TWI644013B - Refractory door construction - Google Patents

Abstract

一種耐火門構造為以框體和耐火門所構成的單片拉門。耐火門為可於框體滑動而安裝的拉門型式的道門。耐火門為兩層構造，包含：內門板、水充填體、空間材、外門板，以及外緣板。水充填體由數個方筒體構成，內部充填充填水。當因火燄熱度使周邊的溫度上升時，以充填水的潛熱效果抑制耐火門的溫度上升。於耐火門設有封止板及/或耐火襯墊，用來封止避難所和耐火門之間所產生的間隙。藉此，可抑制因火燄所產生的氣體侵入，提供一種可因應海嘯和海嘯火災的耐火門構造。

Description

耐火門構造

本發明為有關一種可因應海嘯及海嘯火災的耐火門構造。

海嘯對策和火災對策，向來被視為不同的防災課題，但在2011年所發生的東日本大地震中，確認了因海嘯而引發火災的事實。在海嘯時有大量水的存在，竟然會發生火災，實在令人難以想像，但其原因如下，也就是因其他漂流物衝撞油缸或海嘯等而流出的船舶或汽車所漏出的燃料(重油、燈油、瓦斯等)而起火，漂流至海嘯的淹水區域，而使火災災情擴大。

在東日本大地震中所引發的海嘯火災，並非因種種極為特殊的狀況而發生的例外，而是在其他海嘯災害中也可能經常發生。因此，為了因應地震災害，有必要一併採取防範海嘯及海嘯火災的對策。

目前已提出各種避難所的發明，作為上述地震等災害時的保命對策。

在專利文獻1中揭示的浮體式多人緊急避難所，平時可用作公民會館或圖書館館等公共設施，而在海嘯來襲時容易漂浮，可確保有避難場所供民眾避難。可通往外部的出入口，為水密門和氣密門的雙重構造。

在專利文獻2中所揭示的避難所之海嘯對策用門，為可於 平時生活中使用的個人住宅，同時在海嘯來襲時，可供人們避難。具體而言，為介由門推壓機構將開口部周邊的壁面封閉的拉門式的門。

在專利文獻3中所揭示的鋼筋混凝土製避難所，為具備可承受衝擊水壓的拉門式的門。拉門式的門，為朝短邊方向密集配置輕量V型肋框，並具備防止入水裝置。

【專利文獻1】特開2015-020603號公報

【專利文獻2】特開2013-015796號公報

【專利文獻3】特開2013-160037号公報

在專利文獻1中所揭示的使用樣態是，通往外部的出入口為水密門和氣密門的雙重構造，水密門為經常開放狀態。這是因為水密門具有重量，開關需要耗費相當大的力氣。以上述使用樣態，在地震發生時，沉重的水密門之鉸鏈可能會破損，如此一來就失去了水密門的功能。也就是說，如果是開關式的門，用來使沉重的門回動的鉸鏈就成了弱點。在專利文獻2中所揭示的門構造相當複雜，無法降低成本。在專利文獻3所揭示的門構造，並未充分研討火災對策。

本發明的課題，為提供一種對地震、海嘯及海嘯火災都具有高安全性的拉門式耐火門構造。

為解決上述課題，申請專利範圍第1項的發明，為耐火門構造，特徵為包含：設於避難所的框體、以可滑動狀態設置於框體的兩層構造耐火門，以及排氣閥，兩層構造的其中一層，為充滿水和空氣的水充 填層，排氣閥的一側端部，穿入以水充填層內的空氣所充滿的空間，另一側端部則突出設於外部空間。

