JP7269561B2 - 円筒管接続部のシール部材 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼ガス排気管等の円筒管の接続部における環状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。

近年、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。

図６は、従来の排気口器具における２つの円筒管の一般的な接続構造の例を示している（例えば特許文献１に記載）。図６に概略側面を示す排気口器具１０１は、「排気口トップ」又は「ベントトップ」と称されるものである。排気口器具１０１は、排気ガスが流入する円筒状の内管１０５と、排気ガスを排出する開口を形成するルーバー３を設けたルーバー枠２と、排気口器具１０１を建物壁等に取り付けるための取付フランジ４とを有する。

図６には、内管１０５とほぼ嵌合するように接続される円筒状の外管６も示されている。内管１０５は、その外周面上に１２０°毎に３個の抜け止め具１１０を固定されている。外管６が矢印の方向に差し込まれると、抜け止め具１１０の湾曲部がそのバネ弾性により、外管６を径方向に押圧することにより２つの円筒管が固定される。

特開２０１２－７７９５号公報

しかしながら、図６に示したばね弾性を利用した抜け止め具を用いた場合、周方向全体において内管１０５の外周面と外管６の内周面との間が密閉されず、隙間を生じる。その結果、この隙間から排気ガスや、結露水等の液体が漏れ出すことがあった。

このような円筒状の内管と外管の接続部においては、断面が円形の環状のシール部材、いわゆるＯリングが広く用いられている。Ｏリングは、例えば内管の外周面上に形成した環状の溝に嵌め込まれ、外管を差し込むことによりＯリングが圧縮されると、その弾性力により密閉性が確保される。

しかし、差し込みの際の円筒管同士の傾き等によりＯリングと円筒管との密着が悪くなり、ガス漏れや液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も提案されている。

本発明の目的は、円筒状の内管と外管の接続部に装着する環状のシール部材であって、外管を内管に差し込み易くかつ抜け難く、円筒管同士に傾きや相対的変位を生じた場合もシール部材がねじれたり密着が弱くなったりすることなく、接続部における密閉性を維持することができる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、本発明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。
・ 本発明の態様は、円筒状の内管と外管の接続部に装着される環状のシール部材（１０）において、
前記シール部材（１０）の周縁の接線に垂直な断面の形状が、前記シール部材（１０）の軸方向に延在する第１アーム部（１１）と、前記第１アーム部（１１）の一端から前記第１アーム部（１１）に対して所定の鋭角を成して延在する第２アーム部（１２）とを有する略Ｌ字状であり、
前記断面の形状において、前記第２アーム部（１２）は、自由な先端に向かって幅がテーパー状に小さくなることを特徴とする。
・ 上記態様では、前記断面の形状において、前記第１アーム部（１１）は同じ幅で延在し、前記第２アーム部（１２）の延在方向における幅の平均値が前記第１アーム部（１１）より小さいことが、好適である。
・ 上記態様では、前記第１アーム部（１１）と前記第２アーム部（１２）のなす角度が５０°～７０°の範囲から選択されることが、好適である。
・ 上記態様では、前記断面の形状において、前記第１アーム部（１１）と前記第２アーム部（１２）の連結領域が、前記第１アーム部（１１）の下縁に対して垂直に延在する垂直縁（１５）を有することが、好適である。

本発明の円筒管接続部のシール部材を装着した場合、内管に外管を容易に差し込むことができると共に、外管が内管から抜け難くなる。また、差し込まれた状態で内管と外管に密着して弾性力を及ぼすことにより、ガス漏れや液漏れを確実に防止することができる。

図１は、本発明のシール部材を装着した排気筒器具の一例を示す外観斜視図である。 図２（ａ）は、図１に示した排気筒器具の概略側面図であり、（ｂ）図１の概略的なＡ－Ａ断面図である。 図３（ａ）は、本発明のシール部材の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 図４は、本発明のシール部材の拡大断面図である。 図５（ａ）は、本発明のシール部材を装着した内管に外管を差し込むときの状態、（ｂ）は、内管に外管を差し込んだ後の状態、（ｃ）は外管が内管に対して相対的に変位したときの状態の例をそれぞれ示している。 従来の排気口器具において２つの円筒管の一般的な接続構造の例を示している。

