コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システム
【課題】 本発明は、安定した測定が行える、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを提供するものである。
【解決手段】 室内吸気部２により、外気を、コーンカロリメータ１に向けて供給する。コーンカロリメータ１においては、試料の燃焼が、従来と同様にして行われる。
燃焼により生成された燃焼ガスは、室外排気部３を介して外部に排出される。
このシステムによれば、外気を、コーンカロリメータ１に送り込んでいるので、室内空気における条件変動があっても、この条件変動に影響されずに、安定した燃焼熱量測定を行うことができる。これにより、得られる測定データの精度が向上する。
【解決手段】 室内吸気部２により、外気を、コーンカロリメータ１に向けて供給する。コーンカロリメータ１においては、試料の燃焼が、従来と同様にして行われる。
燃焼により生成された燃焼ガスは、室外排気部３を介して外部に排出される。
このシステムによれば、外気を、コーンカロリメータ１に送り込んでいるので、室内空気における条件変動があっても、この条件変動に影響されずに、安定した燃焼熱量測定を行うことができる。これにより、得られる測定データの精度が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーンカロリメータを用いて、試験体の燃焼熱量を測定するためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コーンカロリメータとは、酸素消費法を用いて、試料の発熱速度や発熱量を求める装置である。試料の燃焼による発熱量と、燃焼の過程で消費される酸素量との関係は、試料に依らずに一定（酸素１ｋｇあたり１３．１ＭＪ）であることが知られている。コーンカロリメータは、この法則に基づき、燃焼による消費酸素量を利用して、試料の発熱量を求めている。ここで、基準となる酸素濃度は大気酸素濃度となっている。発熱速度は、以下の計算式によって求められる。
【０００３】
ところで、燃焼しにくい試料や燃焼量の少ない試料の発熱量等をコーンカロリメータで測定すると、測定誤差が非常に大きくなるという現象を生じる。本発明者がその原因を調査したところ、次のような知見を得た。
【０００４】
すなわち、低発熱量の試料においては、消費される酸素量が非常に少ない。一方、室内空気の酸素濃度は、燃焼部分近傍の生命活動や燃焼自体の影響等により、若干ではあるが変動する。このために、低発熱量の試料においては、得られた酸素消費データのＳＮ比が著しく劣化しているという知見を得た。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の知見に基づいてなされたものである。本発明の目的は、安定した測定が行える、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムは、コーンカロリメータと、室内吸気部とを備えている。前記コーンカロリメータは、実質的に閉鎖された室内に配置されている。前記室内吸気部は、外気を前記室内に導入するものである。
【０００７】
請求項２に記載の燃焼熱量測定システムは、前記請求項１に記載のものにおいて、さらに室外排気部を備えている。前記室外排気部は、前記室内の空気を室外に排出するものである。
【０００８】
請求項３に記載の燃焼熱量測定システムは、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記コーンカロリメータが、空気取り入れ部を備えているものである。前記室内吸気部は、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部の近傍に向けて、前記外気を導入するものとなっている。
【０００９】
請求項４に記載の燃焼熱量測定システムは、請求項３に記載のものにおいて、前記室内吸気部が、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部に導入される外気の流速を低くするためのダウンフロー形成部をさらに備えているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定した測定が行える、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態のシステムは、コーンカロリメータ１と、室内吸気部２と、室外排気部３とと主要な構成要素として備えている。
【００１３】
コーンカロリメータ１は、実質的に閉鎖された部屋（室）４の内部に配置されている。ここで、「実質的に閉鎖された」とは、通常の測定装置類を配置する部屋のように、外気の導入量が少ないか、ほぼ完全に遮断されている状態を言う。
【００１４】
コーンカロリメータ１は、空気取り入れ部１１と、加熱炉１２と、本体１３と、集煙フード１４と、排気ダクト１５と、収集・排気ブロア１６とを主要な要素として備えている。
