JP5931020B2 - ケーブル耐火断熱装置及びケーブルの耐火断熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル耐火断熱装置及びケーブルの耐火断熱方法に関する。

従来、電気配線ケーブルについては、火災時の防護対策として一般的には火災時の延焼防止機能が求められることはあっても、高い耐火断熱性能についての特別な基準もなく、あまり強く要求されてもこなかった。
つまり要求されている延焼防止機能としては、例えば、原子力プラント等で、不燃性、難燃性ケーブル以外のケーブルを使用する場合には、それらの不燃性、難燃性ケーブルに要求される性能と同等以上の性能を有することが実証試験等により証明されることを条件としており、延焼防止塗料をケーブルに刷毛塗りすることが行われている（周知技術で、適切な文献が見当たらない）。

上述した従来の対策によって、既設の電気配線ケーブルへの延焼防止塗料の刷毛塗り施工によると、その塗料の塗りむらが生じやすく、所定以上の厚みのある層は、延焼防止機能を発揮するが、所定の厚みに達していない層は、延焼防止機能が劣り、早期に延焼してしまう危険性があった。
これに対し、近年例えば、原子力発電所などにおいては、上記延焼防止塗料よりも更に高い安定した耐火性能を求められつつある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、電気配線ケーブルに対してより高い耐火機能を、安定して提供するところにある。

本発明の第１のケーブル耐火断熱装置の特徴構成は、電気配線ケーブルに対して、その径方向から互いに嵌合させて前記電気配線ケーブルを長手方向に沿って覆う一対の板金製の分割ケーシングを設け、前記分割ケーシングの内側に断熱材層を設け、互いに嵌合させた一対の前記分割ケーシングの外周面全てに、加熱によって発泡して断熱層を形成する耐火塗料層を密着した状態で被覆したところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、既設の電気配線ケーブルに対しても、配線現場でケーブルに対して、その長手方向に沿って分割ケーシングで保形された本発明のケーブル耐火断熱装置を被せて装着するだけで、迅速にケーブルが周囲環境から遮断された火災防護状況にすることができる。
しかも、不燃の板金製の分割ケーシングには、その内側に断熱材層を設けてあるために、予め工場生産により層厚の均等な安定した断熱性能を確保できる。又、分割ケーシングの外表面には、耐火塗料層により被覆されているために、火災にあっても断熱材層の断熱性能に加えてケーブルに対する耐火断熱性能を付与でき、要求される耐火時間に応じて耐火塗料層の厚みと断熱材層の厚みを設定変更して対応できる。

本発明の第２の特徴構成は、前記断熱材層は、セラミック繊維材、ガラス繊維ウール、ロックウール、溶融スラグ繊維の中から選択された繊維材からなるマット状物、又は、無機多孔質から形成されたものである。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、前記断熱材層は、セラミック繊維材、ガラス繊維ウール、ロックウール、溶融スラグ繊維の中から選択された繊維材からなるマット状物、又は、無機多孔質から形成されたものであるために、ケーシング内に設置し易く、且つ、高温の環境下にあっても、ケーシング内のケーブルを火災から保護しやすい。

本発明の第３の特徴構成は、前記耐火塗料層は、エポキシ、アクリル、塩化ビニル、ウレタン樹脂、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂の中から選択された樹脂材料と、アンモニウム塩又はアミノ化合物からなる発泡剤と、炭水化物又はアルコール類からなる炭化材と、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミンのなかから選択された反応触媒を含むものである。

本発明の第３の特徴構成によれば、エポキシ、アクリル、塩化ビニル、ウレタン樹脂、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂の中から選択された樹脂材料が、その粘性および接着性により板金製のケーシングの外表面に安定した被覆層を形成でき、しかも、火災による昇温で、アンモニウム塩又はアミノ化合物からなる発泡剤が発泡して、厚さを増しながら断熱性を増加させ、炭水化物又はアルコール類からなる炭化材と、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミンのなかから選択された反応触媒により、燃焼しにくい耐火層を形成する。
従って、設置時の層厚を薄くして施工性を向上させると共に、耐火断熱性を全体として向上させることができる。

本発明の第４の特徴構成は、一対の前記分割ケーシングどうしの嵌合部を、結合部材で連結してある。

本発明の第４の特徴構成によれば、既設の電気配線ケーブルであっても、設置現場で迅
速に一対の分割ケーシングを互いに嵌合させて電気配線ケーブルを完全に覆うことができ
る。
従って、施工性が良い。

