JP2004167241A - 管路遮断部材及びガス配管用接続部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 火災時のガス漏れを防止することのできるガス配管遮断部材及びガス配管用接続部材を提供することである。
【解決手段】 管路遮断部材７は、ガスの管路となる継手本体４１に装着され、耐火性を有する筒状の熱膨張パッキング９と、少なくとも熱膨張パッキンの内周面と接触し、熱膨張パッキンが加熱された時に一端側が管路を塞ぐ方向に変形すると共に他端側が管路に支持される保持部材８を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、火災時にガスの管路を閉止する管路遮断部材及びそれを内蔵したガス配管用接続部材に関する。

地中に埋設されたガス管（例えばＰＥ管）と地上のガスメータとを配管接続する場合、例えば、ＰＥ管に金属管（外面を樹脂で被覆した鋼管）を接続し、この樹脂被覆鋼管を地上に立ち上げてガスメータに配管接続することが行われている。この場合、ガスメータの入口側では、樹脂被覆鋼管はガス栓及びガスメータ用継手を介してガスメータの入口に接続され、またガスメータの出口は、ガスメータ用継手及び試験用チーを介して樹脂被覆鋼管と接続される。上記のガスメータ廻りの接続部を構成するガスメータ用継手、ガス栓及び試験用チーは火災が発生してもガス漏れが生じないようにするために、本体は、耐火性を有する金属（例えば炭素鋼）で形成されている。しかるに、気密性を保持するために、その内部にゴム製のシール部材が設けられているので、火災によりシール部材が消失して、上記接続部からのガス漏れが生ずる恐れがある。
火災等によるガス配管接続部からのガス漏れ無くすために、特許文献１には、送給管路に、例えば中空筒状の熱膨張部材を設けて、その部材が熱膨張して送給管路を遮断することが提案されている。この種熱膨張部材は、特許文献２及び特許文献３に記載されている。

特開２００１−２５２３６６号公報（第３−４頁、図１、図２) 実公平１−２３０２２号公報（第２−３頁) 特開平８−１７８１５０号公報（第３−４頁)

特許文献１に記載された熱膨張部材は、ガスが流動している状態で、例えば８００℃程度の高温に急激に曝されると、その膨張速度が速いので、内側に膨張してガス管路を遮断することができる。また熱膨張部材の容積を大きくすることにより、ガスが遮断される時間を長くすることができる。しかるに実際の火災では、ガスが流動しているので、熱膨張部材にはガス圧が作用すると共に、配管部の温度は徐々に上昇する。その昇温曲線は、例えば、ＩＳＯ８３４に準じた加熱曲線（加熱後５分経過した時に５７６℃、１０分経過した時に６７８℃、２０分経過した時に７８１℃、３０分経過した時に８４２℃）のようになる。特許文献１に記載された熱膨張部材は、加熱されると、その内部には小孔や隙間が存在する煤の固まり（燃えカス）となり、極めて脆いものとなる。従って、火災により熱膨張部材が徐々に加熱されると、その膨張速度が遅いため、膨張する間に内部の小孔や隙間にガスが流入する（例えば、圧力２．５ＫＰａの都市ガスが５〜１２０ｍ^３／Ｈｒの流量で流れる）ことにより、徐々に崩壊して下流側に飛散し、最終的には、ガス管路から消失してしまう。即ち従来の遮断構造は、ガス管路に熱膨張部材のみを設置しているので、一時的に熱膨張部材で管路が遮断されても、流動するガスの圧力により熱膨張部材が消失し、長時間に亘りガスを閉止する機能を持たないという問題がある。

従って本発明の目的は、従来の管路遮断部材の問題点を解決し、加熱された熱膨張部材に保形性を付与し、長時間に亘り管路を閉止する機能を有する管路遮断部材を提供することである。

