JP2023014504A - 泡消火剤混合器 - Google Patents

Abstract

【課題】水源の圧力にかかわらず水と泡消火剤を適切な比率で混合することができる泡消火剤混合器を提供する。
【解決手段】本発明の泡消火剤混合器はポンププロポーショナー方式の泡消火装置に用いられる泡消火剤混合器である。ベンチュリー管の一次側スロート１４ａと二次側スロート１４ｂとの間に外部と連通する薬剤吸引室１４ｃが設けられており、１＜（二次側スロート１４ｂの最小径Ｄ２）／（一次側スロート１４ａの最小径Ｄ１）＜３とされている。
【選択図】図３

Description

本発明は泡消火薬剤と水を混合するための泡消火剤混合器に関し、消防車に好適に用いることができる。

従来から消防車に搭載される消火装置として、泡消火装置が知られている。泡消火装置では、泡消火薬剤を所定の比率で水と混合して泡消火薬剤水溶液とし、さらに、これを発泡器で発泡させてから火元に放出し、油火災をはじめとする危険物火災の消火を行う。

泡消火装置では、泡消火薬剤を所定の割合で水と混合するために、泡消火剤混合器が用いられる。泡消火剤混合器としては、ベンチュリー管の一次側スロートと二次側スロートとの間に外部と連通する薬剤吸引室が設けられた混合装置が知られている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。これらの混合器では、一次側スロートから水を供給すれば薬剤吸引室が負圧となり、泡消火薬剤が吸引されて水と混合され、泡消火剤水溶液となって二次側スロートから排出される。

泡消火剤混合器を用いた泡消火装置として、図１に示すポンププロポーショナー方式の泡消火装置が知られている。この泡消火装置では送水管１の途中にポンプ２が設けられており、ポンプ２を駆動させることにより、水源からの水を放水側に送り出すことが可能とされている。また、送水管１には、ポンプ２の吐出側と吸引側にバイパス管３が接続されており、泡消火薬剤を混合させて消火活動を行う場合は、ポンプ２を駆動した後、開閉弁３ａを開くことによって水がバイパス管３を循環するようにされている。バイパス管３の途中にはベンチュリー管４が設けられており、一次側スロート４ａと二次側スロート４ｂとの間に泡消火薬剤を供給するための消火薬剤供給管５が接続されている。

ポンププロポーショナー方式の泡消火装置では、ポンプ２を駆動させることにより水源からの水が送水管１を経て吐出側に送り出されるとともに、開閉弁３ａを開くことで、吐出水の一部がバイパス管３に入り循環する。そして、バイパス管３の途中にあるベンチュリー管４によって泡消火薬剤が吸引されて水と混合し、泡消火剤水溶液となってポンプ２の吸引側から送水管１に注入され、吐出側に送られる。そして、発泡器で発泡したのち、泡が火元に放出される。

ポンププロポーショナー方式の泡消火装置では、ベンチュリー管４が送水管１ではなくバイパス管３の途中に設けられているため、ポンプ能力（水頭・送水量）を犠牲にすることなく泡消火剤水溶液を圧送することができる。このため、泡消火剤水溶液の圧送についても、配管やホースの圧損がある程度大きくても先端のノズルの放射圧力が確保できる利点を有する。また、泡消火薬剤を圧入するための動力源を別途に設ける必要がないという利点もある。

実開昭５５－０３７６０４号公報 実開平０４－７００５２号公報

しかし、上記従来の泡消火剤混合器では、水源からの供給圧力が変化すると、水と泡消火薬剤の混合ができなくなったり、混合比率が変化し、消火に適した混合比率からずれたりしてしまうという問題があった。特に消防車の場合には、圧力がかからない搭載貯留タンク水や貯水池の水、高い圧力がかかる消火栓からの送水など、水源がさまざまであるため、適切な混合比率とすることが難しく、問題となっていた。さらに、バイパス管の圧力損失も適切な混合に影響することがあり、その影響を小さくするためにポンププロポーショナーの配置位置を決めると、消火活動時に混合率を調整する調整弁のつまみを操作しにくいという問題もあった。本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、水源の圧力にかかわらず水と泡消火薬剤を適切な比率で混合することができる泡消火剤混合器を提供することを課題としている。

