JP5113245B2 - 冷却式粉末消火器 - Google Patents

Description

本発明は消火器に関し、特に、冷却式粉末消火器に関する。本発明は主として手さげ式消火器について記載されるが、台車付き消火器及び車両に取り付けることが可能な消火器についても記載する。

オーストラリア及び多くの他の国において、山火事及び森林火災は住宅地及び農業地に脅威を与える。典型的には、山火事あるいは森林火災、工業又は化学の火災等の広範囲に拡大する火は、消防士及び周囲の資産への危険をできる限り抑えると同時に、脅威の迫っている領域を覆うように消火剤、及び／又は、防火剤を早急に、かつ正確に供給するという点で、特有の問題を有する。従来の消火技術は周囲で火の進展を抑制することを含み、バックバーンを含む。

暑く乾燥した天候で住宅地及び農業地へ脅威を与える山火事及び森林火災の場合、空中の燃焼物は、火の前線が到達していない時でも住宅及び他の資産に到達する火の粉を起こし得る。大抵の場合、このような不動産の所有者は、従来の園芸用ホース又は消火器でこのような火を消すことが困難であり、不動産や資産の損害を引き起こす火を止めるには無力である。

園芸用（そして、他の）ホースの欠点は、大量の水を必要とすることであり、場合によっては、前記火の位置に的確に到達できないことである。大量の水が利用可能である状況においても、水をホースで掛けることによって資産に損害をもたらすこともあり得る。資産に噴霧された大量の水も、他の消火状況においては更なる問題を生じ得る。例えば、小型船に火災が生じた際に、あまりに多くの水を噴霧すると、船が沈没する、あるいは部分的に沈む等、他の安全面での問題を引き起こす。

また、泡又は「粉末薬品」を含む種類の従来の手さげ式加圧型消火器は、一般的に非常に小規模の火災への短時間の作動及び使用のみ可能であるという欠点がある。このような従来の消火器は、不動産を脅かしている多くの火の粉を不動産所有者が消さなければならない状況にとって有効ではない。

本発明は従来技術の少なくとも一つの欠陥を改善、又は、克服する消火器を提供しようとするものである。

第１の態様によれば、本発明は、空気吸入口及び空気排出口を備える管路と、消火するために前記吸入口から前記排出口まで空気の流れを給送するための送風ユニットと、前記吸入口に入る空気の流れを、前記排出口を介して前記火まで給送する前に、冷却するために水を用いる冷却装置と、前記冷却された空気の流れが前記排出口を離れる前に、その中に粉末を投入し混入させるための粉末給送システムとからなり、前記空気の流れは、比較的ごくわずかな水によって少なくとも２O度冷却される消火器である。

一質量単位の水は１００質量単位以上の空気を冷却することが可能であることが望ましい。前記水は前記空気を急速に冷却することが望ましい。前記水は０．０５秒未満で前記空気を冷却することが望ましい。

前記冷却装置は、第１のリザーバから、前記空気吸入口に配置された、あるいは近接して配置された吸水性媒体上に水を滴下供給するように構成された滴下供給組立品と、前記吸入口の下流に配置された霧蒸発組立品とからなることが望ましい。前記霧蒸発組立品は少なくとも一つの螺旋形状パネルを備えることが望ましい。前記パネルは、活性炭を取着した、あるいは一体化した紙を含むことが望ましい。前記霧蒸発組立品は前記少なくとも一つの螺旋形状パネルの下流で蒸発していない水を除去するための媒体を備えることが望ましい。前記粉末給送システムはベンチュリノズルを含み、該ベンチュリノズルを通って前記粉末が、前記排出口を出る前の前記冷却された空気の流れ内に投入されることが望ましい。前記粉末給送システムはさらに、第２のリザーバに貯蔵された粉末を前記ベンチュリノズルに給送するための螺旋組立品を備えることが望ましい。

前記消火器は持ち運び可能な手さげ式消火器であることが望ましい。前記送風ユニットは液体燃料駆動装置であることが望ましい。前記粉末給送システムは電池式であることが望ましい。水は、離間して配置された水タンクから前記第１のリザーバに給送されることができることが望ましい。

一実施形態において、該消火器は持ち運び可能な手さげ式消火器であり、前記離間して配置された水タンクは前記第１のリザーバに水をその自重によって給送するバックパック式水タンクであることが望ましい。

別の実施形態において、該消火器は車輪を有する台車上に取り付けられる。
さらに他の実施形態において、前記消火器は陸上の又は水上のヴェッセルに取り付けられ、前記管路の排出口はクレーン構造によって操作可能に支持され、配向されることが望ましい。

