JP6276059B2 - Smoke collector - Google Patents
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Description
本発明は、集煙装置に関する。例えば、測定対象の発熱速度を測定する燃焼測定装置に用いられる集煙装置に関する。 The present invention relates to a smoke collector. For example, the present invention relates to a smoke collecting device used in a combustion measuring device that measures a heat generation rate of a measurement target.
従来より、耐火性能の検証法として、平成12年建設省告示第1433号の耐火性能検証法が知られている(以下「告示検証法」と呼ぶ)(非特許文献1参照)。この告示検証法では、まず、対象室(単一室あるいは同時燃焼を想定する複数室)を設定し、屋内で発生する火災の継続時間を算定する。その後に、対象室に面する主要構造部について、各々の主要構造部に要求される耐火性能(非損傷性・遮熱性・遮炎性)を保持できる限界時間、すなわち保有耐火時間を部材単位に算定する。そして、主要構造部の保有耐火時間が火災継続時間以上であれば、性能が満たされると判断する。この検証を、建築物を構成する全ての主要構造部について行う。 Conventionally, the fire resistance performance verification method of the Ministry of Construction Notification No. 1433 of 2000 was known as a fire resistance performance verification method (hereinafter referred to as “notification verification method”) (see Non-Patent Document 1). In this notification verification method, first, a target room (single room or multiple rooms assuming simultaneous combustion) is set, and the duration of a fire occurring indoors is calculated. After that, for the main structural parts facing the target room, the limit time that can maintain the fire resistance required for each main structural part (non-damage, heat insulation, flame resistance), that is, the possessed fire resistance time for each member Calculate. And if the possessed fireproof time of the main structural part is equal to or longer than the fire duration time, it is determined that the performance is satisfied. This verification is performed for all the main structural parts constituting the building.
このうち、保有耐火時間の算定式では、発熱速度が用いられる。発熱速度とは、単位時間当たりに発生する熱量である。
この発熱速度の計測方法として、例えば、酸素消費法がある。酸素消費法は、測定対象を実際に燃焼させて、発生した煙の流量および酸素濃度を計測し、これら流量および酸素濃度の計測値に基づいて、発熱速度を算出する方法である。
Of these, the rate of heat generation is used in the formula for calculating the retained fire resistance time. The heat generation rate is the amount of heat generated per unit time.
As a method for measuring the heat generation rate, for example, there is an oxygen consumption method. The oxygen consumption method is a method of actually burning a measurement object, measuring the flow rate of smoke generated and the oxygen concentration, and calculating the heat generation rate based on the measured values of the flow rate and oxygen concentration.
以上の酸素消費法により発熱速度を測定するため、以下のような燃焼測定装置が用いられる。
すなわち、燃焼測定装置は、下面が開放されて上面に吸引口が形成された箱状のフードと、このフードを支持する支柱と、フード内部の空気を吸引口から吸引して排出する排煙ダクトと、この排煙ダクトに設けられて空気の流量および酸素濃度を計測するセンサ部と、を備える。
In order to measure the heat generation rate by the above oxygen consumption method, the following combustion measuring device is used.
In other words, the combustion measuring device includes a box-shaped hood having a lower surface opened and a suction port formed on the upper surface, a support column that supports the hood, and a smoke exhaust duct that sucks and discharges air inside the hood from the suction port. And a sensor unit that is provided in the smoke exhaust duct and measures the air flow rate and the oxygen concentration.
フードの下方に測定対象を配置し、この測定対象を燃焼させて、発生した煙を排煙ダクトに吸引し、排煙ダクト内の煙の流量および酸素濃度、二酸化炭素濃度、および一酸化炭素濃度といった気体濃度を計測する。そして、これら流量および気体濃度の計測値に基づいて、発熱速度を算出する。 Place the measurement object under the hood, burn this measurement object, suck the generated smoke into the exhaust duct, and the smoke flow rate and oxygen concentration, carbon dioxide concentration, and carbon monoxide concentration in the exhaust duct Gas concentration is measured. Then, the heat generation rate is calculated based on the measured values of the flow rate and the gas concentration.
