JP2004353845A

JP2004353845A - 切換え弁

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Publication number: JP2004353845A
Application number: JP2003155739A
Authority: JP
Inventors: Hikari Ogyu; 光荻生; Mario Iwakata; 真理夫岩片; Yoshinori Kawai; 慶憲河合
Original assignee: Kimmon Manufacturing Co Ltd; Koyo Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kimmon Manufacturing Co Ltd; Koyo Sangyo Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】ケーシングの外周囲にスペースを設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる切換え弁を提供することにある。
【解決手段】ケーシング３１と弁本体３２とからなり、ケーシングに主流入ポート３４及び主流出ポート３５と、主流入ポートと隣接し、該ケーシングの軸方向に開口するバイパス流出ポート３６と、ケーシングに主流出ポートと隣接し、バイパス流出ポートと同一方向に開口するバイパス流入ポート３７とを設け、弁本体は、ハンドルの操作による該弁本体の回動角によって主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断する第１回動ポジションと、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する第２回動ポジションと、主流入ポートと主流出ポートとを遮断する第３回動ポジションに切換え可能である。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、水道水を給水する給水管の洗浄を行う際に流路の切換えを行う切換え弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マンション等の集合住宅においては、地下に埋設された水道本管から水道水を受水槽に受水し、この受水槽の水道水を揚水管の途中に設けられたポンプによって屋上等に設置された高架水槽に揚水している。そして、この高架水槽から共有立て管を介して各家庭に分岐し、水道メータを介して各家庭の水道蛇口に接続されている。
【０００３】
ところで、前述のように構成された給水システムにおいて、揚水管、共有立て管及び水道メータから水道蛇口までの管路に雑菌が繁殖する場合があり、定期的に管路を洗浄する必要がある。そこで、従来においては、殺菌力の強いオゾンを使用して洗浄することが行なわれている。オゾン洗浄方式は、Ｏ_２ボンベからオゾン（Ｏ_３）生成装置にＯ_２を供給してオゾンを生成し、このオゾンをオゾン注入ポンプによって水道水とオゾンとをミキシングするミキサーに注入して洗浄するようになっている。
【０００４】
従って、後述する切換え弁の切換えによって、洗浄時においては、管路の途中にオゾン洗浄バイパス回路を接続し、通常流路を一時遮断し、水道水をオゾン洗浄バイパス回路を流して水道蛇口から排水することにより、管路の洗浄を行なっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
前記切換え弁１０は、図７に示すように構成されている。すなわち、図７（ａ）に示すように、弁本体１２の切換えによって第１の流入ポート１３と第２流出ポート１６とが第１の連通路１７を介して連通し、第２の流入ポート１４と第１の流出ポート１５とを遮断することができる。従って、第１の流入ポート１３からケーシング１１に流入した流体は第１の連通路１７を介して第２の流出ポート１６から流出する。
【０００６】
図７（ａ）の状態から時計回りに９０°回動させると、図７（ｂ）に示すように、第１の流入ポート１３及び第１の流出ポート１５が第１の連通路１７によって連通し、第２の流入ポート１４及び第２の流出ポート１６が第２の連通路１８によって連通する。従って、第１の流入ポート１３から流入した流体は第１の流出ポート１５から流出し、第２の流入ポート１４から流入した流体は第２の流出ポート１６から流出させることができる。
【０００７】
さらに、図７（ａ）の状態から弁本体１２を反時計回りに僅かに回動させると、図７（ｃ）に示すように、第１の流入ポート１３と第１の連通路１７とが非対向状態となり、第１の流入ポート１３からケーシング１１に流入した流体は弁本体１２によって遮断される。
【０００８】
