(57)【要約】【課題】ミストによる消火能力を高める技術を提供する。【解決手段】  本発明の１つの消火設備は、火炎基部領域１４又は火炎基部領域の鉛直上方の領域１６に対向して配置されるとともに、火炎基部領域１４又は火炎基部領域の鉛直上方の領域１６に向けて噴射する複数の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａと、各々の第１ミストノズル１２ａの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、各々の第１ミストノズル１２ａから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射し、且つ各々の第１ミストノズル１２ａを備えた配管の周囲から各々の第１ミストノズル１２ａから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断するミストを噴射する複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂと、各々の第１ミストノズル１２ａに消火剤を送給する送給装置９６，９８と、各々の第２ミストノズル１２ｂに液体を送給する送給装置９２，９４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、前記火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルと、
前記各々の第１ミストノズルの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射し、且つ前記各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲から前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断するミストを噴射する複数の第２ミストノズルと、
前記各々の第１ミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、
前記各々の第２ミストノズルに液体を送給する送給装置とを備えた
消火設備。
【請求項２】
火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、前記火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルと、
前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に妨げない噴射角度を有するとともに、前記各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲から前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断するミストを噴射する複数の第２ミストノズルと、
前記各々の第１ミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、
前記各々の第２ミストノズルに液体を送給する送給装置とを備えた
消火設備。
【請求項３】
前記液体が前記消火剤であり、前記各々の第１ミストノズル及び前記各々の第２ミストノズルが１つの配管に配置されている
請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項４】
前記各々の第１ミストノズル及び前記各々の第２ミストノズルが、燃料面を除いてミストを噴射する
請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項５】
前記消火剤及び前記液体が、水、又は消火薬液、界面活性剤、及びアルコールの群から選ばれた少なくとも一種類を添加剤として含む水である
請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項６】
火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、前記火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルに消火剤を送給する工程と、
前記各々の第１ミストノズルの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、前記第１ミストノズルから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射する複数の第２ミストノズルに液体を送給する工程と、
前記各々の第１ミストノズルからミストを噴射する工程と、
前記各々の第２ミストノズルからミストを噴射することにより、前記各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲から前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する工程とを有する
消火方法。
【請求項７】
火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、前記火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルに消火剤を送給する工程と、
前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に妨げない噴射角度を有する複数の第２ミストノズルに液体を送給する工程と、
前記各々の第１ミストノズルからミストを噴射する工程と、
前記各々の第２ミストノズルからミストを噴射することにより、前記各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲から前記各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する工程とを有する
消火方法。
【請求項８】
前記液体が前記消火剤であり、前記各々の第１ミストノズル及び前記各々の第２ミストノズルが１つの配管に配置されている
請求項６又は請求項７に記載の消火方法。
【請求項９】
前記各々のミストノズルが、燃料面を除いて火炎に対して前記ミストを噴射する
