JP2011231827A - 分岐継手 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、かつ分岐取り出し口方向が所定の方向に固定することのできる分岐継手を提供すること。
【解決手段】分岐継手Ａの分岐部２１は、継手本体１１の貫通孔１３に筒部２４を挿嵌された分岐パイプ２２と、分岐パイプ２２と連結される分岐取り出し部材３１を有する。分岐取り出し部材３１は二股に分岐した２つの分岐取り出し口３７を有する。分岐取り出し部材３１と分岐パイプ２２は螺合接続され、分岐取り出し口３７を所定の方向に仮固定したのちに固定処置が施される。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂管同士を接続すると同時に分岐させるための分岐継手、さらに詳しくは、消雪パネルユニットに熱媒体を供給・排出するための分岐継手に関する。

従来、本件出願人が提案した特許文献１記載の分岐継手がある。この分岐継手は、樹脂製主管同士を接続する継手本体から分岐部を一体に突出させ、前記分岐部は、継手本体の内側から分岐部に向けて挿嵌され分岐パイプと、分岐パイプを固定させる固定具と、分岐部と固定具とを水密にシールするシール手段とを有する。そしてこの分岐継手は、葛折状の放熱管を有した消雪パネルに熱媒体を供給したり、排出したりする配管部材として用いられる。

消雪パネルについてさらに詳しくは、特許文献２に記載のように、複数の消雪用放熱器が一セットとして取り扱われる。しかるに、消雪用放熱器ごとに給排水を行う必要があるので、分岐継手は消雪用放熱器ごとに２個必要となりコストが嵩むという問題がある。さらに分岐継手を設置するスペースを極力コンパクト化したいという要求もある。

このような背景のもと、特許文献３には、主管に分岐チーズを接続し、分岐チーズの先端にさらに分岐継手を接続して、複数の分岐口を取り出すことができるスプリンクラーヘッドが開示されている。このような構成によれば、主管から数少ない分岐継手で分岐させたのち、複数の供給先（例えば、上述の消雪用放熱器）へ流体を供給することができる。

特開２００８−１２１７３２号公報（図１、図７） 特開平１１−１５２７０１号公報（段落番号００１８〜００２０） 特開平５−６８７２１号公報

しかしながら、特許文献１記載の分岐継手に特許文献３記載のスプリンクラーヘッドを適用させると、次の問題が生じる。
（１）特許文献３記載のスプリンクラーヘッドは、分岐取り出し方向を３６０°自由に選択できる反面、部品点数が多く、コストが嵩むという問題がある。
（２）また接続部品が多いので、接続工数が増加し、さらに圧力損失が大きくなったり、漏れ発生のリスクが大きくなるという問題がある。
（３）さらに主配管は、構造物（例えば、壁面）に沿って敷設されることが多いので、分岐取り出し口が構造物の方向に向けられると、分岐配管が施工しづらいという問題がある。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、かつ分岐取り出し口方向が所定の方向に固定することのできる分岐継手を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る分岐継手は、樹脂管同士を接続させると共に該樹脂管同士を結ぶ流路孔を備えた継手本体と、外部へ流路を分岐させる分岐部とを備えた分岐継手であって、前記分岐部は、前記継手本体から一体的に突出した首部と、該首部の突出根元に形成された座面と、前記流路孔と前記継手本体の首部とを連通させた貫通孔に挿嵌され内周面に雌ねじが形成された筒部と、該流路孔の内面に係止される鍔部とを備えてなる分岐パイプと、前記分岐パイプと連結される部材であって、前記分岐パイプの雌ねじに螺合する雄ねじと、前記継手本体の流路孔に連通する連通孔と、該連通孔からさらに分岐させた分岐取り出し口と、前記首部を受け入れる受口が形成されたフランジ部とを有する分岐取り出し部材と、前記継手本体の首部と前記分岐取り出し部材とを水密にシールするシール部材と、前記継手本体の座面と前記フランジ部の端面とに挟まれる弾性部材とから構成され、螺合された前記分岐パイプと前記分岐取り出し部材とは、前記分岐取り出し口が所定の方向に向けられたのち固定処置が施されることを特徴とする。
ここで、前記固定処置とは、前記分岐パイプと前記分岐取り出し部材の両部材の相対位置が変わらないようにする処置をいい、例えば、溶接、蝋付け、接着等があげられる。

