| 【発明の名称】 |
耐熱切換弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】雫石 伸
【氏名】栗原 孝好
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| 【要約】 |
【課題】簡易な構造で弁を冷却することが出来、伝熱による駆動用アクチュエータの過熱を防止することが出来る安価な耐熱切換弁を提供する。
【解決手段】低温流体と高温流体を切り換えて供給または排出する切換弁において、この切換弁Ｖ１０の弁体弁体Ｖ１０ａを稼働させる弁軸Ｖ１０ｂ内に低温流体が流通する流通孔Ｓ１が形成され、この流通孔Ｓ１を通過する低温流体によって弁軸Ｖ１０ｂをその内側から冷却する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 低温流体と高温流体を切り換えて供給または排出する切換弁において、この切換弁の弁体を稼働させる弁軸内にこの弁軸を冷却する流体が流通する第１流路が形成されている、ことを特徴とする耐熱切換弁。
【請求項２】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が弁軸の前記低温側流路内に位置する部分に開口され、他端側が前記弁体の高温流体に臨む部分に開口されている請求項１に記載の耐熱切換弁。
【請求項３】 前記第１流路の他端側の開口部が、弁体の高温流体に臨む面に沿う方向に向かって開口されている請求項２に記載の耐熱切換弁。
【請求項４】 前記第１流路の他端側の開口部に、この開口部から流れ出す流体を弁体の高温流体に臨む面に沿う方向にガイドするガイド部材が設けられている請求項２に記載の耐熱切換弁。
【請求項５】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が弁軸の前記低温側流路内に位置する部分に開口され、他端側が前記弁体の高温流体に臨む側と反対側位置において弁軸の外面に開口されている請求項１に記載の耐熱切換弁。
【請求項６】 前記第１流路の他端側の開口部が、弁体の高温流体に臨む面と反対側の面に沿う方向に向かって開口されている請求項５に記載の耐熱切換弁。
【請求項７】 前記弁体に、この弁体が前記低温側流路を閉じているときにこの低温側流路と弁体の高温流体に臨む部分とを連通するスリット部が形成されている請求項５に記載の耐熱切換弁。
【請求項８】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が弁軸の前記低温側流路の外側に位置する部分に開口され、他端側が低温側流路内に位置する部分に開口されている請求項１に記載の耐熱切換弁。
【請求項９】 前記第１流路の一端側の開口部に、この第１流路に冷却流体を供給する冷却流体供給部材が接続されている請求項８に記載の耐熱切換弁。
【請求項１０】 前記冷却流体供給部材に流量制御部材が取り付けられている請求項９に記載の耐熱切換弁。
【請求項１１】 前記弁体内にこの弁体を冷却する流体が流通する第２流路が形成され、この第２流路に前記第１流路が連通されている請求項１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１２】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の前記第２流路に連通されている側と反対側の端部が弁軸の前記低温側流路内に位置する部分において開口されている請求項１１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１３】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の前記第２流路に連通されている側と反対側の端部が弁軸の前記低温側流路の外側に位置する部分において開口されている請求項１１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１４】 前記第２流路が、前記弁体の高温流体に臨む部分に開口している請求項１１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１５】 前記第２流路が、前記弁体の高温流体に臨む部分以外の部分に開口している請求項１１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１６】 前記第２流路が、前記弁体の高温流体に臨む部分でかつ弁体が高温流体が流れる高温側流路を閉じる位置にあるときに弁座によって閉じられる位置に開口している請求項１１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１７】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が、弁体が低温側流路を閉じる位置にあるときに弁軸の低温側流路の外側に位置する部分でかつ弁体が高温側流路を閉じる位置にあるときに低温側流路の外壁部によって閉じられる位置に開口され、他端側が弁体の高温流体に臨む部分に開口されている請求項１に記載の耐熱切換弁。
【請求項１８】 前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が、弁体が低温側流路を閉じる位置にあるときに弁軸の低温側流路の外側に位置する部分でかつ弁体が高温側流路を閉じる位置にあるときに低温側流路の外壁部によって閉じられる位置に開口され、他端側が弁体の高温流体に臨む側と反対側位置において弁軸の外面に開口されている請求項１に記載の耐熱切換弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高温の流体と低温の流体を切り換えて流通させるための耐熱性を有する切換弁に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】一般に、流体の配管に取り付けられる切換弁のなかには、高温の流体とそれよりも温度が低い低温の流体とを切り換えて配管内に流通させるものがある。
【０００３】このような高温流体と低温流体の切り換えを行う切換弁としては、例えば、リジェネレイティブバーナに接続されて燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排出との切り換えを行う切換弁が挙げられる。
【０００４】このリジェネレイティブバーナとは、周知のように、蓄熱体を備えた二個のバーナを所定間隔で切り換えて燃焼させ、一方のバーナが燃焼を行っているときに他方のバーナから燃焼排ガスの排出を行うもので、この排出される燃焼排ガスの熱を蓄熱体に蓄えておいて、次に燃焼の切換が行われたときにこの蓄熱体の熱によって燃焼用空気を予熱することにより、省エネルギを達成するものであって、切換弁は、上記の二つのバーナの間に接続されて、燃焼切換の際に二つのバーナの間での燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排出との切り換えを行うものである。
