(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性を有する筒状の熱膨張部材と、前記熱膨張部材の流体出口側の端部に設けられ前記熱膨張部材を保持する保持部材とを備え、ガスの管路内に装着される管路遮断部材であって、
前記保持部材は、
前記熱膨張部材の端部から前記熱膨張部材の内周面と接触するように挿入され、前記熱膨張部材が膨張したとき前記管路を塞ぐ方向にその根元部から変形し、変形時に先端同士が互いに干渉する長さを有する櫛歯状の変形部と、
前記変形部の根元部から前記熱膨張部材の外周側に折り返された基部と、
を備えることを特徴とする管路遮断部材。
【請求項２】
耐火性を有する筒状の熱膨張部材と、前記熱膨張部材の両端部（流体出口側および流体入口側の端部）に設けられ前記熱膨張部材を保持する保持部材とを備え、ガスの管路内に装着される管路遮断部材であって、
前記保持部材は、
前記熱膨張部材の端部から前記熱膨張部材の内周面と接触するように挿入され、前記熱膨張部材が膨張したとき前記管路を塞ぐ方向にその根元部から変形し、変形時に先端同士が互いに干渉する長さを有する櫛歯状の変形部と、
前記変形部の根元部から前記熱膨張部材の外周側に折り返された基部と、
を備えることを特徴とする管路遮断部材。
【請求項３】
ガスを流動させるガスの管路に設けられ、前記管路を構成する継手本体と、
前記継手本体の内部に設けられ、前記管路が加熱された時に前記管路を閉止する管路遮断部材と、を備えるガス配管用接続部材であって、
前記管路遮断部材は、請求項１または請求項２に記載の管路遮断部材であることを特徴とするガス配管用接続部材。
【請求項４】
前記継手本体の内周面には、管軸方向に沿って複数の円周溝と、前記各円周溝の間に断面山形状の係合部とが形成され、
前記熱膨張部材の外周面には、管軸方向に沿って前記円周溝に対応する複数の突条部が形成され、
前記管路遮断部材は、前記円周溝と前記突条部とが係合して継手本体の内周面に装填されていることを特徴とする請求項３に記載のガス配管用接続部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災時にガスの管路を閉止する管路遮断部材及びそれを内蔵したガス配管用接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設されたガス管（例えばＰＥ管）と地上のガスメータとを配管接続する場合、例えば、ＰＥ管に金属管（外面を樹脂で被覆した鋼管）を接続し、この樹脂被覆鋼管を地上に立ち上げてガスメータに配管接続することが行われている。この場合、ガスメータの入口側では、樹脂被覆鋼管はガス栓及びガスメータ用継手を介してガスメータの入口に接続され、またガスメータの出口は、ガスメータ用継手及び試験用チーを介して樹脂被覆鋼管と接続される。上記のガスメータ廻りの接続部を構成するガスメータ用継手、ガス栓及び試験用チーは火災が発生してもガス漏れが生じないようにするために、本体は、耐火性を有する金属（例えば炭素鋼）で形成されている。しかるに、気密性を保持するために、その内部にゴム製のシール部材が設けられているので、火災によりシール部材が消失して、上記接続部からのガス漏れが生ずる恐れがある。  
火災等によるガス配管接続部からのガス漏れを無くすために、特許文献１には、送給管路に、例えば中空筒状の熱膨張部材を設けて、その部材が熱膨張して送給管路を遮断することが提案されている。この種の熱膨張部材は、特許文献２及び特許文献３に記載されている。 
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５２３６６号公報（第３−４頁、図１、図２)
【特許文献２】実公平１−２３０２２号公報（第２−３頁)
