JP4682078B2

JP4682078B2 - 配管システムの製造方法

Info

Publication number: JP4682078B2
Application number: JP2006121131A
Authority: JP
Inventors: 彩加二ツ谷
Original assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Current assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-04-25
Also published as: JP2007291735A

Description

本発明は、給水、給湯系の配管システムにおいて、水廻り設備に供給される水の流量を維持しつつ、水廻り設備に供給される湯水について湯待ち時間の短い配管システムの製造方法に関するものである。

従来、この種の配管システムとして、主管をヘッダーを介して複数の枝管に分岐し、それらの枝管を対応する水廻り設備に接続するようにしたヘッダー式給水配管が知られている（例えば、特許文献１を参照）。すなわち、主管の口径を、屋外に設置された量水器の口径や水廻り設備の同時使用頻度に応じて設定してヘッダー本体の口径とほぼ同じかそれよりも小さくすると共に、枝管の口径を、水廻り設備の必要水量に応じてヘッダー本体の口径よりも小さくするようにしたものである。そして、水廻り設備で適正な水量を確保することができるようになっている。

また、給水主管から量水器を経て住戸内の各用途別の各水栓に給水する給水配管の各枝管及び給湯器から各水栓に給湯する給湯配管の各枝管に個別の流量特性を持つ定流量器を設けた給水、給湯用配管システムが知られている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００１−１４６７７２号公報（第２頁及び第４頁）特開平８−２９６２５８号公報（第２頁及び第３頁）

ところが、特許文献１に記載されているヘッダー式給水配管においては次のような問題があった。すなわち、係るヘッダー式給水配管では水廻り設備で適正な水量を確保することはできるが、そのヘッダー式給水配管を給湯配管に適用した場合には、水量が多くなる傾向があり、必要な温度の湯水が得られるまでの湯待ち時間が長くなるという欠点があった。従って、給湯と給水との双方において、水廻り設備で十分な湯水又は水を確保し、かつ給湯の場合における湯待ち時間を短縮することはできなかった。

また、特許文献２に記載されている給水、給湯用配管システムにおいては、各水栓毎に個別の定流量器が設けられているが、それらの定流量器に必要量の湯水又は水が供給されると共に、必要な温度の湯水が供給されなければならない。しかし、そのような点が特許文献２には明らかにされておらず、特に湯待ち時間を短くする手段が不明であり、単に定流量器で各水栓に一定流量の湯水又は水を供給しているに過ぎない。

そこで本発明の目的とするところは、水廻り設備に供給される水の流量を維持しつつ、水廻り設備に供給される湯水の湯待ち時間を短くすることができる配管システムの製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の配管システムの製造方法は、給湯器に接続される第１メイン配管に継手を介して複数の分岐配管を分岐接続し、各分岐配管に水廻り設備を接続すると共に、給水源に接続される第２メイン配管にヘッダーを介して複数の分岐配管を分岐接続し、各分岐配管に水廻り設備を接続することを特徴とするものである。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の配管システムの製造方法においては、給湯側の分岐配管は継手を介して第１メイン配管に接続されると共に、給水側の分岐配管はヘッダーを介して第２メイン配管に接続される。このため、給湯側では一旦ヘッダーに貯留されることなく、湯水が第１メイン配管から分岐配管を経て水廻り設備に直接供給される。従って、水廻り設備に供給される湯水の湯待ち時間を短くすることができる。しかも、水廻り設備に供給される水の流量を従来と同様に維持することができる。

以下、本発明の最良と思われる実施形態につき、図面を用いて詳細に説明する。
まず、給湯器と各水廻り設備とを継手を介して分岐接続する分岐工法について説明する。図１に示すように、給湯器１１には第１メイン配管１２の一端が接続され、その他端が水廻り設備側に位置する分岐用の継手（チーズ）１４に接続されている。係る継手１４には分岐配管１５の一端が接続され、分岐配管１５の他端は水廻り設備としての洗面設備１６、トイレ設備１７、シャワー設備１８、風呂設備１９、洗濯設備２０、暖房設備２１及び台所設備２２に設けられた各継手１４に接続されている。

続いて、給水源と各水廻り設備とをヘッダーを介して接続するヘッダー工法について説明する。図１に示すように、給水源２３には第２メイン配管２４の一端が接続され、その他端がヘッダー２５の端部に設けられた継手１４に接続されている。ヘッダー２５の側部には７つの継手１４が螺合接続されている。各継手１４にはそれぞれ分岐配管１５が接続され、水廻り設備としての洗面設備１６、トイレ設備１７、シャワー設備１８、風呂設備１９、洗濯設備２０、暖房設備２１及び台所設備２２の各継手１４に接続されている。

