JP2008012158A

JP2008012158A - プール火災の消火方法

Info

Publication number: JP2008012158A
Application number: JP2006187970A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Murai; 詠一村井; Akihiko Ito; 昭彦伊藤
Original assignee: Hatsuta Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Hatsuta Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】プール火災においてウォーターミストによる消火を少ない水量で短時間に行なうことができる方法を提供する。
【解決手段】ウォーターミストによるプール火災の消火方法において、燃焼面の側方の複数箇所から燃焼面及び火炎基部に直接向けないが火炎中心軸のいずれかの位置に向けるようにしてプール火災の火炎基部をほぼ隙間なく取り囲むようにウォーターミストを放射すると共に、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けてウォーターミストを放射することによって消火することを特徴とする方法。好ましくは、燃焼面の側方からのウォーターミストの放射は燃焼面の上方からのウォーターミストの放射より先に行なわれる。
【選択図】図３

Description

本発明は、油等によるプール火災の消火方法に関し、さらに詳しくは燃焼面の側方から火炎中心軸（火炎基部の中心と火炎頂点を結ぶ線）に向けて火炎基部をほぼ隙間なく囲むようにウォーターミストを放射すると共に、燃焼面の上方から火炎中心軸に向けてウォーターミストを下方に放射することによってプール火災を効果的に消火する方法に関する。

従来、プール火災の消火方法として二酸化炭素による局所消火、泡消火、水噴霧を利用した設備が使用されている。かかる設備は、火災が想定される油槽（焼き入れ槽など）の上方に消火用水の配管を設置し、そこに一定の間隔で下方に向けたノズルを取り付けたものであり、ノズルから下方の火源に向けて二酸化炭素、泡、水噴霧を放射する方法によって消火する。

しかしながら、かかる方法では二酸化炭素については窒息の危険があり、泡消火については環境への汚染、水噴霧については、水噴霧を火炎の上方から下方に向かって単に放出しているだけなので、水噴霧が火炎に巻き上げられてしまって火炎基部まで到達できず、消火が困難であるばかりか、周囲の空気を巻き込み、そのために多量の水を使用しなければならないという問題がある。

かかる問題に対して、ウォーターミストをプール火災の火炎基部に生じる空気流に乗せて火炎内部に到達させることにより消火する方法が提案されている（特許文献１参照）。

この方法は、ウォーターミストを火炎内部に到達させることができるので、ウォーターミストが火炎と接触することによって発生する水蒸気による冷却効果や酸素濃度低下効果が見られるが、火炎基部への酸素は空気流に沿って流入するため、なお改良の余地がある。
特開２００５−３２３７９４号公報

本発明は、かかる従来技術の問題を克服するために創案されたものであり、プール火災においてウォーターミストによる消火を少ない水量で短時間に行なうことができる方法を提供することを目的とする。

本発明者は、かかる目的を達成する方法として、特願２００６−７４３３１号において、燃焼面の上方の周囲から火炎中心軸に向かって放射されるウォーターミストによって形成される下降流によって、ウォーターミストによる冷却効果以外に、水蒸気の生成及び火炎内部の圧力増加による空気流入の抑制効果を十分に発揮できること、そして特願２００６−１３８４８４号において、燃焼面の側方から火炎中心軸に向かって放射されるウォーターミストによって形成される側方流によって火炎基部をウォーターミストで取り囲むことによって、ウォーターミストの相変化による効果以外に、空気の流れを変えることによる窒息効果を十分に発揮できることを提案した。

しかし、本発明者がこれらの方法について検討した結果、ウォーターミストの下降流のみを利用した場合、フリーボードが存在してもウォーターミストが火炎基部に回り込み消火しやすいが、下降流が燃焼面に到達した時点で火炎内部の圧力が高まることにより火炎が横方向に拡大する問題が生じる場合があり、またウォーターミストの側方流のみを利用した場合、消火時における火炎の横方向への拡大はないが、フリーボードが存在するとウォーターミストが火炎基部に回り込みにくく、火炎が縁に残り完全消火しきれない問題が生じる場合があることを見出した。

