JPH09225059A - 流体導管システムおよび製造方法 - Google Patents

流体導管システムおよび製造方法

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JPH09225059A
JPH09225059A JP8289623A JP28962396A JPH09225059A JP H09225059 A JPH09225059 A JP H09225059A JP 8289623 A JP8289623 A JP 8289623A JP 28962396 A JP28962396 A JP 28962396A JP H09225059 A JPH09225059 A JP H09225059A
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pipe
fitting
metal pipe
layer
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JP8289623A
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Stephen J Meyer
ジェイ・メイヤー ステェブン
George G Meyer
ジイ・メイヤー ジョージ
Carmine L Schiavone
エル・シアボン カルミン
Fred Brannan
ブラナン フレッド
Andrew L Auvil
エル・オウヴィル アンドリュー
Thomas L Evans
エル・エヴァンス トーマス
Girish Trikamal Dalal
トリカマル ダラル ギリシュ
Theodore Joseph Schmitz
ジョセフ シュミッツ セオドレ
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Central Sprinkler Co
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Central Sprinkler Co
BF Goodrich Corp
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Abstract

(57)【要約】 多層流体導管は、金属パイプの管状外表面に、熱可塑性
樹脂外層を接着することによって形成される。この外層
は、導管の両端を適合性熱可塑性樹脂継手部品で接着す
ることによって簡単に、防漏洩流体導管システムの中
で、多層導管の両端を一緒に結合することを可能にす
る。火災防護システムの場合には、好ましい金属はスチ
ールであり、好ましい熱可塑性樹脂はCPVCであり、
そして好ましい接着剤は熱活性化される。接着剤でコー
ティングされた金属パイプは予熱され、そしてCPVC
はこの加熱された金属パイプの外表面上に押し出され
る。耐火災CPVCの使用によって、本発明の多層導管
システムは、全CPVC配管システムを含む実在する全
プラスチック配管よりも比較的厳しい火災の脅威のある
場所に、導入することができる。導管は、切断および溶
剤主体の接着剤のような適当な結合剤を使用する普通の
全プラスチック継手部品の直接結合によって、簡単に、
現場でシステムに組み立てられる。CPVC継手部品
は、火災防護システムのために好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体導管システ
ム、特に火災スプリンクラーおよびノズルシステムでの
使用に適した流体導管システムに関する。
【0002】
【従来の技術】スプリンクラーシステムの取り付け人
は、自動スプリンクラーシステムの中の供給ラインとし
て、銅またはより一般的には鉄あるいはスチールパイプ
のどれかの金属導管を一般的に使用する。それらの金属
ラインは、使用されていたであろう他の構造材料より明
らかに火炎および温度による損害に耐える。それぞれの
金属は、相対的なコストの利点および欠点を持つ。一般
的に、配管は固定された長さで供給され、そして取り付
けの前に寸法を合わせるために切断しなければならな
い。鉄含有パイプはそれから、一般的に現場でねじ切り
され、そしてねじ切られた継手と接合される。鉄含有配
管のねじ切られた継手の使用は、そのようなシステムを
取り付ける労働コストを可成り増大させる。銅の切断長
は適当な継手部品と簡単に滑り接合でき、そしてそれか
ら半田付けできるので、銅管材は鉄含有パイプよりも早
く取り付けられる。しかし、銅は鉄含有パイプと比較す
ると材料コストがかなり高価である。
【0003】非ねじ切り接合システムの他のタイプは、
金属特にスチールパイプに対して発達してきた。例え
ば、縮小自在継手部分が、最も軽量であるスケジュール
5のスチール配管の小さい直径を結合するのに使用でき
る縮小システムが知られている。機械的な圧縮タイプの
継手部品の他のタイプは、溝切りされた配管の外面両端
で密封的に接合するものが知られている。さらに、他の
タイプの機械的結合システムは、一組の隣接する配管部
材のそれぞれの開口端に置かれた管状挿入物、および挿
入物に抗して両端を圧縮するためにその両端およびその
挿入物の上に適用される外部圧縮継手部品、を使う。そ
のようなシステムは、溝、フランジ等により、配管の円
滑な円筒形の両端を機械的に形成および破壊すること、
および/または独特のおよび一般的に高価な圧縮継手部
品を使用することを必要とする。
【0004】ある種のプラスチックスは住宅用に、また
ある程度までは、軽危険度の火災スプリンクラーシステ
ムに使用するための承認を獲得している。塩素化ポリ塩
化ビニル(CPVC)プラスチックの配管および継手部
品は、保険業者の研究所によってリストアップされてき
た。一つのリストアップされたCPVCコンパウンド
は、オハイオ州クリーブランドのザ・ビー・エフ・グッ
ドリッチ社のブレーズマスター(BLAZEMASTE
R)(登録商標)ブランドのCPVCである。ブレーズ
マスター(登録商標)は、ザ・ビー・エフ・グッドリッ
チ社の登録商標である。保険業者の研究所はまた、カリ
フォルニアのビバリーヒルズのフレームアウェイ・プラ
スチックス社によって、アメリカ合衆国内で頒布されて
いる、フレームアウェイブランドのCPVCのパイプお
よび継手部品もリストアップしてきた。保険業者の研究
所はまた、住宅用および軽危険度の火災スプリンクラー
システムの用途のための、ある種のポリブチレンのスプ
リンクラーのパイプおよび継手部品もリストアップして
いる。
【0005】プラスチックから作られる配管は、取り付
けコストは銅と同程度だが、材料コストでは銅より安価
であることが判明した。同様の工程は、プラスチックパ
イプと銅パイプの両タイプを一緒に結合する場合に必要
とされる。しかし、プラスチック配管は、金属配管より
曲がりやすい。支持は、金属配管を用いた場合よりプラ
スチック配管を用いた場合の方がより頻繁に与えられな
ければならず、そしてCPVCを用いた場合よりポリブ
チレンを用いた場合の方が頻繁に与えられなければなら
ない。これは、いくつかの取り付けの場合には、そのよ
うなプラスチックシステムのトータルコストを金属シス
テムのコストよりも上に実際に上げるために、取り付け
られるプラスチック配管システムの材料コストと労働コ
ストの両方に十分に付加される。スプリンクラーシステ
ムのためのプラスチック配管は、主として住宅用の取り
付けにおける用途を見い出した。そこではプラスチック
パイプは、不整列の開口部を通して、そして、たるきと
梁を通しておよび/またはその周囲で、金属配管よりも
簡単に取り付けることができる。
【0006】最近の工業数字によれば、住宅用のスプリ
ンクラーヘッドは、販売された全スプリンクラーヘッド
の約15%の割合を占める。しかし、より大きい寸法の
配管や、軽度および通常の危険度の取り付けに一般的に
使用される、より高価なスプリンクラーのために、住宅
用スプリンクラー市場の実際のドル価値は、住宅用の軽
度および通常の危険度のスプリンクラーの取り付けのた
めの全ドル市場のたった約10%か、またはそれ未満と
見積もられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】プラスチック/金属混
