JP2013166123A - ストレーナ及びこのストレーナを備えた流体循環回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ストレーナとバルブとを一体化した構造でありながら圧力損失を低減でき、また、流体循環回路に適用された場合に流体循環回路構築のコスト低減を図ることが可能なストレーナ及びこのストレーナを備えた流体循環回路を提供する。
【解決手段】流路２１が形成されたストレーナ本体２と、ストレーナ本体２に着脱自在に装着されるストレーナメッシュ２２と、ストレーナ本体２の一端に一体化して設けられ、回動操作によって流路を開閉するボールバルブ３と、ストレーナ本体２の他端に一体化して設けられ、水循環ポンプ１４と接続されるポンプ接続部４とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、水などの流体中の異物やゴミなどを除去するストレーナ及びこのストレーナを備えた流体循環回路に関する。

従来より、温水又は冷水が循環する水回路を有し、温水又は冷水との熱交換により暖房又は冷房、給湯などを行う熱交換システムがある。この種の熱交換システムでは、水回路内の異物やゴミなどを除去するストレーナが用いられている。

ところで、水回路には、水回路内に水を循環させるポンプが設けられており、メンテナンス時には、ポンプを交換したり、ストレーナのストレーナメッシュを取り外して清掃したりなどの作業が行われる。水回路には、このような作業時に水回路から水が多量に排水されるのを防止するため、ポンプとストレーナのそれぞれの前後にバルブを設け、バルブを締めた上でポンプ交換やストレーナメッシュの着脱を行うことで、水の排出量の低減を図っている。しかしながら、ポンプとストレーナのそれぞれの前後にバルブを設けると、バルブ数が多くなり、コスト高となる。

そこで、バルブ→ストレーナ→ポンプ→バルブの順に水回路を構成することで、バルブ数を低減し、コスト低減を図った技術がある（例えば、特許文献１参照）。

また、バルブとストレーナとを一体化させてバルブ付ストレーナを構成した技術もある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２のバルブ付ストレーナは、流路を有するストレーナ本体と、流路内に位置し、流路方向と直交する方向に移動して流路を開閉する弁体と、流路内の異物などを捕捉する永久磁石とを備えた構成となっている。

特開２００９−２２２２８９号公報（第５頁、第１図） 特開昭５９−１２１２６９号公報（第２頁、第１図、第２図）

特許文献１では、バルブ数の削減によりコスト低減に一定の効果はあるものの、ストレーナとバルブとが別部品であるため、別部品とすることによるコストアップや、部材接続ミスによる水漏れのリスクアップという問題点があった。

特許文献２のようにストレーナとバルブとを一体化した場合、これらの問題点は解消できる。しかしながら、特許文献２のバルブ付ストレーナでは、弁体が流路内に位置する構造であるため、流路内の流れが妨げられて圧力損失が大きくなるという問題があった。また、特許文献２のバルブ付ストレーナでは、他部品との接続について考慮されていないため、バルブ数低減を図るべく上述したようにバルブ→ストレーナ→ポンプ→バルブの順に水回路（流体循環回路）を構成するにあたり、別途、ポンプ接続部が必要となる。よって、コスト面で改善の余地があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ストレーナとバルブとを一体化した構造でありながら圧力損失を低減でき、また、流体循環回路に適用された場合に流体循環回路構築のコスト低減を図ることが可能なストレーナ及びこのストレーナを備えた流体循環回路を得ることを目的とする。

本発明に係るストレーナは、流路が形成されたストレーナ本体と、ストレーナ本体に着脱自在に装着されるストレーナメッシュと、ストレーナ本体の一端に一体化して設けられ、回動操作によって流路を開閉するボールバルブと、ストレーナ本体の他端に一体化して設けられ、ポンプと接続されるポンプ接続部とを備えたものである。

本発明によれば、ストレーナ本体の流路を開閉するバルブにボールバルブを採用することで、ストレーナ本体とボールバルブとを一体化した構造でありながら、圧力損失を低減することができる。また、ストレーナ本体にポンプ接続部を一体的に形成したため、ストレーナを用いて流体循環回路を構築するにあたり、ポンプ接続部を別途設ける必要がないため、コストダウンが可能である。

本発明の一実施の形態に係るストレーナを示す図で、一部断面で示した図である。 図１のストレーナメッシュ部分の断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 従来のバルブ付ストレーナを示した概略断面図である。 クイックファスナー接続の説明図である。 図５のクイックファスナーを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るストレーナが適用された流体循環回路を有する熱交換システムの構成を示す図である。

図１は、本発明の一実施の形態に係るストレーナを示す図で、一部断面で示した図である。図２は、図１のストレーナメッシュ部分の断面図である。
ストレーナ１は、ストレーナ本体２と、ボールバルブ３と、ポンプ接続部４と、配管接続部５とを備え、これらが一体的に構成されている。

