JP4456081B2 - 開閉弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、空気調和機、加湿機、除湿機、空気清浄機、暖房機等の空気調節装置において、室外に導出される排気管等に接続される開閉弁装置に関するものである。

従来の空気調和機には、室内の冷房・暖房運転機能の他に、室内空気を吸引して室外に導いて換気する換気機能を備えたものが知られている。特許文献１には、換気ホースの室外出口側端部にケースが取り付けられ、該ケース内には、換気ホースの出口開閉用として開閉弁が設けられ、該開閉弁は、ケース内に回転軸をもって回動自在に支持され、換気装置の運転停止時に自重により閉じ、運転時には換気ホースから排気される空気の圧力により開弁するようになっている。

開閉弁は、運転停止時に自重により閉弁し、運転時に空気圧により開弁するように、比較的上下に長く薄い断面形状の弁体に対し、上下に短いバランサの肉厚を厚くして、回転軸を境にした上下の重量バランスを調整するようにしている。
特開２００３−２２２３６６（段落００５５、００５６参照）

ところで、特許文献１に示す換気ホースなどは、室内ユニットと室外ユニットの熱交換器同士を配管接続する冷媒管と共に室外に引き出される。したがって、室外ユニットの配置位置によって、室外に導出された配管や換気ホースは垂直方向のみならず、水平方向に引き出される場合もある。このような場合、換気ホースの後端部に連結される開閉弁装置は、その開閉弁が垂直姿勢と水平姿勢のいずれにも対応して、運転停止時に自重により閉弁し、運転時に空気圧により開弁する構成とする必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載の開閉弁装置は、装置本体を水平姿勢で使用する場合のみが開示され、垂直姿勢で使用する場合について考慮されていない。したがって、装置本体を垂直姿勢で使用する場合、開閉弁が常時開放状態となり、虫除け用の開閉弁装置として機能しないおそれがあった。

本発明は、上記に鑑み、装置本体を水平姿勢と垂直姿勢のいずれで使用しても、これに対応して開閉可能な開閉弁を有する開閉弁装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、筒状の装置本体と、装置本体の筒部の弁穴を開閉する開閉弁とを備え、前記開閉弁が装置本体の筒部の外周部で支持軸により開閉回動自在に支持され、前記装置本体は、前記支持軸が弁穴の上側に位置する状態で筒部の筒中心が水平方向にある水平姿勢と、筒部の筒中心が垂直方向にある垂直姿勢との２つの姿勢で使用可能とされ、前記開閉弁は、支持軸よりも弁穴側で弁穴を開閉するように配された弁体と、支持軸を挟んで弁体と反対側に配されたバランスウエイトとを備え、前記装置本体の水平姿勢において、前記開閉弁の重心位置が、支持軸を通って互いに直交する鉛直面と水平面とによって区画される４つの領域のうち、常に支持軸を通る鉛直面に対して弁穴と同じ側に位置し、開閉弁が自重により閉弁方向の回転モーメントを発生するように設定され、また、前記装置本体の垂直姿勢において、前記開閉弁の重心位置が、支持軸を通る水平面よりも下側で、かつ支持軸を通る鉛直面を挟んで常に弁穴と反対側に位置し、開閉弁が自重により閉弁方向の回転モーメントを発生するように設定され、開閉弁は、運転停止状態で自重により閉弁し、運転状態で弁穴を通る流体の圧力で開弁することを特徴とする。

上記構成によると、開閉弁は、装置本体の水平姿勢および垂直姿勢の両姿勢でその重心位置が支持軸を通る鉛直面に対して常に一側に位置するように設定されているので、装置本体の水平姿勢および垂直姿勢の両姿勢で、常に閉弁方向の回転モーメントが作用し、開閉弁を自重で閉弁するように作用する。そのため、運転停止時には開閉弁が開弁姿勢から閉弁状態に切り換わり、開閉弁装置の取付方向を水平のみならず、垂直方向にも設定することができ、配管などの工事性が良好となる。

このとき、支持軸は、その軸方向が装置本体の水平姿勢および垂直姿勢で共に水平方向を維持する。この構成によると、装置本体を支持軸を中心に水平姿勢と垂直姿勢の間の９０度回転させる領域では、開閉弁の重心位置が支持軸を通る鉛直面に対して常に一側に位置することになり、配管工事性も良好となる。

