JP2016011727A

JP2016011727A - 配管接続装置

Info

Publication number: JP2016011727A
Application number: JP2014134385A
Authority: JP
Inventors: 孝幸栗橋; Takayuki Kurihashi; 誠二布谷; Seiji Nunotani
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-01-21

Abstract

【課題】共に固定された管部との間を接続する配管の着脱を簡易にできる配管接続装置を提供することを目的とする。【解決手段】筐体１０ａおよび筐体１０ａの内部に着脱自在に取付けられたパネル１０ｂの何れか一方に固定された第１管部９２と、筐体１０ａ及びパネル１０ｂの他方に固定されるともに第１管部９２の軸方向と平行な軸方向を有する第２管部９３と、両端に開口を有し、その一方開口側に第１管部９２に嵌合される第１嵌合部９１ａと、他方開口側に第２管部９３と嵌合される第２嵌合部９１ｂとを有る管継手部材９１と、管継手部材９１は、軸方向の一方への変位にて、第１シール部材９４を介して第１管部９２と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２シール部材９５を介して第２管部９３と第２嵌合部９１ｂとが嵌合される第１位置に位置され、軸方向の他方への変位にて、第１管部９２と第１嵌合部９１ａとの嵌合が保持され第２管部９３と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除される第２位置に位置される。【選択図】図２

Description

本発明は、配管接続装置に関する。

配管の一方側部材に他方側部材を挿入し、フランジ面同士を当てて、クイックファスナ等の抜け止め部材を装着して一方側部材と他方側部材とを固定した配管接続装置が、知られている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２０１０−１４４８６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、共に固定された管部との間を接続する場合、一方側部材と他方側部材との固定を両側の管部でする必要があるため、配管の着脱が困難であった。

そこで、本発明は、共に固定された管部との間を接続する配管の着脱を簡易にできる配管接続装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る配管接続装置は、筐体と、前記筐体の内部に着脱自在に取付けられたパネルと、前記パネルおよび前記筐体のいずれか一方に固定された第１管部と、前記パネルおよび前記筐体の他方に固定されるともに前記第１管部の軸方向と平行な軸方向を有する第２管部と、両端に開口を有し、その一方開口側に前記第１管部に嵌合される第１嵌合部と、他方開口側に前記第２管部と嵌合される第２嵌合部とを有する管継手部材と、前記第１管部と前記第１嵌合部間に設けられた第１シール部材と、前記第２管部と前記第２嵌合部間に設けられた第２シール部材と、前記管継手部材は、前記軸方向の一方への変位にて、前記第１シール部材を介して前記第１管部と前記第１嵌合部とが嵌合されかつ前記第２シール部材を介して前記第２管部と前記第２嵌合部とが嵌合される第１位置に位置され、前記軸方向の他方への変位にて、前記第１管部と前記第１嵌合部との嵌合が保持され前記第２管部と前記第２嵌合部との嵌合が解除される第２位置に位置されることを要旨とする。

これによれば、パネルおよび筐体のいずれか一方に固定された第１管部とパネルおよび筐体の他方に固定された第２管部との間を接続する配管である管継手部材の着脱即ち管継手部材の第１位置及び第２位置への変位が、管継手部材の軸方向の変位にて行うことができ、簡易となる。従って、管継手部材を第２位置へ位置させることにより、パネルを筐体から取り外すことができ、筐体のパネルより内方部分を簡易に開放できる。

請求項２に係る配管接続装置は、請求項１において、前記第１シール部材の締め代は、前記菅継手部材が前記第１管部に対して自由状態において前記第１位置を移動しない程度の締め代とし、前記第２シール部材の締め代は、前記菅継手部材が、前記第２嵌合部と嵌合、離脱する際に前記第２シール部材が損傷しない程度の締め代とされたことを要旨とする。

これによれば、第１シール部材の締め代にて、菅継手部材が自由状態において前記第１位置に保持でき、また、第２シール部材の締め代にて、菅継手部材が、第２嵌合部との嵌合、離脱を第２シール部材が損傷することなく行えて、第２シール部材の耐久性を向上できる。

請求項３に係る配管接続装置は、請求項１又は２において、前記第１管部と前記第１嵌合部には、互いに当接する第１当接部が設けられ、前記第１当接部同士の当接により、前記管継手部材が前記第２位置に位置決めされることを要旨とする。

