JP5320027B2 - 耐火配管構造 - Google Patents
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Description
また、熱膨張性黒鉛は、それ自体が燃えにくく、かつ、熱により膨張して断熱効果が発現するので、燃焼速度の遅延がさらに効果的に行われる。
しかも、パイプの成形性に優れており、例えば、射出成形や押出成形などによって、高い寸法精度で連続的に生産できる上、パイプの内面を滑らかな状態にすることができ、製品としての外観および排水性能に優れたものとすることができる。
すなわち、集合継手と樹脂管との接続には環状をした止水ゴム(以下、「ゴム輪」と記す)がフランジ圧縮により管壁を押し付け、固定される構造であるゴム輪接合が一般に用いられる。
しかし、火災時には上記ゴム輪が燃え尽き、耐火樹脂管が集合継手の下端から脱落してしまうため、加熱膨張する耐火樹脂管の効果を十分発揮することができず、管路を閉塞できないおそれがあり、建築物の防火区画を排水管等で貫通施工するための消防評定の取得が困難であるという問題があった。
請求項1〜請求項4のいずれかの耐火配管構造において、耐火樹脂管が、ポリ塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、熱膨張性黒鉛を1〜15重量部の割合で含む耐火熱膨張性樹脂組成物からなる耐火膨張層を少なくとも備えることを特徴としている。
なお、上記単層構造品の場合、耐火膨張層を形成する耐火熱膨張性樹脂組成物としては、特に限定されないが、ポリ塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、熱膨張性黒鉛を1〜10重量部の割合で含むものが好ましく、1〜8重量部の割合で含むものがより好ましく、2〜7重量部の割合で含むものがさらに好ましい。すなわち、熱膨張性黒鉛が1重量部未満であると、燃焼時に、十分な熱膨張性が得られず、所望の耐火性が得られない恐れがあり、10重量部を超えると、加熱により熱膨張しすぎて、その形状を保持できずに残渣が脱落し、耐火性が低下してしまう恐れがある。
一方、複層構造品の場合、耐火膨張層を形成する耐火熱膨張性樹脂組成物としては、特に限定されないが、ポリ塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、熱膨張性黒鉛を1〜15重量部の割合で含むものが好ましく、1〜12重量部の割合で含むものがより好ましく、2〜10重量部の割合で含むものがさらに好ましい。すなわち、熱膨張性黒鉛を熱膨張性黒鉛が1重量部未満であると、燃焼時に、十分な熱膨張性が得られず、所望の耐火性が得られないし、15重量部を超えると、加熱により熱膨張しすぎて、その形状を保持できずに残渣が脱落し、耐火性が低下してしまう恐れがある。
すなわち、耐火膨張層の内面を被覆する被覆層の厚みが0.2mm未満であると、内面平滑効果が不十分となり、2.0mmを超えると耐火性が低下する恐れがある。
すなわち、熱膨張性黒鉛のpHが1.5未満であると、酸性が強すぎて、成形装置の腐食などを引き起こしやすく、pHが4.0を超えると、ポリ塩化ビニル系樹脂の炭化促進効果が薄れ、十分な耐火性能が得られなくなる恐れがある。
一方、熱膨張性黒鉛の1.3倍膨張温度が180℃未満であると、成形中に熱膨張性黒鉛が膨張してしまうことがあり、管の外観不良を引き起こす上、燃焼時の耐火性が低下してしまう恐れがあり、熱膨張性黒鉛の1.3倍膨張温度が240℃を超えると、成形中に熱膨張性黒鉛の膨張が開始してしまう恐れはないものの、燃焼時において、ポリ塩化ビニル系樹脂の熱分解(発泡)が進行し、ポリ塩化ビニル系樹脂の柔軟性が低下してしまった後に、熱膨張性黒鉛が膨張するため、ポリ塩化ビニル系樹脂が、熱膨張性黒鉛の膨張に耐え切れなくなり、バラバラに崩壊してしまう恐れがある。
なお、1.3倍膨張温度とは、加熱炉内を一定温度にして、熱膨張性黒鉛の試料を30分加熱した後の熱膨張性黒鉛の膨張倍率が、1.3以上になる温度を意味する。また、膨張倍率は、加熱後の試料の体積を加熱前の試料の体積で除することで求められる。
上記安定剤としては、特に限定されないが、鉛系安定剤、有機スズ安定剤、高級脂肪酸金属塩等が挙げられ、これらが単独であるいは複合して用いられる。
