(57)【要約】【課題】複数のバルブを組合わせるだけで流路の切換え装置を構成でき、構成及び配管作業の簡素化が図れ、省スペース化を図ることができる切換え弁を提供することにある。【解決手段】ケーシング３１に設けられた主流入ポート３２及び主流出ポート３３と、ケーシングに設けられ主流入ポートと近接するバイパス流出ポート３４及び主流出ポートと近接するバイパス流入ポート３５と、ケーシングの内部に回動自在に設けられ通常時に前記主流入ポートと主流出ポートとを連通する主連通路３８ａ，３９ａを備えた第１と第２のボールバルブ３８，３９と、第１及び第２のボールバルブに設けられバイパス時に主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通するバイパス路３８ｂ，３９ｂと、第１と第２のボールバルブを連動させる連動機構とを具備した。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシングに設けられた主流入ポート及び主流出ポートと、
前記ケーシングに設けられ前記主流入ポートと近接するバイパス流出ポート及び前記主流出ポートと近接するバイパス流入ポートと、
前記ケーシングの内部に回動自在に設けられ通常時に前記主流入ポートと主流出ポートとを連通する主連通路を備えた第１と第２のバルブと、
前記第１及び第２のバルブに設けられバイパス時に主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、前記バイパス流入ポートと前記主流出ポートとを連通するバイパス路と、
前記第１と第２のバルブを連動させる連動機構と、
を具備し、前記主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断する第１回動ポジションと、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する第２回動ポジションと、主流入ポートを遮断する第３回動ポジションに切換え可能であることを特徴とする切換え弁。
【請求項２】
前記ケーシングは、一端部に主流入ポート、他端部に主流出ポートを備え、前記ケーシングの側壁に主流入ポートと近接するバイパス流出ポート及び前記主流出ポートと近接するバイパス流入ポートが設けられていることを特徴とする請求項１記載の切換え弁。
【請求項３】
第１と第２のバルブは、ボールバルブであり、バルブ本体の中心を通る主連通路と、バルブ本体の周壁の一部をカットしたバイパス路とを備えていることを特徴とする請求項１記載の切換え弁。
【請求項４】
前記連動機構は、第１のバルブの操作軸に設けた歯車と第２のバルブの操作軸に設けた歯車との間に伝動歯車を噛合した状態で配置した歯車連動機構であることを特徴とする請求項１記載の切換え弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、水道水を給水する給水管の洗浄を行う際に流路の切換えを行う切換え弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マンション等の集合住宅においては、地下に埋設された水道本管から水道水を受水槽に受水し、この受水槽の水道水を揚水管の途中に設けられたポンプによって屋上等に設置された高架水槽に揚水している。そして、この高架水槽から共有立て管を介して各家庭に分岐し、水道メータを介して各家庭の水道蛇口に接続されている。
【０００３】
ところで、前述のように構成された給水システムにおいて、揚水管、共有立て管及び水道メータから水道蛇口までの管路に雑菌が繁殖する場合があり、定期的に管路を洗浄する必要がある。そこで、従来においては、殺菌力の強いオゾンを使用して洗浄することが行なわれている。オゾン洗浄方式は、Ｏ２  ボンベからオゾン（Ｏ３  ）生成装置にＯ２  を供給してオゾンを生成し、このオゾンをオゾン注入ポンプによって水道水とオゾンとをミキシングするミキサーに注入して洗浄するようになっている。
【０００４】
従って、後述する切換え弁の切換えによって、洗浄時においては、管路の途中にオゾン洗浄バイパス回路を接続し、通常流路を一時遮断し、水道水をオゾン洗浄バイパス回路を流して水道蛇口から排水することにより、管路の洗浄を行なっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は水道メータ１と水道蛇口２とを結ぶ給水管路３をオゾン洗浄する第１の従来例を示し、４は水道水とオゾンとをミキシングするミキサーである。水道メータ１の下流側は三方弁５に接続され、三方弁５の一方は給水管路３に、他方はバイパス管路６のミキサー４の入口側４ａに接続されている。ミキサー４の出口側４ｂはバイパス管路６に設けられた二方弁７を介して三方弁５の下流側の給水管路３に接続されている。
