(57)【要約】【課題】バーナーの間隔が狭くても簡単に取り付け可能である四方弁装置を提供する。【解決手段】四方弁装置１は、給気路２０ａ，２０ｂと排気路４０ａ，４０ｂとをそれぞれ結ぶ第１の連絡路３０ａ及び第２の連絡路３０ｂを、これらを含む断面の長手方向（長さＷ）において並ぶ状態で内部に有する直方体状の本体２と、第１の連絡路３０ａから、当該断面の短手方向（長さＶ）の辺を含まない面である本体２の左面に至る偏心路３２ａ及び給排気口３４ａと、第２の連絡路３０ｂから、左面と対向する本体２の右面に至る偏心路３２ｂ及び給排気口３４ｂと、第１の連絡路３０ａの給気路２０ａ側又は排気路４０ａ側を移動により選択的に閉塞する弁６０ａを移動させるエアシリンダー４ａと、第２の連絡路３０ｂの排気路４０ｂ側又は給気路２０ｂ側を移動により選択的に閉塞する弁６０ｂを移動させるエアシリンダー４ｂと、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気路と排気路とをそれぞれ結ぶ第１連絡路及び第２連絡路を、これらを含む断面の長手方向において並ぶ状態で内部に有する直方体状の本体と、
前記第１連絡路から、前記断面の短手方向の辺を含まない面である前記本体の第１外面に至る第１給排気接続路と、
前記第２連絡路から、前記第１外面と対向する前記本体の第２外面に至る第２給排気接続路と、
前記第１連絡路の前記給気路側又は前記排気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第１弁移動手段と、
前記第２連絡路の前記排気路側又は前記給気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第２弁移動手段と、
を備えている
ことを特徴とする四方弁装置。
【請求項２】
前記第１給排気接続路の少なくとも一部と、前記第２給排気接続路の少なくとも一部とが、互いに偏心している
ことを特徴とする請求項１に記載の四方弁装置。
【請求項３】
前記第１給排気接続路及び前記第２給排気接続路の少なくとも一方は、前記断面の長手方向に対して斜めとなる斜行路を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の四方弁装置。
【請求項４】
前記第１連絡路及び前記第２連絡路の少なくとも一方と前記給気路との境界部における有効開口断面積を調整する空気流量調整弁が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の四方弁装置。
【請求項５】
前記給気路と前記排気路との間に、前記排気路内の排気を前記給気路に循環させる排気再循環機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の四方弁装置。
【請求項６】
前記排気再循環機構は、
前記給気路と前記排気路との間に渡される筒状のディフューザーと、
前記排気路側から前記ディフューザーに向けられており、高圧空気を噴射するノズルと、
を有している
ことを特徴とする請求項５に記載の四方弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リジェネレイティブバーナー等に接続可能な四方弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の四方弁として、特開平８−２８７２３号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この四方弁では、互いに対向する一対の切替出入口に、それぞれ一対のバーナーのうちの１つへの管が接続される。一対の切替出入口の間には、弁ケーシング内で回転する板状の切替弁子が配置されており、切替弁子の姿勢により、バーナーに対する給排気方向が切り替えられる。
又、従来の四方弁として、特開２０００−３３７６１４号公報（下記特許文献２）に記載のものが知られている。この四方弁では、排気側と給気側とを連結する連絡配管にベンチュリーミキサーが介装され、ベンチュリーミキサーに高圧空気を送入することにより、排気の一部が給気側へ再循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８７２３号公報
【特許文献２】特開２０００−３３７６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記両者の四方弁では、小型の燃焼装置の場合のように、一対のバーナーの間隔が狭く、一対の切替出入口の幅より小さいと、四方弁がバーナの間に収まらず、バーナーへの接続管は各バーナの外側へ迂回されることとなる。特に、後者の四方弁では、連絡配管及びベンチュリーミキサーが加わるため、かような傾向が顕著となる。
又、一対のバーナーが他の一対のバーナーと近接している場合、バーナーへの接続管が互いに干渉して、四方弁の取り付けが不可能になることがある。