【０００５】上記のような高温流体と低温流体の切換弁としては、従来、図１２に示されるような三方弁がある。この切換弁Ｖ１は、低温側流路Ｐ１と高温側流路Ｐ２との間に取り付けられて、低温側流路Ｐ１と高温側流路Ｐ２を切り換えて、バーナなどの図示しない各種機器に接続された接続流路Ｐ３に連通させるようになっているものである。
【０００６】すなわち、切換弁Ｖ１は、図１２（ａ）に示されるように、弁体Ｖ１ａが低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じているときに、高温側流路Ｐ２と接続流路Ｐ３とを連通させて、接続流路Ｐ３から高温側流路Ｐ２への高温流体の排出、または、高温側流路Ｐ２から接続流路Ｐ３への高温流体の供給を行わせる。
【０００７】また、図１２（ｂ）に示されるように、図示しないアクチュエータの駆動により弁軸Ｖ１ｂが軸方向にスライドして、弁体Ｖ１ａが高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉じたときに、低温側流路Ｐ１と接続流路Ｐ３とを連通させて、低温側流路Ｐ１から接続流路Ｐ３への低温流体の供給、または、接続流路Ｐ３から低温側流路Ｐ１への低温流体の排出を行わせる。
【０００８】このような高温流体と低温流体の切換弁は、弁体や弁軸が高温流体と接触して加熱されるために、耐熱性を備えている必要がある。しかしながら、弁体や弁ケース等の切換弁の構成部品に耐熱性の高い素材を用いることは切換弁が価格が高くなってしまうという問題が有り、さらに、切換弁の切り換えを行うアクチュエータへの伝熱は避けられないので、アクチュエータの過熱によって故障の原因になるといった問題が生じる。このような、切換弁の過熱を防止するために、切換弁を水冷や空冷によって冷却しようとする場合には、構造が複雑になり、また、価格が高くなってしまう。
【０００９】ここで、高温流体による弁体の過熱を防止するための冷却構造を備えた切換弁が、先に、特願平８−２８３５５３号によって提案されている。この切換弁は、図１３に示されるように、弁体Ｖ１ａの他に、もう一つの弁体Ｖ１ｃが弁軸Ｖ１ｂに取り付けられており、高温側流路Ｐ２と接続流路Ｐ３を連通させる際には、弁体Ｖ１ｃが低温側流路Ｐ１側の弁座に当接されて、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉鎖するようになっているものである。
【００１０】そして、この弁体Ｖ１ｃが連通孔Ｐ１ａを閉鎖しているときに、低温側流路Ｐ１内の低温流体を、弁体Ｖ１ｃに形成された通気孔Ｖ１ｃ’から弁体Ｖ１ｃと弁体Ｖ１ａの間に流し込むことによって、弁体Ｖ１ａが過熱するのを防止するようになっているものである。
【００１１】しかしながら、この図１３の切換弁においても、弁軸Ｖ１ｂの冷却が十分ではなく、弁軸Ｖ１ｂからの伝熱による駆動用のアクチュエータの過熱を十分に防止することが出来ないという問題が残っており、また、切換弁Ｖ１’を均等に冷却することが難しいために、切換弁Ｖ１’に部分的な変形が生じてしまう虞がある。
【００１２】この発明は、上記のような、高温の流体と低温の流体を切り換えて流通させるための耐熱性が要求される切換弁における従来の問題点を解決するために為されたものである。すなわち、この発明は、簡易な構造で弁を冷却することが出来、伝熱による駆動用アクチュエータの過熱を防止することが出来る安価な耐熱切換弁を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】第１の発明による耐熱切換弁は、上記目的を達成するために、低温流体と高温流体を切り換えて供給または排出する切換弁において、この切換弁の弁体を稼働させる弁軸内にこの弁軸を冷却する流体が流通する第１流路が形成されていることを特徴としている。
【００１４】この第１の発明による耐熱切換弁は、低温流体が流れる低温側流路と高温流体が流れる高温側流路を交互に開閉する弁体に取り付けられてこの弁体を開閉方向に稼働させる弁軸内に、高温流体よりも温度が低い低温流体やさらに温度が低い冷却用の流体が流通される第１流路が形成されていて、切換弁の稼働中にこの第１流路内に低温流体や他の冷却用流体が流れるようにすることが出来る。
【００１５】上記第１の発明によれば、切換弁の稼働中に弁軸に形成された第１流路内に低温流体や他の冷却用流体を流通させることによって、弁軸の冷却を行うことが出来、高温流体に接触して加熱される弁体から弁軸を介して熱が伝わって、この弁軸に接続された切換弁駆動用の駆動部材が過熱されるのを防止することが出来る。
【００１６】そして、構造が簡易なため、安価な耐熱切換弁を提供することが出来る。さらに、弁軸の中央部から冷却するので、均一な冷却により切換弁の熱変形を抑制することが出来る。
【００１７】第２の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が弁軸の前記低温側流路内に位置する部分に開口され、他端側が前記弁体の高温流体に臨む部分に開口されていることを特徴としている。
【００１８】この第２の発明による耐熱切換弁は、低温流体の圧力が高温流体の圧力よりも高い状態で使用されるものであり、低温側流路内に位置する第１流路の一端側の開口部から低温側流路内を流れる低温流体が第１流路内に流れ込み、この第１流路内を通過した後、弁体の高温流体に臨む部分に開口された第１流路の開口部から流れ出す。以上のように、この第２の発明は、低温側流路内を流れる低温流体により、高温流体によって加熱される弁軸をその中心部から冷却することが出来る。
【００１９】第３の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第２の発明の構成に加えて、前記第１流路の他端側の開口部が、弁体の高温流体に臨む面に沿う方向に向かって開口されていることを特徴としている。この第３の発明による耐熱切換弁は、第１流路内を通過してその他端側の開口部から流れ出す低温流体の流出方向が、弁体の高温流体に臨む面に沿うように設定されている。
【００２０】上記第３の発明によれば、第１流路の他端側の開口部から流れ出す低温流体によって弁体の高温流体に臨む面が冷却されるので、弁体を弁軸とともに冷却することによって、弁軸を介した切換弁駆動用の駆動部材への伝熱をさらに抑制することが出来る。
【００２１】第４の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第２の発明の構成に加えて、前記第１流路の他端側の開口部に、この開口部から流れ出す流体を弁体の高温流体に臨む面に沿う方向にガイドするガイド部材が設けられていることを特徴としている。
【００２２】この第４の発明による耐熱切換弁は、第１流路内を通過してその他端側の開口部から流れ出す低温流体が、この他端側の開口部に設けられたガイド部材によって、弁体の高温流体に臨む面に沿って流れる方向にガイドされる。上記第４の発明によれば、第１流路の他端側の開口部に設けられたガイド部材によって低温流体がガイドされることによって弁体の高温流体に臨む面の冷却効果が増すので、弁軸を介した切換弁駆動用の駆動部材への伝熱をさらに抑制することが出来る。