請求項６又は請求項７に記載の消火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミストによる消火設備及びその消火設備による消火方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、消火のためにミストを用いる技術が複数提案されている。例えば、本願出願人が提案したプール火災の消火方法は、燃焼面の上方の複数箇所から火炎基部より上方の火炎中心軸に向かってウォーターミストを放射する方法である（特許文献１）。これにより、ウォーターミストが火炎中で水蒸気になり、その水蒸気により火炎の内部の圧力が高まるため、火炎基部への酸素の流入が抑制され、その結果、消火に寄与することになる。また、本願出願人が別に提案したプール火災の消火方法においても、ウォーターミストによるプール火災の消火方法が提案されている（例えば、特許文献２）。また、特許文献４には、ベンゼン等の貯蔵タンクの上部辺縁にミストノズルが、限定された開放空間であるタンク内に生じる火柱特有の吸引力によって取り込まれる外気の流入を阻止する技術が開示されている（特許文献４）。しかしながら、開放空間におけるミストノズルから噴射されるミストとミストノズルの周囲の空気の関係、又は火炎基部領域又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射されたミストに対するミストノズルの周囲の空気の影響についての示唆、開示はされていない。
【特許文献１】特開２００７−２４４７２３号公報
【特許文献２】特開２００７−３０７０９６号公報
【特許文献３】特開２００８−１２１５８号公報
【特許文献４】独国特許発明第９１２６５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のとおり、火炎による熱の吸収を容易にして蒸発を促進させるために、火炎に対して消火剤の連続的な棒状放射の代わりにそのミストを噴射する方法が消火に対して有効である。しかしながら、一般的なミストノズルを用いた場合、ミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れの中に、ミストノズル又はミストノズルが配置された配管の周辺の一部の空気が取り込まれるという現象が本発明者によって発見された。この空気の取り込みの結果、それらの周辺の空気、とりわけその中の酸素が火炎の中に送り込まれることになるため、ミストによる消火効果を十分に発揮させることが難しい。
【０００４】
本発明は、上述の技術課題を解決することにより、ミストによる消火効果の更なる向上に貢献するものである。発明者は、まず、ミストの噴射によって、ミストノズル又は／及びミストノズルが設置された配管の周辺の空気の流れを生じさせていることに着目した。この流れについて詳しく調査した結果、発明者は、この流れがミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れに実質的に合流していることが、これまでのミストによる消火に悪い影響を及ぼしていることを知見した。そこで、発明者は、かかる問題を取り除く消火設備を鋭意研究し、本発明を創出した。
【０００５】
本発明の１つの消火設備は、火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、その火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルと、その各々の第１ミストノズルの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、その各々の第１ミストノズルから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射し、且つその各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲からその各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断するミストを噴射する複数の第２ミストノズルと、前述の各々の第１ミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、前述の各々の第２ミストノズルに液体を送給する送給装置とを備えている。
【０００６】
この消火設備は、上述の第１ミストノズルの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、その第１ミストノズルから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射し、且つ第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する第２ミストノズルを備えている。すなわち、第２ミストノズルから噴射されるミストは、直接的には第１ミストノズルから噴射されるミストに影響を与えないが、第１ミストノズルを備えた配管の周囲から第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する。言うなれば、第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護する役割を担っている。従って、第２ミストノズルの噴射により、第１ミストノズルからのミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れの中に、第１ミストノズルを備えた配管の周辺の一部の空気が取り込まれてしまうことを防ぐことができる。その結果、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減されることによって、特に火炎基部領域が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。また、前述の第２ミストノズルによるミストの噴射により、従来と比較して第１ミストノズルからのミストの流速が落ちることになるため、火炎に突入するミストは従来よりも火炎から熱量を受けやすくなる。その結果、火炎内で蒸気化して消火に寄与する割合が増加すると考えられる。さらに、第２ミストノズルから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を高めるため、その分だけ不燃空間を広げることができる。この点でも第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護することになる。
【０００７】
なお、本出願において、ミストノズルから噴射されるミストの「噴射角度」とは、代表的には、図１０に示す、ミストノズル１８から噴射される消火剤のオリフィス近傍（例えば、オリフィスから１０ｃｍ離れた場所まで）の飛行範囲の広がり角度θを意味する。
【０００８】