そこで、本発明の主な目的は、バーナーの間隔が狭くても簡単に取り付け可能である四方弁装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、給気路と排気路とをそれぞれ結ぶ第１連絡路及び第２連絡路を、これらを含む断面の長手方向において並ぶ状態で内部に有する直方体状の本体と、前記第１連絡路から、前記断面の短手方向の辺を含まない面である前記本体の第１外面に至る第１給排気接続路と、前記第２連絡路から、前記第１外面と対向する前記本体の第２外面に至る第２給排気接続路と、前記第１連絡路の前記給気路側又は前記排気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第１弁移動手段と、前記第２連絡路の前記排気路側又は前記給気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第２弁移動手段と、を備えていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記第１給排気接続路の少なくとも一部と、前記第２給排気接続路の少なくとも一部とが、互いに偏心していることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記第１給排気接続路及び前記第２給排気接続路の少なくとも一方は、前記断面の長手方向に対して斜めとなる斜行路を含んでいることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記第１連絡路及び前記第２連絡路の少なくとも一方と前記給気路との境界部における有効開口断面積を調整する空気流量調整弁が設けられていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、上記発明において、前記給気路と前記排気路との間に、前記排気路内の排気を前記給気路に循環させる排気再循環機構が設けられていることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、上記発明において、前記排気再循環機構は、前記給気路と前記排気路との間に渡される筒状のディフューザーと、前記排気路側から前記ディフューザーに向けられており、高圧空気を噴射するノズルと、を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、バーナーの間隔が狭くても簡単に取り付け可能である四方弁装置が提供される、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１形態に係る四方弁装置の後面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】（ａ）は図２の模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図４】図３の四方弁装置が左右一対のリジェネレイティブバーナーに接続された場合の模式図である。
【図５】左右一対のリジェネレイティブバーナーの間隔が更に狭い場合の図４同様図である。
【図６】本発明の第２形態に係る四方弁装置の図４同様図である。
【図７】本発明の第３形態に係る四方弁装置の図１同様図である。
【図８】本発明の第３形態に係る四方弁装置の図２同様図である。
【図９】（ａ）は図８の模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線断面図であり、（ｃ）は（ｂ）において空気流量調整弁が下がった場合の図であり、（ｄ）は（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、（ｅ）は（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図１０】（ａ）は一対のバーナーにより燃焼の有無及び給排気を適宜交換して炉内を加熱する際に、一方のバーナーへの空気供給量に対する他方のバーナーへの空気供給量を調整可能とするための配管図であって、従来の三方弁が用いられたときの図であり、（ｂ）は従来の四方弁Ｑが用いられたときの（ａ）と同様の配管図であり、（ｃ）は本発明の第３形態に係る四方弁装置が用いられたときの（ａ）と同様の配管図である。
【図１１】本発明の第４形態に係る四方弁装置の図７同様図である。
【図１２】本発明の第４形態に係る四方弁装置の図８同様図である。
【図１３】（ａ）は図１２の模式図（但しエアシリンダーの状態が逆）であり、（ｂ）は（ａ）の前下部拡大図であり、（ｃ）は（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＩＸ−ＩＸ線断面図であり、（ｅ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１４】（ａ）は一対のバーナーにより燃焼の有無及び給排気を適宜交換して炉内を加熱する際にＥＧＲを行うための配管図であって、従来の四方弁及び外部ベンチュリーミキサーが用いられたときの図であり、（ｂ）は従来の四方弁が用いられ、給気用ブロワーに排気の一部が入れられるときの（ａ）と同様の配管図であり、（ｃ）は本発明の第４形態に係る四方弁装置が用いられたときの（ａ）と同様の配管図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施の形態の例及びその変更例が、適宜図面に基づいて説明される。尚、当該形態は、下記の例及び変更例に限定されない。
【０００９】
［第１形態］
図１は、本発明の第１形態に係るリジェネレイティブバーナー用の四方弁装置１の後面図である。図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図である。
四方弁装置１は、長手方向が前後方向に向けられた直方体状の本体２と、それぞれ本体２の後部において前後方向に延びるように設けられ、上下に並べられる一対のエアシリンダー４ａ，４ｂと、を有する。
本体２は、ここでは、後面の長手方向が上下方向を向き、後面の短手方向が左右方向を向くように設けられている。
尚、四方弁装置１の設置姿勢等によって、上下左右前後が変化し得る。
【００１０】