また、有機スズ系安定剤としては、例えば、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジメチル錫メルカプトなどのメルカプチド類;ジブチル錫マレート、ジブチル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオクチル錫マレートポリマーなどのマレート類;ジブチル錫メルカプトジブチル錫ラウレート、ジブチル錫ラウレートポリマーなどのカルボキシレート類が挙げられる。
すなわち、安定剤の配合割合が0.3重量部未満であると、成形時におけるポリ塩化ビニル系樹脂の熱安定性が確保されにくく、成形中に炭化物が出やすくなってしまう恐れがあり、5.0重量部を超えると、燃焼時におけるポリ塩化ビニル系樹脂の炭化促進を阻害して十分な耐火性能が得られなくなる恐れがある。
これらは、単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。
内部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂の流動粘度を下げ、摩擦発熱を防止する目的で使用される。上記内部滑剤としては特に限定されず、例えば、ブチルステアレート、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、エポキシ大豆油、グリセリンモノステアレート、ステアリン酸、ビスアミド等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記外部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂と金属面との滑り効果を上げる目的で使用される。外部滑剤としては特に限定されず、例えば、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス、モンタン酸ワックスなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
図1〜図3は、本発明にかかる耐火配管構造の第1の実施の形態をあらわしている。
集合継手1aは、鋳鉄製の継手本体11と、鋳鉄製の締め付けリング12と、耐火樹脂管落下防止手段2aとを備えている。
フランジ部11cは、図3に示すように、放射状に3つのねじ孔(図では2つしかあらわれていない)11dを備え、図2に示すように、内側にゴム輪パッキン13が内蔵されるようになっている。
リング本体12aは、その外形がフランジ部11cと略同じ形をしていて、耐火樹脂管Pが挿通可能になっているとともに、ねじ孔11dに対応する位置にそれぞれボルト挿通孔12cが穿設され、ボルト14によってフランジ部11cに締め付けられることによって、ゴム輪パッキン13を管軸方向に圧縮するとともに、接続部を止水状態に保つようになっている。
耐火樹脂管落下防止手段支持部12bは、リング本体12aからリング本体12aと同じ中心軸を有し同内径をしたリング状をしていて、リング本体12aの下方に設けられ、壁面にボルト挿通孔12cの近傍の仕切り部12dを介して仕切られた3つの円弧状をした長孔12eが穿設されている。
したがって、耐火樹脂管Pは、耐火樹脂管落下防止手段2aを介して集合継手1aに支持された状態が確保され、火災が発生し、ゴム輪パッキン13が焼失しても落下することがない。しかも、火災が発生した場合、火災発生階では、耐火樹脂管Pが火炎によって加熱されると、耐火膨張層が熱膨張し、管内を閉塞状態にする。したがって、耐火樹脂管Pの耐火性能によって2時間以上火災発生階から上階への煙や火炎の流れ込みが防止される。
図6に示すように、この耐火配管構造Bは、従来の集合継手1bに耐火樹脂管Pを接続するとともに、耐火樹脂管落下防止手段としての亀甲金網2bを集合継手1bと耐火樹脂管Pの接続部およびその近傍部分に円筒状に巻きつけるとともに、上端部を集合継手1bに固定するようにした。
図7に示すように、この耐火配管構造Cは、従来の集合継手1bに耐火樹脂管Pを接続するとともに、集合継手1bの締め付けリング15のボルト14によって締め付けリング15のねじ挿通孔形成部に上端が固定された耐火樹脂管落下防止手段としての3つの押圧部材2cを備えている。
そして、3つの押圧部材2cは、締め付けリング15を継手本体11のフランジ部11cにボルト14で固定し、耐火樹脂管Pを集合継手1bに接続する際に、それぞれ押圧部24が耐火樹脂管Pの外壁面に押圧部材2cのばね弾性力によって圧接されるように、ボルト14によって締め付けリング15の下端面に固定部25が固定されている。
したがって、耐火樹脂管Pは、押圧部材2cを介して集合継手1bに支持された状態が確保され、火災が発生し、ゴム輪パッキン13が焼失しても落下することがない。