本発明者は、ポンププロポーショナー方式の泡消火装置における上記従来の問題点について鋭意研究を行った。その結果、ポンププロポーショナー方式の泡消火装置に用いられる泡消火剤混合器において、ベンチュリー管の一次側スロートの最小径Ｄ１と、二次側スロートの最小径Ｄ２の割合を所定の範囲にすれば、上記従来の問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の泡消火剤混合器は、ポンププロポーショナー方式の泡消火装置に用いられる泡消火剤混合器であって、ベンチュリー管の一次側スロートと二次側スロートとの間に外部と連通する薬剤吸引室が設けられており、１＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜３とされていることを特徴とする。

発明者の試験結果によれば、（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）の値が１未満であると薬剤吸引室が負圧にならず、泡消火薬剤を供給することができなくなる。このため、（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）の値を１以上として薬液吸引室を負圧とする必要がある。また、有圧消火栓のように水源の供給圧力が高い場合は、ポンプ吸引側に連通する二次側スロート下流域の圧力も上昇するため、薬液吸引室が負圧とならずに泡消火薬剤が吸引できなくなる。このため、（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）の値を大きくするとよいが、当該値が３以上となった場合は、やはり薬剤吸引室に発生する負圧が弱くなり、安定した泡消火薬剤の吸引ができなくなる。したがって、１＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜３とする必要がある。さらに好ましいのは１．２＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜２の範囲である。

水源からの供給圧力が高い場合でも薬液吸引室を負圧に保持するためには、ポンプの吐出側と連通するベンチュリー管の一次側スロート上流域の圧力を上昇させることが好ましい。ベンチュリー管の一次側スロート上流域の圧力はポンプ吐出側に接続される泡発生器や放水器具の使用圧力と概ね同等であり、その値は概ね０．４メガパスカルから１．４メガパスカルの範囲である。一次側スロート上流域の圧力が０．４メガパスカルであった場合において薬剤吸引室が負圧を保持するためには１．２＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜２が好適な範囲となる。この範囲であれば、一次側スロート上流域の圧力が０．４メガパスカルであっても、二次側スロート下流域の圧力が０．２メガパスカルより小さければ泡消火薬剤を吸引できる。

薬液吸引室には外部と連通する薬剤供給管が接続されており、連通管には薬液の流量を調整可能とする調整弁が設けられていることが好ましい。こうであれば、水と泡消火薬剤との混合比率をさらに適切な値に調整することが可能となる。この場合において、調整弁の弁体はユニバーサルジョイントを介して調整ダイヤルに接続されており、調整ダイヤルを回すことにより調整弁の調整が可能とされていることが好ましい。こうであれば、調整弁から離れた位置からでも調整ダイヤルを調整することができるため、作業者は作業のやりやすい位置において混合比率の調整を容易に行うことができる。

様々な使用態様におけるプロポーショナー方式の泡消火装置の模式図である。 実施例１の泡消火剤混合器を用いた泡消火装置の模式図である。 実施例１の泡消火剤混合器の一部断面図である。 実施例１の泡消火剤混合器の平面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を説明する。
（実施例１）
実施例１の泡消火剤混合器は、消防車に搭載されるポンププロポーショナー方式の泡消火装置において、泡消火薬剤と水を混合する目的で設置される。図２に示すように、この泡消火装置１０では送水管１１の途中にポンプ１２が設けられており、ポンプ１２を駆動させることにより、様々な水源から放水側に水を送ることが可能とされている。水源としては、消防車に搭載されている貯水タンク、火災現場付近の消火栓、河川・湖沼・貯水槽などの水を利用可能とされている。また、送水管１１にはポンプ１２の吐出側と吸引側にバイパス管１３が接続されており、泡による消火活動を行う場合は、ポンプ１２を駆動した後、バイパス管１３中に設けた開閉弁１３ａを開くことによって送水管１１中の水の一部がポンプ１２の流出側のバイパス管１３に流入し、泡消火剤混合器１４を通って循環するようになっている。