図８は水道メータ１と水道蛇口２とを結ぶ給水管路１９をオゾン洗浄する場合を示し、４は水道水とオゾンとをミキシングするミキサーである。水道メータ１の下流側は切換え弁１０に接続されている。そして、水道メータ１の下流側は管路１９を介して第１の流入ポート１３に、第１の流出ポート１５は管路２０を介してミキサー４の入口側４ａに接続されている。ミキサー４の出口側４ｂは管路２１を介して第２の流入ポート１４に接続されている。また、第２の流出ポート１６は水道蛇口２と接続されている。
【０００９】
従って、通常時においては、水道メータ１からの水道水は第１の連通路１７を介して水道蛇口２に流れる。オゾン洗浄時においては、水道メータ１からの水道水が弁本体１２の第１の流入ポート１３→第１の連通路１７→第１の流出ポート１５→管路２０を介してミキサー４に流入し、ここで水道水がオゾンとミキシングされた後、第２の流入ポート１４→第２の連通路１８→第２の流出ポート１６を介して水道蛇口２から排水される。従って、切換え弁１０と水道蛇口２とを結ぶ給水管路１９はオゾン洗浄される。
【００１０】
前記切換え弁１０は、円筒状の外周壁には第１と第２の流入ポート１３，１４が周方向に離間して設けられているとともに、第１と第２の流出ポート１５，１６が周方向に離間して設けられている。
【００１１】
弁本体１２には平面視で、略Ｔ字状の第１の連通路１７と略Ｌ字状の第２の連通路１８が設けられている。第１の連通路１７は、弁本体１２の回動角で、第１の流入ポート１３を、第１の流出ポート１５または第２の流出ポート１６に連通できるようになっており、第２の連通路１８は、弁本体１２の回動角で、第２の流入ポート１４は、第２の流出ポート１６に連通できるようになっている。
【００１２】
さらに、図９〜図１１に示すように、弁本体１２の回動中心にはケーシング１１の上部に突出する操作軸２２が設けられ、この操作軸２２には作業者が手動で操作するためのハンドル２３が設けられている。ハンドル２３には弁本体１２の向きを指示する指標２４が設けられている。さらに、ハンドル２３は悪戯防止カバー２５によって覆われており、この悪戯防止カバー２５は特殊ネジ２６によってケーシング１１の上部に固定されている。従って、特殊ネジ２６を特殊工具によって緩め、悪戯防止カバー２５をケーシング１１から取り外さない限り、ハンドル２３によって弁本体１２を操作不能に構成されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００３−２８３２３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された切換え弁は、ケーシングの外周壁に２つの流入ポートと２つの流出ポートが配置され、ケーシングの上壁にハンドルが設けられている。従って、ケーシングの外周側と上側に操作スペース、作業スペースを必要としていた。
【００１５】
また、ハンドルは、悪戯防止カバーによって覆われているが、カバーを破壊して取り除かれると、ハンドル操作が可能となってしまう。
【００１６】
さらに、弁本体が逆テーパ形状であるため、水圧、空気圧等の流体圧力が加わると、ケーシング内で弁本体が浮き上がり、シートと弁本体との間に、流体を遮断させるに必要な荷重が軽減され、流体を遮断させる性能が低下する。そこで、弁本体を弁押えシートによって押圧する押圧力を大きくすると、弁本体を操作するハンドル操作の操作力量が大きくなり、操作性が悪くなるという問題がある。
【００１７】
また、弁本体に設けた第１と第２の連通路が略Ｔ字状、略Ｌ字状の複雑な形状で、加工コストがアップする原因となっている。
【００１８】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、操作及び作業に必要なスペースが上側の一方面となり、ケーシングの外周囲にスペースを設ける必要がなく、省スペース化を図ることができ、またハンドルの操作力量が軽く、流路の切換え及び流路の遮断が容易で、しかも構造的に簡単でコストダウンを図ることができる切換え弁を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、上部に開口部を有する有底円筒状で、前記開口部が蓋体によって閉塞されたケーシングと、このケーシングの内部に水密状態で、周方向に回動自在に設けられた弁本体とからなり、前記ケーシングは、その周壁に設けられた主流入ポート及び主流出ポートと、前記ケーシングの周壁に前記主流入ポートと隣接して設けられ、該ケーシングの上部方向に開口するバイパス流出ポートと、前記ケーシングの周壁に前記主流出ポートと隣接して設けられ、前記バイパス流出ポートと同一方向に開口するバイパス流入ポートとから構成され、前記弁本体は、前記ケーシングの軸方向にハンドルと係合する係合部を有し、ハンドルの操作による該弁本体の回動角によって主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断する第１回動ポジションと、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する第２回動ポジションと、主流入ポートを遮断する第３回動ポジションに切換え可能であることを特徴とする切換え弁にある。
