液化炭酸ガス導出装置及び消火装置
【課題】消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置、及び、この液化炭酸ガス導出装置を備えた消火装置を提供すること。
【解決手段】上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、炭酸ガス貯蔵容器１１から液化炭酸ガス１３を導出する導出路１５とを備えてなることを特徴とする液化炭酸ガス導出装置１０、及び、この液化炭酸ガス導出装置１０と、消火剤２２を収容する消火剤貯蔵容器２０と、消火剤貯蔵容器２０に、消火剤２２を移送する移送路２６を介して、設けられた噴射ノズル２５とを備えてなることを特徴とする消火装置１。
【解決手段】上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、炭酸ガス貯蔵容器１１から液化炭酸ガス１３を導出する導出路１５とを備えてなることを特徴とする液化炭酸ガス導出装置１０、及び、この液化炭酸ガス導出装置１０と、消火剤２２を収容する消火剤貯蔵容器２０と、消火剤貯蔵容器２０に、消火剤２２を移送する移送路２６を介して、設けられた噴射ノズル２５とを備えてなることを特徴とする消火装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液化炭酸ガス導出装置及び消火装置に関し、さらに詳しくは、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置、及び、この液化炭酸ガス導出装置を備えた消火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の消火装置は、例えばビル内の各部屋を防護区画とすると、各防護区画に配設されたところの、消火剤を噴射する噴射ノズルと、その噴射ノズルに接続されたところの、消火剤を移送する移送ラインと、各防護区画から延在する移送ラインに結合されたところの、消火剤を貯蔵する消火剤貯蔵容器と、消火剤貯蔵容器（例えばその放出部）に装着された容器弁と、前記容器弁を開放動作させる駆動装置とを備えてなる。
【０００３】
この消火装置においては、駆動装置を駆動して、容器弁を開放状態にすることにより、消火剤貯蔵容器内の消火剤を、移送ラインを通じて防護区画の噴射ノズルまで移送し、噴射ノズルから噴射させ、これによって防護区画内の火災を鎮火させることができるようになっている。このような消火装置にあっては、消火剤貯蔵容器内から消火剤が移送ラインに送出されると、消火剤貯蔵容器内の消火剤の容積が徐々に減少し、その結果、ノズルから噴出する消火剤の勢いが次第に衰える（消火剤の噴射圧が次第に低下する）。
【０００４】
そこで、このような消火装置を改良した消火装置として、例えば、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）又は炭酸ガス等の加圧ガスを封入した加圧ガス貯蔵容器を消火剤貯蔵容器とは別に準備し、この加圧ガスを消火剤貯蔵容器に移送して消火剤の噴射圧力源として利用する消火装置、又は、前記加圧ガスを消火剤の噴射圧力源及び第２の消火剤として利用する消火装置等が知られている。
【０００５】
前記加圧ガスを消火剤の噴射圧力源として利用する消火装置として、例えば、図３に示される消火装置Ａが挙げられる。この消火装置Ａは、炭酸ガス１２Ａ及び液化炭酸ガス１３Ａを収容する炭酸ガス貯蔵容器１１Ａと、この炭酸ガス貯蔵容器１１Ａから炭酸ガス１２Ａを消火剤貯蔵容器２０Ａに導出又は移送する導出路１５Ａとを備えている。
【０００６】
また、前記加圧ガスを消火剤の噴射圧力源及び第２の消火剤として利用する消火装置として、例えば、特許文献１には、「液化二酸化炭素及び水系消火剤を、噴射合流させて霧化し、放射する事を特徴とする消火方法」が記載され（請求項１参照。）、その図１には「加圧型放射システムの基本構成の簡単な一例」が、そして、その説明として００１０欄には「１はサイホン付きの液化二酸化炭素容器、２はサイホン付きの水系消火剤容器を示す。３は二酸化炭素経路からのバイパスであり、水系消火剤容器２を加圧するためのものである。加圧された容器２からは、サイホンを経てノズル５から水系消火剤を放射する。又ノズル４からは液化二酸化炭素が放射され、ノズル口直近で衝突して霧化した混合消火剤として噴射される」と記載されている。
【０００７】
ところで、火災は、一般家庭で発生するか工場等で発生するかにかかわらず、発火した後にきわめて短時間で消火することができれば、延焼を食い止め、火災による損害等を最小限に抑えることができる。このような観点から、火災発生初期において１秒でも早く消火すること、すなわち、一刻も早い初期消火がきわめて重要である。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２４０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置を提供することを、目的とする。
【００１０】
また、この発明は、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることのできる消火装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記液化炭酸ガスを導出する導出路とを備えてなることを特徴とする液化炭酸ガス導出装置であり、
請求項２は、上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、消火剤を収容する消火剤貯蔵容器と、前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記消火剤貯蔵容器に前記液化炭酸ガスを導出する導出路と、前記消火剤貯蔵容器に、前記消火剤を移送する移送路を介して、設けられた噴射ノズルとを備えてなることを特徴とする消火装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る液化炭酸ガス導出装置は、炭酸ガス貯蔵容器から液化炭酸ガスを導出する導出路を備えているから、この導出路が、例えば、消火装置における消火剤貯蔵容器に接続されると、消火剤貯蔵容器に液化炭酸ガスを液化状態のまま導出することができる。すなわち、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置は、導出路を介して、体積が小さい液化状態にある液化炭酸ガスを消火剤貯蔵容器に短時間で導出し、液化炭酸ガスをこの消火剤貯蔵容器内できわめて大きな体積を有する炭酸ガスに膨張させることができる。その結果、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置によれば、導出路が接続された消火剤貯蔵容器の内部圧力をきわめて短時間かつ急激に上昇させることができる。したがって、この発明によれば、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置を提供することができる。
【００１３】
また、この発明に係る消火装置は、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置を備えているから、きわめて短時間かつ急激に消火剤貯蔵容器の内部圧力を上昇させることができる。したがって、この発明によれば、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることのできる消火装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明に係る液化炭酸ガス導出装置の一実施例としての液化炭酸ガス導出装置１０（以下、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置１０と称する。）を、この発明に係る消火装置の一実施例としての消火装置１（以下、この発明に係る消火装置１と称する。）と共に、説明する。なお、図１において、炭酸ガス貯蔵容器１１及び消火剤貯蔵容器２０は、その内部構造が示されている。
【００１５】
この発明に係る消火装置１は、図１に示されるように、上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、消火剤２２を収容する消火剤貯蔵容器２０と、前記炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器１１から前記消火剤貯蔵容器２０に前記液化炭酸ガス１３を導出する導出路１５と、前記消火剤貯蔵容器２０に、前記消火剤２２を移送する移送路２６を介して、設けられた噴射ノズル２５とを備えてなることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、この消火装置１は、上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、前記炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器１１から液化炭酸ガス１３を導出する導出路１５とを備えてなる液化炭酸ガス導出装置１０を備えている。
