JP6844843B2

JP6844843B2 - 放水型泡消火装置及び放水型泡消火方法

Info

Publication number: JP6844843B2
Application number: JP2017071064A
Authority: JP
Inventors: 辰基遠藤; 山本　弘幸; 弘幸山本; 昭光吉川
Original assignee: Yamato Protec Corp
Current assignee: Yamato Protec Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018171248A

Description

本発明は、放水型消火設備に泡消火薬剤を用いた新規な放水型泡消火装置及び放水型泡消火方法に関する。

火災発生時に自動的にスプリンクラーヘッドから水を放射して消火を行う消火設備として、従来から、水源に接続された送水ラインに配水管が接続され、その配水管から延び出た多数の巻出し管のそれぞれにスプリンクラーヘッドが接続されているような消火設備用スプリンクラー装置が知られている。

この種のスプリンクラー装置においては、火災起動時のスプリンクラーヘッドの１個当りの放水圧力や放水量は消防法によりそれぞれ０．１ＭＰａで８０Ｌ／ｍｉｎ以上と義務付けられている。

しかしながら、実際の火災起動時には、放水圧力が０．２５ＭＰａ以上になるスプリンクラーヘッドも存在し、そのときの放水量は２００Ｌ／ｍｉｎ以上にも達する。この放水量は消火に必要な放水量に対して過剰な量であり、そのような過剰に放水された水により生じる水損すなわち消火が必要な防御区画以外の場所が水浸しになったりするという水損が大きな問題になっている。

これに対し、例えば特許文献１（特開平０５−３４５０４５号公報）においては、火災起動時に水と共に消火薬剤等をスプリンクラーヘッドから放出させることにより消火効力を上げ、それにより消火に消費される単位時間当りの水量を減少させて水損を抑制する消火設備用スプリンクラー装置が提案されている。

特開平０５−３４５０４５号公報

しかしながら、上記特許文献１で提案されている消火設備用スプリンクラー装置では、水に０．２％の消火薬剤を混合させることが開示されており、また、水成膜泡原液（ＡＦＦＦ）を使用すれば油火災に対しても有効とされているが、その具体的な態様については検討されていなかった。

そこで、本発明の目的は、広範囲に防護空間をカバーする散水性能と、木材等の普通火災以外に石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能と、を具備する消火装置及び消火方法を提供することにある。

上述した課題を解決すべく、本発明は、
少なくとも１つの放水型ヘッドと、
水源から前記放水型ヘッドに水を供給するためのポンプと、
泡消火薬剤を含む貯蔵槽と、
前記放水型ヘッドに供給される水に前記泡消火薬剤を混合し、所定濃度で前記泡消火薬剤を含む混合水とする混合装置と、
を具備すること、を特徴とする放水型泡消火装置を提供する。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火装置によれば、放水型ヘッドにより広範囲に防護空間をカバーする散水性能を発揮することができるとともに、泡消火薬剤により石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能をも発揮することができる。

上記の本発明の放水型泡消火装置においては、前記所定濃度が０．５体積％以上であること、が好ましく、下限は１．０体積％で、上限は３．０体積％であること、が更に好ましい。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火装置によれば、放水型ヘッドにより広範囲に防護空間をカバーする散水性能を発揮することができるとともに、泡消火薬剤により石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能をより確実に発揮することができる。特に泡消火薬剤の濃度が１．０体積％以上であれば十分な消火性能が得られ、泡消火薬剤の濃度が３．０体積％以下であれば泡消火薬剤のコストを抑えることができる。

上記の本発明の放水型泡消火装置においては、前記放水型ヘッドからの前記混合水の散水密度が７Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２以上であること、が好ましい。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火装置によれば、消火時間が短く、十分な消火効果が得られる。特に散水密度は、下限が１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２で、上限が１２Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２であれば十分な消火効果を確実に得られる。

また、上記の本発明の放水型泡消火装置においては、前記放水型ヘッドが旋回可能な構成を有すること、が好ましい。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火装置によれば、放水型ヘッドにより更に広範囲に防護空間をカバーする散水性能を発揮することができ、特に延焼防止に効果的である。