また、開閉弁は、種々の用途に使用されるが、例えば、室内から室外に導出される配管の端部に設置される虫除け用にも使用することができる。さらに、空気調節装置のフィルタに付着した塵埃を吸引ファンで吸引して排気するフィルタ清掃装置の排気管に開閉弁装置を接続するようにしてもよい。

以上のとおり、本発明によると、装置本体の水平姿勢および垂直姿勢のいずれの姿勢でも開閉弁の重心位置が支持軸を通る鉛直面に対して常に一側に位置するように設定しているので、水平姿勢および垂直姿勢の両姿勢で、常に閉弁方向の回転モーメントが作用して開閉弁を自重で閉弁する。そのため、開閉弁装置の取付方向を水平方向のみならず、垂直方向にも設定することができ、配管工事性が良好となる

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態においては、空気調節装置として冷暖房機能をメイン機能とするセパレート型空気調和機の室内ユニットにフィルタ清掃装置を搭載し、その排気路に開閉弁装置を設けた例について説明する。

図１は本発明の実施形態である空気調和機の室内ユニットの斜視図、図２は室内ユニットのパネルを外した状態を示す斜視図である。

図に示すように、本実施形態の空気調節装置は、室内ユニット１の内部には、上部に形成された吸込口２と下部に形成された吹出口３との間の通風路に、吸込口２側を上流側として、フィルタ４、室内熱交換器および送風ファン（共に図示略）がこの順に配置され、また、フィルタ４を清掃するフィルタ清掃装置５が設けられている。

フィルタ清掃装置５は、フィルタ４を挟み込む表裏の除塵ボックス１０、１１と、吸引手段としての吸引ファン１２と、除塵ボックス１０，１１から吸引ファンに塵埃を含んだ空気を吸引する吸引路１４と、フィルタ４を除塵ボックスの長さ方向と直交する縦方向に往復移動させる移動手段１５とを備えている。フィルタ清掃装置５は、フィルタ４を縦方向に往復移動させつつ、このフィルタを横切る除塵ボックス１０，１１内の空気を吸引ファン１２により吸引することにより、フィルタ４に付着している塵埃を除去し、吸引ファン１２から排気管１６を経て隔壁１７から室外に放出するようにしている。そして、排気管１６の出口側端部には図３〜図７に示す開閉弁装置２６が設けられる。

図３は開閉弁装置の分解斜視図で、（ａ）は開弁状態を、（ｂ）は閉弁状態を示す。図４は開閉弁装置を垂直姿勢の使用例における開閉弁重心位置Ｇを示すもので、（ａ）は閉弁状態の側面図、（ｂ）は開弁状態の側面図である。図５は開閉弁装置の水平姿勢の使用例における開閉弁重心位置Ｇを示すもので、（ａ）は閉弁状態の側面図、（ｂ）は開弁状態の側面図である。図６は開閉弁装置の垂直姿勢の使用例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図（ａ）の閉弁状態のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は開弁状態のＸ−Ｘ断面図である。図７は開閉弁装置を水平姿勢の使用例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）の閉弁状態のＹ−Ｙ断面図、（ｃ）は開弁状態のＹ−Ｙ断面図である。

開閉弁装置２６は、筒状の装置本体２７と、該装置本体２７の弁穴２８を開閉する開閉弁２９と、開閉弁２９を覆う保護カバー３０とを備え、図４に示すような垂直姿勢と、図５に示すような水平姿勢との２つの姿勢で使用可能とされている。

装置本体２７は、図６および図７に示すように、排気管１６の端部を嵌合する筒部２７ａと、その中間位置の外周部に形成されたフランジ２７ｂとを備え、筒部２７ａは、フランジ２７ｂ部分で排気管１６の端部の侵入を規制する段差部２７ｃが形成されている。筒部２７ａの後端面は斜めにカットされた傾斜面とされ、この傾斜部が弁穴２８として機能する。

開閉弁２９は、筒部２７ａの外周部で支持軸３１により開閉回動自在に支持され、支持軸３１を中心にその一側に弁穴２８を開閉するように配された弁体２９ａと、他側に配されたバランスウエイト２９ｂとを備えている。

そして、開閉弁２９は、装置本体２７の水平姿勢（図５および図７参照）および垂直姿勢（図４および図６参照）のいずれの姿勢でも開閉弁２９の重心位置Ｇが支持軸３１を通る鉛直線Ｎに対して常に一側に位置するように設定され、運転停止状態で自重により閉弁し、運転状態で弁穴２８を通る流体（排気）Ｓの圧力で開弁するようになっている。