成配管および継手は、長年の間、流体導管システムのた
めに提案されたままであった。
【0008】例えば、コケーのアメリカ特許第5,14
3,407号は、外傷からの防護のためにポリ塩化ビニ
ル(PVC)でコーティングした銅管材を使用する提案
に言及し、そして、そのような多層導管の長さの両端の
間に結合部を形成のためにPVCで部分的にコーティン
グされた種々の銅の継手部品を開示している。コケー
は、どのようにしてそのような複合管材が作られるの
か、または作ることができるのか、あるいはそれが作ら
れたことがあるのかを示していない。管材は、継手部分
の金属管部分の周囲に形成されたPVCスリーブに結合
する導管のプラスチックの外表面に適用されるのに適し
たプラスチック接着剤によって継手部品と結合される。
圧縮適合は、継手へのパイプ端を確実にするためにも記
述されている。しかし、どの場合も防漏洩流体シールを
与えるために弾力のあるワッシャーの使用が開示されて
いる。これは、PVCが銅に結合しないので必要とな
る。
【0009】他のタイプのプラスチックでコーティング
されたパイプは、他の目的のために提案されてきた。例
えば、アメリカ特許第3,502,492号は、金属パイ
プの外表面のような金属基体の表面上へのエポキシ樹脂
の軽粉末散布の静電気的沈着、より重い層の表面上への
PVC樹脂微粒子の静電気的沈着、および、基体の表面
に接着したPVC層を形成するためにPVCおよびエポ
キシ樹脂を凝着させるための基体の加熱、を開示してい
る。そのパイプおよびそれらの結合部の物理的構造は論
じられていない。
【0010】アメリカ特許第4,481,239号は、一
つまたは二つ以上の架橋性樹脂がパイプ表面に適用さ
れ、そして架橋するまで十分に加熱され、そしてオレフ
ィンポリマーが外層として、その加熱されコーティング
された基体に適用される、鉄パイプのような金属性基体
をコーティングするための方法を開示している。そのパ
イプまたはそれらの結合部の構造は論じられていない。
【0011】アメリカ特許第2,646,822号は、金
属パイプのための耐腐蝕性外面コーティングとして、ポ
リエチレン(PE)またはポリスチレンの使用を開示し
ている。この特許の中に示されている実施例だけの中で
は、PEでコーティングされた金属パイプは、プラスチ
ックを使用しない慣用的なねじ切られた両端で提供され
ている。その両端は、プラスチックでコーティングされ
た金属パイプの連続的な長さを提供するために、プラス
チックでコーティングされた金属継手の中に、プラスチ
ックを使用しない内部の金属のねじ山を受け入れている
ことが示されている。その結合部における連結は、パイ
プの外側端上のねじ山と、継手の金属管材の内側のねじ
山との機械的なかみ合いによって与えられる。プラスチ
ック層がパイプに接着されているかどうかを示すものは
何もない。
【0012】
【課題を解決するための手段】一つの観点として、本発
明は、完全に閉じられた管状外表面によって規定され
る、一組の対向している開口端を持つ金属パイプの中空
長によって形成される中空導管、そのパイプの開口両端
は導管の開口両端を規定しており、熱可塑性樹脂の層が
そのパイプの管状外表面を完全に被覆しており、そして
金属パイプと熱可塑性樹脂層の間に少なくとも導管の開
口両端で円周防漏洩シールを与えるために、金属パイプ
と熱可塑性樹脂層の間に接着剤層が分布されており;そ
して、上記導管の一つの開口端上に据え付けられた継手
部品、その継手部品は、導管の一つの開口端を受け入れ
且つそれと重なり合っている少なくとも一つの開口端を
含んでおり、その継手部品の一つの開口端は、導管の一
つの開口端上の熱可塑性樹脂層に直接対面し且つそれと
結合されている熱可塑性樹脂の露出した最も内側の管状
表面を有する、からなる多層流体導管システムである。
【0013】他の観点として、本発明は、周囲温度作用
性結合剤を、導管の一つの開口端上で露出した熱可塑性
樹脂層および継手部品の露出した最も内側の管状表面の
少なくとも一つに適用し、そして、結合剤が導管と継手
部品の間で直接に耐漏洩シールされた結合部を形成する
まで、導管と継手部品を一緒に、継手部品の開口端が導
管の一つの端を受け入れ且つ被覆しているままの状態に
維持する、工程からなる上述の流体導管システムを製造
する方法である。
【0014】後述の好ましい実施態様の詳細な説明はも
ちろん前述の概要も、添付図と関連させるとき、よりよ
く理解されるであろう。本発明を説明する目的のため
に、現在好ましい実施態様が、その図面中に図解的に示
されている。しかしながら、本発明は、図解的に図面中
に開示された、その特定の実施態様、手段、構成要素お
よび方法に制限されないことが理解されるべきである。
【0015】ある種の用語は、単に便宜上、後述の記述
に用いられており、制限しようとすることを意図するも
のではない。「右」、「左」、「下方」、および「上
方」の語は、参照される図面中の方向を示す。「半径方
向」および「軸方向」の語は、関連する対象物、要素ま
たは構造の中心軸または他の指定された軸に対し直角の
方向およびその軸に沿った方向を示す。「内側」および
「外側」の語は、それぞれ対象物、要素、または構造の
幾何学的中心に向かう方向およびそれから離れる方向を
示す。その用語は、上に明確に述べた語、それの由来す
る語、および類似した意味の語を含む。さらに、図面を
通して、類似の数字は類似の要素を示すために使用され
ている。
【0016】図1は、一般的に10で示される本発明の
例示的な多層流体導管を図解的に示している。導管10
は、完全に閉じられた管状外表面13と、向かい合って
いる閉じられた管状内表面14を持つある長さの中空金
属パイプ12によって形成されている。その多層流体導
管10は、パイプ12および導管10の一つの端15か
ら向かい合う端16まで、鉄含有金属パイプ12の閉じ
られた管状外表面13を好ましくは少なくとも実質的に
完全に被覆している、好ましくは均一厚さの熱可塑性樹
脂層20をさらに含む。接着剤層22は、その金属パイ
プ12と熱可塑性樹脂層20の間に、熱可塑性樹脂層が
金属パイプ12の管状外表面13を結合することを提供
している。その金属パイプ12の管状内表面14および
管状外表面13は、この実施態様では、端15から端1
6まで均一に円滑(製造許容範囲内で)であり、そして
鉄含有金属パイプ12に、パイプの一つの端15から他
の端16まで均一な内直径と均一な外直径を与える。
【0017】図2は、図3中に40で一般に示されるシ
ステムと同様の本発明の多層流体導管システムを組み立
てるために、多層流体導管10と共に使用される、種々
の継手部品の一つの継手部品30を図解的に示してい
る。
【0018】図2に戻ると、継手部品30は慣用のT字
形スプリンクラーヘッドアダプターである。継手部品3
0は、一番目と二番目の向かい合っている管状開口端3
2と33を持つ、一体の熱可塑性樹脂体を含む。その管
状開口端32、33は、三番目の管状開口端35持つ中
央管状分岐部34によって接続されている。火災スプリ
ンクラーまたはノズルあるいは他の補完的なねじ切り部
材のねじ切られた端を受け入れるために内部にねじ切ら
れた金属挿入物36は、好ましくは、三番目の開口端3
5の内部にねじ切られた開口部を形成するために、継手
本体内に成形されている。管状開口端32と33の露出
した最も内側の管状表面は、熱可塑性樹脂であり、そし
て好ましくは均一に滑らかであり、そして一定の内直径
を有している。
【0019】図3は、本発明の多層流体導管10を利用
している火災防護システム40の一部を図解的に示して
いる。図3中に示されているその多層流体導管システム
の一部は、複数のT字継手部品30によって端と端が一
緒に接続されている複数の多層流体導管10によって、
与えられる。多層導管10の隣接する長さの中空両端
は、それぞれのT字継手部品30の、向かい合う一番目
と二番目の開口端32と33のそれぞれの中に受け入れ
られる。それぞれのT字継手部品30の管状開口部35
は、慣用の火災スプリンクラー38またはノズル39の
ねじ切られた端を受け入れる。火災スプリンクラー38
は、プラグおよび開放されるまでそのプラグを適当な位
置に保持する起動装置を持っていてもよい。火災ノズル
