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発明の名称 切替弁付き継手
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−12758(P2001−12758A)
公開日 平成13年1月19日(2001.1.19)
出願番号 特願平11−181551
出願日 平成11年6月28日(1999.6.28)
代理人 【識別番号】100092071
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 均
【テーマコード(参考)】
3L070
【Fターム(参考)】
3L070 BC02 BC16 
発明者 川口 隆文 / 井川 一久 / 西村 寛之 / 森本 和幸 / 西浦 正長
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】熱媒を加熱する熱媒加熱手段と、加熱手段により加熱された熱媒が吐出される吐出口と、吐出口から吐出されて端末機器に循環供給された熱媒が戻される戻り口とを備えてなる熱源機と、端末機器とを接続するとともに、端末機器と熱源機との間の接続状態を、連通状態、又は、遮断状態に切り替える切替機能を備えた切替弁付き継手であって、熱源機の戻り口又は吐出口に接続される熱源機側接続部と、端末機器側の熱媒通流管が接続される端末機器側接続部と、熱源機側接続部と端末機器側接続部とを連通させる熱媒主通路が形成される筒状部材からなる連通部と、熱媒主通路を開閉して、熱源機側接続部と端末機器側接続部の間の接続状態を、連通状態と遮断状態とに切り替える切替弁と、切替弁を動作させて熱媒主通路の開閉を行うための操作部を備えた操作軸であって、一部が切替弁を構成する弁体となっており、所定の位置に移動させることにより、切替弁を開閉して熱媒主通路を連通、遮断する機能を果たすとともに、内部に熱媒主通路に通じる連通路が形成され、かつ、所定の位置に連通路に通じるチャージ口が設けられ、切替弁が閉となって熱源機側接続部と端末機器側接続部とが遮断された位置にあるときに、少なくともチャージ口から端末機器側接続部に向かって、連通路と熱媒主通路が連通状態にあるように構成された操作軸とを具備することを特徴とする切替弁付き継手。
【請求項2】前記操作軸の軸心が略直線で、前記軸心と略同軸上に前記連通路、及び、前記チャージ口が形成されていることを特徴とする請求項1記載の切替弁付き継手。
【請求項3】熱媒主通路から熱媒(流体)が逆流してチャージ口から漏れ出すことを防止するための逆止弁が、前記操作軸内の連通路に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の切替弁付き継手。
【請求項4】少なくとも、前記熱源機側接続部、前記端末機器側接続部、前記筒状部材からなる連通部、及び、前記切替弁と操作軸の一部が収容される弁収容部が合成樹脂にて一体的に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の切替弁付き継手。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱源機と、端末機器とを接続するとともに、端末機器と熱源機との間の接続状態を、連通状態、又は、遮断状態に切り替える切替機能を備えた切替弁付き継手に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば温水を熱媒として利用した暖房システムにおいては、熱源機(給湯装置)から供給される熱媒としての温水を分流して複数の端末機器(例えば、床暖房用パネル、浴室乾燥機、食器洗浄器のファンコイルなど)に供給することが行われる。
【0003】このような場合に、熱源機と端末機器を接続するために使用される接続用継手としては、熱源機から供給される温水を複数に分流して複数の端末機器に供給する供給ヘッダや、複数の端末機器において熱媒として使用された温水を合流して熱源機に戻すための戻りヘッダなどがある。
【0004】ところで、上記のような暖房システムにおいては、端末機器や、熱源機と端末機器の間を循環する熱媒が通る熱媒通流管などから熱媒が漏出するようなことがあると、システムが正常に動作しなくなるばかりでなく、漏れた熱媒が熱源機や端末機器を故障させる原因になったり、あるいは、端末機器の配設されている室内や熱媒通流管が配設されている床下などに熱媒が漏れて、その処理が問題になったりする場合がある。そこで、暖房システムの施工完了後などに、端末機器や熱媒流通管などに漏れがないことを確認するための気密検査を行うことが必要になる。
【0005】そして、その場合、熱源機である給湯装置は、通常、上水道への逆流防止の必要から、膨張タンクが設けられ、大気解放になっているため、熱源機と端末機器との間を遮断して、気密検査を行うことが必要となる。