また、本発明のもう１つの消火設備は、火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、その火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルと、その各々の第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に妨げない噴射角度を有するとともに、その各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲からその各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断するミストを噴射する複数の第２ミストノズルと、前述の各々の第１ミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、前述の各々の第２ミストノズルに液体を送給する送給装置とを備えている。
【０００９】
この消火設備は、上述の第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に妨げない噴射角度を有し、かつ第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する第２ミストノズルを備えている。すなわち、第２ミストノズルから噴射されるミストは、直接的には第１ミストノズルから噴射されるミストに影響を与えないが、第１ミストノズルを備えた配管の周囲から第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する。言うなれば、第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護する役割を担っている。従って、第２ミストノズルの噴射により、第１ミストノズルからのミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れの中に、第１ミストノズルを備えた配管の周辺の一部の空気が取り込まれてしまうことを防ぐことができる。その結果、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減されることによって、特に火炎基部領域が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。また、前述の第２ミストノズルによるミストの噴射により、従来と比較して第１ミストノズルからのミストの流速が落ちることになるため、火炎に突入するミストは従来よりも火炎から熱量を受けやすくなる。その結果、火炎内で蒸気化して消火に寄与する割合が増加すると考えられる。さらに、第２ミストノズルから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を高めるため、その分だけ不燃空間を広げることができる。この点でも第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護することになる。
【００１０】
また、本発明の１つの消火方法は、火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、その火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルに消火剤を送給する工程と、その各々の第１ミストノズルの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、前記第１ミストノズルから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射する複数の第２ミストノズルに液体を送給する工程と、前述の各々の第１ミストノズルからミストを噴射する工程と、前述の各々の第２ミストノズルからミストを噴射することにより、その各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲からその各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する工程とを有している。
【００１１】
この消火方法によれば、上述の第１ミストノズルの噴射角度と交差しない噴射角度を有するとともに、前記第１ミストノズルから噴射されるミストの流速よりも遅いミストを噴射する複数の第２ミストノズルが、第１ミストノズルを備えた配管の周囲からその第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する。すなわち、第２ミストノズルから噴射されるミストは、直接的には第１ミストノズルから噴射されるミストに影響を与えないが、第１ミストノズルを備えた配管の周囲から第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する。いわば、第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護する役割を担っている。従って、第２ミストノズルの噴射により、第１ミストノズルからのミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れの中に、第１ミストノズルを備えた配管の周辺の一部の空気が取り込まれてしまうことを防ぐことができる。その結果、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減されることによって、特に火炎基部領域が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。また、前述の第２ミストノズルによるミストの噴射により、従来と比較して第１ミストノズルからのミストの流速が落ちることになるため、火炎に突入するミストは従来よりも火炎から熱量を受けやすくなる。その結果、火炎内で蒸気化して消火に寄与する割合が増加すると考えられる。さらに、第２ミストノズルから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を高めるため、その分不燃空間を広げることができる。この点でも第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護することになる。
【００１２】
また、本発明のもう１つの消火方法は、火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に対向して配置されるとともに、その火炎基部領域又はその火炎基部領域の鉛直上方の領域に向けて噴射する複数の第１ミストノズルに消火剤を送給する工程と、その各々の第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に妨げない噴射角度を有する複数の第２ミストノズルに液体を送給する工程と、前述の各々の第１ミストノズルからミストを噴射する工程と、前述の各々の第２ミストノズルからミストを噴射することにより、その各々の第１ミストノズルを備えた配管の周囲からその各々の第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する工程とを有している。
