JP2017158971A

JP2017158971A - 延焼防止装置

Info

Publication number: JP2017158971A
Application number: JP2016048917A
Authority: JP
Inventors: 佑太小松原; Yuta Komatsubara; 将平石郷岡; Shohei Ishigooka
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: JP6752595B2

Abstract

【課題】高粘度状の延焼防止薬剤を可燃物表面に放出した場合、流動性が小さいために当たった場所にとどまってしまい、水のように下方や周囲に広がりにくい。そのため、発火前の可燃物表面に付着しない箇所が部分的に生じて、表面を全体的に延焼防止薬剤で覆うことは難しい。【解決手段】延焼防止薬剤を扇状に放出するノズルを、高粘度状の延焼防止薬剤を可燃物表面に放出するためのノズルとして用いる。【選択図】図３

Description

本発明は、火災が発生した際に延焼を防止する薬剤を塗布する、延焼防止装置に関するものである。

従来は水を用いて火災の延焼防止をすることが一般的であった。しかし、水は流動性が高いことから、延焼防止を行うためには大量の水を放出し続けなればならなかった。そのため、延焼防止設備では大量の水を常時溜めておかなければならず、設備が大型化せざるを得なかった。

そこで近年、水の代わりに高粘度の薬剤を用いることが検討されている（特許文献１）。高粘度の薬剤は水と同等程度の消火作用を有する一方、発火前の可燃物表面に付着して熱の伝導や酸素を遮断し、延焼を防止する延焼防止薬剤として機能する。

特開２０１１−１６７３５７号公報

高粘度の延焼防止薬剤を可燃物表面に放出した場合、一般的に消火器やパッケージ型消火装置で用いられている棒状ノズルでは発火前の可燃物表面に勢いよく当たり、はじき飛んでしまい、可燃物表面を隙間無く延焼防止剤で覆うことは難しいことが判明した。これは、高粘度の延焼防止薬剤は流動性が小さいために当たった場所にとどまってしまい、水のように下方や周囲に広がりにくいことが原因と考えられる。加えて、棒状ノズルでは延焼防止薬剤を放出した際に可燃物表面に当たる場所が小さく、広い面積に隙間無く付着させることは難しいことが判明した。一方、高粘度の延焼防止薬剤は文化財の火災の際に使用することが検討されている。しかし、延焼防止薬剤が付着しない箇所が部分的に生じると、延焼防止効果が得られないだけでなく、火災が鎮火した後に延焼防止薬剤を洗い流しても付着の痕跡が残り易いため、文化財には使用しにくい。

また、広い面積に延焼防止薬剤が到達するようにノズルから充円錐状に放出すると、延焼防止薬剤が遠くまで飛びにくいことも判明した。これは、充円錐状に放出すると放出量が多いため圧力が低下し、延焼防止薬剤を飛ばす勢いが得られにくいことが原因と考えられる。

本発明は、高粘度状の延焼防止薬剤を効果的に可燃物表面に付着させることを課題とする。

本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、以下の構成を有する。

（１）本発明は、高粘度状の延焼防止薬剤を貯蔵する薬剤容器と、前記薬剤容器内の前記延焼防止薬剤を加圧して押し出す加圧装置と、前記薬剤容器に接続されたホースと、前記ホースに接続されたノズルとを有し、前記ノズルは前記延焼防止薬剤を扇状に放出する延焼防止装置である。

本発明によって、加圧装置による圧力をあまり低下させずに延焼防止薬剤をノズルから放出させるとともに、可燃物表面に均一に付着させることができる。延焼防止薬剤を棒状に放出すると放出時の勢いが得られるが、可燃物表面に強く当たって飛散し、付着しにくい。また、当たる場所が小さいために可燃物表面に付着しない箇所が部分的に生じやすい。一方、充円錐状に放出すると放出量が多いため勢いが得られず、可燃物表面に到達しにくくなる。本発明では扇状に広がって放出されるため、延焼防止装置の使用者がノズルを縦横に振ることにより延焼防止薬剤を可燃物表面に隙間無く付着させることができる。