【0006】そのため、従来は、熱源機からの吐出口又は熱源機への戻り口に接続される継手として、例えば、図6に示すように、熱源機51に接続される熱源機側接続部52と、複数の端末機器側の熱媒通流管53が接続される端末機器側接続部54との間に切替弁55を設け、熱源機側接続部52と端末機器側接続部54とが連通する熱媒通流状態と、熱源機側接続部52と端末機器側接続部54とが遮断された検査状態とを切り替えることができるようにした切替弁付き継手を用いている。
【0007】そして、その操作部56を操作して切替弁55を開閉することにより、熱源機側接続部52と端末機器側接続部54との接続状態を検査状態(遮断状態)に切り替えるとともに、複数の端末機器側接続部54のうちの一つ、この例では、54aをチャージ口(検査用接続部)として使用し、そのチャージ口54aに接続した検査用流体供給管53aから検査用流体を供給して端末機器側を加圧し、気密検査を行うようにしている。
【0008】それゆえ、上記従来の切替弁付き継手においては、熱媒通流管53が接続される端末機器側接続部54を端末機器に対応する数だけ設けるとともに、さらに、検査用流体供給管53aが接続されるチャージ口54aを設けることが必要となり、サイズが大型化するとともに、構造が複雑化し、コストの増大を招くという問題点がある。また、サイズが大型化すると、構成材料として機械的強度の大きい金属材料を用いることが必要になり、材料費や加工費の増大を招くという問題点がある。
【0009】さらに、チャージ口54aが、切替弁55の操作部56と端末機器側接続部54の間の狭いスペースに位置しているため、検査用流体供給管53aをチャージ口54aに接続することが容易ではなく、作業性が悪いという問題点がある。
【0010】本発明は、上記問題点を解決するものであり、小型化が可能で、しかも、チャージ口(検査用接続部)に容易に検査用流体供給管を接続することができて、気密検査の作業性を向上させることが可能な切替弁付き継手を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明(請求項1)の切替弁付き継手は、熱媒を加熱する熱媒加熱手段と、加熱手段により加熱された熱媒が吐出される吐出口と、吐出口から吐出されて端末機器に循環供給された熱媒が戻される戻り口とを備えてなる熱源機と、端末機器とを接続するとともに、端末機器と熱源機との間の接続状態を、連通状態、又は、遮断状態に切り替える切替機能を備えた切替弁付き継手であって、熱源機の戻り口又は吐出口に接続される熱源機側接続部と、端末機器側の熱媒通流管が接続される端末機器側接続部と、熱源機側接続部と端末機器側接続部とを連通させる熱媒主通路が形成される筒状部材からなる連通部と、熱媒主通路を開閉して、熱源機側接続部と端末機器側接続部の間の接続状態を、連通状態と遮断状態とに切り替える切替弁と、切替弁を動作させて熱媒主通路の開閉を行うための操作部を備えた操作軸であって、一部が切替弁を構成する弁体となっており、所定の位置に移動させることにより、切替弁を開閉して熱媒主通路を連通、遮断する機能を果たすとともに、内部に熱媒主通路に通じる連通路が形成され、かつ、所定の位置に連通路に通じるチャージ口が設けられ、切替弁が閉となって熱源機側接続部と端末機器側接続部とが遮断された位置にあるときに、少なくともチャージ口から端末機器側接続部に向かって、連通路と熱媒主通路が連通状態にあるように構成された操作軸とを具備することを特徴としている。
【0012】本発明の切替弁付き継手においては、切替弁を操作するための操作軸の内部が熱媒主通路に通じる連通路となっており、さらに、この操作軸に、前記熱媒主通路に通じる連通路とチャージ口が設けられているため、チャージ用の流体を供給するための検査用流体供給管をチャージ口に接続することが可能になり、従来の切替弁付き継手では必要であった、端末機器側接続部とは別に検査用接続部を設けることが不要になり、小型化、構造の簡素化を図ることが可能になる。
【0013】また、操作軸は、通常アクセスしやすい位置に配設されることになるため、必然的に検査用流体供給管をチャージ口に接続する場合も、その接続作業が容易になり、気密検査時の作業性を向上させることが可能になる。
【0014】また、請求項2の切替弁付き継手は、前記操作軸の軸心が略直線で、前記軸心と略同軸上に前記連通路、及び、前記チャージ口が形成されていることを特徴としている。
【0015】操作軸を軸心が略直線であるような形状(例えば、円筒状などの形状)とし、軸心と略同軸上に連通路、及び、チャージ口を形成することにより、さらに、形状を簡素化することが可能になるとともに、検査用流体供給管をチャージ口に接続する場合の作業性を向上させることが可能になる。
【0016】また、請求項3の切替弁付き継手は、熱媒主通路から熱媒(流体)が逆流してチャージ口から漏れ出すことを防止するための逆止弁が、前記操作軸内の連通路に設けられていることを特徴としている。
