JP5189122B2 - フォームチャンバ - Google Patents

Description

この発明は、石油等の危険物を貯蔵する貯蔵タンク等に設けられる泡消火設備に関するもので、更に述べれば、前記泡消火設備に用いられるフォームチャンバに関するものである。

前記貯蔵タンクを有する各種施設等には、一般に泡消火設備が設けられているが、この様な泡消火設備において、フォームチャンバを備えているものがある。前記フォームチャンバは、貯蔵タンク上部の気体層の側面に取り付けられ、前記貯蔵タンク火災時には、送出された泡水溶液を規定の倍率で発泡させ、前記貯蔵タンク内の液面を消火用泡で覆う機器である。

このフォームチャンバは、大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンクに設けられる泡消火設備に装備され、該貯蔵タンクに連接する泡放出口と、該泡放出口とガラス板で形成される遮断部を介して連通する発泡器とを備えており、前記遮断部には、筒状本体の出口部を閉鎖する遮蔽部材が設けられている。前記遮蔽部材としてガラス板が用いられているが、その理由は、貯蔵タンクの内容物の気化ガスによる二次側の腐食環境に対応するとともに、沿岸部に設置され、一次側が外気に晒されることによる塩害に対応するためである。

このフォームチャンバでは、常時は前記出口部がガラス板で閉鎖されるが、火災時には前記ガラス板が泡放出圧力で破壊されるので、消火用泡が前記泡放出口から貯蔵タンク内に放出され、窒息消火が行われる（例えば、特許文献１、２、参照）。

前記ガラス板は、割れやすいので、貯蔵タンク内の圧力上昇や地震等によって破損することがある。そのため、頻繁に検出しなければならないが、この検出は、前記ガラス板が内蔵されている泡室のハッチを開け、目視により行われている。

実公昭５７−４２４５４号公報 実公昭５７−５００５１号公報

前記泡室のハッチは、一般に、検出作業員の背丈よりも高い、貯蔵タンクの上部近傍に設けられているので、前記検出作業を行うときには、梯子や階段を昇り降りして前記ハッチと地面との間を往復しなければならない。そのため、時間と労力がかかり、能率よく検出作業を行うことができない。又、前記梯子等の昇り降りは、危険が伴うので、安全上も問題がある。

この発明は、上記事情に鑑み、簡単に前記ガラス板の破損を検出できるようにすることを目的とする。

この発明は、大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンクに設けられる泡消火設備に装備され、該貯蔵タンクに連接する泡放出口と、該泡放出口とガラス板で形成される遮断部を介して連通する発泡器とを備えるフォームチャンバにおいて、前記ガラス板の破損を検出する検出手段を備えたことを特徴とする。

この発明の前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の表面に密着された導電パターンと、該導電パターンの断線を検出する手段とを備えていることを特徴とする。この発明の前記導電パターンは、前記遮断部の一次側のガラス面に密着され、塩害保護用のコーティング層を備えていることを特徴とする。この発明の前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の縁に超音波探触子を備え、超音波の変化によって、該ガラス板の破損を検出することを特徴とする。この発明の前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の縁に設けられ、所定角度で光軸が交差する投光器と受光器とを備え、反射光の変化によって、該ガラス板の破損を検出することを特徴とする。

この発明の前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、該ガラス板の縁に係止される重りと、該ガラス板の破損による前記重りの落下に伴って機械的に破壊表示を行う手段と、を備えていることを特徴とする。この発明の前記ガラス板は、強化ガラスにより形成されていることを特徴とする。

この発明は、前記ガラス板の破損を検出する検出手段を備えているので、従来例のように、検出作業員が梯子等を上り下りしてハッチを開閉して、前記ガラス板を目視検出しなくとも、前記ガラス板の破損を知ることができる。そのため、従来例に比べ、検出コストを大幅に低減できるとともに、安全に検出作業を行うことができる。又、上前記検出手段を利用して遠隔監視を行うことも可能となる。

