JPH0774764B2 - Overheat detector - Google Patents
Overheat detectorInfo
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- JPH0774764B2 JPH0774764B2 JP63254494A JP25449488A JPH0774764B2 JP H0774764 B2 JPH0774764 B2 JP H0774764B2 JP 63254494 A JP63254494 A JP 63254494A JP 25449488 A JP25449488 A JP 25449488A JP H0774764 B2 JPH0774764 B2 JP H0774764B2
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- overheat
- shape memory
- memory alloy
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、過熱検出装置に関する。さらに詳しくは、
各種電気機器内、ことに閉鎖型配電盤、GIS等のような
高電圧回路を内蔵した電気機器内で生じうる局所過熱の
検出に適した過熱検出装置に関する。The present invention relates to an overheat detection device. For more details,
The present invention relates to an overheat detection device suitable for detection of local overheat that may occur in various electrical devices, particularly closed switchboards, GIS, and other electrical devices that incorporate high-voltage circuits.
(ロ)従来の技術 閉鎖型配電盤のような高電圧回路を内蔵した電気機器内
においては、回路の組立不良、接続不良等あるいは回路
系内の絶縁性劣化に起因する局部加熱現象が生じて種々
の電気的トラブルや短絡事故を引き起こす虞れがある。(B) Conventional technology In electrical equipment such as a closed switchboard that has a built-in high-voltage circuit, a local heating phenomenon occurs due to defective assembly of the circuit, defective connection, or deterioration of insulation in the circuit system. May cause electrical troubles or short circuit accidents.
このような電気的トラブルや短絡事故を防止するために
は、局部加熱現象の発生を迅速に検知する必要があり、
各種熱センサ、例えば、赤外線センサ、サーモカメラ、
熱電対、サーミスタ等を用いて局部加熱(過熱)の有無
をモニターすることが考えられる。In order to prevent such electrical troubles and short circuit accidents, it is necessary to quickly detect the occurrence of the local heating phenomenon,
Various thermal sensors, such as infrared sensors, thermo cameras,
It is possible to monitor the presence or absence of local heating (overheating) using a thermocouple, thermistor, or the like.
しかし、赤外線センサやサーモカメラは経済性の面で適
しておらず又、熱電対、サーミスタ等はそれ自体電気的
検出装置であるため、これ自体の絶縁を考慮する必要が
あったり、専用の配線が必要となる等、配電盤内に内蔵
することは好ましくない。However, the infrared sensor and the thermo camera are not suitable from the economical point of view, and the thermocouple, thermistor, etc. are electric detection devices themselves, so it is necessary to consider the insulation of the infrared sensor or the dedicated wiring. It is not preferable to install it in the switchboard because it is necessary.
そこで、非電気的な検出装置として、過熱時に溶融した
り開放される容器内にハロゲン化炭化水素のようなガス
を封入して配電盤内に配置し、過熱時に該容器から放出
されるガスを、ガスセンサで検出して間接的に過熱を検
知する方法も検討されている。Therefore, as a non-electrical detection device, a gas such as a halogenated hydrocarbon is enclosed in a container that is melted or opened at the time of overheating and placed in a switchboard, and the gas released from the container at the time of overheating is A method of indirectly detecting overheating by detecting with a gas sensor is also under study.
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記検出方法を適用する場合、配電盤内
の空間的制限のため、ガスを封入した容器はできるだけ
小型化する必要がある。従って、検出至適濃度のガスを
配電盤空間内に放出させるためには、容器内にガスをか
なり高圧に封入する必要があり、かかる封入操作は極め
て困難であった。また、前記したハロゲン化炭化水素の
ようなガスは、それ自体有害物質であるため、公害面か
らその使用は好ましくない。(C) Problems to be Solved by the Invention However, when the above detection method is applied, it is necessary to miniaturize the gas-enclosed container as much as possible due to space limitations in the switchboard. Therefore, in order to release the gas having the optimum concentration for detection into the switchboard space, it is necessary to enclose the gas in the container at a considerably high pressure, and the enclosing operation is extremely difficult. Further, since the gas such as the above-mentioned halogenated hydrocarbon is a harmful substance in itself, its use is not preferable from the viewpoint of pollution.
この点に関し、本発明者らは、ガスの代わりに有機酸を
封入した熱溶融性プラスチック容器を炭酸アルカリ塩粉
末を敷設した箱体内に配置してなる炭酸ガス発生式の検
出装置と、炭酸ガスセンサとを組み合わせて、過熱崩壊
時に有機酸と炭酸アルカリ金属塩との反応により生じる
炭酸ガスを検出して過熱現象を検知するシステムを先に
提案している。In this regard, the inventors of the present invention have proposed a carbon dioxide gas generation type detection device in which a thermofusible plastic container in which an organic acid is sealed instead of gas is arranged in a box in which alkali carbonate powder is laid, and a carbon dioxide gas sensor. In combination with the above, we have previously proposed a system that detects the overheating phenomenon by detecting carbon dioxide gas generated by the reaction between an organic acid and an alkali metal carbonate during the overheating decay.
