JP5560006B2

JP5560006B2 - 複合弁

Info

Publication number: JP5560006B2
Application number: JP2009190610A
Authority: JP
Inventors: 健一望月; 仁志梅澤
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: JP2011043188A

Description

本発明は、複合弁に関し、特に、温水及び冷水を利用した室内の冷暖房システムに用いられる複合弁に関する。

従来より、温水及び冷水を利用して室内の冷暖房を行い、複数の部屋を有する集合住宅を一対の加熱装置及び冷却装置で賄うことが行われている。また、地域冷暖房のように、個々の建物に冷暖房の熱源を設けず、一か所に集中した熱源プラント等を設置し、同時に給水又は給湯を行う冷暖房システムも用いられている。

図７は、上記冷暖房用に用いられる複合弁の一例を示し、この複合弁７１は、弁本体７２に混合切替弁７３と、流量制御弁７４とを備え、混合切替弁７３を操作することで、冷房時に、各室内９１へ、冷水配管８８から冷水を供給し、暖房時に、温水配管８９から温水を供給し、流量制御弁７４を操作することで、冷暖房の冷水又は温水の循環量を制御する。以下、上記複合弁７１の構成及び動作をより詳細に説明する。

弁本体７２は、混合切替弁７３の弁体７３ａを収容する第１弁室７２ａと、流量制御弁７４の弁体７４ａを収容する第２弁室７２ｂと、第１弁室７２ａと第２弁室７２ｂとを連通させる第１流路７２ｃと、冷水送出口７２ｄと、冷水流入口７２ｅと、温水送出口７２ｆと、温水流入口７２ｇと、冷水送出口７２ｄと第１弁室７２ａとを連通させる第２流路７２ｈと、冷水流入口７２ｅと第１弁室７２ａとを連通させる第３流路７２ｉと、温水送出口７２ｆと第１弁室７２ａとを連通させる第４流路７２ｊと、温水流入口７２ｇと第１弁室７２ａとを連通させる第５流路７２ｋと、冷水又は温水の排出口７２ｌと、冷水又は温水の流入口７２ｍとを備える。

混合切替弁７３は、弁体７３ａを備え、この弁体７３ａをその軸線回りに回転させることで、第１流路７２ｃからの流体を第２流路７２ｈ又は第４流路７２ｊ、あるいは第２流路７２ｈ及び第４流路７２ｊに同時に流すことができるとともに、第３流路７２ｉ又は第５流路７２ｋを流れる流体、あるいは第３流路７２ｉ及び第５流路７２ｋを流れる流体を同時に排出口７２ｌに流すことができる。

流量制御弁７４は、弁体７４ａを備え、この弁体７４ａをその軸線回りに回転させることで、流入口７２ｍから流入して第１流路７２ｃへ流れる流体の流量を制御することができる。

冷水送出口７２ｄと冷水流入口７２ｅは冷水配管８８で連結され、冷水配管８８の中間部には、冷却装置９２が配置される。また、温水送出口７２ｆと温水流入口７２ｇは温水配管８９で連結され、温水配管８９の中間部には、加熱装置９３が配置される。さらに、排出口７２ｌと流入口７２ｍは配管９０で連結され、配管９０を流れる冷水又は温水で室内９１を冷暖房することができるように構成される。

次に、上記構成を有する複合弁７１を用いた冷暖房システムの動作について説明する。

室内９１の冷房を行う際には、混合切替弁７３を回転させて、冷水送出口７２ｄ、冷水配管８８、冷水流入口７２ｅ、第３流路７２ｉ、混合切替弁７３、排出口７２ｌ、配管９０、室内９１、流入口７２ｍ、流量制御弁７４、第１流路７２ｃ、混合切替弁７３、第２流路７２ｈ、冷水送出口７２ｄのルートで冷水を循環させる。ここで、冷水の量は、流量制御弁７４を回転させて制御する。これにより、室内９１から排出され暖まった冷水を冷却装置９２で冷却し、所望の量の冷水を室内９１に導くことができ、室内９１を所望の温度になるように冷房することができる。

一方、室内９１の暖房を行う際には、混合切替弁７３を回転させて、温水送出口７２ｆ、温水配管８９、温水流入口７２ｇ、第５流路７２ｋ、混合切替弁７３、排出口７２ｌ、配管９０、室内９１、流入口７２ｍ、流量制御弁７４、第１流路７２ｃ、混合切替弁７３、第４流路７２ｊ、温水送出口７２ｆのルートで温水を流す。ここで、温水の量は、流量制御弁７４を回転させて制御する。これにより、室内９１から排出されて冷えた温水を加熱装置９３で加熱し、所望の量の温水を室内９１に導くことができ、室内９１を所望の温度になるように暖房することができる。