【００１３】
この消火方法によれば、上述の第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に妨げない噴射角度を有する複数の第２ミストノズルが、第１ミストノズルを備えた配管の周囲からその第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する。すなわち、第２ミストノズルから噴射されるミストは、直接的には第１ミストノズルから噴射されるミストに影響を与えないが、第１ミストノズルを備えた配管の周囲から第１ミストノズルから噴射されるミストへの空気の流通の少なくとも一部を遮断する。いわば、第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護する役割を担っている。従って、第２ミストノズルの噴射により、第１ミストノズルからのミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れの中に、第１ミストノズルを備えた配管の周辺の一部の空気が取り込まれてしまうことを防ぐことができる。その結果、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減されることによって、特に火炎基部領域が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。また、前述の第２ミストノズルによるミストの噴射により、従来と比較して第１ミストノズルからのミストの流速が落ちることになるため、火炎に突入するミストは従来よりも火炎から熱量を受けやすくなる。その結果、火炎内で蒸気化して消火に寄与する割合が増加すると考えられる。さらに、第２ミストノズルから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を高めるため、その分不燃空間を広げることができる。この点でも第２ミストノズルは第１ミストノズルを援護することになる。
【００１４】
ところで、本出願において「火炎基部領域」とは、可燃性液体及び／又は可燃物の表面（燃料面）からその鉛直上方３００ｍｍ以下の柱状空間領域を意味する。但し、「火炎基部領域」は燃料面を含まない。また、本出願において、「噴射方向」とは、水平面とノズルの向きとがなす角度を意味する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の１つの消火設備及び本発明の１つの消火方法によれば、第２ミストノズルの噴射により、第１ミストノズルからのミストの噴射によって形成される火炎までのミストの流れの中に、第１ミストノズルを備えた配管の周辺の一部の空気が取り込まれてしまうことを防ぐことができる。さらに、第２ミストノズルから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を高めるため、不燃空間を広げることができる。その結果、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減されることによって、特に火炎基部領域が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略されうる。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態における消火設備１００を示す構成図である。図２は、本実施形態の消火設備１００のうち、流路１１、配管１３、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ、及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂを拡大した平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示す本実施形態の消火設備１００は、消火剤が、１箇所の消火剤が貯留されたタンク９４からポンプ９２によって流路１１及び配管１３を経由して複数の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂに供給される構成を備えている。第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂは、それぞれが、公知の技術によって配管１３に嵌合、螺合、又は接合している。ここで、一体物といえる前述の配管１３、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ、及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂを総称してミスト供給部１０と呼ぶ。以下の各実施形態においても、同様の呼称を適用する。
【００１９】
また、本実施形態では、火炎基部領域１４の下方に形成される燃料面（又は燃焼面）の面積は、０．１ｍ２である。なお、本実施形態では、これらの流路１１、配管１３、及び第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ、及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの材質は、ＳＵＳ３０４である。また、本実施形態の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂはいずれも、本願出願人が既に提案している日本国特許出願の特願２００７−２３５２２７に記載されている小型のミストノズルである。当該ミストノズルは、筐体内の複数の異なる形状を有する薄板の組み合わせを変更することにより、オリフィスから噴射されるミストの噴射角度及び／又は噴射量を異ならせることが出来るノズルである。なお、前述のミストノズルの代わりに、公知のミストノズルが用いられても良い。本実施形態では、設備全体としての軽量化、小型化を図るために、前述のミストノズルが採用されている。
【００２０】
また、本実施形態では、図１に示すように、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａは、火炎基部領域１４の鉛直上方の領域１６に対向する位置に配置されている。他方、複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂは、ミストの噴射方向が直接領域１６に向かないように配置されるとともに、１つの配管１３の中で互いに反対方向にミストを噴射するように配置される。
【００２１】
