JP2017207204A - ヘッダー部材、その製造方法、給水給湯配管設備及び給水給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダー内の水の凍結によるヘッダーの損傷を容易に防止することができるヘッダー部材、該ヘッダー部材を用いた給水給湯配管設備及びシステムを提供する。【解決手段】ヘッダー部材１は、合成樹脂製のヘッダー部材本体２と、該ヘッダー部材本体２内に挿入される合成樹脂製のインナー２０とを有する。ヘッダー部材本体２は、円筒状の主筒部３と、該主筒部３の筒軸心方向一端側から主筒部３と同軸状に突出する小径筒部４と、分岐用ノズル部７とを有する。インナー２０は、大径円筒状の大径部２２と、該大径部２２の筒軸心方向の一端側から大径部２２と同軸状に突出する小径部２３とを有する。大径部２２の側周面に開口２４が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、給水給湯システムに用いられるヘッダー部材と、その製造方法に関する。また、本発明は、このヘッダー部材を用いた給水給湯配管設備及び給水給湯システムに関する。

一般住宅等に設置される給水給湯システムとして、ヘッダー本体に複数の分岐部を設けたヘッダーを床下などに設置し、このヘッダーから給湯管や給水管を台所、浴室、洗面所等に配管するヘッダー方式の配管システムがある。このヘッダーとして合成樹脂製ヘッダー（樹脂ヘッダー）が広く用いられるようになってきている。

樹脂ヘッダーは、円筒形状のヘッダー主管部の側面に、複数の分岐部がヘッダー主管部から突出した状態で一体成形されている。そして、各分岐部には受け口が設けられており、この受け口に給水管あるいは給湯管等を接続することができる（例えば特許文献１）。

この樹脂ヘッダーは、金属ヘッダーに比べ、軽量、低コスト、継手の向きの変更が簡単に出来る、射出成形法を採用できるため形状の自由度が大きい等という利点がある一方、金属ヘッダーに比べ剛性が低いという問題があった。剛性を改善するためにガラス繊維等の無機充填材で補強することが通常行われるが、ガラス繊維等の無機充填材を配合することによって、靱性、耐衝撃性が低下してしまう。そして、この靱性、耐衝撃性の低下により、例えば、冬期に寒さが厳しくなると、ヘッダー内部を流通する水が凍結することによって、ヘッダーに亀裂が入ったり、割れる等の損傷を受ける等の問題があった。

このようなヘッダー内を流通する水の凍結によるヘッダーの損傷を防止するために、ヘッダー内に凍結解除装置を挿入する技術（例えば、特許文献２参照）や、ヘッダー本体の他端又は分岐管に凍結圧力緩和装置を設けるという技術（例えば、特許文献３）が知られている。

特開２０１０−４８３２２号公報 特開２００１−２０８２８２号公報 特開２００４−２７８６２４号公報

しかし、特許文献２に記載の凍結解除装置では、ヘッダー内の氷を解凍する際に作業者がコードをヘッダー内に押込んだり、引いたりすることにより、ヒーター部を移動させながら順次ヘッダー内の氷を解凍していく必要がある。また、ヒーター部の発熱によりヘッダー内の氷を解凍する際にも少なからず時間を要する。このため、これらの作業に手間がかかるという問題があった。

さらに、特許文献３に記載の凍結圧力緩和装置では、ヘッダーの分岐部の数が多くなるとヘッダー本体が長くなり、ヘッダー内部の水が凍結すると、凍結圧力緩和装置による圧力の緩和よりも強い力がヘッダーにかかることとなり、ヘッダーが破壊されてしまう危険性がある。そして、このようなヘッダーが長い場合のヘッダー破壊を防止するためには、凍結圧力緩和装置自体も長くしなければならなくなり、ヘッダー全体として実使用とかけ離れた形状になってしまい、さらにはコスト高になる等の問題があることが本発明者らの検討により明らかとなった。また、圧力緩和装置側から凍ってしまった場合は、圧力緩和機能が作用しない危険性があるということも、本発明者らの検討により明らかになった。

ヘッダーの破壊を防止する別の方法として、ヘッダー主管の厚みを大きくして強度を向上させる方法や、樹脂自体の強度を上げるべくポリフェニルスルホン等のスーパーエンジニアリングプラスチックを採用する方法も考えられるが、前者は肉厚成形となるため成形品内部に空隙や気泡が発生し反って強度が低下するといった問題があり、後者は高価な樹脂であるため、ヘッダーのコストアップに繋がるといった問題があることも分かった。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、ヘッダー内の水の凍結によるヘッダーの損傷を容易に防止することができるヘッダー部材、その製造方法、該ヘッダー部材を用いた給水給湯配管設備及びシステムを提供することを目的とし、以下を要旨とする。

［１］ 液体の流入又は流出用の集合流通口と液体の流出又は流入用の複数の分岐流通口とを備え、該集合流通口と分岐流通口とが流路によって連通しているヘッダー部材本体を有するヘッダー部材において、該流路内にインナーが設置されて流路の容積が減少されていることを特徴とするヘッダー部材。

［２］ ［１］において、前記インナーの体積が前記ヘッダー部材本体内の容積の４５〜９０％であることを特徴とするヘッダー部材。

［３］ ［１］又は［２］において、前記インナーはヘッダー部材本体に対し着脱可能となっていることを特徴とするヘッダー部材。

［４］ ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記ヘッダー部材本体は、筒状であり、一端側に第１の集合流通口が設けられ、他端側に第２の集合流通口が設けられ、側周面に分岐流通口が設けられており、前記インナーは、筒状であり、該ヘッダー部材本体と同軸状に設置されていることを特徴とするヘッダー部材。