図8に示すように、この耐火配管構造Dは、集合継手1cが、継手本体11と、締め付けリング16とを備えている。
締め付けリング16は、リング本体17と、クランプリング18とを備えている。
リング本体17は、図示していないが、継手本体11の内部に挿入される挿入部を有し、この挿入部が後述するようにクランプリング18によって押圧されてゴム輪パッキン13を管軸方向に圧縮するようになっている。
クランプリング18は、図8及び図9に示すように、3つのボルト挿通孔18aを有するとともに一箇所が切断された略C字形をしていて、切断部から外側に延出する延出部18b、18bのボルト挿通孔18cに挿通された締め付けボルト18dをナット18eに締め込むことによって縮径し耐火樹脂管Pの外周面をクランプできるようになっている。
突条2dは、締め付けボルト18dの締め込みによってその頂部が少し耐火樹脂管Pの外壁に食い込むように作用する。
そして、クランプリング18は、上記のように耐火樹脂管Pをクランプした状態で継手本体11のフランジ部11cにボルト14によってねじ固定される。
図10〜図12に示すように、この締め付けリング4は、リング本体41と、耐火樹脂管落下防止手段支持部42とを備えている。
耐火樹脂管落下防止手段支持部42は、リング状をしていて、図11に示すように、内周面に耐火樹脂管防止手段支持凹溝42aが環状に設けられている。
すなわち、押圧リング2eは、ばね鋼材によって、内径が耐火樹脂管の外径より小径で、外径が耐火樹脂管落下防止手段支持部42の最小内径より大きく形成されていて、リングの1箇所が切断されている。
図14及び図15に示すように、この締め付けリング6は、リング本体61の下面側に2つの耐火樹脂管落下防止手段支持部62、63を備えている。
また、耐火樹脂管落下防止手段支持部62は、その下端の円周方向両端の貫通孔62aからずれた位置にリング本体61の半径方向内側に向かって張り出す係止リブ62bが設けられている。
押圧部25aは、無負荷状態で、線材の一部が上下に重なり、内径が耐火樹脂管Pの外径より小径で、外径が係止リブ62b及び係止リブ63aの締め付けリング6の内壁面側の面に沿う円と略同じか少し小径になっている略円形となるとともに、後述する2つの押圧解除レバー部25c、25dを近づけるように操作すると、拡径するようになっている。
もう一方の押圧解除レバー部25dは、押圧部25aの円形と略同じ面内で押圧部25aの他方の端から線材が直線状に延出したのち、外側に向かって直角に折れ曲がるように形成されている。
図18及び図19に示すように、この締め付けリング8aは、リング本体81と、耐火樹脂管落下防止手段支持部82とを備えている。
一方の貫通孔82aは、弧角が120°程度の円弧状に隣り合う2つのボルト挿通孔81a間に亘って設けられ、他方の貫通孔82bは、もう1つのボルト挿通孔81aを臨む部分に弧角が30°程度の円弧状に設けられている。
また、耐火樹脂管落下防止手段2gは、被係止部26aを貫通孔82bに挿入するとともに、拡径レバー部26c、26cを貫通孔82aに挿入することによって耐火樹脂管落下防止手段支持部82に支持された状態になる。
したがって、耐火樹脂管Pは、耐火樹脂管落下防止手段2gを介して集合継手に支持された状態が確保され、火災が発生し、ゴム輪パッキン13が焼失しても落下することがない。
図20に示すように、この耐火配管構造Eは、この集合継手1dが、第1の実施の形態と同様の継手本体11と、図21に示す締め付けリング8bとを備えている。
そして、図22に示すように、耐火樹脂管落下防止手段2hは、拡径レバー部26d,26dが直線状になっている以外は、上記耐火樹脂管落下防止手段2gと同様になっている。
因みに、図22に示す各部寸法は、呼び径100Aの耐火樹脂管用の耐火樹脂管落下防止手段2hのとき、ばね材の線径がφ2〜5mm(φ3〜4mmがより好ましい、φ3.5mmが特に好ましい)のとき、V=30mm以下(より好ましくは25mm)、W(押圧部間の最も狭い部分の距離)=パイプの内径±10mm(より好ましく94mm)が好ましい。
まず、図示していないが、集合継手1dの受口へ差しこみ長さをはかり、耐火樹脂管Pの管壁に、差し込む長さにあわせて差し込み栓線を油性ペン等によって記載する。
その後、締め付けリング8bをボルト14によって継手本体11のフランジ部11cに締め付けて、耐火樹脂管Pを集合継手1dに接続する。
断熱材としては、不燃性のものが好ましく、例えば、ロックウール、グラスウール(密度10K 厚み25mmのものなど)が好適であり、これらと、アルミガラスクロスシートと積層構造になったものがより好ましい。
