特開 2023-175104 消火システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175104

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】消火システム

(51)【国際特許分類】

   A62C 31/12 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

A62C31/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087383

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100188514

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】坂本 光明

【テーマコード（参考）】

2E189

【Ｆターム（参考）】

2E189BA03

2E189BB06

(57)【要約】

【課題】瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを得る。
【解決手段】本開示に係る消火システムは、泡水溶液を泡として放出することで消火を行う泡発生器を有する泡消火設備を備えた消火システムであって、消火水を放水する放水機構をさらに備え、放水機構は、泡発生器から泡が放出されている際に消火水を放水することで、泡の流動展開性を向上させることが可能となり、結果的に、防護範囲の対象部分を泡で埋め尽くすための時間を短縮化できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

泡水溶液を泡として放出することで消火を行う泡発生器を有する泡消火設備
を備えた消火システムであって、
消火水を放水する放水機構
をさらに備え、
前記放水機構は、前記泡発生器から前記泡が放出されている際に、前記泡の展開をよくするために、前記消火水を放水する
消火システム。

【請求項2】

前記泡消火設備は、
前記泡水溶液が収容された薬剤タンクと、
前記泡水溶液を加圧するための圧縮された高圧気体が収容された加圧ボンベと、
火災監視時において環境温度が許容温度を超えた場合に、前記高圧気体により加圧された前記泡水溶液を前記泡発生器および前記放水機構に送る供給経路を遮断状態から開放状態に切り換える感熱動作機構と、
をさらに有し、
前記泡消火設備と前記放水機構とが取り付けられる筐体
をさらに備える請求項１に記載の消火システム。

【請求項3】

前記筐体には、前記環境温度が前記許容温度を超えた際に、前記高圧気体により加圧された前記泡水溶液により閉状態から開状態に切り換えられることで、筐体内に収納された前記泡発生器から放出される泡を筐体外部に放出させる蓋部が設けられている
請求項２に記載の消火システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、泡発生器から放出される泡を利用した消火システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

火災感知器により火災の発生を検知し、消火を行う消火システムが、従来から多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような従来システムは、小さな火種から拡大する火災に対して有効である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－０７８６３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
火災の種類は、燃焼の特性から、下表１のように分類されている。

【0005】

【表1】

【0006】

従来システムは、Ａ火災に対しては有効に機能する。しかしながら、Ｂ火災に対しては、従来システムでは、火災感知器が動作するまでに時間が掛かることで、放水を行うまでに時間が掛かってしまう場合が考えられる。さらに、表１に示したように、Ｂ火災に対しては、水による消火が困難であるという問題がある。

【0007】

近年では、放火等によるＢ火災が社会問題化している。特に、Ｂ火災では、火災が瞬時に広がってしまう特性がある。火災感知器を用いた従来の消火システムでは、火災検知に時間が掛かってしまう問題以外にも、火災感知器自体がＢ火災により焼損してしまい、火災自体が感知できない状況も考えられる。従って、Ｂ火災に対して迅速な消火を行うことができる消火システムが強く望まれている。

【0008】

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に係る消火システムは、泡水溶液を泡として放出することで消火を行う泡発生器を有する泡消火設備を備えた消火システムであって、消火水を放水する放水機構をさらに備え、放水機構は、泡発生器から泡が放出されている際に、泡の展開をよくするために、消火水を放水するものである。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の実施の形態１に係る消火システムの全体構成図である。

【図2】本開示の実施の形態２に係る消火システムの全体構成図である。

【図3】火災感知器を用いた変形構成例としての消火システムの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の消火システムの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
本開示に係る消火システムは、泡発生器が設置された防護範囲において、防護範囲の対象部分を泡で埋め尽くすための時間を短くする方策として、泡放出時に消火水を併用することで防護範囲上の泡の移動速度を早める構成を有することを技術的特徴とするものである。

【0013】

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る消火システムの全体構成図である。本実施の形態１に係る消火システムは、薬剤タンク１１、加圧ボンベ２０、スプリンクラ３１、泡発生器４０、感熱開放継手５１、および筐体１００を備えて構成されている。本実施の形態１においては、スプリンクラ３１が、泡水溶液に相当する消火水を放水する放水機構に相当する。また、薬剤タンク１１、加圧ボンベ２０、および泡発生器４０が泡消火設備に相当する。

