JP7513855B1 - 実火災訓練装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が高く安価な実火災訓練装置を得る。
【解決手段】本体部１０の内部は、ｘ方向において、煙調整フラッパー５０によって燃焼部１０Ａ、訓練室１０Ｂに区分される。この煙調整フラッパー（煙区画板）５０は、従来の実火災訓練装置における煙調整フラッパーと同様の平板状のフラッパー本体５１と補強部材５２を具備する。補強部材５２は等辺の山形鋼であり、その延伸方向はｙ方向とされる。補強部材５２もフラッパー本体５１に対して溶接されるが、補強部材５２はフラッパー本体５１に対して延伸方向において断続的に溶接部１００を設けるように、タップ溶接される。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐久性が高く安価な実火災訓練装置に関する。

実際の火災と同様に木材等を燃焼させて濃煙を発生させた環境下で訓練を行わせるための実火災訓練装置が用いられている。こうした実火災訓練装置の構造は、例えば特許文献１に記載されている。

図７は、特許文献１に記載された実火災訓練装置８の構造を簡略化して示す透視斜視図である。この実火災訓練装置８においては、図中水平方向を長手方向（ｘ方向）とする略矩形体形状の内部空間を有する本体部１０が用いられる。本体部１０の図中右側（ｘ方向正側）の端部付近には、燃焼台２１が設置され、この上で可燃対象物Ａが着火されて燃焼する。この領域の左側には、板状の煙調整フラッパー（煙区画板）９２が本体部１０の上側の領域のみを仕切るように本体部１０の内側に設置される。訓練対象者Ｈは、本体部１０の図中左側に連結された前室３０から本体部１０の図中左側の端面に形成された扉２３を通ってこの本体部１０内に侵入することができる。

図７の構造において、訓練対象者Ｈは右側の煙調整フラッパー９２と左側の扉２３の間に位置し、所望の訓練作業をすることができる。この際、燃焼が発生しているのは煙調整フラッパー９２よりも右側となるため、本体部１０の内部の空間は、煙調整フラッパー９２を境界として、その右側（ｘ方向正側）が燃焼部１０Ａ、左側（ｘ方向負側）が訓練室１０Ｂとなる。図７において、本体部１０における扉２３付近の天井には排気口２４が設けられ、濃煙Ｓは排気口２４から排煙処理部４０に吸引されて無害化処理される。この構造により、濃煙Ｓは煙調整フラッパー９２の下側を通って燃焼部１０Ａから訓練室１０Ｂの天井側を図中左側に向けて流れる。

また、煙調整フラッパー９２を越流した高温の濃煙Ｓは、排気口２４から排気される前の間は訓練室１０Ｂの上層に滞留する。このため、濃煙Ｓによって視界が遮られる高温層と、視界がクリアである下側の低温層の圧力が釣り合って中性帯が保持される。このため、燃焼部１０Ａ内の温度は燃焼に伴って極めて高くなるのに対して、訓練室１０Ｂ内の下層は訓練対象者Ｈが活動できる程度の温度に維持される。ただし、訓練対象者Ｈは煙調整フラッパー９２の下側から越流する濃煙Ｓを目視することができるため、例えば高温により濃煙Ｓに含まれる可燃性ガスが自燃する現象（フラッシュオーバー：急激な爆発的燃焼）の前兆現象であるロールオーバーの発生を確認することができる。このため、安全かつより実践的な訓練を行わせることができる。

濃煙Ｓを排気して無害化する排煙処理部４０は、前記のように本体部１０に形成された排気口２４に連結され、濃煙Ｓは排煙処理部４０において例えば燃焼等の処理によって無害化されて外気に排出される。

ここで、煙調整フラッパー９２は特に燃焼部１０Ａ側における燃焼時の高温に直接曝されるため、熱的、機械的に強い材料で構成され、例えば４．５ｍｍ厚の鋼板で構成され、これが本体部１０内部の天井面、側面に溶接されて固定される。