本体２は、給気層側ブロック１０と、その前端部に対しボルト１１により止められる排気層ブロック１２と、を有する。
給気層側ブロック１０は、排気層ブロック１２に隣接する給排気層部１４と、給排気層部１４の後側の給気層部１６と、を有する。
尚、排気層ブロック１２、給排気層部１４、及び給気層部１６は、給排気層部１４が排気層ブロック１２と一体となったり、全て一体となったりする等、様々に変更することができる。
【００１１】
図３（ａ）は、図２の模式図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３（ｄ）は、図３（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
給気層部１６内には、一対の十字状の給気路２０ａ，２０ｂが、互いに連続する状態で上下に並べられている。下の給気路２０ａの下端には、プラグ２２を有する給気接続部２４が、ボルト２６により連結されている。上の給気路２０ｂの上端には、上下方向の給気路２０の上端部を閉塞する蓋２８が、ボルト２９により止められている。
給排気層部１４内には、一対の給気路２０ａ，２０ｂに前後方向でそれぞれつながる連絡路３０ａ，３０ｂと、下の連絡路３０ａの左上とつながり左に延びる偏心路３２ａと、上の連絡路３０ｂの右下とつながり右に延びる偏心路３２ｂと、偏心路３２ａ，３２ｂにそれぞれつながる給排気口３４ａ，３４ｂとが設けられる。
連絡路３０ａ，３０ｂは、これらを含む断面の長手方向（長さＷ）即ち上下方向において並んでいる。
偏心路３２ａ，３２ｂの左右方向の中心軸は、互いにずれており、給排気口３４ａ，３４ｂの左右方向の中心軸は、一致している。
給排気口３４ａは、上記断面の短手方向（長さＶ）の辺を含まない本体２の左面に形成され、給排気口３４ｂは、本体２の左面に対向する本体２の右面に形成される。図１に示されるように、給排気口３４ａ，３４ｂには、それぞれ給排気接続部３５ａ，３５ｂが、ボルト３６ａ，３６ｂにより設置される。
偏心路３２ａ及び給排気口３４ａ（並びに給排気接続部３５ａ）が、第１の連絡路３０ａにつながる第１給排気接続路を構成し、偏心路３２ｂ及び給排気口３４ｂ（並びに給排気接続部３５ｂ）が、第２の連絡路３０ｂにつながる第２給排気接続路を構成する。
各連絡路３０ａ，３０ｂの前端部には、筒状の弁座３７ａ，３７ｂが入れられている。弁座３７ａ，３７ｂは、給気層側ブロック１０の前端部と排気層ブロック１２の後端部とで挟まれている。
【００１２】
排気層ブロック１２内には、クランク状の排気路４０ａ、及びこれに上側でつながる“Ｌ”字状の排気路４０ｂが設けられている。下の排気路４０ａの前端には、前後方向の排気路４０ａの前端部を閉塞する蓋４２が、ボルト４４により止められている。上の排気路４０ｂの上端には、プラグ４６を有する排気接続部４８が、ボルト４９により連結されている。尚、図１において、排気接続部４８は省略されている。
【００１３】
第１，第２弁移動手段としてのエアシリンダー４ａ，４ｂは、それぞれ、シリンダーチューブ５０ａ，５０ｂと、これに対する出没が制御可能であるピストンロッド５２ａ，５２ｂを備えている。
シリンダーチューブ５０ａ，５０ｂは、対応するヨーク５４ａ，５４ｂを介して、給気路２０ａ，２０ｂの各後部を塞ぐ一対のセットプレート５６ａ，５６ｂに対しそれぞれ一体となるように固定されている。セットプレート５６ａ，５６ｂは、複数のボルト５７により、給気層側ブロック１０の後端部に対してそれぞれ固定される。
ピストンロッド５２ａ，５２ｂには、順に、前後方向に延びるシャフト５８ａ，５８ｂが結合されている。シャフト５８ａ，５８ｂは、対応するヨーク５４ａ，５４ｂ内からセットプレート５６ａ，５６ｂを気密に貫通し、給気路２０ａ，２０ｂを通って連絡路３０ａ，３０ｂに至る。シャフト５８ａ，５８ｂの前端部には、金属（銅）製の弁６０ａ，６０ｂが設けられる。
【００１４】
下のエアシリンダー４ａのピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａから突出して、シャフト５８ａが前方に出ると、弁６０ａが、弁座３７ａに当たって連絡路３０ａの排気路４０ａ側の端部に位置し、給気路２０ａから連絡路３０ａへの空気の進入を許容すると共に、連絡路３０ａから排気路４０ａへの空気の流れを遮断する（図２参照）。他方、ピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａに没して、シャフト５８ａが後方に引かれると、弁６０ａが、給気路２０ａと連絡路３０ａとの境目に形成された段部６１ａに当たって連絡路３０ａの給気路２０ａ側の端部に位置し、給気路２０ａから連絡路３０ａへの空気の流れを遮断すると共に、連絡路３０ａから排気路４０ａへの空気の進入を許容する。
エアシリンダー４ａの上に配置されたエアシリンダー４ｂにおいても、ピストンロッド５２ｂの出没状態が逆となるものの、エアシリンダー４ａと同様に、ピストンロッド５２ｂの出没に応じた弁６０ｂの弁座３７ｂあるいは段部６１ｂへの接触によって、給気路２０ｂあるいは排気路４０ｂの連絡路３０ｂに対する接続の有無が切り替えられる。
【００１５】
図４は、図３の四方弁装置１が左右一対のリジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂに接続された場合の模式図である。
リジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂは、前後方向及び左右方向に延びる“Ｕ”字状のラジアントチューブ（図示略）により、互いに接続されている。尚、ラジアントチューブは、“Ｗ”字状等の他の形状であっても良い。
