(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる耐火二層管直管と、内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる耐火二層管管継手とを連結する耐火二層管の接合部構造において、接合部構造は、互いに連結すべき前記耐火二層管直管と前記耐火二層管管継手とを嵌合結合すると共に、前記耐火二層管直管の耐火性及び断熱性を有する外管の開口縁部と、この開口縁部に対向する前記耐火二層管管継手の耐火性及び断熱性を有する外管の開口縁部とが環状パッキング材で封止されてなり、前記環状パッキング材が、ポリオレフィン発泡体、発泡ポリエチレンまたは発泡ポリプロピレンを主成分とする材料、またはポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレン、ゴム及び合成ゴムからなる群から選択された１種または２種以上の可燃性の材質よりなることを特徴とする耐火二層管の接合部構造。
【請求項２】
環状パッキング材は、発泡倍率が１０〜５０である、請求項１記載の耐火二層管の接合部構造。
【請求項３】
環状パッキング材が、円弧状に分割された複数のパッキング部材によって構成されている、請求項１または２記載の耐火二層管の接合部構造。
【請求項４】
耐火二層管直管及び耐火二層管管継手の内管が合成樹脂からなる管であり、耐火二層管直管及び耐火二層管継手の耐火性及び断熱性を有する外管が繊維強化モルタル被覆管である、請求項１ないし３のいずれか１項記載の耐火二層管の接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる耐火二層管の接合部構造に関し、更に詳細には、特別なパッキング材を接合部の目地材として使用する耐火二層管直管と耐火二層管管継手の接合部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、硬質塩化ビニル等の合成樹脂からなる内管を、耐火性及び断熱性を有する外管、例えば繊維強化モルタル被覆管で被覆した耐火二層管は、内管が合成樹脂であることから、内周面が滑らかで耐薬品性、耐水性に優れ、かつ外管によって被覆されて耐火性及び断熱性に優れることから建築物の給水管、排水管、換気用の通気管及び配電管等に広く使用されている。
【０００３】
このような耐火二層管を連結する接合部構造について、図４を用いて説明する：
図４は、一対の耐火二層管直管（２１）を耐火二層管管継手（２４）によって互いに連結する接合部を示す断面図である。耐火二層管直管（２１）は、合成樹脂、例えば硬質塩化ビニル製の内管（２２）と、この内管（２２）を被覆する繊維強化モルタル被覆管等の耐火性及び断熱性を有する外管（２３）とからなり、耐火二層管管継手（２４）も合成樹脂、例えば硬質塩化ビニル製の内管（２５）と、この内管（２５）を被覆する繊維強化モルタル被覆管等の耐火性及び断熱性を有する外管（２６）とからなる。耐火二層管管継手（２４）の内管（２５）の内径は耐火二層管直管（２１）の内管（２２）の端部（２２ａ）が嵌入可能な寸法であって、その内周面の中央部には嵌入された耐火二層管（２１）の内管（２２）の開口縁部（２２ａ）が当接して嵌入深さ位置を決定するための環状突起（２５ｂ）が設けられている。
【０００４】
耐火二層管直管（２１）の連結は、連結すべき耐火二層管直管（２１）の各外管（２３）の開口端縁（２３ｂ）から外方へ突出した内管（２２）の端部（２２ａ）に接着剤を予め塗布し、これら端部（２２ａ）を耐火二層管管継手（２４）の内管（２５）の開口端縁（２５ａ）から各々挿入して嵌め込み、耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の開口端縁（２３ｂ）を外管（２６）の開口端縁（２６ｂ）に当接させることにより行なわれる。
【０００５】
次に、耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の開口端縁（２３ｂ）と耐火二層管管継手（２４）の外管（２６）の開口端縁（２６ｂ）との当接部には耐火二層管直管（２１）の外管（２３）を切断する際の加工精度等に起因する若干の隙間が生じ、また、外管（２３）と外管（２６）とが不連続であることから珪酸ソーダまたはセメントを主原料とする乾燥硬化性目地材（２７）を紐状に伸ばし、耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の開口端縁（２３ｂ）と耐火二層管管継手（２４）の外管（２６）の開口端縁（２６ｂ）との当接部へ巻き付けるようにして被覆する湿式目地工法による目地処理が施されている。
