JP4776410B2

JP4776410B2 - 消火システム

Info

Publication number: JP4776410B2
Application number: JP2006081297A
Authority: JP
Inventors: 明彦横尾; 高志浅見; 眞志村田
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: JP2007252637A

Description

本発明は、タイヤ等のゴム製品やプラスチック製品等を貯蔵する倉庫の火災に対する消火システムに関する。

走行中車両がタイヤ火災を起こしたときには、その温度を検出してエンジンルームに消火剤を放出するといった従来の技術があったが、例えばタイヤを貯蔵するタイヤ倉庫やタイヤ流通センター等において火災が発生した場合には、消火栓や消火器で対応している（例えば特許文献１等）。

ところで、海外では、タイヤ倉庫の貯蔵量や貯蔵形態に応じて水スプリンクラーヘッド(ＥＳＦＲ：早期抑制速動型ＳＰ)や高膨張泡消火設備を設置するＮＦＰＡ(米国防火協会)やＦＭ（米国工場相互保険協会）などの基準がある。日本国内でも固定式ラック倉庫では、消防法令により一般の水スプリンクラーヘッドや高膨張泡消火設備を設置することになっている。
特開２０００−１９６０３２号公報

ところで、消火栓や消火器によりタイヤ倉庫、とりわけラック倉庫の火災に対処しようとすると次のような問題点が発生する。
（１）ゴム製のタイヤは部位によっては着火しやすく、一旦着火すると発熱量が大きい
ため消火栓や消火器では容易に消火できない。
（２）タイヤは一般的に複数段のラックの上に積まれている。下段のタイヤが燃焼する
と上段のタイヤへ延焼しやすく、消火活動は一層難しい。
（３）タイヤ燃焼と同時に、黒煙も多量発生する。黒煙は人間の消火活動に支障を与え
る。
（４）ゴムタイヤ表面は撥水性であるため、水のみでは撥かれてタイヤ表面を充分濡ら
すことが出来ず、充分な消火効果が望めない。
プラスチック製品のラック倉庫でもこれらとほぼ同様の問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ゴム製品やプラスチック製品の倉庫に好適な消火システムを提供することを目的とする。

本発明に係る消火システムは、消火区画の天井側に設けられ、該消火区画の火災の発生を検知する火災検知手段と、前記火災検知手段と同一消火区画に配置され、消火用水と泡消火薬剤とを混合して泡水溶液を生成する第１の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された複数のスプリンクラーヘッドと、該スプリンクラーヘッドと同一消火区画に配置され、消火用水と高膨張泡用泡消火薬剤とを混合して高膨張泡用水溶液を生成する第２の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された高膨張泡発生機と、前記火災検知手段と信号線を介して接続される消火設備制御盤と、を備えた消火システムにおいて、前記消火設備制御盤は、前記火災検知手段の出力により火災の発生が検知されると、前記第１の混合装置により生成された泡水溶液を前記スプリンクラーヘッドから散布させた後、前記第２の混合装置によって生成された高膨張泡用水溶液により前記高膨張泡発生機から高膨張泡を放出させる。

また、本発明に係る消火システムは、消火区画の天井側に設けられ、該消火区画の火災の発生を検知する火災検知手段と、前記火災検知手段と同一消火区画に配置され、消火用水と泡消火薬剤とを混合して泡水溶液を生成する第１の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された複数のスプリンクラーヘッドと、該スプリンクラーヘッドと同一消火区画に配置され、消火用水と高膨張泡用泡消火薬剤とを混合して高膨張泡用水溶液を生成する第２の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された高膨張泡発生機と、前記火災検知手段と信号線を介して接続される消火設備制御盤と、を備えた消火システムにおいて、前記スプリンクラーヘッドに接続された消火用水配管に、前記消火区画の各消火区画に対応する位置に区画選択弁をそれぞれ設け、前記消火設備制御盤は、前記火災検知手段の出力により火災の発生が検知されると、火災を検知した火災検知手段の消火区画に対応した前記区画選択弁を開放し、前記第１の混合装置により生成された泡水溶液を前記スプリンクラーヘッドから散布させた後、前記第２の混合装置によって生成された高膨張泡用水溶液により前記高膨張泡発生機から高膨張泡を放出させる。