【００１７】
図１に示されるように、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置１０における炭酸ガス貯蔵容器１１は、その上部に炭酸ガス１２を収容し、かつ、その下部に、換言すると、炭酸ガス１２よりも下方に液化炭酸ガス１３を収容することができればよく、形状が特に限定されない、例えば、ボンベ、タンク等の耐圧容器等を挙げることができる。炭酸ガス貯蔵容器１１は、その底部に放出部１４を有している。この放出部１４には、図示しない容器弁等が装着され、この容器弁等を介して後述する導出路１５が接続される。なお、消火装置１において、炭酸ガス貯蔵容器１１は、後述する消火剤貯蔵容器２０よりも高い位置に配置されている。
【００１８】
炭酸ガス貯蔵容器１１に収容される炭酸ガス（二酸化炭素とも称される。）は、加圧液化状態の液化炭酸ガス１３と気体状態の炭酸ガス１２との混合状態にあり、炭酸ガス貯蔵容器１１では、通常、それらの比重によって、液化炭酸ガス１３が炭酸ガス１２よりも下方に位置している。炭酸ガス貯蔵容器１１に収容される液化炭酸ガス１３と炭酸ガス１２との割合は、特に限定されないが、例えば、炭酸ガス１２による炭酸ガス貯蔵容器１１の内部圧力が、後述する消火剤貯蔵容器２０の内部圧力よりも大きくなるような割合であるのがよい。液化炭酸ガス１３と炭酸ガス１２との割合がこのような割合で収容されていると、後述する導出路１５に液化炭酸ガス１３を強制的に移送する移送手段例えばポンプ等を介装しなくても、液化炭酸ガス１３を炭酸ガス１２の圧力で消火剤貯蔵容器２０に導出させることができる。
【００１９】
炭酸ガス貯蔵容器１１は、液化炭酸ガス１３と炭酸ガス１２とが共存する温度及び圧力に調整されている。また、炭酸ガス貯蔵容器１１は、消火剤貯蔵容器２０に貯蔵された消火剤２２を噴射するのに十分な量の液化炭酸ガス１３を収容することができる容積、換言すると、消火現場において充分な消火剤２２の噴射量を確保することができる容積を有していればよく、消火剤貯蔵容器２０の容積及び消火剤２２の噴射量等に応じて適宜調整される。
【００２０】
図１に示されるように、導出路１５は、炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、炭酸ガス貯蔵容器１１から液化炭酸ガス１３を導出する。導出路１５は、その内部を液化炭酸ガス１３が流通するから、液化炭酸ガス１３及び炭酸ガス１２に対する耐性と耐圧性を有する銅管とされている。なお、導出管１５は、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標）とも称する。）等のフッ素系樹脂、ステンレス鋼等の金属等で形成された管であってもよい。
【００２１】
導出路１５は、その一方の端部が炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に形成された放出部１４又はこの放出部１４に装着された容器弁（図示しない。）に接続され、その他方の端部が消火剤貯蔵容器２０の上部近傍すなわち消火剤２２の液面よりも高い位置（図１において空間２３）に接続されている。このように、導出路１５の一方の端部を炭酸ガス貯蔵容器１１の底部等に接続しておくと、炭酸ガス１２の圧力によって、炭酸ガス貯蔵容器１１から消火剤貯蔵容器２０に液化炭酸ガス１３を液化状態のまま導出することができる。また、導出路１５の他方の端部を消火剤貯蔵容器２０の上部近傍に結合しておくと、消火剤貯蔵容器２０に液化炭酸ガス１３を導出したときに、液化炭酸ガス１３が消火剤貯蔵容器２０の上部近傍で一気に膨張してなる炭酸ガスが消火剤をきわめて短時間で急激に大きな圧力で押圧し、消火剤２２をより一層短い時間でより一層高い噴射圧で移送路２６に送り出すことができる。
【００２２】
図１に示されるように、消火剤貯蔵容器２０は、消火剤２２を収容することができればよく、形状が特に限定されない、例えば、ボンベ、タンク等の耐圧容器等を挙げることができる。この消火剤貯蔵容器２０は、その上部近傍に導出される液化炭酸ガス１３が気化することによって生じる体積変化に起因する加圧力で、消火剤２２を噴射ノズル２５から噴射するように構成されていればよく、具体的には、消火剤貯蔵容器２０の底部まで延在する吐出管（サイフォン管とも称する。）２４を、その内部に備えている。消火剤貯蔵容器２０は、その頂部に放出部２８を介して後述する移送路２６が接続されている。
【００２３】
消火剤貯蔵容器２０に収容される消火剤２２は、特に限定されないが、水系消火剤がよい。水系消火剤は、消火作用のある、水を主成分とする液体である限り特に限定されず、例えば、炭酸カリウム、界面活性剤、多糖類及び／又はリン酸塩等が水に添加されてなる強化液、水道水、並びに、純水等が挙げられる。水系消火剤の一例を挙げると、例えば、フッ素系界面活性剤を含有する「メガフォームＦ−６１０ＡＴ」（商品名、大日本インキ化学工業株式会社製）等がある。
【００２４】
消火剤２２は、通常、常圧下で消火剤貯蔵容器２０に収容され、必要に応じて、加圧下で消火剤貯蔵容器２０に収容されていてもよい。また、消火剤２２は、消火剤貯蔵容器２０に充填されてもよいが、図１に示されるように、消火剤貯蔵容器２０の上部に前記導出路１５から液化炭酸ガスが導出される空間２３が画成されるように、消火剤貯蔵容器２０の容量よりも少ない量が収容されるのがよい。消火剤貯蔵容器２０の容量よりも少ない量の消火剤２２が消火剤貯蔵容器２０に収容されると、画成される空間２３内に液化炭酸ガス１３を液化状態のまま導出することができるから、消火剤２２をより一層短い時間でより一層高い噴射圧で噴射することができる。
【００２５】
消火剤貯蔵容器２０は、消火現場において充分量の消火剤２２を収容することができる容積を有していればよく、例えば、消火剤貯蔵容器２０の数及び消火装置１が設置される例えば防護区画（消火現場）等の容積等に応じて適宜調整される。
【００２６】
図１に示されるように、噴射ノズル２５は、消火剤２２を移送する移送路２６を介して、消火剤貯蔵容器２０に設けられている。噴射ノズル２５は、消火剤２２を噴射することができればよく、単数又は複数の噴射孔を有する噴射ノズル、デフレクターを備え、消火剤を泡状に噴射する噴射ノズル等が挙げられる。噴射ノズル２５は、消火剤２２の種類、消火装置１が設置される防護区画（消火現場）等に応じて適宜の噴射ノズルが選択される。
【００２７】
移送路２６は、消火剤貯蔵容器２０に収容されている消火剤２２を噴射ノズル２５に移送する。図１に示されるように、移送路２６は、その一方の端部が噴射ノズル２５に接続され、その他方の端部が消火剤貯蔵容器２０の放出部２８又はこの放出部２８に結合するサイフォン管２４に接続されている。移送路２６は、その内部を、液化炭酸ガス１３の気化によって加圧される消火剤２２が流通するから、消火剤２２に対する耐性と耐圧性を有する圧力配管用炭素鋼鋼管とされている。なお、移送路２６は、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標）とも称する。）等のフッ素系樹脂、ステンレス鋼等の金属で形成され形成された管であってもよい。
【００２８】
消火装置１においては、炭酸ガス貯蔵容器１１と消火剤貯蔵容器２０とを導出路１５で接続又は連結して、炭酸ガス貯蔵容器１１から導出される液化炭酸ガス１３によって消火剤貯蔵容器２０内の圧力を加圧することにより、消火現場において充分な消火剤２２の放出量を確保することができるように、消火現場に応じて、予め、炭酸ガス貯蔵容器１１の容量、炭酸ガス１２の貯蔵量、液化炭酸ガス１３の貯蔵量、消火剤貯蔵容器２０の容量、消火剤２２の貯蔵量、導出路１５、及び、移送路２６等を設計しておくことができる。
【００２９】
消火装置１は、例えば、火災を発見後、放出部１４に装着されている容器弁（図示しない。）の開閉動作を手動で行い、消火剤２２を噴射するように構成されてもよい。また、消火装置１は、放出部１４に装着されている容器弁（図示しない。）が、例えば、シーケンサ、コンピュータ等の制御手段で制御されて、容器弁の開閉動作を自動で行い、消火剤２２を噴射するように構成されてもよい。前記制御手段は、例えば、火災報知器、煙検出器、温度センサ、ガスセンサ等の各種警報器等が出力する警報信号を入力する入力部と、この警報信号を入力した後に、前記容器弁の開閉動作及び開閉量を制御する出力部とを有するコンピュータ、及び、コンピュータの出力部からの出力によって前記容器弁を作動させ、開閉量を調整する作動部等が挙げられる。