【0014】

また、筐体１００は、構造壁１０１、および蓋部１０２を備えるととともに、各構成部品が、この筐体１００に取り付けられている。ここで、構造壁１０１は、泡発生器４０から放出される泡を筐体１００の外部に誘導するための構造物である。また、蓋部１０２は、火災監視時には筐体１００の開口部を閉状態とし、泡放出時には開口部を開状態とする位置に移動することで泡発生器４０から放出される泡を筐体１００の外部に放出する構造となっている。

【0015】

より具体的には、蓋部１０２は、環境温度が許容温度を超えた際に、高圧気体により加圧された泡水溶液が供給されることで、閉状態から開状態に切り換えられる。

【0016】

図１（Ａ）は、火災監視時における全体構成を示しており、図１（Ｂ）は環境温度が許容温度を超えた場合の泡放出時における全体構成を示している。次に、個々の構成要素について、詳細に説明する。

【0017】

薬剤タンク１１には、泡原液と水とが混合された泡水溶液が収納されている。加圧ボンベ２０には、泡水溶液を加圧するための圧縮された高圧気体が収容されている。高圧気体としては、窒素等を用いることが考えられる。加圧ボンベ２０内の圧力により泡水溶液をスプリンクラ３１および泡発生器４０に供給することで、商用電源を不要とした構成を実現している。

【0018】

スプリンクラ３１は、高圧気体により加圧された泡水溶液を泡として噴霧することで消火を行う機構であり、泡を噴霧する本体部が筐体１００の外部に露出して配置されている。スプリンクラ３１は、種々の火災監視現場に応じて、適切な方向に泡を噴霧できるように、筐体１００に取り付けることができる。

【0019】

泡発生器４０は、高圧気体により加圧された泡水溶液を泡として放出することで消火を行う機構であり、筐体１００の内部に収納されている。環境温度が許容温度を超えた際に、高圧気体により加圧された泡水溶液により蓋部１０２が閉状態から開状態に切り換えられることで、筐体１００内に収納された泡発生器４０から放出される泡が筐体１００の外部に放出させることとなる。

【0020】

種々の火災監視現場に応じて、泡発生器４０から適切な方向に泡を放出できるように、筐体１００の設置位置、筐体１００内における泡発生器４０の設置位置、開口部の位置、構造壁１０１の形状等が決定されることとなる。なお、消火能力の観点から、泡発生器４０としては、発泡倍率の大きい高膨張泡を放出するできるものが望ましい。

【0021】

感熱開放継手５１は、高圧気体により加圧された泡水溶液を、薬剤タンク１１から泡発生器４０およびスプリンクラ３１に送る供給経路上に設けられている。感熱開放継手５１は、常時は供給経路を遮断状態としており、火災監視時において環境温度が許容温度を超えた場合には、機械的に弁体が開放状態となることで、供給経路を遮断状態から開放状態に切り換えるように動作する感熱動作機構として機能する。

【0022】

一例として、感熱開放継手５１は、環境温度が７０度程度を越えた際に機械的に破壊されるグラスバルブを弁体として有しており、このグラスバルブの部分が筐体１００の外部に位置するように配置されている。

【0023】

感熱開放継手５１内に設けられている供給経路の１次側は、配管を介して薬剤タンク１１と接続されており、高圧気体により加圧された泡水溶液が薬剤タンク１１から感熱開放継手５１の一次側に供給される。

【0024】

一方、感熱開放継手５１内に設けられている供給経路の２次側は、３分岐された配管を介して、スプリンクラ３１および泡発生器４０に接続されるとともに、蓋部１０２を開状態とするための動力源となる泡水溶液を供給できるように閉状態の蓋部１０２と接続されている。

【0025】

図１（Ａ）に示した火災監視時においては、蓋部１０２が閉状態になっているとともに、環境温度が許容温度を超えていないため、感熱開放継手５１の供給経路が遮断状態となっている。従って、高圧気体により加圧された泡水溶液は、感熱開放継手５１の１次側まで供給されているが、２次側には供給されていない状態となっている。

【0026】

その後、環境温度が許容温度を超えた場合には、感熱開放継手５１内のグラスバルブが機械的に破壊され、感熱開放継手５１の供給経路が開放状態となり、図１（Ｂ）に示した泡放出時の状態となる。すなわち、感熱開放継手５１の供給経路が開放状態となることで、高圧気体により加圧された泡水溶液が、スプリンクラ３１、泡発生器４０、および閉状態の蓋部１０２のそれぞれに、感熱開放継手５１の２次側に接続された配管を介して供給されることとなる。

