JP3926665B2 - 火災消火訓練装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は訓練領域内に流体燃料を噴出させ、着火した火炎に消火剤を散布して消火させる火災消火訓練を行う火災消火訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在では殆どの燃焼設備では化石燃料を使用しており、石油プラントでの発火事故も想定されることから、消防署やプラント工場の保安部署等では発火事故を想定した消火訓練を日常的に行う必要がある。そこで、例えば、特公平６−７０７３２号公報には、格子付で下部に空間を有した床上に家具や設備等の物品が配置された室内に煙発生装置から供給された噴煙を噴出させる噴出口を設け、さらに、火炎発生装置に接続された複数の火炎噴射器を設けると共に、検出制御装置に接続された各種検出器を設けた火災消火訓練装置の発明が開示されている。
【０００３】
また、該公報には、煙発生装置として、模擬煙を発生する模擬煙発生装置についても開示されており、煙発生器から発生した模擬煙は煙分配装置によりそれぞれの煙配管に分配され、各室内に開口する煙排出口から排出されるようになっている。そして、火炎噴射器の噴射口には種々の消火剤が掛けられても安定した火炎を維持するためのヘッド部材が設けられている。
【０００４】
図７は従来技術に係る火炎噴射器の概要を示す斜視図である。燃料噴出管１６の上部には多数の燃料噴出口が穿設されており、その上方を覆い板３４が覆っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によれば、消火訓練の妨げにならないように、燃料供給装置や点火装置、消火剤検出装置等の設備は訓練領域の床下の空間に配置されている。従って、火炎噴射器から発生する火炎は格子付床の下側で形成されるため、格子床が火炎に直接炙られると共に床上に上昇した火炎からの輻射熱も受けるため、格子床はその表面温度が非常に高くなって変形し易くなる。そのため、消火直後に消火訓練員が鎮火した火災訓練場に入ることはできない。一方、実際の火災では、床面が燃焼することにより火炎が発生することも少なくないので、消火訓練装置で発生する火炎に対して実際の火災との違いによる違和感を覚えることがある。 また、前述のように、燃料噴出管１６の上部は覆い板３４により覆われているので、火炎噴射器の上方から消火剤が掛けられた場合は、火炎は鎮火することなく燃え続けることができるが、消火剤、特に、水が火炎噴射器の側面から掛けられた場合や強風が吹き付けた場合は火炎が消失して未燃焼ガスが発生するため、拡散した未燃焼ガスに何らかの原因で着火した場合は爆発の虞があり危険である。さらに、火炎噴射器の周囲には十分な空気があるため、大きな輝炎を発生させることは難しい。火災消火訓練装置では訓練結果の公正な評価を行わなければならないが、そのためには如何なる温度条件下であっても、火炎高さが決められた所まで到達し得ることが必要である。つまり、分配装置から分配される液体燃料のそれぞれの供給量は所定量となるように制御しなければならないが、従来技術ではこの点について考慮されていない。
【０００６】
燃焼させた時に煤や異臭を発生しない液体燃料としてはプロパンを主成分とする液化石油ガスが最も安価に入手し得る燃料であるが、液化石油ガスは周囲の温度変化に応じて飽和蒸気圧も変動し、貯槽内に貯えられた液化石油ガスは飽和蒸気圧に応じて気化、あるいは液化する。燃料供給系統を貯槽、燃料供給装置、燃料分配装置の順で上位から下位に配置すると共に、それらの如何なる部位も上下位置の逆転が生じないように配設できれば、各装置内で気化した液化石油ガスは貯槽上部に集まり、燃料供給装置から供給される燃料は液状のものだけになるから、取り扱いが比較的容易になる。しかし、実際には上述のような設備配置を取ることは困難なので、燃料供給装置に液状の燃料だけを常に供給させることができない。
【０００７】
さらに、液化石油ガスの飽和蒸気圧は周囲温度に応じて大きく変動するので、周囲温度が高い時には燃料供給装置内での液化石油ガスの気化現象についても十分に配慮しなければならない。
【０００８】
本発明は従来技術における上述の課題を解決すべく為されたものであり、燃料分配管に液体状態の流体燃料を常に安定供給することのできる火災消火訓練装置を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の第１の手段は、流体燃料噴出手段と、その流体燃料噴出手段に燃料調節器を通して流体燃料を供給する燃料供給手段を備えた火災消火訓練装置において、
