JP4160716B2 - 切替弁付き継手 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、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ており、かつ、器具内の水が凍結したときの体積膨張により器具が破壊することを防止する凍結破壊防止機構を備えている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、暖房回路を介して複数の端末機器（例えば、各部屋の床暖房用パネル、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】
ところで、上述のように、水を熱媒として利用した暖房システムにおいては、例えば、運転休止中において、暖房回路が配設されている環境温度が氷点下にまで低下すると、暖房回路に設けられたバルブ内の水が凍結して体積膨脹することにより、バルブの内圧が著しく上昇し、場合によっては、バルブ本体などの破壊を招き、暖房システム全体が大きなダメージを受けるという問題点がある。
【０００４】
特に、生産性の向上を目的として、樹脂製のバルブを用いた場合には、暖房回路の凍結によるバルブの破壊が問題となりやすく、信頼性の低下を招くという問題点がある。
【０００５】
そこで、上記問題点を解決するために、暖房回路の凍結を防止すべく、循環液を不凍液としたり、あるいは環境温度が氷点下近くに低下すると作動するヒータを温水暖房回路に組み込んだりする方法が提案、実施されている。
【０００６】
しかし、上記の不凍液を用いる方法の場合、経時的に不凍液成分の濃度が低下するため、長期的に濃度の維持、管理を行うことが必要となり、手間がかかるばかりでなく、濃度の維持、管理が困難で、信頼性が低いという問題点がある。
【０００７】
また、ヒータを組み込む方法の場合、設備コストや運転コストの増大を招くばかりでなく、長期に留守をする場合などにおいて、電源が切られているような場合には、必要なときに作動しないという問題点がある。
また、上述のような、凍結による破壊の問題は、温水暖房回路の場合のみではなく、他の器具の場合にも当てはまるものである。
【０００８】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、設備コストや運転コストの増大を招くことなく、凍結による器具の破壊を確実に抑制防止することが可能な凍結破壊防止機構を備えている切替弁付き継手を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の切替弁付き継手は、
水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された水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水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、
端末機器側の水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水主通路が形成される筒状部材からなる連通部と、
水主通路を開閉して、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水主通路の開閉を行うための開閉操作部を備えた操作部材であって、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、切替弁を開閉して水主通路を連通、遮断する機能を果たす操作部材と、
前記操作部材を、器具の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材と、
を備えており、
前記操作部材は、その内部に水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、チャージ口から端末機器側接続部に向かって、 前記連通路と前記水主通路とを連通させることができるように構成され、かつ、
前記操作部材の軸心が略直線で、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おり、
内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、前記操作部材が、前記バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動し、水が凍結して体積膨脹することによる前記熱源機及び／又は前記端末機器の破壊を阻止するように構成されていること
を特徴としている。
【００１０】
切替弁を動作させて水主通路の開閉を行うための操作部材に凍結破壊を防止する機能を持たせて、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材が、バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動するように構成することにより、水が凍結して体積膨脹することによる内部圧力の上昇を吸収して、熱源機及び／又は端末機器の破壊を確実に阻止する可能になる。
【００１１】
すなわち、水の凍結による体積膨張に起因する圧力の上昇が、内部体積の増大により吸収されるため、環境温度が氷点下にまで低下した場合にも、温水暖房回路を構成する熱源機、端末機器、端末機器と熱源機との間の接続状態を切り替える切替弁付き継手やその近傍部などが凍結により破壊することを効率よく防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての信頼性を大幅に向上させることが可能になる。
【００１２】
また、切替弁を操作するための操作部材の内部を、水主通路に通じる連通路とし、かつ、この操作部材に、前記水主通路に通じる連通路とチャージ口を設けるようにしているので、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とともに、操作部材は、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、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。
【００１３】
また、操作部材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ているので、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とともに、水の凍結時に、操作部材をバネ部材の付勢力に抗して器具の内部体積が増大する外方向に移動させる際の動作にも適切に対応することが可能な構成とすることが容易になる。
【００１４】
また、請求項２の切替弁付き継手は、通常使用状態においては、前記バネ部材が、前記操作部材と係合して、前記操作部材が所定の位置に保持されるように動作規制されていることを特徴としている。
【００１５】
通常使用状態においては、バネ部材が操作部材と係合することにより、操作部材が所定の位置に保持される（動作規制される）ように構成した場合、誤動作や操作部材の脱落などを確実に防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての凍結破壊に対する信頼性をさらに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、水主通路から水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を備え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、水主通路から水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】
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、前記切替弁と前記操作部材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。
【００１９】
本願発明によれば、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、切替弁と操作部材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。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本願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。
【００２１】
［実施形態１］
