JP3528851B2 - 消火の方法及び設備 - Google Patents

消火の方法及び設備

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JP3528851B2 JP50968794A JP50968794A JP3528851B2 JP 3528851 B2 JP3528851 B2 JP 3528851B2 JP 50968794 A JP50968794 A JP 50968794A JP 50968794 A JP50968794 A JP 50968794A JP 3528851 B2 JP3528851 B2 JP 3528851B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は消火のための方法および設備に関する。
好ましくは自動解除式の消防用設備の手段による室内
における消火に伴う問題は、主な火点、及び２次的な火
点と更に一般により小さな火を全体的に消火することが
できずくすぶったまま残る可能性があることである。
難しい残り火は、特に壁と天井とが出会う部屋の上方
領域における火、例えば電線の火である。
本発明の目的は、難しい残り火を含んだ火を消すため
の新規な方法と新規な設備とを提供することである。
本発明による方法は、火災を、第１の段階において
は、少なくも最初に火を抑圧するために比較的水滴が大
きくかつ良好な貫徹力を有する少なくも１個の霧状液体
スプレイの手段により消火し、次に第２の段階において
は、最初に使用される霧状液体スプレイが少なくも実質
的に一様に火災の室内を満たしかつ残った火点を消火す
るための乱流の液体霧を形成するように、液体中に加圧
された非燃焼性ガスを混合することにより分散させられ
ることを特徴とする。
霧状スプレイとは直径が典型的には30から150ミクロ
ンでかつ好ましくは強烈な渦巻き運動にさせられた小滴
のスプレイを意味する。先に述べられた高い充填圧力と
は、雨状のスプレイを作る通常のスプリンクラー設備に
おける一般の作動圧力２から10バールと比較し、ここで
は、一般に約30バールから約300バールを意味する。し
かし、上に与えられた数値は絶対的なものではなく、数
値を明確に限定することはここでは困難である点に注意
すべきである。
蒸気発生の効果、即ち、蒸気が火中への酸素の進入を
防止しかつ蒸気の発生が大きな火を小さくすることによ
り、大きな火が消され、又は少なくも大部分が制圧され
る。小さな火及び残り火については、火点に吸い込まれ
る空気が冷却に十分な液体を含んでいることが重要であ
る。
ガス自体とガスに随伴している液滴との組合せ効果に
より部屋の上方領域の火点を確実に消火するために、混
合ガス、好ましくは少なくも１個の高圧の水圧アキュム
レーターからの駆動ガスが上昇して部屋の天井に液滴を
持って行くように、最初に使用される霧状液体スプレイ
は、空気より軽い気体、好ましくは窒素との混合により
分散されることが好ましい。
窒素ガスが天井の下にたまると、これは渦のため小滴
と共に比較的長い時間、空中に停滞し、例えば天井の高
さにおけるケーブル及び類似物の残り火を効果的に窒息
させる。
連続的または段階的に液体に対する混合ガスの量を増
加させることにより、液滴は小さくなり、渦の緩やかな
減少にもかかわらず長い浮遊時間が得られる。
もし部屋の下方領域における幾分か大きな集中が消火
の初期段階において有利であると考えられる理由がある
場合は、混合ガスとして、例えばアルゴンガスを使用す
ることができる。
本発明による設備の好ましい実施例は、 作動圧力が高くかつ良好な貫徹力を有する霧状液体ス
プレイを作り得る少なくも１個のスプレイヘッド、 高い初期駆動圧力に充填可能な少なくも１個の水圧ア
キュムレーターのある駆動ユニット を備え、 液体は、アキュムレーターの液体空間の底部から出発
したアキュムレーターのガス空間を通って伸びる管を通
ってその出口に送り出されるようにされ、更に 前記管は、その壁に、管の出口端部から予定された距
離に予定された直径の少なくも１個の開口を有し、これ
により駆動ガスは水圧アキュムレーター内の液体の高さ
が前記開口まで下がったときに壁の前記少なくも１個の