【0027】

この結果、スプリンクラ３１から泡が噴霧され、泡発生器４０から泡が放出される。さらに、高圧気体により加圧された泡水溶液により蓋部１０２が閉状態から開状態に切り替わっていることで、泡発生器４０から放出された泡が筐体１００の外部に流れ出ることとなる。

【0028】

ここで、泡発生器４０からの泡放出と、スプリンクラ３１からの泡噴霧を併用することのメリットについて説明する。泡発生器４０が設置された防護範囲において、防護範囲の対象部分を泡で埋め尽くすための時間を短くするためには、泡放出時における防護範囲上の泡の移動速度を速めることが有効である。本開示では、このような泡の移動速度を速めることを、「泡の展開をよくする」あるいは「泡の流動展開性が向上する」と表現する。

【0029】

スプリンクラ３１からの泡噴霧の具体例としては、以下の２パターンが想定される。
＜パターン１＞
発泡倍率５倍未満の泡水溶液をスプリンクラ３１から噴霧する。この場合には、スプリンクラ３１から噴霧される泡により、泡発生器４０から放出された泡が潰され、流動展開性が向上することとなる。

【0030】

＜パターン２＞
発泡倍率５倍以上の泡水溶液をスプリンクラ３１から噴霧し、低発泡の噴霧を行う。この場合には、壁面などへの泡の付着性向上により、延焼防止効果が向上する。

【0031】

以上のように、本実施の形態１に係る消火システムは、商用電源が不要な構成であるとともに、環境温度が許容温度を超えた場合には、機械的な動作により泡による消火を迅速に実施できる構成となっている。従って、瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを実現することができる。

【0032】

さらに、泡発生器からの泡放出と、スプリンクラからの泡噴霧を併用することで、泡の流動展開性を向上させることができる。この結果、防護範囲の対象部分を泡で埋め尽くすための時間を、泡発生器からの泡放出だけを行う場合と比較して、より短くすることができる。従って、瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを実現することができる。

【0033】

実施の形態２．
先の実施の形態１では、泡を放出する泡発生器４０と、泡を噴霧するスプリンクラ３１とを組み合わせた構成について説明した。これに対して、本実施の形態２では、泡を放出する泡発生器４０と、水を放出する放水ヘッド３２とを組み合わせた構成について説明する。

【0034】

図２は、本開示の実施の形態２に係る消火システムの全体構成図である。本実施の形態２に係る消火システムは、薬剤タンク１１、水タンク１２、加圧ボンベ２０、放水ヘッド３２、泡発生器４０、感熱ヘッド５２、一斉開放弁５３、および筐体１００を備えて構成されている。なお、筐体１００の構成は、先の実施の形態１と同様であり、詳細な説明を省略する。本実施の形態２においては、放水ヘッド３２が、消火水を放水する放水機構に相当する。また、薬剤タンク１１、加圧ボンベ２０、および泡発生器４０が泡消火設備に相当する。

【0035】

図２（Ａ）は、火災監視時における全体構成を示しており、図２（Ｂ）は環境温度が許容温度を超えた場合の泡放出時における全体構成を示している。次に、個々の構成要素について、詳細に説明する。

【0036】

薬剤タンク１１には、泡原液と水とが混合された泡水溶液が収納されている。水タンク１２には、消火用の水が収容されている。加圧ボンベ２０には、泡水溶液を加圧するための圧縮された高圧気体が収容されている。高圧気体としては、窒素等を用いることが考えられる。

【0037】

先の実施の形態１では、加圧ボンベ２０から薬剤タンク１１に対して、圧縮された高圧気体が常時供給されていた。これに対して、本実施の形態２では、圧縮された高圧気体の供給経路上に一斉開放弁５３が設けられている。

【0038】

すなわち、加圧ボンベ２０は、一斉開放弁５３を介して薬剤タンク１１および水タンク１２と接続されている。一斉開放弁５３が開放状態においては、加圧ボンベ２０内の圧力が薬剤タンク１１に供給される。この結果、加圧ボンベ２０内の圧力により泡水溶液を泡発生器４０に供給することができる。

【0039】

また、一斉開放弁５３が開放状態においては、加圧ボンベ２０内の圧力が水タンク１２にも供給される。この結果、加圧ボンベ２０内の圧力により水を放水ヘッド３２に供給することができる。

