JP6038101B2

JP6038101B2 - 配管接続具

Info

Publication number: JP6038101B2
Application number: JP2014229720A
Authority: JP
Inventors: 峰幸那須; 庸孝上田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: JP2016095048A

Description

本発明は、給湯器等の外装ケースの内部の配管と外部の配管とを接続させる配管接続具、特に、凍結防止装置を具備させた配管接続具に関する。

潜熱回収用熱交換器を備えた給湯器の外装ケース(41)内には、図６に示すように、潜熱回収用熱交換器(4)で発生する酸性のドレンを中和するドレン中和器(40)が設けられている。このドレン中和器(40)内にて中和された後のドレンは、ドレン排出口(43)から、給湯器の外装ケース(41)の底板(42)に突設させた配管接続具(44)を介して、これに連通接続させる排水配管(45)から外部に排出される。

この種の給湯器を寒冷地の屋外に設置すると、外装ケース(41)から外部に露出している配管接続具(44)及び排水配管(45)が凍結し易く、配管接続具(44)内が凍結してしまうと、排出されるべきドレンが配管接続具(44)内にて堰き止められて外部への円滑な排出が困難になり、エラーが発生する不都合がある。
この不都合を解消するために、同図に示すものでは、配管接続具(44)を金属製とすると共に、外装ケース(41)内に位置する上端内部にヒータ(H0)を具備させている（特許文献１参照）。
配管接続具(44)にヒータ(H0)を具備させることにより、金属製の配管接続具(44)が加熱され、その流路内での凍結を防止することができる。

特開２００８−１３４０１２号公報

しかしながら、上記従来の給湯器では、ヒータ(H0)は、配管接続具(44)のうち、外装ケース(41)内に位置する上端の大径部(44a)に、配管接続具(44)の流路方向に対して直角となる水平姿勢に配設されているため、大径部(44a)よりも下流側には熱が伝導されにくいという問題がある。
これは、給湯器の運転によって、外装ケース(41)内が暖められると共に、熱は上方に移動する性質があるため、外装ケース(41)内に位置し且つヒータ(H0)を具備させた大径部(44a)は加熱されるが、大径部(44a)よりも下流域は、外装ケース(41)の底板(42)から外部に露出しているため、寒冷地では外気によって直接冷やされ、外装ケース(41)内の大径部(44a)に水平姿勢に設けたヒータ(H0)だけでは前記下流域までを速やかに加熱することが困難だからである。
このように、上記した従来の凍結防止構造では加熱効率が悪く、凍結が生じ易い外装ケース(41)外の配管接続具(44)全体を迅速に且つ確実に加熱することは困難であり、配管接続具(44)の凍結防止は不十分であった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、給湯器の外装ケースから外部に突設され且つ流体を流通させる配管が接続される配管接続具を、ヒータによって全体的に効率よく加熱できるようにして凍結を確実に防止できる配管接続具を提供することを課題とする。

本発明に係る配管接続具は、
一方の開放端には外装ケース内の配管が連通接続され、他方の開放端には外装ケース外の配管が連通接続される接続筒部と、
前記接続筒部の前記一方の開放端から一体的に張り出していると共に、頂面を前記外装ケースの外面に当接させて取り付けられる鍔部と、
前記接続筒部の側方に設けられると共に前記外装ケース外にて前記接続筒部を加熱可能なヒータを収納させるヒータ収納部とを備え、
前記ヒータ収納部は、前記ヒータが前記接続筒部の流路方向に対して傾斜姿勢で挿入されると共に前記鍔部の頂面に開放する傾斜孔を有することを特徴としている。

上記技術的手段は次のように作用する。
外装ケース内外の配管がそれぞれ接続される接続筒部と、その一方の開放端に設けた鍔部と、前記接続筒部の側方に設けられるヒータ収納部を有する配管接続具であって、鍔部の頂面を外装ケースの外面に当接するように取り付けて使用される。ヒータ収納部には、外装ケース外に配置されると共に接続筒部の流路方向に対して斜めに位置し且つ鍔部の頂面に開放する傾斜孔が設けられている。これにヒータを挿入させることにより、接続筒部は、外装ケース外において、鍔部が設けられている前記一方の開放端近傍から所定深さに至る範囲にかけて、斜めに加熱される。これにより、配管接続具の開放端近傍のみを加熱させていた従来のものに比べて、配管接続具は、深さ方向にも周方向にも広く加熱されることとなるから、外装ケース外に配置させているにもかかわらず、ヒータの熱は効率よく、配管接続具のほぼ全域に伝導し易くなる。
なお、配管接続具は熱伝導率の良い材質から構成されていることが望ましい。
また、配管接続具は外装ケースよりも外側に位置させているが、外装ケースが寒冷地の屋外に設置される場合でも、配管接続具全体はヒータ収納部に収納させたヒータで加熱されるから、配管接続具及びこれに接続される外装ケース内の配管、さらには、外装ケース外にて配管接続具に接続される配管の接続部近傍における凍結を防止することができる。

