(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】  本発明の消火設備１００は、火炎基部領域１４又はその火炎基部領域１４の鉛直上方の領域１６に対向して配置される複数のミストノズル１８，・・・，１８と、各々のミストノズル１８，・・・，１８に消火剤を送給する送給装置９２，９４と、各々のミストノズル１８，・・・，１８から噴射されるミストの噴射角度に応じて形成される、前記ミストノズルの周囲から前記ミストへの空気の流通を遮断する無底筒状の遮断壁１２，・・・，１２とを有している。【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複数のミストノズルと、
前記各々のミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、
前記各々のミストノズルから噴射されるミストの噴射角度に応じて形成される、前記ミストノズルの周囲から前記ミストへの空気の流通を遮断する無底筒状の遮断壁とを有する
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複数のミストノズルを備えた配管と、
前記各々のミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、
前記各々のミストノズルから噴射されるミストの噴射角度に応じて形成される、前記配管及び前記ミストノズルの周囲から前記ミストへの空気の流通を遮断する、断面が略Ｖ字、略Ｕ字、略半円状、又は略コ字状の遮断壁とを有する
消火設備。
【請求項３】
前記複数のミストノズルが、直線状、略コ字状、略Ｕ字状、又は略半円状の配管のそれぞれに配置されている
請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項４】
前記複数のミストノズルが、互いに対向しない少なくとも２つの直線状配管のそれぞれに配置されている
請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項５】
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１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項６】
前記複数のミストノズルが、前記火炎基部領域を含む又はその近傍を含む複数の高さの異なる前記略水平面上に配置され、
前記各々の略水平面上の前記複数のミストノズルのうち、前記火炎基部領域内又はその近傍の略水平面上に配置された複数のミストノズルの噴射方向が、水平面に対して仰角０°以上９０°未満である
請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
【請求項７】
前記消火剤が、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８】
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複数のミストノズルに消火剤を送給する工程と、
前記各々のミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通を遮断しつつ、前記各々のミストノズルからミストを噴射する工程とを有する
消火方法。
【請求項９】
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複数のミストノズルを備えた配管に消火剤を送給する工程と、
前記配管及び前記ミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通を遮断しつつ、前記各々のミストノズルからミストを噴射する工程とを有する
消火方法。
【請求項１０】
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８又は請求項９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。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が、後述する遮断壁及びその効果についての示唆、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
【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設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複数のミストノズルと、前述の各々のミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、その各々のミストノズルから噴射されるミストの噴射角度に応じて形成される、前述のミストノズルの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する無底筒状の遮断壁とを有している。
【０００６】
この消火設備によれば、個々のミストノズル又は配管が、ミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通を遮断する無底筒状の遮断壁を備えているため、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、ミストノズルの周辺の空気が取り込まれる量が低減される。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、前述の遮断壁を備えることにより、従来と比較して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、火炎内で水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。
【０００７】
なお、ここで「無底筒状」は、外形が無底の略円錐台形状（代表的にはメガホン状）、無底の略角錐台形状、及び無底の略カップ状を含んでいる。また、この無底筒状の遮断壁は、ミストノズルから噴射されるミストの噴射角度（代表的には、図９に示す、ミストノズル１８から噴射される消火剤の飛行範囲の広がり角度θ）を考慮して、ミストの噴射領域の少なくとも一部を覆う又は囲うように配置されている。
