JP4672020B2 - 圧力均一化機材ハウジング - Google Patents

Description

本発明は機材ハウジングに関し、より詳細には、ハウジングの内部での結露を防止する圧力均一化機材ハウジングに関する。

なお、本願は、２００４年１１月２３日に出願された米国暫定特許出願６０／６３０，４６５の同時係属の利益を主張し、この内容はすべてここに参照として組み込む。

機械装置又は電気装置のような機材は、湿分又は結露があるとうまく機能しない可能性がある。このような装置の容器は、外側にぽたぽた落ちてくる水から保護されているかもしれないが、例えば、大きな温度変化があるときなどに、容器の内側に直接水が結露することを防げないかもしれない。容器の周囲環境が冷えると、容器の内側の壁が冷え、ついには内側の空気も冷える。内側の空気も冷えると、容器の内側の相対圧力も下がり、外気を容器内に吸い込む（例えば、容器の漏れ部を通って）。外気は、例えば、容器が風雨で急激に急速に冷やされたときには、相対湿度が１００％近くになっているかもしれない。容器の内側の相対湿度はついには容器の外側の相対湿度に到達し、さらに冷やされると、容器の内側に結露を起こさせる。

機材容器の１つの形式は、ビデオカメラ用の屋外型ビデオドームである。ビデオドーム容器は、関心のある領域の上部に据え付けられ、この容器の下半分を形成する光学的に澄んだ又は透明な半球を有することができる。組み込まれたパン‐チルト‐ズーム機構は、そのドームの下から側面にある関心のある領域（例えば、駐車場、安全ゲート、ビルの入り口、その他）を監視するために用いられる。従来の屋外型ビデオドームの容器は、結露の問題があり、特に海岸の湿度の高い環境にある場合に問題があった。この半球の内側又は外側での結露は、このドームを使用できなくする。内側の結露により、半球に視界をぼんやりさせる霞が形成され、また、これが半球の底に落ちる水滴になり視界をぼんやりさせる。この容器中の電子部品や機械部品の寿命もまた結露による腐食作用のために縮められる。

密閉された容器は、空気が進入するのを防止するよう設計されている。しかし、密閉された容器は、容器の内側と外側との間で圧力差が比較的大きくなったとき、漏れが生じる可能性がある。容器の壁をケーブルが通り抜ける必要があるときは、密閉された容器のシールはもっと難しくなるかもしれない。気密密閉された容器を使うことによる解決手段で理想的にゆくかもしれないが、法外に費用がかかり、信頼性がない。

これらの及び他の特徴と効果は、添付図と共に以下の詳細な説明を参照することによりよく理解できるであろう。

図１を参照して、圧力均一化機材ハウジング１００は、１以上の機械装置及び／又は電子装置を含む機材を収納する収納するために用いることができる。この圧力均一化機材ハウジング１００は密閉された容器１０２とハウジング１００外部の周囲圧力との間の圧力を均一化する。この圧力の均一化により、密閉された容器１０２内の内部圧力がハウジング１００外部の周囲圧力より高くなることも低くなることもない。圧力を周囲の大気と同じに保つことにより、密閉された容器１０２を通って漏れを起こさせる圧力差を除去又は最小限にする。密閉された容器１０２の内外への漏れを最小限にすることにより、密閉された容器１０２内の結露の可能性を削減することができる。

圧力均一化機材ハウジング１００の密閉された容器１０２は、内部１０６に機材１０４を収納する。圧力均一化機材ハウジング１００はまた、その容積を変化させるために膨張と収縮を行うよう構成された容積調整チャンバー１１２を定義する圧力均一化装置１１０を含むことができる。圧力均一化機材ハウジング１００は、チャンバー１１２を膨張及び収縮させて内部１０６とこのチャンバー１１２との間を空気やガスが自由に流れるように、密閉した流体用継ぎ手で密閉された容器１０２と接続してもよい。