このように、本実施形態の配管システムでは、給湯側でヘッダー２５を用いない分岐工法を採り、給水側でヘッダー２５を用いるヘッダー工法を採っている。そのため、水廻り設備に供給される水の流量を確保し、各水廻り設備における湯水の湯待ち時間を短縮する機能を簡単な構成の変更で効果的に発揮することができる。

次いで、前記継手１４について説明する。継手１４には配管（パイプ）の外周部でシールする外径シール継手と、配管の内周部でシールする内径シール継手とがある。まず、外径シール継手について説明する。

図２に示すように、継手１４を構成する継手本体３１の貫通孔３１ａの内周面には、段差部３１ｂが形成され、貫通孔３１ａの内部に挿入された内筒３２の内端部に形成されたフランジ部３２ａが当接されている。前記継手本体３１の貫通孔３１ａの内周面に形成された複数（本実施形態では２つ）の環状溝３１ｃにはシールリング３３がそれぞれ収容されている。前記継手本体３１の開口端の段差部３１ｄには、一対の抜け止めリング（ロックリング）３４がスペーサ３５を介して係止され、継手本体３１の一端部内周面に形成された雌ネジ穴３１ｅに螺合された締付ナット３６によって、前記抜け止めリング３４の外周縁が所定位置に保持されている。

該抜け止めリング３４は、円環状をなす外周側の該ベースリング３４ａと、そのベースリング３４ａの内周部から折曲げられて斜めに延びる複数枚の保持爪３４ｂとを備えている。抜け止めリング３４はステンレス鋼により厚さ０．２〜０．４ｍｍに形成され、保持爪３４ｂは配管の差し込み方向に傾斜し、その傾斜角度（継手本体３１の軸線方向に対する傾斜角度）は約４５度に設定されている。継手本体３１の他端部（図２の左端部）の外周面には、雄ねじ部３７が螺刻され、ヘッダー、配管等の管体と螺合可能になっている。

そして、前記内筒３２の外周面と、継手本体３１及び締付ナット３６の内周面との間に形成された配管差し込み用の差し込み空間３８に分岐配管１５等の配管を差し込むことによって、継手１４に配管を接続できるようになっている。配管は、ポリオレフィン（架橋ポリエチレン、ポリブテン等）等の合成樹脂や、合金（真鍮、青銅等）等の金属により形成されている。この接続状態では、抜け止めリング３４の保持爪３４ｂが配管の外周面に食い込むため、配管が前記差し込み空間３８から抜け出ないようになっている。

続いて、内径シール継手について説明する。図３に示すように、継手本体３１の基端部にはヘッダー、配管等の管体に螺合される雄ねじ部３７が設けられるとともに、先端部には縮径されて延びる案内筒部４１が設けられている。継手本体３１はほぼ円筒状に形成され、その内部の貫通孔３１ａを湯水又は水が流通するようになっている。前記案内筒部４１には配管の端部が外嵌されて接続されるようになっている。継手本体３１の先端側には、継手本体３１を構成するほぼ円筒状の胴筒体４３が雄ねじと雌ねじとの螺合関係により連結されている。

胴筒体４３の先端外周のねじ部４４には継手本体を構成する締付ナット３６が螺合され、胴筒体４３の先端面と締付ナット３６内周の第１段部４５との間に抜け止めリング３４のベースリング３４ａが保持されている。締付ナット３６の内周面には、前記第１段部４５より先端側に連なる第２段部４６が形成され、さらにその第２段部４６より先端側に連なる傾斜面４７が形成されている。前記案内筒部４１の外周面と、胴筒体４３及び締付ナット３６の内周面との間の空間部に配管が差し込まれる差し込み空間３８が形成されている。

締付ナット３６の内側空間で前記抜け止めリング３４と締付ナット３６の第２段部４６及び傾斜面４７との間には、金属製の補助リング４８が介装されている。補助リング４８は軸線方向から見てほぼＣ字状に形成され、縮径可能になっている。この補助リング４８は、抜け止めリング３４の保持爪３４ｂに接触して保持爪３４ｂの縮径により縮径方向に付勢される接触部４９と、差し込み空間３８に差し込まれた配管を周囲から締め付けてその抜け出しを抑える締付部５０とを備えている。補助リング４８の接触部４９には約４５度の傾斜角度を有する斜面が形成され、差し込まれた配管に引き抜き力が加わって抜け止めリング３４の保持爪３４ｂの傾斜が大きくなったとき保持爪３４ｂの傾斜を制限するようになっている。

