從闊體的第一旁通路 '第二旁通路側觀察的外 觀立體圖。 圖4 ( a )是通過閥體的中心的水平剖視圖，（b )是（& ) 圖的沿著A— A線的剖視圖，（c )是（a )圖的沿著B — B 線的剖視圖。 圖5是圖1的沿著V- v線的剖視圖，（&)是顯示第 一埠的閥開度爲100%的狀態的剖視圖，（b)是顯示第一 埠的閥開度爲50%的狀態的剖視圖，（〇是顯示第一埠的 〇 閥開度爲0 %的狀態的剖視圖。 圖6是三向球閥的cv特性圖。 中（a ) ( b )刀別疋顯示閥體的其他實施形態 的剖視圖。 圖8是顯示三向球閥的以往例的剖視圖。 【主要元件符號說明】 卜··三向球閥 ❹ 2…閥本體 3“·閥體 4…閥軸 5…閥軸用孔 6···第一開口 7···第二開口 8···第三開口 16 200933052 •閥室 …第一琿 …第二埠 …第三埠 …第一密封環 …第二密封環 、2 0…流體 …閥體 ❹ …第一旁通路 …第二旁通路 、52···旁通路 17

Claims (1)

1. 200933052 十、申請專利範圍： 卜-種三向球閥，其特徵在於 閥本體，其具有：插入閥勒的間轴孔 軸的軸線方向正交的方向上相對—、在與前述閥 和在前述閥軸的軸線方向上開 ：二口和第二開口、 内部形成有閥室；以及 二開口，該間本體在 ▲球狀的閥體’其具有：前述閥軸嵌 則述閥轴的軸線方向正交的方向上 ^、合部、在與 :成的第-槔和第二璋、和與前述；三開：向離開9〇。而 〇 前述閥軸的軸線方向上的第二 开口對應且形成在 搂“- 阜’前述閥體借助笛 σ -进封環以轉動自如的方式配設 —密封 在前述間室的内壁、前述閥 广:至内’ 封環、以及前述第二密封環之間形成有卜^、、則述第-密 通的連通路， 、則述第三開口連 在前述閥體的外周面上分別形成有第一旁通 旁通路’當前述第一埠和前述第第- Μ哲 1， ’地么甲間開度時，前 Q ^第:旁通路和前述第二旁通路將從前述第_開 前述第三開口。 ^…遂連通路引導至 〜2、如申請專利範圍第，項的三向球閱，其中，前述第 旁通路的通路戴面積’在第—琿的開度爲〇%時爲零，在 %至50%的範_時逐漸增加，開度超過卿後逐漸減 少，於100%時爲零； 前述第二旁通路的通路戴面積，在第二槔的開度爲〇 18 200933052 %時爲觉 '' ’在〇%至50%的範圍内時逐漸増加，開度超過 0%時逐>_減少，* 1GQ%時爲零。 ^ Jljj 圍第1或2項的三向球閥，其中，前 网第一旁通路和前述第二旁通路中的任一方由在閥體的外 相對配設的一對凹部構成，在此等凹部之間設有由 間本體的外周面相同曲率構成的俯視呈紙狀的殘餘 〇 述第-旁通路和前述第二項的三向球間，其中，前 凹部。 第-旁通路中的任-方係深度-定的 5、如申請專利範圍第μ 地第-旁料和旁通 广其中，前 凹部。 的任—方係凹球面狀的 〇 十一、圖式： 如次頁