JP2008264162A - 高膨張泡消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の発泡倍率が得られるようにする。
【課題を解決するための手段】水ｗに界面活性剤１８を含む泡消火薬剤１６が混合されている、泡水溶液ｗｇが圧送される放射ノズル９と、該放射ノズル９が内蔵され、前記放射ノズル９から前記泡水溶液ｗｇを放出することにより放出区画１内の空気ｋが吸引される流路筒２と、前記流路筒２に設けられ、前記放射ノズル９から放出された前記泡水溶液ｗｇが衝突する泡発生用網７と、を備えた高膨張泡消火設備において、前記泡水溶液ｗｇに対する前記泡消火薬剤１６の混合割合を、標準混合割合よりも大きい調整混合割合とし、或いは、前記泡消火薬剤１８に対する界面活性剤１６の含有率が標準含有率よりも大きい設計含有率とした泡消火薬剤１６を用い、前記泡水溶液中の前記界面活性剤の混合比率を設計発泡倍率濃度にする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、各種倉庫、格納庫、危険物を取り扱う工場、或いは、船室、船倉等に用いられる高膨張泡消火設備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（倍）は２０以下で泡ヘッド等から床面等を覆うように放出され、泡消火薬剤として、水成膜泡消火薬剤等が使用される。又、高膨張泡消火設備の発泡倍率は、８０以上１０００未満で発泡機等から空間を埋め尽くすように放出され、泡消火薬剤として、合成界面活性剤泡消火薬剤等が使用されている。ここで発泡倍率とは、泡生成に使用された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、発泡機（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。前記発泡倍率の低下は、後述するように、吸引空気中の煙が主たる原因となっている。

この発明は、上記事情に鑑み、確実に、所望の発泡倍率を得ることができる様にすることを目的とする。

この発明は、水に界面活性剤を含む泡消火薬剤が混合されている、泡水溶液が圧送される放射ノズルと、該放射ノズルが内蔵され、前記放射ノズルから前記泡水溶液を放出することにより放出区画内の空気が吸引される流路筒と、前記流路筒に設けられ、前記放射ノズルから放出された前記泡水溶液が衝突する泡発生用網と、を備えた高膨張泡消火設備において、前記泡水溶液に対する前記泡消火薬剤の混合割合を、標準混合割合よりも大きい調整混合割合とし、或いは、前記泡消火薬剤に対する界面活性剤の含有率が標準含有率よりも大きい設計含有率とした泡消火薬剤を用い、前記泡水溶液中の前記界面活性剤の混合比率を設計発泡倍率濃度にしたことを特徴とする。

この発明の前記泡消火薬剤が、フッ素系界面活性剤を含む水成膜泡消火薬剤であり、前記水成膜泡消火薬剤の調整混合割合が４％以上、或いは、前記設計発泡倍率濃度が、０．４％以上であることを特徴とする。

この発明の前記泡消火薬剤が、炭化水素系界面活性剤を含む合成界面活性剤泡消火薬剤であり、前記界面活性剤泡消火薬剤の調整混合割合が４％以上、或いは、前記設計発泡倍率濃度が、０．８％以上であることを特徴とする。

この発明は、前記泡水溶液に対する前記泡消火薬剤の混合割合を、標準混合割合よりも大きい調整混合割合とし、或いは、前記泡消火薬剤に対する界面活性剤の含有率が標準含有率よりも大きい設計含有率とした泡消火薬剤を用い、前記泡水溶液中の前記界面活性剤の混合比率を設計発泡倍率濃度にしたので、流路筒内に吸引された放出区画内の空気に煙（煙粒子）が含まれていても、前記泡水溶液は、所望の発泡倍率で発泡する。そのため、設計通りの高膨張泡を得ることができるので、効率良く、確実に消火を行うことができる。

