JP3238090U - 泡消火設備に使用する流体輸送増圧衝撃触媒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】泡消火設備に使用する流体輸送増圧衝撃触媒装置を提供する。【解決手段】泡消火設備に用いる流体輸送増圧衝撃触媒装置２０であって、円盤２１と、制御盤２２と、カバー２３とを含む。円盤２１の第一面と第二面とには、それぞれケーシングと輸入口２１１が設置されている。円盤２１の一端には輸出口２１２が設置されている。制御盤２２は回転可能なようにケーシングに設置されている。制御盤２２には動力源連結部２２０、第一凸縁２２１、壁穴２２３と噴射道２２４が設置されている。カバー２３と円盤２１はロック式に設置され、制御盤２２をカバー２３と円盤２１の間に回転させられるようにし、専属仕様特製の流体輸送システムにより泡消火剤に高圧衝撃を与え触媒作用を起こし、大幅に発泡密度と数量を増加させられる高密度霧状泡沫が生成され、大幅に消火及び救援の効果を上げる。【選択図】図３

Description

本考案は、泡消火設備に使用する流体輸送増圧衝撃触媒装置に関するものであり、特に泡消火剤に高圧衝撃を与え触媒作用を起こし、大幅に発泡密度と数量を増加させられる高密度霧状泡沫が生成される流体輸送増圧衝撃触媒の技術を指す。

一般的な消防車に使われている消火原理は、大きな水槽を搭載するもの、または体積の大きい消防設備、を主として、かつ、水源の大きい場所から高圧遠距離噴射をして、温度降下をさせる方式で消火し、救援の目的を達成する。しかし、このような救援消火方式は、高速で消火する効果は達成できない。一般的には、既存の装置は消火していくうちに多重性災害後遺症を引き起こしてしまう上、以下のようなデメリットもある。
(1)一般的な消防車は、大きな水槽を搭載するために、車体が大きく、移動に時間がかかり、そのために、迅速に火災現場に到着することができず、狭い道や路地裏で火事が起きた場合には、初期段階での消火・救援のタイミングを失ってしまう。
(2)遠距離で大量に噴射される水は、高温の炎に入る瞬間にフラッシュオーバーを起こし、高温の炎が瞬間的に火災現場の中に拡がってしまい、人員に傷害を与えてしまう。さらに、遠距離噴射では、火元を標的にして水を噴射することができないため、濃煙を建物内に拡散させてしまい、火災現場にいる人員の逃げ道を断ってしまうことも事実である。
(3)遠距離高圧噴射で火災現場に入れる大量の水は、ノズルの大きさにより１分につき１～３トンの水が噴射されるパターンと、大きいノズルで１分につき５トンの水が噴射されるパターンがあり、火災現場を全面的に破壊させ、寒帯地域では氷結災害を起こし（例：中国中国黒竜江省のハルビン市道外区火災事故で、ビルが倒壊してしまった事件）、亜熱帯ではひどい水災害になってしまう。
(4)大きい消防ポンプや設備を搭載する消防車にとって、水の消耗量が大きいために、安定する給水元が見つかりにくく、困難な水源確保と、複雑な操作により、消火の効率が悪くなる原因にもつながる。