ところで、本実施形態の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射角度は、９０°であり、それらの噴射方向は、燃料面に対して仰角２５°である。一方、本実施形態の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの噴射角度は、７５°であり、それらの噴射方向は、図３に示す断面から見れば、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射角度に対して、時計回りに９０°の方向及び反時計回りに９０°の方向である。
【００２２】
すなわち、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射角度は、少なくともそれらのミストノズルから噴射されたミストが火炎基部領域１４又は火炎基部領域の鉛直上方の領域１６に到達するまでの間に、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの噴射角度と交差しない噴射角度に設定されている。この設定により、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流れが、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストの流れに影響されにくくなる。すなわち、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａからのミストの流れが、火炎基部領域１４又は火炎基部領域の鉛直上方の領域１６に向かなければ、そのミストが実質的に消火に寄与し得ないため、その流れを邪魔しないように援護することが第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂに求められる。なお、仮に、図４に示すように、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射角度αが第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの噴射角度βと交差する場合は、噴射角度が交差する、換言すれば、噴射範囲が重なる領域Ｓの方向に第１及び第２ミストノズルから噴射されたミストの多くが流れてしまうことになるため、本来の目的とする方向にミストを向けることが困難になることが確認された。
【００２３】
ここで、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射方向が斜め上方を向いているのは、噴射されるミストの一部が火炎の外縁に沿って上昇することによって、火炎の周囲に存在する空気（酸素を含む）が火炎への侵入を阻害する障壁を形成するからである。その結果、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減されることによって、特に火炎基部領域１４が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。
【００２４】
特に、配管１３が、火炎基部領域１４の上端から上方に１００ｍｍ以下の水平面上に配置されている場合は、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射方向は、火炎基部領域１４を乱さないようにするために、水平面に対して仰角０°以上９０°未満であることが好ましい。但し、火炎基部領域１４内に周囲の空気が流入することを防止するとともに、ミストを十分に火炎基部領域１４に供給させるためには、上記角度は水平面に対して１０°以上、仰角６０°以下であることがさらに好ましい。また、この観点から言えば、最も好ましい範囲は、水平面に対して２０°以上、仰角４５°以下である。
【００２５】
他方、火炎基部領域１４の上方の水平面であって、火炎基部領域１４の上端から１００ｍｍを越えて上方の水平面上に配管１３が配置されている場合は、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射方向が斜め下方を向いていても良い。これは、噴射されるミストが火炎から十分に熱を受けて水蒸気化する一方、火炎基部領域１４を大きく乱すことなく消火に寄与することが出来るからである。但し、火炎基部領域１４を極力乱さないようにするために、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａは、燃料面を除いて火炎に対してミストを噴射することが好ましい。尚、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂも、そのミストの噴射方向が燃料面に直接向かないことが好ましいが、仮にその方向を向いていたとしても、ミスト自身が燃料面に到達しないような流速で噴射されていれば、消火を阻害することはない。
【００２６】
また、消火に際しては、火炎基部領域１４を鉛直上方から見たときの、その火炎基部領域１４の面積の略全体が噴射されるミストによって覆われていることが好ましい。
【００２７】
上述の構成を用いることによって、ミストを用いた消火が可能となる。例えば、油槽に入れられたｎ−ヘプタンに着火した後、上述のように配置された複数の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから、圧力０．９ＭＰａ、流量０．３Ｌ（リットル）／ｍｉｎ.の条件で消火剤が噴射された。さらに、噴射方向が鉛直上方及び鉛直下方を向く複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから、圧力０．９ＭＰａ、流量０．４Ｌ（リットル）／ｍｉｎ.の条件で消火剤が噴射された。
【００２８】
本実施形態では、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂは配管１３を共通にするため、同じ種類の消火剤が噴射される。なお、本実施形態の消火剤は水である。
【００２９】
上述のミストの噴射によって、火炎は約４５秒で消火される。このときの消火剤（水）の使用量は、０．８３Ｌであった。尚、各第１ミストノズル１２ａのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、５ｍ／ｓｅｃ.であった。また、各第２ミストノズル１２ｂのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、４．５ｍ／ｓｅｃ.であった。すなわち、本実施形態の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストの流速は、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流速に比べて約９０％に設定されている。
