JP6639274B2

JP6639274B2 - 防爆容器

Info

Publication number: JP6639274B2
Application number: JP2016046692A
Authority: JP
Inventors: 康宏高木; 武士高嶋; 亮石川; 正憲平澤
Original assignee: Fukada Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fukada Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2036-03-10
Also published as: JP2017161386A

Description

本発明は、炎感知器用の防爆容器に関する。

従来、赤外線を検出することによって火災を検知する炎感知器が知られている。炎感知器は、可燃性ガスが感知器内部に侵入して電気回路部分に触れると、爆発する危険がある。このため、工場電気設備防爆指針に記載される危険場所において設置される炎感知器の容器は、耐圧防爆構造とすることが義務付けられている。容器内には赤外線センサーが設置されており、火元から発せられる赤外線は透過窓を透過して容器内に設置された赤外線センサーによって感知される。透過窓は赤外線が透過可能でなければならないため、高価なサファイアガラスが用いられている。

工場電気設備防爆指針では、防爆容器の窓ガラスの破損を防ぐために、所定形状の重錘を所定高さから落下させて、窓ガラス等の破損を調べる衝撃試験が規定されており、衝撃試験にパスするために、窓ガラスを充分に厚くすることが行われている。また、特許文献１では、図３に示すように、窓ガラス１００を固着剤１０１で窓枠１０２に固定するとともに、リング凸部１０３ａ及びリング１０３ｂを有するリング１０３によって窓ガラス１００を窓枠１０２に押圧する防爆容器が提案されている。この防爆容器によれば、容器外で爆発が起きた場合、リング凸部１０３ｂの弾性力によって爆発の衝撃力を吸収するため、耐衝撃性を高めることができる。

特開平０５−２８８５７７号公報

しかし、従来の防爆容器を炎感知器の容器として用いた場合、次のような問題があった。
耐圧防爆性を高めるべく高価なサファイアガラスの厚みを厚くした場合、製造コストが高くなってしまう。この点、上記特許文献１の防爆容器のように、リング凸部１０３ｂの弾性力によって衝撃を吸収すれば、耐衝撃性を高めることができ、その結果、サファイアガラスの厚さを薄くすることができる。しかし、防爆容器には、容器内部から容器外部に炎が伝わったり、容器外部から容器内部に炎が伝わったりすることを防止するとともに、防水機能を高めたいという要請もあり、この要請に応えるためには、固着剤１０１を介しての防爆容器の内側から外側までの距離（すなわち、図３におけるＡ地点からＢ地点までの距離）を長くしなければならない（工場電気設備指針によれば、防爆容器の内容積が10cm³以下の場合3mm以上、10cm³を超え100cm³未満の場合6mm以上、100cm³を超える場合10mm以上と定められている）。このため、サファイアガラスの面積を広くしたり、厚みを厚くしたりしなければならず、やはり防爆容器の製造コストが高騰化するという問題があった。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性に優れ、容器外部と容器内部の間で炎が伝わることを防止でき、防水機能に優れ、且つ、製造コストが低廉な防爆容器を提供することを目的とする。

本発明の防爆容器は、炎感知器用の防爆容器であって、
赤外線を取込むための窓部を有する容器本体と、
該窓部に嵌められるサファイアガラスと、
該サファイアガラスの周縁を押圧するように該窓部に内側から固定される金属製のリングホルダーと、を有し、
該サファイアガラスの周縁は弾性部材が密着して包囲されており、さらに、該弾性部材は径外方向に延在する鍔部を有していることを特徴とする

本発明の防爆容器では、容器外部から強い衝撃があったり、仮に容器内部に可燃性ガスが侵入して引火したりした場合でも、サファイアガラスの周縁を押圧するように窓部に内側から固定される金属製のリングホルダーが僅かに弾性変形することにより、サファイアガラスが受ける衝撃が緩和される。さらに、サファイアガラスの周縁に密着して包囲された弾性部材によっても、サファイアガラスが受ける衝撃が緩和される。このため、耐衝撃性に優れたものとなる。
また、弾性部材は径外方向に延在する鍔部を有しているため、弾性部材を介しての防爆容器の内側から外側までの距離が鍔部の分だけ長くなる。このため、その分、サファイアガラスの面積や厚みを大きくしなくても火炎逸走距離を超える距離が確保でき、容器外部と容器内部の間で炎が伝わることを防止できる。また弾性部材による密封性能も向上し、防水機能も高くなる、

