KR100977618B1 - Single burning items system for testing and estimating fire property by burning of a object - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축용 자재의 화재의 모의시험을 통해 화재 발생물에 대한 데이터를 측정하기 위한 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a single burning items measuring system, and more particularly, to a single burning items measuring system for measuring data on the fire occurrence through the simulation of the fire of building materials.
일반적으로 화재는 여러 가지 물리, 화학적인 현상들이 매우 복잡하게 얽혀서 나타나는 현상으로, 실험실 수준에서 발생하는 화재의 모든 측면들을 한꺼번에 모사하는 것은 근본적으로 불가능하다.In general, fire is a phenomenon in which various physical and chemical phenomena are intricately intertwined, and it is fundamentally impossible to simulate all aspects of the fire occurring at the laboratory level at once.
점화 후, 화재로의 전개는 여러 가지 다른 경로를 거쳐 발생할 수 있으며, 가연성 물질의 물리적 위치뿐만 아니라, 그 외의 환경 조건 등에 의존하기도 한다. 그러나 일반적인 화재 전개 단계의 형태는 일반적인 온도-시간 곡선이 나타내는 세 단계로 체계화시킬 수 있다.After ignition, the development into a fire can occur through several different routes, depending on the physical location of the combustible material as well as other environmental conditions. However, the form of a typical fire development stage can be organized into three stages represented by a typical temperature-time curve.
화재의 진행 1단계는 착화이고, 제2단계는 연소, 제3단계는 화재의 전이이다. 이러한 3가지 단계별로 파악 가능한 화재 특성의 요소로는, 제1단계에서는 착화시간(Ignition Time), 제2단계에서는 산소소모량(OXygen Production Rate), 제3 단계에서는 열방출률(Heat Release Rate) 및 연기발생량(Smoke Production Rate) 등이 있다.The first stage of the fire is ignition, the second stage is combustion, and the third stage is the transition of fire. Elements of fire that can be identified in these three stages are: Ignition Time in the first stage, Oxygen Production Rate in the second stage, Heat Release Rate and Smoke in the third stage. Smoke Production Rate.
이와 같이 각 단계에서의 연소 분해 생성물의 조성은 다르며, 이는 각 단계에서의 연기 밀도, 온도 등에 영향을 주게 된다. 더구나 화재 시나리오에 있어서는 특히 순간적인 열의 유동성, 산소의 공급, 연소 가스의 방출설비 등에 관한 정보가 요구된다.As such, the composition of the combustion decomposition products in each stage is different, which affects the smoke density, the temperature, and the like in each stage. In addition, in fire scenarios, information on instantaneous heat fluidity, oxygen supply, combustion gas release equipment, and the like is required.
제품의 실제적인 화재 성능에 대한 평가는 실제 크기의 시험편으로 얻어질 수 있고, 많은 인자들이 연기의 생성과, 생성된 연기의 특성에 영향을 미친다. 따라서 특정 소재의 연기의 특성을 파악함으로써 화재의 전개에 미치는 영향에 대해 평가할 수 있다.Evaluation of the actual fire performance of the product can be obtained with specimens of actual size, and many factors affect the production of smoke and the characteristics of the smoke produced. Therefore, it is possible to evaluate the impact on the development of a fire by understanding the characteristics of the smoke of a particular material.
이전의 실제에 가까운 화재 시험들의 형태를 보면, 그저 육안으로 관찰하는 정도를 벗어나지 못하여, 그 화재의 크기에만 의존하는 실정이고, 효과적인 화재예방 및 대처를 위해서는 실제 화재의 특성을 좀더 자세히 알아야 할 필요성이 있다.The previous forms of fire tests, which can only be visually observed, depend only on the size of the fire, and in order to effectively prevent and deal with it, it is necessary to know more about the characteristics of the actual fire. have.
즉, 상기와 같이 각 단계별로 파악한 화재특성의 요소들만 보더라도, 단지 시각적으로만 측정했던 실제 화재의 평가는 크게 잘못된 방법임을 알 수 있다.That is, even if only the elements of the fire characteristics grasped each step as described above, it can be seen that the evaluation of the actual fire, which was measured only visually, is a very wrong method.
