JP5508919B2

JP5508919B2 - 高膨張泡消火設備

Info

Publication number: JP5508919B2
Application number: JP2010082398A
Authority: JP
Inventors: 眞志村田
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011212166A

Description

この発明は、例えば石油タンクのピット、石油コンビナートのカルバート、或いは船室、船倉等に設備される高膨張泡消火設備に関する。

泡消火設備は、泡を放出して、火源を埋め尽くして消火するものであるが、放出する泡の発泡倍率（泡水溶液と生成した泡の体積比）が８０以上１０００未満のものを一般に高膨張泡消火設備といっている。

高膨張泡消火設備において、発泡機の後部側に設けた放射ノズルから発泡機の前部側に設けた発泡網に向けて泡水溶液を放出し、泡水溶液の放出の勢いで周囲の空気を吸引し、泡水溶液と空気とを発泡網に衝突させることで発泡する方式（アスピレータ式）のものがある。

また、高膨張泡消火設備には、消火対象の区画外の空気を吸引する方式（アウトサイドエア式）のものと、消火対象の区画内の空気を吸引する方式（インサイドエア式）のものとがある（インサイドエア式のものとして、例えば、特許文献１参照）。インサイドエア式のものは、消火対象の区画内の空気を吸引するものであり、アウトサイドエア式と異なり、消火対象の建物の壁等に大きな穴を開けたりする必要がないので、設備費を安くすることができるという利点がある。

特開平０６−１６５８３７号公報

しかしながら、インサイドエア式の高膨張泡消火設備の場合、空気を吸引する際に、火災により発生した煙も一緒に吸引してしまい、その煙により発泡倍率がアウトサイドエア式のものに比べて低くなるという問題がある。

この発明は、前記の事情に鑑み、高膨張泡消火設備において、発泡倍率が低くなるのを防ぐことができるようにすることを目的とする。

この発明は、筒状に形成された発泡機本体と、該発泡機本体の先端側に設けられた発泡用網と、該発泡機本体内部の後端側に設けられ、該発泡用網に向かって泡水溶液を放射する放射ノズルとを有する発泡機を備えた高膨張泡消火設備において、該放射ノズルとして、円錐状に広がる泡水溶液の放射パターンを有すると共に、放射流量がそれぞれ０．５ＭＰａの放射圧力で５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎであり、且つ放射する泡水溶液の液滴の平均粒子径がそれぞれ３２０μｍ〜４６０μｍであるノズルを複数個備え、また、該複数個の放射ノズルをほぼ等間隔に配置して設けたことを特徴とする高膨張泡消火設備である。

また、この発明は、該複数個の放射ノズルは、該発泡機本体の幅方向断面積中、約０．１ｍ ^２あたり、４個設けられていることを特徴とする高膨張泡消火設備である。

この発明は、円錐状に広がる泡水溶液の放射パターンを有すると共に、放射流量がそれぞれ０．５ＭＰａの放射圧力で５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎであり、且つ放射する泡水溶液の液滴の平均粒子径がそれぞれ３２０μｍ〜４６０μｍであるノズルを用いる。このようにして放射する泡水溶液の液滴の平均粒子径を従来例に比べて小さく、またその１個あたりの放射流量も従来例に比べて少ないものとすることで、吸引する空気中に煙が含まれていても、十分な発泡倍率を得ることができる。

即ち、この発明によれば、発泡倍率が低くなるのを防ぐことができるようにすることができる。

この発明の高膨張泡消火設備における発泡機の断面図である。同上の放射ノズルの配置構造（図１のＡ−Ａ線断面視）を模式化して示した説明図である。同上の放射ノズルの他の例の配置構造（図１のＡ−Ａ線断面視）を模式化して部分的に示した説明図である。従来例の放射ノズルの配置構造を示した図２及び図３に対応する図である。

