(57)【要約】【解決手段】  車体（1）、液体窒素貯蔵タンク（2）、液体窒素の輸送管路（9）、ガス化装置（15）、液体窒素スプレーガン（13）、給水コネクタ（12）及び混合スプレー砲（8）を含み、混合スプレー砲（8）で液体窒素と水を混合させ、液体窒素が快速的に水の熱を吸収して急激にガス化し、その体積が数百倍に拡大すると同時に、推力が生じて微粉化流体の形態で高速で水を射出し、微粉化流体により消火剤と炎との接触面積が拡大し、消防と救助の効率が向上する液体窒素をジェットパワーにする多機能消防車。また、入力側No.1、入力側No.2、液体窒素ノズル（8-4）及びジェットチューブを含み、ジェットチューブのキャビティがガスと液体との混合体の流れ向きに応じてつなぎ合う収縮ゾーン（8-1）、拡散ゾーン（8-2）及び加速ゾーン（8-3）に分けられ、液体窒素ノズル（8-4）は入力側No.1とつなぎ合い、且つ出口が収縮ゾーン（8-1）の出口と同一の平面にあり、入力側No.2は一側が収縮ゾーン（8-1）、他側が給水コネクタ（12）とつなぎ合い、この混合スプレー砲（8）により液体窒素が水と混合する場合に吸熱相変化による運動エネルギーにより微粉化流体の形態で高速で水を射出できると同時に、液体窒素が混合スプレー砲（8）でガス化する場合に体積が急激に大きくなって生じるエアープラグ現象がないようにすることもできる混合スプレー砲（8）を提供する。【選択図】図１
2020516351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体(1)、液体窒素貯蔵タンク(2)、液体窒素の輸送管路(9)、ガス化装置(15)、若干の電動バルブ、給水コネクタ(12)、液体窒素スプレーガン(13)及び混合スプレー砲(8)を含むことを特徴とする液体窒素をジェットパワーにする多機能消防車であり、液体窒素貯蔵タンク(2)が車体(1)に設置され、液体窒素の輸送管路(9)が少なくとも2本あり、且つ液体窒素の輸送管路No.1が液体窒素貯蔵タンク(2)の底部から引き出され、ガス化装置(15)に接続されてから液体窒素貯蔵タンク(2)のトップに接続され、液体窒素の輸送管路No.2が液体窒素貯蔵タンク(2)から引き出されてからそれぞれ液体窒素スプレーガン(13)の入力側及び混合スプレー砲(8)の入力側No.1に接続され、混合スプレー砲(8)が入力側No.1、入力側No.2、液体窒素ノズル(8-4)及びジェットチューブからなり、ジェットチューブのキャビティガスと液体との混合体の流れ向きに応じてつなぎ合う収縮ゾーン(8-1)、拡散ゾーン(8-2)及び加速ゾーン(8-3)に分けられ、収縮ゾーン(8-1)は内径がだんだんに縮小し、拡散ゾーン(8-2)は内径がガスと液体との混合体の流れ向きに連れてだんだんに大きくなり、加速ゾーン(8-3)は内径が拡散ゾーン(8-2)における最大内径と同じであり、流れ向きに応じて変わらなく、液体窒素ノズル(8-4)は入力側No.1とつなぎ合い、且つ収縮ゾーン(8-1)における正中線にあり、出口が収縮ゾーン(8-1）の出口と同一の平面上にあり、入力側No.2は一側が収縮ゾーン(8-1)、他側が給水コネクタ(12)とつなぎ合い、電動バルブは液体窒素の輸送管路(9)及び給水コネクタ(12)の管路にあることを特徴とする。
【請求項２】
ガス化管(15-1)は入口が液体窒素の輸送管路No.1(9)とつなぎ合い、出口が液体窒素の輸送管路(9)により液体窒素貯蔵タンク(2)のトップと通じていて、ヒートシンクフィン(15-2)はガス化管(15-1)に沿ってラジアルでガス化管(15-1)の外壁に設置される、ガス化装置(15)がガス化管(15-1)及び若干のヒートシンクフィン(15-2)からなることを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項３】
