特開 2023-127956 凍結防止装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023127956

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】凍結防止装置

(51)【国際特許分類】

   F16L 53/30 20180101AFI20230907BHJP

   H05B 3/40 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

F16L53/30

H05B3/40 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031955

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 聡

(72)【発明者】

【氏名】谷地田 貴章

(72)【発明者】

【氏名】中澤 誠

(72)【発明者】

【氏名】林 純平

【テーマコード（参考）】

3H025

3K092

【Ｆターム（参考）】

3H025AA11

3H025AB01

3H025BB01

3H025BB07

3H025CA04

3K092PP11

3K092QA06

3K092TT15

3K092TT17

3K092VV02

3K092VV03

3K092VV33

(57)【要約】

【課題】凍結防止ヒータが配管に直接接触してしまわないように凍結防止ヒータの位置ずれを防止する。
【解決手段】配管２の凍結を防止する凍結防止ヒータ３と、配管２に沿って湾曲した一辺４１と、直線の他辺４２を有し、凍結防止ヒータ３の熱を配管２に拡散させる伝熱板４と備えた凍結防止装置において、一対のアーム部５１と本体部５２で構成された取付金具５を設け、取付金具５は、配管２に凍結防止ヒータ３と伝熱板４とを一対のアーム部５１によって挟んで固定するようにしたことで、凍結防止ヒータ３と伝熱板４との位置がずれてしまうことを抑制することができ、凍結防止ヒータ３が配管２に直接接触することによる配管２の熱による変形や破損を防止することができる。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

配管の凍結を防止するヒータと、
前記配管に沿って湾曲した一辺と、直線の他辺を有し、前記ヒータの熱を前記配管に拡散させる伝熱板と備えた凍結防止装置において、
一対のアーム部と本体部で構成された取付金具を設け、
前記取付金具は、前記配管に前記ヒータと前記伝熱板とを前記一対のアーム部によって挟んで固定するようにしたことを特徴とする凍結防止装置。

【請求項2】

前記伝熱板の表面には、凸部を設け、
前記アーム部には、前記凸部と対応する位置に穴部を設け、前記凸部と前記穴部が係合するようにしたことを特徴とする請求項１記載の凍結防止装置。

【請求項3】

前記アーム部の先端は、前記配管と近づく方向に曲げ半径を小さくした曲げ部を有したことを特徴とする請求項1または２記載の凍結防止装置。

【請求項4】

前記伝熱板の表面には、前記アーム部の先端が挟む部分を切り欠いた切り欠き部を設け、
前記アーム部の先端が前記切り欠き部に収納されるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の凍結防止装置。

【請求項5】

前記伝熱板の前記一辺の中央には、前記ヒータの取付位置をガイドするガイド部を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の凍結防止装置。

【請求項6】

前記伝熱板の端部には、前記配管と遠ざかる方向に捲り上がる捲り上げ部を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の凍結防止装置。

【請求項7】

前記伝熱板の前記一辺の中央には、前記ヒータの取付位置をガイドし、前記配管と遠ざかる方向に浮き上がる浮き上げガイド部を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の凍結防止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、冬の寒い時期に外気温度の低下により配管が凍結してしまうのを防止する凍結防止装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来よりこの種のものに於いては、例えば実開平７－００８４６０号公報に開示されている如く、配管の外側に、断面略円弧状に形成された伝熱板が密着して設けられ、伝熱板の背面側に形成された、平面部を有するヒータ取付部に発熱体を取り付けた凍結防止装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平０７－００８４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、引用文献のような凍結防止装置は、発熱体とヒータ取付部との取付方法については何ら言及されておらず、衝撃や運搬時に発熱体の位置が伝熱板からずれて、発熱体が直接配管に接触してしまった場合、配管の素材によっては溶解してしまったり、破損してしまう可能性があると共に、配管の広い範囲に熱を伝えられなくなってしまうという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

そこで、この発明は上記課題を解決するために、配管の凍結を防止するヒータと、前記配管に沿って湾曲した一辺と、直線の他辺を有し、前記ヒータの熱を前記配管に拡散させる伝熱板と備えた凍結防止装置において、一対のアーム部と本体部で構成された取付金具を設け、前記取付金具は、前記配管に前記ヒータと前記伝熱板とを前記一対のアーム部によって挟んで固定するようにした。

