JP4201198B2 - 水蒸気消火方法及びその装置 - Google Patents

Description

この発明は、マンションやホテル等の密閉状態の室内消火等に用いられる、水蒸気消火方法及びその装置に関するものである。

マンション等には、火災消火のためにスプリンクラ消火設備が設けられている。このスプリンクラ消火設備は、例えば、該マンションのある部屋で火災が発生した場合に作動し、火源に向かって消火水を放出し消火する。

ところが、前記スプリンクラ消火設備では、消火水が床面上に溜まって水浸しになったり、前記部屋の階下の部屋等に消火水が流れ込んだりするので、大きな水損が発生することがある。

そこで、前記問題を解決するため、次のような消火方法が採用されている。
（１）水（室温）をミスト化して消火剤とし、消火する（例えば、特許文献１、参照）。
（２）水蒸気（高温）をガス消火剤とし、消火する方法（例えば、特許文献２、参照）。

特開平１０−１２７８０１ 特開２００１−３４６８９８

前記特許文献１では、火災の熱でミストは気化され、蒸発潜熱により冷却効果と、空気中の酸素濃度の希釈による窒息効果が発生する。

しかし、この文献１では、微細化噴霧ノズルを用いて消火水をミスト化しているので、ミストの粒径は、該ノズル口径により決定される。そのため、ミストの微細化は、噴霧ノズルにより制限されることになる。又、ミストは、火源近傍に到達しないと、蒸発に必要な温度にならない。そのため、気化の効率が良くないので、初期消火は困難となる。

特許文献２では、スチームの冷却効果と窒素効果が期待できるが、ミストの気化は火源に依存している。しかし、室温の低い、火災の初期段階には、前記火源があってもなかなか室温が上昇しない。そのため、水蒸気の発生の効率が悪く、火災規模が増大して室温が上昇しないと、消火に必要な水蒸気が発生しない。

本件発明は、上記事情に鑑み、効率よく消火できるようにすることを目的とする。

密閉状態の室内に火災が発生した場合には、炭酸ガスを用いるガス消火が行われているが、このガス消火に必要な炭酸ガスの量は、該室内の大気中における、２２〜２６％の割合に相当する。

ところで、近年、炭酸ガスと水蒸気の消火能力は、同等であることが確認されており、水蒸気の量を２２〜２６％にすれば、水蒸気による消火が可能になる。
大気中における飽和水蒸気の割合は、室温により変化し、例えば、２０℃の時は２．３１％、６０℃の時は１９．６９％、７０℃の時は３０．８４％、である。

又、水蒸気の膨張率、即ち、飽和水蒸気容積「気体」／水量「液体」は、室温（２０℃）の１３３４に対して、６０℃では１５１６（１．１５倍）、７０℃では１５６１（１．１７倍）となっている。

本発明者は、上記事情に鑑み、火災発生室内の水蒸気を消火可能な割合（２２〜２６％）にするためには、室内の温度を６５℃〜７０℃（気化温度）に達する様にすれば良いことに気づいた。

そこで、火災発生室内の温度が、前記気化温度に達していない場合には、その不足分の温度（熱源）を補充すれば良い、と考えた。この考え方は、該火災発生室内の温度を、熱源を加えて、火源による温度以上にするものであり、「消火の常識」に反し、今まで存在しない考え方である。本件発明は、上記知見に基づいて完成されたものである。

この発明は、消火区画の火災発生時に起動される水蒸気消火装置であって、前記消火区画内にミスト状の消火液を噴霧するミスト生成手段と、前記消火区画内に熱風を送出して、前記消火区画内を所定の温度に加熱する加熱手段と、を有し、前記ミスト状の消火液が、前記熱風により所定の割合の水蒸気となって火源を消火することを特徴とする。