本発明はまた、上記の本発明の放水型泡消火装置を用いた放水型泡消火方法にも関する。この放水型泡消火方法は、ポンプにより水源から少なくとも１つの放水型ヘッドに水を供給する放水型消火方法であって、前記放水型ヘッドに供給される水に泡消火薬剤を混合し、所定濃度で前記泡消火薬剤を含む混合水を放水すること、を特徴とする。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火方法によれば、放水型ヘッドにより広範囲に防護空間をカバーする散水性能を発揮することができるとともに、泡消火薬剤により石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能をも発揮することができる。当然であるがヘッドを旋回させることも延焼防止には効果がある。

上記の本発明の放水型泡消火方法においては、前記所定濃度が０．５体積％以上であること、が好ましく、下限が１．０体積％、上限が３．０体積％であること、が更に好ましい。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火方法によれば、放水型ヘッドにより広範囲に防護空間をカバーする散水性能を発揮することができるとともに、泡消火薬剤により石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能をより確実に発揮することができる。特に泡消火薬剤の濃度が１．０体積％以上であれば十分な消火性能が得られ、泡消火薬剤の濃度が３．０体積％以下であれば泡消火薬剤のコストを抑えることができる。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火方法によれば、放水型ヘッドにより更に広範囲に防護空間をカバーする散水性能を発揮することができ、特に延焼防止に効果的である。

上記の本発明の放水型泡消火方法においては、前記放水型ヘッドからの前記混合水の散水密度が７Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２以上であること、が好ましい。

このような構成を有する本発明の放水型泡消火方法によれば、消火時間が短く、十分な消火効果が得られる。特に散水密度の下限が１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２で、上限が１２Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２あれば十分な消火効果を確実に得られる。

本発明によれば、広範囲に防護空間をカバーする散水性能と、木材等の普通火災以外に石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能と、を具備する消火装置及び消火方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る放水型泡消火装置の構造を示す概略図である。旋回可能な放水型ヘッドを有する本発明の放水型泡消火装置の変形例の構成を示す模式図である。散布密度を１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２と一定にした場合の、水成膜泡水溶液濃度と消火時間の関係を示すグラフである。水成膜泡水溶液の濃度を０．５体積％と一定にした場合の、散水密度と消火時間の関係を示すグラフである。

以下、本発明の放水型泡消火装置及び放水型泡消火方法の代表的な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る放水型泡消火装置（フォームスプリンクラー）１は、少なくとも１つの放水型ヘッド２と、水源（例えば貯水槽や河川等）４から放水型ヘッド２に水を供給するためのポンプＰと、泡消火薬剤を含む貯蔵槽６と、放水型ヘッド２に供給される水に泡消火薬剤を混合し、所定濃度で泡消火薬剤を含む混合水とする混合装置８と、を具備する。

水４ａが貯蔵されている水源４から、ポンプＰを介して、配管１０ａ及び１０ｂが接続されており、配管１０ｂは混合装置８に接続されている。この混合装置８には、選択弁６ａ及び逆止弁６ｂを介して、泡消火薬剤を含む貯蔵槽６が接続されており、ポンプＰによって配管１０ａ及び１０ｂを移動してきた水に、所定濃度で泡消火薬剤を混合して混合水を生成する。

図示しないが、放水型泡消火装置１には制御装置が内蔵されており、混合装置８を制御して、配管１０ｂを通ってきた水に所定濃度で泡消火薬剤を混合する。この所定濃度は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜調整可能であるが、本発明者らは、１．０〜３．０体積％が好ましいことを実験により見出している。

即ち、混合水における泡消火薬剤の濃度が１．０体積％以上であれば石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能が得られ、泡消火薬剤の濃度が３．０体積％以下であれば泡消火薬剤のコストを最小限に抑えることができる。なかでも、混合水における泡消火薬剤の濃度は、１．２５〜２．５体積％が好ましい。

ここで、貯水槽６、混合装置８、選択弁６ａ及び逆止弁６ｂは、泡消火薬剤貯蔵タンクユニット１２を構成しており、この泡消火薬剤貯蔵タンクユニット１２は、独立して１つの製品ともなり得るものであり、従来からの放水型スプリンクラー設備に適用することもできる。