又、フッ素系界面活性剤を含む水成膜泡消火薬剤は、通常、標準混合割合で混合され、低発泡倍率用として使用されている。これは、水成膜泡消火薬剤の起泡性が低いため、標準混合割合での発泡倍率が合成界面活性剤泡消火薬剤の発泡倍率にはるかに及ばないことによるものである。しかし、この水成膜泡消火薬剤でも、標準混合割合より大きな調整混合割合にすることにより、高発泡倍率を得ることができる。そして、界面活性剤の物性として親水基以外の親油性が低く、煙の影響が少ない。従って、前記水成膜泡消火薬剤は、低発泡倍率用及び高発泡倍率用として利用できるので、その使用範囲を拡大することができる。

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、煙の微粒子、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、放出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。

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方法があるのではないか、と考えた。

高膨張泡消火設備では、泡消火薬剤の性能、泡消火薬剤費、設備費などの関係上、水と泡消火薬剤とを所定の割合で混合して泡水溶液を生成しているが、この所定の割合は、消防法の検定規定や泡消火薬剤の使用説明書の指定に従っている。ここでは、前記所定の混合割合を「標準混合割合」と定義することにする。この様な標準混合割合では、区画内の空気を利用するときに、前述のように煙の影響で所望の発泡倍率を得ることができない。

本件発明者は、煙の存在する部屋に配設されている高膨張泡消火設備に、泡水溶液を供給する際に、前記泡水溶液の水と泡消火薬剤との混合割合を前記標準混合割合より大きくすると、発泡倍率にどのような変化が現れるかを実験した。

その結果、前記標準混合割合より大きな混合割合にすると、発泡倍率が向上することがわかるとともに、煙が存在しても、所望の発泡倍率を得るためには、その混合割合を所定の割合に調整すればよいことがわかった。この調整された所定の割合を「調整混合割合」と定義することにする。

この様に調整混合割合にすると、発泡倍率が向上するのは、発泡倍率の決定に影響を与えている、泡水溶液中の界面活性剤濃度が濃くなることにより、煙粒子の作用(発泡倍率を低下させる)を打ち消す効果、具体的には、煙によって発泡できなかった界面活性剤の分を標準混合割合よりも多く含まれている分の界面活性剤が補完して発泡するためである、と考えられる。このことは、泡水溶液中の界面活性剤混合比率（濃度）を制御することにより、発泡倍率を調整することができることを意味している。後述の実験例から明らかなように、従来高膨張泡消火設備には不向きとされていた水成膜泡消火薬剤でも、調整混合割合にすれば煙を吸引しても発泡倍率が高くなることも見出した。本発明は、上記知見に基づいて完成したものである。又、泡水溶液中の界面活性剤濃度は、泡消火薬剤中の界面活性剤の含有率を制御しても発泡倍率を調整することができる。

この発明の実施例を図１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を備えた泡発泡機であり、その発泡倍率は、例えば、５００倍に設定されている。該流路筒２には、放射ノズル９の駆動により放出区画１内の空気を吸引して泡水溶液を発泡させる、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。この様な泡発泡機は、発泡倍率に合わせて泡水溶液および空気が供給されるように構成されている。この放射ノズル９は、水供給管８を介して水供給源（図示省略）に連結されている。

前記水供給管８には、混合器（プロポーショナー）１０が設けられているが、この混合器１０の負圧発生部（図示省略）は、泡原液タンク１１に接続されている。このタンク１１には、泡消火薬剤（泡原液）１６が充填されている。

前記泡消火薬剤１６は、フッ素系界面活性剤１８を主成分とする水成膜泡消火薬剤、例えば、メガフォームＦ６２３Ｔ（登録商標）である。この様な泡消火薬剤１６には、凍結防止剤や安定化剤などの性能を維持するための成分も含まれている。この薬剤１６の標準混合割合は、例えば、３％である(標準含有率)が、ここでは、前記標準混合割合より大きい調整混合割合（設計含有率）で使用される。この調整混合割合として、例えば、１０％、が選択される。