ところで、上述の燃焼測定装置のフードの大きさに対して、発熱速度を計測する測定対象が比較的小さい場合がある。
この場合、燃焼している測定対象からフードの吸引口までの距離が長くなるため、煙の上昇に伴って周囲の空気が大量に巻き込まれて、発生した煙が吸引口に至るまでの間に、煙濃度が過剰に希釈される。その結果、煙の気体濃度と新鮮空気の気体濃度との差分が過小となり、計測精度が低下する、という問題があった。
By the way, the measurement object for measuring the heat generation rate may be relatively small with respect to the size of the hood of the above-described combustion measuring device.
In this case, since the distance from the burning measurement object to the suction port of the hood becomes long, a large amount of ambient air is entrained as the smoke rises, and the generated smoke reaches the suction port. The smoke concentration is diluted excessively. As a result, there is a problem that the difference between the gas concentration of smoke and the gas concentration of fresh air becomes too small and the measurement accuracy decreases.
この問題を解決するためには、測定対象の燃焼の大きさに合わせてフードを新設あるいは改造すれば良いが、コストがかる、という問題があった。 In order to solve this problem, a hood may be newly installed or modified in accordance with the magnitude of combustion to be measured, but there is a problem that costs increase.
本発明は、既存の大型の燃焼測定装置を用いても、小さな発熱速度を高精度で計測できる集煙装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the smoke collector which can measure a small heat generation rate with high precision, even if it uses the existing large sized combustion measuring apparatus.
請求項1に記載の集煙装置(例えば、後述の集煙装置2)は、下面(例えば、後述の下面10A)が開放されて上面に吸引口(例えば、後述の吸引口12)が形成された箱状のフード(例えば、後述のフード10)と、当該フードを支持する支柱(例えば、後述の支柱90)と、前記フード内部の空気を前記吸引口から吸引して排出するダクト(例えば、後述の排煙ダクト20)と、当該ダクトに設けられて空気の流量および気体濃度(例えば、酸素濃度、二酸化炭素濃度、および一酸化炭素濃度)を計測するセンサ部(例えば、後述のダクトセンサ部30)と、を備える燃焼測定装置(例えば、後述の燃焼測定装置1)に用いられ、前記フード内部に設けられて上下方向に延びる筒部(例えば、後述の筒部40)を備えることを特徴とする。
The smoke collecting device (for example, a
この発明によれば、燃焼測定装置のフードの内部に集煙装置を設けて、この集煙装置の直下で測定対象を燃焼させる。すると、この燃焼による煙は、集煙装置の筒部を通って燃焼測定装置のダクトに吸引される。
したがって、集煙装置を設けることで、測定対象の燃焼している部分から吸引口までの距離が実質的に短くなるので、煙の上昇に伴って巻き込まれる周囲の空気を低減して、従来のように発生した煙が吸引口に至るまでの間に煙濃度が過剰に希釈されるのを防止できる。したがって、既存の大型の燃焼測定装置を用いても、小さな発熱速度を高精度で計測できる。
According to this invention, the smoke collecting device is provided inside the hood of the combustion measuring device, and the measurement object is burned directly under the smoke collecting device. Then, the smoke due to this combustion is sucked into the duct of the combustion measuring device through the cylinder portion of the smoke collecting device.
Therefore, by providing the smoke collecting device, the distance from the burning portion of the measurement object to the suction port is substantially shortened, so that the ambient air entrained as the smoke rises is reduced, and the conventional Thus, it is possible to prevent the smoke concentration from being excessively diluted until the generated smoke reaches the suction port. Therefore, even if an existing large-sized combustion measuring device is used, a small heat generation rate can be measured with high accuracy.
また、既存の燃焼測定装置のフードの内部に、本発明の集煙装置を配置するだけでよいので、既存の燃焼測定装置を何ら改造する必要がないうえに、取付け・取り外しが容易であり、低コストである。 Moreover, since it is only necessary to arrange the smoke collector of the present invention inside the hood of the existing combustion measuring device, it is not necessary to modify the existing combustion measuring device at all, and it is easy to install and remove, Low cost.
