説明

高膨張泡消火設備及びその発泡方法

【課題】高膨張泡消火設備の発泡倍率の低下を防止する。
【課題を解決するための手段】放射ノズル9が内蔵されている流路筒2に放出区画1の空気を吸引し、前記放射ノズル9から放出された水溶液wを発泡用網7に衝突させて発泡させる高膨張泡消火設備であって;前記放射ノズル9の水溶液供給管8に、空気混合器10を設け、水溶液wと空気kとを混合して気液混合流体wkを生成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、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、船倉等に用いられる高膨張泡消火設備及びその発泡方法に関するものであり、更に述べると、発泡倍率の低下を防止できる、高膨張泡消火設備及びその発泡方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
泡消火設備では、放射ノズルから泡水溶液(以下、単に「水溶液」ということもある)を放出し、それを発泡用網に衝突させて空気を吸い込ませることにより発泡させ、この泡で火源を埋め尽くし、窒息消火を行っている。この泡消火設備には、低発泡消火設備と高発泡(高膨張泡)消火設備とがある。
【0003】
前記両消火設備では、発泡倍率が異なり、例えば、低発泡消火設備の発泡倍率は20以下、高膨張泡消火設備の発泡倍率は、80以上1000未満、である。ここで発泡倍率とは、泡水溶液と生成された泡の体積比をいう。
【0004】
高膨張泡、例えば、発泡倍率500以上で泡を発生させるためには、放射ノズルの上流側から大量の空気を取り込む必要があるが、前記大量の空気を取り込む場合には、室外の空気を吸引する方式(「アウトサイドエア」という)が一般的である。
【0005】
しかし、このアウトサイドエアでは、外部の空気を利用するため、建屋にダクトを貫設したり、隔壁に穴を開けて泡発生器を配設したりするので、コストが嵩む等の問題がある。
【0006】
そこで、上記問題を解決するため、泡を放出する区画内の空気を吸引する方式(「インサイドエア」という)の高膨張泡消火設備が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】特開平6−165837号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
インサイドエアの高膨張泡消火設備では、火災時に発生する煙の量、質によっては、発泡倍率が設計通りにならず、例えば、設計された発泡倍率が500の場合には、実際の発泡倍率が100、となってしまう場合もある。この様に発泡倍率が低下すると、泡で火源を完全に覆い尽くすことができなくなるので、効果的に窒息消火を行うことができなくなる。発泡倍率が低下する原因は、後で詳細に述べるが、主に空気中の煙の存在である。
【0009】
この発明は、上記事情に鑑み、発泡倍率の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この発明は、放射ノズルが内蔵されている流路筒に放出区画の空気を吸引し、前記放射ノズルから放出された水溶液を発泡用網に衝突させて発泡させる高膨張泡消火設備であって;前記放射ノズルの水溶液供給管に、空気又は不活性ガスの混合手段を設けたことを特徴とする。
【0011】
この発明の前記空気又は不活性ガスの混合手段が、不活性ガスを充填したガスボンベ、又は、水溶液供給源側の水溶液供給管に接続された入口部と、該入口部に連続し、放射ノズル側の水溶液供給管に接続された末広がり状出口部と、該出口部における前記入口部近傍に連通する空気供給部と、一端が前記水溶液供給源側の水溶液供給管に連結され、他端が前記空気供給部に配設され、該他端にノズルが設けられているバイパス管とを備えた空気混合器、であることを特徴とする。
【0012】
この発明は、放出区画の空気を流路筒内に吸引し、該流路筒内に設けた放射ノズルから泡水溶液を放出して発泡用網に衝突させる高膨張泡消火設備の発泡方法であって; 前記放射ノズルに、前記水溶液と空気又は不活性ガスとを混合した気液混合流体を供給することを特徴とする。
【0013】
この発明の前記混合流体の空気又は不活性ガスは、前記水溶液にほぼ均等に混合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
この発明は、以上のように構成したので、放射ノズルには気液混合流体が供給される。この気液混合流体は、泡水溶液に空気又は不活性ガスが混合されているため、放射ノズルに供給される水溶液の密度は、全部水溶液である場合に比べ小さく、放射された水溶液の液滴の数も少なく軽くなる。
