JP6687609B2 - 交換ユニット取り付けマニホールド - Google Patents

Description

本願発明は、例えば、内部にフィルタ等が内蔵され、既設管路の一部として、脱着して交換が可能に取り付けられることで管路を形成可能な交換ユニットを保持するマニホールドに関する。

流体の濾過を目的とした管路では、その管路の一部に、フィルタが内蔵され、脱着して交換が可能な交換ユニットを配置される。たとえば、所定量の濾過が終了した際などに、古い交換ユニットは取り外されて新しい交換ユニットに交換される。このような管路は、上流側の管路の端部と下流側の管路の端部との間に、管路の一部を欠いている。交換ユニットは、この上流側の管路の端部と下流側の管路の端部との間に、脱着可能に取り付けることが可能な構造を有している。交換ユニットには、内部に流路が形成され、その流路の両端に流路入口と流路出口を有している。流路には、フィルタ等が配置される。一般に、上流側の管路の端部と下流側の管路の端部は、マニホールドの一部として構成されていて、交換ユニットがマニホールドに取り付けられると、交換ユニットの流路入口が上流側管路の端部と接合し、流路出口が下流側管路の端部と接合する。これで、一部を欠いている管路に交換ユニットの流路が結合され、流れ回路の管路が完成する。

特開平３−１２３６８９号公報

特許文献１には、流し台で使用される浄水器カートリッジが開示されている。ここでは、スライド可能なスリーブ管を具備するマニホールドと、浄水器カートリッジが開示され、マニホールド側において、上流側の管路の端部と下流側の管路の端部との間の距離は、変動しない。特許文献１に開示される浄水器カートリッジでは、浄水器カートリッジの流路の一端がマニホールドの管路の一端に螺嵌され、マニホールドの管路の他端に、マニホールドのスリーブ管が延出して結合する浄水器カートリッジが開示されている。しかし、螺嵌による結合は作業者にとっては煩雑であるとともに、圧力が高い流体に対しては、単にスライド可能なスリーブ管がマニホールドの管路の他端に対して延出して結合する形式は、採用できない。また、濾過対象が固化しやすい工業用の濾過装置には、可動部をマニホールドに配置すると、可動部が固着し、交換ユニットの取り外しが困難になる欠点がある。そこで、交換ユニットを容易に取り外すことができるマニホールドが求められる。

第一流路端部と、第二流路端部とを有し、内部に流路が形成された交換ユニットが脱着可能に取り付けられ、前記交換ユニットが取り付けられた際に流れ回路が形成されるマニホールドであって、そのマニホールドは、前記第一流路端部が接合可能な第一管路端部と、前記第一管路端部に近づく方向と、前記第一管路端部から離れる方向とに可動であって、前記第二流路端部が接続可能な可動接続部を有する第二管路端部と、前記第一管路端部と前記第二管路端部との間に配置されるストッパであって、そのストッパと前記第一管路端部との間に前記交換ユニットが位置するようになっている前記ストッパとを備え、前記第一流路端部が前記第一管路端部に接続され、前記可動接続部が前記第一管路端部に近づく方向に移動して、前記可動接続部が前記第二流路端部と接続されて前記交換ユニットが前記マニホールドに取り付け可能であって、前記可動接続部が前記第一管路端部から遠ざかる方向に移動すると、前記ストッパが前記交換ユニットの移動を規制して、前記可動接続部と前記第二流路端部との接続を解除するマニホールドにより解決する。

このマニホールドにより、交換ユニットを容易に取り外すことができる。

本発明が適用される交換ユニットと流れ回路の一部であるマニホールドを示している。 交換ユニットをマニホールドに取り付けた際の状態を示している。 交換ユニットをマニホールドから取り外す途中の過程の状態を示している。 交換ユニットがマニホールドから取り外すことが可能となった状態を示している。

図１から図４を参照して、本願発明について説明する。図１は、流れ回路の一部である本発明のマニホールド１と、取り付け前の交換ユニット３とを示している。図２は、交換ユニット３を取り付けた状態のマニホールド１を示している。図３は、交換ユニット３を取り外す途中の過程の状態のマニホールド１と交換ユニット３とを示している。図４は、交換ユニット３を取り外すことが可能となった状態のマニホールド１と交換ユニット３とを示している。マニホールド１は、第一管路端部１１と、第二管路端部１２とを備えている。第一管路端部１１と第二管路端部１２とは、互いに向かい合って配置され、それぞれはたとえばブロック状の部材とすることができる。

