JP2008245932A - 高膨張泡消火設備及びその発泡方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高膨張泡消火設備の発泡倍率の低下を防止する。
【課題を解決するための手段】放射ノズル９が内蔵されている流路筒２に放出区画１の煙Ｈを含む空気ｋを吸引し、前記放射ノズル９から放出された水溶液ｗを発泡用網７に衝突させて発泡させる高膨張泡消火設備であって；前記放射ノズル９と前記発泡用網７との間に、流路を遮断する方向に向かって流体を噴霧する、噴霧ノズル１０を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、石油タンクのピット、石油コンビナートのカルバート、或いは、船室、船倉等に用いられる高膨張泡消火設備及びその発泡方法に関するものであり、更に述べると、発泡倍率の低下を防止できる、高膨張泡消火設備及びその発泡方法に関するものである。

泡消火設備では、放射ノズルから泡水溶液（以下、単に「水溶液」ということもある）を放出し、それを発泡用網に衝突させて空気を吸い込ませることにより発泡させ、この泡で火源を埋め尽くし、窒息消火を行っている。この泡消火設備には、低発泡消火設備と高発泡（高膨張泡）消火設備とがある。

前記両消火設備では、発泡倍率が異なり、例えば、低発泡消火設備の発泡倍率は２０以下、高膨張泡消火設備の発泡倍率は、８０以上１０００未満、である。ここで発泡倍率とは、泡水溶液と生成された泡の体積比をいう。

高膨張泡、例えば、発泡倍率５００以上で泡を発生させるためには、放射ノズルの上流側から大量の空気を取り込む必要があるが、前記大量の空気を取り込む場合には、室外の空気を吸引する方式（「アウトサイドエア」という）が一般的である。

しかし、このアウトサイドエアでは、外部の空気を利用するため、建屋にダクトを貫設したり、隔壁に穴を開けて泡発生器を配設したりするので、コストが嵩む等の問題がある。

そこで、上記問題を解決するため、泡を放出する区画内の空気を吸引する方式（「インサイドエア」という）の高膨張泡消火設備が用いられている(例えば、特許文献１参照)。

特開平６−１６５８３７号公報

インサイドエアの高膨張泡消火設備では、火災時に発生する煙の量、質によっては、発泡倍率が設計通りにならず、例えば、設計された発泡倍率が５００の場合には、実際の発泡倍率が１００、となってしまう場合もある。この様に発泡倍率が低下すると、泡で火源を完全に覆い尽くすことができなくなるので、効果的に窒息消火を行うことができなくなる。発泡倍率が低下する原因は、後で詳細に述べるが、主に空気中の煙の存在である。

この発明は、上記事情に鑑み、発泡倍率の低下を防止することを目的とする。

この発明は、放射ノズルが内蔵されている流路筒に放出区画の空気を吸引し、前記放射ノズルから放出された水溶液を発泡用網に衝突させて発泡させる高膨張泡消火設備であって；前記放射ノズルと前記発泡用網との間に、流路を遮断する方向に向かって流体を噴霧する噴霧ノズルを設けたことを特徴とする。

この発明の前記噴霧ノズルの軸心が、前記流路筒の軸心に対して直交方向を向いていることを特徴とする。この発明の前記噴霧ノズルの軸心が、前記放射ノズル側、又は、その反対側に傾斜していることを特徴とする。この発明の前記噴霧ノズルは、前記放射ノズルの水溶液供給源に連結されていることを特徴とする。

この発明は、放出区画の空気を流路筒内に吸引し、該流路筒内に設けた放射ノズルから水溶液を放出して発泡用網に衝突させる高膨張泡消火設備の発泡方法であって、前記放射ノズルと前記起泡部との間に噴霧ノズルを設け、該噴霧ノズルから流体を噴霧して流路を遮断する流速規制カーテンを形成することを特徴とする。

この発明の前記噴霧ノズルに供給される流体は、水溶液、又は、不活性ガスであることを特徴とする。

この発明は、以上のように構成したので、噴霧ノズルから噴射された流体は、滴状となりながら流路を遮断する方向に飛散し、流速規制カーテンを形成する。そのため、放射ノズルから放射された水溶液は、前記カーテンに衝突し速度を減じられた後、発泡用網に衝突するので、発泡しやすくなる。

又、噴霧ノズルから水溶液を噴霧すると、発泡用網７に衝突して発泡する水溶液の量は、放射ノズルから放射される水溶液の量に、噴霧ノズルから噴霧される水溶液の量を加算した値となる。そのため、従来のように放射ノズルのみから水溶液を放射する場合に比べ、発泡量を多くすることができるので、早期に、しかも効率よく消火を行うことができる。すなわち、噴霧ノズルに水溶液を供給する場合には、霧状の流速規制カーテンが形成され、放射ノズルから放射される水溶液の流速が減速されるとともに、従来例に比べ多量の水溶液を発泡させることができる。