電動バルブが混合スプレー砲(8)の液体窒素の輸送管路にある電動バルブNo.4(14-4)を含み、電動バルブNo.4(14-4)により液体窒素と水との混合比を1：20〜40に制御することを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項４】
液体窒素貯蔵タンクのライナー(2-2)は液体窒素貯蔵タンクのハウジング(2-1)の内にあり、且つ2者の間に隙間があり、隙間の内部が乾燥し、且つ0.001〜0.005Paの真空であり、液体窒素貯蔵タンクのライナー(2-2)は表が多層でジルコニア箔層絶縁材(2-3)が巻かれている、液体窒素貯蔵タンク(2)が液体窒素貯蔵タンクのハウジング(2-1)及び液体窒素貯蔵タンクのライナー(2-2) を含むことを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項５】
前記の混合スプレー砲(8)は折り畳み式ブーム(3)の端部にあり、ブーム・ターンテーブル(7)は折り畳み式ブーム(3)とつなぎ合い、且つ外付け駆動機器で駆動されて折り畳み式ブーム(3)が360°で回転できる、折り畳み式ブーム(3) 及びーム・ターンテーブル(7) も含むことを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項６】
前記液体窒素貯蔵タンク(2)に圧力センサー(6) があることを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項７】
前記液体窒素の輸送管路No.3にある固定値リリーフバルブ(10)も含むことを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項８】
前記電動バルブが液体窒素の輸送管路No.1に搭載された電動バルブNo.1(14-1)、液体窒素スプレーガン(13)の液体窒素の輸送管路に搭載された電動バルブNo.2(14-2)、給水コネクタ(12)の管路に搭載された電動バルブNo.3(14-3) も含むことを特徴とする請求項3に記載の消防車。
【請求項９】
前記給水コネクタ(12)が外部水タンク消防車とつなぎ合い、外部水タンク消防車により圧力が0.8〜1.0MPaである純水、または3％のF-500、1〜3％の法安徳2000が添加された水消火剤、または6％水膜フォーム、1％クラスAのフォームが添加された消火剤、または化学洗浄剤が解けた水を提供することを特徴とする請求項1に記載の消防車。
【請求項１０】
前記入力側No.1、入力側No.2、液体窒素ノズル(8-4)及びジェットチューブからなり、ジェットチューブのキャビティガスと液体との混合体の流れ向きに応じてつなぎ合う収縮ゾーン(8-1)、拡散ゾーン(8-2)及び加速ゾーン(8-3)に分けられ、収縮ゾーン(8-1)は内径がだんだんに縮小し、拡散ゾーン(8-2)は内径がガスと液体との混合体の流れ向きに応じてだんだんに大きくなり、加速ゾーン(8-3)は内径が拡散ゾーン(8-2)における最大内径と同じであり、且つ流れ向きに応じて変わらなく、液体窒素ノズル(8-4)は入力側No.1とつなぎ合い、且つ収縮ゾーン(8-1)における正中線にあり、出口が収縮ゾーン(8-1）の出口と同一の平面上にあり、入力側No.2は一側が収縮ゾーン(8-1)、他側が給水コネクタ(12)とつなぎ合うことを特徴とする混合スプレー砲。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は消防技術、特に液体窒素をジェットパワーにする多機能消防車に関する。
【背景技術】
【０００２】
中国規格GB20128-2006「不活性ガス消火剤」で窒素ガスを不活性ガス消火剤にした。大気で、窒素ガスの含有率が78％を占める。産業で取高純度酸素ガスを製造する場合、空気を液化し、酸素を分別蒸留してから大量の液体窒素が残す。これらの液体窒素は快速冷却などに用いられるが、消火に用いられることもでき、価格が低く、供給が十分である。
【０００３】