さらに、本発明者は、かかる知見に基づき鋭意検討した結果、かかるウォーターミストの下降流と側方流の問題が両者を併用することにより互いの短所が互いの長所によって克服できることを見出し、本発明の完成に至った。

即ち、本発明は、ウォーターミストによるプール火災の消火方法において、燃焼面の側方の複数箇所から燃焼面及び火炎基部に直接向けないが火炎中心軸のいずれかの位置に向けるようにしてプール火災の火炎基部をほぼ隙間なく取り囲むようにウォーターミストを放射すると共に、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けてウォーターミストを放射することによって消火することを特徴とする方法である。

本発明の方法の好ましい態様では、燃焼面の側方からのウォーターミストの放射は、燃焼面の上方からのウォーターミストの放射より先に行なわれる。また、本発明の方法の好ましい態様では、燃焼面の周囲に、燃焼面を取り囲むようにウォーターミストを放射できるノズルを均等な間隔で複数箇所設け、それらのノズルを前記燃焼面より上方の火炎中心軸のいずれかの位置に向けるが燃焼面及び火炎基部に直接向けないようにしてウォーターミストを放射する。さらに、本発明の方法の好ましい態様では、燃焼面の上方の水平面上でかつ火炎中心軸を中心とする円上に、ウォーターミストを放射できるノズルを均等な間隔で複数箇所設け、それらのノズルを前記水平面より下方の火炎中心軸のいずれかの位置に向けるが燃焼面及び火炎基部に直接向けないようにしてウォーターミストを放射する。

本発明の方法は、燃焼面の側方から火炎中心軸に向けて火炎基部を取り囲むようにしてウォーターミストを放射するとともに、燃焼面の上方から下方の火炎中心軸に向けてウォーターミストを放射することによって、ウォーターミストによる液体から気体への相変化による冷却効果及び酸素濃度希釈効果に加えて、火炎基部への酸素供給阻止及び火炎内部の圧力増加による酸素流入抑制を有意に発揮することができ、結果として少量の水での迅速な消火が可能である。また、ウォーターミストの燃焼面の側方からの放射及び上方からの放射をそれぞれ単独で用いた場合に生じうる問題も本発明の方法のように両者を併用することにより克服される。

本発明の方法は、（ｉ）燃焼面の側方の複数箇所から燃焼面及び火炎基部に直接向けないがそれらより上方の火炎中心軸に向けるようにして火炎基部を取り囲むようにウォーターミストを放射すること、及び（ｉｉ）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けてウォーターミストを放射することを併用することによって、少量の水での迅速な消火を行なうものである。

（ｉ）ウォーターミストの燃焼面の側方からの放射では、火炎基部をほぼ隙間なく取り囲むようにして火炎基部への酸素供給を阻止することによって、燃焼に必要な酸素の供給量を減らして窒息させ消火に至らせるが、フリーボード存在時には、ウォーターミストが火炎基部に回り込みにくく、縁部に火炎が残りやすい問題がある。この問題は、（ｉｉ）ウォーターミストの燃焼面の上方からの放射によって防止される。

ウォーターミストを燃焼面の側方から火炎中心軸に向けて放射する方法としては、例えばプール火災を生じる油槽などの燃焼面の周囲にその燃焼面を取り囲むようにウォーターミストを生じるノズルを均等な間隔で複数箇所設置し、火炎中心軸のいずれかの位置に向けるが燃焼面及び火炎基部に直接向けないようにしてウォーターミストを放射して円錐状にウォーターミストの壁を作ることによって行なうことができる。

ウォーターミストを燃焼面の側方から放射する場合の放射方向は、燃焼時に火炎基部から火炎中央部に流入する空気の流れをウォーターミストが阻止するように、火炎の流れに対して実質的に平行でかつ同じ方向にすることが好ましい。また、ウォーターミストの放射流速は、火炎基部への空気流入を阻止するのに十分な速度であることが好ましく、実際には０．１ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓが好ましく、０．３ｍ／ｓ〜６ｍ／ｓがさらに好ましい。