【０００６】
また、他の目地処理としては図５に示す乾式目地工法が施されている。図５において、耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の外周面と耐火二層管管継手（２４）の外管（２６）の外周面との段差に相当するように断面略階段状に折曲した折り曲げ部（３１ａ）を有し、かつ両側に耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の外周面及び耐火二層管管継手（２４）の外管（２６）の外周面にそれぞれ接する圧着面（３１ｂ）及び（３１ｃ）を有する帯状の金属製目地カバー（３１）を、耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の外周面と耐火二層管管継手（２４）の外管（２６）の外周面との間に掛け渡して巻回し、その両端部間の圧着面（３１ｂ）、（３１ｃ）部分をビスやナット等により締め付け着装するものである。
【０００７】
更に、他の目地処理として、特許第２６５６７２６号明細書には、内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる耐火二層管と、内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる管継手とを連結する耐火二層管の接合部構造において、互いに連結すべき耐火二層管の内管端部と管継手の内管端部とを嵌合結合するとともに、耐火二層管の外管の開口端縁との間に、耐火二層管の外管と管継手の外管の開口端縁との間に、耐火二層管の外管と管継手の外管との相対変位を許容しかつ、前記結合した内管を包囲する不燃性を有する無機質断熱繊維からなる環状パッキングを耐火二層管の外管の開口端縁と管継手の外管の開口端縁とによって圧縮付与した状態で介装したことを特徴とする耐火二層管の接合部構造が開示されている。
【０００８】
更に他の目地処理として、本出願人は、特許願２００１−２７１８７２号に、内管および該内管を被覆する耐火性および断熱性を有する外管から成る耐火二層管と、内管および該内管を被覆する耐火性および断熱性を有する外管から成る管継手とを連結する耐火二層管の接合部構造において、互いに連結すべき耐火二層管の内管端部と管継手の内管端部とを嵌合結合すると共に、耐火二層管の外管の開口縁部と、この開口縁部に対向する管継手の外管の開口縁部との間に、前記結合した内管を包囲する熱膨張性耐火材料から成る環状パッキンを介装したことを特徴とする耐火二層管の接合部構造を提唱している。
【０００９】
即ち、上記特許第２６５６７２６号明細書や特許願２００１−２７１８７２号に記載の接合部の目地処理は、図５に示すような無機質断熱繊維または熱膨張性耐火材料からなる環状パッキング材（３３）を、耐火二層管直管（２１）の外管（２３）の開口端縁（２３ｂ）と、連結する耐火二層管管継手（２４）の外管（２６）の開口端縁（２６ｂ）との間に介装してなる乾式目地工法である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来技術においては、いずれも目地処理材として不燃性や耐火性を有する無機物を使用することを基本としており、以下のような問題点を有する。即ち、上記した湿式目地工法による目地処理にあっては、施工後一定期間は目地を隙間なく完璧に保持し、火災時に煙が耐火二層管を伝わって火災現場から他の区画へ拡散することを防止することができるが、耐火二層管直管と耐火二層管管継手との当接部に施す目地材が経時硬化するに従って収縮し、亀裂及び剥離が発生して建物の揺れ等の外力により、目地材の脱落等を誘発することがあり、その都度、補修し性能維持を図る必要がある。また、目地の炭酸化による劣化を招き、長期に渡って安定した目地処理としての機能を確保することが困難である不具合を生じることもある。
【００１１】
乾式目地工法の金属製目地カバーを用いる目地処理にあっては、目地カバーの寸法形状が予め設定されることから、耐火二層管の製造における寸法精度の誤差等に形状変形、例えば断面形状が楕円形状等に変形した場合、その取付作業に困難をきたし、また、隙間ができ易く、隙間を無くす作業に大きな労力を要し、かつ金属製であることから、特に耐火二層管を給水管等に使用した場合、充分な断熱性能が得られず、結露して目地カバーを腐食させ、長期に渡って安定した目地処理としての機能を確保するのが困難である不具合を生じることがある。