第一管路端部１１は、第一管路端部１１から第二管路端部１２に向かう方向に延在するように穿設された窪み部１１ｂを有している。窪み部１１ｂは、代表的には円筒形であるが、必ずしも形状は円筒形には限られない。第二管路端部１２は、可動接続部１３を有している。可動接続部１３は、第二管路端部１２に対して、第一管路端部１１の方向に可動である。たとえば、図１に示すように、第二管路端部１２は螺刻を有し、可動接続部１３は、第二管路端部１２に螺嵌されている。可動接続部１３は、回転しながら、第一管路端部１１の方向に近づくように、または離れるように、移動可能となっている。さらには、可動接続部１３に第一管路端部１１から第二管路端部１２に向かう方向に延在するレールを配置し、歯車などにより、可動接続部１３を、第一管路端部１１が第二管路端部１２に向かう方向に近づけ、または第一管路端部１１が第二管路端部１２から離れるように、移動させることもできる。その際に可動接続部１３は手動により移動させる構造にすることもでき、またはモータなどの電気的な駆動力およびエアシリンダなどの機械的駆動力によることもできる。

たとえば、第一管路端部１１には流体源（不図示）に接続されている管路１１ａが接続されて流れ回路の上流側を形成し、一方、第二管路端部１２の可動接続部１３には流体の排出先（不図示）に接続されている管路１３ａが接続されて流れ回路の下流側を形成するようにできる。ただし、マニホールド１における上流および下流の関係は、一例であり、逆に設定できる。以下、本明細書では、一例として、第一管路端部１１側を上流側と、第二管路端部１２を下流側として説明する。

交換ユニット３は、第一流路端部３１と、第二流路端部３２と、本体部３３とを備えている。本体部３３は、内部が中空であって、その中空部にはたとえばフィルタ等３４が配置され、フィルタ等３４とは、フィルタ部材、イオン交換樹脂、ゼオライトまたは珪藻土などの吸着剤、またはその吸着剤とフィルタ部材の組み合せた部材などである。交換ユニット３の内部には第一流路端部３１からフィルタ３４を通って第二流路端部３２へと至る流路が形成されている。第一流路端部３１は、たとえば第一の幅を有している。第一流路端部３１と第二流路端部３２は、代表的には、円筒形状とすることができる。本体部３３は、第二流路端部３２よりも大きな幅を有している。好ましくは、この幅を直径とする円筒形状とする。第一流路端部３１は、マニホールド１に取り付けられる際には、マニホールド１の第一管路端部１１に配置される窪み部１１ｂ内に挿入されるようになっている。第一流路端部３１の先端側の外側には、第一流路端部３１の外表面と窪み部１１ｂの内表面との間を密閉するОリングなどのシール材３１ａが配置されている。

交換ユニット３の第二流路端部３２には、第二流路端部３２よりも大きな径を有するフランジ３２ａを取り付けるとよい。フランジ３２ａには、Оリングなどのシール材３２ｂを配置することができる。交換ユニット３の第二流路端部３２は、マニホールド１の可動接続部１３に接続されるようになっていて、マニホールド１の可動接続部１３は、接続受容面１３ｂを有している。交換ユニット３の第二流路端部３２と、マニホールド１の可動接続部１３とが接続するときは、フランジ３２ａがマニホールド１の可動接続部１３の接続受容面１３ｂに当接する。フランジ３２ａにはОリングなどのシール材３２ｂが配置されていて、フランジ３２ａとマニホールド１の可動接続部１３の接続受容面１３ｂとの間を密閉可能となっている。接続受容面１３ｂは、たとえば、フランジ３２ａのフランジ面とフランジの側面との両方を内包する円筒形状とする。フランジ３２ａのシール材３２ｂをフランジの側面に配置すると、フランジ３２ａの側面のシール材３２ｂと円筒形状の接続受容面１３ｂの側面との間で密着し、その摩擦力により重力に抗して、可動接続部１３とフランジとを脱着可能に結合することができる。また、フランジ３２ａは必ずしも必須ではなく、たとえば、第二流路端部３２は太さが変わらない管とすることもできる。この場合にも、第二流路端部３２の側面にシール材３２ｂを配置し、接続受容面１３ｂは、その径とほぼ同じ径の円筒形状とすればよい。そして、接続受容面１３ｂの内面が、第二流路端部３２の側面にシール材３２ｂを押圧できる限り、接続受容面１３ｂの内面と第二流路端部３２の側面との間の摩擦力で、接続受容面１３ｂと第二流路端部３２とが脱着可能に結合できる。シール材３２ｂは、第二流路端部３２またはフランジ３２ａではなく、接続受容面１３ｂ側に配置することもできる。また、第一流路端部３１と第二流路端部３２とは、第一流路端部３１が先に窪み部１１ｂから抜けるように設定することが好ましい。すなわち、第一流路端部３１が窪み部１１ｂから抜けた状態では、第二流路端部３２と可動接続部１３とが依然として接続しているように、第一流路端部３１と窪み部１１ｂとの間の摩擦力と、第二流路端部３２と可動接続部１３との間の摩擦力とを設定すると良い。

