JPS63309277A - 火災又は爆発を鎮圧、消滅もしくは抑制する方法及び装置 - Google Patents

火災又は爆発を鎮圧、消滅もしくは抑制する方法及び装置

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JPS63309277A
JPS63309277A JP63069884A JP6988488A JPS63309277A JP S63309277 A JPS63309277 A JP S63309277A JP 63069884 A JP63069884 A JP 63069884A JP 6988488 A JP6988488 A JP 6988488A JP S63309277 A JPS63309277 A JP S63309277A
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pressurized
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１つの区域における火災又は爆発を鎮圧、消
滅もしくは抑制するための方法及び装置に関する。
本明細書において用いられる“構内”なる語は、ダクト
、くぼみ、容器、噴霧乾燥機、サイクロン、サイロ、流
動体ベッド、船の船倉、コンベア、貯蔵タンク、ポンプ
置場のような境界を有する任意の空間あるいは開放され
もしくは閉鎖され任意の圧力下（すなわち大気圧以上も
しくは以下の）もしくは温度下（すなわち周囲の温度）
にあるような同様のものを指すものである。
〔従来の技術〕
乾燥機、サイクロン、連結ダクト設備、流動体ベッド及
び牛乳乾燥プラントの粉末サイロのような容器内での粉
塵爆発を抑制又は鎮圧するため種々の装置を利用するこ
とができる。全ての抑制装置は、爆発が瞬間的でなくて
測定し得る時間を要し破壊的な圧力になるには４０から
４００ミリ秒のオーダーの時間を要するという原理に基
づいて作動する。第１の段階中は圧力上昇速度は低く、
最高圧力はほぼ１．５ボンド／平方インチ（０，１０５
ｋｇ／ｃ＋＋＋２）に達する。その後圧力上昇速度は急
激に増加し、第２の段階では１００ボンド／平方インチ
（７ｋｇ／ｃ＋ａ”）にまで上昇する。圧力上昇段階の
期間は爆発が起きる構内の寸法と幾何学的形状によって
決まる。一般に爆発を適当に抑制するためには点火開始
を１０ないし２００ミリ秒のオーダーの間に抑制し消滅
させなければならない。この要求を満足させるため公知
の抑制装置の応答時間は非常に短くなければならない。
一般に、公知の抑制装置は、はぼ０．５ボンド／平方イ
ンチ（０，０３５ｋｇ　／ｃ■ｔ）の早期の低い圧力段
階の爆発によって生じる圧力上昇を検出する検知器を備
えている。爆発状態が構内に起きると、制御機構が信号
を発し、この構内に爆発抑制材料の装薬を導入する抑制
装薬容器の出口でダイヤフラムを破壊する。このような
抑制機構は粒子熱移動を阻止し、爆発の連鎖を断ち切り
圧力の急上昇を阻止する。
使用時普通に利用できる３つの抑制剤が存在する。これ
らはクロロプロメタン（ハロン１０１１）、乾燥粉末ベ
ースのモノアンモニウムリン酸塩（ＭＡＰ）、及び水で
ある。「ケミカルエンジニア、　１９８６年１１月号及
び１９８４年１２月号においてモー７によって、ハロン
１０１１、ＭＡＰ粉末及び水が爆発を抑制するのに効果
的であることが報告されている。これら３つの異なる型
の抑制剤の有効性はしかしながら爆発の性質によって変
わるものである。ハロンとＭＡＰはこれらが導入される
容器を汚染し、これが特に食品産業において著しい欠点
となる。公知の水抑制器は有効期間が短くそしてその使
用は再発火というさらに大きな危険を伴う。　　　“あ
る同様の解釈が任意の区域における火災の消火に当ては
まる。“火災”°はこれに関連して、任意の速度で前方
に動く火焔を言いまたそれにとどまらず迅速に動く火災
として特徴づけられる爆発をも云うものである。゛火災
°゛と°“爆発”との各言葉の区別は明確には定義され
ず、そして文脈上、本明細書を読む時その表現が置き換
えられることもある。
〔発明が解決しようとする課題〕
したがって火災又は爆発を鎮圧し、消滅しもしくは抑制
するための改良された方法及び装置が必要とされる。
本発明はこのような改良された方法及び装置を提供する
ことを目的とするものである。
以下余白 〔課題を解決するための手段とその効果〕本発明によれ
ば、１つの区域内での火災又は爆発を鎮圧し、消滅しも
しくは抑制するための装置であって、水を加圧する貯蔵
器手段と水を加熱する加熱手段とを具備し、この貯蔵器
手段が出口手段を有し、この出口手段が、この区域内に
生じる火災又は爆発状態に応じて開放されて加圧された
熱水を貯蔵器手段からこの区域内の圧力より高い圧力で
この区域の中に導入する弁手段によって閉鎖され、この
区域への導入に当り蒸気雲を形成する瞬間蒸気によって
分断された水の部分と、低い圧力の区域への流入に当っ
て水蒸気として瞬間的に流れ去る水の部分とが、火災又
は爆発を消滅させ又は抑制するようにしている装置が提
供される。
加圧された熱水を用いる１つの利点は、すでに明らかに