前記燃料供給手段が、
前記流体燃料を前記燃料調節器へ送る燃料供給配管と、
その燃料供給配管の途中に設けられた液送ポンプと、
前記燃料供給配管内の前記流体燃料の温度を計測する温度計測器と、
前記燃料調節器閉時の前記温度計測器の計測データを入力して、燃料供給配管内で気化したガス量を演算し、そのガスを再液化するに必要な前記液送ポンプの作動時間を演算する演算部とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記流体燃料は液状液化石油ガスであることを特徴とするものである。
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記流体燃料噴出手段は一方の側に複数の吹出口が穿設されて前記流体燃料が内部を流通する燃料噴射管であり、該燃料噴射管には前記吹出口の正面と両側部に相互の間および前記燃料噴射管との間にそれぞれ所定の間隔を隔てて保護板を配置したことを特徴とするものである。
本発明の第４の手段は前記第１ないし第３の手段において、前記燃料配管を訓練領域の床面の一部に設けた凹所内の開口面に沿って配設したことを特徴とするものである。
本発明の第５の手段は前記第１ないし第４の手段において、前記燃料供給手段は、前記流体燃料を貯留する貯槽から前記燃料調節器に流体燃料を供給し、前記燃料調節器に供給し切れなかった流体燃料を前記貯槽に還流させる燃料還流手段を有したことを特徴とするものである。
本発明の第６の手段は前記第１ないし第５の手段において、模擬煙を発生させる模擬煙発生手段と、該模擬煙発生手段が発生させた模擬煙を所望の煙噴出箇所に分配する模擬煙分配手段とを有したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に係る火災消火訓練装置の構成を示す系統図、図２は火炎噴射装置を示す斜視図、図３は本実施例における訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。これらの図に示すように、消火訓練を行う訓練領域２には上部が解放された方形の凹部である凹所３が形成されていて、この凹所３内には燃料分配管４の末端に接続された複数の燃料噴出管１６が平行に配設されており、さらに、これらの複数の燃料噴出管１６の間に平行に複数の煙配送管２３が配設されている。
【００１１】
燃料分配管４は燃料供給装置５に接続されており、貯槽１に貯蔵された液状液化石油ガスが、この燃料供給装置５から燃料調節器１１を介して供給されて、凹所３内に均等に燃料を分配している。燃料噴出管１６は凹所３底面から距離ｄだけ隔てて上方に配置されており、それらの頂部は訓練領域２床面と同一面に接していて、多数の吹出口１７が穿設されている。凹所３の上部近傍には燃料供給装置５の外に、液化石油ガスに点火する点火装置６と、凹所３底面上と燃料分配管４の間に配置されて火炎の輻射熱を吸収して燃料噴出管１６から吹き出された液化石油ガスに輻射熱を与える砕石等の輻射熱吸収付与手段７が設けられている。
【００１２】
模擬煙発生装置２０は訓練領域２とは離間した場所に配置されていて、模擬煙発生装置２０で発生した模擬煙Ｓはダクト２１で空気と混合されて煙分配器２２に送られる。煙分配器２２で模擬煙Ｓが分配された煙配送管２３の途中で、搬送空気供給器２４から供給された空気が空気供給配管２５を通って合流するようになっている。
【００１３】
また、凹所３の上部近傍には種々の消火剤を模擬的に散布するための複数の模擬消火装置２６が配置されている。そして、これらの模擬消火装置２６には消火剤が噴射されたことを検出する消火剤検出器２７が設けられている。また、凹所３内の所要箇所には、燃料噴出管１６の吹出口１７から吹き上がる火炎の輻射熱により、その温度を計測する複数の温度センサー２９が配置されている。消火剤検出器２７および温度センサー２９の検出信号は入力装置３１に入力され、伝送線３１を介して演算処理回路３２に伝達される。入力装置３１には消火訓練を行う際の火炎の高さの時間的な変化情報も入力されるようになっており、演算処理回路３２はこれらの情報を基に、必要な火炎高さを得るために燃料分配管４に供給する液化石油ガスの流量を演算し、燃料調節器１１に出力する。
