JPH11514565A - 消火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 消火液のための空間（５'）及び推進剤ガスのための空間（１７'）を有する少なくとも１つの圧力容器（２'）と、該圧力容器中に配置されそして側部開口（１３'〜１５'）を備えた立ち上がり管（７'）であって該圧力容器の下部において該立ち上がり管に消火液を供給するための供給開口（１６'）を備えた立ち上がり管（７'）と、更に少なくとも１つのノズル（１０'〜１２'）を具備する液圧式アキュムレータ（１'）を含んで成る消火装置に関する。圧力容器を空にする最終段階で消火液の極めて小さな液滴を得るため及び非常に少量の消火液で処理するために、立ち上がり管（７'）は側部開口（１３'）より下の区域においてスロットル（１８'）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 消火装置 本発明は、消火液のための空間及び推進剤ガスのための空間を有する少なくと も１つの圧力容器、該圧力容器中にあって側部開口を備えた立ち上がり管（ｒｉ ｓｉｎｇ ｔｕｂｅ）であって、該圧力容器の下部において該立ち上がり管に消 火液を供給するための供給開口を備えた立ち上がり管、及び更に少なくとも１つ のノズルを具備する液圧式アキュムレータ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ａｃｃｕｍｕ ｌａｔｏｒ）を含んで成る消火装置に関する。 このような消火装置は例えばＷＯ９４／０８６５９から知られている。作動の 原理は、ミスト状の浸透性形態（ｍｉｓｔ−ｌｉｋｅ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ ｆｏｒｍ）の液体のみが最初にノズルから噴霧され、その後ガスが該側部開口 を通して液体中に混合されるということである。圧力容器中の圧力の減少はノズ ルから大きな液滴寸法（ｄｒｏｐ ｓｉｚｅ）を有する噴霧を生成する。ガスの 供給により、ノズルから排出された消火媒体の液滴寸法は減少させることができ る。これらの既知の装置は、大部分は非常に良く機能するが、或る用途では、ノ ズルから排出される液滴の寸法を、大きな浸透力を有する初期の噴霧の後、既知 の液圧式アキュムレータ及びノズルによって可能であったよりも一層減少させ得 ることが望ましいであろう。少量の液体中への多量のガスの混合は、実際には達 成するのが比較的困難であった。立ち上がり管における側部開口の拡大は、所望 の結果を生じさせなかったが、立ち上がり管の直径を減少させることにより、ガ スの混合を幾分改良することが可能となった。しかしながら、立ち上がり管の直 径を減少させると、立ち上がり管 中の液体の流れ抵抗が増加するので、圧力損失を増加させ、そして十分な液体は 圧力容器を空にしても圧力容器から得られ得ない。非常に小さな液滴を生成する ことができることによって、使用される消火液の量を最小にすることができ、そ して同時にもし水を消火液として使用するならば、水の被害は最小であろう。こ れは、望まれるような程度に達成することは必ずしも可能ではなかった。 本発明は、蓄圧器が使用されるとき、大きな浸透能力及び相対的に大きな液滴 寸法を有するミスト状液体噴霧による消火が最初に開始された後、非常に微細に 分割されたミストが消火の最終段階で容易に生成されうるようにした新規な消火 装置に関する。この装置は、所望により、圧力容器を空にすることが開始される とき、すでにガスを消火液に混合することにより容易に実現されうる。 極めて小さな液滴を有する非常に微細に分割されたミストを有するこのような 消火媒体を生成させるために、本発明は、圧力容器の立ち上がり管が側部開口よ り下の区域においてスロットルを有することを特徴とする。本発明の好ましい態 様は請求の範囲２〜１３に記載されている。 最下部側部開口より下にスロットルを配置することにより、ガスは、液体レベ ルが最下部側部開口より下に下がったとき、すべての側部開口を通って有効に流 入することができる。