【００１５】
空気取り入れ部１１は、加熱炉１２の下部に形成されており、加熱炉１２に必要な空気を取り入れる部分である。
【００１６】
加熱炉１２は、試料ホルダや燃焼部を備えており、試料を加熱することができるようになっている。
【００１７】
本体１３は、排気ダクト１５の内部を流れる燃焼ガスの性状を測定するための流量測定部や酸素分析計（図示せず）を備えている。本体１３は、試料の燃焼により消費された酸素量に基づいて、試料の発熱量や発熱速度を算出することができるようになっている。算出されたデータは、適宜な出力装置（図示せず）に出力される。
【００１８】
集煙フード１４は、加熱炉１２の上方に配置されており、加熱炉１２において生成された燃焼ガスを収集するものである。
【００１９】
排気ダクト１５は、集煙フードで収集された燃焼ガスを搬送し、収集・排気ブロア１６を介して上方に排出するようになっている。
【００２０】
コーンカロリメータ１の構成は従来と同様なので、これ以上詳細な説明は省略する。
【００２１】
室内吸気部２は、吸気路２１と、吸気用ブロア２２と、ダウンフロー形成部２３とを備えている。
【００２２】
吸気路２１は、室４の内部から室外に延長されており、室外から外気を室内に取り入れることができるようになっている。
【００２３】
吸気用ブロア２２は、吸気路２１の中間に取り付けられている。吸気用ブロア２２は、吸気路２１に外気を導入して、この外気をダウンフロー形成部２３に送るようになっている。
【００２４】
ダウンフロー形成部２３は、室４の内部に配置されており、かつ、吸気路２１の終端に接続されている。また、ダウンフロー形成部２３の下面は、ほぼ全面にわたって開口されている。ダウンフロー形成部２３は、流路の横断面積を吸気路２１の終端よりも大きくすることで、導入された外気の流速を減少させることができるようになっている。さらに、ダウンフロー形成部２３の下面は、コーンカロリメータ１の加熱炉１２に隣接する位置に配置されている。これにより、室内吸気部２は、コーンカロリメータ１の空気取り入れ部１１の近傍に、安定して外気を導入するものとなっている。
【００２５】
室外排気部３は、回収フード３１と、排気路３２と、排気用ブロア３３とを備えている。
【００２６】
回収フード３１は、コーンカロリメータ１の排気ダクト１５の出口近傍に配置されており、このダクト１５からの排気を回収するようになっている。
【００２７】
排気用ブロア３３は、排気路３２の中間に取り付けられている。
【００２８】
排気路３２は、回収フード３１で回収された排気を、排気用ブロア３３を介して室外に送り出すことができるように、室外まで延長されている。
【００２９】
以上の構成により、室外排気部３は、室内の空気を室外に排出することができるようになっている。
【００３０】
次に、前記のように構成された燃焼熱量測定システムの動作を説明する。
【００３１】
まず、室内吸気部２の吸気用ブロア２２を動作させて、吸気路２１及びダウンフロー形成部２３を経由して、外気を、コーンカロリメータ１の空気取り入れ部１１の近傍に向けて送り出す。
【００３２】
コーンカロリメータ１においては、加熱炉１２に配置された試料の燃焼試験が、従来と同様にして行われる。
【００３３】
燃焼により生成された燃焼ガスは、排気ダクト１５を介して、室外排気部３の回収フード３１に送られ、さらに、排気路３２及び排気用ブロア３３を介して外部に排出される。
【００３４】
コーンカロリメータ１を室外に配置した場合には、燃焼のための炎が風の影響で揺らぎ、燃焼状態が変化するため、燃焼熱量の測定精度が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、コーンカロリメータ１を室内に配置したので、安定した燃焼が可能であり、測定精度の向上が図れる。
【００３５】
また、本実施形態のシステムによれば、外気を、コーンカロリメータ１に送り込んでいるので、室内に配置されたコーンカロリメータ１から生じる燃焼排気による、室内空気における条件変動を抑えることができる。また、室内空気における条件変動があっても、この条件変動に影響されずに、比較的安定した燃焼熱量測定を行うことができる。これにより、得られた測定データの精度が向上するという利点がある。
【００３６】
また、本実施形態のシステムによれば、コーンカロリメータ１の空気取り入れ部１１の近傍に向けて外気を送り込んでいるので、単に室内に外気を導入する場合に比較して、一層安定した燃焼熱量測定を行うことができ、測定データの精度をさらに向上させることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態のシステムによれば、ダウンフロー形成部２３を介して、外気を、比較的に低速で空気取り入れ部１１に供給しているので、供給される外気の流れによる燃焼試験への影響を低減させることができる。したがって、この点でも、測定データの精度向上を図ることができる。
【００３８】
