JPH0715443B2 - 燃焼特性検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主として自動車等の車輌の室内に用いるカ
ーペット，シートその他可燃性の有機物資材の燃焼特性
試験において資材の燃焼特性を測定、評価するための装
置に関する。

〔従来の技術〕

自動車等の室内には内装材として多くの可燃性有機資材
が用いられるが、これら有機資材はその選定にあたっ
て、易燃性，遅燃性，自消性，燃焼速度その他の燃焼特
性が検査される必要があり、この燃焼試験（水平式火炎
試験）の試験片方法はJIS規格、例えばJISD1201などに
よって定められている。

即ちこのJIS規格に定める燃焼試験は第５図のような燃
焼試験箱１を用いたもので、この箱１は前面が透明ガラ
スの観察窓２とされた箱の内部を燃焼試験室３とし、一
側に試験器具出し入れ用の扉４が設けられ、他側にブン
ゼンバーナー出し入れ用の扉５が設けられ、燃焼試験室
３内には試験器具６の取付け枠台６′が装備されると共
に、適正な換気構造が施されている。

一方、試験器具６は第６図のようにそれぞれがコの字形
状を呈する上下２枚の金属板6a,6bから成り、燃焼試験
に供する有機資材の試験片７がこれら金属板6a,6bに略
水平な状態で挟みこまれる。また上部金属板6aの上面に
は試験器具６の長手方向に一定の距離をおいて２本の標
線A,Bが描かれている。

燃焼試験は試験片７を取付けた試験器具６を取付け枠台
６′上にセットし、点火したブンゼンバーナー８を燃焼
試験室３に挿入して第６図のような状態で試験片７の先
端に着火させたのち、前記した両扉4,5を閉じる。試験
担当者はストップウォッチまたはタイマを用意して観察
窓２から試験片７の燃焼状態を目視し、燃焼がＡ標線に
至った時にストップウォッチをONし、燃焼が進んでＢ標
線まで至るとOFFし、その間の時間を計測する。ただ
し、途中で消えた場合は、Ａ標線から消えるまでの時間
と、Ａ標線から焦げた最先端（消火点）までの長さを計
測する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のように試験担当者がストップウォッチを
片手にして燃焼状態を目視する方法では、１人の試験担
当者が１台の燃焼試験装置にかかり切りにならざるを得
ず、能率が悪かった、また計測項目も多いため熟練を要
し、試験ミスも起こりやすかった。さらに試験片は発煙
性のものも含み、そのガスに試験担当者が曝されるため
に健康上の問題もあると共に、目視試験であるから、ス
スなどで燃焼点を明瞭に把握できないこともあって誤差
が出やすい欠点があった。

この発明は上記問題点に鑑み、試験片の燃焼状態を光学
的に検知して自動的に燃焼特性を把握かつ記録するよう
した水平式火炎試験による燃焼特性検出装置を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、内部が燃焼試験室で、その前面が透明な観
察窓とされた該燃焼試験室に、燃焼試験に供する試験片
がセットされた試験器具と、試験片に着火するためのブ
ンゼンバーナーとを有する燃焼試験箱を用いて有機資材
の燃焼特性を水平式火炎試験により検出する装置であっ
て、この燃焼試験箱の観察窓外面に、上記燃焼試験室内
における試験片燃焼方向と同方向にセンサ取付けバーが
装着され、このバーの観察窓対応面に該バー長手方向に
一定間隔で多数の細孔が開設され、それぞれの細孔の内
奥部に、光センサが燃焼試験室内の試験器具にセンサヘ
ッドを向けて装備すると共に、該燃焼試験室内にはこの
試験室内での炎の有無を検出しうる全体感知光センサを
設置し、これら各光センサと該センサの光検知信号を自
動的に演算記録する装置とを電気的に接続せしめた燃焼
特性検出装置を特徴とする。

〔作 用〕

この発明によれば、燃焼試験箱の燃焼試験室内に有機資
材の試験片を挟んだ試験器具をセットし、ブンゼンバー
ナーにより試験片の一端に着火させると、燃焼室上部に
設置した全体感知光センサが着火を感知するのであり、
然して観察窓外面に装備したセンサバーには水平とした
試験片の燃焼方向と同方向に一定間隔で多数個の光セン
サが取付けられており、しかもこれら光センサのセンサ
ヘッドが細孔を通して極めて狭い検知視野で試験片の各
点を狙っているから、試験片の燃焼が進もでいくと、光
センサが次々と燃焼炎による光検知信号を出力し、これ
ら光検知信号から自動演算記録装置が試験片の燃焼速度
等を自動的に演算して記録する。

