(57)【要約】  不適切に組立てられた流体密な接続部について配管システムを評価するためのシステムおよび方法。ドライフィット接続部および部分封止接続部のいずれか１つにおいて流体圧力を保持することができない好ましいジョイント組立体が提供される。ジョイント組立体は、漏洩を特定するための連結具を備える。より具体的には、連結具は、外表面と、内表面と、内表面および外表面の一方に沿って配置されたチャネルとを有する略管状壁部分を備える。チャネルは、配管システムの内部と配管システムの外部との間で流体を搬送するための第１の構成と、配管システムの内部と外部との間で流体が搬送されることを防止する第２の構成とを有する。チャネルはさらに好ましくは、最小量のシーラント材が存在するとき、第１の構成から第２の構成に変換することが可能である。
2010515922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のジョイント組立体を有する防火配管システムの完全性を点検する方法であって、前記ジョイント組立体は、チャネルを有する少なくとも１つの連結具を備え、前記方法が、
前記配管システムを加圧することと、
前記少なくとも１本のチャネルによって、前記配管システムの内部と前記配管システムの外部との間に漏洩経路が形成されているかどうかを評価することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記加圧が、陽圧をかけることおよび負圧をかけることの一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１本のチャネルにシーラント材を塗布することと、前記少なくとも１本のチャネルによって、前記配管システムの内部と前記配管システムの外部との間に流路が形成されているかどうかを再評価することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記評価が、少なくとも１つの管セグメントに関して前記少なくとも１つの連結具を配置することと、前記少なくとも１つの配管セグメントの中心通路と連通する前記少なくとも１本のチャネルを配設することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記配管セグメントの前記中心通路と連通する前記少なくとも１本のチャネルの配設が、前記連結具の内表面に沿って前記少なくともチャネルの深さ、幅および長さを画定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１本のチャネルの深さがその軸方向長さに沿って変化するように、前記チャネルの深さを画定する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１本のチャネルの幅が前記チャネルの深さに伴い変化するように、前記チャネルの幅を画定する、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１本のチャネルの長さを画定することが、前記チャネルを前記連結具の第１の端面から前記連結具の第２の端面まで延在させることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記連結具の前記内表面に沿ってショルダを形成することにより、前記連結具における前記管セグメントの軸方向の前進を阻止することと、前記チャネルの深さを前記ショルダで最大となるように画定することとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記評価が、前記少なくとも１つの配管セグメントの前記中心通路と連通する複数のチャネルを配設することを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記評価が、前記システムにおける圧力損失を監視することを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの連結具が、各々が少なくとも１本のチャネルを有する複数の連結具を備え、前記評価が、漏洩経路を画定する前記少なくとも１本のチャネルを特定することを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記配管システムの前記内部と前記外部との間に流体密な封止を形成するように、前記少なくともチャネルを変形させることをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
管継手を備え、前記継手に管セグメントが配置された少なくとも１つのジョイント組立体を有する配管システムの漏洩試験方法であって、
前記管継手と前記管要素との間に漏洩経路を画定することと、
前記システムに流体を導入することと、
前記チャネルからの流体の放出を検出することと、
を含む、方法。
【請求項１５】
管組立体における漏洩の検出方法であって、
管セグメントに取り付けられて前記組立体を形成する少なくとも１つの連結具であって、漏洩経路を画定するチャネルを備える少なくとも１つの継手を提供することと、
前記少なくとも１つの継手と前記管セグメントとの間の漏洩を検出するため、前記チャネルに流体を流すことと、
を含む、方法。
【請求項１６】
防火システムにおける漏洩の検出方法であって、
管セグメントと連結されることで組立体を形成する少なくとも１つの連結具であって、漏洩経路を画定するチャネルを備える少なくとも１つの継手を、前記システムに提供することと、
第１の圧力範囲にわたって前記組立体の圧力試験を行うことと、
前記第１の範囲と異なる第２の圧力範囲にわたって前記組立体の圧力試験を行うことと、
を含む、方法。
【請求項１７】
第１の段階における圧力試験が、空気圧による圧力試験を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第１の段階における圧力試験が、液圧による圧力試験を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
外表面と、長手方向軸に沿って中心通路を画定する内表面と、
前記内表面と係合し、且つ前記長手方向軸に向かって径方向内側に延在する環状ショルダであって、前記中心通路と連通する軸方向に延在するチャネルであって、セグメントに関して流体密な封止を画定するように改造可能なチャネル、を画定する一対の側壁を備えるショルダと、
を含む、連結具。
【請求項２０】
前記一対の側壁が、前記長手方向軸に沿った方向における前記チャネルのチャネル深さを画定する、請求項１９に記載の連結具。
【請求項２１】
前記チャネル深さが前記ショルダで最大となる、請求項１９に記載の連結具。
【請求項２２】
前記連結具が第１の端面と第２の端面とを備え、前記チャネルが前記ショルダから前記第１の端面および前記第２の端面の一方まで延在する、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の連結具。
【請求項２３】
前記チャネルが、前記第１の端面から前記第２の端面まで延在する、請求項２２に記載の連結具。
【請求項２４】
前記第１の端面または前記第２の端面の一方における前記チャネルが、約０．０２５インチのチャネル高さおよび約０．０６０インチの幅を画定する、請求項２２に記載の連結具。
【請求項２５】
前記第１の端面または前記第２の端面の一方における前記チャネルが、約０．０１０インチのチャネル高さおよび約０．０４５インチの幅を画定する、請求項２２に記載の連結具。
【請求項２６】
前記内表面が、前記一対の側壁を接続する相互接続表面であって、前記チャネルの前記内部に対して実質的に曲面状の相互接続表面を備える、請求項１９に記載の連結具。
【請求項２７】
前記相互接続表面が、前記長手方向軸に対して横断方向の波形を有する、請求項１９に記載の連結具。
【請求項２８】
前記チャネルが、前記長手方向軸を中心として螺旋状に前進する、請求項１９に記載の連結具。
【請求項２９】
前記内表面および前記外表面から延在し、且つ前記チャネルと連通する貫通孔をさらに含む、請求項１９に記載の連結具。
【請求項３０】
前記内表面および前記外表面を通じて一定の壁厚を画定するように、前記外表面に沿って突起をさらに含む、請求項１９に記載の連結具。
【請求項３１】
外表面と、長手方向軸に沿って中心通路を画定する内表面と、
前記長手方向軸と略直交する端面と、前記内表面から径方向に延在するチャネルであって、前記中心通路と連通し、さらに、前記中心通路から前記端面に至る漏洩経路を画定するように、前記端面から軸方向に延在するチャネルと、を備える端部分と、
を含む、管組立体。
【請求項３２】
第１の管セグメントと第２の管セグメントとを連結するための管継手であって、
前記第１の管セグメントを係合するための第１の端部と、前記第２の管セグメントを係合するための第２の端部と、
前記第１の端部と前記第２の端部との間に延在する、外表面と、中心通路を画定し、且つ前記中心通路と連通するチャネルをさらに画定する内表面と、
を含む、管継手。
【請求項３３】
管網を備える管システムであって、前記システムの漏洩を検出するように構成され、
端面を備える端部分と、外表面と、チャンバを画定する内表面とを有する第１の管セグメントと、前記第１の管セグメントと連結される第２の管セグメントであって、外径を画定する外表面を備える管端であって、前記第１の管セグメントの前記端部分の前記内表面と緊密な嵌合を形成するように前記チャンバに挿入される管端、を有する第２の管セグメントと、
前記第１の管セグメントの前記端部分の前記内表面に沿って形成されるチャネルであって、前記内表面から径方向に延在し、且つ前記端面から軸方向にさらに延在する、前記第２のセグメントの前記外表面と連通するチャネルと、
を含む、システム。
【請求項３４】
外表面と、長手方向軸に沿って中心通路を画定する内表面と、
前記長手方向軸と略直交する端面と、前記内表面から径方向に延在するチャネルであって、前記中心通路と連通し、前記中心通路から前記端面に至る漏洩経路を画定するよう、前記端面から軸方向にさらに延在するチャネルとを備える端部分と、
を含み、前記外表面および前記内表面が、前記長手方向軸に関して一定の壁厚を画定する、管連結具。
【請求項３５】
外表面と、長手方向軸に沿って中心通路を画定する内表面と、
前記長手方向軸と略直交する端面と、前記内表面から径方向に延在するチャネルであって、前記中心通路と連通し、前記中心通路から前記端面に至る漏洩経路を画定するよう、前記端面から軸方向にさらに延在するチャネルとを備える端部分と、
を含み、前記外表面および前記内表面が、前記外表面と前記内表面との間の最大壁厚の少なくとも８５パーセントの最小壁厚を画定する、管連結具。
【請求項３６】
配管システムにおけるジョイント組立体の方法であって、
連結体の内部通路および前記連結体に近接した外部環境と連通する流通路を、前記連結体に近接して配置することと、
前記連結体と管との嵌合表面にシーラントを塗布することと、
前記内部通路が前記流通路を介して前記連結体の前記外部環境と連通することがそれ以降ないように、前記流通路によって提供される連通を遮断することと、
を含む、方法。
【請求項３７】
前記流通路の配置が、前記連結体の壁を通じて前記流通路を配置することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記流通路の配置が、前記嵌合表面間の範囲に前記流通路を配置することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記流通路の配置後、前記内部通路から前記外部環境に至り、且つ前記流通路と通じる漏洩経路を形成することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記流通路が、前記連結体の長手方向軸の周りに螺旋状に配置された渦巻を形成する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記流通路が、前記連結体の長手方向軸と平行に配置される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記嵌合表面が、前記流通路の少なくとも一部分を画定する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
管組立体における漏洩の検出方法であって、
少なくとも部分的には管構成要素によって画定される所定の中間流通路を通じて、前記管構成要素の内部通路から前記管構成要素に近接する外部環境へと流体の動きを誘導すること、
を含む、方法。
【請求項４４】
前記流体の動きを誘導する前に、前記管構成要素の壁を通じて前記所定の中間流通路を配置することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記流体の動きを誘導する前に、前記管構成要素と別の管構成要素との嵌合表面間の範囲に前記所定の中間流通路を配置することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記所定の中間流通路が、前記中間流通路を通じた流れの視覚的指示および聴覚的指示のうち少なくとも一方を提供する形態を備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
管組立体における漏洩の可能性を特定する方法であって、
前記管組立体内のチャネルに近接した管ジョイント組立体の表面に材料を配置することと、
前記材料を前記チャネルに含まれる流体と反応させて漏洩を検出することと、
を含む、方法。
【請求項４８】
前記管組立体が、管セグメントとのドライフィット接続部を有する連結具を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
前記管組立体が、管セグメントとの部分封止接続部を有する連結具を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項５０】
前記指示手段の配置後、
前記指示手段を取り除くことと、
前記管組立体が前記シーラントの使用なしに形成された個所にシーラントを塗布することと、
をさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項５１】
壁と少なくとも１つの端部とを有する連結体であって、前記壁が前記少なくとも１つの端部の開口と連通する内部通路を画定する、連結体と、
前記内部通路内に配置される、端部を有する少なくとも１本の管であって、前記管の内部が前記内部通路と連通する、少なくとも１本の管と、
を含み、前記連結体および前記少なくとも１本の管の各々が、互いを係合して前記連結体と前記少なくとも１本の管との間に封止を形成する嵌合表面を有し、前記嵌合表面の少なくとも一方が、前記内部通路および前記連結体に近接する外部環境と連通するチャネルであって、前記中間流通路によって画定される連通を分断するのに十分な量のシーラントが前記嵌合表面に近接して塗布されると塞がれるチャネル、を画定する、管組立体。
【請求項５２】
前記少なくとも１本のチャネルが、前記連結体の長手方向軸の周りに螺旋状に配置された渦巻を形成する、請求項４８に記載の組立体。
【請求項５３】
前記少なくとも１本のチャネルが、前記連結体の長手方向軸と平行に配置される、請求項４８に記載の組立体。
【請求項５４】
少なくとも１つの管セグメントと、
外表面および内表面を有する連結具であって、前記内表面が、軸に沿って延在するソケットであって、前記少なくとも１つのセグメントに関して配置されるソケットを画定し、前記内表面が前記少なくとも１つの管セグメントに関して流体密な封止を形成するように手段を改造するのに十分な最小量のシーラント材がないとき、前記連結具と前記少なくとも１つの管セグメントとの間の流体密な接続を防止する手段を備える、連結具と、
を含む、配管システム。
【請求項５５】
前記連結具が、継手および管セグメントと一体化した管端継手のうちの少なくとも一方である、請求項５４に記載の配管システム。
【請求項５６】
前記連結具が、Ｔ；径違いＴ；十字または径違い十字；９０°エルボまたは径違いエルボ；４５°エルボ；連結体またはレデューサ連結体；または端部キャップのうちの１つとして構成された継手を含む、請求項５５に記載の配管システム。
【請求項５７】
前記手段が、前記ソケットの前記内表面に沿って軸方向に延在するチャネルを含む、請求項５４に記載の配管システム。
【請求項５８】
前記チャネルが、前記ソケットの前記軸を中心として螺旋状に延在する、請求項５７に記載の配管システム。
【請求項５９】
前記連結具が、前記内表面と前記外表面との間に延在する少なくとも１つの端面であって、前記ソケットの開口を画定する少なくとも１つの端面を備え、前記連結具が、前記ソケットの基面で前記軸に沿って離間されたショルダを備え、前記チャネルが、前記端面から少なくとも前記ショルダまで軸方向に延在する、請求項５７に記載の配管システム。
【請求項６０】
前記連結具が別の端面を備え、前記チャネルが、前記少なくとも１つの端面から前記別の端面まで延在する、請求項５９に記載の配管システム。
【請求項６１】
前記チャネルが軸方向長さとチャネル深さとを画定し、前記チャネル深さが、その軸方向長さに沿って変化する、請求項５９に記載の配管システム。
【請求項６２】
前記内表面および前記外表面が前記連結具の壁厚を画定し、前記チャネルが前記端面で最小となり、且つ前記ショルダで最大となるように、前記チャネル深さが前記チャネルに沿って前記壁厚を変化させる、請求項６１に記載の配管システム。
【請求項６３】
前記手段が、前記ソケットのなかで重力場上低いところに位置する、請求項５５に記載の配管システム。
【請求項６４】
前記手段が、階段状の移行部を有するチャネルを含む、請求項５５に記載の配管システム。
【請求項６５】
圧力モニタと連結された試験用組立体をさらに含み、前記少なくとも１つの管セグメントが第１の管セグメントと第２の管セグメントとを含み、前記連結具が、前記ソケットが前記第１の管セグメントの一方の端部に関して配置される第１のソケットである継手であり、前記第１の管セグメントの他方の端部は流体供給源に連結され、前記継手が、前記第２の管セグメントの一方の端部に関して配置される第２のソケットを有し、前記第２の管セグメントの他方の端部は封止され、前記継手が、前記第１のソケットと連通する第１のチャネル部分と、前記第２のソケットと連通する第２のチャネル部分とを有するチャネルを備え、前記第１のチャネル部分が前記第２のチャネル部分と連通し、
前記流体が空気であり、且つ前記試験用組立体が約１ｐｓｉｇ以下まで加圧されるとき、前記空気が前記チャネルから漏洩する、請求項５４に記載の配管システム。
【請求項６６】
前記流体が水であり、且つ前記試験用組立体が約１０ｐｓｉｇまで加圧されるとき、前記水が１０秒未満で前記チャネルから漏出する、請求項６５に記載の配管システム。
【請求項６７】
配管システムにおけるジョイント組立体を形成するための連結具であって、