液体窒素は相変化によりエネルギー変換に達成する物質でもあり、常圧で-195.8℃で沸騰してガス化する。液体窒素の1kgがガス化すると、純粋な窒素ガスの800L以上が生じると同時に、蒸発潜熱の198kjを吸収できる。液体窒素は水と消火砲管の内で混合する場合、快速的に水の熱を吸収して急激にガス化し、体積が迅速的に数百倍に大きくし、管路でとても大きな推力が生じる。これは「発射薬が点火」されることに相当し、高速で射出するように大流量の「ガスと水」の混合流体を推動でき、出口における射出速度が普通の消防車ウォータージェットの出口射出速度よりはるかに速く、大流量の水または水消火剤を細いウォーターミストまたは超細いウォーターミスト射流に射出できる。この「ガスと水」の混合流体は消火剤と炎との接触面積を大きくすると同時に、洗浄剤と有毒ガスとの接触面積も大きくし、普通の消防車が射出したウォータージェットがとても速く墜落するという欠陥を克服した上、この「ガスと水」の混合流体はレンジが普通の消防車が射出したウォータージェットより更に遠く、炎に入る運動エネルギーが更に大きく、消防と救助の効率が大幅に向上でき、それにより液体窒素をジェットパワーにする消防車を開発できる。
【０００４】
発明特許03133926.3に液体窒素消防車及びスプレーガンを開示した。それによると、車のギアボックスが液体窒素ポンプを駆動して液体窒素タンクにある液体窒素に加圧して加圧された液体窒素をスプレーガンに入力して射出させて消火する。この特許は液体窒素が水と混合する場合に相変化が生じ、混合流体の高速噴射を推動するという技術課題に関わらない。
【０００５】
発明特許201710225285.2に液体窒素動力消火砲を開示した。この特許によると、消火砲に入った液体窒素を吸熱させてガス化して窒素ガスを生成し、超音速窒素ガス流体が生じ、消火砲に入った水流体と衝撃し、混合流体を生成するようにするが、液体窒素が水と混合して相変化が生じて瞬間にとても大きな圧力エネルギーが放出するという課題に関わらないし、液体窒素が消火砲でガス化する場合に体積が急激に大きくなって「エアープラグ」が生じるという課題に関するソリューションも提出しなかった。
【０００６】
発明特許200910035880.5、201210517766.8などに、利用される高速ガス射流が水または泡沫消火液と衝撃して細いウォーターミストまたは発泡ビーズを生成することに関するソリューションを開示したが、液体窒素が水流体と混合する場合に液体窒素に瞬間に相変化が生じてとても大きな圧力エネルギーが放出して水流体と相互に作用するという課題にも関わらない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は持久的に液体窒素を貯蔵し、液体窒素が水と混合する場合に吸熱相変化によるとても大きな運動エネルギーにより水、水消火剤または洗浄剤を噴霧状態の高速噴射速度混合流体に噴射して大幅に消防と救助の効率を向上させることができる液体窒素をジェットパワーにする多機能消防車を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的に達成するソリューションは車体、液体窒素貯蔵タンク、液体窒素の輸送管路、ガス化装置、若干の電動バルブ、給水コネクタ、液体窒素スプレーガン、混合スプレー砲を含む液体窒素をジェットパワーにする多機能消防車である。その中、液体窒素貯蔵タンクが車体に設置され、液体窒素の輸送管路が少なくとも3本あり、且つ液体窒素の輸送管路No.1が液体窒素貯蔵タンクの底部から引き出され、ガス化装置を通り抜けてから液体窒素貯蔵タンクのトップに接続され、液体窒素の輸送管路No.2が液体窒素貯蔵タンクの底部から引き出されてからそれぞれ液体窒素スプレーガンの入力側及び混合スプレー砲の入力側No.1に接続され、液体窒素の輸送管路No.3がリリーフバルブ4及び固定値リリーフバルブ10とつなぎ合い、外部液体窒素が液体窒素貯蔵タンク2に入力される場合に液体窒素の輸送管路No.3も通じ、混合スプレー砲が入力側No.1、入力側No.2、液体窒素ノズル及びジェットチューブからなり、砲のキャビティのチャンネルがガスと液体