JP2011166985A - 耐火閉塞具 - Google Patents

Abstract

【課題】耐火閉塞具に用いた熱膨張材が熱により膨張する際には、膨張と共に落下することがない熱膨張性耐火閉塞具を提供する。
【解決手段】不燃性の筒が折り曲げられた箇所が元に展開するように変形することにより、熱により生じた膨張してなる熱膨張性部材３が、不燃性の筒の外部に多量に出たり、不燃性の筒２内から落下したりすることが少なくなるようにすることにより、熱により樹脂管等が減容して生じた空間を効率よく充填することにより完全に管路を閉塞する。
【選択図】図１

Description

本発明は建築物内に設置された給排水管やケーブルが床及び壁を貫通する箇所において、該箇所に設置するための耐火閉塞具に関する。

特許文献１に記載されているように、熱可塑性の合成樹脂材料よりなる管路部材を接続するよう防火区画貫通部に穿設された管路の貫通孔に配設される防火区画貫通部の継手において、非金属の不燃材料より成る外被層を有し、前記管路部材が嵌合する接続端部に、火災の熱で膨張し管路を閉塞して火炎が伝達しないようにする耐火性の熱膨張部材を装着して成ることを特徴とする防火区画貫通部の継手、及び嵌合する接続端部に中心向きのリング状溝形の膨張保持部を設けること、さらに使い勝手が悪いものの管路部材に後付する熱膨張材とその膨張保持部材は公知である。

特許文献２に記載されているように、パイプの一部分の周りに熱膨張材料を支持するカラーを有し、熱膨張材料が十分に加熱されるようになった時に膨張してパイプの前記部分を閉塞しパイプに沿って火災防止障壁を形成するようにしている熱膨張可能火災防止装置であって、カラーの周りに配設された複数の熱伝導タブを具備し、前記タブがパイプに向って熱膨張材料の中に突出し熱を熱膨張材料の内部に導き、熱膨張材料が迅速かつ均一に膨張するようにし、カラーが第１及び第２の連結端部を含み、第１の連結端部が第２の連結端部と共働してカラーをパイプの前記部分の周りに固定するようにし、カラーが十分な可撓性を有し第１及び第２の連結端部が離間するよう拡げられカラーをパイプの前記部分の周りに取付けることができるようにしている、熱膨張可能火災防止装置は公知である。

特許文献３に記載されているように、建築物の床や壁等の防火区画体に開けられた貫通孔内を貫通する電線、樹脂製パイプ等の可燃性長尺物の外周に防火措置を施してなる可燃性長尺物貫通部の防火構造において、可燃性長尺物が貫通する防火区画体の表側と裏側の少なくとも一方に、複数の絞り片が円周上に放射状に形成され且つそれらの絞り片の中心部１を可燃性長尺物が貫通できるようにした閉塞板を取り付け、この絞り片の外周に、火災発生時に発泡して同絞り片を可燃性長尺物側に押し曲げる熱発泡性耐火材を同絞り片及び可燃性長尺物を包むように取り付け、同熱発泡性耐火材の外側を金属製固定部材で包んだことを特徴とする防火区画体における可燃性長尺物貫通部の防火構造も公知である。

特許文献４に記載されているように、プラスチックパイプが貫通配置されている防火 区画体の貫通孔の下方で且つプラスチックパイプの外周に熱発泡性耐火材を配置し、貫通孔とプラスチックパイプとの間には耐熱性発泡体５を常圧状態よりも体積を少なくとも２０％圧縮して充填配置させてなることを特徴とするプラスチックパイプの防火区画体貫通部の防火措置構造も公知である。

特許文献５に記載されているように、建築物内で床スラブを貫通して配管される立管継ぎ手部材と、この立管継ぎ手部材の上部及び下部に接続される立管部材とを備えており、少なくとも上記立管継ぎ手部材は耐火性を有して形成されており、立管継ぎ手部材又は立管部材の少なくとも一方に対して、立管継ぎ手部材の高さ領域内において、所定の温度で膨張する熱膨張性耐火材が設けられていることを特徴とする排水配管構造、及び建築物内で床スラブを貫通して配管される立管継ぎ手用の主要管材とこの主要管材の上下方向に接続される立管部材との接続部分に付設される排水管用耐火性付属部材であって、上記主要管材に接近した位置付けで立管部材の外周部を取り囲む耐火性材料製の立管外装部と、この立管外装部の内周面と立管部材の外周面との周間に設けられた、所定の温度で膨張する熱膨張性耐火材とを有していることを特徴とする排水管用耐火性付属部材は公知である。