前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の表面に密着された導電パターンと、該導電パターンの断線を検出する手段とを備え、該導電パターンが断線し通電しなくなることによって、該ガラス板の破損を検出することができる。前記検出手段は、前記ガラス板の縁に超音波探触子を備え、反射する超音波の変化によって、該ガラス板の破損を検出することができる。前記検出手段は、前記ガラス板の縁に設けられ、所定角度で光軸が交差する投光器と受光器とを備え、反射光の変化によって、該ガラス板の破損を検出することができる。前記検出手段は、該ガラス板の縁に係止される重りと、該ガラス板の破損による前記重りの落下に伴って機械的に破壊表示を行う手段と、を備えているので、検出信号、又は、機械的な破壊表示により外部から該ガラス板の破損を確認することができる。

この発明の前記導電パターンは、前記遮断部の一次側のガラス面に密着され、塩害保護用のコーティング層を備えているので、前記電導パターンの腐食を防止することができ、長期に渡り安定してガラス板の監視をすることができる。

この発明の前記ガラス板は、強化ガラスにより形成されているので、前記ガラス板が破損した場合、その内圧によって自ら粉々になる強化ガラスの性質により、前記ガラス板が半端に破損した状態となって、前記検出手段が不動作となることを防止するとともに、破損を確実に検出することができる。

本発明の第１実施形態を示す正面図である。 図１の要部を示す図で、遮断部の拡大図である。 図２のIII―III断面図である。 図２の鎖線で丸く囲んだ部分の拡大図である。 本発明の第１実施形態の他の実施例を示す図で、図３に対応する図である。 正常状態のガラス板の拡大図である。 図６の鎖線で丸く囲んだ部分の拡大図である。 破損状態のガラス板の拡大図である。 図８の鎖線で丸く囲んだ部分の拡大図である。 本発明の第２実施形態を示す正面図で、図４に対応する図である。 本発明の第２実施形態の遮断部の断面図で、図１１（Ａ）は、平常時の状態を示す図、図１１（Ｂ）は異常時の状態を示す図である。 本発明の第３実施形態を示す縦断面図で、図４に対応する図である。 本発明の第３実施形態の遮断部の断面図で、図１３（Ａ）は、平常時の状態を示す図、図１３（Ｂ）は異常時の状態を示す図である。 本発明の第４実施形態を示す縦断面図である。 図１４の上部の鎖線で丸く囲んだ部分の拡大図である。 図４のＸＶ−ＸＶ断面図で、遮断部の上面図である。 図１４の下部の鎖線で丸く囲んだ部分の拡大図で、標識板が揚げられた状態を示す図である。 図１４の下部の鎖線で丸く囲んだ部分の拡大図で、標識板機構の拡大側面図の一部を示す図である。

この発明の第１実施形態を図１〜図９により説明する。大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンク、例えば、石油等の危険物を貯蔵するタンクＴ、の上部気体層外周面には、泡消火設備に装備されたフォームチャンバ１が設けられている。このフォームチャンバ１は、前記貯蔵タンクＴに連接する泡放出口４ａと、該泡放出口４ａとガラス板１０で形成される遮断部Ｓを介して連通する発泡器２と、を備えている。

前記タンクＴの上部内周面には、前記泡放出口４ａとフランジ結合された連結管を介してタンクＴ内に開口した開口部と対向するデフレクタ４ｂが配設されている。前記泡放出口４ａは、泡室４に連通している。前記泡室４の内部には、遮断部Ｓが設けられているが、この遮断部Ｓには、筒状本体３の上端を閉鎖するガラス板１０が設けられている。前記遮断部Ｓは、泡室４内に突出し、所定間隔をおいて前記泡室４の天井に設けたハッチ１９と対向している。

前記ガラス板１０は、円板状に形成され、その片面には、導電パターン１１が密着されている。この導電パターン１１は、例えば、図３に示すように、互いに導通する複数のＣ字状電線１１ａ〜１１ｆを同心状に形成されたり、又は、図５に示すように、所謂二重の渦巻き状に形成され、一本の導電路を形成する。そして、前記導電パターンの断線を検出する手段を設け、前記ガラス板１０の破損を検出する。