との混合体の流れ向きに応じてつなぎ合う収縮ゾーン、拡散ゾーン及び加速ゾーンに分けられ、収縮ゾーンは内径がだんだんに縮小し、拡散ゾーンの内径が「ガスと液体」の混合体の流れ向きに連れてだんだんに大きくなり、加速ゾーンの内径が拡散ゾーンにおける最大内径と同一であり、且つ流れ向きに応じて変わらなく、液体窒素ノズルは入力側No.1とつなぎ合い、且つ収縮ゾーンにあり、且つ収縮ゾーン(8-1)における正中線にあり、出口が収縮ゾーン(8-1)の出口と同一の平面にあり、入力側No.2が収縮ゾーン、他側が給水コネクタとつなぎ合い、電動バルブが液体窒素の輸送管路及び給水コネクタの管路に分布する。
【０００９】
入力側No.1、入力側No.2、液体窒素ノズル及びジェットチューブからなり、ジェットチューブのキャビティが「ガスと液体」の混合体の流れ向きに応じてつなぎ合う収縮ゾーン、拡散ゾーン及び加速ゾーンに分けられ、収縮ゾーンは内径がだんだんに縮小し、拡散ゾーンは内径が「ガスと液体」の混合体の流れ向きに応じてだんだんに大きくなり、加速ゾーンは内径が拡散ゾーンにおける最大内径と同じであり、且つ流れ向きに応じて変わらなく、液体窒素ノズルは入力側No.1とつなぎ合い、且つ収縮ゾーンにおける正中線にあり、出口が収縮ゾーンの出口と同一の平面上にあり、入力側No.2は一側が収縮ゾーン、他側が給水コネクタとつなぎ合う混合スプレー砲である。
【００１０】
上記の消防車によると、ガス化装置がガス化管及び若干のヒートシンクフィンからなり、ガス化管液体窒素の輸送管路No.1とつなぎ合い、ヒートシンクフィンはガス化管に沿ってラジアルでガス化管の外壁に設置される。
【００１１】
上記の消防車によると、液体窒素貯蔵タンクが液体窒素貯蔵タンクのハウジング及び液体窒素貯蔵タンクのライナーを含み、液体窒素貯蔵タンクのライナーが液体窒素貯蔵タンクのハウジングにあり、且つ2者の間に隙間があり、隙間の内部が乾燥し、且つ0.001〜0.005Paの真空であり、液体窒素貯蔵タンクのライナーは表が多層でジルコニア箔層絶縁材が巻かれている。
【発明の効果】
【００１２】
従来の技術と比べてみると、本発明は次の特長がある。
【００１３】
(1)本発明では液体窒素が水、水消火剤及び化学洗浄剤と混合スプレー砲で快速的に混合する方法を採用し、液体窒素はガス化、相変化する場合に体積が数百倍に拡大して生じたとても大きな推力により水、水消火剤または化学洗浄剤を高射出速度と大流量の微粉化流体に噴射し、遠いレンジの噴射に達成し、消火及び緊急救援の効率を大幅に向上させ、水の消費量を大幅に削減できる。
【００１４】
(2)本発明では、液体窒素はガス化装置で吸熱、ガス化し、液体窒素貯蔵タンク液体窒素に対する昇圧処理を行い、消防救援任務を実施する場合に少量の液体窒素を引き出してガス化装置で吸熱、ガス化させて圧力が大きくなるようにし、液体窒素貯蔵タンクにおける圧力が1.2〜1.6MPaまでに向上するようにし、持続的、安定に消火ガン・砲にこの圧力の液体窒素を提供する。
【００１５】
(3)液体窒素貯蔵タンク内のジルコニア箔は熱伝導率 (1.01×10-4W/m・K) が極めて低く 、紫外線長波、中波及び赤外線に対する反射率が85％以上までに高く、断熱性能が熱反射性能のない普通の極細グラスウール断熱材の以上にあり、組み立てられたハウジングとライナーとの間のメザニンを充分に乾燥させ、水分を除去し、高真空状態にし、高真空状態によりタンク内外の熱対流交換を遮断する。自然条件下で液体窒素貯蔵タンク内の液体窒素の年間損失率が総貯蔵量の1/4以下にあり、消防車の液体窒素の持久的貯蔵に達成した。
【００１６】
次に図面を参照して本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】液体窒素消防車の全体構成の図である。
【図２】液体窒素貯蔵タンク構成の図である。
【図３】液体窒素ガス化装置の図。その中、(a)は側面図、(b)は(a)のA-A断面図である。