上記配管接続具において、『前記傾斜孔の底部には、前記ヒータ収納部の外部へ開放する水抜き孔が設けられている』ものが望ましい。
ヒータはヒータ収納部に設けられている傾斜孔に部分的に接触する遊嵌状態に挿入されている場合、その隙間に、外装ケース内に浸入した雨水や外装ケース内で発生した結露水等が流れ込むことがある。この場合でも、傾斜孔内に流れ込んで来た水滴は水抜き孔からヒータ収納部の外部に排出されるので、傾斜孔内に錆びが発生したり、ヒータが故障したりする不都合はない。

上記配管接続具において、『外装ケース内にバーナの燃焼排気から潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器が設けられると共に、潜熱回収用熱交換器で発生するドレンを中和するドレン中和器が設けられ、
前記ドレン中和器を通過した後のドレンを排出させるドレン排出口を、前記接続筒部の前記一方の開放端内に挿入させ、
前記傾斜孔に挿入されたヒータの先端部と前記傾斜孔の開放端との間に相当する前記接続筒部の周壁の所定位置に、貫通孔が形成されている』ものが望ましい。

潜熱回収用熱交換器を備えた給湯器では、潜熱回収用熱交換器から生じるドレンを回収して中和させるドレン中和器が設けられている。このドレン中和器内にて中和されたドレンを外装ケースの外へ排出させるドレン排出口は、接続筒部の前記一方の開放端に挿入される。
接続筒部は、斜めに配設させた前記ヒータによってほぼ全体が加熱されるため、それに挿入されるドレン排出口も加熱される。よって、外装ケースが寒冷地に設置されても、ドレン排出口や接続筒部にてドレンが凍結することはない。接続筒部の前記他方の開放端に接続される下流側の配管においては、ヒータによる加熱が行き届かない範囲にてドレンが凍結することがあり、この場合、凍結部分で堰き止められたドレンが接続筒部内へ逆流してくるが、この逆流してきたドレンは、接続筒部の周壁に設けた貫通孔から外部へ排出される。
なお、前記貫通孔は、接続筒部の周壁のうち、傾斜孔に挿入させたヒータによって加熱され易い範囲に設ける構成としたから、前記貫通孔の形成域が凍結によって閉塞されることはない。

以上のように、本発明に係る配管接続具によれば、ヒータを、外装ケース外にて、流体が流れる接続筒部の流路方向に対して傾斜させた状態で設置させる構成とすることにより、接続筒部全体をヒータによって効率よく加熱できることとなり、外装ケースが寒冷地の屋外に設置される場合でも、外装ケースから外部に突出する配管接続具の凍結を確実に防止することができる。よって、配管接続具内に凍結による詰まりが生じ難く、外装ケース内でのエラーの発生を防止することができる。
前記ヒータを挿入させるヒータ収納部の傾斜孔には、水抜き孔を設けているから、傾斜孔に不用意に水滴が浸入した場合でも速やかに排出することができ、水滴が滞留することによるヒータの故障や、金属製の配管接続具の錆びを防止することができる。
さらに、接続筒部に、潜熱回収型の給湯器のドレン中和器のドレン排出口を挿入接続させると共に、接続筒部の周壁のうち、ヒータで加熱され易い範囲に貫通孔を設ける構成としたものでは、配管接続具よりも下流側にて配管等が凍結した場合にその凍結部分からドレンが逆流して来ても、貫通孔は凍結することなく連通状態に維持されるから、逆流してくるドレンを貫通孔から外部に速やかに排出させることができる。このように、ドレンがドレン中和器まで逆流する不都合を解消し、給湯器のエラーを生じさせないようにしたから、給湯器をスムーズに稼動させることができる。