されている抑制剤を用いるのに加えて、ユニット作動圧
力から大気圧に膨張する時に加速度を与える水の瞬間水
蒸気の特性が利用され、その結果爆発の抑制又は火災の
消滅における反応時間が非常に短（なることである。さ
らに、水の小滴と瞬間水蒸気が第２の火災又は爆発の再
発火を妨げるのを助ける。さらに、抑制材料が自由に入
手できまた容易に抑制貯蔵器の中に装填できるので、現
存する抑制機構より著しく安価となる。さらに、抑制剤
が安全であり、汚染することなく、非腐食性、非毒性で
ある。
本発明の１つの特に好ましい実施態様においては、この
装置は１つの構内における爆発を抑制するためのもので
、水を加圧するための貯蔵器手段と水を加熱するための
加熱手段とを具備し、この貯蔵器手段は構内への出口手
段を有し、この出口手段は弁手段によって閉鎖されこの
弁手段は構内に起きた爆発条件に応じて開放され加圧さ
れた熱水を貯蔵器手段から構内に導入するようにし、水
の一部が構内に導入されるとき水滴を形成しまた水の一
部が低い圧力の構内に入るとき水蒸気として瞬間に流れ
去り、この水蒸気と水滴とが酸素の集中するのを減少さ
せまた構内での粒子熱移動を妨げ爆発を抑制するように
なっている。
本発明の１つの実施態様においては、貯蔵器手段は構内
への出口手段を有するパイプラインを具備している。好
ましくはこのバイブラインは構内を実質的に取巻いて延
在し構内への複数の間隔をおいて配した出口手段を有す
るリング本管を具備している。加熱手段はスチームヒー
タもしくは電気トレースヒータあるいは熱空気乾燥機の
ようなパイプを加熱する手段からなっている。
本発明の他の実施態様においては、貯蔵器手段は加圧さ
れた抑制容器からなっている。この場合加熱手段は電気
的に作動される加熱要素を有している。このほかに加熱
手段は、水蒸気がそれを通って導かれて加圧された抑制
容器の中の水を加熱するような加熱コイルを備えること
もできる。
本発明の１つの実施態様では出口弁手段はダイヤフラム
手段を具備している。
本発明の特に好適な実施態様においては、このダイヤフ
ラム手段は加圧された空間をその間に区画形成する２つ
の間隔をおいて配したダイヤフラムからなる差動圧力ダ
イヤフラムを具備し、この空間内の圧力は予め設定した
条件に応じてこれらダイヤフラムを破裂させるよう解放
される。この空間内に保持されている差動圧力はこのダ
イヤフラムに連通する１つの構内に起きる爆発条件に応
じるソレノイド弁の作動により解放される。
本発明の１つの実施態様では、これらダイヤフラムの間
の空気の空間を最小にするための手段が設けられる。あ
る場合にはこの空間は水のような非圧縮性流体あるいは
グリコールのような高沸点不活性液で加圧される。他の
場合はこの空間は破裂時に、ダイヤフラムから射出され
る挿入物で部分的に満たされる。この挿入物は好ましく
は水溶解性材料の挿入物である。
本発明の他の実施態様においてはこの装置は構内におけ
る爆発条件を検出する手段と、ダイヤフラムを破って加
圧熱水の装薬を爆発条件検知器の動作に応じて構内へと
解放する制御手段とを有している。
構成での爆発条件を検出する手段は、膜圧力検知器、圧
力変換器、Ｕチューブ検知器、熱センサ又は赤外線検知
器で構成することができる。
本発明のさらに他の態様においてはこの装置は１つの区
域における火災を消滅させるためのものであり、加圧さ
れた水のための貯蔵器手段とこの水を加熱する加熱手段
とを具備しこの貯蔵器手段は弁手段によって閉鎖される
出口手段を有し、この弁手段はこの区域内で起きる火災
に応じて開放され加圧された熱水をこの区域内の圧力よ
り高い圧力で区域内に導入するようにし、瞬間の水蒸気
によって分断、された水の部分が区域内に導入されると
き蒸気の雲を形成し、また水の一部がより低い圧力の区
域に流入するとき水蒸気として瞬間的に流れ去り火災を
消し又は抑制するようにしている。
本発明のこの様式の１つの実施態様では貯蔵器手段は加
圧された熱水を収容する加圧された抑制容器を有し、こ
の貯蔵器は熱い加圧水を区域の中に分配する出口手段を
有し、この出口手段は区域内で火災が起きたとき開放さ
れる弁手段によって閉鎖される。好ましくはこの出口手
段は１つの区域を取巻き又は少なくともその一部に沿っ
て延在するパイプラインを有し、このパイプラインはこ
の区域の中への複数の出口を有している。
本発明のこの様式の１つの実施態様では貯蔵器手段はこ
の区域への複数の出口を有するパイプラインを備え、加
熱手段はスチームヒータもしくは電気ヒータ又は熱空気
乾燥機からなっている。好ましくは弁手段はソレノイド
弁を具備している。
さらに他の態様において本発明は、１つの区域における
火災又は爆発を鎮圧し、消滅しもしくは抑制する方法で
あって、熱い加圧された水の装薬をこの区域の圧力より
も高い圧力でこの区域の中に導入しそれにより瞬間に発
する水蒸気により分断された水の部分がこの区域内に導
入されるとき蒸気の雲を形成しまた水の一部がより低い
圧力の区域に流入するとき水蒸気として瞬間的に流れ去
り第２の火災又は爆発を鎮圧し、消滅し、抑制する段階
を含んでいる方法を提供する。
他の態様において本発明は、１つの構内における爆発を