しかし、かかるシステムにおいては、炭酸ガスの発生速
度が比較的緩和であるため迅速な応答を得ることが困難
である。また、炭酸ガスは、大気中で300〜400ppm、室
内で600〜800ppm存在するためこれが大きなバックグラ
ウンドとなって、明確な検出のためには少なくとも500p
pm以上の濃度増加に見合う炭酸ガスを発生させる必要が
あり、用いる有機酸や炭酸塩の必要量も多く、検出装置
を小型化することが困難であるという問題がある。さら
に加え、反応剤として用いる炭酸アルカリ塩はそれ自
体、カサ比重が大きいためこれを収納する箱体自体も比
較的容量の大きなものが必要であるという不都合もあっ
た。However, in such a system, it is difficult to obtain a quick response because the generation rate of carbon dioxide is relatively slow. In addition, carbon dioxide is present in the air at 300 to 400 ppm and indoors at 600 to 800 ppm, which becomes a large background, and at least 500 p for clear detection.
It is necessary to generate carbon dioxide gas that corresponds to an increase in concentration of pm or more, and a large amount of organic acid or carbonate is used, which makes it difficult to downsize the detection device. In addition, since the alkali carbonate used as the reaction agent itself has a large bulk specific gravity, there is also a disadvantage that the box itself for storing it has a relatively large capacity.
この発明はかかる状況下になされたものであり、ことに
小型化に適し、過熱検出を安全かつ迅速に行うことがで
きかつ経済性にも優れた過熱検出装置を提供しようとす
るものである。The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide an overheat detection device which is suitable for downsizing, can perform overheat detection safely and quickly, and is excellent in economy.
(ニ)課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、イオン化傾向が水素よりも
大きな金属粉末を底部に導入してなる通気性の箱体内
に、無機酸水溶液を貯留した密封容器と、所定の温度以
上で自己変形して該密封容器に応力を加えてこれを破壊
し、内部の無機酸水溶液を上記金属粉末上に放出しうる
容器破壊手段を設け、上記無機酸水溶液と金属粉末との
反応により水素ガスを発生させる過熱検出装置が提供さ
れる。(D) Means for Solving the Problems Thus, according to the present invention, in a breathable box body having a metal powder having an ionization tendency larger than hydrogen introduced at the bottom, a sealed container storing an inorganic acid aqueous solution, A container destruction means capable of self-deforming at a predetermined temperature or higher and applying stress to the sealed container to destroy it, and discharging the internal inorganic acid aqueous solution onto the metal powder, the inorganic acid aqueous solution and the metal powder are provided. There is provided an overheat detecting device for generating hydrogen gas by the reaction of.
上記イオン化傾向が水素よりも大きな金属粉末としては
種々のものが適用可能であるが、安定性、取扱い容易性
等の点で、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ等
の粉末が適している。粉末の粒径はとくに限定されてお
らず粒状のものを用いてもよく、又粒状と粉末の組み合
せも可能である。Various metal powders having an ionization tendency larger than that of hydrogen can be applied, but powders of aluminum, zinc, iron, nickel, tin, etc. are suitable in terms of stability, easiness of handling, and the like. The particle size of the powder is not particularly limited, and granular particles may be used, and a combination of granular particles and powder is also possible.
一方、この発明に用いる通気性の箱体としては、上記金
属粉末及び密封容器を収容できる空隙を有し、かつ通気
性を有するものが用いられ、通常、上部開放の本体と、
単数又は複数の通気口を有する蓋体とを組み合わせて構
成するのが適している。ただし、通気口には無機酸ミス
トの飛散防止用のフィルターが張設されていてもよく、
このフィルターとしてはロ紙、メンブランフィルター、
不織布等が適している。なお、かかる箱体は耐熱性、耐
衝撃性を有する材料で構成するのが適しており、通常、
金属又は耐熱性プラスチックで構成するのが適してい
る。On the other hand, as the breathable box used in the present invention, those having a space capable of accommodating the metal powder and the hermetically sealed container, and having breathability are usually used, and a main body having an upper opening,
It is suitable to be configured in combination with a lid having one or more vent holes. However, a filter for preventing the scattering of inorganic acid mist may be stretched over the vent,
As this filter, paper, membrane filter,
Nonwoven fabric is suitable. Incidentally, such a box body is suitable to be composed of a material having heat resistance and impact resistance, and
Suitably it is composed of metal or heat-resistant plastic.
この発明に用いる無機酸水溶液としては、塩酸、硫酸、
硝酸及びこれらの混合酸水溶液が適しており、これ以外
にリン酸、クロム酸、ケイ酸等の水溶液も使用可能であ
る。また、これら水溶液の酸濃度はとくに限定されない
が、ことに硫酸のような酸化性酸を用いる場合には3〜
18規定のものを用いるのが適している。なお、これらの
水溶液中には、金属との水素発生反応を促進しうる添加
剤、例えば、硫酸銅が配合されていてもよい。The inorganic acid aqueous solution used in this invention includes hydrochloric acid, sulfuric acid,
Nitric acid and a mixed acid aqueous solution thereof are suitable, and in addition thereto, an aqueous solution of phosphoric acid, chromic acid, silicic acid or the like can also be used. The acid concentration of these aqueous solutions is not particularly limited, but especially when an oxidizing acid such as sulfuric acid is used,
It is suitable to use the one of 18 regulations. In addition, an additive capable of promoting a hydrogen generating reaction with a metal, for example, copper sulfate may be blended in these aqueous solutions.