この実施形態１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（以下、単に「切替弁付き継手」という）を例にとって説明する。
【００２２】
図１はこの実施形態１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正面断面図、図２はその要部を示す正面図、図３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の要部を示す正面断面図であり、図４はその正面である。
また、図５はこの実施形態１の切替弁付き継手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。
さらに、図６は給湯装置に接続していない、この実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図、(ｃ)は平面図、図７は操作部材２０を示す図であって、(ａ)は左側面図、(ｂ)は正面断面図、(ｃ)は右側面図、(ｄ)は(ｃ)のｄ−ｄ線断面図、(ｅ)は(ｃ)のｅ−ｅ線断面図である。
【００２３】
この実施形態１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５に示すように、熱源機（給湯装置）１から、高温（９０℃）の熱媒（水）を高温側ヘッダ２を経由して、端末機器３（この実施形態１では浴室乾燥機３ａ及び温水食器洗浄器用ファンコイル３ｂ）に供給し、低温（６０℃）の熱媒（水）を、低温側ヘッダ４を経由して、端末機器３（この実施形態１では２つの床暖房パネル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（水）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（水）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、このように構成された暖房・給湯システムにおける戻りヘッダ５として、図１〜図４に示すような、この実施形態１の切替弁付き継手Ａが用いられている。
【００２５】
図１〜７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５）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５）で使用された熱媒（水）を熱源機１に戻すための４本の水通流管１３（図５）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とを連通させる水主通路１５が形成される筒状部材からなる連通部１６と、水主通路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（図１）。
【００２６】
なお、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいて、水主通路１５はＬ字状で、例えば、図１及び２に示すように、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（図１）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（上端部）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部材２０（図７参照）が挿入されており、操作部材２０の下端側の外周部には、操作部材２０を操作するための開閉操作部（つまみ部）２３が設けられている。
この操作部材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の下端部内周面に当接して、水主通路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、水主通路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】
なお、図７(ｂ)に示すように、この操作部材２０の内部には、水主通路１５（図１及び２）に通じる連通路２１が形成されており、下端部には、連通路２１に通じるチャージ口２２が設けられている。
また、操作部材２０の先端部２０ａの少し下側には、操作部材２０の内部の連通路２１と水主通路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、操作部材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、図７(ａ)〜(ｅ)に示すように、操作部材２０の外周面の一部が、軸方向視で略Ｄ字状にカットされており、カットされた領域４１（図７(ｃ)）とカットされていない領域４２（図７(ｃ)）の境界には、段部４３ａ，４４ａが形成されているとともに、上側の段部４３ａと隣接するように、水平方向の溝（上側係合溝）４３ｂが形成され、下側の段部４４ａと隣接するように水平方向の溝（下側係合溝）４４ｂが形成されており、この上側係合溝４３ｂ及び下側係合溝４４ｂにより、後述するように、操作部材２０の上下方向の動作が規定されるように構成されている。
【００３０】
また、操作部材２０には、図１，３，１０に示すように、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、水主通路１５から熱媒である水が、操作部材２０の（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ように構成されている。
さらに、操作部材２０の先端部２０ａの外周部には水主通路シール用のＯリング３１が配設され、また、操作部材２０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】
すなわち、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、開閉操作部２３を操作して、操作部材２０を上側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と水主通路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】
そして、この実施形態１の切替弁付き継手Ａには、図１〜４及び図６に示すように、操作部材２０を、熱源機１の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材３３が配設されており、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材２０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動し、水の体積膨脹による内部圧力の急激な上昇を防止することができるように構成されている。
【００３３】
バネ部材３３は、例えば図６などに示すように、キックバネとして機能するリング状部３３ａが２箇所に形成され、かつ、一対の端部３３ｂが、円筒状の弁収容部１８に形成された係合部１８ａと係合し、リング状部３３ａが、両端部に抜止め用鍔３５ａが形成された支持ピン３５と係合するとともに、バネ部材３３の水平部分３３ｃの一部が、円筒状の弁収容部１８に形成された溝１８ｂにはまり込み、操作部材２０の外周に形成された上側係合溝４３ｂ又は下側係合溝４４ｂと係合するように構成されており、このバネ部材３３により、通常は、操作部材２０が、熱源機１の内部体積が減少する方向に付勢されることになる。
【００３４】
また、操作部材２０が上方位置にある状態（熱源機１と切替弁付き継手Ａの水主通路１５とが遮断された状態）で、操作部材２０を図７(ｄ)の矢印Ｘの方向に回転させたときに、操作部材２０の外周に形成された下側係合溝４４ｂと係合し、また、操作部材２０が引き下げられた状態（熱源機１と切替弁付き継手Ａの水主通路１５とが連通した状態）で、操作部材２０を図(ｅ)の矢印Ｙの方向に回転させたときに、操作部材２０の外周に形成された上側係合溝４３ｂと係合し、操作部材２０が固定される（すなわち、操作部材２０の動作規制が行われる）ように構成されている。
【００３５】
また、この実施形態１の切替弁付き継手Ａは、図９に示すように、弾性金属材料から形成され、自らの弾性により、切替弁付き継手Ａ側のファスナー係合用鍔部４９（図２，図４，図６など）と、熱源機１側のファスナー係合用鍔部４７（図２，図４，図８など）を外周両側から挟み込むことができるように構成された一対のクリップ部５３を備え、かつ、クリップ部５３には、互いに対向・当接した状態の切替弁付き継手Ａ側のファスナー係合用鍔部４９（図２，図４，図６など）と、熱源機１側のファスナー係合用鍔部４７に係合して両者を結合する係合溝（開口部）５４が配設された結合部材（ファスナー）５５を、図２，４，１０などに示すように装着することにより、熱源機１に接続されるように構成されている。なお、図１，３では、結合部材（ファスナー）の図示を省略している。