スロットルが最下部側部開口より上に位置しているならば 、圧力容器を空にする終りに液体は最下部側部開口を通って流入することができ るだけである。 立ち上がり管において少なくとも３つの異なる高さレベルに側部開口を配置す ることによって、多くの用途について良好な結果が得られた。或る場合には、２ つの異なる高さレベルにのみ側部開口を配置するか又 は１つのみの側部開口を配置することが可能であろう。 好ましくは、圧力容器に水又は水をベースとする液体を充填し、窒素を充填さ れ且つ約６０〜２００バールの範囲の圧力を有するガス源が該圧力容器に連結さ れる。窒素を使用することにより、窒素及び水が混合されるとき、非常に小さな 液滴を有する消火媒体が得られる。この消火媒体は空気よりも僅かに重量が大き いので、消火媒体が噴霧されている部屋の下部に沈むであろう。或る時間の後、 窒素が水ミストから放出されそして部屋の中で上昇する。窒素が上昇すると、部 屋の酸素含有率は減少し、かくして消火効果が達成される。 本発明の本質的な考えは、スロットルによって立ち上がり管の外側と内側で相 対的に大きい圧力差が達成されるということである。この圧力差の結果として、 液体レベルが１つ又は複数の側部開口のレベルを過ぎたとき、ガスを１つ又は複 数の開口を通して立ち上がり管の外側から立ち上がり管中に有効に流入させ、そ れにより立ち上がり管を去る液体中へのガスの有効な混合が行われる。このよう な有効なガスの流れは既知の構造では達成されない。何故ならば、立ち上がり管 の外側と内側の圧力差は、推測されていたこととは反対に、非常に小さいからで ある。既知の構造では、ガスは、推測されていたのとは反対に、立ち上がり管中 を高い速度で流れる消火液はガスを引っ張る側部開口における負の圧力を生じさ せるので、エジェクタ効果により消火液側部開口を通って流入する。 本発明の最大の利点は、少量の消火液中への不燃性ガスの非常に有効な混合が 達成され、それにより、適当なノズルを通して噴霧することにより、非常に小さ な液滴を含有する液体とガスの混合物の形態の消火媒 体ミストが達成され、液滴寸法は約１０〜５０μｍであり、これは、普通そうで あるが、約５０〜２５０μｍのより大きい液滴を有する液体ミストにより火災が 最初に衰えさせられるとき、火災を非常に有効に消火する。例えば、１０〜５０ μｍの一定の小さな液滴寸法が全体の消火期間中維持されうることも考えられる 。このような消火媒体ミストはそれが最初に全体の部屋を満たすように噴霧する ことができ、その後それは、不燃性ガスの組成に依存して、液体とガスの混合物 が空気より重ければ、床に向かって沈み、その後、液体とガスの混合物のガス成 分は、それが空気より軽ければ、或る時間の後液体から放出されそして上昇する ことができ、これに対して液体ミストは下に沈む。 本発明を添付図面によって１つの好ましい態様に関して以下に説明しよう。 第１図は先行技術を示し、 第２図は第１図の詳細を示し、 第３図は本発明を示し、そして 第４図は第３図の詳細を示す。 先行技術を示す第１図において、参照番号１は、液体のための圧力容器２から 成る液圧式アキュムレータを示す。ガスボトル４が弁３ｂを有する導管３ａを通 して圧力容器２に連結されている。圧力容器２の空間５には水が入っており、こ の空間の容積は典型的には約５０ｌである。約５０ｌの容積を有するガスボトル ４は、窒素又は或る他の不燃性ガスを含む。ガスボトル内の圧力は、消火プロセ スが開始される前に、典型的には１００〜３００バールである。窒素を使用する ことの利点は、消火媒体としての適当な重量が達成され、その結果消火媒体は最 初床にた まる（ｓｅｔｔｌｅ）ことができ、そして消火媒体のガス成分は、それが上記か ら現れるにつれて後で上昇することができるということである。 圧力容器２は導管３ａに接続されたガス供給管６及び立ち上がり管７を具備し 、立ち上がり管７は圧力容器から外側供給管８まで延びており、該外側供給管８ は弁９を介して複数のノズル１０〜１２に通じている。ノズルの数はもちろん変 わることができる。