(57)【要約】    【課題】水損被害を最小限に抑えるように窒素ガスと水微噴霧を放射して火災を消火する。    【解決手段】密閉された防護区画１に、ガスノズル２による窒素ガスと微噴霧ヘッド３による粒径１０μｍ〜２００μｍの微噴霧を所定時間以内に放出して消火する。窒素ガスの放出濃度は、窒素ガスの所定の消火放出濃度から２５％乃至４５％減少させた濃度とし、微噴霧の放出濃度を８０ｇ／ｍ３〜２４０ｇ／ｍ３とする。    【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスと粒径１０μｍ乃至２００μｍの微噴霧を放出して消火する気液混合消火方法に於いて、
窒素ガスの放出濃度を、窒素ガスの所定の消火放出濃度から２５％乃至４５％減少させた濃度とし、微噴霧の放出濃度を８０ｇ／ｍ３乃至２４０ｇ／ｍ３としたことを特徴とする気液混合消火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間の火災時に窒素ガスと微噴霧を同時に放出して消火する気液混合消火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス系消火設備といえば、ハロン１３０１消火設備がその代表的な消火設備であったが、オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書の結果、ハロンガスの生産中止が決定し、消火剤として使用制限がかけられている。これに伴い二酸化炭素消火設備が代替設備として主流となったが、地球温暖化係数が高いこと、中毒性があり人体に悪影響を及ぼすことから、日本国内では環境に優しい、窒素ガス消火設備が主流となりつつある。
【０００３】
しかし、窒素ガス消火設備は、酸素濃度低下による窒息消火であるため、他のガス系消火設備に比べ窒素ガスの放出量が多く、既存の施設に設置する際にガスボンベ設置場所の確保が問題となっている。
【０００４】
一方、密閉された空間の水系消火設備として微噴霧消火設備（ウォーターミスト消火設備）が知られている。微噴霧消火は、水の冷却効果、微噴霧の気化熱による著しい冷却効果、気化した水蒸気による窒息効果、更に水膜形成による遮断効果等の複合作用により、少水量で消火効果の高い設備として、研究が進められている。
【０００５】
しかしながら、水噴霧消火設備であっても、少水量化には限界があり、放出後の数分で噴霧が多量の水滴として表面化し、水損の原因となる可能性があること、局所放出以外では燃焼物により、消火できないものがあるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため密閉された空間に対し窒素ガスと水噴霧を同時に放出する気液混合型の消火設備が提案されている（特許文献１）。
【０００７】
この気液混合型の消火設備は、例えば区画内に窒素ガスを放射して酸素濃度を１６〜１８％に低下させた後に、粒子径１０〜２００μｍの水微噴霧を放射して消火している。
【特許文献１】特開平８−３３２２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の窒素ガスと水微噴霧を区画内に放射して消火する気液混合型の消火設備にあっては、窒素ガスを放射して酸素濃度を１６〜１８％とした状態で消火できる水微噴霧の放出量として、例えば２２．５ｍ３の区画に水噴霧放射用ノズルから１５０００ｇ／分の放出を行っており、この結果、区画の単位体積当りの水微噴霧量は毎分６６７ｇ／ｍ３となっている。
【０００９】
このよう毎分６６７ｇ／ｍ３という水微噴霧の放出量は、区画に設置している機器からみる噴霧が多量の水滴として表面化し、相当水で濡れた状態（所謂びちゃびちゃ状態）であり、電気室やコンピュータルーム、或いはオフィスといった対象区画にあっては、水損被害をかなり被るという問題がある。
【００１０】
