JP2014063139A - 消火体験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時に点火口から水が吹き出しことがなく、点火口から放出される燃焼ガスが直ちに着火する消火体験装置を提供する。
【解決手段】ガスが供給されるガス管２の下流側の端部には、水中にガスを放出するガス放出部（図示せず）を設ける。ガス放出部より上流側には、ガス管２の一部を構成する三方分岐管９を設ける。三方分岐管９の交差部９ｃを水面より上側に配置する。三方分岐管９の上部には、点火部材１５を設ける。点火部材１５には、これを上下に貫通するガス孔１５ａを設ける。ガス孔１５ａの下端部を交差部９ｃの上端部に開口させる。ガス孔１５ａの上端開口部を点火口１５ｂとする。
【選択図】図５

Description

この発明は、消火作業を体験する際に用いられる消火体験装置に関する。

一般に、消火体験装置は、下記特許文献１に記載されているように、内部に水等の不燃性の液体を収容する装置本体と、液体中に燃焼ガスを放出するガス管とを備えており、ガス管から液体中に放出された燃焼ガスは、液体中を浮上する。その一方、ガス管には、点火口が接続されており、点火口から放出された燃焼ガスは、点火プラグによって着火されて種火になる。この種火により、液面上に浮上した燃焼ガスが点火されて本火になる。この本火に対して消火訓練が行われる。なお、消火訓練によって本火が消火した場合や、燃焼している本火を消す場合には、ガス管への燃焼ガスの供給を停止する。

特開２０１０−２１０８７８号公報

上記従来の消火体験装置においては、消火体験装置をその使用後に再度用いようとすると、本火が着火しないという問題が生じることがあった。この問題について鋭意追及したところ、その原因が次の点にあることが判明した。

すなわち、上記従来の消火体験装置においては、ガス管が液面より下側に配置されている。したがって、点火口をガス管に接続するためのガス通路のガス管に対する連通部も液面より下側に配置されている。このため、ガス管への燃焼ガスの供給を停止すると、液体がガス管及びガス通路内に入り込む。この状態において、消火体験装置を再度使用するために、ガス管に燃焼ガスを供給すると、ガス通路内に入り込んだ液体が点火口から放出されて点火プラグの電極に付着する。このため、種火が着火せず、ひいては本火が着火しないという問題を招来していたのである。

この発明は、上記知見に基づいてなされたもので、上部が開放され、内部に不燃性の液体を収容する装置本体と、内部に燃焼ガスが供給され、下流側の端部に上記液体に浸漬されて上記液体中に上記燃焼ガスを放出するガス放出部を有するガス管と、上記装置本体の内部で上記液体より上側に配置され、上記ガス管にガス通路を介して連通した点火口と、この点火口から放出された燃焼ガスを着火させて種火とする点火プラグとを備え、上記ガス放出部から上記液体中に放出されて液面から浮上した上記燃焼ガスが、上記種火によって着火される消火体験装置において、上記ガス通路の上記ガス管に対する連通部が上記液体より上方に配置されていることを特徴としている。
この場合、上記ガス管が、下流側の端部に上記ガス放出部を有する本管部と、この本管部の上記ガス放出部より上流側の部分から分岐して上方に延びる分岐管部とを有し、上記分岐管部の上端部に上記点火口が設けられ、上記分岐管部の内部が上記ガス通路とされ、このガス通路の上記本管部の内部との連通部が上記液体より上方に配置されていることが望ましい。
また、上記ガス管の周壁部のうちの上記液体より上側に配置された部分に、その周壁部の内周面から外周面まで上方に延びる貫通孔が形成され、この貫通孔の下端部開口部が上記連通部とされ、上記貫通孔の上端開口部が上記点火口とされていることが望ましい。この場合には、上記ガス管が一つの管体によって構成されていることが望ましい。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、ガス通路のガス管との連通部が液体より上側に配置されているので、ガス管への燃焼ガスの供給を停止した後に、ガス管内に液体が入り込んだとしても、その液体がガス通路のガス管との連通部に達することがない。したがって、消火体験装置を再度使用するためにガス管に燃焼ガスを供給したとき、液体が点火口から放出されることがなく、点火口からは燃焼ガスが放出される。そして、その燃焼ガスが点火プラグによって着火されて種火になる。この種火により、液面状に浮上した燃焼ガスが着火されて本火になる。