【００２３】第５の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が弁軸の前記低温側流路内に位置する部分に開口され、他端側が前記弁体の高温流体に臨む側と反対側位置において弁軸の外面に開口されていることを特徴としている。
【００２４】この第５の発明による耐熱切換弁は、低温側流路内に位置する第１流路の一端側の開口部から低温側流路内を流れる低温流体が第１流路内に流れ込み、この第１流路内を通過した後、弁体の高温流体に臨む側と反対側位置において弁軸の外面に開口された開口部から流れ出す。以上のように、この第５の発明は、低温側流路内を流れる低温流体により、高温流体によって加熱される弁軸をその中心部から冷却することが出来るとともに、第１流路内から流れ出した低温流体が高温流体に混ざらないので、高温流体の温度を低下させることがない。
【００２５】第６の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第５の発明の構成に加えて、前記第１流路の他端側の開口部が、弁体の高温流体に臨む面と反対側の面に沿う方向に向かって開口されていることを特徴としている。
【００２６】この第６の発明による耐熱切換弁は、第１流路内を通過してその他端側の開口部から流れ出す低温流体の流出方向が、弁体の高温流体に臨む面と反対側の面に沿うように設定されている。上記第６の発明によれば、第１流路の他端側の開口部から流れ出す低温流体によって弁体の冷却が行われるので、弁体を弁軸とともに冷却することによって、弁軸を介した切換弁駆動用の駆動部材への伝熱をさらに抑制することが出来る。
【００２７】第７の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第５の発明の構成に加えて、前記弁体に、この弁体が前記低温側流路を閉じているときにこの低温側流路と弁体の高温流体に臨む部分とを連通するスリット部が形成されていることを特徴としている。
【００２８】この第７の発明による耐熱切換弁は、低温流体の圧力が高温流体の圧力よりも高い状態において使用されるものであり、弁体が低温側流路を閉じている状態においても、弁軸の第１流路を通った低温流体が弁体に形成されたスリット部を通り抜けて高温流体側に流出してゆく。上記第７の発明によれば、弁体が低温側流路を閉じている状態においても第１流路内を低温流体が流動するので、弁軸の冷却効果が上って、切換弁駆動用の駆動部材への伝熱がさらに抑制される。
【００２９】第８の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が弁軸の前記低温側流路の外側に位置する部分に開口され、他端側が低温側流路内に位置する部分に開口されていることを特徴としている。
【００３０】この第８の発明による耐熱切換弁は、低温流体の圧力が低温側流路の外側の圧力よりも高い場合に、低温側流路内を流れる低温流体が、低温側流路内に位置する他端側から第１流路内に流入してこの第１流路内を流れた後、低温側流路の外側に位置する一端側の開口部から流れ出し、また、低温流体の圧力が低温側流路の外側の圧力よりも低い場合には、低温側流路の外側に位置する一端側の開口部から外気等の冷却流体が第１流路内に流入してこの第１流路内を流れた後、低温側流路内に位置する他端側の開口部から流れ出し、このとき、第１流路を通過する低温流体によって弁軸の冷却が行われる。
【００３１】以上のように、この第８の発明によれば、低温側流路内を流れる低温流体により、高温流体によって加熱される弁軸をその中心部から冷却することが出来、他の付帯設備も不要である。
【００３２】第９の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第８の発明の構成に加えて、前記第１流路の一端側の開口部に、この第１流路に冷却流体を供給する冷却流体供給部材が接続されていることを特徴としている。
【００３３】この第９の発明による耐熱切換弁は、冷却流体供給部材から供給される冷却流体が、第１流路内にその一端側の開口部から導入されて第１流路内を流通して、他端側の開口部から低温側流路内に流れ出し、この冷却流体によって、弁軸がその中心部から冷却される。上記第９の発明によれば、任意の温度を有する冷却流体によって弁軸を冷却することが出来るので、弁軸の効果的な冷却を行うことが出来る。
【００３４】第１０の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第９の発明の構成に加えて、前記冷却流体供給部材に流量制御部材が取り付けられていることを特徴としている。
【００３５】この第１０の発明による耐熱切換弁は、冷却流体供給部材から第１流路内に導入される冷却流体によって弁軸の冷却が行われるとともに、第１流路内に導入される冷却流体のオン・オフおよび流量が流量制御部材によって制御される。
【００３６】この流量制御部材による冷却流体のオン・オフや流量の制御は、弁軸の温度や、切換弁を介して低温流体および高温流体の供給または排出を行う各種機器の運転状態に対応して行われる。上記第１０の発明によれば、弁軸の冷却を状況に応じた適切な態様で行うことができ、その冷却効果を向上させることができる。
【００３７】第１１の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁体内にこの弁体を冷却する流体が流通する第２流路が形成され、この第２流路に前記第１流路が連通されていることを特徴としている。
【００３８】この第１１の発明による耐熱切換弁は、第１流路内を流通する低温流体またはその他の冷却流体によって弁軸の冷却が行われる。
【００３９】そして、第１流路内を通過した低温流体またはその他の冷却流体は、次に弁体に形成された第２流路内に流れ込んで、この第２流路内を流通することにより、弁体を冷却する。以上のように、上記第１１の発明によれば、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることによって、切換弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００４０】第１２の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の前記第２流路に連通されている側と反対側の端部が弁軸の前記低温側流路内に位置する部分において開口されていることを特徴としている。
【００４１】この第１２の発明による耐熱切換弁は、低温側流路内を流れる低温流体が、弁軸に形成された開口部から第１流路に流入してこの第１流路から弁体の第２流路内を通過することにより、弁軸とともに弁体をその中心部から冷却する。以上のように、上記第１２の発明によれば、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることによって、切換弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００４２】第１３の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の前記第２流路に連通されている側と反対側の端部が弁軸の前記低温側流路の外側に位置する部分において開口されていることを特徴としている。
