KR20150114847A - 내화성능 시험장치 - Google Patents

내화성능 시험장치 Download PDF

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KR20150114847A
KR20150114847A KR1020140039587A KR20140039587A KR20150114847A KR 20150114847 A KR20150114847 A KR 20150114847A KR 1020140039587 A KR1020140039587 A KR 1020140039587A KR 20140039587 A KR20140039587 A KR 20140039587A KR 20150114847 A KR20150114847 A KR 20150114847A
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김승훈
김민홍
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 내화성능 시험장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내화성능 시험장치는, 수평 방향으로 배치되는 판 형상의 스테이지와, 화염의 분사 방향이 조절되는 화염노즐, 및 스테이지 상에 안착되며 중앙에 화염노즐이 위치하는 공간이 형성되고, 화염노즐의 상면, 측면 및 하면에 각각 위치하여 시험편이 결합되는 상면부, 측면부 및 하면부를 포함하는 고정프레임을 포함할 수 있다.

Description

내화성능 시험장치{Fire-resistance test apparatus}
본 발명은 내화성능 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내화물질이 도포된 시험편에 실제 화재 상황과 유사한 조건으로 화염을 발생시킬 수 있어 내화물질의 성능을 정확하게 평가할 수 있는 내화성능 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 내화성능시험은 고압의 화염 또는 가스가 분출되면서 발생하는 고도의 대류, 복사에 의한 열유속(heat flux)과 침식력(erosive force)에 의한 내화(PFP; Passive Fire Protection)물질의 성능을 평가하는 것으로, 일정한 크기의 시험편에 내화물질을 도포한 후, 시험편에 화염을 분사함으로써 시험이 이루어진다. 이 때, 화염이 분사되는 노즐은 시험편의 전방에 수평하게 배치되며, 정해진 시간 동안 이면부의 온도가 일정 온도를 넘지 않는 것을 기준으로 하여 성능을 평가하게 된다.
한편, 시험편의 전방에서 수평하게 화염을 분사하면, 열의 대류 현상으로 인하여 화염은 수직 방향으로 치솟게 된다. 그러나, 해양플랜트와 같이 복잡한 구조물과 다양한 기자재로 이루어진 장소에서 화재가 발생하는 경우, 화염은 시험 조건과 같이 전방에서만 발생하는 것이 아니며, 구조물과 기자재의 설치 조건에 따라 전 방향에서 발생할 수 있다.
화염의 발생 방향에 따라 대류와 같은 열전달 특성 및 침식력은 변하게 되며, 이에 따른 시험 결과도 달라지므로, 화염의 발생 방향은 성능시험의 중요한 변수가 될 수 있다. 따라서, 기존의 시험 방법은 화염의 발생 방향이 일정하여 실제 화재 상황을 재현하는데 어려움이 있으며, 이는 시험 결과에 영향을 끼치게 된다.
대한민국 등록특허 제10-0969921호 2010. 07. 06
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 내화물질이 도포된 시험편에 실제 화재 상황과 유사한 조건으로 화염을 발생시킬 수 있어 내화물질의 성능을 정확하게 평가할 수 있는 내화성능 시험장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 내화성능 시험장치는, 수평 방향으로 배치되는 판 형상의 스테이지와, 화염의 분사 방향이 조절되는 화염노즐, 및 상기 스테이지 상에 안착되며 중앙에 상기 화염노즐이 위치하는 공간이 형성되고, 상기 화염노즐의 상면, 측면 및 하면에 각각 위치하여 시험편이 결합되는 상면부, 측면부 및 하면부를 포함하는 고정프레임을 포함한다.
상기 고정프레임은 상기 상면부, 상기 측면부 및 상기 하면부의 중앙에 각각 관통홀이 형성되며, 상기 시험편은 상기 관통홀에 중첩되도록 배치될 수 있다.
중앙에 화염이 순환되는 공간이 형성된 형상을 이루며, 상기 시험편의 일측면에 부착되어 상기 고정프레임에 삽입 고정되는 화염 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지의 하부에 배치되어 상기 스테이지를 수직 방향으로 이동시키는 적어도 하나의 실린더부를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지는 복수 개로 분할되며, 각 스테이지 상부에는 각각 상기 고정프레임이 안착되고 하부에는 각각 상기 실린더부가 설치될 수 있다.