特許文献６に記載されているように、床または壁の開口部を貫通するプラスチック管と、プラスチック管の外周に設けられ、火災時の熱で発泡してプラスチック管外周面と開口部内周面との間の空隙を塞ぐ熱発泡性耐火材と、プラスチック管の外周に設けられ、火災時の熱で収縮して火災時の熱で軟化したプラスチック管を閉塞する環状の形状記憶合金製スプリングとを備え、前記形状記憶合金製スプリングが、火災時の熱がそのスプリングに伝わるのを遅らせる熱伝達遅延部材で包囲されていることを特徴とするプラスチック管貫通部の防火処理構造は公知である。

特開平９−１５２０６５号公報 実開平６−４６７４９号公報 実開平５−３７２５１号公報 実開平５−８１５８２号公報 特開２００７−５６５３６号公報 特開平９−１７８０５２号公報

上記特許文献１〜５に記載されている、樹脂管の周囲に配置され、熱により膨張する熱膨張性部材は、火災時における加熱により予め配置した箇所において膨張し、樹脂管が軟化、溶解して生じた空間に向けてその膨張は進展するが、特に床スラブ等のように樹脂の立管に採用した場合には、熱膨張性部材が膨張する過程においてそのうちの多くの量が樹脂管等から溶解して生じた空間から落下することにより、結局、その落下した熱膨張性部材は耐火には寄与しないことになる。

このように、熱膨張性部材が落下すると、実際に耐火に寄与できる熱膨張性部材の量が少量となるので、落下しなかった熱膨張性部材の膨張後の状態をみると、当初の配置箇所付近においては耐火機能を発揮出来る程度の密度となるように膨張が可能であるが、当初樹脂管が存在していた箇所の特に管の中心軸付近では、熱膨張性部材の落下により耐火性能を十分に発揮できる程度の密度で熱膨張性部材が存在しているとまではいえない。
さらに、上記特許文献６に記載されているような、熱発泡性耐火材に形状記憶合金製スプリングを埋め込むことにより、軟化するまたは軟化されたプラスチック管を形状記憶スプリングの縮径する力により閉塞させる手段によれば、確かにプラスチック管は縮径するかもしれないが、その縮径により生じた空間に向けて熱発泡性耐火材の発泡が進むとしても、やはり、発泡後の熱発泡性耐火材はプラスチック管の縮径により発生した空間において落下するので、この空間を確実に発泡した耐火材で充填することは困難であり、結果的に十分な耐火性能を発揮できるものではない。

本発明は、不燃性の筒の内面に熱膨張性部材層を設け、該筒の一端が該熱膨張性部材層の端部を巻き込むように内側に屈曲して、該端部の内面にまで不燃性の筒の部材が折り曲げられてなり、その屈曲してなる部材に楔状に切れ目を設けてなる耐火閉塞具であって、該楔状の切れ目の頂部に隣接する折り曲げ部に、曲げ応力を低下させてなる部分が設けられてもよく、その曲げ応力を低下させる部分が、不燃性の筒の部材に穴を設けてなる部分、又は厚みが低減された部分であり、該折り曲げ部が熱膨張性部材層の熱膨張による押圧力により折り曲げ部が伸長する方向に変形される閉塞具であって、建築物の床、天井又は壁に設けた開口部、または該開口部に挿入された管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブに接続することなどにより、上記の課題を解決するものである。

本発明の閉塞具は、不燃性の筒の内面に熱膨張性部材層を設け、さらに、該筒の一端が該熱膨張性部材層の端部を巻き込むように内側に屈曲して、該端部の内面にまで不燃性の筒の部材が折り曲げられてなり、その屈曲してなる部材に楔状に切れ目を設けてなるので、これを建物内の床を貫通するように設置した樹脂製排水管が接続される排水管等の金属製管継手のフランジ部分に接続したり、又は該樹脂製排水管やケーブルが床や壁を貫通する箇所に、該樹脂製排水管やケーブルを筒内に挿入するようにして固定すると、火災時には熱により該熱膨張性部材層が膨張する。
この際の膨張力により、加熱されて軟化した樹脂製排水管やケーブルの樹脂被覆が押し潰され、同時に不燃性の筒の内側に屈曲して折り曲げられた箇所が元に展開するように変形される。この結果、火災時の熱により生じた膨張してなる熱膨張性部材が、不燃性の筒の外部に出たり、不燃性の筒内から落下したりすることがないか、あるいはあっても量が少ない。

このため、火災時の熱により樹脂製排水管やケーブルの樹脂被覆が溶融等により減容したり、落下等により消失する場合において、この減容や消失等により生じた空間を膨張した熱膨張性部材が落下することなく確実に埋めることが可能となる。
その結果、火災の炎、熱、有毒ガスが元の樹脂管や樹脂ケーブル部分を通って、他の階や隣室などに移動することを防止できる。

