JP3536064B2 - 消火装置、方法およびノズル - Google Patents
消火装置、方法およびノズルInfo
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Description
ルルームまたは開放したオイルタンクのような、狭い空
間内において消火する方法、および装置に関するもので
ある。本発明の消火装置は、保護すべき空間内において
通常の消火を実施するため、該空間内の上方および側方
のいずれか一方または双方に設置された通常のノズル、
およびエンジン、燃料用供給管装置または開放したオイ
ルタンクのような、火に弱い保護すべき空間内の物品の
周りに、それらを消火するため、設置されたスポットノ
ズルのいずれか一方または双方を備えている。消火装置
はいわゆるスプリンクラ装置に対応する。消火装置に使
用するのに適した濃霧状噴霧ノズルにも関する。
部屋の天井および多分壁にも設置された水管装置を含ん
でいる。火災の場合、管装置に設置されたノズルは開放
され、高圧水は噴霧の形式でノズルから室内に流入す
る。確実に消火するため、ノズルから流れる水量は通常
必要量より数倍も多くなるように設定される。そのた
め、消火の際に水によって生じる損害は、火災自体によ
って生ずる損害よりしばしば大きくなる。スプリンクラ
装置において、通常、多量の水が火災現場の外側または
高熱の火炎に噴霧され、そのため、この水は蒸発するこ
とがない。また多量の水を、くすぶっている火を消すた
め使用しなければならない。水による消火は、とくに電
気的装置を収容する空間内において問題がある。
量は大きくなり、すなわち水の冷却効果が改善される。
また燃焼中の物品、たとえば織物への小さい水滴の貫通
能力は大きい水滴の貫通能力より大きいことが公知であ
る。したがって、水滴の直径が約0.1mmと1mmの間にある
濃霧状噴霧が、消火のために使用されてきた。小さい水
滴は圧力を変化することによって形成される。高圧濃霧
状噴霧において、上記よりもサイズの小さい水滴でさえ
も使用された。
なわち10バール以下のこれらの小さい霧状水滴が火災現
場に容易に貫入しないことである。もし小さい水滴より
なる霧状水滴が火災現場に直接向けられるならば、火炎
および発生した水蒸気は濃霧を火災現場から押しやり、
それにより冷却および消火作用が弱くなる。上記理由
で、小さい水滴よりなる通常の低圧濃霧状噴霧によって
は未だに十分な噴霧距離が達成されていない。そのた
め、低圧濃霧状噴霧によって消火するときには、サイズ
の大きい水滴が使用されるときより、はるかに多量の水
および長い消火時間が必要となる。サイズの小さい水滴
の利点にも係わらず、これを所望の方法で利用すること
は可能ではなかった。
において、濃霧状噴霧の圧力を200バール以上の高圧に
上昇させることによってこの問題の解決法を発見する努
力がなされてきた。しかしながら、超高圧で噴霧された
霧は火炎をきわめて迅速に直接通過し、それゆえその冷
却作用は完全には利用されない。
によって火炎を消すことである。過剰な水は蒸発し、両
側に拡大して火災現場に蒸気を充満し、消防士の邪魔に
なる。高圧噴霧によって消火するときの別の欠点は、噴
霧がオイルタンクのような開放した液体タンクに向けら
れるとき、液体を周囲の区域に拡大して火炎が拡がる危
険を増大することである。
圧装置の経費を増加する。
e)消火装置のような他の消火装置も提案され、それら
の装置によって火を有効に消火し水による損傷を回避す
ることができる。しかしながら、有毒なCO2ガス消火装
置は、火がCO2ガスによってくすぶらされ、消火する間
人も動物も居ない場合だけにしか使用することができな
い。ハロンはそれ自体人に有害ではなく、消火のために
きわめて少量のハロンしか必要でない。しかしながら、
ハロンは高温においてきわめて有害な化合物を生成し、
したがって火事に使用するのは危険である。さらに、ハ
ロンは大気に有害な作用を及ぼすことが知られている。
装置ならびにスプリンクラ装置に対応する消火装置、お
よび消火ノズルを得ることにある。
