JP3704361B2 - 消火器 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、消火器に関し、ガス−液体ジェット及びもや膜、泡、及びガス−粉末ジェットを提供することを目的としている。
従来の技術
当該技術分野においては、液体を噴霧するための装置を有する消火器が公知である。
これらの従来の装置は、液体及びガス供給系と、液体とガスとを混合するための室を有するガスダイナミックノズルを有している（ロシア連邦特許出願公開第９４００３５２８号明細書、Ａ６２Ｃ３１／０２、１９９５年）。
従来の装置の動作時には、ガス流がガスダイナミックノズルにおいて加速され、分散した液体流が加速中のガス流へ噴射され、その結果二相流がノズルにおいて加速される。
従来技術において最も類似した装置は、可搬式消火器であり、この可搬式消火器は、消化物質を含んだ容器と、少なくとも１つの圧縮ガスのボトルと、容器をボトルに接続させたフレキシブルなホースと、消火物質を噴射するための推進装置（ガン）と、ガス圧力調整器とを有している（IFEX 3000.Impulse Fire Extinguishing Technology. IFEX-Backpack Assembly IF-BP-300001-1,IFEX GnbH社製、１９９５年）。
消火物質は、短い間隔の間に高速で衝撃の形式で噴射される。噴射は、胴部を回転させることによりあらゆる方向に向けられることができる。胴部に取り付けられたゴム製のダイアフラムが、ジェットの霧化を保証する。装置の動作中に、消火物質は、火元に向かって圧縮ガスの動作によって高速で噴射される。
しかしながら、従来の装置は、対象面（火元）からの距離が大きくなると消火物質の高い速度を保証できず、また、連続的に作動することができない。そのため、装置は火元から短距離において使用されなければならない。さらに、システムを再充填している間に火元が再び燃え上がるおそれがある。従来の装置は、液体流の分散を制御する能力が制限されており、このことは装置の消火効率を制限する。
発明の概要
本発明は、消火物質の供給の範囲を増大し、連続的及び衝撃的なシステム動作モードにおける分散の制御を保証するという問題に基づく。
これらの技術的問題に対する解決手段は、消火物質の使用の全体的な効率を改良することと、消火される速度を高めることとを目的としている。
前記目的は、可搬式の消火器が、消火物質を含んだ少なくとも１つの容器と、１つの圧縮ガスボトルと、ガスと混合された消火物質の指向性流れを形成するための装置と、容器をボトル及び装置に接続させたフレキシブルなホースと、作動ガス調整器とを有しており、本発明によれば、前記装置に、消火物質をガスと混合するための混合室と、この混合室の出口に取り付けられたガスダイナミックノズルとが設けられていることにより達成された。ノズルの成形通路（profiled passage）の長さＬは、Ｌ≧２ｄ_ｍｉｎに基づき選択され、この場合ｄ_ｍｉｎは最小サイズの横断面におけるノズルの直径である。
装置の可動性を改良するために、容器とガスボトルとはバックパックに取り付けられてよい。
消火物質としては水（様々な添加剤を含んでいる）が使用されると有利である。
ガス−液滴ジェットをコンパクトにする（圧縮する）ために環状ノズルが使用されてよい。
環状ノズルのコアは円錐として形成されており、この円錐の頂点がノズルへの入口に向かって面していると有利である。
消火物質のジェットの逃避モードを制御するために、ノズルが、ノズル通路の最小サイズ横断面面の上流に作動ガスを供給するための環状通路を有していると有利である。
【図面の簡単な説明】
以下に本発明による消火器を図面につきさらに詳しく説明する。
第１図は、可搬式消火器の全体図である。
第２図は、混合室を有するガスダイナミックノズルの概略図である。
第３図は、ガスダイナミックノズルの別の実施例（環状ノズル）の概略図である。
第４図は、補助的な環状通路を有するガスダイナミックノズルの概略図である。