抑制する方法であって、熱い加圧された水の装薬をこの
区域の圧力よりも高い圧力で構内に導入しそれにより瞬
間に発する水蒸気によって分断された水の部分がこの区
域内に導入されるとき蒸気の雲を形成して爆発的燃焼の
火焔の前方への成長を抑制しまた水の一部がより低い圧
力域の構内に流入するとき水蒸気として瞬間的に流れ去
り大気からこの構内に酸素が集中するのを減少させ、爆
発を抑制し又は火災を消滅させそして第２の再発火を阻
止するようにする方法を提供する。
さらに他の態様において本発明は、その間に加圧された
空間を区画形成する２つの間隔をおいて配したダイヤフ
ラムからなり、この空間内部の圧力が解放されて予め設
定した条件に応じてこれらのダイヤフラムを破壊するこ
とができるようにしている、差動圧力ダイヤフラムを提
供する。
本発明のこの様式の１つの実施態様においては、この空
間内に保持された差動圧力は、このダイヤフラムと連通
する１つの構内で起きる爆発条件に応じて弁が作動する
ときに解放される。
本発明の好適な実施態様においてはこれらのダイヤフラ
ムの間の空気の空間を最小にする手段が提供される。
１つの場合においてはこの空間は水のような非圧縮性の
流体又は高い沸点の不活性液体によって加圧される。
他の場合においてはこの空間は破裂時に、これらのダイ
ヤフラムから射出される挿入物で部分的に満たされる。
この挿入物は好ましくは水溶解性材料の挿入物とするこ
とができる。
［実施例〕 本発明は、添付図面を参照して単に実施例として与えら
れる以下の記載からさらに明瞭に理解されるであろう。
図面を参照しまず第１図において、１つの区域における
火災又は爆発を鎮圧し、消滅し、もしくは抑制するため
の装置ｌが図示されている。この場合は装置ｌは特に構
内２における爆発を抑制するようになっている。この装
置１は、この場合加圧された抑制ユニット５からなる貯
蔵器を具備している。このユニット５はこの場合エルボ
一部材３によってこの構内２への入口開口４に連結され
た化ロアを有している。水の装薬８が抑制ユニット５の
中に導入され、この場合はこのユニット５の中に保持さ
れている特定の圧力のもとで水の沸点より低い温度に水
を加熱する電気的加熱要素９からなる加熱手段によって
、この装薬がユニット内で加熱される。抑制ユニット５
の内部の圧力は空気又は任意の適当な挿入ガスによって
保持される。このユニットが予圧されたユニットでない
この場合には、圧力は発生した水蒸気によって得られる
。
抑制ユニット５の化ロアは弁手段によってシールされこ
の弁手段はこの場合高速差動圧力ダイヤフラム１０を備
え、このダイヤフラムは以下にさらに詳細に説明される
ように破られ構内２に招来する爆発条件に応じて水の装
薬を抑制ユニット５から構内に解放する。散布器が容器
２への入口４に設けられ加圧された熱水の装薬を差動圧
力ダイヤフラム１０の破裂又は破壊時に構内２の中に導
くようにする。
使用時、水の装薬が充填口１６を通って抑制ユニット５
の中に導入され、こめ水が所望の圧力、例えば５００ボ
ンド／平方インチ（３５ｋｇ　／　（＠”）に加圧され
る。この水はついで加熱要素９を用いてこの抑制ユニッ
ト内の圧力での水の沸点より低い所望の温度に加熱され
る。５００ボンド／平方インチ（３５ｋｇ／ｃ＋ｓ”）
の場合はこの水は４５０°　Ｆ　（２３２，２”Ｃ）に
加熱される。制御手段がこの温度と圧力を正しいレベル
に保つために用いられる。圧力は圧縮された空気もしく
は窒素のようなガスによって、又は水装薬の加熱効果に
より、あるいはこの両者の組合せによって、与えられる
。
構内に爆発条件が生じると、爆発条件検知器、例えばダ
イヤフラム検知器が制御機構を介して信号を送りダイヤ
フラム１０を破り加熱された熱水の装薬を抑制ユニット
５から構内２の中へ解放する。この水は構内２内の圧力
より実質的に高い圧力のもとにあるので、水が構内に流
入するとその一部は水の小滴に変換され爆発的燃焼の前
方の火焔を抑制し、そして水の一部は瞬間に生じる水蒸
気として瞬間的に流れ去り大気中に酸素が集中するのを
減少させこの瞬間的水蒸気の蒸気雲が構内に懸濁して残
り、そのため第２の爆発を阻止する。
圧力下の水が加熱されると、水の液体熱もまた上昇する
ようその温度が上昇する。この高温高圧の水の液体熱は
潜熱の形で低い温度のもとに解放され、この液体のある
割合を瞬間蒸気の形で瞬間的に流す、この流体の７０％
以上が大気圧のもとて瞬間的に流れ去る。放出時、この
水要素は公知のように水の小滴を形成する反応を示し爆
発的燃焼を抑制する。さらに、この瞬間的水蒸気は酸素
が構内に集中するのを燃焼を維持するレベル以下に減少
させ、そして再発火を阻止する。
加圧された熱水の最初の装填の後に、ダイヤフラムｌＯ
の破壊時のスチームラインからの連続した水蒸気の放出
又は固定された水噴１！Ｉ機構の作動が続き、抑制条件
を保持しまた構内での再発火を阻止するのを助けるよう
にする。
抑制貯蔵器が可撓スプールを有する部分によって構内の
壁に連結され重量と構内２からの反作用を吸収すること
ができることが理解されるであろう。構内での不作用状
態を保持するため放出圧力吹き出しプラグを構内への出
口に設けることができる。