本発明においては、消火用水と泡消火薬剤と混合して泡水溶液を生成された泡水溶液をスプリンクラーヘッドから製品に向けて放射するようにしているが、これによりゴム製品やプラスチック製品の倉庫に好適な消火システムが実現されている。即ち、大流量の消火剤を放射することができるので高い燃焼エネルギーを持つタイヤ火災等を短時間で抑制することができる。また、消火剤として泡消火薬剤を使用することで、表面張力が低下して泡水溶液が製品表面に沿って展開性(広がり)が良く、膜形成に優れているので、冷却効果が高く、燃焼面の被覆による窒息効果もよい。さらに、泡水溶液が製品と衝突して二次発泡した泡の被覆となることにより、製品表面における滞留時間が長くなり、継続的な冷却・窒息と再着火防止により消火効率が向上する等により消火効果が優れたものとなっている。

また、本発明においては、上記のように、大容量スプリンクラーヘッドにより泡水溶液を放出することにより、高い燃焼エネルギーを持つタイヤ火災等の火災を短時間で抑制するとともに、高膨張泡を放出しており、これにより例えばラック下段の火災タイヤ等を埋めるようにすることによりタイヤ内部空洞の火災を消すことができ、横方向の延焼を阻止することができる。特に、タイヤのラック火災の場合の場合には、ラックの下段に着火した火災は、タイヤ内部を横に延焼しつつ、上段へはタイヤの側面を伝って延焼していきやすい傾向があるが、泡水溶液による消火効果により例えば上段側のタイヤ側面の火災を短時間で抑制して、火災をラック下段のタイヤ内部の火災に限定することができる。そして、ラック下段に限定された火災は、高膨張泡により容易に消火される。また、高膨張泡発生機を区画放射方式の大流量スプリンクラーヘッドと連動させた場合には、火災が発生したラック近傍に位置する高膨張泡発生機だけを起動するようにするため、倉庫または防火区画の全域で高膨張泡を放出するより効率的である。

実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る消火システムの構成図である。同図において、倉庫１は壁など区切られていない一つの倉庫又は耐火壁等で複数に仕切られた防火区画のうち一つの区画を示している。倉庫１内には可燃性収納物ラック２が複数台配置されており、この可燃性収納物ラック２にはタイヤが載置される。可燃性収納物ラック２の上部（倉庫１の天井側）には火災検知器３が各消火区画に対応してそれぞれ配置されている。火災検知器３の出力は火災受信機４に出力され、火災受信機４は火災検知器３の出力に基づいて火災警報を発するとともに火災表示をし、更に消火設備制御盤５に火災発生信号を出力する。水槽６には消火用水が貯蔵され、加圧送水装置（ポンプ）７が消火設備制御盤５からの制御指令に基づいて消火用水を汲み上げて送り出す。この加圧送水装置（ポンプ）７からの消火用水は、泡消火薬剤タンク８の泡消火薬剤と混合装置９で混合されて消火用水配管１０に送り出される。泡消火薬剤タンク８の泡消火薬剤は、例えば水成膜泡、合成界面活性剤、たん白泡等の各種のものが使用される。また、混合濃度は、例えば水成膜泡消火薬剤の場合には泡水溶液の表面張力と放射パターンの縮み方から0.1%以上3.0%以下であれば良く、好ましくは0.3%から2.0%、より好ましくは0.5から1.0%であれば良い（この根拠は後述の図３及び図４により説明する）。また、この泡消火薬剤タンク８は、加圧送水装置（ポンプ）７による送水圧力がタンク８に加圧すると、泡消火薬剤を送出する構成になっている。

