JPH057632A

JPH057632A - 泡散布装置

Info

Publication number: JPH057632A
Application number: JP3081891A
Authority: JP
Inventors: F Karlson Richard; リチヤード・エフ・カールソン
Original assignee: Komax Systems Inc
Current assignee: Komax Systems Inc
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】３〜４分の間所望区域上に極めて高速度で進
んで来る炎とたたかう高品質の有用な泡を散布すること
ができ、野火を消火するだけでなく、更に消防士の命を
保護することができる装置を提供する。【構成】泡散布装置１は表面活性剤貯蔵容器３０を備
え、弁３８が開くと、加圧空気が解放されタンク３４か
らダイアフラム３２Ａ及び管４２の方向に流れる。ダイ
アフラム３２Ａ，３２Ｂが開くと、容器３０の表面活性
剤は流出し、管４６に入り、オリフィス５０を通って容
器４８の水供給部内に放出される。容器４８では表面活
性剤７４が水６０と混合され、管７０を通って水タンク
４８の上方に流れる。次いで、静止混合装置６４に向か
って流れ、泡を所望区域に散布させるよう円周上に設け
た複数のオリフィス７２を有する散布部材６８に流入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、一定区域
上に泡のような表面活性剤を散布する装置に関し、特に
消火のために泡を散布する新規な改良された装置に関す
る。本発明の装置は、火事特に山火事とたたかうために
用いられるトラクター、ブルドーザその他の重量のある
移動装置上に設置するのに特に適したものである。

【０００２】

【従来の技術】山火事のような野火、或いは化学的な火
事とたたかう場合には、水のみを用いる場合と比較して
泡は約８６％も効果が大きいと測定されている。即ち、
水は火とのたたかいに際して約８％が有効であるのに対
し、泡は野火の消火に際して約９４％有効である。泡が
有力な要素として使用された場合においても消火のため
には水は必要であるが、水のみを使用する場合と比較し
て泡と組み合わせて使用した場合には、必要な水の量は
約７５％減少するものと測定されている。泡と水とを組
み合わせて使用すると、泡の体積、即ち能力は泡のみを
使用した場合の７倍乃至１０倍に増える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】野火とたたかう際の泡
の大きな利点にもかかわらず、泡を散布する従来技術の
装置には問題があり、通常は泡と水とを混合した後に問
題が発生する。泡を使用する場合に必要な工程である泡
と水との混合がなされても、野火とたたかう際に有効な
所望区域全体への散布に必要な高品位の泡、すなわち泡
沫を得るという問題が残る。この問題は、水と泡の混合
物が組み合わせ後に一定時間使用されない状態で置かれ
てその間泡は消火に必要な泡沫を形成する能力を実質的
に失い始めるときに大きな問題となる。この問題は、泡
と水との混合物が時間単位ではなく分単位で置かれると
きにも惹き起こされる。従って、発泡表面活性剤の発泡
活性を助けるために水が必要であるとしても、泡と水と
の混合物が一定時間放置された場合には、野火とのたた
かいにおいて水のみよりは効果的でない泡が散布される
結果を来たす。

【０００４】上述の問題は、泡その他の表面活性剤を散
布する重い設備を操作している消防士の命など人間の命
が火に攻められている場合には更にさしせまった問題に
なる。２〜３分の間に時速５６〜７２ｋｍ（３５〜４５
マイル）の速さで進む非常に大きな野火の場合には、火
とたたかう物質を散布する設備を操作している人は少な
くとも彼自身が速やかに近づいて来る炎から保護されて
いることが緊急に必要なことである。上述の問題は、出
願人の知識によれば当該技術分野で周知の問題の一つで
あり、現在の全ての表面活性剤散布装置とは言わないま
でも、ほとんどの従来技術の装置の問題点の一つであ
り、その解決が緊急に必要な問題の一つである。従っ
て、３〜４分の間所望区域上に極めて高速度で進んで来
る炎とたたかう高品質の有用な泡を散布することがで
き、野火を消火するだけでなく、更に重要なこととして
消防士の命を保護することができる装置を提供すること
が望まれている。このような装置は現在のところ存在し
ない。