圧力抑制容器のための放出時間が、圧力、放出ノズルの
面積及び移動距離に比例することが理解されるであろう
。ノズルの様々な構造が最高の効果を得るよう用いられ
またこの抑制ユニットが最高の効果を得るために構内の
周りの多数の異なった場所に取付けられる。
本発明の方法および装置により抑制剤の性質と不活性の
性質との独特な組合せをもたらす水の特性を高めること
ができる。
第２の主な利点は、このユニットが放出するとき形成さ
れた容積の増加が直ちに瞬間発生水蒸気によって占有さ
れることである。これはユニット放出圧力がほとんど一
定である条件を作りだす。
圧力が加圧された熱水を用いて窒素のような不活性ガス
よりもむしろ実質的に高く保たれているので、放出速度
ｖｌもまた高くなる。
この方法の第３の主な利点は、余分の熱の一部だけが貯
蔵器から水を自己推進させるのに用いられるので、残り
の余分の熱は他の仕事をするのに利用できるということ
である。この大気圧のもとにある余分の熱は水蒸気に変
換することにより熱的平衡を取り戻す。水蒸気への変換
の際にこの水蒸気はその液体状態に比べて甚だしく膨張
する。
例えば１ｋｇの水は０．００１ｍ３の容積を占め、１ｋ
ｇの水蒸気は大気圧において１．６７３ｍ’の容積を占
める。
したがってこの水蒸気はそのもとの容積の１６３０倍大
きい容積を占める。この大きな膨張は非常に大きな第２
の速度■２をもたらす、この膨張はまたこの水を分子の
断片に類似の非常に微細な粒子に破砕する。これは蒸気
の雲を形成しこの蒸気雲が爆発を抑制しまた効果的に第
２の再発火を阻止する懸濁状態で残る。
■１を与えるほとんど一定の放出圧力と第２の速度■、
との独特の組合せにより、この抑制ユニットを非常に低
い２ないしｌＯバールの圧力になるようにしかつ依然と
して、より高圧に装填されたユニット以上の速度を保持
することができる。
この機構は抑制容器の中に容易に装填される自由に利用
可能な抑制材料を用いるので、この機構は、現存する抑
制機構よりも著しく安価となる。
さらに、この抑制機構の圧力が制御できるので、これが
取付けられる構内の点検又は清掃のためにこの圧力を容
易に消滅させることができる。さらに、この容器内の圧
力は温度を制御することにより自動温度調節式に容易に
変化させることができる。またさらに、使用される抑制
剤は安全で、汚染することなく、非腐食性であり、無毒
性である。
本発明の方法及び装置において、加圧された熱水装薬の
放出時の圧力降下に従って、瞬間発生の。
水蒸気が直ちに抑圧器ユニットの容積を満たし実質的に
一定の圧力を保持する。したがって、この抑制容器は実
質的に一定の高い圧力で放出され著しく迅速な応答時間
を与えることができる。公知の装置においては抑制器ユ
ニットは推進源ガスで加圧される。抑制容器が放出され
るときこの推進源ガスは圧力を失い、そのため抑制装薬
を放出するのに必要な時間を増すことになる。これを補
償するため、通常非常に高い圧力が要求される。しかし
、本発明の方法と装置は瞬間発生水蒸気と水蒸気の膨張
とをもたらすことにより放出圧力を補償するので、この
ような問題を有しない。
さらに、構内は、充満と熱移動の阻止と酸素の減少とに
よって、第２の再発火に対して不活性となる。
材料の特性が処理されることによって、再発火は粒子の
湿ることにより阻止される。この場合作動パラメータが
計算され、最大の塵埃又は粉末の集中度に基づいて、再
発火が起きないレベルに粒子の水分含有量を増すのに必
要な水装薬の容量が計算される。これはスキムミルク粉
末のような吸湿性の粉末にとって特に重要である。
水蒸気の雲と微粒子となった水の粒子とは使用時懸濁状
態で残り、粉末粒子の間の水分の障壁となり再発火を阻
止する。
水蒸気はまた酸素のレベルを再発火を維持することのな
いレベルに減少させる。使用される水蒸気の容量は空気
と水蒸気の混合物を容積でほぼ１４％に減少させるよう
な容量である。次の計算結果が、大気圧のもとて必要と
される水蒸気の容量を生み出すために加熱しなければな
らない水の重量を決定するため用いられる。
容器の容量＝■ 容量■の空気について０２は０．２２Ｖ、窒素は０．７
８Ｖ １４％の０！を得るには １４　　０．２２Ｖ １００　　　　　　　Ｖ　　−ト　Ｘ ここでＸは加えるガス／水蒸気容量。
この方程式の解はｘ＝０．５７Ｖ を与える。
大気圧のもとての１ボンド（０，４５４ｋｇ）の水蒸気
によって占められる容積は 、　２６．８立方フイート／ボンド（６２，３１／ｋｇ
）したがって、必要な水蒸気の重量は 以下余白 ０．５７Ｖ 異なった作動圧力は異なった瞬間発生水蒸気容量を与え
る。作動圧力Ｐ０のもとて瞬間発生水蒸気の量は、作動
圧力Ｐ０のもとでの液体熱ｈＬと、大気状態での潜熱Ｌ
　＝９７０．４８　ｔｕ／ボンド及び液体熱ｈＬ＝１８
０　Ｂｔｕ／ボンドとにより決まる。
（注）　　Ｂｔｕは英国熱量単位であって、１ポンド（
０，４５４ｋｇ）の水を華氏１度だけ暖めるのに要する
熱量である。
したがって、加圧された熱水の単位重量にとって利用で
きる瞬間発生水蒸気の量は ｈＬ（圧力Ｐａ）　　１８０ ９７０．４ 上記式（１）を組合せることにより、Ｐｏの作動条件に