【0006】

また、前記伝熱板の表面には、凸部を設け、前記アーム部には、前記凸部と対応する位置に穴部を設け、前記凸部と前記穴部が係合するようにした。

【0007】

また、前記アーム部の先端は、前記配管と近づく方向に曲げ半径を小さくした曲げ部を有した。

【0008】

また、前記伝熱板の表面には、前記アーム部の先端が挟む部分を切り欠いた切り欠き部を設け、前記アーム部の先端が前記切り欠き部に収納されるようにした。

【0009】

また、前記伝熱板の前記一辺の中央には、前記ヒータの取付位置をガイドするガイド部を設けた。

【0010】

また、前記伝熱板の端部には、前記配管と遠ざかる方向に捲り上がる捲り上げ部を設けた。

【0011】

また、前記伝熱板の前記一辺の中央には、前記ヒータの取付位置をガイドし、前記配管と遠ざかる方向に浮き上がる浮き上げガイド部を設けた

【発明の効果】

【0012】

このように、凍結防止ヒータの熱を伝熱板によって、配管の広い範囲へ熱を伝えることが可能である共に、凍結防止ヒータと伝熱板との位置がずれてしまうことを抑制することで、凍結防止ヒータが配管に直接接触することによる配管の熱による変形や破損を防止することができると共に、伝熱板を介して広い範囲に熱を伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第一実施形態の凍結防止装置の分解斜視図

【図2】第一実施形態の凍結防止装置を説明する断面図

【図3】第二実施形態の凍結防止装置を説明する斜視図

【図4】第三実施形態の凍結防止装置を説明する断面図

【図5】第四実施形態の凍結防止装置を説明する斜視図

【図6】第五実施形態の凍結防止装置を説明する斜視図

【図7】第六実施形態の凍結防止装置を説明する斜視図

【図8】第七実施形態の凍結防止装置を説明する斜視図

【図9】第八実施形態の凍結防止装置を説明する斜視図

【図10】第二実施形態と第六実施形態を組み合わせた第九実施形態を説明する斜視図

【発明を実施するための形態】

【0014】

次にこの発明に係る凍結防止装置を図１と図２に示す第一実施形態に基づいて説明する。
凍結防止装置１は、貯湯式給湯機やガス給湯機等の屋外に設けられる機器の配管２に設けられており、外気温度が低い冬の時期には、配管２内の水が凍結して詰まってしまう可能性があるため、外気温度の低下や給水温度を条件に凍結防止装置１で凍結を防止している。

【0015】

この凍結防止装置１は、内部に水が流れる配管２と、配管の凍結を防止するヒータである凍結防止ヒータ３と、凍結防止ヒータ３の熱を配管２に拡散させる伝熱板４と、配管２に伝熱板４と凍結防止ヒータ３とを挟んで固定する取付金具５とで構成されている。

【0016】

また、配管２の材質は、銅、鉄、ステンレス、樹脂等で形成されるものである。樹脂で形成されている場合は、耐熱温度が低い仕様となっている。

【0017】

凍結防止ヒータ３は、例えば、図示しない電線から電気を供給することで昇温する電熱ヒータを内部に設け、電熱ヒータの回りをセメントで覆ったセメントヒータである。ここでは、取り付け先である後述する伝熱板４の湾曲した面に合わせて、湾曲した面を有した略長方体に形成しており、凍結防止ヒータ３との接地面積を広くすることで、凍結防止ヒータ３の熱を伝えやすくしている。

【0018】

また、凍結防止ヒータ３は、配管２に直接取り付けると、配管２の一部分を高温に昇温させてしまうという課題がある。特に樹脂で形成された配管２であれば安価なコストで形成できるが、直接凍結防止ヒータ３のような熱源を直接接触させた場合は、熱によって破損したり、変形してしまう可能性がある。

【0019】

伝熱板４は、湾曲した一辺４１と、直線の他辺４２を有した断面円弧状の一枚板であり、配管２の外径とほぼ等しい内径で形成されている。また、アルミや銅、鉄のように熱伝導率が高い素材で構成され、凍結防止ヒータ３から受けた熱を伝熱板４の全体に広げて、一部分が高温になることを防止させると共に、伝熱板４全体で配管２を昇温させる。