如採取上述構造，耐火門構造為以可滑動狀態設置於框體的拉門式的門，所以由框體整體來承受地震負重。因此，與開關式的門相比，更可提高耐地震承重性能。

耐火門為兩層構造，其中一層的內部儲存比熱容量大的水，因此即使發生海嘯火災，亦可吸收火燄熱力。

即使於因火燄熱力等使得水充填層內的水氣化時，所產生的蒸氣會經由排氣閥排出至外部空間，因此可抑制內部壓力上升。

另外，在水氣化而變化為蒸器時，會發揮潛熱效果，因此可期待冷卻效果。其結果，可抑制耐火門的溫度上升。

第2項的發明，其特徵為於第1項所述的耐火門構造中，水充填層呈列狀分割。

如採取上述構造，因水充填層呈列狀分割，可降低耐火門構造開關時所產生水的擺盪，並滑順地開關門。

另外，就算呈列狀分割的水充填層因某種原因使得部分列破損，亦可用其他列的水充填層來吸收火燄造成的熱度，並可期待發揮潛熱效果。

第3項的發明，其特徵為於第1項或第2項的耐火門構造中，兩層構造的另一層，為以空氣充滿的空氣層。

如採取上述構造，兩層構造的另一層充滿空氣，因此可期待發揮隔熱效果。如此一來，可抑制避難所內的溫度上升。

第4項的發明，其特徵為於第1項所述的耐火門構造中，更具備封止機構，前述封止機構為耐火門在關閉的狀態下，達到預設的溫度時，將避難所和耐火門之間所產生的間隙加以封止。

如採取上述構造而具備封止機構，當達到遇設的溫度時，前述封止機構會將避難所和耐火門之間所產生的間隙加以封止，因此可防止火燄侵入避難所內。

第5項的發明，其特徵為於第4項所述的耐火門構造中，封止機構包含：以可回動狀態固定於耐火門的封止板，以及一端部與封止板連接、另一端部固定於耐火門的致動器，前述致動器為當達到預設溫度時，使封止板變位。

如採取上述構造，封止機構包含以可回動狀態固定於耐火門的封止板，以及一端部與封止板連接、另一端部固定於耐火門的致動器，因此將封止板和致動器安裝於耐火門，即可輕易地封止間隙。

第6項的發明，其特徵為於第5項所述的耐火門構造中，致動器包含用來使封止板變位的形狀記憶合金彈簧。

如採取上述構造，致動器的構造包含形狀記憶合金彈簧，也就是被動型的致動器，因此不使用感測器、引擎及電力等複雜構造，即可於預設溫度使封止板變位。

第7項的發明，其特徵為於第5項或第6項所述的耐火門構造中，封止板和致動器設於耐火門的外部空間側，封止框體和耐火門外門板之間所產生的間隙，以及避難所外壁和耐火門的門後端部之間所產生的間隙。

如採取上述構造，封止板和致動器設於耐火門的外部空間側，因此可簡單進行安裝、維修檢查及更換作業。

第8項的發明，其特徵為於第4項所述的耐火門構造中，封止機構具有將耐火片捲起的耐火襯墊，耐火襯墊於達到預設溫度時會膨脹，以封止間隙。

如採取上述構造，封止機構具有將耐火片捲起的耐火襯墊，因此可具備耐火性能。

第9項的發明，其特徵為於第8項所述的耐火門構造中，耐火襯墊受於安裝面的相反側形成開口空間的收納容器所維持。

如採取上述構造，耐火襯墊受收納容器所維持，因此可提高耐火襯墊的持久性。另外，維持耐火襯墊的收納容器，於安裝面的相反側形成開口空間，因此可只在安裝耐火襯墊那一面的相反側膨脹。其結果，可提高封止效果。

第10項的發明，其特徵為於第8項或第9項所述的耐火門構造中，耐火襯墊呈環狀設置於耐火門內門板，在耐火門關閉的狀態下，與避難所所形成的出入口外周部呈對向。

如採取上述構造，耐火襯墊呈環狀設置於耐火門的內門板，在耐火門關閉的狀態下，與出入口外周部呈對向，因此可封止內門板和避難所之間所產生的間隙。另外，不需突出設於耐火門的外部空間側，即可免於因海嘯等而破損。