加熱しなければならない水の全型−１１ｆ（Ｗ）は、 以下余白 ２０．７Ｖ （ｈＬ　（圧力Ｐ、）−１８０３ ここで ■＝立方フィートの容器容積 り、＝作動圧力Ｐ、での液体熱 Ｗ＝容器内部の酸素の集中を容積で１４％に減少させる
ために大気圧のもとて瞬間発生蒸気の所要含有量を与え
るため加熱すべき水の重量（ポンド） 防護される構内のために、本発明による多数の抑制装置
ユニットが予め選択された場所でこの構内に取付けられ
、最大の拡散特性及び爆発抑制特性を与えるようにする
。
このユニットは実際上全てのガス、蒸気、粉末の閉じ込
められた爆発燃焼を抑制し又は消滅させるように構成す
ることができ、そして石油化学、化学、製薬、食品及び
農産物加工産業に特別の用途を有している。
皇■ 爆発抑制試験装置が国際標準化機構（ＩＳＯ）６１８４
を参照して作られた。その容器はほぼ２．５ｍ３の容積
を有し縦横比が２の円筒形であった。粉末散乱機構は、
それぞれが直径５ＩＩ１１１のオリフィスを持った１５
個の噴霧孔を有する、２組の噴霧リングを具備していた
。各噴霧リングには５リツトル粉末ポツトから供給され
た。発火はｌ０ＫＪ（キロジュール）の全エネルギを有
する２つの花火点火器によるものであった。この点火器
は粉末散乱後の一定不変の遅れを決定するＰＬＣの制御
のちとに低電圧電源により発火させた。粉末はこれらの
ポットから解放され容器の中に噴射される。一定不変の
遅れ、典型的には６００ミリ秒の遅れの後この点火器は
火がつけられそして２つの圧力変換器が圧力の変化を記
録する。
抑制されない爆発試験が最初にスキムミルク粉末上で行
われその結果のミリ秒の時間にわたるバールによる圧力
のグラフが第６図に示されている。
第６図において、 Ｘ軸−各段階が５０ミリ秒 Ｙ軸−各段階が１バール 中央の時間−２０００ミリ秒 点火時間−１７５８，６４ミリ秒 弁時間−９７８，６５８ミリ秒 最大圧力□６．３バール 圧力上昇速度が比較的低い初期段階とこれに続く高い速
度の圧力上昇の第２の段階があることがわかる。
加圧された熱水を用いる抑制された爆発試験が次に、以
下の条件のもとて上記の抑制されない爆発試験と同じ材
料を用いて同じ容器の中で行われた。
圧力９．１バールゲージ 温度　１８０°Ｃ 水容積　１．５リツトル 水容積／ｍ’容器＝０．６５リットル／ｍ３放出直径＝
３インチ（７，６ｃｍ） ノズルなし この結果のミリ秒の時間にわたってのバールによる圧力
のグラフが第７図に示されている。
第７図において、 Ｘ軸□各段階１００ミリ秒 Ｙ軸□各段階０．０２５バール 中央時間□１７５０ミリ秒 点火時間□１７３７．２２　ミリ秒 弁時間□９４９．５８３　ミリ秒 第６図と第゛７図から、最高圧力が本発明の方法と装置
によってほぼ６．３バールからほぼ０．３５バールに減
少しそのため爆発を抑制することが明らかである。これ
は安価で安全に迅速に、そして容器を汚染しない抑制剤
を用いて行われる。
第２図ないし第５図を参照すると、本発明の他の実施態
様による爆発抑制装置が示され、この装置は噴霧乾燥ａ
２０、冷却ベッド２１、サイクロンバンク２２及び連結
ダクト上で用いられているところを示している。この装
置は貯蔵器、この場合は加圧された水のための主パイプ
ライン２５を具備し、このパイプラインは各々が、差動
圧力ダイヤフラム２４のような弁手段によってそれぞれ
が閉鎖される複数の間隔をおいて配された出口２６を有
し、このダイヤフラムは構内に爆発条件が生じると破裂
し熱い加圧された水の装薬をこの構内に解放するように
している。各出口２６は可撓ステンレス鋼のベローズ２
７によって構内２０゜２１、又は２２に連結される。各
パイプライン２５内の水は、このパイプライン２５内の
加圧された水の所望の温度を保持するよう自動温度調節
式に制御卸される電気式表面加熱トレーシング２８によ
って加熱される。熱絶縁体２９（その一部のみが図面中
に示されている）が各パイプライン２５と放出口２６の
ために設けられる。加圧された抑制容器が、追加の貯蔵
器容量として少な（ともより大きな直径のリングの主パ
イプライ−ンのために設けられる。このリング状主加圧
パイプラインは、このパイプラインを水で一部しか満た
さず膨張する水のための空間と瞬間発生水蒸気のための
頭部空間とを与えることにより、貯蔵器なしで用いるこ
ともできる。
乾燥機２０とサイクロン２２のような適当な形状に作ら
れた構内のためにリング状パイプライン装置を用いるこ
との１つの利点は、放出されるとき加圧された水の放出
推力を容易に自己維持することができる点である。
電気的のトレース加熱は、温度をさらに容易かつ効率的
に制御することを可能とし、また釣合いのとれた放出を
保証する均一な温度を維持する。
さらに、リング形状又は直線状のパイプラインは任意の
要求される用途に適するよう容易に製造することができ
る。
放出を容易にしまた頭部空間と抑制ユニットからの各出
口圧力とを保持するため、容器もしくはパイプラインが
、貯蔵器と構内への放出部との間に満たされる脚部を得
るように配設されることがわかるであろう。
第８図を参照すると、本発明によるダイヤフラムユニッ
トが図示され、このユニットは上記のような爆発抑制装