第５図は、補助的なガス入口を備えた環状のガスダイナミックノズルの概略図である。
本発明の有利な実施例
可搬式消火器（第１図）は、消火物質を含んだ容器１と、圧縮ガスボトル２と、作動ガス圧力調整器３と、消火物質の指向性流れを形成するための装置４と、容器１及びボトル２を装置４に接続させたフレキシブルなホース５及び６と、ボトル２を容器１のプレナムに接続させたフレキシブルなホース７とを有している。
１２リットルの容積を有する容器１は、水で充填されており、２リットルの容積を有するボトル２は、圧縮空気で充填されている。
装置４（第２図）は、消火物質（水）を作動ガス（空気）と混合するための混合室８を有しており、個々に液体及びガスの供給のための液体供給装置９及びガス供給装置１０を有している。混合室８の出口にはガスダイナミックノズル１１（以下ノズルと言う）が設けられており、ノズルの成形通路の長さは、条件Ｌ≧２ｄ_ｍｉｎに基づき選択されており、この場合、ｄ_ｍｉｎは最小サイズ横断面におけるノズルの直径である。水は、個々のジェット１２の形式で混合室８内への流れを分散するための装置のジェットポートを通って供給される。混合室８は、所定の分散を備えた二相流を形成するために及び所定の液滴濃度を備えた流れを形成するために使用される。
本発明による消火器の１つの実施例では、環状ノズル１１（第３図参照）が、ノズルの成形通路に取り付けられたコア１３と共に使用されている。
本発明による消火器の別の実施例では、ノズル１１には補助的な環状の通路１４（第４図参照）が設けられており、この環状通路１４は、作動ガス（空気）を管路１５を通ってノズルの成形通路内へ、このノズルの最小サイズ横断面（ｄ_ｍｉｎ）の上流において供給するために使用される。
本発明による消火器の別の実施例では、環状のノズル１が補助的なガス供給のための装置１６を有しており、この装置１６は、ノズルの最小サイズ横断面の上流においてノズルの対称軸線上に取り付けられている（第５図参照）。
消火器は以下のように機能する。
３００ｂａｒの圧力下の圧縮空気が、圧縮ガスボトル２から、所定の圧力レベルを保証するための圧力調整器３（ガス低減弁）を通り、ホース７を通って、水を含んだ容器１のプレナム（ガス圧力は６ｂａｒ）へ供給され、次いで、フレキシブルなホース５を通り、ガス供給装置１０を通って混合室８（ガス圧力は５ｂａｒ）へ供給される。
ガスと共に排出される水は、容器１からフレキシブルなホース５を通り、液体供給装置９を通って混合室へ供給される（第２図参照）。混合室における水の均一な霧化を保証するために、液体供給装置９としてジェットノズルが使用される。
個々のジェット１２の形式で噴射される水は、混合室８において流入する空気流と混合され、その結果、二相流（ガスと液滴）が形成される。
ノズルの入口における空気圧と、二相流における水の相対濃度は、形成される二相ジェットの最適な特性を得るように選択される。
可能な最小のガス圧と液体の相対濃度とは、ガス流における粒子（液滴）の最大密度を得るために選択される。この条件は、ガスにおける液滴相の形成を保証する。
混合室８において形成された二相流は、ガスダイナミックノズル１１の成形通路において加速される。コア１３を有する環状のノズル１１（第３図参照）を使用することにより、ジェットの横断面全体に亘って比較的均一な水滴の分布を有しながら、ガス−液滴ジェットがコンパクトになる（圧縮される）。
消火物質の分散の所要の均一性、微細に分散された液滴（Ｄ＝５０μｍ）の均一性及びガス−液滴ジェットの所望の長距離能力（３０ｍまで）は、ノズル１１の成形通路の所定の長さにより達成される。つまり、ノズル１１の長さＬは、ノズルの最小サイズ横断面の直径ｄ_ｍｉｎに依存して選択される：Ｌ＝２ｄ_ｍｉｎ。