また、複数の部屋を有する集合住宅を冷暖房する際には、一対の加熱装置及び冷却装置に加え、上記複合弁７１を複数設置し、複数の部屋を同時に冷暖房する。

尚、上記動作説明においては、冷水又は温水のいずれか一方のみを循環させたが、混合切替弁７３の弁体７３ａを回転させて、冷水と温水とを同時に循環させることも可能である。

しかし、上記従来の複合弁７１においては、１つの弁本体７２に混合切替弁７３と流量制御弁７４の両弁体を収容し、複合弁７１全体がコンパクトに構成されているものの、弁本体７２には、第２流路７２ｈ、第３流路７２ｉ、第４流路７２ｊ、第５流路７２ｋの孔加工を行う必要があるとともに、これらを穿設した後に開口７２ｎ、７２ｐを栓で塞ぐ必要がある。また、第１流路７２ｃを穿設した後、開口７２ｏを塞ぐ必要がある。そのため、加工に手間が掛かり、製造コストの上昇に繋がっていた。

また、複数の部屋を有する集合住宅を冷暖房する際には、上記複合弁７１を複数個用意し、これらの間に配管を施す必要があるため、配管工事が大掛かりなものとなり、複数の複合弁７１の設置場所を確保しなければならず改善の余地があった。

そこで、本発明は、上記従来の複合弁における問題点に鑑みてなされたものであって、弁本体の加工箇所を少なくして製造コストを低減するとともに、複数個配置する場合でも配管工事が不要で、狭い場所にも設置することができる複合弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、２種類の流体のいずれか一方の流れを許容するか、２種類の流体を混合する混合切替弁と、該混合切替弁によって流れを許容された流体の流量を制御する流量制御弁とを備えた複合弁であって、該複合弁の弁本体は、第１の流体の流入口及び送出口と、第２の流体の流入口及び送出口と、前記混合切替弁の弁体を収容するとともに、前記第１の流体又は／及び前記第２の流体を排出する排出口を有する第１弁室と、前記流量制御弁の弁体を収容するとともに、前記第１の流体又は／及び前記第２の流体の流入口を有する第２弁室と、前記第１弁室と前記第２弁室とを連通させる流路とを備え、前記第１の流体の流入口及び送出口の一部と、前記第２の流体の流入口及び送出口の一部とが、前記第１弁室に重なるようにして直接連通し、前記混合切替弁の弁体が、該弁体の軸線回りに回転することにより、前記流路からの流体を前記第１の流体の送出口又は前記第２の流体の送出口、あるいは前記第１の流体の送出口及び前記第２の流体の送出口に流すとともに、前記第１の流体の流入口又は前記第２の流体の流入口を流れる流体、あるいは前記第１の流体の流入口及び前記第２の流体の流入口を流れる流体を前記排出口に流すように構成することを特徴とする。

そして、本発明によれば、各流体の流入口及び送出口の一部を第１弁室に重なるようにして直接連通させたため、従来備えられていた各流体の流入口及び送出口と第１弁室との間の流路を穿設したり、流路を穿設した後の開口の閉塞工程が不要となり、弁本体の加工箇所を少なくして製造コストを低減することができる。

上記複合弁において、前記流量制御弁を、該弁の弁体が、該弁体の軸線回りに回転することにより前記混合切替弁によって流れを許容された流体の流量を制御するように構成し、該弁体の軸線と、前記混合切替弁の弁体の軸線とを互いに直交させることができる。これにより、前記第１弁室と前記第２弁室とを連通させる流路を穿設した際に、弁本体に開口が形成されないようにすることができ、さらに閉塞工程を削除して製造コストをさらに低減することができる。

上記複合弁を複数並置し、各々の複合弁の前記第１の流体の流入口を直接連通させ、各々の複合弁の前記第１の流体の送出口を直接連通させ、各々の複合弁の前記第２の流体の流入口を直接連通させ、各々の複合弁の前記第２の流体の送出口を直接連通させることができる。この複合弁によれば、上記発明と同様に弁本体の加工箇所を少なくして製造コストを低減することに加え、各々の複合弁を独立して配置した場合に必要となる配管工事も不要となり、設置コストの低減に繋がるとともに、接続配管が存在しないため、狭い設置場所にも対応することができる。

上記複合弁において、前記第１の流体を冷水とし、前記第２の流体を温水とすることができ、冷暖房システムに好適に用いることができる。

以上のように、本発明によれば、弁本体の加工箇所を少なくして製造コストを低減するとともに、複数個配置する場合でも配管工事が不要で、狭い場所にも設置することができる複合弁を提供することができる。

