JPH11104260A

JPH11104260A - 消火ユニット

Info

Publication number: JPH11104260A
Application number: JP27456897A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawabata; 亮川端
Original assignee: KABOU SOGO KENKYUSHO KK
Current assignee: KABOU SOGO KENKYUSHO KK
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】高価な設備を不要としながらも、特に初期消
火においてスプリンクラー装置に匹敵する消火能力を有
する消火ユニットを提供する。【解決手段】内部に消火液と加圧用気体とを有する容
器と、周囲温度の上昇に際して該容器中の消火液を外部
に噴出するノズル部とを有する消火ユニット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災の発生に際し
て自動的に消火を行う消火ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動消火装置として水噴霧消火装置やス
プリンクラー装置が一般に用いられている。しかしなが
ら、これら装置は大規模で、そのための設備費は巨額な
ものとなる。

【０００３】このような問題点を解決する簡便な消火設
備が求められてきた。本出願人も過去これら消火設備に
関するいくつもの提案を行ってきた。しかし、家庭用な
どの簡便なものとは別に、高価な設備費が不要としなが
らも、特に初期消火においてスプリンクラー装置に匹敵
する消火能力を有する消火設備が求められるようになっ
てきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決する、すなわち、高価な設備を不要とし
ながらも、特に初期消火においてスプリンクラー装置に
匹敵する消火能力を有する消火ユニットを提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の消火ユニットは
上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、内部
に消火液と加圧用気体とを有する容器と、周囲温度の上
昇に際して該容器中の消火液を外部に噴出するノズル部
とを構成として有する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の消火ユニットにおいて周
囲温度の上昇に際して該容器中の消火液を外部に噴出す
るノズル部を有することが必要である。このようなノズ
ル部の封止機構は、たとえば通常のノズル外側に温度上
昇より溶融するなどの相転移に伴う極端な強度低下が生
じる材質や、熱膨張により破裂が生じる材質の蓋部を設
ける等の手段により可能となる。また、この封止機構へ
加圧用気体による圧力が加わるようにしておくことによ
り、熱によるわずかな変形で封止機構が外れるようにす
ることも可能である。なお、上記温度上昇より溶融する
素材として低融点金属を用いる場合、その固相線と液相
線が一致したものを用いると噴出動作が確実に行われ
る。

【０００７】本発明の消火ユニットにおいて、容器内部
の圧力を表示する圧力表示部を有すると、日常的なチェ
ックが容易で、また、容器への薬液や加圧用気体の再注
入の要否判断の目安にすることができるので望ましい。
また、上記容器内部に加圧用気体を導入するためのチェ
ック弁を有するならば、容器内への加圧用気体の導入が
容易となる。

【０００８】なお容器は当然のことながら加圧用気体に
よる加圧に耐える材質であることが要求され、また、耐
熱耐火性、不燃性に優れたものでなければならない。ま
た、主要部が耐錆材質からなると、長期使用が可能であ
り、また、特に船舶用途を考慮するとステンレスのよう
な耐錆材質であることが望ましい。

【０００９】さらに船舶用途、特に、火災の主な発生箇
所である機関室内の火災の消火を考慮すると、消火液の
シャワー状の噴出より、消火液のミスト状の噴霧が望ま
しい。すなわち通常のシャワー状の噴出では、障害の多
い機関室では消火液が火元に到達しないおそれがある。
しかしミスト状の噴霧を行えば、火災で生じた気流によ
り機関室の隅々にまで消火液が拡散し、次いで火元へ向
かう空気の流れによって効果的に火元へ到達させること
ができる。

【００１０】このミストの回り込みによる消火の効果を
充分なものとするためには、噴霧の角度が大きいノズル
であることが必要である。具体的には８ｋｇ／ｃｍ²の
圧力を加えて水を噴霧したときに、ノズル直下２ｍにお
ける噴霧域の直径が２．５ｍ以上あることが望ましく、
このときに極めて良好な回り込み効果が得られる。