一般的に知られている泡消火薬剤は、次の種類がある。 第一種は、動物の脂肪から抽出するたん白泡消火薬剤であり、消防ポンプ、大型泡混合装置に搭載される。このような泡消火薬剤は消火後に作業人員に吐き気をさせる臭いがし、環境汚染の問題にもなるため、先進国では使われていない。 第二種は、親水性泡液体であり、大型泡混合タンクの高圧で形成され、そして高圧を利用し低、中、高圧の発泡方式でホース管内に摩擦を起こし泡沫の粒を形成させ、消火の目的を達成する。前記の発泡原理は泡沫と水を混合し液体にする方法で、必要な泡沫原液は3～10%を占め、消火していくうちに多重性災害後遺症を引き起こしてしまい、さらに環境汚染の問題にもなり。また、消火の効果はあるが、短時間内に温度を降下させることができず、温度降下が遅いと消火の効率も遅くなる。 第三種の泡沫は、1～6%の泡沫原液を水と混合させるか、またはサイフォン式の泡沫ノズル方式で消火作業を行う。この方法のデメリットは、大量の水と泡沫を混合させる液体を使い、大面積で表面に消火薬剤を覆うため、環境汚染の問題になる。また、サイホン泡沫ホースは大型設備で水圧を供給し、吐出側にサイホンノズルが設置され、摩擦を起こし泡沫の粒を形成させ消火の目的に達成するため、泡沫と水を混合させる原理を使い、必要となる泡沫の原液は3～10%を占め、消火していくうちに多重性災害後遺症や、さらに酷い環境汚染をしてしまい、消火の効果はあるが、短時間内に温度を降下させることができず、温度の降下が遅いと消火の効率も遅くる。

前述の欠点を克服するため、本考案者は台湾実用新案第M477420号の『消防バイク配置の構造改良』に類似する特許技術を考案する。台湾実用新案第M477420号の実用新案は、コンポーネンツの簡潔化、ホース構造と泡沫液体の注入方向の調整により泡沫液輸送時の抵抗力を低くさせることができ、泡沫液体の泡沫密度と数量を増加させ、限りのある程度消火救援効果を上げられるが、ポンプは一般装置のものを使っているため、泡沫の増圧触媒作用を一回のみ起こし、大幅に泡沫の密度と数を増加させることができず、消火と救援の効率にまた改善する余地がある。

本考案は、泡消火設備に応用する流体輸送増圧衝撃触媒装置の提供を目的にし、泡消火設備に対し泡沫液体に増圧衝撃触媒作用を行う流体輸送システムを主要目的として設計し、既存消火設備の増圧触媒装置の増圧触媒作用に合わせ、大幅に発泡密度と数量を増加させられる高密度霧状泡沫を生成し、大幅に消火及び救援の効果を上げる。

本技術手段は、泡消火設備内に装置し、泡消火設備内の一部である流体を輸送増圧する。本新型の構造は、円盤、制御盤、カバーに分けられている。円盤にそれぞれ反対側に伸ばす第一面一つと第二面一つがあり、第一面にケーシングが一つ設置され、第二面にケーシングと連通されている流体輸入用の輸入口が一つ設置されている。円盤にケーシングと連通されている流体輸出用の輸出口を一つ設置されている。制御盤は回転させられるようにケーシングに設置されている。制御盤に動力源連結部、第一凸縁、壁穴と噴射道が設置されている。カバーと円盤はロック式に設置され、制御盤をカバーと円盤の間に回転させられるようにしている。

本新型泡消火設備の具体配置実施見取り図である。 本新型円盤の実施断面図である。 本新型流体輸送増圧衝撃触媒装置の実施分解図である。 本新型流体輸送増圧衝撃触媒装置の実施組立図である。 本新型流体輸送増圧衝撃触媒装置の組立断面図である。 本新型流体輸送増圧衝撃触媒装置の俯角断面図である。

図1～6に示すように、本新型は泡消火設備10の流体輸送増圧衝撃触媒装置20に使用され、泡消火設備10の流体を輸送するために泡消火設備10に設置される。流体輸送増圧衝撃触媒装置20は円盤21一つ、制御盤22一つとカバー23一つが含まれている。円盤21はそれぞれ反対側に伸ばす第一面一つと第二面一つが含まれている。第一面に凹む仕様でケーシング210が設置され、第二面にケーシング210に連通されている流体輸入をするための輸入口211一つが設置されている。円盤21の一端にケーシング210に連通されている流体を輸出するための輸出口212一つが設置されている。制御盤22は回転可能なようにケーシング210に設置されている。制御盤22の軸の一側に動力源連結部220一つが設置され、軸のもう一側には突き出す仕様で輸入口211に連通される第一凸縁221一つが設置されている。第一凸縁221の内壁側の内軸の方向に沿って壁穴223一つが設置されている。制御盤22の外径側に一つ以上の噴射道224が設置されている。噴射道224の長さは外径側から壁穴223の間である。カバー23と円盤21はロック式に設置され、制御盤22をカバー23と円盤21の間に回転させられるようにされている。図6が示すように、複数の噴射道224は等距離そして外側に沿うように制御盤22に設置されている。