かかる無機酸水溶液を封入する容器は、後述する容器破
壊手段によって容易に破壊される材質及び厚みの部材で
構成され、具体的にはガラス製容器、合成樹脂製容器又
は金属製容器を適用することができる。通常、封入操作
の容易性や破壊容易性等の点でガラス製容器又は合成樹
脂製容器を用いるのが適している。また、容器形状もと
くに限定はされないが、破壊性の点で筒状のものが適し
ており、とくに破壊中心位置にくびれ、溝、切れ目等の
応力集中部位を有するものを用いてもよい。The container that encloses the inorganic acid aqueous solution is composed of a member having a material and a thickness that can be easily destroyed by the container destruction means described later, and specifically, a glass container, a synthetic resin container, or a metal container is applied. You can Usually, it is suitable to use a glass container or a synthetic resin container from the viewpoint of ease of enclosing operation and breakage. Further, the shape of the container is not particularly limited, but a cylindrical shape is suitable from the viewpoint of destructiveness, and in particular, a container having a stress concentration portion such as a constriction, a groove, or a cut at the fracture center position may be used.
この発明における容器破壊手段としては、所定の温度下
で作動して上記密封容器を破壊する手段が用いられる。
かかる容器破壊手段としては、電気的制御による作動で
はなく部材自体の熱変形に基づいて直接又は間接的に容
器を破壊しうる事故変形性材を用いたものが好ましく、
例えば、形状記憶合金やバイメタルを用いた破壊手段が
適している。ことに形状記憶合金を上記封入容器と一体
化又は近接配置し、所定温度での形状記憶合金の変形に
より容器が破壊されるように構成するのが構造の簡略化
ひいては装置の小型化の点で好ましい。例えば、円筒形
状の密封容器を用いた場合には、加熱時に屈曲する偏平
状、棒状の形状記憶合金を容器長手方向に配設したり、
加熱時に収縮するリング状の形状記憶合金に容器を挿入
配置したり、伸長しうる棒状の形状記憶合金を容器に隣
接固定することにより構成することができる。なお、形
状記憶合金は、種々のものが適用できるが、Ni−Ti合金
系やCu−Zn−Al合金系のものが適している。As the container destruction means in the present invention, a means which operates at a predetermined temperature to destroy the sealed container is used.
As such a container destruction means, it is preferable to use an accidentally deformable material that can directly or indirectly destroy the container based on thermal deformation of the member itself, not by operation by electrical control.
For example, a destruction means using a shape memory alloy or bimetal is suitable. In particular, the shape memory alloy is integrated with or placed close to the above-mentioned enclosure, and the container is destroyed by the deformation of the shape memory alloy at a predetermined temperature in order to simplify the structure and further downsize the device. preferable. For example, in the case of using a cylindrical sealed container, a flat shape that bends when heated, a rod-shaped shape memory alloy is arranged in the longitudinal direction of the container,
It can be configured by inserting and arranging a container into a ring-shaped shape memory alloy that contracts when heated, or by fixing an expandable rod-shaped shape memory alloy adjacent to the container. Various shape memory alloys can be applied, but Ni-Ti alloy type and Cu-Zn-Al alloy type are suitable.
なお、このような自己変形材料を容器破壊手段として用
いる場合には、容器破壊をより円滑化するためにこの自
己変形材料を付設した側面と反対側の箱体の内壁に適当
な突状体を形設又は配設することが好ましい。かかる突
状体としては、突起、突条、棒状体のいずれでもよく、
また断面先端鋭利なものであっても平滑なものであって
も、湾曲したものであってもよく、少なくとも容器側面
の一部に応力が集中できる支点構造を構成するものであ
ればよい。かかる突状体を容器破壊手段の一部として用
いた場合には、とくに容器にくびれ等の応力集中部位を
設けることなく容器全体の破壊を効率良く行わせること
ができ、この発明の一つの好ましい態様である。When such a self-deforming material is used as a container destruction means, an appropriate projecting member is provided on the inner wall of the box opposite to the side surface provided with the self-deforming material in order to facilitate the destruction of the container. It is preferable to form or dispose. The protrusion may be any of a protrusion, a ridge, and a rod,
Further, it may have a sharp tip, a smooth tip, or a curved tip, as long as it constitutes a fulcrum structure capable of concentrating stress on at least a part of the side surface of the container. When such a protrusion is used as a part of the container destruction means, the entire container can be efficiently destroyed without providing a stress concentration portion such as a neck in the container, which is one preferred embodiment of the present invention. It is a mode.