【0040】

放水ヘッド３２は、高圧気体により加圧された水を放出することで消火を行う機構であり、水を放出する本体部が筐体１００の外部に露出して配置されている。例えば、天井面に移った炎などは、放水ヘッド３２の放水で延焼防止や火勢の抑制、消火が可能である。また、放水ヘッド３２は、泡発生器４０より放出された泡を潰して展開性をよくするほか、例えば、側壁ヘッドを取付け、泡を押すように放水することで、展開性が向上する。

【0041】

なお、展開性が向上すれば、放水ヘッド３２は、このような取付けに限定されるものではない。放水ヘッド３２は、種々の火災監視現場に応じて、適切な方向に水を放出できるように、筐体１００に取り付けることができる。

【0042】

泡発生器４０は、高圧気体により加圧された泡水溶液を泡として放出することで消火を行う機構であり、筐体１００の内部に収納されている。環境温度が許容温度を超えた際に、高圧気体により加圧された泡水溶液により蓋部１０２が閉状態から開状態に切り換えられることで、筐体１００内に収納された泡発生器４０から放出される泡が筐体１００の外部に放出させることとなる。

【0043】

種々の火災監視現場に応じて、泡発生器４０から適切な方向に泡を放出できるように、筐体１００の設置位置、筐体１００内における泡発生器４０の設置位置、開口部の位置、構造壁１０１の形状等が決定されることとなる。なお、消火能力の観点から、泡発生器４０としては、発泡倍率の大きい高膨張泡を放出するできるものが望ましい。

【0044】

感熱ヘッド５２は、環境温度が許容温度を超えることにより作動することで一斉開放弁５３を遮断状態から開放状態へ切り換える機能を有している。一斉開放弁５３は、常時は供給経路を遮断状態としており、火災監視時において環境温度が許容温度を超えることで感熱ヘッド５２が作動した場合には、機械的に供給経路を遮断状態から開放状態に切り換えるように動作する。従って、本実施の形態２においては、感熱ヘッド５２および一斉開放弁５３が一体となって、感熱動作機構として機能する。

【0045】

一斉開放弁５３内に設けられている供給経路の１次側は、配管を介して加圧ボンベ２０と接続されており、加圧された高圧気体が一斉開放弁５３の一次側に供給されている。

【0046】

一方、一斉開放弁５３内に設けられている供給経路の２次側は、２分岐された配管を介して、薬剤タンク１１および水タンク１２に接続されている。

【0047】

従って、環境温度が許容温度を超えることで感熱ヘッド５２が作動することで、結果的に、高圧気体により加圧された泡水溶液が泡発生器４０に供給され、高圧気体により加圧された水が放水ヘッド３２に供給されることとなる。さらに、高圧気体により加圧された泡水溶液が蓋部１０２を開状態とするための動力源として供給される。

【0048】

図２（Ａ）に示した火災監視時においては、蓋部１０２が閉状態になっているとともに、環境温度が許容温度を超えていないため、一斉開放弁５３の供給経路が遮断状態となっている。従って、高圧気体は、一斉開放弁の１次側まで供給されているが、２次側には供給されていない状態となっている。

【0049】

その後、環境温度が許容温度を超えた場合には、感熱ヘッド５２が機械的に作動し、一斉開放弁５３の供給経路が開放状態となり、図２（Ｂ）に示した泡放出時の状態となる。すなわち、一斉開放弁５３の供給経路が開放状態となることで、高圧気体により加圧された泡水溶液が、泡発生器４０および閉状態の蓋部１０２のそれぞれに供給されるとともに、高圧気体により加圧された水が放水ヘッド３２に供給されることとなる。

【0050】

この結果、放水ヘッド３２から水が放出され、泡発生器４０から泡が放出される。さらに、高圧気体により加圧された泡水溶液により蓋部１０２が閉状態から開状態に切り替わっていることで、泡発生器４０から放出された泡が筐体１００の外部に流れ出ることとなる。

【0051】

放水ヘッド３２から放水される水により、泡発生器４０から放出される泡の流動展開性を向上させることができる。この結果、より早く、泡で火災現場を覆うことが可能となる。よって、瞬時に広がる火災に対しても、迅速な対応が可能である。

【0052】

以上のように、本実施の形態２に係る消火システムは、先の実施の形態１に係る消火システムと同様に、商用電源が不要な構成であるとともに、環境温度が許容温度を超えた場合には、機械的な動作により泡による消火を迅速に実施できる構成となっている。従って、瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを実現することができる。

【0053】

さらに、泡発生器からの泡放出と、放水ヘッドからの消火水の噴霧を併用することで、泡の流動展開性を向上させることができる。この結果、防護範囲の対象部分を泡で埋め尽くすための時間を、泡発生器からの泡放出だけを行う場合と比較して、より短くすることができる。従って、瞬時に広がる火災に対して対応可能な消火システムを実現することができる。

