(57)【要約】【課題】空気圧式検出器警報スイッチの異常点の数を減少させることによって、製造工程を簡素化し、スイッチの頑健性を改善する。【解決手段】本開示は、高度な空気圧式検出器警報スイッチに関する。本ＡＰＤは、接触面と接触するように構成された変形可能なダイヤフラムを備え得る。この接触面は、ＡＰＤ内の絶縁材の表面と一体であってもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高度な空気圧式検出器スイッチであって、
圧力側管との動作可能な接続のための入口を含むガス密筺体と、
前記ガス密筺体内の圧力の上昇に応答して電気接触面と接触するように構成された、前記筺体内の変形可能なダイヤフラムであって、前記電気接触面が絶縁材上に設けられる、ダイヤフラムと、を備える、高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項２】
前記電気接触面によって少なくとも一部が画定される背圧穴をさらに備える、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項３】
前記絶縁材の外周の周囲の少なくとも一部に設けられる背圧穴をさらに備える、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項４】
連続的な電気接触面が前記絶縁材の中の間隙を通過し、前記間隙が前記ガス密筺体と前記穴とを結合する、請求項３に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項５】
前記電気接触面が、前記絶縁材の前記表面と一体である、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項６】
前記電気接触面が、前記変形可能なダイヤフラムから接触側管までの電気経路をなすように構成される、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項７】
前記接触側管が、前記ダイヤフラムの表面と動作可能に設けられた背圧穴内の部分真空を発生させるように構成される、請求項６に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項８】
前記ダイヤフラムが、圧力の上昇に応答して変形するように構成される、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項９】
前記電気接触面が、めっきされた電気接触面を含む、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【請求項１０】
絶縁材上に設けられためっきされた電気接触面であって、前記電気接触面が、ガス密筺体と背圧穴とを連通させる間隙を通過し、前記電気接触面が、変形可能なダイヤフラムから接触側管までの電気経路をなすように構成される、めっきされた電気接触面を含む、電気接触面。
【請求項１１】
前記接触側管が、前記背圧穴内で部分真空を発生させるように構成される、請求項１０に記載の電気接触面。
【請求項１２】
前記背圧穴が、熱的安定性を提供するように構成される、請求項１０に記載の電気接触面。
【請求項１３】
前記背圧穴が、前記絶縁材の外周面の周囲に少なくとも一部設けられる、請求項１０に記載の電気接触面。
【請求項１４】
前記電気接触面が、前記絶縁材の前記表面と一体である、請求項１０に記載の電気接触面。
【請求項１５】
前記変形可能なダイヤフラムが、圧力の上昇に応答して変形するように構成される、請求項１に記載の高度な空気圧式検出器スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、警報器、異常圧力スイッチおよびそれらの部品、より具体的には、一体型電気接点を有する空気圧式検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱および／または火災警報システムに使用される空気圧検出器は、過熱されると膨張し、結果として、関連する変形可能なダイヤフラムに、警報状態を示す警報器電気スイッチを閉鎖するように作動させる、ガスを使用してもよい。通常、これらのシステムは、システム動作のために、複数の変形可能なダイヤフラムスイッチ、および／または複数の圧力入力のいずれかを使用する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、高度な空気圧式検出器スイッチに関する。高度な空気圧式検出器スイッチは、ガス密筺体を含み得る。ガス密筺体は、圧力側管との動作可能な接続のために入口と結合してもよい。高度な空気圧式検出器スイッチは、圧力側管を通して伝わる、ガス密筺体内における圧力の上昇に応答して、電気接触面と接触するように構成された筺体内に結合した、変形可能なダイヤフラムを含み得る。電気接触面は、絶縁材と結合した電気接触面であってもよい。電気接触面は、めっきされた電気接触面を含み得る。電気接触面は、ガス密筺体と背圧穴とを結合する間隙を通過してもよい。電気接触面は、変形可能なダイヤフラムから接触側管までの電気経路をなすように構成されてもよい。本開示の主題は、本明細書の結論部分において詳細に指摘され、明確に請求される。しかしながら、本開示のより完全な理解は、同一の数字が同一の要素を示す図面との関連で考慮すると、詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって、最良に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】デフォルト状態にある従来の空気圧式検出器スイッチの説明図である。
【図２】様々な実施形態による高度な空気圧式検出器スイッチの説明図である。