前記フッ素系界面活性剤１８の水成膜泡消火薬剤１６に対する含有率は、例えば、１０％である。従って、前記標準混合割合（３％）における前記界面活性剤１８の泡水溶液ｗｇに対する混合比率は、０．０３×０．１＝０．００３、即ち０．３％の濃度であり、又、前記調整混合割合（１０％）における前記界面活性剤１８の泡水溶液ｗｇに対する混合比率は、０．１×０．１＝０．０１、即ち、１％の濃度となる。ここで、水成膜泡消火薬剤１６に対するフッ素系界面活性剤１８の標準含有率は１０％としているが、この含有率を大きくして、例えば、３，３倍の設計含有率の薬剤を用いると、混合割合が３％のときに、界面活性剤１８の混合比率をほぼ１％とすることもできる。

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２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。

また、水供給管８内を流れる水ｗは、混合器１０の入口部１０ａ、前記負圧発生部、出口部１０ｂを通って下流側の水供給管８に流れ込むが、前記負圧発生部で負圧が発生する。そのため、前記負圧発生部の負圧により泡原液タンク１１内の泡消火薬剤１６が混合器１０内に吸引され、前記水ｗに混合されるので、泡水溶液ｗｇが生成される。この時、泡水溶液ｗｇに対する前記泡消火薬剤１６の混合比率は、前記調整混合割合、例えば、１０％、となっており、その泡水溶液ｗｇに対するフッ素系界面活性剤１８の混合比率は、例えば、１％の濃度となっている。この混合比率は、所望の発泡倍率、例えば、５００倍、を得るための濃度であり、ここでは、この濃度を「設計発泡倍率濃度」と定義することにする。

前記泡水溶液ｗｇは、前記水供給管８を通って放射ノズル９に圧送され、該放射ノズル９から放射される。前記放射された泡水溶液ｗｇは、液滴ｗｄとなって発泡用網７に衝突し、空気ｋを巻き込んで発泡し、高膨張泡１２を形成する。この時の発泡倍率は、所望した設計発泡倍率、例えば、５００倍、となる。このように発泡して放出された高膨張泡１２は、部屋１内に埋積し、埋めつくされる。

前記水成膜泡消火薬剤は、低発泡倍率用であり、通常、低発泡倍率で床面等を覆うように用いられているが、本発明を利用すれば、前記水成膜泡消火薬剤も高発泡倍率用として利用することが可能となる。なお、高膨張泡１２によって部屋１を埋めつくす、所謂全域放射方式の消火設備として使用するには、発泡倍率５００倍以上が好ましいが、それより低い、例えば、３００倍以上であっても使用可能であり、泡水溶液ｗｇに対する泡消火薬剤１６の混合比率は、７％以上、フッ素系界面活性剤１８の混合比率は、０．７％以上であればよい。

この発明の第１及び第２の実験例について説明する。
第１実験例：
前記実施例の高膨張泡消火設備で、前記メガフォームＦ６２３Ｔ（登録商標）の混合割合を標準混合割合より大きくし（調整混合割合）、泡水溶液に対するフッ素系界面活性剤の混合比率を設計発泡倍率濃度にして発泡させる実験を、下記の条件で行った。実験結果は、表1の通りであるが、該表１において泡消火薬剤（％）の欄は調整混合割合、フッ素系界面活性剤濃度（％）の欄は設計発泡倍率濃度、発泡倍率の欄は実際の発泡倍率、をそれぞれ示す。
この表１から明らかなように、例えば、調整混合割合４．０％では、設計発泡倍率濃度０．４％、発泡倍率２４０倍で、所望の高膨張泡の発泡倍率を得ることが出来た。

蚊取り線香煙内での発泡倍率
実験条件：煙濃度（減光率）１５〜２０％／ｍ
室温 １０〜２０℃
泡発生機 ０．５ＭＰａ，４０Ｌ／分
泡放出区画 ４ｍ×４ｍ×２ｍ

第２実験例：
第２実験例では、泡消火薬剤を水成膜泡消火薬剤の代わりに、合成界面活性剤泡消火薬剤を用い、前記と同様な要領で発泡実験を行ったものであるが、この実験条件は前記第1実験例と同様である。