本件発明者は、高膨張泡消火設備の発泡倍率の低下原因について研究、実験したところ、「煙」に主な原因があることが分かった。この煙は、火災の発生により室（泡の放出区画）内に発生するが、液体の微粒子、例えば、粒径１μm以下の微粒子、となって室内に浮遊する。この微粒子が、放射区画の空気に混じって空気吸引部に吸引されたときに、空気と一緒になって起泡部に供給され、発泡倍率を低下させているのである。

本件発明者は、前記問題を解決するためには、煙粒子を除去すれば良いことに気が付いたが、それを除去しなくとも、発泡倍率の低下を防止することができるのではないか、と考えた。

一般に、高膨張泡等の泡は、泡原液に含まれる界面活性剤の二層膜であり、親水領域を挟む内側薄膜と外側薄膜とから構成されているが、前記両薄膜は並んで同時に形成されながら、空気を抱え込み泡状体になる、と言われている。そして、本件発明者は煙粒子などの異物が存在すると、発泡率が良くないのは、前記両薄膜の形成速度が遅くなり、標準設定で放射ノズルを運転した場合には、前記放射された泡水溶液の液滴の速度が速すぎて、前記両薄膜を並んで同時に形成することができなくなり、網目を通り抜けてしてしまうためである、と考えた。

前記問題の解決策として、放射圧力を標準設定より小さくして放射ノズルの噴射速度を落とし、泡水溶液の液滴が、網目を通り難くすることが考えられる。そこで、放射ノズルの噴射圧力を変化させて所定濃度の泡水溶液の発泡状態を実験してみたところ、噴射圧力が0.5Mpaでは、発泡倍率が正常時に比べ１／5以下まで低下する煙条件の下で、0.2Mpaでは、4／5程度までしか低下しなかった。

この様に、泡水溶液の放射圧力を落とすと、発泡し易くなるが、空気吸引量及び放射泡水溶液の量が標準設定より少なくなる。そのため、発泡量が少なくなり、所定時間内に所望の発泡量を得ることができなくなる。

そこで、本発明者は、前記問題を解決するため、研究実験を行った結果、放射ノズルと発泡用網との間に噴霧ノズルを設れば良いことを知った。即ち、該噴霧ノズルから流体を噴霧することにより流速規制カーテンを形成し、該カーテンに放射ノズルから放射された泡水溶液の液滴を衝突させて流速を減じることにより前記問題を解決できることがわかった。本件発明は、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、図２により説明する。
泡の放出区画である部屋（室）１には、高膨張泡消火設備が設けられている。この消火設備は、流路筒２を備えた泡発生器であり、発泡倍率は５００に設定されている。該流路筒２には放出区画１内の空気を吸引する起泡部３が設けられている。

前記流路筒２の先端の起泡部３には、発泡用網（ネット）７が張設され、又、その内部には、前記発泡用網７と間隔をおいて対向する、複数の放射ノズル９が設けられている。この放射ノズル９は、泡原液と水との混合液である、泡水溶液(水溶液)を生成する図示しない水溶液供給源（混合器)に連結されている。

前記発泡用網７と前記放射ノズル９との間には、噴霧ノズル１０が設けられている。この噴霧ノズル１０は周方向に等間隔を置いて複数本設けられ、その軸心１０ｃは、流路筒２の軸心２ｃと直交する方向を向いている。

この噴霧ノズル１０として、例えば、いわゆる扇形ノズル4本が用いられるが、霧状の流速規制カーテンＦＣを形成できるものであれば、その形や本数等は自由に選択することができる。この噴霧ノズル１０は、前記放射ノズル９の水溶液供給源に連通している。

次に本実施例の作動について説明する。
部屋１内で火災が発生すると、図示しない火災感知器が火災を検知し、制御盤に火災信号を送出する。そうすると、該制御盤は、高膨張泡消火設備を起動させるので、流路筒の起泡部３に室内空気、即ち、前記流路筒２が配設されている部屋（放出区画）１の煙Ｈを含む空気K、が吸引されるとともに、放射ノズル９から水溶液ｗが液滴となって放出される。