［５］ ［４］において、前記インナーは、前記ヘッダー部材本体に嵌合しており、前記分岐流通口と重なる位置に開口が設けられていることを特徴とするヘッダー部材。

［６］ ［５］において、前記開口の直径が前記分岐流通口の内径の０．８〜１．３倍であることを特徴とするヘッダー部材。

［７］ ［５］又は［６］において、前記インナーの周方向の位相決めを行うための係合部が前記ヘッダー部材本体の内周面とインナーの外周面とに設けられていることを特徴とするヘッダー部材。

［８］ ［４］ないし［７］のいずれかにおいて、前記インナーの内径が７〜１７ｍｍであることを特徴とするヘッダー部材。

［９］ ［４］ないし［８］のいずれかにおいて、前記インナーの内部の１ｃｍ当たりの容積が０．３〜２ｃｍ^３であることを特徴とするヘッダー部材。

［１０］ ［４］ないし［９］のいずれかにおいて、複数の前記分岐流通口は、前記ヘッダー部材本体の筒軸心方向と平行な一直線上に配置されており、該ヘッダー部材本体の肉厚は、該一直線に沿う部分において、ヘッダー部材本体の周方向における他の部分よりも大きくなっており、該一直線に沿う部分の最大肉厚は、該他の部分の厚みの１．１〜１．５倍であることを特徴とするヘッダー部材。

［１１］ ［１０］において、前記ヘッダー部材本体の筒軸心方向と垂直な断面におけるヘッダー部材本体の内周面の形状は、前記一直線に沿う部分が弦方向に延在する直線となっており、前記他の部分は円弧形であることを特徴とするヘッダー部材。

［１２］ ［４］ないし［１１］のいずれかにおいて、前記インナーの厚みが２〜８ｍｍであることを特徴とするヘッダー部材。

［１３］ ［４］ないし［１２］のいずれかにおいて、前記ヘッダー部材本体の厚みが１．５〜５ｍｍであることを特徴とするヘッダー部材。

［１４］ ［４］ないし［１３］のいずれかにおいて、前記インナーの内径が前記分岐流通口の内径の１〜２倍であることを特徴とするヘッダー部材。

［１５］ ［１］ないし［１４］のいずれかにおいて、前記インナーがポリオレフィンを含む樹脂組成物からなることを特徴とするヘッダー部材。

［１６］ ［１］ないし［１５］のいずれかにおいて、前記ヘッダー部材本体は、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び無機充填材を含む樹脂組成物からなり、該無機充填材の含有量が樹脂組成物中の１０〜５０質量％であることを特徴とするヘッダー部材。

［１７］ ［１］ないし［１６］のいずれかに記載のヘッダー部材の流路内に設置されることを特徴とするインナー。

［１８］ ［１］ないし［１６］のいずれかに記載のヘッダー部材を備えたヘッダー方式の給水給湯配管設備。

［１９］ 水源機器と、［１８］の給水給湯配管設備と、該給水給湯配管設備を介して該水源機器から給水又は給湯される機器とを備えてなる給水給湯システム。

［２０］ ［１９］において、前記水源機器は、上水道又は給湯器であることを特徴とする給水給湯システム。

［２１］ ［１］ないし［１６］のいずれかに記載のヘッダー部材を組み立てる方法であって、前記ヘッダー部材本体の前記流路内に前記インナーを挿入する工程を有することを特徴とするヘッダー部材の組立方法。

［２２］ 液体の流入又は流出用の集合流通口と液体の流出又は流入用の複数の分岐流通口とを備え、該集合流通口と分岐流通口とが流路によって連通しているヘッダー部材本体を有するヘッダー部材の割れを抑制する方法であって、該流路内にインナーを設置し流路の容積を減少させることを特徴とするヘッダー部材の割れ防止方法。

なお、水源機器としては、給湯器、上水道配管などが例示される。

本発明によると、ヘッダー部材内にインナーを配置したので、ヘッダー部材内の容積が小さく、内部に残留する水量が少ない。そのため、凍結時の膨張圧が小さくなり、これにより、ヘッダー部材の凍結破壊が防止される。

上述の通り、ヘッダー部材が満水状態で凍結すると、一番最後に凍結する部分が、体積膨張に耐えられず凍結破壊し易い。インナーの存在によりヘッダー部材本体内部の容積が小さくなるので、水凍結による体積膨張が原因でヘッダー部材が割れることが抑制できる。

インナーの体積は大きすぎると水が流れにくくなり、小さすぎると凍結時の水の体積膨張が大きくヘッダーが割れやすくなるので、ヘッダー部材本体内の容積の４５〜９０％が好ましい。また、インナーの内径が小さすぎると水が流れにくくなり、大きすぎると割れやすくなるので、インナーの厚みは２〜８ｍｍが好ましい。また、インナーの内径は７〜１７ｍｍが好ましい。インナーの内径は、分岐流通口の内径の１〜２倍が好ましい。このように、インナーの内径を分岐流通口の内径と同程度にすると、水が凍結した際、ヘッダー部材本体内の水が分岐流通口に逃げやすくなることによって、ヘッダー部材本体内の水凍結による体積膨張をより少なくできる。この比が小さすぎると水が流れにくくなり、大きすぎるとヘッダーが割れやすくなる。