特開２０１１－３４０２４号公報

前記のように煙調整フラッパー９２は、訓練室１０Ｂ内への濃煙Ｓの流入の度合いの制御と、訓練対象者Ｈの熱に対する保護という観点から重要である。一方、煙調整フラッパー９２は燃焼部１０Ａと近接して設置されるため、熱に起因して劣化が発生しやすくなった。

特に、この実火災訓練装置８が繰り返し使用された場合には、この煙調整フラッパー９２は使用時の高温と非使用時の常温との間を繰り返す冷熱サイクルに曝される。これによって熱膨張・収縮が繰り返されることや、訓練時の放水が煙調整フラッパー９２に当たることによって急冷されることにより、煙調整フラッパー９２に亀裂が発生することがあった。この場合、訓練室１０Ｂにおける前記のような上側の高温層と下側の低温層のつり合いが崩れ、所望の訓練活動に支障をきたす場合があった。

あるいは、煙調整フラッパー９２が本体部１０内部の天井面、側面との間で強固に溶接された場合、煙調整フラッパー９２には亀裂が入らずに、代わりに本体部１０側に亀裂が発生する場合もあった。この場合、燃焼部１０Ａ内にこの亀裂から外気が侵入したことに起因して、燃焼部１０Ａ内の燃焼が不安定となり、訓練を適切に行うことができない場合があった。更には、発生した亀裂から燃焼部１０Ａにおける濃煙Ｓ中の未燃焼ガスに酸素が供給されることにより、フラッシュオーバーが発生するおそれもあった。

このような燃焼部１０Ａの熱に起因する煙調整フラッパー９２や本体部１０の劣化（亀裂の発生等）を防止するためには、例えば燃焼部１０Ａの内部を、熱を遮蔽するために耐火構造とすることが有効である。このような耐火構造として、例えば、燃焼部１０Ａの上面、両側面及び奥側の面を耐火板で覆い、耐火板とこれらの面との間に断熱材を挟んだ構造とすることができる。また、図７における訓練室１０Ｂ側でも、例えば煙調整フラッパー９２から５００ｍｍ，程度の範囲における上面、両側面にも同様の耐火構造を形成することもできる。しかしながら、この場合には、本体部１０内の構造が複雑となったため、この実火災訓練装置が高価となった。

一方、冷熱サイクルに伴う熱膨張・収縮により発生する煙調整フラッパー９２や本体部１０の歪が本体部１０における亀裂の発生の原因とも考えられる。この場合には、煙調整フラッパー９２を前記のような単純な薄い板状とはせずに、歪が発生しないような機械的強度の高い形状・構造とする(補強する）ことが有効である。しかしながら、前記のように煙調整フラッパーには、その下端側で濃煙Ｓを円滑に流すという機能も要求される。これに対して、このような補強によって、このような濃煙Ｓの円滑な流れが妨害された。すなわち、この場合には、耐久性は高くなるものの、前記のような実火災訓練装置としての機能自身が阻害されることがあった。

このため、耐久性が高く安価な実火災訓練装置が望まれた。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の実火災訓練装置は、水平方向に沿った第１の方向で延伸する箱状の本体部の内部において、燃焼を生じさせることにより発煙をする燃焼部と、訓練対象者を収容する空間である訓練室とが、前記第１の方向と交差する板状の構成を具備する煙区画板によって前記本体部の内部における上側では前記第１の方向で仕切られ、かつ前記本体部の内部における下側で前記第１の方向で連通するように構成された実火災訓練装置であって、前記煙区画板は、前記板状の構成を具備し、前記本体部の内面に対して溶接された煙区画板本体と、前記煙区画板本体の面内方向であり前記第１の方向と交差する第２の方向で延伸し、前記煙区画板本体に接合された補強部材と、を具備し、前記補強部材は、前記第２の方向に垂直な断面がＬ字形状である山形鋼で構成され、前記Ｌ字形状の頂点が前記煙区画板本体の表面から離間した状態で、前記Ｌ字形状を構成する２つの辺の端部に対応して前記第２の方向に延伸する２つの端辺が、前記煙区画板本体の前記訓練室側の表面に溶接されることによって前記煙区画板本体に接合されている。
前記煙区画板本体の端辺は前記本体部の内面に対して連続すみ肉溶接により接合され、前記補強部材の端辺は前記煙区画板本体の表面に対して断続すみ肉溶接により接合されていてもよい。
前記燃焼部における前記本体部の前記第１の方向と平行な内面には耐火板が固定され、前記煙区画板本体の端辺は前記耐火板に対して連続すみ肉溶接により接合され、前記補強部材の端辺は前記煙区画板本体の表面に対して断続すみ肉溶接により接合されていてもよい。
前記耐火板は前記第１の方向において前記煙区画板本体よりも前記訓練室側に突出しなくともよい。
前記補強部材の端辺と前記煙区画板本体の表面の間における前記断続すみ肉溶接のピッチは３００ｍｍ以下、単一の接合部分の幅は５０ｍｍ以上とされていてもよい。

