JP3631489B2 - 消火設備 - Google Patents

Description

本発明は、斜め側方に向けられた多数のノズルを有する少なくも１個のスプレーヘッドを備えた消火設備に関する。
本発明の目的は、強い貫徹力を有しかつ消火用液体の消費の少ない新規な消火設備を提供することである。
本発明による消火装置は、主として、
霧状の消火用液体を噴出させるためにノズルが高圧下で作動するようにされること、及び
ノズルは個々のノズルの霧形成領域が霧の流れを強化するように互いに密に配置されかつ霧形成領域を連続的な指向された霧のスプレーに集中させるために吸引を与えること
を特徴とする。
かかる指向性の霧のスプレーの手段により、消火が極めて困難と考えられる火災、例えば揚げ物鍋の火災を短時間でかつ少量の水で消すことが可能である。
所望のように集中された霧スプレーの獲得は、各ノズルの個々の拡散角度及び相互の主方向並びに水滴の大きさのような種々の要因に依存する。大きな個々の拡散角度は、隣接ノズルの霧スクリーンとの接触を容易にし、従って外側からの吸引の手段による全体の集中を容易にする。得られる霧の流れのパターンは、比較的丸みのある頭部を有するスポンジと類似する。
集中は作動圧力の増加と共に強くなる。即ち、霧スプレーは急速に互いに近寄るように回転し、その後で一緒になる。集中効果は、これを中央の真っすぐ下向きにされた５番目のノズルの手段により確実にすることができる。
スプレーヘッドが天井に取り付けられた場合は、外側及び上方からの必要な吸引を確保するために、天井とノズルの開口との間にある程度の、例えば2cmの空間があることが好ましい。火災により発生した煙は消火用の霧の中に吸い込まれこれにより冷却され、少なくも部分的に清浄化されるであろう。
別々の霧スプレーの集中により、その中の水滴は互いに衝突して、より細かいものに分裂し、これが消火効果を改善するであろう。
別々のノズルの霧スプレーが共通の霧スプレーとなるために要する相互の接触を失う危険のため、霧の水滴の最初の大きさは大き過ぎてはいけない。
各場合について、異なった作動圧力における霧の大きさ並びにその他の要因は、試験によりこれを確定することができる。
各ノズルは、スプレーヘッドのハウジング内に固定されたノズルソケットを備えることが好ましく、そのソケット内に口金及びこれと押し合っている渦流器が置かれ、後者は口金と共に渦流室を定め、渦流器はこれが液体の圧力で回転するようにハウジング内に支持される。
口金に対する渦流器の接触面は、液体を渦流室内に導く少なくも１個の斜めの溝を備えることが好ましい。
スプレーヘッドは、いわゆる霧の形態を与えるために100バール又はこれ以上の高い液体圧力で作動されるように意図されることが好ましい。この高い作動圧力が渦流器を高速で回転させ、これにより小さな流出水滴が強い渦流内にもたらされ、このため、水滴の高速による消火効果の増加が得られる。
渦流器は、好ましくはフィルター及び渦流器とフィルターとの間に置かれた弾性シーリング手段を介してハウジング内に支持される。
この方法で形成されたノズルは、長さ約10から12mmに製造できるが、通常のノズルは約35から40mmの長さである。本発明による例えば４個のノズルが設けられた金属のスプレーヘッドは重量が約600グラムであるが、通常のノズルが設けられた同等のスプレーヘッドは約３から４キログラムの重量がある。
本発明の消火設備の好ましい実施例は、
スプレーヘッドは斜め側方に向けられたノズルに関して中央に置かれたノズルを備えること、
スプレーヘッドの入り口から中央に置かれたノズルに至る連絡通路であってこれから分岐通路が斜め側方に向けられたノズルに伸びている連絡通路は、中央に置かれたノズルへの連結部を有するスピンドルを備えること、
スピンドルはスプレーヘッドの入り口の液体圧力に抗してスピンドルを押そうとする力の効果を受け、スピン ドルが入り口と密に接触し、この接触中は入り口と前記斜め側方に向けられたノズルとの間の連結部が閉じられ、一方ではスピンドルを経て中央に置かれたノズルへの連絡は維持されること、及び
スプレーヘッドの作動液体の集合は低下可能な作動圧力を有し、従って