第２の態様によれば、本発明は、空気吸入口及び空気排出口を備える管路と、火を消すために、前記吸入口から前記排出口へ空気の流れを給送するための送風ユニットと、前記吸入口に入る空気の流れを、前記排出口を介して前記火へ給送する前に冷却するために、前記空気と比較してごくわずかな水を用いる冷却装置と、前記冷却された空気の流れが前記排出口を離れる前に、その中に粉末を投入し、混入させるための粉末給送システムとからなる持ち運び可能な手さげ式消火器であって、前記冷却装置は、水を第１のリザーバから、前記空気吸入口に配置された、あるいは近接して配置された吸水性媒体上に滴下供給するように構成された滴下供給組立品と、前記吸入口の下流に配置された霧蒸発組立品とからなり、前記粉末給送システムは、それを通って前記粉末が、前記排出口を出る前の前記冷却された空気の流れ内に投入されるベンチュリノズルと、第２のリザーバに貯蓄された粉末を前記ベンチュリノズルに給送するための螺旋組立品とを含む。

本発明の第１の実施形態に従う消火器の正面概念図。 図１に示す消火器の冷却システムの滴下供給組立品の拡大概念図。 図１の冷却システムの霧蒸発組立品の拡大概念図。 図３（ａ）の霧蒸発組立品の螺旋形状パネル部品の部分拡大斜視図。 図３（ｂ）の霧蒸発組立品の螺旋形状パネル部品の断面拡大概念図。 図１の霧蒸発組立品の最終フィルタ部品の概念的部分拡大斜視図。 図３（ｄ）に示す最終フィルタの部品の概念的拡大断面図。 図１に示す消火器の粉末給送システムの螺旋状配置の拡大概念図。 図１に示す消火器の粉末給送システムのベンチュリノズルの概念的部分拡大断面図。 図１に示す消火器の粉末給送システムのベンチュリノズルの端面図。 図１に示す消火器を携帯する使用者を示す図。 本発明の第２の実施形態に従う消火器の使用者を伴った概念的正面図。 図７（ａ）に示す消火器の概念的平面図。 本発明の第３の実施形態に従う消火器の使用者を伴った概念的正面図。

図１〜６は、本発明に従う持ち運び可能な手さげ式消火器１の第１の実施形態を示す。前記消火器１は、望ましくは、約１．５メートルの長さであり、火を冷却し、かつ窒息作用をもたらすことが可能である。前記消火器１は、実質的には、中央に配置された送風ユニット２からなるとともに空気吸入口６及び排出口（出口）７を備える空気管路１ａである。消火器１は、冷却システム３及び粉末給送システム４も備えている。消火器１は取っ手５も備える。

前記送風ユニット２は、ガソリンリザーバ（タンク）９と連通された約２．５キロワットのガソリンエンジン８により駆動軸を介して駆動される。
吸入口６に配置されたオイルスポンジ１３は、塵埃及びより大きな粒状物質が空気管路１ａに入ることを防止する最初のフィルタの役割を果たす。

冷却システム３は、図２に示すように滴下供給組立品１１を備え、水用リザーバ１２から、空気吸入口６に近接して内部に配置された吸水性媒体１６まで水を滴下供給するように構成されている。この吸水性媒体１６は、フィルタウール、カーボンブラック、及び石灰等の材料の組み合わせを含むことができる。滴下供給組立品１１は、リザーバ１２を吸水性媒体１６上に水を滴下するために非常に微細な複数の開口部を備える円形チューブ１１ｂと相互接続する管１１ａを備える。

冷却システム３は螺旋形状パネル（又は、一連のパネル）１５を備えた霧蒸発組立品１４も有する。前記パネル１５はシート状で、その螺旋形状により「ねじれたリボン」に類似して見える。望ましくは、プラスチック又は金属のワイヤ支持構造１５ｂによって支持される活性炭で被覆された、あるいは、添着された紙（ボール紙）のシート材１５ａを備える。例えば、活性炭の粒子が紙１５ａ上に接着される。

一つのパネル１５が使用される場合、該パネルは空気管路１ａの内壁１ｂによって穴内に単独で支持されることができる。しかしながら、一連のパネル１５が使用される場合、該パネルは管路の壁１ｂ及び中央支持部材１８の間に配置されることができる。

使用時に、送風ユニット２が動作し、空気をそこへ吸引する際、媒体１６によって吸収される水は、オイルスポンジ１３を介して前記吸入口６に入る空気と接触する。該空気は、前記媒体１６を通過する際に、湿気（水分）を得る。高速で移動する空気は、霧蒸発組立品１４のパネル１５を通過する際に、吸収（水の蒸発）の機会を有する。これは、より大きな水滴がパネル１５に衝突するからであって、これにより水の蒸発をさらに促進する。