先ず、この発明の高膨張泡消火設備の基本的構成について説明する。

図１に示したように、高膨張泡消火設備１０はいわゆる高膨張の泡を放出する発泡機１を備えており、この発泡機１が火災監視区画である部屋（室）内に設けられている。なお、高膨張泡消火設備１０は、いわゆるインサイドエア式のものであり、発泡機１内に監視区画内の空気を吸引する方式のものである。

発泡機１は、筒状、例えば断面方形状の発泡機本体１ｃを備えており、発泡機本体１ｃの先端１ａ側には、断面山形状の発泡用網２が設けられている。発泡機本体１ｃの後端１ｂ側には、泡水溶液を発泡用網２に向けて放射する放射ノズル３が複数個、発泡機本体１内に内蔵されて設けられている。これら放射ノズル３は、何れも、発泡用網２に向けて円錐状に広がる泡水溶液の放射パターン３ａを有している。

なお、高膨張泡消火設備１０は、いわゆるアスピレータ式のものであって、且つインサイドエア式のものであり、放射ノズル３が泡水溶液を放射することによって生じる負圧によって空気を吸引する方式のものであると共に、監視区画内の空気を発泡機１内に取り込む方式のものである。

高膨張泡消火設備１０は、図示は省略するが、火災感知器や制御盤等をさらに備えており、監視区画内で火災が発生すれば、その火災を火災感知器が感知し、制御盤を介して設備が起動するようになっている。設備の起動により、放射ノズル３から泡水溶液が液滴となりながら、円錐状の放水パターン３ａで放射されることとなる。アスピレータ式であり、インサイドエア式であるこの設備においては、放射ノズル３から放射される泡水溶液が監視区画内の空気Ｋを吸引しながら、発泡用網２に向かって進行する。そして、発泡用網２に当たって、その網目を通る際に空気を抱え込んで発泡し、泡として発泡用網２から放出されるようになっており、泡水溶液が吸引する空気Ｋには火災により発生した煙が含まれている可能性があるものとなっている。

次に、この発明の高膨張泡消火設備１０における放射ノズル３の詳細について説明する。

高膨張消火設備における従来設定の放射ノズルは、放射流量が約０．５ＭＰａの放射圧力で約２０Ｌ／ｍｉｎ〜約４０Ｌ／ｍｉｎである。図４は、放射流量が約０．５ＭＰａの放射圧力で約４０Ｌ／ｍｉｎの従来設定の放射ノズルＰＮの発泡機本体ＰＢへの配置構造を模式化して示したものであるが、ノズルＰＮは発泡機本体ＰＢの幅方向断面（図１のＡ−Ａ線断面に相当する断面）の面積中、約０．１ｍ² （Ｓ１）あたりに１個設けられている。例えば、発泡機本体ＰＢの幅方向断面積全体が約０．８ｍ²とすると、放射ノズルＰＮは全体で８個設けられている。なお、この従来設定の放射ノズルＰＮから放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径は、後記する比較例における実験結果に示す通り、約５１０μｍであった。

この発明の高膨張泡消火設備１０においては、放射ノズル３として、前記従来例に比べて、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径が小さいものを用いており、具体的には、１個あたりの泡水溶液の放射流量が少ないノズルを用いている。ここで、放射ノズル３から放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径は、１個あたりの泡水溶液の放射流量を少なくすることで小さくすることができる。

より具体的には、放射ノズル３としては、その平均粒子径が約４６０μｍ以下（勿論０μｍは除く）、例えば、約３２０μｍ〜４６０μｍのノズルを用いることができ、また、その放射流量が約０．５ＭＰａの放射圧力で約１０Ｌ／ｍｉｎ以下（勿論０Ｌ／ｍｉｎは除く）、例えば、約２Ｌ／ｍｉｎ〜約１０Ｌ／ｍｉｎのノズル、即ち、従来設定のノズルＰＮの約１／２０〜約１／２の放射流量のノズルを用いることができる。ここで、このように、従来例に比べて、平均粒子径の小さいノズルや放射流量の少ないノズルとしては、従来例に比べて、放射ノズルの放射口の口径が小さいものを用いることができる。

