JP2003516207A - 急激な火炎の拡がりをシミュレートする方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つの他の火災個所のための火災室を有する消防訓練設備内で、急激な火炎の拡がりをシミュレートする方法に関するものであって、同方法においてガスは火災室の天井の近傍へ導入されて点火され、その場合にガスは、酸素と混合後に燃焼可能なガス−酸素−混合気として火災室内へ放出されて、その後点火される。さらに本発明は、火災室の天井の領域にガス−酸素−供給装置を備えた、この方法のために使用可能な装置に関し、そのガス−酸素−供給装置からガス−酸素−混合気が火災室内へ、そして少なくとも１つの点火装置へ供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、少なくとも１つの他の火災個所のための火災室を有する消防訓練設
備内で急激な火炎の拡がりをシミュレートする方法とそのための装置に関するも
のであって、同方法においては火災室の天井の近傍にガスが導入されて点火され
る。

【０００２】 火災個所を取り巻く部屋の天井から始まり、ないしは多かれ少なかれ天井全体
にわたって火炎の海のように拡がって、室内へ進入する急激な火炎の拡がりは、
専門符丁では「フラッシュオーバー」と称され、消防隊員にとって消火の際の大
きな潜在危険を隠し持っている。合成材料の多様な使用に基づいて、フラッシュ
オーバーは益々頻繁に発生するようになって来ており、消防隊員はそれに相当す
る危険状況に対してトレーニングによって準備しなければならない。

【０００３】 フラッシュオーバー特性は、温度、火災室の容積、酸素量、燃焼されたガスの
量、未燃焼のガスの量、燃焼されずに残る固体の燃料の量と種類、燃焼可能な材
料の量と種類、点火温度などのような、多数のパラメータの影響を受けて、時間
の関数として生じる。フラッシュオーバーを定めるこれら多数のパラメータにも
かかわらず、フラッシュオーバーが実際に発生する前に所定の警告信号が大きな
確率で常に存在し、消防隊員によって完全に知覚可能であることが確認されてい
る。

【０００４】 すなわち、しばしばフラッシュオーバーの点火の直前に部屋が「呼吸する」こ
とが、その部屋内で観察されている。もっと正確に言うと、目撃者は、フラッシ
ュオーバーの点火の直前に、部屋から、特にドアとしきいの間から煙の塊が流出
し、ドア自体を外側へ変形させ、その後一部が火災室内へ引き戻され、ドア自体
を火災室内へ引き込むことを、報告している。

【０００５】 その内部がすでにフラッシュオーバーの点火のためのすべての条件を満たして
いる部屋へ通じるドアが、上記の「呼吸」によって示されるように、開放されて
、従って酸素がその室内へ流入した場合には、部屋の天井領域内で未燃焼のガス
と加熱された燃料の同時点火がもたらされ、それが熱、光および圧力の極めて急
速な生成と伝播、従って急激な火炎の拡がり、すなわちフラッシュオーバーをも
たらす。

【０００６】 既知の消防訓練設備は、益々頻度を増して発生する、生命を脅かすフラッシュ
オーバーに基づいて、一部はすでにフラッシュオーバーをシミュレートする装置
を有している。すなわち、たとえばＥＰ０５８５３９２Ｂ１は、この分野の方法
を開示しており、同方法においてはフラッシュオーバーをシミュレートするため
に、燃焼するソファなどをシミュレートすべき、火災室の床の近傍の火災個所の
ためのメインバーナーだけでなく、さらに補助バーナーにも、プロパンガスの形
式の燃料が供給される。

【０００７】 そのために、少なくとも１つの消防駆動パラメータが監視されて、監視された
駆動パラメータの予め定められたしきい値が達成された場合に、火災室の天井の
近傍で、メインバーナーへの適切な供給とは関係なく、燃焼パイプの形式で形成
されている補助バーナーへの純粋なプロパンガスの供給の制御と点火によって、
第２の火炎が生成される。

【０００８】 しかし、この種の既知の、第２の火炎を介してのフラッシュオーバーのシミュ
レーションは、特に２つの理由から、現実に忠実ではない。１つには、火災室へ
進入する前にフラッシュオーバーの発生を示すヒントが知覚できない。さらには
、第２の火炎は、ガス分配器から純粋なガスが火災室内へ放出されて、火災室内
でそこに含まれる空気を利用して点火されることによって形成され、それはガス
が燃焼のための空気を探すことに基づく、比較的低速の、いわば「のらくらした
」火炎の拡がりをもたらし、それは実際のフラッシュオーバーの危険を表すこと
はできない。