外表面と、軸に沿って延在する通路を画定する内表面とを有する略管状壁部分と、
前記内表面と前記外表面との間に延在して前記管状壁の厚さを画定する端面と、
前記内表面および前記外表面の一方に沿って配置され、且つ前記通路と連通するチャネルであって、前記配管システムの内部と配管システムの外部との間で流体を搬送するための第１の構成と、前記配管システムの前記内部と前記外部との間で流体が搬送されることを防止する第２の構成とを有し、十分な量の材料が存在するとき、前記第１の構成から前記第２の構成に変換することが可能なチャネルと、
を含む、連結具。
【請求項６８】
前記管状壁が管継手を含み、前記内表面が、管セグメントを受け入れるための少なくとも１つのソケットを画定する、請求項６７に記載の連結具。
【請求項６９】
前記管継手が、Ｔ；径違いＴ；十字または径違い十字；９０°エルボまたは径違いエルボ；４５°エルボ；連結体またはレデューサ連結体；または端部キャップのうちの１つである、請求項６８に記載の連結具。
【請求項７０】
前記少なくとも１つのソケットが、前記端面から前記軸に沿って狭く縮径する、請求項６８に記載の連結具。
【請求項７１】
前記管状壁部分が、管セグメントと一体化した管端継手を画定する、請求項６７に記載の連結具。
【請求項７２】
前記チャネルが前記内表面に沿って形成される、請求項６７〜７１のいずれか一項に記載の連結具。
【請求項７３】
前記チャネルが、前記軸に沿って略平行に延在する一対の離間された側壁と、前記一対の側壁の間の相互接続表面とによって画定され、前記側壁間の距離がチャネル幅を画定し、および前記軸から前記相互接続表面までの間および前記軸から前記内表面までの間の径方向距離がチャネル深さを画定する、請求項７２に記載の連結具。
【請求項７４】
前記相互接続表面が前記軸と平行であり、前記チャネル深さが前記長手方向軸に沿って変化するように、前記内表面が前記軸に対して縮径する、請求項７３に記載の連結具。
【請求項７５】
前記内表面がショルダを備え、前記チャネルが、前記端面から前記ショルダまで延在する、請求項７４に記載の連結具。
【請求項７６】
前記チャネル深さが前記端面で最小であり、且つ前記チャネル深さが前記ショルダで最大である、請求項７５に記載の連結具。
【請求項７７】
前記相互接続表面が、前記チャネルに対して略凹面状となるように曲面状である、請求項７３に記載の連結具。
【請求項７８】
前記相互接続表面が、前記軸に沿った方向に波形を有する、請求項７３に記載の連結具。
【請求項７９】
前記管状壁部材が管セグメントの一部分を有し、前記チャネルが前記外表面に沿って形成される、請求項６７に記載の連結具。
【請求項８０】
少なくとも１つの管セグメントと、
外表面と内表面とを有する連結具であって、前記内表面が、軸に沿って延在するソケットであって、前記少なくとも１つのセグメントに関して配置されるソケットを画定し、前記内表面が前記少なくとも１つの管セグメントに関して流体密な封止を形成するように手段を変形させるのに十分な最小量のシーラント材がないとき、前記連結具と前記少なくとも１つの管セグメントとの間の流体密な接続を防止する手段を備える、連結具と、
を含む、配管システム。
【請求項８１】
少なくとも１０ｐｓｉの空気の初期システム圧力を有する配管システムであって、
少なくとも１つの管セグメントと、
外表面と内表面とを有する連結具であって、前記内表面が、軸に沿って延在するソケットであって、少なくとも１つのセグメントに関して配置されるソケットを画定し、前記内表面が前記少なくとも１つの管セグメントに関して流体密な封止を形成するように前記手段を変形させるのに十分な最小量のシーラント材がないとき、前記圧力が０．５ｐｓｉ／分の最低初期速度で減少するように前記システムから前記システム圧力を放出するための手段を前記内表面が備える、連結具と、
を含む、配管システム。
【請求項８２】
チャネルを有する少なくとも１つの連結具を備える複数のジョイント組立体を有する防火配管システムの完全性を点検する方法であって、
前記配管システムを少なくとも１０ｐｓｉの水の初期圧力まで加圧することと、
前記システムを前記初期圧力まで加圧して２分以内に毎分０．５ｐｓｉの最小初期圧力変化率を検出することを含む、前記少なくとも１本のチャネルによって前記配管システムの内部と前記配管システムの外部との間に漏洩経路が形成されるかどうかを評価することと、
を含む、方法
【請求項８３】
配管システムにジョイント組立体を形成するための連結具であって、
外表面と軸に沿って延在する通路を画定する内表面とを有する略管状壁部分と、
前記内表面と前記外表面との間に延在して前記管状壁の厚さを画定する端面と、
前記内表面および前記外表面の一方に沿って配置され、且つ前記通路と連通するチャネルであって、前記配管システムの内部と前記配管システムの外部との間で流体を搬送するための、前記端面において約０．０００２平方インチ〜約０．１平方インチの範囲の断面積を画定するチャネルと、
を含む、連結具。
【請求項８４】
前記断面積が約０．００１５平方インチである、請求項８３に記載の連結具。
【請求項８５】
前記断面積が、前記端面において約０．０２５インチ〜約０．０６０インチの範囲のチャネル高さを画定する、請求項８３に記載の連結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権データおよび参照による援用
本願は、（ｉ）２００７年１０月０２日出願の米国仮特許出願第６０／９７７，０１０号明細書；（ｉｉ）２００７年８月１７日出願の米国仮特許出願第６０／９５６，６５５号明細書；（ｉｉｉ）２００７年５月１１日出願の米国仮特許出願第６０／９１７，４５９号明細書；および（ｉｖ）２００７年１月１０日出願の米国仮特許出願第６０／８８４，２６２号明細書に対する優先権の利益を主張するものであり、これらの各々が、全体として参照により援用される。
【０００２】
本発明は、ジョイント組立体にシーラント材を使用することで流体密に封止されたジョイント接続部または組立体を形成する配管システムについて、その完全性を確認し、確保するための方法およびシステムに関する。より具体的には、システムにおけるシーラント材のないジョイント接続部（ドライフィット接続部）、またはシステムにおけるシーラント材の量が不十分なジョイント接続部といった、各々、不適切に封止されたジョイント接続部と定義されるジョイント接続部を検出するための方法およびシステムが提供される。加えて、本明細書における方法およびシステムは、不適切に封止されたジョイント接続部の位置を特定するための手段を提供する。こうしたジョイント組立体を形成するための製品が含まれる；これらの製品は、不適切に封止されたジョイント接続部において検出可能な漏洩経路をさらに形成し、その経路を通じて、ジョイント接続部の内部とジョイント接続部の外部との間で流体が出たり入ったりし得る。
【背景技術】
【０００３】
様々な配管接続部および接合部において流体密な封止を維持することが、配管システムの運用および保守において決定的に重要であると考えられる配管システム用途は、多岐にわたる。ある配管システムは、配管要素間のソケット型の接続部に化学溶着を使用してジョイント組立体を形成する。ソケット型接続部では、配管要素間の公差が厳しいことから、界面間に締まり嵌め、すなわち「ドライフィット」が形成される傾向がある。流体密に封止された永久的なジョイント接続部を形成するため、構成要素にシーラント材または溶剤セメントが塗布され、例えば、化学溶着、材料融合、接着または他の相互接続によってそれらの接続部が封止される。シーラント材が全く塗布されなかったか、または少なくとも塗布されたシーラント材の量が十分ではなかったとき、システムのドライフィットジョイント接続部または組立体は漏洩し易くなり得る。しかしながら、管要素の係合面間にドライフィットが形成されていると、ジョイント接続部の不適切な封止が表に現れることなく、組立体は少なくとも一時的に流体圧力を保つ可能性がある。圧力の急上昇、時間の経過、および／または振動によって、こうしたドライフィット接続部または適量のシーラント材のない（部分封止）接続部は破損する可能性があるため、これは問題を引き起こし得る。
【０００４】
不適切に封止されたジョイント接続部または組立体からの漏洩は、少量であっても周囲の物品または環境に被害を引き起こし得る。例えば、防火システム、より具体的には住宅用防火システムでは、ジョイント組立体は、例えば管連結ソケットに挿入される管端などの、各々が後塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）などのプラスチック製である配管要素間のソケット型接続部を化学溶着することによって形成される。かかるシステムにおけるドライフィット／部分封止接続部が不適切に封止され、それが検出されないまま稼動された場合に、そのドライフィット／部分封止接続部が破損すれば、物的被害、および特に個人の財産に被害が生じる結果となり得る。
【０００５】
実際問題として、防火配管の請負業者または敷設業者は、最初に管要素を組立ててドライフィット／部分封止を調べ、接続部を分解し、管の外表面およびソケットの内表面に関してシーラントを塗布し、要素を再び接合したうえ、シーラントをそのまま硬化させる。１，０００平方フィートの住宅用途では、７５〜１００ヶ所のソケット型接続部が存在し、各々にシーラント材の塗布が必要とされ得る。多数の継手の存在、および／または人為的エラーに起因して、なかにはシーラントが全く付与されないか、または少なくとも付与されるシーラントの量が十分ではない接続部もある。従って、システムの稼動前に、配管システムに対して静止流体試験または漏洩試験を実施することが望ましい。システムが流体圧力を保持する場合、システムが稼動され、その住宅の建設は完了する。しかしながら、上述のとおり、シーラント材がない、またはシーラントの量が十分でないときでも、配管要素間のドライフィット／部分封止によって漏洩試験において誤った合格結果が示され得るため、そのジョイント接続部は試験に合格する可能性がある。
【０００６】
さらに、管ジョイント接続部の空気圧または静液圧試験は、敷設業者または他の請負作業員に危険を及ぼし得る。ある場合には、ドライフィット接続部は、液体または気体を保持することが可能なドライフィットを形成することがあり、結果として配管システムのジョイント周辺のセグメント内部に圧力の上昇が生じ得る。空気圧または静液圧試験の間に、ドライフィットジョイント接続部は最終的に閾値圧力に達し、破損し得る。内圧およびそのポテンシャルエネルギーが突然解放されれば、例えば端部キャップまたは他の管セグメントを管端から吹き飛ばすのに十分であり得、ひいては継手が発射体となり、物的被害および／または人身傷害を引き起こし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、不適切な封止を指示することが可能なジョイント接続部または組立体を組み込む配管システムを、組立て、構築し、および試験するための方法およびシステムを提供する。好ましくは、ジョイント組立体は、流動性のシーラント材を用いてジョイント組立体を封止するソケット型の継手を採用する配管システム用に構成される。特に、好ましいジョイント組立体は、ジョイント組立体が不適切に封止されている場合に流体圧力を保持することができない。特に、好ましいジョイント組立体は、ドライフィット接続または部分封止の場合に流体圧力を保持することができない。より具体的には、ジョイント組立体は好ましい連結具、すなわち、配管セグメントを接合するための管継手、管端継手または改変された管表面を含み、これは、不適切に封止されたジョイント接続部において管セグメント表面と協働して漏洩経路を形成するチャネルを含む。このチャネルを通じて流体が漏出するため、配管システムの敷設業者、請負業者、所有者または運用者（まとめて「運用作業員」）は、不適切な封止、特に、ジョイント組立体に適切な封止を形成するシーラント材がないことを特定できる。従って、本明細書には、配管組立体においてドライフィット接続部を検出および封止するための方法およびシステムが記載される。さらに、本発明者らの連結具は、シーラント材が全くないか、または適正量でないドライフィットジョイント接続部の周囲における流体圧力の上昇を防止する。ドライフィット接続部の流体圧力を保持する能力を排除することによって、この接続部はポテンシャルエネルギーを蓄えることができず、ひいてはドライフィットまたは部分封止接続部によって周囲環境および作業員に危害が及ぶ可能性が排除される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
好ましい一実施形態において、管組立体における漏洩を検出するための方法が提供される。この方法は、漏洩経路を画定するチャネルを有する少なくとも１つの継手を提供することと、組立体を空気圧により試験することと、次に、組立体を液圧により試験することとを含む。複数の連結具を有する防火配管システムの完全性を点検するための方法を提供する。この方法は、配管システムを加圧することと、連結具の少なくとも１本のチャネルから流体を流出させることを含め、配管システムの漏洩を検出することと、少なくとも１本のチャネルを封止することと、システムの漏洩を再点検することとを含む。流体を流出させることは、少なくとも１つの配管セグメントの中心通路と連通する少なくとも１本のチャネルを配設することを含め、少なくとも１つの管セグメントに関して少なくとも１つの連結具を配置することを含む。中心通路と連通するチャネルを配設することは、連結具の内表面に沿って少なくとも１本のチャネルの深さ、幅および長さを画定することをさらに含む。漏洩を検出することは、好ましくは、システムにおける圧力降下を監視することと、流体が流出している少なくとも１つの連結具を特定することとを含む。好ましい方法の一部は、連結具および管セグメントにシーラントを塗布することと、管セグメントに関して流体密な封止を形成するようチャネルをさらに改造することとを含む。
【０００９】
管継手を含み、その継手に管セグメントが配置された少なくとも１つのジョイント組立体を有する配管システムの漏洩試験方法が提供される。本方法は、管継手と管要素との間に漏洩経路を画定することと、システムに流体を導入することと、漏洩経路からの流体の放出を検出することとを含む。従って、管組立体における漏洩の検出方法は、好ましくは、管セグメントに取り付けられて組立体を形成する少なくとも１つの連結具を提供することを含む。この連結具は、漏洩経路を画定するチャネルを含む。本方法は、少なくとも１つの継手と管セグメントとの間の漏洩を検出するため、チャネルを通じて流体を流すことをさらに含む。より好ましくは、本方法は、空気圧によって組立体の圧力試験を行うこと、および静液圧によって組立体の圧力試験を行うことを提供し、或いは本方法は、空気圧による圧力試験および液圧による圧力試験のうちの一方からなってもよい。漏洩経路の存在下で流体の放出を検出することは、好ましい時間内、例えば、圧力試験開始から２分以内におけるシステムの圧力降下の検出を含む。さらに、流体を導入することが、システムを１０ｐｓｉの初期圧力まで空気で加圧することを含む場合、空気圧試験は好ましくは、漏洩経路を通じたシステムの圧力降下を検出することを含む。圧力は、毎分約０．５ｐｓｉの初期最小速度で降下する。１０ｐｓｉの初期圧力を用いる液圧による圧力試験において、その液圧試験は、モデル化された占有部分の全てにわたって最低０．５ｐｓｉ／２分を検出することを含む。
【００１０】
漏洩の検出を促進するため、防火配管システムにジョイント組立体を形成するための好ましい連結具が提供され、この連結具は、外表面と、軸に沿って延在する通路を画定する内表面とを有する略管状壁部分を含む。連結具は、内表面と外表面との間に延在して管状壁部分の厚さを画定する端面をさらに含む。内表面および外表面のうちの一方に沿って、通路と連通するチャネルが配置される。チャネルは、配管システムの内部と配管システムの外部との間で流体を搬送するための第１の構成を有する。チャネルは、配管システムの内部と外部との間で流体が搬送されることを防止するための第２の構成を有する。チャネルは、さらに好ましくは、最小量のシーラント材が存在するとき第１の構成から第２の構成に変換することが可能である。システムが約１０ｐｓｉの空気の初期内圧を有する場合、第１の構成にあるチャネルは、毎分約０．５ｐｓｉの好ましい初期最小速度でシステム圧力の低下を提供する。１０ｐｓｉの液圧による圧力試験において、このチャネル構成は好ましくは、０．５ｐｓｉ／２分の初期最小速度の圧力変化を提供する。
【００１１】
外表面と、長手方向軸に沿って中心通路を画定する内表面とを有する連結具が、さらに提供される。環状ショルダが内表面と係合し、これは長手方向軸に向かって径方向内側に延在する。ショルダは、中心通路と連通する軸方向に延在するチャネルを画定するための一対の側壁を含む。このチャネルは好ましくは、セグメントに関して流体密な封止を画定するように改造することが可能である。一対の側壁は、チャネルの長手方向軸に沿った方向におけるチャネル深さを画定する。好ましくは、チャネル深さはショルダにおいて最大となり、且つ連結具は第１の端面と第２の端面とをさらに含む。内表面は、一対の側壁を接続する相互接続表面をさらに含み、この相互接続表面は、チャネルの内部に対して略曲面状である。一実施形態において、チャネルは、長手方向軸を中心として螺旋状に前進し得る。別の実施形態において、チャネルは、内表面および外表面から延在し、且つチャネルの残り部分と連通する貫通孔として構成される部分を含む。或いは、チャネル全体が、連結具の軸と略垂直に内表面から外表面まで延在する貫通孔によって画定されてもよい。さらなる実施形態において、連結具は、内表面および外表面を通じて一定の壁厚を画定するため、外表面に沿って突起をさらに含む。
【００１２】
ここに組み込まれ、且つ本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の例示的実施形態を示すものであり、上記の一般的な説明および下記の詳細な説明と合わせて、本発明の特徴を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】住宅用防火システムの概略図である。
【図２】図１の配管システムの完全性を点検するための方法のフローチャートである。
【図３】図１のシステムに用いられるジョイント組立体の概略図である。
【図３Ａ】図１のシステムに用いられるジョイント組立体の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂのジョイント組立体の概略断面図である。
【図４】図３Ａ〜３Ｂの組立体に用いられる好ましい連結具の断面図である。
【図４Ａ】図４の連結具の端面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの端部の詳細図である。
【図４Ｃ】図４の連結具の概略断面図である。
【図４Ｄ】チャネル付き連結具の代替的な端面図である。
【図４Ｅ】チャネル付き連結具の代替的な詳細図である。
【図５】連結具を評価するための試験用組立体の概略図である。
