(57)【要約】【課題】ポンプやブロワ等から送られてくる流体を複数方向に切り替えて流出させる切替弁装置であって、該ポンプ又はブロワ等から送られてくる流体が常にいずれかの流出口から流出し、ポンプやブロワ等に過負荷が生じることが防止される切替弁装置を提供する。【解決手段】切替弁装置１は、弁ハウジング２と、該弁ハウジング２内に収容された球体形状の弁体４とを備えている。弁ハウジング２は、球殻形状の弁体収容部２ａを有する。弁体４の流入ポート４ａは流入口８と常に連通している。また、流出ポート４ｂは、弁体２の回転に伴い流出口１０，１１への連通状態が切り替えられるが、弁体４がどの回転位相にあっても、流出ポート４ｂは流出口１０，１１の少なくとも一方とは常に連通している。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジングと、該弁ハウジング内に収容された弁体とを有し、
該弁体は軸心回りに回転可能であり、該弁体の軸心線上の端面に流入ポートが設けられ、
該弁体の周面に流出ポートが設けられ、
該流出ポートが該流入ポートに連通しており、
該弁体をその軸心回りに回転させる駆動装置が該弁体に連結されており、
前記弁ハウジングには、該流入ポートが常時連通した流入口が設けられると共に、該流出ポートが対面可能な流出口が複数個設けられている切替弁装置において、
該弁体がいかなる回転位相にあっても該流出ポートが少なくとも１つの流出口に連通するように構成されていることを特徴とする切替弁装置。
【請求項２】
請求項１において、流出口が弁体の回転軸と直交する方向に対峙して配置されており、
弁体の流出ポートはその回転周方向に広がる略半円形の中心角をもつように形成されていることを特徴とする切替弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三方弁等の切替弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
三方弁は、周知の通り、流体を流出させる流出口を切り替えることができるよう構成されている。なお、実開昭５５−１１９４６４号公報の如く、三方弁以上の多方弁も周知である。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５５−１１９４６４号公報
【特許文献２】
実開平５−４７６３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の三方弁等の切替弁装置は、弁体を回して流出口を切り替えるに際し、流入口がいずれの流出口にも連通していない全閉状態をとる瞬間がある。この全閉の瞬間になると、切替弁装置に接続されたポンプやブロワ等から流体が送り出されないことになり、ポンプやブロワ等の吐出側が瞬間的に著しく昇圧するという過大負荷が生じることになる。
【０００５】
また、特許文献１，２の切替弁装置では、全閉状態とならないように流出口を切替るには、弁体の回転方向を変える必要があるが、このような装置では切替を頻繁に行う場合に、耐久性の点で問題があった。
【０００６】
本発明は、このようなポンプ、ブロワ等に過負荷が加えられることを防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の切替弁装置は、弁ハウジングと、該弁ハウジング内に収容された弁体とを有し、該弁体は軸心回りに回転可能であり、該弁体の軸心線上の端面に流入ポートが設けられ、該弁体の周面に流出ポートが設けられ、該流出ポートが該流入ポートに連通しており、該弁体をその軸心回りに回転させる駆動装置が該弁体に連結されており、前記弁ハウジングには、該流入ポートが常時連通した流入口が設けられると共に、該流出ポートが対面可能な流出口が複数個設けられている切替弁装置において、該弁体がいかなる回転位相にあっても該流出ポートが少なくとも１つの流出口に連通するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
かかる切替弁装置にあっては、弁体がいかなる回転位相にあっても、流出ポートが少なくとも１つの流出口に連通しているため、切替弁装置の少なくともいずれか１つの流出口からは常に流体が流出する。このため、この切替弁装置に流体を供給するポンプやブロワ等の流体供給機構からは常に流体が送り出されることにより、該流体供給機構に過負荷が加えられることが防止される。
【０００９】