人が火災を認知するか、又は、感知ヘッド及び火災感知器（図示せず。）で火災が感知されると、止水弁１４が開き、混合装置８乃至は泡消火薬剤貯蔵タンクユニット１２で生成された混合水は、放水型ヘッド２から所定の範囲に向けて放出されることとなる。

上記の泡消火薬剤には、本発明の効果を損なわない範囲で種々の泡消火薬剤を使用することができるが、なかでも水成膜泡消火薬剤が好適に使用される。水成膜泡消火薬剤は、発泡すると油面に水成膜を生成して、優れた消火性能を発揮するものである。

かかる水成膜泡消火薬剤としては、種々の水成膜泡消火薬剤を使用することができるが、なかでも、合成界面活性剤を基材として、フッ素系界面活性剤が添加されたものであるのが好ましい。

本実施形態の放水型泡消火装置１を構成する放水型ヘッド２、水源４、ポンプＰ、泡消火薬剤を含む貯蔵槽６、混合装置８、配管１０ａ、１０ｂ及び１０ｂ、選択弁６ａ、逆止弁６ｂ、止水弁１４については、従来公知のものを適宜使用することが可能である。

本発明は上記の放水型泡消火装置１を用いた放水型泡消火方法にも関する。本発明の放水型泡消火方法は、ポンプＰにより水源４から少なくとも１つの放水型ヘッド２に水４ａを供給して放水する放水型消火方法であって、上述のように、放水型ヘッド２に供給される水４ａに泡消火薬剤を混合し、所定濃度で泡消火薬剤を含む混合水を放水すること、を特徴とする。

プラスチック製品、塗料、石油又は油等の多種類の可燃物が保管されている倉庫内等において火災が発生した場合を想定すると、概ね、
（１）人による火災の認知、又は、感知ヘッド及び火災感知器が作動しての火災の感知
（２）ポンプにより配管内を減圧し水源から泡消火薬剤貯蔵タンクユニットに水を送水
（３）混合装置が作動して水に所定濃度の泡消火薬剤を混合して混合水を生成
（４）止水弁を開放して混合水を放水型ヘッドから放水開始
（５）消火を確認して放水停止
というプロセスを制御装置により制御しつつ本発明の放水型泡消火方法を実施する。

以上、本発明の放水型泡消火装置及び放水型泡消火方法の一実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。例えば、放水型ヘッドを旋回可能な構成を採用したり、放水型ヘッドを複数備えたりしてもよい。放水型ヘッドを複数備える場合は、一部の放水型ヘッドを旋回可能な構成としてもよい。

また、本発明の放水型泡消火装置は、流量計、オリフィス、圧力スイッチ、ストレーナ、逃がし配管及び圧力タンク等、従来の泡消火設備やスプリンクラー設備に用いられる部材を適宜具備していてもよい。

ここで、図２に、本発明の放水型泡消火装置の変形態様の一例について説明する。図２は、旋回可能な放水型ヘッドを有する本発明の放水型泡消火装置の変形例の構成を示す模式図である。

図２の（ａ）は、放水型ヘッドが旋回する様子を説明するための図である。このように、本発明の放水型泡消火装置において放水型ヘッドを旋回可能に構成すれば、放水範囲が確実に拡大されることがわかる。

また、図２の（ｂ）は、床面に複数の放水型ヘッドを配置する態様を示す図である。このように、複数の放水型ヘッドを旋回可能に構成すれば、放水範囲が更に拡大されることがわかる。

更に図２の（ｃ）は、屋内に本発明の放水型泡消火装置を用いて屋外の消火栓（手動）と連動させた態様を示す図である。この場合、例えば消火栓箱の上部に放水型ヘッドの機構部分（旋回部）を配置し、その上に放水型ヘッドを設置すればよく、これにより種々の火災に対する消火活動に適用することができる。

図１に示す構造の放水型泡消火装置１を用いて、可燃物を燃焼させて人為的に火災を発生させて消火試験を行った。ここでは、石油系可燃物として引火点が低く消火し難いｎ−ヘプタンを用い、樹脂系可燃物としてシンナー等の揮発性溶剤で希釈したアクリル系塗料を用いた。