インナー側周面の開口の直径は分岐流通口の内径と同程度かそれよりも少し大きい（０．８〜１．３倍）方が、通水の観点からよい。この比が小さすぎると水が流れにくくなり、大きすぎるとヘッダーが割れやすくなる。

ヘッダー部材本体の厚みは、大きいほど割れにくくなるので、特定の厚み（１．５〜５ｍｍ）において特定のインナー内部容積（インナー１ｃｍ当たりの容積０．３〜２ｃｍ^３）とすることで、効果が顕著に現れやすい。

ヘッダー部材本体の厚みが大きすぎる場合は、成形し難しくなり、成形できた場合でも成形品内部に巣ができ強度が低下しやすくなるなど、好ましくない。ヘッダー部材本体の厚みが薄すぎると、強度が低下し割れやすくなる。

ヘッダー部材が満水状態で凍結すると、ヘッダー部材本体においては、膨張圧により、周方向に引張応力が生じる。各分岐流通口が一直線に配列されている場合、該一直線に沿う部分が（分岐流通口たる開口が存在するため）低強度部となり、前記引張応力が集中することになる。そのため、ヘッダー部材本体の肉厚が周方向において均一であると、ヘッダー部材が満水状態で凍結した場合、該一直線が割れ易くなる。

そこで、本発明では、ヘッダー部材本体の分岐流通口側の最大厚みが、他の部分の厚みよりも１．１〜１．５倍大きいことが好ましい。なお、ヘッダー部材本体の分岐流通口側の最大厚みが大きすぎる場合は、成形し難しくなったり、成形できた場合でもヘッダー部材本体内部に巣ができ強度が低下しやすくなったりするおそれがある。また、インナーのヘッダー部材本体の分岐流通口側部分が薄肉となり、水圧等によって割れやすくなる。ヘッダー部材本体の分岐流通口側の最大厚みが小さすぎる場合は、強度が不足し割れやすくなるおそれがある。

インナーの素材は、オレフィン系樹脂がよい。特に、架橋ポリエチレン、ポリブテンが好ましい。収縮自在の材料であればなおよい。素材としては、ＪＩＳ Ｋ７１６１：２０１４に準拠して測定される引張弾性率が３００〜１２００ＭＰａのものがよい。引張弾性率はより好ましくは５００〜１０００ＭＰａであり、さらに好ましくは６００〜９００ＭＰａである。

ヘッダー部材本体は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂及び無機充填材を含む樹脂組成物からなり、無機充填材の含有量が樹脂組成物中の１０〜５０質量％であることが好ましい。無機充填材の含有量はより好ましくは１５〜４５質量％、さらに好ましくは２０〜４０質量％である。ＰＰＳ樹脂は、耐熱水性に優れ、粘り強く衝撃に強い。非強化であると凍結破壊は起きにくくなるが、高温域での使用や、水撃がかかる状態では強度が不足し、継手が抜けてしまい止水できなくなる。無機充填材としてガラス繊維を配合することにより剛性が上がり、はめ込み式部の強度やフランジ部の強度を維持している。

無機充填材の含有量が１０質量％未満であると長期耐久性が低下する傾向となり、５０質量％を超えると伸び難く割れやすくなるおそれがある。

実施の形態に係るヘッダー部材の分解斜視図である。 ヘッダー部材本体の断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 図１のIV−IV線断面図である。 インナーをヘッダー部材本体に装着した実施の形態に係るヘッダー部材の断面図である。 別の実施の形態に係るヘッダー部材本体の断面図である。 図６のVII−VII線断面図である。 図６のヘッダー部材本体に挿入されるインナーの斜視図である。 図８のIX−IX線断面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。

以下、図１〜５を参照して第１の実施の形態に係るヘッダー部材について説明する。

このヘッダー部材は、給湯器からの温水を温水使用機器（例えば湯水混合水栓、浴槽、温水暖房器具など）に供給する給湯ラインに設置される。また、このヘッダー部材は、上水道配管からの上水を複数の水栓に供給する給水ラインに設置されてもよい。

以下の説明では、ヘッダー部材１は、給湯ラインの途中に設置されるものとして説明されるが、上記の通り、各種の給湯ライン、給水ラインにも設置することが可能である。また、本発明のヘッダー部材１は、チューブや配管を介して給湯器等に接続される使用形態や、給湯器に直接に接続される使用形態などを採ることもできる。

このヘッダー部材１は、合成樹脂製のヘッダー部材本体２と、該ヘッダー部材本体２内に挿入される合成樹脂製のインナー２０とを有する。ヘッダー部材本体２は、円筒状の主筒部３と、該主筒部３の筒軸心方向一端側から主筒部３と同軸状に突出する小径筒部４とを有する。小径筒部４内が第１の集合流通口５（図２）となっている。小径筒部４の外周面にはＯリングの装着溝４ａが設けられている。この装着溝４ａには、止水ゴムシールリングが設けられることが好ましい。

主筒部３の筒軸心方向他端側が第２の集合流通口６となっている。主筒部３の側周面には、分岐用ノズル部７が設けられ、該ノズル部７内が分岐流通口８となっている。この実施の形態では、ノズル部７が該主筒部３の筒軸心方向と平行方向に間隔をおいて３個設けられている。なお、ノズル部７は２個又は４個以上（例えば４〜８個）であってもよく、１個であってもよい。

ノズル部７は、主筒部３の筒軸心方向と直交方向に突設されており、樹脂チューブ等よりなる温水配管が接続可能とされている。各分岐流通口８と前記集合流通口５，６とが、主筒部３内の流路９によって連通している。

