(57)【要約】【課題】外部から供給される温水、不凍液、流体熱媒または蒸気等の流体を分岐して、任意の配管に供給するヘッダーに関し、ヘッダー内部にある流体の凍結膨張時に管が破損することを防ぎ、なおかつ部品の再接続も簡単に短時間で行うことが出来るヘッダーを提供すること。【解決手段】熱源機システムから供給される温水、不凍液、流体熱媒または蒸気等の流体を通す管のうち、流体の分岐点にあたる部分で、内部の流体が凍結した時の体積膨張によって開閉バルブ６が押されて脱出する手段を設けた。【選択図】　　　　　図３
2004116591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機システムから供給される温水、不凍液、流体熱媒または蒸気等の流体を通す管のうち、流体の分岐点にあたる部分で、内部の流体が凍結した時の体積膨張によって開閉バルブが押されて脱出する手段を設けたヘッダー。
【請求項２】
前記開閉バルブに可撓性のある爪を設け、通常時はこの爪により開閉バルブがヘッダー内に保持されている、請求項１記載のヘッダー。
【請求項３】
前記開閉バルブの外周に溝を形成し、該溝の終わり部分の段差がストッパーとなり、内部の流体凍結時に脱出した開閉バルブの脱落を防ぐ、請求項１または２記載のヘッダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッダーに係り、特に、外部から供給された温水、不凍液、流体熱媒または蒸気等の流体（以下、流体という）を分岐して、任意の配管に供給するヘッダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の金属製ヘッダーは、中に通している流体が凍結時に膨張することによる破損を防止する機能がついていなかった為、流体の凍結による膨張によりヘッダーの管が破裂することがあった。
【０００３】
また、金属製のヘッダーは材料費が高くつくという問題点と、重量が重くなるという問題点があった。
【０００４】
一部の樹脂製ヘッダーではバネを使用し、流体凍結時にのみ管内部の体積が増え、流体凍結時の体積膨張を吸収するようにしているものがある（特開２００２−４３４９）が、膨張を吸収するストローク量が限定され、必ずしも管の破損を防止できないことや、常時バネの反発力が加わっているため、耐久性に問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のヘッダーの問題点を解決することを課題とするものであり、ヘッダー内部にある流体の凍結膨張時に管が破損することを防ぎ、なおかつ部品の再接続も簡単に短時間で行うことが出来るヘッダーを提供することを、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するため次のような構成を採用している。
【０００７】
本発明のヘッダーは、熱源機から供給された流体を分岐させる管の中の開閉バルブ部分に内部流体が凍結した時の体積膨張によって、開閉バルブが押されて脱出する機構を設けたことに特徴がある。
【０００８】
開閉バルブに、可撓性のある爪がついている。開閉バルブは円形の筒状をしているものであるが、ここに４箇所の幅１ミリ、長さ２センチ程度の切れ込みを、端から上に向かい筒の半ばまで入れ、爪を２つ向かい合わせに形成する。この爪が撓むのは本体素材であるプラスチックの弾性を利用している。この爪は外周側下方に一部突出した部分を設けてあり、通常時はこの爪がバルブ保持具の、開閉バルブ保持用の凸部分に引っかかった状態で、ヘッダー内に開閉バルブは保持されている。プラスチックを使用することにより材料費を抑え、重量を軽くすることができる。
【０００９】
内部の流体の凍結時に、流体の体積が膨張すると開閉バルブが押され、その押圧力により爪部分がたわみ、バルブ管内側に向かい傾斜する。傾斜がある程度以上になったときに、爪の外周側に突出している部分とバルブ保持具の開閉バルブ保持用の凸部分が接していた箇所が外れ、それにより爪で引っかかってヘッダー内に留まっていた開閉バルブが脱出し、体積膨張を吸収する。
【００１０】
また、開閉バルブの外周に溝がついており、該溝の終わりの段差が開閉バルブ保持具の、開閉バルブ保持用凸部にひっかかりストッパーとなるので、流体の凍結膨張によって開閉バルブが押されて脱出した際のバルブの脱落防止となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るヘッダーの実施の形態（以下、実施例という）を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１から図２に示したヘッダー１は、例えば、ＰＡ、ＰＯＭ、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等の樹脂からできている。このヘッダーは、熱源機から流体を通す管である流体導入部２を有するヘッダー本体２５と、本発明の重要部分である開閉バルブ６と、開閉バルブ保持具３と、流体を他の管に配る流体の分岐部本体４、分岐口５から成る。