本発明の第５のケーブルの耐火断熱方法の特徴構成は、電気配線ケーブルに対して、内側に断熱材層を形成し、且つ、径方向に２分割した一対の板金製の分割ケーシングを、径方向から被せてその長手方向に沿って覆った後に、互いに嵌合させた一対の前記分割ケーシングの外周面全てに、加熱によって発泡して断熱層を形成する耐火塗料層を塗布して前記分割ケーシング全体を覆う。

本発明の第５の特徴構成によれば、電気配線ケーブルに対してその径方向から、内側に断熱材層を形成してある板金製の分割ケーシングを、被せた後に、分割ケーシングの外表面に耐火塗料を塗布して前記分割ケーシング全体を覆うことにより、分割ケーシング同士の合わせ部などに少しの隙間があっても、完全に覆って気密性を高めることができ、ケーブルの耐火断熱性能を高めることができる。

ケーブル電気配線の斜視図である。 本発明の一部縦断斜視図である。 本発明のケーブル耐火断熱装置の組み付け手順を示す縦断面図で、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け直後、（ｃ）は組み付け完成状態を示す。 別実施形態のケーブル耐火断熱装置の組み付け手順を示す縦断面図で、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け直後、（ｃ）は組み付け完成状態を示す。 各実験例の経時変化を示すグラフである。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電気配線ケーブル１の新設の設置現場はもとより、既設の設置現場においても、電気配線ケーブル１に対して、その径方向及び長さ方向において耐火断熱した状態に覆い保護するために、図２に示すように、電気配線ケーブル１の長手方向に沿って覆う鋼板からなる板金製のケーシング２を、その径方向に２分割した分割ケーシング２Ａ，２Ｂとして１対設け、各分割ケーシング２Ａ，２Ｂ夫々の内側に、セラミック繊維材、ガラス繊維ウール、ロックウール、溶融スラグ繊維の中から選択された繊維材からなるマット状物、ブランケット状物、又は、熱伝導率０．０８０Ｗ／ｍＫのセラミックス系成型板や熱伝導率０．０２１Ｗ／ｍＫのヒュームドシリカ含有の成型板、あるいは、断熱塗料として、耐熱温度２５０℃（連続運転２００℃）の中空セラミックビーズが添加されたシリコーン樹脂塗膜等の無機多孔質から形成された断熱材層３を設け、それら断熱材層３付設の一対の分割ケーシング２Ａ，２Ｂを、電気配線ケーブル１を囲むようにケーブル径方向から被せるように夫々の周方向の端縁部同士を嵌合させ(図３（ａ）→（ｂ）)、その嵌合部をビス等の結合部材４で連結した後、電気配線ケーブル１を覆った一対の分割ケーシング２Ａ，２Ｂの外周面全てに、エポキシ、アクリル、塩化ビニル、ウレタン樹脂、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂の中から選択された樹脂材料と、アンモニウム塩又はアミノ化合物からなる発泡剤と、炭水化物又はアルコール類からなる炭化材と、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミンのなかから選択された反応触媒とを含む耐火塗料層５を、スプレーで吹き付けたり(図３（ｂ）→（ｃ）)、刷毛塗りやローラ塗りなどにより、ケーブルの耐火断熱構造を形成する。
図１、図２中の電気配線ケーブル１は、ケーブルラック６の上に支持されている既設のケーブルであって、ケーブルラック６及び電気配線ケーブル１を一対の分割ケーシング２Ａ，２Ｂで覆うように施工する。

[別実施形態１]
新設のケーブルの電気配線においては、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、一対の分割ケーシング２Ａ，２Ｂの内の下側の分割ケーシング２Ｂは、ケーブルラック６を兼用するもので、下側分割ケーシング２Ｂに対して上側の分割ケーシング２Ａを被せて、双方をビス等の結合部材４で一体に結合させる。

[別実施形態２]
前記耐火塗料層５は、分割ケーシング２Ａ，２Ｂ夫々に予め工場生産にて一定の層厚を管理した状態で塗布してあってもよい。
この場合には、工場生産によって、予め分割ケーシング夫々の外表面を、エポキシ、アクリル、塩化ビニル、ウレタン樹脂、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂の中から選択された樹脂材料からなる耐火塗料層５を、層厚管理しながら吹付け塗装して、ケーブル耐火断熱装置を構成する。

