(57)【要約】【課題】耐震性を損なうことなく優れた発泡性能を発揮可能な発泡機を提供する。【解決手段】発泡機１は、中空円筒状の胴体２と、胴体２の軸方向の一端における開口を覆う発泡メッシュ３と、胴体２の軸方向の他端側に設けられ、胴体２の内側を通じて発泡メッシュ３に向かって発泡剤を放射する放射ノズル４と、胴体２の他端から軸方向に沿って伸延し、放射ノズル４を胴体２から離間させて支持する少なくとも２本の支持ロッド７と、胴体２に各々胴体２の周方向に沿って環状に延びるとともに軸方向Ｓに相互に間隔をおいて位置する２以上の補強部材１１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】
中空円筒状の胴体と、前記胴体の軸方向の一端における開口を覆う発泡メッシュと、前記胴体の軸方向の他端側に設けられ、前記胴体の内側を通じて前記発泡メッシュに向かって発泡剤を放射する放射ノズルと、を備えた発泡機であって、
前記胴体の他端から前記軸方向に沿って伸延し、前記放射ノズルを胴体から離間させて支持する少なくとも２本の支持ロッドと、
前記胴体に各々前記胴体の周方向に沿って環状に延びるとともに前記軸方向に相互に間隔をおいて位置する２以上の補強部材と、を備えることを特徴とする発泡機。
【請求項２】
前記補強部材のうち少なくとも一つは、胴体の内側から外側に向けてあるいは胴体の外側から内側に向けて凸形状をなす補強リブで構成されている、請求項１に記載の発泡機。
【請求項３】
前記胴体は２つの前記補強部材を有し、該２つの補強部材のうちの一方は、前記胴体の一端と該一端から胴体の軸方向長さの２．９〜２０％の位置との間に配置されてなり、前記２つの補強部材のうちの他方は、前記胴体の他端と該他端から胴体の軸方向長さの２．９〜２０％の位置との間に配置されてなる、請求項１または２に記載の発泡機。
【請求項４】
前記胴体は、前記胴体の軸方向の他端から半径方向外方に向けて延出し、該他端を全周に亘って取り囲む鍔部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発泡機。
【請求項５】
前記胴体の軸方向の他端から放射ノズルまでの距離をＬ１とし、前記発泡機の先端から前記放射ノズルまでの距離をＬ２としたとき、０．２５≦Ｌ１／Ｌ２≦０．４８を満たす、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡機。
【請求項６】
前記胴体は、構造物への固定用のブラケットを有し、該ブラケットの、胴体の周方向に沿った長さは、胴体の周長の１０％以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発泡機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高膨張泡消火装置に用いられる発泡機に関し、特には、耐震性を損なうことなく優れた発泡性能を確保しようとするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
高膨張泡消火装置は、界面活性剤や安定剤を含む発泡剤を放射ノズルから放出し、周囲の空気を同伴しつつ発泡剤を発泡メッシュに衝突させることにより発泡させ、この泡による冷却および窒息効果により火災を消火するものである。高膨張泡消火装置は、ハロゲンガスやＣＯ２ガスを用いた消火装置に比べて安全性が高く環境にも優しいことから、船舶の機関室やポンプ室内などの局所的な火災に対する消火装置として多用されつつある。そして、このような高膨張泡消火装置に用いられる発泡機としては、従来、筒状に形成された発泡機本体と、該発泡機本体の先端側に設けられた発泡用網と、発泡機本体内部に設けられ、発泡用網に向かって発泡剤を放射する放射ノズルとからなるものが提案されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１にて提案されたような発泡機は、放射ノズルが発泡機本体内部に設けられていることから、充分な空気吸引量を確保するためには発泡機本体の長さを長くしなければならず、このようにした場合、発泡機全体の重量が増し振動発生時に応力箇所にかかる慣性力が増大することから、所期の耐震性が得られないという問題がある。特に、上述したような発泡機では、発泡機本体が空洞であることから、発泡機本体の半径方向の剛性が低く、振動が加わるたびに、たわみによる曲げ応力が発泡用網の取付け部に加わって、発泡用網が破損する。
