特許 7634298 フィルタ内蔵継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-13

(45)【発行日】2025-02-21

(54)【発明の名称】フィルタ内蔵継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 55/00 20060101AFI20250214BHJP

   B01D 46/24 20060101ALI20250214BHJP

   C01B 3/00 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

F16L55/00 L

B01D46/24 B

C01B3/00 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023546795

(86)(22)【出願日】2022-06-30

(86)【国際出願番号】 JP2022026215

(87)【国際公開番号】W WO2023037730

(87)【国際公開日】2023-03-16

【審査請求日】2023-12-26

(31)【優先権主張番号】P 2021145648

(32)【優先日】2021-09-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】100106091

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 直都

(74)【代理人】

【識別番号】100199369

【弁理士】

【氏名又は名称】玉井 尚之

(72)【発明者】

【氏名】柳田 保昌

(72)【発明者】

【氏名】平松 浩司

(72)【発明者】

【氏名】毛利 友裕

(72)【発明者】

【氏名】薬師神 忠幸

(72)【発明者】

【氏名】大道 邦彦

【審査官】岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－８９００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５５０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２３０７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２０６５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－１０７３１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ５５／００

Ｂ０１Ｄ ４６／２４

Ｃ０１Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項3】

前記係止手段が、ねじ穴であることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ内蔵継手。

【請求項7】

前記連結機構は、前記先端部と前記突出部のいずれか一方にＴ型突起が形成され、他方に、前記Ｔ型突起とはめ合わせられるＴ型凹所が形成され、前記Ｔ型突起及び前記Ｔ型凹所の連結によることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ内蔵継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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及び特許文献２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６に示す。特許文献２に開示の継手を図７に示す。

【0004】

図６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と接続させられ、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。

【0005】

図７の継手において、フィルタ内蔵継手２１０の継手本体２２０は、第１流出入口部２２１、第２流出入口部２２２を備え、これらの流出入口部は、配管と接続される。継手本体２２０の内部には、連通空間２２４が形成されている。連通空間２２４の内部にフィルタエレメント２４０が配置されており、フィルタ本体２４１と、フィルタ本体２４１の開口部と第２流出入口部２２２と連通する基端部貫通孔２４２ｂがあき、フィルタ本体２４１の開口部に一端が気密的に固定されて、継手本体２２０の内周に形成されたフィルタエレメント設置用雌ねじ２２５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２４２とが備えられている。基端部２４２には、フィルタ本体２４１の外形よりも大きな径を有するフランジ部２４２ａが形成されている。このフランジ部２４２ａに工具係合部２４３が形成されている。継手本体２２０には、さらに、保守用開口部２２３が形成されている。保守時には、保守用開口部２２３から工具を挿入し、工具先端を工具係合部２４３に係止させ、工具を回転してフィルタエレメント２４０の取付け取り外しをすることができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６－１５５０６１号公報

【文献】特開２０２１－０８９００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図６に示すフィルタ内蔵継手では、フィルタエレメント１１３のメンテナンス時に流体が流れる管接続部１３０を取り外さなければならないという問題と、管接続部１２０側の流体圧力が高くなった場合に、フィルタエレメント１１３がスプリング１１４の付勢力に抗して左側に移動をし、ボデー１１０とホルダ１４３との間のシール（Ｏリング）が緩んでしまうという問題がある。図７に示すフィルタ内蔵継手２１０では、フィルタエレメント２４０は、継手本体２２０に螺合させられているので第２流出入口部側の流体圧力が高まってもフィルタエレメント２４０が移動をすることはなくなるが、連通空間２２４の奥にある工具係合部２４３に工具を係合させて螺合を解除させなければならないため、フィルタエレメント２４０の取り付け・取り外しに少し手間がかかるという問題がある。

【0008】

この発明の目的は、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、フィルタの交換が容易となるフィルタ内蔵継手を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明（１）は、流体が流れる配管と繋がる第１流出入口部及び第２流出入口部と、前記第１流出入口部及び第２流出入口部と連通するように形成された連通空間と、当該連通空間と連通し、非保守時には気密に密封される保守用開口部と、を備える継手本体と、
筒状のフィルタ本体と、当該フィルタ本体の一端の開口部に気密に前記第１流出入口部または第２流出入口部に連通する貫通孔があけられた基端部と、前記フィルタ本体の他端の開口部を気密に封鎖するように配設させられた先端部と、を備える前記連通空間に配置さ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、
前記フィルタエレメントは、前記連通空間に移動可能に摺接状態で配置され、
前記基端部の外周面には、前記連通空間の内周面との隙間を気密に封止するシールリングを備えるようにしたフィルタ内蔵継手である。

