JP4768680B2 - 高膨張泡消火設備 - Google Patents

Description

この発明は、各種倉庫、格納庫、危険物を取り扱う工場、或いは、船室、船倉等に用いられる高膨張泡消火設備に関するものであり、更に述べると、煙濃度に対応して発泡倍率を調整できる、高膨張泡消火設備に関するものである。

泡消火設備では、放射ノズルから泡水溶液(以下、単に「水溶液」ということもある)を放出し、それを発泡用網に衝突させて空気を吸い込ませることにより発泡させ、この泡で火源を埋め尽くし、窒息消火を行っている。この泡消火設備には、低発泡消火設備と高発泡（高膨張泡）消火設備とがある。

前記両消火設備では、発泡倍率が異なり、例えば、低発泡消火設備の発泡倍率（倍）は２０以下で泡ヘッド等から床面等を覆うように放出され、泡消火薬剤として、水成膜泡消火薬剤等が使用される。又、高膨張泡消火設備の発泡倍率は、８０以上１０００未満で発泡機等から空間を埋め尽くすように放出され、泡消火薬剤として、合成界面活性剤泡消火薬剤等が使用されている。ここで発泡倍率とは、泡生成に使用された泡水溶液と生成された泡の体積比をいう。

高膨張泡、例えば、発泡倍率５００以上で泡を発生させるためには、発泡機（放射ノズル）の上流側から大量の空気を取り込む必要があるが、前記大量の空気を取り込む場合には、室外の空気を吸引する方式（「アウトサイドエア」という）が一般的である。

しかし、このアウトサイドエアでは、外部の空気を利用するため、建屋にダクトを貫設したり、隔壁に穴を開けて泡発生器を配設したりするので、コストが嵩む等の問題がある。

そこで、上記問題を解決するため、泡を放出する区画内の空気を吸引する方式（「インサイドエア」という）の高膨張泡消火設備が用いられている(例えば、特許文献１参照)。

特開平６−１６５８３７号公報

しかし、インサイドエアの高膨張泡消火設備では、火災時に発生する煙の量、質によっては、発泡倍率が設計通りにならず、例えば、設計された発泡倍率が５００の場合には、実際の発泡倍率が１００、となってしまう場合もある。この様に発泡倍率が低下すると、泡で火源を完全に覆い尽くすことができなくなるので、効果的に窒息消火を行うことができなくなる。前記発泡倍率の低下は、吸引空気中の煙が主たる原因となっている。

そこで、本件発明者は、次の「先願発明」により前記問題の解決を図った（特願２００７−１１０４７８）。即ち、
「水に界面活性剤を含む泡消火薬剤が混合されている、泡水溶液が圧送される放射ノズルと、該放射ノズルが内蔵され、前記放射ノズルから前記泡水溶液を放出することにより放出区画内の空気が吸引される流路筒と、前記流路筒に設けられ、前記放射ノズルから放出された前記泡水溶液が衝突する泡発生用網と、を備えた高膨張泡消火設備において、前記泡水溶液に対する前記泡消火薬剤の混合割合を、標準混合割合よりも大きい調整混合割合とし、或いは、前記泡消火薬剤に対する界面活性剤の含有率が標準含有率よりも大きい設計含有率とした泡消火薬剤を用い、前記泡水溶液中の前記界面活性剤の混合比率を設計発泡倍率濃度にしたことを特徴とする高膨張泡消火設備。」

前記発明では、「流路筒内に吸引された放出区画内の空気に煙（煙粒子）が含まれていても、前記泡水溶液は、所望の発泡倍率で発泡する。そのため、設計通りの高膨張泡を得ることができるので、効率良く、確実に消火を行うことができる。」という顕著な効果を得ることができる。