상기 스테이지와 평행하게 배치되며 상기 화염노즐이 회전 가능하게 결합되는 지지봉과, 상기 지지봉의 양단을 지지하는 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 지지봉과 상기 프레임 사이에 설치되어 상기 지지봉을 수직 방향으로 이동시키는 유압실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 화염노즐을 둘러싸며 다공성 망체로 형성된 보호챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 고정프레임의 외측에 배치되어 화염과 직접 접하지 않는 상기 시험편의 후면의 온도 변화를 측정하는 온도측정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다양한 방향으로 시험편을 장착할 수 있으며, 시험편이 장착된 방향에 따라 화염이 분사되는 방향을 조절할 수 있다. 또한, 시험편과 화염노즐 사이의 간격을 임의로 조절할 수 있어 실제 화재 상황과 유사한 조건으로 내화성능시험을 수행할 수 있다. 따라서, 내화물질의 열전달 특성 및 침식력 등에 관한 정확환 시험결과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화성능 시험장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 내화성능 시험장치의 분해 사시도이다.
도 3은 고정프레임에 화염노즐이 배치된 모습을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 고정프레임과 화염노즐을 A-A선으로 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 내화성능 시험장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 내화성능 시험장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내화성능 시험장치의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)는 내화물질이 도포된 시험편(100)에 화염을 분사하여 열전달 특성 및 침식력 등의 내화성능을 시험하기 위한 장치이다. 여기서, 내화물질이라 함은, 고온의 열이나 급격한 열변화 또는 반복적인 가열에 반응하지 않고 잘 견디는 성질을 가진 물질을 총칭하며, 시험편(100)이라 함은, 일정한 두께를 갖는 판 형상의 철강부재를 의미한다. 시험편(100)의 적어도 일면에는 내화물질이 도포된다.
내화성능 시험장치(1)는 다양한 방향으로 시험편(100)을 장착할 수 있으며, 시험편(100)이 장착된 방향에 따라 화염이 분사되는 방향을 조절할 수 있다. 또한, 시험편(100)과 화염노즐(20) 사이의 간격을 임의로 조절할 수 있어 실제 화재 상황과 유사한 조건으로 내화성능시험을 수행할 수 있다. 따라서, 내화물질의 성능에 관한 정확한 시험결과를 얻을 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 내화성능 시험장치(1)에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 내화성능 시험장치의 분해 사시도이고, 도 3은 고정프레임에 화염노즐이 배치된 모습을 확대하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 고정프레임과 화염노즐을 A-A선으로 절단한 단면도이다.
본 발명에 따른 내화성능 시험장치(1)는 판 형상의 스테이지(10)와, 화염이 분사되는 화염노즐(20), 및 시험편(100)이 장착되는 고정프레임(30)을 포함한다.
스테이지(10)는 소정 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 작업현장의 바닥과 수평 방향으로 배치된다. 스테이지(10)는 단열성이 강한 재질로 형성되며, 일 측에 실린더부(11)가 배치된다.
실린더부(11)는 스테이지(10)를 수직 방향으로 이동시키는 것으로, 스테이지(10)의 하부에는 적어도 하나의 실린더부(11)가 배치된다. 다시 말해, 실린더부(11)는 스테이지(10)의 하부에 수직하게 배치되며, 상하 방향으로 신축하여 스테이지(10)를 수직 방향으로 이동시킨다. 실린더부(11)가 스테이지(10)를 수직 방향으로 이동시킴으로써, 후술할 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 임의로 조절할 수 있다. 실린더부(11)와 스테이지(10) 사이에는 완충부재(12)가 개재될 수 있다. 완충부재(12)가 개재됨으로써, 실린더부(11)의 신축 시 스테이지(10) 또는 실린더부(11)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있으며, 스테이지(10)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.
