JPS607011A - 熱膨張する耐火保護シースおよびその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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篤コンジン
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ッ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一般にポリメ
リック材料で、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、アンテモ二酸化物と有機燐酸
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扛るものの
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５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
４，２７５．８７９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
珪化アルカリ金屑と例えばフェノール・レジ／、ポリカ
ー♂ディイミド及びメラミン・フォルムアルデヒドのよ
うな余侭を形成する樹脂である。その結合材は余儒ヲ形
成する例えばクロ四ゾレン及びアクリロ・ニトリル・エ
ラストマのようなポリマを含む。

ファイバ・ブランケッ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
のようなブランケットの１つは”カオクール”という商
品名でバブコック・ア／ド・タイルコックス社から発売
さ牡ている。メーカは少なくとも２イ／チの厚さのブラ
ンケットが火焔保護を達成するのに使用さ扛ることを奨
めている。ファイバのそのような厚さは電気ケーブルま
たはコノジット内に発生する抵抗熱損の放散を不当に制
限すると信じら牡る。こｎはケーブルまたはコンノット
〜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
コンジッ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・４．０１“８，９８３号はシー
δ、ブーツ及び類似のものの形に前取て成形される耐火
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・ファイバ、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扛ている。

米国特許第４，２９７，５２６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っ
て絶縁される。火に曝されると、ポリマの分解ガスは充
填剤によって吸収され、充填剤をして膨張させ高熱ガス
の長手方向の流ｆ′Ｌ’ｉ封止させる。もう１つの例と
して、米国特許第４．２６５，９５３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っ張るよう取り付けたあ
と膨張させら扛、基板は引つ張ら扛て、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
裸火によって発生する熱から電気ケーブルまたはコンジ
ッ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ッ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。熱または焔に蕗出さｎ
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ｎる傾向がある。そのような開いた割れはケー
ブルまたはコンジット全裸火に露出する。

本発明の熱膨張性シースは電気ケーブルまたはコンジッ
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
えることによって従来の技術の欠点全克服する。

本発明によっ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）ｆ裸火が
ら得られる温度から保護用として与えら扛、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個の端面によって区画さ扛ている。それは電気ケ
ーブルまたはコンジッ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扛て保護層を形成す
る。電気ケーブルまたはコンジッ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
ルまたはコンジットに向かって膨張することができる。

これによっ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ット内の電気ケー
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扛で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、七扛は通常の
使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ｎ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。

さて添附図を参、照して、少なくとも１層の一般にコン
ジット２００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３．９１６，０５７または第４．３０５
，９９２号に従って金属箔の裏打材３５ｔ−着付で製作
さｎ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（図示されないンによって接着さ
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
ミック・ファイバ紐、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ｎることによって所定の位
置に保持さ牡る。蔽い被せる材料４０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。適当なセラミック・ファイア々紐は参
考特許として引用される米国特許第３，７３９，７０６
号、第５．７９５．５２４号及び第４．０４７，９６５
号料の部材の配列によって、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によって形成され
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
ｎるので、材料２５はコンジットまたはケーブル２００
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５ａｎの間隔で螺旋状に巻方λれて
、第２Ｂ図と第６Ｂ図に示すように膨張した７−ス１０
を拘束し保持する。図示され前ｉ己のシース１０では、
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、コンジット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力よ、その最初の厚さの２倍
から４倍の範囲で内１１ｔｌ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って決まる
。

Ｌ＝Ｐ　（Ｄ＋５Ｔ　ン　、 こへで、　Ｌ＝最も内側の層の周辺の長さ、Ｐ＝πまた
は３．１４１５９、 Ｄ＝コンジントＮ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６Ａ図に示す本発明の実施例に例示さ
れるように多くの個にの板材３０によって構成されるこ
とができる。第６Ａ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
さは同じ式によって決定され、そこではＤは隣接した内
側の層を３．１４１５９で割った値として決めら扛る。

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扛た好適な長
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、７−スを被せたコンジット
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ｔは部分的には８膨張しない材料２５が
はるかにぷり緻密であｒＪ。

材料２５が膨張した形状にあるときＬりずつと大きい熱
伝導値金示すからである。これは、通常の使用のケーブ
ルまたはコンジット２０内に発生する抵抗による熱損失
のより大きい放散を許す。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。

そ扛に加えて、ひれの形をした端５０は第２Ａ図と第６
Ａ図に示さ扛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金長いコンジンｌ−１の長さに沿って配列し
５個々の板３０を隣接する端面５０が突き合わされるよ
う下にあるコンジット２０の周りにゆるく巻くことによ
って、コンジット２０に取付けらｎる。個にの板材３０
は、第２Ａ図と第６Ｂ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
の位置に保持さ扛ることかできる。テープ６０に力ｎえ
て、他の適当な一時的保持装置はステープル、縫い付け
ｔまたは他の機械的締着を含むことが、できる。一度板
材３０がコンジット２０の周りに位置させらｎチーゾロ
０に↓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って完成する。