かかるこの発明の過熱検出装置において、上記密封容器
の容量はとくに限定されないが、例えば、3ml程度の内
容量のものを適用することができる。また、箱体内に導
入する金属粉末の量も必要に応じて増減できるが、通常
1g程度とするのが適している。In the overheat detecting device of the present invention, the capacity of the sealed container is not particularly limited, but, for example, a container having an inner capacity of about 3 ml can be applied. Also, the amount of metal powder introduced into the box can be increased or decreased as necessary, but normally
It is suitable to use about 1g.
この発明の過熱検出装置は、例えば、配電盤内の過熱の
虞れのある導体部材に近接して配設され、必要に応じて
複数配設して用いられる。そして過熱時に発生する水素
ガスの検出は適当な水素ガス検出器、例えば、半導体式
水素ガスセンサを用いて行われる。水素ガスはそれ自体
軽量のガスであるため、発生後に上方へ逸散する。従っ
て、上記水素ガス検出器は過熱検出装置の配設位置より
も上方でかつ過熱が生じうる高圧回路や導体と隔離して
配設するのが適している。The overheat detecting device of the present invention is arranged, for example, in the vicinity of a conductor member in the switchboard which may be overheated, and a plurality of the overheat detecting devices are arranged and used as necessary. Then, the detection of hydrogen gas generated at the time of overheating is performed by using a suitable hydrogen gas detector, for example, a semiconductor hydrogen gas sensor. Since hydrogen gas is a lightweight gas itself, it diffuses upward after being generated. Therefore, it is suitable to dispose the hydrogen gas detector above the disposition position of the overheat detection device and separately from the high-voltage circuit or the conductor where overheat may occur.
第1図は、この発明の過熱検出装置の一具体例を示すも
のである。ここで過熱検出装置1は、亜鉛粉末3を底部
に導入してなる上部開放の箱本体(2;ステンレス製)内
に、中央に括れを有し内部に無機酸水溶液を密封した円
筒状のガラスアンプル(5;ガラス容器)を横向けに収納
し、多数の通気口41を有する箱蓋体4で上部を接着によ
り閉鎖してなる。そして、ガラスアンプル5上側面側に
は、針金からなる固定バンド7によって、直方形状の形
状記憶合金6が固定されている。この形状記憶合金板は
100℃以上の温度においてV字状に屈曲するよう加工さ
れたNi−Ti合金からなるものである。屈曲温度は、Ni−
Tiの合金組成及び熱処理温度を調整することにより0〜
150℃の間で適宜決定することができる。なお、71はガ
ラスアンプルを溶融封止した封止端を示すものである。
また、図示しないが、箱本体2内の空隙には、ガラスア
ンプルを静置させ、かつガラスアンプル破壊時の酸ミス
ト飛散防止のための不織布が充填されている。FIG. 1 shows a specific example of the overheat detecting device of the present invention. Here, the overheat detection device 1 is a cylindrical glass in which a box body (2; made of stainless steel) having an open upper part in which zinc powder 3 is introduced into the bottom has a constriction in the center and an aqueous solution of an inorganic acid is sealed inside. An ampoule (5; glass container) is housed sideways, and the box lid 4 having a large number of vent holes 41 closes the upper part by adhesion. A rectangular shape memory alloy 6 is fixed to the upper surface of the glass ampoule 5 by a fixing band 7 made of wire. This shape memory alloy plate
It is made of a Ni-Ti alloy processed to bend in a V shape at a temperature of 100 ° C or higher. The bending temperature is Ni-
By adjusting the alloy composition of Ti and the heat treatment temperature,
It can be appropriately determined between 150 ° C. In addition, 71 shows the sealing end which melt-sealed the glass ampoule.
Although not shown, the void in the box body 2 is filled with a nonwoven fabric for allowing the glass ampoule to stand still and for preventing the acid mist from scattering when the glass ampoule is broken.
かかる過熱検出装置1において、外部過熱により形状記
憶合金板6の温度が100℃を越えた場合に、該合金板6
は迅速にV字状に屈曲するが、これによる応力がガラス
アンプルの括れ部に加わって第2図に示されるようにガ
ラスアンプルが中央で破壊され、内部の無機酸水溶液が
箱体内に放出されて亜鉛粉末と反応し、水素ガスが発生
する。この水素ガスは通気口41を通じて上方へ逸散する
ため、この水素ガスを検出することにより、過熱が検知
されることとなる。In such an overheat detecting device 1, when the temperature of the shape memory alloy plate 6 exceeds 100 ° C. due to external overheating, the alloy plate 6
Rapidly bends into a V shape, but the stress due to this causes the glass ampoule to be constricted and the glass ampoule is broken at the center as shown in Fig. 2, and the aqueous inorganic acid solution is released into the box. And reacts with zinc powder to generate hydrogen gas. Since this hydrogen gas dissipates upward through the ventilation port 41, by detecting this hydrogen gas, overheating will be detected.
なお、上記のごときV字型に屈曲する形状記憶合金板を
用いた場合には、その配設位置はガラスアンプルの上
方、下方、側方等種々の態様が考えられるが、ガラスア
ンプル内の無機酸水溶液を効率良く放出できる点で、上
方もしくは側方に配設構成するのが好ましい。When the shape memory alloy plate that bends in a V shape as described above is used, the arrangement position can be various modes such as above, below, and side of the glass ampoule. From the viewpoint that the aqueous acid solution can be released efficiently, it is preferable to dispose the aqueous solution above or to the side.