前記導電パターン１１は、前記ガラス板１０の上面１０ｂ又は下面１０ａいずれにも配設することができるが、次の理由により、遮断部Sの一次側、即ち、ガラス板１０の下面１０ａに装着することが望ましい。
ａ：遮断部Ｓの二次側、即ち、ガラス板の上面１０ｂは、貯蔵タンクＴの内容物の気化によって腐食性ガスの環境にあること。
ｂ：貯蔵タンクＴの内圧上昇によってガラス板１０が割れる場合、該ガラス板１０の一次側方向、即ち、ガラス板１０下面１０ａの方向に亀裂が入ること。
ｃ：遮断部Ｓの一次側、即ち、ガラス板１０下面１０ａは、発泡器２の空気取入口２ａを介して外気に暴露しており、一般に貯蔵タンクＴが沿岸部に立地することから塩害を受けやすい。しかしながら、塩分に対しては、コーティングによって防御可能であること。

前記ガラス板１０の下面１０ａには、塩害や腐食等に対処するため、フッ素樹脂などがコーテイングされているので、前記導電パターン１１は、図６、図７に示すように、前記コーテイング層１６に覆われている。前記導電パターン１１の結線部１２は、ガラス板保持部材１８の環状凹部１３に収容されている。前記結線部１２は、破損判断部である検出回路（図示省略）に接続されている。前記ガラス板１０の周縁部１０ｃは、前記環状凹部１３に収容され、上側シールリング板２０ａと下側シールリング板２０ｂにより挟持されている。

ここで、検出回路とは、外部電源又は内部電源により導電パターンに電流を流して導電しているときには、正常と判断し、導電が無いときには異常と判断して警報手段を動作させるものである。

前記保持部材１８の上面には、押さえ部材１４が設けられているが、この押さえ部材１４はボルト１５を締め付けることにより前記保持部材１８に固定されるとともに、ガラス板１０を挟んでいる上側及び下側シールリング板２０ａ、２０ｂは押圧されるので、シールされる。なお、Ｐは、筒状本体３の基端部に連結された泡水溶液の供給管、１９は泡室４の上端部に設けられたハッチ（検出口蓋部）、をそれぞれ示す。

この発明の第１実施形態の作動について説明する。
「ガラス板が破損していない場合」（正常時）
導電パターン１１には、電流が流れて導通しているので、検出回路は正常と判断し、警報を発しない。。

「ガラス板が破損している場合」（異常時）
地震などによりガラス板１０が破損し、亀裂Ｒが発生すると、図８、図９に示すように、導電パターン１１の導体が切断され、通電しなくなるので、検出回路はガラス板の破損（異常）と判断し、警報を発する。そのため、ガラス板１０が破損していることがわかる。この警報は、警報解除の操作をしない限り継続して行われる。

この警報手段として、当該フォームチャンバ１の外部の目立つ場所に閃光灯等の発光器を設け、目視で確認することができるようにしても良いし、又、電子サイレン等の音響装置を設け、警報音で確認できるようにしても良い。

電子装置を用いる場合、導電パターン１１に連結される検出回路は、当該フォームチャンバ１の外壁に収納箱を設けて装備し、駆動電力源は外部からの電線を介して別置の電源装置から供給しても良いし、又は、当該フォームチャンバ１の外部に太陽電池等の発電装置と蓄電器を組み合わせた電源装置を設けても良い。なお、太陽電池を用いると電路工事を省略することができる。

前記ガラス板１０の破損検出結果を遠隔監視する場合には、前記導電パターン１１の両端に電線を接続し、該電線を監視所に設けた監視装置に連結して前記導電パターン１１の導通の有無を常時監視すれば良い。更に、前記検出回路から無線送信機を介して監視所に断線信号を発信しても良い。

なお、この導電パターン１１は、ガラス板１０が完全に割れる前に断線するので、破損の初期段階で破損を知ることができる。例えば、貯蔵タンクＴ内にガスなどの気体が貯留されている場合には、ガラス板１０の破損が小さくとも、破損部からガスが外部に漏れてしまう危険があるので、破損の早期発見・早期対処は極めて重要なことである。

