JP7229522B2 - Fire extinguisher and fire extinguisher manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、消火器及び消火器の製造方法に関する。 The present invention relates to a fire extinguisher and a method for manufacturing a fire extinguisher.
消火器の金属容器は、例えば口金、胴板、下端板のように複数のパーツで構成されており、これらのパーツ、例えば口金と胴板(上端板)とは、溶接にて接合されている(例えば特許文献1)。 A metal container of a fire extinguisher is composed of a plurality of parts such as a mouthpiece, a body plate, and a bottom plate, and these parts, for example, the mouthpiece and the body plate (upper end plate), are joined by welding. (For example, Patent Document 1).
消火器の気密性・水密性を確保するためには、溶接の始点を重ねて溶接する必要があるところ、溶接の重複箇所の外観は、他の溶接個所と比べて悪くなる。このように、消火器容器のパーツの接合手段には改善の余地がある。 In order to ensure the airtightness and watertightness of the fire extinguisher, it is necessary to overlap the starting points of the welds, but the appearance of the overlapping welded points is worse than that of the other welded points. Thus, there is room for improvement in the means of joining parts of fire extinguisher containers.
そこで、本発明は、容器の十分な気密性・水密性を確保しながら容器の接合部の外観を良好に保つことができる消火器及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fire extinguisher and a method of manufacturing the same, which can maintain a good appearance at joints of a container while ensuring sufficient airtightness and watertightness of the container.
上述した課題を解決すべく、本発明は、筒状の金属容器と、前記金属容器に収納される消火薬剤と、前記消火薬剤を前記金属容器の外部に噴出させるバルブと、を具備する消火器であって、前記金属容器は、第1の径を有する上端に筒状の胴板と、前記胴板の上端に接続されるとともに、前記第1の径よりも小さい第2の径の開口端を有する接続部と、前記開口端に設けられ、前記開口端の上面と対向する端面に沿って溝を有する筒状の口金と、前記開口端と前記口金との隙間及び前記溝を埋めるロウ材と、を含むこと、を特徴とする消火器を提供する。ここに、胴板と接続部とは別部材でもよいし一体的に形成されてもよい。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a fire extinguisher comprising a cylindrical metal container, a fire extinguishing agent contained in the metal container, and a valve for ejecting the fire extinguishing agent to the outside of the metal container. The metal container has a cylindrical body plate at an upper end having a first diameter, and an open end having a second diameter smaller than the first diameter and connected to the upper end of the body plate. a cylindrical mouthpiece provided at the open end and having a groove along the end surface facing the upper surface of the open end; and a brazing material filling the gap between the open end and the mouthpiece and the groove. To provide a fire extinguisher characterized by comprising: Here, the body plate and the connecting portion may be separate members or integrally formed.
上記のような構成を有する本発明の消火器では、前記溝が環状であることが好ましい。 In the fire extinguisher of the present invention having the configuration as described above, it is preferable that the groove is annular.
また、本発明は、筒状の金属容器と、前記金属容器に収納される消火薬剤と、前記消火薬剤を前記金属容器の外部に噴出させるバルブと、を具備する消火器の製造方法であって、前記金属容器の材料として、第1の径を有する筒状の胴板と、前記第1の径よりも小さい第2の径の開口端を有する接続部と、前記開口端の上面と対向することとなる端面に沿って溝を有する筒状の口金と、前記溝に対応する形状のロウ材と、を準備し、前記ロウ材を前記溝に嵌めた状態で前記口金を前記開口端に載置し、コイルを前記開口端よりも内側に配置し、前記コイルに通電し、前記接続部及び前記口金の電磁誘導加熱により前記ロウ材を溶融させ、前記接続部と前記口金とを接合する工程を含むことを特徴とする消火器の製造方法をも提供する。ここに、胴板と接続部とは別部材でもよいし一体的に形成されてもよい。
Further, the present invention is a method for manufacturing a fire extinguisher comprising a cylindrical metal container, a fire extinguishing agent contained in the metal container, and a valve for ejecting the fire extinguishing agent to the outside of the metal container, , as a material of the metal container, a cylindrical body plate having a first diameter; a connecting portion having an open end having a second diameter smaller than the first diameter; A cylindrical base having grooves along different end faces and a brazing material having a shape corresponding to the groove are prepared, and the base is placed on the open end while the brazing material is fitted in the groove. a step of placing a coil inside the opening end, energizing the coil, melting the brazing material by electromagnetic induction heating of the connection portion and the mouthpiece, and joining the connection portion and the mouthpiece There is also provided a method of making a fire extinguisher comprising: Here, the body plate and the connecting portion may be separate members or integrally formed.