マニホールド１は、ストッパ４を有している。ストッパ４は、マニホールド１の第一管路端部１１と第二管路端部１２との間に延在するように配置されている。ストッパ４は、交換ユニット３の本体部３３がストッパ４に対して可動接続部１３と反対側に配置されるように、交換ユニット３が取り付けられる側を画定している。ストッパ４は、マニホールド１の第一管路端部１１の側と、マニホールド１の第二管路端部１２の側とを貫通するような通過部４ａを有している。通過部４ａは、たとえば貫通孔でもよいし、一方の側部に開口を有する切欠き形状とすることもできる。交換ユニット３の第二管路端部１２が通過部４ａに位置するようにストッパ４を配置することができる形状であればよい。交換ユニット３の第一流路端部３１が、マニホールド１の第一管路端部１１の窪み部１１ｂの中に挿入されて設置された状態において、ストッパ４は、交換ユニット３の第二流路端部３２が通過部４ａを貫通することで、交換ユニット３の第二流路端部３２の箇所が、通過部４ａに位置するようになっている。通過部４ａは、第二流路端部３２を保持する必要はないが、保持するように設定してもよい。この状態で、ストッパ４は、交換ユニット３の本体部３３と、第二流路端部３２のフランジ３２ａとの間に位置する。

交換ユニット３の第一流路端部３１が、マニホールド１の第一管路端部１１の窪み部１１ｂの中に挿入されて設置された状態では、ストッパ４と本体部３３との間に、一定の距離ｈが確保されるようにすることができる。ストッパ４と本体部３３とが接触する状態（ｈ＝０）として、ストッパ４を固定するようにしてもよい。ここで、距離ｈとは、交換ユニット３の第一流路端部３１が窪み部１１ｂ内の予定された位置に挿入された状態から、交換ユニット３がストッパ４により移動が規制された状態までの距離である。また、窪み部１１ｂの深さｄとは、交換ユニット３の第一流路端部３１が窪み部１１ｂ内の予定された位置に挿入された状態から交換ユニット３の第一流路端部３１の先端が窪み部１１ｂの開口部まで上昇して交換ユニット３をマニホールド１から取り出せる状態になるまでの距離として定義する。距離ｈと窪み部１１ｂの深さｄとの関係において、ｈ＞ｄの関係となるように設定する。この関係となるように設定すれば、交換ユニット３の本体部３３が第二流路端部３２よりも大きな幅を有しているので、交換ユニット３はストッパ４の肩部４ｂに接触すると、交換ユニット３の移動は規制される。そして、交換ユニット３がストッパ４により移動が規制された状態まで移動したときには、常に交換ユニット３の第一流路端部３１の先端は窪み部１１ｂの外に出ており、交換ユニット３が簡単に取り出せるようになっている。

続いて、図１と図２を参照して、交換ユニット３をマニホールド１に取り付ける過程について説明する。作業者は、交換ユニット３を、交換ユニット３の第一流路端部３１がマニホールド１の第一管路端部１１の方向を向き、交換ユニット３の第二流路端部３２がマニホールド１の第二管路端部１２の方向を向くように、マニホールド１付近に配置する。そして、交換ユニット３の第一流路端部３１をマニホールド１の第一管路端部１１の窪み部１１ｂの中に挿入し、交換ユニット３の第二流路端部３２がストッパ４の通過部４ａの箇所に位置するように設置する（図１）。続いて、マニホールド１の可動接続部１３を交換ユニット３に近づける方向（本実施例の場合には下降方向）に移動させて、交換ユニット３の第二流路端部３２のフランジ３２ａに当接させ、可動接続部１３で第二流路端部３２のフランジ３２ａを押圧し密着させる。この状態では、交換ユニット３の内部の流路が接合されることにより、流れ回路の一部である流路の欠落部を補って流れ回路が完成する。

