JP5027870B2 - 強化複合材料製爆発ベント - Google Patents

Description

発明の背景
発明の分野
高超過圧力状態から閉じ込められた空間を保護するために、延性破壊の挙動を有する故障用の複合物製爆発ベントに対して比較的高い歪みが加えられるが、ビル、バグハウス、タンク、穀物貯蔵庫、設備、当該バグ・ハウスか当該設備に至るダクト作業か当該設備からのダクト作業、および危険な高超過圧力の発生を受ける他の構造物を含めて、ベントは、様々な構造物と容器の中の爆発やコントロールされていない炎から生じる急速な圧力上昇を受けて、特にエンクロージャー内の圧力解放開口部をカバーするのに適している。

当該ベントは、当該樹脂よりも優れた引張強さを有する材料で補強された熱可塑性合成樹脂製の内部パネルを含む。好ましくは、当該補強材料は、織られたガラス繊維、および、任意のランダムなガラス繊維を含む。当該パネルは、当該パネルを完全に貫通する、または、当該パネルの厚さのごく一部分を通って延在する、長尺な連続した溝を有する。代わりに、そのそれぞれが当該パネルを完全に貫通する、または、当該パネルのごく一部分を通って延在する、一連の端と端を接した個別スロットを備えても良い。当該溝、または、スロットは、高超過圧力状態で開口する、当該ベントのそれぞれ中央の圧力解放領域を構成する低強度線を画成するために、少なくとも補強材料の一部を分断する。比較的薄いカバーシートは、当該ベントの流体の不透過性を高め、衛生部品、または衛生設備を必要とする分野での当該ベントの使用を可能にし、そして、当該ベントに比較的滑らかな対向表面仕上げを与えるために、当該中央のパネルの対向面上に備える。当該溝、または、スロットには、少なくとも部分的に、または完全に、合成樹脂材料を充填しても良い。あるいはまた、予め決めた超過圧力で破れて開口する当該ベントの中に、当該中央の圧力解放開口部を定義する構成とし、その構成の当該パネルの中に、スチールワイヤなどの長尺な物を埋め込んでも良い。

また、当該ベントの当該パネル部は、当該溝、または、低強度線を画成するいくつかのスロットに重畳されるガラス繊維のロービングを含む、長尺な補強部品を備えても良い。好ましくは、当該補強するガラスロービングは、当該パネルの当該圧力解放領域のすべての範囲を横切って延在する。当該パネルの当該圧力解放領域を開口するのに必要な超過圧力の量は、当該補強部品の数、形状、ガラスの組成物、および、相対的な配向性を変えることによって調節できる。

従来技術の説明
爆発ベントは、伝統的に金属製の破裂可能なシートを備えてきたが、そのシートが有する切り込み線、または、中断されたスリットは、当該ベントの当該圧力解放領域を構成する低強度線を画成する。当該ベントの当該圧力解放領域を開口するのに必要な超過圧力の量は、特に、当該低強度線の形、当該低強度線の性質、および、当該ベントの全領域内の当該低強度線の位置によって決定される。

典型的な爆発ベントは、米国特許番号６，０７０，３６５に示されて、説明されているが、この中では、長方形の圧力解放パネルは、圧力解放開口部を横切って安全にするために適合させたフレーム内に取り付けられている。当該一体構成の圧力解放パネルは、スチール、ステンレススチール、インコネル、または、他の同様の金属製の単一シートから形成され、中断された複数のスリットが画成する三方向の低強度線を有している。間隔を開けた一連の破裂タブは、当該’３６５特許に示されているように、しばしば当該低強度線上に配置されているが、そのタブは、当該パネルの当該圧力解放領域が、爆発、または、高速燃焼の炎から生じる予め決めた高超過圧力で変形する前に、破裂しなければならない。

米国特許番号５，０３６，６３２は、中断されたスリットが画成する三方向の低強度線を有する、従来の長方形の金属製シートの爆発ベントに関する別の例である。また、当該’６３２特許の当該ベント内には、破裂可能なタブを備えているが、そのタブは、当該パネルの当該中央部が、超過圧力を解放するために当該スリット線に沿って破裂する前に、壊れなければならない。当該破裂可能な金属製シートの周辺に、エラストマーのシーリングガスケットを備えても良い。

当該’６３２特許の公開で参照している米国特許番号４，４９８，２６１は、比較的低い圧力で開口する長方形のベントパネルであり、当該薄いシート構造は、中程度の耐衝撃性のポリスチレン、アルミニウム合金などの比較的軟質の金属、または、完全に焼きなまされたステンレススチールであると記載されている。中断されたＸ字状のスリットは、当該ベントパネルを貫通し、当該Ｘの頂点で終わる個別の低強度線を画成している。当該破裂パネルと同じ領域を有する薄いシーリング膜は、当該破裂パネルに接着されているが、その膜は、ポリエチレン、ステンレススチール、または、アルミニウムから形成しても良い。類似構造は、米国特許番号４，６１２，７３９に示されて、説明されている。