図5～6に示すように、各噴射道224にはアーク状で真ん中の軸から外径側まで伸ばすアーク224a二本ある。外径側では噴射口224bが成形され、軸のほうでは壁穴223のところに吸入口224cが成形される。

図2に示すように、輸入口211は円盤21のケーシング210のセンターに設置されている第一円孔段210aと、第一円孔段210aより外径が小さく第一円孔段210aに繋がっている第二円孔段210bと、が含まれている。第一凸縁221が第一円孔段210aに設置され回転させられる時に、第一凸縁221の外径側がぴったり第二円孔段210bの内側に沿ってくっついている。

図3～5に示すように、制御盤22の軸の一側に第二凸縁222が一つ設置されている。第二凸縁222の内側は動力源連結部220と連結されている。動力源連結部220はモーターの輸出軸に連結されるために設置され、制御盤22がモーターの動力源を受けて回るように機能している。

図5に示すように、第一凸縁221と第二凸縁222を連結している壁側にネジ穴付きのソレノイド225が中に嵌るように設置されている。ソレノイド225の末段側にネジ穴を覆い閉じるようにコーンカバー226が設置されている。コーンカバー226の尖端は第一凸縁221と壁穴223の間に設置され、ソレノイド225のネジ穴は動力源連結部220と連結している。

図2に示すように、輸出口212にはケーシング210に離れている第一端212aが一つと、ケーシングに連結している第二端212bが一つ含まれている。第一端212aから第二端212bに向けて段々口径が小さくなる仕様にされている。第二端212bの一側に複数の突起状で排列されている針状突起体212dが設置されている。針状突起体212cは高速通過する泡沫に対し増圧衝撃触媒作用を与え、前述の増圧衝撃触媒作用により高密度霧状泡沫が生成される。ケーシング210の外側一周に輸出口212の第二端212bの一側から第二端212bのもう一側に囲み伸ばす投げ飛ばし溝210cが一つ設置されている。投げ飛ばし溝210cは第二端212bの先頭一側へと囲み伸ばして制御盤22の一部と円形アーク状で重なっている。投げ飛ばし溝210cの後段の第二端212bのもう一側に近付いていくほど、制御盤22の外径も段々拡大している。投げ飛ばし溝210cは前段から後段へ段々凹んで深くなるような構造をしている。

制御盤22が動力源連結部220経由でモーターの動力を受けて回転させられる時、泡沫液体は輸入口211から吸入され、また第一凸縁221、壁穴223の順番通りに流れて噴射道224の中に入る。噴射道224がアーク状で伸ばされているため、泡沫が噴射道224の吸入口224cから吸入され、末端の噴射口224bから投げ飛ばし溝210cの前段へと噴射される時、泡沫液体への増圧効果が上がり、制御盤22が回り続けている中、各噴射道224の噴射口224bから順番通りに投げ飛ばし溝210cに泡沫液体が噴射されていく。どれか一つの噴射道224の噴射口224bが投げ飛ばし溝210cの後段の第二端212bの位置に直面する時、制御盤22の外径側は回す方式で泡沫液体に圧力を与え第二端212bの中へと投げ飛ばし、泡沫液体の摩擦微細化処理（すなわち増圧スクイーズ作用）を実現させる。この時、泡沫液体が第二端212bの一側に入り、泡沫液体が各針状突起体212cを高速通過するので、泡沫液体の摩擦微細化処理（すなわち増圧衝撃触媒作用）が再度行われる。前述の一連の動作を、次の噴射道224の噴射口224bが引き続き行っていくと、輸出口212の第一端212aはノズル16へ増圧衝撃触媒作用をさせられた高密度霧状泡沫を輸出できる。