四方弁装置１の給排気口３４ａ，３４ｂには、給排気接続部３５ａ，３５ｂ及び接続管Ｐａ，Ｐｂを介して、順にリジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂの接続部Ｊａ，Ｊｂが接続される。又、給気接続部２４には、給気用ブロワー（図示略）が接続され、排気接続部４８には、排気管（図示略）が接続される。
リジェネレイティブバーナーＢａの接続部ＪａとリジェネレイティブバーナーＢｂの接続部Ｊｂとの間の距離Ｕが、四方弁装置１の短手方向の長さＶより大きければ、四方弁装置１は接続部Ｊａ，Ｊｂ間に配置された状態で設置可能であり、四方弁装置１と接続部Ｊａ，Ｊｂとの間における接続管Ｐａ，Ｐｂが短くて済む。
【００１６】
図２〜図４に示されるように、下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａから突出すると共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂへ退くと、給気用ブロワーによる空気（給気Ｄ１）は、下の給気路２０ａから偏心路３２ａ及び給排気口３４ａを通って左のバーナーＢａに供給され（図中の実線矢印参照）、加熱された空気（排気Ｅ１）は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢｂを通過して、給排気口３４ｂ、偏心路３２ｂ及び上の排気路４０ｂを経て（図中の点線矢印参照）、排気接続部４８から排気管経由で排気される。
他方、下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａへ退くと共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂから突出すると、給気用ブロワーによる空気は、上の給気路２０ｂから偏心路３２ｂ及び給排気口３４ｂを通って右のバーナーＢｂに供給され、加熱された空気は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢａを通過して、給排気口３４ａ、偏心路３２ａ及び下の排気路４０ａを経て、排気接続部４８から排気管経由で排気される。
【００１７】
図５は、左右一対のリジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂの間隔が更に狭い場合の図４同様図である。
接続部Ｊａ，Ｊｂ間の距離Ｕが、四方弁装置１の短手方向の長さＶより小さかったとしても、リジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂは、接続部Ｊａ，Ｊｂを下方に向けて“Ｊ”字状の接続管Ｐａ’，Ｐｂ’を用いることにより四方弁装置１と接続可能である。又、四方弁装置１は、短手方向が左右方向となる状態で設置されるため、左右一対のリジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂの両端から左右方向外方にはみ出さず、二対以上のリジェネレイティブバーナーＢａ，Ｂｂが左右方向に連続する場合でも、複数の四方弁装置１及び接続管Ｐａ’，Ｐｂ’が互いに干渉しない状態で無理なく配置される。
【００１８】
以上の第１形態の四方弁装置１は、給気路２０ａ，２０ｂと排気路４０ａ，４０ｂとをそれぞれ結ぶ第１の連絡路３０ａ及び第２の連絡路３０ｂを、これらを含む断面の長手方向（長さＷ）において並ぶ状態で内部に有する直方体状の本体２と、第１の連絡路３０ａから、当該断面の短手方向（長さＶ）の辺を含まない面である本体２の第１外面（左面）に至る偏心路３２ａ及び給排気口３４ａと、第２の連絡路３０ｂから、左面と対向する本体２の第２外面（右面）に至る偏心路３２ｂ及び給排気口３４ｂと、第１の連絡路３０ａの給気路２０ａ側又は排気路４０ａ側を移動により選択的に閉塞する弁６０ａを移動させるエアシリンダー４ａと、第２の連絡路３０ｂの排気路４０ｂ側又は給気路２０ｂ側を移動により選択的に閉塞する弁６０ｂを移動させるエアシリンダー４ｂと、を備えている。
よって、給排気口３４ａ，３４ｂが、短手方向（長さＶ）の辺を挟んだ本体２の左面と右面とに設けられることとなる。従って、四方弁装置１は、バーナーＢａ，Ｂｂの距離Ｕが狭くても、長さＶ以上であればバーナーＢａ，Ｂｂ間に配置可能であり、長さＶ未満であっても接続管Ｐａ’，Ｐｂ’の短い状態で取り付け可能であって、バーナーＢａ，Ｂｂに対し簡単に取り付け可能である。
【００１９】
又、偏心路３２ａ，３２ｂが、互いに偏心している。
よって、偏心路３２ａ，３２ｂは、他方の連絡路３０ｂ，３０ａとつながらない状態で、本体２の上下方向の中央へ寄せることができる。従って、給排気口３４ａ，３４ｂが、本体２の左面，右面における上下方向の中央に寄せられ、本体２のコンパクト化が可能であるし、給排気口３４ａ，３４ｂの配置がバーナーＢａ，Ｂｂを接続し易いものとなる。
【００２０】
尚、上記第１形態及び変更例は、更に次のような変更例を適宜有する。
バーナーＢａ，Ｂｂは、上下方向に並べられていても良い。この場合、四方弁装置１は、本体２の上記断面の短手方向が上下方向となるように配置される。
給排気口３４ａが本体２の右面に形成され、給排気口３４ｂが本体２の左面に形成されても良い。
本体２は、面取された直方体状であっても良く、直方体状の本体２には、面取された直方体状のものが含まれる。
シャフト５８ａ，５８ｂが省略され、弁６０ａ，６０ｂがピストンロッド５２ａ，５２ｂに直接取り付けられても良い。