容器破壊手段として形状記憶合金を利用する場合、容器
との一体化は前述のごとく針金等の固定バンドで行うこ
とができるが、容器の機械的強度や表面平滑性等の点で
安定に固定することが困難な場合がある。このような場
合には、適当な治具を用いて容器と形状記憶合金を固定
することが望ましい。かかる治具の一例を第3図に、こ
の治具によりガラスアンプルと形状記憶合金板とを固定
した例を第4図に、かかる治具固定したガラスアンプル
を用いて構成した過熱検出装置を第5図に示した。ここ
で用いる治具は、第3図(イ)、(ロ)に示されるよう
に、ガラスアンプル5の端部挿入空隙と形状記憶合金6
の端部挿入空隙とを各々有する外形寸法の異なる2種類
の治具8,9からなる。ここで外形寸法の大きな治具9
は、箱体内に挿入されてガラスアンプル5、形状記憶合
金板6のみならずこれらと箱体とを固定するよう作用す
る。一方外形寸法の小さな治具8は、形状記憶合金板6
の屈曲に従って箱体内で移動する可動治具を構成する。When a shape memory alloy is used as the container destruction means, it can be integrated with the container by a fixing band such as a wire as described above, but it is stably fixed in terms of mechanical strength and surface smoothness of the container. Can be difficult. In such a case, it is desirable to fix the container and the shape memory alloy using an appropriate jig. An example of such a jig is shown in FIG. 3, an example in which a glass ampoule and a shape memory alloy plate are fixed by this jig is shown in FIG. 4, and an overheat detecting device constituted by using such a jig-fixed glass ampoule is shown in FIG. It is shown in FIG. As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the jig used here is the end insertion space of the glass ampoule 5 and the shape memory alloy 6.
It is composed of two kinds of jigs 8 and 9 having different outer dimensions each having an end insertion space. Here, the jig 9 having a large external dimension is used.
Is inserted into the box body and acts not only to fix the glass ampoule 5 and the shape memory alloy plate 6 but also to the box body. On the other hand, the jig 8 having a small outer dimension is the shape memory alloy plate 6
A movable jig that moves in the box according to the bending of the.
このような治具を用いて箱体内にガラスアンプル5を収
納してなる過熱検出装置1′において、過熱による形状
記憶合金6の屈曲が生じると、第5図(ロ)に示すごと
く治具8が上方に傾斜移動し、これに伴う応力によって
ガラスアンプル5が破壊されて、前記と同様に水素ガス
を発生するに至る。When the shape memory alloy 6 is bent due to overheating in the overheat detecting device 1'in which the glass ampoule 5 is housed in the box using such a jig, the jig 8 as shown in FIG. Tilts upward, and the glass ampoule 5 is broken by the stress associated therewith, and hydrogen gas is generated in the same manner as described above.
また、第7図(イ)はこの発明の他の過熱検出装置を示
すものであり、第7図(ロ)はそのA−A線断面図であ
る。この過熱検出装置は、図に示すごとく、箱本体2と
箱蓋体4で構成された箱体内に、くびれを有していない
無機酸水溶液封入の筒状ガラスアンプル5を収納しその
底部に亜鉛粉末3を導入してなる。そして、箱体内の一
側面側にはV字状に屈曲するよう加工された直方形状の
形状記憶合金板6がガラスアンプル5と接するように配
設されており、他の側面側の中央には金属棒状体からな
る突条10が垂直に配設されてなる。かかる過熱検出装置
1においては前述と同様に加熱による形状記憶合金板6
の屈曲によってガラスアンプル5が破壊されて無機酸水
溶液が容器底部に放出されるが、突条10の存在によりガ
ラスアンプル5の破壊はより円滑かつ全体に亘って行わ
れ、それにより過熱検出もより迅速に行われることとな
る。Further, FIG. 7 (a) shows another overheat detecting device of the present invention, and FIG. 7 (b) is a sectional view taken along the line AA. As shown in the figure, this overheat detecting device has a cylindrical glass ampoule 5 containing an aqueous solution of an inorganic acid having no constriction, which is housed in a box body composed of a box body 2 and a box lid 4 and has a bottom portion made of zinc. Powder 3 is introduced. A rectangular shape memory alloy plate 6 processed to be bent in a V shape is disposed on one side surface of the box body so as to be in contact with the glass ampoule 5, and the other side surface is centered. A ridge 10 made of a metal rod is arranged vertically. In the overheat detecting device 1, the shape memory alloy plate 6 by heating is used as described above.
The bending of the glass ampoule 5 breaks it and the inorganic acid aqueous solution is released to the bottom of the container. However, the presence of the ridges 10 makes the glass ampoule 5 break more smoothly and over the whole area, which makes it possible to detect overheat more. It will be done quickly.
