(57)【要約】【課題】消火時間の短縮化と、水損の低減と、一酸化炭素の発生量低減との全てを同時に達成することを目的とする。【解決手段】気体に空気を用い、この空気と液体との混合比率を、２０：１〜３０：１の範囲内とする２流体噴霧による有害ガス低減方法／２流体噴霧消火装置１を採用した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と気体を同時に２流体ノズルに圧送して混合させ、該２流体ノズルから霧状に噴射させて消火を行い、
前記気体に空気を用い、
この空気と前記液体との混合比率を、２０：１〜３０：１の範囲内とする
ことを特徴とする２流体噴霧による有害ガス低減方法。
【請求項２】
液体供給源から液送管を通して圧送された液体と高圧気体供給源から気送管を通して圧送された気体とを２流体ノズルで混合して霧状の液体として噴射して消火を行う２流体噴霧消火システムにおいて、
前記気体は、空気であり、
この空気と前記液体との混合比率が、２０：１〜３０：１の範囲内とされている
ことを特徴とする２流体噴霧消火システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一酸化炭素の発生量を抑えた上で確実な消火を行うことが可能な２流体噴霧による有害ガス低減方法及び２流体噴霧消火システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体と気体を同時に２流体ノズルに圧送して霧状の液体を噴射し、この霧状の液体を、火災現場の火元に散布して消火する２流体噴霧消火装置として、図４に示すものを本願の出願人が特願平１０−２７０８２９号によって既に提案している。
この２流体噴霧消火装置１００は、コンプレッサー１０１と、ポンプ１０２と、２流体ノズル１０３と、ホース１０４，１０５と、二重ホース１０６とを備え、コンプレッサー１０１で気体を圧縮してホース１０４、二重ホース１０６を通して２流体ノズル１０３に圧送すると共に、ポンプ１０２で消火水槽等の貯水槽１０７に貯えられている水を汲み上げてホース１０５、二重ホース１０６を通して２流体ノズル１０３に圧送し、該２流体ノズル１０３で加圧水と圧縮気体を混合して噴霧口１０８から霧状の水１０９を火元の火炎に散布して消火を行うようになっている。
この２流体噴霧消火装置１００によると、水のみを用いて消火する装置に比べて、霧状の水が２流体ノズル１０３から勢いよく噴射されて遠方の火元まで到達されると共に、少量の水による火炎の温度降下と、２流体ノズル１０３からの圧縮気体の噴射による吹き消し作用が効果的に行われるので、水を節約でき、水損を可及的に少なくして火災の消火を行うことが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記２流体噴霧消火装置１００では、以下の問題解決をその課題としていた。すなわち、
・噴射する流体中において、圧縮気体に対する水の割合が多すぎると、不完全燃焼して一酸化炭素（ＣＯ）が多量に発生する上に、水損も多くなる。
・逆に、噴射する流体中において、圧縮気体に対する水の割合が少なすぎると、消火に要する時間が長くなる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、消火時間の短縮化と、水損の低減と、一酸化炭素の発生量低減との全てを同時に達成することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に記載の２流体噴霧による有害ガス低減方法は、液体と気体を同時に２流体ノズルに圧送して混合させ、該２流体ノズルから霧状に噴射させて消火を行い、前記気体に空気を用い、この空気と前記液体との混合比率を、２０：１〜３０：１の範囲内とすることを特徴とする。