これによれば、管継手部材の第２位置の位置決め即ち第１管部と第１嵌合部との嵌合を保持して第２管部と第２嵌合部との嵌合が解除された状態とする第２位置の位置決めが、簡易な構造にてできる。

請求項４に係る配管接続装置は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記第２管部と前記第２嵌合部には、互いに当接する第２当接部が設けられ、前記第２当接部同士の当接により、前記管継手部材が前記第１位置に位置決めされることを要旨とする。

これによれば、管継手部材が第１位置即ち第１管部と第１嵌合部との嵌合及び第２管部と第２嵌合部との嵌合が保持された状態とする第１位置の位置決めが、簡易な構造にてできる。

請求項５に係る配管接続装置は、請求項３又は４において、前記第１嵌合部は、前記第１管部の外周面と嵌合する第１嵌合面を有し、前記第１嵌合面には、前記第１シール部材が装着される第１溝部と、前記第１溝部よりも前記軸方向の一方側に前記第１当接部である第１肩部が形成され、前記第１管部の前記第１当接部を前記第１管部の端面としたことを要旨とする。

これによれば、管継手部材の第２位置の位置決め即ち第１管部と第１嵌合部との嵌合を保持して第２管部と第２嵌合部との嵌合が解除された状態とする第２位置の位置決めが、簡易な構造で安価に製作できる。

請求項６に係る配管接続装置は、請求項４又は５において、前記第２嵌合部は、前記第２管部の外周面と嵌合する第２嵌合面を有し、前記第２嵌合面には、前記第２シール部材が装着される第２溝部と、前記第２溝部よりも前記軸方向の他方側に前記第２当接部である第２肩部が形成され、前記第２管部の前記第２当接部を前記第２管部の端面としたことを要旨とする。

これによれば、管継手部材の第１位置の位置決め即ち第１管部と第１嵌合部との嵌合及び第２管部と第２嵌合部との嵌合が保持された状態とする第１位置の位置決めが、簡易な構造で安価に製作できる。

本発明による配管接続装置の一実施形態を示すブロック図である。本発明の配管接続装置における管継手部材の第１位置の状態を示す軸方向断面図である。本発明の配管接続装置における管継手部材の第２位置の状態を示す軸方向断面図である。本発明の配管接続装置における管継手部材を示す軸方向断面図である。本発明の配管接続装置を示す斜視図である。本発明の配管接続装置におけるパネルを取り外した分解斜視図である。

以下、本発明による配管接続装置９０の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。配管接続装置９０は、燃料と空気の供給により発電し、発電に伴って生じた燃焼排ガスを排出する発電装置、例えば、燃料電池モジュールあるいはコジェネレーション等の発電装置に適用できる。本発明の実施例では、発電装置は、燃料電池モジュールとし、燃料電池モジュールを用いた燃料電池システムに基づいて、説明する。

図１に示すように、燃料電池システムは、発電ユニット１０および貯湯槽２１を備えている。発電ユニット１０は、筐体１０ａ、燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、インバータ装置１３、水タンク１４、および制御装置１５を備えている。

燃料電池モジュール１１は、後述するように燃料電池３４を少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール１１は、改質用原料、改質水および酸化剤ガスであるカソードエアが供給されている。具体的には、燃料電池モジュール１１は、一端が供給源Ｇｓに接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。改質用原料供給管１１ａは、原料ポンプ１１ａ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端が水タンク１４に接続されて改質水が供給される水供給管１１ｂの他端が接続されている。水供給管１１ｂは、改質水ポンプ１１ｂ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端がカソードエアブロワ１１ｃ１に接続されてカソードエアが供給されるカソードエア供給管１１ｃの他端が接続されている。

熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽２１からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。具体的には、貯湯槽２１は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する（図１にて矢印の方向に循環する）貯湯水循環ライン２２が接続されている。貯湯水循環ライン２２上には、貯湯槽２１の下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ２２ａおよび熱交換器１２が配設されている。熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１からの排気管１１ｄが接続（貫設）されている。熱交換器１２は、水タンク１４に接続されている凝縮水供給管１２ａが接続されている。

熱交換器１２において、燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通り、そして、後述するように排出部材７０から屋外へ排出される。また、凝縮された凝縮水は、熱交換器１２から凝縮水供給管１２ａを通って水タンク１４に供給される。なお、水タンク１４は、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化するようになっている。