請求項１にかかる技術的手段によれば、首部を備えた継手本体と、分岐パイプと、分岐取り出し部材及びシール手段と言う簡易な構成からなり、分岐パイプの筒部は継手本体の首部で支持されるので、筒部を傾ける力や回転力、振動が掛かった場合にも強度が高く安定し、またシール性を損なわない。その上で鍔部は貫通孔周囲の内周曲面に沿って係止させ、鍔部自体が正逆回転出来ない構造となっており、分岐取り出し部材により継手本体を挟んで締め上げて挟着し、分岐取り出し口が所定の方向に向けられたのち固定処置が施される構成となっているので、分岐取り出し口の方向が所定の方向に定まる。
また分岐取り出し部材が連通孔と分岐取り出し口とを一体に形成しているので、漏れリスクの低減に寄与する。

請求項２にかかる分岐継手は、前記弾性部材は、前記座面及び前記フランジ部の硬度よりも低硬度のもので構成することを特徴とする。例えばゴム製部材またはノンアスベストガスケットが好ましい。

さらに前記連通孔の内径と、前記分岐取り出し口の内径の比は、１．６：１に設定することが好ましい。このように設定することによって、最小の圧力損失で、２つの分岐取り出し口にバランスよく流体を配分することができる。

本発明にかかる分岐継手によれば、首部を備えた継手本体と、分岐パイプと、分岐取り出し部材及びシール手段と言う簡易な構成からなり、分岐パイプの筒部は継手本体の首部で支持されるので、筒部を傾ける力や回転力、振動が掛かった場合にも強度が高く安定し、またシール性を損なわない。その上で鍔部は貫通孔周囲の内周曲面に沿って係止させ、鍔部自体が正逆回転出来ない構造となっており、分岐取り出し部材により継手本体を挟んで締め上げて挟着し、分岐取り出し口が所定の方向に向けられたのち固定処置が施される構成となっているので、分岐取り出し口の方向が所定の方向に定まる。
また分岐取り出し部材が連通孔と分岐取り出し口とを一体に形成しているので、漏れリスクの低減に寄与する。

前記弾性部材は、前記座面及び前記フランジ部の硬度よりも低硬度としているので、樹脂製の座面を変形させることなく、容易に分岐取り出し部材を継手本体に仮固定できる。
さらに前記樹脂管の内径と、前記分岐流路の内径と、前記分岐取り出し口の内径の比を規定することによって、最小の圧力損失で、分岐させて流動する流体の給排出が可能となる。

本発明の実施の形態に係る分岐継手の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る分岐継手の断面図である。 本発明の実施の形態に係る分岐継手に接続される多層管の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る分岐継手に多層管を接続した状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る分岐継手と多層管を敷設した側面図である。

実施の形態にかかる分岐継手Ａは、図１および図２に示すように、継手本体１１と分岐部２１とを備えて構成されている。
継手本体１１は、図１に示すように、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂で構成された所要長さのパイプ状直管部１２と、その中途部に貫通孔１３を形成する首部１４が一体形成されている。首部１４が直管部１２から突出した根元周囲には円形の座面１５が一体に形成されている。直管部の両端内周面には所定長さに亘って螺旋状に電熱線１８が配設され、継手本体１１の両端部においては溶接等で接続された金属端子１９が継手本体１１の外面に露出するように立設している。
この電熱線１８は、図に示すように、貫通孔１３を挟んで継手本体１１の両端側が密となるように配設されてなり内面側の電熱線は露出している。この密の電熱線１８部分が樹脂管Ｂ（複合樹脂管）を接続させる本管接続部１６となっており、連通した管内全体が流路孔１７となっている。

