JP2005531350A - 消火のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、消火媒体が噴霧ヘッドによって空間の中に噴霧される、空間特にトンネルまたは同等物内で消火するための方法に関する。本方法の第１段階においては、火災によって発生する熱ガスの流れと温度が、空間の中へ消火媒体を噴霧することによって、特に空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテン（７）を作り出すことによって影響を受け、空間における少なくともいくつかの噴霧ヘッド（１１、１２）が予備作動して準備状態になり、第２段階では少なくとも１つの噴霧ヘッドが作動して消火媒体の噴霧を生成する。本発明はまたこのための装置にも関する。

Description

本発明は、消火媒体が噴霧ヘッドによって空間の中に噴霧される、空間特にトンネルまたは同等物内で消火するための請求項１のプリアンブルに定義された方法に関する。
本発明はまた、請求項１１のプリアンブルに定義された消火装置にも関する。

最近、道路トンネルや鉄道トンネルおよび同等物などのトンネル内での消防の問題が持ち上がっている。トンネルには一般に恒久的な消火システムがないので、トンネル内でいくつかの破壊的な火災が発生している。従来、想像できる消火システムは、スプリンクラシステムもしくはゾーン単位で起動する噴霧システムのいずれかである。スプリンクラシステムでは、スプリンクラが熱の作用によって個別に起動する。トンネルへの適用では、スプリンクラは、熱ガスが急速に伝播する結果として実際の火災現場から離れていても多くのスプリンクラが起動するという問題を伴う。したがってポンプのサイズと、これに応じて管のサイズを非常に大きな区域のために設計しなければならず、このシステムが実用的には実現不可能になる。ゾーン単位で起動するシステムでは、トンネルは複数のゾーンに分かれており、火災検知に基づく信号が１つのゾーンから受信されると、ゾーン全体が起動する。これらのシステムによる問題点は、正しい火災位置をどのようにして突き止めるかである。煙や熱の急速な伝播によって、間違った多くのゾーンからの信号が受信されることがあり、さらにまたサイズ決めという実際の問題に遭遇する。したがって、近年における特別の研究分野は新しい正確な検知システムである。

従来の解決策すべてに伴う問題点は、自動消防装置の消火力を正しい区域に、すなわち火災区域に向けることの難しさである。トンネルでは、自然通気によって、またはさらに一般的には機械的通気によって生じる強い空気流は常に存在する。熱い燃焼ガスは上昇して、実際の火災区域から出て急速にトンネルの中を漂流する。したがって、従来のスプリンクラシステムの個別の各熱作動式スプリンクラは非常に広い区域で起動する。消火システムの容量はすぐに限度を超過し、火元が全く存在しない完全に間違った区域に最良の消火力が適用されることさえある。このような大きな区域のためにシステムの寸法を決めることは、実際には、不可能な水量と管の寸法を導くことになる。代替案として、システムを一度に完全ゾーンで起動することもできるが、正しいゾーンを選択するためには、消火システムに加えて進歩した検知システムを有することが必要である。これらの問題は、国際特許（ＷＯ）第０１２６７４２号（フィンランド特許（ＦＩ）第１０８２１６号）の明細書に開示された装置によってかなりよく解決される。
国際特許（ＷＯ）第０１２６７４２号（フィンランド特許（ＦＩ）第１０８２１６号）

本発明の目的は、特にトンネル内における消火活動に関連する従来の技術による方法とシステムをさらに発展させることである。
本発明の目的は、個別の検知システムを完全に無くすか、または感度が低くしたがって安価な検知システムを使用して、消火システムの消火力を実際の火災区域に集束させることを可能にする、完全に新しい形式の解決策を達成することである。このような消火システムを、これが実用的に実現可能になるように寸法決めすることができる。本発明のさらに別の目的は、トンネル内で発生する火災の消火に適用するために設計された効果的な消火システムを達成することである。

本発明は、消火作業の始めに１つまたは複数の消火媒体カーテンがトンネルを横切って形成され、好ましくは消火媒体カーテンのいずれの側においても、噴霧ヘッドの少なくともいくつかが準備位置に運ばれることを提供する概念に基づく。カーテンはトンネルにおける熱ガスの流れを制限し、「間違った」ゾーンが準備状態にある場合に、好ましくは熱作動式噴霧ヘッドのいずれも決して起動しないように熱ガスを十分に冷却する。即座に「正しい」ゾーンが選択されて、火災によって発生した熱は、本当の火災区域およびその近傍における噴霧ヘッドを起動し始める。正しいゾーンは自動的に選択される。まず、間違ったゾーンにおける１つまたは複数の消火媒体カーテンが起動することもあるが、この消火媒体カーテンによって生ずる水量は、完全ゾーンにおける水量と比較すれば僅かである。消火媒体カーテンと関連ゾーンは、管球などの熱作動式起動手段によるか、または個別の検知システムに基づくかのいずれかによって起動することができる。