本発明の実施の形態の配管接続具を取り付けた給湯器の内部構造を示す説明図である。本発明の実施の形態の配管接続具の斜視図である。本発明の実施の形態の配管接続具にヒータを挿入した状態を示す断面図である。本発明の実施の形態の配管接続具の平面図である。本発明の実施の形態の配管接続具を外装ケースに接続させた状態を示す要部拡大断面図である。従来の配管接続具を取り付けた給湯器の内部構造を示す説明図である。

以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、給湯器(1)の外装ケース(10)の正面を開放させた状態を示しており、外装ケース(10)内には、バーナユニット(31)が組み込まれ、このバーナユニット(31)の上方には、バーナユニット(31)からの燃焼排気中の顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器(3)と、燃焼排気中の潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器(30)とが配設されている。

外装ケース(10)の底板(11)には、給水配管接続口(12)、出湯配管接続口(13)及びガス配管接続口(17)が下方に突設されている。給水配管接続口(12)には、潜熱回収用熱交換器(30)の水入口に接続された入水管(120)が接続され、出湯配管接続口(13)には、顕熱回収用熱交換器(3)の湯出口に接続された出湯管(130)が接続され、また、ガス配管接続口(17)には、弁ユニット(32)のガス入口が接続されている。なお、図示しないが、入水管(120)や出湯管(130)には、温度センサ等の各種センサや水バルブ等の機能部品が必要に応じて設けられている。
そして、外装ケース(10)内には、潜熱回収用熱交換器(30)で発生する強酸性のドレンを中和するためのドレン中和器(33)が配設されている。

ドレン中和器(33)は、ドレン中和剤(N)が収納された箱状の容器本体(33a)を有し、その上方開口部は上蓋(33b)によって密に閉塞されている。上蓋(33b)の上部には、容器本体(33a)内のドレンの水位の異常上昇を検知するための水位検知電極(34a)が配設された電極収容部(34)が連設されてあり、電極収容部(34)の上部に設けられたドレン入口(14)には潜熱回収用熱交換器(30)から延設されたドレン管(140)が接続されている。これにより、潜熱回収用熱交換器(30)内で発生したドレンは、ドレン管(140)を通ってドレン入口(14)から、電極収容部(34)へ送られ、容器本体(33a)内に回収される。

容器本体(33a)内へ送られて来たドレンは、ドレン中和剤(N)によって、中和処理された後に、容器本体(33a)の底壁(35)を貫通するドレン排出口(15)を介して外装ケース(10)の外部に排出される。
また、容器本体(33a)の底壁(35)の略中央には、開栓させることで容器本体(33a)内に滞留したドレンを外部へ排出できる水抜き栓(16)が設けられている。
外装ケース(10)の底板(11)を貫通して下方へ突出させたドレン排出口(15)には、後述する配管接続具(2)が連通接続される。
なお、容器本体(33a)内には、電熱ヒータ(h)が蛇行配設されており、ドレン中和器(33)内のドレンの凍結を防止している。

図２に示すものは、外装ケース(10)の底板(11)から下方へ突出させたドレン排出口(15)に連通接続させる配管接続具(2)の斜視図である。
配管接続具(2)は全体に真鍮製とし、上方開放端(20a)からドレン排出口(15)が差し込まれる接続筒部(20)と、接続筒部(20)の上方開放端(20a)の周囲に一体的に張り出させた鍔部(21)と、鍔部(21)の下部であって且つ接続筒部(20)の上筒部(2a)の側部に一体的に連設されているヒータ収納部(22)とを備え、接続筒部(20)の下筒部(2b)には、ドレン排出口(15)から流れてくる中和処理後のドレンを下水道等へ導出させる排水配管（図示せず）が接続される。

上方開放端(20a)の周縁の対向位置には、断面略逆Ｌ字状の係止突起(201)とガイド片(202)が上方へ突設されていると共に、上方開放端(20a)の側方に位置するヒータ収納部(22)の上面には、略矩形状の皿状凹部(220)が鍔部(21)の頂面(21a)に開放するように形成されている。
皿状凹部(220)は、段差のある底面を有するように、浅皿部(22a)とそれよりも深い深皿部(22b)とからなり、浅皿部(22a)には、ヒータ(H)が挿入される傾斜孔(23)が開放しており、深皿部(22b)には、後述する押え板(25)をネジ止めするためのネジ孔(24)が形成されている。

