JP3206443U - 排気筒用シール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】２本の排気筒の嵌合部に設置する排気筒用のリング状のシール部材であって、排気筒同士が互いにスライドした場合や、排気筒同士に傾きを生じた場合であっても、ねじれたり密着が弱くなったりせずに、嵌合部におけるシール性能を維持することができる排気筒用シール部材を提供する。【解決手段】シール部材３における周方向に垂直な断面形状が、中心部Ｃから上方向及び下方向にそれぞれ突出する幅広の２つの大突起３ａ、３ｂと、中心部Ｃから該シール部材３の径方向内側に向かって斜め上方向及び斜め下方向にそれぞれ突出する幅狭の２つの小突起３ｃ、３ｄとを有する略Ｋ字状であり、かつ、該シール部材３の径方向外側に凹部Ｒを形成されている。【選択図】図１

Description

本考案は、燃焼器具に接続した排気筒の嵌合箇所からのガス漏れ、水漏れを防ぐためのシール部材に関する。

ＦＦ式、煙突式等の燃焼器具からの排気は、燃焼器具に接続された排気筒を通じて外部に排出される。特に煙突式の場合、燃焼器具と壁に設置された煙突穴との位置関係から、直管やエビ曲等の複数の排気筒部材を組み合わせて使用する。排気筒の相互接続を行う場合や、排気筒の全長を可変とするスライド構造を持つ排気筒では、排気筒部材の嵌合箇所からの水漏れ、ガス漏れを防ぐ必要がある。

特に近年では、燃焼器具の性能が向上し、熱効率が良くなった結果、排気が従来に比べ低温になり、排気筒内での結露が起こりやすい。結露水が硫黄酸化物と結びつくと硫酸や亜硫酸が発生するおそれがあり、危険であるため、排気筒部材の嵌合箇所からのガス漏れ、水漏れを防止することが重要である。

従来、ガス漏れ及び水漏れを防止するためのリング状のシール部材として、排気筒の嵌合部に設置する断面円形状のＯリングが用いられている。Ｏリングが受口側排気筒と差込側排気筒の双方に密着することによってシールされ、ガス漏れ及び水漏れを防止する。

図５（ａ）は、２本の排気筒同士の嵌合部における従来のＯリングの使用例を模式的に表した断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＯリングの部分を拡大した断面図である。

図５（ａ）（ｂ）に示すように、受口側排気筒１００の内周面に形成されたリング溝１２０に、断面が円形状のＯリング１３０が嵌め込まれている。差込側排気筒１１０を受口側排気筒１００に差し込み、双方を嵌合させると、Ｏリング１３０が圧縮され、Ｏリング１３０の外周側とリング溝１２０とが密着し、Ｏリング１３０の内周側と差込側排気筒１１０の外周面が密着する。

しかし、相互接続の際の排気筒同士の傾きや、スライド時の傾きによりＯリングと排気筒の密着が悪くなり、ガス漏れや水漏れが発生するという問題があった。そこで、この問題を解決するために、Ｏリングを改良したさまざまな断面形状をもつリング状のシール部材が提案されている。

特許文献１では、断面キノコ状を呈したリング状のシール部材を有する給排気管が提案されている。このキノコ状リングは、受口側排気筒のリング溝に対しては略半円周で密着し、差込側排気筒の外周面に対しては、傘の周縁と頸部の２点で密着することで接続部におけるシール性能の増大を図り、接続部に屈曲が発生した際、この屈曲に追従してシール性能を維持するものである。

また特許文献２では、燃焼器具の排気筒の分野ではなく、空気調和器の室外ユニットの配管接続用ではあるが、略Ｘ形状の断面を有するリング状のシール部材を備えた配管接続用弁が提案されている。このＸ形状リングは、１つの部材で２点シールが可能となり、さらに接触圧が断面全体に一様に分散されるので、冷媒の漏れが極めて少なくなるとされている。

