JP3859631B2 - ガス栓 - Google Patents

Description

本発明は、火災発生時にハンドル（栓体）が固着して回動不能となったり、回動するのに大きな力を必要とするようになるのを防止して安全性を高め、且つ防水性に優れたガス栓に関する。

ガス配管あるいはガス器具等に用いられているガス栓は、火災発生時には高温に晒され、熱歪みが発生してシール性能が低下したり、炭化した潤滑材等が摺動面に固着してハンドルの開閉が出来なくなることがある。
そこで、従来のガス栓の場合、このような火災時等を考慮して、融点の高い鋳鉄製のものが使用されている。

しかし、ガス栓が８００℃以上の高温に晒されると、ガス栓本体と栓体との摺動面にはシール性能を高め、潤滑性を良くするために、グリース等の潤滑材が塗布してあることから、この潤滑材が熱で炭化し、併せて栓体にはスプリングの力により密着方向に圧力が作用しているため、前記炭化とスプリングの力でハンドルは回動不能になるか、回動するために大きな力が必要となり、開いていたガス栓を緊急に閉じてガスを遮断することができなくなる。
そこで、ガス栓の火災対策例として、次のような発明の公知例がある。

特開平７−０３５２５４号公報 この発明は、火災時等周囲が高温状態のとき、ガスコックの閉止作業を人手によらずに自動的に行うために、ガスコック本体１０内に栓体２１を閉止状態にするように付勢された回動スプリング５０を内蔵した回動筒４３を本体外部から挿入された低融点金属チップ７２を含む感熱性係止手段７０によって係止し、栓体２１は回動筒内に嵌合された回動軸３０を介して開閉操作が可能で、係止手段７０が作動して回動筒がスプリング５０によって回動すると回動軸３０に軸着した回動板６０が所定位置に固定されて栓体を常に閉止状態に保つように構成したものである。 しかし、この発明は、火災が発生した時に、開放しているガス栓を自動的に閉止すると云うもので、これも火災時の安全対策となるが、低融点金属チップ７２あるいは回動スプリング５０を組み付ける必要があり、コスト的に不利である。 また、既設のガス栓に対して低融点チップ７２や回動スプリング５０を組み込むことはできないため、この発明は新規に製作するガス栓にのみ適用ができ、既設のものには適用できない。

次に、ガス栓であって、例えば屋外に設置される元栓と称されるもの、或いは水を多く使う工場とかの厨房の場合、雨や水が内部に侵入してトラブルになることがあるため、防水対策を施したガス栓の提案がある。
特開平１０−３３２０００号公報 この発明は、ガス栓本体１の円周溝７内にプレート９を組み込み、ハンドル５は樹脂で一体成形し、この回転部５ａと密閉部５ｂをガス栓本体１の上口４の外周面４ａ及びシール面４ｂに密着させることで軽量化とコストの低減及び雨水の浸入防止を図り、また、プレート９一枚で９０°の範囲での閉子１ａの開閉を行うことにより、ハンドル５方向の小型化を図ると共に、ロックネジ１９にＯリング２１を取り付けることにより、防水性を高めたものである。 しかし、この発明の場合、防水のために外周面４ａ及びシール面４ｂを加工する必要があり、加工に手間とコストがかかる。

特開２０００−３２９２５１号公報 この発明は、ガス栓において、製作コストの低減と防水性の強化を図るために、ガス栓本体１側の切欠部８、８ａとガイド鍔９、９ａ及びシール材収容溝７を鋳造時に一体成形し、ハンドル１３側には係合鍔１４、１４ａを形成してこの係合鍔１４、１４ａが前記ガイド鍔９、９ａ内に係合して外れるのを防止し、併せて回転をガイドするようになし、更に、ハンドル１３側から鉛直方向にストッパーピン２１を組み込み、このストッパーピン２１でハンドル１３の回転規制とロックができるようになし、更に、ストッパーピン組込穴１８には、ストッパーピン２１以外に、シール穴２４ａ′付の封印部材２４をねじ込んで封印とシール（防水）を行う構成である。 しかし、この発明においては、シール穴２４ａ´付の封印部材２４を加工し、これを本体１にねじ込んだりするために、構造が複雑化し、コストもかかる。