【００１２】
更に、前者２つの目地処理は、いずれも建築物への配管作業が完了した後に行なうことから、その作業空間が制限され、作業が煩わしく、均一な目地処理機能が得がたく、工期の長期化を招くこととなる。また、改修工事にあっては、その作業空間が制限され、改修作業のため、作業空間を広げる余分な工事が必要となる。
【００１３】
また、無機質断熱繊維からなる環状パッキング材や熱膨張性耐火材料からなる環状パッキング材を介装した目地処理にあっては、長期に渡って安定した目地処理であり、装着は配管作業と同時に行なうことができ、作業の簡略化が可能であり、耐火二層管直管と耐火二層管管継手の目地処理工法には充分の効果を見せているが、その組成から弾力性が不足し、現場施工における耐火二層管の切断精度不足から、隙間が生じ、その隙間埋め作業に大きな労力を裂いているのが実状である。
【００１４】
即ち、目地処理が充分でないと、火災時に火災現場から他の区画へ耐火二層管直管の内管と外管との隙間、耐火二層管管継手の内管と外管との隙間を通して煙が流れ込み、他の区画の安全を確保し難しくなり、目地材としての効果を見出せなくなる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、火災初期に火災現場で発生する煙が耐火二層管を介して他の区画へ放散することを防止することができる耐火二層管の接合部構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の耐火二層管の接合部構造は、内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる耐火二層管直管と、内管及びこの内管を被覆する耐火性及び断熱性を有する外管からなる耐火二層管管継手とを連結する耐火二層管の接合部構造において、接合部構造は、互いに連結すべき前記耐火二層管直管と前記耐火二層管管継手とを嵌合結合すると共に、前記耐火二層管直管の耐火性及び断熱性を有する外管の開口縁部と、この開口縁部に対向する前記耐火二層管管継手の耐火性及び断熱性を有する外管の開口縁部とが環状パッキング材で封止されてなり、前記環状パッキング材が、ポリオレフィン発泡体、発泡ポリエチレンまたは発泡ポリプロピレンを主成分とする材料、またはポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレン、ゴム及び合成ゴムからなる群から選択された１種または２種以上の可燃性の材質よりなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の耐火二層管の接合部構造は、環状パッキング材の発泡倍率が１０〜５０であることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明の耐火二層管の接合部構造は、環状パッキング材が、円弧状に分割された複数のパッキング部材によって構成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の耐火二層管の接合部構造は、耐火二層管直管及び耐火二層管継手の内管が合成樹脂からなる管であり、耐火二層管直管及び耐火二層管管継手の耐火性及び断熱性を有する外管が繊維強化モルタル被覆管であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の耐火二層管の接合部構造の一実施態様を図を用いて説明する。図１は、本発明の耐火二層管の接合部構造を説明するための断面図で、一対の耐火二層管直管（１）を耐火二層管管継手（５）を介して互いに連結する接合部を示しており、図２は、図１の耐火二層管の接合部構造に用いられる環状パッキング材（９）を示す斜視図である。ここで、耐火二層管直管（１）は、例えば硬質塩化ビニル等の合成樹脂製の内管（２）と、この内管（２）を被覆する耐火性および耐熱性を有する、例えば繊維強化モルタル被覆管等の外管（４）とから構成され、内管（２）と外管（４）の間には隙間（３）が形成されている。なお、この隙間（３）は、内管（２）の熱による膨張を吸収するために設けられている。
【００２１】