発明の概要
本発明は、高超過圧力状態から閉じ込められた空間を保護するための、非金属製で断片化しない爆発ベントに関し、そのベントは、当該樹脂よりも優れた引張強さを有する材料で補強されたポリプロピレンなどの合成樹脂製の複合パネルを含む。好ましい補強材料は、ガラス繊維であり、そのガラス繊維の形式は、ロービング、ガラスを織った布地、または、ランダムなガラス繊維でも良い。当該パネルは、当該パネルを通って横断的に延在する、または、当該パネルの厚さのごく一部分を通って横断的に延在する溝を備える。当該溝、または、スロットは、当該低強度線を画成するために、当該補強材料を分断するが、その低強度線は、例えば、約２５ｍｂａｒから約２００ｍｂａｒまでのように、予め決めた超過圧力で開口する当該パネルの圧力解放領域を構成する。

本発明の１つの実施形態では、当該ベントは、ポリプロピレンなどの合成樹脂材料製の２枚のパネル部材で構成するが、そのパネル部材は、相互に重畳される関係に配置する。それぞれのパネル部材は、ガラス繊維で補強する。当該パネルの１枚か両方の中に位置調整した溝、または、スロットを機械的な摩耗で形成した後に、当該溝、または、スロットの中に合成樹脂材料を導入するか、あるいは、当該連続した低強度線の溝の中にスチールワイヤを置き、次に、加熱したプレス内に当該パネルを置く。薄いカバーシートは、当該薄板から成るユニットの対向する側面に重畳される関係で備える。当該パネル部材の当該合成樹脂を流すために、当該パネル部材に十分な圧力と熱を加えて、当該カバーシート付きの複合ベントを形成する。好ましくは、当該ワイヤを使用する場合にその周りの当該溝の中に当該熱で軟化した樹脂を充填するか、または、当該溝の中に追加樹脂を入れて実質的に当該溝を埋める。

間隔を開けた長尺な複数の補強部品を、当該複合ベントの片方、または、両方の対向表面上に備え、それぞれの当該部品を当該溝、または、スロットに重畳させても良い。当該補強部品は、そのための合成樹脂製キャリヤーの中の短い長さのガラスロービングでも良いが、当該複合ベントの全幅と全長に実質的に延在し、その結果、当該圧力解放領域を横切って延在する、より長い長さのガラスロービングでも良い。好ましくは、少なくとも２本のより長い長さのガラスロービングは、当該ベントの全幅、および／または、全高を横切って延在する。あるいはまた、当該複合ベント上に、２本以上のガラスロービングの補強部品を追加しても良いが、その補強部品は、相互に、かつ、当該ベントの左右方向と上下方向に相互に垂直な当該ガラス補強部品に対して相対的に鋭角を成す。

当該パネルの中の当該溝は、例えばＵ字型、Ｔ字型、ほぼＶ字型、および円形を含む様々な断面形状を有しても良い。当該溝とほぼ同様な関係の配置に当該低強度線を画成する長尺な溝の中に、スチール製の円形断面のロッドを備えても良い。好ましくは、ワイヤを含まない当該様々な形状の溝には、合成樹脂などの組成物をそれぞれ充填する。

好ましい実施形態の詳細な説明
本発明に従った非金属製のベントの１つの実施形態は、図面の図１、図６、および図９で説明され、数字の２０で指定される。ベント２０は、ポリプロピレンなどの合成樹脂製の内部中央のボディー２４で構成する、ほぼ平坦なメイン複合パネル２２を含む。当該樹脂製の中央のボディー２４は、中央のボディー２４の当該樹脂よりも優れた引張強さを有し、広く指定される補強材料２６で補強する。好ましくは、補強材料２６は、ガラス繊維のロービング２８で構成するが、そのそれぞれは、ガラス繊維のロービング３２と協働するガラス繊維の長尺なストランド３０の束を含み、ガラス繊維のロービング３２のそれぞれもまた、ガラス繊維の長尺なストランドの束を含む。当該ロービング２８と３２は、図６に示すように、ガラス繊維のメッシュ３４を形成するために織り合わせる。比較的薄い合成樹脂製のカバーシート３６と３８は、メイン複合パネル２２の中央のボディー２４のそれぞれの最外表面４０と４２にぴったりと接着する。

当該中央のメイン複合パネル２２は、図３、および、図９に示すように、低強度線を画成する溝４４を有する。好ましくは、溝４４は、メイン複合パネル２２の中央のボディー２４を貫通して当該補強材料２６の大部分かすべてを分断できるくらいの横断的な距離を延在するが、当該対向するカバーシート３６と３８は貫通しない。溝４４のこの実施形態では、当該溝は、断面深さよりも長い断面幅を有するが、その溝幅は、例えば、約１．５ｍｍから約３０ｍｍまで変動しても良い。好ましくは、カバーシート３６と３８は、メイン複合パネル２２の中央のボディー２４を完全にカバーできるくらいにそれぞれ十分な全体寸法を有するが、少なくとも当該溝４４で位置調整し、当該溝４４を超えて延在する寸法を有するべきである。当該ガラス繊維のメッシュ３４は、図９で明快に説明されないが、当該溝４４が、溝４４の全長にわたって、ガラス繊維のメッシュ３４を含む当該補強材料２６を分断するのは、その図から明らかである。好ましくは、溝４４は、図１と図５に描写される平面図で、略Ｕ字型の全体形状を成すので、１組の脚部４６と４８の隣接する端部で中間部５０に接合する、間隔を開けた平行な長尺な１組の脚部４６と４８を有する。１組の脚部４６と４８の終端部４６ａと４８ａは、それぞれ、メイン複合パネル２２の側縁５２から等距離であり、終端部４６ａと４８ａの間にメイン複合パネル２２の蝶番領域５４を定義する。溝４４の当該１組の脚部４６と４８と中間部５０が協働して、メイン複合パネル２２の中央の圧力解放領域５６を構成する。