主筒部３の一端側及び他端側にそれぞれフランジ部１１，１２が設けられている。小径筒部４には主給水管を直接連結してもよいし、分岐流通口８が多く必要な場合は、同様の形状のヘッダー部材本体２を差し込んでもよい。ヘッダー部材本体２を複数連結する場合は、ファスナーによってフランジ部１１とフランジ部１２とが保持され、これによりヘッダー部材１同士が連結される。

なお、フランジ部１１に切欠きを設けて、ヘッダー部材１同士を連結してもよい。

主筒部３の外周面には、周方向に延在する補強用のリブ１３が設けられている。

ヘッダー部材本体２の内周面には、インナー２０の外周面の溝２１と係合する凸条１４が筒軸心方向と平行方向に延在している。この実施の形態では、凸条１４は、主筒部３の直径方向に対峙して２条設けられている。

凸条１４の長手方向の一端側は、主筒部３から小径筒部４の内周面にまで延在している。凸条１４の長手方向の他端側は、主筒部３の他端近傍まで延在しているが、該他端からは所定距離だけ離隔している。これは、主筒部３の他端にヘッダー部材１と同様のヘッダー部材や、エンドプラグを差し込んで接続するためである。各凸条１４は、分岐流通口８の中心から主筒部３の周方向に９０°の位置に配置されている。なお、凸条１４は、図示のものよりも短く設けられてもよい。

インナー２０は、大径円筒状の大径部２２と、該大径部２２の筒軸心方向の一端側から大径部２２と同軸状に突出する小径部２３とを有する。大径部２２の側周面に開口２４が設けられている。この実施の形態では、開口２４は、インナー２０の筒軸心方向と平行方向に間隔をおいて分岐流通口８と同数個設けられている。開口２４の位置は、インナー２０をヘッダー部材本体２に挿入したときに、開口２４と分岐流通口８とが同軸状に重なるように設定されている。

大径部２２の外径は、ヘッダー部材本体２の主筒部３の内径と同一か、ごく僅かに小さいものとなっている。小径部２３の外径はヘッダー部材本体２の小径筒部４の内径と同一か、ごく僅かに小さいものとなっている。

インナー２０の側周面には、前述の溝２１が設けられている。溝２１は、インナー２０の直径方向に対峙して２条設けられている。

溝２１は、大径部２３と小径部２４を含めて、インナー２０の一端側から他端側まで連続して設けられている。各溝２１は、開口２４の中心から、インナー２０の周方向に９０°の位置に配置されている。

凸条１４と溝２１とを係合させながら、インナー２０をヘッダー部材本体２に挿入することにより、ヘッダー部材１が構成される。凸条１４と溝２１とが係合することにより、インナー２０の周方向の回転が阻止され、開口２４と分岐流通口８とが対面する。

図５の通り、このヘッダー部材１にあっては、インナー２０の小径部２３の先端（一端）とヘッダー部材本体２の小径筒部４の先端とは面一となっている。インナー２０の後端（他端）は、ヘッダー部材本体２の後端よりも所定距離だけヘッダー部材本体２内に入り込んでいる。インナー２０の開口２４と分岐流通口８とは同軸状となっている。

以上の説明では、溝２１と凸条１４による係合が２ヶ所である場合として説明したが、が、この溝２１と凸条１４による係合の数は、インナーの周方向の位置決めを行うことができればいくつであってもよい。例えば、溝２１と凸条１４による係合を１ヶ所とする場合は、後述の図６〜１０の実施の形態のように、開口２４の中心からインナー２０の周方向に１８０°の位置のインナー２１外周面に溝２１を設け、分岐流通口８の中心から主筒部３の周方向に１８０°の位置のヘッダー部材本体２の内周面に溝２１と係合する凸条１４が１条設けられる。

図６〜１０を参照して第２の実施の形態に係るヘッダー部材１Ａについて説明する。
このヘッダー部材も、第１の実施の形態のヘッダー部材１と同じく、ヘッダー部材本体２Ａとインナー２０Ａとを有する。図６，７は、このヘッダー部材本体２Ａを示すものであり、図６はヘッダー部材本体２Ａの筒軸心線方向に沿う断面図、図７は図６のVII−VII線断面図である。また、図８〜１０は、このインナー２０Ａを示すものであり、図８はインナー２０Ａの斜視図、図９は図８のIX−IX線断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図である。
このヘッダー部材本体２Ａは、前記ヘッダー部材本体２と同じく、主筒部３と、小径筒部４とを有し、小径筒部４内が第１の集合流通口５となっている。小径筒部４の外周にＯリングの装着溝４ａが設けられている。主筒部３の小径筒部４と反対側が第２の集合流通口６となっている。
主筒部３の側周面に複数個（第１の実施の形態と同じく２〜８個程度。この実施の形態では３個）の分岐用ノズル部７が設けられている。各分岐用ノズル部７は、主筒部３の筒軸心方向と平行な一直線上に配列されている。
この実施の形態では、主筒部３の内周面のうち、この一直線に沿う部分は、平坦面３ｆとなっている。これにより、主筒部３の筒軸心方向と垂直断面図である図７において、主筒部３の内周面は、該一直線に沿う部分が弦方向に延在する直線となっている。
また、この実施の形態では、２条の前記凸条１４の代わりに、１条の凸条１４Ａが設けられている。この凸条１４Ａは、主筒部３の筒軸心を挟んでノズル部７側（前記平坦面３ｆ側）と反対側に位置している。
平坦面３ｆ及び凸条１４Ａを除いて、主筒部３の内周面は円弧形となっている。
主筒部３に平坦面３ｆを設けたことに対応して、インナー２０Ａの外周面には、平坦面３ｆと対面する平坦面２２ｆが設けられている。即ち、インナー２０Ａの筒軸心と垂直断面（図９）において、インナー２０Ａの外周面は、該平坦面２２ｆ部分が弦方向の直線として表われる。開口２４は、この平坦面２２ｆに設けられている。
このインナー２０Ａには、１条の凸条１４Ａに係合する１条の溝２１Ａが設けられている。
ヘッダー部材本体２Ａ及びインナー２０Ａのその他の構成はヘッダー部材本体２及びインナー２０と同様であり、同一符号は同一部分を示している。