なお、上記具体例では、ステンレス製の箱を用いた例を
示したが、合成樹脂製箱も好適に用いることができる。
ことに、上記のごとく形状記憶合金板と組み合わせる場
合には、熱導伝性の良好な合成樹脂製箱を用いるのが、
過熱時の形状記憶合金板の迅速な温度上昇ひいては迅速
な過熱検出を行う点で好ましい。かかる合成樹脂材とし
ては、通常の使用環境から、150〜170℃迄の耐熱性を有
するものが適しており、例えばポリアミド、ポリブチレ
ンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)、ポリスルホン等が適しており、これらがさ
らに放射線照射処理により架橋化されたものやガラス繊
維強化されたものを用いてもよい。かかる合成樹脂材
に、チッ化ホウ素(BN)や酸化アルミニウム(Al2O3)
のような充填材を混合(通常、20〜50重量%)した複合
樹脂材を用いると熱伝導率をさらに向上することができ
ると共にさらに容器の絶縁性も向上することができる点
で好ましい。かかる充填材を混合することによる絶縁抵
抗と熱伝導率の変化を下表に示す。表中充填材の添加量
はいずれも45重量%である。In addition, in the above-mentioned specific example, an example using a stainless steel box is shown, but a synthetic resin box can also be suitably used.
In particular, when combining with the shape memory alloy plate as described above, it is preferable to use a synthetic resin box with good heat conductivity,
It is preferable in that the temperature of the shape memory alloy plate is rapidly raised at the time of overheating, and thus the rapid overheating is detected. As such a synthetic resin material, a material having heat resistance up to 150 to 170 ° C. is suitable from a normal use environment, and for example, polyamide, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polysulfone, etc. are suitable. However, a material obtained by further crosslinking these by irradiation treatment or a glass fiber reinforced material may be used. Boron nitride (BN) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are added to the synthetic resin material.
It is preferable to use a composite resin material mixed with such a filler (usually 20 to 50% by weight) because the thermal conductivity can be further improved and the insulating property of the container can be further improved. The changes in insulation resistance and thermal conductivity due to the mixing of such fillers are shown in the table below. The addition amount of the filler in each table is 45% by weight.
例えば、ガラス繊維30重量%で補強したナイロン製の箱
を適用すると共に変位温度105℃の形状記憶合金板を組
み合わせて第1図のごとき装置を構成し、ホットプレー
ト上に載置して過熱した場合、ホットプレートが171℃
を示した際にガラスアンプルが破壊されるのに対し、ガ
ラス繊維15重量%、チッ化ホウ素40重量%を含有するナ
イロン製の容器を適用した場合、ホットプレートが145
℃を示した際にガラスアンプルが破壊され、より迅速に
過熱検知が行えることも確認されている。 For example, a nylon box reinforced with 30% by weight of glass fiber is applied, and a shape memory alloy plate having a displacement temperature of 105 ° C. is combined to form a device as shown in FIG. 1, which is placed on a hot plate and overheated. If the hot plate is 171 ℃
While the glass ampoule is destroyed when the temperature is shown, when the nylon container containing 15% by weight of glass fiber and 40% by weight of boron nitride is applied, the hot plate becomes 145%.
It has also been confirmed that the glass ampoule is broken when the temperature reaches ℃ and the overheat can be detected more quickly.
(ホ)実施例 実施例1 この発明の過熱検出器を用いて過熱検出試験を行った。
過熱検出器は、第3図に示すごとき治具を用いたもので
あり、具体的寸法はl1=14mm、l2=17.0mm、m1=17mm、
m2=19.0mmであった。そしてこれら治具間に、中央に括
れ状の凹部を有する長さ38mm、外径14mmガラスアンプル
(飽和量の銅イオンを含有する6N−H2SO4を1.2ml封入)
と、厚み1.5mm、幅10mm、長さ38mmの形状記憶合金板
(記憶形状はV字状;変位温度105℃)とを挟持し、こ
れを亜鉛粉末(和光純薬製)1.5gを散布した上部開放箱
本体内に装着し、次いで口径約2mmの通気口を有する蓋
体で上部を閉鎖(接着剤使用)することにより構成した
第5図(イ)に示すごとき装置を用いた。(E) Example Example 1 An overheat detection test was conducted using the overheat detector of the present invention.
The overheat detector uses a jig as shown in Fig. 3, and the specific dimensions are l 1 = 14mm, l 2 = 17.0mm, m 1 = 17mm,
m 2 = 19.0 mm. And, a glass ampoule with a constricted concave portion in the center between these jigs, 38 mm in length and 14 mm in outer diameter (1.2 ml of 6N-H 2 SO 4 containing a saturated amount of copper ions was enclosed).
And a shape memory alloy plate having a thickness of 1.5 mm, a width of 10 mm, and a length of 38 mm (memory shape is V-shaped; displacement temperature 105 ° C.), and 1.5 g of zinc powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was sprayed on the plate. An apparatus as shown in FIG. 5 (a) was used, which was constructed by mounting it in the upper open box body, and then closing the upper part (using an adhesive) with a lid having a vent having a diameter of about 2 mm.