Pの管端部に支持され、ズレ動かない状態でボルト14を締めこむことができるので、締め付けリング8bを片手で持ったまま、もう片方の手でボルト止めするという不安定な作業を高所で行う必要がなく、安全にかつ迅速に作業を行うことができる。
したがって、断熱材90の内部に残った耐火樹脂管Pは、下側からの熱気により閉塞が進行し、閉塞によって、管内への熱気の侵入を防ぐことができる。階上への延焼及びガスの流入をより確実に防ぐことができる。
また、耐火樹脂管落下防止手段2jのように、一方の拡径レバー部26gが被係止部26aの中心軸26k上に配置されるとともに、一方の拡径レバー部26gと他方の拡径レバー部26hとが中心軸26kを挟んで非対称位置に設けられている構成において、拡径レバー部26gと他方の拡径レバー部26hとのなす角度は、角度が大きくなると締め付け力が低下するおそれがあるので、30°以下が好ましい。
図29に示すように、この耐火配管構造Fは、上記締め付けリング8cが耐火樹脂管落下防止手段2h(図29では図示していない)を備えているとともに、リング本体81の耐火樹脂管Pの外周面を臨む位置に、熱膨張部材85を装着した凹部86が設けられている以外は、上記耐火配管構造Eと同様になっている。
図30に示すように、この耐火配管構造Gは、上記締め付けリング8bと耐火樹脂管Pとの間に耐火樹脂管Pを囲繞するように熱膨張部材85を配置した以外は、上記耐火配管構造Eと同様になっている。
図31に示すように、この耐火配管構造Hは、上記ゴム輪パッキン13aが熱膨張性のゴム組成物で形成され、ゴム輪パッキン13aの熱膨張によっても耐火樹脂管Pの集合継手からの抜け落ち防止するようにている以外は、上記耐火配管構造Eと同様になっている。
また、上記の実施の形態では、締め付けリングを締め付けてゴム輪パッキンを圧縮することによって耐火樹脂管を周囲から締め付けるとともに、止水状態にするようにしているが、コーキング材等を用いて止水を図るようにしても構わない。
P 耐火樹脂管
S 床スラブ(防火区画)
1a,1b,1c,1d 集合継手(継手)
11 継手本体
11a フランジ部
12,16,4,6,8a,8b 締め付けリング
13 ゴム輪パッキン
2a,2g,2h,2i,2j 耐火樹脂管落下防止手段
21 押圧部
2b 亀甲金網(耐火樹脂管落下防止手段)
2c 押圧部材(耐火樹脂管落下防止手段)
24,25a,26b 押圧部
2d 突条(耐火樹脂管落下防止手段)
2e 押圧リング(耐火樹脂管落下防止手段)
5 スペーサ(非押圧状態保持手段)
62a,82a,82b,82d 貫通孔
7 樹脂バンド(非押圧状態保持手段)
Claims (5)
- 建物の防火区画を上下方向に貫通するように設けられる不燃材料からなる継手の下端に少なくとも火炎による加熱により熱膨張する耐火熱膨張性樹脂組成物からなる管状をした耐火膨張層を備える耐火樹脂管が接続されている耐火配管構造であって、
前記継手に、前記耐火樹脂管が加熱されて軟化状態となったときにばね力によって押圧部が耐火樹脂管を周囲から押圧して管壁を縮径方向に凹ませて耐火樹脂管が継手から落下することを防止する耐火樹脂管落下防止手段が設けられていることを特徴とする耐火配管構造。 - 継手が、下端にフランジ部を備える継手本体と、継手本体の耐火樹脂管接続部に嵌合されるゴム輪パッキンと、前記フランジ部方向に締め付けられることによって、前記ゴム輪パッキンを縮径させて耐火樹脂管の周壁に圧接させる締め付けリングとを備えている請求項1に記載の耐火配管構造。
- 耐火樹脂管落下防止手段は、耐火樹脂管を環状に囲繞するように配置される押圧部と被支持部とを有し、この押圧部が締め付けリング内を耐火樹脂管の離脱方向に移動可能に、前記被支持部が締め付けリングに支持されている請求項2に記載の耐火配管構造。
- 耐火樹脂管落下防止手段が、押圧部をばね力に抗して非押圧状態に保持し、耐火樹脂管が火炎に曝されたとき、焼失して前記保持を解除する非押圧状態保持手段を備えている請求項1〜請求項3のいずれかに記載の耐火配管構造。
- 耐火樹脂管が、ポリ塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、熱膨張性黒鉛を1〜15重量部の割合で含む耐火熱膨張性樹脂組成物からなる耐火膨張層を少なくとも備える請求項1〜請求項4のいずれかに記載の耐火配管構造。
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