また、電熱線による融着部分に対応した継手本体１１の外面には、環状の補強リング６を嵌着している。補強リング６は、樹脂や金属などの部材からなり、予め補強リング６を加熱して熱膨張させておき、その熱膨張させた補強リング６を常温時の継手本体１１の上記した部分に嵌着させる。これにより冷却に伴いリングは縮径し、締り嵌め状態に取り付けることが出来る。この補強リング６は、文字通り補強の効果もあるが、締付け力を保有することによる効果がある。本例の場合、継手本体１１はポリエチレン等の熱可塑性樹脂で構成されているので、電熱線に通電すると継手本体１１全体が熱膨張する。その為、樹脂管との隙間を膨張樹脂で埋めて融着するために必要な融着界面圧力を得難い。そこで、補強リングを設けることにより膨張圧力が外方には逃げないように締め付け、継手本体１１の径方向の熱膨張を抑制することによって、融着界面圧力を保持する働きを発揮することができる。このようなことから補強リング６を設けることにより、内径側に縮径する締付け力を保有して、電熱による融着時にかかる部分の膨張圧の逃げを抑制して、分岐継手Ａと樹脂管Ｂとを確実に融着することができるのである。

また、電熱線や融着部に悪影響を及ぼさないように、継手本体の両端には環状凹溝を設け、ここにパッキン７を備えている。このパッキン７は、継手本体の内周面と被接続樹脂管との間を密閉するシール作用をなし、管を接続した後でも継手本体の端部開口から流路孔１７内に水分や塵芥が入り込まないようにしている。

更に、パッキン７は、分岐継手Ａと樹脂管Ｂとを融着接合する前の仮固定の役割を担っている。具体的には、分岐部２１に後述する分岐配管Ｓを接続して使用する場合（図５参照）、分岐配管Ｓを所定の方向に配設する必要がある。パッキン７は、その弾性力で樹脂管Ｂを適度に支持しているために分岐配管Ｓを所定の方向に配設することが容易で、また融着接合中にあっても分岐継手Ａが回転しない程度に適度に保持することができる。

次に、樹脂管Ｂは、図３に示すように複数の開口孔ｂ２が設けられた管状の金属板ｂ１を熱可塑性樹脂からなる管本体ｂ３の肉厚内部に介在させて一体化した金属と樹脂の複合樹脂管であり、上記した本管接続部１６と電熱による融着を可能とすると同時に、機械的強度を高め、且つ樹脂管Ｂの物性である度合いの大きい熱膨張を抑制することができるようになっている。
なお、この複数の開口孔ｂ２が設けられた管状の金属板ｂ１は、パンチングメタルや網状に組み込んだ金属板ｂ１でも良いもので、特に限定されない。また、上記した樹脂管Ｂ（複合樹脂管）は、少なくとも外周面側のみが熱可塑性樹脂で構成されていれば良いもので、複数の開口孔ｂ２が設けられた管状の金属板ｂ１との２層構造や、内周面側を種類の違う樹脂材料や他の構造材料となした３層構造としても良い。

また、開口孔ｂ２の開口率の大小により管強度や融着部の融着強度を調節することが可能である。例えば、開口率を大きくとると内外層の樹脂の結び付きは強くなり融着強度も高くなるが、反面管強度は低くなり熱膨張による伸びも大きくなる。逆に開口率が小さいと融着強度は低いが、管強度は高くなり伸びは小さくなる。これらを状況によってバランスをとって選択することが望ましい。