【００３６】
また、この実施形態１の切替弁付き継手Ａは、図６に示すように、上部の熱源機１の暖房回路継手４５との接続部分に、一対の周り止め用突起４６を備えており、この周り止め用突起４６が、図８に示す、暖房回路継手４５の下端部の外周に設けられたファスナー係合用鍔部４７に、周方向に所定の間隔をおいて配設された周り止め用凹部４８と係合することにより、切替弁付き継手Ａが所定の角度で熱源機１の暖房回路継手４５に接続、固定されるように構成されている。
【００３７】
さらに、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、操作部材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と操作部材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おり、一般的な射出成形法により効率よく製造することができる。
【００３８】
上述のように構成された切替弁付き継手Ａは、操作部材２０がバネ部材３３により、内部体積が減少する方向に付勢されるように構成されており、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、図１０に示すように、操作部材２０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向（図１０では下向きの方向）に移動し、水の体積膨脹による著しい内部圧力の上昇を阻止する。その結果、凍結による器具の破壊を確実に防止することが可能になる。
【００３９】
なお、以下に、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。
( １ )図５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。
( ２ )それから、図１，２に示すように、切替弁付き継手Ａの開閉操作部２３を操作することにより操作部材２０を上方に動作させることにより、熱源機側接続部１２と端末機器側接続部１４の間が遮断され（すなわち、切替弁１７が閉になる）、チャージ口２２と端末機器側接続部１４の間が連通した状態とする。これにより、切替弁付き継手Ａは気密検査モードとなる。
( ３ )次いで、図１，２に示すように、端末機器３側加圧用の流体（例えば水）を供給するための検査用流体供給管（図示せず）を介してチャージ口２２に接続する。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、あるいは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り、加圧用の流体の種類に特に制約はない。
( ４ )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。
( ５ )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。
( ６ )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を取り外し、操作部２３を操作して、図３，４に示すように、操作部材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。
【００４０】
ただし、気密検査の順序や具体的な方法は、上記( １ )〜( ６ )の順序や方法に限定されるものではなく、端末機器３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。
【００４１】
なお、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、操作部材２０の内部の連通路２１の下端部に、逆止弁３０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、水主通路１５から熱媒である水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。
【００４２】
なお、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、操作部材２０が，機密検査モード位置（上位置）にある場合及び通常運転モード位置（下位置）にある場合のいずれの場合にも、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材２０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動して器具の破壊を防止する動作を行うように構成されており、有用性が高い。
また、操作部材２０は、軸心が直線状の筒状部材から形成されており、連通路２１及びチャージ口２２は軸心上に形成されているため、水の凍結時に、操作部材２０をバネ部材２３の付勢力に抗して器具の内部体積が増大する外方向に移動させる際の動作に無理のない適切な構成とすることが容易になり、十分な動作信頼性を確保することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態１では、操作部材２０に連通路２１及びチャージ口２２を形成し、切替弁１７が閉となって熱源機側接続部１２と端末機器側接続部１４とが遮断された位置にあるときに、チャージ口２２から端末機器側接続部１４に向かって、連通路２１と水主通路１５とを連通させることができるように構成した場合について説明したが、操作部材に連通路及びチャージ口を設けないような構成とすることも可能である。なお、その場合、例えば、上記実施形態１でいえば、端末機器側接続部１４をチャージ口として用いるように構成することも可能である。
【００４４】
また、上記実施形態１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３ａ及び温水食器洗浄器用ファンコイル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。
【００４５】
また、上記実施形態１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、本願発明においては、端末機器の種類や配設数などに特別の制約はない。
【００４６】
また、本願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。
【００４７】
なお、本願発明の切替弁付き継手は、さらにその他の点においても上記実施形態１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、操作部材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。
【００４８】
［本願発明が関連する凍結破壊防止栓を備えた器具に関する参考実施形態］
図１１は、本願発明が関連する凍結破壊防止栓を備えた器具（この参考実施形態では給湯装置）の要部を示す図である。
この凍結破壊防止栓７０は、筒状部材からなる栓本体７１と、栓本体７１内に挿入、配設され、上端側部分が水路を開閉するための弁体７２を構成しているとともに、下端側部分が弁体７２を動作させることにより、水通路７３を開閉して、器具６０が外部に対して解放された開状態と、外部に対して閉止された閉状態とを切り替えるための開閉操作部７４となっている操作部材（弁体兼操作部）８０と、通常は、操作部材８０を器具６０の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材３３とを備えており、器具６０の内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材（弁体兼操作部）８０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、器具６０の内部体積が増大する外方向（図１１では下方向）に移動し、水の体積膨脹による内部の圧力の著しい上昇が吸収されるように構成されている。
【００４９】
バネ部材３３の形状や取付構造などは、上記実施形態１の場合と同様であることから、重複を避けるため、ここではその説明を省略する。なお、図１１において、図１，２と同一符号を付した部分は、同一又は相当部分を示している。
【００５０】
この参考実施形態のように、器具（給湯装置）６０に上述のような凍結破壊防止栓７０を取り付けることにより、内部の水が凍結して体積膨脹が生じた場合に、操作部材８０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向（図１１では下向きの方向）に移動し、水の体積膨脹による内部の圧力の著しい上昇が吸収され、結果として、凍結による器具（給湯装置）６０の破壊を確実に防止することが可能になる。