【０００９】 フラッシュオーバー現象の他に、行き来するファイアーフロントからなる、い
わば「ロールオーバー」と、急激な火炎の拡がりを有する、加熱された対象の逆
点火によって生じる「バックドラフト」も知られている。

【００１０】 本発明の課題は、この分野の方法とこの分野の装置を、従来技術の欠点が克服
され、特にフラッシュオーバー、ロールオーバーおよび／またはバックドラフト
現象をシミュレートするための、従来技術に基づくよりも実際的な急激な火炎の
拡がりが形成されるように、展開することである。その場合に、学習すべき消防
隊員の安全性は依然として保証されていなければならない。急激な火炎の拡がり
がすぐに発生することを示す警告ヒントもシミュレートされなければならない。

【００１１】 方法に関する課題は、ガスが、酸素と混合後に燃焼可能なガス−酸素−混合気
として、火災室内へ放出されて、その後点火されることによって、解決される。 その場合に、好ましくは逆方向の、２つのファイアフロントを形成するために
、ガス−酸素−混合気が火災室内で、少なくとも２つの空間的に分離された個所
において点火されるようにすることができる。

【００１２】 さらに、本発明によれば、酸素が空気、特に外気を介して供給されることが、
提案される。 本発明によれば、ガスを、好ましくは気化された、プロパンガスの形式で供給
することができる。

【００１３】 本発明に基づく好ましい展開は、入口のドアを閉ざされた火災室内で測定して
、急激な火炎の拡がりの発生にとって特徴的な、セットされた温度しきい値の上
の温度において、煙が火災室から押し出されて、次に少なくとも部分的に火災室
内へ吸い戻され、その場合に好ましくは煙の動きが周期的に繰り返されることを
、特徴としている。 その場合に、煙がそれぞれ約１分までの間火災室から押し出され、ないしは火
災室内へ吸い込まれるようにすることができる。

【００１４】 さらに、本発明によれば、火災室へ通じる入口ドアの開放によって、煙の動き
が終了されて、次にガス−酸素−混合気の供給と点火が、好ましくは手動で、開
始されることが提案される。

【００１５】 装置に関する課題は、本発明によれば、火災室の天井の領域内のガス−酸素−
供給装置によって解決され、そのガス−酸素−供給装置からガス−酸素−混合気
が火災室内へ、そして少なくとも１つの点火装置へ供給される。

【００１６】 その場合に、ガス−酸素−供給装置は、ガスおよび／または酸素の流れ方向に
順次次のものを有することができる： 特に外気に含まれる、酸素を吸い込むための送風機、 火災室の熱を吸収することによって酸素を加熱するための一次加熱室、 圧力緩衝室、 プロパンガスなどのような、ガスを圧力緩衝室内へ導入するためのガス分配器
、 好ましくは気化された、ガスと酸素を燃焼可能なガス−酸素−混合気に混合す
るための混合室および／または 戻り止めフラップなどの形式の、吸い戻し阻止ユニット。

【００１７】 さらに、本発明によれば、点火装置が、それぞれ点火面を準備する、対向する
２つの終端面を備えた、２つの逆方向に延びる電極と電流供給導線を有している
ことが、提案される。 また、点火装置が少なくとも１つの点火面を有し、その点火面がガス−酸素−
混合気のためのガス−酸素−供給装置の出口の前最大で１メートルの所に配置さ
れるようにすることもできる。

【００１８】 さらに、ガス−酸素−供給装置および／または点火装置を作動させ、ないしは
非作動にするための手動制御ユニットを設けることができる。 本発明によれば、火炎の渦を形成するために、火災室の天井と、ガス−酸素−
供給装置および点火装置との間に、少なくとも１つの方向変換薄板を設けること
ができる。

【００１９】 さらに、本発明によれば、ガス−酸素−供給装置が火災室の外部において、特
に仕切壁を介して火災室から分離された設備工事室内に配置されていることが、
提案される。 また、ガス−酸素−供給装置がガスおよび／または酸素の流れ方向に、特に圧
力緩衝室の領域内で、狭くなるようにすることもできる。