【特許文献３】特開平８−１７８１５０号公報（第３−４頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された熱膨張部材は、ガスが流動している状態で、例えば８００℃程度の高温に急激に曝されると、その膨張速度が速いので、内側に膨張してガス管路を遮断することができる。また熱膨張部材の容積を大きくすることにより、ガスが遮断される時間を長くすることができる。しかるに実際の火災では、ガスが流動しているので、熱膨張部材にはガス圧が作用すると共に、配管部の温度は徐々に上昇する。その昇温曲線は、例えば、ＩＳＯ８３４に準じた加熱曲線（加熱後５分経過した時に５７６℃、１０分経過した時に６７８℃、２０分経過した時に７８１℃、３０分経過した時に８４２℃）のようになる。特許文献１に記載された熱膨張部材は、加熱されると、その内部には小孔や隙間が存在する煤の固まり（燃えカス）となり、極めて脆いものとなる。従って、火災により熱膨張部材が徐々に加熱されると、その膨張速度が遅いため、膨張する間に内部の小孔や隙間にガスが流入する（例えば、圧力２．５ＫＰａの都市ガスが５〜１２０ｍ３／Ｈｒの流量で流れる）ことにより、徐々に崩壊して下流側に飛散し、最終的には、ガス管路から消失してしまう。即ち従来の遮断構造は、ガス管路に熱膨張部材のみを設置しているので、一時的に熱膨張部材で管路が遮断されても、流動するガスの圧力により熱膨張部材が消失し、長時間に亘りガスを閉止する機能を持たないという問題がある。
【０００５】
従って本発明の目的は、従来の管路遮断部材の問題点を解決し、加熱された熱膨張部材に保形性を付与し、長時間に亘り管路を閉止する機能を有する管路遮断部材を提供することである。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、加熱された熱膨張部材により管路の出口側が閉塞され、長時間に亘り火災時のガス漏れを防止することのできるガス配管用接続部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の管路遮断部材は、
耐火性を有する筒状の熱膨張部材と、前記熱膨張部材の流体出口側の端部に設けられ前記熱膨張部材を保持する保持部材とを備え、ガスの管路内に装着される管路遮断部材であって、
前記保持部材は、
前記熱膨張部材の端部から前記熱膨張部材の内周面と接触するように挿入され、前記熱膨張部材が膨張したとき前記管路を塞ぐ方向にその根元部から変形し、変形時に先端同士が互いに干渉する長さを有する櫛歯状の変形部と、
前記変形部の根元部から前記熱膨張部材の外周側に折り返された基部と、を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の管路遮断部材は、耐火性を有する筒状の熱膨張部材と、前記熱膨張部材の両端部（流体出口側および流体入口側の端部）に設けられ前記熱膨張部材を保持する保持部材とを備え、ガスの管路内に装着される管路遮断部材であって、
前記保持部材は、
前記熱膨張部材の端部から前記熱膨張部材の内周面と接触するように挿入され、前記熱膨張部材が膨張したとき前記管路を塞ぐ方向にその根元部から変形し、変形時に先端同士が互いに干渉する長さを有する櫛歯状の変形部と、
前記変形部の根元部から前記熱膨張部材の外周側に折り返された基部と、を備えることを特徴とするものである。
本発明で使用される耐火性を有する熱膨張部材は、１７０℃以上の温度で熱膨張し、かつ、８００℃以上の高温に曝されても崩壊しない程度の機械的強度をもつ材料で形成される。この熱膨張部材は、筒状に形成されるが、熱膨張した時に管路を塞ぐ状態になるような形状であれば、完全な筒に限らず、その一部を軸方向に沿って切り欠いた筒あるいはアーク形状であってもよい。本発明で使用される保持部材は、耐熱性を有する金属材料で形成される。この種金属材料としては、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４２０等のマルテンサイト系ステンレス鋼、シリコンマンガン鋼、マンガンクロム鋼、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｔｉ系及びＦｅ−Ｎｉ−Ｃ系等の形状記憶合金等を用い得るが、８００℃以上の高温に曝されるので、ステンレス系耐熱鋼で形成することが好ましい。
【０００８】
また、保持部材の形状は、完全な筒に限らず、その一部を軸方向に沿って切り欠いた筒あるいはアーク形状でもよい。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明のガス配管用接続部材は、ガスを流動させるガスの管路に設けられ、前記管路を構成する継手本体と、
前記継手本体の内部に設けられ、前記管路が加熱された時に前記管路を閉止する管路遮断部材と、を備えるガス配管用接続部材であって、