【００１１】上記においてミスト状の噴霧とは、次のよ
うに定義される。すなわち、２．００ｂａｒの圧力を加
えて水を噴霧させ、ノズルからの距離３０ｃｍでの水粒
子の大きさをレーザー式粒度分布測定装置により測定し
たとき、直径が３００μｍ以上１０００μｍ以下の水粒
子が全水粒子中８０％以上であるときミスト状噴霧とい
う。なお、この際６００μｍ以上８００μｍ以下の水粒
子が５０％以上あるとき、特に良好な回り込み消火効果
が得られる。

【００１２】なお３００μｍ未満のミストが多い場合
（このような場合を以下「超微粒子状噴霧」と云う）、
回り込み効果はあるものの、火勢の影響により火元に達
することができず、消火効果が著しく低下する。一方１
０００μｍ超の水粒子が多い場合（このような場合を以
下「シャワー状噴出」と云う）、回り込み効果が得られ
ず同様に火元に届くことが困難となる。

【００１３】一方、障害の少ない場所で用いる場合には
迅速な消火が可能となるので消火液をシャワー状に噴出
することが望ましい。なお、この時の噴出角度は、設置
場所の大きさ、設置個所の高さ等を勘案して適宜選択す
る。

【００１４】本発明において用いる消火液は、通常消火
液として用いられているものすべてが使用可能である。
特に好ましい消火液として、水、尿素、燐酸アンモニウ
ム、炭酸アンモニウム及び界面活性剤とからなる消火液
が挙げられる。

【００１５】ここで、水、尿素及び炭酸アンモニウムは
冷却効果及び窒息効果を有し、燐酸アンモニウムは冷却
効果及び窒息効果を有する他燃焼反応を抑制する不触媒
としても働く。また、界面活性剤は油火災の際に油面上
に拡散してその蒸発を抑制する働きを有する。なお、上
記界面活性剤がフッ素系界面活性剤であるとこの抑制効
果が大きいので好ましい。

【００１６】消火液の各成分は消火液に必要とされる性
能に応じて適宜調製されるが、望ましい配合比率とし
て、水１ｌあたり、尿素１９ｇ以上３６ｇ以下、燐酸ア
ンモニウム８２ｇ以上１５２ｇ以下、炭酸アンモニウム
３２ｇ以上５９ｇ以下、界面活性剤３６ｍｌ以上６５ｍ
ｌ以下である。

【００１７】本発明において、加圧用気体は当然消火液
を容器から完全に排出できる容量であることが望まし
い。この加圧用気体は、窒素や二酸化炭素あるいは希ガ
スなどの不活性気体であることが望ましいが、あるい
は、空気を用いても良い。

【００１８】本発明の消火ユニットは、天井や壁の高所
などに設置することにより、より効果的に用いることが
できる。すなわち、これら高所は火災の発生と共に温度
が上昇しやすいので、初期消火が可能となる。また、噴
出ないし噴霧された消火液も効果的に火元に達すること
が可能となる。

【００１９】次に本発明の消火ユニットの具体例につい
て図面を示して説明する。図１に本発明に掛かる消火ユ
ニットの一例αを示した。このものは主要部がステンレ
ス（ＳＵＳ３０４）製で、船舶等特に耐食性を要求され
る分野にも適している。

【００２０】図中符号１を付して示されているのが容器
であり、その内容積は２ｌである。この容器１内部には
消火液１．５ｌ及び加圧用気体としての空気が８ｋｇ／
ｃｍ ²となるまで充填されている。容器１底部にはジョ
イントを介してノズル部２、容器１内部の圧力を示す圧
力計３、加圧用気体の容器１への導入を行うためのチェ
ック弁４が付属している。ここで充填は、容器１内に予
め消火液を入れ、ノズル部２、圧力計３及びチェック弁
４を取り付けたジョイントをセットしたのち、チェック
弁４より加圧用気体を容器１へ導入して行う。このチェ
ック弁４はワンタッチジョイントとなっていて、加圧用
気体の導入は極めて容易である。なお、上記ノズル部２
は周囲温度の上昇に際して該容器中の消火液を外部に噴
出するものである。

【００２１】この消火ユニットαは１室に１つだけでな
く２つ以上設置することにより消化能力の増加が容易に
できる。またこのものはジグなどによって天井などから
つり下げられて用いることを前提に設計されたものであ
るが本発明はこの例に限定されるものではない。