따라서 실제 화재시 발생되는 발열량 및 기타 화재요소를 측정하는 장비의 개발은 매우 중요하며, 그 필요성이 절실한 상태이다.Therefore, the development of the equipment to measure the calorific value and other fire elements generated during the actual fire is very important, the need is urgently needed.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 보다 상세하게는 시험편을 연소 테스트룸 내에서 연소시키면서 다양한 화재 요소를 자동으로 측정할 수 있도록 개선된 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was made in view of the above, and more particularly, to provide an improved single-burning items measuring system capable of automatically measuring various fire elements while burning a test piece in a combustion test room. There is this.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템은, 내부에서 연소시험을 할 수 있도록 된 테스트룸과; 상기 테스트룸 상부에 설치되는 후드와, 상기 후드에서 수평 방향으로 연결되는 덕트를 가지는 덕트유닛과; 상기 테스트룸 내외로 출입 가능하게 설치되며, 연소 시험용 시편을 장착하는 이동 대차와; 상기 이동 대차에 설치되는 메인버너와; 상기 테스트룸 내부로 진입한 이동 대차의 상부에 위치하도록 상기 테스트룸 내에 설치되는 고정프레임에 지지되는 보조버너와; 상기 이동 대차에 장착된 시편의 연소시 발생하여 상기 덕트유닛을 통해 배출되는 연소가스를 측정하는 연소가스 분석장치;를 포함하며, 상기 연소가스 분석장치는, 상기 덕트를 통과하는 연소가스의 유속에 의한 차압을 측정하여 질량유속을 산출하는 질량유속 측정기와; 상기 연소가스의 온도를 측정하는 3개의 온도계와; 상기 연소가스에 함유된 산소, 일산화탄소, 이산화탄소량을 측정하는 가스분석기와; 상기 연소가스 내의 연기량을 측정하기 위해 상기 덕트에 설치되는 광학유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Single burning items measuring system of the present invention for achieving the above object, the test room to be able to perform a combustion test in the interior; A duct unit having a hood installed at an upper portion of the test room and a duct connected in the horizontal direction from the hood; A mobile trolley installed in and out of the test room and equipped with a test specimen for combustion; A main burner installed in the moving cart; An auxiliary burner supported by a fixed frame installed in the test room so as to be positioned at an upper portion of the moving trolley entering the test room; Combustion gas analysis device for generating a combustion gas discharged through the duct unit generated during the combustion of the specimen mounted on the mobile bogie; The combustion gas analysis device, at the flow rate of the combustion gas passing through the duct A mass flow rate measuring device for calculating a mass flow rate by measuring a differential pressure caused by the pressure difference; Three thermometers for measuring the temperature of the combustion gas; A gas analyzer for measuring the amount of oxygen, carbon monoxide, and carbon dioxide contained in the combustion gas; And an optical unit installed in the duct to measure the amount of smoke in the combustion gas.
여기서, 상기 이동대차는, 수평 플레이트형의 바닥벽과; 상기 바닥벽의 하부 에 설치되는 다수의 다리와; 상기 다리에 설치되는 바퀴와; 상기 바닥벽의 일측 모서리부분에 설치되어 시편을 고정시키기 위해 마련되는 지지대와; 상기 바닥벽의 전면측 테두리에서 수직으로 설치되는 차단벽;을 포함하며, 상기 차단벽은 상기 테스트룸의 상기 이동대차의 출입을 위해 형성된 출입용 구멍을 차단하도록 형성되며, 상기 차단벽에는 출입용 도어가 설치되는 것이 바람직하다.Here, the moving cart, the bottom wall of the horizontal plate type; A plurality of legs installed below the bottom wall; A wheel installed on the leg; A support installed at one corner of the bottom wall to fix the specimen; And a blocking wall vertically installed at a front side edge of the bottom wall, wherein the blocking wall is formed to block an entrance hole formed for access of the mobile truck of the test room, and the access to the blocking wall. It is preferable that the door is installed.
또한, 상기 메인버너 및 보조버너 각각은, 스테인레스스틸 재질로 형성된 버너 박스와; 상기 버너박스 내부의 바닥부에 적층되는 자갈층과; 상기 자갈층의 상부에 적층되는 모래층과; 상기 자갈층과 모래층 및 외부를 감싸도록 설치되는 금속거즈와; 연소용 프로판가스를 공급하기 위한 가스 파이프 소켓과; 원격에서 조작하여 가스를 점화할 수 있도록 상기 버너박스에 설치되는 스파크 발생기;를 포함하는 것이 좋다.In addition, each of the main burner and the auxiliary burner, burner box formed of stainless steel material; A gravel layer stacked on a bottom portion of the burner box; A sand layer stacked on top of the gravel layer; A metal gauze installed to surround the gravel layer, the sand layer, and the outside; A gas pipe socket for supplying combustion propane gas; It is preferable to include; a spark generator which is installed in the burner box to ignite the gas to operate remotely.