は、スプリンクラーと類似していてもよいが、プラグと
起動装置は欠いてもよい。さらに、偏流板を欠き、そし
て特殊な形をしたオリフィスの特殊な形状によって水分
散パターンを達成してもよい。
【0020】図4および5中に最もよく見られるよう
に、それぞれの導管10の熱可塑性樹脂外層20は、導
管10と継手部品30の間に密封された結合部を形成す
るために、熱可塑性樹脂継手部品30(または他の適当
な継手部品)の管状開口端32または33の一方の露出
した最も内側の管状表面に対し、46で結合される。中
央分岐部34が、導管システム40の露出した熱可塑性
樹脂内側管状表面部を規定していることに注目すべきで
ある。
【0021】継手部品30のような熱可塑性樹脂継手部
品によって結合されていることに加えて、本発明によれ
ば、多層導管10は、火災防護システムのための全CP
VC配管と共におよび他の用途のための他のプラスチッ
ク導管システムと共に現在使用されている標準の外形の
他の継手部品を使用して、接続されるかあるいは別の方
法で結合されることができることが理解されるであろ
う。これらは、スプリンクラーアダプター、直接継手、
L字継手、ブッシング、十字継手、キャップ、プラグ、
フランジ、溝付き継手アダプター、およびユニオン、そ
れぞれは滑り、差し込みまたは滑りと差し込み方式の両
端、および縮小または均一な内直径を持つ、他の形態を
含むが、これらに制限されない。
【0022】火災防護のために形成されるシステム40
の好ましい実施態様では、導管の金属パイプ12は、鉄
含有材料、好ましくはスチールからなる。熱可塑性樹脂
層20は、好ましくは、ザ・ビー・エフ・グッドリッチ
社のブレーズマスター(登録商標)ブランドのCPVC
のような火災防護等級の塩素化ポリ塩化ビニル(CPV
C)からなる。接着剤層22は、CPVC層20を鉄含
有金属パイプ12の外表面13に永久的に結合させるも
のであり、且つ結合を維持するためにスチールとCPV
Cの相違する熱膨張率に適応することができるものであ
る。火災防護システムのための継手部品30および同様
の継手部品は、好ましくは、真鍮(黄銅)のねじ切られ
た挿入物36を備えた、ブレーズマスター(登録商標)
ブランドのCPVCのような火災防護等級のCPVCか
らなり、そして今日ではペンシルバニア州ランスデール
のセントラル・スプリンクラー社を含む種々の商業的供
給源から広く入手することができる。
【0023】CPVCの使用は、特に、いくつかの点に
おいて本発明の好ましい実施態様の重要な観点である。
火災防護システムの方面から、CPVCとポリブチレン
だけが、火災安全のための工業標準をパスし、それによ
ってそのようなシステムのなかでプラスチックの使用を
認めている事実上全ての場所で、火災防護導管システム
のために現在使用することができる唯一のプラスチック
である。しかしながら、ポリブチレンシステムは、より
低い最高周囲作動温度(約48.9℃(120°F)に
対してCPVCの場合は約65.6℃(150°F))
を持ち、CPVCよりもより可撓性であり、そして熱で
結合され機械的に圧縮された結合部の設置を必要とす
る。
【0024】熱で結合されたポリブチレンの結合部は、
延長された熱サイクルの後に疲労する傾向があることが
判った。CPVCは、約−17.8℃(約0°F)から
約37.8℃(100°F)あるいはそれより高い周囲
温度で、防漏洩結合部を形成するために、既知の溶剤主
体の結合剤でCPVCに直接結合されることができる。
CPVCは、ポリブチレンより少ない支持ハンガー
で、およびより高い周囲温度の場所において、およびよ
り少ない構造的防護で、取り付けることができる。普通
に型入れ形成されたり、押し出されたりするプラスチッ
クの中では、CPVCは扱うのが最も困難なものの一つ
である。CPVCポリマーの押し出し温度は、一般に約
204.4℃(約400°F)から約232.2℃(約4
50°F)の間の範囲にある。しかし、特別な押し出し
設備およびCPVC調製物のための押し出し温度範囲
は、もっとはるかに狭い範囲すなわち約5.6℃〜11.
1℃(約10〜20°F)だけを持つことができる。例
えば、ブレーズマスター(登録商標)ブランドのCPV
Cコンパウンドは、記述されるべき押し出しのレイアウ
トにおいて、約212.8℃(約415°F)から22
1.1℃(430°F)の間のみの好ましい押し出し温
度範囲を持っている。
【0025】押し出しのために好ましいCPVCは、ザ
・ビー・エフ・グッドリッチ社のブレーズマスターN
o.88745コンパウンドの導管外層22である。そ
のCPVCコンパウンドの物理的、熱的特性は以下のよ
うである。
【0026】 フ゛レース゛マスター(登録商標) 特性 フ゛ラント゛CPVC ASTM 比重 "Sp.Gr." 1.55 D792 アイゾット衝撃強さ 1.5 D256A (ft.lbs./inch、ノッチ有り) 弾性係数、22.8℃(73°F) "E" 4.23×105 D638 ポンド/平方インチ 圧縮強度 ポンド/平方インチ "o" 9600 D695 ポアソン比 "O" 0.35〜0.38 −− 許容応力、22.8℃(73°F) "S" 2000 D1598 ポンド/平方インチ ハーゼン・ウィリアムス係数 "C" 150 −− 線膨張係数 インチ/(インチ°F) "e" 3.4×10-5 D696 熱伝導率 "k" 0.95 D177 BTU/hr/ft2/゜F/インチ 引火点 "゜F" 900 D1929 限界酸素指数 "LOI" %60 D2863 電気伝導率 不導体 押し出し温度(近似値) 414〜425゜F N/A 加熱ひずみ温度 "゜F" 217゜F −−
【0027】ブレーズマスター(登録商標)No.88
745コンパウンドに使用されているCPVC樹脂につ
いてのさらなる情報はアメリカ特許第4,412,898
中に提供されている。このアメリカ特許はその全体が本
明細書に組み込まれる。
【0028】非常に薄い冷間圧延鋼、例えばアメリカ自
動車技術者協会(SAE)C1010の20ゲージ鋼
は、他の金属には見られないコスト面の利点を申し出し
ているように、本発明の多層導管10の鉄含有金属パイ
プにとって現在好ましい。使用されてもよい他の鉄含有
金属は、増強された強さによって肉厚を最小にするため
に、亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼またはC1010より
炭素値が高いスチールを含む。
【0029】好ましいCPVC材料と鉄含有パイプ12
との接着は、CPVCが溶融した形態で金属上に押し出
されたときにおいてさえ、金属に直接結合しないので必
要である。接着剤層22は、導管10が流体導管システ
ム中に一緒に接続されるときに、パイプ12を被覆して
いるCPVC外層20と金属パイプ12の間へ水が浸透
する可能性を防ぐために与えられる。接着剤層22はさ
らにまた、使用中にCPVCと鉄含有パイプとの間の結
合の失敗を防ぐのに金属パイプ12(約6〜7×10-6
/F°)とCPVC外層20(約3.4×10-5/F
°)との相違する熱膨張率に適応するために十分に弾性
がある。導管10が使用のためにどの長さにでも切断が
可能な場合は、接着剤層は、パイプ12の完全に周囲を
およびそれに完全に沿って、端から端まで及ばなければ
ならない。一連の分離した個々の接着剤の環は、パイプ
に沿って与えられてもよいが、万能性のためには、パイ
プの完全な周囲でパイプの全長さを走っている連続的な
接着剤層が非常に好ましい。導管10がさらに切断され
ることなく使用される場合は、パイプ12のそれぞれの
両端の周囲でパイプ12とCPVC層20の間に永久的
な防水密封を作り出すのに十分な距離をパイプの端から
伸ばしているパイプ12のどちらか一方の端の周囲に接
着剤層が与えられる必要があるだけである。
【0030】前述のスチールパイプとブレーズマスター
(登録商標)ブランドのCPVCコンパウンドのための
好ましい結合性材料は、ザ・ビー・エフ・グッドリッチ
社の接着剤No.A1718Bおよびペンシルバニア州
エリーのロード社のエラストマー製品のケムロック(登
録商標)485および硬化剤44の二つの部分からなる
システムである。
【0031】ザ・ビー・エフ・グッドリッチ社のNo.
