(57)【要約】【課題】建築部材を実際の構築状態の姿勢に設置して実際的な耐火性能を評価することができる耐火試験装置を提供すること。【解決手段】被試験体Ａを加熱して耐火性能を試験する回転式耐火試験装置１において、試験体Ａを取り付ける加熱炉本体２を支柱３、４により回転可能に支持し且つ所要の角度の姿勢で固定できるようにし、燃焼装置５には燃料供給装置６から可撓配管から成る燃料配管６１を介して燃料が供給され、給気装置７及び排気装置８は、加熱炉２と一緒に回転して加熱炉２に対して一定の姿勢を保持する加熱炉本体側の各ダクト７４、８４を回転継手７３、８３を用いて固定側の各ダクト７５、８５に接続して成る給排気路を介して燃焼装置５と接続するようにした。【選択図】　　　　図１
2004093298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置を備えた加熱炉本体の試験体取付部に各種の建築部材を取り付けて耐火性能を試験するための耐火試験装置であって、
前記加熱炉本体を所望の角度位置に固定できるようにして回転可能に支持するための支柱と、
前記燃焼装置に燃料を可撓配管を用いて供給する燃料供給装置と、
前記燃焼装置に燃焼に必要な空気を回転継手を介して供給する給気装置と、
前記加熱炉本体内の燃焼ガスを回転継手を介して排気する排気装置と
を備えて成ることを特徴とする耐火試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐火試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば壁材の耐火性能を評価、確認するための耐火試験を行う場合に、従来にあっては、基台上に設置されて一垂直壁に開口部が設けられている箱形の加熱炉内に開口部に向けて火炎を放射するためのバーナーを設けた垂直炉形式の耐火試験装置が用いられている。この垂直炉形式の耐火試験装置を用いて壁材の耐火試験を行う場合には、垂直壁に設けられている開口部を塞ぐように被試験体である壁材を加熱炉に取り付け被試験体の背面側に向けてバーナーから火炎を放射し、火災時を想定した温度で所定時間だけ被試験体を加熱している。
【０００３】
また、床材の耐火試験を行う場合には、上側水平壁に開口部が設けられている箱形の加熱炉に開口部に向けて火炎を放射できるようにバーナーが設けられている水平炉形式の耐火試験装置が用いられている。この水平炉形式の耐火試験装置を用いて床材の耐火試験を行う場合には、上側水平壁に設けられている開口部を塞ぐように被試験体を加熱炉に取り付け被試験体の背面側に向けてバーナーから火炎を放射し、火災時を想定した温度で所定時間試験体を加熱している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の耐火試験装置にあっては、建築部材の形状や載荷条件に応じ、上述の如く、床材、天井材及び梁材を試験対象とした水平炉形式の装置、さらに壁材を試験対象とした垂直炉形式の装置というように複数形式の装置を製作する必要があり、所要の部材に対して耐火試験を行うために多大なコストがかかってしまうという問題点を有している。
【０００５】
また、建築部材には、地面に対して水平若しくは垂直な姿勢で用いられるだけでなく、斜梁や斜柱として傾いた姿勢で用いられたり、屋根材のように傾斜して取り付けられる部材もある。このような傾いた姿勢で用いられる部材の耐火性能を評価する際、部材の種類に合った耐火試験装置を使用していてもその被試験体を垂直或いは水平の姿勢の状態で試験している場合が多く、この場合には建築部材に対して実際に構築される姿勢で耐火試験が行われていないこととなるため、建築部材の実際的な耐火性能の評価を得ることが難しいという問題点を有している。
【０００６】
さらに、実際的な耐火性能評価を得るため試験体を所望の角度の姿勢にして耐火試験を行おうとする場合には、水平炉形式の耐火試験装置を使用して炉内に大がかりな被試験体のための架台を製作し被試験体が所要の加熱角度で加熱されるようにしなければならず、手間がかかる上試験にかかるコストも上昇してしまうという問題点を有している。