本発明は下記の限定しない例と試験によって例示される
。

長さ３ｍで１０．１ｃｍの直径の肉の厚さの大きいコン
ジットが１時間ＡＮＳＩ／ＡＳＴＭ　Ｅ　−１１９−７
８に規定する火焔を受けた。コンジットは厚さ４．９画
の”インチラム”の板の３枚の層によって保護さｎてい
た。”インチラム”はツー・ピースでひｒの形をした構
造で、ミネソタ州、セントボール。

３Ｍセンターのミネソタ・マイニング・マニュ７アクチ
ャリング社から入手できる商品である。シースは三層７
−スの半分を作るため２２．８．２７．３゜及び３０．
５師の板金合わせて層としたもので作らｆ′した。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
コンジン）％の周９に巻かれて４５．６ｃｍの周辺長さ
の内方層、５４．６（！ｍの周辺長さの中間層及び周辺
長さ６１．０師の外側層を有するシースを形成した。保
護されたコンジットの長さは約２．６　ｍであった。ツ
ー・ピース三層構造は外側の表面を”ネクステル”によ
って螺旋状に包むことによって拘束された。商品名”ネ
クステル”はセラミック・繊維の紐で、ミネソタ・マイ
ニング・アンド・マニュファクテヤリング社より人手で
きる。螺旋状の包みの間隔は約５ａｎであった。１時間
の火焔テストの結果は表Ｉに示す。

表　■ 時間　実際周囲　平均コンジット ５　５３８°Ｃ−ｍ− １０７０４６８１°０　３４°Ｃ Ｉ５　７５９　７６４　５２ ２０．７９４　７９９　７２ ２５　８２１　８４５　１０４ ３０　８４３　８３２　１５６ ３５　８６２　８３３　１９７ ４０　８７８　８９５　２５８ ４５　８９２　８８６　２７９ ５０　９０５　８９４　３１．９ ５５　９１６　９１３　３５６ ６０　９２７　９２８　６８２ ６０分後コ／ジット表面の平均温度を測定したところ６
８２℃であジケーブルの機能は損なわ、牡なかった。

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
を比較するため行なわれた。円筒形包みというのはコン
ジット〜の全外側表面が包みによって接触され、また感
知さｎる空間がコンジットと包みの間または包みの個に
の層の間にないことを意味する。換言すれば、包みは内
側に向かってより寧ろ電気コンジッ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した６、０ｆ
ｆｆｆｌｌの厚さの１イ／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ｎた。

表　１ 時　間　平均コンジット　コンジット内構造　（分ｐ　
表面温度　空気温度 シース　６０　３７７°Ｃ３２６°Ｇ 標準品　６０　４８６°Ｃ４０３°Ｃ 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
紐は切れなかった。これは上表に示すように、コンジッ
トの表面温度とそれぞれのコンジット内で得られた空気
の温度によって証明される。

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チーデル及びコンジットを裸火及び
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
な放散を許し、また下にあるケーブルまたはコンジット
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っ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って行われ
ることができる。よって、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ｉ　一部分層した斜
視図。 第２Ｂ図は裸火に露出したらとの第２Ａ図の７−スの図
： 第６Ａ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ッ
ト、２５・・・熱膨張性材料、３０・・・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・・・接着剤をうらに塗ったテ
ープ 代理人　浅　村　晧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電気ケーブルまたはコンジットを裸火から得らｎ
   る温度から保護する熱膨張性耐火保護シースにおいて、 ａ、一般に主表面に垂直である４個の端面を境界面とす
   る対向する主表面を有し、電気ケーブルまたはコンジッ
   トの回りに端面を突き合わせるようにして巻かれること
   が可能でありまた保護層全形成する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１枚の板；
   及び す、電気ケーブルまたはコンジットの回りの層を拘束し
   、よって層は一般に電気ケーブルまたはコンジットに向
   かってのみほとんど膨張することができる結果層の割扛
   は実質的に避けられることを特徴とする熱膨張性耐火保
   護シース。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の耐火保護シースに
   おいて、 実質的に無機質の熱膨張性材料の拘束される層は裸火が
   ら得られる熱に露出されるとき端面の平均高さの２倍か
   ら４倍に膨張することができることを特徴とする熱膨張
   性耐火保護シース。 （３）電気ケーブルまたはコンジットの周りに耐火保護
   シースな形成する方向において、 ａ、一般に矩形でありまた電気ケーブルまたはコンジッ
   トの外径と板の厚さの５倍の和の３．１４５９倍にほと
   んど等しい長さに前以て決められた平均厚さを有する実
   質的に無機熱膨張性耐火保護材料の板を切断すること； ｂ、板を保護層を形成するよう電気ケーブルまたはコン
   ジットに適応させよって板の長さに垂直方向にある板の
   ２個の端面が突き合わされること； Ｃ９電気ケーブルまたはコンジットの周りに適応させら
   れた層を保護すること；及び ｄ、電気ケーブルまたはコンジットに適応される層を拘
   束し、それによって板は本質的に電気ケーブルまたはコ
   ンジット〜の一般方向にのみ膨張することができるよう
   にすることの手段を含むことを特徴とする耐火保護シー
   スを形成する方法。