このように従来の気液混合型の消火設備で水微噴霧量が多すぎる原因は、その消火実験において、水噴霧放射用ノズルから１５，０００ｇ／分（１５リットル／分）の放出を固定的に行うことを前提に、窒素ガスの放出量をどの程度にしたら、即ち酸素濃度をどの程度下げたら消火できるかを実験したことに起因しており、結局、水微噴霧を主流とした消火実験しか行っていない結果、水損被害の防止という見地からは許容できない量の水微噴霧の放出を行っている。
【００１１】
本発明は、水損被害を最小限に抑えるように窒素ガスと水微噴霧を放射して火災を消火する気液混合消火方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスと粒径１０μｍ乃至２００μｍの微噴霧を放出して消火する気液混合消火方法に於いて、窒素ガスの放出濃度を、窒素ガスの所定の消火放出濃度から２５％乃至４５％減少させた濃度とし、微噴霧の放出濃度を８０ｇ／ｍ３至２４０ｇ／ｍ３としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、窒息消火に必要な窒素ガスの消火放出濃度３３．６％を２５％〜４５％減少させた放出濃度とすることで、消火に必要な窒素ガスの放射量を大幅に低減し、ガスボンベの設置スペースを低減できる。
【００１４】
また窒素ガスと同時に放射している水微噴霧の放出濃度は８０ｇ／ｍ３〜２４０ｇ／ｍ３であり、これは従来の水噴霧方法で１分間放射した場合の放射濃度６６７ｇ／ｍ３に対し約１／１０〜約１／３であり、区画内の設置している機器の水損被害を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明による気液混合消火方法が適用される消火設備の説明図である。図１において、消火対象となる密閉された防護区画１は、例えば電気室、コンピュータルーム、事務所などであり、制御盤１０から引き出された感知器回線に接続した火災感知器１１を設置している。
【００１６】
防護区画１に対しては、窒素ガスを放出するガスノズル２と、水微噴霧を放出する微噴霧ヘッド３が設置されている。ガスノズル２に対しては、窒素ガスを充填したガスボンベ４が電動弁９を介して配管接続されている。ガスボンベ４からの配管は更に、電動弁８を介して消火剤容器５側に接続されている。
【００１７】
消火剤容器５は、封止蓋６の装着による密封状態において気化を抑えた状態で消火液を貯蔵している。消火剤容器５の封止蓋６に対しては容器開放装置７が設けられる。容器開放装置７は窒素ガスのガス圧供給を受けた際に作動して封止蓋６を突き破り、消火剤容器５の密閉状態を解除して大気に開放させ、これによって消火液の微噴霧ヘッド３への供給を可能とする。
【００１８】
微噴霧ヘッド３に対しては、電動弁８を経由した窒素ガスを供給するための配管と、消火剤容器５からの配管の２つが接続されており、窒素ガスを微噴霧ヘッド３から放出する際に消火液を吸引し、微噴霧を発生させて消火を行う。
【００１９】
図１の気液混合消火設備にあっては、制御盤１０が火災感知器１１からの火災検出信号による自動操作もしくは制御盤１０に対する手動操作により、電動弁８，９を開放動作し、ガスボンベ４に充填している窒素ガスをガスノズル２から防護区画１内に放出すると同時に、窒素ガスの供給で容器開放装置７を作動して封止蓋６を破り、微噴霧ヘッド３からの窒素ガスの放出により消火剤容器５の消火液を吸引して微噴霧を発生して放出し、防護区画１内を窒素ガスと微噴霧の気液混合状態として消火する。
【００２０】
微噴霧ヘッド３から放出する微噴霧の平均粒子径は１０μｍ〜２００μｍとしている。この場合、粒子径が小さいほど防護区画１の空間に滞留する微噴霧の時間が長くなって消火効果が大きい。実用的には、本発明にあっては１０μｍ〜５０μｍ付近の粒子径が大部分を占める微噴霧を放出する。
【００２１】
本発明の気液混合消火方法にあっては、消火実験を通じて、防護区画１における窒素ガスと微噴霧を所定時間、例えば１分以内に放出した場合の窒素ガスの放出濃度を、窒素ガスの消火放出濃度である３３．６％に対し２５％〜４５％減少させた窒素ガス放出濃度とし、且つ微噴霧の放出濃度を防護区画１に設置している機器の水損被害を最小限に抑えるため、８０ｇ／ｍ３〜２４０ｇ／ｍ３としている。
【００２２】