【００５１】
また、この凍結破壊防止栓は、水抜き栓としての機能を併せ持たせるように構成することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の切替弁付き継手のように、切替弁を動作させて水主通路の開閉を行うための操作部材に凍結破壊を防止する機能を持たせて、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材が、バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動するように構成することにより、水が凍結して体積膨脹することによる内部圧力の上昇を吸収して、熱源機及び／又は端末機器の破壊を確実に阻止する可能になる。
【００５３】
すなわち、水の凍結による体積膨張に起因する圧力の上昇が、内部体積の増大により吸収されるため、環境温度が氷点下にまで低下した場合にも、温水暖房回路を構成する熱源機、端末機器、端末機器と熱源機との間の接続状態を切り替える切替弁付き継手やその近傍部などが凍結により破壊することを効率よく防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての信頼性を大幅に向上させることが可能になる。
【００５４】
また、切替弁を操作するための操作部材の内部を、水主通路に通じる連通路とし、かつ、この操作部材に、前記水主通路に通じる連通路とチャージ口を設けるようにしているので、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とともに、操作部材は、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、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。
【００５５】
また、操作部材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ているので、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とともに、水の凍結時に、操作部材をバネ部材の付勢力に抗して器具の内部体積が増大する外方向に移動させる際の動作にも適切に対応することが可能な構成とすることが容易になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００５６】
また、請求項２の切替弁付き継手のように、通常使用状態においては、バネ部材が操作部材と係合することにより、操作部材が所定の位置に保持される（動作規制される）ように構成した場合、誤動作や操作部材の脱落などを確実に防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての凍結破壊に対する信頼性をさらに向上させることができるようになる。
【００５７】
また、請求項３の切替弁付き継手のように、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、水主通路から水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。
【００５８】
また、本願発明によれば、凍結による破壊のおそれがなくなることから、小型化、構造の簡素化を図ることが可能になり、ひいては、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態（実施形態１）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正面断面図である。
【図２】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、気密検査モードにある切替弁付き継手を示す正面図である。
【図３】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、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正面断面図である。
【図４】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、通常運転モードにある切替弁付き継手を示す正面図である。
【図５】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手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。
【図６】 給湯装置に接続していない、本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図、(ｃ)は平面図である。
【図７】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の操作部材を示す図であって、(ａ)は左側面図、(ｂ)は正面断面図、(ｃ)は右側面図、(ｄ)は(ｃ)のｄ−ｄ線断面図、(ｅ)は(ｃ)のｅ−ｅ線断面図である。
【図８】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手が取り付けられる熱源機の暖房回路継手を示す図であり、(ａ)は正面図、(ｂ)は底面図、(ｃ)は正面断面図である。
【図９】 本願発明の一実施形態（実施形態１）において用いた結合部材（ファスナー）を示す図であり、(ａ)は平面図、(ｂ)は正面図である。
【図１０】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の、内部の水が凍結したときの動作状態を示す断面図である。
【図１１】 本願発明関連する参考実施形態にかかる凍結破壊防止栓を備えた器具（給湯装置）の要部を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 切替弁付き継手（戻りヘッダ）
１ 熱源機（給湯装置）
２ 高温側ヘッダ
３ 端末機器
３ａ 浴室乾燥機
３ｂ 温水食器洗浄器用ファンコイル
３ｃ，３ｄ 床暖房パネル
４ 低温側ヘッダ
５ 戻りヘッダ
１２ 熱源機側接続部
１３ 水通流管
１４ 端末機器側接続部
１５ 水主通路
１５ａ 垂直方向主通路
１５ｂ 水平方向主通路
１６ 筒状部材からなる連通部
１６ａ 連通部の垂直部分
１６ｂ 連通部の水平部分
１７ 切替弁
１８ 弁収容部
１８ａ 弁収容部の係合部
１８ｂ 弁収容部の溝
２０ 操作部材
２０ａ 先端部（上端部）
２０ｂ 貫通穴（連通穴）
２１ 連通路
２２ チャージ口
２３ 開閉操作部（つまみ部）
２４ ガイド用スリット
２４ａ 軸方向スリット
２４ｂ 斜め方向スリット
２４ｃ 水平方向スリット
２８ 弁体
２９ 弁座
３０ 逆止弁
３１，３２ Ｏリング
３３ バネ部材
３３ａ リング状部材
３３ｂ バネ部材の一対の端部
３３ｃ バネ部材の水平部分
３５ 支持ピン
３５ａ 支持ピンの両端部の抜止め用鍔
３６ 閉塞栓
４１ カットされた領域
４２ カットされていない領域
４３ａ 上側の段部
４３ｂ 上側係合溝
４４ａ 下側の段部
４４ｂ 下側係合溝
４５ 暖房回路継手
４６ 周り止め用突起
４７ ファスナー係合用鍔部
４８ 周り止め用凹部
４９ 切替弁付き継手側のファスナー係合用鍔部
５３ 一対のクリップ部
５４ 係合溝（開口部）
５５ 結合部材（ファスナー）
６０ 器具
７０ 凍結破壊防止栓
７１ 栓本体
７２ 弁体
７３ 水通路
７４ 開閉操作部
８０ 操作部材（弁体兼操作部）
【発明の属する技術分野】
本願発明は、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ており、かつ、器具内の水が凍結したときの体積膨張により器具が破壊することを防止する凍結破壊防止機構を備えている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、暖房回路を介して複数の端末機器（例えば、各部屋の床暖房用パネル、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】
ところで、上述のように、水を熱媒として利用した暖房システムにおいては、例えば、運転休止中において、暖房回路が配設されている環境温度が氷点下にまで低下すると、暖房回路に設けられたバルブ内の水が凍結して体積膨脹することにより、バルブの内圧が著しく上昇し、場合によっては、バルブ本体などの破壊を招き、暖房システム全体が大きなダメージを受けるという問題点がある。
【０００４】
特に、生産性の向上を目的として、樹脂製のバルブを用いた場合には、暖房回路の凍結によるバルブの破壊が問題となりやすく、信頼性の低下を招くという問題点がある。
【０００５】