特開２００２−０３９４０３号公報 この発明は、ガス栓の開閉操作時の操作力が増大されることなく、ガス栓本体１内への水の浸入を防止することを目的として、筒部１０の上端部には、その開放端全域を被覆すると共に前記操作軸４０を非接触に挿通させる開口５１が上面板の中央に設けられた弾性合成樹脂製のキャップ５が外嵌され、前記キャップ５の上側には、前記開口５１よりも大きな外径を有する蓋材５０が前記操作軸４０の外周に密に外嵌されると共に前記キャップ５の上面板とは所定の弾性力で摺動可能に重ね合わせた構成である。 しかし、この発明の場合、キャップ５及びこのキャップ５を外嵌したりするための加工と組み立てに手数がかかり、コスト高となる。

その他、断面倒Ｖ字状のパッキンを本体とハンドル間に組み込んで防水を図る提案もあるが、この場合、パッキンは上下２点でシールを行う構造のために、ハンドルの開閉の頻度が高かったり、経年的な劣化により、密着力が減退してシール性能が低下すると云う問題がある。

本発明は、斯る点に鑑みて提案されるものであって、その目的は、低コストにより実施化ができて、火災発生時にハンドルのロック現象を防止でき、更に、既設のガス栓に対しては一寸した改良で適用することができる火災対応型のガス栓を提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明では、次の如き構成の火災時対応型のガス栓を提供するものである。
先ず、請求項１に記載の発明においては、ガス栓本体に形成された逆円錐形状のテーパー穴内に組み付けられた栓体を、前記ガス栓本体に前記栓体から離間する方向へは停止状態で設けられたハンドルで開閉する方式のガス栓であって、前記栓体とハンドル間にスプリングを介装し、常時このスプリングの力で栓体をテーパー穴の摺動面に密着するように構成したガス栓において、前記テーパー穴の底部と栓体の底面間に熱膨張材を組み込み、火災時の熱で前記熱膨張材を膨張させ、この膨張力で栓体をスプリングに抗して浮上させることにより、テーパー穴と栓体の摺動面間に隙間を形成し、この作用で火災発生時に栓体が摺動面に固着しないように構成して成るものである。

更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１のガス栓において、熱膨張材を栓体の底面に形成した熱膨張材保持穴内に組み込んで成ることを特徴とするものである。

更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１のガス栓において、熱膨張材を栓体の底面とテーパー穴の底部間の間隙内に組み込んで成るものである。

更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１のガス栓において熱膨張材をテーパー穴の底部中央に組み込んで成るものである。

更に、請求項５に記載の発明においては、請求項１のガス栓において、熱膨張材をテーパー穴の摺動面と栓体の摺動面に形成した段部に組み込んで成るものである。

上記した請求項１〜５に記載の発明によると、火災が発生し、熱膨張温度以上にガス栓が加熱されると、熱膨張材が熱膨張して栓体をテーパー穴内において上方に押し上げる。この結果、テーパーの作用で栓体と摺動面間に隙間が発生し、この隙間の作用で仮に潤滑材が燃焼し、炭化しても、栓体はテーパー穴内において摺動面に固着せず、ガス栓が開放していた場合、直ちにハンドルを廻してガス栓を閉止することができる。

本実施例１は、火災発生時に、熱膨張材の膨張作用で栓体を浮上させて固着を防ぐ請求項１に記載の発明に対応するもので、図１はガス栓の断面図、図２はＡ−Ａ´線断面図、図３（Ａ）は熱膨張材が膨張する前（通常時）の説明図、（Ｂ）は膨張し、栓体を浮上させた状態（火災時）の説明図である。

この図１〜３において、符号の１はガス栓本体であって、このガス栓本体１には水平方向に貫通するガス流路２と、このガス流路２の左右の入口にガス配管接続口３、３ａが形成され、更に、このガス流路２に直交するように逆円錐形状のテーパー穴４が形成されていると共にこのテーパー穴４の上部には上口５が形成されていて、この上口５からテーパー穴４に栓体６を組み込み、更に上口５の内周面には円周鍔７を形成し、この円周鍔７に係合する係合縁９を介してハンドル８を取り付け、このハンドル８の下面８ａに形成した係合部１０に栓体６の回転子１１を係合させることにより、ハンドル８を摘んで回転すると一緒に栓体６が回転（開閉）する構造となっている。

