JPH03260485A - 切替弁 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は切替弁に係り、特に、入り側の流体の温度に
感応して弁の切替えを行う切替弁に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、配熱利用システムなとては、利用済みの温水を
蓄熱装置に戻して再利用し、或いは排水として処理する
ことにより、省エネルギー化を図っている。このような
システムにおいては、利用済みの温水を、その温度に応
して排水溝側または蓄熱装置側へ選択的に出力するため
に、切替弁か用いられる。

従来、切替弁の切替えを行う場合、電気的に行う方式及
び機械的に行う方式か実用化されている。電気的に行う
方式は、温度センサによって温度を感知し、設定温度値
を境界として弁の切替えを行うものである。この場合、
センサ、判定回路、駆動回路などの電子回路を切替弁の
他に設ける必要かあり、構成が複雑になる。

一方、機械的に行う方式は、その主要な構成部品に温度
感知合金である形状記憶合金を用いるもので、構成か簡
単になる利点がある。この種のものには、例えば、第５
図に示す構成、あるいは特開昭５９−１５１６７８号に
記載がある。

第５図は形状記憶合金を用いたバイパス弁を示すもので
１本体ｌの両側に第１の開口２．第２の開口３か設けら
れ、その軸心に直交するように第３の開口４が設けられ
ている。第３の開口４の内輪を閉塞可能にして弁体５が
本体１内に移動可能に配設され、この本体ｌの軸心には
軸６か取付けられている。

軸６の他端は、本体ｌから十分な長さをもって露出し、
その露出部分にはバイアスばね７が外嵌されている。こ
のバイアスばね７が軸６から抜出るのを防止するため、
先端には鍔が形成されている。また、軸６と本体ｌの摺
動部分には、本体ｌ内の流体が外部に漏洩するのを防止
するために、シール部材８が設けられている。また、本
体１内の軸６には、形状記憶合金ばね９か外嵌されてい
る。

第５図に示すバイパス弁は、例えば、ディーゼル機関に
用いられ、開口２には冷却水か導入され、開口３はラジ
ェータに接続され、エンジンには開口４が接続される。

冷却水が冷たいうちは、形状記憶合金ばね９か縮小して
おり、バイアスばね７の附勢力によって軸６を図の上方
に移動させている。このため、弁体５は開口４を開放し
、開口２と開口４が連通する。したかって、冷却水はエ
ンジンへ流出し、ラジェータには送り込まれず、冷却は
行われない。

一方、冷却水の温度か高くなると、形状記憶合金ばね９
が延伸し、バイアスばね７の附勢力に抗して、軸６を開
口４方向へ移動させる。この結果、弁体５か開口４を閉
塞する。これにより、第５図のように、開口２と開口３
か連通し、冷却水はラジェータ側へ流出する。このよう
に、流体の温度に応じて弁の切り替えを行うことができ
る。

一方、第６図に示される分級弁は、流体の導入される開
口Ａに直交させて本体内に移動可能に配設した軸の両端
に２つの形状記憶合金ばねＳ。

Ｓ′を外嵌させ、軸の両端の各々に弁体を設けた構成に
され、２つの形状記憶合金ばねｓ、ｓ’の附勢力のバラ
ンスのとれた位置で弁体が停止、流体は２つの出口の一
方に選択的に出力される。この構成では、２つの形状記
憶合金ばねｓ、ｓ’の弾性特性が温度変化に対して異な
るものにされている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように従来の切替弁にあっては、第５図の構成
の場合、＄３の開口か連通した場合ても、第２の開口は
流量か低下するたけて連通状態にあり、流路の切替えを
達成することかてきない。

また、第６図の構成では、一対のばねｓ、ｓ’の附勢力
の差を利用するものであるため、構成か複雑になるばか
りてなく、閉鎖側に流体が回り難く、チャタリングを生
じゃす〈（例えば、“温度高”て弁閉鎖が行われて流体
の流れが停止すると、流体温度が下がって、“温度低”
になるために形状記憶合金ばねｓ、ｓ’が作動し、弁開
放を行おうとすることにより生じる）、安定した動作を
得ることが難しい、この不具合を解決すべく、流体を本
体内で旋回させる構成も提案されているが、十分な改良
は期待できない。