弁６０ａ，６０ｂを移動させる手段として、エアシリンダー４ａ，４ｂに代えて、あるいはそれと共に、電磁弁等が用いられても良い。
本発明の四方弁装置は、ラジアントチューブバーナーに限らず、直火バーナーにおいて用いられても良い。
【００２１】
［第２形態］
第２形態に係る四方弁装置１０１は、第１，第２給排気接続路を除き、第１形態の四方弁装置１と同様に成る。
図６は、四方弁装置１０１の図４同様図である。
四方弁装置１０１の本体１０２における給排気層部１１４の第１給排気接続路は、給排気口３４ａと、下の連絡路３０ａの左上から給排気口３４ａへ斜め左上に延びる斜行路１３２ａと、を有する。
又、給排気層部１１４の第２給排気接続路は、給排気口３４ｂと、上の連絡路３０ｂの右下から給排気口３４ａへ斜め右下に延びる斜行路１３２ｂと、を有する。
【００２２】
下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａから突出すると共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂへ退くと、図６に示されるように、給気用ブロワーによる空気（給気Ｄ２）は、下の給気路２０ａから斜行路１３２ａ及び給排気口３４ａを通って左のバーナーＢａに供給され（図中の実線矢印参照）、加熱された空気（排気Ｅ２）は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢｂを通過して、給排気口３４ｂ、斜行路１３２ｂ及び上の排気路４０ｂを経て（図中の点線矢印参照）、排気接続部４８から排気管経由で排気される。
又エアシリンダー４ａ，４ｂにより各弁６０ａ，６０ｂを逆の位置とすると、給排気が切り替えられる。
【００２３】
第２形態の四方弁装置１０１は、第１給排気接続路及び第２給排気接続路が、それぞれ本体１０２の断面の長手方向（長さＷ）に対して斜めとなる斜行路１３２ａ，１３２ｂを含んでいる。
よって、斜行路１３２ａ，１３２ｂは、他方の連絡路３０ｂ，３０ａとつながらない状態で、外方へ行くほど本体１０２の上下方向の中央へ寄せることができる。従って、給排気口３４ａ，３４ｂが、本体１０２の左面，右面における上下方向の中央に寄せられ、本体１０２のコンパクト化が可能であるし、給排気口３４ａ，３４ｂの配置がバーナーＢａ，Ｂｂを接続し易いものとなる。
【００２４】
尚、第２形態は、第１形態の変更例と同様の変更例を適宜有する。
又、第２形態の斜行路１３２ａ，１３２ｂの一方と第１形態の偏心路３２ａ，３２ｂの一方とが混在しても良い。
【００２５】
［第３形態］
第３形態に係る四方弁装置２０１は、給気層側ブロックの給気層部を除き、第１形態の四方弁装置１と同様に成る。
図７〜図９は、第３形態の四方弁装置２０１の図１〜図３同様図である。但し、図９において、図３に対し（ｃ）が追加されている。
第３形態の四方弁装置２０１の本体２０２における給気層側ブロック２１０の給気層部２１６は、第１形態の蓋２８に代えて、空気流量調整弁機構２２８を備えている。尚、蓋２８及び空気流量調整弁機構２２８を除く給気層側ブロック１０，２１０の形状は、互いに一致している。
【００２６】
空気流量調整弁機構２２８は、ボルト２９により給気層側ブロック２１０に止められるプレート２２９と、プレート２２９に対してキャップ２３１を介して上下動可能で気密に挿通されるスピンドル２３３と、スピンドル２３３の下端部においてボルト２３５により固定された空気流量調整弁２３７と、スピンドル２３３の上端部に固定されたハンドル２３９と、を有する。
ハンドル２３９の操作により、スピンドル２３３が上下動されて任意の位置で止められ、給気路２０ｂ内における空気流量調整弁２３７の位置が調整される。空気流量調整弁２３７は、最上方位置では（図８，図９（ｂ））、給気路２０ｂ前端部の境界部Ｆｂ（連絡路３０ｂの隣接部）の上端より下方に張り出さず、最上方位置から下方に移動するほど、給気路２０ｂの前端部の上部に重なるように張り出し、最下方位置では（図９（ｃ））、境界部Ｆｂの上部３分の１程度を覆う。かように、空気流量調整弁機構２２８により、境界部Ｆｂの有効に開口した断面積が調整され、給気路２０ｂから連絡路３０ｂへの空気の流量が調整される。
境界部Ｆｂの断面積は、給気路２０ａ前端部の境界部Ｆａの断面積より大きい状態で形成され、更に最下方位置の空気流量調整弁２３７により有効開口断面積が境界部Ｆａの断面積より小さくなる状態で形成されている。
【００２７】
空気流量調整弁機構２２８付きの四方弁装置２０１が図４と同様に設置された場合、下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａから突出すると共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂへ退くときには（図８，図９（ａ）参照）、給気用ブロワーによる空気（給気Ｄ３）は、下の給気路２０ａから、境界部Ｆａを通過して、偏心路３２ａ及び給排気口３４ａを通って左のバーナーＢａに供給され、加熱された空気（排気Ｅ３）は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢｂを通過して、給排気口３４ｂ、偏心路３２ｂ及び上の排気路４０ｂを経て、排気接続部４８から排気管経由で排気される。