【００３０】
消火装置１の作用及び効果を説明する。まず、図１に示される消火装置１を組立てる。例えば、消火装置１は、炭酸ガス貯蔵容器１１としての例えば市販の液化炭酸ガスボンベと、圧力容器に消火剤２２を収納した消火剤貯蔵容器２０とを準備し、図１に示されるように、炭酸ガス貯蔵容器１１と消火剤貯蔵容器２０とに導出路１５を接続し、さらに、噴射ノズル２５に接続された移送路２６の端部を消火剤貯蔵容器２０のサイフォン管２４に接続させて、組立てることができる。
【００３１】
噴射ノズル２５が配設された防護区画内で火災が発生した場合には、自動又は手動で、放出部１４に装着されている容器弁が開かれる。そうすると、炭酸ガス貯蔵容器１１の下部に収容されている液化炭酸ガス１３は、炭酸ガス１２の圧力によって、炭酸ガス貯蔵容器１１から液化状態のまま導出路１５に押出され、導出路１５内を流通して、消火剤貯蔵容器２０の上部（空間２３）に導出される。このとき、導出路１５内を流通する液化炭酸ガス１３は、液化状態であるから体積が小さく、容器弁の開放と同時に消火剤貯蔵容器２０に液化炭酸ガス１３が導出される。
【００３２】
消火剤貯蔵容器２０の上部（空間２３）に導出された液化炭酸ガス１３は、体積の小さい液化状態から非常に大きな体積を有する炭酸ガスに、消火剤貯蔵容器２０の空間２３内で気化する。そうすると、炭酸ガスは、空間２３内に一気に充満するが小さな容積の空間２３内では完全に膨張しきれず、空間２３の圧力をきわめて短時間で急激に上昇させると共に消火剤２２に急激かつ大きな圧力を加える。このようにして、容器弁を開放後きわめて短時間で消火剤貯蔵容器２０内の圧力を大きく上昇させることができる。そうすると、消火剤２２は、サイフォン管２４内を重力に反して一気に流通する。そして、消火剤２２は、サイフォン管２４、放出部２８及び移送路２６を経由して、噴射ノズル２５から噴射される。
【００３３】
このように、消火装置１は、導出路１５を介して、体積が小さい液化状態にある液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２０に短時間で導出させ、液化炭酸ガス１３をこの消火剤貯蔵容器２０内できわめて大きな体積を有する炭酸ガスに短時間で膨張させ、消火剤貯蔵容器２０の内部圧力を急激に上昇させることができる。したがって、消火装置１によれば、消火剤貯蔵容器２０から噴射される消火剤２２の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることができる。
【００３４】
また、消火装置１は、液化状態にある液化炭酸ガス１３を、炭酸ガス貯蔵容器１１における炭酸ガス１２が存在する空間よりも通常大きな体積を有し、常圧状態にある、消火剤貯蔵容器２０の空間２３に導出する。一方、例えば図３に示される消火装置Ａにおいては、炭酸ガス貯蔵容器１１Ａにおける炭酸ガス１２が存在するところの、通常小さな体積を有し、加圧状態にある空間で液化炭酸ガス１３が気化する。この場合は、体積が小さく加圧されているから液化炭酸ガス１３は徐徐に気化し、炭酸ガスの発生速度は遅くかつ発生量は少ない。そのため、消火装置１は、例えば図３に示される消火装置Ａに対して、前記空間２３に導出された液化炭酸ガス１３がより一層迅速に気化し、大量の炭酸ガスを発生する。したがって、消火装置１によれば、消火剤貯蔵容器２０から噴射される消火剤２２の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることができる。
【００３５】
さらに、炭酸ガス貯蔵容器１１から消火剤貯蔵容器２０に導出された液化炭酸ガス１３は消火剤貯蔵容器２０で速やかに気化し、その体積がきわめて短時間で一気に膨張するから、少量の液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２０に導出するだけで、消火剤２２を所望の噴射圧で噴射することができる。
【００３６】
また、消火装置１は、前記のように、液化状態にある液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２０に導出するから、消火剤貯蔵容器２０に収容されている消火剤２２のほとんどすべてをより一層短時間で噴射することができる。
【００３７】
このように、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置は、消火装置特に消火剤貯蔵容器に好適に接続されて用いられる。
【００３８】
また、消火装置１においては、液化炭酸ガス１３は、消火剤２２を加圧する加圧ガスとして、消火剤２２に対して少量が用いられるから、通常、消火剤２２と共に噴射ノズル２５から噴射されることはほとんどない。なお、消火剤がすべて放出された後に余剰の炭酸ガスが噴射されることがあるが、噴射される炭酸ガスの噴射量は少量であるから、人体に影響を及ぼす程の酸素濃度の低下が起こることはない。したがって、消火装置１は、たとえ炭酸ガスが危険性を有していても、例えば、作業者の存在下における火災、密閉空間における火災等にも好適かつ安全に使用することができる。
【００３９】
さらに、消火装置１は、下部に液化炭酸ガス１３を収容し、その上部に炭酸ガス１２を有用する、サイフォン管を備えていない炭酸ガス貯蔵容器１１を用いることを特徴とするから、炭酸ガス貯蔵容器１１自体の構造、引いては消火装置１の構造が簡略化され、取扱性に優れている。そのため、例えば、消火装置１を小型化することもでき、消火装置１は、備え付け（固定式）の消火装置として構成されてもよく、また、移動式の消火装置として構成されてもよく、可搬式の消火装置として構成されてもよい。
【００４０】
この発明に係る消火装置の別の一実施例としての消火装置２（以下、この発明に係る消火装置２と称する。）を、説明する。なお、図２において、炭酸ガス貯蔵容器１１及び消火剤貯蔵容器２１は、その内部構造が示されている。
【００４１】
図２に示されるように、この発明に係る消火装置２は、炭酸ガス貯蔵容器１１が消火剤貯蔵容器２１に装着され、消火剤貯蔵容器２１と一体になっており、かつ、炭酸ガス貯蔵容器１１が消火剤貯蔵容器２１よりも低い位置に配置され、換言すると、炭酸ガス貯蔵容器１１の下部に収容されている液化炭酸ガス１３の液面が消火剤貯蔵容器２１に収容されている消火剤の液面よりも低い位置になるように、配置されている以外は、消火装置１と、基本的に同様に、構成されている。すなわち、消火装置２は、上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、消火剤２２を収容し、その外部に炭酸ガス貯蔵容器１１を装着する消火剤貯蔵容器２１と、前記炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器１１から前記消火剤貯蔵容器２１に前記液化炭酸ガス１３を導出する導出路１６と、前記消火剤貯蔵容器２１に、前記消火剤２２を移送する移送路２６を介して、設けられた噴射ノズル２５とを備えてなることを特徴とする。
【００４２】
消火装置２は、消火装置１と基本的に同様に構成され、導出路１６を介して、体積が小さい液化状態にある液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２１に短時間で導出させ、液化炭酸ガス１３をこの消火剤貯蔵容器２１内できわめて大きな体積を有する炭酸ガスにきわめて短時間で一挙に膨張させることができる。したがって、消火装置２は、消火装置１と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
消火装置２は、炭酸ガス貯蔵容器１１と消火剤貯蔵容器２１とが一体化されているから、消火装置２の設置容易性に優れるうえ、可動式及び加搬式の消火装置としての機動性にも優れている。
【００４４】
この発明における液化炭酸ガス導出装置及び消火装置は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、この発明において、放出部又は導出路に液化炭酸ガスの導出量を調整する調節器を装着又は介装することもできる。このような調節器として、例えば、レギュレータ等を挙げることができる。また、この発明において、放出部又は導出路に、その内部を流通する液化炭酸ガスの圧力を測定して表示する圧力計を装着又は介装することができる。さらに、この発明において、導出路に液状炭酸ガスの流通を阻止する停止弁を装着又は介装することができる。
【００４５】
消火装置１及び２それぞれは、１つの液化炭酸ガス導出装置１０を備えているが、この発明においては、複数の液化炭酸ガス導出装置を備え、複数の液化炭酸ガス導出装置から同時に液化炭酸ガスを消火剤貯蔵容器に導出してもよく、また、それぞれの液化炭酸ガス導出装置から順次液化炭酸ガスを消火剤貯蔵容器に導出してもよい。