【0017】逆止弁を設けることにより、気密検査の終了後などにおいて、検査用流体供給管をチャージ口から取り外す場合に、熱媒主通路から熱媒や気密検査時の昇圧のためにチャージした流体が、逆流してチャージ口から漏れ出すことを確実に防止することが可能になる。
【0018】したがって、昇圧用のコンプレッサーなどを使用しないで済むように、気密検査時のチャージ用流体として水などを使用した場合にも、検査完了後における水の漏れ出しを防止することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
【0019】また、請求項4の切替弁付き継手は、少なくとも、前記熱源機側接続部、前記端末機器側接続部、前記筒状部材からなる連通部、及び、前記切替弁と操作軸の一部が収容される弁収容部が合成樹脂にて一体的に形成されていることを特徴としている。
【0020】本発明によれば、小型化、構造の簡素化を図ることが可能になることから、請求項4の切替弁付き継手のように、少なくとも、熱源機側接続部、端末機器側接続部、筒状部材からなる連通部、及び、切替弁と操作軸の一部が収容される弁収容部を合成樹脂にて一体的に形成することが可能になり、材料費や加工費を抑えて、製造コストを低減することが可能になる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。なお、この実施形態では、一般家庭用の給湯装置を利用した暖房・給湯システムに付随して使用される切替弁付き継手を例にとって説明する。
【0022】図1は本発明の一実施形態にかかる切替弁付き継手を示す図であって、気密検査を行う場合の切替状態(気密検査モード)にある切替弁付き継手を示す要部断面図、図2は通常の運転を行う際の切替状態(通常運転モード)にある切替弁付き継手を示す要部断面図であり、図3はこの実施形態の切替弁付き継手Aが用いられている暖房・給湯システムの構成を示す図である。
【0023】この実施形態の切替弁付き継手Aが用いられている暖房・給湯システムは、図3に示すように、熱源機である給湯装置1から、高温(90℃)の熱媒(湯)を高温側ヘッダ2を経由して、端末機器3(この実施形態では浴室乾燥機3(3a)及び温水食器洗浄器用ファンコイル3(3b))に供給し、低温(60℃)の熱媒(湯)を、低温側ヘッダ4を経由して、端末機器3(この実施形態では2つの床暖房パネル3(3c,3d))に供給するとともに、各端末機器3(浴室乾燥機3a,温水食器洗浄器用ファンコイル3b,床暖房パネル3c,3d)に循環供給された熱媒を、戻りヘッダ5を経由して熱源機(給湯装置)1に戻し、熱源機1において再び熱媒を加熱して、端末機器3に循環供給するように構成されている。
【0024】そして、この暖房・給湯システムにおける戻りヘッダ5として、この実施形態の切替弁付き継手A(図1,図2)が用いられている。
【0025】図1に示すように、この切替弁付き継手(戻りヘッダ)Aは、熱源機1(図3)に接続される熱源機側接続部12と、4つの端末機器3(浴室乾燥機3a,温水食器洗浄器用ファンコイル3b,床暖房パネル3c,3d)(図3)で使用された熱媒を熱源機1に戻すための4本の熱媒通流管13(図3)が接続される4つの端末機器側接続部14と、熱源機側接続部12と端末機器側接続部14とを連通させる熱媒主通路15が形成される筒状部材からなる連通部16と、熱媒主通路15を連通又は遮断して、熱源機側接続部12と端末機器側接続部14の間の接続状態を、連通状態と遮断状態とに切り替える切替弁17を備えている。
【0026】なお、この実施形態の切替弁付き継手Aにおいて、熱媒主通路15はL字状で、図1の垂直方向の通路(垂直方向主通路)15aと、水平方向の通路(水平方向主通路)15bとを備えており、熱源機側接続部12は内部に垂直方向主通路15aが形成された連通部16の垂直部分16aの上端側に設けられており、4つの端末機器側接続部14は連通部16の水平部分16bに配設されている。
【0027】そして、切替弁17が収容された円筒状の弁収容部18には、先端部20aが切替弁17の一部を構成して弁体として機能する操作軸20が挿入されている。すなわち、この操作軸20は、上方に移動させると、その基端側の主要部分より直径の小さい先端部20aが垂直方向主通路15aの内周面に当接して、熱媒主通路15の垂直方向主通路15aと水平方向主通路15bとが遮断され、下方に移動させると、熱媒主通路15の垂直方向主通路15aと水平方向主通路15bとが連通状態となるように構成されている。