上記のような構成を有する本発明の消火器の製造方法では、前記口金として環状の溝を有する口金を、前記ロウ材として環状のロウ材を、それぞれ準備することが好ましい。 In the manufacturing method of the fire extinguisher of the present invention having the configuration as described above, it is preferable to prepare a die having an annular groove as the die and an annular brazing material as the brazing material.
本発明によれば、容器の十分な気密性・水密性を確保しながら容器の接合部の外観を良好に保つことができる消火器及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fire extinguisher which can keep the external appearance of the joint part of a container favorable while ensuring sufficient airtightness and watertightness of a container, and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明の代表的な実施形態に係る消火器及びその製造方法を、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。 Hereinafter, a fire extinguisher and a manufacturing method thereof according to representative embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these drawings. Moreover, since the drawings are for conceptually explaining the present invention, the dimensions, ratios, or numbers may be exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.
<<消火器>>
本実施形態に係る消火器の構成を説明する。ここでは、消火器が蓄圧式であるものとして説明するが、本発明は加圧式の消火器にも適用可能である。
消火器1は、図1に示すように、金属容器2、消火薬剤3、バルブ4、レバー5及びホース6を含む。金属容器2内には圧縮ガスが封入され、所定の内圧(例えば1MPa程度)が作用している。
<<fire extinguisher>>
The configuration of the fire extinguisher according to this embodiment will be described. Here, the fire extinguisher is described as being of the accumulator type, but the present invention is also applicable to pressurized fire extinguishers.
A
金属容器2は、有底の円筒形状を呈しており、所定の内圧に耐えるように設計されている。金属容器2は、例えば鉄、鋼、ステンレス鋼又はこれらの合金のような金属材料で作製されるが、かかる金属材料は、後述する電磁誘導加熱に適しており、かつ、ロウ材よりも高い融点を持つものとする。
The
具体的には、金属容器2は、胴板11、接続部(上端板)13、下端板15及び口金17を含む。
胴板11は、内径D1(第1の径)を有する筒体であり、接続部13及び下端板15と溶接等により一体化(接合)されている。
Specifically, the
The
接続部13は、胴板11と口金17とを繋ぐ部材ないし部位であり、胴板11と一体的に形成されてもよいし胴板11とは別部材でもよい。接続部13は、図1及び図3に示すように、胴板11の一端に接続されるとともに、胴板11の内径D1よりも小さい径D2(第2の径)の開口端23を有する。したがって、接続部12の径は、胴板11との接続端21から開口端23に向かうにつれて縮小している。
The connecting
口金17は、バルブ4が装着される部材であり、開口端23の外側に設けられる。図3Aに示すように、口金17の外径D3は、開口端23の径D2よりも大きい(つまり、D3>D2)。また、口金17の内径D4は、開口端23の径D2より大きくても小さくてもよいが、確実な接合の観点からは、D4<D2であることが好ましい。また、接合面積の増大の観点からは、口金17における開口端23側の端部のうち内面側の部分28が、開口端23に向けて突出することが好ましい。
The
口金17はまた、開口端23と対向する端面25に沿って、ロウ材29を受け入れるための溝27を有する。溝27は端面25に沿って形成されており、とりわけ環状に形成されていることが好ましい。
そして、接続部13と口金17とは、ロウ材29により接合されている。つまり、接続部13の開口端23と口金17との隙間には、溝27を含めて、ロウ材29が埋め込まれたような状態で行き渡っており、金属容器2の気密性を確保している。ただし、ロウ材29は、金属容器2の気密性を確保できる限り、開口端23と口金17との隙間及び溝27の幅方向において全てに行き渡る必要はない。
The connecting
ロウ材29としては、金属容器2の材料の融点よりも低い融点を有し、かつ、要求される接合特性(接合強度など)を満たす限り、種類を問わないが、とりわけ銀ロウ及び銅ロウが好適である。例えば、銀ロウとしては銀45%,Cu30%,Zn25%が、銅ロウとしては銀5%,Cu89%,Zn6%が挙げられる。
The
消火器1の説明に戻ると、金属容器2内には、粉末状又は液体状の消火薬剤3が充填されている。金属容器2内には、消火薬剤3のほかに高圧の不活性ガス(圧縮ガス)が封入される。不活性ガスとしては例えば窒素ガス及びヘリウムガスが挙げられる。