さらにこのような閉塞具を、建造物の天井又は壁に設けた開口部に挿入された管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブ又は該開口部を形成する床、天井又は壁に設けると、該建造物が火災に見舞われた際にも、加熱により膨張し、床や天井、壁に設けた開口部全体を確実に封鎖する膨張体により該開口部が封鎖されるので、該開口部を介して火災がさらに延焼することや煙や有毒ガスが広がることを防止できる。

耐火閉塞具上面図 耐火閉塞具断面図 耐火閉塞具下面図 耐火閉塞具斜視図 耐火閉塞具取り付け例 発泡中の耐火閉塞具 取り付けられた耐火閉塞具の火災時の様子

以下、図を基に本発明を説明する。
図１は耐火閉塞具の上面図、図２は図１の矢印にて示す破線部で切断してなる断面図、図３は耐火閉塞具の下面図、及び図４は耐火閉塞具の斜視図である。
耐火閉塞具１は筒の外周から順に不燃性筒２、熱膨張性部材層３、折り曲げられてなる不燃性筒折り曲げ部４からなり、さらに床や天井等に耐火閉塞具１をビス留め等により、配管時や配線時もしくはリフォーム時に耐火閉塞具１を固定する際に使用する固定片５、該不燃性筒２を折り曲げて該不燃性折り曲げ部４を形成する際に設けられる、熱膨張性部材層３を収納するための底部６を有してなる。

不燃性筒折り曲げ部４は不燃性筒２と平行になる程度にまで折り曲げられ、さらに底部まで伸びたＵ字状やＶ字状等の切れ目を有している。
底部６と不燃性筒折り曲げ部４の境目には、不燃性折り曲げ部４の曲げ応力が低減された箇所となるように１つ以上の穴が設けられた曲げ応力低減部７が設けられている。ただし、曲げ応力低減部はその用語の通り曲げ応力が低減されていればよいので、必ずしも穴を開ける必要はなく、例えば、該当する部分のみに薄肉部を形成する等しても良い。
また、このような曲げ応力が低い曲げ応力低減部７を設けなくても、底部６から不燃性筒折り曲げ部４にかけての材質や厚さ等により、十分に曲げ応力が小さい場合には特に加工してなる曲げ応力低減部７を必ずしも設ける必要はない。但し、本発明の耐火閉塞具は建物内に設置されると長期にわたって確実に熱膨張性部材層を保持し、かつ排水管に密着されることが必要であるから、不燃性筒２自体はその長期使用に耐えられるだけの強度を備えることが求められる。

耐火閉塞具１の大きさについて、その内径は内部に例えば塩化ビニル樹脂管や樹脂被覆ケーブルを挿入できる程度の内径であり、外径は挿入された塩化ビニル樹脂管等の径に必要な耐火性と閉塞性を付与できる程度の熱膨張性部材層３等の厚さを反映した径である。
よって、これらの樹脂管等や樹脂被覆ケーブルの外径に応じた内径を有する耐火閉塞具を選択し、かつ、高さは確実に耐火や防火ができるために十分な高さを有するものを選択する。

該耐火閉塞具は筒形であってその内部には樹脂管や樹脂被覆ケーブルを挿入するものであり、筒形の外周形状は円筒状でもよく、その外面は９角や１２角等の多角形の筒状や、楕円、その他の形状のものでもよく、挿入された樹脂管や樹脂被覆ケーブルの周囲を囲むことができる形状であればよい。
筒形の内周形状もまた、外周と同様に円筒状でもよく、９角や１２角等の多角形の筒状や、楕円、その他の形状のものでもよい。
例えば樹脂被覆ケーブル３本が３角形状に束ねられているときには、その３角形状に対応するように筒形の内面は３角形状とすると、熱膨張性部材層３を樹脂ケーブルに密着させることができ、火災時に確実に耐火性を発揮させる上で望ましい。
もちろん、塩化ビニル製の円筒状の排水管に対して使用する場合には、内周が円形又は正１２角形等の多角形であればより排水管に密着して設置することが可能となる。

不燃性筒２に使用される材料は、耐火性を有する材料であり、かつ折り曲げ部に力を加えて展開可能であれば特に限定されない。そのような材料としては、例えば、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス板、アルミニウム板等の金属板が好ましい。そして、不燃性筒としたときのこれらの材料の厚さは０．３〜１．５ｍｍであり、この範囲内であれば、熱膨張性部材層３を保持し、かつ膨張した熱膨張性層を充分に支持可能な強度を備えることができる。さらに０．５〜１．０ｍｍとすることが好ましい。