또한, 상기 가스분석기는, 덕트를 통해 배출되는 연소가스를 샘플링하는 샘플링프로브와; 상기 샘플링프로브에서 채집된 연소가스를 처리하는 가스처리부와; 가스처리부에서 처리된 연소가스를 분석하는 가스분석부;를 포함하며, 상기 가스처리부는, 연소가스의 그을음을 걸러내는 필터와; 연소가스에 포함한 수분을 걸러내는 콜드트랩과; 연소가스를 강제로 이송시키는 펌프;를 포함하는 것이 좋다.In addition, the gas analyzer, the sampling probe for sampling the combustion gas discharged through the duct; A gas processor which processes the combustion gas collected by the sampling probe; And a gas analyzer configured to analyze the combustion gas treated by the gas processor, wherein the gas processor comprises: a filter for filtering soot of the combustion gas; A cold trap for filtering moisture contained in the combustion gas; It is preferable to include a; pump for forcibly transferring the combustion gas.
본 발명의 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템에 따르면, 연소 시험용 시편을 설치하기 위하여 이동대차를 사용함으로써, 테스트룸에서 시편 설치 작업을 하지 않고 외부에서 장착한 뒤, 이동대차를 테스트룸 안으로 집어넣고 연소시험을 할 수 있다.According to the single-burning items measuring system of the present invention, by using a moving cart to install the test specimen for combustion, after mounting it externally without performing the specimen installation work in the test room, the moving cart is put into the test room and the combustion test can do.
이와 같이 이동대차를 사용함에 따라서 시편을 다루는 것이 용이하고, 연소된 시편을 처리하는 작업 또한 용이하다.As described above, the use of the moving trolley makes it easy to handle the specimens and to process the burned specimens.
그리고 메인버너 및 보조버너 각각을 테스트룸 외부에서 점화 및 소등시킬 수 있으며, 연소시험시 두 개의 버너를 순차적으로 점화되게 제어함으로써 연소시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. 특히, 버너들로 공급되는 프로판가스를 연소상태에 따라서 자동으로 조절할 수 있으므로, 연소시험을 보다 과학적으로 진행할 수 있다.In addition, each of the main burner and the auxiliary burner can be ignited and turned off outside the test room, and the combustion test can be controlled to ignite two burners sequentially to improve the reliability of the combustion test. In particular, the propane gas supplied to the burners can be automatically adjusted according to the combustion state, so that the combustion test can be carried out more scientifically.