本発明は以上のように構成されているので、耐久性が高く安価な実火災訓練装置を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置の構造を示す透視斜視図である。 本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置における煙区画板周辺の構造を拡大して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置において用いられる煙区画板の斜視図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）である。 本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置の変形例の構造を示す透視斜視図である。 本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置の変形例における燃焼部の構造を示す断面図である。 従来の実火災訓練装置の一例（その２）の構造を示す透視斜視図である。 従来の実火災訓練装置の一例（その１）の構造を示す透視斜視図である。

本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る実火災訓練装置１の構造を示す透視斜視図である。ここで、図７における燃焼台２１等と訓練対象者Ｈは同様であるが、その記載は省略されている。この実火災訓練装置１においては、使用される煙調整フラッパー（煙区画板）５０の構成が前記の実火災訓練装置８における煙調整フラッパー９２と異なる。煙調整フラッパー以外の構成については前記の実火災訓練装置８と同様である。以下では、図１に示されたようにｘ軸（図中左右方向）、ｙ軸（図中紙面と交差する方向：手前が負側）、ｚ軸（図中上下方向）をとった場合について説明する。前記の実火災訓練装置８と同様に、本体部１０の内部は、ｘ方向（第１の方向）において、煙調整フラッパー５０によって燃焼部１０Ａ、訓練室１０Ｂに区分される。なお、本体部１０は例えばＩＳＯ規格品等のコンテナを基にして形成されるため、実際にはその内面（表面）は波型鋼板等で構成され、平面ではないが、ここではこれらは平面として記載されている。

ここで、この煙調整フラッパー（煙区画板）５０は、従来の実火災訓練装置８における煙調整フラッパー９２と同様の平板状のフラッパー本体（煙区画板本体）５１と補強部材５２を具備する。図２は、図１における煙調整フラッパー５０周囲の構成を拡大して示す斜視図である。図３（ａ）は、更に煙調整フラッパー５０の構造を拡大した斜視図、図３（ｂ）はそのｘ方向負側からみた正面図、図３（ｃ）は、その補強部材５２周囲をｙ方向負側からみた側面図である。図３（ｃ）においては、特に補強部材５２の周囲のみが拡大されて示されている。

フラッパー本体５１は前記の煙調整フラッパー９２と同様に、例えば４．５ｍｍ厚の鋼板で構成される。補強部材５２はフラッパー本体５１におけるｘ方向負側（訓練室１０Ｂ側）の表面においてフラッパー本体５１に接合される。補強部材５２は、延伸方向に垂直な断面形状がＬ字形状とされた等辺の山形鋼(アングル）であり、その延伸方向は図１におけるｙ方向（第２の方向：フラッパー本体５１の面内方向かつ水平方向）とされる。このような補強部材５２としては、市販の安価な山形鋼を用いることができる。

また、図３（ａ）（ｃ）に示されるように、補強部材５２における、このＬ字形状を構成する２つの辺の端部に対応してｙ方向に延伸する２つの端辺がフラッパー本体５１の表面に溶接され、このＬ字形状の頂部がフラッパー本体５１の表面から離間するような形態で、補強部材５２はフラッパー本体５１に固定される。