ストレーナ本体２は、直線状に延びる流路２１を有し、流路２１に対してストレーナメッシュ２２が傾斜した状態で配置されている。ストレーナメッシュ２２は、流路２１中の異物やゴミを取り除くもので、ストレーナ本体２に着脱自在に装着されており、ストレーナメッシュ取り外し用蓋２３を取り外すことにより、ストレーナ本体２から取り外して清掃することが可能となっている。

図３は、図１のＡ−Ａ断面図で、図１のボールバルブの説明図である。図４は、従来のバルブ付ストレーナを示した概略断面図である。
ボールバルブ３は、図３に示すように、流路２１となる貫通孔３１を有する球状弁体３２を備え、ハンドル車３３の回転により球状弁体３が回転して流路２１を開閉するもので、ハンドル車３３を図１の実線の位置とすることで流路２１を開放、図１の二点鎖線の位置とすることで流路２１を閉塞する。

図４の従来のバルブ付ストレーナは、直線状に延びる流路２１Ａと、流路２１Ａの流路方向（図４の矢印方向）と直交する方向に移動して流路２１Ａを開閉する弁体３２Ａと、流路２１Ａ内の磁性物質を除去する永久磁石２２Ａとを有している。この従来のバルブ付ストレーナでは、上述したように弁体３２Ａが流路２１Ａ内に位置しており、流路２１Ａの流れを阻害しているため、圧力損失が大きくなる。これに対し、本実施の形態では、ボールバルブ３を採用することで、流路開放時に流路２１内の流れが球状弁体３２によって阻害されることがないため、圧力損失を低減することができる。また、ハンドル車３３の位置によって、開閉状態を目視で確認することができるため、開閉状態の確認が容易である。

図１に示すように、ポンプ接続部４は、ストレーナ本体２においてボールバルブ３と反対側の端部に設けられ、後述の水回路Ｂ（図７参照）の水循環ポンプ１４（図７参照）と接続される。また、配管接続部５は、ボールバルブ３においてストレーナ本体２と反対側の端部に設けられ、後述の水回路Ｂ（図７参照）の配管ｂ（図７参照）と接続される。

ストレーナ１のポンプ接続部４及び配管接続部５は、水循環ポンプ１４及び水回路Ｂの配管ｂとクイックファスナー接続される。クイックファスナー接続について次の図５で説明する。

図５は、クイックファスナー接続の説明図である。図６は、図５のクイックファスナーを示す斜視図である。
クイックファスナー接続によって接続端部同士を接続するにあたっては、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、まず、一方の接続端部に設けた雌側接続部６１内に、他方の接続端部に設けた雄側接続部６２の突部６２ｂを挿入して雄側接続部６２のフランジ６２ａと雌側接続部６１のフランジ６１ａとを付き合わせた状態とする。突部６２ｂの外周にはＯリング６２ｃが設けられており、雄側接続部６２と雌側接続部６１との間が液密に保持される。そして、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、挟持孔６３ａを備えたクイックファスナー６３を、その付き合わせたフランジ６１ａ、６２ａを挟着するように装着する。これにより、クイックファスナー接続による締め付けが完了する。このようにクイックファスナー６３は工具を必要としない接続方法である。

このようなクイックファスナー接続がポンプ接続部４と配管接続部５とのそれぞれに適用されており、具体的には、ポンプ接続部４が雌側接続部６１となっており、配管接続部５が雄側接続部６２となっている。

図７は、本発明の一実施の形態に係るストレーナが適用された流体循環回路を有する熱交換システムの構成を示す図である。ここでは、流体として水が循環する水回路Ｂを有し、熱交換システムとして室内の暖房を行う空調システムを例に説明する。流体は水に限らずブラインなどとしてもよい。

図７に示した空調システムは、冷媒が循環する冷媒回路Ａと、冷媒回路Ａを循環する冷媒と熱交換する水が循環する水回路Ｂとを備えている。

冷媒回路Ａは、圧縮機などを有する室外ユニット１０と、水−冷媒熱交換器１１とが冷媒配管ａで接続され、冷媒が循環するように構成されている。水回路Ｂは、水−冷媒熱交換器１１と、電気ヒータ１２と、ラジエータなどの熱交換器１３と、ストレーナ１と、水回路Ｂに水を循環させる水循環ポンプ１４と、ポンプバルブ１５と、フロースイッチ１６とが順次配管ｂで接続され、水が循環するように構成されている。また、水回路Ｂの配管ｂには水回路用排水コック１７が設けられている。また、電気ヒータ１２から延びる配管には、圧力計付き圧力逃し弁１８と、自動空気抜き弁１９と、膨張タンク２０とが接続されている。

このように構成された空調システムにおいて、冷媒回路Ａでは、室外ユニット１０から高温高圧のガス冷媒が流出して水−冷媒熱交換器１１に流入する。そして、水−冷媒熱交換器１１を通過する水回路Ｂ側の水と熱交換して凝縮液化し、凝縮液化した冷媒は室外ユニット１０内に戻る。