開口を通って管内に流入し、 これにより初期に作られた霧状液体スプレイを乱流霧
に分散させることを特徴とする。
好ましくは、前記管は異なった高さにおいてその壁に
多数の開口を有し、これにより水圧アキュムレーターの
ガス圧力が低下したとき、消火液に混入される駆動ガス
の量が増加する。
比較的小さな空間については、１個の水圧アキュムレ
ーターを備えた駆動ユニットを有することで十分であ
る。大きな空間に必要な設備においては、並列に連結さ
れかつ共通の高圧ガス源、例えば窒素ガスで満たされた
圧力ボルトを有する多数の水圧アキュムレーターの使用
が好ましい。
本発明は、付属図面に示された例示の好ましい実施例
を参照し、以下、より詳細に説明されるであろう。
図１、２及び３は室内の消火手順における異なった段
階を示す。
図４、５及び６は駆動ユニットとして使用される水圧
アキュムレーターにおける対応段階を示す。
図７、８及び９は比較的大容量の３種の異なった実施
例を示す。
図10は食堂のような大きな空間に対する本発明の応用
を示す。
図１、２及び３において、室は番号１で示される。室
１の天井に、例えば斜め外向き及び下向きの４個のノズ
ル３を有するスプレイヘッド又はスプリンクラー２が取
り付けられる。
駆動圧力、例えば約200バールから約120バールで水だ
けが噴霧されたときは、集中した霧状液体スプレイ４が
得られ、このスプレイは、床の高さの猛烈な火でもこれ
を消火するため又は少なくも抑圧するために、上昇して
いる煙を通して消火のために室の床に向けて下方に叩く
ことができる。
スプレイヘッド又はスプリンクラー２のノズル間の相
互距離、ノズル３の方向、液滴の大きさを定めるノズル
３の出口、及び液体の駆動圧力の一定の組合せの手段に
より、集中した霧状液体スプレイ４が得られる。これら
要因の適正な組合せは、信頼し得る理論及び公式がない
ため、実験によりこれを決定することができ、霧状液体
スプレイを図１における矢印５及び６で示されるように
保持する吸込みが作られる。このため、スプレイヘッド
のノズル３の後方において、室の天井に沿ってスプレイ
ヘッド２内に空気を吸い込み得ることが重要である。こ
れは、ノズル３を天井に余りに近くすべきでないことを
意味し、通常は約5cmの距離で十分である。煙と一酸化
炭素とが霧状液体スプレイ４に伴われたとき、これらは
空気と共に吸い込まれ（矢印５及び６）消火に関与す
る。
従って、図１に示された状況においては、室の床から
天井に上昇し再び下降する液体のどちらかといえば強い
循環が存在するが、天井の近く、特に壁と天井とが出会
う隅の領域７においては、この影響は幾分か限定され、
小さな火、例えばケーブルの火は残ったままになる傾向
がある。
本発明により、予定時間後に、スプレイヘッド２のた
めの駆動ユニットを形成している１個又は複数個の高圧
の水圧アキュムレーターから液体内に高圧ガス、好まし
くは窒素を混合させて、集中スプレイ４を得るために必
要な前述の組合せを破ることにより、集中した霧状液体
スプレイ４を分散させることが提言される。これにより
ノズル３からの少なくも短時間の速度上昇と組み合って
小さくなった液滴寸法のため、矢印５及び６により示さ
れた吸引は非常に弱められ、スプレイはもはや一緒には
保持されず、代わって、図２に矢印８により示されたよ
うに、より広がった液体霧の形状が得られる。早い流速
及び室の壁からの反射により図２において4aにより示さ
れた強い乱流、並びに図２において灰色に示されかつ９
により示された最終分布の液体霧が生ずる。
消火液内に供給されるガス量が比較的少量である限
り、図２におけるように、一般に小さな火、及び特に残
り火の最終消火に有効な最終分布の液体霧９の室の隅の
領域の上方への到達にはある程度の困難がある。
この問題は、消火液内により大量のガスを供給する第
３の段階により解決され、この第３の段階は図３に示さ
れる。スプレイヘッド又はスプリンクラー２のための駆
動ユニットとして水圧アキュムレーターが使われたとき
は、駆動圧力が約70バールに低下したときに第３の段階
を開始することができる。このとき、霧状液体スプレイ
は更に広げられ乱流4bはなお弱くされ、特に窒素ガスの
ような空気より軽い混合用ガスを使用したとき、最終分
布の液体霧９は室の隅の領域７の上方も満たすことがで