また、フラッパー本体５１の端辺は本体部１０の内面に対して溶接されるが、この際には、連続すみ肉溶接が用いられる。このため、図２に示されるように、フラッパー本体５１の端辺（図中の上端、左端）に沿って連続的に溶接部１００が形成され、図示は省略されているが、右端においても溶接部１００は同様に形成されている。なお、後述するように補強部材５２の周囲にも溶接部１００は形成されているが、その記載は図２では省略されている。

これによって、フラッパー本体（煙調整フラッパー）５１は本体部１０の内部において強固に固定される。また、このように溶接部１００が連続的に形成されるため、本体部１０内の上側においては、燃焼部１０Ａと訓練室１０Ｂの間はフラッパー本体５１がある箇所では封止されるため、図１における濃煙Ｓは煙調整フラッパー５０の下側のみを通過して燃焼部１０Ａから訓練室１０Ｂ内に流れる。

このように煙調整フラッパー５０は左右の端辺、上辺で本体部１０に対して固定されるため、補強部材５２は、フラッパー本体５１におけるこのように固定されていない部分である下辺近くに設けることが特に好ましい。この場合、図２等においては補強部材５２は一つのみが設けられているが、これを上下（ｚ方向）において平行に複数設けてもよい。

山形鋼である補強部材５２はフラッパー本体５１に対して溶接されるが、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、補強部材５２はフラッパー本体５１に対して延伸方向（ｙ方向）において断続的に溶接部１００を設けるように、タップ溶接（断続すみ肉溶接）される。なお、補強部材５２は本体部１０の内面に対しては直接溶接されない。

補強部材５２を上記のように訓練室１０Ｂ側に設け、かつその側面の構造を図３（ｃ）に示されるようにした場合には、補強部材５２はフラッパー本体５１の表面で局所的に突出するものの、この表面に沿って濃煙Ｓを円滑に流すことができる。このため、これによる訓練室１０Ｂ内における気流（濃煙Ｓの流れ）に与える影響は小さい。前記のとおり、補強部材５２はフラッパー本体５１における下側に固定することが好ましい。この場合には、補強部材５２が濃煙Ｓの流れに与える影響が大きくなるところ、補強部材５２をこのような形状とすることによって、この影響を低減することができる。

また、このように補強部材５２が溶接された煙調整フラッパー５０は、図７における煙調整フラッパー９２と比べて機械的に補強されることは明らかであり、かつ、この構成を安価かつ容易に実現することができる。

逆に、このように煙調整フラッパー５０側の剛性が高まると、前記のように、煙調整フラッパー５０が溶接された本体部１０に亀裂が発生する場合がある。これに対して、上記の構造においては、フラッパー本体５１が本体部１０の内面に対して隙間なく連続すみ肉溶接されているのに対し、補強部材５２は、フラッパー本体５１に対してタップ溶接される。このため、煙調整フラッパー５０の剛性が過度に高まることが抑制され、本体部１０に亀裂が入ることが抑制される。

このような煙調整フラッパー５０の補強部材５２による補強の効果は、タップ溶接の条件で調整することができる。具体的には、図３（ｂ）におけるｙ方向に沿った溶接部１００のピッチをＰ、単一の溶接部（接合部分）１００の長さをＷとした場合に、Ｗの長さは１カ所の溶接部１００における強度を維持するために適宜設定され、例えば５０ｍｍ以上とされる。この場合、ピッチＰは１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とされるが、ピッチＰが３００ｍｍより長い場合には、フラッパー本体５１の補強効果が小さくなり、フラッパー本体５１に変形が生じやすい。このため、ピッチＰを２００ｍｍ以下としたタップ溶接が特に好ましい。

上記の煙調整フラッパー５０を本体部１０に設ける際に、本体部１０の内面側に設置された耐火板と組み合わせることができる。図４は、このような構造の実火災訓練装置２の透視斜視図であり、ここでは図１における燃焼部１０Ａ付近の構造が拡大して示されている。また、図５は、図４における燃焼部１０Ａ内の構造をより詳細に示す、ｘ方向負側から正側をみた断面図である。