【図５Ａ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｂ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｃ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｄ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｅ】連結具について、実際の試験用組立体とモデル化された組立体との比較プロットである。
【図６Ａ】図３Ａ〜３Ｂのジョイント組立体に用いられるチャネル付き連結具の別の例示的実施形態である。
【図６Ｂ】図３Ａ〜３Ｂのジョイント組立体に用いられるチャネル付き連結具の別の例示的実施形態である。
【図６Ｃ】図３Ａ〜３Ｂのジョイント組立体に用いられるチャネル付き連結具の別の例示的実施形態である。
【図７Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図７Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図７Ｃ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図７Ｄ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ｃ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ｄ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１０】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｃ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｄ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｅ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｆ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１２Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１２Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１３】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１４Ａ】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１４Ｂ】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１５】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ａ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ｂ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ｃ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ｄ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１７】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、気体、液体またはそれらの組み合わせのいずれかとしての流体を搬送するための好ましい配管システム１０の例示的実施形態が示される。より具体的には、防火システム用の好ましい配管網１０が示される。このシステム１０は好ましくは、例えば、各々が全体として参照により援用される「Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）：Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  ＆  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（改訂第０版、２００５年１月）（Ａｄｄｅｎｄｕｍ  ＃１／ＩＨ−１９００（２００５年１０月））に図示および記載されるとおりの、Ｔｙｃｏ  Ｆｉｒｅ  ＆  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＴＦＰ  Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）配管システムなどの後塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）配管セグメントおよび継手で構築される。システム１０は配管要素網を含み、配管要素としては、主管路１２、枝管路１４、スプリグ管、ドロップ管、ライザー管１６、管ニップル１８、バルブ２０、スプリンクラーおよび／またはノズル２２、および警報装置のうちいずれか１つを挙げることができる。様々な管要素を相互に接続し、接合するため、システム１０は好ましくは、管セグメントと連結具との間を接続することによって形成される１つまたは複数のジョイント接続部または組立体１００を含む。連結具は、配管セグメントを接合するための管継手、管端継手または改変された管表面のうちいずれか１つであり得る。好ましくは、システム１０は住宅用湿式パイプスプリンクラーシステムとして稼動され、ここでは、水の通う、水道と接続された配管システム１０に自動スプリンクラー２２が取り付けられ、従って火災の熱によってスプリンクラーが開放されると、そこから直ちに水が放出される。或いは、システム１０は住宅用乾式スプリンクラーシステムとして構成されてもよく、ここでは、圧力下に空気または他の気体の通う配管システム１０に自動スプリンクラー２２が取り付けられ、水道と連結された制御バルブが作動すると、この空気または他の気体が水に替えられる。かかる乾式住宅用防火システムは、全体として参照により援用される米国特許出願公開第２００６／００２１７６５号明細書の段落［００２４］〜［００２９］および図１〜２に図示および記載される。さらなる代替例として、好ましいシステム１０は、好ましくはプラスチック製の配管構成要素を有する任意の他のタイプの配管システムであってもよい。好ましくはプラスチック製の継手および構成要素を有する代替的な配管システムとしては、通気システム、排水システム、プールスパ、並びに灌漑システム、化学システム、および飲用水システムのように、そのジョイント組立体が、流動性シーラント材と組み合わせた締まり嵌めを用いて流体密に封止された接続部を形成するシステムを挙げることができる。
【００１５】
システム１０の好ましい組立ては、ソケット型の連結具を流動性シーラント材と共に使用して、ジョイント組立体１００における２つ以上の管要素を接合することと、システム全体にわたって封止の完全性を確認することと、システムを稼動させることとを含む。図２には、配管システムを組立て、システム１０の完全性を確認する好ましい方法が示される。好ましくは、システム１０の組立ては、ソケット型ジョイント組立体１００の各々の組立てごとに、管セグメントと連結具とを接合することと、それらの間のドライフィットを点検することと、接続部を分解することと、管セグメントの外表面および連結具の内表面に関してシーラントを塗布することと、要素を再接合することと、シーラントをそのまま硬化させることとを含む。
【００１６】
本方法は、さらに好ましくは、漏洩を検出することによってシステムの完全性を確認することを含む。好ましくは、システム１０には陽圧がかけられるが、或いはシステム１０には負圧がかけられてもよい。検出方法は、例えば、システム１０の加圧後の１つまたは複数のジョイント組立体１００からの漏洩を観察することによる、漏洩の直接的な検出方法を含み得る。それに代えて、またはそれに加えて、検出方法は、システム内の圧力損失を監視するための、システム１０に連結された１つまたは複数の圧力計を監視することによる、漏洩の間接的な検出方法を含み得る。漏洩が検出された場合、好ましい組立方法は、漏洩を補修および封止することと、システム１０の完全性を再確認することを含み得る。漏洩が検出されなければ、システム１０は稼動させることができる。
【００１７】
好ましい連結具が、好ましい組立方法において用いられる管システム１０の漏洩を検出するための手段を提供する。より具体的には、好ましい連結具は、適当な封止がなく、且つ陽圧下にあるとき、少なくとも部分的には連結具によって画定され、且つ全体的には連結具と管セグメントとの間の協働によって画定される漏洩経路を通じて、管組立体の中心内部通路から管組立体に近接する外部環境への流体の動きを導く。負圧下で適当な封止がないとき、好ましい連結具はチャネルを通じて外部の大気を引き込み続ける。好ましくは、この漏洩経路は、適当な封止がないときに管システム１０が圧力を保持しないように構成される。従って運用作業員はシステムが静圧を維持できないことを検知し、ジョイント接続部に不適切な封止がある可能性について注意を喚起される。不適切な封止とは、シーラント材が存在しないか、またはいくらかのシーラント材は塗布されているものの、それが不十分な量であるジョイント接続部であり得る。
【００１８】
好ましい連結具を有する管システム１０が構築されると、運用作業員は、流体がシステムの内部と外部との間を流動し得る漏洩経路が形成されているかどうかを評価することによって、システム１０の完全性を確認する。具体的には、運用作業員は好ましくは、配管システムの圧力試験を段階的に行う。第１の段階は、配管システム１０は空気圧により、例えば、好ましくは約１ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）〜約１５ｐｓｉの圧力範囲または圧力値にわたって、好ましくは１５ｐｓｉの値で試験される。システム１０は、好ましい連結具からの圧縮された空気または気体の漏洩について、直接的および／または間接的な視覚的、触覚的または聴覚的手段を用いて点検される。ひいては運用作業員は、検出された任意の不適切に封止されたジョイント組立体１００を適正に封止することができ、その後運用作業員は、好ましくは約１ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）〜約１５ｐｓｉの好ましい圧力範囲または圧力値にわたって、好ましくは１５ｐｓｉの値でシステムを再び空気圧により試験し、補修が十分に行われたことを確認し得る。
【００１９】
圧力試験の第２の段階は好ましくは、約２００ｐｓｉの好ましい圧力でのシステム１０の液圧試験、より好ましくは静液圧試験を含む。より好ましくは、圧力試験の第２の段階は、全体として参照により援用される「Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ｆｏｒ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｐｒｉｎｋｌｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ」と題されるＮａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＮＦＰＡ）  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＮＦＰＡ−１３、第２４章（２００７年）に定義されるとおりの静液圧試験圧力における液圧試験を提供する。
【００２０】
システムを所望の静液圧試験圧力まで加圧した後、システムは、好ましい連結具からの液体の放出について、直接的および／または間接的な視覚的、触覚的または聴覚的手段を用いて点検され得る。運用作業員は、圧力試験の第２の段階でさらに検出された任意の不適切に封止されたジョイント接続部を再び適切に封止することができ、次に、好ましくは液圧により、好ましい静液圧範囲でシステムを再び試験し得る。初期空気圧範囲または液圧範囲は、その初期空気圧および液圧が対応する流体を管組立体の中心内部通路から管組立体に近接した外部環境へと、漏洩経路を通じて直接的または間接的な手段によって検出可能な速度で移動させるのに十分であるならば、任意の圧力範囲または特定の圧力値によって定義され得ることは理解されなければならない。さらに、運用作業員は、任意の封止作業の実施と圧力試験との間に適当な長さの時間間隔を設け、シーラントが溶着するか、融合するか、接着するか、またはその他の方法でジョイント接続部を形成するのに十分な時間をとることは理解されなければならない。全てのジョイントが適切に封止され、システムがその完全性について点検されると、システムは水または他の流体で充填され、稼動させることができる。
【００２１】
最初の空気圧試験の後、液圧試験の第２の段階を実施することに代えて、空気圧試験の第２の段階を実施してもよく、ここで第２の空気圧試験圧力が配管用途に好適であれば、試験圧力は増加され、すなわち最初の試験圧による試験段階より大きくされる。再度、システムは好ましい連結具からの圧縮された空気または気体の漏洩について、直接的および／または間接的な視覚的、触覚的または聴覚的手段を用いて点検され得る。運用作業員は、より高い圧力範囲のもとでさらに検出された任意の不適切に封止されたジョイント接続部を、再び適切に封止することができ、次に、システムを空気圧により第２の段階用の試験圧力下で再び試験し得る。
【００２２】
好ましい連結具は、配管システムにおいて不適切に封止されたジョイント接続部を検出するための、実質的に即時性で検証可能な機構を提供する。より具体的には、好ましい連結具はチャネルを伴い構成され、これは、適切な封止がないとき、流体がシステムの内部とシステム１０の外部との間に直ちに流れることのできる漏洩経路を提供し、それにより運用作業員には、比較的迅速な間接的および直接的漏洩指示手段の少なくとも１つが提供される。好ましい連結具のチャネルから圧縮された液体、気体、空気または他の流体が漏洩することにより、運用作業員は不適切に封止されたジョイントを特定する。さらに、この好ましい連結具は、好ましくは上記の方法で配管システム１０の圧力試験を実施するための好ましい手段を提供すると考えられる。特に、適正量のシーラント材がないとき、好ましくはシステム圧力試験を開始して２分以内に、好ましい連結具のチャネルによってシステム１０に検出可能な圧力降下が生じる。さらに、この好ましい連結具が不適切に封止されたジョイントの周囲における流体圧力の上昇を防止するため、適切に形成された封止なしに接合された管継手またはセグメントの周囲のポテンシャルエネルギーが、この好ましい連結具によって除去される。この機構により、不適切に接合された管継手またはセグメントが激しく破損または破断したり、物的被害を引き起こし、および／または周囲の作業員に重傷を負わせかねない発射体となったりすることが防止され得る。
【００２３】
管セグメントと共にジョイント組立体１００を形成するための好ましい連結具は、ジョイント１００における管セグメントと好ましい連結具との嵌合表面間のドライフィット接続部が、十分な量のシーラント材がないときに圧力を保持できないようにし、その代わりに流体を大気中に漏出させることによって不適切な封止の組立体を検出および特定するように構成される。十分な量のシーラント材が存在するとき、好ましい連結具は管セグメントに関して流体密な封止を形成する。シーラント材は、例えば、セメント、溶剤セメント、エポキシ、はんだまたは他の流動性材料であってもよく、それを使用して連結具が１つまたは複数の配管セグメントに対して再構成されるか、化学的に溶着されるか、接着されるか、またはその他の方法で永久的に接合される。連結具で用いられる例示的シーラント材としては、全体として参照により援用される「Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）：Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  ＆  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（改訂第０版、２００５年１月）の４３〜５０頁に各々記載される（ｉ）Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ  ＣＰＶＣ  Ｃｅｍｅｎｔ  ＴＦＰ−４００  Ｒｅｄ  Ｈｅａｖｙ  Ｂｏｄｉｅｓ、若しくは（ｉｉ）Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ  ＣＰＶＣ  Ｃｅｍｅｎｔ  ＴＦＰ−５００、またはそれらの等価物が挙げられる。好ましい連結具は、ジョイント組立体を通じて運ばれる流体を大気中に漏洩させることによって不適切な流体封止を指示するため、この好ましい連結具によって、適切な化学的封止がないときにジョイント１００の周囲で圧力が上昇することは不可能となる。さらに、この連結具は好ましくは、ジョイント組立体の接合された表面間に十分な締まり嵌めを提供するため、「Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）：Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  ＆  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（改訂第０版、２００５年１月）の３３頁に推奨されるとおり、管要素間にシーラント材が不必要に溜まることが回避される。
【００２４】