【０００５】
それゆえ、この発明は、耐震性を損なうことなく優れた発泡性能を発揮可能な発泡機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】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明の発泡機は、中空円筒状の胴体と、上記胴体の軸方向の一端における開口を覆う発泡メッシュと、上記胴体の軸方向の他端側に設けられ、上記胴体の内側を通じて上記発泡メッシュに向かって発泡剤を放射する放射ノズルと、を備えた発泡機であって、上記胴体の他端から上記軸方向に沿って伸延し、上記放射ノズルを胴体から離間させて支持する少なくとも２本の支持ロッドと、上記胴体に各々上記胴体の周方向に沿って環状に延びるとともに上記軸方向に相互に間隔をおいて位置する２以上の補強部材と、を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
かかる発泡機にあっては、支持ロッドによって放射ノズルを胴体から充分離間させているので、放射ノズルから発泡剤を放射すると、所期の放射形態で発泡メッシュに衝突させることができるとともに、胴体と放射ノズルの間から充分な空気を吸引することができるので、優れた発泡性能（発泡倍率）を実現することができる。このとき、胴体に軸方向に相互に離間させて設けた環状の補強部材が胴体を半径方向に補強するため、放射ノズルを胴体から離間して配置してもなお、所期の耐震性を確保することができる。
【０００８】
したがって、この発明の発泡機によれば、耐震性を損なうことなく優れた発泡性能を発揮することができる。
【０００９】
なお、この発明の発泡機にあっては、上記補強部材のうち少なくとも一つは、胴体の内側から外側に向けてあるいは胴体の外側から内側に向けて凸形状をなす補強リブで構成されていることが好ましい。
【００１０】
また、この発明の発泡機にあっては、上記胴体は２つの上記補強部材を有し、該２つの補強部材のうちの一方は、上記胴体の一端と該一端から胴体の軸方向長さの２．９〜２０％の位置との間に配置されてなり、上記２つの補強部材のうちの他方は、上記胴体の他端と該他端から胴体の軸方向長さの２．９〜２０％の位置との間に配置されてなることが好ましい。
【００１１】
さらに、この発明の発泡機にあっては、上記胴体は、上記胴体の軸方向の他端から半径方向外方に向けて延出し、該他端を全周に亘って取り囲む鍔部を有することが好ましい。
【００１２】
さらに、この発明の発泡機にあっては、上記胴体の軸方向の他端から放射ノズルまでの距離をＬ１とし、上記発泡機の先端から上記放射ノズルまでの距離をＬ２としたとき、
０．２５≦Ｌ１／Ｌ２≦０．４８を満たすことが好ましい。
【００１３】
しかも、この発明の発泡機にあっては、上記胴体は、構造物への固定用のブラケットを有し、該ブラケットの幅は、胴体の周長の１０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、耐震性を損なうことなく優れた発泡性能を発揮可能な発泡機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明にしたがう第一実施形態の発泡機の斜視図である。
【図２】図１の発泡機の平面図である。
【図３】図１の発泡機の側面図である。
【図４】図１の発泡機の使用状態を示す斜視図である。
【図５】この発明にしたがう第二実施形態の発泡機の斜視図である。
【図６】実施例１と比較例１の発泡機につき、胴体に加わる半径方向の荷重と、胴体の半径方向のたわみ量との関係を示したグラフである。
【図７】比較例１の発泡機において、振動数と加速度との関係を示したグラフであり、（ａ）は胴体における振動数と加速度との関係を示し、（ｂ）は放射ノズルにおける振動数と加速度との関係を示す。
【図８】実施例１の発泡機において、振動数と加速度との関係を示したグラフであり、（ａ）は胴体における振動数と加速度との関係を示し、（ｂ）は放射ノズルにおける振動数と加速度との関係を示す。
【図９】固定用のブラケットの幅と胴体強度との関係を示したグラフである。
【図１０】放射ノズルの、胴体からの距離と発泡性能との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、発泡機１は、中空円筒状の胴体２と、胴体２の軸方向Ｓの一端における開口を覆う発泡メッシュ３と、胴体２の軸方向Ｓの他端側に設けられ、胴体２の内側を通じて発泡メッシュ３に向かって発泡剤を放射する放射ノズル４と、を備えてなる。