A1718Bは、溶剤主体の下塗り剤と思われる。それ
は、メチルエチルケトン、トルエン、ブチルアルコー
ル、エタノール、およびイソプロピルアルコールおよび
プロピレンオキサイドの特許された混合物を含む液体で
ある。ケムロック(登録商標)485/硬化剤44成分
は二つの成分からなるエラストマー接着剤を構成する。
ケムロック(登録商標)485は、キシレン、メチルエ
チルケトンおよびエチルベンゼンを特許された組み合わ
せの中に含み、ケムロック(登録商標)硬化剤44は、
キシレン、芳香族ポリイソシアネート、4,4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、エチルベンゼンおよび
ジフェニルメタンジイソシアネートを特許された組み合
わせの中に含む。これらの二つは、ケムロック(登録商
標)485の100重量部と硬化剤44の6〜10重量
部を、提案された割合で混合される。
【0032】それぞれは、好ましくは、希釈しないで、
乾燥時に約0.0508mm(約2ミル)から約0.07
62mm(3ミル)の厚さを生じるのに十分な量で、パ
イプ12の外表面13上にスプレーされる。好ましくは
多層導管10は、例えばスケジュール40および/また
は80(アメリカ試験材料学会(ASTM)F438)
のような、公称寸法の継手部品と共に使用される配管ま
たは管材の外側の公称寸法に従った外直径で与えられ
る。多層導管10の、金属パイプ12の全厚さ、熱可塑
性樹脂層20および接着剤層22は、導管システムが適
用される用途のための、安全な防漏洩導管システムのた
めに必要な強さと堅さを提供するのに十分な厚さであれ
ばよい。
【0033】多層導管10の外直径は、好ましくは、相
当する公称寸法の継手部品と共に使用するために、公称
パイプ寸法(NPS)の配管または管材の外直径に、例
えば約1.91cm(3/4インチ)から少なくとも約
10.16cm(4インチ)の直径に相当する慣用的な
ものでよい。アメリカ試験材料学会スケジュール40お
よびスケジュール80の継手部品は、火災防護導管シス
テムに使用されるプラスチックのための標準の寸法であ
る。約5.08cm(約2インチ)またはそれ未満の公
称寸法を持つプラスチックの配管または管材と共に使用
されるプラスチック継手部品は、より厚い管壁を持った
スケジュール80の寸法(ASTM F439)も使用
されるが、スケジュール40の寸法(ASTM F43
8)で火災防護システム内に使用することができる。約
5.08cm(2インチ)を越える公称パイプ寸法を持
つプラスチックの配管または管材と共に使用するプラス
チック継手部品は、火災防護システムの使用について
は、スケジュール80の寸法に従わなければならない。
他の標準的な寸法のパイプおよび継手部品は、導管シス
テムの他の用途に使用されてもよい。例えば、アメリカ
試験材料学会の標準の寸法のパイプおよび継手部品は、
大きさの点でスケジュール5からスケジュール100ま
での範囲に及ぶ。
【0034】少なくとも火災防護導管システムのために
は、好ましいCPVC層20は、約0.51mm(約0.
02インチ)と同じくらい薄くそして約1.91mm
(0.075インチ)と同じくらい厚い厚さもこの用途
のために考えられるが、約2.54mm(0.1インチ)
未満、提案としては約2.03mm(0.08インチ)未
満、そして好ましくはたった約1.02mm(約0.04
インチ)の肉厚で与えられる。
【0035】火災水散布システムのためには、多層流体
導管10の鉄含有パイプ12は、約0.89mm(約0.
035インチ)と約1.65mm(0.065インチ)の
間の厚さが、少なくとも約7.62cm(3インチ)ま
での公称パイプ寸法(”NPS”)と共に使用するため
に考えられるが、好ましくは約2.54mm(0.1イン
チ)未満、提案としては約2.03mm(0.08イン
チ)未満、そしてさらには約1.52mm(0.06イン
チ)、そして好ましくはたった約1.02mm(約0.0
4インチ)(例えば約1.07mm(0.042イン
チ))の肉厚を持つ非常に薄い冷間圧延鋼である。火災
スプリンクラーシステムのための標準のアメリカ試験材
料学会のスケジュールで許可されている最も薄いねじ切
られたスチールパイプの肉厚は、約2.21mm(0.0
87インチ)と考えられる。火災スプリンクラーの用途
として許可されている最も薄いCPVCの肉厚は、約
1.91cm(3/4インチ)の公称パイプ寸法のため
に約2.16mm(0.085インチ)である。約2.5
4cm(1インチ)またはそれより大きい公称パイプ寸
法のために、CPVCの肉厚は約2.54mm(0.10
0インチ)より大きくなくてはならない。
【0036】配管および管材は、特定された外直径によ
って通常寸法合わせがされる。それと一緒に使用される
継手部品は、その継手部品によって受け入れられるべき
配管および管材のために特定された標準外直径に関し
て、内部的に寸法合わせがされる。標準継手部品寸法の
ためには、本システムの導管10は、全プラスチックパ
イプおよびさらには標準スチールパイプより、少なくと
もわずかに大きい内直径を持っていればよい。例えば、
火災スプリンクラーシステムのために広く使用されてい
る約2.54mm(1インチ)(NPS)のスケジュー
ル10のスチールパイプは、約2.79cm(1.097
インチ)の実際の内直径および約2.77mm(0.10
9インチ)の肉厚を持っている。このパイプは回転溝掘
り用に設計されているが、ねじ切りされるのにも十分な
厚さを持っている。火災防護システムに使用される最も
薄いスチールパイプは、スケジュール5である。約2.
54cm(1インチ)と約5.08cm(2インチ)の
間の公称パイプ寸法は、商業的に入手可能である。全て
のパイプは約1.65mm(0.065インチ)の公称肉
厚を持っている。そのような薄肉パイプはねじ切りは不
可能である。アメリカ試験材料学会(ASTM)指定:
A795−93”火災防護の使用のためのスチールパイ
プ・・・のための標準規格”は、ねじ切り可能なスケジ
ュール10および40のスチールパイプのための、次の
ような、公称パイプ寸法、実際の外直径、および公称肉
厚のスケジュール4を定めている。
【0037】
【表1】
【0038】CPVCパイプのための肉厚は、最も小さ
い公称パイプ寸法では、ねじ切り可能なスチールパイプ
に類似しており、例えば、約1.27cm(1/2イン
チ)(NPS)のスチールパイプおよびCPVC管材の
ためには、それぞれ約2.21mm(0.087インチ)
対約2.16mm(0.085インチ)である。全ての場
合において、本発明の多層導管の鉄含有金属パイプは、
火災防護システムに以前に使用可能であったと同じ公称
直径の最も薄いパイプのために規定された、最も薄い公
称肉厚よりも一層薄い。
【0039】約2.54cm(1インチ)の直径(NP
S)の管材(実際の内直径は約2.800cm(1.10
1インチ))のための約2.72mm(0.107イン
チ)から、約7.62cm(3インチ)の直径(NP
S)の管材のための約7.62mm(0.300インチ)
までの範囲にあるCPVCのために、肉厚の要求はより
速く増大している。標準CPVC継手部品を使用した、
本発明の多層導管10を使用することによって与えられ
る増加した内直径は、慣用の薄肉スチールパイプシステ
ムより約4%多い水流(スケジュール10より少な
い)、およびほぼ同じ公称パイプ寸法のための伝統的な
スケジュール10および40のスチールパイプシステム
より8%多い水流を供給することが期待される。その増
加した量は、全CPVCシステム、特に約2.54cm
(1インチ)より大きい寸法の全CPVCシステムに比
較して、さらに大きくなるであろう。この内直径の有効
な増加は、いくつかの場合には、請負業者がスプリンク
ラーシステムのパイプ寸法を小さくすることを可能に
し、それによって請負業者のために追加の労働と材料の
節約を可能にする。
【0040】多層導管10の外直径が、それと共に使用
される慣用の継手部品の内直径によって決定される場合
には、金属パイプ12の外直径は、熱可塑性樹脂層20
と接着剤層22の厚さに依存するだろう。結果として、
本発明の金属パイプは、非標準の外直径および内直径を
持つこととなろう。
【0041】本発明の多層導管10は、全プラスチック
配管の製造上の利点をすべて持っている。本発明の多層
導管10は、普通のホイールカッターを使用して、現場