図1に示すように、輸入口211は泡消火設備10の混合タンク13の出口と連通し、輸出口212は泡消火設備10の発泡タンク14の入り口の中の一つと連通しています。流体は水と泡沫原液が混合タンクで発泡された泡沫液体である。

図1に示すように、水を供給する給水元11（外部から繋がれた水元もしくは水タンク）一つと、泡沫原液を供給する給液元12一つ、混合タンク13一つ、発泡タンク14一つ、ガス増圧元15一つとノズル16一つが本新型の特徴である。混合タンク13の入り口の一つは第一ホース17で給水元12と連通し、混合タンクのもう一つの入り口は第二ホース170で泡沫液体の供液元12に連通し、それによって水と泡沫原液が混合され泡沫液体が生成される。流体輸送増圧衝撃触媒装置20の輸入口211は第三ホース171で混合タンク13の輸出端と連通され、輸出口212は第四ホース172で発泡タンク14の一つの入り口と連通される。ガス増圧元15の増圧タンク150の輸出口は第五ホース173で発泡タンク14のもう一つの入り口と連通される。発泡タンク14の出口は消防ホース18でノズル16と連通される。第五ホース173と第四ホース172は平行そして同じ方向で発泡タンク14を通って出口へと泡沫液体を輸送し、その上、ガス増圧元15が泡沫液体に対し増圧触媒作用をし続けていくので、高密度霧状泡沫が生成され、ノズル16へと高密度霧状泡沫を輸出する。前述の泡沫原液は比重量25～30のブチル基ジエチレングリコールジエチルエーテルと、比重量10～15のアルキル硫酸塩と、比重量15～20のアルキルスルフォン酸塩が含まれている。本考案は一分につき67立方(メートル)の高圧空気に約38～40リットルの水と上記の配合の泡沫原液で消火要素を構成しています。本考案の配合は一分につき40リットルの水対0.3%～1%の泡沫原液を混合触媒させ高密度霧状泡沫を生成し、火災現場温度を瞬間的に摂氏800度以上に降下させ、かつ多種類火災の消火作業を行うことができる。本新型の高密度霧状泡沫は火元と接触すると、炎の燃焼粒子をなくし、温度を高速に降下させる効果になり、水の節約、エネルギーの節約、エコへの取り組み、快速消火、快速温度降下などの高効率消火の実現をさせることができると認められている。また、一定制御の技術を使用し、安定しているミクロン粒子の霧状泡沫を生成し(霧状泡沫の粒径が細かい程消火の効果が良くなる)、そのため、安定している空間に配布されている霧状泡沫は、有効かつ快速的に消火をすることが可能である。