【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複数のミストノズルを備えた配管と、前述の各々のミストノズルに消火剤を送給する送給装置と、その各々のミストノズルから噴射されるミストの噴射角度に応じて形成される、前述の配管及び前述のミストノズルの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する、断面形状が略Ｖ字、略Ｕ字、略半円状、又は略コ字状の遮断壁とを有している。
【０００９】
この消火設備では、複数のミストノズル又は配管が、それらのミストノズル及び配管の周囲から、噴射されるミストへの空気の流通を遮断する断面形状が略Ｖ字、略Ｕ字、又は略コ字状の遮断壁を備えている。それ故に、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、ミストノズル及びその配管の周辺の空気が取り込まれる量が低減される。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、前述の遮断壁を備えることにより、従来と比較して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、火炎内で水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。
【００１０】
なお、この断面形状は、より具体的には、その配管の厚み方向に平行な断面、換言すれば、その配管内に流れる消火剤の流れ方向に実質的に垂直な断面における形状である。またこの断面形状が略Ｖ字、略Ｕ字、又は略コ字状の遮断壁は、上述のミストノズルから噴射されるミストの噴射角度を考慮して、ミストの噴射領域の少なくとも一部を覆う又は囲うように配置されている。
【００１１】
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複数のミストノズルに消火剤を送給する工程と、
その各々のミストノズルの周囲から噴射されるミストへの空気の流通を遮断しつつ、その各々のミストノズルからミストを噴射する工程とを有している。
【００１２】
この消火方法によれば、ミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通が遮断されるため、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、ミストノズルの周辺の空気が取り込まれる量が低減される。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、この消火方法によれば、従来と比較して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、火炎内で水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。
【００１３】
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複数のミストノズルを備えた配管に消火剤を送給する工程と、その配管及びそれらのミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通を遮断しつつ、その各々のミストノズルからミストを噴射する工程とを有している。
【００１４】
この消火方法によれば、配管及びその配管が備える複数のミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通が遮断されるため、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、その配管及びそれらのミストノズルの周辺の空気が取り込まれる量が低減される。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、この消火方法によれば、従来と比較して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、火炎内で水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。
【００１５】
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】
【００１６】
本発明の１つの消火設備によれば、噴射されるミストの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する遮断壁を備えているため、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、ミストノズルの周辺の一部の空気が取り込まれる量が低減される。その結果、火炎の中に送り込まれる各ミストノズルの周辺の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、本発明の１つの消火方法によれば、ミストノズルの周囲から、噴射されるミストへの空気の流通が遮断されるため、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、ミストノズルの周辺の空気が取り込まれる量が低減される。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】
【００１７】
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。
【００１８】
＜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２Ａは、本実施形態の消火設備１００のうち、流路１１、配管１３、及び各ミストノズル１８，・・・，１８を拡大した平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
図１乃至図２Ｂ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を経由して複数のミストノズル１８，・・・，１８に供給される構成を備えている。本実施形態では、ミストノズル１８，・・・，１８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。ここで、前述の配管１３、及び各ミストノズル１８，・・・，１８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。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、０．４ｍ２である。