前記管路遮断部材は、本発明の管路遮断部材であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のガス配管用接続部材において、前記継手本体の内周面には、管軸方向に沿って複数の円周溝と、前記各円周溝の間に断面山形状の係合部とが形成され、
前記熱膨張部材の外周面には、管軸方向に沿って前記円周溝に対応する複数の突条部が形成され、
前記管路遮断部材は、前記円周溝と前記突条部とが係合して継手本体の内周面に装填されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の管路遮断部材によれば、熱膨張部材は管路を塞ぐ方向に変形する保持部材で支持されるので、加熱された熱膨張部材の崩壊が防止され、もって長時間に亘り管路を閉止する機能を維持することができる。
【００１５】
本発明の管路遮断部材によれば、さらに保持部材が、熱膨張部材の内周面と接触するように挿入され、熱膨張部材が膨張したとき管路を塞ぐ方向にその根元部から変形し、変形時に先端同士が互いに干渉する長さを有する櫛歯状の変形部と、変形部の根元部から熱膨張部材の外周側に折り返された基部とを備えることにより、シンプルな構造で、しかも熱膨張部材の膨張力により容易に変形してその端面を保持するので、加熱された熱膨張部材はガス圧を受けても管路に留まり、長時間に亘り管路をより確実に閉止することができる。
【００１６】
本発明の管路遮断部材によれば、保持部材を熱膨張部材の両端部（流体出口側および流体入口側の端部）に設けることにより、加熱された熱膨張部材は両端面から支持されるので、より密な状態となりさらに長時間に亘り管路を閉止する機能を維持することができる。
【００１９】
本発明のガス配管用接続部材によれば、熱膨張部材が膨張したとき管路を塞ぐ方向にその根元部から変形し、変形時に先端同士が互いに干渉する長さを有する櫛歯状の変形部が形成された保持部材を備える管路遮断部材が継手本体に設けられるので、加熱された熱膨張部材の閉止機能を長期に亘って維持することが可能となり、火災時のガス漏れを防止することができる。
【００２０】
さらに、本発明のガス配管用接続部材によれば、管路遮断部材は、継手本体内周面に設けられた円周溝と熱膨張部材の外周面に設けられた突条部とが係合して継手本体の内周面に装填されるので、火災時のガス漏れをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の詳細を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明のガス遮断部材が使用されるガスメータ部の一例を示す正面図、図２（ａ）は本発明が適用されるガスメータ継手の一例を示す正面図、図２（ｂ）は同側面図、図３（ａ）は本発明が適用されるガスメータ継手の他の例を示す正面図、図３（ｂ）は同側面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線矢視図、図５（ａ）は火災時のガス配管用接続部材の断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、図６（ａ）は保持部材を展開した平面図、図６（ｂ）は同側面図である。
【００２２】
地中に埋設されたプラスチック管（例えばＰＥ管）に金属管（樹脂被覆鋼管）を接続し、この金属管を地上に立ち上げて地上のガスメータに配管接続する場合、例えば図１に示すように、ガスメータ１の入口側では、ガス本管に接続されるＰＥ管（いずれも不図示）の先端部に外面が樹脂で被覆された樹脂被覆鋼管２が接続されて地上に立ち上げられ、ガスメータ継手４によりガスメータ１の入口に接続される。一方ガスメータ１の出口側では、先端が建物内のヘッダーに接続されるフレキ管（いずれも不図示）を介して樹脂被覆鋼管３が接続されて地上に立ち上げられ、樹脂被覆鋼管３は、ガスメータ継手４によりガスメータ１の出口に接続される。５はガス栓、６は試験用チーである。ガスメータ継手４としては、例えば図２に示すショート型ガスメータ継手４ａあるいは図３に示すＳ字ネジ型ガスメータ継手４ｂが使用され、いずれも継手本体４１と締付ナット４２を有する。
【００２３】