（ｉｉ）ウォーターミストの燃焼面の上方からの放射では、燃焼面の上方の複数の箇所から火炎基部より上方の火炎中心軸に向かって放射されたウォーターミストは互いに衝突して火炎中を下降し、火炎と衝突して火炎の熱エネルギーによって水蒸気になり、この水蒸気がウォーターミストの容積の１０００倍以上に膨張される。その結果、火炎の内部の圧力が高まり、周囲の酸素濃度が低下するとともに火炎基部への酸素の流入が抑制されて消火に至る。また、このウォーターミストによる液体から気体への相変化が燃焼面上で行なわれることによって火炎は燃焼面から遠ざけられ、燃焼の連鎖に必要な点火エネルギーが失われ、消火に至る。この方法では、ウォーターミストの下降流が燃焼面に到達した時点で、火炎内部の圧力が高まることにより火炎が横方向に拡大する現象が生じる問題がある。この問題は、（ｉ）ウォーターミストの燃焼面の側方からの放射によって防止される。この場合、火炎の横方向の拡大はウォーターミストの下降流が燃焼面に到達するときに生じるので、（ｉｉ）ウォーターミストの燃焼面の側方からの放射をその下降流の到達前に行なうことが好ましい。

ウォーターミストを燃焼面の上方から火炎中心軸に向けて放射する方法としては、例えば燃焼面の上方に形成した水平面上にある火炎中心軸を中心とする円上にウォーターミストを放射できるノズルを均等な間隔で複数箇所設けることによって行なうことができる。但し、この場合、各ノズルはウォーターミストを前記水平面より下方の火炎中心軸上のいずれかの位置に向けるが、火炎周囲の空気を巻き込むことを避ける理由のため、燃焼面及び火炎基部に直接向けないようにすることが好ましい。上方からのウォーターミストの放射流速は、火炎によって巻き上げられず、かつ火炎をあおらない速さであることが必要であり、実際には１ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓが好ましい。

また、ウォーターミストの下降流の水平断面積は、ウォーターミストの下降流が火炎の縁に向かって下方から消炎させるために、燃焼面積より小さいことが好ましく、従って、各ノズルが周囲に設けられる水平面上の円の面積を油面の燃焼面積より小さくすることが好ましい。

ウォーターミストは、従来公知のいずれの方法によっても発生させることができ、例えば特開２００４−１３５７４２号公報に記載の消火器と同じ原理で放射させることができる。放射されるウォーターミストの平均粒径は通常、１０μｍ〜５００μｍであり、側方からの放射の場合、１０μｍ〜２００μｍが好ましく、上方からの放射の場合、５０μｍ〜５００μｍが好ましい。側方からの放射の場合、粒径が上記下限より小さいと火炎の輻射熱を受け火炎に到達する前に水蒸気に気化してしまい、粒径が上記上限より大きいと火炎を通過した後も完全に気化せず水滴が残ることとなるため好ましくない。また、上方からの放射の場合、粒径が上記下限より小さいと火炎に巻き上げられ火炎の熱エネルギーを十分に吸収できず、粒径が上記上限より大きいと火炎通過後に水滴が残ることとなるため好ましくない。

以下に本発明の方法の一例によってその効果を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

参考例１
図１に記載のように、直径１４４０ｍｍ、深さ３００ｍｍの円形の油槽を用意し、その周囲に均等に２４個のウォーターミスト発生ノズルを設置し、油槽の中央上方に向けて３０°の噴射角度、６０°の噴射範囲で平均粒径１００μｍのウォーターミストを噴射できるようにした。次に、油槽に４８ｌのｎ−ヘプタンを入れて着火し、上記の噴射方法で火炎基部を隙間なく取り囲んで消火したところ、消火時間と水使用量は、それぞれ１７秒、１３．６ｌであった。なお、ウォーターミストの噴射時の水圧力は０．９ＭＰａ、水流量は４８ｌ／ｍｉｎであり、ノズル出口から２０ｃｍの距離でのウォーターミストの放射流速は５ｍ／ｓであった。