となく噴霧水によって火災を有効かつ迅速に消火しう
る、新規な消火装置を得ることにある。
かつ簡単な消火装置を得ることにある。
た、方法、消火装置およびノズルによって達成される。
一部分は低圧ノズルよりなり、そこから消火水が低圧
で、好ましくは10バール以下、さらに好ましくは2〜12
バールのノズル圧で、噴霧される。消火水は本質的に種
々の大きさの水滴よりなる濃霧状噴霧として噴霧され
る。水滴の直径はほぼ0.1mmと1mmの間、好ましくは0.2m
mと0.5mmの間に変化する。
内側に設置された翼片によって供給され、そこで噴霧
が、少なくとも部分的に、回転円錐噴霧として排出され
るか、または噴霧がその主軸の周りにらせん状に回転し
て前進するのが好ましい。
側の噴霧水のその中央部分よりも円錐形外側表面に形成
されるように、分配される。対応して、噴霧水の内側部
分には、小さい水滴の厚い層が円錐形外側表面よりも流
れの中央に形成される。水滴は噴霧水内に、大きい直径
を有する水滴の出現頻度がその内側部分よりも噴霧水の
周辺において一層大きくなるように分布し、対応して、
小さい直径を有する水滴の出現頻度は噴霧水の内側部分
においてその周辺よりも大きい。
0.5mmの直径を有する水滴として噴霧するのが好まし
い。水滴の直径の中位のサイズは、噴霧の内側部分から
周辺部分まで少なくとも20%、好ましくは50%以上増加
する。たとえば、下記の中位の水滴のサイズは、本発明
による装置において、噴霧の周辺区域における水滴の直
径は0.25〜0.35mmであり、噴霧の中央において0.15mm〜
0.25mmである。
水の噴霧によって生じ、ノズルには噴霧をノズルからほ
ぼそれ自体の流れ方向の軸線の周りに回転する濃霧状噴
霧として出現させる案内翼片を設けられている。
子はその中央に集まる。噴霧の周辺区域における粒子の
回転期間は比較的長く、噴霧は大きい力で燃焼中の物品
に衝突することはない。大きい粒子は周辺区域に集ま
り、接近してくる上昇ガスに遭遇する。小さい水滴は噴
霧の内側に保護されたままで、そこから逃げ出すことは
ない。
高速で排出されて直ちに水滴を形成するが、水滴がノズ
ルから離れて落下するとき、水滴の回転運動によって減
速する。本発明による装置において、噴霧は高圧装置の
対応する噴霧よりも遅く移動し、それゆえ噴霧は消火を
実施するため一層多くの時間を要する。本発明による装
置の目的は、水のできるだけ多くの部分の蒸発を可能に
して、水をもっともよく利用し、水による損傷を最少に
することにある。
開口、ノズル室および消火水の出口または噴霧開口を有
するノズル本体を備えている。ノズル室内側には少なく
とも1つの、好ましくは二つの案内翼片が設けられ、案
内翼片は消火水を案内してその軸線の周りに回転して前
進させ、それにより消火噴霧水が排出されるとき、消火
水の大きい水滴を円錐形消火噴霧の周辺に集合させ、消
火水の小さい水滴を噴霧の内側部分に集合させる。
をもたらし、火災の再点火を防止する。大きい水滴によ
って支持された小さい濃霧状噴霧水滴は、直接火災現場
に有効に貫入する噴霧として、輸送される。大きい水滴
は、それらのサイズが小さい水滴より通常具合よく、燃
焼ガス層を通過する。本発明による装置において、大き
い水滴は、それらの重量のため、小さい水滴を燃焼ガス
層を通して輸送する。
ンモニアおよび尿素のいずれか一つまたはいくつかのよ
うな、再点火防止剤を0.5〜1.5%消火水に添加するのが
好ましい。リン酸アンモニウムのような再点火防止剤は
燃焼中の物品上にフィルムを形成し、火災現場において
熱分解ガスが空気中の酸素と結合して発生するのを防止
し、火災の再点火を防止する。家庭内の火災において、
添加剤は、家具の布の繊維の周りにフィルムを形成して
高温においてそれらが再点火するのを防止する。フィル
ム形成添加剤は、液体表面にフィルムを形成することに
よりとくに燃焼中の液体の消火を促進し、酸素が液体と
結合することを防止する。アンモニアのような他の添加
剤は、その冷却作用を増進するため消火水に添加するこ
とができる。添加剤は蒸発するとき熱を吸収する。さら