きる。窒素ガスは、図３において矢印10により示される
ように天井に徐々にたまり、小さな液滴をもたらす。窒
素ガスはそれ自体が窒息効果を有し、この効果は冷却効
果も有する水滴により改善される。
図４−６において、水圧アキュムレーターが番号11に
より一般に示される。水圧アキュムレーターは、高圧ガ
ス用、例えば窒素ガス用の入り口13を有する圧力容器1
2、及び出口管又はホースに連結するための出口14を備
える。
容器の底部付近の入り口16及び出口14に連結される反
対側端部を有する管15が容器12内に配置される。管15は
その壁に高さの異なった２個の開口17及び18を有し、開
口17は管の入り口16から比較的遠く、一方開口18は管の
入り口16にかなり近い。番号19はガス空間を示し、20は
水を示し、21は水面又は水位を示し、そして22は圧力計
を示す。
準備状態においては、容器12は、液体、好ましくは水
で大きな部分が満たされ、即ち、ガス用の空間は小さく
かつガス圧力は高い。流出管路（図示せず）に設けられ
た出口弁は閉じられる。
消火装置が起動させられると、高圧の駆動ガスが管15
を通じて水を出口14に駆動し、更に少なくも１個のスプ
レイヘッド又はスプリンクラーに送り、少なくも火災を
制圧するために、典型的に50から150ミクロンの水滴寸
法を有しかつ火災により発生した高温の煙を貫徹しうる
霧状液体スプレイを作る。
容器12内の水位は徐々に低下し、一方、これに相当し
てガス用の空間19は大きくなり、ガス圧力は低下する。
図４においては、水位11はまだ管15の壁の開口17に達せ
ず水圧アキュムレーターは水だけを駆動する。もし水圧
アキュムレーターの最初の充填圧力が約200バールであ
れば、水位が開口17に達したときにアキュムレーターの
ガス圧力が、例えば約120バールに低下するように開口1
7を位置決めできることが好ましい。
図５においては、水位は管15の開口17を通過し、ガス
は開口17を通って図５に気泡23で示されるように水中に
流れ込む。霧状液体スプレイ内の液滴の寸法は、混合さ
れたガスのため小さくされ、スプレイはその貫徹力を失
い乱流の水／ガスが霧の形を取るような大きさになり、
この霧は最初にスプレイされた集中霧のスプレイが行っ
たよりもかなり一様に火災の室を満たす。
図６においては、水位は壁の第２の開口18も通過し、
図６に気泡24により示されたようにガスを管15内に更に
駆動する。管の壁に２個以上の開口を設けて多数の水位
の開口を与えることももちろん可能である。一般に、例
えば直径が１から2mmの数個の小さい開口により所望の
効果が得られる。開口18は、水位が開口18に達したとき
の水圧アキュムレーターのガス圧力が約70バールに低下
するように位置決めすることができる。
液体中に混合されるガス量は液量に比例して減少する
ので、液滴の大きさ並びに液体霧の乱流は更に低下する
であろう。ただし、水圧アキュムレーターの駆動ガスと
して特に窒素ガスが使用された場合は、乱流は火災の室
全体を液体霧で実質的に一様に満たすに十分な強さをな
お維持する。窒素ガスは空気より軽いので、天井に向か
って徐々に上昇しこれにより液滴を一緒に持っていくで
あろう。
この方法で消火液内に駆動ガスを混合することによ
り、容器12が実用的に完全に空になり駆動ガスの圧力が
相当に落ちるまで、有効な液体スプレイを維持すること
が可能である。駆動ガスの圧力低下が圧力計22の指針の
異なった位置により図４−６に示される。
図７、８及び９の実施例においては、消防設備の駆動
ユニットが一般に30により示される。３個の水圧アキュ
ムレーターが31により示されかつこれらは図４−６にお
けるアキュムレーター11に相当し、従って各アキュムレ
ーター31は壁の開口を有する図４−６の管15と同様の内
管32を備える。駆動ユニット30は、図７−９においては
準備状態、即ちアキュムレーター31が液体（図７の番号
33）で満たされた状態である。
水圧アキュムレーター31用の駆動ガスの共通源は、図
７−９においては34で示され、窒素ガスで満たされ、充
填圧力は約200バールである。アキュムレーター内への
ガス用、及びアキュムレーターからの液体用及び液体と
ガスとの混合物用の連結手段は35で示され、アキュムレ
ーターの共通出口管路は36で示され、更にその中のパイ