【図３】変形状態にある変形可能なダイヤフラムを有する、図１の従来の空気圧式検出器スイッチの説明図である。
【図４】様々な実施形態による、変形状態にある変形可能なダイヤフラムを有する、図２の高度な空気圧式検出器スイッチの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本明細書の例示的な実施形態に関する詳細な記述は、図面およびそれらの最良の実施態様によって例示的な実施形態を示す、添付図面を参照する。これらの例示的な実施形態は、当業者が発明を実施することを可能にするために十分詳細に記載されているが、他の実施形態が実現され得ること、さらに、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、論理的変更がなされ得ることが理解されるべきである。したがって、本明細書の詳細な説明は、限定ではなく例示の目的のみで提示される。例えば、方法または工程の説明のいずれかに記載された手順は、どの順序で実行されてもよく、必ずしも提示された順序に限定されるものではない。さらに、単数への言及は複数の実施形態を含み、１つより多い構成要素または手順への言及は、単数の実施形態または手順を含み得る。
【０００６】
本開示は、航空機用の火災警報システムなどの警報器および異常圧力スイッチとの使用のために構成された、一体型電気接点を有する空気圧式検出器の設計に関する。従来のシステムは、警報または異常状態を示すために、２つの別々のスイッチおよび２つの別々のダイヤフラムを使用する。空気圧式検出システムは、典型的に気密であり、さらに周辺環境が−６５Ｆである場合の圧力と同等である最小常圧を含み、さらに必要に応じて設定され得る。この圧力は、異常スイッチ内の変形可能なダイヤフラムを変形するのに十分であるため、ダイヤフラムに対する圧力の上昇に応答して、変形可能なダイヤフラムと接触ピンとの間に電気連続性が発生する。したがって、変形可能なダイヤフラムの接触ピンとの接触に応答して、電気回路が形成され、さらに警報器が動作してもよい。
【０００７】
高度な空気圧式検出器（「ＡＰＤ」）は、ダイヤフラム型、つまり「異常−閉」または「異常−開」安全弁を動作するように設計された、空気圧によって駆動されるゲート弁アクチュエータであってもよい。ＡＰＤは、熱検出のために構成されてもよい。ＡＰＤは、坑口安全弁用途、フローライン、ヘッダ弁および集合ラインにおいて利用されてもよい。ＡＰＤは、ケーシング安全弁、ストレージ弁用途において利用されてもよい。ＡＰＤは、軽量で、一般的に維持が容易である。
【０００８】
図１は、常圧条件（すなわち、デフォルト状態で電気接点が開いていてもよい）での典型的な高度な空気圧式検出器警報スイッチを図示する。接触ピン１は、絶縁材３によって保持部５から絶縁される。変形可能なダイヤフラム２および保持部４および５は、電気接続されているため、図３に示されるように、変形可能なダイヤフラム２が接触ピン１に接触する際、変形可能なダイヤフラム２と接触ピン１との間に電気連続性が発生し、したがって電気スイッチとして作動する。図１に示されるスイッチは、４段階で組立てられる８つの部品で構成される。この設計において、接触ピン１は、端部キャップ１５と接触ピン管６との結合部によって位置づけられる。スイッチの組み立て後、真空管が接触ピン管６から引出され、その後に管が密閉される。図３は、変形状態にある変形可能なダイヤフラムを有する、図１の従来の空気圧式検出器を示す。
【０００９】
図２は、常圧（すなわち、電気接点はデフォルト状態で開いていてもよい）での様々な実施形態の警報スイッチによる、高度な空気圧式検出器を示す。電気が、変形可能なダイヤフラム９を通して圧力側管１４から接触ピン管１３まで通過する方法は、図１の設計などの従来の設計とは異なる。図２に示された手法において、接触面８は、絶縁材１０の少なくとも一表面と一体である。絶縁材１０は、セラミック絶縁材であってもよい。絶縁材１０は、保持部１２に電気絶縁を提供するように構成されてもよい。接触面８などのめっきされた表面は、絶縁材１０の１つ以上の表面と一体および／または結合してもよい。接触面８は、接触側管１３と電気的に接続され、さらにそれへの電気経路をなしてもよい。位置２．２で絶縁材１０に形成された間隙は、穴（ｗｅｌｌ）２．３の一部を空隙２．４に結合してもよい。空隙２．４は、変形可能なダイヤフラム９と保持部１２との間に形成されたガス密筺体であってもよい。空隙２．１は、変形可能なダイヤフラム９と保持部１１との間に形成された筺体であってもよい。空隙２．１は、圧力側管１４と流体連通してもよい。穴２．３の容積は、高度な空気圧式検出器の熱的安定性を向上させ得る。例えば、高度な空気圧式検出器が温度上昇にさらされることに応答して、変形可能なダイヤフラム９上に背圧が発生せず、これは、接触面８に接触するために変形可能なダイヤフラム９を変形するに十分な作動圧力に影響を与え得る。
【００１０】
図２を引き続き参照すると、変形可能なダイヤフラム９は、適切ないかなる材料で作成されてもよい。例えば、変形可能なダイヤフラム９は、金属合金板から打ち抜かれた一般的に平坦な金属製の円盤であってもよい。円盤の直径は、保持部１１と１２との間にガス密シールを形成するのに適切な大きさに形成されてもよい。高度な空気圧式検出器警報スイッチは、第１の端部が空隙２．１と流体連通する圧力側管１４を含み得る。圧力側管１４は、圧力源（図示せず）と流体連通する第２の端部を含み得る。接触側管１３は、空隙２．４と流体連通する第１の端部を含み得る。接触側管１３は、部分真空および／または密封空隙２．４を発生させるように構成された、圧力引き（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｄｒａｗ）に結合された第２の端部を含み得る。空隙２．４内の圧力は、測定可能であってもよい。空隙２．４内の圧力レベルは、圧力側管１４を通して検出された所望の量の熱の増加および／または圧力の上昇に応答して、変形可能なダイヤフラム９が変形し、および／または接触面８に接触するように設定されてもよい。したがって、高度な空気圧式検出器は、温度上昇に応答して動作するスイッチとして動作してもよい。例えば、圧力側管１４が高温にさらされることに応答して、空隙２．１内の圧力は上昇する。空隙２．１内の圧力の上昇に応答して変形可能なダイヤフラム９が変形し、既定のバックグラウンド圧力に応じて、一般的に接触面８の方向にさらに変形し、スイッチを閉鎖させる。警報器は、スイッチの閉鎖に応答して動作してもよい。図４は、様々な実施形態による、変形状態にある変形可能なダイヤフラムを有する、図２の高度な空気圧式検出器を示す。
