JP2012030007A - 消火体験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ガスにより模擬火災を発生させて消火する消火体験装置において、ガス放出管と別個にパイロットバーナーのようなガス配管を設けないことにより製造コストを低減する。
【解決手段】上面１０ａが開放され、所定の深さまで不燃性媒体１０ｂが注入された燃焼トレー１０と、前記燃焼トレー１０内に空気より比重の大きい気体燃料ガスを放出するガス放出管９と、前記ガス放出管９に気体燃料ガスを供給する燃料供給部１００と、燃焼トレー１０の上部に設けられた点火プラグ７とを備え、前記ガス放出管９は不燃性媒体１０ｂ中に沈設されており、ガス放出管９から放出された燃料ガスの一部を前記点火プラグ７に導くガイドパイプ１１を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、消火体験装置に関し、特に気体燃料を燃焼させ、実際の火災に近い状態での消火活動を体験することができる消火体験装置に関するものである。

従来、消火訓練において、金属等からなる浅底の燃焼トレー（オイルパンともいわれる）に水を注入し、その上に灯油を注入して比重の関係から灯油をを表面に浮遊させる装置が使用されている。訓練にあたっては、灯油に着火して模擬火災を発生させ、この模擬火災に対して消火器から消火剤を噴射して消火する。

また、防災センター等屋内における消火体験装置としては、パネル上に『炎』と印刷された模擬炎又はスクリーン上に投射された映像の模擬炎に消火器から消火剤を噴射して消火する装置が一般的である。屋内における消火体験装置で使用される消火剤としては、水が使用されている。その理由は、周囲を汚さないようにするためである。

また、燃焼トレー内に配置されたガス放出管から放出されるプロパンガスに着火して模擬火災を現出させる装置も知られている（特許文献１参照）。

さらに、水のような不燃性媒体を燃焼トレー内に収容し、この不燃性媒体中にガス放出管を埋設ないし沈設して、このガス放出管から放出されるプロパンガスに着火して模擬火災を発生させる装置が前記特許文献１に開示された装置の改良として提案されている（特許文献２参照）。
かかる体験装置は、ガス放出管から不燃性媒体中に放出されたプロパンガスが、不燃性媒体中を通過する間に拡散するため、着火したときにガソリン、石油又はジェット燃料のような液体燃料がまき散らされたときの火災の様相を呈するという特徴を有している。

燃料ガスに着火して模擬火災を現出させる装置においては、燃料ガスに着火するためのパイロットバーナーを備えており、パイロットバーナーの炎孔近くに配設された点火プラグに放電を生じさせて着火するようにする。着火時にまれに爆発的な火炎を生ずることがあり、かかる爆発的な火炎から操作者を保護するためである。

米国特許第４，８６１，２７０号明細書 特許第２，５０１，６９２号公報

前記特許文献に開示された装置にあっては、パイロットバーナーのためのガス配管をガス放出管に至る配管から分岐させて設ける必要があり、装置が複雑化するとともに、ガス配管という厳密な作業を必要とするため、製造コストを大きくするという問題があった。

パイロットバーナー無しでガス放出管から放出される燃料ガスに点火プラグの放電により直接着火させようとしても、着火できない場合が多分にある。
その理由は、次の通りである。
ガス放出管から放出された燃料ガスは、不燃性媒体中を通過する間に拡散し、不燃性媒体中から外部空間に至って更に拡散する。そして、通常、不燃性媒体としては水が用いられるため、点火プラグの電極部を水濡れから保護する必要があり、不燃性媒体の表面近くに位置させることができない。
そのため、放電電極の近傍において、着火に必要な燃料ガス濃度を得ることが困難である。