（２）また、本発明は、前記加圧装置による圧力は０．１ＭＰａ乃至１．０ＭＰａである（１）の延焼防止装置である。

本発明によって、粒子化した延焼防止薬剤が扇状に放出され、これにより可燃物表面に燃焼防止の効果を生じる厚さで延焼防止薬剤を隙間無く付着させることができる。

（３）また、本発明は、前記加圧装置による圧力は０．３ＭＰａ乃至０．６ＭＰａである（１）の延焼防止装置である。

本発明によって、放出後における延焼防止薬剤の粒子が大きくなりすぎず、そのため燃焼防止に十分な効果を生じる厚さで均一に付着させることができるとともに、加圧装置等を高性能にする必要がない。０．３ＭＰａ未満の圧力では延焼防止薬剤の粒子が大きくなって可燃物表面に当たった際に飛散してしまい、付着しにくい。また、０．６ＭＰａを超える圧力とすると、遠方距離から放出する場合拡散しやすくなる。

（４）また、本発明は、前記ノズルにおける前記延焼防止薬剤が扇状に広がる方向は水平方向である（１）乃至（３）の延焼防止装置である。

本発明によって、延焼防止装置の使用者はノズルを上下に振りながら延焼防止薬剤を発火前の可燃物表面に付着させたり、燃焼物に直接当てたりすることができるので、火災に際して使用しやすい。

本発明によれば、延焼防止薬剤が付着していない隙間が生じにくい延焼防止装置を提供することができる。

本発明の実施形態であるパッケージ型延焼防止設備を示す全体図。本発明の実施形態におけるノズルの形状を示す図。本発明のノズルによる延焼防止薬剤の広がり方を示す図。放出圧力による付着率と付着した厚さを示すグラフ。本発明の放出圧力と延焼防止薬剤粒子の大きさとの関係を示すグラフ。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形が行われてもよい。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

本願ではパッケージ型延焼防止設備を延焼防止装置の実施形態として説明する。パッケージ型延焼防止設備は延焼防止薬剤の薬剤容器やホース等をパッケージとして備え、比較的小型であり、文化財の設置場所近辺に容易に設置することができる。

＜パッケージ型延焼防止設備の構成＞
図１は、本発明の実施形態であるパッケージ型延焼防止設備を示す全体図である。薬剤容器である薬剤タンク１は３つ設けられており、各薬剤タンク１には延焼防止薬剤２が貯蔵されている。延焼防止薬剤２は、水にコロイドケイ酸塩を混入したプレミックス液である。３つの薬剤タンク１の各々にはサイホン管３が挿入され、図１の右側から見て１本目と２本目の薬剤タンク１に挿入されたサイホン管３は、隣接する２本目と３本目の薬剤タンク１にそれぞれ接続されている。そして、加圧用ガス容器である窒素ボンベ４から起動用バルブ５、圧力調整器６、点検用の仕切弁７を介して１本目の薬剤タンク１に圧力が供給される。このように、窒素ボンベ４と圧力調整器６は加圧装置を形成している。延焼防止薬剤２はチキソトロピー性を有した高粘度状の物質であり、薬剤タンク１やサイホン管３等の中で圧力が加わることにより発生する剪断応力により流動性が生じる。

圧力調整器６と仕切弁７の間には点検用のガス抜き弁８が接続されている。３本目の薬剤タンク１に挿入されたサイホン管３には２０ｍのホース９が接続され、その先端に放出弁１０が設けられている。放出弁１０の先には延焼防止薬剤２が扇状に放出されるノズル１１が設けられている。そして、上記の各構成は一つの格納箱１２の中に納められたパッケージ型の装置形態となっている。仕切弁７とガス抜き弁８は点検の際に用いられるものであり、点検時以外では、仕切弁７は開いておりガス抜き弁８は閉じている。

図２は、本発明の実施形態におけるノズル１１の形状を示す図である。図２（ａ）はノズル１１を、延焼防止薬剤２が放出される放出口１１１がある先端側から見た図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線での断面図である。放出口１１１はノズル１１の中央に設けられ、放出口１１１を横切るように溝１１２が形成されている。図２（ｂ）に示すように放出口１１１の奥には給剤室１１３が設けられ、延焼防止薬剤２を放出口１１１へ供給する。ノズル１１の周囲には雄ネジ１１４が切られており、取付用切欠１１５を挟んでノズル１１を回転させることにより放出弁１０に取り付けられる。

ノズル１１の先端で放出口１１１を横切るように溝１１２が形成されていることにより、放出口１１１を通過した延焼防止薬剤２が溝１１２の方向に広がって放出され、扇状に放出される。本実施形態では溝１１２が水平方向になるようにノズル１１が取り付けられる。そのため、横に広がる扇状に延焼防止薬剤２が放出される。