符号の１３は前記栓体６とハンドル８間に装入されたスプリングであって、このスプリング１３は、栓体６をテーパー穴４内において下方に押圧し、テーパー穴４の摺動面４ａと栓体６の摺動面６ａをグリース等の潤滑材を介して密着させている。
１４はハンドル８に取り付けられたストッパーねじであって、このストッパーねじ１４の先端は上口５の上縁を１８０°切り欠いて形成した回転角１５内に位置し、１８０°の部分で栓体６は全閉、９０°つまり中間の位置で全開となるようにハンドル８の回転を規制している。

１６はガス栓本体１の上口５の外周面に形成したＬ型の段部１７と、ハンドル８の裾縁１８の下端内周面に形成した倒Ｌ字状の切欠部１９で形成された四角形状のパッキン室２０内に挿入された防水パッキンである。
２１は栓体６の下面６ｂに形成された熱膨張材組込穴２２内にケース２３を用いて組み込まれた熱膨張材である。
この熱膨張材２１は、現在防火区画措置具等に使用されている市販のもので十分あり、例えば熱膨張黒鉛あるいは熱膨張ゴム等として市販されているものを使用することができる。

なお、この熱膨張材２１は、図１、図２の組み込み例以外に、図４に示すように、栓体６の底面６ｂに直接取り付けても良く（請求項２）、あるいは図５に示すように、テーパー穴４の底部４ｂと栓体６の底面６ｂ間の間隙２５内に装入しても良く（請求項３）、あるいは図６に示すように、テーパー穴４の底部４ｂ側に組み込んでも良い（請求項４）。あるいは図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ガス流路２のガス管接続口３、３ａが９０°方向を向くように形成されたガス栓においては、テーパー穴４と栓体６間に対向させて段部４ｄ、６ｄを形成し、この間に熱膨張材２１を組み込んでも良い（請求項５）。

上記のように、本発明に係るガス栓においては、栓体６の底面６ｂとテーパー穴４の底部４ｂ間に熱膨張材２１を組み込んだことにより、火災が発生した際、この熱で熱膨張材２１が図３（Ａ）から（Ｂ）に示すように熱膨張し、この膨張力によりスプリング１３に抗して栓体６をテーパー穴４内において浮上させ、摺動面４ａと６ａ間に隙間Ｗを形成する。この結果、摺動面４ａと６ａ間に塗布された潤滑材が炭化し、固化しても、摺動面４ａ、６ａ間に固着しない。

なお、このように栓体６が浮上するためには、図３（Ａ）に示すように、栓体６の上面６ｃとハンドル８側の下面８ａ間に隙間ｈを設けておくことが必要であり、また、熱膨張材２１の熱膨張の作用で、栓体６があまり浮上しないように、つまり摺動面の隙間Ｗが大きくなり過ぎないように、浮上制限凸部２４を形成しておく。このようにして栓体６の浮上を制限すると、図３（Ｂ）に示すように栓体６が浮上したときに、隙間Ｗが大きくなり過ぎてガスが大量にリークする危惧を解消できる。

〔実験例１〕
試験体１００に組み込まれているスプリング１３取付荷重は５．４７ｋｇｆであり、この荷重以上の力が熱膨張材２１の膨張力に求められる。そこで、図８（Ａ）に示すスプリング１３付の試験体１００を製作し、（Ｂ）の状態で４００℃及び６００℃の加熱を行い、熱膨張材２１をＨ膨張させ、この時の膨張力を測定したところ、４００℃で７．６ｋｇｆ、６００℃で８．８ｋｇｆの荷重が得られた。この荷重は、スプリングの荷重５．４７ｋｇｆよりも十分に大きく、火災時に十分に機能することが確認できた。この時の測定結果を表１に示す。