【００３０】
ここで、比較例を示す。配管１３が、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂを有しない点以外は上述と同じ構成を備える消火設備を用いた消火実験の結果、火炎は消火がされなかった。また、各ミストノズルのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、５０ｍ／ｓｅｃ.であった。
【００３１】
上述の通り、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストにより、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流速が遅くなっている。これは、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストが、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから火炎に至るまでのミストの流れの中に、配管１３の周辺の一部の空気が取り込まれる量を低減させたことが一因と考えられる。さらに、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａのミストよりも流速の遅いミストが噴射されることにより、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を実質的に高めるため、その分だけ不燃空間が広がっているといえる。従って、その不燃空間の広がりも消火に寄与すると考えられる。
【００３２】
このように、火炎に送り込まれるミストの流速を従来と比較して遅くすることにより、ミストが火炎の中を通過する時間、換言すれば、ミストが火炎と接触する時間が長くなるため、そのミストが火炎から受ける熱量も増加する。その結果、より多くのミストが液体から気体へ相変化するため、その際の火炎内部の冷却効果と、そのミストが相変化した水蒸気の体積が膨張することによる火炎内部の酸素濃度の希釈効果が、従来と比較して大幅に向上すると考えられる。なお、従来の対向する配管に配置されたミストノズルであっても、ミストの衝突による火炎内部又はその周辺でのミストの滞留は得られる。しかしながら、本実施形態で採用する第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂからのミストの噴射は、単独の配管１３に設けられた第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの火炎内部又はその周辺における滞留を促進する点は、従来と全く異なる視点に基づくものである。
【００３３】
さらに、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂを設けたことにより、火炎を取り巻く周囲を含めた空間全体の中に、高い密度のミストを充満させることが可能となる。従って、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂからのミストは、不燃空間を広げることによる延焼の積極的な防止にも寄与し得る。
【００３４】
従って、上述の通り、少量の水での迅速な消火が可能となる。また、本実施形態では水を消火剤として用いたが、一般的に消火が困難とされる上述の実験のようなプール火災であってもウォーターミストによって消火された。これにより、人体への安全性は格段に高まるとともに、環境への負荷が大幅に低減される。
【００３５】
尚、本実施形態では、水を消火剤として用いたが、これに限定されない。人体への影響が大きくなると共に環境への負荷は増えるが、消火能力を増大させる他の代替消火剤も適用しうる。例えば、アルカリ性強化液や中性強化液等の公知の消火薬液、界面活性剤、及びエタノール等のアルコール類の群から選ばれた少なくとも一種類を添加剤として含む水は、本実施形態及び以下の各変形例に適用しうる。
【００３６】
＜第１の実施形態の変形例＞
図５は、第１の実施形態の１つのミスト供給部の変形例を示す平面図である。この例では、第１の実施形態の消火設備１００のミスト供給部１０が、図３に示す２つのミスト供給部２０，２０に変更されている点以外は、第１の実施形態の消火設備１００と同じ構成を備えている。図３に示すように、互いに対向していない２つのミスト供給部２０，２０は、消火対象となる火炎に対してＬ字状に配置されている。
【００３７】
各ミスト供給部２０，２０は、図示しない１箇所又は２箇所の消火剤が貯留されたタンクからポンプによって流路２１，２１及び配管２３，２３を経由して複数の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂに供給される構成を備えている。
【００３８】
上述のように、ミスト供給部２０，２０は、複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂを備えているため、火炎の中に送り込まれる空気の量が低減される。その結果、特に火炎基部領域が乱されにくくなる。また、火炎に対してＬ字状に配置されたミスト供給部２０，２０から噴射されたミスト同士が火炎内部又はその周辺において衝突することによって、単に一列のミスト供給部が配置された場合と比較して、ミストが蒸気化する確率が上がる。従って、本実施形態のミスト供給部２０，２０の配置により、ミストによる消火効果がさらに高まることになる。
【００３９】
＜第１の実施形態のその他の変形例＞
図６は、第１の実施形態の他のミスト供給部の変形例を示す、第１の実施形態の図３に相当する断面図である。この例では、第１の実施形態の消火設備１００のミスト供給部１０が、図６に示すミスト供給部３０に変更されている点以外は、第１の実施形態の消火設備１００と同じ構成を備えている。
【００４０】
図６に示すように、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂは第１の実施形態と同様に１つの配管３３に設けられているが、オリフィスが互いに反対の方向を向いている点が第１の実施形態との相違点である。
【００４１】
消火対象が第１の実施形態と同じ場合、本実施形態の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａ及び第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂからのミストの噴射によって、火炎は約３．５秒で消火される。このときの消火剤（水）の使用量は、０．８５Ｌであった。尚、各第１ミストノズル１２ａのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、５ｍ／ｓｅｃ.であった。また、各第２ミストノズル１２ｂのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、４．５ｍ／ｓｅｃ.であった。すなわち、本実施形態においても、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストの流速は、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流速に比べて約９０％に設定されている。