第１段階における作動圧力がスピンドルの逆方向の力に打ち勝ち、消火用液体は総てのノズルから噴出し、更に第２段階においてはスピンドルの逆方向の力に負けて、液体は中央に置かれたノズルを通ってのみ噴出されること
を特徴とする。
この実施例は、好ましくは、船舶の機関室及びこれと同様な空間における消火に使用することができる。
一般的な意見によれば、機関室内の１防火区域内の効果的な消火には、毎分約500から600リットルまでの大量の水が想定される。水槽から水を直接送るポンプ手段でこれを達成するためには、ポンプには約130から140kWの動力が必要とされる。
本発明は、低いポンプ効果を用いて効果的な消火をなしうる新規な設備にも関する。
この設備は、
高い作動圧力を有しかつ消火に必要な水量よりかなり小さな体積容量を有する液体ポンプが、設備の静止状態において、並列に連結された多数の水力アキュムレーターを充填するように配置されること、
これら水力アキュムレーターは発見された火災の場に消火用液体を送るように配置されること、及び
火災の場に伸びている主管路は水力アキュムレーターが空になった後でこれらアキュムレーターの再充填のため、及び必要であるならば消火用液体の新たな供給のために閉じられるようにされること
を特徴とする。
例えば、各が充填圧力約200バール及び静止時排出圧力約50バールで50リットルの５個の水力アキュムレーターの並列連結を使用できる。かかるアキュムレーターの組は火災を迅速に消火するに十分な水量を供給できる。
この設備の液体ポンプは、15kWという低い動力と毎分約35リットルの体積容量とを持つ。
以下、本発明は付属図面に図式的に示された実施例を参照し説明されるであろう。
図１はスプレーヘッドの端面図である。
図２は図１によるスプレーヘッドを通る長手方向断面図であり、このスプレーヘッドは消火のため作動されている。
図３は図１によるスプレーヘッドを通る長手方向断面図であり、このスプレーヘッドは冷却用に作動されている。
図４はノズルの好ましい実施例の側方断面図を示す。
図５はノズルの別の実施例の図４と同様な図面である。
図６は好ましくは図１ないし３によるスプレーヘッドを使用し得る設備を図式的に示す。
図１ないし図３において、番号１はスプレーヘッドを一般的に示す。スプレーヘッド１のハウジング又は本体は２で示され、また側方に斜め下向きにされた４個のノズルが３で示される。
下向きにされかつノズル３に関して中央に置かれたノズルが４で示される。
スプレーヘッドの液体入り口が５で示される。この入り口５は入り口に関して僅かに広げられたスピンドル方向の円孔６に変わり、穿孔された円孔７がここから側方ノズル３に伸びる。スピンドル方向の円孔６内にスピン ドル８が置かれ、通常は下向きにされる中央位置のノズル４に至るスピンドル方向の円孔がこのスピンドルの中を通る。
入り口５に形成された肩段部11にスピンドル８の端部を押し付けるために、ばね10が配置される。
入り口５を経てスピンドル８の端部に作用している圧力がばね10の力に打ち勝つと、スピンドル８は図２の位置を取る。この位置においては、液体は、一部分がスピ ンドル８の円孔を通って中央に置かれたノズル４に流れ、一部分がスピンドル８と円孔６の壁面との間の環状の空間12を経て更に円孔６から伸びている円孔７を通って側方のノズル３に流れる。
もしばね10の力が入り口５を経ての反対圧力より勝っていれば、スピンドル８は図３による位置を取る。この位置においては、スピンドル８の端部は入り口５の肩段部11に密着し、側方ノズル３への連絡は絶たれ、一方、中央に置かれたノズル４への連絡はそのままに残る。
図１ないし３によるスプレーヘッドは本質的に船舶の機関室の消火用に適しており、更にこれについては、消火用液体の圧送用総合体として並列に連結された多数のアキュムレーターを使用することが好ましい。
最初は、水圧が高く、従って各スプレーヘッド１のス ピンドル８は図２による位置を取り、これにより液体は総てのノズルを通って噴出し、火を消す。水圧アキュムレーターが空に近づくと、スプレーヘッドの入り口５内の水圧が低下して、スプレーヘッド８は図３による位置を取る。残りの水は各中央のノズル４を通って噴出し、最初の場所における冷却作用を行う。