【００２０】
請求項２は、請求項１の前記弁本体は、径方向に貫通し、主流入ポートと主流出ポートを連通する主連通路と、この主連通路を挟んで両側部に切欠され、主流入ポートとバイパス流出ポートを連通するとともに、バイパス流入ポートと主流出ポートを連通する第１及び第２のバイパス連通路とを有していることを特徴とする。
【００２１】
請求項３は、請求項１の前記弁本体は、主連通路を流通する流体の一部を弁本体の上面及び下面に導くポートを有していることを特徴とする。
【００２２】
請求項４は、請求項１の前記弁本体は、ハンドルと着脱可能に係合する係合部を有し、弁本体が決められた位置にあるときのみ、前記ハンドルと係合部とが着脱可能であることを特徴とする。
【００２３】
前記切換え弁によれば、弁本体の切換えによって主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断することができる。また、弁本体を回動させると、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する状態に切換えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は切換え弁の縦断側面図、図２は切換え弁の平面図、図３はカバーを外した状態の切換え弁の平面図、図４は切換え弁のハンドル操作説明図、図５は切換え弁の作用説明図で、（ａ）は通常状態、（ｂ）はバイパス状態、（ｃ）は閉弁状態である。
【００２６】
図１〜図５に基づいて切換え弁について説明すると、切換え弁３０は、ケーシング３１と、このケーシング３１の内部に水密状態で、周方向に回動自在に設けられた弁本体３２とから構成されている。ケーシング３１は上部に開口部３３を有する有底円筒状で、その外周壁にはケーシング３１の中心軸を挟んで左右対称的に主流入ポート３４と主流出ポート３５が設けられている。
【００２７】
ケーシング３１の外周壁には主流入ポート３４と隣接してバイパス流出ポート３６が設けられ、このバイパス流出ポート３６はＬ字状に屈曲してケーシング３１の上部方向に開口している。さらに、ケーシング３１の外周壁には主流出ポート３５と隣接してバイパス流入ポート３７が設けられ、このバイパス流入ポート３７はＬ字状に屈曲してケーシング３１の上部方向に開口している。
【００２８】
主流入ポート３４とバイパス流出ポート３６とがなす角度及び主流出ポート３５とバイパス流入ポート３７とがなす角度は鋭角であり、バイパス流出ポート３６とバイパス流入ポート３７とはケーシング３１の軸心を中心として点対称的に配置されている。
【００２９】
主流入ポート３４、主流出ポート３５及びバイパス流出ポート３６、バイパス流入ポート３７の開口部にはそれぞれ雌ねじ部３４ａ，３５ａ，３６ａ，３７ａが設けられ、配管と接続できるようになっている。
【００３０】
ケーシング３１の内部には円筒状で、その下端部より上端部が僅かに大径に形成された逆テーパの合成樹脂材料からなるシート３８が収納され、このシート３８の内部に前記弁本体３２が密に、しかも回転自在に収納されている。この弁本体３２は、円柱状で、その下端部より上端部が僅かに大径に形成された逆テーパに形成されている。弁本体３２には、その軸心を通って径方向に貫通し、前記主流入ポート３４と主流出ポート３５を連通する真直ぐな主連通路４０が設けられている。さらに、この主連通路４０を挟んで弁本体３２の両側部には切欠部からなり、主流入ポート３４とバイパス流出ポート３６を連通する第１のバイパス連通路４１と、バイパス流入ポート３７と主流出ポート３５を連通する第２のバイパス連通路４２とが設けられている。
【００３１】
すなわち、第１のバイパス連通路４１は主流入ポート３４とバイパス流出ポート３６とを連通できる長さに、第２のバイパス連通路４２はバイパス流入ポート３７と主流出ポート３５とを連通できる長さに形成されている。弁本体３２の軸心部には上方へ突出する突出軸４３が一体に設けられ、この突出軸４３には係合部４４が設けられている。
【００３２】
また、ケーシング３１の開口部３３にはこれを閉塞する蓋体４５が設けられている。この蓋体４５は突出軸４３に嵌合する嵌合穴４６を有する第１の蓋体４７と、この第１の蓋体４７に嵌合する嵌合部４８及び突出軸４３を含む係合部４４を囲撓するカバー部４９を有する第２の蓋体５０と、この第２の蓋体５０のカバー部４９に嵌合する内周面に嵌合部５１、外周面にケーシング３１の雌ねじ部５２に螺合する雄ねじ部５３を有する第３の蓋体５４とから構成されている。
【００３３】