他方、下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａへ退くと共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂから突出したときには（エアシリンダー４ａ，４ｂが図８，図９（ａ）と逆となるときには）、給気は、上の給気路２０ｂから、断面積の調整された境界部Ｆｂを通過することで流量の調整された状態で、偏心路３２ｂ及び給排気口３４ｂを通って右のバーナーＢｂに供給され、排気は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢａを通過して、給排気口３４ａ、偏心路３２ａ及び下の排気路４０ａを経て、排気接続部４８から排気管経由で排出される。
かように右のバーナーＢｂが燃焼する場合の空気の流量は、空気流量調整弁２３５によって、左のバーナーＢａが燃焼する場合の空気の流量に対して、より多く（最上方位置あるいはそれに近い側）、又は同等に（所定の位置）、あるいはより少なく（最下方位置あるいはそれに近い側）、調整可能である。
【００２８】
図１０（ａ）は、一対のバーナーＢａ，Ｂｂにより燃焼の有無及び給排気を適宜交換して炉Ｈ内を加熱する際に、バーナーＢａへの空気供給量に対するバーナーＢｂへの空気供給量を調整可能とするための配管図であって、従来の三方弁Ｔａ，Ｔｂが用いられたときの図である。この場合、三方弁Ｔａ，Ｔｂは２台必要であり、給気用ブロワーＬと三方弁Ｔａ，Ｔｂとの間に外部空気流量調整弁機構Ａａ，Ａｂが１台ずつ必要であって、配管が複雑になる。
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）と同様の配管図であって、従来の四方弁Ｑが用いられたときの図である。この場合、四方弁Ｑは１台で済むものの、外部空気流量調整弁機構Ａａ’，Ａｂ’はバーナーＢａ，Ｂｂと四方弁Ｑとの各間に１台ずつ必要であり、更に耐熱仕様にしなければならない。
図１０（ｃ）は、図１０（ａ）と同様の配管図であって、第３形態の四方弁装置２０１が用いられたときの図である。この場合、四方弁装置２０１は１台で済み、又バーナーＢａへの空気供給量に対するバーナーＢｂへの空気供給量の調整が可能であることから、外部空気流量調整弁機構Ａは大枠調整用として四方弁装置２０１と給気用ブロワーＬとの間の１台（耐熱仕様不要）で済み、配管が極めてシンプルになる。
【００２９】
第３形態の四方弁装置２０１は、第２の連絡路３０ｂと給気路２０ｂとの境界部における有効開口断面積を調整する空気流量調整弁機構２２８（空気流量調整弁２３７）を有している。
よって、一対のバーナーＢａ，Ｂｂの給気量が調整された交互燃焼を実現する配管が、極めてシンプルになる。
【００３０】
尚、第３形態は、上記形態の変更例と同様の変更例を適宜有する。
又、空気流量調整弁機構２２８は、空気流量調整弁２３７がエアシリンダー等により移動されるものであっても良い。
更に、空気流量調整弁機構２２８は、上の給気路２０ｂ側に代えて、あるいは上の給気路２０ｂ側と共に、下の給気路２０ａ側に配置されても良い。
又更に、第３形態の空気流量調整弁機構２２８付きの四方弁装置２０１において、第２形態の斜行路１３２ａ，１３２ｂが備えられても良い。
加えて、給排気口３４ａ，３４ｂが短手方向の辺を含む面等の他の部分に配置された四方弁装置において、第３形態のように空気流量調整弁機構２２８が内蔵されても良い。
【００３１】
［第４形態］
第４形態に係る四方弁装置３０１は、給気層側ブロックの給気層部及び排気層ブロックを除き、第３形態の四方弁装置２０１と同様に成る。
図１１〜図１３は、第４形態の四方弁装置３０１の図７〜図９同様図である。但し、図１２と図１３（ａ）とでエアシリンダー４ａ，４ｂの状態が逆になっている。又、図１３において、図９に対し（ｃ）が省略され、（ｂ）が追加されている。
第４形態の四方弁装置３０１の本体３０２における、給気層側ブロック３１０の給気層部３１６と給気接続部２４との間には、内部に給気延設路３２０を有する給気延設部３２４が介装されている。給気延設路３２０は、給気路２０ａにつながっている。又、給気延設部３２４の前部には、給気延設路３２０とつながる導入孔３２５が形成されている。給気延設部３２４は、給気接続部２４と共に、ボルト２６より長いボルト３２６によって給気層側ブロック３１０に止められる。
【００３２】
四方弁装置３０１の本体３０２における、排気層ブロック３１２は、第３形態の排気層ブロック１２と、姿勢以外同様に成る。排気層ブロック３１２は、排気層ブロック１２の姿勢に対して上下を反転させた姿勢で、給気層側ブロック３１０の前端部に固定されている。排気層ブロック３１２内には、第３形態の“Ｌ”字状の排気路４０ｂと配置以外同様である下の排気路３４０ａと、第３形態のクランク状の排気路４０ａと配置以外同様である上の排気路３４０ｂが設けられる。
下側となった排気接続部４８と排気層ブロック３１２との間には、内部に排気延設路３４０ｃを有する排気延設部３４８が介装されている。排気延設路３４０ｃは、排気路３４０ａにつながっている。又、排気延設部３４８の後部には、排気延設路３４０ｃとつながる導出孔３４９が形成されている。排気延設部３４８は、排気接続部４８と共に、ボルト４９より長いボルト３５０によって排気層ブロック３１２に止められる。
【００３３】
導出孔３４９と導入孔３２５の間には、筒状のディフューザー３５１が渡されている。ディフューザー３５１の内孔は、後端部内を境として前後両側に広がる両テーパ状に形成されており、排気延設路３４０ｃ及び給気延設路３２０とつながっている。ディフューザー３５１の前端部は排気延設路３４０ｃ内に達しており、ディフューザー３５１の後端部は導入孔３２５の前端部に入っている。給気延設部３２４の前部には、ディフューザー３５１の後端部を押さえる押さえフランジ３５３が固定されている。