また、耐火二層管直管（１）を互いに連結する耐火二層管管継手（５）も耐火二層管直管（１）と同様に硬質塩化ビニル等の合成樹脂製の内管（６）と、この内管（６）を被覆する繊維強化モルタル被覆管等の外管（８）から構成されており、内管（６）と外管（８）の間に隙間（７）が形成されている。このような耐火二層管管継手（５）の内管（６）は、耐火二層管直管（１）の内管（２）の端部（２ａ）が嵌入可能な内径を有し、かつ内管（６）の内周面の中央部には、耐火二層管管継手（５）の内管（６）に嵌め込まれる耐火二層管直管（１）の内管（２）の嵌め込み深さの位置を決定するための環状突起（６ｂ）が設けられており、嵌め込まれる内管（２）の端縁（２ｂ）がこの環状突起（６ｂ）の両側から当接されるように形成されている。
【００２２】
連結すべき耐火二層管直管（１）を耐火二層管管継手（５）を介して互いに連結するためには、耐火二層管直管（１）の各外管（４）から予め定められた長さが突出する内管（２）の端部（２ａ）部分に、その外周を包囲するように図２に示すような形状を有する環状パッキング材（９）を装着し、かつ内管（２）の端部（２ａ）の外周面に接着剤を塗布し、これら端部（２ａ）を耐火二層管管継手（５）の内管（６）の両端開口縁部（６ａ）から挿入して嵌め込み、開口端縁（２ｂ）を環状突起（６ｂ）にしっかり当接させることによって、耐火二層管直管（１）の内管（２）と耐火二層管管継手（５）の内管（６）とを一体化して連結する。
【００２３】
ここで、環状パッキング材（９）は、ポリオレフィン発泡体、発泡ポリエチレンまたは発泡ポリプロピレンを主成分とする材料、またはポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレン、ゴム及び合成ゴムからなる群から選択された１種または２種以上の可燃性の材質よりなる。
【００２４】
また、環状パッキング材（９）は、発泡倍率が１０〜５０、好ましくは３０〜５０の範囲内にあることが好ましい。なお、発泡倍率が１０未満または５０を超えると、耐火二層管直管と耐火二層管管継手との接合部において必要とされる防煙性能が得られないために好ましくない。
【００２５】
環状パッキング材（９）を装着する際、環状パッキング材（９）の圧縮復元性を活用し、耐火二層管直管（１）の外管（４）を環状パッキング材（９）の厚さ方向で１％から８０％の範囲で圧縮する寸法に切断して施工する。これにより、耐火二層管直管（１）の内管（２）と外管（４）との隙間（３）、および耐火二層管管継手（５）の内管（６）と外管（８）との隙間（７）を封止することができる。
【００２６】
この接合部構造により、火災初期に火災現場で発生する煙が耐火二層管を介して他の区画へ放散することを防止することができる。なお、本発明に使用する環状パッキング材（９）は、上述のような可燃性の材質よりなるものであるが、本発明者らの知見によれば、耐火二層管自体が火炎による熱に晒される以前に、煙の移動が始まり、火災初期の煙の放散を確実に防止することを目的とする場合には、環状パッキング材（９）を上述のような材質で構成することが有効であることが判明した。
【００２７】
なお、本発明の耐火二層管の接合部構造に使用する環状パッキング材は、図２に示すような一体形状のものに限定されるものではなく、配管の大きさや施工条件によって、円弧状に分割された複数のパッキング部材を使用し、環状に施工することもできる。
【００２８】
図３は、本発明の耐火二層管の接合部構造の他の実施態様を示す断面図であり、図１に示す耐火二層管管継手と異なる形状の耐火二層管管継手を用いたものである。即ち、図３に示すように、耐火二層管直管（１）が連結される耐火二層管管継手（１０）は所謂略Ｔ字形の耐火二層管管継手であって、硬質塩化ビニルのような合成樹脂で作られた内管（１１）と、内管（１１）との間に隙間（１２）を形成した内管（１１）を被覆するように重ね合わされた耐火性および断熱性を有する繊維強化モルタル被覆管等からなる外管（１３）とから構成されている。これらの内管（１１）と外管（１３）は、略Ｔ字形の形状をなしていて、内管（１１）は、耐火二層管直管（１）の内管（２）の端部（２ａ）が嵌め込まれる内径を持った端部（１１ａ）を有しており、この端部（１１ａ）には、耐火二層管直管（１）の内管（２）の開口端縁（２ｂ）が当接して内管（２）の嵌め込み深さを決めるための段部（１１ａ）が形成されている。また、外管（１３）は、内管（１１）とほぼ同様な形状をなしており、内管（１１）を被覆している。なお、内管（１１）と外管（１３）の間には、内管（１１）の熱による膨張を吸収するため隙間（１２）が設けられている。
【００２９】