図４及び５において、番号20は霧状の水滴形成の形で液体を拡散するように意図されたノズルの口金を示す。この目的に対しては、口金20の出口33の正面の空間21内の液体は、口金20の本体を押して支持している渦流器22の手段により与えられる強い渦流運動を受けなければならず、液体が供給通路７から円盤フィルター25（好ましくは焼結金属フィルター）を経てノズルソケット24と渦流器22との間の環状空間に流入するために、図４の実施例において、口金20の内側円錐面に対するこの渦流器の接触面には、渦流器に導く少なくも１個の溝、適切には例えば４個の好ましくは斜めの溝23が設けられる。
ハウジング２のノズルの座には環状の肩段部26が設けられ、ノズルソケット24の効果で焼結金属のフィルターがこの肩段部に押し付けられる。このノズルソケットは、ねじ32の手段によりハウジング２に固定されて口金20を渦流器22に押し付け、更に、好ましくは太さが例えば1mmのＯリング25の形式の弾性シールを経て焼結金属フィルター25及びハウジング２の肩段部26を押す。
ノズルの満足な作動のためには、ハウジング２の環状肩段部26とフィルター25との間、並びにソケット24のフランジ31を押付けて支持するスプリンクラーハウジング２の環状肩段部の間の密な接触が要求される。ねじ32には漏洩がある。
所要のシーリングは弾性シーリング手段により達成され、この手段はフィルター25及びフランジ31に関する肩段部26及び30に関係する許容差内の偏差を自動的に補償し、更に全連結部を漏洩なしに保持しかつ29における渦流器22のタップ34へのフィルター25の比較的緩い、即ち漏洩のある設置を可能とする。
駆動用液体の圧力の影響下で、渦流器22は、相互の摩擦の比に応じて、単独で回転し、Ｏリング28と共に回転し、更にはフィルター25と共にも回転できる。
図５の別の実施例においては、渦流器は40で示される。渦流室に至る溝42は斜めではないが、他方、渦流器40は支持フランジを備え、これには例えば４個の斜め溝41が設けられ、この手段により駆動用液体の圧力が渦流器40を回転させる。支持フランジとノズル座の底との間に弾性シール用リング43が配置される。溝41はシール用リング43の太さよりも深い。
渦流器は、これを付属請求項の範囲内で別の方法で回転させることもできる。
スプレーヘッドは、約45゜の角度で斜め下方に向けられた４個のノズル３を持つことができる。特に、付属図面に従って個々のノズルが形成されたときは、ノズルは比較的小さな空間を取り、このため互いに密に置くことができ、個々のノズルの霧の形態を指向されたスプレーに集中させることが可能である。作動圧力が増加すると、この集中はより強くなる。即ち、霧スプレーは迅速に互いの方に向かって回転し、その後、一緒になる。集中の効果は、中央の真っすぐ下方に向けられた第５のノズル４の手段により確実化することができる。数個のパラメーター、主として個々のノズルの個々のスプレー角度及び相互の主方向に依存して霧のスプレーの所望の集中を達成する場合、個々の拡散角度が大きいと隣接ノズルの霧スクリーンとの接触が容易となり、従って外側からの吸引手段による全体の集中が容易になる。得られた霧の流れのパターンは、比較的丸みのある頭部を有するスポンジとの類似性を持つ。ノズル３の最初の水滴の大きさは好ましくは約60μｍであるが、中央ノズル４の水滴の大きさは約80μｍとすることができる。
図６は、船舶の機関室及びその他の同様な空間における消火用に特に意図された設備の実施例を図式的に示す。
この図の番号50は液体ポンプを示し、これの駆動モーターは51で示される。好ましくはそれぞれ50バール、180バール及び200バールで作動するように調整された３個の圧力調整器がそれぞれ52、53、54で示される。
数字55は、並列に連結された５個の50リットルの水圧アキュムレーターを示し、その各は充填圧力が約200バールで、かつ休止時においては約50バールの排出圧力を持つ。整理数字56、57、58及び61は弁を示し、その最後のものは手動式であることが好ましい。例えば７バールの充填圧力を有する２個の空気アキュムレーターが59及び62で示され、60はアキュムレーター59から制御弁57及び58に伸びている管路を示す。
数字63は防火区域を示し、この中に多数のスプレーヘッド１が置かれ；水圧アキュムレーター55から防火区域63への供給路が64、65で示される。ポンプ50に伸びている水道管が66で示される。