次に、図５のグラフに、各種ケーブル耐火断熱装置（実施例１〜８、及び、比較例１）における加熱時間（分）に対するケーシング２内の空間温度（℃）の経時変化を示す。
[実施例１]
一対の分割ケーシング２の内側の断熱材層３（ヒュームドシリカ系断熱材Ｗを固めたもの）厚み１０ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシング２の外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する（図５中の実施例１）。

[実施例２]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（エアロジェルを繊維に含浸させたものＡ）厚み５０ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシング２の外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する（図５中の実施例２）。

[実施例３]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（セラミック系断熱材Ｓを固めたもの）厚み５０ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシング２の外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する（図５中の実施例３）。

[実施例４]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（人造鉱物系断熱材Ｃを固めたもの）厚み５０ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシングの外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する(図５中の実施例４)。

[実施例５]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（セラミック系断熱材Ｓを固めたもの）厚み１００ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシング２の外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する（図５中の実施例５）。

[実施例６]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（人造鉱物系断熱材Ｃを固めたもの）厚み１００ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシングの外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する(図５中の実施例６)。

[実施例７]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（セラミック系断熱材Ｓを固めたもの５０ｍｍ+人造鉱物系断熱材Ｃを固めたもの５０ｍｍ）厚み１００ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシング２の外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する（図５中の実施例７）」。

[実施例８]
一対の分割ケーシング２の内側の断熱材層３（ヒュームドシリカ系断熱材Ｗにガラスコーティングしたものを固めたもの）厚み１００ｍｍに対して、厚さ６ｍｍの耐火塗料層５をケーシング２の外側に塗布したもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する（図５中の実施例８）。

[比較例１]
一対の分割ケーシングの内側の断熱材層３（ヒュームドシリカ系断熱材Ｗを固めたもの）厚み１０ｍｍに対して、耐火塗料層５をケーシングの外側に塗布していないもので、電気配線ケーブル１を囲んで保護する(図５中の比較例１)。

[実験結果]
つまり、上記実験によれば、実施例２〜４は、空間温度の上昇が遅く、薄い断熱材層３のみで耐火塗料層５の形成されていない比較例１は、短時間で空間温度が上昇することが明確である。
尚、実施例１は、実施例２〜４と比較例１との中間の経時変化をする。
更に、実施例５〜８に示すように、断熱材層３の厚みを１００ｍｍに増やして実験した結果、いずれも２００分以上たっても熱可塑性ケーブル耐熱限界値２０５℃を超えず、良好であった。

１ 電気配線ケーブル
２ ケーシング
３ 断熱材層
５ 耐火塗料層

Claims (5)

1. 電気配線ケーブルに対して、その径方向から互いに嵌合させて前記電気配線ケーブルを長手方向に沿って覆う一対の板金製の分割ケーシングを設け、
   前記分割ケーシングの内側に断熱材層を設け、
   互いに嵌合させた一対の前記分割ケーシングの外周面全てに、加熱によって発泡して断熱層を形成する耐火塗料層を密着した状態で被覆してあるケーブル耐火断熱装置。
2. 前記断熱材層は、セラミック繊維材、ガラス繊維ウール、ロックウール、溶融スラグ繊維の中から選択された繊維材からなるマット状物、又は、無機多孔質から形成されたものである請求項１に記載のケーブル耐火断熱装置。
3. 前記耐火塗料層は、エポキシ、アクリル、塩化ビニル、ウレタン樹脂、酢酸ビニル・アクリル共重合樹脂の中から選択された樹脂材料と、
   アンモニウム塩又はアミノ化合物からなる発泡剤と、
   炭水化物又はアルコール類からなる炭化材と、
   リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミンのなかから選択された反応触媒を含むものである請求項１又は２に記載のケーブル耐火断熱装置。
4. 一対の前記分割ケーシングどうしの嵌合部を、結合部材で連結してある請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーブル耐火断熱装置。
5. 電気配線ケーブルに対して、内側に断熱材層を形成し、且つ、径方向に２分割した一対の板金製の分割ケーシングを、径方向から被せてその長手方向に沿って覆った後に、互いに嵌合させた一対の前記分割ケーシングの外周面全てに、加熱によって発泡して断熱層を形成する耐火塗料層を塗布して前記分割ケーシング全体を覆うケーブルの耐火断熱方法。

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