【００２２】次いでこの消火ユニットαのノズル部２の
詳細について図２を用いて説明する。図２はこのノズル
部２のモデル断面図である。符号２ａを付して示したの
は真鍮製のノズル主部で、超微粒子状噴霧を行うノズル
Ａ、シャワー状の噴出を行うノズルＢ、あるいはミスト
状の噴霧を行うノズルＣである。

【００２３】超微粒子状噴霧を行うノズルＡは、２．０
０ｂａｒの圧力を加えて水を噴霧させ、ノズルからの距
離３０ｃｍでの水粒子の大きさをフリッチェＡ−２２型
レーザー式粒度分布測定装置により測定したとき、粒径
が３００μｍ未満の水粒子が全水粒子中６０％以上でか
つ１０００μｍ以上の水粒子が１０％以下であるノズル
であり、シャワー状の噴出を行うノズルＢは同条件にお
いて粒径が３００μｍ未満の水粒子が全水粒子中１０％
以下でかつ１０００μｍ以上の水粒子が５０％以上であ
るノズルであり、ミスト状の噴霧を行うノズルＣは同条
件において粒径が３００μｍ未満の水粒子が全水粒子中
１０％以下でかつ１０００μｍ以上の水粒子が１０％以
下であるノズルである。なおノズルＣについて詳細に調
べたところ、そのときの粒径６００μｍ以上８００μｍ
以下の水粒子は全水粒子中６０％以上であった。

【００２４】なお、ノズルの選択に当たっては、消火を
確実に行うために、消火液の噴出・噴霧が少なくとも１
０秒程度、好ましくは２０秒程度は持続するようなノズ
ルを選択することが必要である。

【００２５】符号２ｂは伝熱性の高い銅からなる封止板
で、通常時はノズル主部２ａを封止していて容器１内部
の薬液の噴出を妨げている。この封止板２ｂは漏斗状
（厚さ１ｍｍ）になっていて火災による熱を中央に集め
る集熱器を兼ねる。この集熱器により集められた熱によ
り図２の部分拡大図で２ｃを付して示したＮｅｗｔｏｎ
合金、或いは、錫１５．５重量％、鉛３２．０重量％及
びビスマス５２．５重量％からなる三元共晶金属（以下
「三元共晶金属」と云う）からなる封止部が軟化・溶融
し、容器１内部の加圧気体による圧力で封止板２ｂが外
れ、ノズル２ａから消火液が噴出あるいは噴霧される。
なお、図中２ｄはシリコーンゴム製のパッキンである。
ここでＮｅｗｔｏｎ合金の固相線は９６℃で液相線は９
７℃であり、上記三元共晶金属の固相線及び液相線は共
に９６℃である。

【００２６】なお、ここで集熱器である封止板２の直径
は大きくなると感度が良好となるが、大型化して、設計
上好ましくない。しかも、５０ｍｍより大きい場合には
その感度の上昇はほぼ頭打ちになる。すなわち三元共晶
金属を用いて同一条件で実験を行ったところ、直径が４
５ｍｍの場合実験開始後３９秒後に作動したが、直径５
５ｍｍの封止板を用いた場合には４１秒であった。一
方、３５ｍｍのものでは６３秒後に作動した。このこと
から集熱器の大きさは４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である
ことが望ましい。なお、繰り返し実験を行ったところ、
Ｎｅｗｔｏｎ合金を用いた場合には、作動不良が生じる
場合があった。この場合封止板が完全に脱離せず、その
ため消火液の噴出・噴霧が完全なものとならず、消火に
失敗した。一方、三元共晶金属を用いた場合にはこのよ
うな作動不良はなかった。なお以下の検討ではいずれも
直径が４５ｍｍのものを用いた。また、ノズル主部２ａ
と封止板２ｂとの嵌合深さも作動時間へ影響を及ぼす。
上記例では７ｍｍであったが、これが浅いと作動が早く
なり、深いと作動が遅くなる。