また、燃料電池システムは、熱交換器１２にて生じた凝縮水が供給された水タンク１３から溢れ出た水を筐体１０ａの外部に排水するために、水タンク１４からオーバーフローライン１４ａを介して、筐体１０ａの外部即ち屋内に設置された間接排水口空間１４ｂに接続されて一旦大気中に開放される。間接排水口空間１４ｂは、屋外に排水する外部配管１４に接続されて、凝縮水は、屋外に排水される。

また、排気管１１ｄは、熱交換器１２の下流側で筐体１０ａ内に配設された排気菅路１１ｄ１を備え、その排気菅路１１ｄ１から分岐してオーバーフローライン１４ａに合流するドレン管路１２ｂが設けられている。排気菅路１１ｄ１における熱交換器１２からの凝縮後の燃焼排ガスによる凝縮水は、ドレン管路１２ｂを通り、次いでオーバーフローライン１４ａを通り、筐体１１の外部即ち屋内に設置された間接排水口空間１４ｂに接続されて、一旦大気中に開放される。そして間接排水口空間１４ｂは、屋外に排水する外部配管１４ｃに接続されて、凝縮水が、屋外に排水される。熱交換器１２にて生じた凝縮水を筐体１０の外部に排水する排水管路１４ｄには、オーバーフローライン１４ａおよび間接排水口空間１４ｂが相当する。

水封トラップ８０が、ドレン管路１２ｂとオーバーフローライン１４ａとの合流部に介設されている。水封トラップ８０の作用により、燃焼排ガスが、間接排水口空間１４ｂへと流れないようされる。排気菅路１１ｄ１の圧力が、燃焼排ガスにより、水封トラップ８０による水頭圧を越える状態になるまで、燃焼排ガスは、間接排水口空間１４ｂに流れることを防止される。従って、ドレン管路１２ｂにより排気管路１１ｄ１における凝縮水を排水管路１４ｄへ排水できるとともに排出部材７０あるいは排気管路１１ｄ１が閉塞しても、水封トラップ８０により燃焼排ガスは、間接排水口空間１４ｂへと流れない。従って、燃焼排ガスの屋内への排出が、防止される。

上述した熱交換器１２、貯湯槽２１および貯湯水循環ライン２２から、排熱回収システム２０が構成されている。排熱回収システム２０は、燃料電池モジュール１１の排熱を貯湯水に回収して蓄える。

さらに、インバータ装置１３は、燃料電池３４から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して、交流の系統電源１６ａおよび外部電力負荷１６ｃ（例えば電化製品）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。また、インバータ装置１３は、系統電源１６ａからの交流電圧を電源ライン１６ｂを介して入力し所定の直流電圧に変換して補機（各ポンプ、ブロワなど）や制御装置１５に出力する。なお、制御装置１５は、補機を駆動して燃料電池システムの運転を制御する。

燃料電池モジュール１１は、ケーシング３１、蒸発部３２、改質部３３および燃料電池３４を備えている。ケーシング３１は、断熱性材料で箱状に形成されている。蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部３３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。

蒸発部３２には、一端（下端）が水タンク１４に接続された水供給管１１ｂの他端が接続されている。また、蒸発部３２には、一端が供給源Ｇｓに接続された改質用原料供給管１１ａが接続されている。供給源Ｇｓは、例えば都市ガスのガス供給管、ＬＰガスのガスボンベである。

改質部３３は、上述した燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部３３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素などを含んだガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。このように、改質部３３は、改質用原料（原燃料）と改質水とから改質ガス（燃料）を生成して燃料電池３４に供給する。なお、水蒸気改質反応は、吸熱反応である。

改質部３３は、改質用原料と改質水（水蒸気）とが流入する部位の温度を検出する温度センサ３３ａを備えている。温度センサ３３ａは、改質部３３の改質用原料と改質水（水蒸気）とが流入する部位に設けられている。温度センサ３３ａは、その検出結果を制御装置１５に送信するようになっている。改質部３３は、改質ガスが流出する部位の温度を検出する温度センサ３３ｂを備えている。温度センサ３３ｂは、改質部３３の改質ガスが流出する部位に設けられている。温度センサ３３ｂは、その検出結果を制御装置１５に送信するようになっている。

燃料電池３４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。なお、４００℃以下でも定格以下の発電量の発電は、可能である。また、６００℃で発電開始を許可している。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部３３は省略することができる。

セル３４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路３４ｂが形成されている。セル３４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路３４ｃが形成されている。

燃料電池３４は、燃料電池３４の温度を検出する温度センサ３４ｄを備えている。温度センサ３４ｄは、燃料電池３４のセル３４ａの積層方向の中央部分であって上下方向中央部分に設けられている。温度センサ３４ｄは、その検出結果を制御装置１５に送信するようになっている。