そこで、上記問題点を解決するために、暖房回路の凍結を防止すべく、循環液を不凍液としたり、あるいは環境温度が氷点下近くに低下すると作動するヒータを温水暖房回路に組み込んだりする方法が提案、実施されている。
【０００６】
しかし、上記の不凍液を用いる方法の場合、経時的に不凍液成分の濃度が低下するため、長期的に濃度の維持、管理を行うことが必要となり、手間がかかるばかりでなく、濃度の維持、管理が困難で、信頼性が低いという問題点がある。
【０００７】
また、ヒータを組み込む方法の場合、設備コストや運転コストの増大を招くばかりでなく、長期に留守をする場合などにおいて、電源が切られているような場合には、必要なときに作動しないという問題点がある。
また、上述のような、凍結による破壊の問題は、温水暖房回路の場合のみではなく、他の器具の場合にも当てはまるものである。
【０００８】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、設備コストや運転コストの増大を招くことなく、凍結による器具の破壊を確実に抑制防止することが可能な凍結破壊防止機構を備えている切替弁付き継手を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の切替弁付き継手は、
水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された水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水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、
端末機器側の水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水主通路が形成される筒状部材からなる連通部と、
水主通路を開閉して、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水主通路の開閉を行うための開閉操作部を備えた操作部材であって、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、切替弁を開閉して水主通路を連通、遮断する機能を果たす操作部材と、
前記操作部材を、器具の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材と、
を備えており、
前記操作部材は、その内部に水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、チャージ口から端末機器側接続部に向かって、 前記連通路と前記水主通路とを連通させることができるように構成され、かつ、
前記操作部材の軸心が略直線で、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おり、
内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、前記操作部材が、前記バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動し、水が凍結して体積膨脹することによる前記熱源機及び／又は前記端末機器の破壊を阻止するように構成されていること
を特徴としている。
【００１０】
切替弁を動作させて水主通路の開閉を行うための操作部材に凍結破壊を防止する機能を持たせて、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材が、バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動するように構成することにより、水が凍結して体積膨脹することによる内部圧力の上昇を吸収して、熱源機及び／又は端末機器の破壊を確実に阻止する可能になる。
【００１１】
すなわち、水の凍結による体積膨張に起因する圧力の上昇が、内部体積の増大により吸収されるため、環境温度が氷点下にまで低下した場合にも、温水暖房回路を構成する熱源機、端末機器、端末機器と熱源機との間の接続状態を切り替える切替弁付き継手やその近傍部などが凍結により破壊することを効率よく防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての信頼性を大幅に向上させることが可能になる。
【００１２】
また、切替弁を操作するための操作部材の内部を、水主通路に通じる連通路とし、かつ、この操作部材に、前記水主通路に通じる連通路とチャージ口を設けるようにしているので、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とともに、操作部材は、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、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。
【００１３】
また、操作部材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ているので、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とともに、水の凍結時に、操作部材をバネ部材の付勢力に抗して器具の内部体積が増大する外方向に移動させる際の動作にも適切に対応することが可能な構成とすることが容易になる。
【００１４】
また、請求項２の切替弁付き継手は、通常使用状態においては、前記バネ部材が、前記操作部材と係合して、前記操作部材が所定の位置に保持されるように動作規制されていることを特徴としている。
【００１５】
通常使用状態においては、バネ部材が操作部材と係合することにより、操作部材が所定の位置に保持される（動作規制される）ように構成した場合、誤動作や操作部材の脱落などを確実に防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての凍結破壊に対する信頼性をさらに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、水主通路から水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を備え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、水主通路から水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】
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、前記切替弁と前記操作部材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。
【００１９】
本願発明によれば、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、切替弁と操作部材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。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本願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。
【００２１】
［実施形態１］
この実施形態１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（以下、単に「切替弁付き継手」という）を例にとって説明する。
【００２２】
図１はこの実施形態１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正面断面図、図２はその要部を示す正面図、図３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の要部を示す正面断面図であり、図４はその正面である。
また、図５はこの実施形態１の切替弁付き継手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。
さらに、図６は給湯装置に接続していない、この実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図、(ｃ)は平面図、図７は操作部材２０を示す図であって、(ａ)は左側面図、(ｂ)は正面断面図、(ｃ)は右側面図、(ｄ)は(ｃ)のｄ−ｄ線断面図、(ｅ)は(ｃ)のｅ−ｅ線断面図である。
【００２３】