好ましい連結具は、１つまたは複数のソケットを画定して、管、継手またはアダプタなどの管セグメントまたは管要素を受け入れる略管状壁部材を含む。図３および３Ａを参照すると、例示および説明を目的として実質的に全体を通じて本明細書に図示および記載される好ましい連結具は、第１の管セグメント２４と第２の管セグメント２６とを、好ましくはソケット型の接続部によって接合するための連結体として構成される管継手３００である。継手３００は長手方向軸Ａ−Ａを画定し、管セグメント２４、２６は接合されると、その軸に沿って互いに略軸方向に一列に並び得る。或いは管継手３００は、例えば、３０°〜９０°の範囲の曲げ角度を画定するエルボとして構成されてもよい。従って、好ましい継手３００は、４５°エルボ、６０°エルボ、９０°エルボまたは他の角度付きエルボのうちいずれか１つとして構成され得る。管継手３００はまた、３つ以上の管セグメントを連結するように構成されてもよく、従ってこの管継手３００は、十字型継手、Ｔ形継手またはＹ形継手のうちいずれか１つとして構成され得る。一般に、例示を目的として連結体として本明細書に記載される好ましい継手３００およびその様々な特徴は、２つ以上の管セグメントを連結するのに望ましい任意の構成であってよく、従って、全体として参照により援用される「ＴＦＰ１９１５：Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ  ＣＰＶＣ  Ｆｉｒｅ  Ｓｐｒｉｎｋｌｅｒ  Ｐｉｐｅ  ＆  Ｆｉｔｔｉｎｇｓ  Ｓｕｂｍｉｔｔａｌ  Ｓｈｅｅｔ」（２００６年１月）と題されるＴｙｃｏ  Ｆｉｒｅ  ＆  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓデータシートの３〜６頁に示される継手のうちいずれか１つの構成であり得る。従って継手３００は、例えば、（ｉ）Ｔ；（ｉｉ）径違いＴ；（ｉｉｉ）十字または径違い十字；（ｉｖ）９０°エルボまたは径違いエルボ；（ｖ）４５°エルボ；または（ｖｉ）レデューサ連結体として構成され得る。或いは、継手３００は、１つの管セグメントの端部で端部キャップを形成するように構成されてもよい。さらに代替例として、継手３００は、溝なし端管と、溝付き管またはねじ込み管に適するよう構成された雄アダプタ若しくは雌アダプタとを連結するための溝付き連結アダプタとして構成されてもよい。かかるアダプタは、（ｉ）直状連結体；（ｉｉ）Ｔ；（ｉｉｉ）背面合わせＴ；（ｉｖ）背面合わせ十字または（ｖ）エルボのうちいずれか１つとして構成され得る。加えて、継手３００は、スプリンクラーまたは他の流体散布装置と連結するためのアダプタとして構成されてもよい。より一般的には、好ましい連結具は、任意の公知の継手として管セグメントを接合する形状または構成とされ得る。
【００２５】
図３Ｂを参照すると、好ましい連結具はここでも継手３００として例示され、これは、外表面３１１と、継手３００の内部通路３１５を画定する内表面３１３とを含む。例えば、この継手３００では、内表面は、軸Ａ−Ａに沿って延在する中心通路３１５を画定する。好ましくは内表面３１３と一体に形成され、より好ましくは継手３００と一体に形成される１つまたは複数の周方向のショルダまたはリング３１４が、継手の内部通路３１５を分割している。分割された通路３１５は、好ましくは、管セグメント、継手またはアダプタを受け入れるための様々なソケットを画定する。例えば、図３Ｂに示される継手３００では、第１の管セグメント２４を受け入れるための第１のソケット３１２ａと、第２の管セグメント２６を受け入れるための第２のソケット３１２ｂとである。継手３００の各ショルダ３１４は、断面で概略的に図示されるとおり中心開口を画定し、それにより内部通路３１５は連続的となり、管セグメント２４と２６との間に連通が設けられる。好ましくは、ソケット３１２ａ、３１２ｂおよび内表面３１３の各々は、円周上の１つまたは複数の箇所で管セグメント２４、２６の外表面と締まり嵌めを形成するように構成される。例えば、ソケット３１２ａ、３１２ｂは、管セグメント２４、２６に関して略周方向の締まり嵌めを形成するように、好ましくは縮径した内表面３１３（縮尺通りには描かれていない）によってさらに画定される。内表面３１３のテーパは、管セグメント２４、２６の軸方向の前進を制限する傾斜した表面を画定し、それにより管セグメント２４、２６の端面とショルダ３１４との間に空間を画定し得る。或いは、管セグメント２４、２６の継手３００を通じた軸方向移動をさらに制限するため、管セグメントの端面はショルダ３１４と係合し得る。
【００２６】
図４を参照すると、好ましい継手３００がより具体的に、好ましくは約２．５０インチの全長を有する公称１インチ連結体として示される。継手３００の外表面３１１は好ましくは、継手３００における各ソケットへの開口に近接して略管状部分を画定する。先述のとおり、内表面３１３が継手３００のソケットの３１２ａ、３１２ｂを画定し、その各々が好ましくは同じように構成される。具体的にソケット３１２ａを参照すると、内表面３１３は好ましくは、継手３００の端面３１０ａからショルダ３１４にかけて狭く縮径し、好ましくは約１．１９インチのソケット長さＬを画定する。例えば、継手３００が好ましい公称１インチ連結体である場合、内表面３１３のテーパは、さらに好ましくはソケット３１２ａの入口に約１．３２５インチの第１の直径Ｄ１を、およびショルダ３１４に近接するソケット３１２ａの基面または底面に約１．３１０インチの第２の直径Ｄ２を画定する。従って、任意の公称サイズの継手について、各ソケットにおいて第２の直径Ｄ２は第１の直径Ｄ１より小さく、それにより、第１の寸法と第２の寸法との差の絶対値をソケット長さで除すことによって定義される好ましいテーパを画定する。従って、内表面３１３は好ましくは、好ましい継手３００の各ソケットについて、約０．０１５インチ／１．１９インチ、すなわち約０．０１２に等しいおおよその│（Ｄ２−Ｄ１）│／Ｌのテーパを画定する。
【００２７】
ショルダ３１４は好ましくは、継手の中心に向かう管セグメントの軸方向移動を阻止するための表面を提供するのに十分な大きさだが、所望の圧力および／または流体速度で中を通る所望の流体の流れを提供するのに十分に低いプロファイルで、中心軸Ａ−Ａに向かって径方向内側に延在する。好ましくは、ショルダ３１４は継手３００の内径Ｄ３を画定し、これは、第１の直径Ｄ１の約９４パーセント、すなわち約１．２５インチであり、より好ましくは約１．１０インチの直径である。中心軸Ａ−Ａと垂直に延在するショルダのいずれかの表面は、ショルダ３１４が、例えば、好ましい継手３００では好ましくは約１．１１インチである別の内径Ｄ４を画定するように皿穴加工され得る。表面のカウンタボアは、好ましくは約０．０３５インチの深さに至る。ソケット３１２ａ、３１２ｂの寸法は、３／４インチ〜３インチの範囲の公称サイズ継手の範囲について、参照により援用される「Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）：Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  ＆  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（改訂第０版、２００５年１月）（Ａｄｄｅｎｄｕｍ  ＃１／ＩＨ−１９００（２００５年１０月））の１９頁の「ＡＳＴＭ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ＣＰＶＣ  ｆｉｔｔｉｎｇ  ｉｎ  ｉｎｃｈｅｓ」と題される表Ｂに示される寸法一覧表にさらに従ってもよい。代替例として、継手の公称サイズが約１／２インチ〜約１８インチまで異なる場合、継手のソケットの寸法はそれに対応して決定され得る。
【００２８】
継手３００は、１本または複数のチャネル３１８をさらに含み、ジョイント組立体１００を通じて運ばれる流体の漏洩経路を画定する。より具体的には、継手３００は好ましくはチャネル３１８を含むことにより管セグメント２４、２６の外表面上に漏洩経路または通路を画定し、管セグメント２４、２６に含まれる気体または液体が、それを通じて大気中に漏出し得る。チャネル３１８は、好ましくは平滑な環状の内表面３１３と管セグメント２４、２６の外表面との間の締まり嵌めに、継手の中心内部通路３１５と連通するための１つの不連続部分を好ましくは形成する。従って、チャネル３１８は、管セグメントの端部２４ａ、２４ｂから継手３００の内部通路３１５の中心部分に流れ込む流体が大気中に漏出することができるようにソケット３１２ａ、３１２ｂと連通する。配管システムにおいて稼動させるための流体密に封止されたジョイント組立体の形成においては、シーラント材、好ましくは、各々「Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）：Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  ＆  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（改訂第０版、２００５年１月）の４３〜５０頁に記載される（ｉ）Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ  ＣＰＶＣ  Ｃｅｍｅｎｔ  ＴＦＰ−４００  Ｒｅｄ  Ｈｅａｖｙ  Ｂｏｄｉｅｓ、または（ｉｉ）Ｂｌａｚｅｍａｓｔｅｒ  ＣＰＶＣ  Ｃｅｍｅｎｔ  ＴＦＰ−５００のうちの一方が、管セグメント２４、２６の外表面に対し、およびソケット３１２ａ、３１２ｂの内表面３１３に沿って塗布される。管セグメント２４、２６およびソケット３１２ａ、３１２ｂの所与の構成について、十分な量のシーラント材が継手３００のチャネル３１８を充填し、封止し、融合し、溶着し、変形させ、再構成し、および／またはまとめて改造することにより、大気中への流体の漏出が防止され、ジョイント組立体に関して流体密な封止が形成される。
【００２９】
封止が不適切な場合、チャネル３１８が流体を大気中に漏出させるため、このチャネル３１８によってシステム１０のどのジョイント１００にも、流体密なジョイント組立体が不完全であるか、またはそれに不具合があることを運用作業員に知らせる手段が提供される。より具体的には、いずれかのチャネル３１８から流体が流れ、および／または継手３００が圧力を維持できないという直接的な視覚的、触覚的または聴覚的指示によって、運用作業員はソケット３１２ａまたはソケット３１２ｂに十分なシーラント材が欠けているか、またはシーラント材が全くないことに直ちに気付かされる。チャネル３１８からの流体の放出を間接的に検出する方法が用いられてもよい。例えば、運用作業員がシステム１０を空気圧および／または液圧により点検する上記の方法では、運用作業員は圧力計を監視して、システム１０が所与の圧力を保持および維持し得るかどうかを観察する。システムが一定の圧力を保持できない場合、システムのジョイント組立体１００が検査され、継手３００の封止が不適切なために流体がチャネル３１８を通って抜け出ていたのかどうかが判断される。例えば、システム１０が液体を含む場合、継手３００にある材料が塗布されてもよく、液体がチャネル３１８から放出されてその材料と接触すると、液体と材料とが反応して、封止が不完全であることの視覚的または触覚的指示を提供してもよい。
【００３０】
図４Ｂおよび４Ｃに見られるとおり、チャネル３１８はショルダ３１４の両側に、好ましくは継手３００の端面３１０ａ、３１０ｂまで延在する。より好ましくは、チャネル３１８は、ショルダ３１４の表面の軸方向内側に延在してソケット長さＬより長いチャネル長さを画定し、より好ましくは、チャネル３１８は、連結体３００の全軸方向長さにわたりショルダ３１４を貫通して延在する。継手３００が２つ以上のソケットを有する場合、チャネル３１８は好ましくは、１つのソケットにおけるチャネル３１８の一部分が、少なくとも１つの他のソケットのチャネル３１８の一部分と連通して配設されるように、ショルダ３１４を貫通して延在する。チャネル３１８がショルダ３１４の表面を越えて軸方向に延在することにより、さらに確実にチャネル３１８ａ、３１８ｂを開放されたままとし、管セグメント２４、２６の端面とショルダ３１４の側表面との間の単なる係合だけでは完全には封止できないようにし得る。チャネル３１８はより詳細には、一対の離間された、好ましくは略平行な側壁３２０と、その間に延在する相互接続表面壁３２２とによって画定される。側壁３２０および相互接続表面壁３２２の各々は略平面状のものとして示されるが、チャネル表面３２０、３２２の１つまたは複数は好ましくは曲面状であり、より好ましくは、例えば図７Ｃに示される実施形態に見られるとおり、チャネル内部に対し凹面状となっている。
【００３１】
チャネル３１８の側壁３２０は離間され、好ましくは約０．０４５インチ、より好ましくは約０．０６０インチのチャネル幅Ｗを画定する。内表面３１３および側壁３２０はさらに、チャネル３１８の深さまたは高さプロファイルＨを画定する。好ましくは、端面３１０ａにおけるチャネル３１８の高さは約０．０１０インチ、より好ましくは約０．０２５インチである。チャネル３１８の深さプロファイルＨは、さらに好ましくは継手の中心に向かって増加し、チャネルの最も深い部分がショルダ３１４にあり、例えばこのチャネルの場合には、深さＨは約０．０７インチである。より具体的には、特にソケット３１２ｂに関して示される図４Ｃのチャネル３１８の断面図を参照すると、内表面３１３がチャネル３１８の高さＨをさらに画定する。チャネル３１８の相互接続表面壁３２２が継手３１０の長手方向軸Ａ−Ａと略平行である場合、チャネル高さプロファイルＨは、ショルダ３１４から継手３１０の端面３１０ｂにかけて狭く縮径する。それに代えて、またはそれに加えて、チャネル３１８は好ましくは中心軸Ａ−Ａから相互接続表面壁３２２までを計測する径方向距離Ｒによって特徴付けることもできる。或いは、チャネル３１３の相互接続表面３２２は、チャネル３１８の長さにわたって一定の高さプロファイルＨを画定するように、ソケット３１２ｂの内表面３１３のテーパと平行であってもよい。さらに代替例として、相互接続表面３２２は、その軸方向長さに沿って、例えば波形などの非平面的なプロファイルを画定し得る。チャネル３１８の高さＨは、継手３１０の一部分に関して対称的に変化してもよく、或いは高さＨは、継手の全長にわたって変化してもよい。
【００３２】
チャネル３１８の側壁３２０は、図４Ｂでは互いに平行なものとして示されるが、或いは、互いにある角度を画定してもよい。従って、チャネル幅Ｗは好ましくは一定であるか、或いはチャネル３１８の深さに沿って変化してもよい。その結果として狭まるチャネル３１８は、チャネル３１８内のいかなる流体もある感知可能な速度で吐き出すようなベンチュリ効果を生じる。例えば、側壁３２０は、継手３１０の端面によって画定される軸に対して角度を画定し得る。さらに、その角度がチャネルの高さにわたって変化してもよい。図４Ｄおよび図４Ｅには、本明細書に図示および記載される連結具のうちいずれか１つに提供または形成することができる側壁３２０によって形成される別のチャネル３１８の詳細図が示される。より好ましくは、側壁３２０のなかで継手３１０のショルダ３１４を形成するか、またはそれと一体化される部分が、径方向に延在する垂直方向軸に対して１つまたは複数の角度を画定し、この垂直方向軸は、継手３１０の端面３１０ａまたはショルダ３１４によって定義され、且つ好ましくはチャネル３１８を二等分するものである。側壁３２０は、好ましくは端面の垂直方向軸と平行な第１の部分３２０ａを含み、より好ましくは、垂直方向軸端面３１０ａに対して角度αを画定する第２の部分３２０ｂを含む。角度αは、約４５度〜約１００度の範囲であってもよく、好ましくは約９０度である。側壁３２０は、さらに好ましくは、端面３１０ａの垂直方向軸に対して第２の角度βを画定する第３の部分３２０ｃを含む。第２の角度βは、約１０度〜約５０度の範囲であってもよく、好ましくは約４５度である。側壁３２０の様々な角度がチャネル３１８の径方向に延在する二等分軸に関して変化することで、さらに好ましくは、継手３１０のソケットに配置された管セグメントの一部分と連通するためのチャネル３１８の少なくとも一部分が、チャネル３１８の高さＨに沿って流体（液体または気体）の速度および／または圧力を変化させ得るように画定される。特に図４Ｅに関連して、チャネル３１８のプロファイルは、チャネルの周囲に沿って角部により形成される直角と鈍角とを含むことが示される。より好ましくは、チャネルの表面を接続する角部、折れ曲がり部または屈曲部は、好ましくは曲面状で、すなわち丸くなっている。
【００３３】
図４Ｂを参照すると、チャネル３１８の領域において、内部チャネル表面３２２および外表面３１１が、約０．１２〜約０．１６インチ、より好ましくは約０．１４インチの継手３００の最小壁厚Ｔｍｉｎを画定している。継手の最小壁厚は、好ましくは、その継手が適切に試験されるとき、例えば、（ｉ）Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＡＳＴＭ）Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｆ  ４３８  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｏｃｋｅｔ−Ｔｙｐｅ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｐｏｌｙ（Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＣＰＶＣ）Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｉｐｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇｓ、Ｓｃｈｅｄｕｌｅ  ４０；（ｉｉ）ＡＳＴＭ  Ｆ  ４３９  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｐｏｌｙ（Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＣＰＶＣ）Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｉｐｅ  Ｆｉｔｔｉｎｇｓ、Ｓｃｈｅｄｕｌｅ  ８０；（ｉｉｉ）ＡＳＴＭ  Ｆ１９７０−０５  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｆｉｔｔｉｎｇｓ，Ａｐｐｕｒｔｅｎａｎｃｅｓ  ｏｒ  Ｖａｌｖｅｓ  ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｉｎ  Ｐｏｌｙ（Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＰＶＣ）ｏｒ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｐｏｌｙ（Ｖｉｎｙｌ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＣＰＶＣ）Ｓｙｓｔｅｍｓ；および／または、ＡＳＴＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ刊行物、第０８．０４巻「Ａｎｎｕａｌ  Ｂｏｏｋ  ｏｆ  ＡＳＴＭ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ２００３」：Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｅｉｇｈｔ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ−Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｉｐｅ  ａｎｄ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（２００３年）に提供されるものなどの必要な工業規格を満たし、および／またはそれを上回ることができるように構成される。かかる工業規格を満たす一方、好ましい継手３００はまた、好ましくはその作製に要する材料を最小限に抑える。従って、好ましい継手３００は、例えば図４に示される、約０．１５インチ、より好ましくは約０．１４７インチの最大総壁厚Ｔｍａｘをさらに画定する。好ましくは、最小壁厚Ｔｍｉｎは、最大壁厚Ｔｍａｘの少なくとも８５パーセント（８５％）である。好ましい１インチ公称連結体は、好ましくは重量が約０．０７ｌｂｓ以下である。好ましい壁厚寸法は、適用される工業規格に準拠し、および／または材料所要量を最小限に抑えるように特定され得る一方、壁厚の寸法は、流体を容易に漏洩させ、且つ不適切な封止の視覚的指示手段を提供し、さらに適量のシーラント材を塗布すると、十分に流体密に封止された接続部を形成することができる空隙を、管セグメントの外表面と共に画定し得るチャネルまたは漏洩経路が生じるように、適切に決定される。
