特開 2023-174243 貯湯式給湯システム接続用配管及び貯湯式給湯システムの配管接続方法

(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】P2023174243

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】貯湯式給湯システム接続用配管及び貯湯式給湯システムの配管接続方法

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20220101AFI20231130BHJP

   F24H 9/13 20220101ALI20231130BHJP

   F16L 1/00 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

F24H1/18 H

F24H9/13 Z

F16L1/00 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086987

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】513026399

【氏名又は名称】三菱ケミカルインフラテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】横山 康晴

(72)【発明者】

【氏名】久家 毅

【テーマコード（参考）】

3L037

3L122

【Ｆターム（参考）】

3L037DA01

3L037DB02

3L037DB08

3L122AA02

3L122AA23

3L122AB22

(57)【要約】

【課題】現場での樹脂配管の納まりが良好となる貯湯式給湯システム接続用配管及び貯湯式給湯システムの配管接続方法を提供する。
【解決手段】熱源機２０と貯湯タンク１０とが配管で接続されており、該配管は樹脂製の複数の曲成配管８０、９０を有する。複数の曲成配管８０、９０は少なくとも１ヶ所において湾曲しており、湾曲部８３、９３及び湾曲部に連なる直管部８１、８２、９１、９２が同一平面上に位置しており、曲成配管８０、９０同士が異なる平面に位置するように連結されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯湯式給湯システムの熱源機と貯湯タンクとを接続する配管であって、該配管は樹脂製の複数の曲成配管を有し、
前記複数の曲成配管は、それぞれ、少なくとも１ヶ所において湾曲しており、湾曲部及び該湾曲部に連なる複数の直管部が同一平面上に位置しており、
曲成配管同士が異なる平面に位置するように連結されている貯湯式給湯システム接続用配管。

【請求項2】

前記曲成配管同士は継手により連結されており、
前記継手が接続された前記曲成配管の端部の内径は、該端部以外の内径よりも大きく、
前記継手の内径と、前記曲成配管の前記端部以外の内径とが略同一である、請求項１に記載の貯湯式給湯システム接続用配管。

【請求項3】

前記曲成配管は架橋ポリエチレン管である請求項１又は２に記載の貯湯式給湯システム接続用配管。

【請求項4】

貯湯式給湯システムの熱源機と貯湯タンクとを現場にて配管接続する方法であって、
予め曲げ加工され、それぞれ湾曲部及び該湾曲部に連なる複数の直管部が同一平面上に位置した複数の曲成配管を現場に搬入し、曲成配管同士が異なる平面に位置するように連結する工程を有する貯湯式給湯システムの配管接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯タンク及び熱源機を有する貯湯式給湯システムの接続用配管及び配管接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

貯湯式給湯システムにあっては、貯湯タンク内に熱源機で加温された湯を貯え、該貯湯タンクから湯の需要箇所、例えば浴室、キッチン、床暖房装置等に給湯が行われる（特許文献１）。

【0003】

貯湯タンクと熱源機との間には、湯が循環するように配管が設けられており、貯湯タンク内の湯の温度が所定の温度に維持される。熱源機としては、ヒートポンプ、ボイラなどが用いられる。

【0004】

上記の配管としては、金属配管のほか、架橋ポリエチレン管などの樹脂配管も用いられている（特許文献２，３）。

【0005】

曲げ加工された架橋ポリエチレン管を製作する方法として、未架橋パイプを加熱して曲げ加工した後、架橋する方法が特許文献４に記載されている。

【0006】

樹脂配管接続用の継手として、挿抜可能な雌カプラ及び雄カプラと、両カプラを挿入（結合）状態に保持するための保持部材とを備えたワンタッチ継手がある（特許文献５及び前記特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－１６２１６３号公報

【特許文献2】特開２０１０－１５６３６１号公報

【特許文献3】特開２０１０－１４４８６６号公報

【特許文献4】特開２０１７－８７６２３号公報

【特許文献5】特許第４９７３８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

金属配管は、曲げ加工が容易である。そのため、熱源機と貯湯タンクとの連結に金属配管を使用する場合、設置現場の状況に合わせて曲げ加工することで、収まりよく配管を配設することができる。しかし、事前に工場で金属配管の曲げ加工を行う場合、取付位置が僅かにずれるだけでも設置できなくなり、施工性に問題があった。