このヘッダー部材１，１Ａを、連絡管を介して給湯器等に接続し、各分岐用ノズル部７に配管３０を接続した給水給湯配管設備及び給水給湯システムにあっては、給湯器からの温水は、ヘッダー部材１，１Ａ、配管３０を通って各温水機器に分配供給される。なお、ヘッダー部材１，１Ａの後端は、エンドプラグで封じられるか、又はさらに同一又は別のヘッダー部材が接続される。

この給水給湯システムが寒冷地等に設置され、内部で水が凍結した場合、ヘッダー部材１，１Ａ内の容積が小さいため、水が凍ることによる膨張圧が小さくなり、ヘッダー部材１，１Ａの破損が防止される。

特に、第２の実施の形態に係るヘッダー部材１Ａにあっては、前記一直線に沿う部分（分岐用ノズル部７が配列されている部分）において、主筒部３の内面を平坦面３ｆとしており、該一直線に沿う部分における主筒部３の肉厚（分岐流通口８側の位置における肉厚）が、それ以外における主筒部３の肉厚よりも大きくなっており、該一直線に沿う部分の強度が大きいものとなっている。これにより、水の凍結圧が加えられても、ヘッダー部材１Ａの破損が防止される。

このヘッダー部材１，１Ａが非寒冷地に設置される場合には、インナー２０，２０Ａをヘッダー部材本体２，２Ａ内に挿入しないようにしてもよい。このヘッダー部材本体２，２Ａは、その形状及び構成が既存のヘッダー部材と凸条１４，１４Ａの有無のみが相違するものとすることができ、ヘッダー部材製造用金型の設計が容易である。

以上の説明では、ヘッダー部材本体２，２Ａ及びインナー２０，２０Ａが筒状である場合として説明したが、それらの筒状に限定されるものではなく、ヘッダー部材本体２，２Ａの内周面及びインナー２０，２０Ａの外周面の形状は、インナー２０，２０Ａの回り止め（周方向の位相決め）ができるものであれば、その他の形状であってもよい。

また、以上の説明では、溝２１，２１Ａと凸条１４，１４Ａの係合によりインナー２０，２０Ａの回り止め（周方向の位相決め）を行う場合として説明したが、インナー２０，２０Ａの回り止めの方法は、これに限定されるものではない。例えば、インナー２０，２０Ａを予め金型に装着し、それにヘッダー部材本体２をインサート成形する二色成形法により行ってもよいし、加熱、振動、超音波等の熱融着や接着剤による接着によって、インナー２０，２０Ａの回り止めを行うことも可能である。また、第２の実施の形態にあっては、平坦面３ｆ，２２ｆが係合することによってもインナー２０Ａの回り止め効果が得られる。

上記ヘッダー部材１，１Ａの各部分の好ましい寸法は次の通りである。

ヘッダー部材本体２の内径及びヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ以外の部分の内径は、好ましくは１５〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１８〜２７ｍｍ、特に好ましくは２０〜２５ｍｍである。なお、ヘッダー部材本体２の内径とはヘッダー部材本体２の主筒部３の内径をいい、内径が一律でない場合はその平均値をいう。ヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ以外の内径とは、ヘッダー部材本体２Ａの主筒部３の平坦面３ｆ以外の内径をいい、内径が一律でない場合はその平均値をいう。

ヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ部分の厚みは、ヘッダー部材本体の他の部分の厚みの１．１〜１．５倍であることが好ましく、１．２〜１．４倍であることがさらに好ましい。なお、ヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ部分の厚みとは、径方向の最大厚みをいう。ヘッダー部材本体２Ａの他の部分の厚みとは、ヘッダー部材本体２Ａの主筒部３の周方向における平坦面３ｆ以外の部分の厚みをいい、厚みが一律でない場合はその最小値をいう。

また、ヘッダー部材本体２Ａの内径が大きいほどヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ部分の厚みが大きいことが好ましく、ヘッダー部材本体２Ａの内径が小さいほどヘッダー部材本体２Ａの分岐流通口８側の厚みも小さいことが好ましい。具体的には、ヘッダー部材本体２Ａの内径が１８〜２５ｍｍである場合は、ヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ部分の厚みは１．７〜７．５ｍｍであることが好ましく、１．８〜７ｍｍであることがより好ましい。

ヘッダー部材本体２の厚み及びヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ以外の部分の厚みは、好ましくは１．５〜５ｍｍ、さらに好ましくは２〜４．５ｍｍ、特に好ましくは２〜４ｍｍである。なお、ヘッダー部材本体２の厚みとはヘッダー部材本体２の主筒部３の厚みをいい、厚みが一律でない場合はその最小値をいう。ヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ以外の部分の厚みとは、ヘッダー部材本体２Ａの主筒部３の平坦面３ｆ以外の部分の厚みをいい、厚みが一律でない場合はその最小値をいう。