＜パッケージ型延焼防止設備の使用法＞
火災が発生した際には、延焼防止装置の使用者は起動用バルブ５を開いて窒素ボンベ４の圧力を薬剤タンク１に供給する。その後にノズル１１を格納箱１２から取り出して延焼を避けたい文化財等の方向に向けて放出弁１０を開ける。窒素ボンベ４と圧力調整器６は加圧装置を形成し、窒素ボンベ４の圧力は圧力調整器６により調整されて薬剤タンク１に伝えられる。さらにサイホン管３を伝わって２本目と３本目の薬剤タンク１に圧力が伝えられる。窒素ボンベ４と圧力調整器６による加圧により薬剤タンク１内の延焼防止薬剤２が押し出され、３本目の薬剤タンク１からサイホン管３を経てホース９に延焼防止薬剤２が流出する。そして、放出弁１０を経てノズル１１の放出口１１１から延焼防止薬剤２が放出される。この時、溝１１２の作用により、放出される延焼防止薬剤２は水平方向に扇状に広がる。

延焼防止薬剤２はチキソトロピー性を有しているため、薬剤タンク１やサイホン管３等の中で圧力が加わることにより発生する剪断応力によって流動性が生じる。そして、放出口１１１から放出されると粒子状になり、可燃物表面に達すると付着して高粘度化する。

図３は、本発明のノズル１１による延焼防止薬剤２の広がり方を示す図であり、可燃物である文化財の壁１４の表面に延焼防止薬剤２を付着させる状況を示している。図３（ａ）は延焼防止薬剤２の放出状況を上方から見た図であり、図３（ｂ）は側方から見た図である。ホース９の先端にはノズル１１が設けられ、ノズル１１の先端から延焼防止薬剤２が放出されている。なお、図３では放出弁１０の記載は省略している。図３（ａ）に示すように上方から見た場合には、延焼防止薬剤２は放出口１１１を通過した後に広がりながら無数の粒子となって放出される。しかし、溝１１２が水平方向に設けられているため、図３（ｂ）に示すように、放出された延焼防止薬剤１３は上下方向にはあまり広がらずに放出される。このように、放出された延焼防止薬剤１３は水平方向に扇状に広がる。

ノズル１１から放出され、水平方向に扇状に広がった延焼防止薬剤１３は文化財の壁１４に付着する。延焼防止装置の使用者はノズル１１を上下に振りながら水平方向に移動することによって、延焼防止薬剤２を壁１４の面に付着していない場所がないように、隙間無く付着させることができる。

＜加圧圧力について＞
発明者は、水９０〜９８％に対して、高粘度化するための添加剤１０〜２％を混合して高粘度の延焼防止薬剤を生成し、付着させた板材を用いた難燃性試験を行った。難燃性試験はJIS規格（JIS A1322 建築用薄物材料の難燃性試験）を参考にして、４５度に傾けた厚さ２．５ｍｍのベニヤ板の下面に延焼防止薬剤を塗布し、ベニヤ板の下方からガスバーナーにて１８０秒間加熱した後、ベニヤ板の炭化部分の長さを測定し延焼防止薬剤塗布時の難燃性を判定した。その結果、延焼防止薬剤の厚さが１ｍｍあれば、ほぼ防炎１級（炭化長さ５０ｍｍ以下）の難燃性が得られた。さらに、延焼防止薬剤の厚さが３ｍｍでは炭化は生じなかった。

また、立設したベニヤ板（厚さ３．５ｍｍ）の高さ９００ｍｍより上側に高粘度状の延焼防止薬剤を塗り、その近傍（３０ｍｍ）で２００ｍｍ×２００ｍｍの火皿上での自由燃焼により塗布した延焼防止薬剤の下辺の高さまで９００ｍｍの火炎を発生させた。上記の延焼防止薬剤の平均塗り厚さを約３ｍｍとした実験では、延焼防止薬剤を塗布した部分の燃え抜け面積は０．０２ｍ^２となって燃え抜け面積はほぼ無くなり、燃焼防止にきわめて優れることが判明した。