図４においては、図２と同様に、ｙ方向負側における構造は記載が省略されている。ここでは、訓練対象者Ｈからみた奥側（ｘ方向正側）の内面、天井面、左側（ｙ方向正側）の内面に沿って、耐熱性の高い鋼製の耐火板６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃがそれぞれ設置されている。図示は省略されているが、右側（ｙ方向負側）の内面においても耐火板６１Ｃと同様に耐火板が設置されている。また、ここでは燃焼台２１も記載されている。燃焼台２１は、図示されるようにその上面（ｚ方向正側の表面）が燃焼部１０Ａの底面とほぼ等しい矩形形状とされており、グレーティング構造が設けられているため、この上で可燃対象物を燃焼させることができる。燃焼台２１は鋼材で構成される。

図５においては、図４で記載されなかったｙ方向負側（図中右側）の耐火板６１Ｄも記載され、耐火板６１Ａのみについては平面図が示されている。ここで示されるように、耐火板６１Ａ、６１Ｃ、６１Ｄの下辺は燃焼台２１に固定されて一体化され、かつ、これらの耐火板における直交して当接するｚ方向に沿った辺同士は連続すみ肉溶接で固定される。耐火板６１Ｂのｙ方向正側、ｘ方向正側、ｙ方向負側の各辺は、耐火板６１Ｃの上辺、耐火板６１Ａの上辺、耐火板６１Ｄの上辺とそれぞれ当接して固定され、連続すみ肉溶接が用いられる。

図５において、耐火板６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄとこれらに対向する本体部１０の内面との間には、断熱材６２が挟持されている。図示はされていないが、ｘ方向正側の耐火板６１Ａの側においても同様である。耐火板６１Ａ～６１Ｄには、断熱材６２を固定するための構造を適宜設けることができる。

この構造においては、各耐火板を設けることによって、燃焼部１０Ａからの熱によって本体部１０が受ける損傷が低減される。この際、前記の煙調整フラッパー５０を本体部１０に直接固定せず、図５の構造における耐火板６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄに固定することができる。この際の固定にも、連続すみ肉溶接を用いることができる。この場合、図５における煙調整フラッパー５０のｙ方向正側、ｚ方向正側、ｙ方向負側の各辺と本体部１０との間が鋼製の平板によって密封される構成とすることもできる。

このように燃焼台２１、耐火板６１Ａ～６１Ｄ、断熱材６２を組み合わせた構造を、図５に示されるように、本体部１０の内部に挿入して固定することができる。この際、図５に示された耐火板６１Ｂ～６１Ｄとこれらと対向する本体部１０の内面の間を固定用の部材を用いて連続すみ肉溶接で固定することができる。なお、前記のように、実際には本体部１０は波型鋼板等で構成されるため、本体部１０の内面には凹凸が形成されている。このため、このような固定用の部材は、この凹凸に応じて適宜設定される。

上記のような耐火板を用いた構造は、従来の煙調整フラッパー９２が用いられた図７の構造においても適用することができる。図６は、このような実火災訓練装置９の図４に対応した透視斜視図である。従来の煙調整フラッパー９２を用いた場合においては、煙調整フラッパー９２の歪が本体部１０における亀裂の発生の原因ともなる。この場合には、煙調整フラッパー９２をそのままの形態で用いた場合には、代わりに本体部１０における燃焼による加熱や放水による急冷を緩和することが有効である。このため、図６においては、前記の耐火板６１Ａ～６１Ｃに代わり用いられる耐火板１６１Ａ～１６１Ｃにおいて、ｘ方向に延伸する耐火板１６１Ｂ、１６１Ｃは、煙調整フラッパー９２を超えてｘ方向負側に５００ｍｍ程度の範囲で延長して形成される。図示されないｙ方向負側の耐火板（耐火板６１Ｄに対応）においても同様である。すなわち、この実火災訓練装置９においては、このように耐火構造を広い範囲で設けることによって、本体部１０の耐久性を高めることができる。