ロット弁は37で示される。ガス容器34を連結する自動
式、例えば電気操作式のパイロット弁は38で示され、同
じ目的の手動操作弁は39により示され、そしてアキュム
レーターの充填用及び可能ならば空にするための弁は40
で示される。
図７の駆動ユニットは図４−６に関して先に説明され
た方法と同じ方法で作動する。
図８の駆動ユニットは、41で示されかつアキュムレー
ター31と並列であり、更に壁の開口のある内管32を有す
る同様な付加的な水力アキュムレーターを備える。アキ
ュムレーター41は、アキュムレーター31と同様に好まし
くは駆動ガスとして窒素ガスを有するが、充填圧力は比
較的低く、例えば約25バールである。この付加アキュム
レーター41は、高圧の液体スプレイの開始以前にスプレ
イヘッドを冷却しかつスプレイヘッドへの管路を液体で
確実に満たすために、消火段階の開始時において作動す
るスプレイヘッドを通しての液体及び液体とガスとの混
合物を噴霧するために使用される。
図９の駆動ユニットにおいて、スプレイヘッドが高圧
液体を噴霧する以前のスプレイヘッドの冷却及び管路の
充填を液体ポンプ43が管理する。ポンプ43は、更にこれ
を水力アキュムレーターが火点への好ましくは同時冷却
用スプレイにより空になったとき、この水力アキュムレ
ーターを再充填するために使用することができる。
図７ないし９の実施例では、アキュムレーター31に共
通の別のガス容器34の代わりに図４−６のアキュムレー
ター11のように作られたアキュムレーター31を持つこと
が可能である。
図10は食堂のような大空間に対する本発明の応用を示
し、これは図10において上方から見たものでありかつ50
により示される。室は多数のスプレイヘッドのグループ
により監視され、かかるグループの一つの作動領域が図
10においては灰色で示される。一つのグループは、多数
の作動開始用、又は１次のスプレイヘッド又はスプリン
クラー51、及び好ましくはなお幾分か多数の２次スプリ
ンクラーヘッド52を備える。１個の１次スプレイヘッド
51が、その作動領域内の火災のため作動状態にさせられ
ると、この特定のグループの総てのスプレイヘッドが、
ガバナー弁53の手段、例えば国際特許出願PCT/FI92/003
16において与えられた方法で作動させられる。このグル
ープの作動領域の周囲に沿って置かれたスプレイヘッド
が液体霧のカーテンを作ることによりこの作動領域を食
堂のその他の部分から遮断する。こうして限定された領
域内におけるその機能は先に説明されたものと本質的に
同じである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A62C 1/00 - 39/00

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】火災、特に室内火災の消火方法であって、 前記方法は、少なくとも火災を制圧するために、比較的
    大きな液滴と良好な貫徹力とを有する液体スプレイ
    （４）を形成する段階、及び 残っている火点を消火するための液体及び非燃焼性ガス
    の混合物を含む分散されたスプレイ（4a,4b）を形成す
    るする段階を含むものであって、 前記第１の段階において、液体スプレイを形成するため
    に300バールまでの高圧が使用され、ノズル（３）の霧
    状液体スプレイが一緒になって集中した霧状スプレイ
    （４）を形成するような吸引を、高圧と共に生み出す、
    相互の分離、噴霧方向、及び出口形状のような組み合わ
    せを有する複数のノズル（３）により生ずる、集中した
    霧状液体スプレイ（４）として、液滴が噴霧され、そし
    て、 前記第２段階において集中した霧状液体スプレイ（４）
    の噴霧が、高圧を低下されること、及びノズルより噴霧
    される液体と非燃焼性ガスとを混合することにより停止
    され、それにより分散されたスプレイ（4a,4b）が乱流
    の液体霧（９）の形態で形成されることを特徴とする消
    火方法。
  2. 【請求項２】混合された非燃焼性ガスが空気より軽いガ
    スであり、それにより、混合されたガスが上昇し室の天
    井に向かって液滴を伴い、これにより室の上方領域の火