図１は、この発明の第１実施の形態の全体構成を示す図である。 図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。 図３は、同実施の形態において用いられている装置本体を示す断面図である。 図４は、同装置本体にケースを取り付けた状態で示す断面図である。 図５は、同実施の形態において用いられているガス管の一部と、ガス管に接続された点火用ガス管とを示す拡大断面図である。 図６は、この発明の第２実施の形態の全体構成を示す図である。 図７は、同実施の形態の要部を示す拡大断面図である。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図５は、この発明の第１実施の形態を示す。この実施の形態の消火体験装置Ａは、図１及び図２に示すように、装置本体１を有している。装置本体１は、ステンレス鋼等の耐熱、耐食性に優れた金属板からなるものであり、上部が開放された直方体の箱状に形成されている。装置本体１は、平面視正方形や円形等の箱ないしは容器状に形成されていてもよい。装置本体１の下面の長手方向（図１において左右方向）の両端部には、支持板１ａがそれぞれ設けられている。したがって、装置本体１は、地面（図示せず）等に支持板１ａ，１ａを介して載置されており、地面と装置本体１の下面との間には、支持板１ａの高さと等しい間隔を有する隙間が形成されている。装置本体１は、地面等に直接載置してもよい。

装置本体１の長手方向に沿って延びる二つの側壁の各上端部には、突出板部１ｂがそれぞれ形成されている。図２に示すように、二つの突出板部１ｂ，１ｂは、互いに接近するように装置本体１の内部側に向かって水平に突出させられている。したがって、装置本体１の上端部の開放部の幅は、装置本体１の幅より二つの突出板部１ｂ，１ｂの幅の分だけ狭くなっている。突出板部１ｂ，１ｂは、必ずしも形成する必要がない。形成しない場合には、装置本体１の上部全体が上方に向かって開放される。

図２及び図３に示すように、装置本体１の長手方向に沿って延びる両側壁には、窓孔１ｃがそれぞれ形成されている。窓孔１ｃは、側壁の長手方向の一端部（図１及び図３において右端部）に配置されているが、他端部に配置してもよい。また、窓孔１ｃは、正方形状に形成されているが、長方形や円形に形成してもよい。さらに、窓孔１ｃは、一方の側壁にのみ形成してもよく、あるいは二つの窓孔１ｃ，１ｃに加え、両側壁の他端部にも形成してもよい。窓孔１ｃは、次の二つの機能を有している。一つの機能は、外部の空気を装置本体１の内部に導入することである。他の一つの機能は、装置本体１の内部に溜められる水（不燃性の液体）Ｈの最高水位を定めることである。装置本体１への注水時に水Ｈの水位が窓孔１ｃの下端より一時的に高くなったとしても、注水が終了すると、窓孔１ｃの下端より上側に位置する水Ｈが窓孔１ｃから外部に流出し、装置本体１内の水Ｈの水位が窓孔１ｃの下端と一致する。これにより、水Ｈの最高水位が定められている。

図１に示すように、装置本体１の長手方向の一端部に配置された側壁（図１において右側に配置された側壁）には、ガス管２が設けられている。ガス管２は、支持管３を有している。支持管３は、その長手方向を装置本体１の長手方向と同一方向に向けて水平に配置されている。しかも、支持管３は、窓孔１ｃの下端より上側に、つまり装置本体１に収容された水Ｈの水面より上側に配置されている。支持管３は、装置本体１の長手方向の一端部に配置された側壁を同方向に貫通している。そして、当該側壁を間にして支持管３の両側に螺合されたナット４，４を締め付けることにより、支持管３が側壁に貫通状態で支持固定されている。