に、アンモニアはpH値を7以上に上昇させ、それにより
水の腐蝕作用を減少する。上記添加剤は水と混合して人
または環境に危険を生ずることのない弱い溶液を形成す
る。配、変電所の消火装置における消火水として、蒸溜
水のような無塩水が使用されるが、その水に0.5%〜1.5
%の再点火防止剤を添加するのが好ましい。蒸溜水の電
気抵抗は100k−ohm/cm以上である。
ら、噴霧水がその中またはその付近に泡を生じないよう
に、供給するのが好ましい。泡の薄い層は消火水が燃焼
中の物品に到達したときだけ形成される。
くは消火水の噴霧が火に弱い物品の所望の部分を完全に
カバーするように、固定して設置されるのが好ましい。
さらに、低圧ノズルの少なくとも一部分は、火災の間に
ノズルから到来する噴霧が、発生した火焔の真空側に向
けられるように設置され、それにより消火水は噴霧から
火焔中に吸込まれ、それらを消火する。
ポットノズルは、噴霧消火液を10バール、好ましくは2
〜12バールの圧力で噴霧する。約3〜18リットル/分の
消火液が通常のノズルから供給される。スポットノズル
は火に弱い物品からたとえば0.5m〜1.5mの距離に設けら
れ、消火液は火焔中の所望の点に貫入しうるが、火を有
効に消火することなく火焔を通って過度に迅速に通過す
ることはない。約4〜16リットル/分の消火液がスポッ
トノズルから供給される。
有する水滴を噴霧し、水滴は熱を有効に吸収しかつ物品
に火焔を通って貫入しうるかまたは真空側に供給され、
火焔の中に吸込まれる。
も燃え付き易い室の部分がカバーされるように、構成さ
れている。船舶のエンジンルームにおいて、圧力が150
バールにも達しうる燃料管は、そのような物品の例であ
り、そこにおける漏洩は迅速に消火すべき火炎の飛散す
なわち飛び火を生ずる。
れらがエンジン付近の高圧燃料管装置を完全にカバーす
るように設置されるのが好ましい。さらに、火災の場合
少なくとも一つのスポットノズルが消火液を確実に火焔
の真空側に供給することが好ましい。火焔の方向を予測
することは通常困難であり、したがって、スポットノズ
ルは火に弱い物品の周りに、すべての可能性を考慮し
て、すなわち対象とする物品より僅かに大きい面積がス
ポットノズルによってカバーされるように設置すべきで
ある。流体管装置の場合、スポットノズルを管に沿って
相対的に適当な距離だけ離して設置すべきであり、さら
に一つ以上のスポットノズルを管の両端外側に設置すべ
きである。
ルの型に従い、約40゜〜125゜をカバーする消火液を噴
霧するノズルを使用することが好ましい。ノズルから排
出される水または水および添加剤の圧力が小さければ小
さいほど、角度をますます大きくすべきである。たとえ
ば、圧力6バールにおいて、消火液は100゜〜105゜の角
度をカバーするように噴霧することができ、2バールの
圧力において、115゜〜120゜の角度をカバーすることが
できる。
に、すなわち通常消火水管内に水でなく空気が存在する
ように設置することができる。火災の場合、消火装置は
自動的に開放されるかまたは始動ボタンを押すことによ
って運転を開始され、それにより消火液の貯蔵タンクに
連結されたポンプは始動され、消火液を管装置に供給す
る。通常のノズルおよびスポットノズル用の管装置に対
して別々のポンプを備えることが、しばしば有利であ
る。このことは大型かつ高価なポンプを備える代わり
に、それらの全経費がかなり少ない、2台の小さいポン
プが使用されることを意味している。さらに、通常の消
火に使用されるノズルの圧力およびスポットノズルの圧
力は、互いに別々に調節できる。
の利点について述べれば、その利点は、 −人々に対して安全に開放することができ、 −人々に危険がないように自動装置として構成すること
ができ、 −装置には12バール以下の低圧が使用され、したがって
高価なポンプおよび圧力管が必要なく、 −消火剤は安価であり、 −テストの目的で安全かつ安価に開放することができ、 −容易かつ安全に補修することができ、 −装置に圧力タンクを必要としない ことである。
するために回避すべき、ハロン消火装置と置換すること
ができる。
