JP6886144B2 - 煙突 - Google Patents

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Description

本発明は、煙突に関し、特に、少なくとも2つの筒状体が連結された連結構造を有する煙突に関する。
煙突は、複数の筒体を連結して構成されており、その連結構造には種々のものが存在している。このような連結構造として、従来、締結ベルトを使用するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この文献に記載された煙突の筒体構造は、筒体が上側環状突起と下側環状突起とを備えており、上位の筒体の下側環状突部と下位の筒体の上側環状突部とを上下位置に当接させる。そして、断面コ字形の締結ベルトで上下側の環状突部の外周を一括的に包囲すると同時に締結ベルトで締め付ける。このような構造によって、接続部の防水性を完全なものとすることにより、接続部に水分が浸入することなく、筒体内部の断熱材にも水分が浸入することのない煙突の筒体構造を得ることができる。
特開2013−124827号公報
煙突を構成する筒状体には、煙道がまっすぐなもの(ストレートタイプ)と、屈曲したもの(屈曲タイプ)が存在する。屈曲タイプの筒状体は、家屋など建築物の外壁面に筒状体を添わせて配置する際に、屋根などの障害物がある場合にこれを回避するために使用される。このような障害物を回避する場合において、屈曲タイプの筒状体を上側、他の筒状体を下側に配置し、それぞれを当接させたあとで、屈曲タイプの筒状体や屈曲タイプ側のストレートタイプの筒状体を他の筒状体に対して回転させて、煙道の方向を微調整する必要があった。
また、ストレートタイプの筒状体どうしを連結する際にも、上下の筒状体の溶接面を一致させるなど、筒状体どうしを当接した後に回転させたいというニーズがあった。
特許文献1の筒状構造は、カギ型の係合溝を備えるため、一方の筒体の係合突起を他方の筒体の係合溝に挿入して回転させることで、回転位置を微調整することができる。しかしながら、特許文献1の筒状構造は、上下の筒体を当接した状態で、当接部に締結ベルトを巻き付けて両筒体を固定するため、固定に手間がかかるほか、筒体の周囲に締結ベルトが巻き付いた状態となるため見栄えがよくないという不都合があった。
本発明の目的は、2つの筒状体の連結が容易で、かつ外観上の見栄えも良好な煙突を提供することにある。
本発明は、第1の連結端部を有し係合溝を備えた第1の筒状体と、第2の連結端部を有し前記係合溝と係合可能な係合突起を備えた第2の筒状体とが、前記第1の連結端部及び前記第2の連結端部で連結された連結構造を有する煙突であって、前記係合溝及び前記係合突起のいずれか一方は、凹部を備え、前記係合溝及び前記係合突起の他方は、前記凹部に嵌合可能な形状の凸部を備え、前記連結構造において、前記凹部と前記凸部との嵌合により、前記第2の筒状体の前記係合突起が前記第1の筒状体の前記係合溝に係合されることを特徴とする煙突である。
このように、連結構造において、係合溝と係合突起が凹部と凸部で嵌合されるため、締結ベルトなどの部材を用いて筒状体どうしを固定する必要がなく、筒状体どうしの連結が容易である。また、締結ベルトなどを用いておらず、係合溝と係合突起との間に凹部と凸部との嵌合部分が隠れるため、嵌合部分が外部に露出せず、外観上も良好となる。
この場合において、前記第1の連結端部及び前記第2の連結端部の一方は、長手方向に突出するオスカプラであり、前記第1の連結端部及び前記第2の連結端部の他方は、前記オスカプラを収容可能なメスカプラであり、前記連結構造において、前記オスカプラが前記メスカプラに収容されて前記第1の筒状体と前記第2の筒状体とが連結されることが好ましい。
このように、オスカプラをメスカプラに収容することで、第1の筒状体と第2の筒状体を容易に連結することが可能となるとともに、雌雄連結構造であるため容易には抜けにくい構造とすることができる。