【図４】混合スプレー砲の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図1を参照して、車体1、液体窒素貯蔵タンク2、液体窒素の輸送管路9、ガス化装置15、ブーム・ターンテーブル7、折り畳み式ブーム3、給水管路11、給水コネクタ12、混合スプレー砲8、液体窒素スプレーガン13及び若干の電動バルブを含む液体窒素をジェットパワーにする多機能消防車を説明する。
【００１９】
図2を参照して、車体に設置され、鋼製液体窒素貯蔵タンクのハウジング2-1、液体窒素貯蔵タンクのライナー2-2及び断熱材2-3を含む液体窒素貯蔵タンク2である。液体窒素貯蔵タンクはライナー2-2が鋼製ライナーであり、液体窒素貯蔵タンクのハウジング2-1にあり、且つ2者の間に隙間があり、断熱材2-3が液体窒素貯蔵タンクのライナー2-2の表に巻かれている。液体窒素貯蔵タンク2を製造する場合、先ず鋼製ライナー2-2の表にジルコニア箔層絶縁材2-3を巻く。ジルコニア箔は熱伝導率(1.01×10-4W/m・K) が極めて低く、紫外線長波、中波及び赤外線に対する反射率が85％以上までに高く、断熱性能が熱反射性能のないグラスウール以上にあり、組み立てられたハウジング2-1とライナー2-2との間のメザニンを充分に乾燥させ、水分を除去し、0.001〜0.005Paの真空状態にし、高真空状態によりタンク内外の熱対流交換を遮断し、ジルコニアアルミ箔の極めて良い断熱及び熱反射性能によりタンク内外の熱輻射交換を遮断し、このタンクが極めて良い断熱性能のある深冷液体窒素貯蔵タンクとなるようにする。
【００２０】
図2を参照して、液体窒素貯蔵タンク2に液体窒素貯蔵タンク2の内部と通じているリリーフバルブ4、レベルゲージ5、圧力センサー6、固定値リリーフバルブ10、液体窒素の輸送管路9がある。
【００２１】
リリーフバルブ4が液体窒素貯蔵タンク2の上部にあり、液体窒素貯蔵タンク2内の気圧が高すぎる場合にタンクにおける圧力を放出し、タンクにおける圧力が1.2〜1.6MPaにあるようにする。
【００２２】
レベルゲージ5が液体窒素貯蔵タンク2の中上部にあり、液体窒素貯蔵タンク2内の液体窒素残量を表示する。
【００２３】
圧力センサー6が液体窒素貯蔵タンク2の上部にあり、液体窒素貯蔵タンク2内の気圧を測定する。
【００２４】
固定値リリーフバルブ10が液体窒素貯蔵タンク2の上部にあり、タンク内の液体窒素圧力が0.8MPaを超えないようにし、タンクにおける圧力がこれ以上となる場合、固定値リリーフバルブが開けられてタンク内の深冷窒素ガスの一部を放出して、タンクにおける圧力が低下し、液体窒素の持久的深冷貯蔵に達成するようにする。
【００２５】
液体窒素の輸送管路9は3本ある。
【００２６】
(1)液体窒素の輸送管路No.1が液体窒素貯蔵タンク2の底部から引き出されてガス化装置15とつなぎ合ってから液体窒素貯蔵タンク2のトップに連結される。
【００２７】
(2)液体窒素の輸送管路No.2が液体窒素貯蔵タンク2から引き出されてそれぞれ液体窒素スプレーガン13の入力側及び混合スプレー砲8の入力側No.1に接続される。
【００２８】
(3)液体窒素の輸送管路No.3がリリーフバルブ4及び固定値リリーフバルブ10とつなぎ合う。
【００２９】
図3を参照して、ガス化装置15はガス化管15-1及び若干のヒートシンクフィン15-2を含む。ガス化管15-1は両側がそれぞれ液体窒素の輸送管路No.1の両側とシームレス接続を行って通路を形成し、ヒートシンクフィン15-2がガス化管15-1のラジアルに沿ってガス化管15-1の外壁にある。ヒートシンクフィン15-2は表面積が広くなったので、吸熱が更に迅速的になる。
【００３０】
図1を参照して、ブーム・ターンテーブル7が車体1にあり、折り畳み式ブーム3が外部動力に駆動されてブーム・ターンテーブル7の水平面で回転する。
【００３１】
図1を参照して、折り畳み式ブーム3は本体が液体窒素貯蔵タンク2の上部にあり、若干のつなぎ合う折り畳み式ブームを含み、折り畳み式ブームが使用されない場合に折り畳んで占用するスペースを小さくし、使用される場合に折り畳み式ブームが広がり、長く伸ばし、端部が決まった高さに達するようにする。