【００３４】
より好ましくは、チャネル３１８の寸法は、そのチャネルまたは漏洩経路が、流体を容易に漏洩させ、且つ不適切な封止の視覚的指示手段を提供し、さらに適量のシーラント材を塗布すると、十分に流体密に封止された接続部を形成することができる空隙を、管セグメントの外表面と共に画定し得るように決定される。チャネル容積は、好ましくは、チャネル長さ、チャネル幅Ｗおよび高さプロファイルＨによって定義される。継手３００の総チャネル容積は、ソケット３１２ａ、３１２ｂに関して径方向に配置されたチャネル３１８の本数によってさらに定義され得る。図４Ａにおける継手３００の端面３１０ｂには１本のチャネル３１８のみが示されるが、複数のチャネル３１８が継手３００の中心軸Ａ−Ａに関して径方向に配置されてもよく、それにより上記のとおりジョイント組立体１００における封止の妥当性を評価する運用作業員に、複数の指示手段が提供される。チャネル３１８間の内表面は好ましくは、実質的に平滑な内表面３１３を提供するよう、継手３００の軸から一定の径方向距離を画定する。表１ａには、端面３１０で計測したチャネル寸法深さＨおよび幅Ｗの一覧表が示され、これは公称サイズの範囲の継手に関して用いることができる。
【００３５】
【表１】
2010515922.tif 000003
【００３６】
チャネル高さＨプロファイルおよび幅Ｗは、公称継手サイズの全範囲で一定のままであってもよいが、チャネル長さ、チャネル幅Ｗおよび／またはチャネル高さＨは、一定の寸法関係を維持するため継手サイズによって変化してもよい。例えば、好ましい公称１インチ継手３００におけるあるソケット３１２の好ましいチャネル３１８の寸法が、高さと長さの比Ｈ：Ｌを約０．００８と定義する場合、より小さい、またはより大きい公称サイズの継手については、それに従いチャネル長さおよび高さＨの寸法が好ましい比を維持するように決定され得る。以下の表１ｂには、チャネル３１８についての寸法の例示的一覧表が示され、ここでは、例えばチャネル幅Ｗなどの１つまたは複数の寸法が、継手３００の公称サイズによって変化する。
【００３７】
【表２】
2010515922.tif 000004
【００３８】
図６Ａ〜６Ｃは、チャネル３１８’を有する継手３００’として具体化される別の代替的な連結具を示す。継手３００’は、その内部構成および全長が先述の継手３００と実質的に同じ連結体である。特に好ましい継手３００’は約２．５０インチの全長を有し、第１の管セグメント２４と第２の管セグメント２６とを、好ましくはソケット型の接続部によって接合する。継手３００’は長手方向軸Ａ’−Ａ’を画定し、管セグメント２４、２６は接合されると、その軸に沿って互いに略軸方向に一列に並び得る。
【００３９】
好ましい継手３００’は２つ以上のソケット３１２ａ’、３１２ｂ’を含み、管、継手またはアダプタなどの管要素を受け入れる。この連結具３００’は、外表面３１１’と、軸Ａ’−Ａ’に沿って延在する中心通路３１５’を画定する内表面３１３’とを含む。好ましくは内表面３１３’と一体に形成され、より好ましくは継手３００’と一体に形成される周方向のショルダまたはリング３１４’が、ソケット３１２ａ’、３１２ｂ’を分割している。ショルダ３１４’は中心開口を画定し、それにより中心通路３１５’は連続的となり、管セグメント２４と２６との間に連通が設けられる。好ましくは、ソケット３１２ａ’、３１２ｂ’の各々は同じように構成され、さらに、内表面３１３’と共に、円周上の１つまたは複数の箇所で管セグメント２４、２６の外表面と締まり嵌めを形成するように構成される。例えば、ソケット３１２ａ’、３１２ｂ’は、管セグメント２４、２６に関して略周方向の締まり嵌めを形成するように、好ましくは縮径した内表面３１３’によってさらに画定される。内表面３１３’のテーパは、管セグメント２４、２６の軸方向の前進を制限する傾斜した表面を画定し、それにより管セグメント２４、２６の端面とショルダ３１４’との間に空間を画定し得る。或いは、管セグメント２４、２６の継手３００’を通じた軸方向移動をさらに制限するため、管セグメントの端面はショルダ３１４’と係合してもよい。
【００４０】
継手３００’は、１本または複数のチャネル３１８’をさらに含み、ジョイント組立体を通じて運ばれる流体の漏洩経路を画定する。より具体的には、継手３００’は好ましくはチャネル３１８’を含むことにより管セグメント２４、２６の外表面上に漏洩経路を画定し、管セグメント２４、２６に含まれる気体または液体が、それを通じて大気中に漏出し得る。チャネル３１８’は、内表面３１３’と管セグメント２４、２６の外表面との間の締まり嵌めに、中心通路３１５’と連通するための不連続部分を形成し得る。従って、チャネル３１８’は、管セグメントの端部２４ａ、２４ｂから継手３００’の中心通路３１５’に流れ込む流体が大気中に漏出することができるようにソケット３１２ａ’、３１２ｂ’と連通する。先述の継手３００と同様に、継手３００’は、上記に考察されるとおり好ましくは流動性のシーラント材を用いて流体密なジョイント組立体を形成する。
【００４１】
内表面３１３’は好ましくは、継手３００’の端面３１０ａ’からショルダ３１４’にかけて狭く縮径し、好ましくは約１．１９インチのソケット長さＬ’を画定する。内表面３１３’のテーパは、さらに好ましくはソケット３１２ａ’の入口に約１．３２５インチの第１の直径Ｄ１’を、およびショルダ３１４’に近接するソケット３１２ａ’の基面または底面に約１．３１０インチの第２の直径Ｄ２’を画定する。従って、第２の直径Ｄ２’は好ましくは第１の直径Ｄ１’より小さい。内表面３１３’に沿って位置するショルダ３１４’は、好ましくは、継手の中心に向かう管セグメントの軸方向移動を阻止するための表面を提供するような大きさだが、所望の圧力および／または流体速度で中を通る所望の流体の流れを提供するのに十分に低いプロファイルで、中心軸Ａ’−Ａ’に向かって径方向内側に延在する。好ましくは、ショルダ３１４’は継手３００’の内径Ｄ３’を画定し、これは、第１の直径Ｄ１’の約９４パーセント、すなわち約１．２５インチであり、より好ましくは約１．１０インチの直径である。中心軸Ａ’−Ａ’と垂直に延在するショルダの表面のいずれかは、ショルダ３１４が、好ましくは約１．１１インチである継手３００の別の内径Ｄ４’を画定するように皿穴加工され得る。表面のカウンタボアは、好ましくは約０．０３５インチの深さに至る。
【００４２】
図６Ｃに見られるとおり、内表面３１３’はより詳細には、ショルダ３１４’の両側に対して、一対の離間された、好ましくは略平行な側壁３２０’と、それらの間に延在する表面壁３２２’とによってチャネル３１８’を画定する。再び図６Ａを参照すると、チャネル３１８’は好ましくは、ショルダ３１４’から離れるようにソケット３１２ａ’、３１２ｂ’の長さを継手の端面３１０ａ’、３１０ｂ’まで軸方向に延在する。
【００４３】
チャネル３１８’の側壁３２０’は離間され、好ましくは約０．０４５インチ、より好ましくは約０．０６０インチのチャネル幅Ｗ’を画定する。内表面３１３’および側壁３２０’は、チャネル３１８’の深さまたは高さＨ’をさらに画定する。好ましくは、ソケット３１２ａ’、３１２ｂ’の領域におけるチャネル３１８’の最大高さは約０．０１０インチ、より好ましくは約０．０２５インチであり、チャネル容積は好ましくは、チャネル長さＬ’、チャネル幅Ｗ’および深さＨ’によって定義される。チャネル３１８’は、公称サイズの範囲の継手について表１ａに提供されるとおりの、端面３１０’で計測される寸法、深さＨ’および幅Ｗ’の一覧表に従い得る。チャネル高さＨ’および幅Ｗ’は公称継手サイズの全範囲で一定のままであってもよいが、チャネル長さＬ’、チャネル幅Ｗ’および／またはチャネル高さＨ’は、一定の寸法関係を維持するため継手サイズによって変化してもよい。例えば、好ましい公称１インチ継手３００’における好ましいチャネル３１８’の寸法が、高さと長さの比Ｈ’：Ｌ’を約０．００８と定義する場合、より小さい、またはより大きい公称サイズの継手については、それに従いチャネル長さＬ’および高さＨ’の寸法が好ましい比を維持するように決定され得る。より好ましくは、チャネル３１８’の寸法は、そのチャネルまたは漏洩経路が、挿入された管セグメントの外表面と共に、流体を容易に漏洩させ、且つ不適切な封止の視覚的指示手段を提供し、さらに適量のシーラント材を塗布すると、十分に流体密に封止された接続部を形成することができる空隙を画定し得るように決定される。
【００４４】
継手３００’の総チャネル容積は、ソケット３１２ａ’、３１２ｂ’に関して径方向に配置されたチャネル３１８’の本数によってさらに定義され得る。図６Ａにおける継手３００’の端面３１０ｂ’には１本のチャネル３１８’のみが示されるが、複数のチャネル３１８’が継手３００’の中心軸Ａ−Ａを中心として径方向に配置されてもよく、それにより上記のとおりジョイント３００’における封止の妥当性を評価する運用作業員に、複数の指示手段が提供される。
【００４５】
継手３００’は好ましくは、Ｓｃｈｅｄｕｌｅ  ４０  ＣＰＶＣ公称１インチ連結体である。内部表面３１３’および外表面３１１’は、好ましくは約０．１４インチの一定で最小の壁厚を好ましくは画定する。従ってチャネル３１８’の領域において、継手３００の外表面３１１’は、好ましくは一定の、または最小の壁厚を提供する容積を画定するような幅Ｗ’’および高さＨ’’並びに軸方向長さを有する突起３１９’を形成する。継手の一定の壁厚は好ましくは、継手が適切に試験されるとき、例えば、ＡＳＴＭ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｆ４３８−０２などの必要な工業規格を満たし、および／またはそれを上回ることができるように構成される。
【００４６】
本明細書全体を通じて記載される好ましい連結具は、適切にはＳｃｈｅｄｕｌｅ−４０またはＳｃｈｅｄｕｌｅ−８０により、例えば、全体として参照により援用されるＬｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐ．Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔｓに記載されるＣＰＶＣ材料：（ｉ）ＴｅｍｐＲｉｔｅ（登録商標）３２０５（２００３）または（ｉｉ）ＴｅｍｐＲｉｔｅ（登録商標）３２０５（２００３）などのＣＰＶＣ材料か、或いはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）材料で構成される。継手３００の好ましい形成方法は、射出成形加工、例えば、全体として参照により援用される「ＴｅｍｐＲｉｔｅ（登録商標）ＣＰＶＣ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｇｕｉｄｅ」と題されるＮｏｖｅｏｎ  Ｉｎｃ．刊行物（２００３年１月）に概して記載されるものを用いる一般的な射出成形による。好ましくは、射出加工は、好ましい継手３００の内表面３１３および軸方向に延在する中心通路を画定する金型の使用を含む。内表面３１３を形成する金型のキャビティ表面は、軸方向に延在する隆起または突起をさらに含み、これが上記の１本または複数のチャネル３１８を画定する。好ましくは、継手３００はさらに、継手の壁厚に対する外径の好ましい比を定義するため、ＳＤＲ（標準寸法比）１３．５寸法を定義するＦ４３８−０２を含むＡＳＴＭ適用規格、ＡＳＴＭ  Ｆ  ４３９、またはＡＳＴＭ  Ｆ  １９７０に従い作製される。従って、チャネル３１８は、好ましくは壁厚に対する比が約１／３のチャネル高さＨを画定するように切削される。
【００４７】
或いは、好ましい継手または端部継手は、銅またはスチール材料のうちいずれか一方で作製され、および／または銅またはスチール管セグメントと組み合わせて使用して、化学的に封止されるか、またははんだ付けされた配管組立体を形成してもよい。好ましい銅−スチール（ｃｏｐｐｅｒ−ｔｏ−ｓｔｅｅｌ：ＣＴＳ）継手および／または組立体は、好ましくは約１／４インチ〜約２４インチの範囲の公称管直径範囲用に構成され得る。本明細書に記載される好ましい継手および組立体は防火用途に十分に適しているが、代替的な機械用途／住宅用、商業用または工業用の水道設備または配管用途において、この好ましい連結具を用いることができることは理解されなければならない。射出成形または押出しによって本明細書に記載される好ましいチャネルを形成することに代えて、チャネルは、ＣＰＶＣプラスチック継手または配管要素の製造後の敷設時に形成されてもよい。具体的には、チャネルは、所望のチャネルを形成するのに十分な深さだが、シーラント材が不必要に溜まることは回避する程度に十分な浅さで、継手または管セグメントの適用表面に沿って手作業か、または機械により切削され得る。
【００４８】
上述のとおり、チャネル３１８は或いは、それがジョイント組立体１００の連結具に、不適切な封止を運用作業員に知らせる流体経路を提供する長さで構成され得る。図７Ａ〜７Ｄ；図９Ａ〜９Ｄ；図１０；図１１Ａ〜１１Ｆおよび図１２Ａおよび１２Ｂは、ジョイント１００、継手３００およびチャネル３１８の代替的実施形態を示す。継手の単一のソケットに関して代替的特徴が例示される場合、かかる特徴は、継手３００の全てのソケットに適用できるものと理解されるべきである。さらに、単一の連結具に関して代替的特徴が図示または記載される場合、かかる特徴は、本明細書全体を通じて図示および記載される連結具の全てに適用できるものと理解されるべきである。図７Ａには、ジョイント組立体１００の継手３００’’が示され、ここではチャネル３１８’’が、組立体１００のなかで重力場上低いところに位置しており、そこに流体、特に液体が滞留し得る。チャネル３１８’’は好ましくは、階段状の移行部３１７を含むことで放出された流体を回収するための貯留部を形成し、これは漏洩指示機能を補強し得る。
【００４９】
別の例示的連結体３００ａ’’が図７Ｂおよび７Ｃに示され、ソケット３１２ａ’’、３１２ｂ’’の内表面３１３’’は好ましくは、継手３００’’の長手方向長さに沿って螺旋状に延在する渦巻溝によって画定されるチャネル３１８’’を含む。このヘリカルチャネル３１８’’は好ましくは、チャネルの長さに対して丸いプロファイルの断面を有するが、Ｖ字型または傾斜チャネル、または正方形チャネルなど、他のプロファイルが用いられてもよい。チャネル３１８’’のプロファイルは、平面的な内表面３１３’’に対する溝の深さまたは高さＨを画定し、さらに、好ましくはチャネル３１８’’の一方の端部を、チャネル３１８’’の他方の端部および／または内部通路３１５’’などの、チャネル３１８’’と隣接して配置された任意の他の範囲と連通させる通路も画定する。チャネル３１８’’は好ましくは、連結体３００ａ’’の一方若しくは双方の端面３１０ａ’’、３１０ｂ’’から連結体の中央に向かって延在し、好ましくは連結体３００ａ’’において長手方向中央位置に配置された当接部またはショルダ３１４’’を終端とする。或いは、チャネル３１８’’はショルダ３１４’’を終端とせず、ソケット３１２ａ’’、３１２ｂ’’の長さの一部分のみにわたり延在してもよい。
【００５０】
本明細書に記載される好ましい継手３００のいずれか１つにおいて、チャネル３１８から放出される流体は、好ましくは継手３００の端面３１０ａ、３１０ｂにあるチャネル開口から大気中に放出される。或いは、またはそれに加えて、チャネル３１８は、その外表面３１１の端面３１０ａ、３１０ｂ間にある中間部分に沿って貫通孔３２４を含むか、または貫通孔３２４として構成されてもよい。例えば、図７Ｄに例示される別の代替的実施形態において、チャネル３１８は、連結体３００ａ’’の壁を貫通し、且つチャネル３１８’’の残り部分と連通する１つまたは複数の貫通孔３２４を有する部分を含んでもよい。貫通孔３２４によって、内部通路３１５’’からチャネル３１８’’に入り、連結体３００ａ’’から出る流体がもたらされ、ジョイント組立体１００における漏洩の直接的または間接的指示が提供される。好ましくは、貫通孔３２４はショルダ３１４’’に位置するか、またはショルダ３１４’’に形成される。或いは、貫通孔３２４はショルダ３１４’’と端面３１０ａ’’、３１０ｂ’’との間に配置されてもよい。貫通孔３２４がこのような中間位置にあるとき、チャネル３１８’’の残り部分は端面３１０ａ’’、３１０ｂ’’の端から端まで延在しなくともよく、従って貫通孔３２４を終端とし得る比較的短いチャネル３１８’’が可能となる。
【００５１】
図９Ａ〜９Ｄに例示される実施形態を参照すると、本明細書に記載されるチャネル３１８の特徴の特定の組み合わせを有する継手３００ｂ’’が示される。具体的には、複数の長手方向チャネル３１８’’を有する連結体が示される。好ましくは、少なくとも４本の長手方向に延在するチャネル３１８ａ’’、３１８ｂ’’、３１８ｃ’’、３１８ｄ’’が、内表面３１３’’に関して径方向に配置されるが、任意の好適な数のチャネルが用いられてもよい。チャネル３１８’’の各々は好ましくは、個々のチャネル３１８’’が略半円形チャネルを画定するような曲面状の内部表面を含む。さらに、それに代えて、またはそれに加えて、図９Ｃに示される連結体３００ｂ’’の外表面３１１’’は突起３１９’’を含んでもよく、これらの突起３１９’’は、チャネル３１８’’の各々に近接する壁に追加的な支持を提供し、および／または継手の壁に一定の、若しくは最小の壁厚を提供するように配置される。好ましくは、突起３１９’’は外表面３１１’’に沿って、対応するチャネル３１８’’の長さと等しい距離にわたり延在する。或いは、突起３１９’’は、チャネル長さ３１８’’の一部分のみに対応するサイズであるか、または縁端３１０’’に近接する連結体３００ｂ’’の外表面３１１’’にのみ配置されてもよい。図９Ｄに例示される継手３００ｂ’’の代替的実施形態において、チャネル３１８ａ’’、３１８ｂ’’、３１８ｃ’’、３１８ｄ’’のうちの１本または複数のサイズは、継手の端面３１０ａ’’に達しない長さとされる。より短いチャネル３１８’’は貫通孔３２４を含み、それにより外部環境と連通するチャネルを提供する。
【００５２】