この実施形態１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５に示すように、熱源機（給湯装置）１から、高温（９０℃）の熱媒（水）を高温側ヘッダ２を経由して、端末機器３（この実施形態１では浴室乾燥機３ａ及び温水食器洗浄器用ファンコイル３ｂ）に供給し、低温（６０℃）の熱媒（水）を、低温側ヘッダ４を経由して、端末機器３（この実施形態１では２つの床暖房パネル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（水）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（水）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、このように構成された暖房・給湯システムにおける戻りヘッダ５として、図１〜図４に示すような、この実施形態１の切替弁付き継手Ａが用いられている。
【００２５】
図１〜７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５）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５）で使用された熱媒（水）を熱源機１に戻すための４本の水通流管１３（図５）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とを連通させる水主通路１５が形成される筒状部材からなる連通部１６と、水主通路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（図１）。
【００２６】
なお、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいて、水主通路１５はＬ字状で、例えば、図１及び２に示すように、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（図１）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（上端部）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部材２０（図７参照）が挿入されており、操作部材２０の下端側の外周部には、操作部材２０を操作するための開閉操作部（つまみ部）２３が設けられている。
この操作部材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の下端部内周面に当接して、水主通路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、水主通路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】
なお、図７(ｂ)に示すように、この操作部材２０の内部には、水主通路１５（図１及び２）に通じる連通路２１が形成されており、下端部には、連通路２１に通じるチャージ口２２が設けられている。
また、操作部材２０の先端部２０ａの少し下側には、操作部材２０の内部の連通路２１と水主通路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、操作部材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、図７(ａ)〜(ｅ)に示すように、操作部材２０の外周面の一部が、軸方向視で略Ｄ字状にカットされており、カットされた領域４１（図７(ｃ)）とカットされていない領域４２（図７(ｃ)）の境界には、段部４３ａ，４４ａが形成されているとともに、上側の段部４３ａと隣接するように、水平方向の溝（上側係合溝）４３ｂが形成され、下側の段部４４ａと隣接するように水平方向の溝（下側係合溝）４４ｂが形成されており、この上側係合溝４３ｂ及び下側係合溝４４ｂにより、後述するように、操作部材２０の上下方向の動作が規定されるように構成されている。
【００３０】
また、操作部材２０には、図１，３，１０に示すように、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、水主通路１５から熱媒である水が、操作部材２０の（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ように構成されている。
さらに、操作部材２０の先端部２０ａの外周部には水主通路シール用のＯリング３１が配設され、また、操作部材２０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】
すなわち、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、開閉操作部２３を操作して、操作部材２０を上側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と水主通路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】
そして、この実施形態１の切替弁付き継手Ａには、図１〜４及び図６に示すように、操作部材２０を、熱源機１の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材３３が配設されており、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材２０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動し、水の体積膨脹による内部圧力の急激な上昇を防止することができるように構成されている。
【００３３】
バネ部材３３は、例えば図６などに示すように、キックバネとして機能するリング状部３３ａが２箇所に形成され、かつ、一対の端部３３ｂが、円筒状の弁収容部１８に形成された係合部１８ａと係合し、リング状部３３ａが、両端部に抜止め用鍔３５ａが形成された支持ピン３５と係合するとともに、バネ部材３３の水平部分３３ｃの一部が、円筒状の弁収容部１８に形成された溝１８ｂにはまり込み、操作部材２０の外周に形成された上側係合溝４３ｂ又は下側係合溝４４ｂと係合するように構成されており、このバネ部材３３により、通常は、操作部材２０が、熱源機１の内部体積が減少する方向に付勢されることになる。
【００３４】
また、操作部材２０が上方位置にある状態（熱源機１と切替弁付き継手Ａの水主通路１５とが遮断された状態）で、操作部材２０を図７(ｄ)の矢印Ｘの方向に回転させたときに、操作部材２０の外周に形成された下側係合溝４４ｂと係合し、また、操作部材２０が引き下げられた状態（熱源機１と切替弁付き継手Ａの水主通路１５とが連通した状態）で、操作部材２０を図(ｅ)の矢印Ｙの方向に回転させたときに、操作部材２０の外周に形成された上側係合溝４３ｂと係合し、操作部材２０が固定される（すなわち、操作部材２０の動作規制が行われる）ように構成されている。
【００３５】
また、この実施形態１の切替弁付き継手Ａは、図９に示すように、弾性金属材料から形成され、自らの弾性により、切替弁付き継手Ａ側のファスナー係合用鍔部４９（図２，図４，図６など）と、熱源機１側のファスナー係合用鍔部４７（図２，図４，図８など）を外周両側から挟み込むことができるように構成された一対のクリップ部５３を備え、かつ、クリップ部５３には、互いに対向・当接した状態の切替弁付き継手Ａ側のファスナー係合用鍔部４９（図２，図４，図６など）と、熱源機１側のファスナー係合用鍔部４７に係合して両者を結合する係合溝（開口部）５４が配設された結合部材（ファスナー）５５を、図２，４，１０などに示すように装着することにより、熱源機１に接続されるように構成されている。なお、図１，３では、結合部材（ファスナー）の図示を省略している。
【００３６】
また、この実施形態１の切替弁付き継手Ａは、図６に示すように、上部の熱源機１の暖房回路継手４５との接続部分に、一対の周り止め用突起４６を備えており、この周り止め用突起４６が、図８に示す、暖房回路継手４５の下端部の外周に設けられたファスナー係合用鍔部４７に、周方向に所定の間隔をおいて配設された周り止め用凹部４８と係合することにより、切替弁付き継手Ａが所定の角度で熱源機１の暖房回路継手４５に接続、固定されるように構成されている。
【００３７】
さらに、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、操作部材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と操作部材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おり、一般的な射出成形法により効率よく製造することができる。
【００３８】
上述のように構成された切替弁付き継手Ａは、操作部材２０がバネ部材３３により、内部体積が減少する方向に付勢されるように構成されており、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、図１０に示すように、操作部材２０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向（図１０では下向きの方向）に移動し、水の体積膨脹による著しい内部圧力の上昇を阻止する。その結果、凍結による器具の破壊を確実に防止することが可能になる。