【００４２】
第１の実施形態の比較例及び上述の通り、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂからのミストの噴射方向が、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａからのミストの噴射方向と逆向きであっても、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストが第１ミストノズルから噴射されるミストの流速を遅くすることが確認された。従って、本実施形態の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂも消火に寄与しうる。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の消火設備２００は、第１の実施形態のミスト供給部１０が図７に示す２つのミスト供給部４０ａ，４０ｂに変更されているとともに、それぞれのミスト供給部４０ａ，４０ｂが独自の供給源を有している点以外は、第１の実施形態の消火設備１００と同じ構成を備えている。従って、重複する説明は省略される。
【００４４】
図７は、本実施形態における消火設備２００を示す構成図である。図８は、本実施形態の消火設備２００のうち、ミスト供給部４０ａ，４０ｂを拡大した平面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ断面図である。
【００４５】
図７乃至図９に示すように、本実施形態の消火設備２００は、２つのミスト供給部４０ａ，４０ｂを備えている。一方のミスト供給部４０ａは、タンク９８から、ポンプ９６によって公知のアルカリ性強化液が添加された水が流路４１ａを経由して供給される。他方、ミスト供給部４０ｂは、タンク９４から、ポンプ９２によって水が流路４１ｂを経由して供給される。その結果、複数の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａは、火炎基部領域１４又は前記火炎基部領域の鉛直上方の領域１６に対して公知のアルカリ性強化液が添加された水を噴射するとともに、複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂは、水を噴射する。ここで、複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの噴射方向は、第１の実施形態と同様、図９に示す断面から見れば、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射角度に対して、時計回りに９０°の方向及び反時計回りに９０°の方向である。また、本実施形態では、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａの噴射方向は、水平面に対して仰角２５°である。加えて、本実施形態では、ミスト供給部４０ａ，４０ｂを構成する各部材の材質はＳＵＳ３０４である。
【００４６】
本実施形態では、ミスト供給部４０ｂの第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂからウォーターミストが噴射される。この第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの噴射角度は、配管４３ａ，４３ｂの周囲の空気がミスト供給部４０ａの第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流れに可能な限り取り込まれないようにするとともに、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流れを実質的に妨げないように設定される。
【００４７】
ところで、配管４３ａと配管４３ｂとの距離が離れすぎると、配管４３ａの周囲の空気がミスト供給部４０ａの第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流れに取り込まれることになるため、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂの存在意義が薄れてしまう。従って、配管４３ａと配管４３ｂとの距離は、８０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
また、本実施形態では、２つのミスト供給部４０ａ，４０ｂのそれぞれに対して種類の異なる液体を供給している。すなわち、消火に直接的に寄与する第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａには、より消火に効果的な消火剤が供給されている一方、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａを援護するための第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂには水が供給されている。例えば、プール火災（ガソリン火災）のような消火しにくい対象物に対しては、前述のように液体の種類を異ならせることにより、効率的な消火を達成しつつ消火に要する費用の削減を図ることが可能となる。
【００４９】
上述の構成を用いることによって、ミストを用いた消火が可能となる。例えば、油槽に入れられたｎ−ヘプタンに着火した後、上述のように配置された複数の第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから、圧力０．９ＭＰａ、流量０．３Ｌ（リットル）／ｍｉｎ.の条件で消火剤が噴射された。さらに、噴射方向が鉛直上方及び鉛直下方を向く複数の第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから、圧力０．９ＭＰａ、流量０．４Ｌ（リットル）／ｍｉｎ.の条件でウォーターミストが噴射された。
【００５０】