【００４３】この第１３の発明による耐熱切換弁は、低温側流路内の圧力が外側の圧力よりも高い場合に使用されるものであって、低温流体が、弁体に形成された第２流路内に流入し、さらにこの第２流路から第１流路を通って低温側流路の外側に位置する開口部から流れ出し、これによって、弁体と弁軸の冷却が行われる。以上のように、この第１３の発明によれば、弁軸と弁体の双方の冷却が行われることによって、切換弁駆動用の駆動部材への伝熱を効果的に抑制することが出来る。
【００４４】第１４の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１１の発明の構成に加えて、前記第２流路が、前記弁体の高温流体に臨む部分に開口している。この第１４の発明による耐熱切換弁によれば、弁軸の第１流路および弁体の第２流路を通過して弁軸および弁体の冷却を行った低温流体が、弁体の高温流体に臨む部分に形成された開口から流出される。
【００４５】第１５の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１１の発明の構成に加えて、前記第２流路が、前記弁体の高温流体に臨む部分以外の部分に開口していることを特徴としている。この第１５の発明による耐熱切換弁によれば、弁軸の第１流路および弁体の第２流路を通過して弁軸および弁体の冷却を行った低温流体が、弁体の高温流体に臨む部分以外の部分に形成された開口から流出する。このため、て第１流路および第２流路を通過した低温流体が高温流体に混合されることがない。
【００４６】第１６の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１１の発明の構成に加えて、前記第２流路が、前記弁体の高温流体に臨む部分でかつ弁体が高温流体が流れる高温側流路を閉じる位置にあるときに弁座によって閉じられる位置に開口していることを特徴としている。
【００４７】この第１６の発明による耐熱切換弁は、弁軸の第１流路および弁体の第２流路を通過して弁軸および弁体の冷却を行った低温流体または冷却流体が、弁体の高温流体に臨む部分に形成された開口から流出して弁軸および弁体の冷却が行われるが、弁体が高温側流路の弁座に当接してこの高温側流路を閉じているときには、この弁座によって第２流路の開口部が閉じられて、低温流体または冷却流体の流出が阻止される。これによって、低温流体や冷却流体が高温流体内に流れ出して高温流体の温度が低下するのが防止される。
【００４８】第１７の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が、弁体が低温側流路を閉じる位置にあるときに弁軸の低温側流路の外側に位置する部分でかつ弁体が高温側流路を閉じる位置にあるときに低温側流路の外壁部によって閉じられる位置に開口され、他端側が弁体の高温流体に臨む部分に開口されていることを特徴としている。
【００４９】この第１７の発明による耐熱切換弁は、高温側流路内の圧力が外側の圧力よりも低い場合に使用され、弁体が低温側流路を閉じている状態において、切換弁の外側の冷却流体（例えば外気）が、弁軸の一端側の開口部から第１流路内に流入してこの第１流路内を軸方向に流れた後、弁体の前面側の開口部から流出する。
【００５０】そして、弁体が高温側流路を閉じているときには、第１流路の一端側の開口部が低温側流路の外壁部によって閉じられる。以上のように、上記第１７の発明によれば、弁体が低温側流路を閉じているときには、一端側の開口部から第１流路内に流入する外気等の冷却流体によって弁軸がその中心部から冷却される。
【００５１】そして、弁体が高温側流路を閉じているときには、第１流路の一端側の開口部が閉じられて、高温側流路内の密閉度が向上される。
【００５２】第１８の発明による耐熱切換弁は、前記目的を達成するために、第１の発明の構成に加えて、前記弁軸が低温流体が流れる低温側流路内を通って切換弁の切り換えを行う駆動部材に接続され、前記第１流路の一端側が、弁体が低温側流路を閉じる位置にあるときに弁軸の低温側流路の外側に位置する部分でかつ弁体が高温側流路を閉じる位置にあるときに低温側流路の外壁部によって閉じられる位置に開口され、他端側が弁体の高温流体に臨む側と反対側位置において弁軸の外面に開口されていることを特徴としている。
【００５３】この第１８の発明による耐熱切換弁は、低温側流路内の圧力が外側の圧力よりも高い場合に使用され、弁体が低温側流路を閉じている状態において、低温側流路内の低温流体が、弁軸の低温側流路内に位置する他端側の開口部から第１流路内に流入して第１流路内を軸方向に流れた後、低温側流路の外側に位置する一端側の開口部から排出されることによって、弁軸の冷却が行われる。
【００５４】そして、弁軸が高温側流路を閉じているときには、一端側の開口部が低温側流路の外壁部によって閉じられ、これによって、高温側流路内への外気の進入または高温側流路内からの高温流体の外側への流出が阻止される。
【００５５】以上のように、上記第１８の発明によれば、弁体が低温側流路を閉じているときには、他端側の開口部から第１流路内に流入する低温流体によって弁軸がその中心部から冷却される。そして、弁体が高温側流路を閉じているときには、第１流路の一端側の開口部が閉じられて、高温側流路内の密閉度が向上される。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の最も好適と思われる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。
【００５７】図１は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第１の例を示している。この図１において、切換弁Ｖ１０は、図１２の従来の切換弁Ｖ１と同様に、低温側流路Ｐ１と高温側流路Ｐ２とを切り換えて接続流路Ｐ３に連通させる三方弁である。
【００５８】そして、図１の（ａ）は低温側流路Ｐ１の側を閉じて高温側流路Ｐ２と接続流路Ｐ３を連通させている状態を示しており、（ｂ）は高温側流路Ｐ２の側を閉じて低温側流路Ｐ１と接続流路Ｐ３を連通させている状態を示している。
【００５９】この切換弁Ｖ１０は、円盤状の弁体Ｖ１０ａが、低温側流路Ｐ１側から接続流路Ｐ３内に延びる弁軸Ｖ１０ｂの先端部に取り付けられていて、弁軸Ｖ１０ｂが図示しない駆動用アクチュエータによって軸方向にスライドされることにより、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａおよび連通孔Ｐ２ａを開閉するようになっている。
【００６０】以上の構成については図１２の切換弁Ｖ１と同様であるが、この切換弁Ｖ１０の弁軸Ｖ１０ｂには、その中心部に、軸線に沿って同軸状に延びる流通孔Ｓ１が形成されている。そして、この流通孔Ｓ１の一端部は、弁軸Ｖ１０ｂの先端面において開口しており、他端部は、弁軸Ｖ１０ｂの外周壁に形成された孔Ｓ１’を介して低温側流路Ｐ１の内部に連通されている。