【００２０】 本発明によれば、火災室内の少なくとも１つの温度センサ、好ましくは少なく
とも、入口ドアとそれに属するドアのしきいとのとの間のような、入口ドアの領
域内で、火災室から煙を吹き出させるための煙発生器、および少なくとも部分的
に煙を火災室内へ吸い戻すための他の送風機を有し、その場合に温度センサ、煙
発生器および他の送風機が互いに対して作用接続されていることを特徴とする実
施形態が効果的である。

【００２１】 その場合に、煙発生器と他の送風機は、好ましくは自動的に、火災室へ通じる
入口ドアが閉鎖されている時に火災室内で温度センサにより検出されるしきい値
温度まで加熱された場合に作動されて、入口ドアが開放された場合に非作動にさ
れるようにすることができる。

【００２２】 そして、本発明によれば、煙発生器および／または他の送風機は、入口ドアに
、好ましくはそれに属するドアしきいの近傍に取り付けられることも、提案され
る。

【００２３】 従って本発明の基礎となっているのは、光、熱および圧力の拡がりを含むフラ
ッシュオーバーの実際の火災条件は、気化されたプロパンガスのようなガスと、
外気内に存在するような酸素からなる燃焼可能な混合気が火災室内へ導入されて
、そこで点火されることによって、消防訓練設備の火災室内でシミュレートする
ことができる、という驚くべき認識であるので、既知のシミュレーションとは異
なり、ガスは、点火するために、火災室内にまだ存在している酸素を求めて流れ
る必要はない。

【００２４】 その場合に本発明によれば、学習する消防隊員にとっての危険を最少にするた
めに、フラッシュオーバーの形成が手動で開始されると、効果的である。さらに
燃焼可能な混合気は、本発明によれば、好ましくは少なくとも２つの個所で点火
されるので、２つの逆のファイアーフロントが生じる。そして火炎の渦は、本発
明によれば方向変換薄板によってもたらされる。

【００２５】 さらに、本発明によって初めて、適切な警告ヒントがシミュレートされること
によって、すなわち入口ドアが閉鎖されている場合に、急激な火炎の拡がりの発
生にとって特徴的なしきい値温度の上において火災室から押し出され、数秒後に
再び火災室内へ少なくとも部分的に吸い戻される煙の形成によって、フラッシュ
オーバーの発生の早期認識がシミュレートされた。

【００２６】 本発明の他の特徴と利点は、以下の説明から明らかにされ、その説明において
は概略的な図面を用いて本発明の２つの実施例が詳細に説明される。 図１から明らかなように、火災室１内には、たとえば火災室の床上に置かれた
ソファの燃焼をシミュレートするための火災個所５が配置されている。天井４の
すぐ下において、火災室１内へガス−空気−供給装置１０が進入しており、その
ガス−空気−供給装置は、たとえばプロパンガスを供給するための、ガス供給導
管１１および外気供給部１４と接続されており、かつフラッシュオーバーをシミ
ュレートするために急激な火炎の拡がり１００を開始させるために、ガス−空気
−混合気４０を火災室１内へ点火装置５０の方向へ放出することができる。

【００２７】 その場合にシミュレートされるフラッシュオーバーは、２つの対向する点火面
における点火を介しての少なくとも２つの逆方向における火炎の拡がりと、火炎
路内に配置された方向変換薄板６０に基づく火炎の渦によって定められる。さら
に、火災個所５と火炎の拡がり１００へ向けて煙１１０を火災室１内へ導入する
ことができる。

【００２８】 ガス−空気−供給装置１０と点火装置５０は、火災室１内の非常オフスイッチ
８０および火災室１の外部の操作コンソール９０と接続されている手動制御ユニ
ット７０を介して作動させ、ないしは非作動にすることができる。消防隊員を訓
練するために、最初に、それぞれ操作コンソール９０を介して、火災個所５が作
動されて、煙１１０が火災室１内へ吹き込まれる。

【００２９】 次に、第１の消火訓練が行われ、その間に本発明によって、手動制御ユニット
７０を介してシミュレートされたフラッシュオーバー１００を訓練隊長によって
開始することができる。ガス−空気−供給装置１０と点火装置５０が手動制御ユ
ニット７０と操作コンソール９０を介して作動されるとすぐに、点火装置５０の
領域内で、特に実際に近い条件において光、熱および圧力のシミュレートされた
拡がりの元で急激に、ガス−空気−混合気４０の点火がもたらされる。