かかる過熱検出装置をホットプレート上に載置し、これ
を配電盤を想定した試験箱(2600×2300×1200mm)内の
底部付近に導入し、上部に半導体型水素ガスセンサ(型
番TG−821;フィガロ技研(株))の検出部を固定した状
態で、ホットプレートを過熱して水素ガスセンサの出力
をモニターした。Such an overheat detection device is placed on a hot plate, and this is introduced near the bottom of a test box (2600 x 2300 x 1200 mm) assuming a switchboard, and a semiconductor hydrogen gas sensor (model number TG-821; Figaro Giken The hot plate was overheated and the output of the hydrogen gas sensor was monitored with the detection unit of (Ltd.) fixed.
ホットプレートの温度が130℃に上昇した後、約10秒後
に形状記憶合金の屈曲によるガラスアンプルの破壊(第
5図(ロ)参照)が行われ、水素ガスセンサの出力を著
しく上昇した。この際のセンサ出力(3回実施)を第6
図に示した。About 10 seconds after the temperature of the hot plate was raised to 130 ° C., the glass ampoule was broken by the bending of the shape memory alloy (see FIG. 5B), and the output of the hydrogen gas sensor was significantly increased. The sensor output at this time (performed three times)
As shown in the figure.
このように、この発明の過熱検出装置によれば、水素ガ
スの発生に基づいて迅速に過熱を検知することができ
る。As described above, according to the overheat detecting device of the present invention, it is possible to quickly detect overheat based on the generation of hydrogen gas.
実施例2 6N−H2SO43.3ml(飽和量の銅イオン含有)を封入したガ
ラスアンプル(内径12mm、長さ50mm)に実施例1と同様
な形状記憶合金板(変位温度105℃)を針金により固定
し、亜鉛粉末5gを導入した箱体内に装着することによ
り、第1図に示すごときこの発明の過熱検出装置を得
た。Example 2 A shape memory alloy plate (displacement temperature 105 ° C.) similar to that of Example 1 was placed in a glass ampoule (inner diameter 12 mm, length 50 mm) in which 6N—H 2 SO 4 3.3 ml (containing a saturated amount of copper ions) was enclosed. The overheat detecting device of the present invention as shown in FIG. 1 was obtained by fixing with a wire and mounting it in a box containing 5 g of zinc powder.
これを実施例1と同様にして試験したところ、ホットプ
レートが140℃に到達した時に、ガラスアンプルが破壊
され、水素ガスが検出されることが確認された。When this was tested in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the glass ampoule was broken and hydrogen gas was detected when the hot plate reached 140 ° C.
実施例3 6N−H2SO41.2ml(飽和量の銅イオン含有)を封入したガ
ラスアンプル(内径12mm、長さ32mm)と厚み1.5mm、幅1
2mm、長さ32mmの形状記憶合金板(変位温度105℃)及び
亜鉛粉末1.5gを装着することにより、第7図(イ)
(ロ)に示すごときこの発明の過熱検出装置を得た。Example 3 6N-H 2 SO 4 1.2ml glass ampoule (inner diameter 12 mm, length 32 mm) encapsulating (copper ion content of the saturated amount) and thickness 1.5 mm, width 1
By attaching a shape memory alloy plate (displacement temperature 105 ° C) of 2 mm and length of 32 mm and zinc powder of 1.5 g, Fig. 7 (a)
An overheat detecting device of the present invention as shown in (b) was obtained.
これを実施例1と同様にして試験したところ、ホットプ
レートが132℃に到達した時に、第7図(ハ)に示すよ
うにガラスアンプルが破壊され、水素ガスが検出される
ことが確認された。When this was tested in the same manner as in Example 1, it was confirmed that when the hot plate reached 132 ° C., the glass ampoule was broken and hydrogen gas was detected as shown in FIG. 7 (C). .
(ヘ)発明の効果 この発明の過熱検出装置によれば、電気機器、ことに高
電圧回路を内蔵した配電盤のような電気機器内の過熱を
迅速に検知することができる。(F) Effect of the Invention According to the overheat detecting device of the present invention, overheat in an electric device, particularly an electric device such as a switchboard having a built-in high-voltage circuit, can be quickly detected.
ことに無機酸と金属との反応により発生する水素ガスを
指標として過熱を検出する装置であるため、炭酸ガスを
指標とするような装置に比して、バックグラウンドが小
さい(水素は空気中に微量しか存在しない)ため高感度
である。そして、直接指標用のガスを封入したものでな
いため、作製が容易であり、高感度であることも相俟っ
て小型化、軽量化も簡便に行える点でも極めて有用であ
る。Especially, since it is a device that detects overheating using hydrogen gas generated by the reaction of an inorganic acid and a metal as an index, the background is smaller than that of a device that uses carbon dioxide gas as an index (hydrogen is in the air It is highly sensitive because it exists only in trace amounts. Since it is not a gas for directly enclosing an index, it is very useful in that it can be easily manufactured and has high sensitivity, and can be easily made compact and lightweight.