さらに、突出軸４３の外周面には第１の蓋体４７の嵌合穴４６との間を水密にシールするＯリング５５が設けられている。第１の蓋体４７の外周面には第２の蓋体５０との間を水密にシールするＯリング５６が設けられている。さらに、第２の蓋体５０のカバー部４９の外周面には第３の蓋体５４との間を水密にシールするＯリング５７が設けられている。また、第３の蓋体５４の外周面にはケーシング３１の内周面との間を液密にシールするＯリング５８が設けられている。さらに、第１の蓋体４７の下面と弁本体３２の上面との間には弁押え部材としての皿ばね３９が介在され、弁本体３２をケーシング３１の内底部方向に弾性的に押圧している。
【００３４】
弁本体３２には主連通路４０とケーシング３１の内底部及び蓋体４５の下面とを連通するポート４０ａ，４０ｂが設けられている。従って、主連通路４０を流通する流体の一部がポート４０ａ，４０ｂを介してケーシング３１の内底部及び蓋体４５の下面の両方に分配し、弁本体３２を流体圧によって上方に押し上げる力をキャンセルする。従って、弁押え部材としての皿ばね３９の荷重を小さくすることができ、結果として弁本体３２を切換え操作する操作力量を軽減できる。
【００３５】
第２の蓋体５０のカバー部４９の上部には突出軸４３の係合部４４と係合し、弁本体３２を回転操作する後述するハンドルの挿入孔５９が設けられている。この挿入孔５９は真円部５９ａと、真円部５９ａの一部で、主流入ポート３４に指向した位置には舌片状の切欠部５９ｂが設けられている。なお、６０はケーシング３１の開口部３３を閉塞するカバーである。
【００３６】
ハンドル６２は、握り部６３の先端部には挿入孔５９の真円部５９ａに挿入可能なハンドル頭部６４が設けられている。ハンドル頭部６４の先端部には突出軸４３の係合部４４と係合する係合溝６５が設けられている。さらに、係合溝６５の延長線上に位置するハンドル頭部６４の外側面には切欠部５９ｂを通過可能なピン６６が突設されている。
【００３７】
従って、ハンドル頭部６４のピン６６を切欠部５９ｂに位置決めして真円部５９ａに挿入することにより、ハンドル頭部６４の係合溝６５を突出軸４３の係合部４４と係合することができる。そして、握り部６３を握って回動することにより、弁本体３２を回転して通路を切換えることができる。また、弁本体３２を回転して通路を切換えた後、ハンドル６２を挿入孔５９から抜取る際には、ハンドル頭部６４のピン６６を切欠部５９ｂの位置に戻さないとピン６６が真円部５９ａの縁部に当って抜けないようになっている。
【００３８】
従って、切換え弁３０の切換え操作後は、切換え弁３０の弁本体３２は主連通路４０によって主流入ポート３４と主流出ポート３５とを連通させ、水道メータ６５からの水道水は切換え弁３０及び給水管路６４を介して水道蛇口６６に流れる状態になる。
【００３９】
前述した構成によれば、図５（ａ）に示すように、弁本体３２の切換えによって主流入ポート３４と主流出ポート３５とが主連通路４０を介して連通し、バイパス流入ポート３７とバイパス流出ポート３６とを遮断することができる。従って、主流入ポート３４からケーシング３１に流入した流体は主連通路４０を介して主流出ポート３５から流出する。
【００４０】
図５（ａ）の状態から時計回りに５５°回動させると、図５（ｂ）に示すように、主流入ポート３４及びバイパス流出ポート３６が第１のバイパス連通路４１によって連通し、バイパス流入ポート３７及び主流出ポート３５が第２のバイパス連通路４２によって連通する。従って、主流入ポート３４から流入した流体はバイパス流出ポート３６から流出し、バイパス流入ポート３７から流入した流体は主流出ポート３５から流出させることができる。
【００４１】
さらに、図５（ａ）の状態から弁本体３２を反時計回りに５５°回動させると、図５（ｃ）に示すように、主流入ポート３４と主連通路４０とが非対向状態となり、主流入ポート３４からケーシング３１に流入した流体は弁本体３２によって遮断される。
【００４２】
図６は前述のように構成された切換え弁３０をオゾン洗浄システムに使用した状態を示し、切換え弁３０の主流入ポート３４は給水管路６４を介して水道メータ６５の出口側に接続され、切換え弁３０の主流出ポート３５は給水管路６４を介して水道蛇口６６に接続されている。
【００４３】
一方、オゾン洗浄システムのＯ_２ボンベ６７はオゾン（Ｏ_３）生成装置６８に接続されており、オゾン（Ｏ_３）生成装置６８で生成されたオゾンはオゾン注入ポンプ６９によって水道水とオゾンとをミキシングするミキサー７０に接続されている。
【００４４】
ミキサー７０には入口７１と出口７２が設けられ、バイパス回路７３に接続されている。そして、切換え弁３０のバイパス流出ポート３６はバイパス回路７４を介してミキサー７０の入口７１に接続され、出口７２はバイパス回路７３を介して切換え弁３０のバイパス流入ポート３７に接続されている。
【００４５】
