JPH0374446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は裸火の損害から電気ケーブルまたはコ
ンジツトの保護用として有用である実質的に無機
質である熱膨張性耐火保護シースおよびその形成
方法に関する。 工業界は長いあいだ電気系統を損傷から保護す
るためケーブルまたはコンジツトに使用するより
よい材料を探していた。耐火保護は、電力供給
が、例えば航空機内及び原子力発電所の制御シス
テム内で制御装置の保守に必要であるとき、特に
重大な問題となる。耐熱性組成物の技術分野で
は、限られた時間余り高くない温度に耐えること
のできる数多くの有機物が供給されている。電弧
や火焔から保護する材料は火焔及び火の燃焼を抑
える成分例えばハロゲン化可塑剤とポリマ、アン
チモニ酸化物と有機燐酸エステルと塩化物のよう
な火焔と火の燃焼を抑える一般に高分子材料であ
る。最も一般に広く使用されるものの１つは火焔
を抑える塩化ポリビニールである。しかしなが
ら、塩化ポリビニールのような塩素を含む材料
は、分解のとき発生する塩化水素が水と結合して
近くにある金属部品と極めて腐食性である反応を
起こす。米国特許第4273879号は火によりよく耐
える材料を提供するこれまでの努力の１つの例で
ある。その活性材料は珪化アルカリ金属と例えば
フエノール・レジン、ポリカーボデイイミド及び
メラミン・フオルムアルデヒドのような炭化物形
成樹脂である。その結合材は例えばクロロプレン
及びアクリロ・ニトリル・エラストマのような炭
化物形成ポリマを含む。 フアイバ・ブランケツトの形の無機物質もまた
裸火の有害な効果から電気系統を保護するため使
われている。そのようなブランケツトの１つは
“カオウール”という商品名でバブコツク・アン
ド・ウイルコツクス社から発売されている。メー
カは少なくとも２インチの厚さのブランケツトが
火焔保護を達成するのに使用されることを奨めて
いる。フアイバのそのような厚さは電気ケーブル
またはコンジツト内に発生する抵抗熱損の放散を
不当に制限すると信じられる。これはケーブルま
たはコンジツトが流すことのできる電流の量を一
段と小さくする結果になる。 よりよい材料を探すことと平行して、電気ケー
ブル及びコンジツトを裸火の損害から保護する材
料を取り付けまたは固定するよりよい方法を探す
ことが行なわれてきた。例えば、米国特許第
4018983号はシース、ブーツ及び類似のものの形
に前以て成形される耐火保護材料を記載してい
る。保護材料は本質的に塩素化プラスチゾルで、
その中に熱膨張性即ち加熱発泡性物質例えばアラ
ミド・フアイバ、不燃性可塑剤、及びガラスの微
細球のような耐熱性繊維が組み合わされている。
米国特許第4297526号では、ケーブルは熱可塑性
材料と熱可塑性混合物から構成される充填剤によ
つて絶縁される。火に曝されると、ポリマの分解
ガスは充填剤によつて吸収され、充填剤をして膨
張させ高熱ガスの長手方向の流れを封止させる。
もう１つの例としては、米国特許第4265953号は
基板に接着した熱膨張性材料を有する応力を加え
ることのできる基板を含む絶縁包装物を記載して
いる。熱膨張性材料は応力を加えることのできる
基板を引つ張るよう取り付けたあと膨張させら
れ、基板は引つ張られて、熱膨張性材料の膨張を
きびしく制限する応力表皮となる。この包装物は
裸火によつて発生する熱から電気ケーブルまたは
コンジツトの適当な保護を提供するとは信じられ
ない。 既知の材料のうちの多くはその所期の目的のた
めによく機能するが、これらの材料は火に直接露
出することから電気ケーブルまたはコンジツトの
必要な保護を与えることには一般には成功してい
ない。熱または焔に露出されるとき、熱膨張性材
料は、その円形の形が膨張するとき開いて割れる
傾向がある。そのような開いた割れはケーブルま
たはコンジツトを裸火に露出する。 本発明の熱膨張性シースは電気ケーブルまたは
コンジツトを直接裸火に露出されることからより
多くの保護を与えることによつて従来の技術の欠
点を克服する。 本発明によつて熱膨張性耐火保護シースとこの