【０００５】従来技術の装置は、必要とされる時間（０
〜３分間）に関する要求を満たさないか、若しくは要求
される品質の泡その他の表面活性剤を供給できないか、
又はこれらの両方の要求を満たさない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】野火が覆っている区域全
体に表面活性剤を散布するために用いられている従来技
術の装置の持つ重大な問題に鑑み、本件出願人はこの問
題に全く新しい方法で対処した。従って、本件出願人
は、野火とたたかうに有用な極めて高品質の泡の形で表
面活性剤を拡散させるために必要な表面活性剤（泡）と
水とを別個に貯蔵する二つの分離した貯蔵手段を持つ表
面活性剤散布装置を開発した。本件出願人の装置は、更
に、必要な場合には表面活性剤を水中に解き放つ手段
と、表面活性剤と水とを野火を消火するために最も効果
的な極めて高品質の泡を発生させるよう混合する手段と
を有する。

【０００７】本件出願人の装置は、トラクター、ブルド
ーザその他の野火とたたかう重量のある設備に設置する
のに適しているが、化学プラントのような静止状態で火
炎とたたかう場合にも同様に有用な装置である。表面活
性剤及び水の供給貯蔵を別個に行なう手段を設けること
により、消火に必要な時に先立って一定時間水と表面活
性剤の混合物を放置する際に一般的に起こる従来技術の
装置の問題を回避することができる。本件出願人は、移
動要素を持たない従来技術の静止混合装置に水と表面活
性剤とを混合して極めて高品質の泡沫又は泡を生じさせ
て所望する区域に散布させる手段を導入した。

【０００８】本発明装置は、クラスＡ表面活性剤（通常
は原生林火炎とたたかう際に使用される）及びクラスＡ
ＦＦＦ表面活性剤（通常は化学火炎の消火に使用され
る）の両方を使用できる。本発明の最も大きな利点は、
恐らくは、消火材料を散布する装置を操作している消防
士の生命を救うことにある。

【０００９】本発明のその他の利点及び特徴は、本発明
の好ましい実施例を示す図面及び以下の説明から当業者
に明らかになるものと考える。

【００１０】

【実施例】最初に図２を参照することにより本発明につ
いての最良の理解が得られるものと考えるが、図２にお
いて、本発明装置全体を参照符号１で示してある。別個
独立の表面活性剤（泡）貯蔵容器３０は管４４によって
タンク３４中の圧縮空気供給部と接続されている。タン
ク３４の内部の圧縮空気は約２１１kg／cm²（３，００
０psi）の圧力に保たれている。管４４に沿って圧力制
御装置３６と、緊急弁解放手段４０によって制御される
通常は閉じている弁３８とが設けられている。装置の操
作員が緊急弁解放手段４０を引くと、弁３８が開き、加
圧空気が解放されてタンク３４から管４４に流れ、制御
装置３６がただちに空気の圧力を約８．４４〜９．８４
kg／cm²（１２０〜１４０psi）に下げる。加圧空気は管
４４に沿ってバースト・ダイアフラム３２Ａ及び管４２
の方向に流れる。バースト・ダイアフラム３２Ａ及び３
２Ｂは何れも約７．０３kg／cm²（１００psi）の空気圧
力で解放するようセットされている。従って約８．４４
〜９．８４kg／cm²（１２０〜１４０psi）の圧力空気が
管４４を通ってダイアフラム３２Ａ及び３２Ｂに向かっ
て流れると、両ダイアフラムは空気圧力によって加えら
れる力に応答して開く。両ダイアフラム３２Ａ及び３２
Ｂ〔約７．０３kg／cm²（１００psi）の空気圧力で解放
するようセットされている〕が開くと、容器３０の内部
の表面活性剤は容器３０から流出しバースト・ダイアフ
ラム３２Ｂを通過して管４６に入り、そこで表面活性剤
は管４６のオリフィス５０を通って容器４８の水供給部
内に放出される。容器４８の内部では、表面活性剤７４
が水６０と混合され、更に管７０を通って水タンク４８
の上方に流れて、静止混合装置６４（以下の図３の説明
を参照されたい）に向かって流れる。