【0010】

本発明（１）のフィルタ内蔵継手では、フィルタエレメントが連通空間に移動可能に摺接状態で配置され、基端部の外周面には、前記連通空間の内周面との隙間を気密に封止するシールリングを備えているので、流体流路の上流側または下流側で流体圧力が変動してフィルタエレメントが動いても継手本体とフィルタエレメントとの間の気密性が低下することはない。

【0011】

本発明（２）は、前記保守用開口部が、保守時に前記フィルタエレメントを出し入れできるように所定の開口の大きさを有し、かつ、前記継手本体の所定の位置に配設させられており、前記先端部の前記保守開口部側の面には、前記フィルタエレメントを、工具を用いて出し入れするための係止手段が備えられている本発明（１）のフィルタ内蔵継手である。

【0012】

本発明（２）のフィルタ内蔵継手では、また、フィルタエレメントを出し入れする際に、フィルタエレメントの先端部に設けられた係止手段が保守用開口部に近いために、フィルタエレメントを出し入れする作業が容易になる。さらに、フィルタエレメントと継手本体とが螺合により固定されていないので、螺合を解除するフィルタエレメントの回転動作が必要でなく、フィルタエレメントを直線的に出し入れすればよいので、作業がさらに容易になる。

【0013】

本発明（３）は、前記係止手段が、ねじ穴であることを特徴とする本発明（１）又は（２）のフィルタ内蔵継手である。

【0014】

本発明（３）では、係止手段がねじ穴であるので加工が容易となりコストダウンを図ることができ、工具も先端に雄ねじが形成されていればよいので簡便な工具を使用することができる。

【0015】

本発明（４）は、流体が流れる配管と繋がる第１流出入口部及び第２流出入口部と、前記第１流出入口部及び第２流出入口部と連通するように形成された連通空間と、当該連通空間と連通し、非保守時には気密に密封される保守用開口部と、を備える継手本体と、
筒状のフィルタ本体と、当該フィルタ本体の一端の開口部に気密に前記第１流出入口部または第２流出入口部に連通する貫通孔があけられた基端部と、前記フィルタ本体の他端の開口部を気密に封鎖するように配設させられた先端部と、を備える前記連通空間に配置さ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、
前記フィルタエレメントは、前記連通空間に移動可能に摺接状態で配置され、
前記基端部の外周面には、前記連通空間の内周面との隙間を気密に封止するシールリングを備え、
前記保守用開口部は、保守時に前記フィルタエレメントを出し入れできるように所定の開口の大きさを有し、かつ、前記継手本体の所定の位置に配設させられ、さらに、前記保守用開口部には、前記連通空間に貫入する突出部を備える封止キャップが配設させられており、
前記先端部の前記保守開口部側の面と、前記突出部の前記先端部側の面との間に、前記先端部と前記突出部を連結する連結機構が設けられているフィルタ内蔵継手である。

【0016】

本発明（４）では、保守用開口部に挿入された封止キャップの先端の突出部が連通空間に貫入しており、この突出部とフィルタエレメントの先端部とが連結機構で連結されているため、フィルタエレメントの出し入れを行うための工具を用いなくとも、封止キャップとフィルタエレメントが連結しているので、封止キャップを用いてフィルタエレメントの出し入れが可能となる。

【0017】

本発明（５）は、前記連結機構が、前記先端部と前記突出部とが一体となる一体構造であることを特徴とする本発明（４）のフィルタ内蔵継手である。

【0018】

本発明（５）は、先端部と突出部とが一体となる一体構造であるので、部品点数を減らして、先端部と突出部とを連結させる手間がいらなくなる。

【0019】

本発明（６）は、前記連結機構が、前記先端部と前記突出部のいずれか一方に雄ねじが形成され、他方に雌ねじが形成され、前記雄ねじ及び前記雌ねじの螺合によることを特徴とする本発明（４）のフィルタ内蔵継手である。

【0020】

本発明（６）では、前記先端部と突出部のいずれか一方に雄ねじが形成され、他方に雌ねじが形成され、連結機構が、雄ねじ及び雌ねじの螺合によるので、簡便かつ容易にフィルタエレメントの出し入れが可能となる。

【0021】

本発明（７）は、前記連結機構は、前記先端部と前記突出部のいずれか一方にＴ型突起が形成され、他方に、前記Ｔ型突起とはめ合わせられるＴ型凹所が形成され、前記Ｔ型突起及び前記Ｔ型凹所の連結によることを特徴とする本発明（４）のフィルタ内蔵継手である。

【0022】

本発明（７）では、前記先端部と前記突出部のいずれか一方にＴ型突起が形成され、他方に、前記Ｔ型突起とはめ合わせられるＴ型凹所が形成され、前記連結機構は、前記Ｔ型突起及び前記Ｔ型凹所の連結によるので、簡便かつ容易にフィルタエレメントの出し入れが可能となる。