消火用水配管１０には、各消火区画に対応して区画選択弁１１及び開放型のスプリンクラーヘッド（以下、ＳＰヘッドという）１２が取付けられており、消火区画単位で消火がなされる。ＳＰヘッド１２には例えば大流量ＳＰヘッド（１１４〜４００Ｌ／ｍｉｎ）が用いられ、泡水溶液（例えば泡原液１％）を放射して、火災タイヤに直接散布する。上記の加圧送水装置（ポンプ）７と混合装置９との間には仕切り弁（平常時：開）１３が設けられており、点検時などに仕切り弁１３を閉じることにより、加圧送水装置（ポンプ）７と混合装置９側とを遮断することができる。火災検知器３と火災受信機４とは火災検知器配線１４で接続されており、火災検知器３の検知出力が火災検知器配線１４を介して火災受信機４に供給される。消火設備制御盤５と区画選択弁１１とは区画選択弁配線１５で接続されており、消火設備制御盤５からの制御信号が区画選択弁配線１５を介して区画選択弁１１に供給される。また、消火設備制御盤５と加圧送水装置（ポンプ）７とはポンプ制御配線１６で接続されており、消火設備制御盤５からの制御信号（起動信号）がポンプ制御配線１６を介して加圧送水装置（ポンプ）７に供給される。

また、本実施形態１において、加圧送水装置（ポンプ）７とは別の高膨張泡用ポンプ１７が設けてられており、加圧送水装置（ポンプ）１７と消火設備制御盤５とはポンプ制御配線１６ａで接続されており、消火設備制御盤５からの制御信号（起動信号）がポンプ制御配線１６ａを介して加圧送水装置（ポンプ）１７に供給される。このポンプ１７から送水された消火用水は、高膨張泡用泡消火薬剤タンク１８からの高膨張泡用泡消火薬剤と、高膨張泡用混合装置１９で混合されて消火用水配管１０ａに供給される。なお、高膨張泡用ポンプ１７と高膨張泡用混合装置１９との間には仕切り弁（平常時：開）１３ａが設けられており、点検時などに仕切り弁１３ａを閉じることにより、高膨張泡用ポンプ１７と高膨張泡用混合装置１９側とを遮断することができる。消火用水配管１０ａには区画選択弁１１ａを介して高膨張泡発生機２０が接続されている。また、火災受信機４には手動起動装置２１が接続さており、消火用水配管１０には流水検知装置２２が取付けられている。流水検知装置２２の検知出力（作動信号）は火災受信機４に供給される。また、加圧送水装置（ポンプ）７の出側にはポンプ起動用圧力スイッチ２３が取り付けられており、ポンプ起動用圧力スイッチ２３が消火用水配管１０内の圧力を検出して消火設備制御盤５に出力する。なお、本実施形態１においては、平常時には、混合装置９で混合生成された泡水溶液が消火用水配管１０に充填されているものとする。可燃収納物ラック２は、通常金属性のパイプをフレームとして形成されている。ラック上に積まれるタイヤは、図示しないが、ドーナツの形状を有し、タイヤ同士が肩並びのように縦置きされている。そのため、タイヤ火災が発生すると、上記ドーナツで形成された空洞には燃焼が早く、且つ横に延焼しやすいという特徴がある。

図２は図１の消火システムの処理過程を示したフローチャートである。
図１の倉庫１内でタイヤが何らかの原因で燃えて火災が発生すると、火災検知器３が作動して検知信号を火災受信機４に出力する（Ｓ１１）。火災受信機４は火災検知器３からの火災検知信号を入力すると、その火災検知信号に基づいて火災警報を発するとともに火災表示をし、更に消火設備制御盤５に火災発生信号を出力する（Ｓ１２）。消火設備制御盤５は、火災表示をするとともに（Ｓ１３）、火災を検知した火災検知器３に対応する泡水溶液区画の区画選択弁１１及び高膨張泡区画の区画選択弁１１ａを開放する（Ｓ１４，Ｓ３１）。泡水溶液区画の区画選択弁１１を開放することにより該当する区画のＳＰヘッド１２から、消火用水配管１０に予め充填しておいた泡水溶液が放射される（Ｓ１５）。消火用水配管１０内の泡水溶液がＳＰヘッド１２から放射されることにより、泡水溶液が消火用水配管１０内を移動して流水検知装置２２が作動し（Ｓ１６）、流水検知装置２２の作動信号が火災受信機４に入力する。火災受信機４はその作動信号が入力するとそれを消火設備制御盤５に出力する。