また、熱膨張性部材層３に使用される熱膨張性部材としては、熱膨張性黒鉛、ひる石、リン酸塩と炭化水素や糖等の有機物質の又はそれらの混合物、硼素含有化合物、窒素含有有機化合物、加熱により発泡する発泡剤と無機化合物の混合物等の公知の物質から任意に選択した耐火や防火に使用される膨張性の耐熱物質と、バインダー成分としての樹脂或いはゴムを含有してなり、その樹脂としてはシリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリエステル等、ゴムとしてはブチルゴム、ＮＢＲ、ＩＩＲ、ＮＲ等の合成ゴム及び天然ゴムの有機化合物などを使用できる。 そして、幅（筒形の高さ方向）は５〜５０ｍｍ、厚さが１０ｍｍ以下でもよく、熱膨張性部材層３の熱膨張性部材の含有比率は１０〜５０ｗｔ％であり、上記のバインダー成分の他に含有させることができる成分として可塑剤、安定剤、体質顔料等が挙げられる。

使用する対象物の大きさや材質等を考慮して、任意の膨張倍率を示す熱膨張性部材を選択し、これを不燃性筒２と不燃性折り曲げ部４の間に収容させることができるが、火災時において充分に膨張し、熱により軟化した樹脂管や樹脂被覆ケーブルを圧縮して、ガスや熱が床や壁に設けた穴を通らないように確実に遮断できる熱膨張性部材を選択して使用することが必要である。なお、熱膨張性部材の形状は、これを不燃性筒２と不燃性折り曲げ部４の間に収容させることができる形状であれば、筒状、短冊状等の任意の形状で良い。

さらに図２に示すように、不燃性筒２は熱膨張性部材層３の端部を巻き込むように内側に屈曲して、該端部の内面にまで不燃性筒の部材が折り曲げられてなり、その折り曲げられてなる不燃性折り曲げ部４には、Ｖ状やＵ字状等の切れ目８が設けられている。
この切れ目を設けることにより、火災時の熱により熱収縮性部材層が膨張するときの力により折り曲げ部が展開するように元に戻る方向に変形する際に、隣り合った折り曲げ部が干渉することがない。
このような不燃性折り曲げ部４の変形により、火災時においても膨張した熱膨張性部材層３が変形された折り曲げ部４によって支持されて落下しないか、あるいは落下しても少量に留まるので、効率よく熱による排水管等の減容部を埋めるようにして膨張して、炎やガスが排水管等の減容部を通過することを確実に阻止できる。
このため、底部６から不燃性折り曲げ部４先端までの長さは、上記のように折り曲げ部が展開するように元に戻る方向に変形した際に、樹脂管等の減容部を塞ぐことができる程度の長さを要する。よって、耐火閉塞具１として使用する樹脂管等の径に応じた高さのものを選択することになり、不燃性筒２の高さと同じ程度となる長さでもよく、不燃性筒２の高さ以下の高さとなる程度の長さでも良い。

本発明の耐火閉塞具は、建築物の床、天井又は壁に設けた開口部に挿入される樹脂管用管継手のフランジに接続したり、樹脂管用スリーブ又は樹脂被覆ケーブル用スリーブに挿入し、該耐火閉塞具の内部に樹脂管又は樹脂被覆ケーブルを挿入するように用いてもよく、具体的には、樹脂管用管継手の樹脂管が挿入される継手端部の管継手内面またはスリーブ内面に耐火閉塞具を挿入・設置、または外挿・設置しておくこと、フランジへの接続により、建築物への設置後の該継手またはスリーブの端部は、外側より、管継手またはスリーブの、該耐火閉塞具、樹脂管又は樹脂被覆ケーブルが順に重なり合う状態となっている。

耐火閉塞具は建築物の床、天井又は壁の開口部に設けたり、これらの開口部に挿入された排水管等用の管継手、管用スリーブ、樹脂被覆ケーブル用スリーブ等に設けることが好ましい。さらに管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブの室内への開口部であって、樹脂管や樹脂被覆ケーブルと、上記管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブが接続される箇所を被覆するように、該管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブの端部に、例えばフランジを介して接続したり、またはこの端部と樹脂管や樹脂被覆ケーブルのすき間を用いて固定することができる。