ここで、装置本体２７の「水平姿勢」とは、筒部２７ａの筒中心が水平方向にある姿勢をいい、図５に示す状態をいう。また、装置本体２７の「垂直姿勢」とは、筒部２７ａの筒中心が垂直方向にある姿勢をいい、図４に示す状態をいう。

また、重心位置Ｇが「鉛直線Ｎに対して常に一側に位置する」とは、以下の領域をいう。図４に示すように、支持軸３１を通って互いに直交する２本の直線をＥ、Ｆとし、図４において、直線Ｅを鉛直線Ｎと一致させる。図４において、２本の直線Ｅ，Ｆによって区画される４つの領域を左上から反時計周りにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと称する。なお、図４及び図５に描いた直線Ｅ，Ｆおよび鉛直線Ｎは、開閉弁装置を立体的（３次元的）にみた場合、支持軸３１を通って互いに直交する鉛直面および水平面として表わされ、これら鉛直面および水平面により、前記４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区画される。

本実施形態では、開閉弁２９の重心ＧがＢ領域に位置する。図４において、Ｂ領域に開閉弁２９の重心位置Ｇを設定すると、装置本体２７の垂直姿勢で開閉弁２９には反時計方向の回転モーメントが発生し、開閉弁２９が自重により閉弁方向に回動する。

仮に、装置本体の垂直姿勢で、開閉弁２９の重心位置ＧをＣ，Ｄ領域に設定すると、開閉弁２９には時計方向の回転モーメントが発生し、開閉弁２９は自重により開放する方向に回動する。

開閉弁２９の重心位置ＧをＡ領域に設定した場合、装置本体２７の垂直姿勢で開閉弁２９には反時計方向の回転モーメントが発生し、開閉弁２９が自重により閉弁方向に回動するが、装置本体２７の水平姿勢（図５参照）では、Ａ領域が鉛直線Ｅを挟んで反対側に位置することになる。そのため、開閉弁２９には時計周りの回転モーメントが発生し、開閉弁の自重が開弁方向に作用することになる。よって、開閉弁２９の重心位置として相応しい領域はＢ領域となる。

このＢ領域に開閉弁２９の重心Ｇが位置することにより、フィルタ清掃装置５の運転停止状態で自重により閉弁し、運転状態で弁穴２８を通る流体（排気）の圧力で開弁するようになる。開閉弁２９の重心ＧをＢ領域に設定するため、開閉弁を構成する弁体２９ａが比較的長く薄い断面形状とされ、支持軸３１を挟んで反対側に位置するバランスウエイト２９ｂが短くかつ肉厚を厚くした態様となっている。なお、支持軸３１は、その軸方向が装置本体２７の水平姿勢および垂直姿勢で共に水平方向となっている。

また、保護カバー３０は、開閉弁２９の周囲全体を覆うように配置され、その端部がフランジ２７ｂに係合されて、装置本体２７と一体化されている。そして、開閉弁装置２６は、隔壁１７の室外壁側において、室内ユニットの室内側熱交換器と室外ユニットの室外側熱交換器とを配管接続する冷媒管や信号線の配線と共に束ねられてテープ巻きされ、保護カバー３０の先端から開閉弁２９を通った排気を放出できるようになっている。

また、開閉弁装置２６は、上記の使用例以外に室外壁に取り付けられる化粧用出口カバー内に装置本体２７を係合固定するようにしてもよい。

上記構成において、開閉弁装置２６を図４および図６に示すように垂直姿勢で使用する場合、その重心Ｇの位置が支持軸３１を通る鉛直線Ｎに対して常に一側のＢ領域に位置するため、装置本体２７の垂直姿勢で、常に閉弁方向の回転モーメントが作用し、開閉弁２９を自重で閉弁するように作用する。

一方、開閉弁装置２６を図３、図５および図７に示すように、水平姿勢で使用する場合、その重心Ｇの位置が支持軸３１を通る鉛直線Ｎに対して常に一側のＢ領域に位置する。そのため、装置本体２７の水平姿勢で、常に閉弁方向の回転モーメントが作用し、開閉弁２９を自重で閉弁するように作用する。