置に用いられるものである。このダイヤフラムユニット
４０は一対の破裂ダイヤフラム４１　、４２を具備し、
このダイヤフラムは間隔をおいて配され入口穴４４を介
して空気又はガス貯蔵器５０から加圧される加圧空間４
３をその間に区画形成している。これらダイヤフラムの
うち外側ダイヤフラム４１はこのユニットが取付けられ
たパイプライン内の圧力Ｐ２にさらされ、内側ダイヤフ
ラム４２は、典型的にはしかし必須ではないが大気圧で
ある構内の圧力Ｐ１にさらされる。
空間４３内に保持された平衡圧力Ｐ３　　（２００ボン
ド／平方インチ（１４ｋｇ／ｃｍ”）　）は、３００ボ
ンド／平方インチ（２１ｋｇ　／　ｃｍ”）定格ダイヤ
フラムが約４００ボンド／平方インチ（２８ｋｇ／ｃｍ
”）の放出ユニットのさらに高い圧力を収容できるよう
にする。
構内に爆発条件が生じた場合は空間４３内の差動圧力は
例えばソレノイド５１により解放され爆発抑制貯蔵器５
０からのさらに高い圧力が２つのダイヤフラム４１　、
４２を破裂させ構内に放出する。容器５０から空間４３
への空気の供給は放出中は遮断され空気が構内に放出す
るのを阻止する。
第８図に示されるダイヤフラムの場合には、空間４３の
内部圧力を減少するための容器をからにする時間はこの
内部圧力を２００ボンド／平方インチから１００ボンド
／平方インチ（１４ｋｇ／ｃｍ”から７ｋｇ／ｃｍ”）
に減少させるのに要する時間である。
この段階において放出ユニット圧力は３００ボンド／平
方インチ（２１ｋｇ　／　ｃｍ”）のダイヤフラム破裂
圧力に等しく、ダイヤフラムはつぶれ始める。ミリ秒で
測った容器をからにする時間はからにされる容器の容積
によって決まりそしてこの場合には空間４３内の圧力を
２００ボンド／平方インチから１００ポンド／平方イン
チ（１４ｋｇ／ｃｍ”から７　ｋｇ／ｃａｂ”）に減少
させるのに要する時間に等しい。
差動圧力ダイヤフラムユニットはシールされそして二〇
差動圧力は電気的に作動される起爆装置、ソレノイド解
放バルブその他によって解放される。
空間４３の容積は好ましくは迅速な応答を容易にするた
め最小に保たれる。好ましくはこの空間４３は少なくと
も一部が挿入物によって満たされ、この挿入物は空気で
満たされる空間の容積を実質的に減少させ、その結果空
気を排出して作動圧力にする見積り時間が実質的に減少
される。例えば挿入物によって３４００ａｌ１３の空間
容積を１５ｃｍ３に減少させるための、からにする見積
り時間は１６ミリ秒から約２ミリ秒に減少される。こう
して、ダイヤフラムの破裂によりこれとほとんど同時に
爆発を極めて迅速に抑制させる。この挿入物は典型的に
は水溶解性の挿入物材料からなっている。
この挿入物はさらにこれが絶縁障壁として作用するとき
熱損失を減少させるのを助ける。
このほかに、ダイヤフラムの間の空間４３は水のような
非圧縮性流体で満たすことができる。この水は空気／ガ
ス混合物で効率的に２００ボンド／平方インチ（１４ｋ
ｇ／ｃ＋＋”）に加圧され、それによりこの差動圧力を
保持する。爆発条件が生じるとソレノイドが作動され空
間４３を大気に通じさせる。
水は直ちに圧力を失いそして大気への通気口と同様に非
常に高い容器圧力４００ボンド／平方インチ（２８ｋｇ
／ｃｍｇ）を受ける。こうして両ダイヤフラムは直ちに
破裂する。
上記のダイヤフラムは爆発抑制又は火災の消滅以外の分
野で広い用途を有しそのため本発明は爆発抑制機構に組
み込まれた時のダイヤフラムに限定されるものではない
ことが理解されるであろう。
閉じ込められた爆発燃焼の爆発抑制ができることと共に
、この圧力熱水機構はまた、可燃性の液体又はガスの火
災、可燃性の固体の表面火災及び微粒子又は繊維状材料
の表面より下側の深部火災を包含する火災を消火するた
めに用いられる。
第９図は分配パイプ機構８１に連結された２つの貯蔵器
８０を有し、ノズル又は分配器８２で終っている横部材
を含んでいる、典型的な火災消火装置を図示している。
絶縁された貯蔵器８０は水が装填されこの水は電気加熱
要素８３によって所望の圧力と温度となるよう大気以上
に加熱される。
加圧された熱水は解放弁８５　、８６を作動することに
より貯蔵器から解放される。
第１０図と第１１図は他の火災消火装置を図示している
。この場合貯蔵器は長いパイプ９０として設けられる。
パイプ９０の下側にノズル又は分配器９３で終る横部材
９２が取付けられている。
パイプ９０はこのパイプの外側の周りにらせん状に巻き
つけられた電気加熱トレーシング要素９５により所望の
圧力及び温度に加熱される。パイプはまた熱損失を防ぐ
よう絶縁される。加圧された熱水が、解放弁９６を作動
することによりパイプ９０から解放され、この解放弁は
パイプの下側に位置するソレノイド弁のような弁であり
、第１１図から特に明らかなように解放弁９６は横部材
９２に対し１つずつ設けられている。火災条件は、熱、
火焔、煙、可燃性蒸気等を検知できる認可されたセンサ
によって検出される。解放の速度と加圧された熱水の容
積は必要とされる特定の用途によって決まることになる
。火災を検知すると、これらの弁が開かれ加圧された熱
水の装薬をノズル又は分配器が置かれた区域の中に分配
する。熱い加圧された水がある区域の圧力より高い圧力