また、本実施形態のシステムによれば、室外排気部３により、コーンカロリメータ１からの排気を室外に排出することができる。したがって、このシステムでは、室内への外気導入を一層円滑に行うことができる。すると、室内における空気の条件を、外気に一層近付けることができ、測定データの精度をさらに向上させることが可能となる。
【００３９】
さらに、本実施形態のシステムでは、室外排気部３により、排気を室外に排出しているので、室内に供給される燃焼排気の量を低減させることができる。したがって、室内における燃焼条件の変動を抑えることができ、測定データの精度向上をさらに図ることができる。
【００４０】
なお、本発明のコーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムは、前記実施形態に限定されるものではない。このシステムは、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼熱量測定システムの概略的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ コーンカロリメータ
１１ 空気取り入れ部
１２ 加熱炉
１３ 本体
１４ 集煙フード
１５ 排気ダクト
１６ 収集・排気ブロア
２ 室内吸気部
２１ 吸気路
２２ 吸気用ブロア
２３ ダウンフロー形成部
３ 室外排気部
３１ 回収フード
３２ 排気路
３３ 排気用ブロア
４ 部屋（室）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーンカロリメータを用いて、試験体の燃焼熱量を測定するためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コーンカロリメータとは、酸素消費法を用いて、試料の発熱速度や発熱量を求める装置である。試料の燃焼による発熱量と、燃焼の過程で消費される酸素量との関係は、試料に依らずに一定（酸素１ｋｇあたり１３．１ＭＪ）であることが知られている。コーンカロリメータは、この法則に基づき、燃焼による消費酸素量を利用して、試料の発熱量を求めている。ここで、基準となる酸素濃度は大気酸素濃度となっている。発熱速度は、以下の計算式によって求められる。
【０００３】
ところで、燃焼しにくい試料や燃焼量の少ない試料の発熱量等をコーンカロリメータで測定すると、測定誤差が非常に大きくなるという現象を生じる。本発明者がその原因を調査したところ、次のような知見を得た。
【０００４】
すなわち、低発熱量の試料においては、消費される酸素量が非常に少ない。一方、室内空気の酸素濃度は、燃焼部分近傍の生命活動や燃焼自体の影響等により、若干ではあるが変動する。このために、低発熱量の試料においては、得られた酸素消費データのＳＮ比が著しく劣化しているという知見を得た。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の知見に基づいてなされたものである。本発明の目的は、安定した測定が行える、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムは、コーンカロリメータと、室内吸気部とを備えている。前記コーンカロリメータは、実質的に閉鎖された室内に配置されている。前記室内吸気部は、外気を前記室内に導入するものである。
【０００７】
請求項２に記載の燃焼熱量測定システムは、前記請求項１に記載のものにおいて、さらに室外排気部を備えている。前記室外排気部は、前記室内の空気を室外に排出するものである。
【０００８】
請求項３に記載の燃焼熱量測定システムは、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記コーンカロリメータが、空気取り入れ部を備えているものである。前記室内吸気部は、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部の近傍に向けて、前記外気を導入するものとなっている。
【０００９】
請求項４に記載の燃焼熱量測定システムは、請求項３に記載のものにおいて、前記室内吸気部が、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部に導入される外気の流速を低くするためのダウンフロー形成部をさらに備えているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定した測定が行える、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る、コーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムを、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態のシステムは、コーンカロリメータ１と、室内吸気部２と、室外排気部３とと主要な構成要素として備えている。
【００１３】