한편, 스테이지(10)의 상부에는 화염노즐(20)이 배치된다. 화염노즐(20)은 화염이 분사되는 부분으로, 외부로부터 공급받은 연료가스와 산소를 적절히 혼합한 후 점화시킴으로써 화염을 생성할 수 있다. 도면 상에는 도시되지 않았지만, 화염노즐(20)은 연료가스를 공급하는 가스공급라인과 산소를 공급하는 산소공급라인에 각각 연결되며, 내측에 별도의 점화장치를 구비할 수 있다. 화염노즐(20)은 화염의 분사 방향을 조절할 수 있다. 즉, 화염노즐(20)은 360˚ 전 방향으로 회전이 가능하여 시험편(100)의 장착 위치에 따라 화염의 분사 방향을 조절할 수 있다. 화염의 분사 방향이 조절됨으로써, 화염을 상방 또는 측방 또는 하방으로 진행시킬 수 있어 다양한 조건에서 성능시험을 할 수 있다.
화염노즐(20)의 외측에는 보호챔버(21)가 배치될 수 있다. 보호챔버(21)는 다공성 망체로 형성되어 화염노즐(20)을 둘러싸며, 내화성이 강한 재질로 형성된다. 보호챔버(21)가 다공성 망체로 형성됨으로써, 화염은 보호챔버(21)를 통과하여 시험편(100)에 용이하게 전달될 수 있다. 또한, 보호챔버(21)가 화염노즐(20)을 둘러싸며 배치됨으로써, 상방으로 진행하는 화염으로 인해 시험편(100)으로부터 탈락된 이물질 등이 화염노즐(20)에 접촉하는 것을 방지할 수 있으며, 화염노즐(20)로부터 탈락된 이물질 등이 시험편(100)에 접촉하는 것 또한 예방할 수 있다. 따라서, 정확한 시험결과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 장치의 수명이 증가하는 효과도 얻을 수 있다. 이러한 화염노즐(20)은 지지봉(40)에 회전 가능하게 결합된다.
지지봉(40)은 일정한 길이를 갖는 막대 형상의 부재로, 스테이지(10)와 평행하게 배치된다. 지지봉(40)은 내부가 중공형으로 형성되어 전술한 가스공급라인과 산소공급라인을 수용할 수 있다. 그러나, 지지봉(40)의 내부에 가스공급라인과 산소공급라인이 수용되는 구조로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 지지봉(40)은 연료가스와 산소가 공급되는 통로로 직접 사용될 수도 있다. 지지봉(40)과 화염노즐(20)은 클램프(clamp)에 의해 서로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말해, 클램프의 일 측에는 지지봉(40)이 결합되고 타 측에는 화염노즐(20)이 결합되어, 지지봉(40)을 중심으로 클램프가 회전함에 따라 화염노즐(20)이 회전할 수 있다. 그러나, 지지봉(40)과 화염노즐(20)이 클램프에 의해 결합되는 구조로 한정될 것은 아니며, 화염노즐(20)이 회전 가능한 구조로 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 지지봉(40)과 화염노즐(20)은 서로 힌지(hinge) 결합될 수도 있다. 이러한 지지봉(40)은 일 측에 프레임(50)이 결합된다.
프레임(50)은 일정한 길이를 갖는 막대 또는 판 형상의 부재로, 지지봉(40)의 양단을 지지한다. 즉, 프레임(50)은 지지봉(40)의 양단에 각각 배치되며, 지지봉(40)을 지지하여 스테이지(10)로부터 이격시킨다. 이 때, 프레임(50) 사이에는 스테이지(10)도 개재된다. 프레임(50)이 지지봉(40)의 양단을 지지함으로써, 화염노즐(20) 또한 스테이지(10)로부터 이격되어 배치되며, 이로 인해, 화염노즐(20)의 외측으로 고정프레임(30)이 배치될 수 있다.
고정프레임(30)은 시험편(100)이 결합되는 부분으로, 스테이지(10) 상에 안착된다. 고정프레임(30)은 복수 개의 막대 부재가 서로 결합되어 복수 개의 면을 형성하되, 복수 개의 면이 연속적으로 직교 결합되어 중앙에 화염노즐(20)이 위치하는 공간이 형성될 수 있다. 즉, 화염노즐(20)은 고정프레임(30)의 내측 중앙에 위치하여 화염을 분사시킨다. 고정프레임(30)은 상면부(31)와 측면부(32) 및 하면부(33)를 포함한다.