또한, 연소가스를 채집하고, 채집된 연소가스를 필터링하고, 수분을 제거한 뒤 분석함으로써 보다 정확한 시험 데이터를 얻을 수 있어, 시험의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.In addition, by collecting the combustion gas, filtering the collected combustion gas, and after removing the moisture to analyze more accurate test data can be obtained, there is an advantage that can increase the reliability of the test.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a single burning items measuring system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6a, 도 6b, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템은, 테스트룸(10)과, 테스트룸(10) 상부에 설치되는 덕트유닛(20)과, 상기 테스트룸(10) 내외로 출입 가능하게 설치되는 이동 대차(30)와, 상기 이동 대차(30)에 설치되는 메인버너(40) 및 보조버너(50)와, 상기 이동 대차(30)에서 시편을 연소시 발생하여 상기 덕트유닛(20)을 통해 배출되는 연소가스를 분석하는 연소가스 분석장치(100)를 구비한다.1, 2, 3, 4, 5, 6A, 6B, and 7, the single burning items measuring system according to an embodiment of the present invention includes a
상기 테스트룸(10)은 내부 높이가 대략 2m 내외의 높이를 가지며, 양쪽 방향에 대해 내부 바닥이 직사각형 면적을 이루는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 이 테스트룸(10)의 벽 물질은 건축용 석재 블럭(block)(예 셀 방식 콘크리트), 석고 판 또는 섬유 판으로 제작될 수 있다.The
테스트룸(10)의 한쪽 벽은 테스트룸(10) 안으로 외부로부터 이동대차(Trolley, 30)를 삽입하기 위한 구멍(11)이 형성된다. 그리고 테스트룸(10)의 벽에는 적어도 2개의 창이 형성되며, 바람직하게는 수직 시편(1) 평면의 앞면에 대응하는 2개의 벽면에 설치된다. 따라서 이동대차(30)가 테스트룸(10) 내부로 이동되어 위치되어 있을 때, 전체적인 연소측정 시스템과 수직시편(1)을 외부에서 확인하면서 다룰 수 있게 된다. 또한, 테스트룸(10)에는 실험자가 기기 등을 다룰 수 있도록 출입 가능한 도어가 설치될 수 있으며, 그 위치는 한정되지 않는다.One wall of the
상기 테스트룸(10)은 상부가 덮혀 있으며, 개방된 부분에는 덕트유닛(20)이 연결되어 테스트룸(10)에서 연소되는 가스를 배출시킨다.The upper part of the
또한, 상기 테스트룸(10)에는 내부로 들어온 이동대차(30)의 위치를 잡아주기 위한 고정프레임(12)이 설치된다. 상기 고정프레임(12)은 테스트룸(10) 내부에 고정 설치되며, 상부에는 덕트유닛(20)이 연결된다.In addition, the
상기 덕트유닛(20)은 고정프레임(12)의 상부에 연결되는 후드(21)와, 후드(21)에 수평 방향으로 연결되는 원동형상의 덕트(22)를 구비한다. 상기 덕트(22)는 연소가스를 측정할 수 있도록 알파벳 'J'자 형상으로 형성된다. 이러한 덕트(22)는 광물 면으로 절연되어 있다. 이 덕트(22)에 후술할 연소가스 분석장 치(100)가 연결되어 배출되는 연소가스를 분석하게 된다.The
상기 이동대차(30)는 수평 플레이트형의 바닥벽(31)과, 바닥벽에 수직으로 설치되며 테스트룸(10)에 삽입시 상기 구멍(11)을 외부와 차단시키는 차단벽(32)과, 차단벽(32)에 설치되는 도어(33)와, 상기 바닥벽(31)의 하부에 설치되는 다리(34) 및 다리에 설치되는 바퀴(35)를 구비한다. 상기 바닥벽(31)의 일측 모서리 부분에는 시편(1)을 고정시키기 위한 지지대(36)가 설치된다. 이 지지대(36)에 시편(1)이 나사 등에 의해 체결되어 고정될 수 있다.The
상기 차단벽(32)은 이동대차(30)의 전면 전체에 결처 설치될 수 있으며, 테스트룸(10) 내에서의 연소 실험시 외부로 화기가 나오지 못하도록 차단하는 역할을 한다. 또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 시편의 후방에 일정 공간 갭(G)을 갖도록 백킹보드(Backing Board,37)가 더 설치된다. 백킹보드(37)는 대략 800±150kg/㎥의 밀도, 그리고 12±3mm의 두께로 된 칼슘 규산염 보드(Board)이다. 백킹보드(37)는 짧은 날개와 긴 날개가 직각 즉, 코너를 이루도록 설치되며, 짧은 날개에 대해서 백킹보드(37)는 시편(1)보다 더 넓게 설치된다. 그리고 백킹보드(37)의 추가적인 넓이가 한 쪽 면에만 확대되도록 할 수 있다.The
상기 이동대차(30)의 바닥벽(31)에는 메인버너(40)가 설치되고, 상기 메인 버너(40)의 반대쪽 상부에는 보조버너(50)가 설치된다. 메인버너(40)와 보조버너(50)는 동일한 구성을 가지며, 메인버너(40)는 이동대차(30)의 바닥면의 코너부분에 설치되고, 보조버너(50)는 고정프레임(12)의 기둥부분에 고정된다. 즉, 보조버너(50)는 이동대차(30)의 바닥면에서 일정 높이에 위치되게 설치된다.The