【0009】

樹脂配管（特に架橋ポリエチレン管）は柔軟であり、施工性は良いが、収まり良く配設することが困難である。設置現場で作業者が曲げ加工することも可能であるが、作業者の力量に依存し、無理に曲げ加工すると、架橋ポリエチレン管が座屈するおそれがある。また、現場の状況によっては、３軸方向に配管を配置することが望まれるが、複数箇所に曲げ加工を施し、３軸方向に延びる直管部を有する３次元立体的な形状の樹脂配管を作製することは困難であった。

【0010】

本発明は、現場での樹脂配管の収まりが良好となる貯湯式給湯システム接続用配管及び貯湯式給湯システムの配管接続方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様の貯湯式給湯システム接続用配管は、貯湯式給湯システムの熱源機と貯湯タンクとを接続する配管であって、該配管は樹脂製の複数の曲成配管を有し、前記複数の曲成配管は、それぞれ、少なくとも１ヶ所において湾曲しており、湾曲部及び該湾曲部に連なる複数の直管部が同一平面上に位置しており、曲成配管同士が異なる平面に位置するように連結されている。

【0012】

本発明の第一態様では、前記曲成配管同士は継手により連結されており、前記継手が接続された前記曲成配管の端部の内径は、該端部以外の内径よりも大きく、前記継手の内径と、前記曲成配管の前記端部以外の内径とが略同一である（第二態様）。

【0013】

本発明の第一又は第二態様では、前記曲成配管は架橋ポリエチレン管である（第三態様）。

【0014】

本発明の第一ないし第三態様の貯湯式給湯システムの配管接続方法は、貯湯式給湯システムの熱源機と貯湯タンクとを現場にて配管接続する方法であって、予め曲げ加工され、それぞれ湾曲部及び該湾曲部に連なる複数の直管部が同一平面上に位置した複数の曲成配管を現場に搬入し、曲成配管同士が異なる平面に位置するように連結する工程を有する。

【発明の効果】

【0015】

本発明にあっては、予め工場等にて曲げ加工した曲成配管を現場に搬入するので、現場では樹脂配管の曲げ加工を行わない。従って、現場での作業が簡易迅速化される。また、曲成配管は、湾曲部が座屈変形など無理に曲げ加工したものとなることがなく、耐久性が良好となる。曲げ加工した曲成配管同士を接続することで、任意の立体的な形状を実現でき、樹脂配管を収まり良く設置できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施の形態に係る貯湯式給湯システムの概略図である。

【図2】（ａ）（ｂ）は樹脂配管の斜視図である。

【図3】実施の形態に係る貯湯式給湯システムの一部を示す斜視図である。

【図4】雄型カプラの側面図である。

【図5】継手及び樹脂配管の断面図である。

【図6】連結した樹脂配管の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

【0018】

図１は、実施の形態に係る貯湯式給湯システムの概略図である。この貯湯式給湯システムは、貯湯タンク１０と、熱源機（この実施の形態ではヒートポンプ装置）２０とを備えている。貯湯タンク１０は、熱源機２０からの湯の受入口１１と、熱源機への湯の送出口１２とを有する。

【0019】

受入口１１及び送出口１２には、それぞれ所定形状に曲げ加工された曲成配管１３，１４の一端が接続されている。曲成配管１３，１４は、樹脂配管、好ましくは架橋ポリエチレン管よりなる。

【0020】

曲成配管１３，１４の他端には、ワンタッチ継手の一半側を構成する雌型カプラ１５，１６が設けられている。

【0021】

熱源機２０は、貯湯タンク１０からの湯の受入口２１と、貯湯タンクへの湯の送出口２２とを有する。

【0022】

受入口２１及び送出口２２には、それぞれ所定形状に曲げ加工された曲成配管１３，１４の一端が接続されている。曲成配管２３，２４は、樹脂配管、好ましくは架橋ポリエチレン管よりなる。