次に、図２を参照して分岐部２１の構成について詳細に説明する。
分岐部２１は、継手本体１１の首部１４と座面１５と、分岐パイプ２２と、分岐取り出し部材３１と、シール手段８とを備えてなる。
分岐パイプ２２は、流路孔１７の内周面に沿うように金属の板状部材を凸湾曲形成された平面視略矩形状の鍔部２３と、その鍔部２３の中心から垂直に立設された所要長さの中空金属パイプからなる筒部２４とが一体に形成されている。ステンレス鋼、黄銅、青銅など錆び難い金属からなり、製造にあたっては両者を溶接して一体にするか、あるいは鍛造などで一体成形することもできる。また、この筒部２４は、継手本体の首部１４の内周面に支持されてなり、先端内面には後述する分岐取り出し部材３１と螺合させる雌ねじ２５が形成されている。

この分岐パイプ２２は、継手本体１１の端部開口から貫通孔１３に挿入して組み付けられるが、筒部２４は継手本体１１の首部１４に挿入され、基部は流路孔１７の内周面に沿った湾曲面形状で平面視では略矩形状である鍔部２３を継手本体の内面に当接し係止されるように設けられている。従って、分岐パイプ２２は、鍔部２３が流路孔１７の内周面に正逆回転不能に係止され、さらに首部１４によって支持されるので分岐パイプ２２を安定して立設状態におくことができ、回転力や振動など外力に対して強い構造となっている。
この正逆回転が不能な係止構造としては、上記した内周面に沿った形状の鍔部に限らず、例えば、内周面に鍔部形状に一致する凹部を設け、これに鍔部を嵌合するようにしたり、ピンのような係止部材を別途設けて回転不能に構成することも出来る。
さらに、鍔部に凸部（先鋭状が好適である）を複数設けて、貫通孔周りの流路孔１７の内周面に食い込ませるようにしても良い。すなわち、鍔部２３が流路孔１７の内周面に正逆回転不能に係止していれば良いもので、特に限定されない。

分岐取り出し部材３１は金属部材であり、一端側に筒部２４に形成された雌ねじ２５と螺合する雄ねじ３２が、先端部の内周面に形成されていると共に、中途部の外周に突出するフランジ部３３が形成されている。フランジ部３３には、継手本体１１の首部１４が挿入される受口３４と、受口３４に挿入された首部１４の外周面を密封するシール部材用の凹溝３５が形成されている。またフランジ部３３の下面は、継手本体１１の座面１５に相対する円形の当接面３６が形成されている。

分岐取り出し部材３１の他端側は、Ｔ字状に二股に分岐した分岐取り出し口３７が形成され、その外周面には、他の配管部材と接続するための管用テーパねじが形成されている。また分岐取り出し部材３１の内部には、継手本体１１の流路孔１７に連通する連通孔３８と、分岐取り出し口３７に連なる分岐流路３９が形成されている。材質は特に限定しないが、ステンレス鋼、黄銅、青銅など錆び難い金属であることが望ましい。

そして、この分岐取り出し部材３１にシール部材としてＯリング８を装着し、継手本体１１の座面１５に弾性部材としてガスケット９を装着し、筒部２４に形成された雌ねじ２５に螺合・捩じ込んで、鍔部２３と分岐取り出し部材３１とで貫通孔１３縁部を挟持することにより、座面１５と分岐取り出し部材３１の当接面３６でガスケット９を挟持する。分岐取り出し口３７は、所定の方向（例えば、継手本体１１の直管部１２と平行になるよう）に向けられる。このときガスケット９が弾性を有する材料なので、分岐取り出し口３７を所定の方向に仮固定することができ、その後、分岐パイプ２２の雌ねじ２５と分岐取り出し部材３１の雄ねじ３２が弛むことのないように固定処置が施される。

固定処置とは、分岐パイプ２２と分岐取り出し部材３１の両部材の相対位置が変わらないようにする処置をいい、例えば、溶接、蝋付け、接着等があげられる。
ガスケット９は、継手本体１１の座面１５及び分岐取り出し部材３１のフランジ部３３の硬度よりも低硬度の弾性を有する材料で構成され、例えばゴム製部材またはノンアスベストガスケットが好ましい。