【００４６】
消火装置１及び２それぞれは、１つの消火剤貯蔵容器２０又は２１を備えているが、この発明においては、複数の消火剤貯蔵容器を備え、複数の消火剤貯蔵容器から同時に消火剤を噴射してもよく、また、それぞれの消火剤貯蔵容器から順次消火剤を噴射してもよい。
【００４７】
この発明において、消火装置の放出部又は移送路には消火剤の移送量を調整する調節器を装着又は介装することもできる。このような調節器として、例えば、レギュレータ等を挙げることができる。また、この発明において、放出部又は移送路に、その内部を流通する消火剤２２の圧力を測定して表示する圧力計を装着又は介装することができる。さらに、この発明において、消火装置の移送路に消火剤の流通を阻止する停止弁を装着又は介装することができる
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
炭酸ガス貯蔵容器１１として、サイフォン管を備えていない容量１Ｌの耐圧容器に二酸化炭素６６０ｇを充填した液化炭酸ガスボンベ（２０℃での充填圧力５．７ＭＰａ）を準備した。なお、この液化炭酸ガスボンベの放出部１４には容器弁が装着されている。
【００４９】
また、水系消火剤として、フッ素系界面活性剤の６％水溶液からなる泡消火剤「メガフォームＦ−６１０ＡＴ」（商品名、大日本インキ化学工業株式会社製）４０Ｌを、サイフォン管２８を備えた容量６１Ｌの耐圧容器に封入して、消火剤貯蔵容器２０を準備した。
【００５０】
次いで、液化炭酸ガスボンベ１１を倒立し、その放出部１４を下方に配置した状態に固定して、液化炭酸ガスボンベ１１の放出部１４と消火剤貯蔵容器２０の放出部２８とを銅管（起動管とも称する。内径φ３．５ｍｍ、外形φ６ｍｍ、長さ２００ｍｍ）で接続し、さらに、消火剤貯蔵容器２０の放出部２８に圧力配管用炭素鋼鋼管（長さ約１３．５ｍ（サイフォン管を含む。））を介して、噴射ノズル２５を接続した。このようにして、図１に示される消火装置１を組立てた。
【００５１】
（比較例１）
実施例１の液化炭酸ガスボンベ１１と同様の液化炭酸ガスボンベ１１Ａを倒立することなく、その放出部１４Ａを上方に配置した状態に固定して、液化炭酸ガスボンベ１１Ａの放出部１４Ａと、実施例１の消火剤貯蔵容器２０と同様の消火剤貯蔵容器２０Ａの放出部２８Ａとを銅管で連結した以外は、実施例１と同様にして、従来の消火装置の一例である消火装置Ａを組立てた。
【００５２】
消火装置１及び消火装置Ａを用いて、液化炭酸ガスボンベ１１及び１１Ａの放出部１４及び１４Ａに装着された容器弁を開いてから消火剤２２及び２２Ａが噴射ノズル２５及び２５Ａより噴射されるまでの時間（以下、起動時間と称する。）、消火剤貯蔵容器２０及び２０Ａから噴射される消火剤２２及び２２Ａの最高噴射圧（消火剤貯蔵容器２０及び２０Ａの放出部１４及び１４Ａに装着した圧力計（図示しない。）で測定）、液化炭酸ガスボンベ１１及び１１Ａの放出部１４及び１４Ａに装着された容器弁を開いてから前記最高噴射圧に達するまでの時間（以下、最高圧到達時間と称する。）、並びに、消火剤２２及び２２Ａの噴射が完了するまでの噴射時間を、それぞれ、測定し、その結果を第１表に示す。また、実施例１の消火装置１における消火剤２２の噴射圧と時間との関係を示すグラフを図４に示し、比較例１の消火装置Ａにおける消火剤２２Ａの噴射圧と時間との関係を示すグラフを図５に示す（なお、各グラフにおける圧力が０（ＭＰａ）である直線部分は起動前の待機状態を示している。）。
【００５３】
＜第１表＞
【００５４】
【表１】
【００５５】
第１表に示されるように、起動時間は、消火装置Ａが６．０秒であったのに対して消火装置１は４．２秒であり、１．８秒も短縮された。消火装置１及びＡにおける１．８秒という起動時間の短縮は、一刻も早い初期消火行うという近年の要請においては、非常に有意義な結果であった。また、消火装置１及びＡにおける液化炭酸ガスボンベ１１及び１１Ａ並びに消火剤貯蔵容器２０及び２０Ａの容量を考慮すると、前記起動時間の短縮は非常に大きく、例えば、工場等に設置されるより大型の消火装置であれば、起動時間はさらに短縮されることは明らかであり、特に効果的な消火効果が期待できることがわかった。
【００５６】
また、消火装置１の最高圧到達時間は消火装置Ａのそれに対して４秒も短縮されているにもかかわらず、消火装置１の最高噴射圧は消火装置Ａのそれに対して４０％以上も増大しており、消火装置１におけるこのような最高圧到達時間の短縮及び最高噴射圧の増大は、消火活動特に初期消火活動に大きく貢献することができることがわかった。
【００５７】
さらに、消火装置１の噴射時間は消火装置Ａのそれに対して短縮されており、消火装置１は所定量の消火剤をより一層早く噴射することができ、消火活動特に初期消火活動に大きく貢献することができることがわかった。
【００５８】
（実施例２）
図６に示されるように、縦１０ｍ、横３ｍ、高さ３ｍの防護区画３０内に、高さ２．７ｍ、横方向の中央部に縦方向に沿って２．０ｍの間隔をあけて、噴射ノズル２５を２基設置した。また、この防護区画３０内の床上に、横方向の中央部に縦方向に沿って、幅２ｍ、長さ４ｍ、高さ０．５ｍの試験台３１を配置し、この試験台３１の中央部に１ｍ四方の火皿３２を載置した。２基の噴射ノズル２５それぞれには、噴霧範囲が直径３．０ｍとなるように、図示しないデフレクターを装着した。
【００５９】
一方、炭酸ガス貯蔵容器１１として、サイフォン管を備えていない容量２Ｌの耐圧容器に二酸化炭素１０００ｇを充填した液化炭酸ガスボンベ（２０℃での充填圧力５．７ＭＰａ）及び、消火装置１の消火剤貯蔵容器２０と同様の消火剤貯蔵容器２０を準備した。なお、この液化炭酸ガスボンベの放出部１４には容器弁が装着されている。
【００６０】
また、消火装置１と同様にして、液化炭酸ガスボンベ１１と消火剤貯蔵容器２０とを銅管で接続し、消火剤貯蔵容器２０に、圧力配管用炭素鋼鋼管（長さ約１３．５ｍ（サイフォン管を含む。））を介して、２基の噴射ノズル２５を接続した。このようにして、図１に示される消火装置１を組立て、防護区画３０の片隅に設置した。
【００６１】
次いで、前記火皿３２に、燃料「エキネンＦ−１」（商品名、日本アルコール販売株式会社製）１．５Ｌを注ぎ、着火させた。前記燃料の着火を確認した後、液化炭酸ガスボンベ１１の放出部１４に装着された容器弁を開いて、消火剤２２を噴射した。この消火試験において、起動時間、消火剤２２の噴射が完了するまでの噴射時間、及び、消火剤２２の噴射開始から消火に要した時間（以下、消火時間と称する。）を、それぞれ、測定した。その結果、起動時間は４．４秒であり、噴射時間は３０秒であり、消火時間１９秒であった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、この発明に係る消火装置の一実施例としての消火装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】図１は、この発明に係る消火装置の別の一実施例としての消火装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】図３は、従来の消火装置の構成を示す概略構成図である。
【図４】図４は、実施例１における消火装置における消火剤の噴射圧と時間との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、比較例１における消火装置における消火剤の噴射圧と時間との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例２の消火試験における防護区画を上面から見た上面透視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、Ａ 消火装置
１０ 液化炭酸ガス導出装置
１１、１１Ａ 炭酸ガス貯蔵容器
１２、１２Ａ 炭酸ガス
１３、１３Ａ 液化炭酸ガス
１４、１４Ａ、２８、２８Ａ 放出部
１５、１５Ａ、１６ 導出路
２０Ａ、２１ 消火剤貯蔵容器
２２、２２Ａ 消火剤
２３ 空間
２５、２５Ａ 噴射ノズル
２６ 移送路
２４ 吐出管（サイフォン管）
３０ 防護区画
３１ 試験台
３２ 火皿
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液化炭酸ガス導出装置及び消火装置に関し、さらに詳しくは、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置、及び、この液化炭酸ガス導出装置を備えた消火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の消火装置は、例えばビル内の各部屋を防護区画とすると、各防護区画に配設されたところの、消火剤を噴射する噴射ノズルと、その噴射ノズルに接続されたところの、消火剤を移送する移送ラインと、各防護区画から延在する移送ラインに結合されたところの、消火剤を貯蔵する消火剤貯蔵容器と、消火剤貯蔵容器（例えばその放出部）に装着された容器弁と、前記容器弁を開放動作させる駆動装置とを備えてなる。