【0023】

曲成配管２３，２４の他端には、ワンタッチ継手の一半側を構成する雌型カプラ２５，２６が設けられている。

【0024】

なお、曲成配管１３，１４，２３，２４の前記一端側は、ユニオンナット付き接続継手等の継手３０を介して、受入口１１，２１又は送出口１２，２２に接続されている。

【0025】

曲成配管１３，１４，２３，２４は、予め工場にて所定形状に曲げ加工されている。この曲げ加工方法は、前記特許文献４に記載の方法が好適である。

【0026】

曲成配管１３，１４は、受入口１１，２１から下方に向い、次いで水平方向に向い、その後、上方に向い、さらにその後、水平方向に向かうように３ヶ所の湾曲箇所を有している。曲成配管２３，２４も同様に３ヶ所の湾曲箇所を有している。ただし、曲成配管１３，１４，２３，２４の形状は、現場の状況に応じて適宜決定される。

【0027】

曲成配管１３，２４同士及び曲成配管１４，２３同士が、曲げ加工されていない樹脂配管４０によって接続されている。樹脂配管４０は、好ましくは架橋ポリエチレン管よりなる。

【0028】

樹脂配管４０の長さは、貯湯タンク１０と熱源機２０との距離に合わせて決定される。この距離が小さいときには、図２（ａ）のように直管形状の荷姿にて現場に搬入される。距離が大きいときには、長尺の直管状のものが図２（ｂ）のように１重又は２重以上に巻かれた荷姿にて現場に搬入される。

【0029】

樹脂配管４０の両端には、それぞれワンタッチ継手の他半側を構成する雄型カプラ４１，４２が取り付けられている。雄型カプラ４１を雌型カプラ１５又は１６に差し込み、雄型カプラ４２を雌型カプラ２６又は２５に差し込み、抜け防止用クリップ（図示略）等で雄型カプラと雌型カプラ同士を係合することにより、樹脂配管１３、曲成配管２４同士、及び樹脂配管１４、曲成配管２３同士が接続される。

【0030】

貯湯タンク１０内の湯の温度が低下したときには、送出口１２、曲成配管１４、樹脂配管４０（往側）、曲成配管２３、受入口２１、熱源機２０、送出口２２、曲成配管２４、樹脂配管４０（戻側）及び曲成配管１３を介して貯湯タンク１０、熱源機２０間を湯が循環する。

【0031】

貯湯タンク１０内の湯が浴槽等の湯の需要箇所に供給される。貯湯タンク１０内の水位が低下したときには、水道水等が給水ライン（図示略）を介して供給される。

【0032】

水道水等の導入によって、湯の温度が低下した場合、上記のように熱源機２０によって加温が行われる。

【0033】

図１では、曲成配管１３，１４，２３，２４は３ヶ所で曲げ加工されているが、１ヶ所、２ヶ所又は４ヶ所以上で曲げ加工されてもよい。図３は１ヶ所で曲げ加工された曲成配管５０の配置例を示している。この曲成配管５０の一端は、接続継手５１によって熱源機２０の受入口２１又は送出口２２に接続されている。曲成配管５０の他端には、雌型カプラ５２が取り付けられている。この雌型カプラ５２はフランジ部５２ｆを備えている。

【0034】

曲成配管５０の湾曲部５０Ｒよりも接続継手５１側は熱源機２０に沿って略水平に後方へ向って延在している。曲成配管５０の湾曲部５０Ｒよりも雌型カプラ５２側は、建物の壁Ｗに沿って略水平に延在している。

【0035】

上記実施の形態では、樹脂配管４０に雄型カプラ４１，４２が設けられ、曲成配管１３，１４，２３，２４に雌型カプラ１５，１６，２５，２６が設けられているが、樹脂配管４０に雌型カプラを設け、曲成配管１３，１４，２３，２４に雄型カプラを設けてもよい。