従って本発明の他の目的は、加熱された熱膨張部材により管路の出口側が閉塞され、長時間に亘り火災時のガス漏れを防止することのできるガス配管用接続部材を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の管路遮断部材は、ガスの管路に装着され、耐火性を有する筒状の熱膨張部材と、少なくとも前記熱膨張部材の内周面と接触し、前記熱膨張部材が加熱された時に少なくとも流体出口側の一端側が前記管路を塞ぐ方向に変形すると共に他端側が前記管路に支持される保持部材を有することを特徴とするものである。本発明で使用される耐火性を有する熱膨張部材は、１７０℃以上の温度で熱膨張し、かつ、８００℃以上の高温に曝されても崩壊しない程度の機械的強度をもつ材料で形成される。この熱膨張部材は、筒状に形成されるが、熱膨張した時に管路を塞ぐ状態になるような形状であれば、完全な筒に限らず、その一部を軸方向に沿って切り欠いた筒あるいはアーク形状であってもよい。本発明で使用される保持部材は、耐熱性を有する金属材料で形成される。この種金属材料としては、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４２０等のマルテンサイト系ステンレス鋼、シリコンマンガン鋼、マンガンクロム鋼、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ系及びＦｅ−Ｎｉ−Ｃ系等の形状記憶合金等を用い得るが、８００℃以上の高温に曝されるので、ステンレス系耐熱鋼で形成することが好ましい。

本発明において、前記保持部材は、前記熱膨張部材の内周面と接触する櫛歯状の変形部とその根元部から前記熱膨張部材の外周面側に折り返された環状部を有することが好ましい。この保持部材の形状は、完全な筒に限らず、その一部を軸方向に沿って切り欠いた筒あるいはアーク形状でもよい。

本発明において、前記保持部材は、前記熱膨張部材の両端部に装着されてもよい。

本発明において、前記保持部材は、一端側が前記管路に固着され、耐火性と通気性を有する円筒状部材であってもよい。この保持部材は、加熱されない状態では低圧の都市ガスの流動を阻害しない程度の通気度をもつ材料で形成される。

本発明の管路遮断部材は、ガスの管路に装着され、耐火性を有する熱膨張部材と、前記熱膨張部材とガスの管路との間に挟まれる固定部とそこから前記熱膨張部材の表面に沿って伸びる可動部を含む閉止部材を有する構造でもよい。

上記目的を達成するために、本発明のガス配管用接続部材は、管路形成部材とその出口側に設けられた前記管路遮断部材を有することを特徴とするものである。

本発明のガス配管用接続部材は、管路形成部材と、その出口側に設けられ、耐火性を有する筒状の熱膨張部材と少なくとも前記熱膨張部材の内周面と接触し、前記熱膨張部材が加熱された時に少なくとも流体出口側の一端側が前記管路形成部材を塞ぐ方向に変形しかつ他端側が前記管路形成部材に支持される保持部材を有する管路遮断部材を備えると共に、前記管路形成部材の出口側の内周面に複数条の係合部が形成され、前記熱膨張部材の外周面に、前記各係合部の間に装入される複数の突条部が形成されることが好ましい。前記保持部材は、前記熱膨張部材の内周面と接触する櫛歯状の変形部とその根元部から前記熱膨張部材の外周面側に折り返された環状部を有することがより好ましく、また前記保持部材は前記熱膨張部材の両端部に装着されてもよい。

本発明の管路遮断部材によれば、熱膨張部材は管路を塞ぐ方向に変形する保持部材で支持されるので、加熱された熱膨張部材の崩壊が防止され、もって長時間に亘り管路を閉止する機能を維持することができる。

本発明によれば、さらに前記保持部材は櫛歯状の変形部の根元部から前記熱膨張部材の外周面側に折り返された環状部を有することにより、シンプルな構造で、しかも熱膨張部材の膨張力により容易に変形してその端面を保持するので、加熱された熱膨張部材はガス圧を受けても管路に留まり、長時間に亘り管路をより確実に閉止することができる。

本発明によれば、前記保持部材を熱膨張部材の両端部に装着することにより、加熱された熱膨張部材は両端面から支持されるので、より密な状態となりさらに長時間に亘り管路を閉止する機能を維持することができる。

本発明によれば、前記保持部材を一端側が前記管路に固着され、耐火性と通気性を有する円筒状部材とすることによっても、加熱された熱膨張部材の端面全体が保持部材で支持されるので、熱膨張部材の管路からの消失が防止される。

本発明によれば、流体の管路に装着され、耐火性を有する熱膨張部材と、前記熱膨張部材と流体の管路との間に挟まれる固定部とそこから前記熱膨張部材の表面に沿って伸びる可動部を含む閉止部材を有する構造とすることにより、出口側が折れ曲がった管路（例えばエルボー形状）であっても、長時間に亘りそこを閉止する機能を維持することができる。