立ち上がり管７は、互いに離れている複数の側部開口１３〜 １５を含みそして下端に供給開口１６を含む。 第１図に従う装置が作動されるとき、弁９は開きそして弁３ｂは開いて保たれ ている。次いで窒素ガスが圧力容器の上部、即ち、空間１７に供給され、空間１ ７において例えば１８０バールの初期圧力が形成される。窒素は、圧力容器２か ら水を追い出すための推進剤ガスとして働く。水は、ガス圧力の結果として、立 ち上がり管７の供給開口１６を通って及び幾分側部開口１３〜１５を通って流入 する。圧力空間を空にすると、水レベル１９は下がり、それによりガスのための 空間１７の容積は増加する。最初に、水レベル１９が側部開口１３が位置してい る場所に下がるまで、水のみが立ち上がり管７を通って流れる。次いで、窒素ガ スが側部開口１３を通って流れるにつれて窒素ガスが水に混じり始める。水レベ ルが側部開口１３のレベルに下がったとき、ガス圧力は１８０バールより下の値 に下がった。圧力容器２が空になるのが進行すると、圧力容器中の圧力が下がる のと同時に、水レベルは徐々に側部開口１４が位置しているレベルに達する。次 いで、窒素ガスが側部開口１４を通しても供給される。圧力容器２を空にするこ とは、側部開口１５が通過されそして圧力空間から水がなくなるまで続けられる 。 第１図に従う圧力空間２が上記のようにして空にされるとき、空にするプロセ スの終わりに、例えば１０〜２０μｍの極めて小さな液滴（ｄｒｏｐｌｅｔｓ） を得ることは可能ではない。これは、側部開口１３〜１５を通してガスを流入さ せる主駆動力が、立ち上がり管７に流入するウオータージェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）のエジェクター効果（ｅｊｅｃｔｏｒ ｅｆｆｅｃｔ）に基づいている という事実によるものである。このエジェクター効果は直径ｄ１（立ち上がり管 ７の断面を示す第２図参照）を減少させると増加させることができ、減少した直 径ｄ１は水をより速く流れさせ、それにより強い吸引及びエジェクション効果を 生じる。しかしながら、非常に小さい直径ｄ１の場合には、単位時間当たり十分 に大きい水流量を得ることはできないので、非常に小さい直径ｄ１を使用するこ とは可能ではなかった。第２図において立ち上がり管７の外側の圧力ｐ１は立ち 上がり管７の内側の圧力ｐ２に非常に近いので、圧力差ｐ１−ｐ２によって側部 開口１５を通る窒素ガスの流れを生じさせることも可能ではなかった。これは、 作動される少数のノズルのみ、例えばノズル１１のみが解放された場合に特にそ うであった。より大きいシリーズのノズル１０〜１２が解放されたならば、小さ な圧力差ｐ１−ｐ２を達成することが可能であったが、消火媒体の液滴寸法を非 常に小さく保つために肝要な、ガスの混合を非常に有効にするのに十分に大きい 圧力差を達成することは可能ではなかった。 第３図は本発明に従う装置の簡単な態様を示す。第１図の対応する部品の参照 番号に対応する参照番号が使用された。 第３図の発明は、立ち上がり管７'がその下部にスロットル（ｔｈｒｏｔｔｌ ｅ）１８'により絞られている（ｔｈｒｏｔｔｌｅｄ）点で第 １図の既知の構造とは異なる。スロットル１８'は最下部側部開口１５'より下に 立ち上がり管７'の下端に作られた絞り（ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）として形 成されている。スロットル１８'は直径ｄ２＝０．５ｍｍを有する開口１８'を形 成し、これに対して立ち上がり管７'の公称直径ｄ１は典型的には８〜１５ｍｍ の範囲にある。開口１８'は好ましくは直径ｄ２＝０．２〜４ｍｍを有し、最も 好ましくは０．３〜２ｍｍを有する。開口１８'の直径ｄ２の選択は、ノズル１ ０'、１１'、１２'の型、ノズルの数、ガスボトル４'中の推進剤圧力、ガスの種 類、立ち上がり管７'の直径ｄ１、側部開口１３'〜１５'の寸法及び数、装置の 意図する使用、即ち消火されるべき火災の種類に依存する。 スロットル１８'の結果として、側部開口１３'、１４'及び１５'において、立 ち上がり管７'の外側と内側で大きな圧力差ｐ１−ｐ２が形成される。