したがって、本発明の防爆容器によれば、耐衝撃性に優れ、容器外部と容器内部の間で炎が伝わることを防止でき、防水機能に優れ、且つ、製造コストの低廉化を図ることができる。

前記窓部の周縁近傍に沿って該窓部側に突出する爪部と、該爪部から径外方向に設けられた座繰部と、を有していることが好ましい。こうであれば、固化する前の粘性液体状の弾性部材前駆体を座繰部に流し込んで弾性部材とする場合、弾性部材前駆体が窓部の周縁からはみ出すことを防止することができる。

前記窓部の直径は３５ｍｍ以上４６ｍｍ以下且つ、厚さが２．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましい。こうであれば、よりサファイアガラスが破壊され難く、且つ、製造コストも低廉となる。

また、リングホルダーは、ヤング率が６０GPs以上１３０GPs以下の材質からなることが好ましい。こうであれば、サファイアガラスへの衝撃を適度に吸収できる程度に柔らかく、かつ、衝撃による弾性変形も僅かであるため防爆容器へ影響を与えず、防水機能も維持することができる。

リングホルダーは真鍮が最も好ましいが、銅、その他の銅合金、チタン、アルミニウム及びアルミニウム合金を用いることも可能である。銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金は、適度に柔らかくて外力によって変形しやすいため、爆発の衝撃力を変形によって吸収する能力に優れたものとなる。

実施例１の防爆容器の断面図である。実施例１の防爆容器の部分断面図である。特許文献１に記載の防爆容器の断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を比較例と比較しつつ説明する。
（実施例１）
実施例１の防爆容器を図１に示す。この防爆容器は、赤外線を感知するタイプの炎感知器に用いられる防爆容器であり、円形の開口を有する窓部１ａが設けられたアルミ合金製の容器本体１と、円盤形状のアルミ合金製基板２とがボルト３ａによって結合されている。防爆容器内部には、赤外線センサーを含む炎判定部２０が載置されており、炎判定部２０は信号ケーブル２１を介して外部の受信機２２に火災出力を行う。

窓部１ａは外部に向かって拡径するテーパ形状（仰角４５度）とされており、監視視野は９０°とされている。窓部１ａにおける開口の径が最も小さくなった部分(直径２４ｍｍ)には、下方に突出する爪部１ｂが設けられている。爪部１ｂから径外方向に向かって深さ０．５ｍｍ、幅４．５ｍｍで座繰部１ｃが設けられており、座繰部１ｃにはシリコンゴムからなる弾性部材４を介して円板型のサファイアガラス５（直径３５ｍｍ、厚さ３ｍｍ）が嵌められている。図２にも示すように、弾性部材４は、サファイアガラス５の周縁を包囲する厚さ約１ｍｍの周縁部４ａと、周縁部４ａからさらに径外方向に延在する鍔部４ｂとから構成されている。窓枠１ａの裏側にはドーナツ形状の真ちゅう製リングホルダー６が弾性部材４を介してサファイアガラス５の周縁を押圧するようにしてネジ７によって固定されている。リングホルダー６は厚さが３ｍｍであり、リングホルダー６の内側の窓枠１ａ側の周縁には深さ１ｍｍ、幅１０ｍｍの座繰部６ａが設けられている。

（組立方法）
以上のように構成された実施例１の防爆容器についての組立方法について説明する。
まず、容器本体１の座繰部１ｃにシリコンコーキング剤を塗布してから、塗布部分にサファイアガラス５の周縁を押圧し、座繰部１ｃにサファイアガラス５を嵌め込む。この際、爪部１ｂはシリコンコーキング剤が座繰部１ｃより流れ出るのを抑える役割を担う。次に、リングホルダー６の片面の内側周縁にシリコンコーキング剤をリング状に塗布する。この時、シリコンコーキング剤はサファイアガラス５の径よりも５ｍｍだけ径外方向にはみ出すように塗布する。そして、リングホルダー６のシリコンコーキング剤塗布面をサファイアガラス５の周縁に当接するようにあてがい、ビス７によってリングホルダー６を窓部１ａの裏側から固定する。最後に、容器本体１と基板２とをボルト３ａによって結合する。