でどの長さにでも切断することができる。その切断端
は、好ましくはバリをとり、そしてCPVC層は組立の
容易のためにカドをとってもよい。導管両端または金属
パイプの、ねじ切りまたは溝彫りあるいは他の分裂を有
しないことは、特に、結合部形成のために必要とされ
る。結合剤が作用する周囲温度は、露出した熱可塑性樹
脂層20上に、および/または導管の端を受け入れる、
露出した熱可塑性樹脂層によって形成される、継手部品
の露出した最も内側の表面上に、導管10の端の周囲で
簡単に適用される。管片は、導管の端を継手部品の開口
端内に挿入し且つ結合剤を分配するためにねじることに
よって結合される。その結果として生じる結合された結
合部は、上述の好ましい結合剤を使用して、数分以内に
硬化し、そして圧力を支えるようになる。熱可塑性樹脂
外層20は、さらに金属パイプ12の外側を腐食から防
護する利点を持っている。
【0042】カリフォルニア州ガーデナのアイ・ピー・
エス社およびオハイオ州クリーブランドのオーティー社
によって製造される1ステップの溶媒セメントは、上述
のCPVCでコーティングされた導管10とCPVC継
手部品30を結合し、そして少なくとも875ポンド/
平方インチかそれより大きい圧力で防漏洩性と完全な形
を維持する結合部を与えるための好ましい周囲温度作用
性結合剤である。アイ・ピー・エス社の規格は、セント
ラル・スプリンクラーのCSC−300溶媒セメントと
して知られている。それはまた、WELD−ON 72
3(ブレーズマスター(登録商標)CPVCパイプのた
めに改良された)としても知られている。オーティーの
規格は、”オーティー・ミディアム・レッド・ブレーズ
マスター(登録商標)セメントCPVC−Low VO
C”と呼ばれている。これらの結合剤は、希釈なしに直
接適用され、そして周囲温度すなわち約−17.8℃
(約0°F)から約48.9℃(120°F)の間のあ
る温度での使用に適している。それぞれは、CPVC樹
脂と、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサナン、およびアセトンを含む有機溶剤との混合
物として記述されている。ぞれぞれは、希釈なしに適用
され、そして室温(例えば、約−17.8℃(約0°
F)から約48.9℃(約120°F))で硬化する。
【0043】図6は、より高い挑戦火災場所において増
加した熱防護のために使用される、一般的に130で示
される、本発明の多層金属/プラスチックねじ切られた
スプリンクラーアダプタータイプのT字形継手部品を、
1/4部分図で図解的に示している。この改良された継
手部品130は、内側の慣用の熱可塑性樹脂、好ましく
は図2の継手部品30のようなCPVC継手部品30、
および132で一般的に示される包囲金属シェルを含
む。金属シェル132は、刻印をつけられ、T字継手部
品30の周囲に形成され且つ包まれ、そして134で一
般的に示されるろう付またはバンド136によって示さ
れる巻付を含みしかしこれに制限されない種々の方法の
いずれかによって継手部品30の周りにしっかり留めら
れる。他の留めの形態は、図7および8に示される。図
7中、対向するフランジの組(一つは138で示されて
いる)は、びょう、スクリュー、ナットとボルトの組み
合わせのボルト部分であってもよい慣用の留め金142
を受け入れるための開口部140を持つさらに他の継手
部品の具体物130’の改良金属シェル132’上に与
えられる。
【0044】図8は、さらに他の継手部品の具体物13
0’’の側面図である。金属シェル132’’の外側へ
曲がりそして内側へ曲がる向かい合うフランジ13
8’’、139’’は、他の一方と重なり、そして継手
部品30の周囲を締める。シェル132、132’およ
び132’’のそれぞれは、継手部品30の性能を熱に
耐えるように適度に改良するために十分に、継手部品3
0の別の外表面を少なくとも実質的に完全に被覆してい
る金属層を与える。
【0045】図9は、ブロック図型中に、多層導管10
を組み立てるための提案された工程を示している。好ま
しくは、薄肉スチールパイプ12は、独立した、切断さ
れた、標準的な長さに予め形成して提供される。このス
チールパイプは、残留スケールおよび他の汚染物質を取
り除かれ、そして工程60で脱脂され、そしてそれから
工程62で例えば強制空気蒸発によって、脱脂剤が取り
除かれる。次に、適当な接着材料24は、接着剤適用工
程64中の適当な手段によっても、完全に閉じられた管
状外表面13に適用される。金属パイプ12の外表面全
体にスプレーすることは好ましいが、接着材料24がパ
イプ12上にブラッシングされたり、あるいはローラー
がけしてもよく、またパイプ12が浸漬されてもよい。
接着材料24は、それから乾燥工程66で乾燥される。
【0046】開示された好ましい接着剤のためには、乾
燥は好ましくは、接着性コーティングまたは層を備えた
パイプを取り扱うのを可能にするのに、接着剤からの溶
媒キャリアーを十分に取り除くために、活性温度未満の
温度例えば約65.6℃(約150°F)で、加熱によ
って達成される。その接着剤がコーティングされたパイ
プは、以下に参照数字12’によって確認される。接着
材料層12’を持つパイプは、接着剤が活性化すること
なしに許容するのと同じくらい熱い温度に加熱すること
によって乾燥させる。これは、ザ・ビー・エフ・グッド
リッチ社の接着剤の場合は、約171.1℃〜176.7
℃(約340°F〜350°F)だが、ロード社のシス
テムの場合はただの約121.1℃(約250°F)で
ある。
【0047】接着剤コーティング12’を持つパイプ
は、図10に示されるように、押し出しヘッド88を通
り抜けている。好ましい接着材料層24は、予熱器85
a、85b、85cの一式およびヘッド88のツーリン
グによって、乾燥温度より上の活性化温度、好ましくは
約176.7℃(約350°F)より上に、加熱活性化
工程68中で、溶融CPVCの適用のすぐ前に予熱され
る。上述の接着剤は、約182.2℃(約360°F)
かそれより高く、活性化のために加熱される。ロード社
のシステムは、もし望むなら、約176.7℃(350
°F)未満の温度で熱活性化することができる。接着剤
24は好ましくは、押し出しヘッド88を物理的に挿入
する前に熱活性化されるが、ヘッドの内部でもまた熱活
性化されることができる。ヘッド88の入り口でパイプ
12’の表面を予熱することによって、パイプ12’
は、予熱器とヘッドを通り抜けてヘッドを前進させるよ
うにさらに外側から処理され得る。パイプ12’を予熱
することは、押し出されるプラスチックの温度を保持す
るのに役に立つ。CPVC21または他の押し出し可能
な熱可塑性樹脂は、押し出し工程70中で管状層20に
適用される。
【0048】多層導管10は、押し出しヘッド88を突
き抜けて、押し込み、引っ張り、または好ましくは例え
ばピンチホイール(図示されていない)を使用して最初
に押し込みそしてその後に引っ張る組み合わせを含む、
種々の方法で動かされ得る。
【0049】導管10は、外側の表面がCPVC層20
と導管10の外直径のより正確且つ均一な寸法を達成す
るのを終了する、寸法合わせ工程72中で処理されても
よい。導管10の外直径は、図12に関して述べられる
ような正の空気圧によってはもちろん、機械的回転、真
空サイジングまたはそれらの方法の組み合わせを含む
が、これらに制限されない、プラスチック管材の寸法合
わせのための標準である多くの方法で寸法合わせが可能
であると信じられている。
【0050】スチールパイプ12の機械的に切断された
長さが引き続いて押し出しヘッド88に供給された場合
は、そのようなパイプの両端は切断工程からわずかに内
側へ巻かれるかまたはへこまされるであろう。パイプ両
端でのパイプの直径のこのわずかな縮小は、そのような
パイプの標準製造許容誤差の範囲内である。わずかでは
あるが、この寸法の変化は、近接検出器または同様のも
のによって、端と端が接合されたパイプ12について検
出することができる。。また、パイプの始めと終わりを
検出することができるセンサーを使って、押し出しヘッ
ドを突き抜けてパイプを供給している一つかまたは二つ
以上のサーボ制御ホイール上に一つ又は複数のエンコー
ダーを供給することによって、パイプの両端の場所を突
き止めることも可能であろう。
【0051】あるいはまた、パイプを押し出しヘッドの
中に、それぞれのパイプの間に間隔を設けて供給するこ