本発明は、ガス放出管と別個にガス配管を設けないで、かつ、着火時に生ずる爆発的な火炎から操作者を保護することができる消火体験装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、上面１０ａが開放され、所定の深さまで不燃性媒体１０ｂが注入された燃焼トレー１０と、前記燃焼トレー１０内に空気より比重の大きい気体燃料ガスを放出するガス放出管９と、前記ガス放出管９に気体燃料ガスを供給する燃料供給部１００と、燃焼トレー１０の上部に設けられた点火プラグ７とを備え、前記ガス放出管９は不燃性媒体１０ｂ中に沈設されており、ガス放出管９から放出された燃料ガスの一部を前記点火プラグ７に導くガイドパイプ１１を設けてなる消火体験装置である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の消火体験装置において、点火プラグ７の電極部７ａとガイドパイプ１１の上端出口部１１ａを、上部が閉塞され下部において燃焼トレー１０に注入された不燃性媒体１０ｂの上側の空間１０ｃに連通している空間１２ａを形成する保護カバー１２内に位置するように構成してなるものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ガイドパイプ１１の下端をガス放出管９に設けられた燃料ガスを放出するための孔より下方に位置するように構成してなるものである。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ガイドパイプ１１を円錐形状にしてなるものである。

さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３又は４に記載の発明において、ガイドパイプ１１の上方に炎口１１ｂを設けてなるものである。

請求項１の発明によれば、パイロットバーナーに代えてガイドパイプ１１を設けるのみであるので、構造が単純化されかつガス配管のような厳密な作業を必要としないため、製造コストを抑制でき、かつ、ガス放出管から放出された燃料ガスの拡散がガイドパイプ１１により制限され、点火プラグの電極部７ａ近傍において確実に着火に必要な燃料ガス濃度を得ることができる。

また、請求項２の発明によれば、保護カバー１２により燃料ガスの拡散が更に制限されるため、より確実に点火プラグの電極部近傍において着火に必要な燃料ガス濃度を得ることができるとともに、消火体験時に消火剤による汚染から点火プラグを保護できるという効果を奏する。

さらに、請求項３又は４の発明によれば、ガス放出管から放出された燃料ガスを確実にガイドパイプ１１内に取り込むことができる。

さらに、請求項５の発明によれば、ガイドパイプ１１の上端において着火した炎が炎口１１ｂから横方向に飛び出し、効率よくトレー全体に炎が伝播することができるという効果を奏する。

本発明の一実施例を示し、燃焼トレーを一部切り欠いて示す斜視図である。 ガイドパイプと点火プラグ付近の要部を示す断面図である。 ガイドパイプの他の実施例を示す一部切り欠いて示す斜視図である。 ガイドパイプの他の実施例を示す一部切り欠いて示す斜視図である。

以下図面にしたがって本発明を実施するための形態を説明する。

本発明の消火体験装置において、不燃性媒体１０ｂとしては水が好ましく使用される。水のほか、砂利その他通気性のよい固体媒質であってもよい。

燃料ガスとしては、価格、入手のしやすさの観点から、プロパンガスが好ましい。価格、入手のしやすさを無視するなら、ブタンガスも使用できる。

燃焼トレー１０は、ステンレス等の耐食性で耐火性も備えた材料で構成されるのが好ましい。
そして、横方向が５０ｃｍ〜１２０ｃｍ、奥行き方向が１５ｃｍ〜３０ｃｍ、深さが１２ｃｍ〜２５ｃｍの横長にするのが好ましい。
横長にすることにより、模擬火災が大きく見え、かつ使用する不燃性媒体１０ｂの量が少なくて済むという利点がある。
なお、燃焼トレー１０の背板１１ｄは、図１に示されるようにその他の側板より高くするのが好ましい。消火剤を背板１１ｄにより跳ね返らせるようにするためである。
燃焼トレー１０の形状としては、横長に限られず、直径が２５ｃｍ〜４０ｃｍの円形にすることで、鍋火災のように見せることもできる。

また、燃焼トレー１０に注入される不燃性媒体１０ｂは、深さ８ｃｍ〜２０ｃｍで、その上部には４ｃｍ〜６ｃｍ程度の空間を形成するようにされるのが好ましい。
不燃性媒体１０ｂとして水を使用するときは、一定の水位を保つために、水位調整穴８を設けるのが好ましい。

燃焼トレー１０の底部にはガス放出管９が、好ましくは横方向に延在するようにかつ不燃性媒体１０ｂの底の方に位置するように配設される。
ガス放出管から水面までは少なくとも８ｃｍの距離があるのが好ましい。