この場合、構造が複雑になり、この実火災訓練装置９は高価となる。また、前記のように、訓練室１０Ｂ側では訓練対象者Ｈが活動するため、訓練室１０Ｂ内部の構造は単純化することが好ましいところ、この点からもこのような構造は好ましくない。これに対して、上記の煙調整フラッパー５０を用いた場合には、煙調整フラッパー５０自身の歪が低減されるため、このような本体部１０側の耐火構造、特に訓練室１０Ｂ側には耐火板は不要となる。このため、従来の実火災訓練装置９と比べると、同等の耐久性であれば、この実火災訓練装置１を安価とすることができる。

すなわち、使用に際しての耐熱性、耐久性の高い上記の煙調整フラッパー（煙区画板）５０を煙調整フラッパー９２の代わりに用いることによって、耐久性を同等とした場合に、実火災訓練装置の構造を単純化することができる。また、この煙調整フラッパー５０はフラッパー本体５１に単純な構造の補強部材５２をタップ溶接して容易に得ることができる。このため、この実火災訓練装置１を安価とすることができ、本体部１０の耐久性向上も図れる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１、２、８、９ 実火災訓練装置
１０ 本体部
１０Ａ 燃焼部
１０Ｂ 訓練室
２１ 燃焼台
２３ 扉
２４ 排気口
３０ 前室
４０ 排煙処理部
５０、９２ 煙調整フラッパー（煙区画板）
５１ フラッパー本体（煙区画板本体）
５２ 補強部材
６１Ａ～６１Ｄ、１６１Ａ～１６１Ｃ 耐火板
６２ 断熱材
１００ 溶接部（接合部分）
Ａ 可燃対象物
Ｆ 炎
Ｈ 訓練対象者
Ｓ 濃煙

Claims (5)

1. 水平方向に沿った第１の方向で延伸する箱状の本体部の内部において、燃焼を生じさせることにより発煙をする燃焼部と、訓練対象者を収容する空間である訓練室とが、前記第１の方向と交差する板状の構成を具備する煙区画板によって前記本体部の内部における上側では前記第１の方向で仕切られ、かつ前記本体部の内部における下側で前記第１の方向で連通するように構成された実火災訓練装置であって、
   前記煙区画板は、
   前記板状の構成を具備し、前記本体部の内面に対して溶接された煙区画板本体と、
   前記煙区画板本体の面内方向であり前記第１の方向と交差する第２の方向で延伸し、前記煙区画板本体に接合された補強部材と、
   を具備し、
   前記補強部材は、前記第２の方向に垂直な断面がＬ字形状である山形鋼で構成され、前記Ｌ字形状の頂点が前記煙区画板本体の表面から離間した状態で、前記Ｌ字形状を構成する２つの辺の端部に対応して前記第２の方向に延伸する２つの端辺が、前記煙区画板本体の前記訓練室側の表面に溶接されることによって前記煙区画板本体に接合されたことを特徴とする実火災訓練装置。
2. 前記煙区画板本体の端辺は前記本体部の内面に対して連続すみ肉溶接により接合され、
   前記補強部材の端辺は前記煙区画板本体の表面に対して断続すみ肉溶接により接合されたことを特徴とする請求項１に記載の実火災訓練装置。
3. 前記燃焼部における前記本体部の前記第１の方向と平行な内面には耐火板が固定され、
   前記煙区画板本体の端辺は前記耐火板に対して連続すみ肉溶接により接合され、
   前記補強部材の端辺は前記煙区画板本体の表面に対して断続すみ肉溶接により接合されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の実火災訓練装置。
4. 前記耐火板は前記第１の方向において前記煙区画板本体よりも前記訓練室側に突出しないことを特徴とする請求項３に記載の実火災訓練装置。
5. 前記補強部材の端辺と前記煙区画板本体の表面の間における前記断続すみ肉溶接のピッチは３００ｍｍ以下、単一の接合部分の幅は５０ｍｍ以上とされたことを特徴とする請求項２に記載の実火災訓練装置。

Images