JP7357352B2 - フィルタ内蔵継手 - Google Patents

Description

この発明は、水素等の高圧流体が流れる流路内に配置され不純物を除去するフィルタを内蔵する継手に関する。

高圧水素ガスは、燃料電池車等用に利用が拡大されつつある。例えば、水素ステーション等で燃料電池用の高圧水素ガスを供給する場合には、ガス中に不純物が混入していると燃料電池に悪影響を及ぼすおそれがあるため、水素ガス内の不純物は除去されなければならない。水素ガス配管流路には、不純物を除去するためのフィルタ装置の設置が必要となる。

水素ガスから不純物を除去する装置としては、特許文献１に記載の配管途中にフィルタを内蔵する継手が開示されている。特許文献１に開示の継手を図９に示す。

図９の継手においては、ボデー１１０は配管と接続する管接続部１２０を有し、キャップ１１１は、配管と接続する管接続部１３０を有する、配管途中に配置される継手となっている。ボデー１１０の内部には、円筒空間部１２２が形成され、円筒空間部１２２の内部に有底部１４０を備えるフィルタエレメント１１３が配置され、フィルタエレメント１１３は、シール機構１１５を介してホルダ１４３と接続せられ、ホルダ１４３には貫通孔があけられ、管接続部１２０と連通している。

キャップ１１１には、配管と連通する流路１２８が形成され、キャップ１１１とボデー１１０とは螺合しており、キャップ１１１をねじ込んでいくと、キャップ１１１の右側に備えられたスプリング１１４を圧縮し、その圧縮力によってフィルタエレメント１１３が右方向に押圧され、ホルダ１４３とボデー１１０間のOリングが圧縮されて封止されるようになっている。

図９に示すフィルタ内蔵継手では、２つの課題を有している。第１の課題は、フィルタエレメント１１３は定期的に交換しなければならないが、フィルタエレメント１１３を交換するためには、継手を配管から取り外さなければならず、定期的メンテナンスに手間がかかるという課題である。

第２の課題は、キャップ１１１をねじ込んでいく際に、キャップ１１１の回転に伴ってスプリング１１１も回転するため、有底部１４０にねじりトルクが加わり、フィルタエレメント１１３がねじれてしまい、フィルタエレメント１１３が損傷するおそれがあるという課題である。

この発明の目的は、フィルタ内蔵継手において、配管から継手を外さなくともフィルタの交換が可能であり、フィルタの取付け、取り外しにおいてフィルタに損傷を与えるようなトルクがかからないフィルタ内蔵継手を提供することである。

本発明（１）は、配管と繋がる第１流出入口部及び第２流出入口部を備える継手本体であって、前記第１流出入口部及び第２流出入口部と連通する連通空間を内部に備える継手本体と、前記連通空間内に配置され、前記継手本体を流れる流体を清浄化するフィルタエレメントであって、有底筒状のフィルタ本体と、当該フィルタ本体の開口部と前記第１流出入口部または第２流出入口部と連通する貫通孔があき、前記フィルタ本体の開口部に一端が気密的に固定されて、前記継手本体の内周に他端がねじ合わされて気密的に接合される筒状の基端部とを備えるフィルタエレメントと、を有するフィルタ内蔵継手であって、前記基端部には、前記フィルタ本体の径よりも大きな径のフランジ部が備えられ、当該フランジ部には、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをするための工具と係合する工具係合部が備えられており、前記継手本体には、さらに、前記連通空間と連通し、前記フィルタエレメントを出し入れするための保守用開口部が備えられ、当該保守用開口部は、保守時に取り外されるキャップで非保守時には密封されており、保守時に、前記保守用開口部から工具を挿入し前記工具係合部と工具を係合させ、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをすることができるように、前記保守用開口部は、所定の開口径を有し、かつ、前記継手本体の所定の位置に配置されているフィルタ内蔵継手である。