【０００３】
この消火装置においては、駆動装置を駆動して、容器弁を開放状態にすることにより、消火剤貯蔵容器内の消火剤を、移送ラインを通じて防護区画の噴射ノズルまで移送し、噴射ノズルから噴射させ、これによって防護区画内の火災を鎮火させることができるようになっている。このような消火装置にあっては、消火剤貯蔵容器内から消火剤が移送ラインに送出されると、消火剤貯蔵容器内の消火剤の容積が徐々に減少し、その結果、ノズルから噴出する消火剤の勢いが次第に衰える（消火剤の噴射圧が次第に低下する）。
【０００４】
そこで、このような消火装置を改良した消火装置として、例えば、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）又は炭酸ガス等の加圧ガスを封入した加圧ガス貯蔵容器を消火剤貯蔵容器とは別に準備し、この加圧ガスを消火剤貯蔵容器に移送して消火剤の噴射圧力源として利用する消火装置、又は、前記加圧ガスを消火剤の噴射圧力源及び第２の消火剤として利用する消火装置等が知られている。
【０００５】
前記加圧ガスを消火剤の噴射圧力源として利用する消火装置として、例えば、図３に示される消火装置Ａが挙げられる。この消火装置Ａは、炭酸ガス１２Ａ及び液化炭酸ガス１３Ａを収容する炭酸ガス貯蔵容器１１Ａと、この炭酸ガス貯蔵容器１１Ａから炭酸ガス１２Ａを消火剤貯蔵容器２０Ａに導出又は移送する導出路１５Ａとを備えている。
【０００６】
また、前記加圧ガスを消火剤の噴射圧力源及び第２の消火剤として利用する消火装置として、例えば、特許文献１には、「液化二酸化炭素及び水系消火剤を、噴射合流させて霧化し、放射する事を特徴とする消火方法」が記載され（請求項１参照。）、その図１には「加圧型放射システムの基本構成の簡単な一例」が、そして、その説明として００１０欄には「１はサイホン付きの液化二酸化炭素容器、２はサイホン付きの水系消火剤容器を示す。３は二酸化炭素経路からのバイパスであり、水系消火剤容器２を加圧するためのものである。加圧された容器２からは、サイホンを経てノズル５から水系消火剤を放射する。又ノズル４からは液化二酸化炭素が放射され、ノズル口直近で衝突して霧化した混合消火剤として噴射される」と記載されている。
【０００７】
ところで、火災は、一般家庭で発生するか工場等で発生するかにかかわらず、発火した後にきわめて短時間で消火することができれば、延焼を食い止め、火災による損害等を最小限に抑えることができる。このような観点から、火災発生初期において１秒でも早く消火すること、すなわち、一刻も早い初期消火がきわめて重要である。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２４０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置を提供することを、目的とする。
【００１０】
また、この発明は、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることのできる消火装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記液化炭酸ガスを導出する導出路とを備えてなることを特徴とする液化炭酸ガス導出装置であり、
請求項２は、上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、消火剤を収容する消火剤貯蔵容器と、前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記消火剤貯蔵容器に前記液化炭酸ガスを導出する導出路と、前記消火剤貯蔵容器に、前記消火剤を移送する移送路を介して、設けられた噴射ノズルとを備えてなることを特徴とする消火装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る液化炭酸ガス導出装置は、炭酸ガス貯蔵容器から液化炭酸ガスを導出する導出路を備えているから、この導出路が、例えば、消火装置における消火剤貯蔵容器に接続されると、消火剤貯蔵容器に液化炭酸ガスを液化状態のまま導出することができる。すなわち、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置は、導出路を介して、体積が小さい液化状態にある液化炭酸ガスを消火剤貯蔵容器に短時間で導出し、液化炭酸ガスをこの消火剤貯蔵容器内できわめて大きな体積を有する炭酸ガスに膨張させることができる。その結果、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置によれば、導出路が接続された消火剤貯蔵容器の内部圧力をきわめて短時間かつ急激に上昇させることができる。したがって、この発明によれば、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることに貢献する液化炭酸ガス導出装置を提供することができる。
【００１３】
また、この発明に係る消火装置は、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置を備えているから、きわめて短時間かつ急激に消火剤貯蔵容器の内部圧力を上昇させることができる。したがって、この発明によれば、消火剤貯蔵容器から噴射される消火剤の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることのできる消火装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明に係る液化炭酸ガス導出装置の一実施例としての液化炭酸ガス導出装置１０（以下、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置１０と称する。）を、この発明に係る消火装置の一実施例としての消火装置１（以下、この発明に係る消火装置１と称する。）と共に、説明する。なお、図１において、炭酸ガス貯蔵容器１１及び消火剤貯蔵容器２０は、その内部構造が示されている。
【００１５】
この発明に係る消火装置１は、図１に示されるように、上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、消火剤２２を収容する消火剤貯蔵容器２０と、前記炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器１１から前記消火剤貯蔵容器２０に前記液化炭酸ガス１３を導出する導出路１５と、前記消火剤貯蔵容器２０に、前記消火剤２２を移送する移送路２６を介して、設けられた噴射ノズル２５とを備えてなることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、この消火装置１は、上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、前記炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器１１から液化炭酸ガス１３を導出する導出路１５とを備えてなる液化炭酸ガス導出装置１０を備えている。
【００１７】
図１に示されるように、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置１０における炭酸ガス貯蔵容器１１は、その上部に炭酸ガス１２を収容し、かつ、その下部に、換言すると、炭酸ガス１２よりも下方に液化炭酸ガス１３を収容することができればよく、形状が特に限定されない、例えば、ボンベ、タンク等の耐圧容器等を挙げることができる。炭酸ガス貯蔵容器１１は、その底部に放出部１４を有している。この放出部１４には、図示しない容器弁等が装着され、この容器弁等を介して後述する導出路１５が接続される。なお、消火装置１において、炭酸ガス貯蔵容器１１は、後述する消火剤貯蔵容器２０よりも高い位置に配置されている。
【００１８】
炭酸ガス貯蔵容器１１に収容される炭酸ガス（二酸化炭素とも称される。）は、加圧液化状態の液化炭酸ガス１３と気体状態の炭酸ガス１２との混合状態にあり、炭酸ガス貯蔵容器１１では、通常、それらの比重によって、液化炭酸ガス１３が炭酸ガス１２よりも下方に位置している。炭酸ガス貯蔵容器１１に収容される液化炭酸ガス１３と炭酸ガス１２との割合は、特に限定されないが、例えば、炭酸ガス１２による炭酸ガス貯蔵容器１１の内部圧力が、後述する消火剤貯蔵容器２０の内部圧力よりも大きくなるような割合であるのがよい。液化炭酸ガス１３と炭酸ガス１２との割合がこのような割合で収容されていると、後述する導出路１５に液化炭酸ガス１３を強制的に移送する移送手段例えばポンプ等を介装しなくても、液化炭酸ガス１３を炭酸ガス１２の圧力で消火剤貯蔵容器２０に導出させることができる。