以下、実施例を示した図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明は、本発明の環状のシール部材を、排気口器具の内管と外管の接続部に適用した例について説明する。しかしながら、本発明の環状のシール部材は、円筒状の２つの管を互いに差し込んで嵌合する多様な接続部に適用可能であり、２つの管の差し込みの容易さと抜け難さを実現すると共に、密閉性を確保することができる。

図１は、本発明の環状のシール部材を装着した排気筒器具の一例を示す外観斜視図である。図２（ａ）は、図１に示した排気筒器具の概略側面図であり、（ｂ）図１の概略的なＡ－Ａ断面図である。

排気筒器具１は、本発明のシール部材１０に関係する部位を除いて、上述した図６の従来技術と同じ構成である。排気口器具１は、排気ガスが流入する円筒状の内管５と、排気ガスを排出する開口を形成するルーバー３を設けたルーバー枠２と、排気口器具１をビス等で建物壁等に取り付けるための取付フランジ４とを有する。

本発明のシール部材１０は、内管５の外周面上に形成された環状溝５ａに装着されている。環状溝５ａは、所定の幅と深さを有する。

図２（ａ）には、内管５に差し込まれる別の円筒管である外管６も示されている（差し込み方向を白矢印で示す）。内管５の外径と、外管６の内径は、差し込みを可能とする程度の隙間が形成されるように設定される。図２（ｂ）のＡ－Ａ断面図に示すように、内管５に装着されたシール部材１０は、内管５の環状溝５ａ内に嵌め込まれた部分と、環状溝５ａから突出する部分とを有する。

図３（ａ）は、本発明のシール部材の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図３（ａ）に示すように、シール部材１０は、正面視にて環状であり、円形の外側の周縁と内側の周縁を有する。これらの周縁の直径Ｄ１、Ｄ２は、例えば６０ｍｍ～１００ｍｍ程度であり、環の幅は、２０ｍｍ程度である。しかしながら、シール部材１０の寸法は、装着される内管５及びその環状溝５ａの寸法に合わせて適宜設定される。

シール部材１０は、正面側に幅Ｌ３の平坦面１５を有し、平坦面１５の径方向外側には外管６と当接することになる傾斜面１４を有し、平坦面１５の径方向内側には内管５と当接することになる載置面１３を有する。

シール部材１０は、弾性ゴムで形成される。例えば、エチレンアクリレートゴム（ＡＥＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム、シリコーンゴム等を用いることができる。シール部材１０の材質及び特性は、適用される場所の必要性に応じて、耐食性、耐油性、耐熱性等を考慮して選択される。

図３（ｃ）のＢ－Ｂ断面に示すように、シール部材１０の周縁の接線に垂直な断面の形状は、略Ｌ字状である。

図４は、図３（ｃ）のＢ－Ｂ断面における円で囲んだ部分を拡大した断面図である。これは、図３（ａ）に示したシール部材１０の円形の周縁の接線に垂直な断面の形状である。図４の左右方向がシール部材１０の軸方向である。このシール部材１０断面形状は、略Ｌ字状である。軸方向に延在する第１アーム部１１と、第１アーム部１１の一端から第１アーム部１１に対して所定の鋭角αを成して延在する第２アーム部１２とを有する。Ｌ字の一方の直線部分が第１アーム１１であり、他方の直線部分が第２アーム１２である。

第２アーム部１２は、自由な先端に向かって幅Ｔ２がテーパー状に小さくなることが、好適である。一方、第１アーム部１１は同じ幅Ｔ１で延在する。第２アーム部１２の延在方向における幅Ｔ２の平均値は、第１アーム部１１の幅Ｔ１よりも小さい。すなわち第２アーム部１２は、第１アーム部１１よりも薄く形成されている。これにより、外管を内管に差し込むとき及び差し込み後に、第２アーム部１２が変形し易いことを確保する。一方の第１アーム部１１は、内管に当接して安定に支持される厚さを備えている。

図示の例では、第２アーム部１２の長さＬ２は、第１アーム部１１の長さＬ１よりも長い。第２アーム部１２の長さＬ２は、外管との十分な接触が得られるように適切に設定される。

