フォームチャンバ

【課題】地震や貯蔵タンク内圧の上昇等により意図せずに、封止構造が開放されないようにする。
【解決手段】大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンクのタンク本体１３の側壁に設置され、消火用泡Ｂが垂直方向に上昇する発泡室３と、前記貯蔵タンクに向けて水平方向に消火用泡が通過する泡放出口１５と、前記泡放出口１５に向けて消火用泡Ｂが通過する略水平方向の流路２５上に設けられ、前記発泡室３と前記泡放出口１５との間を封止する遮蔽部１１と、を備えたフォームチャンバにおいて、前記遮蔽部１１を、堅牢な材質で形成した逆止弁構造とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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り、更に述べると、逆止弁機構を備えたフォームチャンバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
泡消火設備で用いるフォームチャンバは、石油等の危険物を貯蔵する貯蔵タンクの上方の気体層の側面に取り付けられ、前記タンク火災時には、送出された泡水溶液を規定の倍率で発泡させ、前記タンク内の液面を消火用泡で覆う機器である。この機器は、常時は内部に設けられた遮蔽部の封止構造によって一次側と二次側間を遮断しており、火災時には送出される泡水溶液の圧力によって封止構造が機械的に開放される（例えば、特許文献１、参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−１２４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例の遮蔽部の封止構造には、封板が用いられているが、この封板は、ガラス板やプラスチック製薄板等により形成され、火災時の泡放出圧力で破れ、前記遮蔽部の一次側から二次側に消火用泡を流すことが可能となる。前記封止構造に前記封板が用いられる理由は、前記タンク内容物の気化ガスによる二次側の腐食環境、及び、沿岸部に設置され、一次側が外気に曝されることによる塩害に対応するためであった。
【０００５】
しかしながら、前記タンク内圧が上昇した場合や地震が発生した場合は、封止構造を構成する前記封板が破損してしまう場合がある。しかも、前記封板が破損したことを検出することができず、頻繁に点検を行わなければならないという問題がある。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑み、地震や貯蔵タンク内圧の上昇等により意図せずに、封止構造が開放されないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンクの側壁に設置され、消火用泡が垂直方向に上昇する発泡室と、前記貯蔵タンクに向けて水平方向に消火用泡が通過する泡放出口と、前記泡放出口に向けて消火用泡が通過する略水平方向の流路上に設けられ、前記発泡室と前記泡放出口との間を封止する遮蔽部と、を備えたフォームチャンバにおいて、前記遮蔽部を、逆止弁構造としたことを特徴とする。
【０００８】
この発明は、前記遮蔽部において消火用泡が通過する略水平方向の流路は、前記発泡室において消火用泡が通過する軸線と離れていることを特徴とする。この発明は、前記遮蔽部の上方に、該遮蔽部の１次側と２次側のそれぞれに点検ハッチを備えたことを特徴とする。この発明は、泡水溶液と外気とを混合する発泡器の上方に発泡室を設け、該発泡室内に発泡用網を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、前記遮蔽部を金属や樹脂など破壊されにくい材質で形成し、泡放出圧力で開放する逆止弁構造としたので、前記タンク内圧が上昇した場合や地震が発生した場合でも、意図せずに遮蔽部が開放されることはない。
【００１０】