ＳＰヘッド１２から泡水溶液が放射されることにより消火用水配管１０内の圧力が低下すると（Ｓ１７）、これによりポンプ起動用圧力スイッチ２３が作動する（Ｓ１８）。消火設備制御盤５は、流水検知装置２２の作動信号を入力した後にポンプ起動用圧力スイッチ２３の作動信号が入力すると、加圧送水装置（ポンプ）７を起動させて水槽６の消火用水を送水する（Ｓ１９，Ｓ２０）。また、この加圧送水装置（ポンプ）７の起動により泡消火薬剤タンク８が加圧され（Ｓ２１）、泡消火薬剤が送り出される（Ｓ２２）。混合装置９は、水槽６からの消火用水と泡消火薬剤タンク８からの泡消火薬剤とを混合して泡水溶液を継続して送出する（Ｓ２３）。これによりＳＰヘッド１２から泡水溶液が放射されて消火活動が継続する（Ｓ２４）。

また、消火設備制御盤５は高膨張泡区画の区画選択弁１１ａを開放した（Ｓ３１）後に、高膨張泡用ポンプ１７を起動させて水槽６の消火用水を送水する（Ｓ３２，Ｓ３３）。この高膨張泡用ポンプ１７の起動により高膨張泡用泡消火薬剤タンク１８が加圧され（Ｓ３４）、高膨張泡用泡消火薬剤が送り出される（Ｓ３５）。高膨張泡用混合装置１９は、水槽６からの消火用水と高膨張泡用泡消火薬剤タンク１８からの高膨張泡用泡消火薬剤とを混合して泡水溶液を継続して送出する（Ｓ３６，Ｓ３７）。これにより高膨張泡発生機２０は高膨張泡を生成して放出する（Ｓ３８）。

以上のようにして、ＳＰヘッド１２から泡水溶液が放射されるとともに、高膨張泡発生機２０から高膨張泡が放出されることにより、消火活動が継続して消火に至る。なお、上記の説明においては、火災検知器３が作動する例について説明したが、作業員等により火災を発見した場合には、手動起動装置２１を操作することにより（Ｓ１１ａ）、火災受信機４がその起動信号を取り込むことにより上記の例の同様な動作が得られる。

ところで、消火用水に泡消火薬剤を添加する効果は、それに含有される界面活性剤により水溶液の表面張力を低下させて対象物表面を濡らすこと及び適度に発泡させた泡による表面の被覆にある。
図３は水成膜泡消火薬剤を添加した場合の添加濃度と泡水溶液の表面張力を測定した例である。これによると，水成膜泡消火薬剤を0.1%添加しただけで表面張力が水(＝泡消火薬剤濃度０％)の半分程度まで低下している。この程度まで表面張力が低下すれば、ゴムタイヤなどの表面での濡れ性は充分である。一方、本実施形態１の消火システムでは各種のＳＰヘッドが泡水溶液放射用ヘッドとして使用できるが，図４はその1例のヘッドで水成膜泡消火薬剤水溶液を放射した場合の、各添加濃度における有効散水半径の水(＝泡消火薬剤濃度０％)の有効散水半径との比率を示したグラフである。これによると、泡消火薬剤添加濃度が高くなるほどヘッドのデフレクターで発泡して散水半径が狭くなるため、それに伴ってスプリンクラーヘッドの設置間隔を狭くしなければならなくなる。そのため、添加濃度は実用上3%以下であることが望ましい。以上により、泡消火薬剤濃度は、0.1%から3.0%であることが望ましく、好ましくは0.3%から2.0%、より好ましくは0.5%から1.0%であれば良い。

以上のように本実施形態１においては、ＳＰヘッド１２として大流量ＳＰヘッドを用いたことにより、従来のＳＰヘッドより大流量の消火剤を放射することができ、高い燃焼エネルギーを持つタイヤ火災を短時間で抑制することができる。このため、一般のＳＰヘッドよりも流量の大きいＥＳＦＲヘッド等を使用することが好ましい。