【0015】
また、前記気液混合流体の空気は圧縮されているので、大気中に放射されると、膨張し、発泡用網7に向かって進行する水溶液の液滴に抵抗を与えるため、該液滴の流速は遅くなる。従って、放射ノズルから放射された水溶液の液滴は、充分減速された状態で、緩やかに発泡用網に衝突して発泡するので、効率良く発泡させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本件発明者は、高膨張泡消火設備の発泡倍率の低下原因について研究、実験したところ、「煙」に主な原因があることが分かった。この煙は、火災の発生により室(泡の放出区画)内に発生するが、液体の微粒子、例えば、粒径1μm以下の微粒子、となって室内に浮遊する。この微粒子が、放射区画の空気に混じって空気吸引部に吸引されたときに、空気と一緒になって起泡部に供給され、発泡倍率を低下させているのである。
【0017】
本件発明者は、前記問題を解決するためには、煙粒子を除去すれば良いことに気が付いたが、それを除去しなくとも、発泡倍率の低下を防止することができるのではないか、と考えた。
【0018】
一般に、高膨張泡等の泡は、泡原液に含まれる界面活性剤の二層膜であり、親水領域を挟む内側薄膜と外側薄膜とから構成されているが、前記両薄膜は並んで同時に形成されながら、空気を抱え込み泡状体になる、と言われている。そして、本件発明者は煙粒子などの異物が存在すると、発泡率が良くないのは、前記両薄膜の形成速度が遅くなり、標準設定で放射ノズルを運転した場合には、前記放射された泡水溶液の液滴の速度が速すぎて、前記両薄膜を並んで同時に形成することができなくなり、網目を通り抜けてしてしまうためである、と考えた。
【0019】
前記問題の解決策として、放射圧力を標準設定より小さくして放射ノズルの噴射速度を落とし、泡水溶液の液滴が、網目をゆっくり通過する様にすることが考えられる。そこで、放射ノズルの噴射圧力を変化させて所定濃度の泡水溶液の発泡状態を実験してみたところ、噴射圧力が0.5Mpaでは、発泡倍率が正常時に比べ1/5以下まで低下する煙条件の下で、0.2Mpaでは、4/5程度までしか低下しなかった。
【0020】
この様に、泡水溶液の放射圧力を落とすと、発泡し易くなるが、空気吸引量及び放射泡水溶液の量が標準設定より少なくなる。そのため、発泡量が少なくなり、所定時間内に所望の発泡量を得ることができなくなる。
【0021】
そこで、本発明者は、前記問題を解決するため、実験研究を行った結果、放射ノズルの水溶液供給管に空気又は不活性ガスの混合手段を設ければよいことを知った。この混合手段を用いて水溶液に空気又は不活性ガスを混合して気液混合流体を生成し、該気液混合流体を前記噴射ノズルに供給することにより、前記水溶液の発泡用金網に衝突する速度を適切に調整できることを発見した。本件発明は、以上の知見に基づいてなされたものである。
【実施例】
【0022】
この発明の実施例を図1〜図3により説明する。
泡の放出区画である部屋(室)1には、高膨張泡消火設備が設けられている。この消火設備は、流路筒2を備えた泡発泡器であり、例えば、発泡倍率は500に設定されている。該流路筒2には、放出区画1内の空気を吸引して水溶液を発泡させる、起泡部3が設けられている。
【0023】
前記流路筒2の先端の起泡部3には、発泡用網(ネット)7が張設され、又、その内部には、前記発泡用網7と間隔をおいて対向する、複数の放射ノズル9が設けられている。この放射ノズル9は、水溶液供給管8を介して、泡原液と水との混合液である泡水溶液を生成する水溶液供給源(図示省略)に連結されている。
【0024】
前記水溶液供給管8には、空気混合器10が設けられている。この空気混合器10は、水溶液供給源側の水溶液供給管8aに接続された入口部12と、該入口部12に連続し、放射ノズル9側の水溶液供給管8bに接続された末広がり状出口部14と、該出口部14における入口部12近傍に連通する空気供給部16と、一端が前記水溶液供給管8aに連結され、他端が前記空気供給部16内に配設され、該他端に水溶液ノズル18が設けられているバイパス管20とを備えている。
【0025】
前記入口部12は円筒状に形成され、該入口部12の径は、前記出口部14の先端の径より大きく形成され、又、前記出口部14の後端の径は、前記入口部12の径と同一大きさに形成されているが、これらの径は必要に応じて適宜選択される。この空気混合器10では、水溶液ノズル18を設け、空気kの吸引力を高めているが、末広がり状出口部14に吸引効果があるので、このノズル18は、省略しても良い。
【0026】
次に本実施例の作動について説明する。