この発明は、前記遮蔽部において消火用泡が通過する略水平方向の流路は、前記発泡室において消火用泡が通過する軸線と離して配置し、発泡室側方に奥行の大きい遮蔽部を設け、発泡室上方から遮蔽部へ曲線的に消火用泡を導くことにより、前記遮蔽部の奥行きによって前記タンク側壁と発泡室との距離が離れることを防止することができるので、フォームチャンバを小型化できる。
【００１１】
この発明は、前記遮蔽部の上方に、該遮蔽部の１次側と２次側のそれぞれに点検ハッチを備えたので、平常時の点検を遮蔽部の一次側点検ハッチから行うことにより、点検時に二次側のガスが漏れ出ることがなくなる。また、逆止弁の開放後の復帰作業や点検の際は、二次側点検ハッチからの作業も可能となる。
【００１２】
この発明は、泡水溶液と外気とを混合する発泡器の上方に発泡室を設け、該発泡室内に発泡用網を設けたので、発泡室を小型化することができ、フォームチャンバ全体を小型化できる。また、発泡室を小型化して生じる余裕空間を利用して逆止弁による封止構造を構築することができるので、既存のフォームチャンバと同様の寸法・配管の取り合いとすることが可能となる。特に、配管等の変更を行わずに置き換えることができるように設計できるので、従来品と置き換えるリニューアル工事を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図で、フォームチャンバを貯蔵タンクに取付た状態を示す図である。
【図２】フォームチャンバの平面図である。
【図３】フォームチャンバの遮蔽部正面図である。
【図４】フォームチャンバの遮蔽部右側面内部図である。
【図５】図４のＶ―Ｖ矢視図である。
【図６】フォームチャンバの作動状態を示す遮蔽部正面図である。
【図７】フォームチャンバの作動状態を示す遮蔽部右側面内部図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示す図で、フォームチャンバを貯蔵タンクに取り付た状態を示す図である。
【図９】フォームチャンバの平面図である。
【図１０】フォームチャンバの遮蔽部正面図である。
【図１１】フォームチャンバの遮蔽部右側面内部図である。
【図１２】フォームチャンバの作動状態を示す遮蔽部正面内部図である。
【図１３】フォームチャンバの作動状態を示す遮蔽部右側面内部図である
【図１４】チャッキ弁のラッチ機構を示す拡大正面図である。
【図１５】チャッキ弁の軸受機構を示す拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の第１実施形態を図１〜図７により説明する。
貯蔵タンクのタンク本体１３には、フォームチャンバ１が取り付けられている。この貯蔵タンクは、石油等の危険物を貯蔵し、かつ、大気圧以上の内圧をもっている。前記フォームチャンバ１には、垂直状の管体部４と箱体部６とを備えた発泡室３が設けられている。この発泡室３の管体部４の基端部には、発泡器７が設けられているが、この発泡器７は、外気と泡水溶液送液管２から供給される泡水溶液とを混合させる気液混合装置である。
【００１５】
前記管体部４の先端部４ａは、箱体部６内に突出しており、該先端部４ａは、箱体部６の天井６ａに設けた点検ハッチ９と間隔をおいて対向している。前記発泡室３は、遮蔽部１１を介してタンク本体１３の泡放出口１５に連通している。
【００１６】
前記遮蔽部１１の封止構造は、前記発泡室３の箱体部６とタンク本体１３に連接する泡放出口１５とを連結する流路２５上に設けられ、該発泡室３と前記泡放出口１５との間を遮蔽している。前記流路２５は、略水平方向の軸線２５Xを有する連結管により形成され、前記発泡室３から放出された消火用泡を前記泡放出口１５に向けて略水平方向に流下させる。消火用泡が通過する略水平方向の流路は、前記発泡室３において消火用泡が通過する軸線と離して配置し、発泡室３の側方に奥行の大きい前記遮蔽部１１を設け、発泡室３上方から遮蔽部１１へ曲線的に消火用泡を導くことにより、前記遮蔽部１１の奥行によって前記タンク側壁と発泡室との距離が離れることを防止できるので、フォームチャンバを小型化できる。前記封止構造は、逆止弁構造であり、ガイド部２１と、該ガイド部２１の先端を閉鎖する遮蔽板２３とを備えている。前記逆止弁構造は、泡放出圧力によって前記発泡室３から前記泡放出口１５の方向へのみ開放する。また、逆止弁構造とすることにより、金属や樹脂等の破壊しにくい材質で形成することができる。