【００１８】
発泡メッシュ３は、円錐形状をなしその円錐角θ（図２参照。）は３０°以上１８０未満°とすることができる。また発泡メッシュ３は、放射ノズル４から放射された発泡剤を貫通させる多数の孔を有していればよく、例えば金属製のパンチングプレートや金網で構成されたものを用いることができる。
【００１９】
胴体２は、軸方向Ｓの略中央位置に構造物への固定用のブラケット６を有しており、このブラケット６を介して船舶の機関室やポンプ室内の天井等に発泡機１を取り付けることができる。この例では、ブラケット６の幅Ｗ（ブラケット６の周方向の一端から他端までの直線距離）は、胴体２の周長の１０％である。図中、符号６ａは、構造物に固定する際に用いるボルト等を貫通させる穴を示している。
【００２０】
また胴体２には、胴体２の他端から軸方向Ｓに沿って伸延する少なくとも２本（ここでは３本）の帯状の支持ロッド７が設けられ、これにより放射ノズル４は胴体２から離間して支持されている。各支持ロッド７の先端は、放射ノズル４につながる配管Ｐ１（図４参照。）との接続に供するフランジ９に固定されている。このフランジ９には、上記配管Ｐ１を通って供給される発泡剤を各放射ノズル４に分岐する分岐ヘッド１０が取り付けられている。
【００２１】
さらに胴体２には、各々胴体２の周方向に沿って環状に延びるとともに軸方向Ｓに相互に間隔をおいて位置する２以上（ここでは２つ）の補強部材１１が設けられている。各補強部材１１は、胴体２の内側から外側に向けて凸形状をなす補強リブで構成されている。なお、図示は省略するが、各補強部材１１は、これに限らず胴体２の外側から内側に向けて凸形状をなす補強リブとしてもよく、あるいは金属製のリングもしくは等辺山形鋼をリング状に曲げ加工した部材としてもよい（図示省略）。
【００２２】
また、２つの補強部材１１のうちの一方は、胴体２の一端と該一端から胴体２の軸方向長さＬ３の２．９〜２０％の位置との間に配置し、２つの補強部材１１のうちの他方は、胴体２の他端と該他端から胴体２の軸方向長さＬ３の２．９〜２０％の位置との間に配置することが所期の耐震性を確実に得る上で好ましい。この例では、２つの補強部材１１のうちの一方を、胴体２の一端から胴体２の軸方向長さＬ３の１４．３％の位置に配置し、２つの補強部材１１のうちの他方を、胴体２の他端から胴体２の軸方向長さＬ３の１４．３％の位置に配置している。
【００２３】
次いで、この発泡機１の作動について説明する。
【００２４】
図４に示すように、発泡機１の放射ノズル４には配管Ｐ１が接続されており、この配管Ｐ１の上流側には図示しない発泡剤タンクやポンプ、弁、計装等が設けられている。なお、発泡機１は船舶の機関室の天井にボルトによって固定されているものとする。ここで、ポンプを起動すると発泡剤タンク内の発泡剤は配管Ｐ１を通って放射ノズル４から所定の圧力（例えば０．３〜０．５ＭＰａ）で放射される。放射された発泡剤は、周囲の空気を吸引しながら発泡メッシュ３に衝突する。このとき、放射ノズル４は支持ロッド７によって胴体２から充分離間して配置されているので、発泡剤を所期の放射形態で発泡メッシュ３に衝突させることができるとともに、胴体２と放射ノズル４の間から充分な空気を吸引することができるので、良好な発泡性能を得ることができる。また、胴体２には、軸方向Ｓに相互に間隔おいて環状の補強リブ１１が設けられおり、この補強リブ１１が胴体２を径方向に補強するため、放射ノズル４を胴体２から離間して配置してもなお、所期の耐震性を確保することができる。
【００２５】
また、上記実施形態の発泡機１においては、補強部材１１を、胴体２の内側から外側に向けて凸形状をなす補強リブで構成したことから、重量を増加させることなく補強部材１１を構成することができ、リングや等辺山形鋼をリング状に加工した部材を別途設ける場合と比べて振動時の慣性力を小さく抑えることができるので、より優れた耐震性を実現することができる。
【００２６】
さらに、上記実施形態の発泡機１においては、２つの補強部材１１のうちの一方は、胴体２の一端と該一端から胴体２の軸方向長さの２．９〜２０％の位置との間に配置し、２つの補強部材１１のうちの他方を、胴体２の他端と該他端から胴体２の軸方向長さの２．９〜２０％の位置との間に配置したことから、半径方向の剛性が比較的低くなる胴体２の両開口端の近傍領域を確実に補強することが可能となり、所期の耐震性を確実に確保することができる。
【００２７】