【０００７】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる耐火試験装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、燃焼装置を備えた加熱炉本体の試験体取付部に各種の建築部材を取り付けて耐火性能を試験するための耐火試験装置であって、前記加熱炉本体を所望の角度位置に固定できるようにして回転可能に支持するための支柱と、前記燃焼装置に燃料を可撓配管を用いて供給する燃料供給装置と、前記燃焼装置に燃焼に必要な空気を回転継手を介して供給する給気装置と、前記加熱炉本体内の燃焼ガスを回転継手を介して排気する排気装置とを備えて成ることを特徴とする耐火試験装置が提案される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態の一例を示す正面図、図２は図１の一側面図、図３は図１の他側面図である。図１〜図３を参照して本発明による回転式耐火試験装置１について説明する。回転式耐火試験装置１は、種々の建築部材を加熱して耐火性能を評価、確認するための耐火試験に用いられる装置であり、床スラブＢ上に設けられている。回転式耐火試験装置１は、耐火試験を行おうとする建築部材である被試験体Ａを加熱するための加熱炉本体２を備えており、加熱炉本体２は床スラブＢ上に間隔をあけて設けられた一対の支柱３、４によって回転可能に支持されると共に、加熱炉本体２を床スラブＢに対して所望の角度位置に固定できるように成っている。
【００１１】
加熱炉本体２は箱体状の部材であり、その第１側壁部２１には被試験体Ａが取り付けられる開口部２１Ａが形成されている。図４に示されるように、被試験体Ａの取り付け、固定は、被試験体Ａで開口部２１Ａを塞ぐようにした状態において蓋２６を被試験体Ａに重ね、この状態で、第１側壁部２１の四隅に設けられた締付金具２７を蓋２６の上に当て、しかる後ハンドル２７Ａを回すことにより、蓋２６によって被試験体Ａを第１側壁部２１の開口部２１Ａに押し付けることによって行われている。
【００１２】
支柱３、４の各上端部には加熱炉回転継手３１、４１が対向して設けられており、各加熱炉回転継手３１、４１は、加熱炉本体２の対向する第２、第３側壁部２２、２３の中央部にそれぞれ接続されている。したがって、加熱炉回転継手３１、４１により、加熱炉本体２は、加熱炉回転継手３１の中心と加熱炉回転継手４１の中心とを結ぶ線を回転軸として回動することができると共に、任意の角度位置にして固定できるようになっている。
【００１３】
第１側壁部２１に対向する第４側壁部２４には、被試験体Ａを加熱するための燃焼装置５が設けられている。燃焼装置５は、ここでは２台のみが見えているが、実際には４台のバーナーを備えて成っている。バーナー５１、５２のバーナー口は開口部２１Ａを向いており、第１側壁部２１上に取り付けられている被試験体Ａの背面Ａａに向けてバーナー５１、５２から火炎が噴き出すようになっている。なお、本実施の形態においてはバーナーの台数を４台としたが、バーナーの台数はそのときの試験目的等に沿うように適宜の台数とすることができる。
【００１４】
回転式耐火試験装置１には、燃焼装置５に燃料を供給するための燃料供給装置６と、燃料を燃焼させるのに必要な空気を燃焼装置５に供給するための給気装置７とが設けられている。燃料供給装置６は、フレキシブルホースから成る燃料配管６１を介して灯油等の液体燃料を図示しない燃料タンクから燃焼装置５に送り込む構成となっている。燃料配管６１の先端部は燃焼装置５の４つのバーナーのそれぞれに接続されており、各バーナーに燃料を供給できるようになっている。なお、本実施の形態では燃料として液体燃料を用いることとしたが、プロパンガス等の気体燃料を用いてもよい。
【００１５】
給気装置７は給気ダクト７１を介して外部の空気を燃焼装置５に供給するように構成されている。図１〜図３には示されていないが、外部の空気を給気ダクト７１に送り込むための送風機７７が給気ダクト７１の一端部に設けられている（図６参照）。
【００１６】
給気ダクト７１は、加熱炉本体２に固定されたＬ字形部材の加熱炉側給気ダクト７４と、床スラブＢに埋設されて固定されている固定側給気ダクト７５とを備えている。加熱炉側給気ダクト７４と固定側給気ダクト７５とは円筒状の回転継手７３により接続されており、これにより加熱炉側給気ダクト７４が外部に対して気密状態で固定側給気ダクト７５に接続されていると同時に、加熱炉側給気ダクト７４を固定側給気ダクト７５に対して回動させることができるようになっている。
【００１７】
加熱炉側給気ダクト７４の一端部７４Ａは回転継手７３方向に向けて延びて形成され、その他端部７４Ｂは燃焼装置５方向に延びて形成されて４つのバーナーに接続されている。したがって、燃焼装置５には、加熱炉側給気ダクト７４から空気が供給されると共に前述した燃料配管６１から燃料が供給されるため、バーナー５１、５２が燃料を燃焼して加熱炉本体２内に火炎を生じさせることができるようになっている。
【００１８】
