JP2007268186A - 消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備費用を高めることなく、スプリンクラ消火設備より消火効果の高い消火設備を得ること。
【解決手段】 二次側配管１２に消火ヘッド１１が接続された消火設備において、マイクロバブルを発生されるマイクロバブル発生装置１７を設け、そのマイクロバブル発生装置１７により不活性ガスを封入したマイクロバブルを発生させ、そのマイクロバブルを含んだ水を二次側配管１２に供給する。
流水検知装置１３の一次側配管１４に接続された給水源の水槽１６にマイクロバルブ発生装置１７を接続し、マイクロバブル発生装置１７には窒素ボンベ１８を接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は消火設備に関するものである。

従来よりビル等にはスプリンクラ消火設備が設置されている。スプリンクラ消火設備は水を放水して冷却効果により火災を消火するものである。これに対し、特許文献１に記載された消火設備は、消火ヘッドに二流体ノズルを使用し、水を放水する際に、窒素等の不活性ガスを同時に噴射して火災を消火するものである。この場合、不活性ガスを噴射することで、水の冷却効果だけでなく、不活性ガスの窒息効果により火災を消火する。このため、スプリンクラ消火設備に比べ、消火効果が高く、水の噴霧量も少なくて済み水損を減らすことが可能となる。
登録実用新案３０１８３６３号公報

特許文献１に記載された消火設備では、不活性ガスを噴射させるにあたり、水を供給すする消火水の配管以外に、ガス用の消火ガスの配管が必要となる、設備の構築に費用が嵩んでしまうという問題がある。

そこで、本発明は、設備費用を高めることなく、スプリンクラ消火設備より消火効果の高い消火設備を得ることを目的とする。

本発明は、二次側配管に消火ヘッドが接続された消火設備において、マイクロバブルを発生されるマイクロバブル発生装置を設け、該マイクロバブル発生装置により不活性ガスを封入したマイクロバブルを発生させ、該マイクロバブルを含んだ水を前記二次側配管に供給することを特徴とするものである。また、二次側配管の基端側に流水検知装置を設け、該流水検知装置の一次側配管に接続された給水源の水槽に前記マイクロバルブ発生装置を接続し、マイクロバブル発生装置には窒素ボンベを接続したことを特徴とするものである。

本発明は以上のように構成され、マイクロバブルを発生されるマイクロバブル発生装置を設けて、そのマイクロバブル発生装置により不活性ガスを封入したマイクロバブルを発生させ、そのマイクロバブルを含んだ水を二次側配管に供給する。このため、一本の配管から不活性ガスを含んだ消火水を放水できるので、設備費用を高めることなく消火効率を高めることができる。

本件発明者は、消火用のガス配管を使用せずに、消火効果を高めるためには、消火水への不活性ガスの溶存量を高めれば良いと考えた。そして、そのためにマイクロバルブを使用すれば良いことが分かった。

ここで、マイクロバルブとは、気泡径が10〜数10μmの微細気泡のことをいう。マイクロバルブは、水と空気を高速で混合させたりすることで、発生させることができる。マイクロバルブは、普通の泡に比べ、液体中の浮遊物にくっついて浮かす能力が優れている他、 液体に内包する気体を溶かす溶解能力などの特性があり、魚介類の養殖業などの酸素欠乏対策としてすでに実用化されている技術である。また、マイクロバブル内には、空気だけでなく、各種ガスを封入できるようになっており、気泡同士の合体や吸収が起こらず、単一気体のままで水中に長時間留まり、その寿命は比較的長い。この発明は、上記知見に基づいてなされたものである。

この発明の実施例を図１により説明する。図１は本発明の消火設備のシステム図である。
１１は二次側配管１２に接続された消火ヘッドとしてスプリンクラヘッドである。二次側配管１２の基端側には流水検知装置１３が設けられ、この流水検知装置１３の一次側には
一次側配管１４が接続されている。

一次側配管１４の基端側には、ポンプ１５を介して給水源の水槽１６が接続されている。水槽１６にはマイクロバブル発生装置１７が接続され、この装置１７により、マイクロバブルを水槽１６内に発生させる。このマイクロバブル発生装置１６は水槽１６内に設けるようにしてもよい。

マイクロバブル発生装置１６には窒素ボンベ１８が制御弁１９を介して接続される。また、循環ポンプ２０により水槽１６の水が供給されるようになっている。循環ポンプ２０及び制御弁１９は制御盤２１が信号線を介して接続されている。

次に本発明の動作について説明する。まず、水槽１６内は水が満たされているが、一次側配管１４及び二次側配管１２内には充水されてなく、これから配管内に充水する場合について説明する。制御盤２１は循環ポンプ２０を起動させると共に、窒素ボンベ１８の制御弁を１９を開放し、マイクロバブル発生装置１７に窒素ガスを供給できる状態にする。