ガス放出管９は好ましくは内径６ｍｍ〜１２ｍｍ、外径８ｍｍ〜１６ｍｍのステンレスパイプで構成され、燃料ガスを放出するための孔が設けられる。この孔は、直径０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度であるのが好ましく、また燃料ガスの拡散を促すため、燃焼トレー１０の底側に設けるのが好ましい。
なお、水を不燃性媒体１０ｂとするときは、ガス放出管９は、耐熱性プラスチック、例えば、フッ素樹脂であってもよい。

燃焼トレー１０の上面の一部には、好ましくは、燃焼トレー１０と同様の材質で、上部が閉塞され下部において燃焼トレー１０に注入された不燃性媒体１０ｂの上側の空間１０ｃに連通している空間１２ａを形成するような形状の保護カバー１２が設けられる。

そして、その電極部７ａが前記空間１２ａの天井部に位置するようにして、点火プラグ７が取り付けられる。点火プラグ７の頭部及びイグナイタ５からの給電部は、保護カバー１２の上に取り付けられた筐体１３により覆われて保護されるように構成される。また、点火プラグ７には、イグナイタ５で発生する高電圧が印加され、電極部７ａに放電を生じさせるものである。

点火プラグ７の電極部７ａの下方には、上端出口部１１ａが前記電極部７ａの近傍にあるようにして、ガイドパイプ１１が設けられる。
ガイドパイプ１１は、燃焼トレー１０と同様の材質で、内径が１０ｍｍ〜１８ｍｍの円筒状であるのが好ましいが、これに限られず、図３に示されるような角形形状、図４に示されるような円錐形であってもよい。
ガイドパイプ１１が円筒状であるときは、図２に示されるように、下端がガス放出管９より下方になるようにするのが好ましい。すなわち、ガス放出管９がガイドパイプ１１を貫通するようにし、かつ、ガイドパイプ１１の内部にあるを部分にも燃料ガスを放出するための孔を設ける。ゆらぎつつ不燃性媒体１０ｂ中を上昇するガス放出管９から放出された燃料ガスをガイドパイプ１１内に確実に取り込むためである。
また、図３に示される角形形状のガイドパイプ１１においては、ガス放出管９に沿う面の下端をガス放出管９より下方に延伸した形状とするのが好ましい。これもゆらぎつつ不燃性媒体１０ｂ中を上昇するガス放出管９から放出された燃料ガスをガイドパイプ１１内に確実に取り込むためである。
さらに、図４に示されるように、ガイドパイプを円錐形状としてもよく、ゆらぎつつ不燃性媒体１０ｂ中を上昇するガス放出管９から放出された燃料ガスをガイドパイプ１１内に確実に取り込むことができる。

ガイドパイプ１１の形状にかかわらず、上端出口から３ｃｍ〜５ｃｍ下方の側面、好ましくは横長の長手方向の側面に、直径８ｍｍ〜１５ｍｍの炎口１１ｂを設けるのが好ましい。

ガス放出管９から放出された燃料ガスは、矢印F１で示されるように、不燃性媒体１０ｂ中を上昇しつつ拡散し、空間１０ｃに滞留する。
そして、ガイドパイプ１１内に放出された燃料ガスは、拡散することなくＦ２（図２参照）で示されるようにガイドパイプ１１内を上昇して前記電極部７ａに到達し、そのタイミングにあわせて、点火プラグ７に高電圧を印加すれば、放電により着火することができ、炎は矢印Ｆ３で示されるように、炎口１１ｂを通って空間１０ｃに滞留している燃料ガスに伝播して模擬火災を発生させる。

燃料供給部１００は、点火スイッチ１、電池ボックス２及びガス開閉バルブ３からなる操作パネル１００ａとガスボンベ１００ｂをのせるための台部１００ｃからなる。
電池ボックス２に収納される電池としては、１．５Ｖの乾電池が好適に使用されるが、これに限らず他の電池であってもよい。また、電池以外の電源を使用することを制限するものでもない。