一方、水回路Ｂでは、水循環ポンプ１４によって水−冷媒熱交換器１１に水が供給され、冷媒回路Ａの冷媒と熱交換して加熱された後、電気ヒータ１２で更に加熱されて熱交換器１３に流入する。熱交換器１３に流入した水は、室内空気と熱交換して室内を暖房する。室内空気と熱交換後の水は、ストレーナ１を通過する。このとき、ストレーナ１のストレーナメッシュ２２によって異物やゴミが除去される。そして、異物やゴミが除去された後の水は、水循環ポンプ１４を介して再び水−冷媒熱交換器１１に戻る。

以上のように構成された空調システムの水回路Ｂにおいて、水循環ポンプ１４の交換時又はストレーナメッシュ２２の清掃時には、ストレーナ１のボールバルブ３及びポンプバルブ１５を閉じる。そして、水循環ポンプ１４やストレーナメッシュ２２を接続位置から取り外す。この際、その取り外し部分から水回路Ｂ内の水が排水されるが、その排水量は、ボールバルブ３とポンプバルブ１５との間の流路内に入っている水であり、その量は水回路全体内の水量に比べれば僅かな量である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ストレーナ本体２の流路２１を開閉するバルブにボールバルブ３を採用することで、ストレーナ本体２とボールバルブ３とを一体化した構造でありながら、流路内に弁体が位置する構造のものに比べて圧力損失を低減できる。また、ストレーナ本体２にはポンプ接続部４が一体的に形成されているため、ストレーナ１を用いて水回路Ｂを構築するにあたり、ポンプ接続部４を別途設ける必要がないため、コストダウンが可能である。

また、ストレーナ本体２の流路２１を開閉するバルブとして例えばストップバルブを用いた場合、開閉状態を目視で確認することができず、また開閉に時間がかかる等の問題がある。しかし、本実施の形態ではボールバルブ３を用いるようにしたため、これらの問題を解消でき、使い勝手の良いストレーナを得ることができる。

また、ストレーナ１と他の部品（水循環ポンプ１４及び配管ｂ）との接続にクイックファスナー接続を用いるようにしたので、組み立て時にネジ締めを行うための工具が不要である。

なお、本実施の形態では、熱交換システムとして暖房を行う空調システムの例を挙げて説明したが、冷房を空調システムや、暖房と冷房を切り換え可能な空調システムとしてもよいし、給湯システムとしてもよい。また、水回路Ｂは図７の構成に限られたものではなく、適宜変更可能である。

１ ストレーナ、２ ストレーナ本体、３ ボールバルブ、４ ポンプ接続部、５ 配管接続部、１０ 室外ユニット、１１ 水−冷媒熱交換器、１２ 電気ヒータ、１３ 熱交換器、１４ 水循環ポンプ、１５ ポンプバルブ、１６ フロースイッチ、１７ 水回路用排水コック、１８ 圧力計付き圧力逃し弁、１９ 自動空気抜き弁、２０ 膨張タンク、２１ 流路、２１Ａ 流路、２２ ストレーナメッシュ、２２Ａ 永久磁石、２３ ストレーナメッシュ取り外し用蓋、３１ 貫通孔、３２ 球状弁体、３２Ａ 弁体、３３ ハンドル車、６１ 雌側接続部、６１ａ フランジ、６２ 雄側接続部、６２ａ フランジ、６２ｂ 突部、６２ｃ Ｏリング、６３ クイックファスナー、６３ａ 挟持孔、Ａ 冷媒回路、Ｂ 水回路、ａ 冷媒配管、ｂ 配管。

Claims (3)

1. 流路が形成されたストレーナ本体と、
   前記ストレーナ本体に着脱自在に装着されるストレーナメッシュと、
   前記ストレーナ本体の一端に一体化して設けられ、回動操作によって前記流路を開閉するボールバルブと、
   前記ストレーナ本体の他端に一体化して設けられ、ポンプと接続されるポンプ接続部とを備えたことを特徴とするストレーナ。
2. 前記ボールバルブの前記ストレーナ本体と反対側の端部は配管接続部となっており、前記配管接続部及び前記ポンプ接続部の少なくとも一方は、クイックファスナー接続によって接続先に接続される接続部であることを特徴とする請求項１記載のストレーナ。
3. 熱源冷媒と熱交換して加熱又は冷却される熱交換流体が循環する流体循環回路であって、
   請求項１又は請求項２記載のストレーナと、前記ストレーナの前記ポンプ接続部に接続されたポンプと、ポンプバルブと備え、前記ストレーナの前記ボールバルブ、前記ストレーナメッシュ、前記ポンプ、前記ポンプバルブの順に配置されていることを特徴とする流体循環回路。

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