上記請求項１に記載の２流体噴霧による有害ガス低減方法によれば、２流体ノズルを用いて空気を供給することにより、消火中の火炎により多くの空気を供給することができる。しかも、その混合比率を２０：１以上とすることで、２ＣＯ＋Ｏ２−＞２ＣＯ２の化学反応が促進されるため、より多くの炭素が完全燃焼して二酸化炭素になる。これにより、消化中に発生する一酸化炭素の発生量が従来よりも少なくなる。また、混合比率を２０：１以上とすることで、消火に要する液体量の割合が必要以上に多くなるのを防ぐこともできる。また、混合比率を３０：１以下とすることで、消火に要する液体量の割合が少なくなるのを防ぐこともできる。
【０００６】
請求項２に記載の２流体噴霧消火システムは、液体供給源から液送管を通して圧送された液体と高圧気体供給源から気送管を通して圧送された気体とを２流体ノズルで混合して霧状の液体として噴射して消火を行う２流体噴霧消火システムにおいて、前記気体が、空気であり、この空気と前記液体との混合比率が、２０：１〜３０：１の範囲内とされていることを特徴とする。
上記請求項２に記載の２流体噴霧消火システムによれば、上記請求項１と同様の作用を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の２流体噴霧による有害ガス低減方法及び２流体噴霧消火システムの一実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれに限定解釈されるものでないことは、もちろんである。
図１に示すように、本実施形態の２流体噴霧消火装置１は、コンプレッサー（または空気貯留容器としてのボンベ）（高圧気体供給源）２と、貯水槽３から消火水を吸い上げるポンプ（液体供給源）４と、コンプレッサー２に気送管５を介して連絡されると共に、ポンプ４に液送管６を介して連絡され、コンプレッサー２とポンプ４から気送管５と液送管６を通してそれぞれ圧送された圧縮空気（気体）と水（液体）とを混合して霧状の水（液体）を噴射する２流体ノズル７と、気送管５のコンプレッサー２に近い上流側に設けた気体流量調整装置（流量調整装置）８と、液送管６のポンプ４に近い上流側に設けた液体流量調整装置（流量調整装置）９と、前記気送管５及び液送管６の、２流体ノズル７に近い下流側にそれぞれ設けた２流体同時開閉バルブ１０とを備えている。
【０００８】
前記気体流量調整装置８と２流体同時開閉バルブ１０との間の気送管５と、液体流量調整装置９と２流体同時開閉バルブ１０との間の液送管６は、それらの２本の管５，６を並列に束ね、もしくは一方の管５（６）内に他方の管６（５）を同軸状に設けた二重ホースとした可撓性を有する２流体一体型ホース１１として構成され、該２流体一体型ホース１１の両端は、それぞれ、周知構造のワンタッチジョイントを有しており、前記気体流量調整装置８および液体流量調整装置９の下流側の気、液送管５，６の管端と、前記２流体同時開閉バルブ１０の上流側の気、液送管５，６の管端とに、それぞれ、着脱自在に接続されている。
【０００９】
また、前記２流体ノズル７と２流体同時開閉バルブ１０は、例えば、図２に示すように一体的に組み付けて構成される。すなわち、２流体ノズル７は、先端に噴出部７ａを有する中空の気液混合部７ｂと、その内側に同軸線上に設けられて先端が開口した空気管７ｃと、気液混合部７ｂの外筒７ｄに結合されてその内側に開口した水導入管７ｅとを備え、前記空気管７ｃと水導入管７ｅが前記２流体一体型ホース１１の下流側の気送管５ａと液送管６ａにそれぞれ接続されている。該気送管５ａと液送管６ａの上流側の端部には、前記２流体一体型ホース１１のワンタッチジョイントに接続されるジョイント１２，１３が設けられている。
【００１０】
また、前記２流体同時開閉バルブ１０は、前記気送管５ａ、液送管６ａにそれぞれ設けたボールバルブ、バタフライバルブ等の開閉弁１０ａ，１０ｂと、該開閉弁１０ａ，１０ｂを同時に開閉操作する１つの操作レバー１４とからなっている。そして、２流体同時開閉バルブ１０の各開閉弁１０ａ，１０ｂが開いたときには、前記気送管５と液送管６から圧送された圧縮空気と水が気液混合部７ｂで混合されて噴出部７ａから霧状の水が噴射するようになっている。
【００１１】