本発明（１）のフィルタ内蔵継手では、配管と繋がる２つの流出入口部（第１流出入口部と第２流出入口部）とは別に保守用開口部が設けられていることが特徴である。２つの流出入口部の内の１つの流出入口部にフィルタエレメントが取り付けられ、フィルタエレメントは、有底筒状のフィルタ本体と基端部から構成され、基端部が継手本体に接続されている。基端部には、フランジ部が設けられており、このフランジ部にフィルタエレメントの取付け取り外しの際に使用される工具係合部が形成されている。保守用開口部には、通常、封止用のキャップで密封されているが、フィルタエレメントの取付け取り外しの際は外され、保守用開口部から工具が挿入され、工具は、工具係合部と係止され、工具を回して、フィルタエレメントの取付け取り外しをすることができる。

このように、継手本体に保守用開口部を設け、この保守用開口部から工具を挿入してフィルタエレメントの取付け取り外しができるので、フィルタエレメントの取付け取り外しの際に配管から継手を取り外す必要がなくなり、手間を省くことができる。さらに、フィルタエレメントの取付け取り外しの際に、基端部を回転させるので、フィルタ本体にトルクがかからなくなり、フィルタエレメントの損傷の危険もなくなる。

本発明（２）は、前記工具係合部は、工具と係合するための複数の工具係合凹部を備える本発明（１）のフィルタ内蔵継手である。

本発明（２）では、工具係合部が複数の工具係合凹部を備えているので、工具はこれらの工具係合凹部と係止することができる複数の凸部を備えていればよく、簡便な工具を使用することができる。

本発明（３）は、前記工具係合部は、工具と係合するための複数の工具係合面を備える本発明（１）のフィルタ内蔵継手である。

複数の工具係合面は、例えば、六角ボルトのヘッドの形状のような、複数の工具係合面を備えていればよく、工具はこれらの工具係合面と係止することができるボックスレンチのような簡便なものを使用することができる。

本発明（４）は、配管と繋がる第１流出入口部及び第２流出入口部を備える継手本体であって、前記第１流出入口部及び第２流出入口部と連通する連通空間を内部に備える継手本体と、前記連通空間内に配置され、前記継手本体を流れる流体を清浄化するフィルタエレメントであって、筒状のフィルタ本体と、当該フィルタ本体の一の開口部と前記第１流出入口部または第２流出入口部と連通する第１貫通孔があき、前記フィルタ本体の一の開口部に一端が気密的に固定されて、前記継手本体の内周に他端がねじ合わされて気密的に接合される筒状の基端部とを備え、前記フィルタ本体の他の開口部には前記連通空間と連通する第２貫通孔があいた筒状の先端部が備えられたフィルタエレメントと、を有するフィルタ内蔵継手であって、前記フィルタ本体の内部と前記連通空間内の前記フィルタ本体の外部とは、シール部材により封止されており、前記基端部の前記先端部側の端部には、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをするための工具と係合する工具係合部が備えられており、前記継手本体には、さらに、前記連通空間と連通し、前記フィルタエレメントを出し入れするための保守用開口部が備えられ、当該保守用開口部は、保守時に取り外されるキャップで非保守時には密封されており、保守時に、前記保守用開口部から工具を挿入し前記第２貫通孔を通して、前記工具係合部と工具を係合させ、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをすることができるように、前記保守用開口部は、所定の開口径を有し、かつ、前記継手本体の所定の位置に配置されているフィルタ内蔵継手である。

本発明（４）と本発明（１）の違いは、本発明（１）では、フィルタ本体が有底筒状であったのに対して、本発明（４）では、筒状である点である。基端部の構造は、本発明（４）と本発明（１）の間に相違はない。本発明（４）では、第２貫通孔を有する先端部が、基端部と反対側のフィルタ本体の端部に設けられている。そのために、フィルタ本体の内部と連通空間内のフィルタ本体の外部とは、シール部材により封止されている。