Returning to the description of the
金属容器2の口金17には、バルブ4が装着されている。バルブ4は、金属容器2を封止するとともに、ユーザのレバー操作に応じて金属容器2内の消火薬剤3をホース6を介して外部に噴射させる。バルブ4には、金属容器2内の消火薬剤3をバルブ4に導くためのサイホン管7が接続されている。
A
バルブ4の上端にはレバー5が取り付けられている。このレバー5を閉じると、バルブ4が開いてサイホン管7とホース6とが連通し、消火薬剤3がホース6から噴射することになる。
A
<<消火器の製造方法>>
次いで、消火器1の製造方法について、特に容器1の作製工程を中心に説明する。
まず金属容器2の材料として、胴板11、接続部13、下端板15、口金17及びロウ材29を準備する。ここでは、胴板11と接続部13とが別部材であるものとして説明するが、先にも述べたとおり胴板11と接続部13とは一体的に形成されてもよい。また、口金17の溝27は環状に形成されているものとし、ロウ材29もまた環状であるものとする。
<<Manufacturing method of fire extinguisher>>
Next, a method for manufacturing the
First, as materials for the
次いで、ロウ材29を口金17と開口端23の間に配置する。例えば、ロウ材29を口金17の溝27に当てた状態(図3Aの位置関係を参照)又は溝27に嵌め込んだ状態で、口金17を接続部13の開口端23に載置する。口金17が溝27を有することで、ロウ材29の位置決めが簡単になるとともに、コイル31により近い位置にロウ材29を配置できる。併せて、ロウ材29の濡れ性及び付着性を増すために、接続部13と口金17との接合面にフラックスを塗付してもよい。
A
そして、コイル31を接続部13内に配置する。コイル31は、後述する電磁誘導加熱を効率よく実施し得る位置に配置されることが好ましく、とりわけ開口端23の直下(胴板11側)に配置されることが好ましい(図3B参照)。これにより、コイル31から接合部までの距離が近づくため、より少ない電力でロウ付けが可能となる。
Then, the
この点、例えば口金17の外周面の外側にコイル31を配置することにすると、接合部以外の部分を過度に加熱し、接続部13の表面に焼けが発生したり、口金17の外周面(ネジ部)に変形が起きたりする可能性がある。つまり、口金17と接続部13との接合部は容器の外側から見ると凹面となっており、外周側にコイル31を配置して電磁誘導加熱を行うと、口金17の外周面や接続部13の上側(開口端23の近傍)が接合部よりもコイル31に近付くため、接合部以外の部分が過剰に加熱されるおそれがある。また、熱が外部雰囲気に放散してしまい、加熱効率に劣るおそれもある。逆に、接合部を容器の内側、特に開口端23の直下から見ると、接合部は斜め下方に向かって突出する凸面になっている。発明者らはこのことに着目し、コイル31を接合部の内面やや下方に配置することにしたのである。
In this respect, for example, if the
コイル31の寸法及び巻き数は、製造する消火器1、特に口金17の寸法及び材質並びに加熱量及び加熱効率等に応じて決定されてよい。少なくとも、コイル31の外径は口金17の内径よりも小さい。また、所望の部位を更に効率よく加熱するために、コイル31の周囲にフェライトを設置し、磁束33を接合部付近に集中させてもよい。
The size and number of turns of the
そして、コイル31に通電すると、図3Bに示すようにコイル31を貫く磁束33が生じ、接続部13及び口金17のうち特に図3Cの領域Aに該当する部位が熱せられる(電磁誘導加熱)。領域Aの部位の温度がロウ材29の融点を超えると、ロウ材29は溶融し、開口端23と口金17との隙間に流れ込むとともに溝27も埋め、接続部13と口金17とを接合する。
Then, when the
ここで電磁誘導加熱の具体例を挙げると、口金及び接続部が鉄製、口金の内径が34mm、溝の幅が2mm、深さ2mm、開口端23の径が39mmであるとする。また、ロウ材として、銀45%,Cu30%,Zn25%を含有する銀ロウを使用する。
このとき、コイルを、直径6.5~9.5mm、巻き内径40~55mm、巻き数1とし、共振周波数60kHzになるように設計し、開口端より3~10mm下に配置する。
この状態で、コイルを3kWで13秒間通電し、その後10秒静置したうえで、再度2kWで10秒間通電すると、ロウ材が溶融し、口金と接続部とがロウ付けされる。
To give a specific example of electromagnetic induction heating, assume that the base and the connecting part are made of iron, the inner diameter of the base is 34 mm, the width of the groove is 2 mm, the depth is 2 mm, and the diameter of the
At this time, the coil is designed to have a diameter of 6.5 to 9.5 mm, a winding inner diameter of 40 to 55 mm, the number of turns of 1, and a resonance frequency of 60 kHz, and is placed 3 to 10 mm below the open end.
In this state, the coil is energized at 3 kW for 13 seconds, then allowed to stand still for 10 seconds, and then energized at 2 kW for 10 seconds again to melt the brazing material and braze the base and the connecting portion.
