JP5902591B2 - 高膨張泡消火設備 - Google Patents

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、従来のインサイドエア式の高膨張泡消火設備の場合、発泡機の後端に設けられたすべての放射ノズルから、同一の噴霧角、且つ同一の流量等の放水パターンで泡水溶液が放射されていた。そのため、外側のノズルから放射される泡水溶液の放射パターンは、内側のノズルよりも早い段階で発泡機本体の内壁に衝突し、放射パターンの表面積が小さくなる。この結果、放射パターンによる泡水溶液と空気の接触面積が小さくなり、空気を十分に吸引できず、発泡倍率が低下するという問題があった。

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、発泡機本体の先端側に設けられた発泡用網と、発泡機本体内部の後端側設けられ、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、放射ノズルは、泡水溶液の放射方向と直交する発泡機本体垂直断面上に等間隔に配置され、等間隔に配置して設けられた放射ノズルのうち、垂直断面上の外周側に位置する放射ノズルと、垂直断面上の略中央に位置する放射ノズルの放射流量比を、１：１．１〜１０とすることを特徴とする。

また、放射ノズルは、発泡機本体の高さ方向および幅方向に３列以上設け、放射流量比を段階的に少なくすることを特徴とする。

この発明は、発泡機の後端側に均等に配置されたノズルのうち、外周側のノズルの流量を中央のノズルの流量より少なくした。これにより、発泡機に空気が効率よく取り込まれるので、所定時間に同じ流量の泡水溶液を放射した場合と比べて煙状況下での発泡倍率が向上する。

この発明の高膨張泡消火設備における発泡機の平面断面図である。

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

発泡機は、筒状、例えば断面方形状の発泡機本体１を備えており、筒状に形成された発泡機本体１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１の後端１ｂ側には、泡水溶液を発泡用網２に向かっ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に向かって円錐状に広がる泡水溶液の放射パターンＰを有している。さらに発泡機本体１は放射ノズル３の後端に防護領域内の空気を発泡網２に供給するための空気取込口４が設けられている。

なお、高膨張泡消火設備は、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、つまり、放射ノズル３が円錐状に広がる放射パターンＰで泡水溶液を放射する勢いによって、放射パターンＰの表面積と接する空気を巻き込むことで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本体１内に取り込む方式のものである。

高膨張泡消火設備は、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Ｐで放射されることとなる。

また、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Ｋ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における放射ノズル３の詳細について説明する。
図１は、放射ノズル３の発泡機本体１への配置構造を模式化して示したものである。

放射ノズル３は、泡水溶液の放射方向と直交する発泡機本体１の垂直断面上に等間隔に配置されている。より具体的に述べると、発泡機本体１の高さ方向に１行設け、発泡機本体１の幅方向に少なくとも３列以上、例えば３列横並びに等間隔となるように設けられている。これにより、発泡機本体１の左右の側壁に近い位置に２つ、発泡機本体１の垂直断面上の中央に１つの放射ノズルが配置されることとなる。以下、これらの放射ノズルについては、発泡機本体１の側壁に近い２つの放射ノズルを補助ノズル３ｓ、発泡機本体１の垂直断面上中央に設けられた放射ノズルを主ノズル３ｍとする。

次に、発泡機全体の泡水溶液の放射流量を６０Ｌ／ｍｉｎとした場合について考える。
従来設定の高膨張泡消火設備の場合、放射ノズル３は全て同じ放射能力を有しており、例えば、各放射ノズル３から、約０．５ＭＰａの放射圧力かつ約２０Ｌ／ｍｉｎの放射流量で泡水溶液を放射する。このときの発泡倍率は、防護領域内で火災が発生しておらず、煙を含まない清浄な空気が発泡機に供給される場合で６００倍だが、防護領域内で火災が発生し、煙を含む空気が発泡機に供給されると、４００倍まで低下するものであった。

これに対し本願発明の放射ノズル３は、補助ノズル３ｓと主ノズル３ｍの放射流量比を、補助ノズル：主ノズル＝１：１．１〜１０程度とする。より具体的には、補助ノズル３ｓの放射流量を１５Ｌ／ｍｉｎ、主ノズル３ｍの放射流量を３０Ｌ／ｍｉｎとし、放射流量比を１：２とする。