実施例１の泡消火剤混合器１４はバイパス管１３の途中に設けられており、ベンチュリー管を構成している。図３に示すように、泡消火剤混合器１４の一次側スロート１４ａと二次側スロー１４ｂとの間には、外部と連通する薬剤吸引室１４ｃが設けられており、薬剤吸引室１４ｃは泡消火薬剤を吸引するための泡消火薬剤供給管１５が接続されている。泡消火薬剤供給管１５は泡消火薬剤を貯留する薬剤貯留槽１６（図２）に接続されている。一次側スロート１４ａの管径は下流側に向かって縮径されており、最小径はＤ１となっている。また、二次側スロート１４ｂは上流側に向かって縮径されており、最小径はＤ２となっている。

また、図４に示すように、泡消火剤混合器１４と泡消火薬剤供給管１５との間には泡消火薬剤の吸引量を調整可能とするリフト式又は回転式の調整弁１７が設けられている。調整弁１７にはユニバーサルジョイント１８が接続されており、ユニバーサルジョイント１８の他端は回転式の調整ダイヤル１９に接続されている。調整ダイヤル１９を回転させることにより、ユニバーサルジョイント１８が回転し、調整弁１７内の図示しない弁体が移動して流路面積が変化するようになっている。調整ダイヤル１９には目盛りが付されており、操作者は目盛りを合わせることにより、水と泡消火薬剤の混合割合を所定の値となるように調整することが可能とされている。

（使用方法）
図２に示す泡消火剤混合装置１０を搭載した消防車は、火災現場に到着後、現場の状況に応じて水源（例えば消火栓、河川、貯水槽、消防車に搭載した貯水槽など）を選択した後、給水に必要な準備（ホースの接続・展張など）を行う。その後ポンプ１２を駆動し、水源からの水を送水管１１に流入させる。泡による消火活動を行う場合は、バイパス管１３に設けた開閉弁１３ａを開いてポンプ１２より流出した一部の水をバイパス管１３に流入させる。流入した水は、図３に示す泡消火剤混合器１４の一次側スロート１４ａに入り、薬剤吸引室１４ｃ、二次側スロート１４ｂを経てバイパス管１３に送水され、ポンプ１２の吸引側で再び送水管１１に流入する。泡消火剤混合器１４はベンチュリー管を構成しており、通水すると薬液貯留槽１６（図２）の泡消火薬剤が薬剤吸引室１４ｃに流入し、水と混合されて泡消火剤水溶液となって二次側スロート１４ｂ、バイパス管１３を介してポンプ１２の吸引側から送水管１１に流入する。そして、再びポンプ１２により吐出側の送水管１１を介して泡発生器や放水器具に送られ、火元に向かって泡や泡消火薬剤水溶液が放出される。

以上のように構成された実施例１の泡消火剤混合器１４において、（二次側スロート１４ｂの最小径Ｄ２）／（一次側スロート１４ａの最小径Ｄ１）の値を変化させた。その結果、（二次側スロート１４ｂの最小径Ｄ２）／（一次側スロート１４ａの最小径Ｄ１）の値が１未満であると、薬剤吸引室１４ｃに負圧が発生せず、泡消火薬剤を吸引することができなくなった。これに対して、水源が貯水タンクのように供給圧力が低い場合、（二次側スロート１４ｂの最小径Ｄ２）／（一次側スロート１４ａの最小径Ｄ１）の値を１以上とすれば、薬液吸引室１４ｃに負圧が発生し、泡消火薬剤を吸引することができることが分かった。しかしながら、水源が有圧消火栓のように供給圧力が高い場合には、ポンプ１２の吸引側に連通する二次側スロート１４ｂの下流域の圧力も上昇し、薬液吸引室１４ｃに発生する負圧も小さくなるため、泡消火薬剤を吸引しなくなるのを防ぐために（二次側スロート１４ｂの最小径Ｄ２）／（一次側スロート１４ａの最小径Ｄ１）の値を１よりさらに大きくする必要があった。しかしながら、（二次側スロート１４ｂの最小径Ｄ２）／（一次側スロート１４ａの最小径Ｄ１）の値が３以上となると、薬剤吸引室１４ｃに発生する負圧が小さくなり、安定した泡消火薬剤の吸引ができなくなった。