【００１１】加圧空気がタンク３４から圧力制御装置３
６を通り、管４４に沿って流れてバースト・ダイアフラ
ム３２Ａに続いてバースト・ダイアフラム３２Ｂを開口
させると同時に、加圧空気〔約８．４４〜９．８４kg／
cm²（１２０〜１４０psi）の圧力である〕は管４２に沿
って管４２及び水供給部４８の上流に位置している静止
混合装置６４の方向に流れる。加圧空気が管４２を通っ
て混合装置６４の方向に流れると、混合装置６４の下流
に挿入されている計量装置６２が管４２から混合装置６
４への空気流を計量し制御する。管４２を通る空気流は
計量装置６２で計量された後に、加圧空気流によって水
と表面活性剤との混合物は管７０を通って上流に流され
て混合装置６４を通り、そこで混合装置６４によって更
に混合・再混合されて混合物の実質的な発泡が起こり、
水と表面活性剤との混合物から極めて高品質の泡沫が生
じ、この泡沫は野火の消火に当たって約９４％の効率を
示す。

【００１２】極めて高品質の泡沫から成る泡は混合装置
６４を通過した後に、泡を所望区域に散布させるよう円
周上に設けた複数のオリフィス７２を有する散布部材６
８に流入する。

【００１３】空気を水と表面活性剤との混合物中に適宜
に注入しなければ所望する品質の泡は生じないから、適
切な空気流を表面活性剤と水との混合物に混入して必要
な高品質の泡沫を生じさせるために計量装置６２が設置
されている。野火とのたたかいにおいて約９４％の効率
を持つ品質の泡沫を生じさせるためには、水と表面活性
剤との混合物が３．７９リットル（１ガロン）に対して
約０．０２８３〜０．０４２５ｍ³（１〜１と1/2標準立
方フィート）の空気が必要である。

【００１４】本発明の一実施例においては、約５６．８
リットル（１５ガロン）の容量の圧縮空気を入れる空気
タンクが適切なタンクであることが判明した。この程度
の容量であれば、本発明装置は約３〜４分間の間所望区
域に極めて高品質の泡を生じさせる能力を持つ。山火事
のような野火は約２〜３分の間に速やかに進むから、２
〜３分間高品質の泡を生じさせる能力を有する装置は、
多くの実質的な利点を有する。本発明装置をトラクター
又はブルドーザに設置した場合には（図１参照）、運転
者は設備が火によって消耗した場合に速やかに緊急弁４
０を解放して、彼の乗っている車軸上に完全とは言えな
いまでも実質的に火を消して車軸の運転者の生命を救う
に充分な量と品質の泡を放出させることができる。

【００１５】本件出願人の譲渡人によって米国特許第
３，９２３，２８８号に開示され、特許請求がなされて
いる型式の従来技術の静止混合装置を示す図３を参照し
て説明を続けると、混合装置３は内部室４を有する管２
を有し、内部室４の内部には、室４の長手方向軸に沿っ
て設置された複数の左向き及び右向き部材６及び８が取
り付けられている。

【００１６】部材６及び８は互いに鏡面対称であり、夫
々が平面状中央部分１０及び１２と、第一耳部対１４
Ａ，１４Ｂ及び１６Ａ，１６Ｂと、第二耳部対１８Ａ，
１８Ｂ及び２０Ａ，２０Ｂとを有する。部材６及び８
は、一つの部材の第一耳部対が次の部材の第二耳部対と
入れ子式に組み合わさり、複数の部材６及び８が管２の
長手方向軸に沿って室４の内部に分布するよう入れ子式
に組み合わされている。部材６及び８の夫々の形状及び
相互の形状並びにこれらの部材の管２に沿った交互分布
の結果として、これらの部材は角度ベクトル及び半径方
向ベクトルが逆になり、その結果、表面活性剤と水との
混合物が管２を通り部材６及び８を介して流れる際に相
互剪断効果が生じて装置３（図２中の装置６４に相当す
る）を通って流れる水と表面活性剤との混合物を異なる
形態で混合・再混合する。