この時、噴霧ノズル１０から泡水溶液ｗが噴霧されるので、流路筒２内には、霧状の流速規制カーテンＦＣが形成される。このカーテンＦＣは、流路を遮断する様に形成され、ほぼ均等に液滴が分布して一定の厚さを有するカーテンの様になっている。そのため、放射ノズル９から放射された水溶液の液滴は、該カーテンＦＣに衝突して減速された後、発泡用網７に衝突し、網目に入るが、その挿入速度は従来例（前記噴霧ノズル１０を設けていない場合）に比べ遅くなっている。そのため、発泡しやすい状態となるので、水溶液の液滴は、効率よく高膨張泡１２を形成することができる。

又、前記のように、噴霧ノズル１０から噴霧された泡水溶液ｗは、霧状の流速規制カーテンＦＣを形成するが、この泡水溶液ｗの液滴は、前記放射ノズル９から放射された水溶液ｗの液滴に引かれて起泡部３の発泡用網７に衝突し、発泡する。そのため、本消火設備における水溶液の供給総量は、放射ノズル９からの分、例えば４０Ｌと、噴霧ノズル１０からの分、例えば２０Ｌ、との和の値、即ち、６０Ｌ、となる。従って、従来例に比べ、水溶液の供給量が多くなるので、発泡量が多くなり、早期に消火効果をあげることができる。又、例えば、通常の４０Ｌ型泡消火設備（泡発生器）でも噴霧ノズルを設けることにより、６０Ｌ型泡発生器の性能を備えることができるので、従来例に比べ、泡発生器の配置個数を少なくすることができる。

この発明の第2実施例を図３により説明するが、図１、図２と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施例と第1実施例との相違点は、噴霧ノズルの軸心方向と噴霧ノズルに供給される流体である。

この噴霧ノズル１０の軸心１０ｃは、放射ノズル９側に傾斜し、流路筒２の軸心２ｃに対して傾斜角度θで交差している。この様に傾斜させると、噴霧ノズル９からの流体は、放射ノズル9から放射された水溶液ｗの液滴に向かう方向に噴射されるので、前記実施の形態に比べ、流速規制効果を向上させることができる。なお、この傾斜角度θは、必要に応じて適宜選択できる。
又、減速させれれば、前記噴射ノズル１０の軸心１０ｃを前記と逆方向、即ち、放射ノズル９と反対側に傾斜させることもできる。

この噴射ノズル１０に供給される流体として、水溶液（泡水溶液）の代わりに、水、又は、窒素、二酸化炭素、アルゴン等の不活性ガス、を用いてもよい。
前記水を用いる場合は、放射ノズルから放射される泡水溶液が薄められるので、前記泡水溶液として少し濃い目のものを用いることが好適である。

又、放射ノズルに供給される流体の圧力は、噴霧ノズルに供給される前記流体の圧力より高くし、例えば、前者が０．５ＭＰａ／ｃｍ^２ 、後者が０．２０ＭＰａ／ｃｍ^２ に設定されるが、これらの圧力は必要に応じて適宜選択される。

本発明の第１実施例を示す縦断面図である。 図1のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２実施例を示す縦断面図で、図1に対応する図である。

符号の説明

１ 放出区画
２ 流路筒
３ 起泡部
７ 発泡用網
９ 放射ノズル
１０ 噴霧ノズル
１２ 高膨張泡
ＦＣ 流速規制カーテン

Claims (6)

1. 放射ノズルが内蔵されている流路筒に放出区画の空気を吸引し、前記放射ノズルから放出された水溶液を発泡用網に衝突させて発泡させる高膨張泡消火設備であって；
   前記放射ノズルと前記発泡用網との間に、流路を遮断する方向に向かって流体を噴霧する、噴霧ノズルを設けたことを特徴とする高膨張泡消火設備。
2. 前記噴霧ノズルの軸心が、前記流路筒の軸心に対して直交方向を向いていることを特徴とする請求項1記載の高膨張泡消火設備。
3. 前記噴霧ノズルの軸心が、前記放射ノズル側、又は、その反対側に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の高膨張泡消火設備。
4. 前記噴霧ノズルは、前記放射ノズルの水溶液供給源に連結されていることを特徴とする請求項1記載の高膨張泡消火設備。
5. 放出区画の空気を流路筒内に吸引し、該流路筒内に設けた放射ノズルから水溶液を放出して発泡用網に衝突させる高膨張泡消火設備の発泡方法であって、
   前記放射ノズルと前記起泡部との間に噴霧ノズルを設け、
   該噴霧ノズルから流体を噴霧して流路を遮断する流速規制カーテンを形成することを特徴とする高膨張泡消火設備の発泡方法。
6. 前記噴霧ノズルに供給される流体は、水溶液、又は、不活性ガスであることを特徴とする請求項５記載の高膨張泡消火設備の発泡方法。
   

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