補助リング４８の基端側外周面には、その軸線方向と直交方向に延び、抜け止めリング３４のベースリング３４ａに係合する保持突起５１が設けられ、補助リング４８が抜け止めリング３４の軸線に対して傾かないように保持されている。前記抜け止めリング３４のベースリング３４ａは、胴筒体４３の先端面と補助リング４８の保持突起５１基端面との間に保持されている。この場合、ベースリング３４ａの外周部先端面と締付ナット３６の第１段部４５との間には隙間が形成され、抜け止めリング３４が配管の回動によって回動できるようになっている。前記案内筒部４１の基端側には２つの環状溝５２が凹設され、それぞれ異なる形状のシールリング３３が嵌着され、案内筒部４１の外周面と差し込み空間３８に差し込まれた配管の内周面との間で湯水又は水をシールするようになっている。

そして、配管を締付ナット３６の開口端より差し込み空間３８に差し込むと、配管は補助リング４８の内部を通り、抜け止めリング３４の保持爪３４ｂに摺接し、保持爪３４ｂを拡径変形させながら差し込み空間３８の最も奥に到って止まるようになっている。このとき、補助リング４８の内径は配管の外径より大きく設定されているため、配管差し込み時の抵抗はなく、抜け止めリング３４を通過するときには抜け止めリング３４が１枚であるため、差し込み時の抵抗は少なく、配管の差し込みを円滑に行うことができる。

その状態で、配管に引き抜き力が加わったときには、抜け止めリング３４の保持爪３４ｂが配管の外周部に食い込み、その軸線方向に対する保持爪３４ｂの傾斜角度が大きくなる。そのため、補助リング４８の斜面に保持爪３４ｂの傾斜による力が加えられ、補助リング４８は縮径方向（内方）へ付勢されると同時に、先端側へ付勢される。このとき、補助リング４８のテーパ面が締付ナット３６の傾斜面４７に係合しているため、補助リング４８の先端部は締付ナット３６の傾斜面４７に沿って斜め下方へ移動する。従って、補助リング４８が配管の外周面を押圧して締付ける。

次に、前記ヘッダー２５について説明する。図４に示すように、ヘッダー２５は、略円筒状をなすヘッダー本体５５と、該ヘッダー本体５５の側部に開口された複数（本実施形態では７つ）の雌ねじ孔５６に螺合接続される複数（本実施形態では７つ）の継手１４とから構成されている。前記ヘッダー本体５５は金属材料又は樹脂材料により形成され、その内部にはヘッダー本体５５の軸線方向に延びる流路５７が形成されている。ヘッダー本体５５の両開口端部には雌ねじ孔５６が形成され、一端の雌ねじ孔５６には継手１４を介して前記第２メイン配管２４が接続され、他端の雌ねじ孔５６には図示しない閉塞部材が螺合接続されている。前記ヘッダー本体５５側部の継手１４には、分岐配管１５が接続される。

さて、本実施形態の作用について説明すると、給湯側は分岐工法が採られ、給湯器１１からの湯水は第１メイン配管１２、継手１４及び分岐配管１５を通って各水廻り設備に給湯される。一方、給水側はヘッダー工法が採られ、給水源２３から供給される水は第２メイン配管２４を通り、一旦ヘッダー２５に貯留され、そこから７本の分岐配管１５に分岐されて各水廻り設備に給水される。このため、給湯側では一旦ヘッダー２５に貯留されることなく、湯水が第１メイン配管１２から分岐配管１５を経て水廻り設備に直接供給される。従って、各水廻り設備には湯水が速やかに供給され、湯水の湯待ち時間が短縮されると共に、湯温も高く保持される。

以上詳述した実施形態によって発揮される効果を以下にまとめて説明する。
・本実施形態の配管システムにおいては、給湯側の分岐配管１５は継手１４を介して第１メイン配管１２に接続されると共に、給水側の分岐配管１５はヘッダー２５を介して第２メイン配管２４に接続されている。従って、水廻り設備に供給される湯水の湯待ち時間を短くすることができる。しかも、水廻り設備に供給される水の流量を従来と同様に維持することができる。特に、第１メイン配管１２及び第２メイン配管２４の内径が１０〜１４ｍｍ（口径１３Ａ：内径が１２．８ｍｍ）である場合、上記の効果を十分に発揮することができる。また、第１メイン配管１２内の体積と第２メイン配管２４内の体積が同じになるように設定することで、上記効果を向上させることができる。