【００３９】
なお、以下に、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。
( １ )図５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。
( ２ )それから、図１，２に示すように、切替弁付き継手Ａの開閉操作部２３を操作することにより操作部材２０を上方に動作させることにより、熱源機側接続部１２と端末機器側接続部１４の間が遮断され（すなわち、切替弁１７が閉になる）、チャージ口２２と端末機器側接続部１４の間が連通した状態とする。これにより、切替弁付き継手Ａは気密検査モードとなる。
( ３ )次いで、図１，２に示すように、端末機器３側加圧用の流体（例えば水）を供給するための検査用流体供給管（図示せず）を介してチャージ口２２に接続する。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、あるいは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り、加圧用の流体の種類に特に制約はない。
( ４ )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。
( ５ )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。
( ６ )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を取り外し、操作部２３を操作して、図３，４に示すように、操作部材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。
【００４０】
ただし、気密検査の順序や具体的な方法は、上記( １ )〜( ６ )の順序や方法に限定されるものではなく、端末機器３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。
【００４１】
なお、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、操作部材２０の内部の連通路２１の下端部に、逆止弁３０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、水主通路１５から熱媒である水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。
【００４２】
なお、この実施形態１の切替弁付き継手Ａにおいては、操作部材２０が，機密検査モード位置（上位置）にある場合及び通常運転モード位置（下位置）にある場合のいずれの場合にも、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材２０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動して器具の破壊を防止する動作を行うように構成されており、有用性が高い。
また、操作部材２０は、軸心が直線状の筒状部材から形成されており、連通路２１及びチャージ口２２は軸心上に形成されているため、水の凍結時に、操作部材２０をバネ部材２３の付勢力に抗して器具の内部体積が増大する外方向に移動させる際の動作に無理のない適切な構成とすることが容易になり、十分な動作信頼性を確保することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態１では、操作部材２０に連通路２１及びチャージ口２２を形成し、切替弁１７が閉となって熱源機側接続部１２と端末機器側接続部１４とが遮断された位置にあるときに、チャージ口２２から端末機器側接続部１４に向かって、連通路２１と水主通路１５とを連通させることができるように構成した場合について説明したが、操作部材に連通路及びチャージ口を設けないような構成とすることも可能である。なお、その場合、例えば、上記実施形態１でいえば、端末機器側接続部１４をチャージ口として用いるように構成することも可能である。
【００４４】
また、上記実施形態１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３ａ及び温水食器洗浄器用ファンコイル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。
【００４５】
また、上記実施形態１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、本願発明においては、端末機器の種類や配設数などに特別の制約はない。
【００４６】
また、本願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。
【００４７】
なお、本願発明の切替弁付き継手は、さらにその他の点においても上記実施形態１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、操作部材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。
【００４８】
［本願発明が関連する凍結破壊防止栓を備えた器具に関する参考実施形態］
図１１は、本願発明が関連する凍結破壊防止栓を備えた器具（この参考実施形態では給湯装置）の要部を示す図である。
この凍結破壊防止栓７０は、筒状部材からなる栓本体７１と、栓本体７１内に挿入、配設され、上端側部分が水路を開閉するための弁体７２を構成しているとともに、下端側部分が弁体７２を動作させることにより、水通路７３を開閉して、器具６０が外部に対して解放された開状態と、外部に対して閉止された閉状態とを切り替えるための開閉操作部７４となっている操作部材（弁体兼操作部）８０と、通常は、操作部材８０を器具６０の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材３３とを備えており、器具６０の内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材（弁体兼操作部）８０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、器具６０の内部体積が増大する外方向（図１１では下方向）に移動し、水の体積膨脹による内部の圧力の著しい上昇が吸収されるように構成されている。
【００４９】
バネ部材３３の形状や取付構造などは、上記実施形態１の場合と同様であることから、重複を避けるため、ここではその説明を省略する。なお、図１１において、図１，２と同一符号を付した部分は、同一又は相当部分を示している。
【００５０】
この参考実施形態のように、器具（給湯装置）６０に上述のような凍結破壊防止栓７０を取り付けることにより、内部の水が凍結して体積膨脹が生じた場合に、操作部材８０が、バネ部材３３の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向（図１１では下向きの方向）に移動し、水の体積膨脹による内部の圧力の著しい上昇が吸収され、結果として、凍結による器具（給湯装置）６０の破壊を確実に防止することが可能になる。
【００５１】
また、この凍結破壊防止栓は、水抜き栓としての機能を併せ持たせるように構成することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の切替弁付き継手のように、切替弁を動作させて水主通路の開閉を行うための操作部材に凍結破壊を防止する機能を持たせて、内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、操作部材が、バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動するように構成することにより、水が凍結して体積膨脹することによる内部圧力の上昇を吸収して、熱源機及び／又は端末機器の破壊を確実に阻止する可能になる。
【００５３】
すなわち、水の凍結による体積膨張に起因する圧力の上昇が、内部体積の増大により吸収されるため、環境温度が氷点下にまで低下した場合にも、温水暖房回路を構成する熱源機、端末機器、端末機器と熱源機との間の接続状態を切り替える切替弁付き継手やその近傍部などが凍結により破壊することを効率よく防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての信頼性を大幅に向上させることが可能になる。
【００５４】