1‧‧‧框體

2‧‧‧耐火門

10‧‧‧耐火門構造

11‧‧‧縱框

12‧‧‧下框

13‧‧‧上框

21‧‧‧內門板

22‧‧‧水充填體

23‧‧‧外門板

24‧‧‧空間材

25‧‧‧外緣板

251‧‧‧下側緣板

252‧‧‧上側緣板

253‧‧‧門尾側緣板

254‧‧‧門前側緣板

28‧‧‧排氣閥

40‧‧‧滑行裝置

41a、41b‧‧‧滾輪

42a、42b‧‧‧滑軌

43‧‧‧懸吊器

44a、44b‧‧‧滑軌支持板

51‧‧‧固定板

52‧‧‧封止板

53‧‧‧鉸鏈

54‧‧‧形狀記憶合金彈簧

55‧‧‧偏動彈簧

56‧‧‧彈簧支持體

57‧‧‧封止軸

58‧‧‧球接頭

59‧‧‧分隔板

61‧‧‧致動器

72‧‧‧耐火襯墊

73‧‧‧收納容器

100‧‧‧出入口

101‧‧‧外部空間

102‧‧‧避難空間

200‧‧‧避難所

W‧‧‧充填水

A‧‧‧充填空氣

【圖1】(a)為說明耐火門關閉狀態下的正面圖。(b)為說明耐火門在開啟狀態下的正面圖。

【圖2】說明封止板及耐火襯墊安裝狀態的側面剖面圖。

【圖3】同上的平面剖面圖。

【圖4】說明空間金屬零件的圖。

【圖5】(a)為說明在常溫狀態的致動器狀態的圖。(b)為說明形狀記憶合金彈簧超過變態溫度狀態的圖。

【圖6】(a)為說明耐火襯墊安裝狀態的側面剖面圖。(b)為說明耐火襯墊安裝狀態的正面圖。

以下參照圖式，說明本發明實施型態中的耐火門構造10。耐火門構造10設於避難所200的出入口100。

如圖1所示，耐火門構造10為框體1和耐火門2所構成的單片拉門。耐火門2為以可滑動狀態安裝於框體1的拉門形式的1道門。框體1為自外部空間101側觀視避難空間102方向時，呈ㄈ字形，在耐火門2關閉的狀態下，出入口100與外部側空間被阻斷，在開啟的狀態下，出入口100與外部空間101連接。框體1包含：朝上下方向延伸的縱框11，與縱框11下部連結，朝水平方向延伸的下框12，以及與縱框11上部連結、朝水平方向延伸的上框13。

縱框11為剖面觀視呈L字形的鋼板，自避難所200的外面垂直延伸，朝耐火門2的出入口100方向彎曲，於避難所200的外面平行延伸。縱框11和避難所200所形成的溝部，在耐火門2關閉 的狀態下，收納耐火門2的門前端部。

下框12為剖面觀視呈L字形的鋼板，自避難所200垂直延伸，朝上框13方向彎曲，於避難所200的外面平行延伸。如圖2所示，避難所200的外面和下框12所形成的溝部收納誘導板47，誘導板47用來引導耐火門2滑動時的方向。另外，於下框12的自由端的端部，設有止動器，用來防止耐火門脫落框外(省略圖示)。

誘導板47形成凹部，其凹部以可滑動的狀態收納導板48，該導板48為突設於下側緣板251整體長度。如此一來，耐火門2即可不朝面外方向脫離，可滑順地滑動。

誘導板47和下側緣板251的間隙，以即使考慮到可容忍的最大設置誤差，亦不會彼此接觸的最小間隔為佳。這是為了確保耐火門2能順暢滑動，同時盡可能縮小其間隙。如此一來，即可抑制火燄及因火燄所產生的氣體。

上框13為剖面觀視呈L字形的鋼板，從避難所200垂直延伸，朝下框12方向彎曲，於避難所200的外面平行延伸。如圖2所示，避難所200和上框13所形成的溝部，收納滑行裝置40，該滑行裝置為垂吊耐火門2，並使其滑行。另外，於上框13的自由端端部，設有止動器(省略圖示)，以防止耐火門2脫出框外。