分岐流通口８の内径は、好ましくは３〜１２ｍｍ、さらに好ましくは４〜１１ｍｍ、特に好ましくは５〜１０ｍｍである。なお、分岐流通口８の内径が一律でない場合は、その平均値を分岐流通口８の内径とする。また、複数の分岐流通口８の内径がそれぞれ異なる場合は、その平均値を分岐流通口の内径とする。

分岐用ノズル部７の厚みは、好ましくは０．５〜７ｍｍ、さらに好ましくは１〜６ｍｍ、特に好ましくは１．２〜５ｍｍである。なお、分岐用ノズル部７の厚みが一律でない場合は、その最小値を分岐用ノズル部７の厚みとする。また、複数の分岐用ノズル部７の厚みがそれぞれ異なる場合は、その平均値を分岐用ノズル部７の厚みとする。

インナー２０の外径及びインナー２０Ａの平坦面２２ｆ以外の部分における外径は、好ましくは１５〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１８〜２７ｍｍ、特に好ましくは２０〜２５ｍｍである。なお、インナー２０の該外径とは、インナー２０の大径部２２の外径をいい、外径が一律でない場合はその平均値をインナー２０の外径とする。インナー２０Ａの平坦面２２ｆ以外の部分の厚みとは、インナー２０Ａの大径部２２の平坦面２２ｆ以外の部分の厚みをいい、厚みが一律でない場合はその平均値をインナー２０Ａの外径とする。

インナー２０，２０Ａの内径は、好ましくは５〜２０ｍｍ、さらに好ましくは６〜１７ｍｍ、特に好ましくは７〜１５ｍｍである。なお、インナー２０，２０Ａの内径が一律でない場合は、その平均値をインナー２０，２０Ａの内径とする。

インナー２０の厚み及びインナー２０Ａの平坦面２２ｆ以外の部分の厚みは、好ましくは２〜１０ｍｍ、さらに好ましくは３〜８ｍｍ、特に好ましくは３〜７ｍｍである。なお、インナー２０の厚み、インナー２０Ａの平坦面２２ｆ以外の部分の厚みが一律でない場合は、その平均値をインナー２０の厚み、インナー２０Ａの平坦面２２ｆ以外の部分の厚みとする。

インナー２０Ａの平坦面２２ｆ部分の厚みは、ヘッダー部材本体２Ａの平坦面３ｆ部分の厚みに対応するように調整して決めればよいが、インナー２０Ａの他の部分の厚みの０．６〜０．９倍であることが好ましく、０．７〜０．８倍であることがさらに好ましい。なお、インナー２０Ａの平坦面２２ｆ部分の厚みとは、径方向の最大厚みをいう。インナー２０Ａの他の部分の厚みとは、インナー２０Ａの周方向における平坦面２２ｆ以外の部分の厚みをいい、厚みが一律でない場合はその最小値をいう。

インナー２０，２０Ａの開口２４の直径は、好ましくは３〜１２ｍｍ、さらに好ましくは４〜１１ｍｍ、特に好ましくは５〜１０ｍｍである。なお、複数の開口２４の直径がそれぞれ異なる場合は、その平均値を開口２４の直径とする。

インナー２０，２０Ａの１ｃｍ当たりの内部容積は、好ましくは０．３〜２ｃｍ^３、さらに好ましくは０．４〜１．７ｃｍ^３、特に好ましくは０．５〜１．６ｃｍ^３である。なお、インナー２０，２０Ａの１ｃｍ当たりの内部容積が部位によって異なる場合は、その平均値を１ｃｍ当たりの内部容積とする。

ヘッダー部材本体２，２Ａの内部容積に対するインナー２０，２０Ａの体積の割合は、好ましくは４５〜９０％、さらに好ましくは５０〜８８％、特に好ましくは５４〜８５％である。

（インナー２０，２０Ａの内径）／（分岐流通口８の内径）は、好ましくは１〜２．５、より好ましくは１〜２．２、特に好ましくは１．１〜２．０である。なお、複数の（インナー２０，２０Ａの内径）／（分岐流通口８の内径）がそれぞれ異なる場合は、その平均値を（インナー２０，２０Ａの内径）／（分岐流通口８の内径）とする。

（インナー２０，２０Ａの開口２４の直径）／（分岐流通口８の内径）は、好ましくは０．８〜１．５、より好ましくは０．９〜１．４、特に好ましくは０．９２〜１．３である。なお、ここでいう（インナー２０，２０Ａの開口２４の直径）／（分岐流通口８の内径）とは、分岐流通口８とそれと重なる位置に設置されたインナー２０，２０Ａの開口２４との径比であり、複数の（インナー２０，２０Ａの開口２４の直径）／（分岐流通口８の内径）が異なる場合は、その平均値を（インナー２０，２０Ａの開口２４の直径）／（分岐流通口８の内径）とする。

ヘッダー部材１，１Ａの先端又は後端に接続される連絡管の内径は、好ましくは１０〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１２〜２６ｍｍ、特に好ましくは１４〜２３ｍｍである。なお、連絡管の内径が一律でない場合は、その平均値を連絡管の内径とする。

なお、断面形状が円形ではない非円形断面形状の場合は、断面の中心を通る径のうちの最小径を外径又は内径とする。

上記実施の形態では、ヘッダー部材１，１Ａは直管状のヘッダー部材本体２を備えたものとなっているが、ヘッダー部材本体２，２Ａにエルボを接続した場合には、このエルボ内にもインナーを設置してもよい。