特開２００６−１５３０７１号公報 特開２００１−１３２９９１号公報

特許文献１に記載のキノコ状リングでは、排気筒同士が嵌合した状態から、振動等で嵌合部が外れる方向に動いた場合、キノコ状リングの特徴である、２点での密着ができないことがあるという問題があった。

また、排気筒同士が外れる方向に動いた際に排気筒同士の間に傾きを生じた場合、キノコ状リングと排気筒の密着が弱くなることがあるという問題があった。

特許文献２に記載されているようなＸ形状リングを排気筒の嵌合部のシール用に使用した場合、差込側排気筒が受口側排気筒に抜き差しされる過程で、受口側排気筒のリング溝とＸ形状リングとの接点において、Ｘ形状リングが押され、リング溝とＸ形状リングの接点の密着の弱さからＸ形状リング自体にねじれが生じ、確実に排気筒同士の密着ができなくなるという問題があった。

本考案の目的は、排気筒同士の嵌合部に設置する排気筒用のリング状のシール部材であって、排気筒同士が互いにスライドした場合や、排気筒同士に傾きを生じた場合であっても、ねじれたり密着が弱くなったりせずに、嵌合部におけるシール性能を維持することができる排気筒用シール部材を提供することである。

上述した課題を解決するために、本考案は以下の構成を有する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付するものである。

本考案の態様は、燃焼器具における排気筒（1,2）同士の嵌合部において受口側排気筒（1）のリング溝（4）と差込側排気筒（2）の外周面の間に設置されるリング状のシール部材（3）であって、前記シール部材（3）における周方向に垂直な断面形状が、中心部（C）から上方向及び下方向にそれぞれ突出する幅広の２つの大突起（3a,3b）と、中心部（C）から該シール部材（3）の径方向内側に向かって斜め上方向及び斜め下方向にそれぞれ突出する幅狭の２つの小突起（3c,3d）とを有する略Ｋ字状であり、かつ、該シール部材（3）の径方向外側に凹部（R）を形成されていることを特徴とする。

上記の態様において、前記シール部材（3）の断面形状が上下対称であることが好適である。上記態様において、前記大突起（3a,3b）の長さが前記小突起（3c,3d）の長さより短いことが好適である。

本考案の排気筒用シール部材によれば、２本の排気筒同士の差し込み時及び引き抜き時の動きに対しても、受口側排気筒のリング溝と差込側排気筒の外周面に対し、（断面において）４点又は２点での密着が可能であり、ガス漏れや水漏れを確実に防止することができる。

また、本考案の排気筒用シール部材を用いることで、完全に嵌合した場合はもちろん、抜けかけた場合であっても、２本の排気筒とシール部材の接点は少なくとも２点あるので、傾きが小さくなる。そのため、傾きを生じた場合にも常にシール部材と排気筒は密着した状態にあり、ガス漏れや水漏れが防止できる。

さらに、リング溝と密着する大突起が相対的に幅広で短めであるため強固に密着することができ、シール部材自体にねじれが生じ難い。

図１（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材の平面概略図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ断面の拡大図である。 図２（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材を適用した２本の排気筒の嵌合部における差し込み時の状態を模式的に示した部分切り欠き図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のシール部材の近傍の部分拡大図である。 図３（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材を適用した２本の排気筒の嵌合部における引き抜き時の状態を模式的に示した部分切り欠き図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のシール部材の部分を拡大した断面図である。 図４（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材を適用した２本の排気筒の嵌合部における傾き発生時の状態を模式的に示した部分切り欠き図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のシール部材の近傍の部分拡大図である。 図５（ａ）は、排気筒の嵌合部における従来のＯリングの使用例を模式的に表した断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＯリングの部分を拡大した断面図である。

上述した課題を解決するために、本考案は以下の構成を有する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付するものである。

図１（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材（以下、単に「シール部材」と称する）の平面概略図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ断面の拡大図である。

図１（ａ）に示すように、シール部材３は、平面視にて円形のリング状である。素材は、従来のＯリングと同様の弾性材料であり、例えばフッ素ゴム、シリコーンゴム等である。

本考案のシール部材３は、図１（ｂ）に示す断面形状に特徴がある。ここでの断面は、シール部材３の周方向に対して垂直な断面である。説明の便宜上、シール部材３のリング面を水平面として図１（ｂ）に示すように上下方向を定める。また、図１（ｂ）に示す径方向は、シール部材３の径方向を意味する。