支持管３の装置本体１の外部に位置する端部は、エルボー５、外側垂直管６、及びエルボー７が順次接続されている。エルボー７は、水面より下側に配置されており、この実施の形態では、後述するガス放出管１２とほぼ同一高さに配置されている。したがって、ガス管２の上流側端部（エルボー７）は、水面より下側に配置されている。ガス管２の上流側端部は、水面より上側に配置してもよい。

ガス管２の上流側端部たるエルボー７は、ガス供給管Ｔ１に継手８を介して接続されている。そして、ガス管２には、ガス供給装置Ｇからガス供給管Ｔ１を介して燃焼ガスが供給される。この点の詳細については後述する。

図５に示すように、支持管３の内側の端部、つまり装置本体１の内部に位置する端部には、三方分岐管９が継手１０を介して接続固定されている。三方分岐管９の内部には、水平方向に延びる水平孔部９ａと、三方分岐管９を上下に貫通する垂直孔部９ｂとが形成されている。

水平孔部９ａの外側の端部（図５において右側の端部）は、三方分岐管９の外面の上下方向の中間部に開口しており、支持管３に継手１０を介して接続されている。したがって、水平孔部９ａには、燃焼ガスが供給される。水平孔部９ａの内側の端部は、垂直孔部９ｂとその上下方向の中間部において交差している。この結果、垂直孔部９ｂが、水平孔部９ａとの交差部９ｃと、この交差部９ｃより下側の下孔部９ｄと、交差部９ｃより上側の上孔部９ｅとに区分されている。交差部９ｃは、その下端部が窓孔１ｃの下端より上側に位置するように配置されている。したがって、水平孔部９ａ及び上孔部９ｅも窓孔１ｃより上側に配置されている。

下孔部９ｄには、三方分岐管９から下方へ延びる内側垂直管１１の上端部が螺合固定されている。内側垂直管１１の下端部は、水中に位置しており、そこにはガス管２の下流側端部たるガス放出管（ガス放出部）１２の一端部がエルボー１３及び継手１４を介して接続されている。ガス放出管１２は、その長手方向を装置本体１の長手方向と同一方向に向けて水平に配置されている。ガス放出管１２は、一直線状に形成されているが、略Ｕ字状に形成し、装置本体１の他端部において一端側へ折り返すようにしてもよく、あるいは他の形状にしてもよい。ガス放出管１２の他端部は、装置本体１の底部にブラケット１ｄを介して支持されている。

ガス放出管１２には、その周壁部を径方向に貫通する多数の貫通孔（図示せず）が形成されている。したがって、ガス管２に燃焼ガスが供給されると、その燃焼ガスがガス放出管１２の各貫通孔から水中に放出される。なお、貫通孔は、ガス放出管１２の下部に配置されているが、上下方向の中間部又は上部に配置してもよい。

図１及び図５に示すように、上孔部９ｅには、点火部材（分岐管部）１５の下端部が螺合固定されている。点火部材１５は、棒状をなしており、三方分岐管９の上端部から上方へ延びている。点火部材１５の上端面は、装置本体１の上端と水面との間に位置するように位置させられている。

点火部材１５には、ガス孔（ガス通路）１５ａが形成されている。このガス孔１５ａは、点火部材１５の下端面から上端面まで延びている。したがって、ガス孔１５ａの下端開口部（連通部）は、交差部９ｃに連通しており、ガス管２に燃焼ガスが供給されると、その燃焼ガスがガス孔１５ａ内に入り込む。ガス孔１５ａの上端開口部が点火口１５ｂとされている。したがって、ガス孔１５ａに燃焼ガスが供給されると、その燃焼ガスが点火口１５ｂから上方へ放出される。なお、上記の内容から明らかなように、点火部材１５によってガス管２の分岐管部が構成され、ガス管２の他の部分によって本管部が構成されている。