【００２７】次いで本発明の消火ユニットの効果につい
て調べるため小型船舶の機関室を想定した不燃材からな
るモデル室内で行った火災の消火実験について説明す
る。この室内天井中央に図１に示した本発明の消火ユニ
ットをノズルを下に向けた状態で固定し、次いで、バッ
トに入れた軽油をこの室内で燃焼させて実験を行った。

【００２８】シャワー状の噴出を行うノズルＢを有する
消火ユニットと、ミスト状の噴霧を行うノズルＣを有す
る消火ユニットとを同条件で用いたところ、ミスト状の
噴霧を行うノズルＣを有する消火ユニットを用いた場
合、噴霧開始から鎮火までに要する時間が、シャワー状
の噴出を行うノズルＢを有する消火ユニットを用いた場
合の噴出開始から鎮火までに要する時間のおよそ２／３
であった。

【００２９】また超微粒子状噴霧を行うノズルＡを有す
る消火ユニットを用いた場合、上記鎮火までに要する時
間が、シャワー状の噴出を行うノズルＢを有する消火ユ
ニットを用いた場合の噴出開始から鎮火までに要する時
間に比べ２倍であった。なおこれらの消火ユニットの噴
霧・噴出持続時間は共に２０秒であった。

【００３０】次いで、軽油を入れたバットの上に空間を
あけてバットと同じ大きさを有する鉄板を設置し、ノズ
ルからの消火液が直接にはバットに達しないようにし
て、同様に実験を行ったところ、ミスト状の噴霧を行う
ノズルを有する消火ユニットを用いた場合には鎮火した
が、シャワー状の噴出を行うノズルを有する消火ユニッ
ト及び超微粒子状噴霧を行うノズルを有する消火ユニッ
トでは共に鎮火しなかった。

【００３１】このように、ミスト状の消火液を噴霧する
消火ユニットは、シャワー状の消火液の噴出を行う消火
ユニットが不得意とするような船舶の機関室のような障
害の多い場所での消火に極めて効果的である。

【００３２】なお、この実験で用いた消火液は水１ｌあ
たり、尿素２８ｇ、燐酸アンモニウム１１７ｇ、炭酸ア
ンモニウム４５ｇ、界面活性剤（住友３Ｍ社製界面活性
剤ライトウォーター）５０ｍｌ添加し溶解させたもので
ある。

【００３３】

【発明の効果】本発明の消火ユニットは、非常に簡便・
コンパクトで、大がかりな設備を不要としながら、スプ
リンクラーに匹敵する消火性能を有し、特に初期消火に
効果的な優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消火ユニットの一例を示す図である。

【図２】上記消火ユニットのノズル部のモデル断面図で
ある。

【符号の説明】

α 本発明の消火ユニットの一例１容器２ノズル部２ａノズル主部２ｂ封止板（集熱器）２ｃ封止部２ｄパッキン３圧力計４チェック弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に消火液と加圧用気体とを有する容
器と、周囲温度の上昇に際して該容器中の消火液を外部
に噴出するノズル部とを有することを特徴とする消火ユ
ニット。
【請求項２】上記容器内部の圧力を表示する圧力表示
部を有することを特徴とする請求項１に記載の消火ユニ
ット。
【請求項３】上記容器内部に消火液と加圧用気体とを
導入するためのチェック弁を有することを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の消火ユニット。
【請求項４】主要部が耐錆材質からなることを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の消火ユ
ニット。
【請求項５】上記ノズル部が消火液をミスト状にして
噴霧するものであることを特徴とする請求項１ないし請
求項４のいずれかに記載の消火ユニット。
【請求項６】上記ノズル部が消火液をシャワー状に噴
出するものであることを特徴とする請求項１ないし請求
項４のいずれかに記載の消火ユニット。
【請求項７】上記消火液が水、尿素、燐酸アンモニウ
ム、炭酸アンモニウム及び界面活性剤とからなることを
特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の
消火ユニット。
【請求項８】上記ノズル部が集熱器を有することを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の消火ユニッ
ト。
【請求項９】上記集熱器が伝熱性に優れたものからな
ることを特徴とする請求項８に記載の消火ユニット。
【請求項１０】上記集熱器が銅からなることを特徴と
する請求項９に記載の消火ユニット。