【００６１】なお、この孔Ｓ１’は、図１の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１０ｂが高温側流路Ｐ２側に突出して連通孔Ｐ２ａを閉じている状態にある時にも、低温側流路Ｐ１内に留まる位置に形成されている。
【００６２】この切換弁Ｖ１０は、低温側流路Ｐ１内の低温流体の圧力が高温側流路Ｐ２内の高温流体の圧力よりも高い状態で使用されるものであり、図１の（ａ）に示されるように、駆動用アクチュエータの作動によって弁軸Ｖ１０ｂが低温側流路Ｐ１内に後退して、弁体Ｖ１０ａを低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａの外周部（弁座）に当接させることにより連通孔Ｐ１ａを閉じるとともに、高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを開放して、高温側流路Ｐ２と接続流路Ｐ３とを連通させる。これによって、接続流路Ｐ３から高温側流路Ｐ２への高温流体の排出、または、高温側流路Ｐ２から接続流路Ｐ３への高温流体の供給が可能になる。
【００６３】そして、このとき、低温側流路Ｐ１内の低温流体の圧力が接続流路Ｐ３内に高温側流路Ｐ２から流れ込んだ高温流体の圧力よりも高いことにより、低温側流路Ｐ１内の低温流体が弁軸Ｖ１０ｂの孔Ｓ１’から流通孔Ｓ１内に流れ込み、流通孔Ｓ内を弁軸Ｖ１０ｂの軸方向に沿って流れて、先端開口部から接続流路Ｐ３内に流出する。
【００６４】また、この切換弁Ｖ１０は、図１の（ｂ）に示されるように、駆動用アクチュエータの作動によって弁軸Ｖ１０ｂが高温側流路Ｐ２側に突出して、弁体Ｖ１０ａを高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａの外周部（弁座）に当接させることにより連通孔Ｐ２ａを閉じるとともに、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを開放して、低温側流路Ｐ１と接続流路Ｐ３とを連通させる。
【００６５】これによって、低温側流路Ｐ１から接続流路Ｐ３への低温流体の供給、または、接続流路Ｐ３から低温側流路Ｐ１への低温流体の排出が可能になる。そして、このときも、低温側流路Ｐ１内の低温流体の圧力が高温側流路Ｐ２内の高温流体の圧力よりも高いことにより、低温側流路Ｐ１内の低温流体が弁軸Ｖ１０ｂの孔Ｓ１’から流通孔Ｓ１内に流れ込み、流通孔Ｓ１内を弁軸Ｖ１０ｂの軸方向に沿って流れて、先端開口部から高温側流路Ｐ２内に流出する。
【００６６】以上のように、上記切換弁Ｖ１０は、図１（ａ）のように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉鎖している状態、および、図１（ｂ）のように高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉鎖している状態の何れにおいても、流通孔Ｓ１内を低温流体が流れて弁軸Ｖ１０ｂが冷却されるため、高温流体に接触して加熱される弁体Ｖ１０ａから弁軸Ｖ１０ｂを介して熱が伝わって、この弁軸Ｖ１０ｂに接続された駆動用アクチュエータが過熱されるのが防止される。
【００６７】図２は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第２の例を示している。この図２において、切換弁Ｖ１１は、弁軸Ｖ１１ｂの先端部が弁体Ｖ１１ａよりも前方側に突出している。そして、この弁軸Ｖ１１ｂの中心部に軸線に沿って同軸状に延びるように形成された流通孔Ｓ２の一端部が、弁体Ｖ１１ａよりも前方側に突出している部分の外周壁に形成された複数の孔Ｓ２ａによって外部と連通されている。
【００６８】なお、この流通孔Ｓ２の他端部は、弁軸Ｖ１１ｂの外周壁に形成された孔Ｓ２ｂを介して低温側流路Ｐ１の内部に連通されている。その他の構成は、図１の切換弁Ｖ１０と同様であり、同一の符号が付されている。
【００６９】この切換弁Ｖ１１は、図１の切換弁Ｖ１０と同様に、図２（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉鎖している状態、および、図２（ｂ）のように高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉鎖している状態の何れにおいても、流通孔Ｓ２内を流れる低温流体によって弁軸Ｖ１０ｂの冷却が行われるとともに、低温流体が孔Ｓ２ｂから弁軸Ｖ１１ｂの径方向外方に吹き出して、弁体Ｖ１１ａの前面（高温流体に接触する面）に沿って流れることにより、弁体Ｖ１１ａの冷却が行われる。
【００７０】したがって、この切換弁Ｖ１１によれば、図１の切換弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制することが出来る。そして、弁軸Ｖ１１ｂの先端部外周面に形成された複数個の孔Ｓ２ａが、等角度間隔位置に配置されるようにすることによって、弁体Ｖ１ａの均一な冷却を行うことが出来るようになる。
【００７１】図３は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第３の例を示している。この図３において、切換弁Ｖ１１’は、図２の切換弁Ｖ１１がさらに改良されたものであって、弁体Ｖ１１ａよりも前方側に突出している弁軸Ｖ１１ｂの先端部に、円盤状のプレートＶ１１ｃが弁体Ｖ１１ａと平行になるように取り付けられており、そして、このプレートＶ１１ｃと弁体Ｖ１１ａの間に孔Ｓ２ａが開口されている。その他の構成は、図２の切換弁Ｖ１１と同様であり、同一の符号が付されている。
【００７２】この切換弁Ｖ１１’は、図２の切換弁Ｖ１１と同様に、流通孔Ｓ２内を通った低温流体が孔Ｓ２ａから弁軸Ｖ１１ｂの径方向外方に吹き出して弁体Ｖ１１ａの冷却を行うが、このとき、プレートＶ１１ｃによって低温流体が弁体Ｖ１１ａの前面から離れないようにガイドされるので、弁体Ｖ１１ａの冷却効果が向上される。
【００７３】図４は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第４の例を示している。この図４において、切換弁Ｖ１２は、図１の切換弁Ｖ１０に形成された流通孔Ｓ１が弁軸Ｖ１０ｂの先端面に開口して低温流体が弁体Ｖ１０ａの前面側に流出するようになっているのに対し、弁軸Ｖ１２ｂの中心部に軸方向に延びるように形成された流通孔Ｓ３の先端面は弁体Ｖ１２ａによって閉じられており、代わりに、弁体Ｖ１２ａの後面に隣接する弁軸Ｖ１２ｂの先端部外周壁に複数個の孔Ｓ３ａが形成されていて、この孔Ｓ３ａを介して流通孔Ｓ３の一端部が外部に連通されている。
【００７４】なお、この流通孔Ｓ３の他端部は、弁軸Ｖ１２ｂの外周壁に形成された孔Ｓ３ｂを介して低温側流路Ｐ１の内部に連通されている。その他の構成は、図１の切換弁Ｖ１０と同様であり、同一の符号が付されている。