図９の概要を示す断面図の描写から確認できるが、メイン複合パネル２２の中の当該溝４４は、長方形の断面形状を有するので、長手方向に延在する上側の長尺な開口部６１、および、対向する長尺な開口部６２と同様に、側壁５８と６０を有する。必然的ではないが、好ましくは、溝４４は充填材の組成物６４を含む。当該充填材の組成物６４は、当該溝４４のすべて、または、一部に充填しても良いし、ポリプロピレン、または、適当な接着剤などの合成樹脂を含んでも良い。必須ではないが、当該充填材の組成物６４が、カバーシート３６と３８に重畳されるそれぞれの隣接する表面と同様に、中央のボディー２４の側壁５８と６０にしっかり接着することが望ましい。

ベント２０は、爆発、または、高速燃焼の炎による燃焼生成物などの高超過圧力状態から保護するために、構造物の中の圧力解放開口部の（図示しない）フレーム内に取り付けるようにできている。そのために、メイン複合パネル２２、および、当該カバーシート３６と３８は、当該サポートフレームにベント２０をしっかり取り付ける、ボルトの性質を有する受動締結具のために、また、高超過圧力によって作動した場合に、ベント２０を迅速に交換するために、複数の取り付け開口部６６を備える。

溝４４は、複合パネルブランクの中に形成され、補強材料２６を埋め込んだ単一層のメイン複合パネル２２、または、補強されて圧密化を受けた積層のメイン複合パネル２２のいずれかを含み、好ましくは、その中に当該補強材料２６の少なくとも一部分、および、好ましくはすべてを分断するために、当該溝４４がメイン複合パネル２２を完全に貫通するように、または、当該メイン複合パネル２２の十分な厚さを通って延在するように、高圧ウォータージェットを使用して調節する。また、当該溝４４が、当該溝の全長にわたって補強材料２６を分断するのが好ましい。メイン複合パネル２２の中の当該溝４４を形成する別の方法は、当該樹脂とガラスを蒸発させるレーザー光線、または、研摩ホイールか回転可能な切削工具を使用する機械的な摩耗、または、他の同等な材料除去装置か摩耗装置を使用することを含む。

メイン複合パネル２２は、フランスのシャンベリセデックスにあるヴェトロテックスレインフォースメント社（Ｖｅｔｒｏｔｅｘ Ｒｅｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｓ．Ａ．）から、ＴＷＩＮＴＥＸ Ｐ ＰＰ ６０ １４８５ １／１ ＡＦとして入手可能な、圧密化を受けた複合プレートから形成しても良い。当該製品コードは、「Ｐ」はプレートを表し、「ＰＰ」はポリプロピレンマトリクスであることを意味し、「６０」は重量でのガラス含有率（％）で、「１４８５」は公称重量（ｇ／ｍ^２）で、「１／１」はバランスのとれている製品であることを意味し、そして、「ＡＦ」は天然色のロービングタイプである。このＴＷＩＮＴＥＸ製品は、織られて共に混ぜられたガラス繊維とプロピレンの糸を有する、予め圧密化を受けたプレートで、約３００ＭＰａの引張強さ（ＩＳＯ５２７）、約２８０ＭＰａの曲げ強さ（ＩＳＯ１７８）、１６０ＫＪ／ｍ^２のノッチなしのシャルピー衝撃強さ（ＩＳＯ１７９）、および、１４０ＫＪ／ｍ^２のノッチ付きのアイゾット衝撃強さ（ＩＳＯ１８０）を有する。ベントを製作するための典型的なプレートは、例えば２０００ｍｍ×１２００ｍｍの変形品として注文しても良い。

これらのＴＷＩＮＴＥＸプレートは、厚さ、全幅寸法と全高寸法、熱とＵＶの安定化処理済み、別の種類のガラス繊維（異なった長さのストランドのロービング、ランダムな長さの配向された繊維、メッシュ、布地など）、別のガラス重量比率と合成樹脂の種類、当該顧客の指定による予め受けた圧密化の度合い、および、天然色か黒色かの選択により、サンゴバン（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ）から購入可能である。

カバーシート３６と３８は、例えば、厚さがそれぞれ１２０μｍのポリプロピレンシートでも良い。他のポリマーとシートの厚さは、例えば、表面処理の条件を満たし、当該ベントのベース破壊圧力を調節するのに必要な、約２０μｍから約１，０００μｍの範囲内で選ぶことができる。メイン複合パネル２２の厚さは、通常約１ｍｍから約１０ｍｍまで変動しても良い。

好ましくは、ベント２０は、複合パネルブランクを置くことによって製作するが、そのブランクは、例えば、ガラス繊維のメッシュ３４をその中に埋め込まれたポリプロピレンなどの合成樹脂を含み、前述のように、溝４４を従来の適当な加熱された（図示しない）プラテンプレス内でそのブランクの中に形成した。当該積層組立品を当該プレス内に置く前に、中央のボディー２４の対向する最外表面４０上と４２上とにカバーシート３６と３８を置くが、その代わりに、例えば、まず当該カバーシート３８を当該プレス内に置き、次に当該中央のボディー２４を、当該ガラス繊維のメッシュ３４をその中に埋め込んでから当該プレス内に導入し、最後に当該カバーシートを当該中央のボディー２４の上面上に置いても良い。その時、当該プレス内で当該薄板から成る組立品に対して熱と圧力を加えても良い。