密閉された容器１０２内部の温度が上がったとき、内部のガスは膨張しようとする。膨張が許されない場合は、内部圧力は周囲圧力より上昇する。同様に密閉された容器１０２内部の温度が下がったとき、内部のガスは収縮しようとし、相対的に圧力を下げる。周囲の大気圧の変化も圧力差の原因になる。周囲温度の変化による相対圧力の差は、大気圧の変化だけに起因する場合の４倍になるかもしれない。圧力均一化機材ハウジング１００は、周囲温度の変化による場合と周囲大気圧の変化による場合の両方の場合による圧力差を相殺することができる。

相対的に周囲圧力が増加したとき、ハウジング１００の外部の高い圧力により、容積調整チャンバー１１２が収縮し、チャンバー１１２の容積が減少するので、圧力が等しくなるまで空気又はガスがチャンバー１１２から内部１０６に流れる（例えば矢印１０の方向に流れる）。相対的に周囲圧力が減少したとき、密閉された容器１０２の内部の高い圧力により、容積調整チャンバー１１２が膨張し、チャンバー１１２の容積が増大するので、圧力が等しくなるまで空気又はガスが内部１０６からチャンバー１１２に流れる（例えば矢印１２の方向に流れる）。結果として、密閉された容器１０２内側の内部圧力は周囲圧力と継続的に等しくなり、漏れの原因となる圧力差を最小限にする。言い換えれば、密閉された容器１０２とその周囲との間を空気やガスが流れる代わりに、周囲圧力が変化したとき、容器１０２で再使用する同じ空気又は容器１０２に閉じ込められたガスが圧力均一化装置１１０へ流れ込み流れ出る。

圧力均一化装置１１０は、周囲圧力の相対的な変化に対応できる程度に容積調整チャンバー１１２の容積が変化するよう構成することができる。言い換えれば、容積調整チャンバー１１２は、予想される周囲圧力の相対的な最大の増大に十分順応して収縮させることができ、予想される周囲圧力の相対的な最大の減少に十分順応して膨張させることができる。１つの例では、容積調整チャンバー１１２は、周囲圧力が約６％の範囲で変化し周囲温度が−４０℃から＋５０℃の範囲で変化することに対応できるよう、５０％の容積変化を許容するように設計されている。圧力均一化装置１１０は圧力が加えられていない状態で、そして、要求される膨張又は収縮ができる初期容量で、容積調整チャンバー１１２内に取り付けられる（例えば、密閉された容器１０２に接続される）。

１実施の形態によれば、圧力均一化装置１１０は、チャンバー１１２を定義するフレキシブルコンテナ１１４（例えばフラットバッグタイプの空気袋）を具備する。フレキシブルコンテナ１１４は、ゴム引きした布やビニール含侵した布のような弾力性又は柔軟性のある材料で作られる。フレキシブルコンテナ１１４は、その材料を拡張させることなく周囲圧力の変化に対応するよう容積調整チャンバー１１２を膨張及び拡大させる大きさを持つことができる。もしチャンバー１１２が小さすぎる場合は、チャンバー１１２は、周囲温度の大幅な変化に適応して十分膨張又は収縮することができないかもしれない。その材料を拡張させることによりチャンバー１１２を膨張させると、圧力差を生じさせることがあり、空気又はガスを容器に漏れ入れさせる可能性がある。１つの例では、フレキシブルコンテナ１１４は、密閉された容器１０２内にある圧縮性ガスの容積の約５０％の最大容積（すなわち、拡張させることなく十分膨張したときの容量）を持たせることができる。

圧力均一化装置１１０はまた、密閉された容器１０２に流体を接続させるためにフレキシブルコンテナ１１４に接続させた吸排気管のような導管１１６を具備してもよい。導管１１６には、フレキシブルコンテナ１１４のチャンバー１１２と密閉された容器１０２の内部１０６との間を空気又はガスが自由に流れるのに十分な大きさの通路が含まれる。１つの例では、導管１１６は、少なくとも約２ミリメータの直径を持つ通路を有することができる。