【００３２】
図1を参照して、給水管路11の一側が給水コネクタ12、給水コネクタ12が外部の水タンク消防車とつなぎ合う。水タンク消防車入力圧力が0.8〜1.0MPaである純水、または3％のF-500、1〜3％の法安徳2000が添加された水消火剤、または6％水膜フォーム消火剤、1％のクラスAのフォーム消火剤が添加された予混合水、または化学洗浄剤が解けた水である。
【００３３】
図4を参照して、混合スプレー砲8が折り畳み式ブーム3の前端にあり、折り畳み式ブーム3に連れて三次元空間で水平回転及び俯仰噴射を行ったり、望ましく火源に近寄せたり、合わせたりすることができる。混合スプレー砲8は入力側No.1、入力側No.2、液体窒素ノズル8-4及びジェットチューブを含み、ジェットチューブのキャビティガスと液体との混合体の流れ向きに応じてつなぎ合う収縮ゾーン8-1、拡散ゾーン8-2及び加速ゾーン8-3に分けられ、収縮ゾーン8-1は内径が最も小さく、拡散ゾーン8-2は内径がガスと液体との混合体の流れ向きに応じて大きくなり、加速ゾーン8-3は内径が拡散ゾーン8-2の最大内径と同一であり、液体窒素ノズル8-4は入力側No.1とつなぎ合い、且つ収縮ゾーン8-1内の中心線にあり、入力側No.2は一側が収縮ゾーン8-1、他側が給水コネクタ12とつなぎ合う。
【００３４】
本発明では、液体窒素と水が混合して「ガスと水」の混合流体が生じる方法は手順が次のとおりである。給水コネクタ12からの0.8〜1.0MPaの圧力水、水消火剤または化学洗浄剤が混合スプレー砲8に入り、混合スプレー砲8で収縮ゾーン8-1及び膨張ゾーン8-2を流れて加速ゾーン8-3から射出し、液体窒素貯蔵タンク2からの圧力1.2〜1.6MPaである液体窒素が液体窒素ノズル8-4を流れて混合スプレー砲8の収縮ゾーン8-1で水、水消火剤または化学洗浄剤流体に射出され、高射出速度の液体窒素射流が水流体と衝撃する場合、液体窒素射流は破裂して水流体で数えきれない液体窒素珠を生成し、液体窒素珠が水の熱を吸収して急激にガス化、膨張し、拡散ゾーン8-2で体積が大きくなり、流速が速くなり、「ガスと水」の混合流体は加速ゾーン8-3に入ってから混合スプレー砲8の内外圧差の作用により圧縮窒素ガスが続いて膨張し、流速が更に速くなり、混合スプレー砲8の出口で窒素ガスの圧力が外界の大気圧と等しいほどに低下する。この場合、水、水消火剤または化学洗浄剤は圧縮窒素ガスが充分に膨張するためのエネルギーを取得し、微粉化流体の形態で混合スプレー砲8から高速で射出し、とても高い射出速度を取得する。例えば、水の流量が60L/sである混合スプレー砲を選択する場合、電動バルブ14-4は液体窒素の流量を3kg/sに制御し、混合スプレー砲8は高速で平均粒径200μm程度の超細いウォーターミスト射流を射出し、出口における射出速度が80〜100m/sに達することができる。この超細いウォーターミスト射流は建物消火の場合に快速で煙を除き、温度を降下させ、爆燃爆轟を抑制し、火災に閉じ込められた人々に避難チャンネルを開くことに用いられる。電動バルブ14-4が液体窒素の流量を2kg/sにする場合、混合スプレー砲8は高速で平均粒径400〜500μm程度の水消火剤ミストジェットを射出し、出口における射出速度が60〜80m/sに達することができ、快速消火に用いられる。液体窒素の流量を変えると、混合スプレー砲8が噴射出した水ミスト粒径の快速変換に達することができる。
【００３５】
図1を参照して、車体1の両側にそれぞれ液体窒素スプレーガン13がある。液体窒素スプレーガン13は入口側が50〜80mの液体窒素の輸送管路No.2により液体窒素貯蔵タンク2とつなぎ合う。液体窒素スプレーガン13は液体窒素貯蔵タンク2とつなぎ合う。液体窒素スプレーガン13は液体窒素を噴射して水で消火できない火災の消火に用いられる。
【００３６】
次の通りに、電動バルブは液体窒素の輸送管路9及び給水コネクタ12の管路に分布する。