触媒させられた高密度霧状泡沫は、後述の機能を持つ。
(a)消火時に燃焼物に対し抑制、隔離、冷却（降温）及び窒息（覆い被せ）の四つの消火機能を同時に行い、連鎖反応の中間体遊離基を有効的に抑制することができ、“速く消火”という目的が実現可能になる。
(b)抑制作用：分子泡沫が蒸発している同時に、高効率の放熱屏障が形成され、有効的に連鎖反応の中間体遊離基を中断させることができ、燃焼している連鎖反応を中止し、燃焼が続けられなくなるようにし、化学の抑制作用という消火原理を使う。
(c)隔離作用：分子泡沫が蒸発している同時に、可燃物、発火源、酸素を引き離し、燃焼反応を自動的に中止させ、火災の時有効的に着火エリアへと流れる可燃性ガス、液体、物体の通路を切断し、既に燃焼している可燃物の通路、エリアを隔離して消火作業を行う。
(d)冷却「降温」作用：分子泡沫が蒸発する同時に、燃焼している高温酸素イオンを消滅し、温度と濃煙を瞬間的に消えるようにさせ、酸素バックドラフトのスピードを抑制し、『早いうち、速く、消火する』という高効率的に消火する機能の実現をさせることができ、同時に消防士の人身安全を守る作用を持つ。
(e)窒息作用：分子泡沫が蒸発すると同時に、燃焼の連鎖反応の中止を促すことができ、燃焼が続けられなくなるようにできる。分子泡沫がそのうち燃焼物に付着し、燃焼を止める作用と再燃を防止する作用を行う。
(f)高効率的な冷却作用は、燃焼している最中の炎の燃焼粒子を徹底的に消滅することができ、濃煙が瞬間的に消えることを促し、高効率的に消火する目的に達成できる。
(g)輻射熱の熱伝達を遮断する作用：触媒作用を受けた高密度霧状泡沫は高効率的な放熱屏障効果を持ち、有効的に輻射熱の熱伝達を遮断することができ、消防士の人身安全を守ることができる。
(h)酸素バックドラフト反応を抑制する作用：触媒作用を受けた高密度霧状泡沫が蒸発していると同時に、輻射熱の熱伝達を遮断する作用もできるので、空気の中の酸素含有量を降下させられ、酸素バックドラフト反応のスピードを抑制することができ、消防士を守る優勢を保つことができる。

実験することによって判明できたことは、本新型高密度霧状泡沫の泡沫平均粒径は300～400umの間にあり、そして流体輸送増圧衝撃触媒装置20の輸送作用により、給水元11と、泡沫給液元12とガス増圧元15を特定の量の水、泡沫原液と高圧ガスをそれぞれ供給させることができる。特定量の高圧ガス、水と泡沫原液は容量比で約54：35.77:0.225～66：43.725:0.275で提供される。ノズル16は発泡タンク14の中の高密度泡沫を噴射し、発泡タンク14とノズル16の間の圧力は2.5～3.5/cm²の間に維持できる。ノズル16から高密度泡沫を噴射し始まる時は、発泡タンク14とノズル16の間の圧力を約2.5～3.5kg/cm²に維持させる。

本新型は泡沫式消火設備に対し泡沫液に増圧衝撃触媒作用をさせることが可能の流体輸送システムを設計し、そして既存の消防システムの増圧触媒装置で行われた増圧触媒作用に合わせ、大幅に泡沫の密度と数量が増えた高密度霧状泡沫を生成させ、大幅に消火救援効果を向上する。

10 泡消火設備
11 給水元
12 給液元
13 混合タンク
14 発泡タンク
15 ガス増圧元
150 増圧タンク
16 ノズル
17 第一ホース
170 第二ホース
171 第三ホース
172 第四ホース
173 第五ホース
18 消防ホース
20 流体輸送増圧衝撃触媒装置
21 円盤
22 制御盤
23 カバー
210 ケーシング
210a 第一円孔段
210b 第二円孔段
210c 投げ飛ばし溝
211 輸入口
212 輸出口
212a 第一端
212b 第二端
212c 針状突起体
220 動力源連結部
221 第一凸縁
222 第二凸縁
223 壁穴
224 噴射道
224a アーク
224b 噴射口
224c 吸入口
225 ソレノイド
226 コーンカバー

Claims (5)