ともできる。約0.79mm(約1/32インチ)また
はそれより大きいスペースが、供給の方法に依存して、
隣接するパイプの隣接する両端の間に展開されうる。こ
のスペースは、パイプの両端を確認するための内部支持
を欠くために、パイプの間でつぶれざるを得ないCPV
C材料の連続的なチューブによって広がる。これらの変
化が圧延パイプの両端よりもより顕著になるので、他の
違うセンサー(例えば超音波的、磁気的、電気的およひ
/または光学的検出手段)も、押し出しヘッド88から
退出して、パイプの両端の位置を確認するのに使用でき
ると信じられる。あらかじめ切断された金属パイプ12
は、こうして確認され、そしてお互いにおよび仕上げ工
程74で余分なCPVCを除去された多層導管10の両
端から分けられる。
【0052】図10は、CPVC材料を接着剤でコーテ
ィングされた金属パイプ12’に適用するための好まし
い押し出しヘッド88の主要なツーリング成分を図解的
に示している。慣用の押し出し機が、部分的に示され、
そして一般的に80で示されている。この押し出し機8
0は、加熱されそして継手82を通り抜けてヘッドの供
給導管86および押し出しヘッド88自体中に、慣用の
方法で加圧下で供給される、CPVCの貯留所を含む。
CPVCは、ヘッド88のブッシング87内の開口部8
7aを通り抜けて、そしてブッシング87の管状内表面
と押し出しピン90の外表面の間に規定された圧縮チャ
ンバー96内に通る。押し出しピン90は、接着剤でコ
ーティングされた金属パイプ12’を受け入れ且つ通り
抜けるための中央の中空穴91(見かけ上)、および供
給導管86からCPVCを受け入れるために供給路92
をその外表面上で持っている。押し出しヘッド88は、
ピン90をその上流端から支持しているマンドレル94
をさらに含む。もし望むなら、ピン90の下流端は、ピ
ン90とブッシング87の間に、またはブッシング87
に取り付けられているダイ98とピン90の間に伸びた
刃形スパイダで支持することができる。ブッシング87
は、ピン90の基部の端を囲み、そしてダイ98は、ピ
ン90の端部の端を囲んでいる。
【0053】供給路92は、一つが92aで示されてお
りそして図10中に見られる、二つの対称な半分体を持
っている。隠れた半分体は、ピン90のもう一方の側の
鏡像である。92a、92bの両方の半分体は、ピン9
0の側面図である図11に見かけ上、見られる。それぞ
れの供給路部分92a、92bは、開口部87aからピ
ン90の反対する側まで、開口部87aから離れてピン
90の周囲180°をらせん状に渦を巻いている。好ま
しくは、押し出し機80の供給軸および継手82の中央
軸および供給導管86は、よどみと切断を最小にするた
めに、他の一つおよび供給路92a、92bと同一平面
上にある。それぞれの供給路部分92a、92bは、開
口部87aに直接隣接する実質的に正確な半円から、供
給路92aおよびその鏡像92bが開口部87aからピ
ン90の反対側で交わる交差しない部分領域まで、交差
部分領域で滑らかに且つだんだんと小さくなる。ピン9
0は、流路92を支持しているほぼ円筒形の部分90a
を含む。ピン90は、その後、円錐形部分90bで、約
2.54mm(0.1インチ)未満の肉厚およびスチール
パイプ12の外直径より約1.52mm(約60ミル)
だけ大きい内直径を持つ二番目のより小さい直径の円筒
形部分90cまで、内側へ次第に細くなる。もし望むな
ら、半径方向に内側におよび縦に伸びている複数の刃形
は、パイプ12’がピン90の端から供給するときに、
パイプ12’を中心に保持するのを助けるためにピン9
0の中空穴の内部に与えられる。
【0054】流路92の下のブッシング87の内直径
は、流路92のすぐ下のピン90の直径より約7.62
mm(約0.3インチ)大きい。この違いは、環状圧縮
チャンバー96の半径方向の長さを実質的に限定する。
ダイ98は、ピン90の次第に細くなる部分90bに向
いている次第に細くなる部分98a、およびピン90の
均一な直径の端部の端90cを受け入れている均一な直
径の中空穴98bを持っている。このダイ98内の均一
な内直径の中空穴98bは、例えば、約1.02mm
(約40ミル)の厚さのCPVCまたは他の熱可塑性樹
脂をパイプ12’に適用するために、約1.14mm
(約45ミル)から約1.52mm(60ミル)の肉厚
を持つCPVCのチューブを押し出すように、ピン90
の最も端部90cの外直径より約2.29mm(約0.0
9インチ)から約3.05mm(約0.12インチ)大き
くてよい。パイプ12’は、CPVCコンパウンドが押
し出されるスピードより大きいスピードで押し出しヘッ
ドを通り抜ける。好ましくは、このスピードはCPVC
コンパウンドを、元の押し出し厚さよりわずかに小さい
約1.02mm(約40ミル)に伸ばすように制御され
る。
【0055】CPVCコンパウンドの温度を制御するた
めに、加熱域は押し出しヘッドツーリングおよび他の場
所の中または上に保持される。好ましくは、個々の、独
立して制御される加熱域は、継手82、供給導管86、
ブッシング87の上のヘッドハウジング84、および供
給導管86の下のブッシング87自体、の上に保持され
る。 加えて、予熱器85a、85b、85cのそれぞ
れは、好ましくは、パイプ12’を予熱しそして押し出
しヘッド88を通り抜ける直前に接着剤コーティング層
22を活性化するために、好ましくは、ヘッド88の上
流で個々に制御される。押し出しヘッドの加熱域は、好
ましくは、CPVCコンパウンドが押し出し器80から
そしてヘッド88を通り抜けるときに、CPVCコンパ
ウンドのいくらかのせん断加熱を可能にするために、約
185℃(約365°F)に保持される。
【0056】流路部分92b、92aの断面領域におけ
る方向付けおよび進行的縮小は、CPVC押し出し工程
の成功にとって非常に重要である。部分92aおよびそ
の鏡像相対物92bは、ピン90の周囲での樹脂の不規
則な冷却を防ぐために、樹脂をピン90の反対側に、そ
の樹脂が流路92なしにそこに到着するよりも速く動か
す。流路の半分体92a、92bは、供給導管86とブ
ッシング開口部87aの中央線と共通平面内に位置す
る。それぞれの流路半分体92a、92bの奥行きは、
それぞれの流路半分体がブッシング開口部87a(ピン
90上で0°の位置)からピン90の反対側(180°
の位置)に伸びるにつれて直線的に縮小する。加えて、
溝の下流側上のピンの円筒形部分は、それぞれの流路半
分体92a、92bに沿って約中間(すなわち約90°
と270°の位置)からピン90の向こう側(すなわち
180°の位置)までさらに縮小され、再びそれぞれの
ほぼ中間位置(すなわち約90°と270°の位置)の
最初からピン90の反対側(すなわち180°の部分)
まで約2.29mm(約0.090インチ)の奥行きにほ
ぼ直線的に縮小される。溶融したCPVCのほぼ均一な
冷却は、顕著な溶接もしくは結合されたラインまたは高
い応力濃度の形成を、そのようなラインが開口部88a
の反対側のピン90の側に普通は位置している場所に、
妨げるのに非常に重要である。
【0057】接着剤コーティングパイプ12’を、押し
出されるCPVCの温度の近く(例えば、適用されるC
PVCの温度より、少なくとも約10℃(約50°F)
以内、そして好ましくは、約10℃(50°F)未満低
い温度)まで予熱することは、押し出しヘッド88内の
CPVCコンパウンドの温度を、好ましい温度加工範囲
内に維持するのを助ける。押し出しヘッド88内では、
その範囲は、たった約8.3℃(約15°F)(約21
2.8℃(約415°F)から約221.1℃(約430
°F))である。好ましいCPVCコンパウンドは、塩
素化によるその粘性のために好ましい厚さに引っ張るの
に抵抗する。好ましいコンパウンドは、約210℃(4
10°F)かそれ未満に冷却することを許容した場合裂
ける傾向があり、また約232.2℃(約450°F)
を越えることを許容した場合焼けるかまたはすりむく傾
向がある。ツーリングを通してあまりに速く引っ張りす
ぎた場合、CPVCは摩擦によって過熱しそして燃焼す
ることがある。CPVCを放出するための理想的な温度
は、約232.2℃(約450°F)かそれより僅かに
低い温度であろう。上述の配置は、CPVCコンパウン
ドをピン90(またはパイプ12’)に約221.1℃
(約430°F)で送出すると信じられる。直径約2.