また、上記の場合において、前記オスカプラは前記外周面に垂直な端板を端部に備えており、前記係合溝の前記端板側は、前記端板から長手方向に突出しており、前記連結構造において、前記突出した部分で前記メスカプラと接触していることが好適である。
このように、オスカプラの突出する部分を介してメスカプラと接触するため、オスカプラとメスカプラとの間に隙間が生じる。これにより、煙突の過度な加熱や変形が抑制される。
また、上記の場合において、前記係合溝及び前記係合突起は複数設けられており、前記凹部及び前記凸部の合計数は、前記係合溝及び前記係合突起の合計数よりも少ないことが好ましい。
このように、係合溝及び係合突起の合計数に対して凹部及び凸部の合計数が少ないことで、筒状体に凹部及び凸部を形成する手間が少なくてすむ。
さらにこの場合において、前記凹部及び前記凸部は、一方の数が他方の数よりも少ないことが好適である。
このように、凹部及び凸部は、一方の数が他方の数に対して少ないことで、凹部及び凸部を形成する加工の手間を省くことができる。
また、前記係合溝は、第1の筒状体の長手方向に向けて延びる縦溝と、該縦溝と所定の角度をなして交差する方向に延びる横溝とを備え、前記凹部又は凸部は前記横溝に設けられることが好ましい。
このように、係合溝が縦溝と横溝とから構成されるため、係合突起を縦溝に挿通したのち筒状体を回転させることで横溝に移動させることができる。これにより、筒状体どうしを連結した状態で抜け止めが可能となる。さらに、凹部又は凸部が横溝に設けられるため、筒状体を回転させることで、上記の抜け止めと凹部と凸部との嵌合とを同時に行うことができる。
また、上記の場合において、固定部材をさらに備え、前記凸部の少なくとも1つは、固定部材を挿通可能な孔を有しており、前記連結構造において、前記固定部材は前記孔に挿通され前記凹部に止着されることが好適である。
このように、固定部材を使用することで、第1の筒状体と第2の筒状体をより確実に固定することが可能となる。
本発明によれば、2つの筒状体の連結が容易で、かつ外観上の見栄えも良好な煙突を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る煙突を分解した状態を示した斜視図である。 オスカプラの上面図である。 メスカプラの下面図である。 煙突の連結構造を示す斜視図である。 図4のA−A’方向の断面図である。
以下、図面を参照しながら本発明の煙突について説明する。図1〜図5は、本発明の一実施形態に係る煙突を示した図面である。図1は、煙突を構成する主要な部材である下側筒状体、上側筒状体、ロックビスに分解した状態を示した斜視図であり、視認できない位置にある一部の構成要素を点線で示している。図2は、下側筒状体のオスカプラを上側から見た状態を示す下面図である。図3は、上側筒状体のメスカプラを下側から見た状態を示す下面図である。図4は、煙突を構成する主要な部材を組み付けて連結構造とした状態を示した斜視図である。図5は、図4のA−A’方向の断面図であり、連結構造における断面を示している。
図1に示すように、本実施形態の煙突1は、下側筒状体10(第1の筒状体)と、上側筒状体20(第2の筒状体)と、下側筒状体10と上側筒状体20とを回動不能に固定するロックビス40(固定部材)と、を備えている。なお、本実施形態の下側筒状体10と上側筒状体20は、同じ形状の部材で構成された同一の形状を有しているが、一部において異なる形状であってもよい。
本実施形態の下側筒状体10は、円筒状のストレート管であり、図5に示すように、上端部側に開口13a、下端部側に開口16aが形成されている。下側筒状体10は、円筒状のインナー11と、このインナー11よりも大径かつ外側に同心円状に配置されたアウター12と、インナー11及びアウター12の間に配置された断熱材と、を備えている。インナー11は、上側端部が開口13aに、下側端部が開口16aとなっており、開口13aと開口16aを連通する空間が煙道10aとなっている。本実施形態のインナー11とアウター12は、SUS304等のステンレススチール製であり、断熱材はスーパーウール(登録商標)等のセラミック繊維製であるが、本発明はこれらの素材に限定されず、適切な材料を使用することができる。