耐火二層管直管（１）と耐火二層管管継手（１０）の連結は、上述と同様に、耐火二層管直管（１）の外管（４）から所定の長さ突出する内管（２）の端部（２ａ）に環状パッキング材（９）を装着し、外周面に接着剤を塗布した端部（２ａ）を耐火二層管管継手（１０）の内管（１１）の中に挿入して嵌め込み、内管（２）と内管（１１）を一体化させ、環状パッキング材（９）を耐火二層管直管（１）の外管（４）の開口端縁（４ｂ）と耐火二層管管継手（１０）の外管（１３）の開口端縁（１３ｂ）の間に圧縮して状態で介装することによって、耐火二層管直管（１）と耐火二層管管継手（１０）とを一体化した連結することができる。環状パッキング材（９）を介装することにより、火災初期に火災現場で発生する煙が耐火二層管を介して他の区画へ放散することを防止することができる。
【００３０】
【実施例】
実施例
本発明による耐火二層管の接合部構造を評価するため、図６に示すような加熱試験体を用いた加熱試験を行なった。なお、図７はその部分拡大図である。
まず、硬質塩化ビニル製内管と、この内管を被覆する繊維強化モルタル被覆管の外管から構成された耐火二層管において、呼び径１５０ｍｍの耐火二層管直管とそれを接続する耐火二層管管継手であるＤＳソケット及びＣＯ（掃除口）を用いて、内管同士をゴム系接着剤を使用して嵌合し、外管同士の当接部には発泡ポリエチレンを主成分とする環状パッキング材を装着して図６に示す加熱試験体を作成した。
【００３１】
この加熱試験体について、ＩＳＯ８３４に基づく区画貫通部の２時間加熱試験を行なったところ、次のような試験結果が得られた。
試験は、耐火二層管の接合部に用いた環状パッキング材の発泡倍率を本発明の請求項２の範囲内の発泡倍率３０倍、厚さ１０ｍｍ、外径２００ｍｍ、内径１６４ｍｍの発泡ポリエチレン製の環状パッキング材（本発明例１）と、本発明の請求項２の範囲外の発泡倍率８倍、厚さ１０ｍｍ、外径２００ｍｍ、内径１６４ｍｍの発泡ポリエチレン製の環状パッキング材（本発明例２）とを装着し、比較して行なった。
【００３２】
まず、加熱開始から９分後には、本発明例１及び２共に、加熱側空間にある耐火二層管管継手の端部のＣＯ（掃除口）が脱落した。加熱開始から１２分後には本発明例２の方の非加熱側空間にある耐火二層管直管と耐火二層管管継手ＣＯ（掃除口）に装着した環状パッキング材から煙が発生した。更に、１３分後からは本発明例１及び２共に、加熱側空間にある耐火二層管管継手ＤＳソケットが脱落した。加熱開始から３５分後には本発明例２の方の非加熱空間にある耐火二層管直管と耐火二層管管継手ＤＳソケット部に装着した環状パッキング材から煙が発生した。これに対し、本発明例１の方では、加熱開始から１２０分後にも非加熱空間において煙の発生はなく、なんら異常は見られなかった。
【００３３】
このように本発明の耐火二層管の接合部構造は、環状パッキング材を装着することにより、火災初期の耐火二層管を介しての他の区画への煙の放散を防止できると共に、更に、請求項２に規定する好適な発泡倍率を有する環状パッキング材を使用することによりより一層耐火二層管を介しての他の区画への煙の放散を防止することができることが判る。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の耐火二層管の接合部構造によれば、火災初期に火災現場で発生する煙が耐火二層管を介して他の区画への放散することを防止することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐火二層管の接合部構造の１実施態様を示す断面図である。
【図２】本発明の耐火二層管の接合部構造に使用する環状パッキング材の１実施態様を示す斜視図である。
【図３】本発明の耐火二層管の接合部構造の他の実施態様を示す断面図である。
【図４】従来の耐火二層管の接合部構造を説明する断面図である。
【図５】従来の耐火二層管の他の接合部構造を説明する断面図である。
【図６】本発明による耐火二層管の接合部構造を評価するために用いた加熱試験体の概略図である。
【図７】図６に示す加熱試験体の部分拡大図である。
【符号の説明】
１    耐火二層管直管
２    内管
２ａ  端部
４    外管
４ａ  端部
４ｂ  開口端縁
５    耐火二層管管継手
６    内管
６ａ  端部
８    外管
８ａ  端部
８ｂ  開口端縁
９    環状パッキング材
１０  耐火二層管管継手
１１  内管
１１ａ端部
１３  外管
１３ａ端部
１３ｂ開口端縁
【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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