前記気体流量調整装置８と液体流量調整装置９は、コンプレッサー２とポンプ４から気送管５と液送管６を通して２流体ノズル７へ圧送される圧縮空気と水の流れを調整するもので、具体的には、圧縮空気および圧送水の流量を調節する流量調節弁の機能と、圧縮空気および圧送水の入口側と出口側の差圧が変化しても出口側への流量を自動的に一定に保つ定流量弁の機能を備えている。
【００１２】
そして、これら気体流量調整装置８及び液体流量調整装置９は、図示されない制御装置により、圧縮空気と圧送水との混合比率が、体積比で、２０：１〜３０：１の範囲内におさまるように制御されている。すなわち、圧送水の流量を１とした場合の圧縮空気の流量比を、２０以上３０以下となるように制御する。
単純に、消火性能の観点のみを考えた場合には、圧縮空気と圧送水との混合比率を２５：１にすることが好ましい。また、消火活動時における消防士のための酸素供給確保の観点からは、混合比率が２５：１よりも大きいことが好ましい。一方、この混合比率は、２０：１〜３０：１の範囲内で消火性能の大幅な変化を生じないことが、発明者の検討結果により判明している。したがって、酸素供給確保の観点からは混合比を３０：１以下とし、消火性能確保の観点からは混合比を２０：１以上とする必要がある。
以上のような理由により、本実施形態の２流体噴霧消火装置１は、前記制御装置により、圧縮空気と圧送水との混合比率が、体積比で、２０：１〜３０：１の範囲内におさまるように制御されている。
【００１３】
そして、この２流体噴霧消火装置１においては、火災現場において、コンプレッサー２を作動させると共にポンプ４を作動させると、圧縮空気と圧送水が気体、液体流量調整装置８，９から２流体一体型ホース１１を通って２流体同時開閉バルブ１０に流れるので、２流体ノズル７を火元の火炎に向けた状態で、前記２流体同時開閉バルブ１０の操作レバー１４を操作して、開閉バルブ１０ａ，１０ｂを同時に開くと、気体、液体流量調整装置８，９の各定流量弁で一定流量に保持された圧縮空気と圧送水とが、２流体ノズル７の気液混合部７ｂで瞬時に混合して霧状の水となって火炎に勢い強く噴射され、これにより、火炎が速やかに消火される。この時の空気と水との混合比率は、前記制御装置により、２０：１〜３０：１の範囲内に保たれる。
【００１４】
この時、混合比率を２０：１以上として空気供給量を多くすることで、２ＣＯ＋Ｏ２−＞２ＣＯ２の化学反応が促進されるため、より多くの炭素が完全燃焼して二酸化炭素になる。これにより、消化中に発生する一酸化炭素の発生量が従来よりも少なくなる。また、混合比率が２０：１以上であることにより、消火に要する水量割合が必要以上に多くなるのを防ぐこともできる。また、混合比率が３０：１以下であるので、消火に要する水量割合が足りなくなるのを防ぐこともできる。
【００１５】
以上説明の本実施形態の２流体噴霧消火装置１を用いた２流体噴霧による有害ガス低減方法によれば、混合比率を２０：１以上とすることで、消火活動時に発生する炭素（Ｃ）が、完全燃焼によって従来よりも多く消費されるため、一酸化炭素の生成量を低減させることができる。これは、図３と図５に示すように、実験的に確認されている。
すなわち、図５は、従来のように水のみを噴射した場合を示す実験結果であり、消火開始後に最大で０．０４％の一酸化炭素濃度が確認されている。一方、本発明を適用した場合では、図３に示すように、同条件における一酸化炭素濃度が０．０１７％と大幅な低減に成功している。また、空気に対する水の割合を減らせるので、水損を低減させることもできるようになる。
また、混合比率を３０：１以下とすることで、消火に要する水量が必要十分に確保できるので、消火時間を短くすることができる。したがって、消火時間の短縮化と、水損の低減と、一酸化炭素の発生量低減との全てを同時に達成することが可能となる。
【００１６】
また、本実施形態の２流体噴霧消火装置１は、コンプレッサーまたはボンベ２およびポンプ４からの圧縮空気や圧送水の流れに圧力の変化、変動があっても、前記定流量弁によって圧縮空気や圧送水の流量を自動的に一定に調整して２流体ノズル７に供給することができる。これにより、２流体ノズル７において圧縮空気や圧送水の混合割合を一定に維持でき、火炎の消火を一層効果的に行える適切な霧状の水を噴射させることができる。