シースを形成する方法が電気ケーブルまたはコン
ジツトを裸火から得られる温度から保護用として
与えられ、該シースは一般に矩形の実質的に無機
質熱膨張性耐火保護材料の少なくとも一枚の板材
を含む。板材は対向する主表面を有し、４個の端
面によつて区画されている。それは電気ケーブル
またはコンジツトの周りに配置されることがで
き、対向する一対の端面は突き合わされて保護層
を形成する。電気ケーブルまたはコンジツトの周
りに巻いた層を拘束する装置が設けられるので、
層は本質的に内側の方向にだけ膨張することがで
きる、即ち一般に電気ケーブルまたはコンジツト
に向かつて膨張することができる。これによつて
熱膨張する材料の層が割れることが避けられる。 膨張すると、耐火保護シースはコンジツト内の
電気ケーブルまたはワイヤを溶けて短絡すること
による電力供給の故障から保護する熱絶縁装置と
して働く。耐火保護シースは、それが膨張してい
ない形状では、シースひれに似た形に一部助けら
れて通常の使用でケーブル自身の中に発生する熱
の分散を許す。このようにして、耐火保護シース
は２つの機能を発揮する。第一に、それは通常の
便用ではケーブルに発生する熱を分散する。第二
に、それは火焔の温度に曝されたとき高温熱の絶
縁装置として働く。 本発明の他の利点は下記の添附図面及び特許請
求の範囲から明瞭であろう。添附図面では同じ番
号は同じ部品を指す。 さて添附図面を参照して、少なくとも１層の一
般にコンジツト２０の周りに配置される矩形をし
た熱膨張性材料２５を含む熱膨張性耐火保護シー
ス１０が示される。熱膨張性材料は好適な場合本
発明に参考特許として引用される米国特許第
3916057または第4305992号に従つて金属箔の裏打
材３５を付加して製作される。裏打材３５は材料
２５にその技術においては周知の圧力感知性接着
剤（図示されない）によつて接着される。裏打材
３５に適当な材料はアルミニウム箔である。熱膨
張性材料２５の個々の板材３０は好適な場合セラ
ミツク・フアイバ紐、ワイヤ・クロスまたは他の
高温に耐える材料４０で蔽い被せられることによ
つて所定の位置に保持される。蔽い被せる材料４
０は特にシース１０が熱を受ける時及び以下に説
明するように熱膨張性材料２５の個個の板３０が
膨張するとき、シース１０を拘束するように働
く。適当なセラミツク・フアイバ紐は参考特許と
して引用される米国特許第3709706号、第3795524
号及び第4047965号に記載されるフアイバから製
作することができる。 シース１０の中では、熱膨張性板３０は熱膨張
性材料の部材の配列によつて、加熱されると周知
のように厚さの方向にだけ膨張する。板材３０に
よつて形成される個々の層の外側の周辺の長さは
略々同じ状態に維持されるので、材料２５はコン
ジツトまたはケーブル２０の周りで内側にだけ膨
張する。その結果、表面応力は増加せず、板３０
の中に割れは起らない。拘束する材料４０はシー
スの周りに約５cmの間隔で螺旋状に巻かれて、第
２Ｂ図と第３Ｂ図に示すように膨張したシース１
０を拘束し保持する。図示され前記のシース１０
では、熱膨張性材料２５は割れることのなくその
充分な膨張を行ない、最大の熱絶縁とによつて裸
火からの保護を与える。 本発明の保護シース１０は熱膨張性材料２５
は、選ばれた材料２５の組成、コンジツト２０の
端の方を見たときの板３０の個々の層の周辺の長
さ、及び各層が受ける加熱された外界の温度によ
るが、その最初の厚さの２倍から４倍の範囲で内
側に膨張する。最も内側にある層の周辺の長さは
好適な場合下記の式によつて決まる。 Ｌ＝Ｐ（Ｄ＋5T）、 こゝで、Ｌ＝最も内側の層の周辺の長さ、 Ｐ＝πまたは3.14159、 Ｄ＝コンジツトまたはケーブル２０の外径、及
び Ｔ＝板材３０の膨張していないときの平均厚
さ。 最も内側の層は第３Ａ図に示す本発明の実施例
に例示されるように多くの個々の板材３０によつ
て構成されることができる。第３Ａ図の例では、
４個の板が１枚の層を作る。同じように、もし板
材３０の１つ以上の層があるときは、各連続する
層の周辺の長さは同じ式によつて決定され、そこ