コーンカロリメータ１は、実質的に閉鎖された部屋（室）４の内部に配置されている。ここで、「実質的に閉鎖された」とは、通常の測定装置類を配置する部屋のように、外気の導入量が少ないか、ほぼ完全に遮断されている状態を言う。
【００１４】
コーンカロリメータ１は、空気取り入れ部１１と、加熱炉１２と、本体１３と、集煙フード１４と、排気ダクト１５と、収集・排気ブロア１６とを主要な要素として備えている。
【００１５】
空気取り入れ部１１は、加熱炉１２の下部に形成されており、加熱炉１２に必要な空気を取り入れる部分である。
【００１６】
加熱炉１２は、試料ホルダや燃焼部を備えており、試料を加熱することができるようになっている。
【００１７】
本体１３は、排気ダクト１５の内部を流れる燃焼ガスの性状を測定するための流量測定部や酸素分析計（図示せず）を備えている。本体１３は、試料の燃焼により消費された酸素量に基づいて、試料の発熱量や発熱速度を算出することができるようになっている。算出されたデータは、適宜な出力装置（図示せず）に出力される。
【００１８】
集煙フード１４は、加熱炉１２の上方に配置されており、加熱炉１２において生成された燃焼ガスを収集するものである。
【００１９】
排気ダクト１５は、集煙フードで収集された燃焼ガスを搬送し、収集・排気ブロア１６を介して上方に排出するようになっている。
【００２０】
コーンカロリメータ１の構成は従来と同様なので、これ以上詳細な説明は省略する。
【００２１】
室内吸気部２は、吸気路２１と、吸気用ブロア２２と、ダウンフロー形成部２３とを備えている。
【００２２】
吸気路２１は、室４の内部から室外に延長されており、室外から外気を室内に取り入れることができるようになっている。
【００２３】
吸気用ブロア２２は、吸気路２１の中間に取り付けられている。吸気用ブロア２２は、吸気路２１に外気を導入して、この外気をダウンフロー形成部２３に送るようになっている。
【００２４】
ダウンフロー形成部２３は、室４の内部に配置されており、かつ、吸気路２１の終端に接続されている。また、ダウンフロー形成部２３の下面は、ほぼ全面にわたって開口されている。ダウンフロー形成部２３は、流路の横断面積を吸気路２１の終端よりも大きくすることで、導入された外気の流速を減少させることができるようになっている。さらに、ダウンフロー形成部２３の下面は、コーンカロリメータ１の加熱炉１２に隣接する位置に配置されている。これにより、室内吸気部２は、コーンカロリメータ１の空気取り入れ部１１の近傍に、安定して外気を導入するものとなっている。
【００２５】
室外排気部３は、回収フード３１と、排気路３２と、排気用ブロア３３とを備えている。
【００２６】
回収フード３１は、コーンカロリメータ１の排気ダクト１５の出口近傍に配置されており、このダクト１５からの排気を回収するようになっている。
【００２７】
排気用ブロア３３は、排気路３２の中間に取り付けられている。
【００２８】
排気路３２は、回収フード３１で回収された排気を、排気用ブロア３３を介して室外に送り出すことができるように、室外まで延長されている。
【００２９】
以上の構成により、室外排気部３は、室内の空気を室外に排出することができるようになっている。
【００３０】
次に、前記のように構成された燃焼熱量測定システムの動作を説明する。
【００３１】
まず、室内吸気部２の吸気用ブロア２２を動作させて、吸気路２１及びダウンフロー形成部２３を経由して、外気を、コーンカロリメータ１の空気取り入れ部１１の近傍に向けて送り出す。
【００３２】
コーンカロリメータ１においては、加熱炉１２に配置された試料の燃焼試験が、従来と同様にして行われる。
【００３３】
燃焼により生成された燃焼ガスは、排気ダクト１５を介して、室外排気部３の回収フード３１に送られ、さらに、排気路３２及び排気用ブロア３３を介して外部に排出される。
【００３４】
コーンカロリメータ１を室外に配置した場合には、燃焼のための炎が風の影響で揺らぎ、燃焼状態が変化するため、燃焼熱量の測定精度が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、コーンカロリメータ１を室内に配置したので、安定した燃焼が可能であり、測定精度の向上が図れる。
【００３５】
また、本実施形態のシステムによれば、外気を、コーンカロリメータ１に送り込んでいるので、室内に配置されたコーンカロリメータ１から生じる燃焼排気による、室内空気における条件変動を抑えることができる。また、室内空気における条件変動があっても、この条件変動に影響されずに、比較的安定した燃焼熱量測定を行うことができる。これにより、得られた測定データの精度が向上するという利点がある。
【００３６】
また、本実施形態のシステムによれば、コーンカロリメータ１の空気取り入れ部１１の近傍に向けて外気を送り込んでいるので、単に室内に外気を導入する場合に比較して、一層安定した燃焼熱量測定を行うことができ、測定データの精度をさらに向上させることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態のシステムによれば、ダウンフロー形成部２３を介して、外気を、比較的に低速で空気取り入れ部１１に供給しているので、供給される外気の流れによる燃焼試験への影響を低減させることができる。したがって、この点でも、測定データの精度向上を図ることができる。