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 예를 들어 메인버너(40)는 한 변의 길이가 대략 250mm인 직각 이등변 삼각형의 구조로서, 높이는 대략 80mm, 무게중심에 대략 12.5mm의 파이프 소켓용 구멍을 제외한 바닥은 닫히고, 상부는 열려있는 형상을 갖는다. 구멍이 뚫려있는 직각 삼각의 판이 버너의 바닥으로부터 10mm 위치에 놓이게 될 것이다. 그리고 최대 메쉬 사이즈(Mesh Size)가 2mm인 금속 거즈가 바닥에서 12mm와 60mm의 높이에 설치되는 것이 좋다. 버너 박스(41)의 재질은 두께가 대략 1.5mm의 스테인레스 스틸(Stainless Steel)로 구성되며, 바닥에서 10mm까지는 비어있는 공간(void)이고, 10~60mm는 크기 4-8mm의 자갈 층(42), 60~80mm는 크기 2~4mm 모래 층(43)으로 채워져 있다. 금속 거즈(45)는 두개의 층(42,43)을 안정시키고 자갈이 가스 파이프 소켓(47)으로 들어가는 것을 막는다. 빈 공간(void) 바로 위의 금속 거즈(45)는 편평하게 유지되도록 버티게 된다. 설치되는 자갈과 모래는 울퉁불퉁한 돌이 아니라 둥글게 된(강) 돌이다. 이러한 구조의 메인버너(40)는 이동대차(30)의 바닥벽(31) 상에 시편(1)의 바닥위치에 대응되게 설치된다. 메인버너(40)는 지지대(36)에 밀착되게 맞춰져 설치된다.13A and 13B, for example, the
메인버너(40)와 동일한 구조를 가지는 보조버너(50)는 시편(1) 모서리 반대쪽의 고정프레임(12)의 기둥에 설치되며, 테스트룸(10)의 바닥에서 대략 1,450±5mm 위치에 버너의 윗면이 맞추어지도록 고정 설치된다. 보조버너(50)와 후드(121) 까지의 수직 거리는 대략 1000mm 정도인 것이 좋다.The
또한, 바람직하게는 보조버너(40)는 칼슘 규산염 판(backing 판과 같은)으로 만들어진 직사각형 모양의 방어판(13)에 의해서 메인버너(40)의 불꽃으로부터 보호 되어 진다. 이 방어판(13)은 메인버너(40)의 대각선 측면(대각선의 총 넓이를 막는)에 설치된다.In addition, the
그리고 도 13c에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 메인버너(40)와 보조버너(50)는 별도의 프로판가스 공급부(60)로부터 가스를 공급받아 발화되며, 원격에서 발화될 수 있게 스파크 발생기(48)를 구비하고 있다. 그리고 2개의 감지기(UV Detector)(71,72)를 거쳐 탐지되는 메인 또는 보조버너(40,50)의 소등 여부를 제어부(73)에서 검지하고, 소등인 경우 곧바로 가스 공급을 자동으로 차단하기 위한 솔레노이드 밸브(61)가 가스 공급파이프 상에 설치된다.And as shown in Figure 13c, each of the
메인버너(40)와 보조버너(50)는 서로의 버너가 바뀌는 동안을 제외하고 테스트하는 동안에 동시에 타지 않는다. 두 버너 중 하나에 대한 프로판가스 공급에 사용되는 스위치는 가스 공급회로(70)를 거쳐 테스트룸(10) 외부에 설치되어 작동시킬 수 있다. 상기 가스 공급회로(70)의 동작은 상기 제어부(73)에 의해 제어될 수 있다.The
물론, 보조버너(50)에서 메인버너(40)로 바꾼 다음 바로 몇 초 되지 않아서 보조 버너(50)는 낮은 레벨로 동시에 탈수 있다. 이때, 메인버너(40)의 공급밸브(63)는 공급량을 증대시키고, 보조버너(50)의 공급밸브(64)는 공급량을 차단한다.Of course, the
상기 가스 분석장치(100)는 도 8 내지 도 12b에 도시된 바와 같이, 질량유속 측정기(110)와, 온도계(120)와, 가스분석기(130) 및 광학유닛(140)을 구비한다. As shown in FIGS. 8 to 12B, the gas analyzer 100 includes a mass flow meter 110, a
질량유속 측정기(110)는 덕트 내의 흐르는 연소가스의 질량유속을 측정하기 위해 설치되는 유속프로브(111)와, 유속프로브(111)에서 걸리는 가스유량에 따라 양쪽 유량 압력차를 구해 연소가스의 배출속도를 측정하는 차압력 변환기(112)를 구비한다. 상기 유속프로브(111)는 서로 반대방향으로 형성된 개구를 가지는 한 쌍의 오리피스관(111a,111b)을 가지며, 덕트(22) 내부의 중앙에 위치하도록 설치된다. 덕트(22)에는 유속프로브(111)가 결합되는 제1구멍(22a)과, 상기 온도계(120)가 연결되는 제2구멍(22b), 가스분석기(130)가 연결되는 제3구멍(22c) 및 텅스텐 필라멘트 램프를 사용한 광학유닛(140)이 결합되는 제4구멍(22d)이 순차적으로 형성된다.The mass flow rate measuring instrument 110 calculates the flow rate pressure difference between the