【0020】

取付金具５は、一対のアーム部５１とアーム部５１の一端を連結すると共に、凍結防止ヒータ３の外形に沿う形の本体部５２とで円弧状に構成され、アーム部５１の内径は伝熱板４の外径よりも少し小さくしている。そのため、配管２に伝熱板４と凍結防止ヒータ３をアーム部５１で挟んだ場合、弾性力により配管２と伝熱板４と凍結防止ヒータ３とが一体に締め付け固定される。

【0021】

また、アーム部５１の他端である先端は配管２側とは逆向きに折り返された折り返し部５３が設けられており、取付金具５の取り外し時には折り返し部５３を凍結防止ヒータ３側に引き上げることで、容易に取り外しが可能である。

【0022】

このように、凍結防止ヒータ３の熱を伝熱板４によって配管２全体に拡散することで、配管２の広い範囲へ熱を伝えることが可能である共に、凍結防止ヒータ３と伝熱板４との位置がずれてしまうことを抑制することで、凍結防止ヒータ３が配管２に直接接触することによる配管２の熱による変形や破損を防止することができる。

【0023】

次に第二実施形態を図３に基づいて説明する。
図３は、伝熱板４の表面には、外側に凸となる凸部４３を設け、取付金具５のアーム部５１には、凸部４３と対応する位置に穴が開いた穴部５４を設け、凸部４３と穴部５４が係合するようにしている。ここでは、穴部５４と説明しているが、アーム部５１に内側に凹となる凹部を設けて、凸部４３と係合するようにしても良い。

【0024】

そして、第二実施形態の組付けについて説明する。円弧状の取付金具５は、配管２に伝熱板４と、凍結防止ヒータ３とをアーム部５１で囲うことで締め付け固定する。このとき、アーム部５１には穴部５４が設けられ、伝熱板４には凸部４３が設けられているので、凸部４３が穴部５４に係合され、取付金具５の上下左右の位置ずれが防止される。

【0025】

このように、伝熱板４の凸部４３を取付金具５の穴部５４に係合することで、配管２の長手方向の左右ずれや配管２の周方向の上下ずれに対しても凸部４３が穴部５４にひっかかることでずれを防止することができ、凍結防止ヒータ３が配管２に直接接触してしまうことによる配管２の熱による変形や破損を防止することができる。

【0026】

次に、取付金具５と伝熱板４の形状を変えた第三実施形態を図４に基づいて説明する。
取付金具５のアーム部５１に、円弧状の伝熱板４の半径に合わせた曲げ半径Ｒ１を設定した場合、伝熱板４が配置されていない配管２の下部付近は隙間が発生し、アーム部５１による締め付け固定が緩くなる箇所があり、締め付け固定の保持力が低下し、配管２の周方向のずれの要因になってしまう恐れがある。

【0027】

そこで、取付金具５のアーム部５１の先端側には、アーム部５１の曲げ半径Ｒ１よりも曲げ半径を小さくした曲げ部５５を設けた。この曲げ部５５の曲げ半径はＲ２としている。具体的には、アーム部５１の曲げ半径Ｒ１＞アーム部５１の曲げ部５５の曲げ半径Ｒ２とする。

【0028】

また、曲げ半径Ｒ２は、配管２の半径もしくはそれよりも少し小さい半径で形成することで、配管２の下部付近では、取付金具５の先端側は配管２と接触させて締め付け固定をしている。

【0029】

そして、第三実施形態の組付けについて説明する。円弧状の取付金具５は、配管２に伝熱板４と、凍結防止ヒータ３とをアーム部５１で囲うことで締め付け固定する。このとき、取付金具５のアーム部５１の内側と伝熱板４の外側が接すると共に、伝熱板４が取り付けられていない配管２の下部付近は、取付金具５の曲げ部５５が接する。

【0030】

このように、取付金具５のアーム部５１の曲げ部５５の曲げ半径をＲ２とすることで、配管２の下部付近と曲げ部５５とを接触させて、アーム部５１の曲げ部５５と配管２との接触面積が増えることによる摩擦力の増加で、取付金具５の保持力が増加し、配管２の周方向のずれを抑制し、凍結防止ヒータ３が配管２に直接接触してしまうことによる配管２の熱による変形や破損を防止することができる。

