JP2015194229A

JP2015194229A - 管路閉塞部材

Info

Publication number: JP2015194229A
Application number: JP2014073020A
Authority: JP
Inventors: 繁憲岡村; Shigenori Okamura; 浅田　昭治; Shoji Asada; 昭治浅田; 克久花木; Katsuhisa Hanaki; 義定万波; Yoshisada Mannami; 光臣高鍬; Mitsuomi Takakuwa; 尾崎　和也; Kazuya Ozaki; 和也尾崎; 山下　浩司; Koji Yamashita; 浩司山下; 剛史井田; Takashi Ida; 孝博三浦
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Togawa Rubber Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Kansai Gas Meter Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Togawa Rubber Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Kansai Gas Meter Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP6362381B2

Abstract

【課題】熱閉塞材の膨張による管路の軸心領域の充填率が高く、管路を確実に閉塞することができる管路閉塞部材を提供すること。
【解決手段】ガス管が加熱されたときに熱膨張して管路を閉塞する熱閉塞材２を備える管路閉塞部材１であって、熱閉塞材２が、管路の内壁全周に亘るように該管路に装着可能な環状外周膨張部分３と、該環状外周膨張部分３の中心部に配置される中心膨張部分４ａと、該中心膨張部分４ａを支持する支持部分４ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、火災発生時の熱で熱閉塞材を膨張させることによって、ガス等の流体が流れる管路を閉塞して、管路からの流体漏れを防止する管路閉塞部材に関する。

火災発生時の流体漏れを防止する従来の管路閉塞部材としては、例えば、特許文献１に示す構成を備えるものが知られている。
特許文献１に記載される管路閉塞部材は、ゴムと膨張黒鉛とを主成分とする円筒状の熱閉塞材、及び熱閉塞材の膨張力によって変形する保持部材を備える。当該管路閉塞部材は、火災発生により熱膨張した熱閉塞材が、管路を閉塞しつつ、さらに保持部材の働きによって、ガス圧を受けても管路に留まれるように構成されている。

特許第４４７４６３７号公報

特許文献１に記載される管路閉塞部材は、熱閉塞材が管路の内周壁側から軸心側に向かって膨張して管路を閉塞する。しかしながら、熱閉塞材の膨張による管路の軸心領域の充填率は必ずしも十分なものではなく、より確実に閉塞する点において改善する余地が残されていた。
本発明の目的は、熱閉塞材の膨張による管路の軸心領域の充填率が高く、管路を確実に閉塞することができる管路閉塞部材を提供することにある。

本発明の管路閉塞部材に係る第１特徴構成は、ガス管が加熱されたときに熱膨張して管路を閉塞する熱閉塞材を備える管路閉塞部材であって、前記熱閉塞材が、前記管路の内壁全周に亘るように該管路に装着可能な環状外周膨張部分と、該環状外周膨張部分の中心部に配置される中心膨張部分と、該中心膨張部分を支持する支持部分とを備える点にある。

〔作用及び効果〕
本構成のごとく、熱閉塞材が、前記管路の内壁全周に亘るように該管路に装着可能な環状外周膨張部分と、該環状外周膨張部分の中心部に配置される中心膨張部分とを備えることにより、管路の内周壁側から軸心側に向かう従来の膨張に加えて、軸心側から管路内壁側に向かう逆方向への膨張も発生することになる。そのため、火災発生時において、管路の軸心領域の充填率が高くなり管路を確実に閉塞することができるだけでなく、閉塞に要する時間も短縮されるため、より迅速な管路の閉塞が可能となる。

第２特徴構成は、前記中心膨張部分と前記支持部分とが、前記環状外周膨張部分の中心部を通るように内側を橋渡しする橋渡し部により構成される点にある。

〔作用及び効果〕
本構成のごとく、中心膨張部分と支持部分とを橋渡し部で構成することによって、中心膨張部分が、環状外周膨張部分の中心部の位置において、より確実に配置される。

第３特徴構成は、前記橋渡し部を複数備える点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、橋渡し部を複数備えるため、中心膨張部分が、環状外周膨張部分の中心部の位置において、より強固に配置される。