排気延設部３４８の前部には、前後に延びるノズル３５５が支持されている。ノズル３５５は、排気延設路３４０ｃ側からディフューザー３５１に向けられている。ノズル３５５の先端部は、ディフューザー３５１の内孔前端部のテーパ部分内に入っている。ノズル３５５の前端部には、高圧空気供給手段（図示略）が接続される。ノズル３５５は、供給された高圧空気Ｋを噴射可能である。
ディフューザー３５１及びノズル３５５（並びに給気延設部３２４及び排気延設部３４８）は、内蔵ベンチュリーミキサーによる排気再循環機構（ＥＧＲ機構３６１）を構成する。
【００３４】
空気流量調整弁機構２２８及びＥＧＲ機構３６１付きの四方弁装置３０１が図４と同様に設置された場合、下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａから突出すると共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂへ退いたときには（図１３（ａ））、給気用ブロワーによる空気（給気Ｄ４）は、給気延設路３２０を通過し、下の給気路２０ａから、偏心路３２ａ及び給排気口３４ａを通って左のバーナーＢａに供給され、加熱された空気（排気Ｅ４）は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢｂを通過して、給排気口３４ｂ、偏心路３２ｂ及び上の排気路４０ｂを経て、排気延設路３４０ｃを通過した後、排気接続部４８から排気管経由で排気される。
排気延設路３４０ｃを通過する排気Ｅ４の一部（矢印Ｅ４’）は、ＥＧＲ機構３６１のノズル３５５からディフューザー３５１内へ噴射される高圧空気Ｋにより、ディフューザー３５１内へ吸引され、給気延設路３２０に戻されて、給気Ｄ４に混合される（ＥＧＲ）。ＥＧＲが行われない場合、高温となる予熱空気を燃焼するためにバーナーＢａ燃焼時に窒素酸化物（ＮＯｘ）が比較的に発生し易いところ、ＥＧＲの実施により、ＮＯｘの発生が抑制される。
又、下のピストンロッド５２ａがシリンダーチューブ５０ａへ退くと共に上のピストンロッド５２ｂがシリンダーチューブ５０ｂから突出したときには（図１２）、給気は、給気延設路３２０を通過し、上の給気路２０ｂから、断面積の調整された境界部Ｆｂを通過することで流量の調整された状態で、偏心路３２ｂ及び給排気口３４ｂを通って右のバーナーＢｂに供給され、排気は、ラジアントチューブから非作動のバーナーＢａを通過して、給排気口３４ａ、偏心路３２ａ及び下の排気路３４０ａを経て、排気延設路３４０ｃを通過した後、排気接続部４８から排気管経由で排出される。この場合も、ノズル３５５から高圧空気Ｋが噴射されれば、ＥＧＲがなされる。
【００３５】
図１４（ａ）は、一対のバーナーＢａ，Ｂｂにより燃焼の有無及び給排気を適宜交換して炉Ｈ内を加熱する際にＥＧＲを行うための配管図であって、従来の四方弁Ｑ及び外部ベンチュリーミキサーＭが用いられたときの図である。この場合、外部ベンチュリーミキサーＭに分岐排気配管Ｙが接続されることとなり、配管が複雑になる。
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）と同様の配管図であって、従来の四方弁Ｑが用いられ、給気用ブロワーＬに排気の一部が入れられるときの図である。この場合、給気用ブロワーＬに分岐排気配管Ｙが接続されることとなり、給気用ブロワーＬを排気受入可能に対応させる必要があるし、配管が複雑になる。
図１４（ｃ）は、図１４（ａ）と同様の配管図であって、第４形態の四方弁装置３０１が用いられたときの図である。この場合、四方弁装置３０１はＥＧＲ機構３６１を内蔵しており、外部ベンチュリーミキサーＭの設置あるいは給気用ブロワーＬの対応は不要であり、分岐排気配管Ｙも不要であって、配管が極めてシンプルになる。
【００３６】
第４形態の四方弁装置３０１は、給気延設路３２０と排気延設路３４０ｃとの間に、排気延設路３４０ｃ内の排気を給気延設路３２０に循環させるＥＧＲ機構３６１が設けられている。よって、ＮＯｘを低減した状態でのバーナーの交互運転がシンプルに実現される。
又、ＥＧＲ機構３６１は、給気延設路３２０と排気延設路３４０ｃとの間に渡される筒状のディフューザー３５１と、排気延設路３４０ｃ側からディフューザー３５１に向けられており、高圧空気Ｋを噴射するノズル３５５と、を有している。よって、シンプルな構成で効率良く排気が循環される。
【００３７】
尚、第４形態は、上記形態の変更例と同様の変更例を適宜有する。
又、ＥＧＲ機構３６１は、給気延設路３２０と排気延設路３４０ｃの間に管のみを渡してノズル３５５を省いたもの等、他の方式のものが用いられても良い。
給気延設路３２０及び排気延設路３４０ｃの少なくとも一方は、給気層側ブロック３１０又は排気層ブロック３１２と一体であっても良い。
更に、第４形態の四方弁装置３０１から、空気流量調整弁機構２２８が除かれても良い。
又更に、第４形態のＥＧＲ機構３６１付きの四方弁装置３０１において、第２形態の斜行路１３２ａ，１３２ｂが備えられても良い。
加えて、給排気口３４ａ，３４ｂが短手方向の辺を含む面等の他の部分に配置された四方弁装置において、第４形態のようにＥＧＲ機構３６１が内蔵されても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１，１０１，２０１，３０１・・四方弁装置、２，１０２，２０２，３０２・・本体、４ａ，４ｂ・・エアシリンダー（第１，第２弁移動手段）、２０ａ，２０ｂ・・給気路、３０ａ，３０ｂ・・（第１，第２）連絡路、３２ａ，３２ｂ・・偏心路（第１，第２給排気接続路の一部）、３４ａ，３４ｂ・・給排気口（第１，第２給排気接続路の一部）、４０ａ，４０ｂ・・排気路、６０ａ，６０ｂ・・弁、１３２ａ，１３２ｂ・・斜行路（第１，第２給排気接続路の一部）、２２８・・空気流量調整弁機構、２３７・・空気流量調整弁、３２０・・給気延設路（給気路）、３４０ｃ・・排気延設路（排気路）、３５１・・ディフューザー、３５５・・ノズル、３６１・・ＥＧＲ機構（排気再循環機構）、Ｋ・・高圧空気、Ｖ・・（本体の断面の短手方向の）長さ、Ｗ・・（本体の断面の長手方向の）長さ。