상기 온도계(120)는 덕트(22)를 통과하는 연소가스의 온도를 측정한다.The
상기 가스분석기(130)는 덕트(22)에 설치되어 연소가스를 샘플링하는 샘플링프로브(131)와, 가스처리부(132) 및 가스분석부(133)를 구비한다. 상기 샘플링프로브(131)는 도 10d에 도시된 바와 같이, 덕트(22)의 중심을 통과하여 교차하도록 설치되며, 다수의 가스 유입구(131a)를 가진다.The gas analyzer 130 includes a
상기 가스처리부(132)는 도 12에 도시된 바와 같이, 샘플링프로브(131)에서 포집된 연소가스에 포함된 그을음을 걸러내기 위한 필터(132a)와, 수증기나 수분을 응결시켜 제거하기 위해 연소 가스 이송관(134)에 설치되는 콜드트랩(cold trap)(132b)과, 포집되는 연소가스를 펌핑하여 강제로 이동시키기 위한 이송펌프(132c)와, 연소가스의 상태(예를 들어 연소 가스에 잔류하는 수분의 함량등)를 육안으로 확인하도록 설치되는 다수의 감시부(132d)와, 압력조절부(132e), 압력게이지(132f) 등을 구비한다. 상기 구성의 가스처리부(132)에 의하면 샘플링프로브(131)에서 포집된 연소가스에 포함된 그을음, 수분 등을 제거한 뒤, 연소가스에 포함된 산소, 이산화탄소, 일산화탄소 등의 가스만이 가스 분석부(133)로 전달될 수 있도록 한다.As illustrated in FIG. 12, the gas processor 132 includes a
또한, 일산화탄소 또는 이산화탄소의 분석을 위한 영점조절을 위해 공급될 일산화탄소 또는 이산화탄소를 공급하기 위한 제1탱크(132g) 및 질소 등의 가스를 공급하기 위한 제2탱크(132h)가 더 설치될 수 있다.In addition, a
상기 가스분석부(133)에서는 전달되는 연소가스를 분석하여, 산소량, 일산화탄소량 및 이산화탄소량 등을 분석할 수 있게 된다. 분석된 데이터들을 컴퓨터(200)로 전달된다.The
도 11a, 도 11b, 도 11c를 참조하면, 상기 광학유닛(140)은 덕트(22)를 빠져나가는 연소가스에 포함된 연기를 측정하기 위한 것으로서, 텅스텐 필라멘트 램프가 설치되는 하우징(141)과, 하우징(141)에 연결되어 상기 덕트(22)의 일측에 결합되며 내부에 광학필터(142a)가 설치되는 제1경통(142)과, 상기 제1경통(142)에 대칭되도록 덕트(22)의 반대측에 설치되는 제2경통(143)과, 제2경통(143)에 연결되는 광량 검지부(144)를 구비한다. 상기 하우징(141)가 제2경통(143)은 반달 형상의 연결부재(145)에 의해 연결된 구조를 가진다.11A, 11B, and 11C, the
상기 제1경통(142)은 다수의 파이프형 경통부들이 연결된 구성으로서, 그들 사이에 오링(142b)에 설치된다. 따라서 외부의 공기가 경통(142) 내부로 유입되되, 광학계 쪽으로 이동하지 않고 덕트(22) 쪽으로 유입되게 된다.The
상기 제2경통(143)에도 광학필터(143a)가 설치될 수 있다. 도 11c에서 도 면부호 143b는 코팅유리를, 도면부호 143c는 복수의 경통부들을 연결하는데 사용되는 오링을 나타낸다. 상기 구성에 의하며 제2경통(143) 내에도 외부 공기가 유입되되, 오링(143c) 의해서 광량 검지부(144) 쪽으로 이동하지 않게 된다. An
이러한 구성의 광학유닛(140)을 이용하여 연소가스 중의 연기의 밀도를 측정할 수 있게 된다. 즉, 램프에서 일정 밝기로 조사된 광은 덕트(22)를 통과하여 반대쪽 광량 검지부(144)에서 수광되는데, 연기의 밀도에 비례하여 수광량이 감소하게 되어 결국 연기의 밀도를 알아낼 수 있게 된다.Using the
상기 구성 이외에도, 테스트룸(10)의 바깥벽에 설치되어 테스트룸(10)으로 유입되는 공기의 대기 온도를 측정하는 대기온도센서와, 테스트룸(10) 주변의 대기압을 감지하는 대기압 센서와, 테스트룸(10) 주변의 상대습도를 측정하는 습도계를 더 포함하는 것이 좋다.In addition to the above configuration, the atmospheric temperature sensor is installed on the outer wall of the
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 싱글 버닝 측정시스템을 이용한 측정방법을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a measuring method using a single burning measuring system according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described in detail.