必要に応じて、当該プラテンプレスを閉じて、当該薄板から成る構造に熱を加える前に、図５に示すように、間隔を開けた長尺な比較的短い複数の補強部品６８を、メイン複合パネル２２の当該カバーシート３６上に、溝４４に重畳される関係で備えても良い。好ましくは、当該複数の補強部品６８のそれぞれは、ガラス繊維のロービングを含み、そのロービングは、当該メイン複合パネル２２に対して熱と圧力を加える間に、カバーシート３６と中央のボディー２４と一体化する。複数の補強部品６８は、ポリプロピレンなどの合成樹脂の中に埋め込んだ、連続した長尺なガラス繊維で製作しても良いが、カバーシート３６と中央のボディー２４の一部を含む、メイン複合パネル２２の当該合成樹脂を溶解した結果として、メイン複合パネル２２の当該合成樹脂成分の中に組み込まれるガラス繊維だけを含んでも良い。備える複数の補強部品６８の数、複数の補強部品６８間の当該間隔、溝４４に重畳される関係での複数の補強部品６８の当該戦略的位置、および、複数の補強部品６８の当該断面寸法は、当該ガラス繊維の性質と量を含めて、当該低強度線の破裂に影響を与えるのに必要な、最終的な超過圧力を調節するために、自由に変更しても良い。

図２を見ると確認できるが、図５に示すメイン複合パネル２２の当該実施形態の当該比較的短い複数の補強部品６８の代わりに、メイン複合パネル２２は、メイン複合パネル２２と一体化し、実質的にその全幅を横切って延在する、ガラス繊維のロービングで補強した、間隔を開けた長尺な平行な１組の補強部品７０と７２とを備えても良い。同様に、ガラス繊維のロービングで補強した、間隔を開けた長尺な平行な１組の補強部品７４と７６は、メイン複合パネル２２と一体化し、実質的に１組の補強部品７０と７２に対して垂直な関係で当該パネルの高さ寸法を横切って延在する。メイン複合パネル２２の追加補強は、ガラス繊維のロービングの交差補強部品７８と８０の形に備えても良く、その部品は、メイン複合パネル２２のそれぞれの対角から延在し、当該パネルの中央で交差し、１組の補強部品７０と７２に対してある角度を成す。複数の補強部品６８と同様に、当該ガラス繊維の性質と量を含めて、補強部品７０−８０の当該断面寸法は、低強度線の破裂に影響を与えるのに必要な、最終的な超過圧力を調節するために、自由に変更しても良い。補強部品６８−８０は、カバーシート３６の上面上に置いても良いが、概要を図面に示すように、当該加熱したプレス内でメイン複合パネル２２を圧縮する間に、メイン複合パネル２２の中央のボディー２４の中に埋め込んでも良い。

好ましい積層のメイン複合パネル２２の製作では、上で特定した当該ガラス繊維で補強したポリプロピレン製の２枚のＴｗｉｎｔｅｘプレートをプレス内に置く。当該プレートは、約２．６５ｍｍの公称上の厚みを有しても良い。当該上側のプレートの上面に重畳される当該カバーシート３６に対して、プレスのプラテンを下げ、当該プレスの温度を、１０℃／分の速さで、当該ポリプロピレンの融点１６５℃の上のレベルまで、好ましくは、約１６５℃から約２２５℃までの範囲内で上昇させる。好ましくは、圧力上昇の速さは、最終圧力に対して約０．５ｂａｒ／分であるが、約０．２５ｂａｒから約３ｂａｒまで変動しても良い。好ましくは、当該メイン複合パネル２２、カバーシート３６と３８、および、もし備えれば当該複数の補強部品６８を含むベント２０の完全な圧密化での公称上の厚さは、約２．２５ｍｍである。当該積層パネル上の最大圧力を、約２００℃の当該プレス内の最高温度で、約５分間維持する。当該積層のメイン複合パネル２２上の圧力を維持している間、当該プレスは、約１０℃／分の速さで約６０℃まで冷却させ、その後当該メイン複合パネル２２を当該プレスから取り除く。ある程度の剛性を当該積層パネルに与え、当該上下のプラテンの間の当該プレス内への当該パネルの導入を容易にするために、当該プレートを当該プレス内に導入する前に、必要に応じて予熱しても良い。

補強部品７０−８０は、溝４４が画成する当該低強度線の最大破壊圧力を調節するのに役立ち、中央の圧力解放領域５６の調節された開口を保証するために機能する。その上、補強部品７０−８０は、中央の圧力解放領域５６の開口中に、メイン複合パネル２２の安定性を増加させ、メイン複合パネル２２の中央の圧力解放領域５６の断片化を防ぐ。好ましくは、補強部品７０−８０は、ポリプロピレンなどの合成樹脂と結合する、または、樹脂成分なしで供給される、連続した長さのガラス繊維を有する。

補強部品６８−８０の選択供給に加えて、当該低強度線を画成する溝４４の形状と深さは、さらに当該超過圧力を調節するために変更しても良いが、その超過圧力は、当該ベント２０の当該中央の圧力解放領域５６を開口するために、当該低強度線の破裂に影響を与える必要がある。概要を図８−１２に描写するように、メイン複合パネル２２の代替構造は、説明の明快さのため補強材料２６の表示を含まない。しかしながら、これらの代わりの実施形態のそれぞれに、図６に示すような補強材料２６、または、例えば、図７に描写する補強材料を備えることを理解するべきである。