【0036】

樹脂配管４０の一端側に雄型カプラ、他端側に雌型カプラを設け、曲成配管１３，１４に雌型カプラを設け、曲成配管２３，２４に雄型カプラを設けてもよい。曲成配管１３，１４に雄型カプラを設け、曲成配管２３，２４に雌型カプラを設けてもよい。

【0037】

雄型カプラ及び雌型カプラよりなる着脱（挿抜）可能なワンタッチ継手としては、各種のものを用いることができる。雄型カプラの一例を図４に示す。

【0038】

この雄型カプラ６０は、先端側が雌型カプラへの挿入部６１となっており、該挿入部６１の外周面にＯリング６２，６３が設けられている。

【0039】

挿入部６１に続いて、第１フランジ６４、円筒部６５、第２フランジ６６、円筒部６７、第３フランジ６８が設けられている。第３フランジ６８よりも後端側が樹脂配管４０又は５０が嵌め込まれるノズル部６９となっている。ノズル部６９の外周面はタケノコ状の段差部が設けられており、樹脂配管４０又は５０を嵌め込み易く、且つ樹脂配管４０又は５０が抜け出しにくいものとなっている。

【0040】

第２フランジ６４からは先端側に向ってラッチ片７０が延設されている。ラッチ片７０は、第２フランジ６４の周方向２ヶ所から挿入部６１の軸心線と平行方向に延設されている。ラッチ片７０の先端に爪部７０ａが設けられているが３ヶ所以上に設けられてもよい。

【0041】

挿入部６１を雌型カプラ５２に挿入すると、ラッチ片７０の先端側が雌型カプラ５２のフランジ部５２ｆを乗り越え、爪部７０ａがフランジ部５２ｆの外周縁に係合する。これにより、雄型カプラ６０と雌型カプラ５２とが不抜状態に保持される。

【0042】

雄型カプラ６０を雌型カプラ５２から外すときには、ラッチ片７０ａを起こすように変形させ、爪部７０ａをフランジ部５２ｆから離脱させ、雄型カプラ６０を雌型カプラ５２から抜き出す。

【0043】

ワンタッチ継手としても上記以外のものを用いることができる。例えば、特許文献３の図４に示されるクリップ金具を用いてもよい。継手の種類は限定されず、スライディングスリーブ式継手等の別の継手を使用してもよい。

【0044】

樹脂配管の端部に継手を接続した際に圧損が生じることを防止するために、樹脂配管の端部を拡径し、端部の内径を端部以外の内径よりも大きくし、端部に接続した継手の内径と、樹脂配管の端部以外の内径とを同一（略同一）となるようにすることが好ましい。樹脂配管の端部を加温してから治具を圧入することで拡径できる。

【0045】

例えば、図５に示すように、樹脂配管１００の拡径した端部に継手１０２が内嵌されている。継手１０２は、円筒状のインコア部１０２ａと、インコア部１０２ａの先端側から拡径方向に突設されたフランジ部１０２ｂとを備えている。

【0046】

インコア部１０２ａの外周面には、樹脂配管１００の抜け止め用の楔形断面形状の突条１０２ｃが周回して設けられている。

【0047】

樹脂配管１００に外側金具１０３が外嵌されて、インコア部１０２ａと外側金具１０３との間で樹脂配管１００が挟圧され、樹脂配管１００が継手１０２から抜けないようになっている。

【0048】

外側金具１０３は、筒状部１０３ａと、筒状部１０３ａの後端から拡径方向に突設されたフランジ部１０３ｂとを有する。筒状部１０３ａの先端面と、継手１０２のフランジ部１０２ｂとの間にＯリング１０４が装着されている。フランジ部１０２ｂの外径及び筒状部１０３ａの外径は、Ｏリング１０４の外径よりも小さい。

【0049】

樹脂配管１００の端部以外の部分における内径Ｒ１と、継手１０２の内径Ｒ２とが同一（略同一）である。そのため、樹脂配管１００の端部以外の部分の内周面と、継手１０２の内周面とが面一となり、圧損が生じることを防止できる。