54cm(1インチ)のパイプは、約9.14m(約3
0フィート)から約10.67m(35フィート)毎分
の速度で、同定されたCPVCコンパウンドを持つのツ
ーリング、スチールパイプおよび熱活性化接着剤を実際
に通り抜けている。
【0058】図12は、寸法合わせのための提案された
配置を示す。管状の寸法合わせ襟100は、ダイ98の
露出した端内に据え付けられている。この襟は、プラス
チックでコーティングされた導管10がダイ98を出る
ときに通り抜ける内部通路102を含む。管状のマニホ
ールド104は、矢印108で示される空気または他の
適当な気体の加圧源がそれを通り抜けて供給され得る供
給導管106と連結される襟の内部に与えられている。
複数の個々の中空穴110は、マニホールド104から
内部通路の中へ、半径方向に内側に伸び、そして押し出
しヘッド88を通り抜ける導管10を取り囲む空気噴出
の輪を規定する。熱可塑性樹脂層22の厚さは、パイプ
10’の供給速度、CPVCコンパウンドまたは他の押
し出される熱可塑性樹脂の供給速度および温度、並びに
中空穴110を通って吹きかけられる空気または他の気
体の圧力、を含む操作パラメーターの組み合わせによっ
て制御される。
【0059】本発明の多層導管および導管システムは、
特に火災防護システムにおいて、プラスチックまたは金
属/プラスチックコンポジット導管システム等の、他の
既知の金属を越えた、コスト面の可成りの利益と使用の
容易さ、を提供する。本発明の好ましい多層導管は、減
少された肉厚で、全てのプラスチック配管によって提供
され得る強さおよび堅さより、より大きい強さおよび堅
さを提供する。本発明のシステムの多層導管は、火災の
危険、またはろう付銅システムに結びつくコスト、また
は全スチールシステムを取り付けることの経費なしに、
全プラスチックシステムと同じくらい簡単にシステム中
に一緒に連結され得る。本システムの多層導管は、比較
的低い熟練度の労働により、そしてねじ切り装置、押し
広げ装置、トーチ、熱結合または圧縮装置、または他の
高価な機械的継手部品連結システムの経費なしに、導管
システムの取り付けを可能にする。
【0060】本システムが、鉄含有金属パイプ12また
は多層導管10の内側のおよび外側の管状表面のねじ山
または他の分裂の設備、またはパイプもしくは導管の両
端の圧縮を必要としないので、そのようなシステムに以
前に使用されていた今までに知られたスチール配管より
薄いスチール配管は、今では軽重量とコストの節約のた
めに使用でき、一方ではさらに875ポンド/平方イン
チとそれを超過する圧力に対して十分に完璧さを備えた
金属の堅さを提供することができる。本発明の導管は、
国際火災防護協会(NFPA)13で定義されているよ
うな通常の危険度の占有者において使用するために設計
される、プラスチックを使用する最初の導管システムと
して期待される。しかし、好ましい複合システムの利点
は、取り付けられた火災防護システム内の全金属配管が
現在は優勢である低危険度システムにおいて、はるかに
大きな受け入れと使用とをもたらすであろうと信じられ
る。 特に、本発明の好ましい複合導管10のための吊
りの要求は、少なくともスチール(支持間の最大間隔は
約4.57m(15フィート))と同じくらい望ましい
ことが期待される。その相当に削減された重量のため
に、本発明の導管は、さらに取り付けコストを削減する
ために、支持間により大きな距離の間隔(例えば、約
4.88m(16フィート)からできれば約6.10m
(20フィート))を安全にあけることを可能にし、一
方では、より大きな取り付けの柔軟性を可能にするであ
ろう。
【0061】本発明の多層導管は、多数の実在するCP
VC継手部品と共に使用することができ、これらの継手
部品を通して、他の銅、スチール、および伝統的なプラ
スチック(例えば、PVC,ABS等)導管システムお
よび配管に連結される利点を持っている。
【0062】本発明の好ましい実施態様が開示され、し
かもそれに対するある程度の改変が提案されたので、さ
らに他の改変および変化は当業者に思い浮かぶであろ
う。例えば、CPVCは継手部品のために好ましく、そ
して接着したCPVCはスプリンクラーシステムのため
の導管のために好ましいが、他のポリマーを使用しても
よい。使用されてもよい、他の押し出し可能な、接着可
能な、周囲温度での結合可能なポリマーは、CPVCの
他に、ポリ塩化ビニル(PVC)、アクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン(ABS)、ポリウレタン(ポリ
エステルとポリエーテルの両方)、およびそれらのお互
いの他の一つとの配合物およびCPVCとの配合物を含
む。すべては、押し出し可能で、金属に接着可能で、溶
媒結合性である。PVCとCPVCの間を区別すること
によって、塩素が57重量%を越えるPVCポリマーは
塩素化PVCとして考えることができる。
【0063】好ましいCPVC熱可塑性樹脂層は、他の
方法で好ましいスチールパイプを補う。好ましいCPV
Cは、それ自体かなり強い。CPVC外層22は、外部
の腐食からスチールパイプ12を防護する。そのような
配管は、活性化されるまで乾燥しているかあるいは動か
ない(流れない)水を含むので、そのようなシステムに
は小さな内部の腐食が一般的に発生する。このように、
他のより活性な(流体が流れる)導管システムに対する
よりも比較的薄いスチール肉が用いられているにもかか
わらず、火炎防護のために使用できる。他のポリマー
は、火災防護以外の用途のための、予めねじ切られた、
鉄含有金属または他の金属パイプと共に使用されてもよ
い。
【0064】本発明は、この開示された特定の好ましい
実施態様およびそれに代わる態様に制限されず、添付さ
れた特許請求の範囲に記述された全ての実施態様を包含
することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多層導管の部分的に破断されたあ
る長さである。
【図2】一例としてのプラスチックパイプ継手部品の一
部の断面である。
【図3】図1および図2の多層導管および継手部品を用
いた自動天井スプリンクラーシステムの一部の側面図で
ある。
【図4】図3の線4−4に沿ってとらえた横断面図であ
る。
【図5】図4の線5−5に沿ってとらえた横断面図であ
る。
【図6】図3のような多層導管システム中の慣用のねじ
切られた火災スプリンクラーまたはノズルと接合するた
めの、本発明の多層金属/プラスチックT字形ねじ切ら
れたアダプター継手部品の1/4側面図である。
【図7】図6に示された形態に代わる、防護の形態を持
った、本発明の他の一例の継手部品の1/4側面図を示
している。
【図8】図6および7に示された継手部品に代わる、防
護の形態を持った、本発明のさらに他の一例の継手部品
の端面図を示している。
【図9】本発明による多層パイプを製造するための方法
の概略図である。
【図10】鉄含有パイプの接着剤被覆外表面にCPVC
樹脂の層を適用するための押し出しヘッドの概略断面図
を示している。
【図11】図10の押し出しヘッドの押し出しピンの概
略端面図を示している。
【図12】押し出しヘッド上の空気寸法合わせ襟の内部
を概略的に示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステェブン ジェイ・メイヤー アメリカ合衆国 19355ペンシルヴァニア 州、マルヴァーン、ウェスト ヴァリーヒ ル ロード 178 (72)発明者 ジョージ ジイ・メイヤー アメリカ合衆国 19355ペンシルヴァニア 州、マルヴァーン、ボディン ロード 402 (72)発明者 カルミン エル・シアボン アメリカ合衆国 19468ペンシルヴァニア 州、ロイヤースフォード、ストラットフォ ード シーティ、1414 (72)発明者 フレッド ブラナン アメリカ合衆国 44320オハイオ州、アク ロン、ソーンダーレ ドライブ 828 (72)発明者 アンドリュー エル・オウヴィル アメリカ合衆国 44141オハイオ州 ブレ ックスビル、ゲートウッド ドライブ 9950 (72)発明者 トーマス エル・エヴァンス アメリカ合衆国 44001オハイオ州、アム ハースト、ウェスト マーティン ストリ ート 629 (72)発明者 ギリシュ トリカマル ダラル アメリカ合衆国 44012オハイオ州、エイ ボン レイク、スターボード コウブ 31905 (72)発明者 セオドレ ジョセフ シュミッツ アメリカ合衆国 44011オハイオ州、エイ ボン、ケラー ドライブ 35506

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 完全に閉じられた管状外表面によって規
    定される、一組の対向している開口端を持つ金属パイプ
    の中空長によって形成される中空導管、そのパイプの開
    口両端は導管の開口両端を規定しており、熱可塑性樹脂
    の層がそのパイプの管状外表面を完全に被覆しており、
    そして金属パイプと熱可塑性樹脂層の間に少なくとも導
    管の開口両端で円周防漏洩シールを与えるために、金属
    パイプと熱可塑性樹脂層の間に接着剤層が分布されてお
    り;上記導管の一つの開口端上に据え付けられた継手部
    品、その継手部品は、導管の一つの開口端を受け入れ且
    つそれと重なり合っている少なくとも一つの開口端を含
    んでおり、その継手部品の一つの開口端は、導管と継手
    部品の間で直接に導管の一つの端に防漏洩シールされた
    結合部を形成するように、導管の一つの開口端上の熱可
    塑性樹脂層に直接対面し且つそれと結合されている熱可
    塑性樹脂の露出した最も内側の管状表面を有する、から
    なる多層流体導管システム。
  2. 【請求項2】 パイプが管状内表面を持っており、そし
    て鉄含有金属パイプの管状の外表面と内表面がパイプの
    端から端まで均一に円滑である請求項1に記載の導管シ
    ステム。
  3. 【請求項3】 鉄含有金属パイプの材料がスチールであ
    る請求項1に記載の導管システム。
  4. 【請求項4】 鉄含有金属パイプがねじ山を支えるには
    不十分な肉厚しか持たない請求項1に記載の導管システ
    ム。
  5. 【請求項5】 鉄含有金属パイプが約2.03mm(0.