【０００６】
従って、通常時においては、（ａ）に示すように、三方弁５の一次側と二次側とが開放し、二方弁７が閉状態にあり、水道メータ１からの水道水は三方弁５を介して給水管路３を介して水道蛇口２に流れる。
【０００７】
オゾン洗浄時においては、（ｂ）に示すように、三方弁５がバイパス回路６側に切り換わり、三方弁５の一次側と二次側とが閉状態にあり、二方弁７が開放される。従って、水道メータ１からの水道水が三方弁５を介してバイパス回路６を介してミキサー４に流入し、ここで水道水がオゾンとミキシングされた後、二方弁７を介して給水管路３に還流し、水道蛇口２から排水される。従って、三方弁５と水道蛇口２とを結ぶ給水管路３はオゾン洗浄される。
【０００８】
また、水道メータ１の交換時には、水道メータ１の上流側の元栓（図示しない）を閉状態とするとともに、（ｃ）に示すように、三方弁５の一次側と二次側とを閉状態とする。
【０００９】
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は水道メータ１と水道蛇口２とを結ぶ給水管路３をオゾン洗浄する第２の従来例を示し、水道メータ１の下流側は第１の三方弁５ａに接続され、三方弁５の一方は給水管路３に、他方はバイパス管路６のミキサー４の入口側４ａに接続されている。給水管路３には第２の三方弁５ｂが設けられ、第２の三方弁５ｂの一方は水道蛇口２に、他方はバイパス管路６の還流側に接続されている。
【００１０】
従って、通常時においては、（ａ）に示すように、第１及び第２の三方弁５ａ，５ｂの一次側と二次側とが開放し、バイパス回路６は閉状態にあり、水道メータ１からの水道水は第１及び第２の三方弁５ａ，５ｂ及び給水管路３を介して水道蛇口２に流れる。
【００１１】
オゾン洗浄時においては、（ｂ）に示すように、第１及び第２の三方弁５ａ，５ｂがバイパス回路６側に切り換わり、第１及び第２の三方弁５ａ，５ｂの一次側と二次側とが閉状態になる。従って、水道メータ１からの水道水が第１の三方弁５ａを介してバイパス回路６を介してミキサー４に流入し、ここで水道水がオゾンとミキシングされた後、第２の三方弁５ｂを介して給水管路３に還流し、水道蛇口２から排水される。従って、第２の三方弁５ｂと水道蛇口２とを結ぶ給水管路３はオゾン洗浄される。
【００１２】
また、水道メータ１の交換時には、水道メータ１の上流側の元栓（図示しない）を閉状態とするとともに、（ｃ）に示すように、第１の三方弁５ａの一次側と二次側とを閉状態とする。
【００１３】
また、図１１に示すように、四方弁１０を設け、水道メータ１と水道蛇口２とを結ぶ給水管路３をオゾン洗浄するものも知られている。これはケーシング１１の内部に弁本体１２が回動自在に設けられている。すなわち、図１１（ａ）に示すように、弁本体１２の切換えによって第１の流入ポート１３と第２流出ポート１６とが第１の連通路１７を介して連通し、第２の流入ポート１４と第１の流出ポート１５とを遮断することができる。従って、第１の流入ポート１３からケーシング１１に流入した流体は第１の連通路１７を介して第２の流出ポート１６から流出する。
【００１４】
図１１（ａ）の状態から時計回りに９０°回動させると、図１１（ｂ）に示すように、第１の流入ポート１３及び第１の流出ポート１５が第１の連通路１７によって連通し、第２の流入ポート１４及び第２の流出ポート１６が第２の連通路１８によって連通する。従って、第１の流入ポート１３から流入した流体は第１の流出ポート１５から流出し、第２の流入ポート１４から流入した流体は第２の流出ポート１６から流出させることができる。
【００１５】
さらに、図１１（ａ）の状態から弁本体１２を反時計回りに僅かに回動させると、図１１（ｃ）に示すように、第１の流入ポート１３と第１の連通路１７とが非対向状態となり、第１の流入ポート１３からケーシング１１に流入した流体は弁本体１２によって遮断される。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００３−２８３２３号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように構成された従来例の場合には、三方弁と二方弁との組み合わせ、あるいは２つの三方弁を使用して給水管路にバイパス回路を接続したオゾン洗浄システムを構成している。
【００１８】