滑行裝置40包含：滾輪41a、41b，滑軌42a、42b，懸吊器43，以及滑軌支持板44a、44b。

懸吊器43為剖面觀視呈T字形，於門尾側、中央部及門前側3處垂吊耐火門2。於T字形的懸吊器43前端部，以可旋轉的狀態 安裝滾輪41a、41b。該滾輪41a、41b以可滑行的狀態載置於滑軌42a、42b上，該滑軌42a、42b為固定於滑軌支持板44a、44b上。

滾輪41a、41b的外徑，可收容於避難所200、上框13和滑軌支持板44a、44b所包圍的空間，並且越大越理想。如此一來，可抑制輪壓，降低滑動所需的力量，並可滑順地滑動耐火門2。

滑軌支持板44a、44b和上側緣板252的間隙，為即使考慮可容許最大設置誤差，也不會彼此接觸的最小間隔為佳。這是為了確保耐火門2可順暢地滑動，同時盡可能縮小其間隙。如此一來，可抑制火燄及因火燄所產生的氣體。

如圖2、3所示，耐火門2包含：內門板21、水充填體22、空間材24、外門板23，以及外緣板25。

內門板21為矩形的平板，具有可承受預設的海嘯承重。內門板21以使用經過加工的鋼板為佳。

水充填體22為數個方筒體所構成。該方筒體於內門板21外部空間101側全面、無間隙地排列固定。方筒體的上面及下面，固著於上側緣板252及下側緣板251，內部形成封閉空間(水充填層)。該封閉空間幾乎整體儲存充填水W，其上部存在若干充填空氣A。為了與存在於數個方筒體中的充填空氣A連通，於方筒體彼此接觸之面的上端部，設有缺口部221。方筒體以使用經過加工的角型鋼管為佳。

水充填體22的外部空間側的上端部、中間部、下端部，安裝有空間材24。空間材24為兩端以閉塞板(省略圖示)閉塞的方筒 體，以使用經過加工的角型鋼管為佳。又，亦可將溝形鋼、H形鋼施以加工。

空間材24的外部空間側面，介由空間金屬零件27，固定外門板23。外門板23以使用經過加工的鋼板為佳。如圖4所示，金屬零件27為於圓筒形內面切出螺紋的空間金屬零件本體271和固定螺栓272所構成，固定於空間材24。

外緣板25包含：下側緣板251、上側緣板252、門尾側緣板253和門前側緣板254所構成。外緣板25的一端固定於外門板23。

門尾側緣板253和門前側緣板254的中間部，介由空間材金屬零件27，固定於水充填體22及空間材24。一端(避難空間側的一端)形成自由端，另一端(外部空間側的一端)固定於外門板23的外緣。

如上述說明，耐火門2之內部形成區隔為避難空間102側和外部空間101側的兩層構造。另外，避難空間102側的一層，以充填水W和充填空氣A所充滿，外部空間101側的一層形成充滿空氣的構造。

另外，在本構造中，於門尾側緣板253、內門板21及水充填體22之間形成間隙。同樣的，與門前側緣板254之間也形成間隙。藉由該間隙，可將耐火門2內部的空氣排出至外部，同時也可以將外部的空氣吸進來。如此一來，可抑制因溫度上升所造成的壓力上升，並防止防火門變形。

又，將避難空間102側的內部空間，作為充滿空氣的一層，也可將外部空間101側的內部空間，作為充滿充填水W和充填空氣A的一層。

於外門板23安裝3個排氣閥28。排氣閥28是用來將充填水W因火燄熱力等加熱氣化而產生的水蒸氣，排出至外部空間101。如此一來，可抑制方角筒內部的壓力上升。蒸氣出入口(一邊的端部)為穿入充填空氣A，蒸氣排出口(另一邊的端部)為從外門板23突出，並接觸大氣。