このような本発明による気液混合消火方法における窒素ガス放出濃度及び微噴霧の放出濃度は、次に説明する実験結果から決められたものである。
【００２３】
なお、ガス放出濃度の計算式は以下のようになる。
Ｃｖ＝｛１−ｅｘｐ（−Ｎ×Ｗｃ／Ｖａ）｝×１００
Ｃｖ：防護区画の消火剤濃度（％）
Ｎ：貯蔵容器の放出本数（本）
Ｗｃ：放出容器１本あたりの消火剤量（ｍ３／本）
（Ｎ３０＝３０Ｍｐａ容器のとき２０．３ｍ３／本）
Ｖａ：防護区画の純空間体積（ｍ３）
【００２４】
図２は本発明による気液混合消火方法の窒素ガス放出濃度と微噴霧の放出濃度を決めるための消火実験の結果を示している。この消火実験は５０ｍ３の防護区画の縮小モデルとして８ｍ３のモデルを作成し、図１のようにガスノズル２と微噴霧ヘッド３を設置し、約１分間で窒素ガスと微噴霧の放出を行った後の雰囲気中の窒素ガス放出濃度と微噴霧の放出濃度を測定したものである。
【００２５】
（実験結果Ａ１）窒素ガスのみの放出であり、窒素ガスの放出濃度を消火放出濃度として知られている３３．６％としており、窒素ガスのみで消火できた。
【００２６】
（実験結果Ａ２）窒素ガスのみの放出であり、窒素ガスの放出濃度を消火放出濃度３３．６％に対し３０％減らした。この場合、消火はできなかった。
【００２７】
（実験結果Ａ３）窒素ガスと微噴霧の気液混合放射による消火である。窒素ガス放出濃度を消火放出濃度３３．６％に対し３０％減らした。微噴霧は平均粒径５０μｍで、放出濃度は１２０ｇ／ｍ３とした。この場合、消火はできた。
【００２８】
（実験結果Ａ４）窒素ガスと微噴霧の気液混合放射による消火である。窒素ガスの放出濃度は消火放出濃度３３．６％に対し４０％減らした。微噴霧は平均粒子径５０μｍで、放出濃度は１２０ｇ／ｍ３とした。この場合、消火ができた。
【００２９】
（実験結果Ａ５）窒素ガス放出濃度を消火放出濃度３３．６％に対し４０％減らし、微噴霧については平均粒子径を３０μｍとし、放出濃度は１２０ｇ／ｍ３とした場合である。この場合、消火できた。
【００３０】
（実験結果Ａ６）窒素ガス放出濃度を消火放出濃度３３．６％に対し４０％減らし、微噴霧については平均粒子径を１０μｍとし、放出濃度は８０ｇ／ｍ３とした。この場合には消火ができた。
【００３１】
（実験結果Ａ７）窒素ガスは放出せず、微噴霧のみの消火である。微噴霧は平均粒子径を５０μｍとし、放出濃度は１９０ｇ／ｍ３とした。この場合、消火はできなかった。
【００３２】
（実験結果Ａ８）窒素ガスは放出せず、微噴霧の放出のみとした場合であり、微噴霧の平均粒子径を３０μｍとし、放出濃度は１９０ｇ／ｍ３とした。この場合、消火はできなかった。
【００３３】
（実験結果Ａ９）窒素ガスは放出せず、微噴霧のみを放出した場合であり、微噴霧の平均粒子径を１０μｍとし、放出濃度を８０ｇ／ｍ３とした。この場合、消火はできなかった。
【００３４】
この図２に示した実験結果Ａ１〜Ａ９において、消火に成功した実験結果Ａ３〜Ａ６について見ると、窒素ガス放出濃度は消火放出濃度３３．６％に対し、消火に必要な窒素ガスの量を気液混合としたことで３０〜４０％減らすことができ、結果としてガスボンベ設置場所のサイズを大幅に低減できている。
【００３５】
一方、微噴霧の放出については、放出濃度が８０ｇ／ｍ３〜１２０ｇ／ｍ３であり、従来の気液混合による消火方法が同じ１分間の放出で６６７ｇ／ｍ３であった場合と比べると、約１／１０〜約１／５に微噴霧の放出量を低減することができている。このような十分に少ない微噴霧と窒素ガスの放出による気液混合消火により、防護区画に設置している機器に対する水損被害は大幅に低減することができる。
【００３６】
また条件結果Ａ３〜Ａ６から、微噴霧の粒子径が小さいほど放出濃度が少なくてよいことがわかる。このため、図１の微噴霧ヘッド３から放出される微噴霧の平均粒子径は１０μｍ〜２００μｍの範囲となるが、その中に占める１０μｍ〜５０μｍと粒子径の小さい側の割合を大きくするような微噴霧の放出を行うことが望ましい。また、微噴霧の粒子径が小さいほど防護区画に放出させる場合の空間における滞留時間が長くなり、消火効果が持続できる点でも望ましい。