【００２０】
各ミストノズル１８，・・・，１８の周囲には、無底筒状（例えば、メガホン状）の遮断壁１２，・・・１２が配管１３に螺合、接着、又は接合されている。本実施形態では、これらの遮断壁１２，・・・１２の材質は、各ミストノズル１８，・・・，１８及び配管１３と同じＳＵＳ３０４である。
【００２１】
この遮断壁１２，・・・１２は、各ミストノズル１８，・・・，１８から噴射されるミストの噴射角度（図９におけるθ）を考慮して、少なくともミスト噴射直後の噴射領域を覆う、又は囲うように配設される。本実施形態では、各ミストノズル１８，・・・，１８のミスト噴射直後の噴射角度は５５°であり、各ミストノズル１８，・・・，１８の間隔は６０ｍｍである。
【００２２】
また、遮断壁１２，・・・１２の、ミストノズル１８，・・・，１８の先端からの突出長さ（図２ＢのＬ１）は７６ｍｍである。ここで、少なくともミストが噴射された直後の領域において、遮断壁１２，・・・１２は、そのミストノズル１８，・・・，１８の周囲の空気を、そのミストの流れが形成されている領域内に流通させないように遮断する役割を果たしている。同時に、遮断壁１２，・・・１２は、噴射されるミストの流れを妨げないように配設されている。
【００２３】
また、遮断壁１２，・・・１２の、ミストノズル１８，・・・１８の先端からの突出長さは２０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下が好ましい。突出長さが１０００ｍｍ以上になると、遮断壁が大きくなるため配置スペースを確保することが困難になるという問題が生じる可能性があり、他方、２０ｍｍ以下であれば、ミストの周囲の空気をそのミストの流れが形成されている領域内に流通させないように遮断する役割が十分に果たせないことになる。上述の観点に立てば、突出長さ（Ｌ１）は５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下が更に好ましい。また、無底筒状の各遮断壁１２は、各ミストノズル１８から噴射されるミストを遮らないように配設されることが好ましい。従って、図２Ｂにおける遮断壁１２の外形の延長線によって形成される角度αは、図９のθとの関係において下記の式を満足するように設定されることが好ましい。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
角度αが上式に従うように各遮断壁１２を配設することにより、各ミストノズル１８から噴射されるミストが、実質的に遮られずに火炎に送り込まれる。ここで、角度αは、１８０°以下とすることが好ましい。この角度よりも大きくなれば、遮断壁としての効果を発揮しない。他方、本実施形態とは別に行われた実験では、αの値を１８０°としたときに本実施形態と同様の効果が確認されている。従って、未だ理由は明らかではないが、図２Ｂのような各ミストノズル１８を覆ってしまうような遮断壁１２を設けなくても、本実施形態の少なくとも一部の効果が発揮されることが分かった。尚、さらに好ましい角度αの範囲は、下記の数式の通りである。
【００２６】
【数２】
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【００２７】
また、本実施形態では、各ミストノズル１８，・・・，１８の噴射方向は、水平面に対して仰角２５°である。
【００２８】
ここで、各ミストノズル１８，・・・，１８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。
【００２９】
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、各ミストノズル１８，・・・，１８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。他方、火炎基部領域１４の上方の水平面であって、前述の範囲を除く水平面上に配管１３が配置されている場合は、各ミストノズル１８，・・・，１８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、各ミストノズル１８，・・・，１８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。
【００３０】
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。
【００３１】
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−ヘプタンを着火した後、上述のように配置された複数のミストノズル１８，・・・，１８から、圧力０．９ＭＰａ、流量５．９Ｌ（リットル）／ｍｉｎ.の条件で
消火剤が噴射された。本実施形態では、消火剤は水である。その結果、火炎は消火された。このときの消火剤（水）の使用量は、１．５Ｌであった。尚、各ミストノズル１８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、４．７ｍ／ｓｅｃ.であった。尚、本実施形態では、公知の旋回機構を備えたミストノズルが用いられている。
【００３２】
ここで、比較例を示す。無底筒状の遮断壁を備えてい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、５．５ｍ／ｓｅｃ.であった。
【００３３】
上述の通り、遮断壁１２，・・・１２が配管１３に形成されることにより、噴射されるミストの流速は遅くなっている。これは、遮断壁１２，・・・１２が、各ミストノズル１８，・・・，１８から火炎に至るまでのミストの流れの中に、ミストノズル１８，・・・，１８の周辺の一部の空気が取り込まれる量を低減させたためと考えられる。
【００３４】
このように、ミストの流速を従来と比較して遅くすることができることにより、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。尚、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近傍でのミストの滞留は得られるが、本実施形態で採用する遮断壁は、それ自身が長時間のミストの滞留時間を可能にしている。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜第１の実施形態の変形例＞