【００３８】
また、本実施形態のシステムによれば、室外排気部３により、コーンカロリメータ１からの排気を室外に排出することができる。したがって、このシステムでは、室内への外気導入を一層円滑に行うことができる。すると、室内における空気の条件を、外気に一層近付けることができ、測定データの精度をさらに向上させることが可能となる。
【００３９】
さらに、本実施形態のシステムでは、室外排気部３により、排気を室外に排出しているので、室内に供給される燃焼排気の量を低減させることができる。したがって、室内における燃焼条件の変動を抑えることができ、測定データの精度向上をさらに図ることができる。
【００４０】
なお、本発明のコーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システムは、前記実施形態に限定されるものではない。このシステムは、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼熱量測定システムの概略的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ コーンカロリメータ
１１ 空気取り入れ部
１２ 加熱炉
１３ 本体
１４ 集煙フード
１５ 排気ダクト
１６ 収集・排気ブロア
２ 室内吸気部
２１ 吸気路
２２ 吸気用ブロア
２３ ダウンフロー形成部
３ 室外排気部
３１ 回収フード
３２ 排気路
３３ 排気用ブロア
４ 部屋（室）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーンカロリメータと、室内吸気部とを備え、
前記コーンカロリメータは、実質的に閉鎖された室内に配置されており、
前記室内吸気部は、外気を前記室内に導入するものである、
ことを特徴とするコーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システム。
【請求項２】
さらに室外排気部を備え、
前記室外排気部は、前記室内の空気を室外に排出するものである
ことを特徴とする、前記請求項１に記載の燃焼熱量測定システム。
【請求項３】
前記コーンカロリメータは、空気取り入れ部を備えており、
前記室内吸気部は、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部の近傍に向けて、前記外気を導入するものである
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃焼熱量測定システム。
【請求項４】
前記室内吸気部は、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部に導入される外気の流速を低くするためのダウンフロー形成部をさらに備えていることを特徴とする、
請求項３に記載の燃焼熱量測定システム。
【請求項１】
コーンカロリメータと、室内吸気部とを備え、
前記コーンカロリメータは、実質的に閉鎖された室内に配置されており、
前記室内吸気部は、外気を前記室内に導入するものである、
ことを特徴とするコーンカロリメータを用いた燃焼熱量測定システム。
【請求項２】
さらに室外排気部を備え、
前記室外排気部は、前記室内の空気を室外に排出するものである
ことを特徴とする、前記請求項１に記載の燃焼熱量測定システム。
【請求項３】
前記コーンカロリメータは、空気取り入れ部を備えており、
前記室内吸気部は、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部の近傍に向けて、前記外気を導入するものである
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃焼熱量測定システム。
【請求項４】
前記室内吸気部は、前記コーンカロリメータの空気取り入れ部に導入される外気の流速を低くするためのダウンフロー形成部をさらに備えていることを特徴とする、
請求項３に記載の燃焼熱量測定システム。
【図１】
【公開番号】特開２００６−３０８２８８（Ｐ２００６−３０８２８８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２７２８８（Ｐ２００５−１２７２８８）
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（５０５１５６８８０）株式会社東京システムバック (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（５０５１５６８８０）株式会社東京システムバック (1)
【Ｆターム（参考）】
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