のもとにこの区域の中に導入されると、この水の一部は
蒸気を形成しまた水の一部は水蒸気として瞬間的に流れ
る。この水の小滴と水蒸気は粒子熱移動及び燃料と酸素
との間に起り得る化学反応を妨げるよう作用する。この
水の小滴と水蒸気はまた熱にさらすこと及び／又は酸素
を希釈もしくは減少することによって、火災を消火する
。
空気又はガスが予め加圧するのに用いられた時はいつも
、初期装填圧力が計算され１つの囲まれた容積内で対応
する加圧増加が得られる温度上昇を与えるようにする。
これは抑制ユニットと差動圧力ダイヤフラムとに適用さ
れる。この抑制ユニットを予め加圧する作用は、特定の
用途にとって　　　′は選択自由であり、このユニット
で発生する瞬間水蒸気もまた利用できる。
種々のその他の化学薬品が加圧された熱水装薬に添加き
れ爆発抑制及び／又は火災消火に所望の結果が得られる
ようにすることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一層施態様の概略側面図、第２図は、
乾燥プラントに使用する、本発明の他の実施態様の装置
の概略図、 第３図は噴霧乾燥機に使用している第２図の装置の一部
の部分切断平面図、 第４図は第３図の一部の側面図、 第５図は冷却ベッドに使用している第２図の装置の他の
部分の部分切断側面図、 第６図は抑制されない爆発の全時間にわたる圧力上昇の
グラフ、 第７図は本発明の方法及び装置を使用して抑制された爆
発の全時間にわたる圧力上昇のグラフ、第８図は本発明
の差動圧力ダイヤフラムの使用時のフローチャート、 第９図は本発明の他の装置の概略斜視図、第１０図は本
発明のさらに他の装置の概略斜視図、 第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線に沿う側面図である
。 ■・・・装置、　　　　　　２・・・構内、４・・・入
口開口、　　　　　５・・・抑制ユニット、７・・・出
口、　　　　　　　８・・・水装薬、９・・・加熱要素
、１０・・・差動圧力ダイヤフラム、２５・・・パイプ
ライン、　　２６・・・出口、２８・・・電気加熱トレ
ーシング、 ２９・・・熱絶縁体、４０・・・ダイヤフラムユニット
、４３・・・加圧空間、　　　５０・・・容器、５１・
・・ソレノイド、　　　８０・・・貯蔵器、８１・・・
分配パイプ機構、８２・・・ノズル、８５　、８６・・
・解放弁、　　　　９０・・・パイプ、９６・・・解放
弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、加圧された水のための貯蔵器手段と、この水を加熱
    するための加熱手段とを具備し、この貯蔵器手段は出口
    手段を有し、この出口は、１つの区域内に生じた火災又
    は爆発条件に応じて開放されこの区域内の圧力より高い
    圧力のもとにこの区域の中に加圧された熱水を貯蔵器手
    段から導入する弁手段によって閉鎖され、水の一部がこ
    の区域の中に導入されるときに蒸気の雲を形成しまた水
    の一部がより低い圧力の区域に流入するとき水蒸気とし
    て瞬間的に流れて火災又は爆発を鎮圧、消滅もしくは抑
    制しまた再発火を阻止するようにする、１つの区域内の
    火災又は爆発を鎮圧、消滅もしくは抑制する装置。 ２、前記装置が１つの構内における爆発を抑制するため
    のものでありまたこの装置が加圧された水のための貯蔵
    器手段とこの水を加熱するための加熱手段とを具備し、
    この貯蔵器手段は１つの構内への出口手段を有し、この
    出口は弁手段によって閉鎖され、この弁手段はこの構内
    に生じる爆発条件に応じて開放されて加圧された熱水を
    貯蔵器手段から構内に導入し、水の一部が構内に導入さ
    れるとき小滴を形成して前方への火焔が成長するのを抑
    制し、また水の一部がより低い圧力の構内に流入すると
    き水蒸気として瞬間的に流れ、水蒸気と蒸気雲とが酸素
    の集中を減少させまた槽内での粒子熱移動を抑制し再発
    火を阻止するようにする請求項１記載の装置。 ３、貯蔵器手段が構内への出口手段を有するパイプライ
    ンを含んでいる請求項２記載の装置。 ４、パイプラインが、実質的に構内の周りに延圧しかつ
    構内への複数の間隔をおいて配された出口手段を有する
    主リングを具備している請求項３記載の装置。 ５、パイプラインが、構内の少なくとも一部に沿って延
    圧しかつ構内への複数の間隔をおいて配した出口手段を
    有する部分を具備している請求項３記載の装置。 ６、加熱手段がパイプを加熱する手段を具備している請
    求項２から５のうちの１項に記載の装置。 ７、加熱手段がスチームもしくは電気トレースヒータ又
    は熱空気乾燥機からなる請求項６記載の装置。 ８、貯蔵器手段が加圧された抑制容器を含んでいる請求
    項２又は３記載の装置。 ９、加熱手段が、電気的に作動される加熱要素又はスチ
    ームが導入されて加圧された抑制容器の中の水を加熱す
    る加熱コイルからなる請求項８記載の装置。 １０、出口弁手段がダイヤフラム手段を具備している請