本発明（４）において、工具係合部は、フィルタ本体内部の基端部の端部に備えられており、フィルタエレメントの取付け取り外しの際には、保守用開口部から工具を挿入し、第２貫通孔を通して、工具係合部と係止させてフィルタエレメントの取付け取り外しをすることができる。本発明（１）と比べて、連通空間を大きくすることができない場合に、小さな工具を挿入し、工具係合部と係合させてフィルタエレメントの取付け取り外しをすることができるので、継手本体を小さくすることができる。

本発明（５）は、前記キャップは、前記第２貫通孔に嵌入する突出部を有し、前記シール部材が、前記突出部の外面と、前記第２貫通孔を形成する面との間に備えられている本発明（４）のフィルタ内蔵継手である。

本発明（４）では、フィルタ本体の内部と連通空間内のフィルタ本体の外部とは、シール部材により封止されなければならないが、この封止の仕方において、本発明（５）では、キャップに、第２貫通孔に嵌入される突出部を有し、シール部材が、前記突出部の外面と、第２貫通孔を形成する面との間に備えられていることを特徴としている。このようなシール部材を配することによって、簡便にフィルタ本体の内部と連通空間内のフィルタ本体の外部とを封止し、遮断することができる。

本発明（６）は、前記シール部材が、前記先端部の外面と、前記連通空間を形成する面との間に備えられている本発明（４）のフィルタ内蔵継手である。

本発明（４）では、フィルタ本体の内部と連通空間内のフィルタ本体の外部とは、シール部材により封止されなければならないが、この封止の仕方において、本発明（６）では、シール部材が、先端部の外面と、連通空間を形成する面との間に備えられていることを特徴としている。このようなシール部材を配することによって、簡便にフィルタ本体の内部と連通空間内のフィルタ本体の外部とを封止し、遮断することができる。

この発明のフィルタ内蔵継手によると、配管から継手を外さなくともフィルタの取付け取り外しをすることができ、さらに、フィルタエレメントの取付け取り外しの際の損傷が起こりにくくなる。

この発明によるフィルタ内蔵継手の第１実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手の第２実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手に備えられた基端部の第１実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手に備えられた基端部の第２実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手に備えられた基端部の第３実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手の第３実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手に備えられた基端部の第４実施例を示す。 この発明によるフィルタ内蔵継手の第４実施例を示す。 従前のフィルタ内蔵継手を示す。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下は、図の上下をいうものとする。この「上下」は便宜的なもので、設置に際しては、上下が逆になったり、水平になったりすることもある。

図１は、この発明によるフィルタ内蔵継手の第１実施例を示す。フィルタ内蔵継手１０の継手本体２０は、第１流出入口部２１、第２流出入口部２２を備え、これらの流出入口部は、配管と接続される。配管との接続に、第１流出入口部雌ねじ２１ａと第２流出入口部雌ねじ２２ａが用いられる。継手本体２０の内部には、連通空間２４が形成され、連通空間２４と第１流出入口部２１及び第２流出入口部２２とは、それぞれ、第１連通路２１ｂ及び第２連通路２２ｂとで連通している。

連通空間２４の内部にフィルタエレメント４０が配置されている。フィルタエレメント４０は、フィルタ材で作られたフィルタ本体４１と、フィルタ本体４１の開口部と第２流出入口部２２連通する基端部貫通孔４２ｂがあき、フィルタ本体４１の開口部に一端が気密的に固定されて、継手本体２０の内周に他端がねじ合わされて気密的に接合される筒状の基端部４２とが備えられている。

継手本体２０には、フィルタエレメント設置用雌ねじ２５が切られており、この雌ねじ２５が基端部雄ねじ４２ｃと螺合して、フィルタエレメント４０は設置される。基端部４２には、フィルタ本体４１の外形よりも大きな径を有するフランジ部４２ａが形成されている。このフランジ部４２ａに工具係合部４３が形成されている。フランジ部４２ａと継手本体２０との間には、シールリング４２ｄが備えられて、気密性が保たれている。