燃料電池３４は、マニホールド３５上に設けられている。マニホールド３５には、改質部３３からの改質ガスが改質ガス供給管３８を介して供給される。燃料流路３４ｂは、その下端（一端）がマニホールド３５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ１１ｃ１によって送出されたカソードエアは、カソードエア供給管１１ｃを介して供給され、空気流路３４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。

カソードエアブロワ１１ｃ１は、電気モータ１１ｃ２により駆動されるもので、電気モータ１１ｃ２の駆動デューティは、制御装置１５にて演算される。カソードエア供給管１１ｃのカソードエアブロワ１１ｃ１の下流側に設けられた流量センサ１１ｃ３は、カソードエアブロワ１１ｃ１が吐出するカソードエア流量を検出する。流量センサ１１ｃ３は、その検出結果を制御装置１５に送信するようになっている。

燃焼部３６は、燃料電池３４と蒸発部３２および改質部３３との間に設けられている。燃焼部３６は、燃料電池３４からのアノードオフガス（燃料オフガス）と燃料電池３４からのカソードオフガス（酸化剤オフガス）とが燃焼されて改質部３３を加熱する。

燃焼部３６では、アノードオフガスが燃焼されて火炎３７が発生している。燃焼部３６には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ３６ａ１，３６ａ２が設けられている。また、燃焼部３６には、燃焼部３６の温度を検出するための一対の温度センサ３６ｂ１，３６ｂ２が設けられている。温度センサ３６ｂ１，３６ｂ２の検出結果（出力信号）は、制御装置１５に送信されている。

筐体１０ａは、筐体筐体１０ａの内部に着脱自在に取付けられたパネルである中パネル１０ｂによって燃料電池室Ｒ１と排気ダクト室Ｒ２に区画されている。燃料電池室Ｒ１内には、燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、インバータ装置１３、水タンク１４、および制御装置１５が配置されている。排気ダクト室Ｒ２内には、換気排気用ダクト５１および燃焼排気用ダクト５２が配置されている。

中パネル１０ｂは、燃料電池室Ｒ１内に外気を吸い込むための吸気口１０ｃ、燃料電池室Ｒ１内の空気を外部に排出するための換気用排気口１０ｄ、および熱交換器１２からの燃焼排ガスを外部に排出するための燃焼排ガス用排気口１０ｅが形成されている。吸気口１０ｃには、逆止弁４１が設けられている。逆止弁４１は、排気ダクト室Ｒ２から燃料電池室Ｒ１への空気の流れは許容するが、逆方向の流れを規制するものである。

換気用排気口１０ｄには、換気ファン４２が設けられている。換気ファン４２は、燃料電池室Ｒ１内の空気を外部に送出するものである。換気用排気口１０ｄには、換気排気用ダクト５１が接続されている。換気排気用ダクト５１の他端は、筐体１０ａに固定されるともに出口を筐体１０の外部あるいは屋外に設置された煙突部５３の内管５３ａに、配管接続装置９０を構成する管継手部材９１を介して接続されている。煙突部５３の内管５３ａは、換気排気用ダクト５１の他端の軸方向と平行な軸方向を有する。換気ファン４２が駆動されると、燃料電池室Ｒ１内の空気（換気排気）は、換気用排気口１０ｄ、換気排気用ダクト５１、管継手部材９１および煙突部５３の内管５３ａを通って屋外に排出される（破線の矢印で示す）。

燃焼排ガス用排気口１０ｅには、燃焼排気用ダクト５２の一端が接続され、燃焼排気用ダクト５２は、中パネル１０ｂに固定された構成である。燃焼排気用ダクト５２の他端は、換気排気用ダクト５１に合流され、燃焼排気用ダクト５２は換気排気用ダクト５１と固定された構成である。燃料電池システムの発電中において、燃料電池モジュール１１から排出される燃焼排ガスは、燃焼排ガス用排気口１０ｅ、および燃焼排気用ダクト５２を通って換気排気用ダクト５１に導出され（一点破線の矢印で示す）、換気排気と合流されて、管継手部材９１および煙突部５３の内管５３ａを通って屋外に排出される。従って、熱交換器１２からの燃焼排ガス即ち排気菅路１１ｄ１の燃焼排ガスを筐体１０ａから外部あるいは屋外へ排出する排出部材７０には、燃焼排ガス用排気口１０ｅ、燃焼排気用ダクト５２、換気排気用ダクト５１、管継手装置９１および煙突部５３の内管５３ａが相当する。