【００１７】図２についての説明で指摘したように、計
量装置６２を通過した計量された空気が混合装置６４を
通る水と表面活性剤との混合物の流れを助け、更に部材
６及び８によって管２を通過する混合物の混合及び再混
合が可能になり、その結果、混合物中で実質的な発泡が
起こって極めて高品質の泡が生じて図２に示した散布部
材６８のオリフィス７２を介して分散される。

【００１８】図２を参照して説明した装置をブルドーザ
５に設置した本件出願人の発明の一実施例を図１に示
す。ブルドーザ５は山火事７の真中に位置している。図
２を参照して説明した装置は、図１中においては、管９
２を介して表面活性剤容器８２に作動可能に接続された
加圧空気タンク８０を有するものとして図示されてい
る。タンク８０は、更に、管９６を介して混合装置（図
示されてはいないが図１の説明として記載され、図２中
では参照符号６４で示されている）に接続されている。
表面活性剤容器８２は、管９４を介して別個の水タンク
８４に接続されている。

【００１９】運転者９０はブルドーザ５の内部で緊急弁
開放手段（図２中では参照符号４０にて示した）を操作
することができ、必要なときには運転者９０は弁を開放
して、ブルドーザ５に設置された本発明装置を図２を参
照して説明した方法で作動させる。すなわち、弁が運転
者９０によって開放されると、加圧空気がタンク８０か
ら流出して制御装置を通り、そこで空気の圧力が約８．
４４〜９．８４kg／cm²（１２０〜１４０psi）に下が
る。次いで、加圧空気は管９２を通り、バースト・ダイ
アフラムを開口させ、表面活性剤は容器８２からもう一
つのバースト・ダイアフラムを通過し、バースト・ダイ
アフラムは空気及び通過する表面活性剤の及ぼす圧力に
応じて開いて表面活性剤を管９４に流入させる。表面活
性剤は管９４を通って水供給部８４に流入し、そこで表
面活性剤は供給される水と混合する。更に、水と泡との
混合物は、図１及び図２を参照して説明したように、容
器８４から混合部材に流入し、そこで極めて高品質の泡
が生じて、散布部材８６の周囲に配置されたオリフィス
８８を通って散布される。部材８６のオリフィス８８か
ら泡が放出されると直ちに、ブルドーザ５を消耗状態に
した火は約３〜４分以内に消火する。このような迅速な
反応により運転者９０の生命が救われることは疑いな
い。

【００２０】本発明の更に別の実施例を図４に示す。こ
の図には、図２を参照して説明したものより小型の本発
明の変形例が消防トラック１００に設置されている状態
が示されている。圧縮空気タンク（図２のタンク３４参
照）にホース１０４が接続されており、圧縮空気タンク
は小型の本実施例においては１０〜２５馬力のモータ
（好ましくはガソリン又はディーゼル・エンジン）によ
って駆動され、図２のタンク３４の容量よりも小さな容
量のタンクである。ホース１０２は、表面活性剤容器
（図２の容器３０参照）に接続されており、このタンク
はタンク３０と全く同様に作動する。運転者が水供給部
（図２のタンク４８参照）に加えるべき表面活性剤の量
を選定し制御することができる手動制御手段１１０が組
み込まれている。制御手段１１０は移動量を１から１０
又はそれ以上の段階で変動させることができるものであ
り、発生させ所望区域に分散させる泡の量を制御でき
る。

【００２１】図１及び図２を参照して記載したのと全く
同様にして図４の装置を作動させると、圧縮空気によっ
て表面活性剤は強制的に水供給部に入り、水と表面活性
剤との混合物は図２を参照して説明したように混合装置
の方向に押しやられる。しかしながら、本実施例の場合
には、同様の混合部材として使用されるものではある
が、混合装置の全体の形状が異なる。図４の実施例で使
用する混合装置は、本件出願人の譲渡人によって米国特
許第４，２０８，１３６号に開示され、特許請求がなさ
れている形式のものであり、以下に図５を参照しつつ説
明する。水と表面活性剤との混合物が混合装置１０６の
方向に流れると、所望区域に必要な泡の量に応じて制御
手段１１０が所望段階にセットされる。水と表面活性剤
との混合物は混合装置１０６を通り、そこで極めて高品
質の泡沫が得られ、ホース１０８を介して所望区域に散
布される。