ではＤは隣接した内側の層を3.14159で割つた値
として決められる。連続する層はまた数多くの
個々の板材３０を含むことができる。 もし各層の周辺の長さが前述の式で決められた
好適な長さより実質的に短いならば、材料２５は
完全に膨張し、短くないとき可能な最大の熱的保
護を与えることから不当に拘束されるであろう。
もし各層の周辺の長さが好適な長さより実質的に
長いならば、材料２５は浪費され、シースを被せ
たコンジツトまたはケーブル２０に不必要な重量
を追加するであろう。 本発明においては、保護シース１０は、火焔の
温度に曝露されるまえ、ケーブルに発生する熱の
比較的良好な熱分散を許す。これは部分的には、
膨張しない材料２５がはるかにより緻密であり、
材料２５が膨張した形状にあるときよりずつと大
きい熱伝導値を示すからである。これは、通常の
使用のケーブルまたはコンジツト２０内に発生す
る抵抗による熱損失のより大きい放酸を許す。ま
た、膨張しない材料２５は膨張した材料２５より
相当薄く、またよりよく熱が放散することを許
す。それに加えて、ひれの形をした端５０は第２
Ａ図と第３Ａ図に示されるように内部発生熱を放
散する追加の表面積を与える。 使用するときは、保護シース１０は、板材３０
の長い方の端面５０を長いコンジツトの長さに沿
つて配列し、個々の板３０を隣接する端面５０が
突き合わされるよう下にあるコンジツト２０の周
りにゆるく巻くことによつて、コンジツト２０に
取付けられる。個々の板材３０は、第２Ａ図と第
３Ｂ図に示すように接着剤の付いたテープ６０を
有する拘束材料で巻くまえに、一時的に所定の位
置に保持されることができる。テープ６０に加え
て、他の適当な一時的保持装置はステープル、縫
い付け、または他の機械的締着を含むことができ
る。一度板材３０がコンジツト２０の周りに位置
させられテープ６０によつて所定の位置に保持さ
れると、シース１０は既に述べたように拘束材料
で包むことによつて完成する。 本発明は下記の限定しない例と試験によつて例
示される。 長さ３ｍで10.1cmの直径の肉の厚さの大きいコ
ンジツトが１時間ANSI／ASTM Ｅ−119−78に
規定する火焔を受けた。コンジツトは厚さ4.9mm
の“インテラム”の板の３枚の層によつて保護さ
れていた。“インテラム”はツー・ピースでひれ
の形をした構造で、ミネソタ州、セントポール、
3Mセンターのミソネタ・マイニング・マニユフ
アクチヤリング社から入手できる商品である。シ
ースは三層シースの半分を作るため22.8、27.3、
及び30.5cmの板を合わせて層としたもので作られ
た。第２のシースの半分も同じように層状にさ
れ、２個の半分がコンジツトの周りに巻かれて
45.6cmの周辺長さの内方層、54.6cmの周辺長さの
中間層及び周辺長さ61.0cmの外側層を有するシー
スを形成した。保護されたコンジツトの長さは約
2.6ｍであつた。ツー・ピース三層構造は外側の
表面を“ネクステル”によつて螺旋状に包むこと
によつて拘束された。商品名“ネクステル”はセ
ラミツク・繊維の紐で、ミソネタ・マイニング・
アンド・マニユフアクチヤリング社より入手でき
る。螺旋状の包みの間隔は約５cmであつた。１時
間の火焔テストの結果は表に示す。

【表】 60分後コンジツト表面の平均温度を測定したと
ころ382℃でありケーブルの機能は損なわれなか
つた。 第２のテストは円筒形の巻き構造を本発明の保
護シースを比較するために行なわれた。円筒形包
みというのはコンジツトの全外側表面が包みによ
つて接触され、また感知される空間がコンジツト
と包みの間または包みの個々の層の間にないこと
を意味する。換言すれば、包みは内側に向かつて
より寧ろ電気コンジツトから外側にだけ膨張する
ことができた。本発明のシースと円筒形包みはそ
れぞれ前の例のようにネクステル紐で包まれた
6.0mmの厚さの“インテラム”材料の２つの層か
ら構成された。下記のデータが得られた。

【表】 円筒形包みの場合は、紐は膨張する熱膨張性材
料の圧力で切れ、また円筒包みは割れた。シース
は割れず、また紐は切れなかつた。これは上表に
示すように、コンジツトの表面温度とそれぞれの