なお、放射ノズル３は、従来設定のものに比べて、放射流量の少ないノズルを用いており、１個あたりの放射流量が少なくなる。よって、そのノズルの個数は、従来設定のものを用いる場合に比べて、全体として必要な放射流量が得られる程度に、全体として多くなっている。

図２は、放射ノズル３として、その放射流量が約０．５ＭＰａの放射圧力で約５〜１０Ｌ／ｍｉｎのノズルを用いた場合の発泡機本体１ｃへの配置構造を模式化して示したものである。なお、放射ノズル３として、この放射流量のノズルを用いた場合、後記する実験例１に示す通り、そのノズルから放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径は約３２０〜４６０μｍであった。

また、図２に示す発泡機本体１ｃの幅方向断面（図１のＡ−Ａ線断面）の全面積は、図４の従来例と同様約０．８ｍ²であるが、同図の例の約０．５Ｍｐａの放射圧力で平均粒子径が約３２０〜４６０μｍの泡水溶液を放射する放射ノズル３は前記従来例に比べて放射流量が少なくなることから、全体として必要な放射流量を得るために、放射ノズル３は、その幅方向断面積中、約０．１ｍ²（Ｓ１）の面積（例えば、縦横の長さＬ１は約０．３２ｍ）あたりに例えば４個、全体として例えば３２個設けられたものとすることができる。なお、これらの放射ノズル３の配置は、図２に示すように、ほぼ等間隔のものとなっている。

図３は、放射ノズル３として、その放射流量が約０．５ＭＰａの放射圧力で約２Ｌ／ｍｉｎのノズルを用いた場合の発泡機本体１ｃへの配置構造を発泡機本体１ｃの幅方向断面積中、約０．１ｍ² （Ｓ１）の面積（例えば、縦横の長さＬ１は約０．３２ｍ）の範囲について模式化して示したものである。

また、図３の例の放射ノズル３は前記従来例に比べて放射流量が少なくなることから、全体として必要な放射流量を得るために、放射ノズル３は、その幅方向断面積中、約０．１ｍ² の面積（Ｓ１）あたりに例えば１６個設けられたものとなっており、発泡機本体１ｃの幅方向断面積全体が約０．８ｍ² である場合は、全体として例えば１２８個設けらるものとなっている。なお、これらの放射ノズル３の配置は、図２の例と同様に、ほぼ等間隔のものとなっている。

前記の通り、この発明の高膨張消火設備１０においては、放射ノズル３として、前記従来例に比べて、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径が小さく、また１個あたりの泡水溶液の放射流量が少ないノズルを用いているが、そのようなノズルを用いることで、次に示す実験の結果から、吸引する空気中に煙が含まれていても、十分な発泡倍率を得ることができるということができる。

[比較例]
比較例として、図４の従来設定のノズルＰＮ、即ち、約０．５ＭＰａの放射圧力で約４０Ｌ／ｍｉｎの放射流量を有するノズルを用いて、そのノズルＰＮの配置は図４に示した通りとして、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径と煙存在下の発泡倍率について調べた。その結果、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径は約５１０μｍであり、発泡倍率は約３００倍であった。

[実験例１]
実験例１として、図２のこの発明の放射ノズル３の一例である約０．５ＭＰａの放射圧力で約５〜１０Ｌ／ｍｉｎの放射流量を有するノズルを用いて、そのノズル３の配置は図２に示した通り約０．１ｍ²（Ｓ１）あたりに４個設け、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径と煙存在下の発泡倍率について調べた。その結果、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径は約３２０〜４６０μｍであり、発泡倍率は約８５０であった。

前記の実験結果の通り、比較例１に比べて、実験例１は、発泡倍率が高く、十分なものとなっている。即ち、放射ノズル３として、１個あたりの泡水溶液の放射流量が少ないノズルを用いることで、従来例に比べて、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径が小さくなるので、吸引する空気中に煙が含まれていても、十分な発泡倍率が得られるものとなっている。