図１０の好ましい継手３００ｃ’’の例示的実施形態において、連結体の内表面３１３’’に沿って形成されたチャネル３１８ａ’’、３１８ｂ’’は好ましくは、長手方向および周方向の双方に湾曲し、従って略波形チャネル３１８’’を提供する。図１１Ａの継手３００ｄ’’の別の例示的実施形態において、内表面３１３’’は、長手方向に配置されるか、或いは周方向に配置された（図示せず）一連の起伏を有し、従って内表面３１３’’に関して形成されたチャネル３１８’’に起伏の付いたチャネル深さまたは高さＨを提供する。起伏は好ましくは、表面３１３から径方向内側に延在する頂部と表面３１３から径方向外側に延在する谷部とが交互になることによって画定される。チャネル３１８’’の谷部は好ましくは端面３１０ａ’’、３１０ｂ’’と連通し、および／または貫通孔３２４（図示せず）を含み、それにより好ましい漏洩指示手段を提供する。
【００５３】
図１１Ｂの継手３００ｄ’’の代替的実施形態において、内表面３１３’’は表面３１３’’から径方向内側に延在する一連の頂部を含み、径方向外側に延在する谷部はない。頂部間に配置された空間が、好ましくはチャネル３１８’’を画定する。頂部の高さにより、ソケット３１２ｂに挿入された管セグメントは内表面３１３’’から径方向にある距離を隔てて置かれ、それにより内表面３１３’’と管セグメントの外表面との間の空間が、適当なシーラント材がないときに流体が流れて漏出することのできる漏洩経路を画定する。図１１Ｂに示される頂部は、ソケット３１２ｂの軸に沿って長手方向に離間された連続的な周方向リングとして示される。ここで図１２Ａおよび１２Ｂを参照すると、内側頂部は或いは、１つまたは複数の径方向内向きの突起３２６として構成されてもよい。一連の突起３２６は、内表面３１３’’に関して径方向に配置される。突起３２６は、具体的には、好ましくは半球形状のディンプル３２６として構成され、ソケット３１２ａ’’、３１２ｂ’’の内表面全面に配置されてもよく、それによりその中に配置される管セグメントの外表面を係合する。径方向内向き突起３２６の代替的な幾何形状としては、例えば、略円柱形などが可能であり得る。さらに代替例として、突起３２６は、内表面３１３’’によって形成された１つまたは複数の軸方向に細長い突起３２６（図示せず）として構成されてもよく、これがソケット３１２ａ’’、３１２ｂ’’内に突出して管セグメントの外表面を係合する。漏洩経路は好ましくは、突起３２６の周囲または両側、且つ管セグメントの外表面上に形成され、それにより不適切な封止の形成を検出するための１本または複数のチャネルを提供する。頂部または突起３２６の寸法は、好ましくは、好ましいシーラント材が存在するとき頂部または突起３２６が十分に小さいため変形または分解でき、それにより管セグメントに関して流体密な封止が形成されるように決定される。
【００５４】
図１１Ｃ〜１１Ｆには、チャネル３１８’’を形成する起伏の付いた内表面３１３’’のさらなる代替的実施形態が示される。具体的には、図１１Ｃでは、内表面３１３’’は好ましくは、チャネル３１８’’を画定するよう表面３１３’’から径方向外側に延在する一連の谷部を含み、頂部はない。図１１Ｄでは、内表面３１３’’は、交互になった一連の、表面３１３’’から径方向内側に延在する頂部と、表面３１３’’から径方向外側に延在する谷部とを含み、これは、頂部と谷部との間に配置され、且つ内表面３１３の輪郭と一致する一連の範囲５６を有する。図１１Ｅでは、内表面３１３’’が一連の谷部を含み、連結体２０の外部表面が、連結体３００ｄ’’の外表面３１１から径方向外側に延在する一連の突起３１９を含み、それにより継手に一定の、または最小の壁厚を提供する。図１１Ｆでは、突起３１９の代わりに、継手３００ｄ’’の壁の厚さを、図１１Ｅに例示される外側突起３１９と同じ径方向距離まで増加させている。
【００５５】
図１３には、システム１０に組み込むためのジョイント１００’として示されるジョイント組立体の別の代替的実施形態が示される。ジョイント１００’は、管セグメント２６と別の連結具との間の好ましいソケット型の接続部によって形成され、ここで連結具は好ましくは、一体化された端部継手２００および管セグメント２４’として構成される。第１の管セグメント２４’および端部継手２００は、好ましくは単一構造として形成される。端部継手２００は、第１の管セグメント２４’と第２の管セグメント２６との間に夾角、例えば、４５°、６０°、９０°または他の角度を形成するように、第１の管セグメント２４’に対してある角度で形成されてもよい。端部継手２００は、不適切に封止されたジョイント組立体を知らせる漏洩経路を画定する１本または複数のチャネル２１８を含むように、上記の継手３００のソケット３１２のうちいずれか１つと実質的に同じ方法で構成されてもよい。端部継手２００はさらに好ましくは、外表面２１１と、一体管部分２４’の中心通路と連通するソケット２１２を画定する内表面２１３とを含む。内表面２１３はショルダまたはリング２１４をさらに画定し、それにより好ましくはソケット２１２と第１の管セグメント２４’の中心通路との間に階段状の移行部がさらに画定される。端部継手２００のソケット２１２に第２の管セグメント２６’を配置すると、第２の管セグメント２６’の中心通路は第１の管セグメント２４’の中心通路と連通して配設される。
【００５６】
ソケット２１２および内表面２１３は好ましくは、円周上の１つまたは複数の箇所で第２の管セグメント２６の外表面と締まり嵌めを形成するように構成される。例えば、ソケット２１２は、第２の管セグメント２６に関して略周方向の締まり嵌め２１６を形成するように、好ましくは縮径した内表面２１３によってさらに画定される。内表面２１３のテーパは、管セグメント２６の軸方向の前進を制限する傾斜した表面を画定し、それにより管セグメント２６の端面とショルダ２１４との間に空間を画定し得る。或いは、第２の管セグメント２６の端部継手２１０を通じた軸方向移動をさらに制限するため、第２の管セグメント２６の端面はショルダ２１４を係合してもよい。
【００５７】
上記の好ましい継手３００の場合と同じく、管セグメント２４’の端部継手２００は、適量のシーラント材がないときに流体が運ばれ得る漏洩経路を画定するための１本または複数のスロットまたはチャネルをさらに含む。より具体的には、管端継手２００は好ましくは、少なくとも１本のチャネル２１８を含み、それにより第２の管セグメント２６の外表面上に、管セグメント２４’、２６に含まれる気体または液体が大気中に漏出することができる漏洩経路が画定される。チャネル２１８は、内表面２１３と第２の管セグメント２６との間の締まり嵌め２１６に不連続部分を形成し得る。チャネル２１８はさらに、流体密な封止がないとき、管セグメント２４’、２６から端部継手２１０に流れ込む流体が大気中に漏出することができるようにソケット２１２と連通する。配管システム１０において稼動させるための流体密な組立体としてジョイント１００’を形成するため、好ましくは上記のとおりの流動性シーラント材（図示せず）が、第２の管セグメント２６の外表面に、およびソケット２１２の内表面２１３に沿って塗布される。流体密な組立体では、流体が大気中に漏出しないよう、シーラント材が継手２１０のチャネル２１８を充填する。従ってチャネル２１８は、ジョイント２００に、不完全な、または不具合のある流体密ジョイント組立体をシステム１０の運用作業員に知らせる手段を提供する。より具体的には、先述の検出技法のいずれかを用いる運用作業員は、チャネル２１８から流体が流れ、および／またはジョイント２００が圧力を維持できないという指示によって、ソケット２１２に十分なシーラント材が欠けているか、またはシーラント材が全くないことに直ちに気付かされる。
【００５８】
図１４Ａおよび１４Ｂには、好ましい管端継手２００のそれぞれ平面図および断面図が示される。端部継手２００の継手外表面２１１は、好ましくは一体に取り付けられた第１の管セグメント２４’より大きい外径を有する略管状部材を好ましくは画定する。先述のとおり、内表面２１３が管端継手２００のソケット２１２を画定する。内表面２１３は好ましくは、継手２００の端面２１０からショルダ２１４にかけて狭く縮径し、ソケット長さＬ’を画定している。内表面２１３のテーパはさらに好ましくは、ソケット２１２の入口に第１の直径Ｄ’１を、およびショルダ２１４に近接するソケット２１２ａの基面または底面に第２の直径Ｄ’２を画定する。従って、第２の直径Ｄ’２は好ましくは、第１の直径Ｄ’１より小さい。内表面２１３はさらに好ましくは、１本または複数のチャネル２１８を画定する。図１４Ａに見られるとおり、内表面はより詳細には、一対の離間された、好ましくは略平行な側壁２２０と、それらの間に延在する相互接続内部表面壁２２２とによってチャネル２１８を画定する。チャネル２１８は好ましくは、ソケット２１２の長さＬ’を越えて軸方向に延在し、ソケット長さＬ’より長いチャネル長さＬ’１を画定する。チャネル２１８が軸方向にショルダ２１４を越えて延在することにより、さらに確実にチャネル２１８を開放されたままとし、第２の管セグメント２６の端面とショルダ２１４との間の単なる係合だけでは完全には封止できないようにし得る。
【００５９】
特にソケット２１２に関連して、内表面２１３はさらに好ましくは、チャネル２１８の深さまたは高さＨ’を画定することが示される。チャネル高さＨは好ましくは、最小の継手２００の端面２１０から最大のショルダ２１４にかけて深くなる。それに代えて、またはそれに加えてチャネル２１８は、好ましくは中心軸Ａ’−Ａ’から相互接続壁表面２２２まで計測される径方向距離Ｒ’によって特徴付けることができ、ここで径方向距離Ｒ’は好ましくは一定である。或いは、チャネル２１８の相互接続表面２２２は、内表面２１３のテーパと平行で、それに従い径方向距離Ｒ’がチャネルの長さに沿って変化してもよい。さらに代替例として、相互接続表面は、例えば波形などの、その軸方向長さに沿って非平面的なプロファイルを画定してもよい。
【００６０】
チャネル容積は好ましくは、チャネル長さ、チャネル高さＨ’およびチャネル幅Ｗ’によって画定される。継手２００の総チャネル容積は、ソケット２１２に関して径方向に配置されたチャネル２１８の本数によってさらに定義され得る。継手２００の端面２１０には１本のチャネル２１８のみが示されるが、複数のチャネル２１８が端部継手２００の中心軸Ａ’−Ａ’に関して径方向に配置されてもよく、それにより上記のとおりジョイント２００における封止の妥当性を評価する運用作業員に、複数の指示手段が提供される。チャネル容積は、内表面２１３と管セグメント２６’との間のいかなる締まり嵌めも、ジョイント１００’において流体圧力を保持することがないよう、所望の漏洩経路を提供するのに足りる大きさで十分に構成される。さらに、チャネル容積は、ソケット２１２内部に配置された管要素に近接するチャネル２１８にシーラント材が不必要に溜まることを回避するよう、十分に小さい。
【００６１】
好ましくは、チャネル２１８の様々な寸法、すなわち、その深さＨ’および幅Ｗ’は、公称管サイズの全範囲にわたって一定である。深さＨ’および幅Ｗ’は、端面２１０ａにおける表１ａの高さおよび幅の一覧表に従うことができる。或いは、チャネル寸法は、中に挿入される管セグメントのサイズによって変化してもよい。従って、継手２１０はレデューサとして構成されてもよく、ここではソケット２１２が、管セグメント２４’の中心通路の直径と比較してより小さい内径Ｄ’１、Ｄ’２寸法を有し、それによって異なるサイズの管セグメントを連結できる。さらに、ソケット２１２は、ソケット２１２のソケット型の接続部をねじ型の接続部に変換するためのアダプタを受け入れるように構成されてもよい。表２は、上記のとおりの、所与の公称管セグメント直径に対するソケットおよびチャネル寸法の好ましい一覧表を提供する。
【００６２】
【表３】
2010515922.tif 000005
【００６３】
ここでも、外表面２１１および内表面２１３、並びに端部継手２００の側壁２２０および相互接続表面２２２を含むチャネル２１８の特徴は、或いは、外表面３１１および内表面３１３、並びに継手３００の側壁３２０および相互接続表面３２２を含むチャネル３１８に関連して上記に説明されるとおりの任意の方法で構成されてもよい。従って、側壁２２０はチャネル幅Ｗ’を画定するように離間され、さらに好ましくは略垂直方向である。しかしながら、或いは側壁１２０は、チャネル２１８の幅Ｗが高さＨにわたって変化するように、チャネル２１８を二等分する軸ＸＩＶＢ−ＸＩＶＢに対してある角度を画定してもよい。内側接続表面２２２は略平面的なものとして示されるが、この表面はチャネル２１８の内部に対して略曲面状か、または好ましくは凹面状であってもよい。さらに、チャネル２１８において表面を移行させる角部または屈曲部は、示されるとおり実質的に角状であってもよく、或いは角部または屈曲部は曲面状であってもよい。チャネル幅Ｗ’は一定であってもよく、或いはチャネル２１８の軸方向長さＬ’、Ｌ’１に沿って変化してもよい。特に、チャネル幅Ｗ’は、端面２１０ａからショルダ２１４にかけて狭く縮径し得る。その結果得られる狭まったチャネル２１８は、チャネル２１８内のいかなる流体もある感知可能な速度で吐き出すベンチュリ効果を生じる。図１５には、代替的端管継手２００’が示され、ここでチャネル２１８は、好ましくは組立体１００’のなかで重力場上低いところに位置するように構成され、そこに流体、および特に液体が滞留し得る。チャネル２１８は階段状の移行部２１７を含み、それにより放出された流体を回収するための貯留部を形成してもよい。
【００６４】
上記の好ましいジョイント組立体の各々は、好ましくはチャネルを有する連結具を含み、このチャネルは、ソケットの内表面に沿って構成され、管セグメントと協働して、運用作業員に不適切に封止されたジョイントを知らせる指示を提供するための漏洩経路を形成する。同じ効果を有する漏洩経路が、管状壁部材、例えば、管継手または端部継手のソケットの内表面と協働するための管セグメントの外表面に沿ってチャネルを形成することによって提供され得ることは理解されなければならない。例えば、図１６Ａにはジョイント１００’’が示され、ここではチャネル４１８が管セグメント４２６、４２６の外表面に沿って形成され、軸方向に延在している。より具体的には、管セグメント４２４、４２６の壁がその外表面に沿って付形され、管セグメント４２４、４２６の外表面の一部分に沿ってチャネルを画定している。好ましいチャネル２１８が管セグメントに、より具体的には管の外表面に沿って組み込まれる場合、チャネルおよび／または貫通孔は、管の押出しまたは形成加工において形成され得る。チャネル４１８は好ましくは、管４２４、４２６の軸方向内内側部分から端面まで延在する。或いはチャネル４１８は管端面より軸方向に内側を終端として、管４２４、４２６の外径表面全体に配置されてもよい。
【００６５】
上記の好ましい継手３００および管端継手２００に関して記載されるチャネルの様々な構成は、管セグメント４２４、４２６の外表面上に形成されるチャネル４１８にも実質的に等しく適用することができる。従って、管セグメントのチャネル４１８は、その長さに沿って幅、高さおよび／または深さが変化してもよい。例えば、チャネル４１８は、表１ａの深さおよび幅寸法の一覧表に従い得る。さらに、チャネル４１８は実質的に軸方向に直線状であってもよく、或いは、例えば図１７のヘリカルチャネル４１８に示されるとおり、軸方向および周方向に前進してもよい。さらに代替例として、図１６Ｂに示されるとおり、チャネル４１８は、ソケット１１２および管セグメントの中心通路と連通する、管セグメントの壁における径方向に延在する貫通孔開口として構成される。
【００６６】
所望の漏洩経路を形成するため、周方向の略連続的内表面２１３を有するソケット型の管端継手に挿入するための管セグメント２６’の外表面に関して、様々な構成のチャネル４１８が形成および配置され得る。図１６Ｃおよび１６Ｄは、ジョイント２００およびチャネル２１８の代替的実施形態を示す。
【００６７】
上記のとおりのチャネルを有する実施形態に従い作製された例示的連結具が、空気圧および液圧による性能試験のため、試験用管組立体に組み込まれた。好ましい液圧および空気圧試験は、継手３００の以下の性能特性の１つまたは複数を測定または評価するように構成される：（ｉ）試験用組立体から所定の圧力の流体が完全に漏出するまでの時間；（ｉｉ）特定の圧力を維持する時間；（ｉｉｉ）継手を低圧と高圧とのサイクルにかけたときのサイクル数；および（ｉｖ）組立体の破裂圧力。試験の結果を用いて、作業中の連結具に用いられるチャネル構成を評価または検証することができる。
【００６８】
図５には、好ましい連結具を評価するための好ましい試験用組立体が示される。６インチの長さの第１の管セグメント２４’の一方の端部が、連結体として示される継手３００の入力ソケットに挿入される。第１の管セグメント２４’の反対側の端部に関しては、入力アダプタ２８’を有する端部キャップが配置され、この入力アダプタ２８’は、流れ制御装置２９’を介して空気圧試験用の圧縮空気供給源および液圧試験用の液体または水供給源と連結される。連結体３００の放出端には、同様に好ましくは６インチの長さの第２の試験用管セグメント２６’の一方の端部がある。第２の試験用管セグメント２６’の反対側の端部は、第２の試験用管セグメント２６’の端部に流体密な封止を形成する端部キャップ３０’である。試験用継手３００、全ての試験用管セグメント２４’、２６’および全ての端部キャップ２８’、３０’が、積み重なって組立体の試験容積Ｖを画定する。試験用組立体は、空気圧および液圧試験を行う間に試験用組立体における圧力変化を監視するための圧力計３１’と連結されたポートを含む。圧力計３１’は、端部キャップ３１’と接続されるものとして示される。圧力計３１’は、その計器がシステム全体の圧力変化を評価できるのであれば、試験用組立体に沿った他の箇所に設置されてもよい。図５の試験用組立体は、連結体３００の評価用として示され、従って２本の試験用管のみが示される。試験用継手３００が３つ以上のソケットを有する場合、試験用組立体には対応する数の試験用管セグメントが提供され得る。
【００６９】
液圧および空気圧試験は、（ｉ）空気圧漏洩試験；（ｉｉ）液圧漏洩試験；（ｉｉｉ）第１の静液圧による圧力試験；（ｉｖ）第２の静液圧による圧力試験；（ｖ）液圧破裂試験；および（ｖｉ）液圧サイクル試験を含む。空気圧および液圧漏洩試験の各々において、継手３００’のソケットにそれぞれ挿入されている試験用管セグメント２４’、２６’の端部は、各々、不適切に封止されたジョイントの指示手段としてのチャネル３１８を評価するため、ドライフィットを形成するようにシーラントの塗布なしにソケットに圧入される。空気圧漏洩試験では、入力端部キャップ２８’を通じて試験用組立体に圧縮空気が導入され、入力圧力を１０ｐｓｉまで上昇させる。チャネル３１８から圧縮空気が完全に漏出するのにかかる時間が記録される。液圧漏洩試験では、入力端部キャップ２８’を通じて試験用組立体に水が導入され、入力圧力を１０ｐｓｉまで上昇させる。チャネル３１８から圧縮された液圧流体が完全に漏出するのにかかる時間が記録される。
【００７０】