図１２で説明する当該代わりの低強度線は、メイン複合パネル２２の中央のボディー２４をごく部分的に通って延在する、Ｕ字型の溝４４ａを有する。図１２から確認できるが、溝４４ａの当該下部壁６２ａは、カバーシート３８から間隔を開ける。しかしながら、好ましくは、溝４４ａの深さは、実質的にすべての当該ガラス繊維の補強材料２６の分断を保証できるくらいの深さであるべきである。好ましくは、溝４４ａの中に、ポリプロピレン、または、同等品の充填材６４ａを備える。カバーシート３６は、充填材６４ａを充填する溝４４ａと同様に、当該メイン複合パネル２２の中央のボディー２４の上面全体に重畳される。図１２に示す概要図は、説明目的のためだけであり、必要な超過圧力値で当該低強度線を破裂させるために、溝４４ａの深さを選択的に調節することを理解するべきである。図１２の当該実施形態では、当該溝４４ａは、幅よりも長い深さを有する。

図８に示すメイン複合パネル２２の代替構造では、当該溝４４ｂは、台形の形状を有し、カバーシート３８でカバーされる溝４４ｂの下部の開口部６２ｂに向かって狭まる、対向する傾斜側壁５８ｂと６０ｂを有する。また、好ましくは、溝４４ｂは、ポリプロピレン、または、同様の樹脂の充填材６４ｂを含み、複合パネルの中央のボディー２４の上面に重畳されるカバーシート３６でカバーする。

図１０に示すメイン複合パネル２２の代替構造の溝４４ｃは、Ｔ字形断面を有する。溝４４ｃの上側の脚部４４ｃ’は、中央下部の脚部４４ｃ’’よりも長い幅を有する。カバーシート３６は、溝４４ｃの上側の開口部６２ｄに重畳されるが、カバーシート３８は、溝４４ｃの下部の開口部６２ｃに重畳される。また、好ましくは、溝４４ｃは、ポリプロピレンなどの合成樹脂の充填材６４ｃを有する。

概要を図１１に描写するように、メイン複合パネル２２の中の溝４４ｄは、円形の断面形状を有する。ロッド８２は、好ましくはスチール製で、溝４４ｄの中に配置する。ロッド８２は、溝４４ｄの円形壁で補完される断面直径を有する。概要を図１１に示すロッド８２は、本質的には溝４４ｄと同じ直径を有するが、溝４４ｄの中でロッド８２を囲み、合成樹脂の充填材を含む空間があれば、ロッド８２は、当該溝より小さい直径を有しても良い。メイン複合パネル２２の好ましい実施形態では、当該全体的にＵ字型に曲がったスチール製のロッド８２は、２ｍｍの直径を有し、当該スチールロッドに対する、当該周囲のポリプロピレン樹脂の非粘着性を向上するために、リリースコーティングを備える。補強部品６８−８０は、ロッド８２に橋渡しする関係にあることに注意するべきである。好ましくは、メイン複合パネル２２の中に溝４４ｄを形成し、当該溝の中にロッド８２を挿入し、必要に応じて合成樹脂の充填材を加え、その後、メイン複合パネル２２の対向表面にカバーシート３６と３８を付け、次に、当該加熱した型内に当該組立品を置く。

溝４４ｄの中へのスチールロッドの供給は、当該加熱したプレス内でメイン複合パネル２２を形成する間、溝４４ｄの全長にわたってその保全性と均一性を維持するのに役立つ。さらに、ロッド８２は、溝４４ｄが画成する当該低強度線が破裂することによって、メイン複合パネル２２の当該破壊圧力の調節に貢献し、当該低強度線が全長にわたって均一に破裂することを保証する。スチール製のロッド８２は好ましいが、当該ロッドは、熱硬化性樹脂、または、熱可塑性樹脂を含むその他の材料を有し、その材料は、メイン複合パネル２２の当該中央のボディー２４よりも優れた剛性を当該ロッドに付加した特性を有しても良い。

概要を当該図面の図１と図２に示すが、溝４４ｅは、図３と図９のメイン複合パネル２２の中の溝４４よりも実質的に狭く描写している。この点で、メイン複合パネル２２の中に当該低強度線を画成し、当該中央の圧力解放領域５６の三方向を構成する溝の当該有効幅が、ベント２０の選択された破壊圧力を得るために変更可能であることを理解すべきである。溝４４と４４ａ−ｅは、長方形を成すように示すが、当該溝が、半円形、または、ほぼ長方形の形状の角に曲がった部分を持つ長方形を含めて、別の形状を有しても良いことを理解すべきである。

好ましくは、補強材料２６は、ガラス繊維の組成物であるが、メイン複合パネル２２の当該樹脂よりも優れた引張強さを有するその他の材料を使用しても良い。例えば、ステンレススチールのメッシュを当該パネルの中の当該溝の全長にわたって分断しさえすれば、当該ステンレススチールのメッシュをメイン複合パネル２２の中に埋め込んでも良い。あるいはまた、補強材料２６は、熱可塑性樹脂でコーティングされたアラミド繊維、または、メッシュでも良い。また、アラミド繊維は、当該補強部品６８−８０に使用しても良い。