流れ逃げモード制御及び二相流のパラメータの制御は、空気を管路１５を介して環状通路１４に供給することによって行われ、この環状通路１４から空気は成形通路の最小サイズ横断面の上流において成形通路に直接流入する。環状通路１４を通過する制御された補助空気流の供給により、二相流の微細な分散逃げモードが、より粗い液滴を有するコンパクトなジェット流に変化することができる。また、環状通路１４を介して補助空気を供給することにより、消火物質ジェットの供給及び噴射角度が制御される。
ジェットの横断面サイズを変化させるために（第５図参照）、ノズル１１は、コア１３と、ノズルの通路の最小サイズ横断面の上流においてノズル１１の中心線上に取り付けられた装置１６を介しての補助的な半径方向空気供給とを有している。装置１６介するガス供給が変化させられると、ガス−液滴ジェットの噴射角度が制御される。
実験結果は、流れにおける所定の液滴サイズと、数ｍ〜４０ｍの噴射ジェット供給範囲とを備えた消火物質の霧化の所定の均一性を得ることが可能であることを立証している。
容器１及びガスボトル２のサイズ及び量に応じて、装置は、様々な手段を使用することによって搬送することができる。
容器１が比較的小さなサイズ（１５ｌの最大容積を備えている）でありかつガスボトル２も同様に小さいならば、装置はバックパックに収容することができ、これにより、装置の搬送を著しく容易にする。
容器及びガスボトルが比較的大きな場合には、装置は、車両、例えば自動車又は電気車両に取り付けることができる。
消火器を搬送する最も単純かつ便利な手段は荷車であり、この荷車上に容器及びガスボトルが取り付けられる。このような車両は、消火分野を含む技術分野においてよく知られている（例えば１９７８年９月２日に公開された、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２６３５５３１号明細書、Ａ６２Ｃ３１／０２参照）。
上記情報は、本発明による装置が、消火のために使用されることができかつ、二相流の間に消火物質の分散制御を行いながら消火物質の高速流のための長い供給範囲を得るという目的に合致することができることを確かにするものである。
工業上の適用
本発明は、閉ざされた土地及びアクセス不能な対象物を含む様々な条件における消火のために使用されてよい。
バックパック装置により、最小限の量の水、粉末消化剤及び泡原液を使用して消火することができる。
本発明による消火器は、ガス及び液体及びもや膜、泡及びガス、及び粉末ジェットを形成するために使用されてよい。
本発明は、有利な実施例に適用されるように説明されたが、本発明の全体的な概念及び内容から逸脱することなしに変更態様及び様々な択一例が使用されてよいことは当業者には明らかである。このような変更態様及び択一例は、添付した請求項に規定された本発明の思想及び範囲を超越しない。

Claims (5)

1. 消火器であって、消火液体を含む少なくとも１つの容器と、１つの圧縮ガスボトルと、液体とガスとを混合するための混合室を備えた、指向性液滴流を形成するための装置と、ガスレギュレータと、前記容器とボトルと装置とを接続したフレキシブルなホースとが設けられている形式のものにおいて、
   前記混合室の出口に、ガス−液滴流を圧縮しかつ加速させるためのガスダイナミックノズルが配置されており、該ガスダイナミックノズルの成形通路の長さＬがＬ≧２ｄ_minであるように選択されており、この場合ｄ_minは、ガスダイナミックノズルの成形通路の最小サイズの横断面直径であることを特徴とする、消火器。
2. 前記容器と前記ガスボトルとが、バックパックに収容されている、請求項１記載の消火器。
3. 前記ガスダイナミックノズルが、環状のノズルとして形成されている、請求項１記載の消火器。
4. 前記ガスダイナミックノズルが、該ガスダイナミックノズルの最小サイズ横断面の上流において作動ガスを供給するための環状の通路を有している、請求項１記載の消火器。
5. 環状ノズルが使用されており、該環状ノズルが、頂点が環状ノズルの入口を向いた円錐を形成したコアを有している、請求項１記載の消火器。

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