装置の休止状態においては、水圧アキュムレーター55は200バールにまで充填され、ポンプ50及びモーター51は、それぞれ作動していない。弁56は閉じられ、空気アキュムレーター59及び62は７バールにまで充填され、そして弁57及び58は無電流である。弁61は作動されていない。
火災警報の際は、船舶では通常はブリッジに設置された火災センターで弁58への電気信号が作られ、これによりこの弁のスピンドルが位置を変えられ、そしてこの弁は圧力を弁57の前置制御器部分に導き、この部分がスピ ンドルを反対側の終端位置に動かす。弁57は、圧力を弁56の捩り用シリンダーの反対側領域に導きこのシリンダーを他方の終端位置に動かす。ボール弁のような弁56は開かれ、水はスプレーヘッド１に流れる。
水圧アキュムレーター55の圧力が50バールに落ちた後は、調圧器52が弁58への信号を作り、これが無電流となり基本位置に動かされ、更に弁57が基本位置に動かされ、そして弁56が閉じられる。ポンプ50及びモーター51は、共に180バールにおいて調圧器53から始動信号を受け水圧アキュムレーター55を200バールにまで充填し、その後で調圧器54によりポンプが停止される。図４による実施例においては、ポンプ50は毎分約35リットルの体積流量を有し、かつモーター51は15kWの出力とすることができる。水圧アキュムレーター55の充填時間は約５分間であり、その後、装置は同じ手順を繰り返すように準備状態となる。
手動式の弁61は、弁61が作動状態に保たれる間は水がシステムに流入することを除いて弁58と同じ方法で作動する。圧力が低下した後は、この弁はアキュムレーター55の再充填のために閉じなければならない。
空気アキュムレーター59及び62は圧縮空気システムにより充填され維持される。
図面に示された実施例では、個々のスプレーヘッドにおいてスピンドル８に作用するばね10の力は、好ましくは、圧力約200バールから約70バールの範囲内ではスピ ンドル８は図２による位置を取り、約70バールから50バールの圧力範囲内では図３による位置を取るような方法で取り付けられる。200バールと70バールとの間では、典型的には平均で毎分6.5リットルの体積流量を得ることができ、70バールと50バールとの間では毎分約２リットルの流量が得られる。
各が初期充填圧力50バール及び最高作動圧力200バールで称呼容量50リットルを有する５個の水圧アキュムレーターの手段により、約190リットルの体積の水が利用可能である。
適切な数のスプレーヘッド１が設けられたこのような設備は、困難なしに、200から70バールの圧力範囲内でほぼ10秒間に約120リットルの水の要求に適合でき、その後は、70から50バールの圧力範囲内でほぼ25秒間に約70リットル、従って全体では35秒間に190リットルの水の要求に応ずることができる。

Claims (15)

1. 第一のノズル、第二のノズル、並びに第一の拡散角度で非常に小さな水滴の第一のスプレーを噴出するための圧力で第一のノズルへ及び第二の拡散角度で非常に小さな水滴の第二のスプレーを噴出するための圧力で第二のノズルへ消火用液体を供給するための液体供給設備を備える消火設備を用いる消火方法であって、
   該第一及び第二のノズルが間隔を置いて、開かれたものである消火方法において、
   第一及び第二のスプレーが、約70バールから約200バールの圧力、水滴寸法、第一及び第二の拡散角度、間隔及び開かれた角度、の組合わせによりもたらされる吸引によって、強い貫徹力を有する、濃縮された単一の霧状のフローパターンへ合わされる
   ことを特徴とする方法。
2. 消火用液体として水が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 約60μｍから約80μｍの範囲の水滴寸法が、第一及び第二のスプレーで作られることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 入り口（５）、第一のノズル、第二のノズル、並びに第一の拡散角度で非常に小さな水滴の第一のスプレーを噴出するための圧力で第一のノズルへ及び第二の拡散角度で非常に小さな水滴の第二のスプレーを噴出するための圧力で第二のノズルへ消火用液体を供給するための液体供給設備を有するスプレーヘッド（１）、を備える消火設備で、