【0054】

なお、本実施の形態２では、感熱動作機構として、感熱ヘッド５２および一斉開放弁５３が一体となった構成を採用したが、先の実施の形態１のように、感熱動作機構として感熱開放継手５１を用いるように、配管接続構成を変更することも可能である。

【0055】

同様に、先の実施の形態１では、感熱動作機構として、感熱開放継手５１を採用したが、本実施の形態２のように、感熱動作機構として感熱ヘッド５２および一斉開放弁５３が一体となった構成を用いるように、配管接続構成を変更することも可能である。

【0056】

最後に、火災感知器を用いた変形構成例について補足説明する。図３は、火災感知器を用いた変形構成例としての消火システムの全体構成図である。先に示した図１および図２の構成では、商用電源を不要とし、環境温度が許容温度を超えた場合に機械的に迅速に作動する構成について説明した。これに対して、図３に示した構成では、電気的に動作する構成要件も備えており、以下に詳細に説明する。

【0057】

図３に示した消火システムは、薬剤タンク１１、加圧ボンベ２０、スプリンクラ、泡発生器４０、火災感知器６１、制御弁６２、制御盤７０、および筐体１００を備えて構成されている。また、制御盤７０は、排煙設備８０を制御できる構成となっている。なお、筐体１００の構成は、先の実施の形態１と同様であり、詳細な説明を省略する。

【0058】

先の図１と比較すると、図３では、感熱動作機構として、感熱開放継手５１の代わりに火災感知器６１および制御弁６２が採用されている。図３の構成において、制御盤７０は、火災を検知したことで火災感知器６１から出力される火災信号を受信した場合には、制御弁６２を閉状態から開状態に制御する。

【0059】

制御弁６２の１次側は、配管を介して薬剤タンク１１と接続されており、高圧気体により加圧された泡水溶液が薬剤タンク１１から制御弁６２の一次側に供給されている。

【0060】

一方制御弁６２の２次側は、３分岐された配管を介して、スプリンクラ３１および泡発生器４０に接続されるとともに、蓋部１０２を開状態とするための動力源となる泡水溶液を供給できるように閉状態の蓋部１０２と接続されている。

【0061】

従って、制御盤７０からの制御信号により制御弁６２が開状態となることで、高圧気体により加圧された泡水溶液が、スプリンクラ３１、泡発生器４０、および閉状態の蓋部１０２のそれぞれに、制御弁６２の２次側に接続された配管を介して供給されることとなる。

【0062】

この結果、先の図１の構成と同様に、スプリンクラ３１から泡が噴霧され、泡発生器４０から泡が放出される。さらに、高圧気体により加圧された泡水溶液により蓋部１０２が閉状態から開状態に切り替わっていることで、泡発生器４０から放出された泡が筐体１００の外部に流れ出ることとなる。

【0063】

さらに、制御盤７０は、火災を検知したことで火災感知器６１から出力される火災信号を受信した場合には、火災監視対象である施設内に設けられた排煙設備８０を起動させることができる。

【0064】

なお、図３に示した消火システムでは、商用電源を取り込む代わりに、筐体１００内にバッテリを搭載させることも考えられる。

【0065】

以上のように、変形構成例によれば、電気的に動作する感熱動作機構を用いた場合にも、火災感知器の動作に伴って泡消火を行う構成を実現することができる。さらに、先の実施の形態１と同様に、泡の流動展開性を向上させることができる。

【0066】

なお、上述した図１～図３の筐体１００は、ロッカータイプとすることで、種々の火災監視対象場所において、コンパクトに設置可能である。また、監視対象に応じて、薬剤タンク、水タンク、加圧ボンベに関して、容量あるいは個数を適切に選定するとともに、泡あるいは水の放出方向を適切に設定することで、監視対象に応じて泡消火を迅速に実施することができる消火システムを実現できる。

【符号の説明】

【0067】

１１ 薬剤タンク、１２ 水タンク、２０ 加圧ボンベ、３１ スプリンクラ、３２ 放水ヘッド、４０ 泡発生器、５１ 感熱開放継手、５２ 感熱ヘッド、５３ 一斉開放弁、６１ 火災感知器、６２ 制御弁、７０ 制御盤、８０ 排煙設備、１００ 筐体、１０１ 構造壁、１０２ 蓋部。

【図1】

【図2】

【図3】