また、切替弁を操作するための操作部材の内部を、水主通路に通じる連通路とし、かつ、この操作部材に、前記水主通路に通じる連通路とチャージ口を設けるようにしているので、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とともに、操作部材は、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、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。
【００５５】
また、操作部材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ているので、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とともに、水の凍結時に、操作部材をバネ部材の付勢力に抗して器具の内部体積が増大する外方向に移動させる際の動作にも適切に対応することが可能な構成とすることが容易になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００５６】
また、請求項２の切替弁付き継手のように、通常使用状態においては、バネ部材が操作部材と係合することにより、操作部材が所定の位置に保持される（動作規制される）ように構成した場合、誤動作や操作部材の脱落などを確実に防止することが可能になり、温水暖房システム全体としての凍結破壊に対する信頼性をさらに向上させることができるようになる。
【００５７】
また、請求項３の切替弁付き継手のように、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、水主通路から水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。
【００５８】
また、本願発明によれば、凍結による破壊のおそれがなくなることから、小型化、構造の簡素化を図ることが可能になり、ひいては、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態（実施形態１）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正面断面図である。
【図２】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、気密検査モードにある切替弁付き継手を示す正面図である。
【図３】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、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正面断面図である。
【図４】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、通常運転モードにある切替弁付き継手を示す正面図である。
【図５】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手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。
【図６】 給湯装置に接続していない、本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の要部を示す図であって、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図、(ｃ)は平面図である。
【図７】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の操作部材を示す図であって、(ａ)は左側面図、(ｂ)は正面断面図、(ｃ)は右側面図、(ｄ)は(ｃ)のｄ−ｄ線断面図、(ｅ)は(ｃ)のｅ−ｅ線断面図である。
【図８】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手が取り付けられる熱源機の暖房回路継手を示す図であり、(ａ)は正面図、(ｂ)は底面図、(ｃ)は正面断面図である。
【図９】 本願発明の一実施形態（実施形態１）において用いた結合部材（ファスナー）を示す図であり、(ａ)は平面図、(ｂ)は正面図である。
【図１０】 本願発明の実施形態１の切替弁付き継手の、内部の水が凍結したときの動作状態を示す断面図である。
【図１１】 本願発明関連する参考実施形態にかかる凍結破壊防止栓を備えた器具（給湯装置）の要部を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 切替弁付き継手（戻りヘッダ）
１ 熱源機（給湯装置）
２ 高温側ヘッダ
３ 端末機器
３ａ 浴室乾燥機
３ｂ 温水食器洗浄器用ファンコイル
３ｃ，３ｄ 床暖房パネル
４ 低温側ヘッダ
５ 戻りヘッダ
１２ 熱源機側接続部
１３ 水通流管
１４ 端末機器側接続部
１５ 水主通路
１５ａ 垂直方向主通路
１５ｂ 水平方向主通路
１６ 筒状部材からなる連通部
１６ａ 連通部の垂直部分
１６ｂ 連通部の水平部分
１７ 切替弁
１８ 弁収容部
１８ａ 弁収容部の係合部
１８ｂ 弁収容部の溝
２０ 操作部材
２０ａ 先端部（上端部）
２０ｂ 貫通穴（連通穴）
２１ 連通路
２２ チャージ口
２３ 開閉操作部（つまみ部）
２４ ガイド用スリット
２４ａ 軸方向スリット
２４ｂ 斜め方向スリット
２４ｃ 水平方向スリット
２８ 弁体
２９ 弁座
３０ 逆止弁
３１，３２ Ｏリング
３３ バネ部材
３３ａ リング状部材
３３ｂ バネ部材の一対の端部
３３ｃ バネ部材の水平部分
３５ 支持ピン
３５ａ 支持ピンの両端部の抜止め用鍔
３６ 閉塞栓
４１ カットされた領域
４２ カットされていない領域
４３ａ 上側の段部
４３ｂ 上側係合溝
４４ａ 下側の段部
４４ｂ 下側係合溝
４５ 暖房回路継手
４６ 周り止め用突起
４７ ファスナー係合用鍔部
４８ 周り止め用凹部
４９ 切替弁付き継手側のファスナー係合用鍔部
５３ 一対のクリップ部
５４ 係合溝（開口部）
５５ 結合部材（ファスナー）
６０ 器具
７０ 凍結破壊防止栓
７１ 栓本体
７２ 弁体
７３ 水通路
７４ 開閉操作部
８０ 操作部材（弁体兼操作部）
Claims (4)
- 水を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された水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水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、
端末機器側の水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水主通路が形成される筒状部材からなる連通部と、
水主通路を開閉して、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水主通路の開閉を行うための開閉操作部を備えた操作部材であって、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、切替弁を開閉して水主通路を連通、遮断する機能を果たす操作部材と、
前記操作部材を、器具の内部体積が減少する方向に付勢するバネ部材と、
を備えており、
前記操作部材は、その内部に水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、チャージ口から端末機器側接続部に向かって、前記連通路と前記水主通路とを連通させることができるように構成され、かつ、
前記操作部材の軸心が略直線で、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おり、
内部の水が凍結して体積膨脹が生じたときには、前記操作部材が、前記バネ部材の付勢力に抗して、内部体積が増大する外方向に移動し、水が凍結して体積膨脹することによる前記熱源機及び／又は前記端末機器の破壊を阻止するように構成されていること
を特徴とする切替弁付き継手。 - 通常使用状態においては、前記バネ部材が、前記操作部材と係合して、前記操作部材が所定の位置に保持されるように動作規制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。
- 水主通路から水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を備え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。
- 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、前記切替弁と前記操作部材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。
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