また途中で消火した場合の燃焼時間もデータとして必要
であり、これについては全体感知光センサにより感知
し、計算する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図はこの発明にかかる燃焼特性検出装置の実施例図
であって、１は第５図に示す従来の燃焼試験箱と同一の
もので、従ってこの燃焼試験箱１の各構成要素には第５
図と同一の符号が記されている。

燃焼試験箱１の観察窓２の外面には窓ガラス９に密着す
るような状態で該観察窓のフレーム10を利用してセンサ
バー11が装着される。ころセンサバーは燃焼試験室３内
における試験片燃焼方向と同方向に長いもので、光非透
過性の材料（一例としてセラミック）から製作され、内
部にバー長手方向に非常に狭い一定間隔（たとえば5mm
間隔）で光センサ12…が配列装備される。それら光セン
サ12…は試験片７の燃焼を赤外線で感知するもので、そ
れぞれの光センサ12のセンサヘッド12aは観察窓２を通
して燃焼試験室３に置かれた試験片７の燃焼方向の各点
を狙っている。但しセンサバー11の観察窓対応面11aに
第２図（ａ）（ｂ）、第３図のような細孔13が開設さ
れ、センサヘッド12aがこの細孔13の内奥部から燃焼試
験室３内に向き、それぞれのセンサヘッド12aが試験片
７の燃焼方向の限られた各点を一定間隔（5mm）おきに
狙うように構成される。これはセンサヘッド12aの光検
知視野がそのままでは広すぎて、外光を拾ったり、セン
サヘッド12aが狙う試験片７の一点以外の部分の赤外線
を検知してしまうからで、上記細孔13によりセンサヘッ
ド12aの光検知視野を狭く絞って、試験片７のそれぞれ
一点から放射される赤外線のみを検知するようにさせる
ためである。細孔13については、円孔、角孔、スリット
形状を用い得るが第２図（ａ）（ｂ）に示すごとく、上
下方向に長いスリット形状とすることが望ましい。

スリット形状とすることにより、光センサ12への光線入
射角を試料燃焼方向については小さくし、正確な燃焼位
置の感知を可能とし、試料燃焼方向と直角な方向につい
ては燃焼位置が変動するため、それを確実に感知を可能
とするものである。

なお、これらスリット形状とする場合のスリット巾Ｗは
0.7〜2mmが望ましい。巾Ｗが0.7mm以下では、ススや埃
が溜まりやすく、また2mm以上では光線入射角が大きく
なりすぎて斜め方向の光を感知し、精度低下や他の光を
感知しやすくなるからである。また、センサヘッド12a
のスリット内の深さをＤとするとD/W＞20が望ましい。
このD/Wが20以下では、測定精度が低下すると同時に他
の光により誤動作を起こしやすくなるからである。

前記センサバー11には各光センサ12…から出力される信
号を取出す導線14が装備され、これら出力信号がケーブ
ル15,15で自動演算記録装置16に送られる。

また第４図のように燃焼試験室３の内部上方には、試験
片７が着火されたこと、自己消火したことなど光の有無
を検知する別の全体感知光センサ17が設けられ、これの
出力も自動演算記録装置16に送られるようになされてい
る。光センサ12,17は通常の光センサでも良いが、赤外
線センサが望ましい。