例えば５ ０バールのオーダーにあることができるこの圧力差は、圧力容器２'中の水レベ ルが側部開口１３'より下のレベルに下がったとき窒素ガスを側部開口１３'〜１ ５'を通して効果的に流入させる。圧力容器２'が空になるにつれてガスは側部開 口に有効に流入することができることにより、結果として、消火の終わりに非常 に小さな、ノズル１０'〜１２'から排出されたスプレーの液滴寸法を得ることが 可能である。このシステムは、ガス／水の割合が圧力ボトル２'中の水レベル１ ９'の位置により決定されるように引き続いて機能する。最初は、側部開口１３' 〜１５'及び供給開口１６'は、スロットル１８'を通して立ち上がり管７'中に水 のみを与える。水レベル１９'が側部開口１３'に達すると、側部開口１３'は立 ち上がり管７'にガスを供給し始め、一方残りの側部開口１４'、１５'及び１６' はスロットル１８'を通して水を与える。こ の水レベルでは、圧力はまだ比較的高く、それにより小さな液滴を得るのに必要 なガスの量は比較的少ない。液滴寸法は残りのパラメーターが不変に保たれてい るならば圧力の降下とともに増加する。結果として、圧力が下がると、小さな液 滴を得るのにより多くのガスが引き続いて必要とされる。水レベルが側部開口１ ４'に下がると、ガスの量は増加しそして水の量は減少する。これは、両側部開 口１３'及び１４'がガスを与え、これに対して側部開口１５'及び供給開口１６' のみがスロットル１８'を通して水を与えることによるものである。水レベルが 側部開口１５'より下のレベルに達すると、混合されるガスの量は、供給開口１ ６'からスロットル１８'を通って流れるのみの水の量に比較して非常に大きい。 ノズルが取り付けられているスプレーヘッド及び／又はスプリンクラは好まし くは公開ＷＯ９２／２０４５３、ＷＯ９２／２２３５３及びＷＯ９４／１６７７ １に記載のタイプである。 スロットル１８'が側部開口１３'〜１５'の直径に比べて小さい直径ｄ２を有 する開口により形成されるならば、圧力差ｐ１−ｐ２は非常に大きくなりそして 液体は側部開口を通って流入することができる。側部開口の直径は好ましくは０ ．５〜５ｍｍ、最も好ましくは１〜３ｍｍである。第３図の態様では、立ち上が り管７'は、上部に２ｍｍの直径を有する側部開口１３'、下部に２ｍｍの直径を 有する２つの側部開口１５'及び側部開口１３'と１５'のほぼ中間に２ｍｍの直 径を有する側部開口１４'を有し、その結果圧力容器２'はほぼ同じ寸法の４つの 区域Ｉ〜IVに分けられる。３つの側部開口１３'〜１５'は互いに離れて配置され ているので、即ち最下部側部開口１５'は立ち上がり管７'の下部に位 置しており、そして最上部側部開口１３'は立ち上がり管の上部に位置している ので、水へのガスの有効な混合が、圧力容器２'が空にされつつある間の長期間 達成される。最下部開口１５'を残りの側部開口よりも大きくすることにより、 ガスの極めて有効な混合が圧力容器２'を空にすることの終点に向けて達成され る。ガスの混合は有効であるので、少量の水で十分であろう。第３図において、 圧力容器２'の容積は第１図の５０ｌに比較して５ｌに過ぎない。 第３図において、スロットル１８'は最下部側部開口１５'より下に配置されて おり、それによりすべての側部開口１３'〜１５'において大きな圧力差が達成さ れ、これは、できる限り多量のガスを水に混合しようとする試みにおいて有利で ある。しかしながら、スロットル１８'は異なる場所、例えば側部開口１３'と１ ４'の間に配置することができ、それにより側部開口１３'においてのみ大きな圧 力差を達成することが考えられうる。スロットル１８'が最上部側部開口１３'よ り下に配置されており、それにより少なくともこの側部開口において大きな圧力 差が達成されて、水レベルがこの側部開口の高さのレベルまで下がったとき該側 部開口を通してガスを流入させることは本発明にとって重要である。 圧力容器２中の水は添加剤を含んでいてもいなくてもよい。 窒素の代わりに、ガスボトル４'は、アルゴン又は二酸化炭素のような或る他 の不燃性ガスを含有することができる。