【発明の効果】

【0023】

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交換が可能であり、フィルタの交換が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】この発明によるフィルタ内蔵継手の第１実施例を示す。

【図2】この発明によるフィルタ内蔵継手の第２実施例を示す。

【図3】この発明によるフィルタ内蔵継手の第３実施例を示す。

【図4】この発明によるフィルタ内蔵継手の第４実施例を示す。

【図5】この発明によるフィルタ内蔵継手の第５実施例を示す。

【図6】特許文献１に記載の従前のフィルタ内蔵継手を示す。

【図7】特許文献２に記載の従前のフィルタ内蔵継手を示す。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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、上下左右は、図の上下左右をいうものとする。この「上下左右」は便宜的なもので、設置に際しては、上下や左右が逆になったりすることもある。

【0026】

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。

【0027】

連通空間２４の内部にフィルタエレメント５０が配置されている。フィルタエレメント５０は、フィルタ材で作られたフィルタ本体５１と、フィルタ本体５１の開口部と第２流出入口部２２と連通する基端部貫通孔５３があき、フィルタ本体５１の開口部に一端が気密的に固定されている基端部５２が配設されている。

【0028】

基端部５２の外周面には基端部シーリング溝５４が形成され、この基端部シーリング溝５４には基端部シールリング５５がはめ合わされ、この基端部シールリング５５が連通空間２４の内周壁と密接している。

【0029】

フィルタ本体５１の他の開口部には、先端部５６が気密に配設させられており、先端部５６の左側の面に係止手段５７が形成されている。実施例１では、係止手段５７は、ねじ孔となっている。この係止手段５７に工具が係止して、フィルタエレメントは出し入れされる。

【0030】

継手本体２０の左の面には、保守用開口部２３が形成されている。この保守用開口部３２は、フィルタエレメント５０の出し入れのための開口となっている。フィルタエレメント５０の出し入れのために、保守用開口部２３は、適切な開口の大きさを有し、適切な位置に配置させられている。

【0031】

保守用開口部２３には、封止キャップ３０が入り込んでいる。封止キャップ３０は、穴あきボルト３１とキャップ３６を備えている。穴あきボルト３１には、内部に小径孔３３、テーパー穴部３４、大径孔３５が形成され、外周面には、封止キャップ雄ねじ３２が形成され、継手本体２０に形成された保守用開口部雌ねじ２３ａと螺合する。

【0032】

穴あきボルト３１の中に、キャップ３６が挿入させられており、キャップ３６は、小径部３７、テーパー部３８、大径部３９及び突出部４０を有しており、突出部４０は、連通空間２４に貫入している。突出部４０の外周面には、シールリング溝４１が形成され、この溝にシールリング４２が配置させられている。シールリング４２は、連通空間２４の内周面とも密着しているので、第１連通路２１ｂと第２連通路２２ｂを通る流体は、これらの連通路以外の連通空間２４から外部に漏れ出ることがないようになっている。また、封止キャップ３０は、図に示すように、穴あきボルト３１とキャップ３６のように構成されているので、穴あきボルト３１を回してもキャップ３６が供回りしにくくなっている。

【0033】

突出部４０の右端面の突出部端面４０ａは、先端部５６の左端面近くに配されており、第２連通路側の流体の圧力が高くなって、フィルタエレメント２４が左方に移動させられてもこの突出部端面４０ａが壁となってフィルタエレメント２４はそれ以上左方に移動することなく、連通空間２４の所定の流通路以外から、流体が外部に漏れだすことがない。

【0034】

図１の実施例１のフィルタ内蔵継手１０において、フィルタエレメント５０を連通空間２４から取り出す手順を説明する。配管に取り付けられた流体開閉弁を閉として流体の流れを遮断する。次に封止キャップ３０を回して取り外す。次に、キャップ３６の小径部３１をつかんで引っ張り出す。この段階で保守用開口部２３からフィルタエレメント５０の先端部５６の左端面に形成された係止手段（ねじ穴）５７が見えるので、先端に雄ねじが形成された工具の雄ねじをねじ穴５７に螺合させて引っ張り出すと、フィルタエレメント５０を外部に取り出すことができる。フィルタエレメント５０を連通空間２４に配置するときは、取り出す手順の逆を行えば簡単に配置することができる。

【0035】

図２は、第２実施例を示すが、図１と異なっている点は、シールリング溝４１’が先端部５６の外周面に形成され、シールリング４２’がこのシールリング溝４１’にはめ入れられている点だけである。このような構造にしても、フィルタエレメント２４が左方に移動させられてもこの突出部端面４０ａが壁となってフィルタエレメント２４はそれ以上左方に移動することなく、連通空間２４の所定の流通路以外から、流体が外部に漏れだすことがない。フィルタエレメント５０の出し入れの方法は、実施例１の場合と同じである。