図1及び図5に示すように、下側筒状体10は、上部端側に設けられたオスカプラ13(第1の連結端部)と、下部端側に設けられたメスカプラ16と、を備えている。オスカプラ13は、インナー11の先端側に一体に形成されたインナー先端部11aと、アウター12と略同径の円筒形状でありアウター12の端部に連続して配置された外側板15と、インナー先端部11aと外側板15との間に配設された端板14と、を有している。オスカプラ13を構成するインナー先端部11aの先端は、開口13aとなっている。端板14は、上面視がドーナツ状の部材であり、下側筒状体10の長手方向に対して板面が垂直方向となるように配置される。
なお、下側筒状体10の長手方向は、下側筒状体10の円筒の中心を通る中心線の方向と一致し、かつ、下側筒状体10と上側筒状体20を連結する際の連結方向(図1のY1−Y2方向)と一致する。上側筒状体20の長手方向も同様に、上側筒状体20の円筒の中心を通る中心線の方向と一致し、かつ、下側筒状体10と上側筒状体20を連結する際の連結方向と一致する。以下の説明においても同様である。
図5に示すように、インナー先端部11aは、インナー11よりもわずかに大径となっている。これにより、後述する上側筒状体20のインナー21を内側に挿入しやすくなっている。インナー先端部11aの先端側は、端板14の表面よりも外側(図の上側)に突出している。これにより、下側筒状体10と上側筒状体20を連結したときに、後述する上側筒状体20のインナー21とメスカプラ26の端板27との間にインナー先端部11aの先端の突出した部分が差し込まれて、筒状体どうしが抜けにくくなっている。
外側板15の外周面には、複数の係合溝15a,15a,・・・が設けられている。それぞれの係合溝15aは、下側筒状体10の中心線方向(図の下方向)に向けて延びる縦溝15bと、この縦溝15bと所定の角度をなして横方向に交差する方向に延びる横溝15c,・・・と、を備えている。したがって、係合溝15aは、側面視形状がほぼL字型をなしている。図2に示すように、本実施形態では、係合溝15a,15a,・・・(図2では縦溝15b,15b,・・・として表示)は、下側筒状体10の中心線を中心として、外側板15の8か所に45度を隔てて設けられている。
図1に示すように、横方向に延びる横溝15cには凹部15dが形成されている。凹部15dは、半円状の穴であり、後述する凸部28bと嵌合可能となっている。本実施形態では凹部15dは、横溝15cの先端側(円周方向に延びる横溝15cのうち縦溝15bと交差する領域とは反対側)に設けられている。凹部15dは、複数の横溝15c,15c,・・・にそれぞれ1か所ずつ設けられている。
凹部15d,15d,・・・の1つには、ねじ溝が形成されており、後述するロックビス40を螺合することが可能となっている。ねじ溝が形成される凹部15dは、後述するバーブナット29からロックビス40を挿通して凹部15dに固定したときに、下側筒状体10のアウター12の溶接ライン(不図示)と上側筒状体20のアウター22の溶接ライン(不図示)が一致する位置に設けられている。なお、凹部15dは、本実施形態のように1か所設けられていてもよく、2か所以上に設けられていてもよい。
縦溝15bの端板14側には、端板14から上方向にわずかに隆起した隆起部15eが設けられている。本実施形態の係合溝15aは、オスカプラ13にヘラ絞り等で加工されるが、その絞りで押し出された部分が隆起部15eとなる。隆起部15eは、下側筒状体10のオスカプラ13を上側筒状体20のメスカプラ26に挿通したときに、メスカプラ26の端板27に当接する位置に配置されている。これにより、メスカプラ26の端板27に隆起部15eが点で接するため、端板14と端板27との間に隙間が生じる。この隙間により、下側筒状体10と上側筒状体20の間での熱伝導が阻害されるほか、煙道2010aや煙道a内が外気よりも負圧であるため隙間を通じて冷たい外気が隙間から煙道内にわずかに侵入することから、煙突1が過度に加熱されること(ヒートブレーキ)が防止される。また、このように点で接するため、煙道10aや煙道20aを通る煙の熱によってインナー11,21やアウター12,22が膨張して上下の下側筒状体10や上側筒状体20が多少変形しても、端板14と端板27との間の隙間が閉塞されにくい。