封止機構在周圍的溫度因火燄熱力而達到預設的溫度時，用來封止耐火門2和框體之間所產生的間隙。以下說明封止機構的各種例子。

封止機構例1：如圖5所示，封止機構例1包含：固定板51、封止板52、可旋轉固定板51和封止板52而連結的鉸鏈53，以及致動器61。

如圖2、3所示，固定板51及封止板52，為於門尾側緣板253的避難空間102側的端部，以及耐火門2的外表面，沿著框體1配設。固定板51及封止板52，以使用加工過的鋼板為佳。

固定板51固定於耐火門2。封止板52為介由鉸鏈53以可旋轉的狀態安裝於固定板51，並介由後述的致動器61，固定於固定板51。

固定板51和封止板52所形成的角度以90度~100度為佳，以90度~95度為更理想。如此一來，可有效地將來自致動器 61的推力傳遞至封止板52。

致動器61為設於固定板51的兩端部及中間部，共計3處，並介由球接頭58與封止板52連接。

以下依圖5說明致動器61的結構。

致動器61包含：彈簧支持體56、貫通彈簧支持體56而設置的封止軸57、沿著封止軸57外周而設置的形狀記憶合金彈簧54及偏動彈簧55，以及用來分隔形狀記憶合金54和偏動彈簧55的分隔板59。

彈簧支持體56為剖面觀視呈溝形，中間部(溝型的底面)固定於固定板51。於溝型的立起部，朝縱向形成長形的長孔(省略圖示)，封止軸貫通該長孔而設置。

封止軸57一端介由球接頭58，以可旋轉的狀態固定於封止板52。封止軸57的另一端為自由端。另外，分隔板59固定於長度方向的中央附近。

形狀記憶合金彈簧54，收納於彈簧支持體56，於封止軸57外周呈螺旋狀捲繞，沿著封止軸57的軸向設置。形狀記憶合金彈簧54的一端固定於彈簧支持體56凹部的一邊，另一端固定於分隔板59。

偏動彈簧55收納於彈簧支持體56，於封止軸57外周呈螺旋狀捲繞，沿著封止軸57的軸向，與形狀記憶合金彈簧呈對向設置。偏動彈簧55的一端，固定於彈簧支持體56溝型的另一邊立起部，另一端固定於分隔板59。

形狀記憶合金彈簧54和偏動彈簧55，以變位量固定地壓縮之互推形狀，收納於彈簧支持體56。偏動彈簧55不受周圍溫度的影響，產生與變位呈正比的力量。相對的，形狀記憶合金彈簧54則因周圍溫度變化，所產生的力量也會變化。

圖5(a)為表示致動器61在常溫狀態下的狀態。在此狀態下，偏動彈簧55和形狀記憶合金彈簧54所產生的力量互相平衡。

圖5(b)為表示致動器61在高溫狀態下的狀態。如果溫度上升，並超過變態溫度，形狀記憶合金彈簧54會產生拉力，朝延伸方向變形，使偏動彈簧55壓縮。如此一來，封止軸57會變位，受封止軸57推壓的封止板52，會朝與固定板51形成的角度擴大的方向變位。其結果，可封止避難所200和耐火門2之間所產生的間隙。

另外，當溫度再度下降至變態溫度以下，形狀記憶合金彈簧54所產生的拉力減少，受偏動彈簧55推壓，回到圖5(a)的狀態。

形狀記憶合金彈簧54的變態溫度，為比因太陽熱等可預測上升的溫度高，且以能早期感知火燄熱度的溫度為佳。

在本實施型態中，封止板52的剖面為單純的板狀，但剖面觀視呈L形亦可。如此一來，可減少受封止的致動器61的變位量，同時使固定板51和封止板52所形成的角度接近90度。

封止機構例2：封止機構例2包含：形成凹部的收納容器73，以及耐火襯墊72。如圖2、3、6所示，形成凹部的收納容器73，為於內門板21的表面，沿著外周域呈環狀安裝。介由該凹部，於內 門板21安裝面的相反側(與安裝面呈對向面的一側)，也就是避難所200側形成開口空間。另外，收納容器73的凹部收納耐火襯墊72。