このときの発泡倍率は、防護領域内で火災が発生しておらず、煙を含まない清浄な空気が発泡機に供給される場合で６５０倍となるが、防護領域内で火災が発生し、煙を含む空気が発泡機に供給しても６５０倍となり、ほとんど発泡倍率の低下が見られなかった。

前記の通り、この発明の高膨張消火設備においては、発泡機本体１の垂直断面上中央に設けられた主ノズル３ｍの放射流量を大きくし、発泡機本体１の側壁に近い補助ノズル３ｓの放射流量を小さくした。つまり、放射パターンの表面積が最も大きくなる主ノズル３ｍの放射流量を大きくし、放射パターンの表面積が小さくなる補助ノズル３ｓの放射流量を小さくしたので、効率よく空気を取り込むことができ、十分な発泡倍率を得ることができるものとなっている。

より詳しく述べると、本願発明の高膨張泡消火設備は、いわゆるアスピレータ式のものである。このアスピレータ式の高膨張泡消火設備とは、放射ノズル３から放射する泡水溶液の勢いによって、放射パターンＰの表面積と接する部分の空気を巻き込むことで空気を吸引する方式である。そのため、放射パターンＰの表面積と、泡水溶液の放射流量の関係において、発泡倍率の上限となる泡水溶液の放射流量（以下、発泡倍率飽和限界流量）とすることによって、効率よく空気を巻き込むことができるものとなっている。

そこで、本願発明の高膨張泡消火設備は、複数の放射ノズル３のうち、放射パターンＰの欠損が大きい位置にある放射ノズル３の流量を少なくし、放射パターンの欠損が少ない位置にある放射ノズル３の放射流量を多くした。つまり各放射パターンＰの発泡倍率飽和限界流量が最適となるようにしたので、巻き込む空気の量を増やすことができ、発泡倍率の低下を防止できるものとした。

なお、本願発明は発泡機本体１の高さ方向に１行、発泡機本体１の幅方向に少なくとも３列以上設けたが、例えば４列などの偶数列設けてもよく、さらには高さ方向に２行以上設けてもよい。この場合、発泡機本体１の幅方向に４列設けられた放射ノズルの内、発泡機本体１の幅方向中央にある２つの放射ノズル３を主ノズル３ｍとし、発泡機本体１の側壁に近い列の放射ノズルを補助ノズル３ｓとしてもよい。

また、発泡機本体１の高さ方向に３行、発泡機本体１の幅方向に３列設けた場合、発泡機本体１の垂直断面上の中央の放射ノズル３を主ノズル３ｍ、発泡機本体１の側壁に近い列の放射ノズル３の内、発泡機本体１の高さ方向中央の放射ノズル３を第１の補助ノズル、発泡機本体１の最上部及び最下部の放射ノズル３を第２の補助ノズルとし、主ノズル３、第１の補助ノズル、第２の補助ノズルの順で放射流量比を段階的に少なくしてもよい。

１ 発泡機本体、１ａ 先端（発泡機）、１ｂ 後端（発泡機）、２ 発泡用網、３ 放射ノズル、３ｍ 主ノズル、３ｓ 補助ノズル、４ 空気取込口、Ｐ 放射パターン、Ｋ 空気。

Claims (2)

1. 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、
   前記放射ノズルは、前記泡水溶液の放射方向と直交する前記発泡機本体垂直断面上に等間隔に配置され、
   前記等間隔に配置して設けられた放射ノズルのうち、前記垂直断面上の外周側に位置する放射ノズルと、前記垂直断面上の略中央に位置する放射ノズルの放射流量比を、１：１．１〜１０とすることを特徴とする高膨張泡消火設備。
2. 前記放射ノズルは、前記発泡機本体の高さ方向および幅方向に３列以上設け、前記放射流量比を段階的に少なくする
   ことを特徴とする請求項１記載の高膨張泡消火設備。