    08インチ)よりも薄い肉厚を持つ請求項1に記載の導
    管システム。
  6. 【請求項6】 鉄含有金属パイプが約1.52mm(約
    0.06インチ)またはそれより薄い肉厚を持つ請求項
    5に記載の導管システム。
  7. 【請求項7】 鉄含有金属パイプが約1.02mm(約
    0.04インチ)の肉厚を持つ請求項6に記載の導管シ
    ステム。
  8. 【請求項8】 鉄含有金属パイプが約7.62cm(3
    インチ)までの公称パイプ寸法で約2.03mm(0.0
    8インチ)よりも薄い肉厚を持つ請求項1に記載の導管
    システム。
  9. 【請求項9】 導管熱可塑性樹脂層が約2.03mm
    (0.08インチ)よりも薄い肉厚を持つ請求項1に記
    載の導管システム。
  10. 【請求項10】 導管熱可塑性樹脂層が約1.02mm
    (約0.04インチ)の肉厚を持つ請求項1に記載の導
    管システム。
  11. 【請求項11】 導管熱可塑性樹脂層が約0.51mm
    (約0.02インチ)と約1.91mm(0.075イン
    チ)の間の肉厚を持つ請求項1に記載の導管システム。
  12. 【請求項12】 鉄含有金属パイプが約2.03mm
    (0.08インチ)よりも薄い肉厚を持つ請求項11に
    記載の導管システム。
  13. 【請求項13】 鉄含有金属パイプが約1.52mm
    (約0.06インチ)またはそれより薄い肉厚を持つ請
    求項11に記載の導管システム。
  14. 【請求項14】 鉄含有金属パイプが約1.02mm
    (約0.04インチ)の肉厚を持つ請求項11に記載の
    導管システム。
  15. 【請求項15】 鉄含有金属パイプが約0.89mm
    (約0.035インチ)と約1.65mm(約0.065
    インチ)との間の肉厚を持つ請求項11に記載の導管シ
    ステム。
  16. 【請求項16】 導管の両端でパイプの管状の外表面お
    よび内表面は、接合継手部品による干渉係合を可能とす
    るような表面変化を欠如している請求項15に記載の導
    管システム。
  17. 【請求項17】 接着剤層が約148.9℃(300°
    F)を超える温度まで加熱された後でのみ熱可塑性樹脂
    層を金属パイプに結合させる請求項1に記載の導管シス
    テム。
  18. 【請求項18】 接着剤層が鉄含有金属パイプの管状表
    面を完全に取り巻きそしてパイプの両端からパイプに沿
    って十分に伸びてパイプと熱可塑性樹脂層との間に破損
    のない環状防水シールを形成している請求項1に記載の
    導管システム。
  19. 【請求項19】 導管の熱可塑性樹脂層がCPVCから
    なる請求項1に記載のスプリンクラー。
  20. 【請求項20】 導管の熱可塑性樹脂層が実質的にCP
    VCからなる請求項19に記載のシステム。
  21. 【請求項21】 継手部品の最も内側の表面がCPVC
    からなる請求項19に記載のシステム。
  22. 【請求項22】 継手部品の最も内側の表面が実質的に
    CPVCからなる請求項21に記載のシステム。
  23. 【請求項23】 継手部品の最も内側の表面が実質的に
    CPVCからなる請求項20に記載のシステム。
  24. 【請求項24】 継手部品の最も内側の表面がCPVC
    からなる請求項20に記載のシステム。
  25. 【請求項25】 導管の一つの開口端および継手部品の
    一つの端のそれぞれが導管を継手部品に連結するための
    干渉係合を提供する構造を欠如している請求項23に記
    載のシステム。
  26. 【請求項26】 継手部品が継手部品を少なくとも本質
    的に完全に被覆している外側の金属層をさらに含む請求
    項1に記載のシステム。
  27. 【請求項27】 継手部品と流体連結されている自動火
    災スプリンクラーをさらに含む請求項19に記載のシス
    テム。
  28. 【請求項28】 継手部品と流体連結されている火災ノ
    ズルをさらに含む請求項19に記載のシステム。
  29. 【請求項29】 金属パイプの肉厚および導管の熱可塑
    性樹脂層の肉厚がそれぞれ約2.03mm(0.08イン
    チ)未満である請求項1に記載のシステム。
  30. 【請求項30】 金属パイプと導管の熱可塑性樹脂層の
    合計の肉厚が約2.54mm(約0.10インチ)または
    それ未満である請求項29に記載のシステム。
  31. 【請求項31】 導管上の熱可塑性樹脂材料と継手部品
    の露出した最も内側の管状表面との間で、導管と継手部
    品との間で直接に導管の一つの端を取り囲んでいる防漏
    洩シールされた結合部を形成するのに有効な、周囲温度
    作用性結合剤からさらになる請求項1に記載の導管シス
    テム。
  32. 【請求項32】 周囲温度作用性結合剤を、導管の一つ
    の開口端上で露出した熱可塑性樹脂材料層および継手部
    品の露出した最も内側の管状表面の少なくとも一つに適
    用し、そして、結合剤が導管と導管の一つの端を取り囲
    んでいる継手部品の間で直接に耐漏洩シールされた結合
    部を形成するまで、導管と継手部品を一緒に、継手部品
    の管状開口端が導管の一つの端を受け入れ且つ被覆して
    いるままの状態に維持する、工程からなる継手部品およ
    び中空導管から請求項1に記載の流体導管システムを製
    造するための方法。
  33. 【請求項33】 周囲温度作用性結合剤を、導管の一つ
    の開口端上で露出した熱可塑性樹脂材料層および継手部
    品の露出した最も内側の管状表面の少なくとも一つに適
    用し、そして、結合剤が導管と導管の一つの端を取り囲
    んでいる継手部品の間で直接に耐漏洩シールされた結合
    部を形成するまで、導管と継手部品を一緒に、継手部品
    の管状開口端が導管の一つの端を受け入れ且つ被覆して
    いるままの状態に維持する、工程からなる継手部品およ
    び中空導管から請求項31に記載の流体導管を製造する
    ための方法。
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