・前記継手１４における分岐配管１５のシールが分岐配管１５の外周面でシールする構造（外径シール構造）を有している。このため、継手１４におけるシールが分岐配管１５の内周面でシールする構造（内径シール構造）に比べて、湯水又は水の流路を大きくすることができる。従って、各水廻り設備への湯水及び水の流量を増加させることができる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。なお、各例において、水圧（元圧）は０．２ＭＰａで一定とした。また、分岐工法とヘッダー工法とを比較できるようにするために、第１メイン配管１２内の体積と第２メイン配管２４内の体積とが同じになるように設定した。
〔給湯側が分岐工法及び給水側がヘッダー工法で、シャワー設備１８を個別に使用した場合〕
（実施例１）
給湯側を分岐工法とし、給水側をヘッダー工法とし、以下に示す条件で配管システムを構築した。そして、その配管システムにおいて、給湯器１１を作動させて湯水を各水廻り設備に供給すると共に、給水源２３から水を各水廻り設備に供給した。その場合、シャワー設備１８での湯待ち時間（秒）及びシャワー設備１８での湯水及び水の流量（Ｌ／分）を測定した。それらの結果を表１及び図５（ａ）、（ｂ）に示した。

給湯側：分岐工法、第１メイン配管１２の口径１３Ａ（内径が１２．８ｍｍ）及び第１メイン配管１２内の体積４８０ｃｍ^３。
給水側：ヘッダー工法、第２メイン配管２４の口径１３Ａ及び第２メイン配管２４内の体積４８０ｃｍ^３、ヘッダー２５内の体積１０３ｃｍ^３。
〔給湯側が分岐工法及び給水側がヘッダー工法で、シャワー設備１８と台所設備２２とを同時に使用した場合〕
（実施例２）
実施例１において、シャワー設備１８と台所設備２２とを同時使用した以外は、実施例１と同様に実施した。その場合、シャワー設備１８を全開とし、台所設備２２における湯水又は水の流量を６（Ｌ／分）に設定した。そして、シャワー設備１８での湯待ち時間（秒）及びシャワー設備１８での湯水及び水の流量（Ｌ／分）を測定した。それらの結果を表１及び図８（ａ）、（ｂ）に示した。
〔給湯側及び給水側が共に分岐工法で、シャワー設備１８を個別に使用した場合〕
（比較例１）
実施例１において、給水側を分岐工法とした以外は実施例１と同様に実施した。そして、シャワー設備１８での湯待ち時間（秒）及びシャワー設備１８での湯水及び水の流量（Ｌ／分）を測定した。それらの結果を表１及び図６（ａ）、（ｂ）に示した。
〔給湯側及び給水側が共に分岐工法で、シャワー設備１８と台所設備２２とを同時に使用した場合〕
（比較例２）
実施例２において、給水側を分岐工法とした以外は、実施例２と同様に実施した。そして、シャワー設備１８での湯待ち時間（秒）及びシャワー設備１８での湯水及び水の流量（Ｌ／分）を測定した。それらの結果を表１及び図９（ａ）、（ｂ）に示した。
〔給湯側及び給水側が共にヘッダー工法で、シャワー設備１８を個別に使用した場合〕
（比較例３）
実施例１において、給湯側をヘッダー工法とした以外は実施例１と同様に実施した。そして、シャワー設備１８での湯待ち時間（秒）及びシャワー設備１８での湯水及び水の流量（Ｌ／分）を測定した。それらの結果を表１及び図７（ａ）、（ｂ）に示した。
〔給湯側及び給水側が共にヘッダー工法で、シャワー設備１８と台所設備２２とを同時に使用した場合〕
（比較例４）
実施例２において、給湯側をヘッダー工法とした以外は、実施例２と同様に実施した。そして、シャワー設備１８での湯待ち時間（秒）及びシャワー設備１８での湯水及び水の流量（Ｌ／分）を測定した。それらの結果を表１及び図１０（ａ）、（ｂ）に示した。

表１に示したように、実施例１を比較例１と比較すると、実施例１では給水側にヘッダー工法を採用したことから、分岐工法を採用した比較例１に比べて給水側における水の流量を増加させることができた。また、実施例２を比較例２と比較すると、実施例２では給水側にヘッダー工法を採用したことから、分岐工法を採用した比較例２に比べて給水側における水の流量を明らかに増加させることができた。このような結果は、ヘッダー２５に貯留された水が水廻り設備での急な水の使用に追従できたためと考えられる。