排気筒用シール部材３の断面形状は、中心部Ｃから放射方向に延在する４つの突起３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する。４つの突起のうち２つの突起３ａ、３ｂは、シール部材３の径方向において相対的に外側に、残りの２つの突起３ｃ、３ｄは、径方向において相対的に内側に位置する。なお、断面形状におけるこれら４つの突起３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、実際には、周方向全体に延在するリング状の４本の突条である。また、断面形状における突起と排気筒との接点は、実際には、周方向における突条と排気筒との接触線である。説明の便宜上、以下では「突起」という用語を用いて実際の突条の機能及び排気筒との関係等について説明する。

断面形状において径方向外側に位置する２つの突起３ａ、３ｂは、中心部Ｃから上方向及び下方向にそれぞれ突出する幅広の大突起である。２つの大突起３ａ、３ｂは、上下方向に連続する１つの長方形のようにも見える。２つの大突起３ａ、３ｂの連結部分に位置する中心部Ｃの径方向外側の所定範囲には、凹部Ｒが形成され、内向きに湾曲している。従って、２つの大突起３ａ、３ｂを連続したものと見ると略長方形ではあるが若干反り返った形状となっている。各大突起３ａ、３ｂの先端における２つの隅部には、それぞれ適宜の丸みが設けられている。

断面形状において径方向内側に位置する２つの突起３ｃ、３ｄは、中心部Ｃから径方向内側に向かって斜め上方向及び斜め下方向にそれぞれ突出する幅狭の小突起である。ここでの「幅狭」は、大突起３ａ、３ｂが「幅広」であることに対する相対的な意味である。２つの小突起３ｃ、３ｄは、互いに略９０°の角度αをなしている。従って、各小突起３ｃ、３ｄは、水平面に対しそれぞれ略４５°の角度で斜め上下方向にそれぞれ延在している。各小突起３ｃ、３ｄの先端には、適宜の丸みが設けられている。

よって、シール部材３の断面形状は、略Ｋ字状ということができる。２つの大突起３ａ、３ｂを合わせた部分が「Ｋ」の左側の縦線に相当し、２つの小突起３ｃ、３ｄが「Ｋ」の右側の２本の斜線に相当する。

但し、シール部材３の断面形状は、厳密なＫ字状（通常、「Ｋ」は上側の斜線の途中から下側の斜線が分岐している）ではなく、図１（ｂ）に示すように上下対称であることが好適である。また、大突起３ａ、３ｂの長さは、小突起３ｃ、３ｄの長さより短いことが好適である。

シール部材３の直径及び太さは、適用される排気筒の太さ及びリング溝の形状に応じて適宜設定される。一例として、直径１００ｍｍ規格の排気筒に適用する場合、シール部材３の内径は１０１．２ｍｍ、外径は１０９．２ｍｍとすることができる。また、大突起３ａ、３ｂ及び小突起３ｃ、３ｄのそれぞれの幅及び長さ、小突起３ｃと３ｄがなす角度α、径方向外側の凹部Ｒの曲率等は、本考案の効果が得られるように設定されるが、特定の値に限定しない。

以下の図２〜図４では、本考案の排気筒用シール部材を適用する２本の排気筒同士の嵌合部として、受口側排気筒と差込側排気筒がそれぞれ別個の排気筒である場合を一例として説明する。しかしながら、本考案を適用される２本の排気筒同士の嵌合部は、この例に限られない。例えば、受口側排気筒と差込側排気筒が組み合わされた１つの製品であって長さ調整可能なスライド構造を有するスライド管においても、その嵌合部に同様のリング溝とシール部材が設置されており、本考案は、このようなスライド管における嵌合部にも適用されるものである。