この発明の第２実施形態を図１０、図１１により説明するが、図１〜図９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主なる相違点は、ガラス板の破損を検出する検出手段として、導電パターンの代わりに、超音波探触子２３を用いることである。

即ち、この実施形態では、前記ガラス板１０の縁（端面）１０ｅに超音波探触子が密着して設置され、図示しない検出回路に接続される。ここで検出回路とは、超音波探触子が超音波パルスを発して、反射して戻ってくる超音波を電気信号として受信し、超音波パルスを発してから戻ってくる迄の時間及びその波高値が所定範囲内にある場合を正常と判断し、超音波パルスを発してから戻ってくる迄の時間が所定範囲よりも短い値であった場合及びその波高値が所定範囲よりも大きい値であった場合に、異常と判断して警報手段を動作させるものである。

「ガラス板が破損していない場合」（正常時）
超音波探触子２３からその前方に広角で発した超音波パルスＬ１は、ガラス板１０の内部下面１０ａに沿って進行し、ガラス板１０の端面１０ｅで反射して超音波探触子２３に戻ってくる。そのため、ガラス板１０の亀裂による反射がないことがわかる。

「ガラス板が破損している場合」（異常時）
超音波探触子２３から発した超音波パルスＬ２は、ガラス板の面に沿って進行し、前記ガラス板１０の端面１０ｅに向かうが、その途中に亀裂Ｒがあると、その亀裂部分Ｒで反射し超音波探触子２３に戻ってしまう。そのため、正常時の反射よりも距離が近くて大きな信号となるとともに、反射されて戻ってくるまでの時間が短縮される。上記信号と時間とを検出回路によって検出し、ガラス板１０の破損を検出する。前記検出回路は、フォームチャンバ１の外壁に設置した収納箱に収納されている。なお、ガラス板の破損検出結果の処理は、前記実施形態と同様に行う。

この発明の第３実施形態を図１２、図１３により説明するが、図１〜図１１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１実施形態との主なる相違点は、ガラス板の破損を検出する検出手段として、導電パターンの代わりに、発光器３０ｂと受光器３０ａを用いることである。

即ち、この実施形態では、前記ガラス板１０の縁（端面）１０ｅに、所定角度で光軸が交差する一対の発光器３０ｂと受光器３０ａが設置されて、図示しない検出回路に接続されている。ここで検出回路とは、発光器からその前方に広角で光パルスを発し、反射して戻ってくる光を受光器で電気パルスとして受信し、光パルスを発してから戻ってくる迄の時間およびその波高値が、所定範囲内にある場合を正常と判断し、その光パルスを発してから戻ってくる迄の時間が所定範囲よりも短い値であった場合及びその波高値が所定範囲よりも大きい値であった場合に、異常と判断して警報手段を動作させるものである。

「ガラス板が破損していない場合」（正常時）
発光器３０ｂからの光Ｌ３は、ガラス板１０の内部を下面１０ａに沿って進行し、ガラス板１０の端面１０ｅで反射して受光器３０ａに到達する。そのため、ガラス板１０の亀裂による反射がないことがわかる。

「ガラス板が破損している場合」（異常時）
発光器３０ｂからの光Ｌ４は、ガラス板１０の内部を下面１０ａに沿って進行し、前記ガラス板１０の端面１０ｅに向かうが、その途中に亀裂Ｒがあると、その亀裂部分Ｒで反射し受光器３０ａに到達する。そのため、正常時の反射よりも距離が近くて大きな信号となるとともに、反射されて戻ってくるまでの時間が短縮される。上記信号と時間とを検出回路によって検出することにより、ガラス板１０の破損が検出され、警報等が発せられる。なお、ガラス板の破損検出結果の処理は、前記実施形態と同様に行う。