マイクロバブル発生装置１７は、一例として、特開平１１−３３３４９１号に記載されたものがあり、気液2相流を流体力学的にせん断させたり、気液を特殊な方法で高速又は激しく混合させたり、超音波で水を振動させることで、マイクロバルブを発生させることができる。本実施例では、図２、図３に示すマイクロバルブ発生装置１７により、水槽１６内の水と窒素ボンベ１８の窒素ガスを混合させて、不活性ガスである窒素ガスを封入したマイクロバブルを水槽１６内に発生している。

図２は、マイクロバブル発生装置の斜視図で、図３は、マイクロバブル発生装置の縦断面図である。図において、マイクロバブル発生装置１７は、漏斗状を成す円錐容器１の頂部側に噴流口２を、他方、底部側には窒素ガスの吸入口４を有する奥行の短い漏斗壁５を縁部３に形成した形状を有する。

この容器の縁部３の周囲に設けた２ケ所の流入管６より加圧された水槽１６の水ａを取り込むと、円錐容器１及び漏斗壁５の内壁に沿って廻りながら頂部側に流れ込むことにより渦流Ａが起こる。さらに流れ込むことで強い渦流Ａになるにしたがい中心部は真空状態を成す。その吸引力によりガスの吸入口４より取り込まれた窒素ガスは渦流気柱Ｂとなって、前記の渦流Ａ水に衝突することで強力なセン断作用が起こり、きわめて多量でかつ微細なマイクロバブルＣを連続して発生させ渦流Ａ水に取り込まれる。さらにそのマイクロバブルＣが取り込まれたバブル水ｂは噴流口２より吐出される。

こうして水槽１６内に発生した、10μｍ程度の気泡は、1ｍをおよそ3時間かけてゆっくり上昇し、かつ発生した気泡同士は非合体で単独に存在することから、普通の大きな気泡のような水面にすぐに上昇して破裂してなくなる訳ではない。マイクロバルブは泡の表面張力が大きく水中で水圧により泡が消滅するが、この際、泡内の気体が水中に溶け込む。この気体の溶解度は、通常の溶解量の数倍から数１０倍に達する。このため、水槽１６内の水は、水中における溶存窒素濃度が高くなっている。

マイクロバブルを利用して溶存濃度をあげる場合、そのバブル内に封入される気体の種類や温度などの条件によって溶存濃度は変化するが、気体として窒素を使用した場合では、溶存窒素濃度を１０ｍｇ／１Ｌにまで上昇させる。

十分にマイクロバブルを水槽１６内に発生させたら、図示しないポンプ制御盤によりポンプ１５を起動させ、この水槽１６内の水を一次側配管１４に圧送して、二次側配管１２内にマイクロバブルを含んだ水を供給して配管内を充水させる。

このようにして、二次側配管１２内には、通常の水に比べ、窒素ガスを多く含んだ水が充水されていることになる。

ここで火災が発生し、消火ヘッドであるスプリンクラヘッド１１が熱を感知して開放すると、窒素ガスを多く含んだ水が放水される。この水により水の冷却効果だけでなく、窒素ガスの窒息効果によって火災が消火されることになる。このため、
一本の配管から不活性ガスを含んだ消火水を放水できるので、設備費用を高めることなく消火効率を高めることができる。

本実施例では、予め、二次側配管１２内に、不活性ガスを封入したマイクロバブルを含んだ水を供給して充水させるようにしたが、火災感知器からの火災信号の入力に伴いマイクロバブル発生装置を動かして、水槽内に不活性ガスを封入したマイクロバブルを発生させるようにしてもよい。また、消火ヘッドとして閉鎖型のスプリンクラヘッドを例にあげたが、開放型のヘッドを使用してもよい。また不活性ガスの一例として窒素ガスをあげたが、消火効果のあるガスであれば、ハロンガス、二酸化炭素などを使用してもよく、特に二酸化炭素は水への溶解度が窒素に比べ高いので、消火ガスとして望ましい。

本発明の消火設備のシステム図である。 本発明のマイクロバブル発生装置の斜視図である。 本発明のマイクロバブル発生装置の縦断面図である。

符号の説明

１１ 消火ヘッド、 １２ 二次側配管、 １３ 流水検知装置、
１４ 一次側配管、 １５ ポンプ、 １６ 水槽、
１７ マイクロバブル発生装置、 １８ 窒素ボンベ、 １９ 制御弁、
２０ 循環ポンプ、 ２１ 制御盤、 ｔｔ

Claims (3)

1. 二次側配管に消火ヘッドが接続された消火設備において、
   マイクロバブルを発生されるマイクロバブル発生装置を設け、該マイクロバブル発生装置により不活性ガスを封入したマイクロバブルを発生させ、該マイクロバブルを含んだ水を前記二次側配管に供給することを特徴とする消火設備。
2. 前記二次側配管の基端側に流水検知装置を設け、該流水検知装置の一次側にある一次側配管に接続された給水源の水槽に前記マイクロバルブ発生装置を接続し、マイクロバブル発生装置には窒素ボンベを接続したことを特徴とする請求項１記載の消火設備。
3. 前記水槽内に前記マイクロバブル発生装置により不活性ガスを封入したマイクロバブルを発生させ、前記水槽内の水を前記二次側配管内に充水したことを特徴とする請求項２記載の消火設備。

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