また連通孔３８の内径と、分岐取り出し口３７の分岐流路３９の内径の比は、１．６：１に設定している。具体的には連通孔３８の内径をφ３４ｍｍ、分岐流路３９の内径をφ２０．８ｍｍとした。理論的には、一つの連通孔に対して二つの分岐流路であるから、両流路の断面積比が２：１でバランスされるはずであるが、本実施例では、連通孔３８の内径と分岐流路３９の内径の断面積比は、約２．６：１である。このように設定することにより、流動する流体の圧力損失が最小となり、かつ２つの分岐取り出し口３７にバランスよく流体を配分することができる。

続いて、分岐継手Ａの施工実施例について説明する。
この分岐継手Ａと樹脂管Ｂとの接続は、まず、樹脂管Ｂの末端が鍔部２３に当接するまで樹脂管Ｂを本管接続部１６に挿入する。金属端子１９と図示しない通電装置とを接続し電圧を印加することで、電流が流れジュール熱により電熱線１８が発熱して熱可塑性樹脂同士で構成された継手本体１１と樹脂管Ｂとが相互に融着して接続することができる(図４参照)。
さらに、この分岐継手Ａと分岐配管Ｓ等の外部装置との接続は、分岐取り出し口３７に外部装置を螺着する。以上によって分岐継手Ａは、樹脂管Ｂとの接続を強固にできる。

図５は上記実施の形態の分岐継手Ａを用いた消雪パネルユニットＰＵが例示されている。なお、後述するように消雪パネルユニットＰＵの消雪パネルｐ１は底面が視認できるように一端を支点として上方向に持ち上げた状態を示している。
この消雪パネルユニットＰＵは、消雪パネルｐ１と、送水管ｐ５と、戻水管ｐ６と、第１連結管ｐ７と、第２連結管ｐ８とを備えて構築されている。

消雪パネルｐ１は、表面に受雪面を備えた略矩形状の放熱板ｐ２と、その放熱板ｐ２の裏面に放熱板ｐ２の端部で折り返して形成された葛折状の放熱管ｐ３と、放熱板ｐ２を支持する支持台ｐ４を備えてなる。そして放熱管ｐ３の点検・補修ができるように、放熱板ｐ２の一辺と支持台ｐ４とは図示しない蝶番で連結され、これを支点にして上方に持ち上げられるようになっている。

送水管ｐ５は、上記した樹脂管Ｂからなり、実施の形態の分岐継手Ａの両端部に設けた各々の本管接続部１６に接続されており、分岐継手Ａの分岐部２１に、供給元から送られてきた熱媒体である所要温度の水を送水管ｐ５から分岐させるように接続されている。
戻水管ｐ６は、上記した樹脂管Ｂからなり、実施の形態の分岐継手Ａの両端部に設けた各々の本管接続部１６に接続されており、この分岐継手Ａの分岐部２１から送水してくる（排出された）消雪パネルｐ１からの水を供給元へ戻すように接続されている。

第１連結管ｐ７は、一端が放熱管ｐ３の入口と接続されると共に、他端が送水管ｐ５に接続された分岐継手Ａの分岐取り出し口３７と接続されており、送水管ｐ５から所要温度の水を放熱管ｐ３に送水して放熱板ｐ２を所要温度に加熱・維持するようになっている。
第２連結管ｐ８は、一端が放熱管ｐ３の出口と接続されると共に、他端が戻水管ｐ６に接続された分岐継手Ａの分岐取り出し口３７と接続されており、放熱管ｐ３から送水してきた水を戻水管ｐ６に回収するようになっている。
なお、第１連結管ｐ７と第２連結管ｐ８はフレキシブル管からなり、中途部には図示しない調整バルブが接続されている。