また、消火剤として泡消火薬剤を添加・混合した泡水溶液を使用している。この泡水溶液は、添加される界面活性剤の効果により表面張力が低くなり、ゴムタイヤ表面での濡れ性が良いためタイヤ表面に沿って展開性（広がり）が良く、膜形成に優れているので、水に比べて冷却効果が高く燃焼面の被覆による窒息効果もよい。加えて、放射された泡水溶液の液滴がタイヤ表面に衝突して二次発泡した泡の被膜となることにより、タイヤ表面における滞留時間が長くなり継続的な冷却・窒息と、ゴムタイヤが熱分解して発生する可燃性ガスの遮断による再着火防止効果が期待できる、といった特徴があるため、消火効果が優れている。

また、本実施形態１においては、ＳＰヘッド１２により泡水溶液を放出することにより、高い燃焼エネルギーを持つタイヤ火災を短時間で抑制するとともに、高膨張泡を放出するようにして例えばラックの下段から火災タイヤを埋めるようにしており、このため、タイヤ内部空洞の火災を消すことができ、横方向の延焼を阻止することができる。特に、ラックの下段のタイヤに着火した火災は、タイヤ内部を横に延焼しつつ、上段へはタイヤの側面を伝って延焼していきやすい傾向がある。そのために、泡水溶液の水より優れた消火効果によりラック上段のタイヤ側面の火災を短時間で抑制して、火災をラック下段のタイヤ内部の火災に限定することができる。そして、ラック下段に限定された火災は、高膨張泡により容易に消火される。

なお、高膨張泡はＳＰヘッド１２による泡水溶液の放射と同時に放出してもよいが、上述の理由により、泡水溶液により上段のタイヤ火災が抑制されてから高膨張泡を放出するようなシステムにしてもよい。この場合には、消火設備制御盤５は区画選択弁１１を開放する制御信号を出力してから所定時間経過した後に、区画選択弁１１ａを開放する制御信号を出力する。

また、本実施形態においては、高膨張泡発生機２０を上記のＳＰヘッド１２と連動させて火災が発生したラック近傍に位置する高膨張泡発生機２０だけを起動するようにしているため（区画放射方式の採用）、倉庫または防火区画の全域で高膨張泡を放出するよりは効率的である。この場合に、ラックのパイプを遮蔽板等の設置により区画化したり、ラックの周囲を金網など囲んだりすることにより、高膨張泡が火災タイヤを埋めやすく全域放射と同様な消火効果が得られる。

上記のことは、プラスチック製品の火災に対しても同様のことが期待できるので、本発明はプレスチック製品を貯蔵する倉庫においても同様に適用される。また、ポリエチレン(PE) やポリプロピレン(PP)は燃焼すると、溶解して油火災に似た液体火災になるため、水による消火はかえって火災を煽る場合がある。そのため、泡が油面を覆って油火災を消火するのと同様に、このようなプラスチック類の火災の消火にも泡水溶液が適している。

なお、本実施形態１においては、ＳＰヘッド１２としては開放型のものを使用することを前提に説明したが、火災検知手段として兼用される閉鎖型のＳＰヘッドを使用してもよいことは言うまでもない。

実施形態２．
図５は本発明の実施形態２に係る消火システムのシステムの構成図である。なお、同図において、倉庫１は、図１の場合と同様に、壁など区切られていない一つの倉庫又は耐火壁等で複数に仕切られた防火区画のうち一つの区画を示している。本実施形態２は、高膨張泡の放出に関して、倉庫１を１つの消火区画とし、倉庫１の全域に対して高膨張泡発生機２０から一斉に高膨張泡を放出するようにしたものである。このため、本実施形態２の消火システムにおいては、図１の実施形態１の高膨張泡用区画毎の区画選択弁１１ａを設けずに、各高膨張泡発生機２０を消火用水配管１０ａに接続し、そして、仕切り弁１３ａの代わりに、高膨張泡用一斉開放弁２４を消火用水配管１０ａに取り付けている。