その設置の態様としては、図５に示すように耐火閉塞具１を管継手９と樹脂管１０の接続箇所において、管継手のフランジ１３に固定片５によりフランジ１１、フランジ１１とフランジ１３の間に設置したパッキン１２を介してボルトにより固定する。このように設置することによって、耐火閉塞具１より天井もしくは壁までの間は樹脂管が露出せず、火災時には膨張した耐火閉塞具１によって樹脂管の溶融により生じた減容部分の空間を封鎖して、樹脂管を通じて炎やガス等が天井や壁に設けた開口部を通じて拡大することを防止する。
また、これらの図に限定されず、管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブが設けられた周囲の壁面に、耐火閉塞具１を設ける方法は任意に選択し得る。

このような手段を採用することにより、既設樹脂管や既設樹脂被覆ケーブル等に対しても耐火閉塞用複合材内蔵延焼防止装置を簡易に設けることが可能となり、既存の建築物の耐火性が向上する。

図６には本発明の耐火閉塞具１の火災時における作用を示す。
火災の熱により熱膨張性部材層３が熱膨張を開始する温度以上に加熱されると、熱膨張性部材層３は熱膨張を開始する。そして熱膨張を開始した熱膨張性部材層３は耐火閉塞具１の上部から耐火閉塞具１をはみ出すように膨張すると共に、熱により減容した樹脂管や樹脂ケーブルが存在した空間、つまり、筒状の耐火閉塞具１の中心部に向けて膨張を開始する。このとき、熱膨張性部材層３からみて該中心部方向に存在する不燃性折り曲げ部４に対して、膨張により生じる力が作用して、不燃性折り曲げ部４が筒状の耐火閉塞具１の中心に向けて矢印の向きに開くように変形する。

この結果、不燃性折り曲げ部４が存在しない場合には、熱膨張と共に落下していた熱膨張性部材層３が、本発明においては、不燃性折り曲げ部４を変形させると共に、その不燃性折り曲げ部４に支持されることにより、落下することがないか、あっても少量なので、熱膨張した結果、熱により減容した樹脂管や樹脂ケーブルが存在した空間に効率よく熱膨張した熱膨張性部材層３が充填されることになる。

具体的態様を図７に示す。火災時には、管継手９に挿入された樹脂管１０の室内に出ている下部及び耐火閉塞具に囲まれた樹脂管が軟化し、この軟化部分を熱膨張性部材層が発泡する際の押圧力により圧縮する、この結果、図７の樹脂管１０のように押圧された部分は樹脂管の径が小さくなると共に、径が小さくなった部分は、熱膨張した熱膨張性部材層３により充填されると共に、膨張による押圧力により不燃性折り曲げ部４の折り曲げ部が開くように変形する。
図７は不燃性折り曲げ部４が開き、かつ熱膨張性部材層が熱膨張した後の図であり、熱膨張した熱膨張性部材層３はその不燃性折り曲げ部４により区画される区域内に留まり、落下することがないか、あっても少量に留まるために、熱膨張した熱膨張性部材層により樹脂管が存在していた空間が確実に充填されて、熱や有毒ガスが隣接する階や部屋に拡がらない。

このような経過をたどりつつ、本発明の耐火閉塞具１によれば、火災時に確実に樹脂管や樹脂ケーブルが減容してなる空間を充填できるので、ガスや熱が他の部屋や階に拡がることを防止できる。

１・・・耐火閉塞具
２・・・不燃性筒
３・・・熱膨張性部材層
４・・・不燃性筒折り曲げ部
５・・・固定片
６・・・底部
７・・・曲げ応力低減部
８・・・切れ目
９・・・管継手
１０・・樹脂管
１１・・フランジ
１２・・パッキン
１３・・フランジ

Claims (6)

1. 不燃性筒の内面に熱膨張性部材層を設け、該筒の一端が該熱膨張性部材層の端部を巻き込むように内側に屈曲して、該端部の内面にまで不燃性筒の部材が折り曲げられてなる耐火閉塞具。
2. 該耐火閉塞具において、内側に屈曲する部分に曲げ応力が低減された箇所が設けられている耐火閉塞具。
3. 不燃性筒の部材が折り曲げられた先端に切れ目が設けられている請求項１又は２記載の耐火閉塞具。
4. 曲げ応力が低減された箇所が、不燃性筒の部材に穴を設けてなる部分、又は薄肉部である請求項１〜３のいずれかに記載の耐火閉塞具。
5. 該折り曲げ部が熱膨張性部材層の熱膨張による押圧力により折り曲げ部が伸長する方向に変形される請求項１〜４のいずれかに記載の耐火閉塞具。
6. 建築物の床、天井又は壁に設けた開口部、または該開口部に挿入された管継手、管用スリーブ、ケーブル用スリーブに設置するための請求項１〜５のいずれかに記載の耐火閉塞具。
   
   

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