以上のように構成された消雪パネルユニットＰＵは、例えば、鉄道路線の軌道上に沿って複数の消雪パネルｐ１を敷設し、一つの分岐継手Ａから二つの消雪パネルｐ１に、各々の消雪パネルｐ１に接続された第１連結管ｐ７を介して送水管ｐ５に並列状に接続し、各々の第２連結管ｐ８を介して一つの分岐継手Ａから戻水管ｐ６に接続して構築する。
そして、送水管ｐ５から供給された水が第１連結管ｐ７を介して放熱管ｐ４に入ることで放熱板ｐ２を温め、第２連結管ｐ８を介して戻水管ｐ６に水を回収することで、放熱板ｐ２に舞い降りた雪を溶かすようになっている。

よって、分岐継手Ａを用いた消雪パネルユニットＰＵは、分岐取り出し口３７が所定の方向に定まっているので、第１連結管ｐ７、第２連結管ｐ８と容易に接続することができ、接続箇所が最小限となるので漏れリスクを低減できるとともに、消雪パネルユニットＰＵ全体をコンパクト化することができる。
また、樹脂管Ｂを用いた消雪パネルユニットＰＵは、鋼管の強度及び低伸縮と、樹脂管による軽量化の両方の利点に加えて、管本体が樹脂製であるために保温性を有し、送水管から供給される送水の温度を低減することができ、エネルギの消費を低減することができる。

以上、本実施の形態にかかる分岐継手、を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

Ａ…分岐継手、
１１…継手本体、１２…直管部、１３…貫通孔、１４…首部、１５…座面、１６…本管接続部、１７…流路孔、１８…電熱線、１９…金属端子、
２１…分岐部、２２…分岐パイプ、２３…鍔部、２４…筒部、２５…雌ねじ、
３１…分岐取り出し部材、３２…雄ねじ、３３…フランジ部、３４…受口、３５…凹溝、３６…当接面、３７…分岐取り出し口、３８…連通孔、３９…分岐流路、
６…補強リング、７…パッキン、８…シール手段（Ｏリング）、９…弾性部材（ガスケット）
Ｂ…樹脂管、ｂ１…金属板、ｂ２…開口孔、ｂ３…管本体、
ＰＵ…消雪パネルユニット、ｐ１…消雪パネル、ｐ２…放熱板、ｐ３…放熱管、ｐ４…支持台、ｐ５…送水管、ｐ６…戻水管、ｐ７…第１連結管、ｐ８…第２連結管

Claims (2)

1. 樹脂管同士を接続させると共に該樹脂管同士を結ぶ流路孔を備えた継手本体と、外部へ流路を分岐させる分岐部とを備えた分岐継手であって、
   前記分岐部は、
   前記継手本体から一体的に突出した首部と、該首部の突出根元に形成された座面と、
   前記流路孔と前記継手本体の首部とを連通させた貫通孔に挿嵌され内周面に雌ねじが形成された筒部と、該流路孔の内面に係止される鍔部とを備えてなる分岐パイプと、
   前記分岐パイプと連結される部材であって、前記分岐パイプの雌ねじに螺合する雄ねじと、前記継手本体の流路孔に連通する連通孔と、該連通孔からさらに分岐させた分岐取り出し口と、前記首部を受け入れる受口が形成されたフランジ部とを有する分岐取り出し部材と、
   前記継手本体の首部と前記分岐取り出し部材とを水密にシールするシール部材と、
   前記継手本体の座面と前記フランジ部の端面とに挟まれる弾性部材とから構成され、
   螺合された前記分岐パイプと前記分岐取り出し部材とは、前記分岐取り出し口が所定の方向に向けられたのち固定処置が施されることを特徴とする分岐継手。
2. 前記弾性部材は、前記座面及び前記フランジ部の硬度よりも低硬度のもので構成されることを特徴とする請求項１に記載の分岐継手。

Images