図１に示すように、装置本体１の長手方向の一端部には、点火ユニット１６が設けられている。点火ユニット１６は、カバー１６ａを有している。カバー１６ａは、その一端部（図１において左端部）が装置本体１の一端部（図１において右端部）を覆うように、装置本体１の一端部の上部に固定されている。カバー１６ａの一端部は、下方に向かって開放されており、その開放部を介して装置本体１の一端側の内部と連通するとともに、点火口１５ｂと上下に対向している

カバー１６ａの内部には、点火プラグ１６ｂが設けられている。点火プラグ１６ｂは、イグナイタ１６ｄを介してコントロールユニットＣＵに接続されている。コントロールユニットＣＵを制御するためのコントローラＣに対しその点火釦（図示せず）を押す等の点火操作がなされると、コントロールユニットＣＵから点火プラグ１６ｂに点火用の電流が一定の時間（例えば１０秒間）断続的に供給される。すると、点火プラグ１６ｂの一対の電極１６ｃ，１６ｃ（図２参照）間で火花放電される。

図１及び図２から明らかなように、点火プラグ１６ｂの一対の電極１６ｃ，１６ｃは、点火口１５ｂのほぼ真上に配置されている。したがって、点火口１５ｂから燃焼ガスが放出されている状態において、点火プラグ１６ｂに点火用の電流が供給されると、点火口１５ｂから放出された燃焼ガスが点火プラグ１６ｂの電極１６ｃ，１６ｃ間の火花放電によって着火させられる。そして、種火となって燃焼し続ける。

コントロールユニットＣＵは、点火プラグ１６ｂの火花放電のみならず、ガス供給装置Ｇによる燃焼ガスの供給も制御する。すなわち、コントロールユニットＣＵは、ガス供給管Ｔ２を介してガス供給装置Ｇに接続されている。コントロールユニットＣＵは、コントローラＣに対して点火操作が行われると（点火釦が押されると）、点火用の電流の供給と同時に、ガス供給装置Ｇから供給された燃焼ガスの一部を種火用の燃焼ガスとしてガス管２にガス供給管Ｔ１を介して供給する。燃焼ガスは、ガス管２の一部である支持管３及び三方分岐管９を通り、点火部材１５の点火口１５ｂに供給され、そこから上方へ放出される。上方へ放出された燃焼ガスは、点火プラグ１６ｂによって着火され、種火となって燃焼し続ける。なお、三方分岐管９内に供給された種火用の燃焼ガスの一部は、ガス放出管１２側へ向かおうとするが、ガス放出管１２の貫通孔には水圧が作用している。このため、実際には種火用の燃焼ガスがガス放出管１２側へ流れることはない。

種火が燃焼した後、コントローラＣに対しその燃焼釦（図示せず）を押す等の燃焼操作をすると、ガス供給装置ＧからコントロールユニットＣＵに供給される燃焼ガスが、ガス管２に本火用の多量の燃焼ガスとしてガス供給管Ｔ１を介して供給される。ガス管２に供給された燃焼ガスの一部は、点火口１５ｂから放出され、種火となって燃焼し続ける。ガス管２に供給された燃焼ガスの大部分は、三方分岐管９及び内側垂直管部１１を介してガス管２の下流側の端部たるガス放出管１２に流入する。そして、ガス放出管１２の各貫通孔から水中に放出される。ガス放出管１２から水中に放出された燃焼ガスは、水中を浮上して水面上に溜まる。この水面上に溜まった燃焼ガスが種火によって着火させられて燃焼し、消火体験用の本火となる。本火の燃焼中には、窓孔１ｃから装置本体１内に空気が流入する。したがって、本火は、酸素不足に陥ることなく、円滑に燃焼し続ける。

本火の着火後、コントローラＣに対しその停止釦（図示せず）を押す等の停止操作をすると、コントロールユニットＣＵからガス管２への燃焼ガスの供給が停止する。したがって、点火口１５ｂ及びガス放出管１２への燃焼ガスの供給が停止し、本火及び種火が消火する。