これは検出対象である炎が赤外線に近いからであって、
検出しやすく、螢光灯の光や昼光による誤動作を極力抑
えることが可能である。

また、燃焼により、観察窓のガラスにスス等が付着して
も可視光線のセンサに比べ炎の検出力が強く、感知ミス
なども極めて少ない。

JIS規格で定められたように、試験片７を取付けた試験
器具６を燃焼試験室３にセットし、かつブンゼンバーナ
ー８にて試験片７の一端に着火させると、光センサ17が
着火を検知して自動演算記録装置16に燃焼試験に移行し
たことを知らせる。試験片７の燃焼が始まると、第６図
のＡ標線に対応するような位置にあるセンサバー11中の
光センサ12が燃焼により放射される赤外線を検知し、そ
の出力信号を自動演算記録装置16に送るので、該装置は
計時動作を開始する。燃焼が進むと次の順次の光センサ
12が赤外線を検知し、そのため自動演算記録装置16は先
の光センサONから次の光センサONまでの時間を算出し記
録する。一方では先の光センサONからの時間カウントを
続行する。このような動作を次々と行い、燃焼が第６図
のＢ標線に対応する位置まで進もで、これを最後の光セ
ンサ12が信号を出力すると、自動演算記録装置16はＡ標
線・Ｂ標線間の全燃焼時間、光センサ間の個々の燃焼時
間、燃焼速度を演算して記録し、またプリンタなどによ
ってデータを打ち出す。

また燃焼試験中に試験片７が自動的に消火した時は、こ
れを光センサ17が検知することにより自己消火するまで
の上記データを演算し、また自己消火点までの燃焼距離
を算出する。

自動演算記録装置16は上記のような演算記録処理ができ
るものであれば特に限定されるものではなく、複数の燃
焼試験を同時処理できるものであったり、CRTによる表
示を実行できるものであれば、一層有用である。

〔発明の効果〕

以上の記載によって明らかなように、この発明によれば
次のような効果を奏する。

燃焼試験が自動化され、試験担当者が１台の燃焼試験に
かかり切りになる必要がないので、複数の燃焼試験を同
時に集中管理でき、能率が飛躍的に改善されるのであ
り、特に光センサは、燃焼箱における観察窓の外面に装
着したセンサバーの試験片燃焼方向と同方向に一定間隔
として開設した多数の細孔内奥部へ個々に配列装備させ
ているので、各光センサは燃焼の進行に伴い次々と燃焼
炎による光検知信号を出力する際での感知ミスや誤動作
を少なからしめて、試験片の全燃焼時間はもとより光セ
ンサ間の個々の燃焼時間、燃焼速度などを可及的正確に
検出して演算、記録させうることができる。

燃焼の確認が目視でなくなるので、試験精度が向上す
る。

自動演算記録装置において光センサの出力信号のゲイン
調整ができるから、燃焼時に発生する赤外線の量が異な
る材質の試験片であっても、それに合わせた最適検出レ
ベルで燃焼試験ができ、多様な材料のものを幅広くテス
トできる。

試験片に着火したならば後は無人でよいから、試験担当
者を有害な燃焼ガス等から遮蔽でき、試験環境が改善さ
れる。

また本発明は上記した光センサの他に全体感知光センサ
を併用したので、前者の光センサで特定位置の燃焼の有
無と時間が感知でき、全体感知光センサで点火、消火の
正確な時間が測定できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にかかる燃焼特性検出装置の一実施例を
示し、第１図は全体の外観斜視図、第２図（ａ）（ｂ）
はセンサバーの一部拡大断面図、第３図は第１図要部の
拡大断面図、第４図は燃焼試験箱の横断面図、第５図は
JIS規格に定められた燃焼試験箱の斜視図、第６図は同
じく試験器具の斜視図である。 １……燃焼試験箱、２……観察窓、３……燃焼試験室、
６……試験器具、８……ブンゼンバーナー、11……セン
サバー、12,17……光センサ、12a……センサヘッド、13
……細孔、16……自動演算記録装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部が燃焼試験室で、その前面が透明な観
   察窓とされた該燃焼試験室内に、燃焼試験に供する試験
   片がセットされた試験器具と、試験片に着火するための
   ブンゼンバーナーとを有する燃焼試験箱を用いて有機資
   材の燃焼特性を水平式火炎試験により検出する装置であ
   って、この燃焼試験箱の観察窓外面に、上記燃焼試験室
   内における試験片燃焼方向と同方向にセンサ取付けバー
   が装着され、このバーの観察窓対応面に該バー長手方向
   に一定間隔で多数の細孔が開設され、それぞれの細孔の
   内奥部に、光センサが燃焼試験室内の試験器具にセンサ
   ヘッドを向けて装備すると共に、該燃焼試験室内にはこ
   の試験室内での炎の有無を検出しうる全体感知光センサ
   を設置し、これら各光センサと該センサの光検知信号を
   自動的に演算記録する装置とを電気的に接続せしめたこ
   とを特徴とする燃焼特性検出装置。