図２（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材を適用した２本の排気筒の嵌合部における差し込み時の状態を模式的に示した部分切り欠き図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のシール部材の近傍の部分拡大図である。図２（ａ）では、２本の排気筒である受口側排気筒（図中左側）と差込側排気筒（図中右側）の嵌合部の筒壁の一部を切り取ってその断面を示している（以下の図３（ａ）及び図４（ａ）についても同様）。

受口側排気筒１の内周面には、周方向全体に凹溝（外周面側では凸条）としてリング溝４が形成されている。リング溝４の形状は、従来のＯリング等のためのリング溝と同様でよい。２本の排気筒の差し込みを行う前に、シール部材３をリング溝４に嵌め込む。リング溝４に嵌め込まれたシール部材３は、径方向外側にある大突起３ａ、３ｂがリング溝４の底面と当接する。

この種の一般的なシール部材と同様に、シール部材３は、受口側排気筒１のリング溝４に嵌め込んだ時点ではシール部材３の上端すなわち小突起３ｃ、３ｄの先端が、リング溝４の開口縁から若干突出する大きさに形成されている。

受口側排気筒１に差込側排気筒２が差し込まれ、差込側排気筒２がシール部材３の上を通過すると、シール部材３は差込側排気筒２の外周面に押されて若干圧縮される。圧縮されたシール部材３の弾性反発力により、受口側排気筒１のリング溝４と差込側排気筒２の外周面の双方をシール部材３が押圧することで確実な密着状態を形成することができる。

このとき、シール部材３の４つの突起３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、受口側排気筒１のリング溝４及び差込側排気筒２の外周面と密着する。受口側排気筒１のリング溝４とは、２つの大突起３ａ、３ｂの先端により２点で密着する。差込側排気筒２の外周面とは、２つの小突起３ｃ、３ｄの先端により２点で密着する。それぞれ接点が２点ずつあるため、接点が１点しかない従来のＯリングに比べて密着が強く、水漏れ、ガス漏れを防止することができる。

受口側排気筒１に差込側排気筒２が差し込まれる際、シール部材３は差込方向に力を受ける。差込側排気筒２の外周面と密着する小突起３ｃ、３ｄは、図１（ｂ）に示した通り断面形状が比較的細長い突起であるため、力の加わる方向に応じて変形し易く接点がフレキシブルに動くことが可能であり、密着状態を維持することができる。図２（ｂ）に示すように、小突起３ｃが差し込み方向に変位しながらも、差込側排気筒２との密着状態を維持している。また、非常に強い力が加わり、小突起３ｃ、３ｄのいずれか一方が密着状態を維持できなくなった場合でも、もう一方が差込側排気筒２の外周面との密着状態を維持できる。

一方、受口側排気筒１のリング溝４と密着する大突起３ａ、３ｂは、図１（ｂ）に示した通り断面形状が比較的太く短い突起であり、かつ、２つの大突起３ａ、３ｂはほぼ直線状に延在しリング溝４の底面に向いた側に凹部Ｒを形成されているので、凹部Ｒの両側に位置する２点を支点としてアーチ状に踏ん張る状態となり、接点が移動し難く、リング溝４と強固に密着する。この結果、シール部材３全体が捻れ難くなる。仮に大突起３ａ、３ｂのいずれか一方が密着状態を維持できなくなった場合であっても、もう一方がリング溝４との密着状態を維持できる。

図３（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材を適用した２本の排気筒の嵌合部における引き抜き時の状態を模式的に示した部分切り欠き図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のシール部材の近傍の部分拡大図である。なお、「引き抜き時の状態」と称しているが、意図せずに抜けかかった状態も含む。

受口側排気筒１から差込側排気筒２が引き抜かれる際、シール部材３は引抜方向に力を受ける。この場合も、差込側排気筒２の外周面と密着する小突起３ｃ、３ｄが、力の加わる方向に応じて変形し接点がフレキシブルに動くことができ、密着状態を維持する。また、非常に強い力が加わり、小突起３ｃ、３ｄのいずれか一方が密着状態を維持できなくなった場合でも、もう一方が密着状態を維持できる。小突起３ｃ、３ｄの少なくとも一方が差込側排気筒２の外周面と密着している限り、この部分からの水漏れやガス漏れを防止することができる。