【００１９】
炭酸ガス貯蔵容器１１は、液化炭酸ガス１３と炭酸ガス１２とが共存する温度及び圧力に調整されている。また、炭酸ガス貯蔵容器１１は、消火剤貯蔵容器２０に貯蔵された消火剤２２を噴射するのに十分な量の液化炭酸ガス１３を収容することができる容積、換言すると、消火現場において充分な消火剤２２の噴射量を確保することができる容積を有していればよく、消火剤貯蔵容器２０の容積及び消火剤２２の噴射量等に応じて適宜調整される。
【００２０】
図１に示されるように、導出路１５は、炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、炭酸ガス貯蔵容器１１から液化炭酸ガス１３を導出する。導出路１５は、その内部を液化炭酸ガス１３が流通するから、液化炭酸ガス１３及び炭酸ガス１２に対する耐性と耐圧性を有する銅管とされている。なお、導出管１５は、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標）とも称する。）等のフッ素系樹脂、ステンレス鋼等の金属等で形成された管であってもよい。
【００２１】
導出路１５は、その一方の端部が炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に形成された放出部１４又はこの放出部１４に装着された容器弁（図示しない。）に接続され、その他方の端部が消火剤貯蔵容器２０の上部近傍すなわち消火剤２２の液面よりも高い位置（図１において空間２３）に接続されている。このように、導出路１５の一方の端部を炭酸ガス貯蔵容器１１の底部等に接続しておくと、炭酸ガス１２の圧力によって、炭酸ガス貯蔵容器１１から消火剤貯蔵容器２０に液化炭酸ガス１３を液化状態のまま導出することができる。また、導出路１５の他方の端部を消火剤貯蔵容器２０の上部近傍に結合しておくと、消火剤貯蔵容器２０に液化炭酸ガス１３を導出したときに、液化炭酸ガス１３が消火剤貯蔵容器２０の上部近傍で一気に膨張してなる炭酸ガスが消火剤をきわめて短時間で急激に大きな圧力で押圧し、消火剤２２をより一層短い時間でより一層高い噴射圧で移送路２６に送り出すことができる。
【００２２】
図１に示されるように、消火剤貯蔵容器２０は、消火剤２２を収容することができればよく、形状が特に限定されない、例えば、ボンベ、タンク等の耐圧容器等を挙げることができる。この消火剤貯蔵容器２０は、その上部近傍に導出される液化炭酸ガス１３が気化することによって生じる体積変化に起因する加圧力で、消火剤２２を噴射ノズル２５から噴射するように構成されていればよく、具体的には、消火剤貯蔵容器２０の底部まで延在する吐出管（サイフォン管とも称する。）２４を、その内部に備えている。消火剤貯蔵容器２０は、その頂部に放出部２８を介して後述する移送路２６が接続されている。
【００２３】
消火剤貯蔵容器２０に収容される消火剤２２は、特に限定されないが、水系消火剤がよい。水系消火剤は、消火作用のある、水を主成分とする液体である限り特に限定されず、例えば、炭酸カリウム、界面活性剤、多糖類及び／又はリン酸塩等が水に添加されてなる強化液、水道水、並びに、純水等が挙げられる。水系消火剤の一例を挙げると、例えば、フッ素系界面活性剤を含有する「メガフォームＦ−６１０ＡＴ」（商品名、大日本インキ化学工業株式会社製）等がある。
【００２４】
消火剤２２は、通常、常圧下で消火剤貯蔵容器２０に収容され、必要に応じて、加圧下で消火剤貯蔵容器２０に収容されていてもよい。また、消火剤２２は、消火剤貯蔵容器２０に充填されてもよいが、図１に示されるように、消火剤貯蔵容器２０の上部に前記導出路１５から液化炭酸ガスが導出される空間２３が画成されるように、消火剤貯蔵容器２０の容量よりも少ない量が収容されるのがよい。消火剤貯蔵容器２０の容量よりも少ない量の消火剤２２が消火剤貯蔵容器２０に収容されると、画成される空間２３内に液化炭酸ガス１３を液化状態のまま導出することができるから、消火剤２２をより一層短い時間でより一層高い噴射圧で噴射することができる。
【００２５】
消火剤貯蔵容器２０は、消火現場において充分量の消火剤２２を収容することができる容積を有していればよく、例えば、消火剤貯蔵容器２０の数及び消火装置１が設置される例えば防護区画（消火現場）等の容積等に応じて適宜調整される。
【００２６】
図１に示されるように、噴射ノズル２５は、消火剤２２を移送する移送路２６を介して、消火剤貯蔵容器２０に設けられている。噴射ノズル２５は、消火剤２２を噴射することができればよく、単数又は複数の噴射孔を有する噴射ノズル、デフレクターを備え、消火剤を泡状に噴射する噴射ノズル等が挙げられる。噴射ノズル２５は、消火剤２２の種類、消火装置１が設置される防護区画（消火現場）等に応じて適宜の噴射ノズルが選択される。
【００２７】
移送路２６は、消火剤貯蔵容器２０に収容されている消火剤２２を噴射ノズル２５に移送する。図１に示されるように、移送路２６は、その一方の端部が噴射ノズル２５に接続され、その他方の端部が消火剤貯蔵容器２０の放出部２８又はこの放出部２８に結合するサイフォン管２４に接続されている。移送路２６は、その内部を、液化炭酸ガス１３の気化によって加圧される消火剤２２が流通するから、消火剤２２に対する耐性と耐圧性を有する圧力配管用炭素鋼鋼管とされている。なお、移送路２６は、例えば、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標）とも称する。）等のフッ素系樹脂、ステンレス鋼等の金属で形成され形成された管であってもよい。
【００２８】
消火装置１においては、炭酸ガス貯蔵容器１１と消火剤貯蔵容器２０とを導出路１５で接続又は連結して、炭酸ガス貯蔵容器１１から導出される液化炭酸ガス１３によって消火剤貯蔵容器２０内の圧力を加圧することにより、消火現場において充分な消火剤２２の放出量を確保することができるように、消火現場に応じて、予め、炭酸ガス貯蔵容器１１の容量、炭酸ガス１２の貯蔵量、液化炭酸ガス１３の貯蔵量、消火剤貯蔵容器２０の容量、消火剤２２の貯蔵量、導出路１５、及び、移送路２６等を設計しておくことができる。
【００２９】
消火装置１は、例えば、火災を発見後、放出部１４に装着されている容器弁（図示しない。）の開閉動作を手動で行い、消火剤２２を噴射するように構成されてもよい。また、消火装置１は、放出部１４に装着されている容器弁（図示しない。）が、例えば、シーケンサ、コンピュータ等の制御手段で制御されて、容器弁の開閉動作を自動で行い、消火剤２２を噴射するように構成されてもよい。前記制御手段は、例えば、火災報知器、煙検出器、温度センサ、ガスセンサ等の各種警報器等が出力する警報信号を入力する入力部と、この警報信号を入力した後に、前記容器弁の開閉動作及び開閉量を制御する出力部とを有するコンピュータ、及び、コンピュータの出力部からの出力によって前記容器弁を作動させ、開閉量を調整する作動部等が挙げられる。
【００３０】
消火装置１の作用及び効果を説明する。まず、図１に示される消火装置１を組立てる。例えば、消火装置１は、炭酸ガス貯蔵容器１１としての例えば市販の液化炭酸ガスボンベと、圧力容器に消火剤２２を収納した消火剤貯蔵容器２０とを準備し、図１に示されるように、炭酸ガス貯蔵容器１１と消火剤貯蔵容器２０とに導出路１５を接続し、さらに、噴射ノズル２５に接続された移送路２６の端部を消火剤貯蔵容器２０のサイフォン管２４に接続させて、組立てることができる。
【００３１】
噴射ノズル２５が配設された防護区画内で火災が発生した場合には、自動又は手動で、放出部１４に装着されている容器弁が開かれる。そうすると、炭酸ガス貯蔵容器１１の下部に収容されている液化炭酸ガス１３は、炭酸ガス１２の圧力によって、炭酸ガス貯蔵容器１１から液化状態のまま導出路１５に押出され、導出路１５内を流通して、消火剤貯蔵容器２０の上部（空間２３）に導出される。このとき、導出路１５内を流通する液化炭酸ガス１３は、液化状態であるから体積が小さく、容器弁の開放と同時に消火剤貯蔵容器２０に液化炭酸ガス１３が導出される。
【００３２】
消火剤貯蔵容器２０の上部（空間２３）に導出された液化炭酸ガス１３は、体積の小さい液化状態から非常に大きな体積を有する炭酸ガスに、消火剤貯蔵容器２０の空間２３内で気化する。そうすると、炭酸ガスは、空間２３内に一気に充満するが小さな容積の空間２３内では完全に膨張しきれず、空間２３の圧力をきわめて短時間で急激に上昇させると共に消火剤２２に急激かつ大きな圧力を加える。このようにして、容器弁を開放後きわめて短時間で消火剤貯蔵容器２０内の圧力を大きく上昇させることができる。そうすると、消火剤２２は、サイフォン管２４内を重力に反して一気に流通する。そして、消火剤２２は、サイフォン管２４、放出部２８及び移送路２６を経由して、噴射ノズル２５から噴射される。