傾斜孔(23)は、図３に示すように、点線で示す接続筒部(20)の流路(20b)に対して所定角度（例えば、１０〜８０度）傾斜するように、浅皿部(22a)の底面に開放し且つ深皿部(22b)のネジ孔(24)の下方に達するまで斜めに延びているもので、その内部に棒状のヒータ(H)が抜け止め状態に差し込まれて収納される。
ヒータ収納部(22)は、外装ケース(10)外に位置する接続筒部(20)の上筒部(2a)の側方に一体的に設けられ、ヒータ(H)を収納する傾斜孔(23)は、上筒部(2a)に対して斜めに形成されているから、接続筒部(20)の上筒部(2a)は、深さ方向及び周方向の比較的広い範囲にわたってヒータ(H)によって加熱されることとなる。
配管接続具(2)は全体に真鍮製であるから、上筒部(2a)の広い範囲がヒータ(H)で熱せられると、下筒部(2b)にも迅速に熱伝導し、配管接続具(2)全体が熱せられる態様となる。

なお、ヒータ(H)は傾斜孔(23)の周壁に部分的に接触するように挿入されると共に、傾斜孔(23)の下端には、ヒータ収納部(22)の下方に開放する水抜き孔(23a)が形成されている。

傾斜孔(23)にヒータ(H)を挿入後、皿状凹部(220)の底部の断面形状に倣った段差を有する押え板(25)を浅皿部(22a)及び深皿部(22b)の各底部に沿うように配設し、ネジ(26)をネジ孔(24)に捻じ込んで押え板(25)を固定する。これにより、ヒータ(H)は、図３に示すように、押え板(25)によって、傾斜孔(23)に挿入された状態にて上方へ抜け止め状態に収納されると共に、図４に示すように、接続筒部(20)の上方開放端(20a)の一部を切り欠いて設けられている隙間(S)からヒータ(H)のハーネス(H1)が傾斜孔(23)の外部に突出する収納態様となる。

ドレン中和器(33)の容器本体(33a)に突設させたドレン排出口(15)を外装ケース(10)の下方へ突出させるために、外装ケース(10)の底板(11)には、図４の二点鎖線に示す形状の開口(11a)が形成されている。この開口(11a)の周辺における底板(11)の下面に、鍔部(21)の頂面(21a)が当接するように、配管接続具(2)を接続させる。

これにはまず、図５に示すように、係止突起(201)と鍔部(21)の頂面(21a)との間の隙間(211)に、開口(11a)の周縁の一部を差込むと同時に、ガイド片(202)を開口(11a)の他の周縁に略接触させながら開口(11a)より上方（外装ケース(10)内）へ突出させる。ガイド片(202)の近傍に位置する鍔部(21)には、図２及び図４に示すように、ネジ挿通穴(21b)が貫通しており、これに対応する底板(11)には、図４の一点鎖線に示すように、貫通孔(11b)が形成されている。貫通孔(11b)にネジ挿通穴(21b)を合わせて、別途設けられる取付ネジによってネジ止めすることにより、鍔部(21)の頂面(21a)を底板(11)の下面に当接させた状態で、配管接続具(2)は、外装ケース(10)の底板(11)に、下方に突出するように取り付けられる。

外装ケース(10)の底板(11)に取り付けられた配管接続具(2)の接続筒部(20)の上方開放端(20a)に、ドレン排出口(15)が差し込まれるが、ドレン排出口(15)の基端部にはＯリング(18)を外嵌させていることから、ドレン排出口(15)は接続筒部(20)の上方開放端(20a)近傍に、水密状態に連通接続されることとなる。
なお、挿入状態にあるドレン排出口(15)の下流端部よりも上流側に位置する接続筒部(20)の周壁の対向位置には、それぞれ貫通孔(27)が貫通している。
この貫通孔(27)の形成範囲は、接続筒部(20)の周壁のうち、ヒータ(H)が挿入される傾斜孔(23)の形成域に相当する範囲とし、貫通孔(27)の形成域がヒータ(H)によって確実に加熱されるように設定されている。

外装ケース(10)内にて発生したドレンは、ドレン中和器(33)の容器本体(33a)内にて中和された後、ドレン排出口(15)、配管接続具(2)の接続筒部(20)の流路(20b)を通って、接続筒部(20)の下筒部(2b)に接続されている排水配管（図示せず）から下水道等へ導出される。