請求項1に記載の集煙装置は、前記フードの吸引口と前記筒部の上端面との間には、隙間(例えば、後述の隙間d)が形成されることを特徴とする。
The smoke collecting apparatus according to
燃焼測定装置のフードの大きさに対して、発熱速度を計測する測定対象が比較的小さい場合、測定対象から発生する煙の量に対して、排煙ダクトで吸引する風量が過大となる。その結果、集煙装置への煙以外の周囲空気の流入量が大きくなるため、煙が過剰に希釈され、発熱速度を精度良く計測できない場合があった。 When the measurement target for measuring the heat generation rate is relatively small with respect to the size of the hood of the combustion measuring device, the amount of air sucked by the smoke exhaust duct is excessive with respect to the amount of smoke generated from the measurement target. As a result, since the inflow amount of ambient air other than smoke into the smoke collector increases, the smoke is excessively diluted, and the heat generation rate may not be accurately measured.
しかしながら、この発明によれば、燃焼測定装置のフードと本発明の集煙装置の筒部との間に隙間を設け、直に接触しないようにした。このように隙間を設けたことで、この隙間を通して、集煙装置を通過するガスの他に、この隙間付近の空気が適宜排煙ダクトに吸引されるので、集煙装置内部を流通する風量が過大とならず、発熱速度を精度良く計測できる。 However, according to the present invention, a gap is provided between the hood of the combustion measuring device and the cylinder portion of the smoke collecting device of the present invention so as not to be in direct contact. By providing such a gap, air in the vicinity of this gap is appropriately sucked into the smoke exhaust duct in addition to the gas passing through the smoke collector through this gap, so the amount of air flowing through the inside of the smoke collector is increased. The heat generation rate can be accurately measured without being excessive.
また、燃焼測定装置のフードと本発明の集煙装置の筒部との間に隙間を設け、直に接触しないようにしたので、既存のフードにダンパを設けたり、形状を変更したりするなど、既存のフード自体を改造する必要がなく、経済的である。 In addition, since a gap is provided between the hood of the combustion measuring device and the cylinder portion of the smoke collecting device of the present invention so as not to come into direct contact, a damper is provided on the existing hood, the shape is changed, etc. It is economical without the need to modify the existing hood itself.
請求項2に記載の集煙装置は、前記筒部の下端側に設けられたベーン(例えば、後述のベーン60)と、当該ベーンを回転駆動させる駆動装置(例えば、後述の駆動装置70)と、をさらに備えることを特徴とする。
The smoke collection device according to
集煙装置の筒部の内部にセンサを設けた場合、筒部の下端から吸引された煙は、集煙装置のセンサに到達するまでの間に、空気と十分混合されないおそれがある。すると、煙の気体濃度が均一とならないので、センサの測定精度が低下する、という問題があった。 When a sensor is provided inside the cylinder part of the smoke collector, the smoke sucked from the lower end of the cylinder part may not be sufficiently mixed with air until it reaches the sensor of the smoke collector. Then, since the gas concentration of smoke is not uniform, there is a problem that the measurement accuracy of the sensor is lowered.
しかしながら、この発明によれば、駆動装置を駆動してベーンを回転させることで、吸引した煙と周囲の空気が攪拌されるので、この煙が集煙装置のセンサに到達するまでに空気と十分に混合されて均一な濃度となる。よって、煙の測定精度を高めることができる。 However, according to the present invention, the sucked smoke and the surrounding air are agitated by driving the driving device and rotating the vane. Therefore, the smoke and the surrounding air are sufficiently mixed until the smoke reaches the sensor of the smoke collecting device. To obtain a uniform concentration. Therefore, smoke measurement accuracy can be increased.