本発明では、例えば流出口が弁体の回転軸と直交する方向に対峙して配置されており、弁体の流出ポートはその回転周方向に広がる略半円形又はそれ以上の中心角をもつように形成されている構成とすることにより、流出ポートが常にいずれかの流出口に連通したものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係る切替弁装置の水平断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１の弁体の斜視図、図４は図１の切替装置における、弁体の位置と弁体内部の流体の流通方向との関係を示す断面図である。
【００１２】
この切替弁装置１は、弁ハウジング２と、該弁ハウジング２内に収容された球体形状の弁体４とを備えている。弁ハウジング２は、球殻形状の弁体収容部２ａを有する。
【００１３】
この切替弁装置１は三方弁となっており、弁体収容部２ａの上方部には流入口８が設けられ、弁体収容部２ａからは、直径方向の２側方に延出するように流出口１０，１１が設けられている。この２個の流出口１０，１１の中心線同士を結ぶ線分は、球状弁体４の中心を通る。流入口８の中心線の延長線は、該球状弁体４の中心を通り、且つ上記流出口１０，１１の中心線を結ぶ線分と直交している。流入口８及び流出口１０，１１の先端縁にはフランジ６，６，６が設けられている。
【００１４】
弁体４は、流入口８と反対側の弁体収容部２ａ外に配置されたモータ１２の駆動軸１３に連結され、該モータ１２により軸心回りに回動される。この回転軸心（即ち駆動軸１３の延長線）は、流入口８の中心軸と合致する。駆動軸１３は軸受１４により弁ハウジング２に支承されている。
【００１５】
なお、弁体４の外面は弁体収容部２ａの内周面に水密的に摺動自在に接しているが、必要に応じシールリングが装着されてもよい。
【００１６】
図３に明瞭に示される通り、弁体４は、回転軸心と同軸状の流入ポート４ａと、略半円盤形状の流出ポート４ｂとを有する。
【００１７】
流入ポート４ａは、弁体４の回転軸心と弁体外周面との交点部分（図３の上端）から該回転軸心に沿って弁体４の中心付近まで延在する円筒形の孔よりなる。この流入ポート４ａの内径は、流入口８の内径と略同等となっている。
【００１８】
流出ポート４ｂは、弁体４の回転軸と垂直な面において球状弁体４が最大径となる部分を含むように設けられている。この流出ポート４ｂは、球状弁体４を半周する半円形状である。この流出ポート４ｂは、弁体４の中心部において流入ポート４ａと連通している。
【００１９】
なお、流出ポート４ｂの回転軸と平行方向の開口幅は、この実施の形態では流出口１０，１１の内径と同等とされている。
【００２０】
このように構成された切替弁装置１においては、弁体４の流入ポート４ａは流入口８と常に連通している。また、流出ポート４ｂは、弁体２の回転に伴い流出口１０，１１への連通状態が切り替えられるが、弁体４がどの回転位相にあっても、流出ポート４ｂは流出口１０，１１の少なくとも一方とは常に連通している。
【００２１】
この弁体４の回転に伴う流出口１０，１１と流出ポート４ｂとの連通状態の切り替わり状況を図４に示す。
【００２２】
図４（ａ）では、流出ポート４ｂは流出口１０にのみ連通している。この状態から図４（ｂ）の通り反時計方向に弁体４が９０°回転すると、流出ポート４ｂは流出口１０，１１の双方に連通する。この状態から弁体４が反時計方向に９０°回転すると、図４（ｃ）の通り流出ポート４ｂは流出口１１にのみ連通する。さらに弁体４が反時計方向に９０°回転すると、図４（ｄ）の通り流出ポート４ｂは流出口１０，１１の双方に連通する。その後、弁体４がさらに反時計方向に９０°回転すると図４（ａ）の状態に戻る。
【００２３】
このように、弁体４が回転することにより、流出ポート４ｂの流出口１０，１１への連通状態が交互に切り替わるが、この切り替わり途中においては流出ポート４ｂは流出口１０，１１の双方に連通した状態をとるため、流入口８は常に流出口１０，１１の少なくとも一方に連通している。従って、流入口８に対し弁体を供給するブロワやポンプからは常に連続して流体が送り出されることになる。この結果、ブロワやポンプに過負荷が生じることが防止される。即ち、弁体４がいかなる回転位置にあっても、流出口１０，１１が共に遮閉されることはなく、絶えずいずれか又は双方の流出口１０，１１から流体は流出する。従って、流体の流出が遮閉されることにより流体を供給しているブロワやポンプに過大な圧力が負荷されることを防止することができる。
【００２４】