図５を参照して、加熱炉側給気ダクト７４と固定側給気ダクト７５との接続構造について説明する。加熱炉側給気ダクト７４の一端部７４Ａと固定側給気ダクト７５の他端部７５Ｂとはそれぞれ平行に対向して設けられ、各端部７４、７５の対向部間を連通させるように回転継手７３が設けられている。したがって、回転継手７３により、固定側給気ダクト７５から加熱炉側給気ダクト７４に空気を送ることができると共に、加熱炉側給気ダクト７４が回転継手７３の中心軸を回転軸として回動することができるようになっている。
【００１９】
図１〜図３に戻ると、給気ダクト７１は上述の如く構成されているので、加熱炉本体２を回動させて加熱炉本体２の角度をどのような状態にしても、固定側給気ダクト７５から加熱炉側給気ダクト７４を介して燃焼装置５に空気を供給することができる。
【００２０】
回転式耐火試験装置１には、さらに、加熱炉本体２内に生じた燃焼ガスを排気ダクト８１を介して外部に排出するように構成された排気装置８が設けられている。図１〜図３には示されていないが、加熱炉本体２内の燃焼ガスを排気ダクト８１に排出するための排風機８８が排気ダクト８１の一端部に設けられている。（図６参照）。
【００２１】
排気ダクト８１は、加熱炉本体２に固定されたＬ字形部材の加熱炉側排気ダクト８４と、床スラブＢに埋設されて固定されている固定側排気ダクト８５とを備えて成っている。加熱炉側排気ダクト８４と固定側排気ダクト８５とは円筒状の回転継手８３により接続されており、これにより加熱炉側排気ダクト８４が外部に対して気密状態で固定側排気ダクト８５に接続されていると同時に、加熱炉側排気ダクト８４を固定側排気ダクト８５に対して回動させることができるようになっている。加熱炉側排気ダクト８４の他端部８４Ｂは加熱炉本体２の第５側壁部２５に設けられているダクトフード８６に接続されている。
【００２２】
加熱炉側排気ダクト８４と固定側排気ダクト８５との接続構造は、加熱炉側給気ダクト７４と固定側給気ダクト７５との接続構造と全く同様に構成されており、回転継手８３により、加熱炉側排気ダクト８４から固定側排気ダクト８５に燃焼ガスを送ることができると共に、加熱炉側排気ダクト８４が回転継手８３の中心軸を回転軸として加熱炉本体２と一緒に回動することができるようになっている。
【００２３】
排気ダクト８１は上述の如く構成されているので、加熱炉本体２を回動させて加熱炉本体２の角度をどのような状態にしても、加熱炉側排気ダクト８４から固定側排気ダクト８５を介して外部に空気を排出することができる。
【００２４】
上述の如く構成されている回転式耐火試験装置１を垂直炉として用い（図１〜図３に示す姿勢状態）、被試験体Ａを加熱炉本体２に取り付けて略垂直姿勢で耐火試験するときの試験手順及び回転式耐火試験装置１の動作について図６を参照して説明する。図６においては、回転可能な部分を点線枠で囲んで示している。
【００２５】
加熱炉本体２の第１側壁部２１上に、蓋２６と締付金具２７とを用いて被試験体Ａを開口部２１Ａを塞ぐように取り付け、被試験体Ａが略垂直姿勢となるよう加熱炉本体２を加熱炉回転継手３１、４１（図１参照）を用いて固定する。しかる後、燃料供給装置６と給気装置７とを作動させて燃焼装置５に燃料と空気とを供給し、燃焼装置５のバーナー５１、５２を点火して燃料を燃焼させ、加熱炉本体２内において被試験体Ａに向けて火炎を生じさせる。このとき排気装置８も作動させて加熱炉本体２内に生じた燃焼ガスを排出する。
【００２６】
加熱炉本体２内には加熱炉本体２内の温度を計測するための温度センサＴが設けられており、固定側給気ダクト７５中の送風機７７より下流側には給気ダンパー７６が設けられている。温度センサＴにより計測された温度を示す温度信号Ｔ０が給気制御装置Ｃ１に送られ、給気制御装置Ｃ１は受け取った温度信号Ｔ０に基づき給気ダンパー７６を所要の開閉度に制御する。これにより燃焼装置５に送り込まれる空気の量が調整され、バーナー５１、５２での火炎の大きさが調節され、被試験体Ａへの加熱状態が制御される。
【００２７】
また、加熱炉本体２内には加熱炉本体２内の圧力を計測するための圧力センサＰが設けられており、固定側排気ダクト８５中の排風機８８より上流側には排気ダンパー８７が設けられている。圧力センサＰから加熱炉本体２内の圧力の大きさを示す圧力信号Ｐ０が排気制御装置Ｃ２に送られる。排気制御装置Ｃ２は圧力信号Ｐ０に基づき排気ダンパー８７を所要の開閉度に制御し、これにより加熱炉本体２から排出される燃焼ガスの量が調整される。この結果、バーナー５１、５２での燃焼により加熱炉本体２内には燃焼ガスが発生して充満してくるが、圧力信号Ｐ０に基づいて加熱炉本体２内から排出される燃焼ガス量が制御されるので加熱炉本体２内は所望の圧力状態に調整される。なお、各センサ、制御装置、ダンパーを接続している電気配線は、加熱炉本体２の回転の妨げとならないよう余裕を持たせて配線されている。
【００２８】