煙突部５３は、２重管構造であり、内管５３ａと外管５３ｂとから構成されている。内管５３ａと外管５３ｂとの間に、吸気用流路ＦＰ１が形成されている。吸気用流路ＦＰ１は、外部と排気ダクト室Ｒ２と連通している。屋外の外気は、吸気用流路ＦＰ１を通って排気ダクト室Ｒ２内に流入（吸気）される。

以上の説明から明らかなように、中パネル１０ｂは、筐体１０ａの内部に着脱自在に取付けられた中パネル１０ｂに相当し、燃焼排気用ダクト５２に固定された換気排気用ダクト５１は、パネル１０ｂおよび筐体１０ａのいずれか一方に固定された第１管部９２に相当し、煙突部５３の内管５３ａは、パネル１０ｂおよび筐体１０ａの他方に固定されるともに第１管部９１の軸方向と平行な軸方向を有する第２管部９３に相当し、管継手部材９１は、両端に開口を有し、その一方開口側に第１管部９２に嵌合される第１嵌合部９１ａと、他方開口側に第２管部９３と嵌合される第２嵌合部９１ｂとを有する管継手部材９１に相当する。なお、これに代えて、燃焼排気用ダクト５２に固定された換気排気用ダクト５１を、第２管部９３とし、煙突部５３の内管５３ａを、第１管部９２と読み替えることも可能である。

配管接続装置９０は、説明の都合上、図２〜図４に示す如く、前述の第１菅部９２と第２菅部９３との間を接続する場合について、以下説明する。

管継手部材９１の第１嵌合部９１ａには、第１管部９２の外周面と嵌合する第１嵌合面９１ａ１を有し、第１嵌合面９１ａ１には、第１シール部材９４が装着される第１溝部９１ａ２が設けられている。一方、管継手部材９１の第２嵌合部９１ｂには、第２管部９３の外周面と嵌合する第２嵌合面９１ｂ１を有し、第２嵌合面９１ｂ１には、第２シール部材９５が装着される第２溝部９１ｂ２が設けられている。

図２及び図３に示す如く、管継手部材９１は、管継手部材９１の軸方向の一方への変位にて、第１シール部材９４を介して第１管部９２と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２シール部材９５を介して第２管部９３と第２嵌合部９１ｂとが嵌合される第１位置（図２示）に位置し、又、管継手部材９１の軸方向の他方への変位にて、第１管部９２と第１嵌合部９１ａとの嵌合が保持され第２管部９３と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除される第２位置（図３示）に位置される。

第１シール部材９４の締め代は、菅継手部材９１が第１管部９２に対して自由状態において第１位置を移動しない程度の締め代とされる。これにより、自由状態において、菅継手部材９１は、第１位置および第２位置に保持できる。従って、第１シール部材９４により、特別な部材を設けることなく、菅継手部材９１を、自由状態にて第１位置および第２位置に保持することができる。

第２シール部材９５の締め代は、菅継手部材９１が、第２嵌合部９１ｂと嵌合、離脱する際に第２シール部材９５が損傷しない程度の締め代とされる。これにより、第２シール部材９５の耐久性を向上できる。

第１管部９２と第１嵌合部９１ａには、図３に示す如く、互いに当接する第１当接部９６が設けられ、第１当接部９６同士の当接により、管継手部材９１が第２位置に位置決めされる。第１嵌合部９１ａの第１当接部９６として、第１溝部９１ａ２よりも軸方向の一方側に第１肩部９１ａ３が設けられ、第１管部９２の第１当接部９６には、第１管部９２の端面９２ａが相当する構成である。

第２管部９３と第２嵌合部９１ｂには、図２に示す如く、互いに当接する第２当接部９７が設けられ、第２当接部９７同士の当接により、管継手部材９１が第１位置に位置決めされる。第２嵌合部９１ｂの第２当接部９７として、第２溝部９１ｂ２よりも軸方向の他方側に第２肩部９１ｂ３が設けられ、第２管部９３の第２当接部９７には、第２管部９３の端面９３ａが相当する構成である。