【００２２】図５に示す混合装置は、図３に示した多数
の部材６及び８と同様の構造の個別の部材１２２を有す
るが、全ての部材が矢印１２６で示すように同一方向に
配向しており、図３に示した場合のように交互に異なる
方向に配向していない。複数の部材１２２がスリーブ１
２４の内部に配設され、一定長さを持ち長さ方向に沿っ
た長手軸を有する管１２０の内周縁部に配置されてい
る。特に、混合物が図３の混合装置３を有する距離を移
動できない小型の実施例の場合に、混合部材１２２の配
置は、水と表面活性剤との混合物を適切に混合して高品
質の泡を形成するには理想的な形態である。

【００２３】特定の実施例に言及して本発明装置を説明
したが、本発明の技術的思想の範囲内において種々の修
正例及び変形例を想到することができ、これらの修正例
及び変形例は当業者には明らかなものであると考える。
従って、本発明は特許請求の範囲の請求項のみによって
限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す図である。

【図２】本発明による装置の一部分を概略的に示す図で
ある。

【図３】本発明装置に組み込んだ従来技術の静止混合装
置の一部分を切り取って示す斜視図である。

【図４】消防トラックに設置した小型の本発明装置を示
す図である。

【図５】図４に示した本発明装置の実施例に組み込んだ
別の従来技術の静止混合装置の部分概略図である。

【符号の説明】

３０表面活性剤貯蔵容器３４空気供給部（タンク）３８弁４０緊急弁解放手段４８水供給部（容器）６４混合装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年５月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】図５に示す混合装置は、図３に示した多数
の部材６及び８と同様の構造の個別の部材１２２を有す
るが、全ての部材が矢印１２６で示すように同一方向に
配向しており、図３に示した場合のように交互に異なる
方向に配向していない。複数の部材１２２が各々スリー
ブ１２４の内部に配設され、一定長さを持ち長さ方向に
沿った長手軸を有する管１２０の内周縁部に配置されて
いる。特に、混合物が図３の混合装置３を有する距離を
移動できない小型の実施例の場合に、混合部材１２２の
配置は、水と表面活性剤との混合物を適切に混合して高
品質の泡を形成するには理想的な形態である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】新規で改良された表面活性剤散布装置で
あって、表面活性剤供給物を貯蔵する手段と、前記表面活性剤貯蔵手段に接続されており、表面活性剤
を前記装置から散布することを望む時に表面活性剤を水
供給部に流入させるよう水を貯蔵しておく分離された水
貯蔵手段と、前記水供給部の下流に配置された静止混合装置と、空気供給部を第一空気導管により前記表面活性剤貯蔵手
段及び前記混合装置の作動接続する弁手段を有する加圧
空気供給部であって、前記弁手段を開放位置にすると前
記空気供給部からの加圧空気により表面活性剤が前記表
面活性剤貯蔵手段から前記水供給部に流入し、そこで表
面活性剤と水とが組み合わされ、更に前記加圧空気は前
記混合装置の下流に向かい、前記混合装置を通って該混
合装置によって水と表面活性剤とが更に混合されて、表
面活性剤と水との混合物から実質的な量の泡沫が生じて
所望区域に散布される高品質の表面活性剤を生じさせる
加圧空気供給部とから成ることを特徴とする表面活性剤
散布装置。
【請求項２】前記空気供給部は前記弁手段及び第二空
気導管によって前記混合装置に作動接続され、前記弁が
開放位置にあるときは、前記空気供給部からの加圧空気
が前記第二空気導管を介して前記混合装置に流入して、
前記加圧された空気流が前記第一空気導管を流れる際に
表面活性剤を水供給部に流入させ、かつ水と表面活性剤