本発明にかかる複合弁の第１の実施形態を示す一部破断組立図である。図１の複合弁の断面図である。図１の複合弁の弁本体を示す斜視図である。図１の複合弁の弁本体に収容される混合切替弁を示す断面図である。本発明にかかる複合弁の第２の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる複合弁の第３の実施形態を示す断面図である。従来の複合弁の一例を示す断面、及び複合弁用いた冷暖房システムの一例を示す全体構成図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる複合弁の第１の実施形態を示し、この複合弁１は、弁本体２に、混合切替弁３と、流量制御弁４とを備える。

弁本体２は、樹脂等で一体成形され、図１乃至図４に示すように、混合切替弁３の弁体３ａを収容する第１弁室２ａと、流量制御弁４の弁体４ａを収容する第２弁室２ｂと、第１弁室２ａと第２弁室２ｂとを連通させる流路２ｃと、冷水送出口２ｄと、冷水流入口２ｅと、温水送出口２ｆと、温水流入口２ｇと、冷水又は温水の排出口２ｌと、冷水又は温水の流入口２ｍとを備える。ここで、冷水送出口２ｄと、冷水流入口２ｅと、温水送出口２ｆと、温水流入口２ｇとが第１弁室２ａに直接連通する。

混合切替弁３は、図１、図２及び図４に示すように、弁体３ａを備え、この弁体３ａは、図４に明示するように、第１弁室２ａを上下方向に２つに仕切るための仕切板３ｂと、上部閉塞部３ｃと、下部閉塞部３ｄと、上部開口部３ｅと、下部開口部３ｆと、底部開口部３ｇとを備える。この弁体３ａを電動モータ等でその軸線回りに回転させることで、流路２ｃからの流体を冷水送出口２ｄ又は温水送出口２ｆあるいは冷水送出口２ｄ及び温水送出口２ｆに同時に流すことができるとともに、冷水流入口２ｅ又は温水流入口２ｇを流れる流体、あるいは冷水流入口２ｅ及び温水流入口２ｇを流れる流体を排出口２ｌに流すことができる。尚、図４は、冷水流入口２ｅに流入する冷水と、温水流入口２ｇに流入する温水とを５０％ずつ排出口２ｌに導き、流路２ｃを通る水を冷水送出口２ｄと温水送出口２ｆに５０％ずつ導くようにした状態を示している。

流量制御弁４は、図１及び図２に示すように、弁体４ａを備え、この弁体４ａを電動モータ等でその軸線回りに回転させることで、第２弁室２ｂにおける流路２ｃの開口面積を変化させ、流入口２ｍから流入して流路２ｃへ流れる流体の流量を制御することができる。

上記構成を有する複合弁１を用いた冷暖房システムの動作については、図７に示した従来の複合弁７１を用いた場合と同様であるため、詳細説明を省略するが、冷房を行う際には、混合切替弁３を回転させて、冷水送出口２ｄ、冷水配管及び冷却装置（不図示）、冷水流入口２ｅ、混合切替弁３、排出口２ｌ、室内（不図示）、流入口２ｍ、流量制御弁４、流路２ｃ、混合切替弁３、冷水送出口２ｄのルートで冷水を循環させ、冷水の量を、流量制御弁４を回転させて制御する。これにより、室内から排出され暖まった冷水を冷却装置で冷却し、所望の量の冷水を室内に導くことができ、室内を所望の温度になるように冷房することができる。

一方、暖房を行う際には、混合切替弁３を回転させて、温水送出口２ｆ、温水配管（不図示）、温水流入口２ｇ、混合切替弁３、排出口２ｌ、室内（不図示）、流入口２ｍ、流量制御弁４、流路２ｃ、混合切替弁３、温水送出口２ｆのルートで温水を循環させ、温水の量を、流量制御弁４を回転させて制御する。これにより、室内から排出されて冷えた温水を加熱装置で加熱し、所望の量の温水を室内に導くことができ、室内を所望の温度になるように暖房することができる。

上記構成を有する複合弁１は、複合弁７１に存在していた第２流路７２ｈ〜第５流路７２ｋ、及びこれらを穿設した際に形成される開口７２ｎ、７２ｐが存在せず、これらの孔加工、及び蓋を用いた閉塞処理が不要となり、弁本体２の製造コストを低減することができる。

次に、本発明にかかる複合弁の第２の実施形態について、図５を参照しながら説明する。

この複合弁３１は、流量制御弁４の弁本体２への取付方向が上記複合弁１とは異なり、他の構成については複合弁１と同様である。すなわち、上記複合弁１では、混合切替弁３の弁体３ａの軸線と流量制御弁４の弁体４ａの軸線とが互いに平行であったが、複合弁３１では、混合切替弁３の弁体３ａの軸線と流量制御弁４の弁体４ａの軸線とが互いに直交するように構成される。この構成により、複合弁１では、流路２ｃの右端部に孔を塞ぐための蓋２ｑ（図２参照）が必要であったが、室内２１では不要となり、さらに構成の簡単な弁本体２を実現することができる。