1. 流体輸送増圧衝撃触媒装置であって、
   泡消火設備に設置され、前記泡消火設備の流体の輸送増圧のために用いられ、
   円盤と、制御盤と、カバーと、を含み、
   前記円盤は、互いに反対側に伸びる第一面と第二面とを含み、前記第一面には凹む仕様でケーシングが設置され、前記第二面には前記ケーシングと連通されている流体輸入用の輸入口が設置され、前記円盤の一端には前記ケーシングと連通されている流体輸出用の輸出口が設置されていることと、
   前記制御盤は、回転可能なように前記ケーシングに設置され、前記制御盤の一軸には端面に向けて動力源連結部が設置され、前記制御盤の他端には端面に向けて突き出す仕様で前記輸入口と連通されている第一凸縁が設置され、前記第一凸縁の内壁から内軸に向けて伸びる壁穴が設置され、前記制御盤の外径側に少なくとも一つの噴射道が設置され、前記噴射道の長さは外径側から中心の前記壁穴であることと、
   前記カバーは、前記円盤とロック式に設置され、前記制御盤を前記カバーと前記円盤の間に回転させられるようにしていることと、
   そのうち、前記輸出口は前記ケーシングに離れている第一端と前記ケーシングに連接されている第二端が設置され、前記第一端から前記第二端へと向かう口径は段々小さくなり、前記第二端の一側には複数の突起状排列の針状突起体が設置されていることと、
   を特徴とする、泡消火設備に用いる流体輸送増圧衝撃触媒装置。
2. 請求項１に記載の流体輸送増圧衝撃触媒装置であって、そのうち、
   前記少なくとも一つの噴射道の数量は複数であり、前記複数の噴射道は前記制御盤の上に等間隔で配置され、前記噴射道は、それぞれ、並列配置かつ扇形に伸びるアークを二つ含み、前記二つのアークの一端は前記外径側で噴射口を形成し、前記二つのアークの他端は前記壁穴の端面で吸入口を形成することと、
   を特徴とする、泡消火設備に用いる流体輸送増圧衝撃触媒装置。
3. 請求項１に記載の流体輸送増圧衝撃触媒装置であって、そのうち、
   前記輸入口は、前記円盤の前記ケーシングの中心位置に設置されている第一円孔段と、前記第一円孔段に連接していてかつ外径が前記第一円孔段より小さい第二円孔段と、を含み、前記第一凸縁が前記第一円孔段に設置され回転させられる際、前記第一凸縁の外径側は、前記第二円孔段の内側に沿ってぴったりくっつくことと、
   前記制御盤の前記一軸の端面には、第二凸縁が突き出す様式で設置され、前記第二凸縁の内側は前記動力源連結部と連動し、前記動力源連結部はモータの輸出軸と連動することで、前記制御盤が前記モーターの駆動を受けて回転することと、
   を特徴とする、泡消火設備に用いる流体輸送増圧衝撃触媒装置。
4. 請求項１に記載の流体輸送増圧衝撃触媒装置であって、そのうち、
   前記第一凸縁と、前記第二凸縁と、は、連結している壁側にネジ穴付きのソレノイドが嵌るように設置され、前記ソレノイドの末段側にネジ穴を覆い閉じるようにコーンカバーが設置され、コーンカバーの尖端は、第一凸縁と壁穴の間に設置されていることと、
   前記ケーシングの外側一周には、前記輸出口の前記第二端の一側からもう一側に囲み伸ばす投げ飛ばし溝が設置され、前記投げ飛ばし溝は前記第二端の一側へと囲み伸ばして前記制御盤の一部と円形扇状で重なっており、前記投げ飛ばし溝の後段が前記第二端のもう一側に近付いていく際、前記制御盤の外径も段々と大きくなり、前記投げ飛ばし溝は前段から後段へ段々凹んで深くなるような構造をしていることと、
   を特徴とする、泡消火設備に用いる流体輸送増圧衝撃触媒装置。
5. 請求項１に記載の流体輸送増圧衝撃触媒装置であって、そのうち、
   前記輸入口と、前記泡消火設備の混合タンクの輸出端と、は連通することと、
   前記輸出口と、前記泡消火設備の発泡タンクの輸入口と、は連通することで、前記混合タンクで混合された前記流体を発泡タンクへと輸送することと、
   前記流体は、水と泡沫原液を、前記混合タンクで混合した泡沫液であることと、
   を特徴とする、泡消火設備に用いる流体輸送増圧衝撃触媒装置。

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