図３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。
【００３８】
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を経由して複数のミストノズル２８，・・・，２８に供給される構成を備えている。また、第１の実施形態と同様、各ミストノズル２８，・・・，２８の周囲には、無底筒状の遮断壁２２，・・・２２が配管２３，２３に螺合、接着、又は接合されている。
【００３９】
上述のように、ミスト供給部２０，２０は、噴射されるミストの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する遮断壁２２，・・・２２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、ミストが水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。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の消火設備は、第１の実施形態のミスト供給部１０が図４Ａに示すミスト供給部４０に変更された点以外は、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。
【００４１】
図４Ａは、本実施形態の消火設備のミスト供給部４０の平面図である。また、図４Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ断面図である。本実施形態における消火設備のうち、流路４１、配管４３、各ミストノズル４８，・・・，４８の構造は、第１の実施形態の消火設備１００のそれらと同じである。しかし、本実施形態では、無底筒状の遮断壁の代わりに、配管４３と各ミストノズル４８，・・・，４８を覆うように遮断壁４２が配設されている。本実施形態では、これらの遮断壁４２は配管４３の一部と接着又は接合されている。また、本実施形態では、これらの遮断壁４２の材質は、各ミストノズル４８，・・・，４８及び配管４３と同じＳＵＳ３０４である。
【００４２】
上述の遮断壁４２は、各ミストノズル４８，・・・，４８から噴射されるミストの噴射角度（図９におけるθ）を考慮して、少なくともミスト噴射直後の噴射領域を覆う、又は囲うように配設される。本実施形態では、各ミストノズル４８，・・・，４８のミスト噴射直後の噴射角度は７０°であり、各ミストノズル４８，・・・，４８の間隔は６０ｍｍである。
【００４３】
また、遮断壁４２の、ミストノズル４８，・・・，４８の先端からの突出長さ（図４ＢのＬ３）は６０ｍｍである。ここで、少なくともミストが噴射された直後の領域において、遮断壁４２は、それらのミストノズル４８，・・・，４８及び配管４３の周囲の空気を、そのミストの流れが形成されている領域内に流通させないように遮断する役割を果たしている。同時に、遮断壁４２は、噴射されるミストの流れを妨げないように配置されている。
【００４４】
また、遮断壁４２の、ミストノズル４８，・・・，４８の先端からの突出長さ（図４ＢのＬ３）は２０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下が好ましい。突出長さが１０００ｍｍ以上になると、遮断壁が大きくなるため配置スペースを確保することが困難になるという問題が生じる可能性があり、他方、２０ｍｍ以下であれば、ミストの周囲の空気をそのミストの流れが形成されている領域内に流通させないように遮断する役割が十分に果たせないことになる。前述の観点に立てば、突出長さ（Ｌ３）は５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下が更に好ましい。また、遮断壁４２は、各ミストノズル４８から噴射されるミストを遮らないように配設されることが好ましい。従って、図４Ｂにおける遮断壁４２の外形の延長線によって形成される角度βも、図９のθとの関係では、より好ましい範囲も含めて、第１の実施形態の角度αと同じ式を満足するように設定されることが好ましい。
【００４５】
尚、角度βは、１８０°以下とすることが好ましい。この角度よりも大きくなれば、遮断壁としての効果を発揮しない。他方、本実施形態とは別に行われた実験では、αの値を１８０°としたときに本実施形態と同様の効果が確認されている。従って、未だ理由は明らかではないが、各ミストノズル４８が配置されている側と反対側の配管周辺の空気がミストの流れの中に送り込まれないようにする遮断壁を設けただけでも、本実施形態の少なくとも一部の効果が発揮されることが分かった。
【００４６】
なお、本実施形態では、各ミストノズル４８，・・・，４８の噴射方向は、水平面に対して仰角５°である。
【００４７】
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。
【００４８】
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−ヘプタンを着火した後、上述のように配置された複数のミストノズル４８，・・・，４８から、圧力０．９ＭＰａ、流量２．９Ｌ（リットル）／ｍｉｎ.の条件で消火剤が噴射された。本実施形態では、消火剤は水である。その結果、火炎は消火された。このときの消火剤（水）の使用量は、０．７Ｌであった。尚、各ミストノズル４８，・・・，４８のオリフィスから２０ｃｍの距離におけるミストの平均の流速は、２．８ｍ／ｓｅｃ.であった。尚、本実施形態では、公知の旋回機構を備えたミストノズルが用いられている。
【００４９】
従って、遮断壁４２が配管４３に形成されることにより、第１の実施形態における比較例と対比して噴射されるミストの流速が遅くなっている。これは、遮断壁４２が、各ミストノズル４８，・・・，４８から火炎に至るまでのミストの流れの中に、ミストノズル４８，・・・，４８及びその配管４３の周辺の一部の空気が取り込まれる量を低減させたためと考えられる。
【００５０】