    求項２から９のうちの１項に記載の装置。 １１、ダイヤフラムが、その間に加圧された空間を区画
    形成する２つの間隔をおいて配したダイヤフラムを有し
    この空間内の圧力が予め設定した条件に応じてこのダイ
    ヤフラムを破裂させるよう解放される差動圧力ダイヤフ
    ラムからなる請求項１０記載の装置。 １２、空間内に保持された差動圧力が、ダイヤフラムと
    連通する構内に生じる爆発条件に応じて弁が作動すると
    き解放される請求項１１記載の装置。 １３、ダイヤフラムの間の空気の空間を最小にする手段
    が設けられている請求項１１又は１２記載の装置。 １４、空間が水のような非圧縮性流体又はグリコールの
    ような高沸点不活性液体で加圧される請求項１３記載の
    装置。 １５、空間が破裂時にダイヤフラムから射出される挿入
    物でその一部が満たされる請求項１３記載の装置。 １６、挿入物が好ましくは水溶解性材料の挿入物からな
    る請求項１５記載の装置。 １７、前記装置が、構内の爆発条件を検出する手段と、
    熱い加圧水の装薬をこの爆発条件検出器の作動に応じて
    構内に解放するため差動圧力ダイヤフラムを破裂させる
    制御手段とを含んでいる請求項１１から１６のうちの１
    項に記載の装置。 １８、構内の爆発条件を検出する手段が膜圧力検知器か
    らなる請求項１７記載の装置。 １９、前記装置が区域内の火炎を消火するためのもので
    あり、また加圧された水のための貯蔵器手段とこの水を
    加熱する加熱手段とを具備し、この貯蔵器手段は弁手段
    によって閉鎖される出口手段を有し、この弁手段はこの
    区域内に生じる火災条件に応じて開放されて加圧された
    熱水をこの区域内より高い圧力のものに区域内に導入し
    、この水の一部が区域内に導入されるとき小滴を形成し
    また水の一部がより低い圧力の区域に流入するとき水蒸
    気として瞬間的に流れて火災を消滅又は抑制し、蒸気雲
    が再発火を阻止するよう懸濁状態で残るようにする請求
    項１記載の装置。 ２０、貯蔵器手段が加圧された熱水を収容する加圧され
    た抑制容器を含み、この貯蔵器が熱い加圧された水を区
    域内に分配する出口手段を有し、この出口手段が区域内
    に火災が生じたときに開放される弁手段によって閉鎖さ
    れる請求項１９記載の装置。 ２１、出口が区域の周りに又は少なくともその一部に沿
    って延在するパイプラインを含み、このパイプラインが
    区域内への複数の出口を有している請求項２０記載の装
    置。 ２２、貯蔵器が区域内への複数の出口を有するパイプラ
    インを含み、加熱手段がスチームもしくは電気ヒータ又
    は熱空気乾燥機からなっている請求項１９記載の装置。 ２３、弁手段がソレノイド弁からなる請求項１９から２
    ２のうちの１項に記載の装置。 ２４、熱い加圧された水の装薬を区域内の圧力より高い
    圧力のもとに区域内に導入し、それにより水の一部が区
    域内に導入されるとき小滴を形成しまた水の一部がより
    低い圧力の区域に流入するとき水蒸気として瞬間的に流
    れて火災又は爆発を鎮圧し、消滅しもしくは抑制するよ
    うにし、蒸気雲が懸濁状態で残留して再発火を阻止する
    ようにする段階を含んでなる、区域内の火災又は爆発を
    鎮圧、消滅もしくは抑制する方法。 ２５、熱い加圧された水の装薬を区域内の圧力より高い
    圧力のもとに構内に導入し、それにより水の一部が区域
    内に導入されるとき小滴を形成して爆発燃焼の前方へ火
    焔が成長するのを抑制しまた水の一部がより低い圧力の
    構内に流入するとき水蒸気として瞬間的に流れて酸素が
    大気から構内に集中するのを減少させ第２の爆発又は第
    ２の火災を抑制するようにする段階を含んでなる、構内
    の爆発を抑制する方法。 ２６、その間に加圧された空間を区画形成する２つの間
    隔をおいて配したダイヤフラムからなり、この空間内の
    圧力が解放されて予め設定された条件に応じてこれらの
    ダイヤフラムを破裂させるようにする差動圧力ダイヤフ
    ラム。 ２７、空間内に保持された差動圧力が、ダイヤフラムと
    連通する構内に生じる爆発条件に応する弁の作動時に解
    放される請求項２６記載の差動圧力ダイヤフラム。 ２８、ダイヤフラムの間の空気の空間を最小にする手段
    が設けられている請求項２６又は２７に記載の差動圧力
    ダイヤフラム。 ２９、空間が水のような非圧縮性流体又は高沸点不活性
    液体で加圧される請求項２８記載の差動圧力ダイヤフラ
    ム。 ３０、空間が破裂時にダイヤフラムから射出される挿入
    物で部分的に満たされる請求項２８記載の差動圧力ダイ
    ヤフラム。 ３１、挿入物が好ましくは水溶解性材料の挿入物からな
    る請求項３０記載の差動圧力ダイヤフラム。
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