１実施の形態によれば、圧力均一化装置１１０は密閉された容器１０２に取り外し可能に接続することができる。機材ハウジング１００は、密閉された容器１０２に接続され、フレキシブルコンテナ１１４から伸びる導管１１６に取り外し可能にはめ込むように構成した接続ポート１２０を具備することができる。接続ポート１２０は、外気が密閉された容器１０２に流れ込むことを防止するために圧力均一化装置１１０が切り離されたときに閉止する、自己密封式のフラップのようなバルブ自動閉止機構１２２を具備することができる。このように、バルブ自動閉止機構１２２は、ハウジング１００を取り付けるとき又は圧力均一化装置１１０を取り換えるときに密閉された容器１０２内に湿分の多い空気が流れ込むことを制限する。当業者であれば、ハウジング１０２を密閉するために、圧力均一化装置１１０と取り外し可能に接続させるために公知の継ぎ手又はカップリングを用いることができるであろう。

模範的な実施の形態において、密閉された容器１０２は、ビデオカメラ又はそのような機材を収納するために構成され、主容器部１３０と透明半球部１３２とを具備することができる。主容器部１３０はカメラ機材を保護及び支持し、金属材料で作ることができる。透明半球部１３２は、カメラの視界を妨げないと共にカメラを保護し、透明なプラスチックの材料で作ることができる。この実施の形態では、圧力均一化装置１１０は主容器部１３０と接続されている。換気シュラウド１３４は、少なくとも主容器部１３０と圧力均一化装置１１０とを覆うように配置することができる。カメラ用に設計された例では、Ｔｙｃｏ Ｆｉｒｅ ａｎｄ ＳｅｃｕｒｉｔｙからＳｐｅｅｄＤｏｍｅＲ（登録商標）の名前で入手可能なビデオドームハウジングを具備する。

圧力均一化ハウジングは、乾燥剤及び／又は湿分を吸収するための窒素ガス及び／又は据付工程において高湿度空気捕捉手段と共に用いることができる。乾燥剤は、例えば密閉された容器１０２の内部１０６又は圧力均一化装置１１０のチャンバー１１２内に配置することができる。乾燥剤は、例えばシリカゲル、ナトラソーブ（ＮａｔｒａＳｏｒｂ）、又は他の湿分を吸収する材料を含む、乾燥剤バッグ又は乾燥剤ポーチとして調達することができる。この圧力均一化は密閉された容器１０２からの漏れを最小限にするので、乾燥剤の寿命は延びる。

圧力均一化ハウジング１００は、容器内の湿分の多い空気を移動させ、湿分の多い空気を乾燥した窒素ガスで置き換えるために乾燥した窒素ガスでパージすることもできる。圧力均一化ハウジング１００は、圧力均一化装置と接続する前又は後で、当業者に知られた技術を用いて乾燥した窒素ガスでパージすることができる。圧力均一化により、密閉された容器１０２での漏れは最小限になるので、密閉された容器１０２からの窒素ガスの漏れが防止されるので、窒素ガスの補充期間が延びる。

圧力均一化ハウジング１００は、密閉された容器１０２内の湿度レベルを監視し伝送するために湿度検出装置１４０を具備することもできる。湿度検出装置１４０の例として、電子機器湿度センサー及び湿度の変化に応じて色が変化する化学的にコーティングされた表示ストリップが含まれるが、これに限定されるものではない。湿度検出装置１４０は、容器１０２を開けることなく容器１０２内の湿度レベルを伝送することができる。表示ストリップは、例えば、透明半球１３２を通して又は容器１０２の他の監視窓を通して見ることができるように配置することができる。湿度検出装置１４０は、容器１０２内のビデオカメラが湿度レベルの像を捕らえることができるように配置してもよい。湿度レベルの像は他の場所に伝送することができ、湿度レベルを遠隔で表示し監視することができる。湿度レベルを遠隔で監視することができることにより不必要な予防保守を削減することができる。