そこて、この発明の目的は、簡単な構成により安定した
切替えを行うことか可能な切替弁を提供することにある
。

［課題を解決するためのｆ段］ 上記の目的を達成するために、この発明は、第１の開口
の軸心に対し丁字形を成すように一対の第２．第３の開
口の軸心を配した弁箱と、前記第２、第３の開口の流路
間にその一方を選択的に閉塞てきるように配設される弁
体と、温度感知合金を用いて作られ、前記第１の開口内
に一端を固定して配設されると共にその自由端か前記弁
体の自由端に係着する作動体とを備え、雰囲気温度に応
した前記作動体の変形に応して前記弁体の自由端を移動
させることにより前記弁体の切替え駆動を行うようにし
たものである。

［作用］ 上記した手段によれば、流体に接触する作動体が、その
作動温度以上の温度を有するときに変形し、この作動体
に係着される弁体を、今まて閉塞していた開口の反対側
の開口を閉塞するように回動させ、弁の切替えを行う。

したかって、電気回路を用いることなく、簡単な構成に
より、安定した切替えを行うことがてきる。

［実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、第２
図は弁体の詳細を示す斜視図、第３図は作動体の詳細を
示す斜視図である。

本体である弁箱ｌＯは、２つの管体を直交させて結合し
た形状を有しており、下部には導入路となる第１の開口
１１が形成され、水平部の左右に第２の開口１２と第３
の開口１３が形成されている。

開口１１の上部の開口１２と１３の間には円板状の弁体
１４が揺動自在に配設され、その上、下端には突出片１
５．１６が設けられている。突出片１５には第２図に示
すように、半径方向に直交させて軸孔１７か設けられ、
また、突出片１６には、その輻の全域に切込溝１８が設
けられている。

弁体１４の上端は、弁箱ｌＯの天井部に着脱自在に配設
されたフランジ１９の底面より突出する一対の軸受２０
に、ピン２１によってフランジ１９に軸支されている。

フランジ１９は、弁箱１０に対しシールして取付けられ
、内部から流体か漏洩するのを防止している。

開口１１内には、形状記憶合金による板状の作動体２２
が配設され、その下端部の両端は他の部分より突出し、
この突出部２３は開口１１の側壁に保持されている。作
動体２２は、弓状に反っており、これに接触する流体の
温度に応じて反対方向に変形する。

作動体２２の上端には、切込溝１８に嵌入する軸部２４
を形成するための開口２５が設けられている。作動体２
２を保持するために、開口１１の側壁には、縦方向に嵌
入溝か形成され、この嵌入溝に突出部２３か挿入される
。

以上の構成において、その組立てに際しては、７ランジ
１９を取外した状態にし、この開口部分から突出部２３
を下にして作動体２２を弁箱１０内に挿入し、突出部２
３を開口１１の側壁に設けられた嵌入溝に挿入する。

ついて、予めフランジ１９の軸受２０にピン２１によっ
て支持された作動体２２を挿入する。この挿入過程て、
作動体２２の切込溝１８に作動体２２の軸部２４を嵌入
させる。この嵌入作業に際しては、開口１１側から目視
しながら行うと共に、必要に応じてトライバなどの工具
を用い、作動体２２の上部を中立位置に保持しなから行
う。

この後、フランジ１９を弁箱ｌＯにビス（不図示）によ
り固定する。

次に、上記構成による切替弁の動作について説明する。

温水などの流体は、開口１１から導入される。

この流体の温度が低い場合、作動体２２は変形せず、第
１図の実線の形状位置にある。従って、開口１３は弁体
１４によって閉塞され、開口１１と開口１２が連通し、
流体は開口１１から開口１２に流れ出る。

一方、流体の温度か作動体２２の作動温度以上である場
合には、作動体２２か形状記憶合金を用いているために
、実線位置から鎖線位置に変形し、弁体１４はピン２１
を支点として開口１２を閉塞するように移動すると共に
、開口１３を開口１１に連通させる。この結果、開口１
１に導入した流体は、開ロエ３へ流れ出し、開口１２に
は流出することかない。

このように、最少の構成部品数によって、流体の温度か
作動体２２の作動温度を越えたか否かにより、弁体１４
が切替え動作をする。そして、作動体２２は常に流体に
接触する構造にできるため、従来の切替弁のようにチャ
タリングを生しることかない。