ガスボンベ１００ｂからの燃料ガスは、ガス開閉バルブ３を開にすることにより、ガスホース４を経てガス放出管９に供給されるように構成される。

また、電池ボックス２からの電流は、点火スイッチ１を押し下げることにより、点火ケーブル６を経てイグナイタ５に供給されるように構成される。

かかる消火体験装置を用いて消火作業を体験するための一連の操作を以下に説明する。

まず操作者は、ガス開閉バルブ３を開状態にする。そうすると、燃料ガスは、ガス放出管９から放出され、不燃性媒体１０ｂを通って拡散し、燃焼トレー１０に注入された不燃性媒体１０ｂの上側の空間１０ｃに滞留するとともに、一部はガイドパイプ１１を通って保護カバー１２内の空間１２ａに達する。

操作者は、燃料ガスが保護カバー１２内の空間１２ａに達した頃合いを見計らって、点火スイッチ１を押し下げる。
そうすると、電池ボックス２から電流がイグナイタ５に供給され、イグナイタ５で発生した高電圧が点火プラグ７電極部７ａに印加されて、放電し、放電のスパークにより燃料ガスに着火し、その火炎が燃焼トレー１０に注入された不燃性媒体１０ｂの上側の空間１０ｃに滞留している燃料ガスに拡大して模擬火災を生ずる。

その状態で、消火作業を体験しようとする者（体験者）が、適宜の消火器を用いて消火剤を模擬火災に向けて噴射する。
ここで用いる消火剤としては特に制限されるものではないが、水を使用するのが好ましい。

本消火体験装置においては、気体燃料が着火源であるため、水を消火剤とする消火器を使用して模擬火災を完全に鎮火させることは、熟練者であっても困難である。このため、体験者による消火器の使用状況等を勘案して、開閉バルブ３により操作者が模擬火災の火勢を適宜調節し、体験者の消火作業の進行状況を見計らって、ガス開閉バルブ３を閉にすることにより燃焼を停止させ、一連の体験操作を終了するようにするのが好ましい。

なお、異常燃焼など何らかの危険な状態に陥ったときなどには、操作者はガス開閉バルブ３を閉にして体験操作を中断するようにするのが好ましい。

７ 点火プラグ
７ａ 電極部（点火プラグ７の）
９ ガス放出管
１０ 燃焼トレー
１０ａ 上面（燃焼トレー１０の）
１０ｂ 不燃性媒体
１０ｃ 空間（不燃性媒体１０ｂの上側の）
１１ ガイドパイプ
１１ａ 上端出口（ガイドパイプ１１の）
１１ｂ 炎口
１２ 保護カバー
１２ａ 空間（保護カバー１２内の）
１００ 燃料供給部

Claims (5)

1. 上面１０ａが開放され、所定の深さまで不燃性媒体１０ｂが注入された燃焼トレー１０と、前記燃焼トレー１０内に空気より比重の大きい気体燃料ガスを放出するガス放出管９と、前記ガス放出管９に気体燃料ガスを供給する燃料供給部１００と、燃焼トレー１０の上部に設けられた点火プラグ７とを備え、前記ガス放出管９は不燃性媒体１０ｂ中に沈設されており、ガス放出管９から放出された燃料ガスの一部を前記点火プラグ７に導くガイドパイプ１１を設けてなる消火体験装置。
2. 点火プラグ７の電極部７ａとガイドパイプ１１の上端出口部１１ａを、上部が閉塞され下部において燃焼トレー１０に注入された不燃性媒体１０ｂの上側の空間１０ｃに連通している空間１２ａを形成する保護カバー１２内に位置するように構成してなる請求項１に記載の消火体験装置。
3. ガイドパイプ１１の下端をガス放出管９に設けられた燃料ガスを放出するための孔より下方に位置するように構成してなる請求項１又は２に記載の消火体験装置。
4. ガイドパイプ１１を円錐形状である請求項１又は２に記載の消火体験装置。
5. ガイドパイプ１１の上方に炎口１１ｂを設けてなる、請求項１、２、３又は４に記載の消火体験装置。

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