먼저, 이동대차(30)에 연소 시험을 할 수 있도록 시편(1)을 설치한다. 상기 시편(1)은 지지대(36)에 대해 나사 등으로 체결시켜 고정시키고, 수직으로 코너를 이루도록 설치한다. 그리고 일정 부분 뒤편에는 백킹보드(37)를 수직으로 고정 설치하게 된다. 즉, 도 6b에 도시된 바와 같이, 백킹보드(37)와 시편(36) 사이에 공간 갭(G)이 형성되도록 배치하고, 시편(36)의 코너부분의 바닥에 메인버너(40)가 배치되도록 한다. 여기서 상기 시편(36)의 크기, 두께, 종류, 백킹보드(37)와의 사이의 공간 갭(G) 등은 시험 표준 기준에 맞게 설치된다. 물론, 테스트룸(10) 내의 고정프레임(12)에는 보조버너(50)가 설치된다.First, the test piece (1) is installed in the moving cart (30) so that a combustion test can be performed. The
상기 보조버너(50)도 메인버너(40)와 동일한 구성을 가지므로, 테스트룸(10) 내부에 설치한 상태에서 외부에서 점화 및 소등을 원격으로 제어할 수 있게 된다.Since the
상기와 같이 이동대차(30) 상에 시편(1)을 설치한 뒤, 이동대차(30)를 테스트룸(10) 내부로 밀어 넣는다. 그리고 나서 이동대차(30)의 도어(33)를 닫는다.After the
상기와 같이 시편(1)을 이동대차(30)에 배치한 뒤 테스트룸(30)에 설치하고 나서 연소 시험을 하게 된다.As described above, the
이때, 직각 코너를 형성한 2개의 수직 날개로 구성된 테스트 시편(1)은 코너의 바닥에 놓여있는 메인버너(40)에서 나온 불꽃에 노출된다. 불꽃은 프로판 가스의 연소에서 얻어진다.At this time, the
테스트 시편(1)의 실행은 대략 20분에 걸쳐 평가된다. 실행 파라미터들(Parameter)은 Heat Production, Smoke Production, 수평 화염 전파, 떨어지는 화염 비말(飛沫, flaming droplet)과 분자(미립자, particle)이다.The execution of the
메인버너(40)를 발화하기 전에 시편(1)에서 떨어진 동일한 구성의 보조버너(50)를 점화시켜서, 버너의 열 방출량(Heat Output)만을 측정하는데 짧은 시간이 소요된다.Before igniting the
이때, 어떤 측정은 자동으로 실행되고, 어떤 측정은 육안으로 관찰해야 된다. 덕트(22)에서는 온도, 빛의 감쇠(減衰, light attenuation), 산소(O2)와 이산화탄소(CO2), 몰분율(mole fraction, 소량)과 유체 흐름에 의하여 유도된 차압 측정을 위한 구성요소들(111,112)(131)(140)이 앞서 설명한 바와 같이 장착된다. 상기 구성요소들(111,112)(131)(140)을 통해 측정되는 데이터는 자동으로 컴퓨터(200)에 기록되고 체적유량(volume flow), FIGRA(Fire Growth Rate Index), SMOGRA(Smoke Growth Rate Index), Total Heat Release(THR), Average Rate of Heat Release(RHR), Total Smoke Production(TSP)를 계산하는데 사용된다.At this time, some measurement is performed automatically, and some measurement must be observed with the naked eye. In the
한편, 시각적인 관찰은 수평 불꽃과 화염 비말(飛沫, flaming droplet)과 분자(미립자, particle)의 낙하를 관찰하게 된다.Visual observation, on the other hand, observes the fall of horizontal flames, flaming droplets, and molecules (particles).
즉, 연소시험을 측정하는 과정을 다시 한 번 정리하면, 다음과 같다.In other words, once again the process of measuring the combustion test is as follows.
덕트(22)에서는 3개의 온도계(120)를 통해 온도 T1, T2, T3와 대기 온도를 최소한 일정 기간(예를 들어 300초 동안) 측정하여 기록한다. 대기 온도는 20±10℃ 범위 안에 있고, 덕트(22)의 온도는 대기 온도와 4℃ 이상 차이가 나지 않게 된다.In the
그리고 연소에 앞서서 자연 상태의 데이터(대기압, 상대습도)를 측정하여 기록한다.Measure and record the natural data (atmospheric pressure and relative humidity) prior to combustion.