第４図はこの発明の適用例を示す戸建て住宅用排水熱再
利用システムの一例を示す系統図である。

家Ｒ２６には給湯が可能な給水蛇口２７及び２８が洗面
器２９及び湯船３０の近傍の壁面に取付けられている。

各館ｇ２７及び２８に給湯を行うためのボイラ３工が戸
外に設置されている。さらに、ボイラ３１には、給水弁
３２からの給水を加温する蓄熱槽３３が接続されている
。

洗面器２９及び湯船３０の各々には、第１図に示した構
成の切替弁３４．切替弁３５の流体導入口か接続されて
いる。その第１の出力口（第１図の開口１２）は排水溝
３６が接続され、さらに第２の出力口（第１図の開口１
３）は蓄熱槽３３に接続されている。また、蓄熱槽３３
に切替弁から供給された水の余剰分を排水溝３６へ排出
するために、オーバーフローライン３７か設けられてい
る。

以上の構成において、例えば、湯船３０に給水蛇口２８
によって給湯を行い、湯船３０の使用か終了して、排水
として流された場合、その排水は切替弁３５に流入する
。この排水の温度は、作動体２２の作動温度以上である
ため、第２の出力口か開き、蓄熱槽３３に流入する。蓄
熱槽３３に流入した排水は、給水弁３２からの水を通流
させる熱交換器３３ａに対し、熱交換を行う。これによ
り、ボイラ３エヘ供給する水は予熱され、ボイラ３１は
冷水を加熱する場合に比べ、短い時間で湯船３０に湯水
を満たすことかでき、省エネルギー化を図ることかてき
る。

なお、蓄熱槽３３では、上部に温度の高い水か滞留し、
下部Ｃは温度の低い水か溜まるため、温度の低い水は新
しい水が供給されるのに応し、オーバーフローライン３
７を介して排水溝３６へ排出させ、蓄熱効果を低下させ
ないようにしている。

一方、切替弁３５に供給される排水か、作動体２２の作
動温度以下である場合、切替弁３５の作動体２２は変形
せず、＠１の出力口が開いているため、導入された水は
全て排水溝３６へ流出する。

以上は、湯船３０の場合を例に説明したか、洗面器２９
においても、同様に切替弁３４によって切替えが行われ
る。

［発明の効果］ 以上より明らかなように、この発明Ｃよれば。

第１の開口の軸心に対し丁字形を成すように一対の第２
．第３の開口の軸心を配した弁箱と、前記第２．第３の
開口の波路間にその一方を選択的に閉塞てきるように配
設される弁体と、温度感知合金を用いて作られ、前記第
１の開口内に一端を固定して配設されると共にその自由
端が前記弁体の自由端に係着する作動体とを備え、雰囲
気温度に応した前記作動体の変形に応じて前記弁体の自
由端を移動させることにより前記弁体の切替え駆動を行
うようにしたので、電気回路を用いることなく、簡単な
構成により、安定した切替えを行うことかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は弁
体の詳細を示す斜視図、第３図は作動体の詳細を示す斜
視図、第４図はこの発明の適用例を示す戸建て住宅用排
水熱再利用システムの一例を示す系統図、第５図及びｔ
ｊ４６図は形状記憶合金を用いた従来の切替弁を示す断
面図である。 図中、 ｌＯ：弁箱 １１．１２，１３．２５・開口 １４・弁体 １５．１６：突出片 １７：軸孔 １８：切込溝 １９：フラツジ ２０：軸受 ２１：どン ２２：作動体 ２３：突出部 ２４：軸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の開口の軸心に対しＴ字形を成すように一対の第２
   、第３の開口の軸心を配した弁箱と、前記第２、第３の
   開口の流路間にその一方を選択的に閉塞できるように配
   設される弁体と、温度感知合金を用いて作られ、前記第
   １の開口内に一端を固定して配設されると共にその自由
   端が前記弁体の自由端に係着する作動体とを備え、雰囲
   気温度に応じた前記作動体の変形に応じて前記弁体の自
   由端を移動させることにより前記弁体の切替え駆動を行
   うことを特徴とする切替弁。