しかし、前記発明では、高膨張泡消火設備として泡消火薬剤の混合比が予め定められており、火災（燃焼）状況、即ち、煙濃度の如何にかかわらず、一定の混合比で一定の発泡倍率で設計されている。従って、火災状況の変化にかかわらず、同じ混合比なので、その泡消火薬剤の使用量は、火災の初期段階では多すぎ、又、火災が激しくなって煙が多くなった段階では、少なすぎる、という不都合が発生することがある。

この発明は、上記事情に鑑み、煙濃度に対応する所望の発泡倍率を得ることができる様にすることを目的とする。

この発明は、水に界面活性剤を含む泡消火薬剤を混合して泡水溶液を生成する混合器と、前記泡水溶液が圧送される放射ノズルと、該放射ノズルが内蔵され、前記放射ノズルから前記泡水溶液を放出することにより放出区画内の空気が吸引される流路筒と、前記流路筒に設けられ、前記放射ノズルから放出された前記泡水溶液が衝突する泡発生用網と、を備えた高膨張泡消火設備において、前記放出区画内に設けられ、煙濃度を検出する煙センサと、該煙センサの出力に基づいて前記混合器に供給する泡消火薬剤の供給量を制御する泡水溶液濃度調整手段と、、を備えていることを特徴とする。

この発明の前記煙センサは、前記流路筒の入口側に、かつ、該入口から離間して配設されていることを特徴とする。この発明の前記煙センサは、前記流路筒に設けられ、かつ、その入口側に配設されていることを特徴とする。

この発明の前記泡水溶液濃度調整手段は、泡消火薬剤の供給量が異なる複数のバルブを開閉制御することを特徴とする。

この発明は、放出区画内に設けられ、煙濃度を検出する煙センサと、該煙センサの出力に基づいて前記混合器に供給する泡消火薬剤の供給量を制御する泡水溶液濃度調整手段と、を備えているので、前記泡水溶液を放出区画内の煙濃度に対応した泡消火薬剤の混合比とし、必要な発泡倍率を得ることができる。そのため、火災状況に適合する必要量の泡消火薬剤を供給するので、消火薬剤の無駄が無く消火を行うことができる。

この発明の第１実施形態を図１、図2により説明する。
泡の放出区画である部屋（室）１には、高膨張泡消火設備が設けられている。この消火設備は、流路筒２を備えた泡発泡機である。該流路筒２には、放射ノズル９の駆動により放出区画１内の空気を吸引して泡水溶液を発泡させる、起泡部２ｓが設けられている。

前記流路筒２の先端の起泡部２ｓには、発泡用網（ネット）７が張設され、又、その内部には、前記発泡用網７と間隔をおいて対向する、複数の放射ノズル９が設けられている。この放射ノズル９は、泡水溶液供給管８を介して混合器１０に連結されている。この混合器１０は、泡水溶液濃度調整手段３を備えている。前記泡水溶液濃度調整手段３は、泡消火薬剤タンクＴに接続されている。なお、前記混合器１０は、水供給管１１を介して水供給源（図示省略）に連結されている。

前記泡水溶液濃度調整手段３は、泡消火薬剤（泡原液）を水ｗと混合する量を制御する機構であり、例えば、混合部１０ａと泡消火薬剤タンクＴとを連結する給液管１０ｂに、並列に配設された３個のモーターＭ付きバルブ３ａ、３ｂ、３ｃにより構成されている。前記各バルブ３ａ、３ｂ、３ｃのモーターＭは、制御手段、例えば、火災受信機Ｒに接続されている。

前記バルブ３ａ，３ｂ、３ｃの開度、混合割合、について説明する。
前記バルブ３ａは、開度が小、泡水溶液の混合割合が９％、に設定されている。前記バルブ３ｂは、開度が前記バルブ３ａより大きい中、泡水溶液の混合割合が１２％、に設定されている。前記バルブ３ｃは、開度がバルブ３ｂより大きい大、泡水溶液の混合割合が１５％、に設定されている。