第４特徴構成は、熱膨張可能な２つの前記橋渡し部を備え、該２つの橋渡し部が十字に交差する点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、熱膨張可能な２つの橋渡し部を十字に交差させて設けてあるため、橋渡し部が一つの場合と比べて、火災発生時における管路の充填率がさらに向上すると共に、管路がより迅速且つ均一な充填密度で閉塞され易い。

第５特徴構成は、前記中心膨張部分が、前記支持部分よりも径方向に肉厚に形成されている点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、中心膨張部分が、径方向に肉厚に形成されているため、火災発生時における管路の軸心領域の充填率がより一層高められる。

第６特徴構成は、前記環状外周膨張部分の軸心方向における、前記熱閉塞材の両側面のそれぞれに、該側面の全体を覆う多孔部材を備える点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、多孔部材を設けることにより、熱閉塞材の管路軸心方向への膨張が規制され、結果として径方向への膨張が促されるため、より効率的に管路を閉塞することが可能となる。

本発明に係る管路閉塞部材の分解斜視図である。本発明に係る管路閉塞部材の斜視図である。熱閉塞材の第１変形例を示す斜視図である。熱閉塞材の第２変形例を示す斜視図である。熱閉塞材の第３変形例を示す斜視図である。本発明に係る管路閉塞部材を５０号口金に適用した実施例の縦断面図である。本発明に係る管路閉塞部材を９０号口金に適用した実施例の縦断面図である。

以下、本発明に係る管路閉塞部材の実施形態について、図面に基づいて説明する。
〔実施形態〕
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る管路閉塞部材１は、ガス管が加熱されたときに熱膨張して管路を閉塞する熱閉塞材２と、該熱閉塞材２の径方向の膨張を促す多孔部材５とを備えて構成されている。尚、本実施形態では、熱閉塞材２の軸心方向における両側面のそれぞれに対し、各側面の全体を覆う有底円筒状の多孔部材５が外嵌されている。

（熱閉塞材）
熱閉塞材２は、管路の内壁全周に亘るように該管路に装着可能な環状外周膨張部分３と、環状外周膨張部分３の中心部に配置される中心膨張部分４ａと、該中心膨張部分４ａを支持する支持部分４ｂとを備えて構成される。

図１に示される熱閉塞材２には、環状外周膨張部分３の中心部を通るように内側を橋渡しする２つの橋渡し部４が十字に交差して設けられている。橋渡し部４は、中心膨張部分４ａと支持部分４ｂとを一体に備えるものであって、本構成では２つの橋渡し部４が交わる部分が中心膨張部分４ａとなる。尚、本構成の熱閉塞材２は、環状外周膨張部分３と、橋渡し部４（中心膨張部分４ａ及び支持部分４ｂ）とが一体に成形されている。

本構成の熱閉塞材２において、橋渡し部４及び環状外周膨張部分３のそれぞれの幅Ｈは同じ大きさに設定されており、橋渡し部４及び環状外周膨張部分３のそれぞれの厚みも同じ大きさに設定されている。尚、橋渡し部４の厚みについては、火災発生時において管路を確実に閉塞することが可能な厚みであって、尚且つ通常時において管路を流れる流体の圧力損失が最小限に抑えられるように設定することが望ましい。

本構成の熱閉塞材２の全体、即ち、環状外周膨張部分３及び橋渡し部４（中心膨張部分４ａ及び支持部分４ｂ）は、主成分としてゴム材料と耐火発泡材とを含む熱膨張素材で構成されている。適用可能なゴム材料としては、例えば、耐油性、耐水性、及び耐ガス透過性などに優れたニトリルゴム（ＮＢＲ）が好適であるが、これに限定されるものではない。また適用可能な耐火発泡材としては、熱膨張性能の高い熱膨張黒鉛が好適であるが、これに限定されるものではない。また、熱閉塞材２は、１８０℃〜２００℃で熱膨張するものが望ましい。

本構成の熱閉塞材２では、火災発生時において、環状外周膨張部分３が管路の内周壁側から軸心側に向かって熱膨張すると共に、中心膨張部分４ａが管路の軸心側から内周壁側に向かって熱膨張する。即ち、管路の内周壁側から軸心側に向かう従来の膨張に加えて、軸心側から管路内壁側に向かう逆方向への膨張も発生するため、管路の軸心領域の充填率が高くなり管路を確実に閉塞することができるだけでなく、閉塞に要する時間も短縮されるため、より迅速な管路の閉塞が可能となる。