【0036】

図３は、第３実施例を示すが、図１と異なっている点は、先端部５６と突出部４０とが一体化している点である。この一体化のために、図１の係止手段５７が不要となり、なくなっている。この一体化によって、第２連通路２２ｂ側の流体圧力が高くなってもフィルタエレメント５０は横に移動することがなくなる。さらに、専用工具を用いなくとも容易にフィルタエレメント５０を出し入れすることができる。

【0037】

図３の実施例３のフィルタ内蔵継手１０において、フィルタエレメント５０を連通空間２４から取り出す手順を説明する。配管に取り付けられた流体開閉弁を閉として流体の流れを遮断する。次に封止キャップ３０を回して取り外す。次に、キャップ３６の小径部３７をつかんで引き出す。キャップ３６とフィルタエレメント５０とは一体化しているのでフィルタエレメント５０を取り出すことができる。フィルタエレメント５０を連通空間２４に配置するときは、取り出す手順の逆を行えば簡単に配置することができる。

【0038】

図４は、第４実施例を示すが、図３の第３実施例と異なっている点は、突出部４０と先端部５６とが一体でなく分離しており、突出部４０と先端部５６とは、係止手段（雄ねじ）５７ａと係止手段（雌ねじ）５７ｂとで連結していることである。この連結によって、第２連通路２２ｂ側の流体圧力が高くなってもフィルタエレメント５０は横に移動することがなくなる。さらに、専用工具を用いなくとも容易にフィルタエレメント５０を出し入れすることができる。

【0039】

図４の実施例４のフィルタ内蔵継手１０において、フィルタエレメント５０を連通空間２４から取り出す手順を説明する。配管に取り付けられた流体開閉弁を閉として流体の流れを遮断する。次に封止キャップ３０を回して取り外す。次に、キャップ３６の小径部３７をつかんで引き出す。キャップ３６とフィルタエレメント５０とは、係止手段（雄ねじ）５７ａと係止手段（雌ねじ）５７ｂとで連結しているだけなので、フィルタエレメント５０を手で回して容易に取り外すことができる。フィルタエレメント５０を連通空間２４に配置するときは、取り出す手順の逆を行えば簡単に配置することができる。

【0040】

図５は、第５実施例を示すが、図４の第４実施例と異なっている点は、係止手段（雄ねじ）５７ａが係止手段（Ｔ型突起）５７ｃとなっていることと、係止手段（雌ねじ）５７ｂが係止手段（Ｔ型凹所）５７ｄとなっていることである。係止手段（Ｔ型凹所）５７ｄは、突出部端面４０ａに形成された溝であり、係止手段（Ｔ型凹所）５７ｄを突出部４０の側面に開口した箇所から係止手段（Ｔ型突起）５７ｃをはめ合わせて連結することができる。実施例５では係止手段はＴ型であるが、その他の形状で係止できればＴ型にかぎる必要はなく、あり溝形状、優弧形状等であってもよい。

【0041】

図５の実施例５のフィルタ内蔵継手１０において、フィルタエレメント５０を連通空間２４から取り出す手順を説明する。配管に取り付けられた流体開閉弁を閉として流体の流れを遮断する。次に封止キャップ３０を回して取り外す。次に、キャップ３６の小径部３７をつかんで引き出す。キャップ３６とフィルタエレメント５０とは、係止手段（Ｔ型突起）５７ｃと係止手段（Ｔ型凹所）５７ｄとが組み合わせられて連結しているだけなので、フィルタエレメント５０を横方向にずらせば容易に取り外すことができる。フィルタエレメント５０を連通空間２４に配置するときは、取り出す手順の逆を行えば簡単に配置することができる。

【産業上の利用可能性】

【0042】

この発明によるフィルタ内蔵継手を用いると、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なくなる。

【符号の説明】

【0043】

１０：フィルタ内蔵継手
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
３０：封止キャップ
３１：穴あきボルト
３２：封止キャップ雄ねじ
３３：小径孔
３４：テーパー穴部
３５：大径孔
３６：キャップ
３７：小径部
３８：テーパー部
３９：大径部
４０：突出部
４０ａ：突出部端面
４１、４１’：シールリング溝
４２、４２’：シールリング
５０：フィルタエレメント
５１：フィルタ本体
５２：基端部
５３：基端部貫通孔
５４：基端部シーリング溝
５５：基端部シールリング
５６：先端部
５７：係止手段
５７ａ：係止手段（雄ねじ）
５７ｂ：係止手段（雌ねじ）
５７ｃ：係止手段（Ｔ型突起）
５７ｄ：係止手段（Ｔ型凹所）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】