この発明の前記所定の温度は、６５°Ｃ〜７０°Ｃであることを特徴とする。

この発明の前記ミスト生成手段のミスト用ノズルは、前記加熱手段の熱風ヘッドの周囲に間隔をおいて複数設けられ、かつ、前記熱風ヘッドの風下に設置されていることを特徴とする。

この発明は、消火区画の水蒸気消火方法であって、該消火区画内の火災発生時に、前記消火区画内にミスト状の消火液を噴霧するミスト生成工程と、前記消火区画内に熱風を送出して、前記消火区画内を所定の温度に加熱する加熱工程と、前記ミスト状の消火液が、前記熱風により所定の割合の水蒸気となって火源を消火する消火工程と、からなることを特徴とする。

この発明の前記所定の温度は、６５°Ｃ〜７０°Ｃであることを特徴とする。

この発明は、消火液をミスト状態にするミスト生成手段と、前記ミスト状態の消火液を加熱する加熱手段と、を備えているので、火災発生室内に、消火液をミスト状に噴霧すると共に、熱風を放出して該室内を迅速に気化温度にし、水蒸気消火割合にすることができる。そのため、効率よく消火を行えるので、火災初期の段階で消火することができる。

この発明は、火災発生室内の状況を監視する室内監視手段と、前記室内監視手段の監視結果に基づいてミスト生成手段及び加熱手段を制御する制御手段と、を備えているので、火災発生室内の状況に応じてミストの噴霧量、熱風温度等を調整できる。そのため、迅速に、ミストを気化することができる。

この発明の実施の形態を図１〜図３により説明する。
水蒸気発生装置Ｓは、ミスト生成手段Ｍと加熱手段Ｈとを備えている。

ミスト生成手段Ｍは、図示しない水源に連結されるポンプ１と、該ポンプ１に連結されたミスト用ノズル４と、該ノズルと前記ポンプ１との間に設けられ、消火水送量を調整する制御バルブ２Ｎと、を備えている。前記ノズル４は、同一円Ｃ上に、周方向に間隔をおいて複数設けられている。

このノズル４により生成されるミスト７の粒径は、例えば、３０μｍであるが、１μｍ〜２００μｍが好適である。なお、このノズル４の個数、口径、配置、等は必要に応じて適宜選択される。

加熱手段Ｈは、熱風６を熱風ヘッド５に送出する熱風ファン３と、熱風ファン３と熱風ヘッド５との間に設けられ、熱風送出量を調整する制御バルブ２と、を備えている。

この熱風ヘッド５は、前記円Ｃに中心軸上に設けられ、各ミスト用ノズル４より少し引っ込んだ所に位置する。これは、熱風ヘッド５の風下に、ミスト用ノズル４を位置することができ、ミストは容易に加熱されるほか、熱風ヘッド５が、ミスト用ノズル４から放出されるミスト７に晒されるのを防止することができる。なお、ミスト用ノズル４より熱風ヘッド５の引っ込む位置の程度は、必要に応じて適宜調節することができる。

このような水蒸気発生装置Ｓは、消火区画となる部屋内等に設けられ、例えば、火災発生室Ｒ１の正面壁には、室内監視手段、例えば、赤外線センサ１５が設けられており、又、前記バルブ２，２Ｎ等を制御する制御盤１７が設けられている。

次に、本実施の形態について説明する。
ある部屋（火災発生室）Ｒ１で火災が発生すると、消火作業者は、水蒸気発生装置Ｓを起動する。

このとき、ポンプ１を始動させて消火水をミスト用ノズル４に圧送すると、該消火水はミスト７となって該室Ｒ１内に噴霧される。この時のミストの粒径は、例えば、３０μｍである。

同時に、灯油を燃焼させて熱風を発生させる熱風ファン３を駆動させ、熱風ヘッド５から熱風６を該室Ｒ１内に放出する。この時の熱風６の温度は、例えば、６５℃に調整されている。この熱風６は、ミスト７を加熱し、気化を促進させる。