また、本構成の熱閉塞材２では、４つの支持部分４ｂも熱膨張するため、火災発生時における管路の充填率がさらに向上すると共に、管路がさらにより迅速且つ均一な充填密度で閉塞され易い。

次いで、熱閉塞材２の変形例についていくつか説明する。
図３に示す第１変形例では、中心膨張部分４ａが円柱形状に構成されると共に、当該中心膨張部分４ａが平面視で十字に配置された４つの薄壁部４ｂ（支持部分）によって支持されている。

第１変形例における中心膨張部分４ａの直径は、薄壁部４ｂ及び環状外周膨張部分３のいずれの厚みよりも大きく設定されている。即ち、中心膨張部分４ａが径方向に肉厚に形成されている。また、薄壁部４ｂの厚みは、環状外周膨張部分３の厚みよりも薄く設定されている。

本構成によれば、中心膨張部分４ａが肉厚であるため、火災発生時における管路の軸心領域の充填率がより一層高められる。また、中心膨張部分４ａを肉厚にする一方で、支持部分を肉薄の薄壁部４ｂで構成してあるため、流体の圧力損失が、図１に示すような同じ厚みを有する熱閉塞材２の形態よりも低く抑えられ得る。

また図４に示す第２変形例では、上述の第１変形例における環状外周膨張部分３が複数のスリット３ａを備える。スリット３ａは、周方向に沿って円弧状を形成し、且つ環状外周膨張部分３の厚み方向に貫通するものである。スリット３ａを設けることにより、熱閉塞材２の軸心方向への膨張が抑制され、結果として径方向への膨張が促され、より効率的に管路を閉塞することが可能となる。

またその他にも第３変形例として、図５に示すものが挙げられる。この変形例では、肉厚で円柱形状の中心膨張部分４ａと、細長い板状で金属製（例えばステンレス等）の２枚の支持部分４ｂとを備えて構成される橋渡し部４を一つだけ設けてある。

支持部分４ｂは、環状外周膨張部分３の外径に相当する長さを有するものであり、環状外周膨張部分３に固定される幅広の固定部と、その固定部に連設され環状外周膨張部分３の内側を亘る細長部分とを備える。細長部分の幅は、環状外周膨張部分３の厚み及び中心膨張部分４ａの直径のいずれよりも小さく設定されている。中心膨張部分４ａは、その両端面を２枚の板状部材４ｂの細長部分によって挟持されて環状外周膨張部分３の中心部に支持される。

この第３変形例では、支持部分４ｂが、熱伝導率の高い金属で構成されているため、火災発生時に環状外周膨張部分３が受けた熱がより効率良く中心膨張部分４ａに伝達される。その結果、火災発生時における中心膨張部分４ａの膨張がより一層促される。

（多孔部材）
図１及び図２に示すように、多孔部材５は、複数の貫通孔を有する金属製の部材であり、熱閉塞材２の軸心方向における両側面のそれぞれに配置される。本実施形態では、熱閉塞材２の軸心方向における各側面に外嵌可能な有底円筒状のメッシュ部材を使用している。尚、多孔部材５としては、メッシュ部材に限らず、例えば、有底円筒状の金属部材の底にパンチングにより複数の孔を設けたものを使用しても良い。

多孔部材５の貫通孔の大きさや数は、火災発生時において膨張部材の径方向の膨張を促し、尚且つ通常時において管路を流れる流体の圧力損失が最小限に抑えられるように設定することが望ましい。この点において適用が望ましいメッシュ部材のメッシュ数は、４メッシュ〜１０メッシュである。４メッシュのメッシュ部材としては、例えば材質ＳＵＳ３０４、線径０．８ｍｍ、目開き５．６ｍｍ、開口率７６．４％を有するものが挙げられる。また、１０メッシュのメッシュ部材としては、例えば材質ＳＵＳ３０４、線径０．５ｍｍ、目開き２．０ｍｍ、開口率６４．５％を有するものが挙げられる。

また、多孔部材５の形状としては、有底円筒状に限らず、管路に設置可能で、且つ熱閉塞材２の膨張圧力に耐えることができるものであれば、例えば円盤状のものを使用しても良い。