【0031】

次に第四実施形態を図５に基づいて説明する。
取付金具５のアーム部５１に、円弧状の伝熱板４の半径に合わせた曲げ半径Ｒ１を設定した場合、伝熱板４が配置されていない配管２の下部付近は隙間が発生し、アーム部５１による締め付け固定が緩くなる箇所があり、締め付け固定の保持力が低下し、配管２の周方向のずれの要因になってしまう恐れがある。

【0032】

そこで、伝熱板４には、取付金具５のアーム部５１の先端側が配管２と接触するように切り欠いた切り欠き部４４を設けた。この切り欠き部４４はアーム部５１の幅に合わせて切り欠かれている。

【0033】

また、取付金具５のアーム部５１の先端側が切り欠き部４４に収納されることで、アーム部５１の先端側が配管２と接触するようにした。

【0034】

そして、第四実施形態の組付けについて説明する。円弧状の取付金具５は、配管２に伝熱板４と、凍結防止ヒータ３とをアーム部５１で囲うことで締め付け固定する。このとき、アーム部５１の先端は伝熱板４の切り欠き部４４内に収納されると共に、アーム部５１の先端は配管２と接するようにする。

【0035】

このように、伝熱板４には、切り欠き部４４を設け、アーム部５１の先端側を切り欠き部４４に収納させることで、前記隙間が出来るのを低減させると共に、アーム部５１の先端側と配管２との接触面積が増えることによる摩擦力の増加で、取付金具５の保持力が増加し、配管２の周方向のずれを抑制し、凍結防止ヒータ３が配管２に直接接触してしまうことによる配管２の熱による変形や破損を防止することができる。

【0036】

上記で説明した実施形態のように取付金具５と伝熱板４に特徴的な構造を設けたことで、凍結防止ヒータ３と伝熱板４の位置がずれてしまうという課題を解決することができるが、下記で説明する伝熱板４の一辺４１に特徴的な構造を組み合わせることで、さらに別の効果を付与させることができる。

【0037】

次に第五実施形態を図６に基づいて説明する。
６は、伝熱板４の中央に凍結防止ヒータ３が配置されるように一辺４１の中央に設けられたガイド部である。ガイド部６は、図６に示すような切り欠きでも、穴が開いているものや凸状の山でも良く、一辺４１の中央に凍結防止ヒータ３が配置されるようにガイドできれば良い。

【0038】

また、４５は伝熱板４の角は配管２側とは逆向きに捲り返された捲り上げ部であり、伝熱板４の取り外し時には捲り上げ部４５を凍結防止ヒータ３側に引き上げることで、容易に取り外しが可能である。

【0039】

そして、第五実施形態の組付けについて説明する。円弧状の取付金具５は、配管２に伝熱板４と、凍結防止ヒータ３とをアーム部５１で囲うことで締め付け固定する。このとき、凍結防止ヒータ３を配置する位置は、伝熱板４の一辺４１の中央に設けられたガイド部６の位置に合わせて配置させて固定している。また伝熱板４の取り外し時は、取付金具５と凍結防止ヒータ３を取り外してから、伝熱板４に設けられた捲り上げ部４５を引っ張り上げる。

【0040】

このように、伝熱板４の一辺４１の中央にガイド部６を設けたことで、凍結防止ヒータ３を配置するときのガイドとなり、確実に適切な位置に凍結防止ヒータ３を配置することができ、凍結防止ヒータ３の熱が伝熱板４を介して配管２に均一に広がると共に、伝熱板４の中央に配置されるので、強い衝撃等で凍結防止ヒータ３の位置が多少ずれてしまっても、配管２に直接接触してしまうことを防止することができる。

【0041】

また、捲り上げ部４５を設けたことで、伝熱板４の取り外し時には捲り上げ部４５を凍結防止ヒータ３側に引き上げることで、容易に取り外しが可能にすることができる。

【0042】

また、第五実施形態は、ガイド部６と捲り上げ部４５とを両方設けたものとしているが、少なくともどちらか一方を有していても良い。

【0043】

次に、ガイド部６と捲り上げ部４５を両立させる機能を有した第六実施形態につい図７に基づいてを説明する。
７は、伝熱板４の中央に凍結防止ヒータ３が配置されるようにガイドする機能と、伝熱板４を容易に取り外し可能とする機能とを両立する浮き上げガイド部であり、浮き上げガイド部７は、一辺４１の中央に設けられ、配管２から遠ざかる方向に捲り上げられている。