図４に示す如く、第１嵌合部９１ａにおける一方開口の端面９１ａ４から第１肩部９１ａ３に至る第１長さＬ１は、第２嵌合部９１ｂにおける他方開口の端面９１ｂ４から第２肩部９１ｂ３に至る第２長さＬ２に第１溝部９１ａ２の第３長さＬ３を加えた長さよりも長くする。管継手部材９１の第１位置及び第２位置の位置決め即ち第１管部９２と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２管部９３と第２嵌合部９１ｂとが嵌合される第１位置と、第１管部９２と第１嵌合部９１ａとの嵌合が保持されるとともに第２管部９３と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除された第２位置との２つの位置決めが、管継手部材９１にて設定することができる。また、管継手部材９１の第１嵌合部９１ａにおける一方開口の端面９１ａ４から第１肩部９１ａ３に至る第１長さＬ１を抑えることができるため、管継手部材９１の軸方向の長さを短くできる。

図５は、発電ユニット１０の組み付け状態を示し、中パネル１０ｂには、燃焼排気用ダクト５２が固定され、筐体１０ａの天板１０ａ１には、煙突部５３の内管５３ａが固定され、換気排気用ダクト５１が燃焼排気用ダクト５２に固定され、換気排気用ダクト５１と内管５３ａとの間を管継手部材９１により接続した状態にある。筐体１０ａは、図５に示す如く、側板１０ａ２、１０ａ３を有する。

例えば、筐体１０ａのパネル１０ｂより内方部分に設置された部材の点検または交換を行うために、筐体１０ａのパネル１０ｂより内方部分を開放するには、図６に示す如く、中パネル１０ｂを筐体１０ａから取り外す必要があり、少なくとも管継手部材９１と煙突部５３の内管５３ａとの嵌合を外すことが必要となる。この管継手部材９１と煙突部５３の内管５３ａとの嵌合を外すことは、図３に示した如く、管継手部材９１を第２位置へ変位させることにて達成できる。

管継手部材９１と煙突部５３の内管５３ａとの嵌合を外し、中パネル１０ｂを筐体１０ａに着脱自在に取付けた部材を取り外した状態にする。次いで、中パネル１０ｂは、管継手部材９１、換気排気用ダクト５１および燃焼排気用ダクト５２を装着した状態で、中パネル１０ｂは、図６に示す如く、筐体１０ａから引き離すことができる。中パネル１０ｂが筐体１０ａから引き離されたことにより、筐体１０ａの中パネルより内方部分が開放される。