続いて、シーラント材、好ましくはＢｌａｚｅｍａｓｔｅｒ  ＣＰＶＣ  Ｃｅｍｅｎｔ  ＴＦＰ−５００が、試験用管セグメント２４’、２６’の端部および継手３００のソケットの内表面３１３の各々に塗布され、それによりチャネル３１８を変形させ、または再構成し、液圧によるサイクルおよび破裂静圧試験に用いるため試験用組立体が完全に封止される。第１の液圧による静圧試験では、封止された試験用組立体が試験用継手の好ましい動作圧力である約１７５ｐｓｉまで加圧され、圧力計３１’を観測することにより試験用組立体が少なくとも５分間にわたって試験圧力を一定に保持できるかどうかが調べられる。第２の静液圧による圧力試験では、封止された試験用組立体が約８７５ｐｓｉまで加圧され、圧力計３１’を観測することにより、封止された試験用組立体が少なくとも５分間にわたって試験圧力を一定に保持できるかどうかが調べられる。サイクル試験では、組立体での流体の出し入れによって水を制御し、それにより組立体の圧力が好ましくは約０ｐｓｉと約３５０ｐｓｉとの間で繰り返される。圧力は、３，０００サイクルに達するか、または組立体が破損するか、そのいずれかが先に起こるまで、その２つの圧力の間で繰り返し与えられる。次に水圧を上昇させることで、試験用組立体における破裂圧力および破損位置が確定される。
【００７１】
上述の試験が、例えば図４Ｂに示されるとおり、継手３００の端面３１０で計測したときのチャネル３１８の高さＨおよび幅Ｗによって定義される様々なチャネル３１８のプロファイルに対して行われた。各チャネルプロファイルにつき少なくとも５つのサンプル継手が試験された。表３ａは、空気圧試験の結果を要約する。表はそれぞれ、組立体から１０ｐｓｉを排出するのに要した時間における圧力を示す。
【００７２】
【表４】
2010515922.tif 000006
【００７３】
要約の表によれば、チャネルの様々な構成について、空気圧の漏洩が検出されるときの平均圧力は、約０．５ｐｓｉｇ〜約１．７ｐｓｉｇの範囲であった。好ましくは、漏洩は、試験用組立体においてチャネルから１ｐｓｉｇ以下で検出される。試験用組立体における１ｐｓｉｇ以下の圧力での漏洩の検出は、多数のジョイント組立体および数百フィートの管延長を有する可能性のある完全な配管システムにおいて、漏洩を早期に特定することにつながると考えられる。空気圧の漏出時間に関しては、試験用組立体、より具体的には連結具のチャネルが、１０ｐｓｉｇの試験圧力を約３．５秒以内に漏出させることが好ましい。かかる好ましい漏出時間は、特に漏洩の検出方法において単一の圧力計が用いられる場合に、完全な配管システムにおける漏洩の検出を促進するであろうと考えられる。連結具に形成されたチャネルから容易に漏洩する流体圧力は、運用作業員にとって封止の補修が必要な漏洩としての特定が一層容易となり得る圧力計の急激な反応につながり得る。
【００７４】
表３ｂは、液圧試験の結果を要約する。この表は、組立体から１０ｐｓｉを排出するのに要した時間を示す。
【００７５】
【表５】
2010515922.tif 000007
【００７６】
空気圧漏出時間に関しては、試験用組立体、より具体的には連結具のチャネルが１０ｐｓｉｇの試験圧力を１０秒未満で漏出させることが好ましい。かかる好ましい漏出時間は、特に液圧による漏洩の検出方法において単一の圧力計が用いられる場合に、完全な配管システムにおける漏洩の検出を促進するであろうと考えられる。連結具に形成されたチャネルから容易に漏洩する流体圧力は、運用作業員にとって封止の補修が必要な漏洩としての特定が一層容易となり得る圧力計の急激な反応につながり得る。
【００７７】
表４ｃおよび４ｄには液圧試験が要約され、ここで試験用組立体は、連結具に関してＢｌａｚｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）ＣＰＶＣ  ＴＦＰ−５００  Ｃｅｍｅｎｔを使用して封止された。サンプルの各々は、動的に試験された。より具体的には、サンプルおよびその所与のチャネル構成の各々について、液圧がゼロ〜３５０（０〜３５０）ＰＳＩで繰り返しかけられた間のサイクル数が記録された。封止されたサンプルの各々は、次に液圧試験にかけられた。最初に、組立体は１７５ｐｓｉまで加圧され、５分間観察された。次に組立体は８７５ｐｓｉまで加圧され、５分間観察された。サンプルの各々において、組立体は全試験時間にわたって静圧を保持することに成功した。次に組立体は、破損点まで加圧された。
【００７８】
【表６】
2010515922.tif 000008
【００７９】
【表７】
2010515922.tif 000009
【００８０】
封止後性能試験用組立体の各々は、０〜３５０ｐｓｉの範囲にわたり、平均して３，０００サイクル以上を繰り返すことに成功した。破裂および破損点試験に関しては、組立体の各々は平均約１４００ｐｓｉｇ〜約１５００ｐｓｉｇで破損した。特に、組立体は連結具ではなく、管において破断した。従って、この封止後性能試験は、列挙されるチャネル構成について、かかる組み込みチャネルを有する連結具が封止可能で、首尾よく機能し、且つチャネルのない連結具と比較しても性能は低下していないことを実証している。比較として、標準規格の公称１インチ連結体（チャネルなし）のサンプルが、同様の封止後性能試験に供され、それらの標準規格の連結体は、０〜３５０ｐｓｉの圧力範囲にわたり平均サイクル回数３，１１８サイクルを有することが示された。標準規格の継手を使用した試験用組立体はまた、約１４８０ｐｓｉｇの平均破裂圧力を有することも示され、この組立体は連結体ではなく、管において破断した。
【００８１】
連結具にチャネルを組み込んでも性能は落ちないことをさらに実証するため、試験用組立体に代替的シーラント材が利用された。３つのチャネル構成が、上記の空気圧および液圧試験で試験された。封止後性能試験について、組立体は連結具に関して、エポキシ、好ましくは、所在地Ｃｒａｎｓｔｏｎ，Ｒｈｏｄｅ  ＩｓｌａｎｄのＥＰＯＸＩＥＳ  ＥＴＣ．．．．からのエポキシ製品１０−３２１６を使用して封止される。試験の結果は以下の表５ａ〜５ｂおよび６ａ〜６ｂに要約される。
【００８２】
【表８】
2010515922.tif 000010
【００８３】
【表９】
2010515922.tif 000011
【００８４】
【表１０】
2010515922.tif 000012
【００８５】
【表１１】
2010515922.tif 000013
【００８６】
破裂および破損点試験に関して、組立体の各々は平均約１５００ｐｓｉｇで破損した。特に、組立体は連結具ではなく、管において破断した。
【００８７】
好ましい連結具が代替材料で作製され得ることをさらに実証するため、試験用銅組立体が、公称１インチ連結体および１２インチ銅管で作製された。２つのチャネル構成が、上記の空気圧および液圧試験で試験された。試験の結果は、以下の表７ａ〜７ｄに要約される。
【００８８】
【表１２】
2010515922.tif 000014
【００８９】
【表１３】
2010515922.tif 000015
【００９０】
試験用銅組立体ははんだ付けされ、試験連結体に関して流体密な封止が形成された。液圧による封止試験において、組立体は２００ｐｓｉまで加圧され、５分間観察された。液圧による封止試験において、組立体は１０００ｐｓｉまで加圧され、５分間観察された。サンプルの各々において、組立体は全試験時間にわたって静圧を保持することに成功した。サンプルの各々は、さらに動的に試験された。より具体的には、サンプルおよびそれらの所与のチャネル構成の各々について、ゼロ〜４００（０〜４００）ＰＳＩの液圧が繰り返しかけられ、その間のサイクル数が記録された。サイクル試験の結果は表８ａに要約される。次に各サンプル組立体が３０００ｐｓｉまで加圧され、１つを除く全てのサンプルが流体密な封止を維持し、破損の兆候は一切見られなかった。３０００ｐｓｉ試験に合格しなかった１つのサンプルが合格できなかったのは、はんだに問題があったためで、試験継手にチャネルが存在したことが原因ではなかった。
【００９１】
【表１４】
2010515922.tif 000016
【００９２】
所与の構成のチャネルが様々な公称サイズ管に用いられ得ることを実証するため、試験用組立体が、公称３インチＣＰＶＣ連結体および１フィートの公称３インチ管で作製された。２つのチャネル構成が、上記の空気圧および液圧試験で試験された。試験の結果は、以下の表９ａ〜９ｄに要約される。
【００９３】
【表１５】
2010515922.tif 000017
【００９４】
【表１６】
2010515922.tif 000018
【００９５】
【表１７】
2010515922.tif 000019
【００９６】
【表１８】
2010515922.tif 000020
【００９７】
試験結果によれば、公称１インチ連結体で用いるのに好適な少なくとも２つのチャネル構成が、公称３インチ連結体においても等しく満足な成績をもたらした。特に、封止後性能試験はここでも、公称３インチ連結体のチャネルによって連結体の性能が落ちることはないことを実証している。具体的には、平均サイクルおよび破裂圧力は、公称３インチ継手について予測されたとおりであった。静液圧による圧力試験では、試験された全てのサンプルが１７５ｐｓｉの水圧を５分間保持し、４つの試験サンプルのうち１つのみが、８７５ｐｓｉの静液圧試験で破損した。特に破裂圧力試験において、連結体はその周囲の中央部分に沿って破損しており、これは破損がチャネルとは無関係であることを示している。
【００９８】
試験データ並びに好ましい試験用組立体および連結具をさらに評価するため、一連の流体力学モデルを作成し、試験データを計算上の性能と比較した。より具体的には、各モデルは、所与の連結具を特徴とし、より具体的には、好ましい試験用組立体における所与のチャネル構成を有する継手を特徴とするように構築された。次にモデルは、住宅用占有部分の防火配管組立体および商業用占有部分の防火配管システムに設置されるときの連結具を評価するため、さらに拡張された。各モデルは、所与の管組立体に典型的な容積を有する好ましい配管組立体に設置された連結具を特徴とする。各モデルにおいて、組立体は、初期圧力、好ましくは１０ｐｓｉの空気で加圧されるものとしてシミュレートされる。モデル化された配管組立体が初期圧力にあるとき、組立体は開始時刻ｔ０＝０秒でモデル化され、管セグメントに関するモデル化された継手のチャネルによって形成された漏洩経路を近似する開放オリフィスを有する。次にモデルは、流体、この場合、モデル化されたチャネルからの空気の漏出を、単位時刻ごとに配管システムに残留している圧力を計算することによってシミュレートする。
【００９９】
モデルは、連結具チャネルから出る気体の質量流量とシステム圧力を関係付ける一組の方程式を解くことによって、各単位時刻における圧力を計算する。好ましいチャネルを備えた連結具を有する配管組立体において、開放チャネルを通じた気体の質量流量は、
【数１】
2010515922.tif 000021
によって求められ、
式中、
【数２】
2010515922.tif 000022
は質量流量であり、
Ｐａは初期システム圧力であり、およびＰ∞は大気圧であり、
Таはシステム内の気体温度であり、
Ａａはチャネル深さおよび幅によって定義される放出面積であり、
γは一定の圧力における比熱の、一定の容積で一定の圧力における比熱に対する比であり、２原子気体についてγ＝１．４であり、および
Ｒは気体定数である。
【０１００】
圧力、容積および温度の変化を気体の質量流量と関係付けるため、以下の方程式が用いられる：
【数３】
2010515922.tif 000023
式中、Ｖａは配管組立体の総容積である。
【０１０１】
漏洩経路を形成する開放チャネルを備えた連結具を有する圧力下の管組立体について、内部の気体圧力の変化は、
【数４】
2010515922.tif 000024
によって特徴付けることができ、式中、
【数５】
2010515922.tif 000025
＝それぞれ、スプリンクラーが開栓された瞬間の気体の圧力および温度；
配管システム内の気体の動きが等エントロピー的なとき、γ１＝γ、
気体の動きが等温的なとき、γ１＝１。
式１および式２において：
【数６】
2010515922.tif 000026
式中、
【数７】
2010515922.tif 000027
は、試験用組立体における気体の初期圧力および温度である。時間の関数としてのシステム内の空気圧力を決定するため、式４が、標準的な数値積分スキームによって積分され得る。
【０１０２】
上記の式を用いて管組立体モデルが生成され、各時間間隔におけるモデル化されたシステムの圧力について解かれた。上記の式に基づけば、モデルの入力変数は、（ｉ）システム総容積Ｖａ、（ｉｉ）初期システム圧力
【数８】
2010515922.tif 000028
；（ｉｉｉ）システム内の空気の初期温度
【数９】
2010515922.tif 000029
；および（ｉｖ）チャネル断面積に相当するオリフィスサイズ、である。システム容積は、所与の公称サイズ管について仮定した線形フィート数およびそれに対応して公称上のサイズとされる継手の仮定した数に基づいた。控えめに見積もっても、計算されたシステム容積Ｖａは、さらに４パーセント増加した。モデル化された各システムについて、初期システム圧力を１０ｐｓｉに設定し、および初期気体温度をほぼ周囲温度の華氏６８度（６８°Ｆ）と仮定した。各モデルについて、配管を通じた摩擦損失は無視できるものと仮定すること、およびチャネルによって形成される漏洩経路にはいかなる障害物または堆積物もないと仮定することを含め、さらなる仮定を入れた。加えて、漏出を始動した最初の時点、すなわち時刻＝０秒で漏出は直ちに始まることを仮定した。
【０１０３】
上記のとおりの好ましい公称１インチ継手用の試験用組立体に対応する第１のモデルが生成された。モデル化された継手は０．０１５インチ×０．０１５インチのチャネルを含んでおり、組立体は、１フィートの公称１インチ管と共に、約０．２２８ガロン（ｇａｌ．）のシステム容積Ｖａを有するように決定された。初期システム空気圧力
【数１０】
2010515922.tif 000030
は１０ｐｓｉに設定され、初期システム空気温度
【数１１】
2010515922.tif 000031
は６８°Ｆと仮定された。モデルの結果によれば、１０ｐｓｉのシステム圧力は５分以内に漏出した。モデルはさらに、ジョイント組立体の漏洩経路が、モデル化された継手のチャネルによってのみ画定されることにより、最小限であることを仮定している。従ってこのモデルは、チャネルの他には、実際の試験用組立体における継手の内表面と管の外表面との間の間隙によって画定される追加的な漏洩経路容積を考慮していない。
【０１０４】
モデルの精度をさらに実証するため、管組立体の端部が各々直径０．０６３インチの孔が開けられた端部キャップを有する、２つの封止された流体密な試験用組立体を作製した。この孔は、試験用組立体の各々における唯一の放出個所を提供する。次に試験用組立体を、上記の空気圧漏出試験に供した。２つの試験用組立体についての空気圧プロファイルのプロットが図５Ｅに示される。次に試験用組立体をモデル化し、その空気圧漏出プロファイルをプロットした。モデル化されたプロファイルは、実際の試験用組立体の性能を極めて良く近似する。
【０１０５】
より大きい配管システムにおける好ましい連結具およびチャネルの漏出性能を評価するため、モデルが拡張された。従って、小規模住宅占有部分用の防火システムにおける好ましい連結具を近似して、第２のモデルが生成された。第２のモデルは、システムが、約２２５フィートの１インチ配管と２５個の９０度エルボと２５個のＴとを使用して、４パーセントの増加分を含む約１１．５４４ガロンのシステム容積Ｖａを画定するように作製されると仮定する。初期システム空気圧力
【数１２】
2010515922.tif 000032
は１０ｐｓｉに設定し、初期システム空気温度
【数１３】
2010515922.tif 000033
は６８°Ｆと仮定した。公称１インチ継手における７つの異なるチャネル構成について、時間依存の圧力プロファイルを決定した。これらのチャネル構成は、継手の端面で計測して、５つの異なるチャネル総断面積を定義する：（ｉ）０．０００２平方インチ；（ｉｉ）０．００１２平方インチ．；（ｉｉｉ）０．００１５平方インチ；（ｉｖ）０．００３０平方インチ；（ｖ）０．００３６平方インチ。様々なチャネル構成は、以下の表１０に要約される。
【０１０６】
【表１９】
2010515922.tif 000034
【０１０７】
モデルは、モデル化された継手の端面におけるチャネル開口の総断面積に依存するため、所与の圧力漏出プロファイルによって様々なドライフィットの不適切な封止が提供される。単一のチャネルシナリオでは、モデルは、不適切に封止された連結体において１つのソケットのみを特徴とする。２本のチャネルシナリオでは、モデルは、（ｉ）連結体の各ソケットが不適切に封止された、連結体の長さにわたり延在する単一のチャネル；または（ｉｉ）不適切に封止された連結体における１つのソケットの２本のチャネルを特徴とする。従って、０．０１５インチＨの深さおよび０．０６０Ｗの幅の構成を有するチャネルについて、０．００１５平方インチの面積が、不適切に封止された連結体における１つのソケットを網羅し、０．００３０平方インチの面積が不適切に封止された２つのソケットを網羅する。列挙された断面積が、列挙されていないチャネル構成のシナリオを網羅し得ることは理解されなければならない。
【０１０８】
５つのチャネル総断面積の各々について圧力の時間依存関数を計算し、小規模住宅用システムについて図５Ａにプロットした。プロットは、５つのチャネル総面積の各々について、小規模住宅用システムでは圧力が２分間で降下することを示している。プロットによれば、断面積が増加すると、チャネルからの圧力漏出率が上昇する結果となる。
【０１０９】
中規模住宅占有部分用の防火システムにおける好ましい連結具を近似して、第３のモデルが生成された。第３のモデルは、システムが、４５０フィートの１インチ配管と５０個の９０度エルボと５０個のＴとを使用して、４パーセントの増加分を含め約２３．１９２ガロンのシステム容積Ｖａを画定するように作製されると仮定する。初期システム空気圧力
【数１４】
2010515922.tif 000035
を１０ｐｓｉに設定し、初期システム空気温度
【数１５】
2010515922.tif 000036
を６８°Ｆと仮定した。５つのチャネル総断面積の各々についての圧力プロファイルが、図５Ｂにプロットされる。
【０１１０】
大規模住宅占有部分用の防火システムにおける好ましい連結具を近似して、第４のモデルが生成された。第４のモデルは、システムが、約７５０フィートの１インチ配管と７０個の９０度エルボと７０個のＴとを使用して、４パーセントの増加分を含め約３８．５８４ガロンのシステム容積Ｖａを画定するように作製されると仮定する。初期システム空気圧力
【数１６】
2010515922.tif 000037
を１０ｐｓｉに設定し、初期システム空気温度
【数１７】
2010515922.tif 000038
を６８°Ｆと仮定した。５つのチャネル総断面積の各々についての圧力プロファイルが、図５Ｃにプロットされる。
【０１１１】