このように、ミストの流速を従来と比較して遅くすることができることにより、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。尚、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近傍でのミストの滞留は得られるが、本実施形態で採用する遮断壁は、それ自身が長時間のミストの滞留時間を可能にしている。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
＜第２の実施形態の変形例＞
図５Ａ及び図５Ｂは、第２の実施形態の消火設備のミスト供給部の二つの好ましい変形例を示す。ここで、図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ｂに相当する断面図である。
【００５４】
まず、図５Ａに示すミスト供給部５０ａの遮断壁５２ａは、その断面形状が略Ｕ字型に形成されている。また、図５Ｂに示すミスト供給部５０ｂの遮断壁５２ｂは、その断面形状が略Ｖ型に形成されている。これらのような遮断壁であっても、図４Ｂに示す遮断壁４２と同様の配置により、本発明と実質的に同様の効果が発揮される。
【００５５】
＜第２の実施形態の他の変形例＞
図６Ａは、第２の実施形態の１つの好ましい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２の実施形態の消火設備のミスト供給部４０が、図６Ａに示す２つのミスト供給部６０ａ，６０ａに変更されている点以外は、第２の実施形態の消火設備と同じ構成を備えている。図６Ａ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６０ａ，６０ａ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。
【００５６】
各ミスト供給部６０ａ，６０ａ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６１，６１及び配管６３，６３を経由して複数のミストノズル６８，・・・，６８に供給される構成を備えている。また、第２の実施形態と同様、各ミストノズル６８，・・・，６８の周囲には、遮断壁６２，６２が配管６３，６３の一部と接着又は接合している。
【００５７】
上述のように、ミスト供給部６０ａ，６０ａは、噴射されるミストの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する遮断壁６２，６２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６０ａ，６０ａ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、ミストが水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６０ａ，６０ａ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。
【００５８】
＜第２の実施形態の他の変形例（２）＞
図６Ｂは、第２の実施形態の他の好ましい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２の実施形態の消火設備のミスト供給部４０が、図６Ｂに示す１つのミスト供給部６０ｂに変更されている点以外は、第２の実施形態の消火設備と同じ構成を備えている。図６Ｂに示すように、ミスト供給部６０ｂは、平面図において略コ字状又は略Ｕ字状に形成され、消火対象となる火炎の一部を挟むように配置される。
【００５９】
各ミスト供給部６０ｂは、図示しない１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６１及び配管６５を経由して複数のミストノズル６８，・・・，６８に供給される構成を備えている。また、第２の実施形態と同様、各ミストノズル６８，・・・，６８の周囲には、遮断壁６４が配管６５の一部と接着又は接合している。
【００６０】
上述のように、ミスト供給部６０ｂは、噴射されるミストの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する遮断壁６４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、略コ字状又は略Ｕ字状に形成されたミスト供給部６０ｂ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、直線状のミスト供給部が配置された場合と比較して、ミストが水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６０ｂ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。
【００６１】
＜第２の実施形態の他の変形例（３）＞
図７は、第２の実施形態の他の１つの好ましい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２の実施形態の消火設備のミスト供給部４０が、図７に示す１つのミスト供給部８０に変更されている点以外は、第２の実施形態の消火設備と同じ構成を備えている。図７に示すように、１つの湾曲した（本実施形態では、半円状の）ミスト供給部８０は、消火対象となる火炎に対向するように配置される。
【００６２】
ミスト供給部８０は、図示しない１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８１及び配管８５を経由して複数のミストノズル８８，・・・，８８に供給される構成を備えている。また、第２の実施形態と同様、各ミストノズル８８，・・・，８８の周囲には、遮断壁８４が配管８５に接着、又は接合されている。
【００６３】
上述のように、ミスト供給部８０は、噴射されるミストの周囲からそのミストへの空気の流通を遮断する遮断壁８４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、略コ字状又は略Ｕ字状に形成されたミスト供給部８０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、直線状のミスト供給部が配置された場合と比較して、ミストが水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８０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。