上記実施の形態のインナー２０，２０Ａには、図１，４，６，７において上面側にのみ開口２４が設けられているが、これに限定されない。上記実施の形態では、凸条１４，１４Ａと溝２１，２１Ａとを係合させることによってインナー２０，２０Ａの回り止めを行っているが、他の係合部によってインナーの回り止め（周方向の位相決め）を行ってもよい。

本発明のヘッダー部材を製作し、凍結耐久性を試験した。

［実施例１］
［ヘッダー部材本体］
ガラス繊維３０質量％含有ポリフェニレンサルファイド樹脂を用い、図１〜５に示すものと同様の、主筒部の外径２８．２ｍｍ、内径２２．０ｍｍ、厚み３．１ｍｍで、分岐用ノズル部を２個（ヘッダー部材本体長さ１１．５５ｃｍ（主筒部１０ｃｍ、小径筒部１．５５ｃｍ）又は３個（ヘッダー部材本体長さ１６．５５ｃｍ（主筒部１５ｃｍ、小径筒部１．５５ｃｍ）有するヘッダー部材を射出成形により製造した。ヘッダー部材本体の内周面には、幅２ｍｍ、高さ２ｍｍの凸条を、分岐流通口の中心から主筒部の周方向に１８０°の位置にヘッダー部材本体の長さ方向に渡るように１条設けた。なお、凸条の長手方向の一端側は、主筒部から小径筒部の内周面にまで延在させた。一方、凸条の長手方向の他端側は、他のヘッダー部材又はエンドプラグを差し込んで接続できるように、該他端から１７ｍｍ離隔させた。分岐用ノズル部は内径７．５ｍｍ、厚み２．５５ｍｍ、分岐流通口の内径は７．５ｍｍとした。

分岐用ノズル部が２個のものを以下、ヘッダー部材Ａといい、分岐用ノズル部が３個のものを以下、ヘッダー部材Ｂという。

［インナー］
高密度ポリエチレン樹脂を用い、図１，４，５に示すものと同様の大径部外径２１．７ｍｍ、大径部内径１０．０ｍｍ、開口２４の内径８．５ｍｍ、長さ９．８５ｃｍ（インナーＡ）又は長さ１４．８５ｃｍ（インナーＢ）のインナーを射出成形した。なお、各インナーには、幅２．３ｍｍ、深さ２．１５ｍｍの溝を、開口の中心からインナーの周方向１８０°の位置にインナーの長さ方向に渡るように設けた。

［凍結・水圧試験］
ヘッダー部材ＡにインナーＡを挿入し、ヘッダー部材ＢにインナーＢを挿入した。ヘッダー部材Ａの後端にヘッダー部材Ｂを差し込んでファスナーで固定した。各ヘッダー部材Ａ，Ｂの分岐用ノズル部に、枝管として内径１３ｍｍで長さ３０ｃｍの架橋ポリエチレンパイプを接続し、ヘッダー部材Ａの先端の連絡管として内径２０ｍｍで長さ１４ｃｍの架橋ポリエチレンパイプを、ワンタッチ継手を介して取り付けた。また、ヘッダー部材Ｂの後端には止水のための金属のエンドプラグを取り付け、ヘッダー試験体とした。

得られたヘッダー試験体の内部を満水にした。これを、５℃の雰囲気温度に３時間以上放置し、ヘッダーの内外部の温度を同程度にした後に、−５℃に温度を下げて１２時間以上放置して凍結させた後、室温に２時間放置して解凍し、１ＭＰａ×２分間の水圧試験を行った。これを１サイクルとして、水圧試験でヘッダーが割れるか、水漏れが発生するまで繰り返し、ヘッダーの割れ、水漏れが発生するまでのサイクル数を表１に示した。サイクル数が５回以上であれば、実製品としての使用に問題ないレベルと言える。なお、実施例１、３、４については凍結及び水圧試験を１サイクルだけ行い、割れや水漏れが発生しないことを確認したところで、試験を終了した。

［比較例１］
実施例１において、インナーＡ，Ｂを装着しないこと以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。評価結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１において、連絡管を内径１６ｍｍのものとしたこと以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。評価結果を表１に示す。

［比較例２］
実施例２において、インナーＡ，Ｂを装着しないこと以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。評価結果を表１に示す。

［実施例３］
実施例１において、インナーＡ，Ｂとして、内径が１２ｍｍのものを用い、連絡管を内径１６ｍｍのものとしたこと以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。評価結果を表１に示す。

［実施例４］
実施例１において、インナーＡ，Ｂとして、内径が１３．７ｍｍのものを用い、連絡管を内径１６ｍｍのものとしたこと以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。評価結果を表１に示す。

［実施例５］
実施例１において、図６〜１０のように、ヘッダー部材本体の平坦面３ｆ部分の厚みを大きく（最大厚みが４ｍｍ）したこと以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。評価結果を表１に示す。なお表１中、ヘッダー部材本体の主筒部内径及び厚みは、平坦面３ｆ部分を除いた主筒部３の内径及び厚みとして記載した。インナーの外径及び厚みも同様に、平坦面２２ｆを除いた部分の外径及び厚みとして記載した。凍結及び水圧試験では２０サイクルまで割れや水漏れが確認されなかったので、そこで試験を中止した。