コンジツト内で得られた空気の温度によつて証明
される。 以上に示しまた記載したように、本発明の熱膨
張する耐火保護シースは電気ケーブル及びコンジ
ツトを裸火及び類似のものに関連して生じる熱か
らの優れた保護を与える。それは極めて軽量であ
り、取り付けが容易である。それは通常の使用で
ケーブルに発生する熱の比較的良好な放酸を許
し、また下にあるケーブルまたはコンジツトを事
故火災の場合過度の温度から保護する。その比較
的低い有機質含有量のため事故で起つた火事に燃
料を供給することはない。 種々の変更が特許請求の範囲に表現される本発
明の精神から外れることなく本技術に熟練した人
によつて行われることができる。よつて、以上に
示し記載したことはすべて例示としてであり限定
する意味においてでないと解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による火から保護するシースの
１枚の板の一部分解した斜視図；第２Ａ図は本発
明の火から保護するシースの製作するため層に形
成した第１図の板材の数枚を一部分解した斜視
図。第２Ｂ図は裸火に露出したあとの第２Ａ図の
シースの図；第３Ａ図は本発明の火から保護する
シースの別の実施例の一部分解した斜視図；及び
第３Ｂ図は裸火に露出したあとの第３Ａ図のシー
スの図である。 図において、１０……シース、２０……ケーブ
ルまたはコンジツト、２５……熱膨張性材料、３
０……板材、３５……箔裏うち材、４０……耐高
温材料、５０……ひれの形をした端面、６０……
接着剤をうらに塗つたテープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 裸の火炎が達しうる温度から電気ケーブルま
   たはコンジツトを保護するための熱膨張性の耐火
   保護シースにおいて、 (a) ４つの端面を境界とする対向した主表面を有
   する大体において長方形の形状にされ、かつ実
   質的に無機質の熱膨張性の耐火保護材料により
   作られた少なくとも１枚のシートであつて、前
   記主表面に対して大体において直角にのみ熱膨
   張可能であり、また隣接の端面を接触させ、か
   つ保護層を形成するように前記電気ケーブルま
   たはコンジツトの回りに配設するのが可能な少
   なくとも１枚のシート、および (b) 前記電気ケーブルまたはコンジツトの回りに
   前記保護層を拘束する装置を含み、それにより
   前記保護層の割れを実質的に排除し得るように
   前記保護層が大体において電気ケーブルまたは
   コンジツトに向かつてのみ本質的に膨張可能で
   あることを特徴とする熱膨張性の耐火保護シー
   ス。 ２ 実質的に無機質の熱膨張性の耐火保護材料に
   より作られた、拘束された層が裸の火炎が達しう
   る温度にさらされた際に前記端面の平均の高さの
   ２倍から４倍膨張可能であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の熱膨張性の耐火保護
   シース。 ３ (a) 大体において長方形の形状にされ、かつ
   実質的に無機質の熱膨張性の耐火保護材料によ
   り作られ、かつ所定の平均厚さを有するシート
   を、筒状の電気ケーブルまたはコンジツトの外
   径と前記シートの厚さの５倍の長さとの和の
   3.14159倍に実質的に等しい長さに切断する段
   階、 (b) 前記シートを前記電気ケーブルまたはコンジ
   ツトに適合させて保護層を形成し、それにより
   前記シートの該長さに対して直角な２つの端面
   を接触させる段階、 (c) 前記電気ケーブルまたはコンジツトに適合さ
   れた前記保護層を保持する段階、および (d) 前記電気ケーブルまたはコンジツトに適合さ
   れた前記保護層を拘束する段階を含み、それに
   より前記シートが前記電気ケーブルまたはコン
   ジツトの主たる方向にのみ本質的に膨張可能で
   あることを特徴とする、筒状の電気ケーブルま
   たはコンジツトの回りに耐火保護シートを形成
   する方法。