なお、ガス供給装置Ｇ及びコントロールユニットＣＵは、容易に搬送することできるようにするために、搬送台車（図示せず）に設けられている。また、コントローラＣは、コントロールユニットＣＵに無線又は有線によって接続されている。ガス供給装置Ｇ、コントロールユニットＣＵ及びコントローラＣは、上記構成に限定されるものでなく、周知の他の構成を採用してもよい。

また、この実施の形態では、着火釦を押してから所定の時間が経過すると、点火プラグ１６ｂへの通電が停止するように構成されているが、コントローラＣの着火釦を押し続けている間、点火プラグ１６ｂに火花放電用の電流を流し続けるように構成してもよい。同様に、燃焼釦を押し続けている間、本火用の燃焼ガスがガス供給装置Ｇから供給され続けるようにしてもよい。さらに、他の公知の制御法を採用してもよい。

上記構成の消火体験装置Ａを用いて消火体験を行う場合には、まず装置本体１に水Ｈを入れる。勿論、水位は、窓孔１ｃの下端と同一にする。次に、コントローラＣの着火釦を押して、点火口１５ｂに種火を着火させる。種火の着火後、コントローラＣの燃焼釦を押してガス放出管１２から燃焼ガスを装置本体１の水Ｈ中に放出させる。水中に放出された燃焼ガスは、水面まで浮上した後、種火によって着火されて本火になる。消火体験者は、消火器で本火を消火するように消火作業を行う。消火作業の体験終了後、コントローラＣの停止釦を押してガス供給装置Ｇからガス管２への燃焼ガスの供給を停止する。これによって、本火及び種火を消火させる。

本火及び種火の消火後、再度消火体験を行うために、本火を燃焼させる場合には、上記手順を繰り返す。つまり、コントローラＣの着火釦を押して種火を燃焼させる。このとき、種火は、着火釦を押すと直ちに着火する。すなわち、本火及び種火を消火するために、ガス供給装置Ｇからガス管２へのガスの供給を停止すると、装置本体１内の水Ｈがガス放出管１２にその貫通孔を通って入り込む。ガス放出管１２内に入り込んだ水Ｈは、内側垂直管１１内を上昇し、ガス管２の上流側へ向かう。しかし、三方分岐管９の交差部９ｃが、装置本体１内の水面より上方に位置している。したがって、交差部９ｃには、水Ｈが入り込むことがない。まして、交差部９ｃの上端部に連通するガス孔１５ａは勿論のこと、交差部９ｃの上下方向の中間部に開口する水平孔部９ａにも水Ｈが入り込むことはない。したがって、着火釦を押したときに、点火口１５ｂから水Ｈが放出されることがなく、種火用の燃焼ガスが点火口１５ｂから直ちに放出される。そして、点火プラグ１６ｂによって着火されて種火になる。その後、本火を着火させる。再度の消火体験後、燃焼釦及び停止釦を順次押すことにより、消火体験装置Ａを元の状態に戻すことができる。

図６及び図７は、この発明の第２実施の形態を示す。この実施の形態の消火体験装置Ｂにおいては、ガス管２に代えてガス管２Ｂが用いられている。ガス管２Ｂは、１本の管体からなるものであり、上流側の端部には、略「コ」字状をなす屈曲部２ａが設けられている。この屈曲部２ａの水平な上端部は、その長手方向を装置本体１の長手方向に向けて配置されている。しかも、屈曲部２ａは、装置本体１内に収容された水Ｈの水面より上方に配置されている。このように配置された屈曲部２ａの上端部は、装置本体１の一端部に設けられた側壁を装置本体１の長手方向（図６の左右方向）に貫通した状態で当該側壁に支持固定されている。

ガス管２Ｂの上流側の端部（図６において右端部）には、ガス供給管Ｔ１が継手８を介して接続されている。ガス管２Ｂの下流側端部には、ガス放出部２ｂが形成されている。このガス放出部２ｂは、上記実施の形態のガス放出管１２に代わるものである。したがって、ガス放出部２ｂは、水中にほぼ水平に配置されており、多数の貫通孔（図示せず）が形成されている。そして、各貫通孔から装置本体１の水中に燃焼ガスが放出されるようになっている。