上述のミストの噴射によって、火炎は約４．５秒で消火される。このとき、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａによる消火剤の使用量は、０．２２５Ｌであった。また、各第１ミストノズル１２ａのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、５ｍ／ｓｅｃ.であった。他方、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂによる水の使用量は、０．３Ｌであった。また、各第２ミストノズル１２ｂのオリフィスから１０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、４．５ｍ／ｓｅｃ.であった。従って、本実施形態でも、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストの流速は、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流速に比べて約９０％に設定されている。
【００５１】
上述の通り、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａが形成されたミスト供給部４０ａとは別のミスト供給部４０ｂに設けられた第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストにより、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから噴射されるミストの流速が遅くなっている。これは、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されるミストが、第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａから火炎に至るまでのミストの流れの中に、配管１３ａ，１３ｂの周辺の一部の空気が取り込まれる量を低減させたことが一因と考えられる。さらに、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから第１ミストノズル１２ａ，・・・，１２ａのミストよりも流速の遅いミストが噴射されることにより、第２ミストノズル１２ｂ，・・・，１２ｂから噴射されたミストは、火炎を取り巻く雰囲気中のミスト量を実質的に高めるため、その分だけ不燃空間が広がっているといえる。従って、その不燃空間の広がりも消火時間の短縮に寄与すると考えられる。
【００５２】
なお、消火に際しては、火炎基部領域１４を鉛直上方から見たときの、その火炎基部領域の面積、換言すれば、燃料面（又は燃焼面）の面積の略全体が噴射されるミストによって覆われていることが好ましい。
【００５３】
尚、本実施形態では、公知のアルカリ性強化液が添加された水を消火剤として用いたが、これに限定されない。消火能力を増大させる他の代替消火剤も適用しうる。例えば、中性強化液等の公知の消火薬液、界面活性剤、及びエタノール等のアルコール類の群から選ばれた少なくとも一種類を添加剤として含む水は、本実施形態及び以下の各変形例に適用しうる。また、本実施形態では、第２ミストノズルからウォーターミストが噴射されているが、これに限定されない。上述の通り、第２ミストノズルは第１ミストノズルの援護的な役割を果たすため、ミスト化される液体であって、消火を阻害しない材料であれば、限定されない。具体的には、消火薬液、界面活性剤、及びアルコールの群から選ばれた少なくとも一種類を添加剤として含む水であれば良い。但し、人体に悪影響を与えない液体（例えば、水やエタノール含有水）が選択されることが非常に好ましい。
【００５４】
ところで、上述の各実施形態では、第２ミストノズルから噴射されるミストの流速が、第１ミストノズルから噴射されるミストの流速の約９０％に設定されていたが、この数値に限定されない。第２ミストノズルからのミストの流速が、第１ミストノズルからのミストの流速に対して、３０％乃至９５％の範囲内であれば、第１ミストノズルから噴射されるミストの流れを実質的に阻害しないため、本発明と略同様の効果が奏される。
【００５５】
また、上述の第１の実施形態の変形例の一つとして示したＬ字状のミスト供給部２０，２０の配置が第２の実施形態に適用されても、実質的に本発明と同様の効果が奏される。以上、述べたとおり、本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、種々の火災に対する消火設備又は消火方法として広く利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の１つの実施形態における消火設備を示す概略構成図である。
【図２】本発明の１つの実施形態における消火設備の一部の拡大平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】仮想事例の説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態における消火設備のミスト供給部の平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態における図３に相当する断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態における消火設備を示す概略構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態における消火設備の一部の拡大平面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】ミストの噴出角度を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０，２０，３０，４０ａ，４０ｂ      ミスト供給部
１１，２１，４１ａ，４１ｂ      流路
１２ａ，１２ｂ，１８    ミストノズル
１３，２３，３３，４３ａ，４３ｂ      配管
１４                    火炎基部領域
１６                    火炎基部領域の鉛直上方の領域
９２，９６              ポンプ
９４，９８              タンク
１００，２００          消火設備
【図１】
2010012064.tif 000003
【図２】
2010012064.tif 000004
【図３】
2010012064.tif 000005
【図４】
2010012064.tif 000006
【図５】
2010012064.tif 000007
【図６】
2010012064.tif 000008
【図７】
2010012064.tif 000009
【図８】
2010012064.tif 000010
【図９】
2010012064.tif 000011
【図１０】
2010012064.tif 000012