상면부(31)는 화염노즐(20)의 상면에 위치하여 시험편(100)을 결합하는 부분으로, 상면부(31)의 일 측에는 측면부(32)가 직교하여 결합된다. 측면부(32)는 화염노즐(20)의 측면에 위치하여 시험편(100)을 결합하는 부분으로, 측면부(32)의 일 측에는 하면부(33)가 직교하여 결합된다. 하면부(33)는 화염노즐(20)의 하면에 위치하여 시험편(100)을 결합하는 부분으로, 하면부(33)는 상면부(31)에 평행하게 배치된다. 즉, 고정프레임(30)은 상면부(31)와 측면부(32) 및 하면부(33)가 서로 연속적으로 직교 결합되어 'ㄷ'자형 구조로 형성되며, 이로 인해, 시험편(100)이 장착되는 방향을 조절하여 시험할 수 있다. 예를 들어, 상방으로 진행하는 화염에 대한 내화성능을 시험할 경우, 시험편(100)을 상면부(31)에 장착한 후 화염노즐(20)을 작동하여 화염을 발생시킬 수 있다. 반대로, 하방으로 진행하는 화염에 대한 내화성능을 시험할 경우, 시험편(100)을 하면부(33)에 장착한 후 화염을 발생시킬 수 있으며, 측방으로 진행하는 화염에 대한 내화성능을 시험할 경우, 시험편(100)을 측면부(32)에 장착할 수도 있다.
고정프레임(30)은 상면부(31)와 측면부(32) 및 하면부(33)의 중앙에 각각 관통홀(34)이 형성된다. 상면부(31)와 측면부(32) 및 하면부(33)의 중앙에 각각 관통홀(34)이 형성됨으로써, 시험편(100)은 관통홀(34)에 중첩되도록 배치되어 일 측이 화염노즐(20)에 노출될 수 있다. 이 때, 시험편(100)은 내화물질이 도포된 면이 화염노즐(20)에 노출되도록 배치된다.
한편, 시험편(100)의 일 측면에는 화염가이드부(60)가 부착된다. 화염가이드부(60)는 시험편(100)의 면 중 내화물질이 도포된 면에 부착되며, 통 형상으로 이루어져 중앙에 화염이 순환하는 공간이 형성될 수 있다. 즉, 시험편(100)이 고정프레임(30)에 결합될 때, 화염가이드부(60)는 고정프레임(30)의 내측으로 삽입 고정되어 화염노즐(20)을 향해 개방된다. 따라서, 화염노즐(20)로부터 분사된 화염이 분산되지 않고 시험편(100)에 집중되도록 유도할 수 있으며, 화염이 화염가이드부(60) 내부에서 순환하여 시험편(100)에 균일하게 열을 전달하도록 유도할 수 있다. 화염가이드부(60)는 내화성이 강한 재질로 형성되며, 용접 또는 나사 결합으로 시험편(100)에 부착될 수 있다. 또한, 화염가이드부(60)는 고정프레임(30)에 형성된 관통홀(34)의 형상에 대응하여 외측 형상이 다양하게 변형될 수 있다.
고정프레임(30)의 일 측에는 온도측정부(70)가 배치된다. 온도측정부(70)는 화염과 직접 접하지 않는 시험편(100)의 후면의 온도 변화를 측정하는 것으로, 고정프레임(30)의 외측에 배치될 수 있다. 내화성능시험은 시험편(100)에 고온의 열이 가해질 때, 정해진 시간 동안 시험편(100) 후면의 온도 변화가 일정 범위 내에서 이루어지는 것을 기준으로 하여 내화물질의 성능을 평가하게 된다. 따라서, 온도측정부(70)는 고정프레임(30)의 외측에서 시험편(100) 후면의 온도를 연속적으로 측정하며, 별도의 모니터링장치(도시되지 않음)와 연결되어 측정값을 실시간으로 전송할 수 있다.