【００１４】
燃料供給装置５では貯槽１に貯蔵された液状液化石油ガスを液送ポンプ１２が燃料供給配管１３を経て燃料調節器１１に送り出している。燃料供給配管１３の途中に、燃料供給配管１３内の液化石油ガスの圧力を計測する圧力計測器８と、液化石油ガスの温度を計測する温度計測器９とが設置されており、これらの計測器８，９の計測データは燃料演算部１０に伝達され、そこで液送ポンプ１２の作動時間が演算される。燃料調節器１１に送り切れなかった液化石油ガスは回収配管１４を介して貯槽１に回収される。
【００１５】
また、図２に示すように、燃料噴出管１６の側方および上方には燃料噴出管１６に沿って距離ｄだけ隔てて、かつ、相互に距離ｇをおいて保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設置されている。なお、燃料供給装置５および点火装置６は凹所３の上部近傍に設けられた家具や設備等の固定物を模擬した箱内に収納されている。これにより、訓練員が火災または煙発生箇所に安全に進入できるようにしている。
【００１６】
次に、本実施例の動作を説明する。燃料演算部１０の演算結果に従って、液送ポンプ１２は貯槽１から液化石油ガスを燃料供給配管１３を経て燃料調節器１１に送り出す。燃料演算部１０は圧力計測器８と温度計測器９との計測データに基づいて液送ポンプ１２の作動時間を演算する。演算処理回路３２は消火剤検出器２７および温度センサー２９の検出信号および入力装置３１に入力された火炎の高さの時間的な変化情報に基づいて液化石油ガスの適正な流量を演算し、燃料調節器１１はその演算結果に従って、燃料分配管４に供給される液化石油ガスの流量を調節する。
【００１７】
燃料分配管４に供給された液化石油ガスは燃料噴出管１６の吹出口１７から噴出し、燃料噴出管１６を取り囲むように設けられた３枚の保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃと凹所３底面に突き当たって噴出速度が減衰して保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃの隙間から大気中に漏れ出し、点火装置６により点火されて輝炎となって燃え上がる。この輝炎に対して消火訓練では消火剤が散布されるが、火炎の火元は３枚の保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃで保護されているので、吹出口１７から噴出した液化石油ガスは消火することなく、保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃと燃料噴出管１６との間で燃焼し続けることができるから、未燃焼ガスの放散を防止できる。
【００１８】
一方、模擬煙発生装置２０で発生した模擬煙Ｓはダクト２１で後方から吸い込まれた空気と混合されて煙分配器２２に送られ、所望の煙発生箇所に該当する煙配送管２３に選択的に給送される。煙配送管２３内の模擬煙Ｓは空気供給配管２５を通って搬送空気供給器２４から供給された空気により下流に向かって加速搬送される。これにより、模擬煙Ｓを所望の発生箇所で選択的に発煙させることができ、不要ガス等の逆流を防止できる。
【００１９】
実際の火災を消火するためには、火炎の燃料により適切な消化剤を選定して、消火する必要がある。また、火炎は空気と燃料と熱の３要素が揃って初めて発生するので、消火はこの３要素のうち１つ以上を火炎から切り離すことで行なう。
【００２０】
消火訓練時には、消火剤検出器２７の検出信号により適切な模擬消火装置２６を選定したかを判断することができる。また温度センサー２９の検出信号を調べることにより、消火剤は空気を遮断するように火炎発生場所に均一に散布されたか等の消火訓練の状況を判断することができる。燃料供給配管１３内の液化石油ガスの圧力が変動すると、燃料分配管４に供給される液化石油ガスの流量も変動するので、燃料演算部１０は圧力計測器８が計測した圧力データに基づいて液化石油ガスの圧力を所定値に保ち、演算処理回路３２は当該圧力での所定高さの火炎を生じさせる燃料流量を演算し、燃料調節器１１の調節流量を決定するから、燃料噴出管１６の吹出口１７から吹き上がる火炎の高さは周囲温度の変化に拘わらず一定になる。
【００２１】