金属格子２０と、活性炭を伴うオイルスポンジ等の吸収性媒体２１とからなる最終フィルタ１９はパネル１５の下流に配置される。金属格子２０の目的は媒体２１を支持し、かつ拘束することである。任意の蒸発してない水は、最終フィルタ１９を通過する際に、媒体２１によって空気の流れから除去される。前記金属格子２０は、プラスチック要素２０ａによって、フィルタ媒体２１にくい込むことが防止される。

火の粉の周囲の温度が約４０度の暑く乾燥した日に、前記消火器１を作動している間、空気が吸入口６に入る際には、前記冷却システム３は空気を約１０〜１５度まで急速に冷却することが可能であり、それにより、空気の温度を２０度より多く、望ましくは２５度より多く低下させることができる。

水の蒸発の潜熱は非常に高く、約５４０ｋｃａｌ/ｋｇであり、そして、空気の定圧比熱は丁度０．２３であるので（控えめに選ばれると、状況によっては、０．１６等の低い数字になり得る）、この冷却動作は効率的である。この二つの事実は、一質量単位の水は、１２０質量単位以上の空気を２５度冷却できることを意味する。これは、１ｋｇ（約１リットル）の水が約９０立方メートルの空気を冷却できることを意味する。上述の実施形態において、この１ｋｇの水は約四分間消火器１を作動することによって、９０立方メートルの空気を冷却することができる。

このことは、比較的にかなり大量の空気を冷却するために、ごくわずかな水だけが用いられることを意味する。「ごくわずか」とは、一質量単位の水が１００質量単位以上の空気を少なくとも２０度冷却するために用いられることができることを意味する。

上述の冷却行為は、前記滴下供給組立品１１及び霧蒸発組立品１４を用いて、０．０５秒よりも短い時間で、所望の極めて急速な水の空気への吸収及び蒸発を可能とする。このような「急速冷却行為」が非常にわずかな時間で行なわれる。

冷却された空気が最終フィルタ１９を通過し、かつ排出口７に向かって流動すると、粉末給送システム４によってそこで投入され混入される重炭酸ソーダ（重曹）等の非常に微細な粉末が空気に付与される。冷却された空気及び粉末のこの混合物は存在する火を消すことができる。

前記粉末給送システム４は減速ギア２４を介して小型電気モータ２３によって駆動される螺旋２２を備える。前記電気モータ２３は、従来の使い捨ての又は充電可能な電池３５で作動する。前記螺旋２２は、リザーバ２５に貯蔵された粉末をベンチュリノズル２６へ給送する。

空気管路１ｂを通過する冷却された空気の流れの一部はノズル２６上のベンチュリ吸入口２７に入り、ノズル２６へ給送される粉末がノズル排出口２８を通って噴出されることを可能とし、それによって、前記微細な粉末を冷却された空気の流れ内に投入し混入する。その後、この冷却された空気／粉末混合物は流れるように消火器排出口７を出る。この冷却された空気／粉末混合物は、冷却のための非常に少量の水を用いて消火するには有効な方法である。

使用時に、前記使用者２９は取っ手５によって消火器１を携帯する。使用者２９は、上部の貯水リザーバ３１及び分離型の粉末貯蔵リザーバ３２を備えるバックパック３０を身に付けることが望ましい。望ましくは、前記貯水リザーバ３１は１５リットルの水タンクであり、前記分離型の粉末貯蔵リザーバ３２は１２ｋｇまでの粉末を携帯することが可能な柔軟な袋である。前記消火器１を作動する際に、バックパック３０を身に付けた前記使用者２９はリザーバ３１から、チューブ３３を介して消火器１のリザーバ１２まで、自重による送りによって水を移送することが可能である。これは、リザーバ３１の底が使用者の腰よりも望ましくは約１５センチメートル上方にあるためである。

前記粉末貯蔵リザーバ３２は、現場での作業の際に必要となった場合、前記使用者２９が（消火器１上の）前記リザーバ２５に粉末を補充することを可能とする。このことは、加圧された、及び／又は、振動する移送システムを含むことができる移送チューブ（図示せず）によっても実現することができる。前記粉末貯蔵リザーバ３２はバックパック３０に取着されることができるが、使用者２９が身に付ける分離式のウエストバッグの形式でも良い。

上述の実施形態において、前記送風ユニットを駆動する前記ガソリンエンジン８は、市販のチェーンソーのものと類似したエンジンであることができ、前記消火器１の設計及び構成を比較的安価にすることができる。しかし、図示していない別の実施形態において、前記送風ユニット用のエンジン及び駆動ユニットは、前記粉末給送システムも駆動する補助駆動装置を組み込むように設計できる。これにより、上述の実施形態の粉末給送システム用に電池で作動する電気モータを設ける必要がなくなる。