たとえば、 −大きい水滴が、軽く、小さい水滴を燃焼中の物品に輸
送するため使用されるが、直接通過することがない低圧
装置であり、 −飛散する火焔中への小さい濃霧状水滴の貫入度がよ
く、 −消火容量が大きく、 −公知の高圧装置より安価でかつ容易に設置することが
でき、 −水による火災現場の最善の冷却および添加剤による再
点火防止のもっともよい組合わせ、 −ノズルは、噴霧水がもっともよく利用しうるように指
向されるため、消火水の量が最少になる、 ことである。
り約5リットルの消火水が使用される。本発明による装
置において、ノズルの型に従って0.3〜6リットル/m2で
十分であり、またある場合には、通常の装置に使用され
る水の量に比較して僅かに1/10の量しか使用されず、さ
らに、 −水によって生ずる損傷は通常のスプリンクラ装置より
かなり少なく、 −消火の余波もまた、消火液のpHが約7でありかつその
腐蝕作用が少ないため小さく、 −管内の水の循環は必要なく、そして −低圧の小さい水滴よりなる無塩水は電気装置に損傷を
生じない。
する。すなわち、火災の場合、消火装置の始動スイッチ
が押され、それによりポンプは運転を開始し、タンクか
ら消火水を吸込む。火災の再点火を防止する添加物がタ
ンク内で予め添加されかつ混合される。添加物は水中で
乳化される。添加剤は、もし望むならば、ポンプが始動
した後エジェクタによって流れる消火水中に添加され
る。消火水は、保護されるべき物品に対して、通常のノ
ズルおよびスポットノズルから給送される。
を冷却しその中の火を消す。スポットノズルから排出さ
れた水は、火災現場および火焔の根元に向けられ、それ
により有効に火焔を切断する。通常のノズルから排出さ
れ、種々のサイズの大、小の水滴として高圧噴霧された
消火水は、火災現場に燃焼空気とともに吸込まれ、それ
により火焔を消火し、火災現場を冷却する。通常の消火
装置と同じくらいの数のスポットノズルは、本発明によ
る装置においては必要がない。添加剤は高熱面にフィル
ムを形成し、フィルムは熱分解ガスと空気中の酸素が互
いに混合することを防止し、火の再点火を阻止する。
説明されるが、その中で、 第1図は、船舶のエンジンルームに設置された本発明
による消化装置の略平面図であり、 第2図は、第1図のA−A線に沿う消火装置の垂直断
面図であり、 第3図は、本発明による低圧ノズルの、部分断面、略
側面図であり、 第4図は、第3図のB−B線に沿う断面図であり、 第5図は、下方および側面から斜めに見た、ノズルの
翼片の図であり、 第6図は、第5図の下方からC−C線の方向に見た、
他方の翼片の図である。
船舶のエンジンルーム10を示している。エンジンルーム
には通常の消火管装置16が天井に、またスポット消火管
装置18がメインエンジンに対応して設けられている。通
常のノズル20は通常の消火管装置から等距離に配置さ
れ、室全体はそれらから排出される噴霧水によってカバ
ーすることができる。第1図に示す装置において、通常
の消火管装置16およびスポット消火管装置18は、二つの
別の管装置よりなっている。
21付近に設けられた通常のノズル20、および通常のノズ
ル20より低い高さに設置されたスポットノズル22を示し
ている。スポットノズル22はメインエンジン12,14付近
に設けられ、それらはエンジンのすべての部分に水を噴
霧することができる。ノズルは、とくに高圧燃料管24に
対する損傷によって生じた火災を消火しうるように、配
置されている。高圧燃料管24はスポットノズル22からの
噴霧によって全体的にカバーされる。スポットノズル23
の部分は、第1図に示すように、水がそれらから燃料管
装置を囲む空間に噴霧されるように、すなわち消火液が
確実に燃料管装置のすべての部分の火焔の中に吸込まれ
るように、設けられている。
1.5〜3mのところに互いに離して設置することができ
る。それらは、ノズルから排出される噴霧水が保護すべ
き物品上方のエンジンルームの水平断面部分を完全にカ
バーするように、交錯している。スポットノズル22は、
互いに、0.3〜0.7m、好ましくは0.5m離して設けられて