【００３７】
(1)液体窒素の輸送管路No.1に搭載された電動バルブNo.1  14-1
【００３８】
(2)液体窒素スプレーガン13の液体窒素の輸送管路にある電動バルブNo.2  14-2
【００３９】
(3)給水コネクタ12の管路にある電動バルブNo.3  14-3
【００４０】
(4)混合スプレー砲8の液体窒素の輸送管路にある電動バルブNo.4  14-4
【００４１】
その中、電動バルブNo.1  14-1は圧力センサー6に制御されて液体窒素ガス化装置15に入る液体窒素の流量を制御し、電動バルブNo.2  14-2は液体窒素が液体窒素スプレーガン13から噴射する流量を1〜4kg/sに制御し、電動バルブNo.3  14-3は外部からの圧力が0.8〜1.0MPaにある水、水消火剤または化学洗浄剤を制御し、電動バルブNo.4  14-4は混合スプレー砲8に入る液体窒素の流量を制御し、液体窒素と水との混合比が1：20〜40にあるようにする。
【００４２】
常圧で、液体窒素は温度が−196℃であり、21℃で液体窒素の1Lが純粋な窒素ガスの696Lを生成できる。本発明では、ちょうど液体窒素は相変化の時に体積が迅速的に大きくなるという性質を利用してポンプ無しの昇圧出力に達成したものである。具体的に、固定値リリーフバルブ10を閉じ、電動バルブ14-1を開き、液体窒素貯蔵タンク2の底部から液体窒素の輸送管路No.1  9を経て引き出された液体窒素の一部が変位重力により電動バルブ14-1を経てガス化装置15に入り、外部から熱を吸収して快速的に窒素ガスにガス化する。液体窒素は体積が大きくなったので、ガス化装置15における圧力が向上する。窒素ガスが液体窒素の輸送管路9を経てタンクのトップからタンクに入ってタンクにある液体窒素の圧力が向上する。圧力センサー6が電動バルブ14-1により液体窒素ガス化装置15に入る液体窒素の流量を制御し、タンクにおける圧力が1.2〜1.6MPaにあるようにする。タンクにおける圧力が1.6MPa以上にある場合、リリーフバルブ4が開かれて圧力が放出され、タンクにおける圧力が安定であるようにする。この場合、圧力センサー6は電動バルブ14-1により液体窒素ガス化装置15に入る液体窒素の流量が低下するようにしたり、電動バルブ14-1を閉じてタンクにおける圧力を回復させたりする。液体窒素を出力する電動バルブ14-2を開いた場合、タンクにある液体窒素は1.2〜1.6MPaの圧力でタンクに外に出力する。電動バルブ14-2は液体窒素の流量を1〜4kg/sに制御し、需要に応じて調節できる。
【実施例１】
【００４３】
図1の通りに、本発明による液体窒素をジェットパワーにする消防車は車体1、液体窒素貯蔵タンク2、折り畳み式ブーム3、リリーフバルブ4、レベルゲージ5、圧力センサー6、ブーム・ターンテーブル7、混合スプレー砲8、液体窒素の輸送管路9、固定値リリーフバルブ10、給水管路11、給水コネクタ12、液体窒素スプレーガン13、電動バルブ14-1、電動バルブ14-2、電動バルブ14-3及びガス化装置15からなり、前記の液体窒素貯蔵タンク2が車体1にあり、液体窒素貯蔵タンク2の手前にブーム・ターンテーブル7及び折り畳み式ブーム3があり、ブーム・ターンテーブル7の下に給水コネクタ12、折り畳み式ブーム3の上部に混合スプレー砲8がある。前記の混合スプレー砲8で、液体窒素ノズル8-4は液体窒素の輸送管路9及び電動バルブ14-2により液体窒素貯蔵タンク2とつなぎ合い、混合スプレー砲8は入水側が給水管路11及び電動バルブ14-3により給水コネクタ12とつなぎ合い、電動バルブ14-2及び電動バルブ14-3を開くと、液体窒素貯蔵タンク2からの圧力が1.2〜1.6MPaである液体窒素及び外接水タンク消防車からの圧力が0.8〜1.0MPaである圧力水または水消火剤が混合スプレー砲8に入って「ガスと水」の混合流体を生成して60〜80m/sの速度で射出し、折り畳み式ブーム3を展開、回転させ、混合スプレー砲8が火源に合わせ、快速で水または水消火剤のミストジェットを噴射して消火するようにする。