【図１】
2020008103.tif 000003
【図２】
2020008103.tif 000004
【図３】
2020008103.tif 000005
【図４】
2020008103.tif 000006
【図５】
2020008103.tif 000007
【図６】
2020008103.tif 000008
【図７】
2020008103.tif 000009
【図８】
2020008103.tif 000010
【図９】
2020008103.tif 000011
【図１０】
2020008103.tif 000012
【図１１】
2020008103.tif 000013
【図１２】
2020008103.tif 000014
【図１３】
2020008103.tif 000015
【図１４】
2020008103.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月3日(2019.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気路と排気路とをそれぞれ結ぶ第１連絡路及び第２連絡路を、これらを含む断面の長手方向において並ぶ状態で内部に有する直方体状の本体と、
前記第１連絡路から、前記断面の短手方向の辺を含まない面である前記本体の第１外面に至る第１給排気接続路と、
前記第２連絡路から、前記第１外面と対向する前記本体の第２外面に至る第２給排気接続路と、
前記第１連絡路の前記給気路側又は前記排気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第１弁移動手段と、
前記第２連絡路の前記排気路側又は前記給気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第２弁移動手段と、
前記第１連絡路及び前記第２連絡路の少なくとも一方と前記給気路との境界部における有効開口断面積を調整する空気流量調整弁と、
を備えている
ことを特徴とする四方弁装置。
【請求項２】
前記第１給排気接続路の少なくとも一部と、前記第２給排気接続路の少なくとも一部とが、互いに偏心している
ことを特徴とする請求項１に記載の四方弁装置。
【請求項３】
前記第１給排気接続路及び前記第２給排気接続路の少なくとも一方は、前記断面の長手方向に対して斜めとなる斜行路を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の四方弁装置。
【請求項４】
前記給気路と前記排気路との間に、前記排気路内の排気を前記給気路に循環させる排気再循環機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の四方弁装置。
【請求項５】
前記排気再循環機構は、
前記給気路と前記排気路との間に渡される筒状のディフューザーと、
前記排気路側から前記ディフューザーに向けられており、高圧空気を噴射するノズルと、
を有している
ことを特徴とする請求項４に記載の四方弁装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、給気路と排気路とをそれぞれ結ぶ第１連絡路及び第２連絡路を、これらを含む断面の長手方向において並ぶ状態で内部に有する直方体状の本体と、前記第１連絡路から、前記断面の短手方向の辺を含まない面である前記本体の第１外面に至る第１給排気接続路と、前記第２連絡路から、前記第１外面と対向する前記本体の第２外面に至る第２給排気接続路と、前記第１連絡路の前記給気路側又は前記排気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第１弁移動手段と、前記第２連絡路の前記排気路側又は前記給気路側を移動により選択的に閉塞する弁を移動させる第２弁移動手段と、前記第１連絡路及び前記第２連絡路の少なくとも一方と前記給気路との境界部における有効開口断面積を調整する空気流量調整弁と、を備えていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記第１給排気接続路の少なくとも一部と、前記第２給排気接続路の少なくとも一部とが、互いに偏心していることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記第１給排気接続路及び前記第２給排気接続路の少なくとも一方は、前記断面の長手方向に対して斜めとなる斜行路を含んでいることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記給気路と前記排気路との間に、前記排気路内の排気を前記給気路に循環させる排気再循環機構が設けられていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、上記発明において、前記排気再循環機構は、前記給気路と前記排気路との間に渡される筒状のディフューザーと、前記排気路側から前記ディフューザーに向けられており、高圧空気を噴射するノズルと、を有していることを特徴とするものである。