いる。ノズル間のもっともよい距離は、ノズルと保護す
べき物品との距離およびノズルから噴霧角度の大きさに
よる。
体タンク26、および弁28、30を通してタンクに連結され
たポンプ32および34を示し、それらの装置によって、消
火液は管装置16および18に供給される。消火水に混入さ
れる濃縮添加剤は10〜30%、好ましくは16〜21%のリン
酸アンモニウム、1〜5%、好ましくは2.5〜3.5%のア
ンモニア、1〜5%好ましくは3〜4%の尿素および残
量の水を含んでいる。濃縮物は消火水に混入され、水中
の濃縮物の濃度は2〜7%であり、それにより水中のリ
ン酸アンモニウムの濃度は約0.5〜1.2%となる。
る低圧ノズル36を示す。ノズルは入口開口40および出口
開口42を有する円筒形本体38を備えている。水の案内要
素46は、ノズル室44内に設けられている。案内要素は垂
直支持板48を有し、その幅はノズル室の直径、およびノ
ズル室の排出端の斜めの翼片50および52の幅にほぼ等し
い。翼片はほぼ半円形をなし、水平面上のそれらの合計
投影幅は、第4図から分かるように、ノズル室の横断面
に対応する。
いにまた円形曲線のほぼ中央部において支持板に取付け
られている。開口60および62は、真っ直ぐな側面56およ
び53の下方部分に形成されている。水は翼の下側に沿っ
て流れ、それにより回転運動を生ずる。
つの部分に分割する。二つの流れ部分は、翼片50および
52によって下方にノズル室44の反対側に、そして真っ直
ぐな側面56および53の下方の端部をこえて、さらに開口
60および62を通って翼片の下側に案内される。翼片の下
方には、たとえば時計方向に流れる二つの連続した噴霧
流が形成され、それらは少なくとも部分的に回転する噴
霧としてノズルから排出される。噴霧は種々の大きさの
水滴よりなり、それらは大きさに従って噴霧中に配列さ
れる。
ら前面を一列にして落下する。大きい水滴は小さい水滴
を捕捉し、周囲から熱を吸収する。通常火災現場に一層
よく貫入しうる大きい水滴は、本発明による装置内にお
いて、燃焼ガスの層を通ってさえも、小さい水滴を火災
現場に輸送する。火災現場において、小さい水滴は大き
い水滴よりも一層よい貫入力を有する。
り、きわめて多くの種類の火災を消火するのにまったく
適している。消火装置は燃焼中のナパームまたは溶融金
属を消火するためにさえ使用することができる。
るものでなく、請求の範囲に限定された本発明の範囲内
において適用しうるものである。本発明による消火装置
は、上記の実施例以外に、種々の工場建屋、古い民家お
よび教会などに使用することができる。
Claims (10)
- 【請求項1】船舶のエンジンルーム、配、変電所、ホテ
ルルームまたは開放したオイルタンクのような狭い空間
(10)内において消火する装置であって、該装置が、 −保護すべき空間内において通常の消火を実施するた
め、該空間の上方および側方のいずれか一方または双方
に設置された通常のノズル(20)、および −エンジン(12,14)、燃料用供給管装置(24)または
開放したオイルタンクのような、火に弱い保護すべき空
間内の物品の周りに、それらを消火するため設けられた
スポットノズル(22,23) のいずれか一方または双方を有する前記消火装置におい
て、 −ノズルの少なくとも一部が低圧ノズルよりなり、そこ
から消火水が12バール以下、好ましくは2〜12バールの
圧力で、噴霧され、 −低圧ノズルがノズルから噴霧をほぼ噴霧の移動方向軸
線の周りに回転する濃霧状噴霧として案内する案内翼片
を有し、 −消火水が0.5〜1.5%の、リン酸アンモニウムおよび尿
素のいずれか一方または双方のような、再点火防止剤を
含み、 それにより、種々のサイズの水滴よりなり、かつ直径が
大きい水滴の出現頻度が噴射水の周辺においてその内側
部分より大きく、対応して、直径が小さい水滴の出現頻
度が噴射水の内側部分においてその周辺より大きい噴射
水が形成されることを特徴とする消火装置。 - 【請求項2】低圧ノズルが消火水を0.1〜1mm、好ましく
は0.1〜0.5mmの直径を有する水滴として噴霧するため配