第1図は、この発明の過熱検出装置の一実施例を示す構
成説明図であり、第2図は第1図の過熱検出装置の過熱
検出状態を示す構成説明図、第3図(イ)、(ロ)は、
この発明の一実施例の過熱検出装置に用いる治具を例示
する斜視図、第4図は第3図(イ)、(ロ)の治具でガ
ラスアンプルと形状記憶合金板とを挟持した状態を示す
斜視図、第5図(イ)は第3図(イ)、(ロ)の治具を
用いて構成したこの発明の過熱検出装置を例示する図、
第5図(ロ)は、第5図(イ)の装置の過熱検出状態を
示す構成説明図、第6図はこの発明の過熱検出装置から
の水素ガス発生をセンサで検出した際の検出出力を示す
グラフ図、第7図(イ)は、この発明の他の過熱検出装
置を示す横断面図、第7図(ロ)は、第7図(イ)のA
−A線断面図、第7図(ハ)は、同じく過熱検出状態を
示す第7図(イ)対応図である。 1……過熱検出装置、2……箱本体、 3……亜鉛粉末、4……箱蓋体、 41……通気口、5……ガラスアンプル、 6……形状記憶合金板、7……固定バンド、 8,9……治具、10……突条。FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of an overheat detecting device of the present invention, and FIG. 2 is a structural explanatory view showing an overheat detecting state of the overheat detecting device of FIG. 1, and FIG. 3 (a). , (B) is
FIG. 4 is a perspective view illustrating a jig used in an overheat detecting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a state in which a glass ampoule and a shape memory alloy plate are sandwiched by the jigs of FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 5 (a) is a diagram showing an overheat detecting device of the present invention constructed by using the jigs of FIGS. 3 (a) and 3 (b).
FIG. 5 (B) is a structural explanatory view showing the overheat detection state of the apparatus of FIG. 5 (A), and FIG. 6 is a detection output when hydrogen gas generation from the overheat detection apparatus of the present invention is detected by a sensor. FIG. 7 (a) is a cross-sectional view showing another overheat detecting device of the present invention, and FIG. 7 (b) is A in FIG. 7 (a).
A cross-sectional view taken along the line A and FIG. 7C are views corresponding to FIG. 7A similarly showing the overheat detection state. 1 ... Overheat detection device, 2 ... Box body, 3 ... Zinc powder, 4 ... Box lid, 41 ... Vent, 5 ... Glass ampoule, 6 ... Shape memory alloy plate, 7 ... Fixed Bands, 8, 9 ... jigs, 10 ... ridges.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 義久 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 勝 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−4845(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Yoshihisa Tanaka, 47 Umezu Takaunecho, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture Nissin Electric Co., Ltd. Co., Ltd. (56) References Showa Sho 62-4845 (JP, U)
Claims (3)
を底部に導入してなる通気性の箱体内に、無機酸水溶液
を貯留した密封容器と、所定の温度以上で自己変形して
該密封容器に応力を加えてこれを破壊し、内部の無機酸
水溶液を上記金属粉末上に放出しうる容器破壊手段を設
け、上記無機酸水溶液と金属粉末との反応により水素ガ
スを発生させることを特徴とする過熱検出装置。1. A sealed container in which an aqueous solution of an inorganic acid is stored in a breathable box having a metal powder having an ionization tendency larger than hydrogen introduced at the bottom, and the sealed container self-deforming at a predetermined temperature or higher. It is characterized by applying a stress to and destroying it, and providing a container destruction means capable of releasing the internal inorganic acid aqueous solution onto the metal powder, and generating hydrogen gas by the reaction between the inorganic acid aqueous solution and the metal powder. Overheat detection device.
求項1記載の過熱検出装置。2. The overheat detecting device according to claim 1, wherein the container breaking means is made of a shape memory alloy.
請求項1記載の過熱検出装置。3. The overheat detecting device according to claim 1, which is used in combination with a hydrogen gas detector.
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Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22213588 | 1988-09-05 | ||
JP63-222135 | 1988-09-05 | ||
JP63254494A JPH0774764B2 (en) | 1988-09-05 | 1988-10-08 | Overheat detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02161326A JPH02161326A (en) | 1990-06-21 |
JPH0774764B2 true JPH0774764B2 (en) | 1995-08-09 |
Family
ID=26524702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63254494A Expired - Lifetime JPH0774764B2 (en) | 1988-09-05 | 1988-10-08 | Overheat detector |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0774764B2 (en) |
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US6682521B2 (en) * | 2000-03-23 | 2004-01-27 | Dennis N. Petrakis | Temperature activated systems |
US7607402B2 (en) * | 2001-03-23 | 2009-10-27 | Petrakis Dennis N | Temperature responsive systems |
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KR100655467B1 (en) * | 2006-09-14 | 2006-12-08 | 주식회사 하이콘엔지니어링 | Safety diagnosis apparatus for bridge railing |
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JPS6381232A (en) * | 1986-09-24 | 1988-04-12 | Nissin Electric Co Ltd | Abnormal overhear monitoring method for gas insulating electric appliance |
-
1988
- 1988-10-08 JP JP63254494A patent/JPH0774764B2/en not_active Expired - Lifetime
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