さらに、気送管５と液送管６とにそれらの流路を同時に開閉する２流体同時閉バルブ１０を設けたので、２流体同時開閉バルブ１０を同時に開くことによって、２流体ノズル７で圧縮空気と圧送水が瞬時に混合して水の微粒子が最適に形成され、２流体ノズル７から霧状の水を勢い良く噴射させることができる。
【００１７】
また、気体、液体流量調整装置８，９と２流体同時開閉バルブ１０とを連絡する気送管５と液送管６を、コンプレッサー２側およびポンプ４側と２流体ノズル７側とに分割し、それらを、管端同士の連結およびその解除をワンタッチで可能なワンタッチ式ジョイントを有する２流体一体型ホース１１で接続するようにしたので、２流体ノズル７を高圧気体供給源および液体供給源に簡単、迅速に接続することができ、火災の消火に素早く対応することができる。
また、高圧気体供給源としてコンプレッサーまたはボンベ２が使用されているので、火災現場の状況に応じて、必要な高圧気体源としてコンプレッサーまたはボンベ２を適宜選択して適切に対応することができる。
【００１８】
なお、この２流体噴霧消火装置１の実施にあたって、前記液体供給源として、ポンプ４に代えて、連結送水管（消防隊がビル火災等で用いる消火専用埋め込み配管）、屋内消火栓、消防車の車載水タンクまたは消火栓から汲み上げるポンプ、さらに、人家や事務所の水道管等を利用することもできる。前記高圧気体供給源としてのボンベ２を、背負い式の空気ボンベや可動式台車に搭載した空気ボンベとして可搬式に構成したり、空気ボンベ組み込み式の屋内消火栓から液体供給源と高圧気体供給源の両方を得るようにすることができる。
このような種々な液体供給源、高圧気体供給源に対応して２流体ノズル７から最適な霧状の水を噴射でき、水損を少なくして効果的に初期消火を行うことができる。
【００１９】
なお、前記各実施の形態に係る２流体噴霧消火装置１において、液体として水を用いたが、これらに限ることなく、消火対象や火災現場の状況に応じて、湿潤剤、消火効果を増す強化液等の薬液を混合させた水溶液を用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の２流体噴霧による有害ガス低減方法／２流体噴霧消火システムは、気体に空気を用い、この空気と液体との混合比率を、２０：１〜３０：１の範囲内とする手段を採用した。これによれば、混合比率を２０：１以上とすることで、消火活動時に発生する炭素（Ｃ）が、完全燃焼によって従来よりも多く消費されるため、一酸化炭素の生成量を低減させることができる。しかも、水損を低減させることもできるようになる。また、混合比率を３０：１以下とすることで、消火に要する水量が必要十分に確保できるので、消火時間を短くすることができる。したがって、消火時間の短縮化と、水損の低減と、一酸化炭素の発生量低減との全てを同時に達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２流体噴霧消火システムの一実施形態を示す図であって、概略構成を説明する説明図である。
【図２】同２流体噴霧消火システムに備えられている２流体ノズルを示す側面図である。
【図３】同２流体噴霧消火システムによる２流体噴霧による有害ガス低減方法を用いた場合の一酸化炭素発生量の時間経過の一例を示す図であって、横軸が時間、縦軸が一酸化炭素濃度を示している。
【図４】従来の２流体噴霧消火システムの一実施形態を示す図であって、概略構成を説明する説明図である。
【図５】水を噴射する従来の消火システムを用いた場合の一酸化炭素発生量の時間経過の一例を示す図であって、横軸が時間、縦軸が一酸化炭素濃度を示している。
【符号の説明】
１・・・２流体噴霧消火装置（２流体噴霧消火システム）
２・・・コンプレッサー（高圧気体供給源）
４・・・ポンプ（液体供給源）
５ａ・・・気送管
６ａ・・・液送管
７・・・２流体ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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