図２Ａ〜２Ｃを参照して、圧力均一化装置２１０の実施の形態を詳細に記載する。圧力均一化装置２１０は、保護ハウジング２１８の内部に配置したフレキシブルコンテナ２１４（例えば、フラットバッグ又は空気袋）を具備することができる。フレキシブルコンテナ２１４は容積調整チャンバー２１２を定義し、保護ハウジング２１８は周囲圧力の変化に応じてフレキシブルコンテナ２１４を膨張及び収縮させるために通風している。保護ハウジング２１８は、プラスチック、金属、又は、その他のフレキシブルコンテナ２１４を保護することのできる剛体材料のような材料で作ることができる。フレキシブルコンテナ２１４は、もしそれが耐久性のある材料で作られているか又は他の全体的なシュラウド（例えば図１のシュラウド１３４）で保護されているなら、保護ハウジング２１８を必要としなくてもよい。圧力均一化装置２１０は、密閉された容器１０２（図１）に圧力均一化装置２１０を接続させるよう構成した吸排気管のような導管２１６を具備してもよい。圧力均一化装置２１０はまた、チャンバー２１２に入る空気中の湿分を吸収するために、乾燥剤バッグ又は乾燥剤ポーチ又は、ペレット又はビーズの形の乾燥剤、のような乾燥剤を具備することもできる。圧力均一化装置２１０は、密閉された容器１０２に取り外し可能に接続させることができ、交換式のカートリッジとして供給することも出来る。

最初に（例えば圧力均一化装置２１０を密閉された容器に接続させるときに）、フレキシブルコンテナ２１４は、図２Ａに示すようにゆったりした、圧力がかかっていない状態におくことができる。周囲温度が上昇したか又は周囲圧力が減少したとき（例えば取り付けた後）、空気又はガスがチャンバー２１２に流れ込み（例えば、矢印２０の方向）、フレキシブルコンテナ２１４は、図２Ｂに示すように圧力を等しくするために膨張する。相対的に周囲圧力が増加したとき、空気又はガスがチャンバー２１２から流れ出し（例えば矢印２２の方向）、フレキシブルコンテナ２１４は、図２Ｃに示すように圧力を等しくするために収縮する。

図３Ａ〜３Ｃを参照して、圧力均一化装置３１０のさらなる実施の形態では、密閉された容器３０２のフレキシブル側壁３１４を具備する。最初に（例えば、ハウジングを据え付けたときに）、フレキシブル側壁３１４は、図３Ａに示すようにゆったりした、圧力がかかっていない状態におくことができる。相対的に周囲圧力が減少したとき空気又はガスがフレキシブル側壁３１４に向かって容積調整チャンバー３１２に流れ込み（例えば、矢印３０の方向）、フレキシブル側壁３１４は、図３Ｂに示すように圧力を等しくするために膨張する。相対的に周囲圧力が増加したとき、空気又はガスがフレキシブル側壁３１４から外方向へ流れ（例えば矢印３２の方向）、フレキシブル側壁３１４は、図３Ｃに示すように圧力を等しくするために収縮する。

したがって、圧力均一化ハウジングは、湿分の多い空気をハウジングに漏れ込ませ、そして乾燥した空気又はガスを（例えば窒素ガスを）ハウジングから漏れ出させるような、圧力差を生じさせないようにすることができる。

本発明の１つの実施の形態に合致する圧力均一化機材ハウジングは、機材を収納するよう構成した密閉された容器を具備し、圧力均一化装置は容積調整チャンバーを定義する。圧力均一化装置は、空気又はガスが容器の内部と容積調整チャンバーとの間を自由に流れるように、密閉された容器と接続することができる。容積調整チャンバーは、密閉された容器の内側の内部圧力を密閉された容器の外側の周囲圧力と十分等しくなるように構成される。

本発明のもう１つの実施の形態に合致する収納される装置には、機材と、この機材を収納する密閉された容器と、容積調整チャンバーを定義する圧力均一化装置とが含まれる。圧力均一化装置は、空気又はガスが容器の内部と容積調整チャンバーとの間を自由に流れるように、密閉された容器と接続することができる。容積調整チャンバーは、密閉された容器の内側の内部圧力を密閉された容器の外側の周囲圧力と十分等しくなるように構成することができる。

ここに本発明の原理を記載する一方、この記載は実施例としてのみ作成されたものであることを当業者は了解するであろう。ここに示し記載した模範的な実施の形態に付加することにより本発明の範囲内に入る他の実施の形態を検討することができる。以下の特許請求の範囲によるもの以外で制限されていない、当業者による修正及び置き換えは本発明の範囲であると考える。