【００７５】この切換弁Ｖ１２は、図４の（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態では、流通孔Ｓ３内に低温流体が充満されていることにより、弁軸Ｖ１２ｂ内が冷却される。
【００７６】また、図４の（ｂ）に示されるように高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉じている状態では、孔Ｓ３ｂから流通孔Ｓ３内に流入した低温流体が、この流通孔Ｓ３内を通過した後に孔Ｓ３ａから弁軸Ｖ１２ｂの径方向外方に吹き出して、弁体Ｖ１２ａの後面に沿って流れることにより、弁軸Ｖ１２ｂとともに弁体Ｖ１２ａの冷却が行われる。
【００７７】以上のように、上記切換弁Ｖ１２は、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉鎖している状態、および、高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉鎖している状態の何れにおいても、弁軸Ｖ１２ｂが低温流体によって冷却されることにより、弁軸Ｖ１２ｂから駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制して、駆動用アクチュエータの過熱を防止することが出来る。
【００７８】なお、この切換弁Ｖ１２は、弁軸Ｖ１２ｂ内を通過した低温流体が高温流体側に流れ出さないために、低温側流路Ｐ１内の低温流体の圧力が高温側流路Ｐ２内の高温流体の圧力よりも低い状態においても、使用が可能である。
【００７９】図５は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第５の例を示している。この図５において、切換弁Ｖ１２’は、図４の切換弁Ｖ１２がさらに改良されたものであって、切換弁Ｖ１２の構成に加えて、弁体Ｖ１２ａ’の後面の周縁部の複数箇所（この例では４箇所）にスリットｓが形成されているものである。
【００８０】このスリットｓは、弁体Ｖ１２ａ’の後面周縁部の等角度（この例では９０度）間隔位置に形成され、外端部が弁体Ｖ１２ａ’の外周面に開口しているとともに、弁体Ｖ１２ａ’が低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａの周縁部（弁座）に当接してこの連通孔Ｐ１ａを閉じた際に、内端部が連通孔Ｐ１ａの内周部よりも内側に位置して低温側流路Ｐ１に連通される長さを有している（図５（ｂ）参照）。その他の構成は、図４の切換弁Ｖ１２と同様であり、同一の符号が付されている。
【００８１】この切換弁Ｖ１２’は、低温側流路Ｐ１内の低温流体の圧力が高温側流路Ｐ２側の高温流体の圧力よりも高い状態において使用されるものであり、高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉じている状態（図５(ｃ)の状態）において、図４の切換弁Ｖ１２と同様に、流通孔Ｓ３内を通って孔Ｓ３ａから接続流路Ｐ３内に流れ出す低温流体によって弁軸Ｖ１２ｂの冷却が行われる。
【００８２】そして、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態（図５(ｂ)の状態）において、流通孔Ｓ３内を通った低温流体が孔Ｓ３ａからさらに弁体Ｖ１２ａ’のスリットｓ内を通り抜けて接続流路Ｐ３内に流れ出すことにより、この低温流体の流動によって弁軸Ｖ１２ｂの冷却効果が上り、駆動用アクチュエータへの伝熱がさらに抑制される。
【００８３】図６は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第６の例を示している。この図６において、切換弁Ｖ１３は、図４の切換弁Ｖ１２と同様に、弁軸Ｖ１３ｂの中心部に軸線方向に延びるように形成された流通孔Ｓ４が、その一端側が弁軸Ｖ１３ｂの先端側の外周壁に形成された孔Ｓ４ａによって、また、他端側が弁軸Ｖ１３ｂの後端側の外周壁に形成された孔Ｓｂによって弁軸Ｖ１３ｂの外周面に連通されている。
【００８４】ここで、この切換弁Ｖ１３は、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａの内周縁部に、接続流路Ｐ３内に突出する円筒部Ｖ１３ｃが形成されていて、この円筒部Ｖ１３ｃの先端面に弁体Ｖ１３ａの後面が当接されることによって、連通孔Ｐ１ａが閉じられるようになっている。
【００８５】高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａの内周縁部にも、同様に、接続流路Ｐ３内に突出する円筒部Ｖ１３ｄが形成されていて、この円筒部Ｖ１３ｄの先端面に弁体Ｖ１３ａの前面が当接されることによって、連通孔Ｐ２ａが閉じられるようになっている。
【００８６】そして、孔Ｓ４ａの弁軸Ｖ１３ｂにおける形成位置は、連通孔Ｐ１ａが閉じられている状態において、図６の（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１内の接続流路Ｐ３に最も近くに位置され、連通孔Ｐ２ａが閉じられている状態においても、図６の（ｂ）に示されるように円筒部Ｖ１３ｃ内に留まるように設定されている。
【００８７】さらに、この孔Ｓ４ａは、低温側流路Ｐ１の上流側（図６（ａ）においては左側）に向いて開口するように形成されている。
【００８８】もう一方の孔Ｓ４ｂは、弁軸Ｖ１３ｂの低温側流路Ｐ１の外周壁から外側に突出している部分で、かつ、図６の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１３ｂが接続流路Ｐ３内に突出して連通孔Ｐ２ａを閉じている状態においても低温側流路Ｐ１の外周壁の外側に位置する部分に形成されている。その他の構成は、図４の切換弁Ｖ１２と同様であり、同一の符号が付されている。
【００８９】この切換弁Ｖ１３は、低温側流路Ｐ１内の圧力が外側の圧力よりも高い場合に、図６の（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態、および、図６の（ｂ）に示されるように高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉じている状態において、低温側流路Ｐ１内の低温流体が、弁軸Ｖ１３ｂの孔Ｓ４ａから流通孔Ｓ４内に流入して流通孔Ｓ４内を軸方向に流れた後、孔Ｓ４ｂから低温側流路Ｐ１の外側に排出されることによって、弁軸Ｖ１３ｂの冷却が行われる。
【００９０】このとき、孔Ｓ４ａが低温側流路Ｐ１の上流側に向かって開口されていることにより、特に連通孔Ｐ１ａの閉鎖状態において低温側流路Ｐ１内を流れる低温流体の流通孔Ｓ４内への流入が促進され、これによって弁軸Ｖ１３ｂの冷却効果が増加される。
【００９１】そして、弁軸Ｖ１３ｂの冷却によって、この弁軸Ｖ１３ｂから駆動用アクチュエータへの伝熱が抑制され、駆動用アクチュエータの過熱が防止される。また、低温流体の圧力が低温側流路Ｐ１の外側の圧力よりも低い場合には、孔Ｓ４ｂから外気または他の冷却流体が流通孔Ｓ４内に流入してこの流通孔Ｓ４内を流れた後、孔Ｓ４ａから流れ出して、弁軸Ｖ１３ｂの冷却が行われる。