【００１１】
絶縁材１０は、保持部１１および１２を接触側管１３から分離するように構成されてもよい。保持部１１および１２の材料は、モリブデン材料などの適切ないかなる材料であってもよい。絶縁材１０の材料は、セラミック材料（例えば、アルミナ材料）などの適切ないかなる材料であってもよい。ＡＰＤでの使用前に、スイッチの接触側が排気される。スイッチは、接触側管１３を通して排気される。
【００１２】
様々な実施形態によって、さらに図４を参照すると、変形可能なダイヤフラム９は、通常よりも大きい空隙２．４内の圧力に応答して、接触面８として示される導電性面に接触するものとして示される。空隙２．１および２．４の組み合わせは、保持部１１と１２の間の内部領域として画定され得る。変形可能なダイヤフラムは、空隙２．１および２．４内に存在し得る。接触面８は、絶縁材１０と一体である。接触面８は、いかなる形状をとってもよいが、様々な実施形態において、接触面８は、変形可能なダイヤフラム９の接触点から接触側管１３まで連続的である。
【００１３】
この手法のいくつかの利点は、異常点の数を減少させることによって、製造工程を簡素化し、さらにスイッチの頑健性を改善することである。例えば、異常状態は、接触ピンの位置の変化による密閉性の喪失および切替圧の変動を含む。接触ピンアセンブリおよびセラミック絶縁体を一体化することによって、接触ピンの移動に起因する切替圧の変動が減少および／または排除される。
【００１４】
様々な実施形態によって、高度な空気圧式検出器警報スイッチは、警報または異常状態を示すために、２つの別々の変形可能なダイヤフラムではなく単一の変形可能なダイヤフラム９を含み得る。高度な空気圧式検出器警報器スイッチは、警報または異常状態を検出するための単一の圧力入力を含み得る。
【００１５】
利益、他の利点、および問題の解決策が、特定の実施形態に関して本明細書に記載されている。さらに、本明細書に含まれる様々な図面に示される接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表すことを意図している。多くの代替または追加の機能的関係または物理的接続が、実際のシステムに存在し得ることが留意されるべきである。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、およびあらゆる利益、利点、または解決策が発生する、またはより顕著になることを引き起こし得るあらゆる要素は、本開示の重大な、必須の、または本質的な特徴または要素として解釈されるべきではない。本開示の範囲は、その結果、単数形の要素への言及が、そのように明言されない限り、「唯一の」ではなくむしろ「１つ以上の」を意味することが意図される、添付の特許請求の範囲以外のいずれによっても制限されることはない。
【００１６】
システム、方法、および装置が本明細書において提供される。本明細書の詳細な記述において、「様々な実施形態」、「一実施形態」、「ある実施形態」などへの言及は、記載される実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、全ての実施形態が特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含み得ないことを示す。さらに、そのような語句は、同一の実施形態に必ずしも言及しないことがある。さらに、特定の特徴、構造、または特性が、実施形態に関連して記述される際、そのような特徴、構造、または特性を、明確に記載されているか否かにかかわらず、他の実施形態に関連して達成することは、当業者の知識の範囲内であると考えられる。詳細な記述を読んだ後、当業者には、別の実施形態において本開示を実施する方法が明らかであろう。異なるクロスハッチングが、異なる部分を示すために図面全体を通して使用されるが、必ずしも同一の材料または異なる材料を意味するものではない。
【００１７】
さらに、本開示におけるどの要素、構成要素、または方法手順も、その要素、部品、または方法手順が特許請求の範囲に明確に列挙されているかどうかに関わらず、公有に属することは意図されない。本明細書における特許請求の範囲のいずれの要素も、その要素が、「の手段」という用語を用いて明示的に列挙されない限り、３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２（ｆ）の規定の下に解釈されるべきではない。本明細書で使用される、「を含む」、「を含んでいる」、またはこれらの他のあらゆる変化形は、非排他的な包含を含めることが意図され、したがって、多数の要素を含む工程、方法、物品、または装置はこれらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙されない、またはそのような工程、方法、物品、または装置に特有の他の要素を含み得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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