具体的には、上記燃料に着火して燃焼させて火災を仮想し、泡消火薬剤であるヤマトプロテック（株）製の水成膜泡消火薬剤（組成：フッ素系界面活性剤）を０．５体積％、０．７５体積％、１．０体積％、１．５体積％、２．０体積％、２．５体積％又は３．０体積％の濃度で水に混合させて混合水（水成膜泡水溶液）を生成した。

上記のようにして得た混合水を、上記燃料が燃焼している箇所に放水（散布）し、消火にかかった時間を計測した。なお、混合水の散布密度は１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２とした。結果を図３に示した。図３は、散布密度を１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２と一定にした場合の、水成膜泡水溶液濃度と消火時間の関係を示すグラフである。

図３に示すように、１．０〜３．０体積％の混合水の場合に、消火時間が略８秒以内と短縮できることがわかった。また、泡消火薬剤の濃度を増大させて約３．０体積％付近になると、消火時間が約６秒間となり、それ以上の短縮は見込めないことがわかった。
なお、泡消火薬剤を混合せずに水のみを放水した場合は、水の散布密度を２倍の２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２としなければ消火できず、また、１０秒間以上かかった。

次に、水成膜泡水溶液の濃度を０．５体積％と一定にし、散水密度と消火時間の関係を測定した。その結果を図４に示した。図４は、水成膜泡水溶液の濃度を０．５体積％と一定にした場合の、散水密度と消火時間の関係を示すグラフである。

図４から、散水密度７Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２以上あれば消火時間が短く（２０秒間）十分な消火効果が得られ、散水密度が１０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２以上あればその十分な消火効果が飽和していると判断された。また、図４から、散水密度が１０〜１２Ｌ／ｍｉｎ・ｍ^２以上あれば十分な消火効果を確実に得られることがわかる。

なお、別途、木材を燃焼させて火災を仮想した消火実験では、本発明に基づいて水成膜泡水溶液を用いた場合は、水を用いた場合に比べて消火時間が３０％短く、消火効果に優れることが確認できた。また、一旦消火してから再燃するまでの時間を測定する消火延焼防止実験では、本発明に基づいて水成膜泡水溶液を用いた場合は、水を用いた場合に比べて消火時間が３５％短く、消火延焼防止効果にも優れることが確認できた。

本発明の放水型泡消火装置及び放水型泡消火方法は、広範囲に防護空間をカバーする散水性能と、石油火災等の燃焼スピードが速く危険性の高い火災にも有効な消火性能と、を発揮するため、種々の火災現場で適用可能である。例えば、種々の可燃物を保管する倉庫に設置したり、自動車用塗装ラインにおいて二酸化炭素消火設備の補助設備として設置したり、火力発電所に設置したり複雑な可燃物が多量に積載された大型の倉庫に設置したりすることが考えられる。

１・・・放水型泡消火装置、
２・・・放水型ヘッド、
４・・・水源、
４ａ・・・水、
６・・・貯蔵槽、
６ａ・・・選択弁、
６ｂ・・・逆止弁、
８・・・混合装置、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・配管、
１２・・・泡消火薬剤貯蔵タンクユニット、
１４・・・止水弁。

Claims

少なくとも１つの放水型ヘッドと、
水源から前記放水型ヘッドに水を供給するためのポンプと、
泡消火薬剤を含む貯蔵槽と、
前記放水型ヘッドに供給される水に前記泡消火薬剤を混合し、１．２５〜２．５体積％の濃度で前記泡消火薬剤を含む混合水とする混合装置と、
を具備し、
前記放水型ヘッドから放水される前記混合水の散水密度が１０〜１２Ｌ／ｍｉｎ・ｍ ^２であること、
を特徴とする放水型泡消火装置。
前記放水型ヘッドが旋回可能な構成を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の放水型泡消火装置。
ポンプにより水源から少なくとも１つの放水型ヘッドに水を供給する放水型消火方法であって、
前記放水型ヘッドに供給される水に泡消火薬剤を混合し、１．２５〜２．５体積％の濃度で前記泡消火薬剤を含む混合水を、前記放水型ヘッドから１０〜１２Ｌ／ｍｉｎ・ｍ ^２の散水密度で放水すること、
を特徴とする放水型泡消火方法。
前記放水型ヘッドが旋回可能な構成を有すること、
を特徴とする請求項３に記載の放水型泡消火方法。