好ましくは、図７で説明する本発明の当該代わりの積層パネル１２２の構造は、当該熱プレス内に合成樹脂製の２枚のプレート１２２ａと１２２ｂを導入して、製作するが、そのそれぞれのプレートは、比較的短くて、ランダムに分配されたガラス繊維１３０を含む。ガラス繊維の布地１３２は、プレート１２２ａと１２２ｂの間に挿入する。カバーシート１３６と１３８は、それぞれプレート１２２ａと１２２ｂの最外表面上に配置する。図７には示さないが、積層パネル１２２は、溝４４、４４ａ−ｅなどの断面形状の溝を備えることを理解すべきである。

図１３に示す、代わりのベント２２０の当該複合パネル２２２は、溝４４と同様に、Ｕ字型の全体形状の低強度線２４４を協働して画成する一連のノッチ２４０を備える。この点で、カバーシート３６と本質的に同じ材料で同じ厚さの当該カバー２３６は、複合パネル２２２の上面に重畳され、低強度線２４４を画成する当該ノッチ２４０に重畳されることを理解すべきである。ベント２２０の当該中央部２５６を開口させる超過圧力条件は、当該個別ノッチ２４０の長さ、隣接するノッチ２４０の終端間の距離、および、ノッチ２４０の深さと形状によって部分的に調節する。

好ましくは、ベント２０は、ガラス繊維の補強材料をその中に埋め込んだ、合成樹脂材料製のメイン複合パネル２２を使用して製作するので、ベント２０は、日光への露出による悪影響を受けず、異なった大気条件に耐えることができる。当該ベント２０は、静的な電荷を蓄積せず、短時間の曝露では可燃性でも自燃性でもなく、非刺激物質と非有毒物質とだけを含む。

メイン複合パネル２２の当該組成物、メイン複合パネル２２の厚さ、溝４４の深さや形状、または、低強度線２４４を画成するノッチ２４０の深さや形状と同様に、メイン複合パネル２２、および、カバーシート３６と３８とに異なった熱可塑性樹脂を使用すること、および、補強材料２６の種類を変更することによって、ベント２０への広範囲な破壊圧力を備えても良い。その上、材料の種類の選択と、カバーシート３６と３８の厚さの選択は、当該ベントの当該破壊圧力、または、故障圧力の調節に対して、ある程度選択的に貢献させることができる。同様に、補強材料２６と当該補強部品６８−８０の当該繊維の糸の重量を変更することによって、当該故障圧力をさらに調節できる。同様に、補強部品６８−８０は、溝４４と４４ａ−ｅの上面を横切って橋渡しする関係に、または、当該溝の下方のカバーシート３８上に置いても良い。代わりに、補強部品６８−８０は、図６に示すように、補強材料２６の上部か下部に、あるいは、積層パネル１２２の布地１３２の上方か下方に、メイン複合パネル２２の中に埋め込んでも良い。ポリプロピレンなどの熱可塑性の材料は、熱硬化性樹脂よりも高い延性を有し、その結果、蝶番領域５４での当該ベントの断片化の可能性を減少させるので、その材料は、メイン複合パネル２２と積層パネル１２２の当該樹脂部分として好まれる。別の選択肢は、熱可塑性樹脂でコーティングし、熱可塑性の粉を含浸したガラスの糸を使用することである。当該パネルの表面から当該補強部品を剥離し、蝶番領域５４からピークエネルギーをそらし、メイン複合パネル２２の外辺部分からの中央の圧力解放領域５６の分離、または、その領域の断片化を防いだ結果、溝４４、４４ａ−ｅに橋渡しする関係にある選択的な補強部品６８−８０の供給は、当該ベントの当該開口部に瞬間的な時間遅れを与えるのに役立つ。

特に、メイン複合パネル２２は、例えば、約２００ｍｍ×２００ｍｍから約１５００ｍｍ×２０００ｍｍまでの比較的大きいベントの製作の役に立つ。当該ベント領域は、溝４４、４４ａ−ｅの長さの増加よりも速い割合で増加するので、当該ベントの全体的なサイズが増大すればするほど、中央の圧力解放領域５６が開口する超過圧力値を減少させることができる。

ベント２０の製作のために熱可塑性の複合材料を使用すれば、単に当該プレス型の形状を変更することによって、当該ベントの形状を変更できる。例えば、当該ベントの特定用途に指定した当該破壊特性にしたがって、当該メイン複合パネル２２の中央の領域を、対称か、非対称か、またはピラミッドの形状を有する、いずれかのドームに形成できる。また、プレス内で冷間プレスの次の当該パネルの予熱、または、二台のベルトラミネータの間の当該パネルの予熱を含めて、ベント２０を製作するための技法を変更できる。

ベント２０は、ガラス繊維、メッシュ、または布地などの補強材料をその中に埋め込んだ合成樹脂材料で構成するので、完成したベントは、様々な衛生分野に適している。メイン複合パネル２２は、ベント２０の当該破壊特性を変更せずに、日常的に、かつ定期的に、従来の衛生化手順に従っても良い。