【００３３】
このように、消火装置１は、導出路１５を介して、体積が小さい液化状態にある液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２０に短時間で導出させ、液化炭酸ガス１３をこの消火剤貯蔵容器２０内できわめて大きな体積を有する炭酸ガスに短時間で膨張させ、消火剤貯蔵容器２０の内部圧力を急激に上昇させることができる。したがって、消火装置１によれば、消火剤貯蔵容器２０から噴射される消火剤２２の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることができる。
【００３４】
また、消火装置１は、液化状態にある液化炭酸ガス１３を、炭酸ガス貯蔵容器１１における炭酸ガス１２が存在する空間よりも通常大きな体積を有し、常圧状態にある、消火剤貯蔵容器２０の空間２３に導出する。一方、例えば図３に示される消火装置Ａにおいては、炭酸ガス貯蔵容器１１Ａにおける炭酸ガス１２が存在するところの、通常小さな体積を有し、加圧状態にある空間で液化炭酸ガス１３が気化する。この場合は、体積が小さく加圧されているから液化炭酸ガス１３は徐徐に気化し、炭酸ガスの発生速度は遅くかつ発生量は少ない。そのため、消火装置１は、例えば図３に示される消火装置Ａに対して、前記空間２３に導出された液化炭酸ガス１３がより一層迅速に気化し、大量の炭酸ガスを発生する。したがって、消火装置１によれば、消火剤貯蔵容器２０から噴射される消火剤２２の最高噴射圧をより一層高くし、かつ、最高噴射圧に達する時間をより一層短くすることができる。
【００３５】
さらに、炭酸ガス貯蔵容器１１から消火剤貯蔵容器２０に導出された液化炭酸ガス１３は消火剤貯蔵容器２０で速やかに気化し、その体積がきわめて短時間で一気に膨張するから、少量の液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２０に導出するだけで、消火剤２２を所望の噴射圧で噴射することができる。
【００３６】
また、消火装置１は、前記のように、液化状態にある液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２０に導出するから、消火剤貯蔵容器２０に収容されている消火剤２２のほとんどすべてをより一層短時間で噴射することができる。
【００３７】
このように、この発明に係る液化炭酸ガス導出装置は、消火装置特に消火剤貯蔵容器に好適に接続されて用いられる。
【００３８】
また、消火装置１においては、液化炭酸ガス１３は、消火剤２２を加圧する加圧ガスとして、消火剤２２に対して少量が用いられるから、通常、消火剤２２と共に噴射ノズル２５から噴射されることはほとんどない。なお、消火剤がすべて放出された後に余剰の炭酸ガスが噴射されることがあるが、噴射される炭酸ガスの噴射量は少量であるから、人体に影響を及ぼす程の酸素濃度の低下が起こることはない。したがって、消火装置１は、たとえ炭酸ガスが危険性を有していても、例えば、作業者の存在下における火災、密閉空間における火災等にも好適かつ安全に使用することができる。
【００３９】
さらに、消火装置１は、下部に液化炭酸ガス１３を収容し、その上部に炭酸ガス１２を有用する、サイフォン管を備えていない炭酸ガス貯蔵容器１１を用いることを特徴とするから、炭酸ガス貯蔵容器１１自体の構造、引いては消火装置１の構造が簡略化され、取扱性に優れている。そのため、例えば、消火装置１を小型化することもでき、消火装置１は、備え付け（固定式）の消火装置として構成されてもよく、また、移動式の消火装置として構成されてもよく、可搬式の消火装置として構成されてもよい。
【００４０】
この発明に係る消火装置の別の一実施例としての消火装置２（以下、この発明に係る消火装置２と称する。）を、説明する。なお、図２において、炭酸ガス貯蔵容器１１及び消火剤貯蔵容器２１は、その内部構造が示されている。
【００４１】
図２に示されるように、この発明に係る消火装置２は、炭酸ガス貯蔵容器１１が消火剤貯蔵容器２１に装着され、消火剤貯蔵容器２１と一体になっており、かつ、炭酸ガス貯蔵容器１１が消火剤貯蔵容器２１よりも低い位置に配置され、換言すると、炭酸ガス貯蔵容器１１の下部に収容されている液化炭酸ガス１３の液面が消火剤貯蔵容器２１に収容されている消火剤の液面よりも低い位置になるように、配置されている以外は、消火装置１と、基本的に同様に、構成されている。すなわち、消火装置２は、上部に炭酸ガス１２を、下部に液化炭酸ガス１３をそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器１１と、消火剤２２を収容し、その外部に炭酸ガス貯蔵容器１１を装着する消火剤貯蔵容器２１と、前記炭酸ガス貯蔵容器１１の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器１１から前記消火剤貯蔵容器２１に前記液化炭酸ガス１３を導出する導出路１６と、前記消火剤貯蔵容器２１に、前記消火剤２２を移送する移送路２６を介して、設けられた噴射ノズル２５とを備えてなることを特徴とする。
【００４２】
消火装置２は、消火装置１と基本的に同様に構成され、導出路１６を介して、体積が小さい液化状態にある液化炭酸ガス１３を消火剤貯蔵容器２１に短時間で導出させ、液化炭酸ガス１３をこの消火剤貯蔵容器２１内できわめて大きな体積を有する炭酸ガスにきわめて短時間で一挙に膨張させることができる。したがって、消火装置２は、消火装置１と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
消火装置２は、炭酸ガス貯蔵容器１１と消火剤貯蔵容器２１とが一体化されているから、消火装置２の設置容易性に優れるうえ、可動式及び加搬式の消火装置としての機動性にも優れている。
【００４４】
この発明における液化炭酸ガス導出装置及び消火装置は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、この発明において、放出部又は導出路に液化炭酸ガスの導出量を調整する調節器を装着又は介装することもできる。このような調節器として、例えば、レギュレータ等を挙げることができる。また、この発明において、放出部又は導出路に、その内部を流通する液化炭酸ガスの圧力を測定して表示する圧力計を装着又は介装することができる。さらに、この発明において、導出路に液状炭酸ガスの流通を阻止する停止弁を装着又は介装することができる。
【００４５】
消火装置１及び２それぞれは、１つの液化炭酸ガス導出装置１０を備えているが、この発明においては、複数の液化炭酸ガス導出装置を備え、複数の液化炭酸ガス導出装置から同時に液化炭酸ガスを消火剤貯蔵容器に導出してもよく、また、それぞれの液化炭酸ガス導出装置から順次液化炭酸ガスを消火剤貯蔵容器に導出してもよい。
【００４６】
消火装置１及び２それぞれは、１つの消火剤貯蔵容器２０又は２１を備えているが、この発明においては、複数の消火剤貯蔵容器を備え、複数の消火剤貯蔵容器から同時に消火剤を噴射してもよく、また、それぞれの消火剤貯蔵容器から順次消火剤を噴射してもよい。
【００４７】
この発明において、消火装置の放出部又は移送路には消火剤の移送量を調整する調節器を装着又は介装することもできる。このような調節器として、例えば、レギュレータ等を挙げることができる。また、この発明において、放出部又は移送路に、その内部を流通する消火剤２２の圧力を測定して表示する圧力計を装着又は介装することができる。さらに、この発明において、消火装置の移送路に消火剤の流通を阻止する停止弁を装着又は介装することができる
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
炭酸ガス貯蔵容器１１として、サイフォン管を備えていない容量１Ｌの耐圧容器に二酸化炭素６６０ｇを充填した液化炭酸ガスボンベ（２０℃での充填圧力５．７ＭＰａ）を準備した。なお、この液化炭酸ガスボンベの放出部１４には容器弁が装着されている。
【００４９】
また、水系消火剤として、フッ素系界面活性剤の６％水溶液からなる泡消火剤「メガフォームＦ−６１０ＡＴ」（商品名、大日本インキ化学工業株式会社製）４０Ｌを、サイフォン管２８を備えた容量６１Ｌの耐圧容器に封入して、消火剤貯蔵容器２０を準備した。
【００５０】
次いで、液化炭酸ガスボンベ１１を倒立し、その放出部１４を下方に配置した状態に固定して、液化炭酸ガスボンベ１１の放出部１４と消火剤貯蔵容器２０の放出部２８とを銅管（起動管とも称する。内径φ３．５ｍｍ、外形φ６ｍｍ、長さ２００ｍｍ）で接続し、さらに、消火剤貯蔵容器２０の放出部２８に圧力配管用炭素鋼鋼管（長さ約１３．５ｍ（サイフォン管を含む。））を介して、噴射ノズル２５を接続した。このようにして、図１に示される消火装置１を組立てた。