一方、受口側排気筒１のリング溝４と密着する大突起３ａ、３ｂは、上述した差し込み時と同様に、図１（ｂ）に示した凹部Ｒの両側に位置する２点を支点としてアーチ状に踏ん張る状態となり、接点が移動し難く、リング溝４と強固に密着する。この結果、シール部材３全体が捻れ難くなる。仮に大突起３ａ、３ｂのいずれか一方が密着状態を維持できなくなった場合であっても、もう一方がリング溝４との密着状態を維持できる。大突起３ａ、３ｂの少なくとも一方がリング溝４と密着している限り、この部分からの水漏れやガス漏れを防止することができる。

本考案のシール部材３は、その断面形状における２組の突起の異なる特性を組み合わせることにより、最適なシール効果が得られる。

図４（ａ）は、本考案の排気筒用シール部材を適用した２本の排気筒の嵌合部における傾き発生時の状態を模式的に示した部分切り欠き図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のシール部材の近傍の部分拡大図である。

受口側排気筒１と差込側排気筒２が、同軸の位置から傾くと、シール部材３に不均一な力が加わり、小突起３ｃ、３ｄのいずれか一方の密着状態が弱くなるか又は密着しなくなるおそれがある。特に、傾きを生じた場合にはシール部材３の周方向において加わる力が不均一となる。例えば、図４（ａ）に示すように、排気筒の直径の一端では小突起３ｃが密着しなくなり、直径の他端では小突起３ｄが密着しなくなるという状態になる。このような場合にも、シール部材３は、その小突起３ｃ、３ｄが加わる力に応じて変形し易く接点がフレキシブルに動くため、少なくとも一方の小突起３ｃ、３ｄにより差込側排気筒２の外周面との密着状態を維持することができる。

また、大突起３ａ、３ｂも、傾斜が大きい場合にはいずれか一方の密着状態が弱くなる可能性はあるが、上述したようにリング溝の底面に２点で強固に固定されているので密着状態を維持することができる。

基本的に、シール部材３は、大突起３ａ、３ｂの２点で受口側排気筒１のリング溝４と密着し、小突起３ｃ、３ｄの２点で差込側排気筒２の外周面と密着することにより、４点で強固に支持されるので、排気筒に傾きを生じる場合にも、従来のＯリングやキノコ状リングを使用した場合に比べて傾きの程度を抑制することができる。このことによっても、従来に比べて水漏れやガス漏れが生じ難くなる。

以上に述べた本考案の実施形態は一例を示したものであり、これら以外にも多様な変形形態が可能であり、それらについても本考案に含まれるものとする。

１：受口側排気筒
２：差込側排気筒
３：シール部材
３ａ、３ｂ：大突起
３ｃ、３ｄ：小突起
４：リング溝
Ｃ：中心部
α：角度
Ｒ：凹部
１００：受口側排気筒
１１０：差込側排気筒
１２０：リング溝
１３０：Ｏリング

Claims (3)

1. 燃焼器具における２本の排気筒（1,2）同士の嵌合部において受口側排気筒（1）のリング溝（4）と差込側排気筒（2）の外周面の間に設置されるリング状のシール部材（3）であって、
   前記シール部材（3）における周方向に垂直な断面形状が、中心部（C）から上方向及び下方向にそれぞれ突出する幅広の２つの大突起（3a,3b）と、中心部（C）から該シール部材（3）の径方向内側に向かって斜め上方向及び斜め下方向にそれぞれ突出する幅狭の２つの小突起（3c,3d）とを有する略Ｋ字状であり、かつ、該シール部材（3）の径方向外側に凹部（R）を形成されていることを特徴とする排気筒用シール部材。
2. 前記シール部材（3）の前記断面形状が上下対称であることを特徴とする請求項１に記載の排気筒用シール部材。
3. 前記大突起（3a,3b）の長さが前記小突起（3c,3d）の長さより短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気筒用シール部材。

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