図７に示すように、屈曲部２ａの水平な上端部には、貫通孔（ガス通路）２ｃが形成されている。貫通孔２ｃは、屈曲部２ａの上端部を構成する周壁部のうちの上部に配置されており、当該上部をその内周面から外周面まで上下に貫通している。したがって、貫通孔２ｃの下端開口部（連通部）は、ガス管２Ｂの内部と連通しており、ガス管２Ｂに燃焼ガスが供給されると、その燃焼ガスの一部が貫通孔２ｃ内にその下端開口部から流入する。貫通孔２ｃの上端開口部は、点火口２ｄとされている。点火口２ｄは、点火プラグ１６ｂの電極１６ｃ，１６ｃの真下から図６の右方へ若干離れて配置されているが、電極１６ｃ，１６ｃの真下に配置してもよい。いずれにしても、点火口２ｄが電極１６ｃ，１６ｃの下方に配置されているので、点火口２ｄから燃焼ガスが放出されると、その燃焼ガスは点火プラグ１６ｂによって着火され、種火となって燃焼し続ける。

消火体験装置Ｂの上記構成以外の構成は、消火体験装置Ａの構成と同様である。そこで、上記構成以外の構成については、その説明を省略する。また、消火体験装置Ｂは、上記の消火体験装置Ａの場合と同様にして消火体験を行うことができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。
例えば、上記第１実施の形態においては、垂直孔部９ｂの上下方向の中間部に水平孔部９ａを交差させているが、水平孔部９ａを三方分岐管９の水平方向の一端面から他端部面で貫通するように形成してもよい。その場合には、水平孔部９ａの長手方向の中間部に上孔部９ｅの下端部が開口させられるとともに、水平孔部９ａの他端部に内側垂直管１１の上端部が接続される。したがって、下孔部９ｄが不要になる。
また、第１実施の形態においては、三方分岐管９に点火口１５ｂを有する点火部材１５を螺合固定しているが、三方分岐管９の上端開口部に点火口を設けてもよい。

Ａ 消火体験装置
Ｂ 消火体験装置
Ｈ 水（不燃性の液体）
１ 装置本体
２ ガス管
２Ｂ ガス管
２ｂ ガス放出部
２ｃ 貫通孔（ガス通路）
２ｄ 点火口
１２ ガス放出管（ガス放出部）
１５ａ ガス孔（ガス通路）
１５ｂ 点火口
１６ｂ 点火プラグ

Claims (4)

1. 上部が開放され、内部に不燃性の液体を収容する装置本体と、内部に燃焼ガスが供給され、下流側の端部に上記液体に浸漬されて上記液体中に上記燃焼ガスを放出するガス放出部を有するガス管と、上記装置本体の内部で上記液体より上側に配置され、上記ガス管にガス通路を介して連通した点火口と、この点火口から放出された燃焼ガスを着火させて種火とする点火プラグとを備え、上記ガス放出部から上記液体中に放出されて液面から浮上した上記燃焼ガスが、上記種火によって着火される消火体験装置において、
   上記ガス通路の上記ガス管に対する連通部が上記液体より上方に配置されていることを特徴とする消火体験装置。
2. 上記ガス管が、下流側の端部に上記ガス放出部を有する本管部と、この本管部の上記ガス放出部より上流側の部分から分岐して上方に延びる分岐管部とを有し、上記分岐管部の上端部に上記点火口が設けられ、上記分岐管部の内部が上記ガス通路とされ、このガス通路の上記本管部の内部との連通部が上記液体より上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の消火体験装置。
3. 上記ガス管の周壁部のうちの上記液体より上側に配置された部分に、その周壁部の内周面から外周面まで上方に延びる貫通孔が形成され、この貫通孔の下端部開口部が上記連通部とされ、上記貫通孔の上端開口部が上記点火口とされていることを特徴とする請求項１に記載の消火体験装置。
4. 上記ガス管が一つの管体によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の消火体験装置。

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