本発明によれば、燃焼測定装置のフードの内部に集煙装置を設けて、この集煙装置の直下で測定対象を燃焼させる。すると、この燃焼による煙は、集煙装置の筒部を通って燃焼測定装置のダクトに吸引される。したがって、集煙装置を設けることで、測定対象の燃焼している部分から吸引口までの距離が実質的に短くなるので、煙の上昇に伴って巻き込まれる周囲の空気を低減して、従来のように発生した煙が吸引口に至るまでの間に煙濃度が過剰に希釈されるのを防止できる。したがって、既存の大型の燃焼測定装置を用いても、小さな発熱速度を高精度で計測できる。また、既存の燃焼測定装置のフードの内部に、本発明の集煙装置を配置するだけでよいので、既存の燃焼測定装置を何ら改造する必要がないうえに、取付け・取り外しが容易であり、低コストである。 According to the present invention, the smoke collecting device is provided inside the hood of the combustion measuring device, and the measurement object is burned directly under the smoke collecting device. Then, the smoke due to this combustion is sucked into the duct of the combustion measuring device through the cylinder portion of the smoke collecting device. Therefore, by providing the smoke collecting device, the distance from the burning portion of the measurement object to the suction port is substantially shortened, so that the ambient air entrained as the smoke rises is reduced, and the conventional Thus, it is possible to prevent the smoke concentration from being excessively diluted until the generated smoke reaches the suction port. Therefore, even if an existing large-sized combustion measuring device is used, a small heat generation rate can be measured with high accuracy. Moreover, since it is only necessary to arrange the smoke collector of the present invention inside the hood of the existing combustion measuring device, it is not necessary to modify the existing combustion measuring device at all, and it is easy to install and remove, Low cost.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る集煙装置2が取り付けられた燃焼測定装置1の平面図および縦断面図である。
燃焼測定装置1は、測定対象である可燃物の発熱速度を計測するものである。この燃焼測定装置1は、フード10と、このフード10を支持する4本の支柱90と、フード10の上端面に接続された排煙ダクト20と、この排煙ダクト20に設けられたダクトセンサ部30と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view and a longitudinal sectional view of a
The
フード10は、箱状であり、このフード10の下面10Aは、開放されている。一方、フード10の上部は、4つの勾配面11で構成された四角錐形状であり、この四角錐の頂点に相当する部分には、吸引口12が形成されている。
4本の支柱90は、平面視でフード10の四隅を支持している。
The
The four
排煙ダクト20は、フード10の吸引口12に接続されている。この排煙ダクト20の接続先には、図示しないファンが設けられており、このファンを駆動することにより、フード10の内部の空気は、吸引口12から排煙ダクト20に吸引されて排出される。
The
ダクトセンサ部30は、排煙ダクト20の内部を流れる空気の流量や、酸素濃度、二酸化炭素濃度、一酸化炭素濃度といった気体濃度を計測するものである。このダクトセンサ部30は、排煙ダクト20内の風量を計測する風量センサ部31と、排煙ダクト20内の温度を計測する熱電対32と、排煙ダクト20内の空気を採取するサンプルガス採取管33と、を備える。
サンプルガス採取管33は、酸素濃度を測定するガス分析装置34に接続されている。
The
The sample
集煙装置2は、フード10の内部に設けられる。この集煙装置2は、具体的には、上下方向に延びる筒部40と、この筒部40に設けられた集煙装置センサ部50と、筒部40の下端側に設けられたベーン60と、ベーン60を回転駆動させる駆動装置70と、を備える。
The
筒部40の上端面は、吸引口12に対向している。この筒部40の上端縁には、外側に向かって略水平に延びるフランジ41が形成されており、このフランジ41の外端縁と勾配面11との間には、隙間dが形成されている。
The upper end surface of the
筒部40の下端側は、下方に向かうに従って拡がる四角錐形状のチャンバ42となっている。このチャンバ42の下端側は、水平方向に延びる仕切板43で仕切られており、この仕切板には、開口44が形成されている。
The lower end side of the
集煙装置センサ部50は、筒部40の内部を流れる空気の流量や、酸素濃度、二酸化炭素濃度、一酸化炭素濃度といった気体濃度を計測するものである。この集煙装置センサ部50は、筒部40内の風量を計測する風量センサ部51と、筒部40内の温度を計測する熱電対52と、筒部40内の空気を採取するサンプルガス採取管53と、を備える。