なお、この発明において、胴体２の軸方向Ｓの他端から放射ノズル４までの距離をＬ１とし、発泡メッシュ３の先端から放射ノズル４までの距離をＬ２としたとき、０．２５≦Ｌ１／Ｌ２≦０．４８とすることが好ましく、０．３９≦Ｌ１／Ｌ２≦０．４８とすることがより好ましい。これによれば発泡性能と耐震性とをさらに高次元で両立させることができる。Ｌ１／Ｌ２が０．２５未満の場合には、胴体２と放射ノズル４との距離が小さすぎ発泡剤の放射時に充分な空気を吸引、同伴することが困難となって発泡性能が低下するおそれがある。一方、Ｌ１／Ｌ２が０．４８を超える場合には、放射ノズル４から発泡メッシュ３までの距離が大きくなり過ぎて所期の放射形態で発泡メッシュ３に衝突させることができなくなり発泡性能が低下するのに加えて、発泡機１の全長が長くなる結果、振動発生時の慣性力が過大となり耐震性が低下するおそれがある。
【００２８】
また、この発明において、ブラケット６の幅Ｗは、胴体２の周長の１０％以上とすることが好ましく、１５％以上とすることがより好ましい。これによれば、振動時の胴体２の変形量をより小さくすることができるので、耐震性をより一層高めることができる。
【００２９】
次いで、この発明にしたがう他の実施形態について説明する。図５に示す実施形態の発泡機１においては、胴体２に、胴体２の軸方向Ｓの他端から半径方向外方に向けて延出し、該他端を全周に亘って取り囲む鍔部１２が設けられている。このように支持ロッド７が連結されている胴体２の他端に鍔部１２を設けることにより、支持ロッド７が連結され振動時の慣性力が増大する胴体２の他端における径方向剛性を効果的に高めることができ、耐震性をより高めることができる。
【００３０】
以上、図示例に基づきこの発明を説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載内で適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、補強部材１１は胴体２に２つ設けると説明したが３つ以上設けてもよい。また、図５の例において、鍔部１２は胴体２の他端にのみ設けているが、発泡メッシュ３が配置されている、胴体２の一端にも同様の鍔部を設けてもよい（図示省略）。
【実施例】
【００３１】
次に、この発明の効果を確認するため種々の性能試験を行ったので以下説明する。
【００３２】
実施例１の発泡機は、図５に示す構成を備え、発泡メッシュの円錐角θは８８°である。胴体には、胴体の軸方向の一端から胴体の軸方向長さＬ３の約１４．３％の位置と、胴体の軸方向の他端から胴体の軸方向長さＬ３の約１４．３％の位置とにそれぞれ補強リブが設けられている。また、胴体の軸方向の他端から放射ノズルまでの距離Ｌ１と、発泡メッシュの先端から放射ノズルまでの距離Ｌ２との比であるＬ１／Ｌ２は、０．４３である。
また、胴体には、胴体の軸方向の他端から半径方向外方に向けて延出し、該他端を全周に亘って取り囲む鍔部が設けられている。
【００３３】
実施例２の発泡機は、胴体の軸方向の他端から放射ノズルまでの距離Ｌ１を実施例１の発泡機に比べて小さくしたものであり、Ｌ１／Ｌ２は０．３９である。その他の構成は実施例１の発泡機と同様である。
【００３４】
実施例３の発泡機は、胴体の軸方向の他端から放射ノズルまでの距離Ｌ１を実施例１の発泡機に比べて大きくしたものであり、Ｌ１／Ｌ２は０．４８である。その他の構成は実施例１の発泡機と同様である。
【００３５】
比較例１の発泡機は、胴体に補強リブおよび鍔部を有していないことを除いて、実施例１の発泡機と同様の構成を備えるものである。
【００３６】
（胴体剛性に関する試験）
補強リブを有する実施例１の発泡機と補強リブおよび鍔部を有さない比較例１の発泡機に対して、胴体に半径方向の荷重を加えた場合の半径方向のたわみ量を計測した。試験結果を図６に示す。補強リブを設けた実施例１の方が、特に６０ｋｇ以上の高荷重領域において、特に変形量が少なくなっており、振動に対しても変形量が小さくできることが分かる。
【００３７】
（振動試験）