この発明の第４実施形態を図１４〜図１８により説明するが、図１〜図１３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１実施形態との主なる相違点は、ガラス板の破損を検出する検出手段として、導電パターンの代わりに、次のような機械的に破壊表示を行う手段を用いることである。即ち、この実施形態では、ガラス板保持部材１８の環状凹部１３には、ガラス板１０の周縁部１０ｃに係止されているフック４０が配設され、該周縁部１０ｃはシール部材４２、４３により囲まれてシールされている。

前記フック４０には、重り４５を付けたワイヤ４７の一端を係止させ、該ワイヤ４７の他端は、回転軸５０の内部側に固定された棒状部材５２の端部に連結されている。前記回転軸５０は、フォームチャンバ１の遮断部Ｓの一次側の壁面を貫通する軸受４９により支持されている。前記ワイヤ４７の長さは、重り４５が落下したときに発泡器２を破損せぬよう、発泡器２に接触しない程度としておくことが望ましい。前記軸受４７に支持された回転軸５０の外部側には、例えば、赤色の標識板５４を設けた棒状部材５６を固定しておく。この標識板５４は、機械的に破壊表示を行う手段の一例であり、常時には、標識カバー５８内に収納されている。

「ガラス板が破損していない場合」（正常時）
フック４０は、ガラス板１０の縁１０ｅに係止して保持されているので、重り４５が落下することがない。そのため、標識板５４が回転して標識カバー５８から露出することはない。

「ガラス板が破損している場合」（異常時）
ガラス板１０が割れると、ガラス板１０の縁１０ｅに引っ掛けて重り４５を係止していたフック４０は、脱落するので、前記重り４５が落下する。そうすると、前記棒状部材５２は、ワイヤ４７に引っ張られて回転軸５０を回転させるので、同じ回転軸５０に支持されている標識板５４も約１８０度回転し垂直状態となる。その結果、標識板５４は標識カバー５８内から現れるので、ガラス板１０の破損を外部から目視で確認することができる。

なお、この機械的機構は、ガラス板１０のひび割れ程度では、作動しない可能性があるので、このガラス板は強化ガラスで形成することが好ましい。強化ガラスは、破損時には内圧により粉々になるので、前記機械的機構を確実に動作させることができる。標識板５４の位置に、或いは、標識板５４の代わり、リミットスイッチを設けておくと、このスイッチの信号を以って、第１実施形態と同様に、発光器や音響装置で確認できるし、検出信号を外部に送出して遠隔監視することもできる。

１ フォームチャンバ
２ 発泡器
３ 筒状本体
１０ ガラス板
１０ａ ガラス板の下面
１０ｅ ガラス板の縁
１１ 導電パターン
１２ 結線部
１６ コーティング層
１９ ハッチ
２３ 超音波探触子
３０ａ 受光器
３０ｂ 発光器
４５ 重り
５４ 標識板

Claims (7)

1. 大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンクに設けられる泡消火設備に装備され、該貯蔵タンクに連接する泡放出口と、該泡放出口とガラス板で形成される遮断部を介して連通する発泡器と、を備えるフォームチャンバにおいて、
   前記ガラス板の破損を検出する検出手段を備えたことを特徴とするフォームチャンバ。
2. 前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の表面に密着された導電パターンと、該導電パターンの断線を検出する手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のフォームチャンバ。
3. 前記導電パターンは、前記遮断部の一次側のガラス面に密着され、塩害保護用のコーティング層を備えていることを特徴とする請求項２記載のフォームチャンバ。
4. 前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の縁に超音波探触子を備え、超音波の変化によって、該ガラス板の破損を検出することを特徴とする請求項１記載のフォームチャンバ。
5. 前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、前記ガラス板の縁に設けられ、所定角度で光軸が交差する投光器と受光器とを備え、反射光の変化によって、該ガラス板の破損を検出することを特徴とする請求項１記載のフォームチャンバ。
6. 前記ガラス板の破損を検出する検出手段は、該ガラス板の縁に係止される重りと、該ガラス板の破損による前記重りの落下に伴って機械的に破壊表示を行う手段と、を備えていることを特徴とする請求項１記載のフォームチャンバ。
7. 前記ガラス板は、強化ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項６記載のフォームチャンバ。

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