The smoke
排煙ダクト20のサンプルガス採取管33の途中には、切替弁54が設けられており、集煙装置センサ部50のサンプルガス採取管53は、この切替弁54に接続されている。
この切替弁54を切り替えることで、ガス分析装置34により、サンプルガス採取管33内部の気体濃度、あるいは、サンプルガス採取管53内部の気体濃度を、選択的に測定できるようになっている。
A switching
By switching this switching
ベーン60は、チャンバ42の内部でかつ仕切板43の開口44の直上に配置されている。
駆動装置70は、ベーン60に接続されて仕切板43の開口44を通って下方に延びる回転軸71と、この回転軸71を回転駆動するモータ72と、を備える。この駆動装置70によれば、モータ72を駆動することにより、回転軸71を介してベーン60が回転する。
The
The driving
[実施例]
上述の燃焼測定装置1を用いて、以下の実験条件で燃焼実験を行った。
図2は、本発明の実施例に係る燃焼測定装置1の構成を示す模式図である。
上述の燃焼測定装置1のフード10の内部に、上述の集煙装置2をセットし、さらに、火災室を模した箱状の火災室模型80をセットした。この火災室模型80の側面には、開口81が設けられており、この開口81を集煙装置2の下端に位置するように配置した。
また、この火災室模型80の内部に、プロパンガスを燃料とするバーナー82を測定対象として配置した。
[Example]
Using the above-described
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
The
In addition, a
具体的な実験条件は、以下の通りである。
バーナーのプロパンガス供給量を10.6l/minで一定とした。また、集煙装置2のダクト径は200mm、フランジ41の大きさは0.93m×0.93mで、フランジ41とフード10との間の隙間dの幅寸法は概ね6〜8cmとした。
Specific experimental conditions are as follows.
The amount of propane gas supplied from the burner was constant at 10.6 l / min. Further, the duct diameter of the
そして、火災室模型80の内部にてバーナー82を燃焼させた。また、排煙ダクト20の接続先の図示しないファンを駆動するとともに、駆動装置70を駆動してベーン60を回転させた。
The
すると、このバーナー82の燃焼による煙は、火災室模型80から開口81を通って外部に流出する。排煙ダクト20のファンが回転駆動しているので、この流出した煙は、集煙装置2の開口44を通って、筒部40のチャンバ42に吸引される。このとき、ベーン60の回転により、煙と周囲空気とが混合される。
チャンバ42に流入した煙は、集煙装置センサ部50を通過して、筒部40の上面から流出する。その後、この煙は、隙間dを流れる周囲空気とともに、吸引口12を通って排煙ダクト20に吸引され、ダクトセンサ部30を通過して、排出される。
Then, the smoke due to the combustion of the
The smoke flowing into the
このとき、集煙装置センサ部50およびダクトセンサ部30のそれぞれにて、通過風量と気体濃度を測定する。
具体的には、実験開始後160Sに達するまで、ガス分析装置34により、サンプルガス採取管53つまり集煙装置2の筒部40内の酸素濃度を測定した。そして、160Sに切替弁54を切り替えて、160S以降、ガス分析装置34により、サンプルガス採取管33つまり燃焼測定装置1の排煙ダクト20内の酸素濃度を測定した。
At this time, the passing air volume and the gas concentration are measured in each of the smoke collecting
Specifically, the oxygen concentration in the sample
実験結果を図3、図4に示す。
図3は、集煙装置2および排煙ダクト20の通過風量と経過時間との関係を示す図である。
図3に示すように、集煙装置の通過風量は、排煙ダクトの通過風量の6.4%程度となった。これにより、隙間dを通して、測定対象ではない集煙装置2の周囲の空気を適宜排煙ダクト20に吸引して、集煙装置2を流通する風量を、排煙ダクトを流通する風量に比べて十分に低減できることが判る。
The experimental results are shown in FIGS.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the passing air volume of the
As shown in FIG. 3, the amount of air passing through the smoke collector was about 6.4% of the amount of air passing through the smoke exhaust duct. As a result, air around the
図4は、集煙装置2および排煙ダクト20の周囲空気からの酸素濃度の低下量と、経過時間と、の関係を示す図である。
つまり、図4の縦軸は、集煙装置および排煙ダクトの酸素濃度を計測して、この計測値を周囲空気の酸素濃度から減算した値である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of decrease in oxygen concentration from the ambient air around the
That is, the vertical axis in FIG. 4 is a value obtained by measuring the oxygen concentration of the smoke collector and the smoke exhaust duct and subtracting this measured value from the oxygen concentration of the ambient air.