本発明のガス配管用接続部材によれば、熱膨張部材は加熱された時に管路形成部材の内側に向って変形する保持部材で支持されるので、加熱された熱膨張部材の閉止機能を長期に亘って維持することが可能となり、火災時のガス漏れを防止することができる。

本発明によれば、前記管路形成部材の出口側の内周面に形成された複数条の係合部の間に、熱膨張部材の外周面に形成された複数の突条部が装入されることにより、火災時のガス漏れをより確実に防止することができる。

以下、本発明の詳細を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明のガス遮断部材が使用されるガスメータ部の一例を示す正面図、図２（ａ）は本発明が適用されるガスメータ継手の一例を示す正面図、図２（ｂ）は同側面図、図３（ａ）は本発明が適用されるガスメータ継手の他の例を示す正面図、図３（ｂ）は同側面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線矢視図、図５（ａ）は火災時のガス配管用接続部材の断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、図６（ａ）は保持部材を展開した平面図、図６（ｂ）は同側面図である。

地中に埋設されたプラスチック管（例えばＰＥ管）に金属管（樹脂被覆鋼管）を接続し、この金属管を地上に立ち上げて地上のガスメータに配管接続する場合、例えば図１に示すように、ガスメータ１の入口側では、ガス本管に接続されるＰＥ管（いずれも不図示）の先端部に外面が樹脂で被覆された樹脂被覆鋼管２が接続されて地上に立ち上げられ、ガスメータ継手４によりガスメータ１の入口に接続される。一方ガスメータ１の出口側では、先端が建物内のヘッダーに接続されるフレキ管（いずれも不図示）を介して樹脂被覆鋼管３が接続されて地上に立ち上げられ、樹脂被覆鋼管３は、ガスメータ継手４によりガスメータ１の出口に接続される。５はガス栓、６は試験用チーである。ガスメータ継手４としては、例えば図２に示すショート型ガスメータ継手４ａあるいは図３に示すＳ字ネジ型ガスメータ継手４ｂが使用され、いずれも継手本体４１と締付ナット４２を有する。

図４（ａ）に示すガス配管用接続部材は、矢印方向にガスが流動する継手本体４１のガス出口側に管路遮断部材７が設けられた構造を有する。管路遮断部材７は、図４（ｂ）に示すように耐熱性を有する金属材料（例えばＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼）からなる筒状の保持部材８と、そこに保持された耐火性を有する筒状の熱膨張パッキング９を有する。保持部材８は、図６（ａ）（ｂ）に示すように基部８ａとそれより長い櫛歯状の変形部８ｂからなる略コ字断面を有する部材であり、基部８ａと変形部８ｂとの間にシート状の熱膨張パッキング９（図６では省略）を差込み、これを丸めてから、図４に示すように継手本体４１に挿入することができる。また管路遮断部材７は、筒状に形成した保持部材８を金型内にセットしておき、その成形キャビティに原料を注入して熱膨張パッキング９を筒状に成形することにより作成してもよい。上記ガス配管用接続部材を加熱すると、図５に示す状態となる。すなわち熱膨張パッキング９が加熱されると、その体積が数倍乃至十倍程度に膨張するので、保持部材８は、櫛歯状の変形部８ｂが継手本体４１の内側に折り曲がる。従って、図５（ａ）に示すように矢印方向からガスが流入した場合でも、熱膨張パッキング９の崩壊は変形部８ｂで阻止されて膨らんだ状態を保ち、ガスの管路を閉止することができる。例えば図５（ａ）に示すガス遮断部材７をガス出口側に設けたショート型ガスメータ継手（図２参照）に、２．５ＫＰａの圧縮空気を７ｍ^３／Ｈｒの流量で吹き込みながらＩＳＯ８３４に準じた加熱曲線になるように２ｈｒで１０４９℃まで加熱したところ、熱膨張パッキング９は膨らんだ状態を維持し、ガスの管路を閉止することが確認された。比較のために、熱膨張パッキング９のみをガス出口側に設けたショート型ガスメータ継手（図２参照）に、上記と同様の条件で圧縮空気を吹き込みながら加熱したところ、熱膨張パッキング９は管路から消失し、ガス出口側を貫通する空洞が形成されることが確認された。