【００１３】
【実施例】
図１は、本発明実施例のヘッダー１を正面から見た図であり、開閉バルブ６は開いた状態になっている。このヘッダーは４つの部品、すなわちヘッダー本体２５、開閉バルブ保持具３、流体の分岐部本体４と開閉バルブ６とから成り立っている。開閉バルブ６はヘッダー内にあるためこの図１では見えない（図３参照）。
【００１４】
このヘッダー１は流体導入部２から流体の分岐部本体４へ流体を流し、分岐口５から出すことを目的として作られている。
【００１５】
図２は、本発明実施例のヘッダーを正面から見た図であり、開閉バルブ６は閉じた状態になっている。
【００１６】
図３は、図１の縦方向断面図である。通常時に開閉バルブを開いた場合の、ヘッダー本体２５と開閉バルブ６、バルブ保持具３、流体の分岐部本体４の断面図である。
【００１７】
通常は開閉バルブ先端部９が垂直下方にスライドしているため、開閉バルブ先端部９と流体導入部２は接触していないので、ヘッダー１の管内は流体の通路ができており、流体は流体導入部２から流体の分岐部本体４を通り分岐口５へ抜ける。
【００１８】
また、開閉バルブの中部Ｏリング１０のサイズは、ヘッダー本体２５の管の内部を密閉するサイズに作られている為、ヘッダー本体２５の管の内側に中部Ｏリング１０が接触することにより、流体はそれ以上開閉バルブ保持具側には行かないよう遮断されている。
【００１９】
ヘッダー本体２５、開閉バルブ６、開閉バルブ保持具３は、後述する図９を見るとわかるとおり円筒状の物体である。開閉バルブ６の外径は、開閉バルブ保持具３の内径やヘッダーの開閉バルブ保持部２６の内径よりも小さい寸法で出来ており、下方に押されると開閉バルブ６はヘッダー本体２５と接触できずに外部へ抜け落ちるため、開閉バルブ６をヘッダー本体２５内に保持するよう以下の機構を設けてある。
【００２０】
開閉バルブ保持具３は、図３に示したように開閉バルブ保持具内側の螺旋状溝１５とヘッダーの開閉バルブ保持部外周の凸部１６が凹凸で噛み合って移動するように形成しているため、引っかかり支えられて脱落しない。
【００２１】
開閉バルブ６の爪部分７が開閉バルブ保持用凸部８と接することにより、開閉バルブ６は開閉バルブ保持具３に引っかかり支えられて脱落しない。
【００２２】
開閉バルブ６に、ヘッダー１内にて開閉弁としての役割を果たすため、以下のような機構を設けてある。
【００２３】
この開閉バルブ保持具３は、ヘッダー本体２５、流体の分岐部４へと流体を通したり遮断したりする際の、開閉バルブの開・閉の切り替えをするハンドルの役割も持っている。
【００２４】
ヘッダーの開閉バルブ保持部外周の凸部１６は、ヘッダー外周に均等に４箇所設けられている。ヘッダー管を水平断面で見た場合、円周の外周の、時計で言えば１２時・３時・６時・９時の場所につけられている。
【００２５】
開閉バルブ保持具３内側には、螺旋状の溝（開閉バルブ保持具内側の螺旋状溝１５）が均等に４本つけてある。前述のとおり、開閉バルブ保持具３は、該溝１５とヘッダーの開閉バルブ保持部外周の凸部１６が凹凸で噛み合って移動するように形成しているため、引っかかり支えられて脱落しない。
【００２６】
開閉バルブ保持具３を右側に捻り回すと、ヘッダーの開閉バルブ保持部外周の凸部１６は該溝１５をガイドに移動するため、相対的に開閉バルブ保持具３は螺旋状に回りながら上方へ移動する。
【００２７】
その際に開閉バルブ６は、開閉バルブ保持具３に固定されているため、開閉バルブ保持具３が螺旋状に旋回して上下するのと同様に動くようになっている。開閉バルブ６が上方に移動することにより開閉バルブ先端部９は、ヘッダー１の流体導入部２の内部を塞ぎ流体を遮断する。
【００２８】
開閉バルブ保持具３を左側に捻り回すと、ヘッダーの開閉バルブ保持部外周の凸部１６は該溝１５をガイドに移動するため、相対的に開閉バルブ保持具３は螺旋状に回りながら下方へ移動する。
【００２９】
その際に開閉バルブ６は、開閉バルブ保持具３に固定されているため、開閉バルブ保持具３が螺旋状に旋回して上下するのと同様に動くようになっている。
【００３０】
開閉バルブ６が下方に移動することにより開閉バルブ先端部９はヘッダー１の流体導入部２の内側から下方に離れ、流体はヘッダー本体２５、流体の分岐部本体４を通り分岐口５へ抜ける。
【００３１】
以上のような機構により、開閉バルブ６は弁としての役割を果たし、開閉バルブ保持具３はヘッダー内流体の連通状態と遮断状態をつくるハンドルとしての役割を果たす。