前記合成界面活性剤消火薬剤として、炭化水素系界面活性剤を主成分とするスノーラップＨ（登録商標）を使用したが、この消火薬剤の標準混合割合は３％とされている。実験結果は、表２の通りであるが、該表２において泡消火薬剤（％）の欄は調整混合割合、炭化水素系界面活性剤濃度（％）の欄は設計発泡倍率濃度、発泡倍率の欄は実際の発泡倍率、をそれぞれ示す。
この表２から明らかなように、例えば、調整混合割合４．０％では、設計発泡倍率濃度０．８％、発泡倍率１１０倍で、所望の高膨張泡の発泡倍率を得ることが出来た。

以上のように、放出区画中に煙が存在していても、泡水溶液に対して、水成膜泡消火薬剤の混合割合を４％以上、或いは、フッ素系界面活性剤の混合比率を０．４％以上にすることで、発泡倍率が２４０倍以上となり、高膨張泡を得ることができ、さらに、水成膜泡消火剤の混合割合を７％以上、或いは、フッ素系界面活性剤の混合比率を０．７％以上とすることで、発泡倍率が３００倍以上となり、全域放射方式の消火設備として利用できる高膨張泡とすることができる。

ここで、水成膜泡発泡薬剤の混合割合を１０％以上、或いは、フッ素系界面活性剤の混合比率を１％以上とすると、発泡倍率が５００倍以上となり、全域放射方式として最適な発泡倍率となる。

また、放射区画中に煙が存在していても、泡水溶液に対して、合成界面活性剤泡消火薬剤の混合割合を４％以上、或いは、炭化水素系界面活性剤の混合比率を０．８％以上とすることで、発泡倍率が１１０倍以上となり、高膨張泡を得ることができ、さらに、合成界面活性剤泡消火薬剤の混合割合を１４％以上、あるいは、炭化水素系界面活性剤の混合比率を２．８％以上とすることで、発泡倍率が３００倍以上となり、全域放射方式の高膨張泡消火設備として利用できる高膨張泡とすることができる。

ここで、合成界面活性剤泡消火薬剤の混合割合を２１％以上、或いは、炭化水素系界面活性剤の混合比率を４．２％以上とすると、発泡倍率が５００倍以上となり、全域放射方式として最適な発泡倍率となる。

この発明の実施例は、上記に限定されるものではなく、例えば、界面活性剤を主成分とする泡消火薬剤として、前記水成膜泡消火薬剤、合成界面活性剤泡消火薬剤以外の泡消火薬剤も利用できることは、勿論である。

本発明の実施例を示す縦断面図である。

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 混合器
１２ 高膨張泡

Claims (3)

1. 水に界面活性剤を含む泡消火薬剤が混合されている、泡水溶液が圧送される放射ノズルと、該放射ノズルが内蔵され、前記放射ノズルから前記泡水溶液を放出することにより放出区画内の空気が吸引される流路筒と、前記流路筒に設けられ、前記放射ノズルから放出された前記泡水溶液が衝突する泡発生用網と、を備えた高膨張泡消火設備において、
   前記泡水溶液に対する前記泡消火薬剤の混合割合を、標準混合割合よりも大きい調整混合割合とし、或いは、前記泡消火薬剤に対する界面活性剤の含有率が標準含有率よりも大きい設計含有率とした泡消火薬剤を用い、前記泡水溶液中の前記界面活性剤の混合比率を設計発泡倍率濃度にしたことを特徴とする高膨張泡消火設備。
2. 前記泡消火薬剤が、フッ素系界面活性剤を含む水成膜泡消火薬剤であり、前記水成膜泡消火薬剤の調整混合割合が４％以上、或いは、前記設計発泡倍率濃度が、０．４％以上であ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. 前記泡消火薬剤が、炭化水素系界面活性剤を含む合成界面活性剤泡消火薬剤であり、前記界面活性剤泡消火薬剤の調整混合割合が４％以上、或いは、前記設計発泡倍率濃度が、０．８％以上であることを特徴とする請求項１記載の高膨張泡消火設備。
   

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