〔実験例２〕
図９はスプリング１３の取付荷重を２．１４ｋｇｆ設定し、この時に必要となる栓体６の浮上荷重をガス栓本体１の底部に形成した穴１ａからスピンドル２６を挿入し、この時の押し上げ荷重を測定した時の測定図である。この時の浮上荷重は６ｋｇｆであった。

〔実験例３〕
図１０は栓体６の底面６ｂとテーパー穴４の底部４ｂ間に熱膨張材２１を装入し、８００℃の炉中で３０分間放置した実験例である。３０分後、すみやかに回転力を測定したところ、２０ｋｇｆ・ｃｍで回転し、この値は、普通のモンキ、スパナ等で回転できる値である。
一方、熱膨張材２１を装入しないガス栓を同一条件で実験したところ、２００ｋｇｆ・ｃｍの力でも回転しなかった。
以上の実験例からも、本発明を実施することにより、火災発生時において、ガス栓を簡単に閉止できることが確認できた。

本実施例２は、防水性の向上を図ったもので、図１１〜図１４に基づいて詳細に説明する。
図１１は防水パッキン１６の平面図、図１２は正面図、図１３はＣ−Ｃ′線拡大断面図であって、この防水パッキン１６は上下面１６ａ、１６ｂは平滑で、内周面に凹部１６ｄを形成し、外周面に凸部１６ｃを形成した構成である。図１４（Ａ）は防水パッキン１６を組み込んだ状態、（Ｂ）はハンドル８をガス栓本体１に締め付けることにより、防水パッキン１６が変形し、パッキン室２０内において、防水パッキン１６はハンドル８の裾縁１８側には、ａ，ｂ，ｃの３点で密着し、ガス栓本体１側には、ｄ，ｅ，ｆの３点で密着し、合計６点での密着になることから、ガス栓本体１の上口５ａとハンドル８の裾縁１８間を完全に防水する。
よって、上記６点シールにより、シール性能は従来例に比較して格段に向上する。

本発明に係るガス栓の断面図 Ａ−Ａ´線断面図 （Ａ）は通常時のガス栓の説明図、（Ｂ）は熱膨張材が熱膨張した時の説明図。 熱膨張材の組み込み例の説明図。 熱膨張材の組み込み例の説明図。 熱膨張材の組み込み例の説明図。 （Ａ）はガス管接続口が９０°方向に向いているガス栓に本発明を実施した例、（Ｂ）はＢ−Ｂ´線断面図。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、スプリングの荷重試験体の説明図。 スプリングの取付荷重の試験例の説明図。 固着試験の説明図。 防水パッキンの説明図。 防水パッキンの正面図 Ｃ−Ｃ´線断面図 （Ａ）はハンドル締め付け前の防水パッキンの説明図、（Ｂ）は締め付け後の防水パッキンの説明図。

符号の説明

１ ガス栓本体
４ テーパー穴
６ 栓体
８ ハンドル
１３ スプリング
１６ 防水パッキン
２１ 熱膨張材

Claims (5)

1. ガス栓本体に形成された逆円錐形状のテーパー穴内に組み付けられた栓体を、前記ガス栓本体に前記栓体から離間する方向へは停止状態で設けられたハンドルで開閉する方式のガス栓であって、前記栓体とハンドル間にスプリングを介装し、常時このスプリングの力で栓体をテーパー穴の摺動面に密着するように構成したガス栓において、前記テーパー穴の底部と栓体の底面間に熱膨張材を組み込み、火災時の熱で前記熱膨張材を膨張させ、この膨張力で栓体をスプリングに抗して浮上させることにより、テーパー穴と栓体の摺動面間に隙間を形成し、この作用で火災発生時に栓体が摺動面に固着しないように構成して成るガス栓。
2. 請求項１のガス栓において、熱膨張材を栓体の底面に形成した熱膨張材保持穴内に組み込んで成ることを特徴とするガス栓。
3. 請求項１のガス栓において、熱膨張材を栓体の底面とテーパー穴の底部間の間隙内に組み込んで成るガス栓。
4. 請求項１のガス栓において、熱膨張材をテーパー穴の底部中央に組み込んで成るガス栓。
5. 請求項１のガス栓において、熱膨張材をテーパー穴の摺動面と栓体の摺動面に形成した段部に組み込んで成るガス栓。