水源からの供給圧力が上昇したときでも泡消火剤混合器１４内の薬液吸引室１４ｃに負圧を発生させるためには、泡消火剤混合器１４に流入するときの圧力（ポンプ１２の吐出圧力）を上昇させることが好ましい。泡消火剤混合器１４に流入するときの圧力は、ポンプ１２の吐出側に接続される泡発生器や放水器具の放水圧力と概ね同等であり、その値は概ね０．４メガパスカルから１．４メガパスカルの範囲である。すなわち、泡消火剤混合器１４に流入する圧力が０．４メガパスカルであっても、薬剤吸引室１４ｃを負圧とするためには、１．２＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜２の範囲が好適である。この範囲であれば、一次側スロート１４ａの上流域の圧力が０．４メガパスカルであっても、二次側スロート１４ｂの下流域の圧力が０．２メガパスカルより小さければ泡消火薬剤を吸引できる。

実施例１の泡消火剤混合器を用いて泡による消火活動を行う場合は、火災の形態や燃えているものに応じて、泡消火薬剤の種類や混合比率を切り替えて使用することができる。例えば、木材や紙くずなどの一般火災にあっては、合成界面活性剤泡消火薬剤を概ね０．０８～０．５％の少量混合させた水溶液を放射することで、水よりも浸透性を高め、消火効率を高めることができる。また、ガソリンや灯油などの危険物火災の場合は、たん白泡消火薬剤や水成膜泡消火薬剤を概ね３％混合させた水溶液を発泡させて放射することで、危険物の表面を泡で被覆して消火の効率を高めることができる。

泡発生器や放水器具は、火災規模に応じて、使用する本数や放出量が異なるため、送水管１１を流れる量も変化し、小中規模の消防自動車の場合は、概ね毎分１００リットルから毎分２４００リットルの範囲とされる。また、火災形態や燃焼物に応じて、泡消火薬剤の混合割合が適切な値になるように、調整弁１７によって調整することが好ましい。具体的には、一般火災の場合は０．０８～０．５％の混合比率、危険物火災の場合はおよそ３％の混合比率で水溶液になるように調整することが好ましく、その範囲での調整が可能とされている。

・調整弁１７による調整方法
調整弁１７による吸引量の調整方法は、調整ダイヤル１９を所定の目盛位置に合わせることにより行う。調整ダイヤル１９を回転させることにより、ユニバーサルジョイント１８を介して調整弁１７内の弁体が移動して泡消火薬剤の吸引量が調整される。目盛りには、使用する泡消火剤水溶液量や混合比率が記載されているため、操作者は水と泡消火薬剤との混合比率の調整を容易に行うことができる。また、調整弁１７内の弁体はユニバーサルジョイント１８を介して調整ダイヤル１９に接続されているため、遠隔で操作でき、消防車の設計における泡消火剤混合器１４の設置位置の自由度を向上させることができる。

この発明は上記発明の実施の態様及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

１０…泡消火装置、１，１１…送水管、２，１２…ポンプ、
３，１３…バイパス管、３ａ，１３ａ…開閉弁、４，１４…泡消火剤混合器（１４ａ…一次側スロート，１４ｂ…二次側スロート，１４ｃ…薬剤吸引室）、５，１５…泡消火薬剤供給管、１６…薬剤貯留槽、１７…調整弁、
１８…ユニバーサルジョイント、１９…調整ダイヤル

Claims (4)

1. ポンププロポーショナー方式の泡消火装置に用いられる泡消火剤混合器であって、
   ベンチュリー管の一次側スロートと二次側スロートとの間に外部と連通する薬剤吸引室が設けられており、１＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜３とされている泡消火剤混合器。
2. １．２＜（二次側スロートの最小径Ｄ２）／（一次側スロートの最小径Ｄ１）＜２とされている請求項１記載の泡消火剤混合器。
3. 前記薬液吸引室には外部と連通する薬剤供給管が接続されており、該連通管には薬液の流量を調整可能とする調整弁が設けられている請求項１または２に記載の泡消火剤混合装置。
4. 前記調整弁の弁体はユニバーサルジョイントを介して調整ダイヤルに接続されており、該調整ダイヤルを回すことにより該調整弁の調整が可能とされている請求項３に記載の泡消火剤混合装置。

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