参考例２
図２に記載のように、直径１４４０ｍｍ、深さ３００ｍｍの円形の油槽を用意し、油槽の縁から９９０ｍｍ上方の水平面上で火炎中心軸（油槽の垂直中心軸）を中心軸とする直径１２１０ｍｍの円上に均等に２４個のウォーターミスト発生ノズルを設置し、火炎中心軸に向けて水平面から３０°の噴射角度、６０°の噴射範囲で平均粒径１００μｍのウォーターミストを噴射できるようにした。次に、円形の油槽の深さ１５０ｍｍまでｎ−ヘプタンを入れて着火し、上記の噴射方法で燃焼面及び火炎基部ではなく火炎中心軸に向かってウォーターミストを噴射して消火したところ、消火時間は２１秒であった。なお、ウォーターミストの噴射時の水圧力は０．９ＭＰａ、水流量は４８ｌ／ｍｉｎであり、水使用量は１６．８ｌであった。

実施例１
図３に記載のように、直径１４４０ｍｍ、深さ３００ｍｍの円形の油槽を用意し、油槽の周囲に均等に２４個のウォーターミスト発生ノズルを設置し、油槽の中央上方に向けて３０°の噴射角度、６０°の噴射範囲で平均粒径１００μｍのウォーターミストを噴射できるようにするとともに、油槽の縁から９９０ｍｍ上方の水平面上で火炎中心軸（油槽の垂直中心軸）を中心軸とする直径１２５０ｍｍの円上に均等に１６個のウォーターミスト発生ノズルを設置し、火炎中心軸に向けて水平面から１５°の噴射角度、６０°の噴射範囲で平均１００μｍのウォーターミストを噴射できるようにした。次に、円形の油槽の深さ１５０ｍｍまでｎ−ヘプタンを入れて着火し、油槽の縁からの噴射を油槽の上方からの噴射より４秒速く開始して、上記の噴射方法で、油槽の周囲からの噴射では、火炎基部を隙間なく取り囲み、油槽の上方からの噴射では、燃焼面及び火炎基部ではなく火炎中心軸に向かってウォーターミストを噴射して消火したところ、消火時間は１３秒であった。なお、ウォーターミストの噴射時の水圧力は０．９ＭＰａ、水流量及び水使用量は、油槽の上方からの噴射では３２ｌ／ｍｉｎ，６．４ｌ、油槽の縁からの噴射では９．６ｌ／ｍｉｎ，２．１ｌであり、油槽の周囲に配置したノズル出口から２０ｃｍの距離でのウォーターミストの放射流速は３ｍ／ｓであった。

上記の参考例１、参考例２、及び実施例１の結果から明らかなように、油槽の縁からの放射や油槽の上方からの放射を単独で行なうより油槽の縁からの放射と油槽の上方からの放射の併用による消火方法の方が、少量の水での迅速な消火が可能である。

本発明の方法によれば、プール火災の消火がウォーターミストの側方流と下降流を併用することによって少ない水量で迅速かつ確実に行なうことができるので、プール火災が生じうる場所の消火に極めて有用である。

参考例１の消火方法の一例を示す概略図である。参考例２の消火方法の一例を示す概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図を示す。本発明の消火方法の一例を示す概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図を示す。

Claims

ウォーターミストによるプール火災の消火方法において、燃焼面の側方の複数箇所から燃焼面及び火炎基部に直接向けないが火炎中心軸のいずれかの位置に向けるようにしてプール火災の火炎基部をほぼ隙間なく取り囲むようにウォーターミストを放射すると共に、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けてウォーターミストを放射することによって消火することを特徴とする方法。
燃焼面の側方からのウォーターミストの放射は、燃焼面の上方からのウォーターミストの放射より先に行なわれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
燃焼面の周囲に、燃焼面を取り囲むようにウォーターミストを放射できるノズルを均等な間隔で複数箇所設け、それらのノズルを前記燃焼面より上方の火炎中心軸のいずれかの位置に向けるが燃焼面及び火炎基部に直接向けないようにしてウォーターミストを放射することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
燃焼面の上方の水平面上でかつ火炎中心軸を中心とする円上に、ウォーターミストを放射できるノズルを均等な間隔で複数箇所設け、それらのノズルを前記水平面より下方の火炎中心軸のいずれかの位置に向けるが燃焼面及び火炎基部に直接向けないようにしてウォーターミストを放射することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。