消火訓練時以外の時は当然、燃料調節器１１は閉じているから、液化石油ガスは貯槽１および燃料供給装置５内に貯溜されており、周囲温度の変化に応じて気化あるいは液化し、当該温度における飽和蒸気圧で安定状態を保っている。燃料供給装置５の貯槽１への接続部位は貯槽１の最下部になっているため、貯槽１内で発生したガスは燃料供給装置５内へは流下せず、また、燃料供給装置５内で発生したガスの一部は貯槽１内へ逆流するが、燃料供給装置５の構造はそこで発生した全てのガスが貯槽１内へ逆流できるようにはなっていないので、燃料供給装置５内で発生したガスの一部が燃料供給配管１３内に滞留する場合がある。
【００２２】
このような状態で消火訓練を行った時には、気液混合状態の液化石油ガスが燃料分配管４に供給されるため、燃料分配管４への液状液化石油ガスの安定供給が困難になる。そこで、燃料演算部１０は消火訓練停止中の燃料温度を計測し、燃料供給配管１３内で気化した液化石油ガスのガス量を演算し、燃料供給配管１３内の圧力を高めて飽和蒸気圧以上にし、液化石油ガスの全てのガスを再液化するのに必要な液送ポンプ１２の作動時間を演算し、消火訓練再開時にこの演算結果に基づく再液化動作を実行するようにしているので、燃料分配管４に液体状態の液化石油ガスを常に安定供給することができる。
【００２３】
図４は本実施例の変形例に係る訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。この変形例では上記実施例における保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃと燃料噴出管１６の配置状態を燃料噴出管１６の軸を中心に９０°回転させた配置とすると共に、凹所３底面上に設置した断面コの字状の樋３６の内底面から保護板１５ｃまでの高さがｈとなるように位置させる。
【００２４】
このような配置とすることにより、燃料噴出管１６の吹出口１７から噴出した液化石油ガスは保護板１５ａに突き当たって減速し、保護板１５ａ，１５ｂ，１５ｃの隙間から大気中に漏れ出して、その一部は樋３６の内底面で跳ね返されて上方に吹き上がって燃焼するから、比較的大きな火炎を発生させることができる。また、液化石油ガスが液体状態で吹出口１７から噴出して下方に滴下した場合でも、樋３６がその受け皿となり、火炎からの輻射熱を受けた液化石油ガスが容易に気化して燃焼することができる。
【００２５】
上記実施例の構成では凹所３内の設備の機械的強度が不足することがある。そのような場合には、設備の機械的強度の不足を補うための補強部材を設ければ良い。図５および図６は設備の補強部材を設けた本実施例の他の変形例に係る訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。この変形例では隣り合う保護板１５ｃ間の空間を仕切るように両者間に接して補強板３７が設置され、あるいは、補強板３７の上部を覆うように接して訓練領域２の床面と同一平面を成すように補強板３７が設けられている。これらの補強板３７は保護板１５ｃに外力が作用した時の保護板１５ｃの機械的強度を補うと共に、燃料分配管４、煙配送管２３等と共に訓練領域２の床面の一部を構成している。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、燃料供給手段が、流体燃料を燃料調節器へ送る燃料供給配管と、その燃料供給配管の途中に設けられた液送ポンプと、燃料供給配管内の流体燃料の温度を計測する温度計測器と、燃料調節器閉時の温度計測器の計測データを入力して、燃料供給配管内で気化したガス量を演算し、そのガスを再液化するに必要な液送ポンプの作動時間を演算する演算部とを備えることにより、燃料分配管に液体状態の流体燃料を常に安定供給することのできる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、流体燃料を液状液化石油ガスとしたので、流体燃料噴出手段が過熱されるのを防止して耐久性を高めることができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、流体燃料噴出手段を一方の側に複数の吹出口が穿設されて流体燃料が内部を流通する燃料噴射管とし、該燃料噴射管には吹出口の正面と両側部に相互の間および燃料配管との間にそれぞれ所定の間隔を隔てて保護板を配置したので、吹出口から噴出した流体燃料の速度を低減させて大きな輝炎を形成させることができると共に、消火剤の散布や強風による火炎の消失を防止して未燃焼ガスの拡散による爆発の発生を抑止できる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、燃料配管を訓練領域の床面の一部に設けた凹所内の開口面に沿って配設したので、訓練領域の床面の過熱による損傷を低減できる。