【００６４】
＜第３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８に示すミスト供給部９０ａ，９０ｂに変更された点以外は、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。
【００６５】
図８は、本実施形態の消火設備２００の側面図であり、図１におけるＸ方向から観察された図面である。図８に示すように、火炎基部領域１４の上方の高さの異なる２つの水平面上に、上側のミスト供給部９０ａ及び下側のミスト供給部９０ｂが配置されている。
【００６６】
各ミスト供給部９０ａ，９０ｂは、１箇所の消火剤が貯留されたタンク９４からポンプ９２によって複数のミストノズルに供給される構成を備えている。また、第１の実施形態と同様、各ミストノズルの周囲には、無底筒状の遮断壁が各配管の一部と接着又は接合している。
【００６７】
本実施形態の消火設備２００では、上側のミスト供給部９０ａに配置された複数のミストノズルの噴射方向は、水平面に対して俯角３０°である。尚、火炎基部領域１４を極力乱さないようにするために、ミスト供給部９０ａに配置された各ミストノズルは、燃料面を除いて火炎に対してミストを噴射している。他方、下側のミスト供給部９０ｂに配置された複数のミストノズルの噴射方向は、水平面に対して仰角１０°である。
【００６８】
ここで、火炎基部領域１４に近い下側のミスト供給部９０ｂのミストノズル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（特に、酸素）が火炎への侵入を防止する障壁を形成するからである。更に、本実施形態で採用されている遮断壁により、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、ミストノズルの周辺の空気が取り込まれる量が低減される。その結果、特に火炎基部領域が乱されにくくなるため、ミストによる消火効果が十分に高まることになる。
【００６９】
なお、火炎基部領域１４近くにミスト供給部を配置する場合は、燃料面に直接ミストを到達させないように噴射方向を設定することが好ましい。燃料面に直接到達させるようにミストを噴射すると、火炎基部領域の燃料ガスや突入したミスト自体が、火炎基部内を乱すだけでなく、周囲の空気（特に酸素）が火炎基部領域に送り込まれることになるため、むしろ燃焼を助長することになると考えられるからである。従って、火炎基部領域１４内、又はその近傍（代表的には、火炎基部領域の上端から上方に１００ｍｍ以下）の水平面に配置されるミスト供給部９０ｂのミストノズルの噴射方向は、水平面に対して仰角０°（つまり、水平面と平行）以上９０°未満であることが好ましい。但し、火炎基部領域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。
【００７０】
ところで、上述の各実施形態では遮断壁の材質がＳＵＳ３０４であったが、これに限定されない。空気の流通を遮断できる成形物であれば、本発明の効果が実質的に奏されるため、その材質はプラスチック材（特に、公知の耐熱性プラスチック材）であってもよい。
【００７１】
また、上述の第３の実施形態では、無底筒状の遮断壁を用いた消火設備について説明したが、この無底筒状の遮断壁の代わりに第２の実施形態の遮断壁が採用された場合であっても、実質的に本発明の効果が奏される。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】
【００７２】
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】
【００７３】
【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２Ａ】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２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図３】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４Ａ】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４Ｂ】図４ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図５Ａ】本発明の他の実施形態における消火設備の遮断壁の形状を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の他の実施形態における消火設備の遮断壁の形状を示す断面図である。
【図６Ａ】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６Ｂ】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７】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８】本発明の他の実施形態における消火設備の側面図である。
【図９】ミストの噴出角度を説明する図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，２０，４０，５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，８０，９０ａ，９０ｂ      ミスト供給部
１１，２１，４１，６１，８１        流路
１２，２２，４２，５２ａ，５２ｂ，６２，６４，８４        遮断壁
１３，２３，４３，６３，６５，８５        配管
１４                    火炎基部領域
１６                    火炎基部領域の鉛直上方の領域
１８，２８，４８，６８，８８        ミストノズル
９２                    ポンプ
９４                    タンク
１００，２００          消火設備
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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