消火効果が部屋の中でより高部で達成さ れるようにガスが後に上昇することができることが望まれるならば、空気よりも 重量の少ない不燃性ガスが好ましいであろう。結果として窒素を首尾良く使用す ることができる。 本発明は前記においては１つの態様のみに関して説明されており、そ れ故本発明は特許請求の範囲の範囲内で多くの方法でその詳細に関して変更する ことができることが指摘される。かくして、スロットルは、例えば、立ち上がり 管の下端に立ち上がり管の管壁に作られた開口として構成することができる。立 ち上がり管における側部開口の数は第１図に示された数よりはるかに多くするこ とができる。立ち上がり管の長手方向において互いに離れて位置した少なくとも ２つの側部開口が好ましいはずであるけれども、１つのみの側部開口を設けるこ とも考えることができる。弁９'の唯一の機能はノズルへの液体の供給を停止す ることであり、かくしてこの弁は本発明にとってなくてはならないものではない 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．消火液のための空間（５'）及び推進剤ガスのための空間（１７'）を有す る少なくとも１つの圧力容器（２'）と、該圧力容器中にあって側部開口（１３' 〜１５'）を備えた立ち上がり管（７'）であって該圧力容器の下部において該立 ち上がり管に消火液を供給するための供給開口（１６'）を備えた立ち上がり管 （７'）と、更に少なくとも１つのノズル（１０'〜１２'）を具備する液圧式ア キュムレータ（１'）を含んで成る消火装置において、立ち上がり管（７'）が側 部開口（１３'）より下の区域においてスロットル（１８'）を有することを特徴 とする消火装置。 ２．立ち上がり管（７'）が、該立ち上がり管の長手方向において互いに離れ てスロットル（１８'）より上に配置された少なくとも２つの側部開口（１３'〜 １５'）を備えていることを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。 ３．スロットル（１８'）が側部開口（１５'）より下に立ち上がり管（７'） の下部に配置されていることを特徴とする請求の範囲２に記載の装置。 ４．スロットルが立ち上がり管（７'）における絞りにより形成されており、 それにより該絞りは立ち上がり管において０．２〜２ｍｍの直径を有する開口（ １８'）を形成することを特徴とする請求の範囲１または２に記載の装置。 ５．開口（１８'）が０．３〜２ｍｍの直径を有することを特徴とする請求の 範囲４に記載の装置。 ６．立ち上がり管（７'）が該立ち上がり管の長手方向において互い に離れて配置された少なくとも３つの側部開口（１３'〜１５'）を有し、それに より該側部開口間の区域において圧力容器（２'）の消火液のための空間（５'） は側部開口のない区域（II、III）に分けられることを特徴とする請求の範囲２ に記載の装置。 ７．側部開口（１３'〜１５'）の間の距離は本質的に同じ長さであることを特 徴とする請求の範囲６に記載の装置。 ８．側部開口（１３'〜１５'）の直径が０．５〜５ｍｍであることを特徴とす る請求の範囲６に記載の装置。 ９．側部開口（１３'〜１５'）の直径が１〜３ｍｍであることを特徴とする請 求の範囲８に記載の装置。 １０．立ち上がり管（７'）が、その下部に、該立ち上がり管の供給開口（１ ６'）から離れたところに、少なくとも１つの側部開口（１５'）を有しており、 その直径は該立ち上がり管においてより高いところに配置された側部開口（１３ '、１４'）の直径より大きいことを特徴とする請求の範囲９に記載の装置。 １１．ガス源（４'）が圧力容器（２'）に接続されていて、圧力容器（２）に 推進剤ガスを与えることを特徴とする請求の範囲１または２に記載の装置。 １２．ガス源が不燃性ガスを有する圧力ボトル（４'）により形成されている ことを特徴とする請求の範囲１１に記載の装置。 １３．圧力ボトルが３０〜３００バールの圧力に負荷された窒素ボトル（４' ）であることを特徴とする請求の範囲１２に記載の装置。