    点をガスとガスに随伴した液滴との組合せ効果によって
    確実に消火することを特徴とする請求項１に請求された
    方法。
  3. 【請求項３】混合された非燃焼性ガスが窒素ガスである
    ことを特徴とする請求項２に請求された方法。
  4. 【請求項４】窒素ガスが少なくとも１個の高圧の水圧ア
    キュムレーターのための駆動ガスであることを特徴とす
    る請求項３に請求された方法。
  5. 【請求項５】混合された非燃焼性ガスがアルゴンガスで
    あることを特徴とする請求項１に請求された方法。
  6. 【請求項６】火災、特に室内火災の消火設備であって、 前記設備は、液体スプレイを生み出すためのスプレイヘ
    ッド（２）及びスプレイヘッド（２）に連結した出口
    （14;35）を有する、少なくとも１個の水圧アキュムレ
    ーター（11;31）を有する駆動ユニットを備え、 前記少なくとも１個の水圧アキュムレーター（11;31）
    は、液体空間（20）、ガス空間（19）及び液体空間（2
    0）の底部からガス空間（19）を通って出口（14;35）へ
    伸びる管（15;32）を備えるものであり、 前記管（15;32）は、その壁に、管（15;32）の出口端部
    から予定された距離に予定された直径の少なくとも１個
    の開口（17;18）を有し、これにより駆動ガスは少なく
    とも１個の水圧アキュムレーター（11;31）内の液体の
    高さ（21）が、前記少なくとも１個の開口（17;18）の
    高さまで下がったときに壁の前記少なくも１個の開口
    （17;18）を通って管（15;32）内に流入し、これにより
    液体と混合し分散されたスプレイ（4a,4b）を生み出
    し、 スプレイヘッド（２）は、各が高い作動圧力で霧状のス
    プレイを生ずるようになっている複数のノズル（３）を
    有し、前記ノズル（３）は、ノズル（３）の霧状液体ス
    プレイが一緒になって、良好な貫通力を有する集中した
    霧状液体スプレイ（４）を形成するような吸引を、300
    バールまでの高圧と共に生み出す、相互の分離、噴霧方
    向、及び出口形状のような組み合わせを有することを特
    徴とする設備。
  7. 【請求項７】前記管（15;32）が異なった高さにおいて
    その壁に多数の開口（17;18）を有し、これにより少な
    くとも１個の水圧アキュムレーター（11;31）のガス圧
    力が低下したとき、消火液に混合される駆動ガスの量が
    増加することを特徴とする請求項６に請求された装置。
  8. 【請求項８】駆動ガスが初期充填圧力200バールの窒素
    ガスであることを特徴とする請求項６に請求された装
    置。
  9. 【請求項９】駆動ユニットが並行に接続された多数の水
    圧アキュムレーター（31）、及びさらに水圧アキュムレ
    ーター（31）に共通して駆動ガスを供給するように配置
    される高圧ガス源（34）を備えることを特徴とする請求
    項６に請求された設備。
  10. 【請求項１０】駆動ユニットが高圧液体によるスプレイ
    の開始以前に、出口管路（36）を液体で満たしかつスプ
    レイヘッド（２）とノズル（３）とを冷却するために、
    駆動ユニットは、消火作業の最初の段階において、他の
    水圧アキュムレーター（31）と並列に組み合わせられか
    つ比較的低い駆動圧力を有し更に液体及び液体とガスを
    送るようにされた少なくとも１個の付加された水圧アキ
    ュムレーター（41）又はポンプ（43）を備えることを特
    徴とする請求項９に請求された設備。
  11. 【請求項１１】前記付加された少なくとも１個の水圧ア
    キュムレーター（41）から火点へ出ていく管路内の予定
    された低い駆動圧力において、 高圧ガス源（34）から他の並列の水圧アキュムレーター
    （31）への接続を行うための圧力ガード（42）を含むこ
    とを特徴とする請求項10に請求された設備。
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