【００９２】図７は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第７の例を示している。この図７において、切換弁Ｖ１３’は、図６の切換弁Ｖ１３の構成に加えて、弁軸Ｖ１３ｂの低温側流路Ｐ１の外側に位置する孔Ｓ４ｂに、冷却流体供給管Ｖ１３ｅが接続されているものである。
【００９３】その他の構成は、図６の切換弁Ｖ１３と同様であり、同一の符号が付されている。この切換弁Ｖ１３’は、冷却流体供給管Ｖ１３ｅから供給される冷却流体が、孔Ｓ４ｂから流通孔Ｓ４内に導入されて流通孔Ｓ４内を軸方向に流れた後、孔Ｓ４ａから低温側流路Ｐ１内に排出され、これによって、弁軸Ｖ１３ｂの冷却が行われる。
【００９４】そして、この切換弁Ｖ１３’は、冷却流体が外部から導入されることによって弁軸Ｖ１３ｂの冷却効果が格段に向上され、さらに、冷却流体の温度を適宜設定することによって、所望の冷却効果を得ることが出来るようになる。
【００９５】図８は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第８の例を示している。この図８において、切換弁Ｖ１３”は、図７の切換弁Ｖ１３’の構成に加えて、冷却流体供給管Ｖ１３ｅに取り付けられた流量制御弁Ｖ１３ｆを備えているものである。
【００９６】その他の構成は、図７の切換弁Ｖ１３’と同様であり、同一の符号が付されている。この切換弁Ｖ１３”は、図７の切換弁Ｖ１３’と同様に冷却流体供給管Ｖ１３ｅから流通孔Ｓ４内に導入される冷却流体によって弁軸Ｖ１３ｂの冷却が行われるが、このとき、流通孔Ｓ４内に導入される冷却流体のオン・オフおよび流量が、流量制御弁Ｖ１３ｆによって制御される。
【００９７】この流量制御弁Ｖ１３ｆによる冷却流体のオン・オフや流量の制御は、弁軸Ｖ１３ｂの温度や、切換弁Ｖ１３を介して低温流体および高温流体の供給または排出を行う各種機器の運転状態に対応して行われる。
【００９８】例えば、弁軸Ｖ１３ｂに温度計を接続して弁軸Ｖ１３ｂの温度が設定温度以上になった場合に流通孔Ｓ４内に冷却流体を導入したり、また、切換弁Ｖ１３を連続的に高温流体が通過する場合にのみ冷却流体を流通孔Ｓ４内に流す等の制御が行われる。以上のように、この切換弁Ｖ１３”によれば、弁軸Ｖ１３ｂの冷却を状況に応じた適切な態様で行うことができ、その冷却効果を向上させることができる。
【００９９】図９は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第９の例を示している。この図９において、切換弁Ｖ１４は、弁体Ｖ１４ａ内に、その中心から径方向外方に延びて弁体Ｖ１４ａの外周面に開口する流路Ｖ１４ａ’が形成されていて、この流路Ｖ１４ａ’に、弁軸Ｖ１４ｂ内に形成された流通孔Ｓ５の先端側が連通されている。
【０１００】そして、この流通孔Ｓ５の後端側は、弁軸Ｖ１４ｂの外周壁に形成された孔Ｓ５’によって低温側流路Ｐ１の内部に連通されている。その他の構成は、図１の切換弁Ｖ１０と同様であり、同一の符号が付されている。
【０１０１】この切換弁Ｖ１４は、低温側流路Ｐ１内の低温流体の圧力が高温側流路Ｐ２内の高温流体の圧力よりも高い状態で使用されるものであり、図１の切換弁Ｖ１０と同様に、図２（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態、および、図２（ｂ）のように高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉じている状態の何れにおいても、孔Ｓ５’から流通孔Ｓ２内に流入してその軸方向に流れる低温流体によって弁軸Ｖ１０ｂの冷却が行われる。
【０１０２】そして、流通孔Ｓ５内を通過した低温流体は、次に流路Ｖ１４ａ’内に流れ込んで、弁体Ｖ１４ａの外周面の開口部から接続流路Ｐ３内に排出される。このとき、流路Ｖ１４ａ’内を流れる低温流体によって、弁体Ｖ１４ａの冷却が行われる。
【０１０３】したがって、この切換弁Ｖ１４によれば、弁軸Ｖ１４ｂと弁体Ｖ１４ａの双方の冷却が行われることによって、図１の切換弁Ｖ１０よりもさらに駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制することが出来る。
【０１０４】そして、弁体Ｖ１４ａに形成された流路Ｖ１４ａ’が、等角度間隔に放射状に配置されるようにすることによって、弁体Ｖ１４ａの均一な冷却を行うことが出来るようになる。
【０１０５】図１０は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第１０の例を示している。この図１０において、切換弁Ｖ１５は、弁体Ｖ１５ａ内に円盤状の空所Ｖ１５ａ’が形成されていて、この空所Ｖ１５ａ’に、弁軸Ｖ１５ｂ内に形成された流通孔Ｓ６の先端側が連通されている。
【０１０６】この空所Ｖ１５ａ’は、弁体Ｖ１５ａの後面の周縁部に形成された複数の孔Ｓ６ａによって外部と連通されている。なお、この孔Ｓ６ａは、弁体Ｖ１５ａが低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態で、連通孔Ｐ１ａの内周部よりも内側の位置に形成されている。
【０１０７】また、流通孔Ｓ６の後端側は、弁軸Ｖ１５ｂの外周壁に形成された孔Ｓ６ｂによって低温側流路Ｐ１の外部に連通されている。その他の構成は、図６の切換弁Ｖ１３と同様であり、同一の符号が付されている。
【０１０８】この切換弁Ｖ１５は、低温側流路Ｐ１内の圧力が外側の圧力よりも高い場合に使用されるものであって、図１０の（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態、および、図１０の（ｂ）に示されるように高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａを閉じている状態において、低温側流路Ｐ１内の低温流体が、弁体Ｖ１５ａの後面に形成された孔Ｓ６ａから弁体Ｖ１５ａの空所Ｖ１５ａ’内に流入して、この空所Ｖ１５ａ’内をその中心方向に流れた後、流通孔Ｓ６内に流入する。
【０１０９】このとき、弁体Ｖ１５ａが低温流体によって冷却される。そして、低温流体は流通孔Ｓ６内をその軸方向に流れて孔Ｓ６ｂから低温側流路Ｐ１の外側に排出され、このとき、弁軸Ｖ１５ｂの冷却が行われる。
【０１１０】以上のように、この切換弁Ｖ１５によれば、弁軸Ｖ１５ｂと弁体Ｖ１５ａの双方の冷却が行われることによって、図６の切換弁Ｖ１３よりもさらに駆動用アクチュエータへの伝熱を抑制することが出来る。
【０１１１】そして、弁体Ｖ１５ａ内に形成された円盤形状の空所Ｖ１５ａ’内に低温流体が充満されることによって、弁体Ｖ１５ａの均一な冷却が行われる。
【０１１２】図１１は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第１１の例を示している。この図１１において、切換弁Ｖ１６は、弁体Ｖ１６ａ内に円盤状の空所Ｖ１６ａ’が形成されていて、この空所Ｖ１６ａ’に、弁軸Ｖ１６ｂ内に形成された流通孔Ｓ７の先端側が連通されている。