消火中における火災発生室Ｒ１内の様子は、赤外線センサ１５により監視され、人間が在室しているか否か、火災状況はどうか、などがチェックされる。この赤外線センサは、例えば、８〜１０μｍの超波長で使用すると、該室内が水蒸気で曇っていても、室内の様子を明確に検出することができる。

熱風の温度は、室内の温度が気化温度、例えば、６５℃〜７０℃になるように調整され、又、ミスト７の噴霧量は、火災発生室Ｒ１内における水蒸気の割合が２２〜２６％以上になるように調整される。

この様に高温空気にミストを暴露させることによって、従来のミストより遙かに大量の水蒸気を発生させ、小水量でありながら多くの不活性ガスを生成し、効率的に閉鎖的な空間の消火を行うことができる。
なお、ここで水蒸気発生装置Ｓは、火災発生室Ｒ１に固定されていることを記載したが、これに限定されるものではない。例えば、火災発生室Ｒ１で火災が発生したときに、消火作業者は該室Ｒ１のドア１０を開け、水蒸気発生装置Ｓを該火災発生室Ｒ１内に入れ、ポンプ１を水源に接続して消火するようにしても良い。

この発明の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、次のようにしても良い。
（１）加熱手段として、キャスタ付きのジェットヒータを用いる。このジェットヒータとして、例えば、全長１０６０mm、発熱量４０．９３ｋｗ、風量１４m³／min.、使用燃料 灯油 が用いられる。

（２）消火剤として、水より沸点の低い液体、例えば、沸点５０℃の「ハロン代替」を用いる。又、強化液、即ち、水に炭酸カルシウムを加えたもの、を用いることもできる。
なお、実施の形態では、加熱したミストを、火災発生室に放出するようにしたが、火災発生室の周囲の部屋や廊下等に放出して火災が拡散しても消火できるようにすることによって、火災の延焼を防止するために用いても良い。

本発明の実施の形態を示す図で、水蒸気消火装置の正面図である。 水蒸気消火装置の側面図で、ミスト用ノズルと熱風ヘッドとの位置関係を示す図である。 火災発生室を示す斜視図である。

符号の説明

１ ポンプ
２ 制御バルブ
２Ｎ 制御バルブ
３ 熱風ファン
４ ミスト用ノズル
５ 熱風ヘッド
６ 熱風
７ ミスト
Ｃ 円
Ｓ 水蒸気消火装置
Ｍ ミスト生成手段
Ｈ 加熱手段

Claims (5)

1. 消火区画の火災発生時に起動される水蒸気消火装置であって、
   前記消火区画内にミスト状の消火液を噴霧するミスト生成手段と、
   前記消火区画内に熱風を送出して、前記消火区画内を所定の温度に加熱する加熱手段と、
   を有し、
   前記ミスト状の消火液が、前記熱風により所定の割合の水蒸気となって火源を消火することを特徴とする水蒸気消火装置。
2. 前記所定の温度は、６５°Ｃ〜７０°Ｃであることを特徴とする請求項１記載の水蒸気消火装置。
3. 前記ミスト生成手段のミスト用ノズルは、前記加熱手段の熱風ヘッドの周囲に間隔をおいて複数設けられ、かつ、前記熱風ヘッドの風下に設置されていることを特徴とする請求項１、又は、２記載の水蒸気消火装置。
4. 消火区画の水蒸気消火方法であって、
   該消火区画内の火災発生時に、前記消火区画内にミスト状の消火液を噴霧するミスト生成工程と、
   前記消火区画内に熱風を送出して、前記消火区画内を所定の温度に加熱する加熱工程と、
   前記ミスト状の消火液が、前記熱風により所定の割合の水蒸気となって火源を消火する消火工程と、
   からなることを特徴とする水蒸気消火方法。
5. 前記所定の温度は、６５°Ｃ〜７０°Ｃであることを特徴とする請求項４記載の水蒸気消火方法。

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