次に、本発明にかかる複合弁の第３の実施形態について、図６を参照しながら説明する。

この複合弁４１は、図２に示した複合弁１を同図を描いた紙面の垂直方向に４個積み重ねたものであって、各々の複合弁１（１Ａ〜１Ｄ）は、弁本体２（２Ａ〜２Ｄ（２Ａは図示を省略）と、混合切替弁３（３Ａ〜３Ｄ）と、流量制御弁４（４Ａ〜４Ｄ）とを備える。

また、各々の複合弁１の弁本体２の冷水送出口２ｄを直接連通させ、各々の弁本体２の冷水流入口２ｅを直接連通させ、各々の弁本体２の温水送出口２ｆを直接連通させ、各々の弁本体２の温水流入口２ｇを直接連通させ、合計で４本の管路が形成され、各々の管路は蓋４２〜４５で塞がれている。尚、各々の複合弁１（１Ａ〜１Ｄ）の排出口２ｌ、流入口２ｍ（図２参照）は、集合住宅等の各々の部屋へ冷水又は温水を導くための配管に接続され、各々の複合弁１を用いて各々の部屋の冷暖房を行うことができる。

この複合弁４１を用いることで、複合弁１Ａ〜１Ｄを各々独立して配置した場合に必要となる配管工事が不要になるとともに、接続配管が不要になった分だけ、狭い場所にも設置することが可能となる。

尚、上記実施の形態においては、本発明にかかる複合弁を冷暖房システムに適用し、冷水又は温水の流れを許容するか、両者を混合して流量を調整する場合について説明したが、本発明にかかる複合弁は、これらの用途に限定されることなく、異なる２種類の流体を制御する際に広く用いることができる。

１（１Ａ〜１Ｄ）複合弁
２（２Ａ〜２Ｄ）弁本体
２ａ第１弁室
２ｂ第２弁室
２ｃ流路
２ｄ冷水送出口
２ｅ冷水流入口
２ｆ温水送出口
２ｇ温水流入口
２ｌ排出口
２ｍ流入口
２ｑ蓋
３（３Ａ〜３Ｄ）混合切替弁
３ａ弁体
３ｂ仕切板
３ｃ上部閉塞部
３ｄ下部閉塞部
３ｅ上部開口部
３ｆ下部開口部
３ｇ底部開口部
４（４Ａ〜４Ｄ）流量制御弁
４ａ弁体
３１複合弁
４１複合弁
４２〜４５蓋

Claims

２種類の流体のいずれか一方の流れを許容するか、２種類の流体を混合する混合切替弁と、該混合切替弁によって流れを許容された流体の流量を制御する流量制御弁とを備えた複合弁であって、
該複合弁の弁本体は、
第１の流体の流入口及び送出口と、
第２の流体の流入口及び送出口と、
前記混合切替弁の弁体を収容するとともに、前記第１の流体又は／及び前記第２の流体を排出する排出口を有する第１弁室と、
前記流量制御弁の弁体を収容するとともに、前記第１の流体又は／及び前記第２の流体の流入口を有する第２弁室と、
前記第１弁室と前記第２弁室とを連通させる流路とを備え、
前記第１の流体の流入口及び送出口の一部と、前記第２の流体の流入口及び送出口の一部とが、前記第１弁室に重なるようにして直接連通し、
前記混合切替弁の弁体が、該弁体の軸線回りに回転することにより、前記流路からの流体を前記第１の流体の送出口又は前記第２の流体の送出口、あるいは前記第１の流体の送出口及び前記第２の流体の送出口に流すとともに、前記第１の流体の流入口又は前記第２の流体の流入口を流れる流体、あるいは前記第１の流体の流入口及び前記第２の流体の流入口を流れる流体を前記排出口に流すように構成することを特徴とする複合弁。
前記流量制御弁は、該弁の弁体が、該弁体の軸線回りに回転することにより前記混合切替弁によって流れを許容された流体の流量を制御し、該弁体の軸線と、前記混合切替弁の弁体の軸線とが互いに直交することを特徴とする請求項１に記載の複合弁。
請求項１又は２に記載の複合弁を複数並置し、各々の複合弁の前記第１の流体の流入口を直接連通させ、各々の複合弁の前記第１の流体の送出口を直接連通させ、各々の複合弁の前記第２の流体の流入口を直接連通させ、各々の複合弁の前記第２の流体の送出口を直接連通させたことを特徴とする複合弁。
前記第１の流体が冷水であり、前記第２の流体が温水であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の複合弁。