【0028】図4に示すように、この操作軸20の内部には、熱媒主通路15(図1及び2)に通じる連通路21が形成されており、下端面には、連通路21に通じるチャージ口22が設けられているとともに、下端側の外周部には操作軸20を操作するための操作部23が設けられている。また、操作軸20の先端部20aの少し下側には、操作軸20の内部の連通路21と熱媒主通路15とを連通させるための貫通穴(連通穴)20bが形成されている。なお、操作軸20は、軸心が直線状の筒状部材から形成されおり、連通路21及びチャージ口22は軸心上に形成されている。
【0029】また、操作軸20の外周面には、図5に展開して示すように、操作軸20の軸方向(垂直方向)に沿う直線状の軸方向スリット24aと、軸方向スリット24aの上下両端部に連通して斜めに向かう斜め方向スリット24bと、斜め方向スリット24bと連通して水平方向に向かう保持用の水平方向スリット24cとからなるガイド用スリット24が、互いに対向するように180度異なる位置に設けられており、対向する一対のガイド用スリット24にはまり込むようにスプリングピン27が、図1,図2に示すように、円筒状の弁収容部18を径方向に貫通して取り付けられている。これにより、操作軸20を、上下方向に所定距離だけ確実に移動させることが可能になる。
【0030】また、操作軸20の内側の連通路21の下部には、ボール状の弁体28及び弁座29を備えた逆止弁30が配設されており、この逆止弁30により、熱媒主通路15から熱媒(流体)が、操作軸20の貫通穴(連通穴)20b、連通路21を経て逆流し、チャージ口22から漏れ出すことが防止される。さらに、操作軸20の先端部20aの外周部には熱媒主通路シール用のOリング31が配設され、また、操作軸の基端側大径部の外周部には外部シール用のOリング32が配設されている。
【0031】したがって、上記のように構成された切替弁付き継手Aにおいては、操作部23を操作して、操作軸20を上方の位置に移動させた場合、切替弁17が閉となり、熱源機側接続部12と端末機器側接続部14とは遮断されるが、チャージ口22から端末機器側連通部14に向かっては、連通路21と熱媒主通路15(水平方向主通路15b)は、連通した状態に保たれることになる。
【0032】なお、この実施形態の切替弁付き継手Aにおいては、操作軸20を除く主要部、すなわち、熱源機側接続部12、前記端末機器側接続部14、筒状部材からなる連通部16、及び、切替弁17と操作軸20の一部が収容される弁収容部18が射出成型法により、合成樹脂にて一体的に形成されている。
【0033】次に、上記の切替弁付き継手Aが用いられている暖房・給湯システムの気密検査を行う場合の切替弁付き継手Aの動作の一例について説明する。
■図3に示すような暖房・給湯システムについて端末機器側の気密検査を行う場合、まず、高温側ヘッダ2及び低温側ヘッダ4の開閉弁を閉にして、熱源機1と端末機器3の間を遮断する。
■それから、図1に示すように、切替弁付き継手Aの操作部23を操作することにより操作軸20を上方に動作させ、チャージ口22と端末機器側接続部14の間を連通させた状態で、熱源機側接続部12と端末機器側接続部14の間を遮断する(すなわち、切替弁17を閉にする)。これにより、切替弁付き継手Aは気密検査モードとなる。
■次いで、図1に示すように、端末機器3側加圧用の流体を供給するための検査用流体供給管33を、アダプタ34を介してチャージ口22に接続する(あらかじめ接続してある場合には、接続は不要である)。なお、端末機器3側を加圧するためのチャージ用流体としては、コンプレッサーにより加圧したエアを用いたり、上水道への逆流を防止するための工夫をした上で水道水を用いたりすることが可能であり、また、熱源機からの高圧水を加圧源として用いたりすることも可能であるが、本発明においては、加圧用の流体の種類に特に制約はない。ただし、この実施形態では、水をチャージ用流体とする場合について説明する。
■そして、検査用流体供給管33からチャージ口22を経て、チャージ用流体を連通路21内に供給することにより、端末機器3側を所定の圧力になるまで加圧する。
■そして、端末機器3側が所定の圧力になった時点で加圧操作を停止して、端末機器3側の圧力の挙動を観察し、圧力低下の速度が所定の速度を超えない場合には端末機器3側の気密状態が良好であると判断し、所定の圧力低下速度を超える急速な圧力の低下が認められた場合には、端末機器側を調べ、漏れをなくしてから再度気密検査を行い、所定の圧力低下速度を超える急速な圧力の低下がなくなるまでこれを繰り返す。
■このようにして気密検査が終了すると、チャージ口22に接続した検査用流体供給管33及びアダプタ34を取り外し、操作部23を操作して、図2に示すように、操作軸20を下方に移動させ、切替弁17を開として、熱源機側接続部12と端末機器側接続部14の間を連通させた後、チャージ口22に閉塞栓36を取り付ける。これにより、切替弁付き継手Aは通常運転モードとなる。なお、閉塞栓36は、その係合部36aを操作軸20の下部外周面に形成された係合突起35に係合させ、90゜回転させることにより操作軸20に容易に固定できるように構成されている。