さらに厳密に定義すると、本発明の方法は、方法の第１段階では、火災によって発生する熱ガスの流れと温度は、空間の中へ消火媒体を噴霧することによって、特に空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテンを作り出すことによって影響を受け、空間における少なくともいくつかの噴霧ヘッドが予備作動して準備状態になり、第２段階では少なくとも１つの噴霧ヘッドが作動して消火媒体の噴霧を生成することを主として特徴とする。
本発明の方法はさらに、請求項２〜１０に記載の内容を特徴とする。

本発明の装置は、空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテンを生成するための好ましくは第１噴霧ヘッドにおける第１ノズルと、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を保護するための保護カップなどの保護手段を備えた、いくつかの噴霧ヘッドとを含み、前記装置は段階的に動作し、第１段階では、少なくとも１つの消火媒体カーテンが好ましくは第１噴霧ヘッドの第１ノズルによって形成され、いくつかの第２噴霧ヘッドがノズルおよび／または熱作動式起動手段を覆う保護要素を解除することによって事前作動し、第２段階において、第２噴霧ヘッドの１つまたは複数が作動して消火媒体の噴霧を生成することを特徴とする。

本発明の装置はさらに、請求項１２〜１８に記載の内容を特徴とする。
本発明の解決策は多くの重要な利点を有する。本発明の解決策を使用して、消火システムをさらに正確に設計することができるが、そのわけは、噴霧ヘッドが間違ったゾーンで起動するという現象が完全に防止されるか、または少なくとも最小限に抑えられるからである。消火媒体カーテンを作り出すことによって、空間の中で効果的な冷却が生じ、熱ガスの伝播は制限される。さらに、噴霧ヘッドが予備作動し、第２噴霧ヘッドの熱作動式起動手段を覆う保護手段が除去されると、擬似起動の可能性は最小限に抑えられる。消火媒体カーテンはさらに、次のカーテンと関連ゾーンの擬似起動の可能性を減少する。第２噴霧ヘッドにおける熱作動式起動手段を使用することによって、本発明の消火システムの消火効果を火災区域に適用することができる。
次に、本発明を実施例によって添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１および２は、特にトンネル１００に関連する本発明による解決策を示す。これらの図は、トンネルの中における消火装置の一部を簡略化された線図によって示す。このシステムは、一般的にはポンプユニット１とパイプライン３とを含み、システムの活動中は、ポンプによってポンプ輸送される消火媒体はパイプラインを通じてトンネルのパイプライン網の中に供給される。図では、パイプライン網は２本の主パイプライン８と、これらの間にある１本の中央主パイプライン１０とを含む。図は、このシステムを概略上面図で示す。主パイプライン８の間に、少なくとも１本の横断パイプ５が形成され、横断パイプラインが主パイプラインならびに任意選択の中央主パイプライン１０を互いに連結することは好ましい。横断パイプ５は第１噴霧ヘッド６を有し、第１噴霧ヘッド６は、作動された状態では主として消火媒体カーテン７、一般的には水性消火媒体カーテンをトンネルに対して横断方向で生成することを目的とする。第１噴霧ヘッドは、例えば国際特許（ＷＯ）第０１２６７４２号の明細書における図５に示すような噴霧ヘッドであってもよく、これは非活動状態では噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルを覆う保護手段を備えている。保護カップなどの保護手段は、噴霧ヘッド６が活動化されると解除される。

パイプライン３および８は一般的に湿式パイプであり、言い換えれば、これらのパイプラインは水などの消火媒体を含む。消火媒体カーテンを生成する横断パイプ５におけるノズル６は、一般的に開放ノズルである。非活動状態では、横断パイプ５、５’は、例えばソレノイドバルブなどのバルブ要素１６、１６’によって管路８から分離される。バルブ１６、１６’は検知に基づいて、例えば検知器素子１７による検知に基づいて、または特別の熱作動式パイロットバルブから成るバルブ要素１６、１６’の使用によって開かれる。