実施例１および比較例１の発泡機につき以下の方法により振動試験を行った。振動試験は、ＩＭＯ（国際海事機関）で定められる規則（ＭＳＣ／Ｃｉｒｅ．１１６５  ４．１５）に準拠して行うものとする。具体的には、共振周波数にて１２０分振動させ、耐震性を評価する。なお、共振周波数は、振幅１ｍｍ（最大振幅値の１／２）で、５Ｈｚから４０Ｈｚにかけて５分／オクターブの割合で連続して振動させることにより調査する。試験結果を図７（ａ）、（ｂ）および図８（ａ）、（ｂ）並びに表１に示す。図７（ａ）および図８（ａ）は、発泡機の胴体に取り付けられた加速度センサのデータを示しており、図７（ｂ）および図８（ｂ）は、発泡機の放射ノズルに取り付けられた加速度センサのデータを示している。また図７および８において、グラフの横軸は振動数（Ｈｚ）であり、縦軸は加速度（Ｇ）である。表１には、図７および８から読み取った各発泡機における共振振動数と最大加速度を示す。なお、表１中の振幅は、以下の数式により加速度と振動数により算出された値である。ここで、数式中、「Ｄ．Ａ」は振幅（ｍｍ）であり、「Ｇ」は加速度（Ｇ）であり、「Ｈｚ」は共振振動数（Ｈｚ）である。
【００３８】
【数１】
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【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１に示す結果から、補強リブおよび鍔部を設けていない比較例１の発泡機の振幅が３５．２ｍｍであるのに対して、補強リブおよび鍔部を設けた実施例１の発泡機の振幅は１０．６ｍｍである。実施例１の発泡機の最大振幅は、比較例１の発泡機の約３０％にまで小さくなっており、この最大振幅の低下によって、振動により発泡機が損傷する問題が解決されることが分かる。また、実施例１および比較例１の発泡機につき、目視による検査および浸透探傷試験を行ったところ、実施例１の発泡機には損傷が発生していなかったのに対し、比較例１の発泡機では、発泡メッシュの取付け部に破断が生じ、また支持ロッドやブラケットと胴体との連結箇所に亀裂が発生するのが確認された。
【００４１】
（固定用のブラケットの幅が胴体強度に及ぼす影響の調査試験）
固定用のブラケットの幅Ｗが胴体強度に及ぼす影響を調べるため、図５に示す構造の発泡機につきブラケットの幅Ｗを様々に変更したものを試作して試験を行った。試験は、発泡機をブラケットを介して構造物に固定した状態で、ブラケットに対向する位置Ａ（図３参照）に接線方向の荷重Ｆを加えてＡ点における変位量（ｍｍ）を測定することにより行った。図９に試験結果を示す。なお、グラフの縦軸は単位荷重あたりの変化量を示し、グラフの横軸は胴体の周長に対するブラケットの幅の割合（％）を示している。このグラフから、胴体のブラケットの幅を大きくすればするほど、胴体の変形量は小さくなることが分かる。
【００４２】
（発泡性能試験）
実施例１〜３の発泡機につき以下の方法により発泡性能（発泡倍率）試験を行った。発泡性能試験は、容積Ｖ（Ｌ）の容器内部に高膨張泡を放出して、泡が容器を満たすまでの時間ｔ（秒）を計測する方法で行った。放射ノズルの放射圧力Ｐ（ＭＰａ）における流量をＱ（Ｌ／分）とすると、発泡倍率Ｅは次の計算式から求められる。
【００４３】
【数２】
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【００４４】
各仕様の発泡機において、放射ノズルの放射圧力Ｐを変えて発泡倍率の計測を行い、発泡性能を評価した。試験結果を図１０のグラフに示す。なお、図１０のグラフ中、縦軸は基準発泡倍率に対する計測した発泡倍率の比を示し、横軸は基準圧力に対する放射ノズルの圧力の比を示しており、縦軸の数値が大きくなるほど発泡性能が良好であることを示している。
【００４５】
以上の試験結果からも明らかなように、支持ロッドによって、放射ノズルを胴体から離間させて支持するとともに、胴体に補強部材を設けることによって、耐震性と発泡性能の両立を図ることができる。特に、図１０のグラフからも明らかなように、Ｌ１／Ｌ２の値を適正化することにより、発泡性能をより一層高めることができることが確認される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明によって、耐震性を損なうことなく優れた発泡性能を発揮可能な発泡機を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００４７】
１  発泡機
２  胴体
３  発泡メッシュ
４  放射ノズル
６  ブラケット
７  支持ロッド
９  フランジ
１０  分岐ヘッド
１１  補強部材（補強リブ）
１２  鍔部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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