【0034】ただし、気密検査の順序や具体的な方法は、上記■〜■の順序や方法に限定されるものではなく、端末機器側を所定の圧力になるまで加圧した後の、端末機器3側の圧力の低下状態を観察することが可能である限りにおいて、種々の変更を加えることが可能である。
【0035】なお、この実施形態の切替弁付き継手Aにおいては、操作軸20の内部の連通路21の下端部に、逆止弁21を設けているので、気密検査の終了後などにおいて、検査用流体供給管33をチャージ口22から取り外す場合に、熱媒主通路15から熱媒や検査時の昇圧のためにチャージした流体が逆流してチャージ口22から漏れ出すことを確実に防止することができる。したがって、昇圧用のコンプレッサーなどを使用しないで済むように、検査時のチャージ流体として水を使用するようにした場合にも、検査完了後における水の漏れ出しを防止することができる。
【0036】なお、上記実施形態では、高温側ヘッダ2から下流側の端末機器3(浴室乾燥機3(3a)及び温水食器洗浄器用ファンコイル3(3b))と、低温側ヘッダ4から下流側の端末機器3(床暖房パネル3(3c,3d))の両方について、同時に気密検査を行うようにした場合について説明したが、各端末機器側を別々に検査することも可能である。
【0037】また、上記実施形態では、端末機器が、浴室乾燥機、温水食器洗浄器用ファンコイル、床暖房パネルである場合について説明したが、本発明においては、端末機器の種類や配設数などに特別の制約はない。また、本発明の切替弁付き継手は、上述の戻りヘッダとしてだけではなく、場合によっては、低温側ヘッダや高温側ヘッダとしても用いることが可能である。
【0038】本発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、熱源機の具体的な構成、熱源機で加熱され、端末機器側に循環供給される熱媒の種類、熱源機側接続部や端末機器側接続部などの具体的な構造、切替弁の構成、操作軸の具体的な構造などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【0039】
【発明の効果】上述のように、本発明(請求項1)の切替弁付き継手は、切替弁を動作させて熱媒主通路の開閉を行うための操作軸として、一部が切替弁を構成する弁体となっており、所定の位置に移動させることにより、切替弁を開閉して熱媒主通路を連通、遮断する機能を果たすとともに、内部に熱媒主通路に通じる連通路が形成され、かつ、所定の位置に連通路に通じるチャージ口が設けられ、切替弁が閉となって熱源機側接続部と端末機器側接続部とが遮断された位置にあるときに、少なくともチャージ口から端末機器側接続部に向かって、連通路と熱媒主通路が連通状態にあるように構成された操作軸を用いているので、チャージ用の流体を供給するための検査用流体供給管をチャージ口に接続することが可能になる。
【0040】したがって、従来の切替弁付き継手では必要であった、端末機器側接続部とは別に検査用接続部を設けることが不要になり、小型化、構造の簡素化を図ることが可能になる。
【0041】また、操作軸は、通常アクセスしやすい位置に配設されることになるため、必然的に検査用流体供給管をチャージ口に接続する場合もその接続作業が容易になり、気密検査時の作業性を向上させることが可能になる。
【0042】また、請求項2の切替弁付き継手のように、操作軸を軸心が略直線であるような形状(例えば、円筒状などの形状)とし、軸心と略同軸上に連通路、及び、チャージ口を形成するようにした場合、さらに、形状を簡素化することが可能になるとともに、検査用流体供給管をチャージ口に接続する場合の作業性を向上させることが可能になる。
【0043】また、請求項3の切替弁付き継手のように、操作軸の内部の連通路に、逆止弁を設けた場合、気密検査の終了後などにおいて、検査用流体供給管をチャージ口から取り外す場合に、熱媒主通路から熱媒や気密検査時の昇圧のためにチャージした流体が、逆流してチャージ口から漏れ出すことを確実に防止することが可能になる。したがって、昇圧用のコンプレッサーなどを使用しないで済むように、気密検査時のチャージ用流体として水などを使用した場合にも、検査完了後における水の漏れ出しを防止することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
【0044】また、本発明によれば、小型化、構造の簡素化を図ることが可能になることから、請求項4の切替弁付き継手のように、少なくとも、熱源機側接続部、端末機器側接続部、筒状部材からなる連通部、及び、切替弁と操作軸の一部が収容される弁収容部を合成樹脂にて一体的に形成することが可能になり、材料費や加工費を抑えて、製造コストを低減することが可能になる。




 

 


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