この種の給湯器(1)が寒冷地の屋外に設置されても、ドレン中和器(33)の容器本体(33a)内には上記したように電熱ヒータ(h)が配設されてドレンの凍結を防止していると共に、配管接続具(2)の上筒部(2a)の側方にもヒータ収納部(22)が設けられて、この傾斜孔(23)に差し込まれているヒータ(H)によって、配管接続具(2)のほぼ全体が熱せられることから、配管接続具(2)は、外装ケース(10)から外部に突出されているにも係らず、配管接続具(2)及びこれに差し込まれているドレン排出口(15)、さらには、排水配管のうち、下筒部(2b)への接続部分は凍結し難い。

前記排水配管のうち、配管接続具(2)から下流側へ延長している部分は、ヒータ(H)の熱は届かず凍結するおそれがある。排水配管内のドレンが凍結してその凍結部分によりドレンが堰き止められると、ドレンは接続筒部(20)内へ逆流してくるが、この逆流してきたドレンは、接続筒部(20)の周壁に設けた２つの貫通孔(27)から外部へ排出される。このため、ドレン排出口(15)を介してドレン中和器(33)、さらには、電極収容部(34)にまでドレンが逆流することはないから、逆流したドレンに水位検知電極(34a)が反応し、燃焼停止エラーが発生する不都合もない。
なお、貫通孔(27)は、接続筒部(20)の周壁のうち、ヒータ(H)によって加熱される範囲に設けられているから、この貫通孔(27)が凍結により詰まることはない。

また、配管接続具(2)は、鍔部(21)を外装ケース(10)の底板(11)の下面に当接するようにネジ止めしているが、外装ケース(10)内に浸入してきた雨水や、外装ケース(10)内で発生した結露水等が、鍔部(21)の頂面(21a)から隙間(S)を介して傾斜孔(23)内に流れ込むおそれもある。しかしながら、この流れ込んだ水滴は、水抜き孔(23a)から外部に排出されるため、真鍮製のヒータ(H)が故障したり、傾斜孔(23)内が錆びたりする不都合はない。
また、ヒータ(H)の故障等が発生し、貫通孔(27)よりも上流側が凍結した場合でも、上方開放端(20a)から隙間(S)を介して傾斜孔(23)にドレンを逃がすことができ、水抜き孔(23a)からドレンを外部に排出することができる。しかも、通常の使用状態では、排出されない水抜き孔(23a)からドレンを排出させることにより、早期に、ドレンの排出経路の異常を使用者に認識させることができる。

上記実施の形態では、配管接続具(2)は、給湯器(1)の外装ケース(10)の底板(11)に取り付ける構成としたが、底板(11)以外の構成面の外面、例えば、側面に取り付けることも可能である。この場合、流路方向は水平方向に形成されてもよい。
また、配管接続具(2)を接続させるのは、ドレン排出口(15)に限定されるものではなく、例えば、給水配管接続口(12)に連通接続させて使用することも可能である。

(10)・・・・・・・外装ケース
(2) ・・・・・・・配管接続具
(20)・・・・・・・接続筒部
(21)・・・・・・・鍔部
(21a) ・・・・・・頂面
(22)・・・・・・・傾斜孔
(H) ・・・・・・・ヒータ

Claims

一方の開放端には外装ケース内の配管が連通接続され、他方の開放端には外装ケース外の配管が連通接続される接続筒部と、
前記接続筒部の前記一方の開放端から一体的に張り出していると共に、頂面を前記外装ケースの外面に当接させて取り付けられる鍔部と、
前記接続筒部の側方に設けられると共に前記外装ケース外にて前記接続筒部を加熱可能なヒータを収納させるヒータ収納部とを備え、
前記ヒータ収納部は、前記ヒータが前記接続筒部の流路方向に対して傾斜姿勢で挿入されると共に前記鍔部の頂面に開放する傾斜孔を有する配管接続具。
請求項１に記載の配管接続具において、
前記傾斜孔の底部には、前記ヒータ収納部の外部へ開放する水抜き孔が設けられている配管接続具。
請求項１又は２に記載の配管接続具において、
外装ケース内にバーナの燃焼排気から潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器が設けられると共に、潜熱回収用熱交換器で発生するドレンを中和するドレン中和器が設けられ、
前記ドレン中和器を通過した後のドレンを排出させるドレン排出口を、前記接続筒部の前記一方の開放端内に挿入させ、
前記傾斜孔に挿入されたヒータの先端部と前記傾斜孔の開放端との間に相当する前記接続筒部の周壁の所定位置に、貫通孔が形成されている配管接続具。