図７には、図１に示した場合の加熱炉本体２を９０°回転させて被試験体Ａを床スラブＢに対して０°の角度で設置し、燃焼装置５からの火炎を下方から被試験体Ａに放射する水平炉として使用する場合の回転式耐火試験装置１の状態を示す図が示されている。この場合においても、給気ダクト７１及び排気ダクト８１は上述した構成となっているので、加熱炉本体２が図１の状態から９０°から回転して図７の状態になっても、何ら支障なく給気ダクト７１を介して空気を供給することができると共に、排気ダクト８１を介して燃焼ガスを排出することができる。
【００２９】
回転式耐火試験装置１は以上のように構成されているので、加熱炉本体２を回動させることができると共に、加熱炉本体２を任意の角度の姿勢で固定することができ、加熱炉本体２に取り付けた被試験体Ａを所望の角度とすることができる。また、燃料配管６１にはフレキシブルホースを用い、給気ダクト７１は加熱炉側給気ダクト７４と固定側給気ダクト７５とを回転継手７３で接続した構成となっているので、加熱炉本体２を回動させて所望の角度で固定させても、燃焼装置５に燃料と空気とを何ら障害なく供給することができ、燃焼装置５を用いて加熱炉本体２内に火炎を生じさせることができる。そして排気ダクト８１は加熱炉側排気ダクト８４と固定側排気ダクト８５とを回転継手８３で接続した構成となっているので、加熱炉本体２を回動させて所望の角度で固定させても、加熱炉本体２内から燃焼ガスを外部に排出することができる。したがって、回転式耐火試験装置１を垂直炉、及び水平炉として使用することができる他、被試験体Ａを所望の角度にして耐火試験を行うことができるので、斜梁や斜柱として傾いた姿勢で用いられたり、屋根材のように傾斜して取り付けられる部材の耐火試験もそれらの部材が実際に取り付けられる傾き姿勢で行うことができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、給気ダクト７１の加熱炉側給気ダクト７４と固定側給気ダクト７５とを回転継手７３により接続することとしたが、ユニオン継手を用いて接続するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、上述の如く、加熱炉本体を回動させ、所望の角度で固定した状態で耐火試験を行うことができるので、加熱炉本体に取り付けた被試験体を床スラブに対して９０°の角度とし、燃焼装置からの火炎を横方向から被試験体に向けて放射することができ、壁材を実験対象とした垂直炉として耐火試験を行うことができる。また、加熱炉本体を上述の状態から９０°回転させて被試験体を床スラブに対して０°の角度で設置して燃焼装置からの火炎を下方向から被試験体に向けて放射することもできるので、床材や屋根材を実験対象とした水平炉として耐火試験を行うこともできる。したがって、１台の回転式耐火試験装置で水平炉と垂直炉との２種類の耐火試験装置として用いることができるので、部材の種類毎に装置を製作する必要がなくなり、耐火試験を行うためのコストを大幅に削減することができる。
【００３２】
さらに、加熱炉本体に取り付けられている被試験体を適宜の角度で設置して、所望の角度で被試験体の耐火性能を試験することができるので、炉内に大がかりな被試験体架台を製作することなく、実際に構築される姿勢で建築部材を試験することができるため、手間や多大なコストをかけることなく建築部材に対して実際的な耐火性能を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す正面図。
【図２】図１の一側面図。
【図３】図１の他側面図。
【図４】図１に示した回転式耐火試験装置への被試験体の取り付け方法を説明するための要部拡大断面図。
【図５】図１に示した加熱炉側給気ダクトと固定側給気ダクトとの接続構造を説明するための拡大斜視図。
【図６】図１で示した回転式耐火試験装置を用いて耐火試験を行うときの試験手順と回転式耐火試験装置の動作について説明するための図。
【図７】図１に示した回転式耐火試験装置の加熱炉本体を９０°回転させた場合の正面図。
【符号の説明】
１　回転式耐火試験装置
２　加熱炉本体
３、４　支柱
５　燃焼装置
６　燃料供給装置
７　給気装置
８　排気装置
３１、４１　加熱炉回転継手
５１、５２　バーナー
６１　燃料配管
７１　給気ダクト
７３　回転継手
７４　加熱炉側給気ダクト
７５　固定側給気ダクト
８１　排気ダクト
８３　回転継手
８４　加熱炉側排気ダクト
８５　固定側排気ダクト
Ａ　被試験体
Ｂ　床スラブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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