図４（ａ）に示すガス配管用接続部材は、矢印方向にガスが流動する継手本体４１のガス出口側に管路遮断部材７が設けられた構造を有する。管路遮断部材７は、図４（ｂ）に示すように耐熱性を有する金属材料（例えばＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼）からなる筒状の保持部材８と、そこに保持された耐火性を有する筒状の熱膨張パッキング９を有する。保持部材８は、図６（ａ）（ｂ）に示すように基部８ａとそれより長い櫛歯状の変形部８ｂからなる略コ字断面を有する部材であり、基部８ａと変形部８ｂとの間にシート状の熱膨張パッキング９（図６では省略）を差込み、これを丸めてから、図４に示すように継手本体４１に挿入することができる。また管路遮断部材７は、筒状に形成した保持部材８を金型内にセットしておき、その成形キャビティに原料を注入して熱膨張パッキング９を筒状に成形することにより作成してもよい。上記ガス配管用接続部材を加熱すると、図５に示す状態となる。すなわち熱膨張パッキング９が加熱されると、その体積が数倍乃至十倍程度に膨張するので、保持部材８は、櫛歯状の変形部８ｂが継手本体４１の内側に折り曲がる。従って、図５（ａ）に示すように矢印方向からガスが流入した場合でも、熱膨張パッキング９の崩壊は変形部８ｂで阻止されて膨らんだ状態を保ち、ガスの管路を閉止することができる。例えば図５（ａ）に示すガス遮断部材７をガス出口側に設けたショート型ガスメータ継手（図２参照）に、２．５ＫＰａの圧縮空気を７ｍ３／Ｈｒの流量で吹き込みながらＩＳＯ８３４に準じた加熱曲線になるように２ｈｒで１０４９℃まで加熱したところ、熱膨張パッキング９は膨らんだ状態を維持し、ガスの管路を閉止することが確認された。比較のために、熱膨張パッキング９のみをガス出口側に設けたショート型ガスメータ継手（図２参照）に、上記と同様の条件で圧縮空気を吹き込みながら加熱したところ、熱膨張パッキング９は管路から消失し、ガス出口側を貫通する空洞が形成されることが確認された。
【００２４】
上記の熱膨張パッキングは、１７０℃以上に加熱されると見掛けの体積が数十倍以上に増加するような材料で形成することが好ましい。この熱膨張パッキングは、例えば、原料ゴムと無発泡状態で熱膨張する黒鉛層間化合物と必要に応じ充填材、軟化材、加硫剤等を混練して得られたゴム配合物を、金型に充填して成形し、ついでプレス加硫することにより製造される。黒鉛層間化合物は、例えば黒鉛（六員環重合体層が層状に重なり合った炭素の六方晶系結晶体）に硫酸を反応させることにより得られる層間に硫酸根が結合した化合物であり、１７０℃以上に加熱されると無発泡状態で体積が数倍乃至数十倍にも増加し、８００℃〜１０００℃に加熱すると見掛けの体積は１００乃至２５０倍に増加する。原料ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ニトリルブタジェンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）等を用い得る。また熱膨張パッキングは、シール機能の点からショアーＡ硬度が５０〜８０度の範囲となるような組成、条件で製造することが望ましい。
【００２５】
本発明の管路遮断部材及びガス配管用接続部材は、上記の構造に限らず以下のような構造とすることもできる。図７〜図１０は本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図であり、いずれも図４と同一機能部分は同一の参照符号で示す。
【００２６】
図７（ａ）に示すガス配管用接続部材において、管路遮断部材７は、継手本体４１の内部に筒状の熱膨張パッキング９を装填し、保持部材８の一端部８ｃを継手本体４１の内面に固着して継手本体４１との間に熱膨張パッキング９を封入し、次いで保持部材８の内部に、通気性が大でかつ変形可能な筒状のメッシュ部材１０を挿入することにより形成される。メッシュ部材１０は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼製繊維あるいはガラス繊維からなる耐火性ネットを複数回巻回することにより作成される。この管路遮断部材７が加熱されると、図７（ｂ）に示すように熱膨張パッキング９が膨張してメッシュ部材１０が圧縮されるので、保持部材８が断面Ｔ字形に変形することにより、ガスの管路を閉止することができる。
【００２７】