上述の実施形態において用いられる粉末は重炭酸ソーダ（重曹）であるが、他の好適な粉末材料が前記窒息作用材料として単独で、あるいは、互いに組み合わせて用いられることができる。

消火器１の利点は、非常に少量の水で消火をするために用いることができるという点である。これは、第１に、大量の水が利用できない状況で持ち運び可能であり、かつ使用可能であることを意味し、第２に、住宅のホースが届かない場所において用いることが可能であることを意味する。第３に、少量の水を用いるだけであるため、保護される資産が該消火器によって損害を受けることが少ない。

上述の消火器１及びバックパック３０は、適度に健康な平均的な体格の成人による使用には好適であるが、高齢の、虚弱な、あるいは身長の低い成人による使用には適さないかもしれない。しかしながら、本発明の第２の実施形態は、つまり、図７（ａ）及び（ｂ）に示す台車付き消火器１００は、様々な身長、年齢、及び健康状態の成人によって作動させることができる。この消火器１００は、上述の第１の実施形態と同様に、送風ユニットを通過する空気を冷却するための冷却システムと、粉末を前記冷却された空気内に給送するための粉末給送システムとを備えることができる。このような実施形態において、該消火器１００と、水及び粉末のリザーバとは全て台車１０１上に搭載される。上述の第１の実施形態と同様に、ごくわずかな水だけが、比較的にかなり大量の空気を冷却するために用いられる。図７（ｂ）は使用者１２９によって作動される消火器１００を示す。

図８に示す本発明の第３の実施形態において、消火器２００は車輪を有する実用車、あるいは、道路又は線路の貨物車等の陸のヴェッセルに、又、場合によっては水上船さえにも取り付けることが好適なより大きな寸法であり得る。このような実施形態において、消火器２００は、上述の第１の実施形態と同様に、送風ユニットを通過する空気を冷却するための冷却システムと、粉末を冷却された空気内に給送するための粉末給送システムとを備えることができる。このような実施形態において、該消火器２００と、水及び粉末のリザーバとは全て前記ヴェッセルに搭載される。その大きさ故に、前記冷却システム及び給送システムは、上述の消火器１及び１００よりもかなり大きな給送容量を備える。しかし、第１及び第２の両実施形態と同様に、一質量単位の水が１００質量単位以上の空気を少なくとも２０度冷却する同一の原理で作用する。

前記２００の前端の排出口２０７は、Y軸の周りの回転方向の位置決めと、ピッチ方向の位置決めとを可能にするクレーン状の回転支持構造２０１によって支持される。その大きさ故に、消火器２００の排出口２０７の位置決めは、装置を位置決めし制御するための遠隔制御ユニット２０２を使用する使用者２２９によって実行される。

上述の消火器１、１００、あるいは２００のいずれかを作動させる際に、このような消火器は周囲環境に高濃度の粉末を給送することができるので、使用者は安全上及び健康上の理由のために好適なマスク、及び／又は、呼吸濾過装置を着用する必要があるであろう。

本明細書で用いられる用語「からなる」及び「含む」（そして、それらの文法上の変形）は包括的な意味で用いられ、「のみからなる」の排他的意味ではない。

Claims (5)

1. 空気吸入口及び空気排出口を備える管路と、
   火を消すために前記吸入口から前記排出口へ空気の流れを給送するための送風ユニットと、
   前記吸入口に入る空気の流れを、前記排出口を介して前記火まで給送する前に、冷却するために水を用いる冷却装置と、
   冷却された空気の流れが前記排出口を離れる前に、その中に粉末を投入し混入させるための粉末給送システムとからなり、
   前記空気の流れは比較的ごくわずかな水によって少なくとも２０度冷却される消火器。
2. 前記冷却装置は、第１のリザーバから、前記空気吸入口に配置された、あるいは近接して配置された吸水性媒体上に水を滴下供給するように構成された滴下供給組立品と、前記吸入口の下流に配置された霧蒸発組立品とからなる、請求項１に記載の消火器。
3. 前記霧蒸発組立品は少なくとも一つの螺旋形状パネルを備える、請求項２に記載の消火器。
4. 前記霧蒸発組立品は前記少なくとも一つの螺旋形状パネルの下流で蒸発していない水を除去するための媒体を備える、請求項３に記載の消火器。
5. 前記粉末給送システムはベンチュリノズルを含み、該ベンチュリノズルを通って前記粉末が、前記排出口を出る前の前記冷却された空気の流れ内に投入される、請求項１に記載の消火器。

Images