従って、弁と配管とを接続する継手管の個数が多くなり、ねじ込み部の箇所も多くなることから、ねじ込み量によってバイパス回路との寸法精度が出難いという問題がある。
【００１９】
また、マンション等の集合住宅においては、水道メータが設置されている場所はスペースが狭く、継手管も屈曲管を多数使用せざるを得ないが、屈曲管は角部や隅部に水垢や異物が溜まりやすいという問題があり、できるだけ直管接続が望まれている。
【００２０】
また、水道メータの交換時には水道メータの上流側の元栓を閉状態とするとともに、三方弁の一次側と二次側とを閉状態とした状態で水道メータを取り外すが、水道メータの下流側の管路に残っている水道水が流出してフロアを濡らすという問題がある。
【００２１】
この発明は、既存のボールバルブの技術を適用したもので、その目的とするところは、構造的に簡単であるとともに、構成部品点数も少なく、配管作業の簡素化、省スペース化を図ることができ、止水性が確保される切換え弁を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、ケーシングと、前記ケーシングに設けられた主流入ポート及び主流出ポートと、前記ケーシングに設けられ前記主流入ポートと近接するバイパス流出ポート及び前記主流出ポートと近接するバイパス流入ポートと、前記ケーシングの内部に回動自在に設けられ通常時に前記主流入ポートと主流出ポートとを連通する主連通路を備えた第１と第２のバルブと、前記第１及び第２のバルブに設けられバイパス時に主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、前記バイパス流入ポートと前記主流出ポートとを連通するバイパス路と、前記第１と第２のバルブを連動させる連動機構と、を具備し、前記主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断する第１回動ポジションと、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する第２回動ポジションと、主流入ポートと主流出ポートとを遮断する第３回動ポジションに切換え可能であることを特徴とする切換え弁にある。
【００２３】
請求項２は、請求項１の前記ケーシングは、一端部に主流入ポート、他端部に主流出ポートを備え、前記ケーシングの側壁に主流入ポートと近接するバイパス流出ポート及び前記主流出ポートと近接するバイパス流入ポートが設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項３は、請求項１の第１と第２のバルブは、ボールバルブであり、バルブ本体の中心を通る主連通路と、バルブ本体の周壁の一部をカットしたバイパス路とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
請求項４は、請求項１の前記連動機構は、第１のバルブの操作軸に設けた歯車と第２のバルブの操作軸に設けた歯車との間に伝動歯車を噛合した状態で配置した歯車伝動機構であることを特徴とする。
【００２６】
前記切換え弁によれば、バルブの切換えによって主流入ポートと主流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートとバイパス流出ポートとを遮断することができる。また、バルブを回動させると、主流入ポートとバイパス流出ポートとを連通し、バイパス流入ポートと主流出ポートとを連通する状態に切換えることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は切換え弁の平面図、図２は同側面図、図３は同縦断側面図、図４は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２９】
図１〜図４に示すように、切換え弁３０は、略円筒状のケーシング３１を備えている。ケーシング３１の一端部には主流入ポート３２が設けられ、他端部には主流入ポート３２と同軸的に主流出ポート３３が設けられている。さらに、ケーシング３１の一側部には主流入ポート３２と隣接してバイパス流出ポート３４が設けられ、ケーシング３１の他側部には主流出ポート３３と隣接してバイパス流入ポート３５が設けられている。バイパス流出ポート３４及びバイパス流入ポート３５はＬ字状に屈曲してケーシング３１の上部方向に開口している。
【００３０】
さらに、ケーシング３１の内部には軸方向に第１の弁室３６と第２の弁室３７が隣接して設けられている。第１の弁室３６には第１のボールバルブ３８が、第２の弁室３７には第２のボールバルブ３９がバルブシート４０を介して水密状態で、回動自在に設けられている。