図６は図５の消火システムの処理過程を示したフローチャートである。本実施形態においては、区画選択弁１１ａを設けずに、高膨張泡用一斉開放弁２４を設けており、図５のフローチャートにおいては、図２の区画選択弁１１ａの開放処理（Ｓ３１）の代わりに、高膨張泡用一斉開放弁２４を開放する（Ｓ３１ａ）という点を除いて、その他は図２の処理と同一であり、高膨張泡の放出に関しては倉庫１の全域に放出され、高膨張泡がラックの火災タイヤを埋めるように作用することにより、タイヤ内部空洞の火災を消すことができ、横方向の延焼を阻止することができる。

本発明の実施形態１に係る消火システムのシステムの構成図である。図１の消火システムの処理過程を示したフローチャートである。水成膜泡消火薬剤を添加した場合の添加濃度と泡水溶液の表面張力を測定した特性図である。水成膜泡消火薬剤水溶液を放射した場合の、各添加濃度における有効散水半径の水の有効散水半径との比率を示した特性図である。本発明の実施形態２に係る消火システムのシステムの構成図である。図５の消火システムの処理過程を示したフローチャートである。

符号の説明

１倉庫、２可燃性収納物ラック、３火災検知器、４火災受信機、５消火設備制御盤、６水槽、７加圧送水装置（ポンプ）、８泡消火薬剤タンク、９混合装置、１０，１０ａ消火用水配管、１１，１１ａ区画選択弁、１２ＳＰヘッド、１３，１３ａ仕切り弁、１４火災検知器配線、１５区画選択弁配線、１６，１６ａポンプ制御配線、１７高膨張泡用ポンプ、１８高膨張泡用泡消火薬剤タンク、１９高膨張泡用混合装置、２０高膨張泡発生機、２１手動起動装置、２２流水検知装置、２３ポンプ起動用圧力スイッチ、２４高膨張泡用一斉開放弁。

Claims

消火区画の天井側に設けられ、該消火区画の火災の発生を検知する火災検知手段と、
前記火災検知手段と同一消火区画に配置され、消火用水と泡消火薬剤とを混合して泡水溶液を生成する第１の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された複数のスプリンクラーヘッドと、
該スプリンクラーヘッドと同一消火区画に配置され、消火用水と高膨張泡用泡消火薬剤とを混合して高膨張泡用水溶液を生成する第２の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された高膨張泡発生機と、
前記火災検知手段と信号線を介して接続される消火設備制御盤と、
を備えた消火システムにおいて、
前記消火設備制御盤は、前記火災検知手段の出力により火災の発生が検知されると、前記第１の混合装置により生成された泡水溶液を前記スプリンクラーヘッドから散布させた後、前記第２の混合装置によって生成された高膨張泡用水溶液により前記高膨張泡発生機から高膨張泡を放出させることを特徴とする消火システム。
消火区画の天井側に設けられ、該消火区画の火災の発生を検知する火災検知手段と、
前記火災検知手段と同一消火区画に配置され、消火用水と泡消火薬剤とを混合して泡水溶液を生成する第１の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された複数のスプリンクラーヘッドと、
該スプリンクラーヘッドと同一消火区画に配置され、消火用水と高膨張泡用泡消火薬剤とを混合して高膨張泡用水溶液を生成する第２の混合装置の二次側に消火用水配管を介して接続された高膨張泡発生機と、
前記火災検知手段と信号線を介して接続される消火設備制御盤と、
を備えた消火システムにおいて、
前記スプリンクラーヘッドに接続された消火用水配管に、前記消火区画の各消火区画に対応する位置に区画選択弁をそれぞれ設け、
前記消火設備制御盤は、前記火災検知手段の出力により火災の発生が検知されると、火災を検知した火災検知手段の消火区画に対応した前記区画選択弁を開放し、前記第１の混合装置により生成された泡水溶液を前記スプリンクラーヘッドから散布させた後、前記第２の混合装置によって生成された高膨張泡用水溶液により前記高膨張泡発生機から高膨張泡を放出させることを特徴とする消火システム。