なお、配管接続装置９０において、第１管部９２および第２菅部９３の配置構成は、図２〜図４に示した如くのままとし、管継手部材９１のみを、図２〜図４に示した構成を上下反転させた構成に変更することができる。具体的には、管継手部材９１は、軸方向の一方への変位にて第１シール部材９４を介して第２菅部９３（５３ａ）と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２シール部材９５を介して第１管部９２（５１，５２）と第２嵌合部９１ｂとが嵌合される第１位置に位置され、軸方向の他方への変位にて、第２菅部９３（５３ａ）と第１嵌合部９１ａとの嵌合が保持され第１管部９２（５１，５２）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除される第２位置に位置される構成に変更とすることができる。この変更した構成における管継手部材９１の第１位置の位置決めは、前述の第２肩部９１ｂ３と第１管部９２の端面９２ａとの当接にて行うことができ、また、管継手部材９１の第２位置の位置決めは、前述の第１肩部９１ａ３と第２管部９３の端面９３ａとの当接に行うことができる。また、この様な構成において、中パネル１０ｂを筐体１０ａから引き離す場合、管継手部材１１は、中パネル１０ｂに固定された第１管部９２（５１，５２）との嵌合が解除されているため、中パネル１０ｂは、管継手部材９１とは別個に、筐体１０から引き離される。管継手部材９１をこの様な構成に変更した場合、特に管継手部材９１の軸方向を上下方向として配置した場合、第１シール部材９４を介して第２菅部９３（５３ａ）と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２シール部材を介して第１管部９２（５１，５２）と第２嵌合部９１ｂとが嵌合される第１位置に管継手部材９１を自由状態で保持するには、重力も作用するため、有利である。なお、管継手部材９１、第１管部９２（５１，５２）および第２菅部９３（５３ａ）の軸方向は、上下方向、水平方向あるいは斜め方向など適宜選択可能である。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、筐体１０ａと、筐体１０ａの内部に着脱自在に取付けられたパネル１０ｂと、パネル１０ｂおよび筐体１０ａのいずれか一方に固定された第１管部９２（５１，５２）と、パネル１０ｂおよび筐体１０ａの他方に固定されるともに第１管部９２（５１，５２）の軸方向と平行な軸方向を有する第２管部９３（５３ａ）と、両端に開口を有し、その一方開口側に第１管部９２（５１，５２）に嵌合される第１嵌合部９１ａと、他方開口側に第２管部９３（５３ａ）と嵌合される第２嵌合部９１ｂとを有する管継手部材９１と、第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａ間に設けられた第１シール部材９４と、第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂ間に設けられた第２シール部材９５と、管継手部材９１は、軸方向の一方への変位にて、第１シール部材９４を介して第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２シール部材９５を介して第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとが嵌合される第１位置に位置され、軸方向の他方への変位にて、第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとの嵌合が保持され第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除される第２位置に位置されるので、パネル１０ｂおよび筐体１０ａのいずれか一方１０ｂに固定された第１管部９２（５１，５２）とパネル１０ｂおよび筐体１０ａの他方１０ａに固定された第２管部９３（５３ａ）との間を接続する配管である管継手部材９１の着脱即ち管継手部材９１の第１位置及び第２位置への変位が、管継手部材９１の軸方向の変位にて行うことができ、簡易となる。従って、管継手部材９１を第２位置へ位置させることにより、パネル１０ｂを筐体１０ａから取り外すことができ、筐体１０ａのパネル１０ｂより内方部分を簡易に開放できる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、第１シール部材９４の締め代は、菅継手部材９１が第１管部９２（５１，５２）に対して自由状態において第１位置を移動しない程度の締め代とし、第２シール部材９５の締め代は、菅継手部材９１が、第２嵌合部９１ｂと嵌合、離脱する際に第２シール部材９５が損傷しない程度の締め代とされたので、第１シール部材９４の締め代にて、菅継手部材９１が自由状態において第１位置に保持でき、また、第２シール部材９５の締め代にて、菅継手部材９１が、第２嵌合部９１ｂとの嵌合、離脱を第２シール部材９５が損傷することなく行えて、第２シール部材９５の耐久性を向上できる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａには、互いに当接する第１当接部９６が設けられ、第１当接部９６同士の当接により、管継手部材９１が第２位置に位置決めされるので、管継手部材９１の第２位置の位置決め即ち第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとの嵌合を保持して第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除された状態とする第２位置の位置決めが、簡易な構造にてできる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂには、互いに当接する第２当接部９７が設けられ、第２当接部９７同士の当接により、管継手部材９１が第１位置に位置決めされるので、管継手部材９１が第１位置即ち第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとの嵌合及び第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が保持された状態とする第１位置の位置決めが、簡易な構造にてできる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、第１嵌合部９１ａは、第１管部９２（５１，５２）の外周面と嵌合する第１嵌合面９１ａ１を有し、第１嵌合面９１ａ１には、第１シール部材９４が装着される第１溝部９１ａ２と、第１溝部９１ａ２よりも軸方向の一方側に第１当接部９６である第１肩部９１ａ３が形成され、第１管部９２（５１，５２）の第１当接部９６を第１管部９２（５１，５２）の端面９２ａとしたので、管継手部材９１の第２位置の位置決め即ち第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとの嵌合を保持して第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除された状態とする第２位置の位置決めが、簡易な構造で安価に製作できる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、第２嵌合部９１ｂは、第２管部９３（５３ａ）の外周面と嵌合する第２嵌合面９１ｂ１を有し、第２嵌合面９１ｂ１には、第２シール部材９５が装着される第２溝部９１ｂ２と、第２溝部９１ｂ２よりも軸方向の他方側に第２当接部９７である第２肩部９１ｂ３が形成され、第２管部９３（５３ａ）の第２当接部９７を第２管部９３（５３ａ）の端面９３ａとしたので、管継手部材９１の第１位置の位置決め即ち第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとの嵌合及び第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が保持された状態とする第１位置の位置決めが、簡易な構造で安価に製作できる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば、第１嵌合部９１ａにおける一方開口の端面９１ａ４から第１肩部９１ａ３に至る第１長さＬ１は、第２嵌合部９１ｂにおける他方開口の端面９１ｂ４から第２肩部９１ｂ３に至る第２長さＬ２に第１溝部９１ａ２の第３長さＬ３を加えた長さよりも長くされたので、管継手部材９１の第１位置及び第２位置の位置決め即ち第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとが嵌合されかつ第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとがされる第１位置と、第１管部９２（５１，５２）と第１嵌合部９１ａとの嵌合が保持されるとともに第２管部９３（５３ａ）と第２嵌合部９１ｂとの嵌合が解除された第２位置との２つの位置決めが、管継手部材９１にて設定することができる。また、管継手部材９１の第１嵌合部９１ａにおける一方開口の端面９１ａ４から第１肩部９１ａ３に至る第１長さＬ１を抑えることができるため、管継手部材９１の軸方向の長さを短くできる。