上記の熱膨張パッキングは、１７０℃以上に加熱されると見掛けの体積が数十倍以上に増加するような材料で形成することが好ましい。この熱膨張パッキングは、例えば、原料ゴムと無発砲状態で熱膨張する黒鉛層間化合物と必要に応じ充填材、軟化材、加硫剤等を混練して得られたゴム配合物を、金型に充填して成形し、ついでプレス加硫することにより製造される。黒鉛層間化合物は、例えば黒鉛（六員環重合体層が層状に重なり合った炭素の六方晶系結晶体）に硫酸を反応させることにより得られる層間に硫酸根が結合した化合物であり、１７０℃以上に加熱されると無発砲状態で体積が数倍乃至数十倍にも増加し、８００℃〜１０００℃に加熱すると見掛けの体積は１００乃至２５０倍に増加する。原料ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）等を用い得る。また熱膨張パッキングは、シール機能の点からショアーＡ硬度が５０〜８０度の範囲となるような組成、条件で製造することが望ましい。

本発明の管路遮断部材及びガス配管用接続部材は、上記の構造に限らず以下のような構造とすることもできる。図７〜図１０は本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図、図１１は参考例に係わるガス配管用接続部材の断面図であり、いずれも図４と同一機能部分は同一の参照符号で示す。

図７（ａ）に示すガス配管用接続部材において、管路遮断部材７は、継手本体４１の内部に筒状の熱膨張パッキング９を装填し、保持部材８の一端部８ｃを継手本体４１の内面に固着して継手本体４１との間に熱膨張パッキング９を封入し、次いで保持部材８の内部に、通気性が大でかつ変形可能な筒状のメッシュ部材１０を挿入することにより形成される。メッシュ部材１０は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼製繊維あるいはガラス繊維からなる耐火性ネットを複数回巻回することにより作成される。この管路遮断部材７が加熱されると、図７（ｂ）に示すように熱膨張パッキング９が膨張してメッシュ部材１０が圧縮されるので、保持部材８が断面Ｔ字形に変形することにより、ガスの管路を閉止することができる。

図８（ａ）に示すガス配管用接続部材において、ガスは矢印方向に流動し、管路遮断部材７は、一端部にプラグ１１がねじ込まれた継手本体４１の内部に栓状の熱膨張パッキング９が装填され、断面略Ｌ字形の閉止栓（保持部材）１２の一端部１２ａが継手本体４１の内面に固着されてプラグ１１との間に熱膨張パッキング９が封入されることにより形成される。管路遮断部材７が加熱されると、図８（ｂ）に示すように熱膨張パッキング９が膨張して閉止栓１２が途中で折れ曲って継手本体４１のガス出口を閉止することができる。

図９（ａ）に示すガス配管用接続部材において、ガスは矢印方向に流動し、管路遮断部材７は、継手本体４１の内部に装着され、筒状の熱膨張パッキング９の両端部に図６に示す保持部材８を差込むことにより形成される。管路遮断部材７が加熱されると、図９（ｂ）に示すように２つの保持部材８は、櫛歯状の変形部８ｂが管路の内側に折り曲がり開いた状態となる。従って、図９（ａ）の矢印方向からガスが流入した場合でも、熱膨張パッキング９はその両端面が拘束され、より密な状態になるため、膨らんだ状態を保ち、ガス出口をさらに確実に閉止することができる。

図１０（ａ）に示すガス配管用接続部材において、継手本体４１の出口側の内周面には、管軸方向に沿って複数の円周溝４４が形成されることにより、各円周溝４４の間に断面山形状の係合部４５が形成されている。また継手本体４１の内周面には、筒状の保持部材８（図６参照）に保持された耐火性を有する筒状の熱膨張パッキング９を有する管路遮断部材７が装填される。この熱膨張パッキング９の外周面は、継手本体４１の出口側の内周面と相互に補完しうる形状に形成されている。すなわち熱膨張パッキン９の外周面に、その軸方向に沿って複数の円周溝９１が形成されることにより、各円周溝９１の間に断面山形状の突条部９２が形成されている。上記管路遮断部材７が加熱されると、図１０（ｂ）に示すように熱膨張パッキング９が膨張してその突条部９２が継手本体４１の円周溝４４を埋め尽くすことにより、熱膨張パッキン４１は継手本体４１の係合部４５で保持され、もって熱膨張パッキング９は継手本体４１に密着するので、ガス管路を確実に閉止することができる。なお、図１０（ａ）に示す構造によれば、熱膨張パッキング９の両端部に保持部材８を装着した場合でも、ガス管路を確実に閉止できることはもちろんである。