従って、オゾン洗浄時においては、図６に示すように、切換え弁３０が切り換わり、主流入ポート３４とバイパス流出ポート３６とを連通し、バイパス流入ポート３７と主流出ポート３５とを連通する。
【００４６】
従って、水道メータ６５からの水道水は切換え弁３０の第１のバイパス連通路４１を介してバイパス回路７４からミキサー７０に導かれ、ミキサー７０の内部でオゾンとミキシングされる。オゾンとミキシングされた水道水はバイパス回路７３を介して切換え弁３０のバイパス流入ポート３７から第２のバイパス連通路４２を介して主流出ポート３５に導かれ、給水管路６４を介して水道蛇口６６から排水される。この状態を一定時間継続すると、給水管路６４の内部の雑菌はオゾンによって殺菌され、洗浄される。
【００４７】
なお、前記実施形態においては、切換え弁を給水管路のオゾン洗浄における流路切換えとして使用した場合について説明したが、この発明の切換え弁は、液体、気体等の流路切換え弁として広範囲に適用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、次のような効果がある。
【００４９】
１．ハンドル操作及び配管作業等に必要なスペースがケーシングの上側の一方面となり、ケーシングの外周囲にスペースを設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。
【００５０】
２．弁本体の主連通路を流通する流体の一部をケーシングの内底部及び蓋体の下面の両方に分配し、弁本体を流体圧によって上方に押し上げる力をキャンセルするようにしたから、弁押え部材としての皿ばねの荷重を小さくすることができ、結果として弁本体を切換え操作する操作力量を軽減できる。
【００５１】
３．切換え弁を操作するとき以外はハンドルが取り除かれた状態であるため、悪戯を防止できる。
【００５２】
４．弁本体の構造が簡単で、加工コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、切換え弁の縦断側面図。
【図２】同実施形態を示し、切換え弁の平面図。
【図３】同実施形態を示し、カバーを外した状態の切換え弁の平面図。
【図４】同実施形態を示し、切換え弁のハンドル操作説明図。
【図５】同実施形態を示し、切換え弁の作用説明図で、（ａ）は通常状態、（ｂ）はバイパス状態、（ｃ）は閉弁状態である。
【図６】同実施形態の切換え弁をオゾン洗浄システムに使用した状態の構成図。
【図７】従来の切換え弁の作用説明図で、（ａ）は通常状態、（ｂ）はバイパス状態、（ｃ）は閉弁状態である。
【図８】従来の切換え弁をオゾン洗浄システムに使用した状態の構成図。横断平面図。
【図９】従来の切換え弁の平面図。
【図１０】従来の切換え弁の側面図。
【図１１】図９のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
３０…切換え弁、３１…ケーシング、３２…弁本体、３４…主流入ポート、３５…主流出ポート、３６…バイパス流出ポート、３７…バイパス流入ポート、４０…主連通路、４１…第１のバイパス連通路、４２…第２のバイパス連通路

Claims

上部に開口部を有する有底円筒状で、前記開口部が蓋体によって閉塞されたケーシングと、このケーシングの内部に液密状態で、周方向に回動自在に設けられた弁本体とからなり、
前記ケーシングは、その周壁に設けられた主流入ポート及び主流出ポートと、
前記ケーシングの周壁に前記主流入ポートと隣接して設けられ、該ケーシングの上部方向に開口するバイパス流出ポートと、
前記ケーシングの周壁に前記主流出ポートと隣接して設けられ、前記バイパス流出ポートと同一方向に開口するバイパス流入ポートとから構成され、
前記弁本体は、前記ケーシングの軸方向にハンドルと係合する係合部を有し、ハンドルの操作による該弁本体の回動角によって主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断する第１回動ポジションと、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する第２回動ポジションと、主流入ポートを遮断する第３回動ポジションに切換え可能であることを特徴とする切換え弁。
前記弁本体は、径方向に貫通し、主流入ポートと主流出ポートを連通する主連通路と、この主連通路を挟んで両側部に切欠され、主流入ポートとバイパス流出ポートを連通するとともに、バイパス流入ポートと主流出ポートを連通する第１及び第２のバイパス連通路とを有していることを特徴とする請求項１記載の切換え弁。
前記弁本体は、主連通路を流通する流体の一部を弁本体の上面及び下面に導くポートを有していることを特徴とする請求項１記載の切換え弁。
前記弁本体は、ハンドルと着脱可能に係合する係合部を有し、弁本体が決められた位置にあるときのみ、前記ハンドルと係合部とが着脱可能であることを特徴とする請求項１記載の切換え弁。