【０１１３】この空所Ｖ１６ａ’は、弁体Ｖ１６ａの前面の周縁部に形成された複数の孔Ｓ７ａによって外部と連通されている。そして、この孔Ｓ７ａは、図１１の（ａ）に示されるように、弁体Ｖ１６ａの前面が高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａに形成された円筒部Ｖ１６ｄの先端面に当接された際に、この円筒部Ｖ１６ｄの先端面（弁座）に対向する位置に形成されていて、この円筒部Ｖ１６ｄの先端面によって閉じられるようになっている。
【０１１４】また、流通孔Ｓ７の後端側には、図７の切換弁Ｖ１３’と同様に、弁軸Ｖ１６ｂの外周壁に形成された孔Ｓ７ｂを介して、冷却流体供給管Ｖ１６ｅが接続されている。
【０１１５】その他の構成は、図７の切換弁Ｖ１３’と同様であり、同一の符号が付されている。
【０１１６】この切換弁Ｖ１６は、低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａが閉じられている図１１の（ａ）の状態で、冷却流体供給管Ｖ１６ｅから供給される冷却流体が、孔Ｓ７ｂから流通孔Ｓ７内に導入されてこの流通孔Ｓ７内を軸方向に流れた後、弁体Ｖ１６ａの空所Ｖ１６ａ’内に導入され、さらに、弁体Ｖ１６ａの前面に形成された孔Ｓ７ａから接続流路Ｐ３内に流出される。これによって、弁軸Ｖ１６ｂとともに弁体Ｖ１６ａの冷却が行われる。
【０１１７】そして、高温側流路Ｐ２の連通孔Ｐ２ａが閉じられている図１１の（ｂ）の状態で、弁体Ｖ１６ａの前面の孔Ｓ７ａが円筒部Ｖ１６ｄの先端面によって閉じられることにより、冷却流体が高温流体内に流れ出すのが阻止され、これによって、高温流体の温度が低下するのが防止される。
【０１１８】図１２は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第１２の例を示している。この図１２において、切換弁Ｖ１７は、図１の切換弁Ｖ１０と同様に、弁軸Ｖ１７ｂの中心部に軸線方向に延びるように流通孔Ｓ８が形成され、そして、この流通孔Ｓ８の一端部が、弁体Ｖ１７ａの前面において弁軸Ｖ１７ａの先端面に開口しており、他端部は、弁軸Ｖ１７ｂの低温側流路Ｐ１の外周壁から外側に突出している部分で、かつ、図１２の（ａ）に示されるように、弁軸Ｖ１７ｂが連通孔Ｐ１ａを閉じている状態において低温側流路Ｐ１の外周壁の外側に位置する部分に形成された孔Ｓ８’を介して外部に連通されている。
【０１１９】そして、この孔Ｓ８’が形成されている位置は、図１２の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１７ｂが接続流路Ｐ３内に突出して連通孔Ｐ２ａを閉じている状態において、低温側流路Ｐ１の壁部に設けられたガイド部Ｖ１７ｃによって閉じられるように位置設定されている。その他の構成は、図１の切換弁Ｖ１０と同様であり、同一の符号が付されている。
【０１２０】この切換弁Ｖ１７は、高温側流路Ｐ２内の圧力が外側の圧力よりも低い場合に使用され、図１２の（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態において、切換弁Ｖ１７の外側の冷却流体（例えば外気）が、弁軸Ｖ１７ｂの孔Ｓ８’から流通孔Ｓ８内に流入して流通孔Ｓ８内を軸方向に流れた後、弁体Ｖ１７ａの前面側の開口部から接続流路Ｐ３内に排出されることによって、弁軸Ｖ１７ｂの冷却が行われる。
【０１２１】そして、図１２の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１７ｂが接続流路Ｐ３内に突出して連通孔Ｐ２ａを閉じているときには、孔Ｓ８’がガイド部Ｖ１７ｃによって閉じられ、これによって、高温側流路Ｐ２内の密閉度が向上される。
【０１２２】図１３は、この発明による耐熱切換弁の実施形態の第１３の例を示している。この図１３において、切換弁Ｖ１８は、図４の切換弁Ｖ１２と同様に、弁軸Ｖ１８ｂの中心部に軸線方向に延びるように流通孔Ｓ９が形成され、そして、この流通孔Ｓ９の先端面は弁体Ｖ１８ａによって閉じられており、代わりに、弁体Ｖ１８ａの後面に隣接する弁軸Ｖ１８ｂの先端部外周壁に複数個の孔Ｓ９ａが形成されていて、この孔Ｓ９ａを介して流通孔Ｓ９の一端部が外部に連通されている。
【０１２３】また、この流通孔Ｓ９の他端部は、図１２の切換弁Ｖ１７と同様に、弁軸Ｖ１８ｂの低温側流路Ｐ１の外周壁から外側に突出している部分で、かつ、図１３の（ａ）に示されるように、弁軸Ｖ１７ｂが連通孔Ｐ１ａを閉じている状態において低温側流路Ｐ１の外周壁の外側に位置する部分に形成された孔Ｓ９ｂを介して外部に連通されている。
【０１２４】そして、この孔Ｓ９ｂが形成されている位置は、図１３の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１８ｂが接続流路Ｐ３内に突出して連通孔Ｐ２ａを閉じている状態において、低温側流路Ｐ１の壁部に設けられたガイド部Ｖ１８ｃによって閉じられるように位置設定されている。その他の構成は、図４の切換弁Ｖ１２と同様であり、同一の符号が付されている。
【０１２５】この切換弁Ｖ１８は、低温側流路Ｐ１内の圧力が外側の圧力よりも高い場合に使用され、図１３の（ａ）に示されるように低温側流路Ｐ１の連通孔Ｐ１ａを閉じている状態において、低温側流路Ｐ１内の低温流体が、弁軸Ｖ１８ｂの孔Ｓ９ａから流通孔Ｓ９内に流入して流通孔Ｓ９内を軸方向に流れた後、低温側流路Ｐ１の外周壁の外側に位置する孔Ｓ９ｂから排出されることによって、弁軸Ｖ１８ｂの冷却が行われる。
【０１２６】そして、図１３の（ｂ）に示されるように、弁軸Ｖ１８ｂが接続流路Ｐ３内に突出して連通孔Ｐ２ａを閉じているときには、孔Ｓ９ｂがガイド部Ｖ１８ｃによって閉じられ、これによって、高温側流路Ｐ２内への外気の進入または高温側流路Ｐ２内からの高温流体の外側への流出が阻止される。
【０１２７】上記の各例における耐熱切換弁は、それぞれ、リジェネレイティブバーナにおける燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排気の切り換えを行う切換弁として使用出来、さらに、低温流体と高温流体の供給および排出を切り換えて行うようなあらゆる機器に接続して使用することが出来る。また、上記においては、三方弁を例に挙げて説明を行ったが、この発明は四方弁についても適用が可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月１３日（１９９９．４．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６３５６５
【弁理士】
【氏名又は名称】小橋 信淳
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２９１８２６（Ｐ２０００−２９１８２６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０５７８０ |
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