置され、また水滴直径の中位のサイズか噴霧流の内側部
分から周辺まで少なくとも20%、好ましくは50%以上増
大することを特徴とする請求項1に記載の消火装置。 - 【請求項3】低圧ノズルは保護すべき空間内に、少なく
ともノズル(22,23)の一つから到達する噴霧が火災の
間に発生する真空側に向けられるように、固定して設け
られ、それにより消火水がこの噴霧から火炎中に吸込ま
れ、それらを消火することを特徴とする請求項1に記載
の消火装置。 - 【請求項4】0.5〜1.5%の再点火防止剤を添加された、
蒸溜水のような無塩水が装置の消火水として使用される
ことを特徴とする請求項1に記載の消火装置。 - 【請求項5】船舶のエンジンルーム、配、変電所、ホテ
ルルームまたは開放したオイルタンクのような狭い空間
(10)内において消火する低圧消火装置に使用するノズ
ルであって、該装置が、 −空間内において通常の消火を実施するため、保護すべ
き空間の上方および側面のいずれか一方または双方に設
けられた通常のノズル(20)、および −エンジン(12,14)、燃料用供給管装置(24)または
開放したオイルタンクのような、火に弱い保護すべき空
間内の物品の周りに、それらを消火するため設けられた
スポットノズル(22,23) のいずれか一方または双方を有する前記低圧消火装置に
使用するノズルにおいて、 ノズルが、消火水用入口開口、ノズル室および消火水用
排出または噴霧開口を有するノズル本体を備えたこと、
および、ノズル室は内部に少なくとも一つ、好ましくは
二つの、消火水を案内してその軸線の周りに回転して前
進させる案内翼を有し、それにより消火水の大きい水滴
は円錐形消火噴霧の周辺に集まり、一方消火水の小さい
水滴は消火噴霧の内部に集まることを特徴とするノズ
ル。 - 【請求項6】船舶のエンジンルーム、配、変電所、ホテ
ルルームまたは開放したオイルタンクのような狭い空間
内において消火する自動消火装置によって消火する方法
であって、該装置が、 −空間内において通常の消火を実施するため、保護すべ
き空間の上方および側方のいずれか一方または双方に設
けられた通常のノズル(20)、および −エンジン(12,14)、燃料用供給管装置(24)または
開放オイルタンクのような、火に弱い保護すべき空間内
の物品の周りに、それらを消火するため設けられたスポ
ットノズル(22,23) のいずれか一方または双方を有する前記方法において、 消火水が0.1〜0.5mmの直径を有する種々のサイズの水滴
よりなる低圧濃霧状噴霧として噴霧され、消火水が濃霧
状噴霧としてノズルからの噴霧を案内する案内翼片が設
けられた低圧ノズルから噴霧され、該濃霧状噴霧がノズ
ルの軸線の周りに少なくとも部分的に回転し、大きい水
滴が噴霧水の表面に集まり、小さい水滴がその内部に集
まり、0.5〜1.5%の、リン酸アンモニウム、アンモニア
および尿素のいずれか一つまたはいくつかのような再点
火防止剤が噴霧水に添加される、ことを特徴とする方
法。 - 【請求項7】消火水噴霧が通常のノズルまたはスポット
ノズルから、噴霧水が内側に泡を形成することなく、消
火水が燃焼面に到達したときほぼ噴霧水の形式のままで
あるように排出される、ことを特徴とする請求項6に記
載の方法。 - 【請求項8】少なくとも一つの消火水噴霧がスポットノ
ズル(22,23)によって火災現場に発生する火炎の真空
側に向けられ、それにより消火水がこの噴霧から火炎に
吸込まれ、それらを消火する、ことを特徴とする請求項
6に記載の方法。 - 【請求項9】0.5〜1.5%の、再点火防止剤が添加され
た、蒸溜水のような、無塩水が消火水として使用され
る、ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項10】消火水がスポットノズルによって12バー
ル以下の、好ましくは2〜12バールの圧力で噴霧され
る、ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
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