【００４４】
次に、石油化学工場の火災の消火を例にして実施方式について更に説明する。液体窒素をジェットパワーにする消防車は水タンク消防車に支援され、折り畳み式ブーム3が完全に広がると、混合スプレー砲8が32ｍまでの箇所に着くことができる。または水平前に沿って混合スプレー砲8が火源に近い適切な位置に伸ばし、電動バルブ14-3及び電動バルブ14-4を開き、給水コネクタ12により給水管路11を経て入力した3％F-500消火剤が添加された水が混合スプレー砲8に入り、電動バルブ14-4により液体窒素の輸送管路9を経て入力した液体窒素が混合スプレー砲8の液体窒素ノズル8-4に入る。液体窒素が3％F-500消火剤が添加された水が混合スプレー砲8で混合してから流体ミストで高速で射出し、3％F-500消火剤が添加された細いウォーターミストを噴き出して消火する。F-500消火剤は降温速度が極めて速く、水分子と結び合わせて可燃性液体分子を包んで燃焼を阻止し、炎が快速で消えるようにすることができる。
【実施例２】
【００４５】
服装倉庫の消火を例にすると、図1の通りに、本発明による液体窒素をジェットパワーにする消防車は液体窒素貯蔵タンク2の出口管路で電動バルブ14-2及び80mの液体窒素の輸送管路9により液体窒素スプレーガン13が連結されている。液体窒素スプレーガン13を引き出し、服装倉庫の窓やドアのすべてを閉じる。電動バルブ14-2を開き、正圧呼吸装置を着用した消防士が液体窒素スプレーガン13を持って倉庫に入り、またはドアシームから倉庫に液体窒素消火剤を噴射する。倉庫における空気の酸素含有率が10％以下に低下した場合、倉庫における見える火及び隠れた火の全部が消えた。液体窒素の5tを載せた消防車は容積が4000m3を超えない服装倉庫の火災を消すことができる。
【実施例３】
【００４６】
液体塩素の載せたトラックが道路で他の車と衝突して液体塩素が漏れた事故の応対を例にすると、漏れた液体塩素は黄緑色の塩素ガスを生成する。塩素ガスは常温で密度が3.21kg/m3であり、地面に近寄せて風に連れて下流へ広がる。本発明による液体窒素をジェットパワーにする消防車は水タンク消防車に支援されて風上または横風の方向の液体塩素が漏れた位置から約30〜40mに離れたところで位置を占め、折り畳み式ブーム3を広げ、混合スプレー砲8が前へ向こうの液体塩素が漏れた位置までに伸ばすようにし、電動バルブ14-3及び電動バルブ14-4を開き、給水コネクタ12により給水管路11を経て入力された炭酸ナトリウムが解けた洗浄液が混合スプレー砲8に入り、電動バルブ14-4により液体窒素の輸送管路9を経て入力した液体窒素が混合スプレー砲8の液体窒素ノズル8-4に入り、液体窒素と炭酸ナトリウムが解けた洗浄液が混合スプレー砲8で混合してから流体ミストで高速で射出し、漏れている塩素ガスと混合し、炭酸ナトリウムが塩素ガスと反応して塩素化ナトリウムを生成し、二酸化炭素を放出し、細いウォーターミストが塩素ガスを吸収して次亜塩素酸を生成して地面に墜落し、漏れた塩素ガスが希釈される。
【符号の説明】
【００４７】
車体1、液体窒素貯蔵タンク2、液体窒素貯蔵タンクのハウジング2-1、液体窒素貯蔵タンクのライナー2-2、断熱材2-3、折り畳み式ブーム3、リリーフバルブ4、レベルゲージ5、圧力センサー6、ブーム・ターンテーブル7、混合スプレー砲8、収縮ゾーン8-1、拡散ゾーン8-2、加速ゾーン8-3、液体窒素ノズル8-4、液体窒素の輸送管路9、固定値リリーフバルブ10、給水管路11、給水コネクタ12、液体窒素スプレーガン13、電動バルブ14-1、電動バルブ14-2、電動バルブ14-3、電動バルブ14-4、ガス化装置15、ガス化管15-1、ヒートシンクフィン15-2
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【国際調査報告】
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