図８（ａ）に示すガス配管用接続部材において、ガスは矢印方向に流動し、管路遮断部材７は、一端部にプラグ１１がねじ込まれた継手本体４１の内部に栓状の熱膨張パッキング９が装填され、断面略Ｌ字形の閉止栓（保持部材）１２の一端部１２ａが継手本体４１の内面に固着されてプラグ１１との間に熱膨張パッキング９が封入されることにより形成される。管路遮断部材７が加熱されると、図８（ｂ）に示すように熱膨張パッキング９が膨張して閉止栓１２が途中で折れ曲って継手本体４１のガス出口を閉止することができる。
【００２８】
図９（ａ）に示すガス配管用接続部材において、ガスは矢印方向に流動し、管路遮断部材７は、継手本体４１の内部に装着され、筒状の熱膨張パッキング９の両端部に図６に示す保持部材８を差込むことにより形成される。管路遮断部材７が加熱されると、図９（ｂ）に示すように２つの保持部材８は、櫛歯状の変形部８ｂが管路の内側に折り曲がり開いた状態となる。従って、図９（ａ）の矢印方向からガスが流入した場合でも、熱膨張パッキング９はその両端面が拘束され、より密な状態になるため、膨らんだ状態を保ち、ガス出口をさらに確実に閉止することができる。
【００２９】
図１０（ａ）に示すガス配管用接続部材において、継手本体４１の出口側の内周面には、管軸方向に沿って複数の円周溝４４が形成されることにより、各円周溝４４の間に断面山形状の係合部４５が形成されている。また継手本体４１の内周面には、筒状の保持部材８（図６参照）に保持された耐火性を有する筒状の熱膨張パッキング９を有する管路遮断部材７が装填される。この熱膨張パッキング９の外周面は、継手本体４１の出口側の内周面と相互に補完しうる形状に形成されている。すなわち熱膨張パッキン９の外周面に、その軸方向に沿って複数の円周溝９１が形成されることにより、各円周溝９１の間に断面山形状の突条部９２が形成されている。上記管路遮断部材７が加熱されると、図１０（ｂ）に示すように熱膨張パッキング９が膨張して、その突条部９２が継手本体４１の円周溝４４を埋め尽くすことにより、熱膨張パッキン９は継手本体４１の係合部４５で保持され、継手本体４１に密着する。これにより、このガス配管用接続部材によれば、図４、図９に示されるガス配管用接続部材、すなわち継手本体４１に単条の円周溝が形成されたものよりも、継手本体４１の内周と熱膨張パッキング９とがより密着し、管路をより確実に閉止することができる。なお、図１０（ａ）に示す構造において、熱膨張パッキング９の両端部に保持部材８を装着してもよいことは言うまでもない。
【００３１】
上記の説明では、管路遮断部材をガスメータ継手に適用した例を記述したが、本発明の管路遮断部材は、ガス栓や試験用チーなどの他の接続部材に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の管路遮断部材が使用されるガスメータ部の一例を示す正面図である。
【図２】本発明が適用されるガスメータ継手の一例を示す正面図（ａ）、同側面図（ｂ）である。
【図３】本発明が適用されるガスメータ継手の他の例を示す正面図（ａ）、同側面図（ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、図４（ａ）のＡ−Ａ線矢視図｛（ｂ）｝である。
【図５】火災時の図４のガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、図５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図｛（ｂ）｝である。
【図６】保持部材を展開した平面図｛（ａ）｝、同側面図｛（ｂ）｝である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係わるガス配管用接続部材の断面図｛（ａ）｝、火災時の同接続部材の断面図｛（ｂ）｝である。
【符号の説明】
【００３３】
１：ガスメータ、２：樹脂被覆鋼管、３：フレキ管、４、４ａ、４ｂ：ガスメータ継手、４１：継手本体、４２：締付ナット、４３：係止部、４４：円周溝、４５：係合部、５：メータガス栓、６：試験チー、７：管路遮断部材、８：保持部材、８ａ：基部、８ｂ：変形部、９：熱膨張パッキング、９１：円周溝、９２：突条部、１０：メッシュ部材、１１：プラグ、１２：閉止栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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