前記火災受信機Ｒは、放出区画１内に配設された煙センサＳに連結されている。この煙センサＳは、煙濃度を検出するセンサであり、このセンサＳとして、例えば、アナログ煙感知器、減光式煙濃度計、超高感度煙検出器、等が用いられる。煙センサＳは、放出区画１内の天井中央と、流路筒２の入口２ａ側の、該入口２ａから離れた位置に、それぞれ１個づつ設けられているが、この煙センサＳの設置位置、設置個数等は、必要に応じて適宜選択することができる。

前記泡消火薬剤タンクＴには、泡消火薬剤（泡原液）１６が充填されている。該泡消火薬剤１６は、フッ素系界面活性剤１８を主成分とする水成膜泡消火薬剤である。この様な泡消火薬剤１６には、凍結防止剤や安定化剤などの性能を維持するための成分も含まれている。この薬剤１６の標準混合割合、即ち、取扱説明書や仕様書等で指定されている混合割合、は、例えば、３％である。

前記フッ素系界面活性剤１８の、水成膜泡消火薬剤１６に対する含有率は、例えば、１０％である。従って、前記標準混合割合（３％）における前記界面活性剤１８の泡水溶液に対する混合比率は、０．０３×０．１＝０．００３、即ち０．３％の濃度である。

次に、本実施例の作動について説明する。
部屋１内で火災が発生すると、煙センサＳが火災を検知し、火災受信機Ｒに火災信号を出力する。そうすると、該火災受信機Ｒは、高膨張泡消火設備を起動させるとともに、前記出力から煙濃度を判定し、該煙濃度に対応する泡水溶液濃度調整手段３の何れかのバルブ３ａ，３ｂ，３ｃを選択し、モータＭを駆動させて開弁させる。

そうすると、流路筒２の起泡部３に室内空気、即ち、前記流路筒２が配設されている部屋（放出区画）１の煙を含む空気が吸引される。

また、水供給管１１内を流れる水ｗは、混合器１０の混合部１０ａ（負圧発生部）を通って泡水溶液供給管８に流れ込むが、前記負圧発生部で負圧が発生する。そのため、前記負圧発生部の負圧により泡消火薬剤タンクＴ内の泡消火薬剤１６が混合部１０ａ内に吸引され、前記水ｗに混合されるので、泡水溶液が生成される。

この時、泡水溶液に対する前記泡消火薬剤１６の混合割合は、前述のように、火災受信機Ｒが煙センサＳの出力に基づいて判断するとともに、該判断に基づいて、適切なバルブ３を選択して開弁させる。煙濃度が低い場合には、開度の小さいバルブ３ａが選ばれ、又、煙濃度が高い場合には、開度の高い場合には、開度の大きいバルブ３ｃを選択される。

火災受信機Ｒが、例えば、煙濃度が高いと判断し、バルブ３ｃを開かせると、前記混合割合は、前記標準混合割合より高い混合割合、例えば、１５％、となっており、その泡水溶液に対するフッ素系界面活性剤１８の混合比率は、１５％の濃度となっている。この混合比率は、煙濃度が高い状態でも、所望の発泡倍率である５００倍、を得ることができる濃度であり、ここでは、この濃度を「設計発泡倍率濃度」と定義することにする。

前記泡水溶液は、前記泡水溶液供給管８を通って放射ノズル９に圧送され、該放射ノズル９から放射される。前記放射された泡水溶液は、液滴となって発泡用網７に衝突し、空気を巻き込んで発泡し、高膨張泡１２を形成する。この時の発泡倍率は、所望した設計発泡倍率、例えば、５００倍、となる。このように発泡して放出された高膨張泡１２は、部屋１内に埋積し、埋めつくされる。

前記水成膜泡消火薬剤は、低発泡倍率用であり、通常、低発泡倍率で床面等を覆うように用いられているが、本発明を利用すれば、前記水成膜泡消火薬剤も高発泡倍率用として利用することが可能となる。