なお、この実施の形態に係る切替弁装置１は、弁体４が軸１４を軸中心として３６０°連続して回転し続けることが可能である。従って、長期間にわたって短時間での切替を頻繁に実施することができる。また、モータの回転数を調整すること、あるいはギアの切替などにより、切替速度を調整することができる。
【００２５】
上記実施の形態では、流出ポンプ４ｂは中心角が１８０°の半円形であるが、中心角は１８０°よりも大きくてもよく、小さくてもよい。流出ポート４ｂの中心角を１８０°よりも大きくした場合には、流出ポート４ｂが双方の流出口１０，１１に連通している時間帯を長くすることができる。
【００２６】
また、流出ポート４ｂの中心角を１８０°よりも小さくした場合には、流出ポート４ｂが流出口１０，１１のいずれか一方のみに連通している時間帯を長くすることができる。ポンプやブロワーの圧力負荷を適度に防止するとともに、効率的に流路を切り替るためには、流出ポート４ｂの中心角を１２０〜１８０°にすることが好ましい。
【００２７】
上記実施の形態では、弁体４及び弁体収容部４ａは球形であるが、弁体４が円柱形であり、弁体収容部が円筒形であってもよい。弁体を円柱形とした場合の一例を図５に示す。
【００２８】
図５（ａ）の弁体２０は、上記図１〜４の実施の形態と同様に側周面に半円形の流出ポート２２を設け、上端面に該流出ポート２２に連通した流入ポート２１を設けたものである。
【００２９】
この弁体２０であれば、流入ポート２１は２個の流出口２３，２４の一方又は双方に常に連通する。
【００３０】
図５（ｂ）の弁体３０は、円柱の上端面に流入ポート３１を設け、側周面に該流入ポート３１に連通した流出ポート３２，３３を設けたものである。流出ポート３２，３３はいずれも半円形であるが、設置位置が弁体３０の軸心方向にずれている。流出ポート３２は流出口３４，３５の一方又は双方に常に連通し、流出ポート３３は流出口３６，３７の一方又は双方に常に連通する。
【００３１】
図５（ｃ）の弁体３０’は、流出ポート３２’，３３’が周方向の設置位相を異ならせた（即ち、周方向にずらした）他は弁体３０と同一構成とされている。この場合、流出口３４’，３５’と３６’，３７’とは、その設置位相をそれに応じてずらした配置とされている。この弁体３０’によっても、流出ポート３２’は流出口３４’，３５’の一方又は双方と常に連通し、流出ポート３３’は流出口３６’，３７’の一方又は双方と常に連通する。
【００３２】
図５（ｂ）、（ｃ）では、流出ポート及び流出口を弁体３０，３０’の軸心方向に２段に設けているが、３段以上に設けてもよい。
【００３３】
また、図５（ｂ）では流出ポート３２，３３を別個に設けているが、図５（ｄ）の弁体３０”のように流出ポート３２，３３を合体させた大型の流出ポート３９を設けてもよい。この弁体３０”においても流出ポート３９は流出口３４，３５の一方又は双方及び流出口３６，３７の一方又は双方に常に連通している。
【００３４】
図示はしないが、各弁体２０，３０，３０’，３０”はモータによりその軸心回りに回動される。
【００３５】
本切替弁装置は、間歇噴水や水処理設備における間歇曝気等に好適に使用されるが、本発明装置の用途はこれらに限定されない。
【００３６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、ポンプやブロワ等から送られてくる流体を複数方向に切り替えて流出させる切替弁装置であって、該ポンプ又はブロワ等から送られてくる流体が常にいずれかの流出口から流出し、ポンプやブロワなどに過負荷が生じることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る切替弁装置の水平断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の弁体の斜視図である。
【図４】図１の切替弁装置において、流体を流出口に流出させる状態を示す断面図である。
【図５】別の実施の形態に用いられる弁体の斜視図である。
【符号の説明】
１  切替弁装置
２  弁ハウジング
４  弁体
４ａ  流入ポート
４ｂ  流出ポート
６  フランジ
８  流入口
１０，１１  流出口
１２  モータ
１３  回転軸
１４  軸受
２０，３０，３０’，３０”  弁体
２１，３１  流入ポート
３２，３２’，３３，３３’，３９  流出ポート
３４，３４’，３５，３５’，３６，３６’，３７，３７’  流出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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