【００３７】
このような本発明の気液混合消火方法によれば、窒素ガスについては窒素ガスのみの消火に必要な消火放出濃度３３．６％に対し実験結果から２５％〜４５％の範囲は減らすことができ、消火に必要な炭酸ガスの貯蔵量及びそのガスボンベの設置スペースを大幅に低減できる。
【００３８】
また微噴霧の放出濃度については８０ｇ／ｍ３〜２４０ｇ／ｍ３  の範囲で設定することができ、これは従来の微噴霧の放出濃度６６７ｇ／ｍ３に対し約１／１０〜約１／３に低減しており、防護区画に設置している機器の表面に付着する水の量を低減することで、水損被害を必要最小限に抑えることができる。
【００３９】
図３は本発明による気液混合消火方法が適用される他の消火設備の説明図である。図３において、この消火設備にあっては、消火剤容器５に対し電動弁９，８を介して窒素ガスのガス圧を供給するガスボンベ４からの配管を接続しており、制御盤１０による消火起動制御により電動弁８，９を開いた際に、窒素ガスを消火剤容器５に加えて消火剤を加圧し、この加圧により消火剤を微噴霧ヘッド３に押し出して供給し、別の配管から供給された窒素ガスによる噴出で微噴霧を発生するようにしている。他の構成は図１の設備と同じである。
【００４０】
なお、上述の実施形態における消火放出濃度３３．６％やその他の放出濃度において、設計上は安全率１．２を乗じた値が使われ、消火放出濃度３３．６％は１．２を乗じた４０．３％が設計上の消火放出濃度となる。
【００４１】
また図１及び図３の消火設備にあっては、消火時にガスノズル２からの窒素ガスの放出と微噴霧ヘッド３からの水微噴霧の放出を同時に行っているが、窒素ガスと微噴霧のいずれか一方を先に放出し、その後に残りの方を放出する時間ずれによる放出を行ってもよい。
【００４２】
本発明にあっては、窒素ガスと微噴霧の放出による消火開始から一定時間後に、防護区画１の雰囲気中において窒素ガスの放出濃度が消火放出濃度の２５％〜４５％減で、微噴霧の放出濃度が８０ｇ／ｍ３〜２４０ｇ／ｍ３  となっていればよく、そこに至るまでの窒素ガス及び微噴霧の放出の順番や手順に対する制限は特にない。
【００４３】
また本発明の気液混合消火方法による窒素ガスの放出濃度及び微噴霧の放出濃度を達成するまでの消火開始からの時間は、上記の実施形態に示した１分に限定されることなく、可能な限り速やかな短時間となる任意の一定時間に必要な濃度に達する窒素ガスと微噴霧の噴出ができればよい。
【００４４】
更に、最初の窒素ガス及び微噴霧の放出で本発明の気液混合方法による窒素ガスの放出濃度及び微噴霧の放出濃度が満足された後は、この状態を維持するための必要な窒素ガス及び微噴霧の噴出を継続するようにする。
【００４５】
特に微噴霧については、放出してから時間の経過に伴って落下して濃度が低下する傾向にあることから、窒素ガスについては予定した消火放出濃度に達した後は停止してもよいが、微噴霧についてはその後も本発明に必要な微噴霧放出濃度を維持できる程度の微量の噴霧を継続することが望ましい。
【００４６】
もちろん微噴霧の放出を行う消火剤容器５の貯蔵量には制約があるため、消火剤がなくなったときは微噴霧を停止するし、また消火剤の貯蔵量として最初の予定放出濃度に達するための放出量に加えて、維持するための放出量を加えた貯蔵量とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の気液混合消火方法が適用される消火設備の説明図
【図２】本発明の気液混合消火方法による実験結果の説明図
【図３】本発明の気液混合消火方法が適用される他の消火設備の説明図
【符号の説明】
【００４８】
１：防護区画
２：ガスノズル
３：微噴霧ヘッド
４：ガスボンベ
５：消火剤容器
６：封止蓋
７：容器開放装置
８，９：電動弁
１０：制御盤
１１：火災感知器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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