온도측정부(70)는 열화상카메라(71)로 형성되어 시험편(100)의 온도 변화를 측정할 수 있다. 이 때, 열화상카메라(71)는 설치프레임(72)에 의해 시험편(100)의 후면 중앙에 배치될 수 있다. 설치프레임(72)은 복수 개의 철골 부재를 접합하여 만든 것으로, 열화상카메라(71)의 하중을 견딜 수 있는 충분한 강도를 가질 수 있다. 설치프레임(72)은 특정한 형상으로 한정될 것은 아니나, 복수 개의 철골 부재가 교차하며 결합되어 방사형 구조를 형성할 수 있다. 설치프레임(72)과 시험편(100) 사이에는 별도의 보조가이드부(80)가 배치되어 열화상카메라(71)와 시험편(100) 사이의 간격을 이격시킬 수 있다. 보조가이드부(80)는 화염과 직접적으로 접하지 않는 시험편(100)의 후면에 부착되며, 통 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 보조가이드부(80)는 화염가이드부(60)와 대향되게 배치되며, 필요에 따라 선택적으로 부착될 수 있다. 그러나, 온도측정부(70)가 열화상카메라(71)로 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 온도측정부(70)는 열전대 케이블(도시되지 않음)로 형성될 수도 있다.
온도측정부(70)가 열전대 케이블로 형성되는 경우, 시험편(100)의 후면에는 복수 개의 열전대 케이블이 분산되어 배치될 수 있다. 즉, 복수 개의 열전대 케이블은 시험편(100) 후면의 모서리와 중앙 및 테두리 측에 각각 배치되어 각 위치에서의 온도 변화를 측정하며, 번들에 의해 하나로 엮어진 상태로 모니터링장치와 연결되어 측정값을 실시간으로 전송할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 내화성능 시험장치(1)의 동작에 관해 좀 더 상세히 설명한다.
도 5 및 도 6은 도 1의 내화성능 시험장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 내화성능 시험장치(1)는 다양한 방향으로 시험편(100)을 장착할 수 있으며, 시험편(100)이 장착된 방향에 따라 화염이 분사되는 방향을 조절할 수 있다. 또한, 시험편(100)과 화염노즐(20) 사이의 간격을 임의로 조절할 수 있어 실제 화재 상황과 유사한 다양한 조건에서 내화성능시험을 수행할 수 있다. 따라서, 내화물질의 성능에 관한 정확한 시험결과를 얻을 수 있다.
먼저, 도 5를 참조하여 설명하면, 상방으로 진행하는 화염에 대한 내화물질의 내화성능을 시험하는 경우, 고정프레임(30)의 상면부(31)에 시험편(100)을 장착한다.
스테이지(10)는 작업현장의 바닥과 수평하게 배치되며, 하부에는 적어도 하나의 실린더부(11)가 수직하게 배치된다. 스테이지(10)의 상부에는 고정프레임(30)이 안착되며, 고정프레임(30)의 내측 중앙에는 화염노즐(20)이 배치된다. 화염노즐(20)은 프레임(50)에 의해 양단이 지지되는 지지봉(40)에 회전 가능하게 결합되며, 외측에는 다공성 망체로 형성된 보호챔버(21)가 둘러싸며 배치된다.
상방으로 진행하는 화염에 대한 내화성능을 시험하는 경우, 고정프레임(30)의 상면부(31)에 시험편(100)을 장착한다. 이 때, 시험편(100)의 면 중 내화물질이 도포된 면에는 화염가이드부(60)가 부착되며, 화염가이드부(60)가 고정프레임(30)의 내측으로 삽입 고정됨으로써, 시험편(100)이 상면부(31)에 고정된다. 시험편(100)이 고정프레임(30)에 고정되면, 화염노즐(20)이 상방을 향하도록 회전시킨 후 고정하여 화염을 분사시킨다. 화염노즐(20)로부터 분사된 화염은 화염가이드부(60)에 의해 분산되지 않고 시험편(100)에 집중되며, 화염가이드부(60) 내부에서 순환하며 시험편(100)에 전체적으로 균일하게 열을 전달할 수 있다.