【００３１】
第１及び第２のボールバルブ３８，３９にはその中心部を貫通する主連通路３８ａ，３９ａが設けられ、第１及び第２のボールバルブ３８，３９の外周の一部をカットしてバイパス路３８ｂ，３９ｂが設けられている。
【００３２】
主流入ポート３２とバイパス流出ポート３４とがなす角度及び主流出ポート３３とバイパス流入ポート３５とがなす角度は略直角であり、バイパス流出ポート３４とバイパス流入ポート３５とは平面視で点対称的に配置されている。主流入ポート３２、主流出ポート３３及びバイパス流出ポート３４、バイパス流入ポート３５の開口部はそれぞれ配管と接続できるようになっている。
【００３３】
ケーシング３１の上部には第１と第２のボールバルブ３８，３９に対応して鉛直方向に貫通穴４１，４２が設けられ、この貫通穴４１，４２には操作軸４３，４４が回転自在に設けられている。この操作軸４３，４４には水密にシールするＯリング４５が設けられているとともに、ストップリング４６によって抜止めされている。
【００３４】
操作軸４３の下端部は第１のボールバルブ３８と係合し、操作軸４３の回転を第１のボールバルブ３８に伝達されるようになっており、この操作軸４３の上端部には第１の歯車４７が嵌着されている。操作軸４４の下端部は第２のボールバルブ３９と係合し、操作軸４４の回転を第２のボールバルブ３９に伝達されるようになっており、この操作軸４４の上端部には第２の歯車４８が嵌着されている。
【００３５】
さらに、第１の歯車４７と第２の歯車４８との間には伝達歯車４９が噛合した状態に設けられ、歯車連動機構を構成している。また、伝達歯車４９の軸心部には操作ハンドル５０と係合する形状が施されている。従って、操作ハンドル５０によって伝達歯車４９を回転させると、この伝達歯車４９と噛合する第１と第２の歯車４７，４８が同時に同方向に回転するようになっている。なお、５２は蓋体であり、第１の歯車４７、第２の歯車４８及び伝達歯車４９を覆っている。
【００３６】
次に、前述のように構成された切換え弁の作用を図５〜図７に基づいて説明する。図５は通常状態、図６はバイパス状態、図７は閉弁状態であり、（ａ）は縦断平面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は歯車とボールバルブとの関係を示す平面図である。
【００３７】
図５に示す通常状態においては、主流入ポート３２と主流出ポート３３とが第１と第２のボールバルブ３８，３９の主連通路３８ａ，３９ａを介して連通し、第１と第２のボールバルブ３８，３９によってバイパス流出ポート３４とバイパス流入ポート３５とが遮断されている。従って、主流入ポート３２からケーシング３１に流入した流体は主連通路３８ａ，３９ａを介して主流出ポート３３から流出する。
【００３８】
図５の状態から、操作ハンドル５０によって伝達歯車４９を９０°回動させると、図６に示すように、伝達歯車４９と噛合している第１の歯車４７及び第２の歯車４８が同時に同方向に回動する。第１の歯車４７及び第２の歯車４８の回動は操作軸４３，４４を介して第１と第２のボールバルブ３８，３９に伝達される。
【００３９】
従って、第１と第２のボールバルブ３８，３９の主連通路３８ａ，３９ａは主流入ポート３２と主流出ポート３３とを結ぶ通路と直交した状態となって遮断されるとともに、主流入ポート３２は第１のボールバルブ３８のバイパス路３８ｂを介してバイパス流出ポート３４と連通し、バイパス流入ポート３５は第２のボールバルブ３９のバイパス路３９ｂを介して主流出ポート３３と連通する。従って、主流入ポート３２から流入した流体はバイパス流出ポート３４から流出し、バイパス流入ポート３５から流入した流体は主流出ポート３３から流出する。
【００４０】
さらに、図５の状態から操作ハンドル５０によって伝達歯車４９を逆方向に９０°回動させると、図７に示すように、伝達歯車４９と噛合している第１の歯車４７及び第２の歯車４８が同時に同方向に回動する。第１の歯車４７及び第２の歯車４８の回動は操作軸４３，４４を介して第１と第２のボールバルブ３８，３９に伝達される。
【００４１】
従って、第１と第２のボールバルブ３８，３９の主連通路３８ａ，３９ａは主流入ポート３２と主流出ポート３３とを結ぶ通路と直交した状態となって遮断される。従って、主流入ポート３２からケーシング３１に流入した流体は第１のボールバルブ３８によって遮断される。
【００４２】