上述のように、本実施形態に係る配管接続装置９０によれば，筐体１０ａは、燃料と空気の供給にて発電を行うとともに発電に伴って生じた燃焼排ガスを排出する発電装置１１の筐体１０ａであり、第１管部９２（５１，５２）は燃焼排ガスを筐体１０ａのパネル１０ｂより内方部分から排出するものであり、第２管部９３（５３ａ）は燃焼排ガスを筐体１０ａの外部へ排出する煙突部５３であるので、配管接続装置９０は、燃料と空気の供給にて発電を行うとともに発電に伴って生じた燃焼排ガスを排出する発電装置１１に適用できる。

なお、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合せることが可能であることは、明らかである。

１０ａ…筐体、１０ｂ…中パネル（パネル）、１１…燃料電池モジュール（発電装置）、５１…換気排気用ダクト（第１管部）、５２…燃焼排気用ダクト（第１管部）、５３…煙突部、内管、５３ａ…内管（第２菅部）、７０…排出部材、９０…配管接続装置、９１…管継手部材、９１ａ…第１嵌合部、９１ａ３…第１肩部、９１ｂ…第２嵌合部、９１ｂ３…第２肩部、９２…第１管部、９３…第２菅部，９４…第１シール部材、９５…第２シール部材、９６…第１当接部、９７…第２当接部、Ｌ１…第１長さ、Ｌ２…第２長さ、Ｌ３…第３長さ

Claims

筐体と、
前記筐体の内部に着脱自在に取付けられたパネルと、
前記パネルおよび前記筐体のいずれか一方に固定された第１管部と、
前記パネルおよび前記筐体の他方に固定されるともに前記第１管部の軸方向と平行な軸方向を有する第２管部と、
両端に開口を有し、その一方開口側に前記第１管部に嵌合される第１嵌合部と、他方開口側に前記第２管部と嵌合される第２嵌合部とを有する管継手部材と、
前記第１管部と前記第１嵌合部間に設けられた第１シール部材と、
前記第２管部と前記第２嵌合部間に設けられた第２シール部材と、
前記管継手部材は、前記軸方向の一方への変位にて、前記第１シール部材を介して前記第１管部と前記第１嵌合部とが嵌合されかつ前記第２シール部材を介して前記第２管部と前記第２嵌合部とが嵌合される第１位置に位置され、前記軸方向の他方への変位にて、前記第１管部と前記第１嵌合部との嵌合が保持され前記第２管部と前記第２嵌合部との嵌合が解除される第２位置に位置される配管接続装置。
前記第１シール部材の締め代は、前記菅継手部材が前記第１管部に対して自由状態において前記第１位置を移動しない程度の締め代とし、前記第２シール部材の締め代は、前記菅継手部材が、前記第２嵌合部と嵌合、離脱する際に前記第２シール部材が損傷しない程度の締め代とされた請求項１記載の配管接続装置。
前記第１管部と前記第１嵌合部には、互いに当接する第１当接部が設けられ、前記第１当接部同士の当接により、前記管継手部材が前記第２位置に位置決めされる請求項１又は２に記載の配管接続装置。
前記第２管部と前記第２嵌合部には、互いに当接する第２当接部が設けられ、前記第２当接部同士の当接により、前記管継手部材が前記第１位置に位置決めされる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配管接続装置。
前記第１嵌合部は、前記第１管部の外周面と嵌合する第１嵌合面を有し、前記第１嵌合面には、前記第１シール部材が装着される第１溝部と、前記第１溝部よりも前記軸方向の一方側に前記第１当接部である第１肩部が形成され、前記第１管部の前記第１当接部を前記第１管部の端面とした請求項３又は４に記載の配管接続装置。
前記第２嵌合部は、前記第２管部の外周面と嵌合する第２嵌合面を有し、前記第２嵌合面には、前記第２シール部材が装着される第２溝部と、前記第２溝部よりも前記軸方向の他方側に前記第２当接部である第２肩部が形成され、前記第２管部の前記第２当接部を前記第２管部の端面としたた請求項４又は５に記載の配管接続装置。