【００３０】
請求項５記載の発明によれば、流量調整手段に供給し切れなかった流体燃料を貯槽に還流させるようにしたので、流量調整手段の上流の圧力が過大になるのを防止できる。
【００３１】
請求項６記載の発明によれば、発生させた模擬煙を所望の煙噴出箇所に分配するようにしたので、実際の火災現場の状況に近い状態を再現できると共に、消火目標を明確にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る火災消火訓練装置の構成を示す系統図である。
【図２】同じく、火炎噴射装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例における訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例の変形例に係る訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例の他の変形例に係る訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例のさらに他の変形例に係る訓練領域に配置された装置の一部を示す斜視図である。
【図７】従来技術に係る火炎噴射器の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：貯槽，２：訓練領域，３：凹所，４：燃料分配管，５：燃料供給装置，６：点火装置，８：圧力計測器，９：温度計測器，１０：燃料演算部，１１：燃料調節器，１２：液送ポンプ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ：保護板，１６：燃料噴出管，１７：吹出口，２０：模擬煙発生装置，２２：煙分配器，２４：搬送空気供給器，２６：模擬消火装置，２７：消火剤検出器，２９：温度センサー，３１：入力装置，３２：演算処理回路

Claims (6)

1. 流体燃料噴出手段と、その流体燃料噴出手段に燃料調節器を通して流体燃料を供給する燃料供給手段を備えた火災消火訓練装置において、
   前記燃料供給手段が、
   前記流体燃料を前記燃料調節器へ送る燃料供給配管と、
   その燃料供給配管の途中に設けられた液送ポンプと、
   前記燃料供給配管内の前記流体燃料の温度を計測する温度計測器と、
   前記燃料調節器閉時の前記温度計測器の計測データを入力して、燃料供給配管内で気化したガス量を演算し、そのガスを再液化するに必要な前記液送ポンプの作動時間を演算する演算部とを備えていることを特徴とする火災消火訓練装置。
2. 前記流体燃料は液状液化石油ガスであることを特徴とする請求項１記載の火災消火訓練装置。
3. 前記流体燃料噴出手段は一方の側に複数の吹出口が穿設されて前記流体燃料が内部を流通する燃料噴射管であり、該燃料噴射管には前記吹出口の正面と両側部に相互の間および前記燃料噴射管との間にそれぞれ所定の間隔を隔てて保護板を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の火災消火訓練装置。
4. 前記燃料配管を訓練領域の床面の一部に設けた凹所内の開口面に沿って配設したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか 1 項記載の火災消火訓練装置。
5. 前記燃料供給手段は、前記流体燃料を貯留する貯槽から前記燃料調節器に流体燃料を供給し、前記燃料調節器に供給し切れなかった流体燃料を前記貯槽に還流させる燃料還流手段を有したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか 1 項記載の火災消火訓練装置。
6. 模擬煙を発生させる模擬煙発生手段と、該模擬煙発生手段が発生させた模擬煙を所望の煙噴出箇所に分配する模擬煙分配手段とを有したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか 1 項記載の火災消火訓練装置。

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