非金属製の爆発ベントを説明する、本発明の１つの実施形態の平面図であり、中央のメイン複合ベントパネルには、略Ｕ字型の全体形状を成し、その中に低強度線を画成する比較的細い溝を備える。 図１の当該ベントと同様の非金属製の爆発ベントを説明する、本発明の別の実施形態の平面図であるが、ガラス繊維で補強した、間隔を開けた長尺な２組のロービングを、当該ベントの１つの表面上で相互に垂直な関係で、当該複合パネルの中の当該溝のそれぞれの部に重畳される関係で、他の補強ロービングと交差するＸ字型の交差要素の補強ロービングに沿って、配置することを示す。 図１の本発明と同様の本発明の別の実施形態の平面図であるが、当該低強度線を画成する当該溝が、図１の当該複合パネルの溝よりも広いことを示す。 図３に示す中央のメイン複合パネルを有する爆発ベントの平面図であり、図２と同様の補強部品を備える。 図１と図２に示す爆発ベントの平面図であるが、当該中央のメイン複合パネルの中で低強度線に重畳される関係で、ガラス繊維製の比較的短い複数の補強部品を備えることを示す。 爆発ベントの一般的な概要を示す部分拡大断面図であり、本発明に従って、例えば図１のような中央のメイン複合パネルを有する。 本発明に従った代替ベントの一般的な概要を示す部分拡大断面図であり、熱と圧力を加えて２枚の複合パネル要素を積層し、当該メイン複合パネルの当該ボディーの当該中央部分の中にガラス繊維の布地を備える。 当該メイン複合パネルの中の溝の１つの形状を説明する、当該パネルの拡大断面図である。 当該メイン複合パネルの中の溝の別の形状を説明する、当該パネルの拡大断面図である。 当該メイン複合パネルの中の溝の別の形状を説明する、当該パネルの拡大断面図である。 当該メイン複合パネルの中の溝の別の形状を説明する、当該パネルの拡大断面図であり、当該溝の中に長尺な金属棒を備える。 当該メイン複合パネルの中の溝の別の形状を説明する、当該パネルの拡大断面図である。 図１に示す当該メイン複合パネルの代わりの実施形態の部分平面図であり、当該パネルの中に、協働して低強度線を画成する、間隔を開けた一連のスリットを有する。

Claims (44)