【００１７】
前記ガイド部２１は、円筒状に形成され、前記連結管２５に摺動可能に挿着され、その先端部側には、周方向に間隔をおいて複数の長穴状の開口部２６が設けられている。この開口部２６の長さ、幅、数、形状、配設位置等は必要に応じて適宜選択される。前記ガイド部２１には、連結管２５に固着せず、又、摺動抵抗を減じて円滑な動作を行えるように摺動部材２８が設けられているが、この摺動部材２８として、例えば、フッ素樹脂等の部材、或いは、滑車等が用いられる。前記連結管２５は前記遮蔽部１１を介して拡径部２５ａへ連接している。該拡径部２５ａは、前記遮蔽部１１が開放したときに、前記開口部２６から側方に放出する泡を泡放出口１５に導くものであり、前記ガイド部が摺動可能な空間を有する。
【００１８】
前記遮蔽板２３は、金属や樹脂等で形成されているが、腐食や固着を防止するために、その表面には、フッ素樹脂層等のコーテング層が施されている。前記遮蔽板２３は、前記ガイド部２１の径より大径に形成され、その外周部である鍔部２３ａは、拡径部２５ａの弁座にシール部２９を介して当接している。このシール部２９は、必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。
【００１９】
前記拡径部２５ａの泡放出口１５側の端部には、バッフル板３１が拡径部２５ａに内接して設けられており、このバッフル板３１と前記遮蔽板２３との間には、コイルバネ３２が設けられている。このコイルバネ３２は、前記遮蔽板２３を前記シール部２９に押し付けるので、前記遮蔽板２３は、常時閉弁方向に付勢されている。なお、前記バッフル板３１は、前記拡径部２５ａに溶着等で固定してもよいが、図示しない固定具を前記拡径部２５ａ内面に設けて、これに着脱可能に固定することがメンテナンス上望ましい。
【００２０】
前記バッフル板３１は、図５に示すように、中央にコイルバネ３２が接する平面部を有し、周方向に間隔をおいて複数の開口部３４が設けられているが、この開口部３４の大きさ、数、配設位置等は、必要に応じて適宜選択される。
【００２１】
次に、本実施形態の作動について説明する。
「平常時」
平常時には、遮蔽板２３は、貯蔵タンクの大気圧以上の内圧を受けると共に、コイルバネ３２により閉方向に付勢されているので、閉弁状態が維持されている。そのため、地震やタンク内圧の上昇により開弁することはない。
【００２２】
「火災時」
火災発生時に、図示しないポンプが起動すると、泡水溶液ＡＷが泡水溶液送液管２から発泡器７に圧送される。そうすると、該泡水溶液ＡＷは、図示しない吸気口から吸入される外気と混合され、消火用泡Ｂとなりながら管体部４の軸線に沿って垂直方向に上昇し、その先端４ａから噴出して放射線状に曲げられるようにしながら発泡室３の箱体部６内に流下する。
【００２３】
この箱体部６内に流下した消火用泡Ｂは、流路である連結管２５内を水平方向に流れて遮蔽部１１に到達し、遮蔽板２３を押圧する。
【００２４】
そうすると、前記遮蔽板２３は、ガイド部２１に案内されながらコイルバネ３２のバネ力に抗して摺動し、シール部２９から離れるとともに、前記開口部２６が開く（図７参照）。そのため、前記消火用泡Ｂは、前記開口部２６から排出されて拡径部２５ａに入るとともに、バッフル板３１の開口部３４を通って泡放出口１５からタンク本体１３内に放出される。そのため、貯蔵タンクの液面は、前記消火用泡Ｂに覆われるので、窒息消火が行なわれる。
【００２５】
消火後、前記ポンプを停止させると、泡水溶液の供給は停止され、消火用泡の生成は停止されるので、前記遮蔽板２３はコイルバネ３２に押されてシール部２９に圧着し、閉弁状態となる。
【００２６】