部屋1内で火災が発生すると、図示しない火災感知器が火災を検知し、制御盤に火災信号を送出する。そうすると、該制御盤は、高膨張泡消火設備を起動させるので、流路筒の起泡部3に室内空気、即ち、前記流路筒2が配設されている部屋(放出区画)1の煙Hを含む空気K、が吸引される。
【0027】
また、水溶液供給管8a内を流れる泡水溶液wは、空気混合器10の入口部12、前記出口部14を通って水溶液供給管8bに流れ込むが、前記出口部14の先端近傍で絞られるので、前記先端近傍には負圧が発生する。そのため、前記空気供給部16から空気k1が吸引され、該空気k1は前記水溶液wに混入されるので、気液混合流体wkが生成される。
なお、この気液混合流体wkは、水溶液wに空気kがほぼ均一に混合され、発泡しやすい状態(予備的発泡状態)であることが好適である。
【0028】
又、前記水溶液供給管8aを流れる水溶液wの一部w1は、バイパス管20に分流し、水溶液ノズル18から出口部14内に放射される。そのため、出口部14内の負圧は、更に大きくなるので、必要にして充分な量の空気を確実に吸引することができる。なお、気液混合流体wkの空気k1は、水溶液wに比べて少なく、例えば、前記流体wkの全体積の10%程度(圧力5kg/cm2)であるが、この混合比率は必要に応じて適宜選択される。
【0029】
前記気液混合流体wkが、前記放射ノズル9から放射されると、空気k1は大気中に開放されて膨張し、発泡用網7に向かって進行する水溶液の液滴wdの抵抗となるので、該液滴wdは分散され、流速を減じられた後に、発泡用網7に衝突して網目に入り発泡する(本発泡状態)。そのため、水溶液の液滴wdは、効率よく高膨張泡12を形成することができる。
【0030】
この発明の第2実施例を図4により説明するが、図1〜図3と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施例と第1実施例との相違点は、空気又は不活性ガス混合手段として、ガスボンベ25を用いたことである。
【0031】
このガスボンベ25には、窒素ガス、二酸化酸素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスが所定圧で充填されている。この実施例では、該ガスボンベ25に設けた制御弁(図示省略)により、ガス供給量を制御しながら水溶液wに不活性ガスgを混合して気液混合流体wgを生成する。
この気液混合流体wgを前記放射ノズル9から放射すると、不活性ガスgは泡の中に包まれ、泡と共に火源を覆うようになるので、消火効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の第1実施例を示す縦断面図である。
【図2】空気混合器の拡大断面図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す縦断面図で、図1に対応する図ある。
【符号の説明】
【0033】
1 放出区画
2 流路筒
3 起泡部
7 発泡用網
9 放射ノズル
10 空気混合器
12 高膨張泡
25 ガスボンベ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射ノズルが内蔵されている流路筒に放出区画の空気を吸引し、前記放射ノズルから放出された水溶液を発泡用網に衝突させて発泡させる高膨張泡消火設備であって;
前記放射ノズルの水溶液供給管に、空気又は不活性ガスの混合手段を設けたことを特徴とする高膨張泡消火設備。
【請求項2】
前記空気又は不活性ガスの混合手段が、
不活性ガスを充填したガスボンベ、又は、
水溶液供給源側の水溶液供給管に接続された入口部と、該入口部に連続し、放射ノズル側の水溶液供給管に接続された末広がり状出口部と、該出口部の入口部近傍に連通する空気供給部と、一端が前記水溶液供給源に連結され、他端が前記空気供給部に配設され、該他端にノズルが設けられているバイパス管とを備えた空気混合器、
であることを特徴とする請求項1記載の高膨張泡消火設備。
【請求項3】
放出区画の空気を流路筒内に吸引し、該流路筒内に設けた放射ノズルから水溶液を放出して発泡用網に衝突させる高膨張泡消火設備の発泡方法であって、
前記放射ノズルに、前記水溶液と空気又は不活性ガスとを混合した気液混合流体を供給することを特徴とする高膨張泡消火設備の発泡方法。
【請求項4】
前記気液混合流体の空気又は不活性ガスは、前記水溶液にほぼ均等に混合されていることを特徴とする請求項3記載の高膨張泡消火設備の発泡方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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