メスカプラ16は、オスカプラ13とは反対端側に設けられており、オスカプラ13と係合する形状を有している。また、アウター12のメスカプラ16近傍には、ねじ孔12aが設けられている。下側筒状体10のメスカプラ16と上側筒状体20のメスカプラ26とは、ほぼ同一形状である。以下、上側筒状体20を参照して説明する。
上側筒状体20は、下側筒状体10と同様に、オスカプラ23、メスカプラ26(第2の連結端部)を備えている。オスカプラ23の構造は、オスカプラ13と同じであるため説明を省略する。メスカプラ26は、アウター22の内側に配置された筒状の内側板28と、インナー21と内側板28との間に配設された端板27と、を有している。
図5に示すように、メスカプラ26を構成するインナー21は、開口26aを端部に有しており、オスカプラ23側の開口23aと連通して煙道20aが形成される。図1に示すように、端板27は、上面視がドーナツ状の部材であり、上側筒状体20の長手方向の中心線に対して板面が垂直方向となるように配置される。インナー21の端部は端板27から外側(図の上側)に円筒状に延出している。
端板27より外側(図の下側)の内側板28の内周面には、内側に突出した7つのバーブ28a,28a,・・・(係合突起)と1つのバーブナット29が設けられている。バーブ28a,28a,・・・は、いずれも平面視形状が四角形である。バーブナット29は、平面視が方形状で中央にねじ溝が形成されている。図3に示すように、7つのバーブ28a,28a,・・・と1つのバーブナット29は、上側筒状体20の中心線を中心として45度の角度を隔てて等間隔に配置されている。
複数のバーブ28a,28a,・・・のうち2つには、それぞれ表面に凸部28bが設けられている。凸部28bは、半円状(山型)の突起であり、凹部15dと嵌合する形状を有している。本実施形態の凸部28bは、円環状の内側板28の円環の中心を基準として180度隔てた位置に配置された2つのバーブ28aにそれぞれ設けられている。バーブナット29は、これら2つのバーブ28a,28aに対して、円環状の内側板28の円環の中心を基準として90度となる位置に設けられている。バーブナット29が位置するアウター22には、外壁面からバーブナット29まで貫通するねじ孔22aが設けられている。
ロックビス40は、下側筒状体10と上側筒状体20とを固定する機能を有する。ロックビス40の表面にはねじ溝が形成されており、バーブナット29のねじ溝と螺合できるようになっている。
次に、図1の下側筒状体10、上側筒状体20、ロックビス40を組み付けて煙突1を作製する手順について説明する。まず、下側筒状体10のオスカプラ13を上に向け、その上方に上側筒状体20のメスカプラ26を下に向けて配置する。続いて、上側筒状体20を一方向(上側筒状体20を上からみたときの時計回り)に回転させながら図の矢印Y1−Y2で示す方向に移動させて、下側筒状体10のオスカプラ13を上側筒状体20のメスカプラ26に挿通する。
上側筒状体20の下側筒状体への挿入方向(図の矢印Y1−Y2)への移動により、バーブ28a,28a,・・・とバーブナット29が、それぞれ対応する係合溝15a,15a,・・・の縦溝15b,15b,・・・の上端部側から下方向に浸入する。そして、上側筒状体20を円周方向に回転させることで、バーブ28a,28a,・・・とバーブナット29は、係合溝15a,15a,・・・の横溝15c,15c,・・・に周方向に沿って移動する。そして、バーブ28aやバーブナット29は、それぞれ入り込んだ横溝15cの横方向端部に突き当り、上側筒状体20の回転が停止する。