次に、図３と図４を参照して、交換ユニット３をマニホールド１から取り外す過程について説明する。マニホールド１の可動接続部１３をマニホールド１の第一管路端部１１から離す方向（本実施例の場合には、上昇方向）に移動させる。フランジ３２ａと接続受容部１３ｂとが結合しているので、交換ユニット３は、可動接続部１３とともに第一管路端部１１から離れる方向に移動し、交換ユニット３の第一流路端部３１が窪み部１１ｂから外側に出る。可動接続部１３をさらに移動させると、交換ユニット３の本体部３３が、ストッパ４に当接し、第一管路端部１１から離れる方向への交換ユニット３の移動が規制される。ここから、可動接続部１３をさらに移動させると、交換ユニット３と可動接続部１３との接続が解放され、交換ユニット３を取り外すことができる。

本実施の形態では、マニホールド１の第一管路端部１１が窪み部１１ｂを有している例で説明したが、マニホールド１の第一管路端部１１が突起であって、交換ユニット３の第一流路端部３１が窪み形状であってもよい。マニホールド１の第一管路端部１１と交換ユニット３の第一流路端部３１とが接続できればよい。この場合、突起の高さが、前記窪み部１１ｂの深さｄに対応し、前記ｈ＞ｄの関係とすれば、同様の効果を奏する。

本実施の形態では、効率的な一の作業過程で交換ユニット３をマニホールド１から取り外せる形態としてｈ＞ｄの関係で説明したが、作業過程が多くなるものの、ストッパ４をマニホールド１から退避するように可動な形態とすれば、ｈ＜ｄ（ｈ＝０を含む）としてもよい。この場合、マニホールド１の可動接続部１３をマニホールド１の第一管路端部１１から離す方向（本実施例の場合には、上昇方向）に移動させると、可動接続部１３と交換ユニット３の第二流路端部３２との接続が先に解除され、その後ストッパ４を退避させた後に、交換ユニット３の第一流路端部３１とマニホールド１の第一管路端部１１との接続を解除するように設定することもできる。

１ マニホールド
３ 交換ユニット
４ ストッパ
１１ 第一管路端部
１２ 第二管路端部
３１ 第一流路端部
３２ 第二流路端部
３３ 本体部
３４ フィルタ

Claims (4)

1. 第一流路端部と、第二流路端部と、前記第一流路端部および前記第二流路端部との間に配置される本体部と、を有し内部に流路が形成された交換ユニットと、その交換ユニットが脱着可能に取り付けられ、前記交換ユニットが取り付けられた際に流れ回路が形成されるマニホールドとを備えるマニホールドシステムであって、そのマニホールドシステムは、
   前記第一流路端部が挿入可能な窪み部を有し、その窪み部に前記第一流路端部を受容して前記第一流路端部と接合可能な第一管路端部と、
   前記第一管路端部に近づく方向と、前記第一管路端部から離れる方向とに可動であって、前記第二流路端部が接続可能な可動接続部を有する第二管路端部と、
   前記第一管路端部と前記第二管路端部との間に配置されるストッパであって、そのストッパと前記第一管路端部との間に前記交換ユニットが位置するようになっている前記ストッパとを備え、
   前記第一流路端部が前記第一管路端部に接続され、前記可動接続部が前記第一管路端部に近づく方向に移動して、前記可動接続部が前記第二流路端部と接続されて前記交換ユニットが前記マニホールドに取り付け可能であって、
   前記可動接続部が前記第二流路端部と接続されている状態で前記可動接続部が前記第一管路端部から遠ざかる方向に移動すると、前記ストッパが前記交換ユニットの移動の規制を行って前記可動接続部と前記第二流路端部との接続を解除するようになっていて、
   前記窪み部の深さは、前記交換ユニットが前記ストッパにより前記交換ユニットの移動の規制を行う状態において前記交換ユニットの前記第一流路端部の先端が前記窪み部の外に出た状態となる深さであるマニホールドシステム。
2. 請求項１に記載のマニホールドシステムであって、
   前記交換ユニットの前記第一流路端部が前記窪み部内の予定された位置に挿入された状態から前記交換ユニットの移動の前記規制がされた状態にあるときの位置までの距離は、前記交換ユニットの前記第一流路端部が前記窪み部内の予定された位置に挿入された状態から前記交換ユニットの前記第一流路端部の先端が前記窪み部の開口部まで上昇して前記交換ユニットを前記マニホールドから取り出せる状態になるまでの距離よりも大きいマニホールドシステム。
3. 請求項１または２に記載のマニホールドシステムであって、
   前記ストッパによる前記交換ユニットの前記移動の規制がされた状態では、前記第一流路端部と前記第一管路端部との接続が解除されているマニホールドシステム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のマニホールドシステムであって、
   前記可動接続部と前記第二流路端部とのいずれか一方にはシール材が配置され、そのシール材がその他方の内面との間で密着することで、前記可動接続部と前記第二流路端部とが接続されるマニホールドシステム。

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