정밀시계(chronometer)로 시간을 측정하기 시작하고 데이터를 자동 기록하기 시작한다. 기록될 데이터들은 버너들(40,50)에 공급되는 프로판 가스의 질량유량, 유압프로브(111)를 통해 측정되는 덕트(22) 내에서의 차압, 상기 광학유닛(140)에서 측정되는 수광량(%로 표시), 그리고 샘플링프로브(131)를 통해 샘플링 된 가스를 분석한 산소 몰분율, 이산화탄소 몰분율, 이동대차(30)의 바닥 쪽 공기 유입구에서의 대기 온도(T0)를 포함한다.Start to measure time with a chronometer and start recording data automatically. The data to be recorded are the mass flow rate of propane gas supplied to the
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템은, 실험시 점화원인 가스의 유량을 자동으로 조절할 수 있기 때문에 연소시험을 정밀하게 제어하면서 수행할 수 있으며, 원격에서 메인버너(40)와 보조버너(50)의 점화를 순차적으로 이루어지도록 제어할 수 있게 됨으로써, 안전하면서도 정확하게 연소시험을 수행할 수 있다.Single burning items measuring system according to an embodiment of the present invention having the above configuration can be carried out while precisely controlling the combustion test, since the flow rate of the gas that is the ignition source during the experiment can be carried out, and the main burner remotely ( 40) and by controlling the ignition of the
또한, 보조버너(50)의 점화 및 소등 후 메인버너(40)의 착화가 순차적으로 전환되어 이루어지도록 제어할 수 있기 때문에, 실험의 정확성 및 실험데이터의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.In addition, since the ignition and the extinguishing of the
또한, 연소시험에 사용할 시편(1)을 설치하기 용이하도록 이동대차(30)를 구비함으로써, 테스트룸(10)에서 직접 시편(1)을 설치하고, 분리 및 작업하는 번거로움을 덜 수 있게 되어 실험 준비 및 작업효율성을 높일 수 있다.In addition, by providing a
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능하다 할 것이다.As mentioned above, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the claims. Various modifications and variations will be possible.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 버닝 아이템즈 측정시스템의 테스트룸 및 이동대차를 나타내 보인 정면도.1 is a front view showing the test room and the moving cart of the single burning items measuring system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 테스트룸 및 이동대차의 측면도.2 is a side view of the test room and the moving cart shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시된 테스트룸 및 이동대차의 평면도.3 is a plan view of the test room and the moving cart shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 이동대차의 정면도.4 is a front view of the mobile truck shown in FIG.
도 5는 도 4에 도시된 이동대차의 측면도.5 is a side view of the mobile truck shown in FIG.
도 6a는 도 4에 도시된 이동대차의 평면도.Figure 6a is a plan view of the mobile truck shown in FIG.
도 6b는 도 6a의 요부를 발췌하여 보인 도면.Figure 6b is a view showing an extract of the main portion of Figure 6a.
도 7은 도 4에 도시된 이동대차가 테스트룸 내의 고정프레임에 장착된 상태를 보인 도면.7 is a view showing a state in which the mobile cart shown in Figure 4 is mounted on a fixed frame in the test room.
도 8은 도 1에 도시된 덕트유닛에 설치되는 연소가스 분석장치를 나타내 보인 도면.8 is a view showing a combustion gas analysis device installed in the duct unit shown in FIG.
도 9는 도 8에 도식된 덕트의 단면도.9 is a cross-sectional view of the duct shown in FIG. 8.
도 10a 및 도 10b는 도 9의 유속프로브를 설명하기 위한 도면.10A and 10B are views for explaining the flow rate probe of FIG.
도 10c는 도 9의 온도계를 설명하기 위한 단면도.10C is a cross-sectional view for explaining the thermometer of FIG. 9.
도 10d는 도 9에서 가스 샘플링프로브의 설치상태를 설명하기 위한 단면도.FIG. 10D is a cross-sectional view illustrating an installation state of a gas sampling probe in FIG. 9. FIG.
도 10e는 도 9에서 광학유닛이 결합되는 부분을 설명하기 위한 단면도.10E is a cross-sectional view for explaining a portion in which an optical unit is coupled to FIG. 9.
도 11a는 도 8의 광학유닛을 발췌하여 보인 도면.Figure 11a is a view showing an extract of the optical unit of FIG.
도 11b 및 도 11c는 도 11a의 요부를 각각 발췌하여 보인 도면.11B and 11C are each an excerpt of the main portion of FIG. 11A;
도 12는 가스분석기를 설명하기 위한 도면.12 is a diagram for explaining a gas analyzer.
도 13a 및 도 13b 각각은 메인버너 및 보조버너를 설명하기 위한 도면.13A and 13B are views for explaining a main burner and an auxiliary burner.
도 13c는 메인버너 및 보조버너 각각으로 프로판가스를 공급하는 상태를 설명하기 위한 도면.13C is a view for explaining a state in which propane gas is supplied to each of the main burner and the auxiliary burner.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10..테스트룸 20..덕트유닛10.
30..이동대차 40..메인버너30.
50..보조버너 70..가스 공급회로50.
100..연소가스 분석장치 110..질량유속 측정부100. Combustion gas analyzer 110. Mass flow rate measuring unit
120..온도계 130..가스분석기120. Thermometer 130. Gas analyzer
140..광학유닛 200..컴퓨터140.
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