なお、この発明の放射ノズル３において、前記のような十分な発泡倍率が得られたのは、放射される泡水溶液の液滴の１粒子あたりのエネルギーが小さくなっていることが一因としてあると考えることができる。即ち、発泡機が吸引する空気中に煙が含まれている場合におきる発泡倍率の低下は、放射される泡水溶液中、発泡用網の網目を液滴のまま通過してしまうものが多くあることによるものと考えることができる。その一因として、泡水溶液の液滴の１粒子あたりのエネルギーが大きいことがあげられる。そして、この発明の放射ノズル３のように、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径を小さな状態にして放射できるノズルを用いることで、放射される液滴の一粒子あたりのエネルギーを小さくすることができる。それにより、発泡用網の網目を液滴のまま通過してしまうものを減らすことができる。その結果、発泡用網の網目で泡膜を形成した上で通過するものを増やすことができることにより、前記のような十分な発泡倍率が得られたと考えることができる。また、平均粒子径が小さくなると、泡水溶液の粒子分布が均等になることも、十分な発泡倍率が得られる要因の１つである。

また、本発明の放射ノズル３において、十分な発泡倍率が得られたのは、発泡機に吸引される空気量が増大したことが一因として挙げられる。本発明の放射ノズル３は、従来設定放射ノズルＰＮに比べ、ノズル１個あたりの流量が少なく、ノズル数は多くなっている。よって、本発明の放射ノズル３は、全体のノズル流量は従来設定のものと変わらないが、放射される泡水溶液が空気と触れる表面積が大きくなるため、空気Ｋを吸引する量が従来設定のものより増加する。したがって、十分な発泡倍率が得られたと考えられる。上記要因をさらに説明すると、本発明の放射ノズル３は、全体のノズル流量は従来設定のものと変わらないが、放射される泡水溶液が空気と触れるノズルパターンの外側の表面積が大きくなる。空気Ｋはノズルから放射される泡水溶液のノズルパターンの外側の流速によって吸引されるので、放射ノズル３を備えた発泡機の空気Ｋを吸引する量は従来設定のものより増加する。発泡網に形成された泡膜が吸引された空気Ｋを抱きこむことで泡が形成されるので、空気Ｋをより多く吸引するほど発泡倍率は向上する。したがって、本発明の放射ノズル３を備えた高膨張泡消火設備では十分な発泡倍率が得られたと考えられる。

以上説明したように、この発明の高膨張泡消火設備１０は、放射ノズル３として、前記従来例に比べて、放射される泡水溶液の液滴の平均粒子径が小さく、また１個あたりの泡水溶液の放射流量が少ないノズルを用いていることで、吸引する空気中に煙が含まれていても、十分な発泡倍率を得ることができるものとなっている。

１発泡機
１ａ先端（発泡機）
１ｂ後端（発泡機）
１ｃ発泡機本体
２発泡用網
３放射ノズル
３ａ放射パターン
１０高膨張泡消火設備
ＰＢ発泡機本体（従来例）
ＰＮ放射ノズル（従来例）

Claims

筒状に形成された発泡機本体と、該発泡機本体の先端側に設けられた発泡用網と、該発泡機本体内部の後端側に設けられ、該発泡用網に向かって泡水溶液を放射する放射ノズルとを有する発泡機を備えた高膨張泡消火設備において、
該放射ノズルとして、円錐状に広がる泡水溶液の放射パターンを有すると共に、放射流量がそれぞれ０．５ＭＰａの放射圧力で５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎであり、且つ放射する泡水溶液の液滴の平均粒子径がそれぞれ３２０μｍ〜４６０μｍであるノズルを複数個備え、
また、該複数個の放射ノズルをほぼ等間隔に配置して設けたことを特徴とする高膨張泡消火設備。
該複数個の放射ノズルは、該発泡機本体の幅方向断面積中、約０．１ｍ ^２あたり、４個設けら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。