との混合物を前記混合装置に向かわせると同時に、前記
加圧空気流によって水と表面活性剤との混合物を前記混
合装置に流入させることを特徴とする請求項１に記載の
装置。
【請求項３】前記空気供給部は前記表面活性剤貯蔵手
段と前記の第一及び第二空気導管とに接続される前記弁
手段は、通常は閉鎖されていることを特徴とする請求項
１又は２に記載の装置。
【請求項４】前記第二空気導管からの空気流が計量さ
れて前記混合装置に流れることを特徴とする請求項２に
記載の装置。
【請求項５】前記第二空気導管からの前記空気流が自
動的に計量されて前記混合装置に入ることを特徴とする
請求項４に記載の装置。
【請求項６】前記静止混合装置が、一定の長さとこの
長さ方向に沿った長手方向軸とを有する管であって、前
記の一定の長さに沿って長手方向に延びる管の両端部で
開口し、前記長手方向軸を含む室を有する管と、前記室の内部に取り付けられた複数の当接し合う入れ子
形の部材であって、隣接する部材が互いに鏡面対称であ
り、各部材が長手方向軸に沿って軸方向に重なり合って
いて表面活性剤と水との混合物が通過する際に前記長手
方向軸に対して逆向きの回転角速度を与える共に前記長
手方向軸に対して内側向き及び外側向きの半径方向速度
を与える混合行列を形成しており、長手方向に沿った各
部材の長さの一部分は軸方向で重なり合わず、前記各部
材の軸方向に重なり合わない長さ部分により長手方向に
沿って混合行列通過後に表面活性剤と水との混合物が再
結合する緩慢な流れ空間が形成され、各部材は平面状の
長方形中央部分と前記中央部分の反対側に隣接する第一
耳部対及び第二耳部対とを有し、前記耳部対は前記中央
部分の面に対して上方及び下方に屈曲された第一耳部及
び第二耳部を有し、前記の平面状中央部分が前記軸方向
に沿って重なり合わない長さ部分に位置し、前記の耳部
対が前記軸方向に沿った重なり合う長さ部分に位置する
部材とから成ることを特徴とする請求項１に記載の装
置。
【請求項７】長手方向面を有し、かつさらに前記長手
方向面に沿った複数のオリフィスを有し、前記の水供給
部に分散される表面活性剤が異なる点に沿った力で前記
水供給部に分散されるように構成された細長い管によっ
て、前記表面活性剤貯蔵手段が前記水供給部に接続され
ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】前記表面活性剤貯蔵手段が前端部及び後
端部を有し、前端部及び後端部に夫々第一バースト・ダ
イアフラム及び第二バースト・ダイアフラムが配設さ
れ、これらのバースト・ダイアフラムは前記弁手段と作
動接続されていて、前記弁手段が開口位置にあるときに
はバースト・ダイアフラムも開口位置にあり、前記空気
供給部からの加圧空気を前記第一バースト・ダイアフラ
ムを通過させて表面活性剤を前記表面活性剤貯蔵手段か
ら流出させて、前記第二バースト・ダイアフラムを通過
して前記水供給部に流入させることを特徴とする請求項
１に記載の装置。
【請求項９】前記静止混合装置が、一定の長さを有す
る管であって、長さ方向に沿った長手方向軸を有し、管
の第一端部及び第二端部が開口していて前記長手方向軸
を含む管と、スリーブ部分の内部に配設された少なくと
も一個の混合部材を有する複数の混合集合体とから成
り、前記の混合集合体は、各々の集合体の各混合部材を
同一方向に配向させて前記管の長さの内周縁部に配置さ
れ、隣接する集合体の内部の部材が前記の管の長さの周
囲に位置し、前記の集合体の一個の前記部材の少なくと
も一個は前記集合体の前記部材の他のものと同一方向に
配向していて、前記管の周縁部に配置された複数の他の
集合体によって形成される中央領域に前記の少なくとも
一つの集合体が配置されていることを特徴とする請求項
１に記載の装置。
【請求項１０】前記第二空気導管から前記混合装置へ
の空気流を手動で計量して、前記散布装置の操作員が所
定区域に散布される表面活性剤の量を制御できるよう構
成したことを特徴とする請求項４又は９に記載の装置。