第１アーム部１１と第２アーム部１２のなす角度αは、５０°～７０°の範囲から選択されることが好適である。さらに好適には角度αは約５５～６５°である。

図４の断面形状において、第１アーム１１の下縁１３（図３（ａ）の載置面１３に対応）は直線状に延在し、第２アーム１１２の上縁１４（図３（ａ）の当接面１４に対応）も直線状に延在している。シール部材１０が内管の環状溝に装着される場合、下縁１３が内管の環状溝の底壁に当接するように装着される（後述の図５（ａ）参照）。内管の環状溝の部分の外径は、シール部材１０の内径にほぼ一致するように設定される。外管が内管に差し込まれると、シール部材１０の上縁１４が外管の内周面に当接することになる（後述の図５（ｂ）参照）。

また、第１アーム部１１と第２アーム部１２の連結領域には、第１アーム部１１の下縁に対して垂直に延在する垂直縁１５（図３（ａ）の平坦面１５に対応）を有する。シール部材１０が内管の環状溝に装着される場合、垂直縁１５の部分は、内管の環状溝の一方の側壁に当接するように装着される（後述の図５（ａ）参照）。

図５（ａ）は、本発明のシール部材１０を装着した内管５に外管６を差し込むときの状態を示している。外管６を白矢印で示すように内管５に差し込むとき、外管６の先端がシール部材１０の第２アーム部１２の傾斜面１４に当たって押す。これにより、黒矢印と点線で示すように第２アーム部１２が第１アーム部１１に向かって折れ曲がる。第２アーム部１２は薄くテーパー状であるので、容易に折れ曲がることができる。一方、第１アーム部１１の載置面１３と平坦面１５は、環状溝５ａの底壁と側壁により確実に支持されている。

図５（ｂ）は、内管５に外管６を差し込んだ後の状態を示している。シール部材１０が全周に亘って内管５と外管６の間に介在し、弾性的に双方を押圧することにより密閉性を保持している。従って、外管６の方向から排気ガスや結露水等が侵入してきても、シール部材１０により遮蔽され、漏れ出すことはない。

なお、本発明のシール部材を適用して接続した内管と外管の抜け止め試験を行ったところ、３０ｋｇ～５０ｋｇの耐抜け止め特性を有することが確認された。

図５（ｃ）は、内管５と外管６が相対的に変位したときの状態の例を示している。例えば外管６が矢印のように内管５に近づいて隙間が狭くなったとき、シール部材１０の第２アーム部１２が容易に変形することにより外管６との密着状態を維持する。これにより、密閉性が保たれる。一方、この部分に対する直径方向の反対側では逆に隙間が広くなるが、その場合も第２アーム部１２が変形して外管６との密着状態を維持することができる。

以上、本発明の一実施形態を示す図面を参照して本発明を説明したが、本発明の主旨に沿う限りにおいて多様な変形形態も可能である。

１、１０１：排気口器具
２ ルーバー枠
３ ルーバー
４ 取付フランジ
５ 内管
５ａ 環状溝
６ 外管
１０ シール部材
１１ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
１３ 第１アーム部下縁（載置面）
１４ 第２アーム部上縁（傾斜面）
１５ 垂直縁（平坦面）
１１０ 抜け止め具

Claims (4)

1. 円筒状の内管と外管の接続部に装着される環状のシール部材（１０）において、
   前記シール部材（１０）の周縁の接線に垂直な断面の形状が、前記シール部材（１０）の軸方向に延在する第１アーム部（１１）と、前記第１アーム部（１１）の一端から前記第１アーム部（１１）に対して所定の鋭角を成して延在する第２アーム部（１２）とを有する略Ｌ字状であり、
   前記断面の形状において、前記第２アーム部（１２）は、自由な先端に向かって幅がテーパー状に小さくなることを特徴とする円筒管接続部のシール部材。
2. 前記断面の形状において、前記第１アーム部（１１）は同じ幅で延在し、前記第２アーム部（１２）の延在方向における幅の平均値が前記第１アーム部（１１）より小さいことを特徴とする請求項１に記載の円筒管接続部のシール部材。
3. 前記第１アーム部（１１）と前記第２アーム部（１２）のなす角度が５０°～７０°の範囲から選択されることを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒管接続部のシール部材。
4. 前記断面の形状において、前記第１アーム部（１１）と前記第２アーム部（１２）の連結領域が、前記第１アーム部（１１）の下縁に対して垂直に延在する垂直縁（１５）を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の円筒管接続部のシール部材。

Images