이 때, 스테이지(10)의 하부에 배치된 실린더부(11)를 작동하여 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 즉, 실린더부(11)가 상하 방향으로 신축함에 따라 스테이지(10)에 안착된 고정프레임(30)이 상하 방향으로 이동하게 되며, 상대적으로 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격이 조절되는 것이다. 예를 들어, 상면부(31)에 배치된 시험편(100)에 약한 크기의 화염을 가하고자 하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더부(11)를 상방으로 연장시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 넓게 배치할 수 있다. 반대로, 상면부(31)에 배치된 시험편(100)에 강한 크기의 화염을 가하고자 하는 경우, 실린더부(11)를 하방으로 압축시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 좁게 배치할 수 있다.
열화상카메라(71)는 보조가이드부(80)와 설치프레임(72)에 의해 시험편(100)의 후면 중앙에 배치되며, 시험편(100) 후면의 온도 변화를 연속적으로 측정하여 모니터링장치에 실시간으로 전송한다.
도 6을 참조하여 설명하면, 하방으로 진행하는 화염에 대한 내화물질의 내화성능을 시험하는 경우, 고정프레임(30)의 하면부(33)에 시험편(100)을 장착한다.
시험편(100)에 부착된 화염가이드부(60)가 고정프레임(30)의 내측으로 삽입 고정됨으로써, 시험편(100)이 하면부(33)에 고정된다. 시험편(100)이 고정프레임(30)에 고정되면, 화염노즐(20)이 하방을 향하도록 회전시킨 후 고정하여 화염을 분사시킨다. 화염노즐(20)로부터 분사된 화염은 화염가이드부(60)에 의해 시험편(100)에 집중되며, 순환하며 시험편(100)에 전체적으로 균일하게 열을 전달한다.
이 때, 스테이지(10)의 하부에 배치된 실린더부(11)를 작동하여 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 하면부(33)에 배치된 시험편(100)에 약한 크기의 화염을 가하고자 하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더부(11)를 하방으로 압축시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 넓게 배치할 수 있다. 반대로, 하면부(33)에 배치된 시험편(100)에 강한 크기의 화염을 가하고자 하는 경우, 실린더부(11)를 상방으로 연장시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 좁게 배치할 수 있다.
열화상카메라(71)는 보조가이드부(80)와 설치프레임(72)에 의해 시험편(100)의 후면 중앙에 배치되며, 시험편(100) 후면의 온도 변화를 측정하여 모니터링장치에 실시간으로 전송한다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)에 관하여 상세히 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)는 지지봉(40)과 프레임(50) 사이에 유압실린더(51)가 설치되어 지지봉(40)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)는 지지봉(40)과 프레임(50) 사이에 유압실린더(51)가 설치되어 지지봉(40)을 수직 방향으로 이동시키는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
스테이지(10)는 작업현장의 바닥과 수평 방향으로 배치되며, 실린더부(11) 대신, 적어도 하나의 기둥부(13)에 의해 지지된다. 기둥부(13)는 일정한 높이를 갖는 막대 또는 통 형상의 부재로, 스테이지(10)의 하부에 수직하게 배치되어 스테이지(10)를 일정한 높이에 고정시킨다. 스테이지(10)의 상부에는 고정프레임(30)이 안착되며, 고정프레임(30)의 내측 중앙에는 화염노즐(20)이 배치된다. 화염노즐(20)은 지지봉(40)에 회전 가능하게 결합되며, 지지봉(40)은 양단에 각각 유압실린더(51)가 결합된다.
유압실린더(51)는 지지봉(40)을 수직 방향으로 이동시키는 것으로, 지지봉(40)과 프레임(50) 사이에 설치되어 지지봉(40)을 지지한다. 다시 말해, 유압실린더(51)는 지지봉(40)과 프레임(50) 사이에 설치되되, 상하 방향으로 신축하여 지지봉(40)을 수직 방향으로 이동시킨다. 유압실린더(51)가 지지봉(40)을 수직 방향으로 이동시킴으로써, 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 임의로 조절할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명하면, 상방으로 진행하는 화염에 대한 내화물질의 내화성능을 시험하는 경우, 고정프레임(30)의 상면부(31)에 시험편(100)을 장착한다.