【００３０】 図２を参照して、特別な本発明に基づく装置の詳細を説明する。その場合に火
災室１の外部において、仕切壁３を介して分離された設備工事室２内に、ガス−
空気−供給装置１０が配置されている。ガス−空気−供給装置１０自体は、外気
供給部１４を介して供給される外気の流れ方向に、送風機２０、一次加熱室３０
、その内部に配置された、ガス１３用のガス分配器１２を有する圧力緩衝室３１
、混合室３２および戻り止めフラップ３３を有している。

【００３１】 ガス−空気−供給装置１０の作動直後に、外気が送風機２０を介して一次加熱
室３０内へ吸い込まれると、一次加熱室３０内で吸い込まれた外気が火災室１か
らの熱の吸収によって加熱される。加熱された空気２１とガス分配器１２からの
ガス１３は、一次加熱室３０から混合室３２へ向かって狭くなっている圧力緩衝
室３１を通って流れるので、気化されたガスが空気と共に混合室３２へ達して、
そこで燃焼可能なガス−空気−混合気４０になるように混合され、そのガス−空
気−混合気はその後、ガス−空気−混合気４０がガス−空気−供給装置１０内へ
吸い戻されるのを阻止する戻り止めフラップ３３を通過した後に、火災室１内へ
流入するために、混合室３２を出てゆく。

【００３２】 従ってガス−空気−混合気４０は、ガス−空気−供給装置１０から戻り止めフ
ラップ３３を通過した直後に火災室１内へ達し、その火災室内で点火装置５０の
第１の点火面５１へ供給されるので、第１の点火面５０において火炎の急激な形
成がもたらされる。

【００３３】 方向変換薄板６０は、ガス−空気−混合気４０の一部の流れ方向を反転させて
、それによって点火装置５０の第２の点火面５２へ向け、その第２の点火面にお
いて同様に点火がもたらされ、その場合に第１の点火面５０における点火は第２
の点火面５２における点火に対して極めてわずかな時間のずれしか有しておらず
、それが実際的な、急激な火炎の拡がりをもたらす。

【００３４】 本発明に基づきガス−空気−混合気４０が二重に点火される場合に、従来技術
に比較して促進された火炎形成がもたらされる。というのは、ガス１３は言うな
れば、火災室１内の空気の「後を追う」必要はないからである。さらに、方向変
換薄板６０が火炎の渦の発生をもたらす。

【００３５】 上述した説明、請求項および図面内で開示された本発明の特徴は、単独でも、
それぞれ任意の組合わせにおいても、本発明を種々の実施形態で実現するために
重要であり得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく装置を有する火災室の断面図である。

【図２】 他の本発明に基づく装置の部分的な斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スピーゲル，ヤコブ ドイツ連邦共和国，67659 カイザースラ ウテルン，フォーゲルボークシュトラーセ 28 (72)発明者 ホンシ，サシャ カナダ国，コジト，オンタリオ，ケンプト ビル アールアール＃４，リバー ロード 1711 (72)発明者 ベル，リチャード カナダ国，オンタリオ ケー４ピー １エ ム７，グリーリー，スタンレーフィールド クレセント 1594 (72)発明者 ギグール，ロバート カナダ国，オンタリオ ケー０ケー ３ジ ェイ０，ツイード アールアール３ (72)発明者 アスラニアン，ジョージ カナダ国，オンタリオ エル３ワイ ７ゼ ット７，ニューマーケット，ドースター コート 459 Ｆターム(参考） 2E189 JA01 JA03