図４は、放出圧力による延焼防止薬剤の付着率と付着した厚さを示すグラフである。付着率と厚さは圧力が高いほど大きくなっており、０．１ＭＰａでは１ｍｍ以上の厚さが得られ、０．３ＭＰａでは約３ｍｍの厚さが得られ、０．５ＭＰａでは４ｍｍ以上の厚さが得られる。図４のグラフには示していないが、１．０ＭＰａでも３ｍｍ以上の厚さが得られる。したがって、加圧装置による圧力は０．１ＭＰａ乃至１．０ＭＰａであれば、燃焼防止の効果を奏することになる。ここで、低い圧力で付着した厚さと付着率が低下する理由は、放出後に空中を飛ぶ延焼防止薬剤の粒子が大きくなるためと考えられる。

図５は、本発明の放出圧力と空中での延焼防止薬剤粒子の大きさとの関係を示すグラフである。図５（ａ）は、放出圧力０．５ＭＰａにおける延焼防止薬剤粒子の大きさの割合を示し、図５（ｂ）は、放出圧力０．２ＭＰａにおける延焼防止薬剤粒子の大きさの割合を示す。ノズルから１０ｍ離れた場所でガラスの表面に付着させ、付着した延焼防止薬剤の粒子を目視して、粒子の面積と数を集計したものである。図５の粒子の大きさは、付着した粒子の面積で表す。図５では０．０５ｍｍ^２以下、０．０５ｍｍ^２〜０．２ｍｍ^２、０．２ｍｍ^２〜０．３ｍｍ^２、０．３ｍｍ^２〜０．５ｍｍ^２、０．５ｍｍ^２以上の粒子に分けて、その割合を示している。粒子の割合は対象の粒子径数÷全体の粒子径数の％で示す。

放出圧力０．５ＭＰａでは延焼防止薬剤粒子は小さいが、０．２ＭＰａでは０．５ｍｍ^２以上の大きな延焼防止薬剤粒子が多く含まれる。低い圧力では、大きな延焼防止薬剤粒子が可燃物表面に付着している高粘度状の延焼防止薬剤に強く衝突することにより流動化させ飛散させて、付着率を低下させるとともに付着する厚さが小さくなると考えられる。したがって、加圧装置による圧力は０．３ＭＰａ以上であることが望ましい。また、０．６ＭＰａを超える圧力とすると、遠方距離から放出する場合拡散しやすくなるため、０．６ＭＰａ以下であることが望ましい。

上記の実施形態ではパッケージ型延焼防止設備を文化財の火災の際に用いるとして説明したが、たとえば茅葺き屋根の延焼防止設備として用いても良い。また、パッケージ型延焼防止設備を住宅密集地に備えることもできる。近年の住宅は外壁材の防火性が高いため、外壁から延焼しにくくなっている。そのため、窓から炎が屋内に入って延焼する場合が多い。そこで、火災の際には窓に延焼防止薬剤を付着させることによって、窓からの延焼を抑制することができる。延焼防止薬剤を棒状に放出し窓に当てると、勢いが強すぎて窓が壊れる可能性があり、窓が壊れると火災の炎が屋内に入りやすくなる。しかし、本発明では扇状に放出された延焼防止薬剤が窓に当たるため、窓は壊れにくい。
なお、本発明はパッケージ型の設備形態だけでなく、他の設備形態にも適用することができる。

１薬剤タンク、２延焼防止薬剤、３サイホン管、４窒素ボンベ、５起動用バルブ、６圧力調整器、７仕切弁、８ガス抜き弁、９ホース、１０放出弁、１１ノズル、１１１放出口、１１２溝、１１３給剤室、１１４雄ネジ、１１５取付用切欠、１２格納箱、１３放出された延焼防止薬剤、１４壁

Claims

高粘度状の延焼防止薬剤を貯蔵する薬剤容器と、
前記薬剤容器内の前記延焼防止薬剤を加圧して押し出す加圧装置と、
前記薬剤容器に接続されたホースと、
前記ホースに接続されたノズルとを有し、
前記ノズルは前記延焼防止薬剤を扇状に放出する
延焼防止装置。
前記加圧装置による圧力は０．１ＭＰａ乃至１．０ＭＰａである
請求項１に記載の延焼防止装置。
前記加圧装置による圧力は０．３ＭＰａ乃至０．６ＭＰａである
請求項１に記載の延焼防止装置。
前記ノズルにおける前記延焼防止薬剤が扇状に広がる方向は水平方向である
請求項１乃至３の何れかに記載の延焼防止装置。