このとき、バーブ28aに設けられた凸部28bが凹部15dに入り込んで嵌合状態となる。これにより、上側筒状体20を逆方向(上側筒状体20を上からみたときの反時計回り)に向けて回転しても、凸部28bと凹部15dとの嵌合が少々の力であれば解除されず、抜け止めとなる。また、凸部28bが凹部15dに入り込む際には、上側筒状体20を回転させる作業者は適度なクリック感を感じることができる。このため、暗闇の中など作業対象を視認しにくいあるいは視認不可能な状態で作業する場合でも、凸部28bを凹部15dに確実に嵌合させることができる。
一方で、凸部28bは半円状の突起、凹部15dは半円状のくぼみであるため、逆方向に一定以上の力を加えて回転させると、凸部28bが凹部15dのへこみを乗り越えて嵌合状態が解除され、逆方向に回転させることが可能となる。これにより、いったん連結した下側筒状体10と上側筒状体20の連結状態を解除することも可能となる。
次に、凸部28bと凹部15dとを嵌合した状態で、ロックビス40をねじ孔22aから挿入し、凹部15dの1つに止着する。これにより、下側筒状体10と上側筒状体20の溶接ラインがほぼ一致し、両筒状体を連結した状態での外観上の見栄えが良くなる。
一方、上側筒状体20が屈曲タイプである場合や、上側筒状体20のさらに上部に屈曲タイプの筒状体を備える場合において、屈曲タイプの筒状体が屋根などの障害物を避ける必要がある場合について説明する。この場合は、上述した溶接ラインを一致させることを無視して、屈曲タイプの筒状体が障害物を回避するように上側筒状体20の回転位置を設定する必要がある。このような場合は、下側筒状体10に対する上側筒状体20の回転位置を適宜調整して上側筒状体20と下側筒状体10を連結する。ここで、係合溝15aは8か所に設けられているため、下側筒状体10に対する上側筒状体20の回転位置は、45度の間隔で調整することができる。
このように、このように、本実施形態では、複数の係合溝15a,15a,・・・が45度の間隔で配置されているため、45度の回転角度で上側筒状体20を下側筒状体10に連結することができる。これにより、例えば障害物があるときなどの場合において、その障害物を避けるように屈曲タイプの筒状体の回転位置を調整して下側筒状体10と上側筒状体20とを連結することができる。
以上の工程により、煙突1を構成する各要素を組み付けて、図4に示す連結構造とすることができる。なお、本実施形態では、下側筒状体10と上側筒状体20とを1つのロックビス40で固定するため、筒状体を固定する手段(この場合はロックビス40)が1つで済み、部品の数や固定に係る工数を減らすことができる。また、上記の実施形態ではロックビス40は1つであったが、ロックビス40は2つ以上使用することもできる。この場合において、ロックビス40の数は、凹部15dの数よりも少ない数が好ましい。
また、ロックビス40を挿通するバーブナット29が1か所であるのに対して、凹部15d,15d,・・・が8か所に設けられているため、任意の凹部15d,15d,・・・にロックビス40を挿通することができる。このため、上側筒状体20を下側筒状体10に対して45度以下の回転角度で回転位置を調整し、上側筒状体20を下側筒状体10に挿通するだけで、いずれかの凹部15d,15d,・・・にバーブナット29のねじ穴が一致するため、取り付け作業が容易になる。一方で、仮に凹部15dが1か所のみの場合は、上側筒状体20の挿入位置によっては一周近く上側筒状体20を回転位置を調整しないと凹部15dのある係合溝15aにバーブナット29が位置しない場合があり、本実施形態のように凹部15d,15d,・・・が複数個所に設けられる場合と比較して取り付け作業に手間がかかる。
上述した実施形態では、下側筒状体10のオスカプラ13に係合溝15aを、上側筒状体20のメスカプラ26にバーブ28a,28a,・・・(係合突起)を設けていたが、本発明はこれに限定されることなく、上側筒状体20のメスカプラ26に係合溝を、下側筒状体10のオスカプラ13に係合突起を設けるようにしてもよい。この場合、上側筒状体20が本発明の第1の筒状体となり、下側筒状体10が第2の筒状体となる。