継手本体２０には、さらに、保守用開口部２３が形成されている。この保守用開口部２３には、保守用開口部雌ねじ２３ａが切られており、非保守時にはこの保守用開口部２３を封止する封止用のキャップ３０の封止キャップ雄ねじ３１と螺合する。キャップ３０の右先端部にはシールリング３０ａが配されて、流体が漏れ出ないようになされている。

保守時には、キャップ３０を取り外し、保守用開口部２３から工具を挿入し、工具先端を工具係合部４３に係止させ、工具を回転してフィルタエレメント４０の取付け取り外しをすることができる。

このような構造とすることによって、継手本体２０を配管から取り外さなくともフィルタエレメント４０の取付け取り外しを行うことが可能となり手間を省くことができる。また、取付け取り外しの際に、基端部４２の工具係合部４３を使って回すので、フィルタ本体４１に無用なトルクがかからず、このトルクによる損傷のリスクがなくなる。

図２は、第１実施例を少し変更した第２実施例を示すが、変更した点は、フィルタ本体４１が有底筒状ではなく筒状とした点である。この変更に伴って、基端部の反対側の端部に封止するための蓋である先端部４４を設けている。フィルタ本体４１をこのような形状にすることによって、フィルタ本体４１の製造が簡便になる。

図３及び図４は、実施例１及び実施例２のフィルタ内蔵継手１０に用いることができる基端部４２を示す。図３の基端部４２の第１実施例では、フランジ部４２ａの継手係合部４３に工具係合凹部４３ａが４か所形成されている。これらの工具係合部４３ａに係合するような複数の凸部を有する工具を用いて、フィルタエレメント４０の取付け取り外しを容易に行うことができる。

図４の基端部４２の第２実施例では、フランジ部４２ａの継手係合部４３に工具係合面４３ｂが６か所形成されている。これらの工具係合面４３ｂに係合するような六角のソケットレンチのような工具を用いて、フィルタエレメント４０の取付け取り外しを容易に行うことができる。

図５の基端部４２の第３実施例では、フランジ部４２ａが第１、第２実施例と比べてその外径が小さく、継手係合部４３は周面複数個所（本実施例では２箇所）に形成した切欠き溝部４３ｃによって構成されている。そして、フィルタエレメント４０の取り付けに際しては専用工具８０を用いる。専用工具８０は、一端側に指又は工具で掴み工具を回動させる突起挟持部８１、他端側の周面に溝部４３ｃに係合する突出係合部８２が形成された、一端側が底部となる有底筒状部材である。継手本体２０の内部の連通空間２４を小径にすることが可能となり、フィルタ内蔵継手１０の小型化を図ることが可能となる。

図６は、フィルタ内蔵継手１０の第３の実施例を示す。実施例２と異なる点は、第１に先端部４４に第２貫通孔４４ａがあいている点である。第２に、キャップ３０に小径孔３２、大径孔３４及び小径孔３２と大径孔３４をつなぐテーパー部３３が形成され、この中に小径部５１、大径部５２及び小径部５１と大径部５２をつなぐテーパー部５３を有するアダプター５０が貫入しており、大径部５２の右端部には、第１突出部５４とこの突出部に連なる第２突出部５５が形成されている。この第２突出部５５が、第２貫通孔４４ａに嵌入しており、第２突出部５５と第２貫通孔４４ａを形成している周壁との間にＯリング５５ａが介在し気密性を保っている。このＯリング５５ａが、フィルタ本体４１の内部と連通空間２４内のフィルタ本体４１の外部とを遮断する封止のためのシール部材の役目を果たしている。第１突出部５４の外周と連通空間２４を形成している周壁との間にはＯリング５４ａが介在し、継手本体２０から流体が漏れ出ないように封止されている。