（実施例２〜実施例６）
実施例２ではサファイアガラスの厚さを２．５ｍｍ、実施例３では３．５ｍｍ、実施例４では４．０ｍｍ、実施例５では４．５ｍｍ、実施例６では５．０ｍｍとし、その他の構成は、実施例１と同様とした。

（評価）
以上のようにして組み立てられた実施例１〜６の防爆容器について、工場電気設備防爆指針に基づく重錘落下試験及び密閉試験を行った。
重錘落下試験は重錘の質量を1kg、落下高さ0.4ｍの条件下にて行った。
また、密閉試験は、加圧圧力964.07 KPa、試験圧力2000KPa、試験時間3分間で行った。

（結果）
重錘落下試験の結果、実施例1の場合に、サファイアガラス５は破損せず、密閉試験でも水漏れは認められなかった。
すなわち、重錘落下試験では、図１に示すサファイアガラス５の中心に重錘が落下され、衝撃を与えるが、その衝撃が弾性部材４の緩衝作用によって吸収されるとともに、適度な柔らかさを持った真ちゅう製のリングホルダー６の変形によっても吸収される。このため、重水落下試験によってもサファイアガラス５が割れなかった。
また、弾性部材４はサファイアガラス５の周縁を包囲する厚さ約１ｍｍの周縁部４ａのみならず、周縁部４ａからさらに径外方向に延在する鍔部４ｂが設けられているため、弾性部材４を介しての防爆容器の内側から外側までの距離は、図２におけるＡ地点からＣ地点の距離が鍔部４ｂの分だけ長くなる。このため、サファイアガラス５の面積や厚みを大きくしなくても、密封性が高くなり、容器外部と容器内部の間で炎が伝わることを防止でき、防水機能も高くなる、したがって、耐衝撃性に優れ、容器外部と容器内部の間で炎が伝わることを防止でき、防水機能に優れ、且つ、製造コストの低廉化を図ることができる。

また実施例２から実施例６においても、実施例1と同様にサファイアガラス５は破損せず、密閉試験でも水漏れは認められなかった。なおサファイアガラスの厚さが２．５ｍｍ未満では破損する可能性が高く、仮に破損しなかった場合でも防爆容器の密閉性に支障をきたす可能性がある。また、実施例２のサファイアガラスの厚さが２．５ｍｍの場合では、サファイアガラス５は破損せず、密閉試験でも水漏れは認められないものの、安全率を考慮しつつ、製造コストの低廉化も実現できるという観点から、サファイアガラスの厚さは３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下が好ましい。

この発明は上記発明の実施の態様及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変例様もこの発明に含まれる。

１…容器本体（１ａ…窓部）
５…サファイアガラス
６…リングホルダー
４…弾性部材（４ａ…周縁部，４ｂ…鍔部）

Claims

炎感知器用の防爆容器であって、
赤外線を取込むための窓部を有する容器本体と、
該窓部に嵌められるサファイアガラスと、
該サファイアガラスの周縁を押圧するように該窓部に内側から固定される金属製のリングホルダーと、を有し、
該サファイアガラスの周縁は弾性部材が密着して包囲されており、さらに、該弾性部材は径外方向に延在する鍔部を有していることを特徴とする防爆容器。
前記窓部の周縁近傍に沿って該窓部側に突出する爪部と、
該爪部から径外方向に設けられた座繰部と、を有していることを特徴とする請求項１記載の防爆容器。
前記窓部の直径が３５ｍｍ以上４６ｍｍ以下且つ、厚さが２．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の防爆容器。
前記リングホルダーは、ヤング率が６０GPs以上１３０GPs以下の材質からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防爆容器。
前記リングホルダーは銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかからなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の防爆容器。
請求項乃至５のいずれか１項に記載の防爆容器を用いた炎感知器。