【0044】

図７の第六実施形態では、一辺４１の中央に、配管２と接触しないように遠ざかる方向に浮き上げられたトンネル状の浮き上げガイド部７を形成している。

【0045】

伝熱板４の取り外し時には、丈夫な針などの細い道具を用いてトンネル状の浮き上げガイド部７を持ち上げることで容易に取り外しが可能である。また、手による取り外しに限定されるものではなく、丈夫な針などの細い道具を用いて浮き上げガイド部７を持ち上げるようにしても良い。

【0046】

また、一辺４１の中央に設けられた浮き上げガイド部７は、伝熱板４の中央に凍結防止ヒータ３が配置されるようにガイドするガイド機能を有している。

【0047】

また、第六実施形態のように伝熱板４の短手方向を、一辺４１の中央に設けられた浮き上げガイド部７でガイドし、伝熱板４の長手方向を、浮き上げガイド部７と反対側の一辺に設けられた浮き上げガイド部７の間に配置させることで、伝熱板４の中心に凍結防止ヒータ３を配置させるようにガイドさせる。

【0048】

また、もし、強い衝撃等で凍結防止ヒータ３が配管２の長手方向にスライドしてしまっても、トンネル状の浮き上げガイド部７が凍結防止ヒータ３の動きを制限し、凍結防止ヒータ３が配管２に直接接触するのを防止する。

【0049】

また、浮き上げガイド部７は、図７のようなトンネル状の形状に限定されるものではなく、例えば図８のように浮き上げガイド部７を三角リブ状にした第七実施形態や、図９のように浮き上げガイド部７を爪状にした第八実施形態でも良く、特に爪状の浮き上げガイド部７は、丈夫な針などの細い道具を用いなくても手で凍結防止ヒータ３側に引き上げることで容易に取り外しが可能である。また、図９の爪状の浮き上げガイド部７は一辺４１にから飛び出して一体に形成されているが、一辺４１に二つの切り込みをいれて、一辺４１の中央を浮き上げて爪状の浮き上げガイド部７を形成するようにしても良い。

【0050】

このように、伝熱板４の一辺４１の中央に浮き上げガイド部７を設けたことで、凍結防止ヒータ３を配置するときのガイドとなり、確実に適切な位置に凍結防止ヒータ３を配置することができ、凍結防止ヒータ３の熱が伝熱板４を介して配管２に均一に広がると共に、伝熱板４の中央に配置されるので、強い衝撃等で凍結防止ヒータ３の位置が多少ずれてしまっても、配管２に直接接触してしまうことを抑制することができ、伝熱板４の取り外し時には浮き上げガイド部７を凍結防止ヒータ３側に引き上げることで、容易に取り外しが可能にすることができる。

【0051】

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変する事を妨げるものではなく、例えば、第二実施形態と第六実施形態との組み合わせである図１０ような第九実施形態に限定されないもので、第一実施形態から第四実施形態と、第五実施形態から第八実施形態とをそれぞれ組み合わせるようにしても良い。

【0052】

また、本実施形態に限定されるものでは無く、例えば浮き上げガイド部７は爪状と、ドーム状、トンネル状のものを説明したが、ドーム状であったり、穴が開いた半球状のものでも良く、同様の効果が得られるものであれば良い。

【0053】

また、配管２が樹脂である場合は、位置ずれにより凍結防止ヒータ３が伝熱板４を介さず、直接配管２に接触してしまうと熱による変形や破損の可能性があり、配管２が耐熱温度の高い銅やステンレスの場合では、位置ずれにより凍結防止ヒータ３が伝熱板４を介さないと、凍結防止ヒータ３から離れた位置への熱の拡散ができず、凍結を防止できなくなってしまうので、配管２の材質は限定しない。

【符号の説明】

【0054】

１ 凍結防止装置
２ 配管
３ 凍結防止ヒータ
４ 伝熱板
４１ 一辺
４２ 他辺
４３ 凸部
４４ 切り欠き部
４５ 捲り上げ部
５ 取付金具
５１ アーム部
５２ 本体部
５３ 折り返し部
５４ 穴部
５５ 曲げ部
６ ガイド部
７ 浮き上げガイド部
Ｒ１ 曲げ半径
Ｒ２ 曲げ半径（曲げ部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】