基端部４２には、第１貫通孔４２ｂがあけられ、第２連通路２２ｂと連通している。さらに基端部４２の左端部には工具係合部４３が形成され、この工具係合部４３は、基底部六角穴部４２ｅとして形成されている。このような構造にすることによって、保守時に、キャップ３０を外し、保守用開口部２３から工具を挿入し、第２貫通孔４４ａを通し、工具係合部４３の基底部六角穴部４２ｅに係止させて、フィルタエレメント４０の取付け取り外しを行うことができる。

このような構造とすることによって、継手本体２０を配管から取り外さなくともフィルタエレメント４０の取付け取り外しを行うことが可能となり手間を省くことができる。また、取付け取り外しの際に、基端部４２の工具係合部４３を使って回すので、フィルタ本体４１に無用なトルクがかからず、このトルクによる損傷のリスクがなくなる。さらに、実施例１及び２と比べて、連通空間を大きくすることができない場合に、小さな工具を挿入し、工具係合部と係合させてフィルタエレメント４０の取付け取り外しをすることができるので、継手本体２０を小さくすることができる。

図７は、フィルタ内蔵継手の第３実施例に用いられる基端部の第４実施例を示す。
基底部六角穴部４２ｅの六角穴に工具を嵌め合わせ、工具を回転させてフィルタエレメント４０の取付け取り外しを容易に行うことができる。

図８は、図６のフィルタ内蔵継手１０の第３実施例を少し形状変更したものである。変更点は、突出部５６が第２貫通孔４４ａに嵌入していない点である。その結果、先端部４４の外周と連通空間２４を形成している周壁との間にＯリング４４ｂが介在し気密性を保っている。このＯリング４４ｂが、フィルタ本体４１の内部と連通空間２４内のフィルタ本体４１の外部とを遮断する封止のためのシール部材の役目を果たしている。突出部５６の外周と連通空間２４を形成している周壁との間にはＯリング５６ａが介在し、継手本体２０から流体が漏れ出ないように封止されている。

フィルタ内蔵継手１０の第１実施例（図１）、第２実施例(図２)、第３実施例（図６）及び第４実施例（図８）では、いずれも、第１流出入口部２１と第２流出口部２２とは向きが９０°ずれており、継手本体２０内で流路がＬ字状となっているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、第１流出入口部２１と第２流出口部２２が、同じ面に並列に配置され、継手本体２０内で流路がＵ字状となっても良いし、第１流出入口部２１と第２流出口部２２とは向きが９０°未満のずれであって、継手本体２０内で流路がＶ字状となっても良い。

この発明によるフィルタ内蔵継手に用いると、配管とこの継手を分離しなくとも、フィルタの取付け取り外しを行うことができ手間がかからず、フィルタの取付け取り外し時に、フィルタに不要なトルクがかからず、フィルタの損傷がなくなる。

１０：継手
２０：継手本体
２１：第１流出入口部
２１ａ：第１流出入口部雌ねじ
２１ｂ：第１連通路
２２：第２流出入口部
２２ａ：第２流出入口部雌ねじ
２２ｂ：第２連通路
２３：保守用開口部
２３ａ：保守用開口部雌ねじ
２４：連通空間
２５：フィルタエレメント設置用雌ねじ
３０：キャップ
３０ａ：シールリング
３１：封止キャップ雄ねじ
３２：小径孔
３３：テーパー部
３４：大径孔
４０：フィルタエレメント
４１：フィルタ本体
４２：基端部
４２ａ：フランジ部
４２ｂ：基端部貫通孔、第１貫通孔
４２ｃ：基端部雄ねじ
４２ｄ：シールリング
４２ｅ：基底部六角穴部
４３：工具係合部
４３ａ：工具係合凹部
４３ｂ：工具係合面
４３ｃ：切欠き溝部
４４：先端部
４４ａ：第２貫通孔
４４ｂ：Ｏリング
５０：アダプター
５１：小径部
５２：大径部
５３：テーパー部
５４：第１突出部
５４ａ：Ｏリング
５５：第２突出部
５５ａ：Ｏリング
５６：突出部
８０：専用工具
８１：突起挟持部
８２：突出係合部