스테이지(10)는 작업현장의 바닥과 수평하게 배치되며, 하부에는 적어도 하나의 기둥부(13)가 수직하게 배치된다. 스테이지(10)의 상부에는 고정프레임(30)이 안착되며, 고정프레임(30)의 내측 중앙에는 화염노즐(20)이 배치된다. 화염노즐(20)은 유압실린더(51)에 의해 양단이 지지되는 지지봉(40)에 회전 가능하게 결합되며, 외측에는 다공성 망체로 형성된 보호챔버(21)가 둘러싸며 배치된다.
시험편(100)의 면 중 내화물질이 도포된 면에는 화염가이드부(60)가 부착되며, 화염가이드부(60)가 고정프레임(30)의 내측으로 삽입 고정됨으로써 시험편(100)이 상면부(31)에 고정된다. 시험편(100)이 고정프레임(30)에 고정되면, 화염노즐(20)이 상방을 향하도록 고정한 후 화염을 분사시킨다. 화염노즐(20)로부터 분사된 화염은 화염가이드부(60)에 의해 분산되지 않고 시험편(100)에 집중되며, 화염가이드부(60) 내부에서 순환하며 시험편(100)에 균일하게 열을 전달할 수 있다.
이 때, 지지봉(40)과 프레임(50) 사이에 설치된 유압실린더(51)를 작동하여 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 즉, 유압실린더(51)가 상하 방향으로 신축함에 따라 지지봉(40)이 상하 방향으로 이동하게 되며, 상대적으로 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격이 조절되는 것이다. 예를 들어, 상면부(31)에 배치된 시험편(100)에 화염이 간접적으로 전달되게 하려는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 유압실린더(51)를 하방으로 압축시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 넓게 배치할 수 있다. 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격이 넓어지면, 시험편(100)으로부터 열원이 멀어지게 되어 화염이 간접적으로 전달될 수 있다. 반대로, 상면부(31)에 배치된 시험편(100)에 화염이 직접적으로 전달되게 하려는 경우, 유압실린더(51)를 상방으로 연장시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 좁게 배치할 수 있다. 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격이 좁아지면, 시험편(100)으로부터 열원이 가까워지게 되어 화염이 직접적으로 전달될 수 있다.
열화상카메라(71)는 보조가이드부(80)와 설치프레임(72)에 의해 시험편(100)의 후면 중앙에 배치되며, 시험편(100) 후면의 온도 변화를 연속적으로 측정하여 모니터링장치에 실시간으로 전송한다.
도 8을 참조하여 설명하면, 하방으로 진행하는 화염에 대한 내화물질의 내화성능을 시험하는 경우, 고정프레임(30)의 하면부(33)에 시험편(100)을 장착한다.
시험편(100)에 부착된 화염가이드부(60)가 고정프레임(30)의 내측으로 삽입 고정됨으로써, 시험편(100)이 하면부(33)에 고정된다. 시험편(100)이 고정프레임(30)에 고정되면, 화염노즐(20)이 하방을 향하도록 고정한 후 화염을 분사시킨다. 화염노즐(20)로부터 분사된 화염은 화염가이드부(60)에 의해 시험편(100)에 집중되며, 순환하며 시험편(100)에 균일하게 열을 전달할 수 있다.
이 때, 지지봉(40)과 프레임(50) 사이에 설치된 유압실린더(51)를 작동하여 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 하면부(33)에 배치된 시험편(100)에 간접 화염을 가하고자 하는 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 유압실린더(51)를 상방으로 연장시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 넓게 배치할 수 있다. 반대로, 하면부(33)에 배치된 시험편(100)에 직접 화염을 가하고자 하는 경우, 유압실린더(51)를 하방으로 압축시켜 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 좁게 배치할 수 있다.