その後、胴板11と接続部13、胴板11と下端板15を、溶接や電磁誘導加熱等の接合手法により接合して、金属容器2を得る。そして、金属容器2に消火薬剤3を充填し、バルブ4、レバー5、ホース6及びサイホン管7を取り付けると、消火器1が完成する。
After that, the
このような製造方法によれば、環状のロウ材29を口金17の溝27にはめ込み、接合部の周方向の内側かつ接合部のやや下方からコイル31で電磁誘導加熱することで、接合部及びその近傍を効率的に加熱することができる。これにより、不要な部分を加熱することによる不具合を防ぐことができる。
According to this manufacturing method, the ring-shaped
また、このようにして製造された消火器1においては、ロウ付けされた接合部の機械的強度が高く、気密性、耐衝撃性能、耐振性能に優れている。つまり、容器1の強度及び耐圧性能が向上する。
また、溶接では、容器の径が大きくなるにつれて、接合すべき箇所の長さが大きくなるため、溶接時間も長くなるが、電磁誘導加熱によるロウ付けにおいては加熱時間が容器径に比例して長くなる問題はない。
さらに電磁誘導加熱によるロウ付けにおいては、溶接のような接合部の重なりがないため、金属容器2の美観が向上する。
In addition, in the
Also, in welding, as the diameter of the container increases, the length of the part to be joined increases, so the welding time also increases. there is no problem.
Furthermore, in brazing by electromagnetic induction heating, there is no overlapping of joints unlike welding, so the appearance of the
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それらも本発明に含まれる。 Although representative embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various design changes are possible and included in the present invention.
1・・・消火器、
2・・・金属容器、
3・・・消火薬剤、
4・・・バルブ、
11・・・胴板、
13・・・接続部、
17・・・口金、
27・・・溝、
29・・・ロウ材。
1... fire extinguisher,
2... metal container,
3... extinguishing agent,
4 valve,
11... body plate,
13 ... connection part,
17... base,
27 grooves,
29: Brazing material.
Claims (4)
前記金属容器は、
第1の径を有する上端に筒状の胴板と、
前記胴板の上端に接続されるとともに、前記第1の径よりも小さい第2の径の開口端を有する接続部と、
前記開口端に設けられ、前記開口端の上面と対向する端面に沿って溝を有する筒状の口金と、
前記開口端と前記口金との隙間及び前記溝を埋めるロウ材と、
を含むこと、
を特徴とする消火器。 A fire extinguisher comprising a cylindrical metal container, a fire extinguishing agent contained in the metal container, and a valve for ejecting the fire extinguishing agent to the outside of the metal container,
The metal container is
a tubular body plate at an upper end having a first diameter;
a connecting portion connected to the upper end of the body plate and having an open end with a second diameter smaller than the first diameter;
a cylindrical mouthpiece provided at the open end and having a groove along the end surface facing the upper surface of the open end;
a brazing material that fills the gap between the opening end and the mouthpiece and the groove;
including
A fire extinguisher characterized by:
を特徴とする請求項1に記載の消火器。 the groove is annular;
The fire extinguisher according to claim 1, characterized by:
前記金属容器の部材として、第1の径を有する筒状の胴板と、前記第1の径よりも小さい第2の径の開口端を有する接続部と、前記開口端の上面と対向することとなる端面に沿って溝を有する筒状の口金と、前記溝に対応する形状のロウ材と、を準備し、
前記ロウ材を前記溝に嵌めた状態で前記口金を前記開口端に載置し、
コイルを前記開口端よりも内側に配置し、
前記コイルに通電し、前記接続部及び前記口金の電磁誘導加熱により前記ロウ材を溶融させ、前記接続部と前記口金とを接合する
工程を含むことを特徴とする消火器の製造方法。 A method for manufacturing a fire extinguisher comprising a cylindrical metal container, a fire extinguishing agent contained in the metal container, and a valve for ejecting the fire extinguishing agent to the outside of the metal container,
As members of the metal container, a cylindrical body plate having a first diameter, a connecting portion having an open end having a second diameter smaller than the first diameter, and facing the upper surface of the open end. Prepare a cylindrical mouthpiece having a groove along the end face that becomes, and a brazing material having a shape corresponding to the groove,
placing the base on the open end with the brazing material fitted in the groove;
Arranging the coil inside the open end,
A method for manufacturing a fire extinguisher, comprising: energizing the coil, melting the brazing material by electromagnetic induction heating of the connecting portion and the base, and joining the connecting portion and the base.
を特徴とする請求項3に記載の消火器の製造方法。 preparing a die having an annular groove as the die and an annular brazing material as the brazing material;
The method for manufacturing a fire extinguisher according to claim 3, characterized by:
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