但し、図１１（ａ）に示すように継手本体４１の内周面に、熱膨張パッキング９が装入される単条の円周溝４６を形成した場合は、図１１（ｂ）に示すように管路遮断部材７が加熱されて、熱膨張パッキング９が膨張した時に、保持部材８の一端側が継手本体４１を塞ぐ方向に変形する（保持部材８の変形部８ｂが継手本体４１の中心側に折れ曲がる）ため、保持部材８の他端側（基部８ａ）もその方向に変形する。従って熱膨張パッキング９の外周面と継手本体４１の内周面との間に隙間が形成されてしまい、ガス出口を閉止することができない場合がある。また保持部材８が熱膨張パッキング９の両端部に装着された構造(図９参照)でも、熱膨張パッキング９の外周面と継手本体４１の内周面との間に隙間が形成されてしまい、ガス出口を閉止することができない場合がある。

上記の説明では、管路遮断部材をガスメータ継手に適用した例を記述したが、本発明の管路遮断部材は、ガス栓や試験用チーなどの他の接続部材に適用できることはもちろんである。

本発明の管路遮断部材が使用されるガスメータ部の一例を示す正面図である。 本発明が適用されるガスメータ継手の一例を示す正面図（ａ）、同側面図（ｂ）である。 本発明が適用されるガスメータ継手の他の例を示す正面図（ａ）、同側面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、図４（ａ）のＡ−Ａ線矢視図｛（ｂ）｝である。 火災時の図４のガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図｛（ｂ）｝である。 保持部材を展開した平面図｛（ａ）｝、同側面図｛（ｂ）｝である。 本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。 本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。 本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。 本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。 参考例に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。

符号の説明

１：ガスメータ、２：樹脂被覆鋼管、３：フレキ管、４、４ａ、４ｂ：ガスメータ継手、
４１：継手本体、４２：締付ナット、４３：係止部、４４、４６：円周溝、４５：係合部、
５：メータガス栓、６：試験チー、７：管路遮断部材、８：保持部材、８ａ：基部、８ｂ：変形部、９：熱膨張パッキング、９１：円周溝、９２：突条部、１０：メッシュ部材、
１１：プラグ、１２：閉止栓

Claims (7)

1. ガスの管路に装着され、耐火性を有する筒状の熱膨張部材と、少なくとも前記熱膨張部材の内周面と接触し、前記熱膨張部材が加熱された時に少なくとも流体出口側の一端側が前記管路を塞ぐ方向に変形すると共に他端側が前記管路に支持される保持部材を有することを特徴とする管路遮断部材。
2. 前記保持部材は、前記熱膨張部材の内周面と接触する櫛歯状の変形部とその根元部から前記熱膨張部材の外周面側に折り返された環状部を有することを特徴とする請求項１記載の管路遮断部材。
3. 前記保持部材は、前記熱膨張部材の両端部に装着されることを特徴とする請求項２記載の管路遮断部材。
4. 前記保持部材は、一端側が前記管路に固着され、耐火性と通気性を有する筒状部材であることを特徴とする請求項１記載の管路遮断部材。
5. ガスの管路に装着され、耐火性を有する熱膨張部材と、前記熱膨張部材とガスの管路との間に挟まれる固定部とそこから前記熱膨張部材の表面に沿って伸びる可動部を含む閉止部材を有することを特徴とする管路遮断部材。
6. 管路形成部材と、その出口側に設けられた請求項１乃至５のいずれかに記載の管路遮断部材を有することを特徴とするガス配管用接続部材。
7. 管路形成部材と、その出口側に設けられた請求項１乃至３のいずれかに記載の管路遮断部材を有すると共に、前記管路形成部材の出口側の内周面に複数条の係合部が形成され、前記熱膨張部材の外周面に、前記各係合部の間に装入される複数の突条部が形成されることを特徴とするガス配管用接続部材。

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