商業占有部分用の防火システムにおける好ましい連結具を近似して、第５のモデルが生成された。第５のモデルは、システムが、約５００フィートの１．５インチ公称管と７５０フィートの１インチ配管と１００個の９０度エルボと１００個のＴとを使用して、４パーセントの増加分を含め約９０．１６８ガロンのシステム容積Ｖａを画定するように作製されると仮定する。初期システム空気圧力
【数１８】
2010515922.tif 000039
を１０ｐｓｉに設定し、初期システム空気温度
【数１９】
2010515922.tif 000040
を６８°Ｆと仮定した。５つのチャネル総断面積の各々についての圧力プロファイルが、図５Ｄにプロットされる。
【０１１２】
プロットは、チャネルを有するモデル化された好ましい連結具が、いかに圧力下の配管システムを漏出させるかを特徴付ける。モデル化されたチャネル断面積の各々について、計測可能な量の空気圧の漏出は、２分以内に起こった。モデル化の結果を試験用組立体データと組み合わせると、漏洩経路は、端面で計測したとき約０．０００２平方インチ（ｉｎ．２）程度の小ささから、約０．０１ｉｎ．２に至る範囲のチャネル断面積を有する連結具によって設けることができると考えられる。しかしながら、プロットはさらに、システム容積の増加に伴い漏出率が低下することを示しており、好ましい連結具が不適切な封止の検出に効果的な漏洩経路を提供するには、完全なシステムにおける圧力の変化率が、配管システムの運用作業員が特定するのに十分な程度に大規模でなければならないと考えられる。従って、例えば、運用作業員が中規模住宅占有部分の地階でシステム圧力計を監視していて、不適切な封止が配管システムのうち最も離れたところにあるジョイント組立体にある場合、連結具チャネルからの漏出によるシステム圧力の降下率は、システム圧力計に表示され、運用作業員が気付くことができる程度に十分大きくなければならない。
【０１１３】
従って、任意の所与のチャネル断面積について、漏出圧力プロファイルは好ましくは、利用可能な圧力検知または監視機器に表示され得る圧力の変化率を定義する。好ましい圧力計は、上記のものなどの、空気圧による管システム検査技術に実用的で、且つ容易に入手できるものである。計器は、さらに好ましくは、配管システム内の毎分約０．５ｐｓｉｇの好ましい最小圧力変化率を表示することができるよう、０ｐｓｉｇ〜３０ｐｓｉｇの圧力を読み取る目盛りが付されている。一例示的空気圧計は、Ｌａｗｒｅｎｃｅｖｉｌｌｅ，ＧｅｏｒｇｉａのＷＩＫＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されるもので、０〜３０ｐｓｉｇの目盛りが付されている。図５Ａ〜５Ｂの圧力プロットを参照すると、モデル化されたチャネル断面積の全てが、中規模住宅占有部分用防火システムと等しいか、またはそれより小さいシステム容積について、最低０．５ｐｓｉｇ／分の圧力変化率をもたらした。しかしながら、０．００１５平方インチ以上の総断面積を画定するチャネル構成は、モデル化された占有部分の全てにわたって０．５ｐｓｉｇ／分の好ましい初期最小圧力変化率をもたらす。従って、一連のチャネル構成を利用して、様々な用途についての空気圧試験において、最低１０ｐｓｉのシステム空気圧力を０．５ｐｓｉｇ／分の最低速度で漏出可能な効果的な漏洩経路を画定することができる。液圧による圧力試験において、チャネル構成は好ましくは、モデル化された占有部分の全てにわたって０．５ｐｓｉｇ／２分の初期最小圧力変化率をもたらす。
【０１１４】
しかしながら、効果的な漏洩経路を提供するチャネルの能力は、連結具に適したチャネル構成を定義するうえでの一要素に過ぎない。上記に考察されるとおり、１つまたは複数の工業規格に準拠するよう、連結具に最小壁厚を維持することが好ましい。従って、例えば図６Ｃに見られるとおり、連結具に一定の壁厚を維持するための外表面突起３１９がないとき、最大チャネル深さＨは好ましくは約０．０６インチであると考えられる。加えて、チャネル深さは、管セグメント端部がショルダと当接してチャネルを大気から遮断することが回避されるか、または最小限となるように構成され得る。さらに、ＣＰＶＣ連結具においてチャネル深さＨを好ましい最大値以下で構成することにより、セメントシーラント材がチャネル内部に不要に溜まる可能性が最小限に抑えられる。
【０１１５】
上記の要因を踏まえると、連結具に形成される単一のチャネルについて、チャネル断面積は、約０．０００２平方インチ〜約０．００３６平方インチの範囲、好ましくは約０．００１２平方インチ〜約０．００３６平方インチの範囲、より好ましくは０．００１５平方インチ〜約０．００３６平方インチの範囲であってもよい。チャネル深さＨは約０．００５インチ〜約０．０６０インチの範囲であってもよく、チャネル幅は約０．０１５インチ〜約０．１インチの範囲であってもよい。好ましくは、チャネル深さＨは約０．０２５インチ〜約０．０６０の範囲であり、最も好ましくは約０．０２５インチであり、およびチャネル幅Ｗは好ましくは約０．０２５インチ〜約０．０６０インチの範囲であり、最も好ましくは約０．０６０インチである。
【０１１６】
本発明は、特定の実施形態を参照して開示されているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、記載されている実施形態に対して多くの修正、改変、および変更が可能である。従って、本発明は記載されている実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲、およびその等価物の文言によって定義される完全な範囲を有することが意図される。
【図１】
2010515922.tif 000041
【図２】
2010515922.tif 000042
【図３】
2010515922.tif 000043
【図３Ａ】
2010515922.tif 000044
【図３Ｂ】
2010515922.tif 000045
【図４】
2010515922.tif 000046
【図４Ａ】
2010515922.tif 000047
【図４Ｂ】
2010515922.tif 000048
【図４Ｃ】
2010515922.tif 000049
【図４Ｄ】
2010515922.tif 000050
【図４Ｅ】
2010515922.tif 000051
【図５】
2010515922.tif 000052
【図５Ａ】
2010515922.tif 000053
【図５Ｂ】
2010515922.tif 000054
【図５Ｃ】
2010515922.tif 000055
【図５Ｄ】
2010515922.tif 000056
【図５Ｅ】
2010515922.tif 000057
【図６Ａ】
2010515922.tif 000058
【図６Ｂ】
2010515922.tif 000059
【図６Ｃ】
2010515922.tif 000060
【図７Ａ】
2010515922.tif 000061
【図７Ｂ】
2010515922.tif 000062
【図７Ｃ】
2010515922.tif 000063
【図７Ｄ】
2010515922.tif 000064
【図９Ａ】
2010515922.tif 000065
【図９Ｂ】
2010515922.tif 000066
【図９Ｃ】
2010515922.tif 000067
【図９Ｄ】
2010515922.tif 000068
【図１０】
2010515922.tif 000069
【図１１Ａ】
2010515922.tif 000070
【図１１Ｂ】
2010515922.tif 000071
【図１１Ｃ】
2010515922.tif 000072
【図１１Ｄ】
2010515922.tif 000073
【図１１Ｅ】
2010515922.tif 000074
【図１１Ｆ】
2010515922.tif 000075
【図１２Ａ】
2010515922.tif 000076
【図１２Ｂ】
2010515922.tif 000077
【図１３】
2010515922.tif 000078
【図１４Ａ】
2010515922.tif 000079
【図１４Ｂ】
2010515922.tif 000080
【図１５】
2010515922.tif 000081
【図１６Ａ】
2010515922.tif 000082
【図１６Ｂ】
2010515922.tif 000083
【図１６Ｃ】
2010515922.tif 000084
【図１６Ｄ】
2010515922.tif 000085
【図１７】
2010515922.tif 000086
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月18日(2009.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】住宅用防火システムの概略図である。
【図２】図１の配管システムの完全性を点検するための方法のフローチャートである。
【図３】図１のシステムに用いられるジョイント組立体の概略図である。
【図３Ａ】図１のシステムに用いられるジョイント組立体の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂのジョイント組立体の概略断面図である。
【図４】図３Ａ〜３Ｂの組立体に用いられる好ましい連結具の断面図である。
【図４Ａ】図４の連結具の端面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの端部の詳細図である。
【図４Ｃ】図４の連結具の概略断面図である。
【図４Ｄ】チャネル付き連結具の代替的な端面図である。
【図４Ｅ】チャネル付き連結具の代替的な詳細図である。
【図５】連結具を評価するための試験用組立体の概略図である。
【図５Ａ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｂ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｃ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｄ】連結具を組み込んでモデル化された配管システムの性能プロットである。
【図５Ｅ】連結具について、実際の試験用組立体とモデル化された組立体との比較プロットである。
【図６Ａ】図３Ａ〜３Ｂのジョイント組立体に用いられるチャネル付き連結具の別の例示的実施形態である。
【図６Ｂ】図３Ａ〜３Ｂのジョイント組立体に用いられるチャネル付き連結具の別の例示的実施形態である。
【図６Ｃ】図３Ａ〜３Ｂのジョイント組立体に用いられるチャネル付き連結具の別の例示的実施形態である。
【図７Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図７Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図７Ｃ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図８】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ｃ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図９Ｄ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１０】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｃ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｄ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｅ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１１Ｆ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１２Ａ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１２Ｂ】チャネル付き継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１３】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１４Ａ】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１４Ｂ】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１５】管セグメントと一体化したチャネル付き管端継手として構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ａ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ｂ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ｃ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１６Ｄ】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【図１７】チャネル付き管セグメントとして構成された連結具の代替的実施形態の図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
上述のとおり、チャネル３１８は或いは、それがジョイント組立体１００の連結具に、不適切な封止を運用作業員に知らせる流体経路を提供する長さで構成され得る。図７Ａ〜８；図９Ａ〜９Ｄ；図１０；図１１Ａ〜１１Ｆおよび図１２Ａおよび１２Ｂは、ジョイント１００、継手３００およびチャネル３１８の代替的実施形態を示す。継手の単一のソケットに関して代替的特徴が例示される場合、かかる特徴は、継手３００の全てのソケットに適用できるものと理解されるべきである。さらに、単一の連結具に関して代替的特徴が図示または記載される場合、かかる特徴は、本明細書全体を通じて図示および記載される連結具の全てに適用できるものと理解されるべきである。図７Ａには、ジョイント組立体１００の継手３００’’が示され、ここではチャネル３１８’’が、組立体１００のなかで重力場上低いところに位置しており、そこに流体、特に液体が滞留し得る。チャネル３１８’’は好ましくは、階段状の移行部３１７を含むことで放出された流体を回収するための貯留部を形成し、これは漏洩指示機能を補強し得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
本明細書に記載される好ましい継手３００のいずれか１つにおいて、チャネル３１８から放出される流体は、好ましくは継手３００の端面３１０ａ、３１０ｂにあるチャネル開口から大気中に放出される。或いは、またはそれに加えて、チャネル３１８は、その外表面３１１の端面３１０ａ、３１０ｂ間にある中間部分に沿って貫通孔３２４を含むか、または貫通孔３２４として構成されてもよい。例えば、図８に例示される別の代替的実施形態において、チャネル３１８は、連結体３００ａ’’の壁を貫通し、且つチャネル３１８’’の残り部分と連通する１つまたは複数の貫通孔３２４を有する部分を含んでもよい。貫通孔３２４によって、内部通路３１５’’からチャネル３１８’’に入り、連結体３００ａ’’から出る流体がもたらされ、ジョイント組立体１００における漏洩の直接的または間接的指示が提供される。好ましくは、貫通孔３２４はショルダ３１４’’に位置するか、またはショルダ３１４’’に形成される。或いは、貫通孔３２４はショルダ３１４’’と端面３１０ａ’’、３１０ｂ’’との間に配置されてもよい。貫通孔３２４がこのような中間位置にあるとき、チャネル３１８’’の残り部分は端面３１０ａ’’、３１０ｂ’’の端から端まで延在しなくともよく、従って貫通孔３２４を終端とし得る比較的短いチャネル３１８’’が可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010515922.tif 000087
【図２】
2010515922.tif 000088
【図３】
2010515922.tif 000089
【図３Ａ】
2010515922.tif 000090
【図３Ｂ】
2010515922.tif 000091
【図４】
2010515922.tif 000092
【図４Ａ】
2010515922.tif 000093
【図４Ｂ】
2010515922.tif 000094
【図４Ｃ】
2010515922.tif 000095
【図４Ｄ】
2010515922.tif 000096
【図４Ｅ】
2010515922.tif 000097
【図５】
2010515922.tif 000098
【図５Ａ】
2010515922.tif 000099
【図５Ｂ】
2010515922.tif 000100
【図５Ｃ】
2010515922.tif 000101
【図５Ｄ】
2010515922.tif 000102
【図５Ｅ】
2010515922.tif 000103
【図６Ａ】
2010515922.tif 000104
【図６Ｂ】
2010515922.tif 000105
【図６Ｃ】
2010515922.tif 000106
【図７Ａ】
2010515922.tif 000107
【図７Ｂ】
2010515922.tif 000108
【図７Ｃ】
2010515922.tif 000109
【図８】
2010515922.tif 000110
【図９Ａ】
2010515922.tif 000111
【図９Ｂ】
2010515922.tif 000112
【図９Ｃ】
2010515922.tif 000113
【図９Ｄ】
2010515922.tif 000114
【図１０】
2010515922.tif 000115
【図１１Ａ】
2010515922.tif 000116
【図１１Ｂ】
2010515922.tif 000117
【図１１Ｃ】
2010515922.tif 000118
【図１１Ｄ】
2010515922.tif 000119
【図１１Ｅ】
2010515922.tif 000120
【図１１Ｆ】
2010515922.tif 000121
【図１２Ａ】
2010515922.tif 000122
【図１２Ｂ】
2010515922.tif 000123
【図１３】
2010515922.tif 000124
【図１４Ａ】
2010515922.tif 000125
【図１４Ｂ】
2010515922.tif 000126
【図１５】
2010515922.tif 000127
【図１６Ａ】
2010515922.tif 000128
【図１６Ｂ】
2010515922.tif 000129
【図１６Ｃ】
2010515922.tif 000130
【図１６Ｄ】
2010515922.tif 000131
【図１７】
2010515922.tif 000132
【国際調査報告】
2010515922.tif 000133
2010515922.tif 000134