この発明の第２実施形態を図８〜図１５により説明するが、図１〜図７の図面符号と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。この実施形態と第１実施形態との主なる相違点は、次の通りである。（１）発泡器が、一般的な泡ヘッドと同様に、発泡用網（スクリーン）を備えていること、（２）遮蔽部を発泡室内に設けるとともに、点検ハッチを遮蔽部の一次側と二次側に設けたこと。
【００２７】
発泡器３７の上方に、発泡室３６が設けられているが、この発泡室３６は、第１実施形態の発泡室３と異なり、発泡用網４１を備えており、又、管体部は省略されている。
【００２８】
前記発泡器３７は、発泡室３６の底部３６ａに設けられ、前記底部３６ａの開口部には、両端部４２ａ、４２ｂが拡径している拡径部４２が設けられている。この拡径部４２の下端部４２ａには、吸気口３９を介してフォームチャンバ基底部の縮径部４３が嵌合され、その上端部４２ｂには、発泡用網４１が設けられている。本実施形態では、発泡用網４１を用いているが、これは、遮蔽部を逆止弁構造とすることにより初めて可能となることである。即ち、従来のように封板を破壊したり、吹き飛ばすほどの一次側圧力を必要としなくなったことから、圧力損失の大きな発泡用網を利用できる様になったものである。
【００２９】
前記発泡用網４１は、発泡室３６内に突出する断面円錐台状の網（スクリーン）であり、前記拡径部４２の先端拡径部４２ｂを覆うように配設されている。前記拡径部４２内には、デフレクタ４４が設けられている。フォームチャンバの基底部は、第１フランジ部４５を介してジョイントパイプ４６に連結され、該パイプ４６の後端は第２フランジ部４８を介して泡水溶液送液管２に接続されている。
【００３０】
前記ジョイントパイプ４６は、既存設備をこの実施形態の装置で置き換えた場合、小型化された故に不足する配管長を補うものであるが、このジョイントパイプ４６の長さに相当する配管を予め本装置に取り付けておいても良い。
【００３１】
遮蔽部１１の封止構造は、弁体を側方に向けてスイング移動させる逆止弁機構、即ち、チャッキ弁機構、である。この機構は、傾斜仕切り壁４９に設けられた弁座５０と、該弁座５０の二次側に設けられている軸止部５２と、チャッキ弁５４の弁体５４ａに対し平行の向きで前記軸止部５２に弁体５４ａと共に軸止されたスイング軸５６とを備えている。前記傾斜仕切り壁４９は、その上部が一次側に傾いているので、弁体５４ａも垂直状ではなく、一次側に傾いて支持されている。従って、弁体５４ａは、自重により常に閉方向の力を受けることになる。
【００３２】
そして、弁出口５８を閉止している遮蔽位置（図１１参照）と、前記弁出口５８を開放している開放位置（図１３参照）の間で前記弁体５４ａをスイング移動させ、前記弁体５４ａは遮蔽位置と閉止位置の間で一定の軌道に沿って移動するようになっている。なお、前記弁体５４ａを閉方向に付勢する様に、前記弁体５４ａの上面と軸止部５２との間にねじりばね５５を設けている。
【００３３】
この実施形態では、ラッチ機構６０を利用した保持機構を有しており、この保持機構は、軸止部５２に設けられているラッチ本体６１と、スイング軸５６に設けられたラッチ受け６３とを備えている。前記ラッチ本体６１は尖端ラッチ部６１ａと戻りばね６１ｂを有し、ラッチ受け６３は係止面６３ａと滑り面６３ｂが形成された受け部６３ｃを複数有し、尖端ラッチ部６１ａは受け部６３ｃと係合可能になっている（図１４参照）。
【００３４】
前記ラッチ受け６３はスイング軸５６に固定され、スイング軸５６は固定ピン６５により弁体５４ａに固定され（図１５参照）、弁体５４ａの移動とラッチ受け６３は連動するようになっている。
【００３５】
従って、ラッチ機構６０は、弁体５４ａの開方向の移動に対しては、受け部６３ｃの滑り面６３ｂがラッチ本体６１の尖端ラッチ部６１ａを押しながら回転し、ラッチ本体６１も戻りばね６１ｂを縮めながら回転し、ラッチ尖端部６１ａは滑り面６３ｂ上を滑動して受け部６３ｃから一端開放された後に、戻りばね６１ｂの作用によりラッチ本体６１は元の位置に戻りながら、尖端ラッチ部６１ａは次の受け部６３ｃと係合し、この動きが繰り返されるようになっている。
【００３６】