耐火襯墊72為捲起耐火片，在比收納容器73的凹部前端高度更低的狀態下收納。耐火襯墊72隨著溫度上升，朝凹部的開口空間方向膨脹，當達到預設的溫度，突出高於收納容器73高度的位置，與避難所200的外面接觸。其結果，可封止耐火門2和避難所200之間所產生的間隙。

耐火布，在此例示者為杜邦公司的泰維克(註冊商標)銀片，主要為將芳綸纖維、含氟纖維、碳纖維、膨脹性石墨、聚四氟乙烯(PTFE)纖維、聚醯亞胺纖維、以及聚苯硫醚(PPS)纖維編織為片狀，再於織布纖維上蒸鍍鋁，於其上塗層樹脂，以防止劣化。將耐火片捲起，作為耐火襯墊72，以形成在溫度上升時可膨脹的構造。

又，在本實施型態中，雖以形成凹部的收納容器73來維持耐火襯墊72，但不限定於此，例如亦可將耐火襯墊72維持於以板狀維持部材所形成的凹部。另外，耐火襯墊於內門板21的表面，沿著外周域呈環狀安裝，但亦可沿著出入口100的外周域呈環狀安裝。

以上的實施型態，為用來實施本發明的理想實施型態之例示。本發明不限定於以上的實施型態，只要在不逸脫發明旨趣的範圍內，即使進行各種改變，當然亦屬於本發明的技術範圍。

例如，封止機構雖分別舉例1、例2為例，但亦可將上述兩例同時適用封止機構。另外，亦可在封止機構例2所示的耐火襯墊72之內側領域併設水密襯墊。如此一來，可保護水密襯墊不受火災損壞，因 此可在海嘯、海嘯火災中，提高耐火門構造10的水密性能。

Claims (10)

1. 一種耐火門構造，其特徵為包含：設於避難所的框體，以可滑動狀態設置於前述框體的兩層構造之耐火門；以及一排氣閥；前述兩層構造的一層，為以水和空氣充滿的水充填層；前述排氣閥，其一側端部穿入前述水充填層內充滿空氣的空間，且另一側端部突出至外部空間而設置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之耐火門構造，其特徵為前述水充填層呈列狀分割。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之耐火門構造，其特徵為前述兩層構造的另一層，為充滿空氣的空氣層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之耐火門構造，其特徵為更具有封止機構，前述封止機構在前述耐火門關閉的狀態下，在達到預設的溫度時，封止前述避難所和前述耐火門之間所產生的間隙。
5. 如申請專利範圍第4項所述之耐火門構造，其特徵為前述封止機構，包含：以可回動的狀態固定於前述耐火門的封止板；以及一端部與前述封止板連接，且另一端部固定於前述耐火門的致動器；前述致動器，在達到預設的溫度時，使前述封止板變位，封止前述間隙。
6. 如申請專利範圍第5項所述之耐火門構造，其特徵為前述致動器包含形狀記憶合金彈簧，前述形狀記憶合金彈簧為用來使前述封止板變位。
7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之耐火門構造，其特徵為前述封止板和前述致動器，設於前述耐火門的外部空間側，封止前述框體和前述耐火門的外門板之間所產生的間隙，以及前述避難所的外壁與前述耐火門的門後端部之間所產生的間隙。
8. 如申請專利範圍第4項所述之耐火門構造，其特徵為前述封止機構，具有用來捲起耐火片的耐火襯墊，前述耐火襯墊，當達到預設溫度時會膨脹，以封止前述間隙。
9. 如申請專利範圍第8項所述之耐火門構造，其特徵為前述耐火襯墊被維持於在安裝面的相反側形成開口空間的收納容器。
10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之耐火門構造，其特徵為前述耐火襯墊呈環狀設置於前述耐火門的內門板，使在前述耐火門關閉的狀態下，與前述避難所形成出入口的外周部呈對向。