また、実施例１を比較例３と比較すると、実施例１では給湯側に分岐工法を採用したことから、ヘッダー工法を採用した比較例３に比べてシャワー設備１８での湯水の湯待ち時間を明らかに短縮させることができた。さらに、実施例２を比較例４と比較すると、実施例２では給湯側に分岐工法を採用したことから、ヘッダー工法を採用した比較例４に比べて、シャワー設備１８と台所設備２２との同時使用においても、シャワー設備１８での湯水の湯待ち時間を有意に短縮させることができた。これらの結果は、給湯側に分岐工法を採用したことにより、ヘッダー２５での湯水の貯留が回避されるためと考えられる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ヘッダー工法におけるヘッダー２５からの分岐配管１５の分岐数或いは分岐工法における継手１４からの分岐配管１５の分岐数を、水廻り設備の数に応じて例えば４分岐、１０分岐等に変更することもできる。この分岐数は、通常４〜７分岐である。

・水廻り設備として洗面設備１６、シャワー設備１８等以外の設備を用いることができると共に、各水廻り設備を複数用いることもできる。
・配管システムにおける水圧（元圧）を、例えば０．１〜０．４ＭＰａの範囲で変動させることができる。

・第１メイン配管１２及び第２メイン配管２４として、口径２０Ａ（内径が２０．５ｍｍ）、口径１６Ａ（内径が１６．２ｍｍ）等の配管を用いることができる。
・給湯側における分岐配管１５の内径を、給水側における分岐配管１５の内径よりも小さくなるように設定することもできる。

さらに、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
・前記第１メイン配管及び第２メイン配管は、内径が１０〜１４ｍｍのものであることを特徴とする配管システム。

・前記第１メイン配管内の体積と第２メイン配管内の体積が同じになるように設定することを特徴とする配管システム。

・前記継手又はヘッダーに接続される複数の分岐配管はそれぞれ４〜７本であることを特徴とする配管システム。

給湯側に分岐工法及び給水側にヘッダー工法を採用した実施形態の配管システムを示す説明図。外径シールの継手に配管を差し込む状態を示す断面図。内径シールの継手に配管を差し込む状態を示す半断面図。ヘッダーに継手を接続する状態を示す一部破断した正面図。実施例１において、（ａ）は配管のシール形態を変えた場合の湯待ち時間を示すグラフ及び（ｂ）は給湯側及び給水側で配管のシール形態を変えた場合の湯水及び水の流量を示すグラフ。比較例１において、（ａ）は配管のシール形態を変えた場合の湯待ち時間を示すグラフ及び（ｂ）は給湯側及び給水側で配管のシール形態を変えた場合の湯水及び水の流量を示すグラフ。比較例３において、（ａ）は配管のシール形態を変えた場合の湯待ち時間を示すグラフ及び（ｂ）は給湯側及び給水側で配管のシール形態を変えた場合の湯水及び水の流量を示すグラフ。実施例２において、（ａ）は配管のシール形態を変えた場合の湯待ち時間を示すグラフ及び（ｂ）は給湯側及び給水側で配管のシール形態を変えた場合の湯水及び水の流量を示すグラフ。比較例２において、（ａ）は配管のシール形態を変えた場合の湯待ち時間を示すグラフ及び（ｂ）は給湯側及び給水側で配管のシール形態を変えた場合の湯水及び水の流量を示すグラフ。比較例４において、（ａ）は配管のシール形態を変えた場合の湯待ち時間を示すグラフ及び（ｂ）は給湯側及び給水側で配管のシール形態を変えた場合の湯水及び水の流量を示すグラフ。

符号の説明

１１…給湯器、１２…第１メイン配管、１３…第１ヘッダー、１４…継手、１５…分岐配管、１６…水廻り設備としての洗面設備、１７…水廻り設備としてのトイレ設備、１８…水廻り設備としてのシャワー設備、１９…水廻り設備としての風呂設備、２０…水廻り設備としての洗濯設備、２１…水廻り設備としての暖房設備、２２…水廻り設備としての台所設備、２３…給水源、２４…第２メイン配管、２５…ヘッダー。

Claims

給湯器に接続される第１メイン配管に継手を介して複数の分岐配管を分岐接続し、各分岐配管に水廻り設備を接続すると共に、給水源に接続される第２メイン配管にヘッダーを介して複数の分岐配管を分岐接続し、各分岐配管に水廻り設備を接続することを特徴とする配管システムの製造方法。