Claims (6)

1. 配管と繋がる第１流出入口部及び第２流出入口部を備える継手本体であって、前記第１流出入口部及び第２流出入口部と連通する連通空間を内部に備える継手本体と、
   前記連通空間内に配置され、前記継手本体を流れる流体を清浄化するフィルタエレメントであって、有底筒状のフィルタ本体と、当該フィルタ本体の開口部と前記第１流出入口部または第２流出入口部と連通する貫通孔があき、前記フィルタ本体の開口部に一端が気密的に固定されて、前記継手本体の内周に他端がねじ合わされて気密的に接合される筒状の基端部とを備えるフィルタエレメントと、を有するフィルタ内蔵継手であって、
   前記基端部には、前記フィルタ本体の径よりも大きな径のフランジ部が備えられ、当該フランジ部には、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをするための工具と係合する工具係合部が備えられており、
   前記継手本体には、さらに、前記連通空間と連通し、前記フィルタエレメントを出し入れするための保守用開口部が備えられ、当該保守用開口部は、保守時に取り外されるキャップで非保守時には密封されており、保守時に、前記保守用開口部から工具を挿入し前記工具係合部と工具を係合させ、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをすることができるように、前記保守用開口部は、所定の開口径を有し、かつ、前記継手本体の所定の位置に配置されているフィルタ内蔵継手。
2. 前記工具係合部は、工具と係合するための複数の工具係合凹部を備える請求項１に記載のフィルタ内蔵継手。
3. 前記工具係合部は、工具と係合するための複数の工具係合面を備える請求項１に記載のフィルタ内蔵継手。
4. 配管と繋がる第１流出入口部及び第２流出入口部を備える継手本体であって、前記第１流出入口部及び第２流出入口部と連通する連通空間を内部に備える継手本体と、
   前記連通空間内に配置され、前記継手本体を流れる流体を清浄化するフィルタエレメントであって、筒状のフィルタ本体と、当該フィルタ本体の一の開口部と前記第１流出入口部または第２流出入口部と連通する第１貫通孔があき、前記フィルタ本体の一の開口部に一端が気密的に固定されて、前記継手本体の内周に他端がねじ合わされて気密的に接合される筒状の基端部とを備え、前記フィルタ本体の他の開口部には前記連通空間と連通する第２貫通孔があいた筒状の先端部が備えられたフィルタエレメントと、を有するフィルタ内蔵継手であって、
   前記フィルタ本体の内部と前記連通空間内の前記フィルタ本体の外部とは、シール部材により封止されており、
   前記基端部の前記先端部側の端部には、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをするための工具と係合する工具係合部が備えられており、
   前記継手本体には、さらに、前記連通空間と連通し、前記フィルタエレメントを出し入れするための保守用開口部が備えられ、当該保守用開口部は、保守時に取り外されるキャップで非保守時には密封されており、保守時に、前記保守用開口部から工具を挿入し前記第２貫通孔を通して、前記工具係合部と工具を係合させ、前記フィルタエレメントを前記継手本体に取り付けまたは前記継手本体から取り外しをすることができるように、前記保守用開口部は、所定の開口径を有し、かつ、前記継手本体の所定の位置に配置されているフィルタ内蔵継手。
5. 前記キャップは、前記第２貫通孔に嵌入する突出部を有し、前記シール部材が、前記突出部の外面と、前記第２貫通孔を形成する面との間に備えられている請求項４に記載のフィルタ内蔵継手。
6. 前記シール部材が、前記先端部の外面と、前記連通空間を形成する面との間に備えられている請求項４に記載のフィルタ内蔵継手。
   

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