［実施例６］
実施例２において、図６〜１０のように、ヘッダー部材本体の平坦面３ｆ部分の厚みを大きく（最大厚みが４ｍｍ）し、ヘッダー部材Ａ，Ｂとインナー部材Ａ，Ｂとを、Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂの順番で挿入、ファスナーで固定し、分岐用ノズル部を１０個とした以外は同一の試験体を製作し、同一条件で凍結、解凍及び水圧試験を行った。この試験体も実施例２と同様に、１１サイクル目でヘッダーの割れが確認されたが、実製品としての使用には問題ないレベルであることがわかった。

表１及び実施例６の試験結果の通り、実施例１〜６のヘッダー部材は耐凍結特性に優れる。

１，１Ａ ヘッダー部材
２，２Ａ ヘッダー部材本体
３ 主筒部
３ｆ 平坦面
４ 小径筒部
５ 第１の集合流通口
６ 第２の集合流通口
７ 分岐用ノズル部
８ 分岐流通口
９ 流路
１１，１２ フランジ部
１４，１４Ａ 凸条
２０，２０Ａ インナー
２１，２１Ａ 溝
２２ 大径部
２２ｆ 平坦面
２４ 開口

Claims (22)

1. 液体の流入又は流出用の集合流通口と液体の流出又は流入用の複数の分岐流通口とを備え、
   該集合流通口と分岐流通口とが流路によって連通しているヘッダー部材本体を有するヘッダー部材において、
   該流路内にインナーが設置されて流路の容積が減少されていることを特徴とするヘッダー部材。
2. 請求項１において、前記インナーの体積が前記ヘッダー部材本体内の容積の４５〜９０％であることを特徴とするヘッダー部材。
3. 請求項１又は２において、前記インナーはヘッダー部材本体に対し着脱可能となっていることを特徴とするヘッダー部材。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記ヘッダー部材本体は、筒状であり、
   一端側に第１の集合流通口が設けられ、
   他端側に第２の集合流通口が設けられ、
   側周面に分岐流通口が設けられており、
   前記インナーは、筒状であり、該ヘッダー部材本体と同軸状に設置されていることを特徴とするヘッダー部材。
5. 請求項４において、前記インナーは、前記ヘッダー部材本体に嵌合しており、前記分岐流通口と重なる位置に開口が設けられていることを特徴とするヘッダー部材。
6. 請求項５において、前記開口の直径が前記分岐流通口の内径の０．８〜１．３倍であることを特徴とするヘッダー部材。
7. 請求項５又は６において、前記インナーの周方向の位相決めを行うための係合部が前記ヘッダー部材本体の内周面とインナーの外周面とに設けられていることを特徴とするヘッダー部材。
8. 請求項４ないし７のいずれか１項において、前記インナーの内径が７〜１７ｍｍであることを特徴とするヘッダー部材。
9. 請求項４ないし８のいずれか１項において、前記インナーの内部の１ｃｍ当たりの容積が０．３〜２ｃｍ^３であることを特徴とするヘッダー部材。
10. 請求項４ないし９のいずれか１項において、複数の前記分岐流通口は、前記ヘッダー部材本体の筒軸心方向と平行な一直線上に配置されており、
    該ヘッダー部材本体の肉厚は、該一直線に沿う部分において、ヘッダー部材本体の周方向における他の部分よりも大きくなっており、該一直線に沿う部分の最大肉厚は、該他の部分の厚みの１．１〜１．５倍であることを特徴とするヘッダー部材。
11. 請求項１０において、前記ヘッダー部材本体の筒軸心方向と垂直な断面におけるヘッダー部材本体の内周面の形状は、前記一直線に沿う部分が弦方向に延在する直線となっており、前記他の部分は円弧形であることを特徴とするヘッダー部材。
12. 請求項４ないし１１のいずれか１項において、前記インナーの厚みが２〜８ｍｍであることを特徴とするヘッダー部材。
13. 請求項４ないし１２のいずれか１項において、前記ヘッダー部材本体の厚みが１．５〜５ｍｍであることを特徴とするヘッダー部材。
14. 請求項４ないし１３のいずれか１項において、前記インナーの内径が前記分岐流通口の内径の１〜２倍であることを特徴とするヘッダー部材。
15. 請求項１ないし１４のいずれか１項において、前記インナーがポリオレフィンを含む樹脂組成物からなることを特徴とするヘッダー部材。
16. 請求項１ないし１５のいずれか１項において、前記ヘッダー部材本体は、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び無機充填材を含む樹脂組成物からなり、該無機充填材の含有量が樹脂組成物中の１０〜５０質量％であることを特徴とするヘッダー部材。
17. 請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のヘッダー部材の流路内に設置されることを特徴とするインナー。
18. 請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のヘッダー部材を備えたヘッダー方式の給水給湯配管設備。
19. 水源機器と、
    請求項１８の給水給湯配管設備と、
    該給水給湯配管設備を介して該水源機器から給水又は給湯される機器と
    を備えてなる給水給湯システム。
20. 請求項１９において、前記水源機器は、上水道又は給湯器であることを特徴とする給水給湯システム。
21. 請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のヘッダー部材を組み立てる方法であって、
    前記ヘッダー部材本体の前記流路内に前記インナーを挿入する工程を有することを特徴とするヘッダー部材の組立方法。
22. 液体の流入又は流出用の集合流通口と液体の流出又は流入用の複数の分岐流通口とを備え、
    該集合流通口と分岐流通口とが流路によって連通しているヘッダー部材本体を有するヘッダー部材の割れを抑制する方法であって、
    該流路内にインナーを設置し流路の容積を減少させることを特徴とするヘッダー部材の割れ防止方法。

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