【００３２】
開閉バルブ６を開閉バルブ保持具３に取り付け、両者を一体として連動させるため、以下に記述する機構を設けてある。
【００３３】
開閉バルブ６の下端部に外向きに放射状にキー部を設け、バルブ保持具３下端近傍にキー部が嵌合するキー溝を形成するよう開閉バルブ保持用凸部８を設けている。
【００３４】
キー部とキー部の間に長溝（開閉バルブ側面の長溝１１）が、開閉バルブ管中心部から放射状に６本形成されていて、溝終わり１２の段差が開閉バルブ保持用凸部８に引っかかって開閉バルブ６の落下防止のストッパーとなる。また、開閉バルブ側面の長溝１１のうち向かい合う２つに可撓性のある爪１４を設けている。この爪が撓むのは本体素材であるプラスチックの弾性を利用している。プラスチックを使用することにより材料費を抑え、重量を軽くすることができる。
【００３５】
上記の爪１４は開閉バルブ保持用凸部８に引っかかって止まるように形成される。この爪１４が開閉バルブ保持用凸部８に引っかかることと、また、キー部外周部に周溝を形成し、キー部を開閉バルブ保持具３のキー溝に嵌めた後、図８，図９に示したように取り付け用Ｃリング２４をキー部の周溝に嵌めて、取り付け用Ｃリング２４に開閉バルブ保持用凸部８が当接することにより、開閉バルブ６が開閉バルブ保持具３に一体に取り付けられる。
【００３６】
図５、図６、図７は、図３の断面図から、開閉バルブ部分が脱出する様子を示す要部のみを表した断面図である。
【００３７】
図８は、開閉バルブ６を開閉バルブ保持具３に取り付けた状態を示す正面図である。バルブ保持具のみ断面図となっている。
【００３８】
図９は、図８の底面図である。図８の開閉バルブ底面の側から見るとこの図のようになる。図８に記載の切れ込み１８は、この図９の切れ込み始点１９から入っている。
【００３９】
図１０は開閉バルブ６が脱出した後の状態を示す要部の側面図である。バルブ保持具３と流体導入部２は断面図となっている。図８を９０度旋回し、図９のたわむ部分２０が正面に来るように図９の矢印の方向から見ていることになる。
【００４０】
以下、使用方法について説明する。
【００４１】
図４は、図２の縦方向断面図である。開閉バルブ先端部９が流体導入部２の中に入る。流体導入部２の内径と開閉バルブ先端部９はほぼ同サイズであり、開閉バルブ先端部９の下に取り付けられた上部Ｏリング１３により、密閉され、開閉バルブ６が閉じている状態である。この場合ヘッダー１の流体導入部２の上方から流体を流し入れたとしても、開閉バルブの先端部９と上部Ｏリング１３によって密閉されているので、流体はそこで止められてしまい、流体の分岐部本体４や分岐口５には流れない。つまり、流体を遮断する弁になるわけである。工事や検査等で流体を止める時は、ヘッダー１はこの密閉状態になる。
【００４２】
図３は、ヘッダー１内に流体を流している場合の図である。開閉バルブ保持具３を左に捻ると、開閉バルブ保持具３内側に設けられた螺旋状の溝１５をガイドに、開閉バルブ６は下方向に回転しながら降りてくる。開閉バルブ６が下がることにより、開閉バルブ先端部９や上部Ｏリング１３は流体導入部２の内側部分から垂直下方に離れ、流体導入部２の管内、ヘッダー本体２５は密閉状態でなくなる。流体は、流体の分岐部本体４内を通り、分岐口５へと流れてゆく。
【００４３】
ヘッダー１の通常使用時はこの開放状態になる。
【００４４】
ヘッダー１内部の流体が凍結すると、時系列で図５、図６、図７の開閉バルブが移動し、ヘッダー外部に脱出する。以下詳細に説明する。
【００４５】
ヘッダー１内の流体が凍結した時に、流体の凍結膨張による押圧力が開閉バルブ６にかかる。
【００４６】
開閉バルブ６は、開閉バルブ保持具３の開閉バルブ保持用凸部８に、開閉バルブ爪下部１４が引っかかることによってヘッダー内に保持されているため、流体の凍結膨張による押圧力は開閉バルブ爪下部１４に集中する。
【００４７】
開閉バルブ６の下部に切れ込みが４本入っている（切れ込みの形状については図９、図１０参照）。切れ込みがあることにより、図１０のたわむ部分２０が流体からの押圧力によりたわんで管の内側へ傾く。流体からの凍結膨張による押圧力で爪７がたわみやすくなるように、開閉バルブの爪下部１４には僅かながら角度がつけてあり、たわむ部分２０が管の内側に向けてたわむと、ストッパーの役割をしていた開閉バルブ保持用凸部８から開閉バルブの爪下部１４が滑り落ちるようになっている。
【００４８】
図６は、ヘッダー１内部の流体凍結時に、流体の凍結膨張による押圧力により開閉バルブ６の撓む部分２０（図１０参照）が管の内側にたわみ、それによって開閉バルブの爪７が開閉バルブ保持用凸部８を滑り通り過ぎ、外部に脱出したところの断面図である。
【００４９】