このように、開閉弁装置２６は、その垂直姿勢および水平姿勢のいずれの姿勢においても、開閉弁２９の重心Ｇが鉛直線Ｎに対して一側であるＢ領域に位置することになり、開閉弁２９の支持軸３１周りの回転モーメントが閉弁方向に作用する。そのため、開閉弁２９をフィルタ清掃装置５の運転停止状態で自重により閉鎖し、運転時には排気管１６内に生じる排気圧Ｓにより開弁することになり、室外から排気管１６を通して室内に虫が侵入するのを防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態においては、吸引ファン１２の上流側に大きな塵埃を除去する格子状のフィルタを設けてもよく、これにより、大きなゴミを除去し、細かい塵埃のみを開閉弁装置２６から室外に排出するようにしてもよい。また、上記実施形態では、開閉弁装置２６をフィルタ清掃装置５の排気管１６の端部に取り付けた例を示したが、換気装置の換気管の端部に取り付けることもできる。

本発明の実施形態である空気調和機の室内ユニットの斜視図 室内ユニットのパネルを外した状態を示す斜視図 （ａ）は開閉弁装置の開弁状態の分解斜視図、（ｂ）は同じく閉弁状態の分解斜視図 （ａ）は開閉弁装置の垂直姿勢における閉弁状態の開閉弁重心位置を示す側面図、（ｂ）は開弁状態の開閉弁重心位置を示す側面図 （ａ）は開閉弁装置の水平姿勢における閉弁状態の開閉弁重心位置を示す側面図、（ｂ）は開弁状態の開閉弁重心位置を示す側面図 開閉弁装置の垂直姿勢の使用例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図（ａ）の閉弁状態のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は開弁状態のＸ−Ｘ断面図 開閉弁装置の水平姿勢の使用例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）の閉弁状態のＹ−Ｙ断面図、（ｃ）は開弁状態のＹ−Ｙ断面図

符号の説明

１ 室内ユニット
２ 吸込口
３ 吹出口
４ フィルタ
５ フィルタ清掃装置
１０，１１ 除塵ボックス
１２ 吸引ファン
１４ 吸引路
１５ 移動手段
１６ 排気管
１７ 隔壁
２６ 開閉弁装置
２７ 装置本体
２７ａ 筒部
２７ｂ フランジ
２７ｃ 段差部
２８ 弁穴
２９ 開閉弁
２９ａ 弁体
２９ｂ バランスウエイト
３０ 保護カバー
３１ 支持軸

Claims (4)

1. 筒状の装置本体と、装置本体の筒部の弁穴を開閉する開閉弁とを備え、前記開閉弁が装置本体の筒部の外周部で支持軸により開閉回動自在に支持され、前記装置本体は、前記支持軸が弁穴の上側に位置する状態で筒部の筒中心が水平方向にある水平姿勢と、筒部の筒中心が垂直方向にある垂直姿勢との２つの姿勢で使用可能とされ、
   前記開閉弁は、支持軸よりも弁穴側で弁穴を開閉するように配された弁体と、支持軸を挟んで弁体と反対側に配されたバランスウエイトとを備え、
   前記装置本体の水平姿勢において、前記開閉弁の重心位置が、支持軸を通って互いに直交する鉛直面と水平面とによって区画される４つの領域のうち、常に支持軸を通る鉛直面に対して弁穴と同じ側に位置し、開閉弁が自重により閉弁方向の回転モーメントを発生するように設定され、また、前記装置本体の垂直姿勢において、前記開閉弁の重心位置が、支持軸を通る水平面よりも下側で、かつ支持軸を通る鉛直面を挟んで常に弁穴と反対側に位置し、開閉弁が自重により閉弁方向の回転モーメントを発生するように設定され、
   開閉弁は、運転停止状態で自重により閉弁し、運転状態で弁穴を通る流体の圧力で開弁することを特徴とする開閉弁装置。
2. 前記支持軸が、その軸方向が装置本体の水平姿勢および垂直姿勢で共に水平方向を維持することを特徴とする請求項１に記載の開閉弁装置。
3. 開閉弁が室内から室外に導出される配管の端部に設置される虫除け用のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉弁装置。
4. 装置本体の弁穴に排気管が接続され、該排気管は、空気調節装置のフィルタに付着した塵埃を吸引ファンで吸引して排気するフィルタ清掃装置の排気管であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開閉弁装置。

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