そのため、弁体５４ａを所定の開放位置まで移動できる様になっているが、逆に、弁体５４ａの閉方向の移動に対しては、それに連動する方向へのラッチ本体６１の回転はストッパ６１ｃに規制されてできないので、弁体５４ａを閉方向には移動できない様になっている。なお、鎮火後に、前記弁体５４ａを復旧するときは、二次側点検ハッチ９ｂより前記ラッチ本体６１を操作して尖端ラッチ部６１ａをラッチ受け６３から外して前記ラッチ機能６０を解除して行う。
【００３７】
次に、この実施形態の作動について説明する。
「平常時」
平常時には、チャッキ弁５４は、大気圧以上の貯蔵タンクの内圧を受けると共に、ねじりばね５５により閉方向に付勢されているので、閉弁状態が維持されている。この閉弁状態では、平常時の点検を一次側点検ハッチ９ａから行うことにより、点検時に二次側のガスが漏れ出ることがなくなる。
【００３８】
「火災時」
火災発生時に、図示しないポンプが起動すると、泡水溶液ＡＷが泡水溶液送液管２、ジョイントパイプ４６を通り発泡器３７に圧送される。そうすると、縮径部４３で流速が増した該泡水溶液ＡＷは、ベンチュリー効果によって吸気口３９より吸引された外気（空気）と混合されて気液混合流体ｋｗとなる。
【００３９】
この気液混合流体ｋｗは、デフレクタ４４に衝突して拡散された後、発泡用網４４に衝突して発泡し、消火用泡Ｂになるとともに、この消火用泡Ｂは、チャッキ弁５４の弁体５４ａに向かって進行するとともに、該弁体５４ａの一次側を押圧する。
【００４０】
そうすると、前記弁体５４ａは、ねじりばね５５のばね力に抗して回動し、弁座５０から離れるので、開弁状態となる（図１３参照）。そのため、前記消火用泡Ｂは、弁出口５８を通って二次側に流入し、泡放出口１５からタンク本体１３内に放出される。この時、前記ラッチ機構６０により所定の開弁状態が維持されるので、泡放出口１５には、所定倍率で発泡した消火用泡Ｂが供給される。そのため、設計通りに泡消火を行うことができる。
【００４１】
消火後、前記ポンプを停止させると、泡水溶液の供給は停止され、消火用泡の生成は停止されるが、前記チャッキ弁５４はラッチ機構６０により開放状態を維持する。チャッキ弁５４の開放後の復旧作業は、二次側点検ハッチ９ｂから作業を行う。なお、点検の際は、二次側点検ハッチ９ｂからも作業を行うことができる。
【００４２】
この第２実施形態の発泡用網を用いた発泡器は、これ自体が泡を発生する機能があり、従来のような長大な発泡室を必要としない。従って、発泡器の直上に、遮蔽部の封止構造を設けることが可能となり、装置を小型化することが可能となる。また、従来装置の代替品として接続部分の互換性を有する形状に設計することも可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１フォームチャンバ
３発泡室
７発泡器
９点検ハッチ
９ａ一次側点検ハッチ
９ｂ二次側点検ハッチ
１３タンク本体
１５泡放出口
２１遮蔽部
２５流路（連結管）
２５Ｘ略水平方向の軸線
４１発泡用網
５０弁座

【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧以上の内圧をもった貯蔵タンクの側壁に設置され、消火用泡が垂直方向に上昇する発泡室と、前記貯蔵タンクに向けて水平方向に消火用泡が通過する泡放出口と、前記泡放出口に向けて消火用泡が通過する略水平方向の流路上に設けられ、前記発泡室と前記泡放出口との間を封止する遮蔽部と、を備えたフォームチャンバにおいて、
前記遮蔽部を、逆止弁構造としたことを特徴とするフォームチャンバ。
【請求項２】
前記遮蔽部において消火用泡が通過する略水平方向の流路は、前記発泡室において消火用泡が通過する軸線と離れ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。
【請求項３】
前記遮蔽部の上方に、該遮蔽部の１次側と２次側のそれぞれに点検ハッチを備えたことを特徴とする請求項１記載のフォームチャンバ。
【請求項４】
泡水溶液と外気とを混合する発泡器の上方に発泡室を設け、該発泡室内に発泡用網を設けたことを特徴とする請求項１、又は、３記載のフォームチャンバ。

【図１】