【００５１】
（比較例１）
実施例１の液化炭酸ガスボンベ１１と同様の液化炭酸ガスボンベ１１Ａを倒立することなく、その放出部１４Ａを上方に配置した状態に固定して、液化炭酸ガスボンベ１１Ａの放出部１４Ａと、実施例１の消火剤貯蔵容器２０と同様の消火剤貯蔵容器２０Ａの放出部２８Ａとを銅管で連結した以外は、実施例１と同様にして、従来の消火装置の一例である消火装置Ａを組立てた。
【００５２】
消火装置１及び消火装置Ａを用いて、液化炭酸ガスボンベ１１及び１１Ａの放出部１４及び１４Ａに装着された容器弁を開いてから消火剤２２及び２２Ａが噴射ノズル２５及び２５Ａより噴射されるまでの時間（以下、起動時間と称する。）、消火剤貯蔵容器２０及び２０Ａから噴射される消火剤２２及び２２Ａの最高噴射圧（消火剤貯蔵容器２０及び２０Ａの放出部１４及び１４Ａに装着した圧力計（図示しない。）で測定）、液化炭酸ガスボンベ１１及び１１Ａの放出部１４及び１４Ａに装着された容器弁を開いてから前記最高噴射圧に達するまでの時間（以下、最高圧到達時間と称する。）、並びに、消火剤２２及び２２Ａの噴射が完了するまでの噴射時間を、それぞれ、測定し、その結果を第１表に示す。また、実施例１の消火装置１における消火剤２２の噴射圧と時間との関係を示すグラフを図４に示し、比較例１の消火装置Ａにおける消火剤２２Ａの噴射圧と時間との関係を示すグラフを図５に示す（なお、各グラフにおける圧力が０（ＭＰａ）である直線部分は起動前の待機状態を示している。）。
【００５３】
＜第１表＞
【００５４】
【表１】
【００５５】
第１表に示されるように、起動時間は、消火装置Ａが６．０秒であったのに対して消火装置１は４．２秒であり、１．８秒も短縮された。消火装置１及びＡにおける１．８秒という起動時間の短縮は、一刻も早い初期消火行うという近年の要請においては、非常に有意義な結果であった。また、消火装置１及びＡにおける液化炭酸ガスボンベ１１及び１１Ａ並びに消火剤貯蔵容器２０及び２０Ａの容量を考慮すると、前記起動時間の短縮は非常に大きく、例えば、工場等に設置されるより大型の消火装置であれば、起動時間はさらに短縮されることは明らかであり、特に効果的な消火効果が期待できることがわかった。
【００５６】
また、消火装置１の最高圧到達時間は消火装置Ａのそれに対して４秒も短縮されているにもかかわらず、消火装置１の最高噴射圧は消火装置Ａのそれに対して４０％以上も増大しており、消火装置１におけるこのような最高圧到達時間の短縮及び最高噴射圧の増大は、消火活動特に初期消火活動に大きく貢献することができることがわかった。
【００５７】
さらに、消火装置１の噴射時間は消火装置Ａのそれに対して短縮されており、消火装置１は所定量の消火剤をより一層早く噴射することができ、消火活動特に初期消火活動に大きく貢献することができることがわかった。
【００５８】
（実施例２）
図６に示されるように、縦１０ｍ、横３ｍ、高さ３ｍの防護区画３０内に、高さ２．７ｍ、横方向の中央部に縦方向に沿って２．０ｍの間隔をあけて、噴射ノズル２５を２基設置した。また、この防護区画３０内の床上に、横方向の中央部に縦方向に沿って、幅２ｍ、長さ４ｍ、高さ０．５ｍの試験台３１を配置し、この試験台３１の中央部に１ｍ四方の火皿３２を載置した。２基の噴射ノズル２５それぞれには、噴霧範囲が直径３．０ｍとなるように、図示しないデフレクターを装着した。
【００５９】
一方、炭酸ガス貯蔵容器１１として、サイフォン管を備えていない容量２Ｌの耐圧容器に二酸化炭素１０００ｇを充填した液化炭酸ガスボンベ（２０℃での充填圧力５．７ＭＰａ）及び、消火装置１の消火剤貯蔵容器２０と同様の消火剤貯蔵容器２０を準備した。なお、この液化炭酸ガスボンベの放出部１４には容器弁が装着されている。
【００６０】
また、消火装置１と同様にして、液化炭酸ガスボンベ１１と消火剤貯蔵容器２０とを銅管で接続し、消火剤貯蔵容器２０に、圧力配管用炭素鋼鋼管（長さ約１３．５ｍ（サイフォン管を含む。））を介して、２基の噴射ノズル２５を接続した。このようにして、図１に示される消火装置１を組立て、防護区画３０の片隅に設置した。
【００６１】
次いで、前記火皿３２に、燃料「エキネンＦ−１」（商品名、日本アルコール販売株式会社製）１．５Ｌを注ぎ、着火させた。前記燃料の着火を確認した後、液化炭酸ガスボンベ１１の放出部１４に装着された容器弁を開いて、消火剤２２を噴射した。この消火試験において、起動時間、消火剤２２の噴射が完了するまでの噴射時間、及び、消火剤２２の噴射開始から消火に要した時間（以下、消火時間と称する。）を、それぞれ、測定した。その結果、起動時間は４．４秒であり、噴射時間は３０秒であり、消火時間１９秒であった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、この発明に係る消火装置の一実施例としての消火装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】図１は、この発明に係る消火装置の別の一実施例としての消火装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】図３は、従来の消火装置の構成を示す概略構成図である。
【図４】図４は、実施例１における消火装置における消火剤の噴射圧と時間との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、比較例１における消火装置における消火剤の噴射圧と時間との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例２の消火試験における防護区画を上面から見た上面透視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、Ａ 消火装置
１０ 液化炭酸ガス導出装置
１１、１１Ａ 炭酸ガス貯蔵容器
１２、１２Ａ 炭酸ガス
１３、１３Ａ 液化炭酸ガス
１４、１４Ａ、２８、２８Ａ 放出部
１５、１５Ａ、１６ 導出路
２０Ａ、２１ 消火剤貯蔵容器
２２、２２Ａ 消火剤
２３ 空間
２５、２５Ａ 噴射ノズル
２６ 移送路
２４ 吐出管（サイフォン管）
３０ 防護区画
３１ 試験台
３２ 火皿
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、
前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記液化炭酸ガスを導出する導出路とを備えてなることを特徴とする液化炭酸ガス導出装置。
【請求項２】
上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、
消火剤を収容する消火剤貯蔵容器と、
前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記消火剤貯蔵容器に前記液化炭酸ガスを導出する導出路と、
前記消火剤貯蔵容器に、前記消火剤を移送する移送路を介して、設けられた噴射ノズルとを備えてなることを特徴とする消火装置。
【請求項１】
上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、
前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記液化炭酸ガスを導出する導出路とを備えてなることを特徴とする液化炭酸ガス導出装置。
【請求項２】
上部に炭酸ガスを、下部に液化炭酸ガスをそれぞれ収容する炭酸ガス貯蔵容器と、
消火剤を収容する消火剤貯蔵容器と、
前記炭酸ガス貯蔵容器の底部に接続され、前記炭酸ガス貯蔵容器から前記消火剤貯蔵容器に前記液化炭酸ガスを導出する導出路と、
前記消火剤貯蔵容器に、前記消火剤を移送する移送路を介して、設けられた噴射ノズルとを備えてなることを特徴とする消火装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−８２３０９（Ｐ２００９−８２３０９Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３９１１（Ｐ２００７−２５３９１１）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（３９００３１０３７）日本フエンオール株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（３９００３１０３７）日本フエンオール株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]