図4に示すように、集煙装置の酸素濃度の低下量は、既設フードの酸素濃度の低下量に比べて15.6倍である。よって、集煙装置2により、煙の上昇に伴って巻き込まれる周囲の空気を低減して、煙濃度が過剰に希釈されるのを防止できることが判る。
As shown in FIG. 4, the amount of decrease in the oxygen concentration of the smoke collector is 15.6 times the amount of decrease in the oxygen concentration of the existing hood. Therefore, it can be seen that the
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)集煙装置2を設けることで、測定対象から吸引口12までの距離が実質的に短くなるので、煙の上昇に伴って巻き込まれる周囲の空気を低減して、従来のように発生した煙が吸引口12に至るまでの間に煙濃度が過剰に希釈されるのを防止できる。したがって、既存の大型の燃焼測定装置1を用いても、小さな発熱速度を高精度で計測できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the distance from the measurement object to the
また、既存の燃焼測定装置1のフード10の内部に、集煙装置2を配置するだけでよいので、既存の燃焼測定装置1を何ら改造する必要がないうえに、取付け・取り外しが容易であり、低コストである。
Moreover, since it is only necessary to arrange the
(2)燃焼測定装置1のフード10と集煙装置2の筒部40との間に隙間dを設け、直に接触しないようにした。このように隙間dを設けたことで、この隙間dを通して測定対象ではない集煙装置2の周囲の空気が適宜排煙ダクト20に吸引されるので、集煙装置2の内部を流通する風量が過大とならず、発熱速度を精度良く計測できる。
(2) A gap d is provided between the
また、燃焼測定装置1のフード10と集煙装置2の筒部40との間に隙間dを設けて、直に接触しないようにしたので、既存のフード10にダンパを設けたり、形状を変更したりするなど、既存のフード10自体を改造する必要がなく、経済的である。
In addition, since a gap d is provided between the
(3)駆動装置70を駆動してベーン60を回転させることで、吸引した煙と周囲の空気が攪拌されるので、この煙が集煙装置2の集煙装置センサ部50に到達するまでに空気と十分に混合されて均一な濃度となる。よって、煙の測定精度を高めることができる。
(3) Since the sucked smoke and the surrounding air are agitated by driving the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
d…隙間
1…燃焼測定装置
2…集煙装置
10…フード
10A…下面
11…勾配面
12…吸引口
20…排煙ダクト
30…ダクトセンサ部
31…風量センサ部
32…熱電対
33…サンプルガス採取管
34…ガス分析装置
40…筒部
41…フランジ
42…チャンバ
43…仕切板
44…開口
50…集煙装置センサ部
51…風量センサ部
52…熱電対
53…サンプルガス採取管
54…切替弁
60…ベーン
70…駆動装置
71…回転軸
72…モータ
80…火災室模型
81…開口
82…バーナー
90…支柱
d ...
Claims (2)
前記フード内部の床面上に設けられて上方に延びる筒部を備え、
前記フードの吸引口と前記筒部の上端面との間には、隙間が形成されることを特徴とする集煙装置。 A box-shaped hood having a lower surface opened and a suction port formed on the upper surface, a support column that supports the hood, a duct that sucks and discharges air inside the hood from the suction port, and the duct. And a measurement unit that measures the air flow rate and oxygen concentration,
A cylindrical portion provided on the floor surface inside the hood and extending upward ;
A smoke collecting device , wherein a gap is formed between the suction port of the hood and the upper end surface of the cylindrical portion .
当該ベーンを回転駆動させる駆動装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の集煙装置。 A vane provided on a lower end side of the cylindrical portion;
The smoke collecting apparatus according to claim 1 , further comprising a drive device that rotationally drives the vane.
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