本発明の実施の形態に合致する圧力均等化機材ハウジングの部分断面図である。 本発明の実施の形態に合致する、さまざまな膨張状態における圧力均一化装置の部分断面図である。 本発明の実施の形態に合致する、さまざまな膨張状態における圧力均一化装置の部分断面図である。 本発明の実施の形態に合致する、さまざまな膨張状態における圧力均一化装置の部分断面図である。 本発明の他の実施の形態に合致する、さまざまな膨張状態における圧力均一化装置の断面図である。 本発明の他の実施の形態に合致する、さまざまな膨張状態における圧力均一化装置の断面図である。 本発明の他の実施の形態に合致する、さまざまな膨張状態における圧力均一化装置の断面図である。

Claims (19)

1. 機材を収納するよう構成された密閉された容器と、
   容積調整チャンバーを形成するフレキシブルコンテナを具備する圧力均一化装置と、を具備し、
   前記圧力均一化装置は、前記容器と前記容積調整チャンバーとの間を空気又はガスが自由に流れるように前記密閉された容器に接続され、前記容積調整チャンバーは、前記密閉された容器と前記密閉された容器の外側の周囲空気圧力とが等しくなるよう調整するように構成され、前記フレキシブルコンテナは前記容器に取り外し可能に接続されていることを特徴とする、
   圧力均一化機材ハウジング。
2. 前記チャンバー内に乾燥剤を具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
3. 前記フレキシブルコンテナを前記容器に取り外し可能に接続する接続ポートをさらに具備し、前記接続ポートには、前記コンテナを取り外すときに流れを止めるためにバルブ自動閉止機構が含まれることを特徴とする請求項２に記載の圧力均一化機材ハウジング。
4. 前記密閉された容器内に窒素をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
5. 前記圧力均一化装置は、前記チャンバーを形成するフラットバッグを具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
6. 前記圧力均一化装置は、前記チャンバーを形成するフレキシブルコンテナと、前記フレキシブルコンテナの周囲に保護ハウジングと、を具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
7. 前記フレキシブルコンテナと前記保護ハウジングとは、前記密閉された容器に取り外し可能に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の圧力均一化機材ハウジング。
8. 前記圧力均一化装置は、前記密閉された容器のフレキシブル側壁を具備し、前記フレキシブル側壁は、前記チャンバーを形成することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
9. 前記圧力均一化装置は、前記チャンバーを形成するフレキシブルコンテナと、前記フレキシブルコンテナを前記容器に接続する導管と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
10. 前記容器内に湿度検出装置をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
11. 前記密閉された容器には、主容器部と前記主容器部と結合した透明半球部とが含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
12. 前記圧力均一化装置は、前記主容器部と接続され、少なくとも前記主容器部と前記圧力均一化装置の周囲にシュラウドを具備することを特徴とする請求項１１に記載の圧力均一化機材ハウジング。
13. 機材と、
    前記機材を収納する密閉された容器と、
    容積調整チャンバーを形成するフレキシブルコンテナを具備する圧力均一化装置と、を具備し、
    前記圧力均一化装置は、前記容器と前記容積調整チャンバーとの間を空気又はガスが自由に流れるように前記密閉された容器に接続され、前記容積調整チャンバーは、前記密閉された容器と前記密閉された容器の外側の周囲空気圧力とが等しくなるよう調整するように構成され、前記フレキシブルコンテナは前記容器に取り外し可能に接続されていることを特徴とする、
    収納される装置。
14. 前記機材にはカメラが含まれることを特徴とする請求項１３に記載の収納される装置。
15. 前記密閉された容器にはビデオドーム容器が含まれることを特徴とする請求項１４に記載の収納される装置。
16. 前記容器内に湿度検出装置をさらに具備し、前記カメラは前記湿度検出装置により表示された湿度レベルの像を捕らえるよう構成されることを特徴とする請求項１４に記載の収納される装置。
17. 前記圧力均一化装置は、前記チャンバーを形成するフレキシブルコンテナを具備することを特徴とする請求項１３に記載の収納される装置。
18. 前記圧力均一化装置は、前記密閉された容器のフレキシブル側壁を具備し、前記フレキシブル側壁は、前記チャンバーを形成することを特徴とする請求項１３に記載の収納される装置。
19. 前記チャンバー内に乾燥剤を具備することを特徴とする請求項１３に記載の収納される装置。

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