開閉バルブ６が押し出されると、図７の状態になる。バルブ側面の長溝１１の終わりにつけられている溝終わり１２が開閉バルブ保持用凸部８に引っかかり支えられ、ストッパーの役割を果たすことにより、脱落を免れてぶら下がっているところの断面図である。
【００５０】
脱出した開閉バルブ６は手で押し込むことで簡単に再セットできる。バルブ６を底面から押すと、爪部分７が押された力により撓み、バルブ管内側に向かい傾斜する。この傾斜がある程度以上になったときに、バルブ保持具３の開閉バルブ保持用凸部８上を滑って通り過ぎ、撓んでいた爪部分７が弾性復元してバルブ保持具３のバルブ保持用凸部８に引っかかり、再セットされる。
【００５１】
ヘッダー側の開閉バルブ保持部は、内径が流体導入部２より大きくなっており、開閉バルブ６が抜けた状態では管内を密閉しない。よって流体が外部に漏れる。流体が漏れることで熱源機が作動しない為、凍結により開閉バルブ６が抜けていることを確認できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００５３】
請求項１の発明によれば、ヘッダー内部を流れる流体が凍結して膨張した場合、その膨張によって開閉バルブが押されて脱出するので、流体が外部に漏れ出し、流体の凍結膨張によるヘッダー管の破損を免れることができる。
【００５４】
請求項２の発明によれば、開閉バルブに撓む爪の部分が設けられているので、ヘッダー内部の流体が凍結膨張した際に、通常時は爪により開閉バルブ保持具に引っかかり、ヘッダー本体内に保持されている開閉バルブが、爪のたわみによりヘッダー外に脱出する。たわむ部分はプラスチックの可撓制を利用しているので他の部品が必要無い。従来技術でのヘッダーにはバネの力を利用したものがあるが、常時バネの反発力という負荷が加わるため、耐久性に問題があったが、これも解決する。また、上述のように他の部品が必要なく、プラスチックを使用することにより材料費を抑え、重量を軽くすることができるので、従来技術に比べ低コストで凍結破損防止機能能が付与できる。
【００５５】
請求項３の発明によれば、開閉バルブの外周に溝を形成し、該溝の終わり部分の段差がストッパーとなり、内部の流体が凍結膨張した際に脱出した開閉バルブの脱落を防ぐ。もし部品が脱落するのであれば、落ちた部品を探すのに手間がかかり、また脱落の際の衝撃で部品が壊れる可能性があるが、これも解決する。また、流体の凍結膨張により開閉バルブが脱出した際は、開閉バルブが脱落しないので、道具を使わずに人の手で簡単に再セットすることができ、かつ再セットは専門の業者でなくともできるので、簡単かつ便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の開閉バルブを開いた状態を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例の開閉バルブを閉じた状態を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例の開閉バルブを開いた状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例の開閉バルブを閉じた状態を示す断面図である。
【図５】本発明実施例の開閉バルブが脱出する直前の状態を示す断面図である。
【図６】本発明実施例の開閉バルブが脱出した直後の状態を示す断面図である。
【図７】本発明実施例の開閉バルブが脱出した後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明実施例の開閉バルブを開閉バルブ保持具に取り付けた状態を示す正面図である（開閉バルブ保持具のみ断面で示す）。
【図９】図８の底面図である。
【図１０】本発明実施例の開閉バルブが脱出した後の状態を示す要部の側面図である（ヘッダー本体と開閉バルブ保持具を断面で示す）。
【符号の説明】
１　　ヘッダー
２　　流体導入部
３　　開閉バルブ保持具
４　　流体の分岐部本体
５　　分岐口
６　　開閉バルブ
７　　開閉バルブの爪
８　　開閉バルブ保持用凸部
９　　開閉バルブ先端部
１１　長溝
１２　溝終わり
１４　開閉バルブ爪下部
２０　撓む部分
２５　ヘッダー本体
【図１】
2004116591.tif 000003
【図２】
2004116591.tif 000004
【図３】
2004116591.tif 000005
【図４】
2004116591.tif 000006
【図５】
2004116591.tif 000007
【図６】
2004116591.tif 000008
【図７】
2004116591.tif 000009
【図８】
2004116591.tif 000010
【図９】
2004116591.tif 000011
【図１０】
2004116591.tif 000012