また、上述した実施形態では、係合溝15aに凹部15dを、バーブ28aに凸部28bを設けていたが、本発明はこれに限定されることなく、係合溝15aに凸部を、バーブ28aに凹部を設けるようにしてもよい。さらに、凹部15dと凸部28bの形状は、上記の実施形態のように半円に限定されることなく、両者が嵌合する形状であれば、例えば四角形、三角形など他の形状でもよい。
また、上述した実施形態では、固定部材としてロックビス40を用いているが、下側筒状体10と上側筒状体20とを固定できる部材であれば特にねじに限定されず、ピン、接着剤等であってもよい。
1 煙突、10 下側筒状体(第1の筒状体)、10a 煙道、11 インナー、11a インナー先端部、12 アウター、12a ねじ孔、13 オスカプラ(第1の連結端部)、13a 開口、14 端板、15 外側板、15a 係合溝、15b 縦溝、15c 横溝、15d 凹部、15e 隆起部、16 メスカプラ、16a 開口、20 上側筒状体(第2の筒状体)、20a 煙道、21 インナー、22 アウター、22a ねじ孔、23 オスカプラ、23a 開口、26 メスカプラ(第2の連結端部)、26a 開口、27 端板、28 内側板、28a バーブ(係合突起)、28b 凸部、29 バーブナット、40 ロックビス(固定部材)

Claims (6)

  1. 第1の連結端部を有し係合溝を備えた第1の筒状体と、第2の連結端部を有し前記係合溝と係合可能な係合突起を備えた第2の筒状体とが、前記第1の連結端部及び前記第2の連結端部で連結された連結構造を有する煙突であって、
    前記係合溝及び前記係合突起のいずれか一方は、くぼみである凹部を備え、
    前記係合溝及び前記係合突起の他方は、前記凹部に嵌合可能な形状の突起である凸部を備え、
    前記連結構造において、前記凹部と前記凸部との嵌合により、前記第2の筒状体の前記係合突起が前記第1の筒状体の前記係合溝に係合され、
    固定部材をさらに備え、
    前記凸部の少なくとも1つは、固定部材を挿通可能な孔を有しており、
    前記連結構造において、前記固定部材は前記孔に挿通され、くぼみである前記凹部に止着されることを特徴とする煙突。
  2. 前記第1の連結端部及び前記第2の連結端部の一方は、長手方向に突出するオスカプラであり、
    前記第1の連結端部及び前記第2の連結端部の他方は、前記オスカプラを収容可能なメスカプラであり、
    前記連結構造において、前記オスカプラが前記メスカプラに収容されて前記第1の筒状体と前記第2の筒状体とが連結されることを特徴とする請求項1に記載の煙突。
  3. 前記オスカプラは、外側板と、該外側板の端部に前記外周面に垂直な端板とを備えており、
    前記メスカプラは端板を備えており、
    前記係合溝の前記端板側は、前記端板から長手方向に突出した隆起部を備えており、該隆起部は前記係合溝を加工した際に端板側に押し出された部分であり、
    前記連結構造において、前記隆起部で前記メスカプラの前記端板と接触し、前記オスカプラの前記端板と前記メスカプラの前記端板との間に隙間が生じていることを特徴とする請求項に記載の煙突。
  4. 前記係合溝及び前記係合突起は複数設けられており、
    前記凹部及び前記凸部の合計数は、前記係合溝及び前記係合突起の合計数よりも少なく、
    前記凸部は2つ設けられており、該2つの凸部は円筒状の前記筒状体の中心線を基準として180度隔てた位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の煙突。
  5. 複数の前記係合溝が45度の間隔で配置されており、45度の回転角度で前記第1の筒状体及び第2の筒状体を連結することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の煙突。
  6. 前記係合溝は、第1の筒状体の長手方向に向けて延びる縦溝と、該縦溝と所定の角度をなして交差する方向に延びる横溝とを備え、前記凹部又は凸部は前記横溝に設けられ
    前記縦溝は、前記横溝に向かうにつれて幅狭となることを特徴とする請求項1に記載の煙突。
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