〔その他の実施形態〕
１．上述の実施形態における橋渡し部４は、１つ以上設ける構成とし、上述の実施形態に限らず必要に応じて３以上の橋渡し部４を設ける構成としても良い。
２．上述の実施形態における多孔部材５は、熱閉塞材２のみで十分な閉塞性が認められる場合は、必ずしも設ける必要はない。
３．上述の実施形態における熱閉塞材２は、必ずしも橋渡し部４を備えるものでなくとも良い。例えば、環状外周膨張部分３からその中心部にまで延びる突起部又は突条部を設けるような構成としても良い。

図３の第１変形例に係る熱閉塞材２を使用して、大型ガスメータの口金６における閉塞性評価試験を実施した。使用した口金６の種類、並びに、管路閉塞部材１における熱閉塞材２の寸法及び多孔部材５（メッシュ部材）のメッシュ数と形状を以下の表１に示す。

実施例１においては、図６に示すように、大径管路７と小径管路８とを備える５０号口金６を使用した。熱閉塞材２と有底円筒状の２つのメッシュ部材５とを組み合わせて構成された管路閉塞部材１を、５０号口金６の大径管路７の最奥部に設置した後、さらに遮断口弁１１を取り付け、ボルト締めにより固定した。そして、５００℃に加熱したマッフル炉内で３０分間加熱した。

実施例２においては、図７に示すように、管路閉塞部材１を嵌め込むため周溝１０を管路９に形成してある９０号口金６を使用した。熱閉塞材２と円盤状の２つのメッシュ部材５とを組み合わせて構成された管路閉塞部材１を９０号口金６の周溝１０に設置した後、さらに遮断口弁１１を取り付け、ボルト締めにより固定した。そして、５００℃に加熱したマッフル炉内で３０分間加熱した。

また、上記実施例１及び実施例２のそれぞれに対応する比較例１及び比較例２について閉塞性評価試験を同様に実施した。ただし、比較例１及び比較例２における管路閉塞部材１は、多孔部材５を備えておらず、さらにその熱閉塞材２は、以下の表２に示す寸法の環状外周膨張部分のみで構成され、薄壁部及び中心膨張部分を備えていない。

上記閉塞性評価試験の結果を以下の表３に示す。尚、漏洩量については、加熱後の各口金に対し、ブロアを使用してガス供給圧２．５ｋＰａで空気を供給し、基準器によって圧力低下を計測することによって漏洩量を測定した。

実施例１、実施例２、比較例１、比較例２のいずれの場合も熱閉塞材２が径方向に密に充填されており、口金管路の軸心領域からの光の漏れは認められなかった。しかしながら、実施例１及び実施例２のそれぞれの漏洩量は、比較例１及び比較例２のそれぞれの漏洩量と比べて著しく低く、高い閉塞効果が確認された。

本発明に係る管路閉塞部材は、例えば、大型ガスメータの口金等に対して適用することができる。

１管路閉塞部材
２熱閉塞材
３環状外周膨張部分
３ａスリット
４橋渡し部
４ａ中心膨張部分
４ｂ支持部分
５多孔部材
６口金
７大径管路
８小径管路
９管路
１０周溝
１１遮断口弁

Claims

ガス管が加熱されたときに熱膨張して管路を閉塞する熱閉塞材を備える管路閉塞部材であって、
前記熱閉塞材が、前記管路の内壁全周に亘るように該管路に装着可能な環状外周膨張部分と、該環状外周膨張部分の中心部に配置される中心膨張部分と、該中心膨張部分を支持する支持部分とを備える管路閉塞部材。
前記中心膨張部分と前記支持部分とが、前記環状外周膨張部分の中心部を通るように内側を橋渡しする橋渡し部により構成される請求項１に記載の管路閉塞部材
前記橋渡し部を複数備える請求項２に記載の管路閉塞部材。
熱膨張可能な２つの前記橋渡し部を備え、該２つの橋渡し部が十字に交差する請求項３に記載の管路閉塞部材。
前記中心膨張部分が、前記支持部分よりも径方向に肉厚に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の管路閉塞部材。
前記環状外周膨張部分の軸心方向における、前記熱閉塞材の両側面のそれぞれに、該側面の全体を覆う多孔部材を備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の管路閉塞部材。