   該第一及び第二のノズルが間隔を置いて、開かれたものであって、
   約70バールから約200バールの液体の圧力、水滴寸法、第一及び第二の拡散角度、間隔及び開かれた角度、の組合わせは、
   該第一及び第二のスプレーが使用に際し、吸引によって強い貫徹力を有する、濃縮された単一の霧状のフローパターンへ合わされるものである、
   ことを特徴とする設備。
5. 請求項４による消火設備にして、
   スプレーヘッド（１）は、第一及び第二のノズルに関して中央に置かれたノズル、
   連絡通路（６）から第一及び第二のノズルへと導く分岐通路（７）を備える、スプレーヘッド（１）の入り口（５）から中央に置かれたノズルに至る連絡通路（６）、
   貫通連結部（９）を有し、連絡通路（６）に置かれたスピンドル（８）、
   ここで該スピンドル（８）は、入り口（５）から第一及び第二のノズルへの接続が閉じられ、そして入り口（５）からスピンドル（８）を介して中央に配置されたノズルへの接続が開かれる、入り口（５）と接触する第一の位置、並びに入り口（５）から第一及び第二のノズルへの接続が開かれる、入り口（５）から離れた第二の位置の間で移動可能であり、
   並びに、入り口（５）での液体圧力に抗して第一の位置へスピンドル（８）に力を加えるための設備
   を備え、
   そして、力を加える設備（10）の力は、スピンドル（８）が、低下された作動圧力で第一の位置そして完全な作動圧力で第二の位置を採るものである、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の消火設備。
6. 貫通連結部（９）が、スピンドル方向の円孔を備えることを特徴とする請求項５に記載の消火用設備。
7. 力を加える設備（10）がバネであることを特徴とする請求項５に記載の消火用設備。
8. 液体供給手段が、並列に連結された多数の水力アキュムレーター（55）を備えることを特徴とする請求項４に記載の消火用設備。
9. 請求項４の消火用設備を備え、そして
   高い作動圧力を有しかつ消火に必要な液量より小さな液体体積容量を有し、並列に連結された多数の水力アキュムレーター（55）を充填するように配置される液体ポンプ（50）を備える消火用設備であって、
   水力アキュムレーター（55）は主管路（65）を介して消火用液体を送るように配置されること、及び
   水力アキュムレーターからスプレーヘッド（１）へと導く主管路（65）はアキュムレーター（55）が空になった後でアキュムレーター（55）の再充填のために弁（56）により閉じられるように配置されることを特徴とする消火用設備。
10. 各ノズルが、スプレーヘッド（１）のハウジング（２）内に取付けられたノズルソケット（24）、ノズルソケット（24）内に配置された口金（20）及びそれに対向して配置された渦流器（22）を備え、
    この渦流器（22）は口金（20）と共に渦流室（21）を定めること、及び渦流器（22）が液体圧力により回転されるような方法でハウジング（２）内で支持されることを特徴とする請求項４に記載の消火用設備。
11. 渦流器（22）は、口金（20）と接触する表面を有し、該接触面は渦流室（21）に液体を導くために少なくも１個の斜め溝（23）を備えることを特徴とする請求項10に記載の消火用設備。
12. 渦流器（22）がフィルター（25）及び渦流器（22）とフィルター（25）との間に配置された弾性シーリング（28）を介してハウジング（２）内に支持されることを特徴とする請求項10又は11に記載の消火用設備。
13. 弾性シーリング（28）は渦流器（22）のシャフト（34）の周りに配置されたＯリングであることを特徴とする請求項12に記載の消火用設備。
14. フィルター（25）は渦流器（22）のシャフト（34）の周りに配置された金属の円盤フィルターを備えることを特徴とする請求項12に記載の消火用設備。
15. 円盤フィルターが焼結した円盤フィルターであることを特徴とする請求項14に記載の消火用設備。

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