この発明の第２実施形態を図３により説明するが、図１、図２と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。この実施形態と前記実施形態との相違点は、次の通りである。
（１）煙センサＳＡが流路筒２に設けられていること。この煙センサＳＡは、透過型光センサであり、流路筒２の入口２ａ側の上部に受光部が設けられ、その下部に発光部が対向して設けられている。

（２）泡水溶液濃度調整手段３は、１個のモータＭ付きバルブから構成され、煙濃度に対応して該バルブの開度を制御することにより、泡消火薬剤の混合割合を調整すること。
なお、この調整手段として、異なる口径のオリフイスでバルブの流量を調整して、泡消火薬剤の混合量を調整しても良い。又、この手段を消火水の供給側に設置し、消火水の供給量を調整したり、又、原液ポンプ、又は、消火水ポンプの能力をインバーターで調整して、泡消火薬剤の供給量、又は、消火水の供給量を調整して泡水溶液濃度を調整しても良い。

この発明の実験例について説明する。
前記第１実施形態の高膨張泡消火設備を用いて、煙濃度に対する発泡に必要な泡原液濃度の試験を行ったところ、次の結果を得た。
５００倍の発泡倍率を確保するために必要な泡原液（泡消火薬剤）濃度。
（１）煙濃度が２％／m未満の場合には、泡原液濃度は９％が必要。
（２）煙濃度が２％／m〜１０％／mの場合には、泡原液濃度は１２％が必要。
（３）煙濃度が１０％／m以上の場合には、泡原液濃度は１５％が必要。
この実験例から煙濃度が高くなるに従って泡原液濃度を高くしなければ所望の発泡倍率を得られないことが理解できる。

３００倍の発泡倍率を確保するために必要な泡原液（泡消火薬剤）濃度。
（１）煙濃度が１％／m未満の場合には、泡原液濃度は６％が必要。
（２）煙濃度が１％／m〜１０％／mの場合には、泡原液濃度は９％が必要。
（３）煙濃度が１０％／m以上の場合には、泡原液濃度は１2％が必要。
この実験例でも煙濃度が高くなるに従って泡原液濃度を高くしなければ所望の発泡倍率を得られないことが理解できるが、更に、前記実験例に比べ、発泡倍率が小さい本実験例では、その泡原液濃度も小さくて済むことが理解できる。

本発明の第１実施形態を示す縦断面図である。 図１の泡水溶液濃度調整手段を示す拡大図である。 本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 放出区画
２ 流路筒
３ 泡水溶液濃度調整手段
７ 発泡用網
９ 放射ノズル
１０ 混合器
１２ 高膨張泡
Ｓ 煙センサ

Claims (4)

1. 水に界面活性剤を含む泡消火薬剤を混合して泡水溶液を生成する混合器と、前記泡水溶液が圧送される放射ノズルと、該放射ノズルが内蔵され、前記放射ノズルから前記泡水溶液を放出することにより放出区画内の空気が吸引される流路筒と、前記流路筒に設けられ、前記放射ノズルから放出された前記泡水溶液が衝突する泡発生用網と、を備えた高膨張泡消火設備において、
   前記放出区画内に設けられ、煙濃度を検出する煙センサと、
   該煙センサの出力に基づいて前記混合器に供給する泡消火薬剤の供給量を制御する泡水溶液濃度調整手段と、
   を備えていることを特徴とする高膨張泡消火設備。
2. 前記煙センサは、前記流路筒の入口側に、かつ、該入口から離間して配設されていることを特徴とする請求項１記載の高膨張泡消火設備。
3. 前記煙センサは、前記流路筒に設けられ、かつ、その入口側に配設されていることを特徴とする請求項１記載の高膨張泡消火設備。
4. 前記泡水溶液濃度調整手段は、泡消火薬剤の供給量が異なる複数のバルブを開閉制御することを特徴とする請求項１記載の高膨張泡消火設備。

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