열화상카메라(71)는 보조가이드부(80)와 설치프레임(72)에 의해 시험편(100)의 후면 중앙에 배치되며, 시험편(100) 후면의 온도 변화를 측정하여 모니터링장치에 실시간으로 전송한다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)에 관하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)는 스테이지(10)가 복수 개로 분할되며, 각 스테이지(10) 상부에는 고정프레임(30)이 안착되고 하부에는 실린더부(11)가 설치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내화성능 시험장치(1)는 스테이지(10)가 복수 개로 분할되며, 각 스테이지(10) 상부에는 고정프레임(30)이 안착되고 하부에는 실린더부(11)가 설치되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
스테이지(10)는 복수 개로 분할되어 작업현장의 바닥과 수평하게 배치되며, 각 스테이지(10)의 하부에는 각각 실린더부(11)가 수직하게 배치된다. 각 스테이지(10)의 상부에는 각각 고정프레임(30)이 안착되며, 각 고정프레임(30)의 내측 중앙에는 각각 화염노즐(20)이 배치된다. 각 화염노즐(20)은 지지봉(40)에 각각 회전 가능하게 결합되며, 지지봉(40)은 양단에 각각 유압실린더(51)가 결합된다.
스테이지(10)가 복수 개로 분할되어 형성됨으로써, 상방과 측방 및 하방으로 진행하는 화염에 대한 내화물질의 성능시험을 동시에 수행할 수 있으며, 이로 인해, 더욱 효율적으로 성능시험이 진행될 수 있다. 또한, 실린더부(11)와 유압실린더(51)을 동시에 구비함으로써, 화염노즐(20)과 시험편(100) 사이의 간격을 좀 더 용이하게 조절할 수 있다.
도면 상에는 고정프레임(30)의 상면부(31) 또는 측면부(32) 또는 하면부(33) 중 어느 한 면에만 시험편(100)이 장착되는 구조로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 복수의 면에 각각 시험편(100)을 장착하여 성능시험을 진행할 수도 있다. 복수의 면에 각각 시험편(100)을 장착할 경우, 화염이 시험편(100)에 직접적으로 전달되는 경우와 간접적으로 전달되는 경우를 동시에 시험할 수 있어 더욱 정확한 시험결과를 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 내화성능 시험장치 10: 스테이지
11: 실린더부 12: 완충부재
13: 기둥부 20: 화염노즐
21: 보호챔버 30: 고정프레임
31: 상면부 32: 측면부
33: 하면부 34: 관통홀
40: 지지봉 50: 프레임
51: 유압실린더 60: 화염가이드부
70: 온도측정부 71: 열화상카메라
72: 설치프레임 80: 보조가이드부

Claims (9)

  1. 수평 방향으로 배치되는 판 형상의 스테이지;
    화염의 분사 방향이 조절되는 화염노즐; 및
    상기 스테이지 상에 안착되며 중앙에 상기 화염노즐이 위치하는 공간이 형성되고, 상기 화염노즐의 상면, 측면 및 하면에 각각 위치하여 시험편이 결합되는 상면부, 측면부 및 하면부를 포함하는 고정프레임을 포함하는 내화성능 시험장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고정프레임은 상기 상면부, 상기 측면부 및 상기 하면부의 중앙에 각각 관통홀이 형성되며, 상기 시험편은 상기 관통홀에 중첩되도록 배치되는 내화성능 시험장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    중앙에 화염이 순환되는 공간이 형성된 형상을 이루며, 상기 시험편의 일측면에 부착되어 상기 고정프레임에 삽입 고정되는 화염 가이드부를 더 포함하는 내화성능 시험장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이지의 하부에 배치되어 상기 스테이지를 수직 방향으로 이동시키는 적어도 하나의 실린더부를 더 포함하는 내화성능 시험장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 스테이지는 복수 개로 분할되며, 각 스테이지 상부에는 각각 상기 고정프레임이 안착되고 하부에는 각각 상기 실린더부가 설치되는 내화성능 시험장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이지와 평행하게 배치되며 상기 화염노즐이 회전 가능하게 결합되는 지지봉과,
    상기 지지봉의 양단을 지지하는 프레임을 더 포함하는 내화성능 시험장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 지지봉과 상기 프레임 사이에 설치되어 상기 지지봉을 수직 방향으로 이동시키는 유압실린더를 더 포함하는 내화성능 시험장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 화염노즐을 둘러싸며 다공성 망체로 형성된 보호챔버를 더 포함하는 내화성능 시험장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 고정프레임의 외측에 배치되어 화염과 직접 접하지 않는 상기 시험편의 후면의 온도 변화를 측정하는 온도측정부를 더 포함하는 내화성능 시험장치.
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