1. 高超過圧力状態から閉じ込められた空間を保護するための非金属製の爆発ベントであって、
   合成樹脂製の複合パネルを含み、
   前記合成樹脂は、前記合成樹脂よりも優れた引張強さを有する補強材料で補強され、
   前記複合パネルは、１組の対向表面を有し、前記１組の対向表面の一方の表面から、前記複合パネルの厚さの少なくとも一部分を通り、横断的にかつ内側方向に延在する長尺な溝を備え、
   前記溝は、前記超過圧力状態で開口する前記複合パネルの圧力解放領域を構成する低強度線を画成するように、前記補強材料を分断し、かつ前記溝には充填材の組成物が充填されている爆発ベント。
2. 前記複合パネルは、ほぼ平坦な形状を有する請求項１に記載の爆発ベント。
3. 前記溝は、対向する長尺な１組の脚部とその間の中間部とを有する略Ｕ字型の全体形状を成し、前記中間部から遠く離れた前記溝の前記１組の脚部の間にある前記複合パネルのセグメントが、前記圧力解放領域のために前記複合パネルの蝶番部分を定義する請求項１または２に記載の爆発ベント。
4. 前記溝は、その全長にわたって分断されない請求項１〜３のいずれかに記載の爆発ベント。
5. 前記溝は、その断面がほぼＵ字型の形状を有する請求項１〜４のいずれかに記載の爆発ベント。
6. 前記溝は、深さより大きい幅を有する請求項１〜５のいずれかに記載の爆発ベント。
7. 前記複合パネルの前記合成樹脂を補強する前記補強材料は、ガラス繊維を含む請求項１〜６のいずれかに記載の爆発ベント。
8. 前記ガラス繊維は、ガラスロービングの長尺なストランドを含む請求項７に記載の爆発ベント。
9. 前記ガラス繊維は、織目を構成するために配向されたガラスのストランドを含む請求項７または８に記載の爆発ベント。
10. 前記複合パネルは、中央のボディーを備え、衛生分野での前記爆発ベントの使用を可能にするために、前記中央のボディーに重畳される合成樹脂製の複数のカバーシートが前記複合パネルの前記１組の対向表面を定義する請求項１〜９のいずれかに記載の爆発ベント。
11. 前記複数のカバーシートの各々は、前記複合パネルの前記中央のボディーの厚さより薄い請求項１０に記載の爆発ベント。
12. 前記溝は、前記複数のカバーシートの１枚だけを貫通し、前記複合パネルの前記中央のボディーを完全に貫通する請求項１０または１１に記載の爆発ベント。
13. 前記溝は、その断面がほぼ台形の形状を有する請求項１〜４および６〜１２のいずれかに記載の爆発ベント。
14. 前記溝は、その断面がほぼＴ字型の形状を有する請求項１〜４および６〜１２のいずれかに記載の爆発ベント。
15. 前記溝は、その断面がほぼ円形の形状を有する請求項１〜４および６〜１２のいずれかに記載の爆発ベント。
16. 前記溝の中に、長尺なスチール棒を備える請求項１５に記載の爆発ベント。
17. 前記複合パネルに埋め込まれ、かつ間隔を開けて配置された長尺な複数の補強部品を備え、前記複数の補強部品の各々は、前記溝に重畳されている請求項１〜１６のいずれかに記載の爆発ベント。
18. 前記複合パネルは、複数の側縁を有するほぼ長方形の形状を成し、前記溝は、ほぼ平行な１組の脚部と前記１組の脚部の隣接する端部間の中間部とを有する略Ｕ字型の全体形状を成し、前記溝の前記１組の脚部と前記中間部とは、前記複合パネルの前記複数の側縁の各々とほぼ平行で隣接する関係にある請求項１〜１７のいずれかに記載の爆発ベント。
19. 前記溝の前記１組の脚部と前記中間部は、それぞれほぼ直線で囲まれた形状を成す請求項１８に記載の爆発ベント。
20. 高超過圧力状態から閉じ込められた空間を保護するための非金属製の爆発ベントであって、
    合成樹脂製の複合パネルと、
    この複合パネルに埋め込まれ、かつ間隔を開けて配置された長尺な複数の補強部品と、を含み、
    前記合成樹脂は、前記合成樹脂よりも優れた引張強さを有する補強材料で補強され、
    前記複合パネルは、１組の対向表面を有し、前記１組の対向表面の一方の表面から、前記複合パネルの厚さの少なくとも一部分を通り、横断的にかつ内側方向に延在する長尺な溝を備え、
    前記溝は、前記超過圧力状態で開口する前記複合パネルの圧力解放領域を構成する低強度線を画成するように、前記補強材料を分断し、かつ前記溝には充填材の組成物が充填されており、
    前記複数の補強部品の各々は、前記溝に重畳されている爆発ベント。
21. 前記複数の補強部品は、前記複合パネルと一体構成である請求項２０に記載の爆発ベント。
22. 前記複数の補強部品の各々は、ガラス繊維のロービングを含む請求項２０または２１に記載の爆発ベント。
23. 前記複数の補強部品の少なくとも２つは、前記溝に重畳され、前記複合パネルの前記圧力解放領域の全幅を横切って延在し、前記少なくとも２つの補強部品は、前記複合パネルの前記圧力解放領域の中央付近で互いに交差する請求項２０〜２２のいずれかに記載の爆発ベント。
24. 少なくとも２つの補強部品を備え、前記少なくとも２つの補強部品は、前記溝に重畳され、前記複合パネルの前記圧力解放領域を横切って、相互にほぼ垂直に交差する関係で配置される請求項２０〜２２のいずれかに記載の爆発ベント。
25. 前記少なくとも２つの補強部品は、前記少なくとも２つの補強部品に対してある角度を成し、前記複合パネルの前記圧力解放領域を横切って延在する交差要素を含む請求項２４に記載の爆発ベント。
26. １組の前記交差要素を備え、前記交差要素は、相互にある角度を成す請求項２５に記載の爆発ベント。
27. 前記複合パネルは、一体構成である２つの合成樹脂層を含み、前記２つの合成樹脂層の各々は、各合成樹脂層の合成樹脂よりも優れた引張強さを有する補強材料を備え、前記溝は、１つの合成樹脂層を完全に貫通し、もう１つの合成樹脂層の一部分を通って延在する請求項２０〜２６のいずれかに記載の爆発ベント。
28. 前記２つの合成樹脂層の１つの中に埋め込まれた長尺な複数の補強部品を備え、その各々は、前記溝に重畳される請求項２７に記載の爆発ベント。
29. 前記複数の補強部品は、ガラス繊維を含む請求項２８に記載の爆発ベント。
30. 前記補強材料は、前記２つの合成樹脂層の間に位置する請求項２７〜２９のいずれかに記載の爆発ベント。
31. 前記補強材料は、ガラスを織った布地を含む請求項２７〜３０のいずれかに記載の爆発ベント。
32. 前記補強材料は、前記布地のそれぞれの側面上にランダムガラス繊維を含む請求項３１に記載の爆発ベント。
33. 衛生分野での前記爆発ベントの使用を可能にするために、前記複合パネルの前記１組の対向表面上に、一体構成である合成樹脂製の複数のカバーシートを備える請求項２０〜３２のいずれかに記載の爆発ベント。
34. 前記複数のカバーシートの各々の厚さは１２０μｍである請求項３３に記載の爆発ベント。
35. 前記充填材の組成物は、合成樹脂である請求項２０〜３４のいずれかに記載の爆発ベント。
36. 前記複合パネルの厚さは２．２５ｍｍである請求項２０〜３５のいずれかに記載の爆発ベント。
37. 前記溝はほぼ円形の形状を有し、前記溝の直径は２ｍｍであり、前記溝の中に２ｍｍの直径を有するスチール棒を備える請求項３６に記載の爆発ベント。
38. 前記複合パネルの前記圧力解放領域は、２５ｍｂａｒから２００ｍｂａｒの圧力で開口する請求項１〜３７のいずれかに記載の爆発ベント。
39. 前記複合パネルは予め圧密化を受けたプレートであり、前記複合パネルの合成樹脂はポリプロピレンであり、前記補強材料は前記ポリプロピレンの中に組み込まれるガラス繊維である請求項１〜３８のいずれかに記載の爆発ベント。
40. 前記補強材料は、前記複合パネルの重量で６０％を含むガラス繊維である請求項１〜３９のいずれかに記載の爆発ベント。
41. 前記複合パネルは、３００ＭＰａの引張強さ係数を有する請求項１〜４０のいずれかに記載の爆発ベント。
42. 前記複合パネルは、２８０ＭＰａの曲げ強さ係数を有する請求項１〜４１のいずれかに記載の爆発ベント。
43. 前記複合パネルの合成樹脂は熱可塑性樹脂であり、前記補強材料はガラス繊維である請求項１〜４２のいずれかに記載の爆発ベント。
44. 前記溝の断面の幅が１．５ｍｍから３０ｍｍである請求項１〜４３のいずれかに記載の爆発ベント。

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