【0050】

上記実施形態において、それぞれ１ヶ所以上を曲げ加工して同一平面内に位置する第１曲成配管及び第２曲成配管を準備し、第１曲成配管と第２曲成配管とが異なる平面に位置するように端部同士を継手で接続することで、配管を３次元立体的に配設することができる。

【0051】

例えば、図６に示すように、２本のＬ字型の曲成配管８０、９０を連結する。曲成配管８０は直管部８１、８２と湾曲部８３とを有し、直管部８１、８２の一端側が湾曲部８３に連なっている。湾曲部８３は、樹脂配管の曲げ加工により形成され、９０°の角度で湾曲する。直管部８１の他端側には雌型カプラ８４が設けられている。直管部８２の他端側には雄型カプラ８５が設けられている。

【0052】

同様に、曲成配管９０は直管部９１、９２と湾曲部９３とを有し、直管部９１、９２の一端側同士が湾曲部９３により接続されている。湾曲部９３は、樹脂配管の曲げ加工により形成され、９０°の角度で湾曲する。直管部９１の他端側には雌型カプラ９４が設けられている。直管部９２の他端側には雄型カプラ９５が設けられている。

【0053】

図６に示すように、曲成配管８０がｘｙ平面に位置し、曲成配管９０がｘｚ平面に位置するように、雄型カプラ８５を雌型カプラ９４に差し込んで曲成配管８０と曲成配管９０とを接続する。接続後は、曲成配管８０の直管部８１がｙ軸方向に延在し、曲成配管８０の直管部８２及び曲成配管９０の直管部９１がｘ軸方向に延在し、曲成配管９０の直管部９２がｚ軸方向に延在する。

【0054】

配管が同一平面上に位置する２次元的な曲げ加工は容易である。それぞれ同一平面上に位置する複数の曲成配管同士を、互いに異なる平面上に位置するように接続することで、３軸方向など３次元立体的に配管を配設できる。このような３次元立体的な配管接続体の一端を受入口１１，２１や送出口１２，２２に接続することで、貯湯タンク１０や熱源機２０の近傍において、周辺状況にあわせて配管を収まり良く配置できる。

【0055】

図６に示す例では、１ヶ所で曲げ加工された曲成配管を用いていたが、直管部が同一平面上にある、複数ヶ所で曲げ加工された曲成配管を用いてもよい。曲成配管同士の接続には、エルボタイプの管継手を用いてもよい。湾曲部の角度は９０°に限定されない。

【0056】

曲成配管の外径は特に限定されないが、３５ｍｍ以下が好ましい。曲成配管の肉厚は特に限定されないが、１０ｍｍ以下が好ましい。

【0057】

この貯湯式給湯システムを構築するには、上記の通り予め工場にて曲げ加工した曲成配管を現場に搬入するので、現場では樹脂配管の曲げ加工を行わない。従って、現場での作業が簡易迅速化される。また、曲成配管は、湾曲部が座屈変形など無理に曲げ加工したものとなることがなく、耐久性が良好となる。また、それぞれ同一平面上に位置する複数の曲成配管同士を、互いに異なる平面上に位置するように接続することで、任意の立体的な形状を実現でき、樹脂配管を収まり良く設置できる。

【0058】

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。例えば、熱源機はボイラであってもよい。また、曲成配管と受入口又は送出口との接続は、特許文献３などのように挿し込み式としてもよい。樹脂配管や継手部に断熱材が装着されていてもよい。

【0059】

曲げ加工されていない樹脂配管４０を省略し、貯湯タンク１０と熱源機２０との間を、曲げ加工された複数の曲成配管のみで接続してもよい。

【符号の説明】

【0060】

１０ 貯湯タンク
２０ 熱源機
１１，２１ 受入口
１２，２２ 送出口
１５，１６，２５，２６ 雌型カプラ
３０ 接続継手
４０，５０ 樹脂配管
４１，４２ 雄型カプラ
６０ 雄型カプラ
６１ 挿入部
６２，６３ Ｏリング
７０ ラッチ片
７０ａ 爪部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】