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの他の火災個所のための火災室を有する消防
   訓練設備内で急激な火炎の拡がりをシミュレートする方法であって、その場合に
   ガスが火災室の天井の近傍へ導入されて、点火される、前記方法において、 ガスは、酸素との混合後に燃焼可能なガス−酸素−混合気として火災室内へ放
   出されて、その後に点火されることを特徴とする、急激な火炎の拡拡がりをシミ
   ュレートする方法。
2. 【請求項２】 ガス−酸素−混合気は火災室内で、２つの、好ましくは逆の
   ファイアーフロントを形成するために、少なくとも２つの空間的に分離された個
   所において点火されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 酸素は、空気、特に外気を介して供給されることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ガスは、好ましくは気化された、プロパンガスの形式で供給
   されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 入口のドアを閉ざした火災室内で測定して、急激な火炎の拡
   がりの発生にとって特徴的な、セットされた温度しきい値を越える温度において
   、煙が火災室から押し出され、次に少なくとも一部がその火災室内へ吸い戻され
   、その場合に好ましくはこの煙の動きが周期的に繰り返されることを特徴とする
   請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 煙は、それぞれ約１０秒までの間火災室から押し出され、な
   いしは火災室内へ吸い込まれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 火災室へ通じる入口のドアを開放することによって、煙の移
   動が終了されて、次にガス−酸素−混合気の供給と点火が、好ましくは手動で、
   開始されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 【請求項８】 特に請求項１から７のいずれか１項に記載の方法に従って、
   火災室の天井の近傍においてガスを供給して点火することにより、少なくとも１
   つの他の火災個所のための火災室を有する消防訓練設備内で、急激な火炎の拡が
   りをシミュレートする装置において、 火災室（１）の天井（４）の領域にガス−酸素−供給装置（１０）が設けられ
   、前記装置からガス−酸素−混合気（４０）が火災室（１）内へ、そして少なく
   とも点火装置（５０）へ供給されることを特徴とする、急激な火炎の拡がりをシ
   ミュレートする装置。
9. 【請求項９】 ガス−酸素−供給装置（１０）は、ガス（１３）および／ま
   たは酸素（２１）の流れ方向に順次次のもの、すなわち： 特に外気（１４）内に含まれる、酸素を吸い込むための送風機（２０）、 火災室の熱の吸収によって、酸素を加熱するための一次加熱室（３０）、 圧力緩衝室（３１）、 プロパンガスなどのような、ガス（１３）を、圧力緩衝室（３１）内へ導入す
   るためのガス分配器（１２）、 好ましくは気化された、ガス（１３）と酸素（２１）を、燃焼可能なガス−酸
   素−混合気（４０）に混合するために混合室（３２）、および／または、戻り止
   めフラップ（３３）などの形式の吸い戻し阻止ユニット、 を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 点火装置（５０）は、それぞれ点火面（５１、５２）を準
    備する２つの対向する終端面を備えた、２つの逆方向に延びる電極と、電流供給
    導線（５３）とを有していることを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 点火装置（５０）は、少なくとも１つの点火面（５１）を
    有しており、前記点火面は、ガス−酸素−混合気（４０）のためのガス−酸素−
    供給装置（１０）の出口の前、最大で１メートルのところに配置されていること
    を特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 【請求項１２】 ガス−酸素−供給装置（１０）および／または点火装置（
    ５０）を作動させ、ないしは非作動にする手動制御ユニット（７０）を特徴とす
    る請求項８から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 【請求項１３】 火炎の渦を生成するための、火災室（１）の天井（４）と
    、ガス−酸素−供給装置（１０）および点火装置（５０）との間の、少なくとも
    １つの方向変換薄板（６０）を特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記
    載の装置。
14. 【請求項１４】 ガス−酸素−供給装置（１０）は、火災室（１）の外部に
    、特に仕切壁（３）を介して火災室（１）から分離された設備工事室（２）内に
    、配置されていることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の装
    置。
15. 【請求項１５】 ガス−酸素−供給装置（１０）は、ガス（１３）および／
    または酸素（２１）の流れ方向に、特に圧力緩衝室（３１）の領域内で狭くなっ
    ていることを特徴とする請求項９から１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】 火災室内の温度センサ、 火災室から、好ましくは少なくとも、入口ドアとそれに属するドアしきいとの
    間などのような、入口ドアの領域において、煙を吹き出させる煙発生器と、 煙を火災室内へ、少なくとも部分的に吸い戻すための、他の送風機と を有し、 その場合に温度センサ、煙発生器および他の送風機は互いに作用接続されてい
    ることを特徴とする請求項８から１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 煙発生器と他の送風機は、火災室へ通じるドアが閉鎖され
    ている場合に、火災室内で温度センサによって検出されるしきい温度まで加熱さ
    れた場合に、好ましくは自動的に、作動されて、入口ドアが開放された場合に非
    作動にされることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 【請求項１８】 煙発生器および／または他の送風機は、入口ドアに、好ま
    しくはそれに付属するドアしきいの近傍に、取り付けられていることを特徴とす
    る請求項１６または１７に記載の装置。