図８は前述のように構成された切換え弁３０をオゾン洗浄システムに使用した状態を示し、切換え弁３０の主流入ポート３２は給水管路５４を介して水道メータ５５の出口側に接続され、切換え弁３０の主流出ポート３３は給水管路５４を介して水道蛇口５６に接続されている。
【００４３】
一方、オゾン洗浄システムのＯ２ボンベ５７はオゾン（Ｏ３）生成装置５８に接続されており、オゾン（Ｏ３）生成装置５８で生成されたオゾンはオゾン注入ポンプ５９によって水道水とオゾンとをミキシングするミキサー６０に接続されている。
【００４４】
ミキサー６０には入口６１と出口６２が設けられ、バイパス回路６３に接続されている。そして、切換え弁３０のバイパス流出ポート３４はバイパス回路６４を介してミキサー６０の入口６１に接続され、出口６２はバイパス回路６３を介して切換え弁３０のバイパス流入ポート３５に接続されている。
【００４５】
従って、オゾン洗浄時においては、切換え弁３０が切り換わり、主流入ポート３２とバイパス流出ポート３４とを連通し、バイパス流入ポート３５と主流出ポート３３とを連通する。
【００４６】
従って、水道メータ５５からの水道水は切換え弁３０のバイパス流出ポート３４を介してバイパス回路６４からミキサー６０に導かれ、ミキサー６０の内部でオゾンとミキシングされる。オゾンとミキシングされた水道水はバイパス回路６３を介して切換え弁３０のバイパス流入ポート３５からバイパス路３９ｂを介して主流出ポート３３に導かれ、給水管路５４を介して水道蛇口５６から排水される。この状態を一定時間継続すると、給水管路５４の内部の雑菌はオゾンによって殺菌され、洗浄される。
【００４７】
なお、前記実施形態においては、切換え弁を給水管路のオゾン洗浄における流路切換えとして使用した場合について説明したが、この発明の切換え弁は、液体、気体等の流路切換え弁として広範囲に適用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、次のような効果がある。
【００４９】
１．複数のバルブを組合わせるだけで流路の切換え装置を構成でき、構成及び配管作業の簡素化が図れ、省スペース化を図ることができる。
【００５０】
２．バルブ自体の構成が簡単で、止水のための部品の追加、調整が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【００５１】
３．切換え弁の切換え操作が簡単で、切換え操作が迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、切換え弁の平面図。
【図２】同実施形態の側面図。
【図３】同実施形態の縦断側面図。
【図４】同実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】同実施形態を示し、通常状態であり、（ａ）は縦断平面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は歯車とボールバルブとの関係を示す平面図。
【図６】同実施形態を示し、バイパス状態あり、（ａ）は縦断平面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は歯車とボールバルブとの関係を示す平面図。
【図７】同実施形態を示し、閉弁状態であり、（ａ）は縦断平面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は歯車とボールバルブとの関係を示す平面図。
【図８】同実施形態の切換え弁をオゾン洗浄システムに使用した状態の構成図。
【図９】第１の従来例をしめし、（ａ）（ｂ）（ｃ）は水道メータと水道蛇口とを結ぶ給水管路をオゾン洗浄する場合の構成図。
【図１０】第２の従来例をしめし、（ａ）（ｂ）（ｃ）は水道メータと水道蛇口とを結ぶ給水管路をオゾン洗浄する場合の構成図。
【図１１】従来の切換え弁の作用説明図で、（ａ）は通常状態、（ｂ）はバイパス状態、（ｃ）は閉弁状態。
【符号の説明】
３０…切換え弁、３１…ケーシング、３２…主流入ポート、３３…主流出ポート、３４…バイパス流出ポート、３５…バイパス流入ポート、３８…第１のボールバルブ、３９…第２のボールバルブ、３８ａ，３９ａ…主流通路、３８ｂ，３９ｂ…バイパス路、４７…第１の歯車、４８…第２の歯車、４９…伝動歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004353846.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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