図１では、火災ゾーン４における検知器１７からの信号が受信されたと想定することができる。この信号はバルブ要素１６を開き、消火媒体が横断パイプライン５の中に流れることを可能にする。ポンプユニット１におけるポンプが消火媒体をパイプライン３の中にポンプ輸送しているので、消火媒体は横断パイプライン５の中に流れ、ここで噴霧ヘッド６の保護カップが開放され、噴霧ヘッド６は消火媒体の噴霧を開始し、消火媒体の横断カーテン７、特に消火媒体の霧のカーテンを形成する。消火媒体カーテンを生成する噴霧ヘッドの代わりに、またはこれらに加えて、適用に応じて第１段階中に他の噴霧ヘッド１３を活動化することも可能である。図１では、噴霧ヘッド１３が中央パイプライン１０の上に配置されている。同時に、システムは予備活動化し、第２噴霧ヘッド１１、１２の、保護カップなどの保護要素の少なくともいくつかが解除される。保護要素は、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を覆う。第２噴霧ヘッド１１、１２は一般的に熱作動式起動要素を含み、熱作動式起動要素は噴霧ヘッドを解除して、消火媒体の噴霧を生成する。保護手段を備えた第２噴霧ヘッド１１、１２は例えば、国際特許（ＷＯ）第０１２６７４２号の明細書の図１〜４に示すような熱作動式起動手段を備えた噴霧ヘッドまたはスプリンクラヘッドであってもよい。図に示された解決策では、空間の縁部区域に置かれたパイプライン８は第２噴霧ヘッド１１を備え、この第２噴霧ヘッド１１の保護要素は、制御管路９を通じて得られる信号によって解除される。信号は例えば、液圧または空気圧信号であってもよい。保護要素を解除するための液圧または空気圧信号を使用する噴霧ヘッドもまた、例えば国際特許（ＷＯ）第０１２６７４２号の明細書に示されている。図１に示す解決策では、バルブ要素１６が開くと、液体もまた制御管路９の中に受け入れられ、火災ゾーン４における第２噴霧ヘッド１１を予備活動化させる。第２噴霧ヘッド１１、１２が熱作動式起動手段を覆う保護要素を除去することによって予備活動化されると、火災ゾーン４における消火システムは準備活動化状態にある。ここで、火災ゾーンの横断方向で配置された噴霧ヘッド６は消火媒体の横断カーテン７を噴霧し、準備状態にある予備活動化された第２噴霧ヘッド１１、１２は、これらの周りの温度が十分上昇すると、消火媒体を噴霧する準備ができる。熱作動式起動手段は一般的に、例えば温度が所定の値を超過したときに割れるように調節された管球にすることもできる。実施形態に応じて、本発明の解決策に適用できる他の起動手段も知られている。本発明の解決策では、国際特許（ＷＯ）第０１２６７４２号の明細書に開示されているような噴霧ヘッドに加えて、保護手段を備えた他の噴霧ヘッドを利用することも可能である。保護要素なしで第１噴霧ヘッドを実現することもできるが、道路トンネルまたは鉄道トンネルなどの汚れ易い条件では、保護要素なしの噴霧ヘッドの使用は望ましくない。

したがって本発明の解決策は、消火媒体が噴霧ヘッドを通じて空間の中に噴霧される、空間特にトンネルまたは同等物内で消火するための方法にも関する。本方法の第１段階では、火災によって発生する熱ガスの流れと温度は、空間の中へ消火媒体を噴霧することによって、特に空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテン７を作り出すことによって影響を受け、空間における少なくともいくつかの噴霧ヘッド１１、１２が予備活動化されて準備状態になり、第２段階では少なくとも１つの噴霧ヘッドが作動して消火媒体の噴霧を生成する。第１段階では、空間に対して実質的に横断方向で消火媒体カーテン７が形成される。消火媒体カーテン７は、空間を横切る横断方向で配設された噴霧ヘッド６によって生成される。噴霧ヘッド１１、１２が予備活動化された準備状態になると、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段の保護手段は解除される。一方では、保護手段はノズルおよび／または熱作動式起動手段を汚物および／または機械的損傷から保護し、他方では、熱から保護して、活動化されていない噴霧ヘッドの起動を防止する。この方法では、空間は複数の火災ゾーン４に区分される。これらの火災ゾーン４では、必要な場合には少なくとも１つの消火媒体カーテン７が形成され、問題の火災ゾーンにおける噴霧ヘッド１１、１２の少なくともいくつかが、手動によるか、または火災検知器によって与えられる信号に基づいて、予備活動化されて準備状態になる。隣接する火災ゾーンは、少なくともこれらの縁部区域において部分的に重なり合うように形成される。

使用される消火媒体は通常、水性液体および／または水性液体および気体の混合物である。噴霧ヘッドを通じて、消火媒体の霧、一般的に水の霧が噴霧される。消火媒体の霧の小滴寸法（Ｄ_Ｖ９０）は一般的に４００マイクロメートル未満であり、好ましくは３００マイクロメートル未満、最も好ましくは２００マイクロメートル未満である。

消火媒体は高圧で、好ましくは１０〜３０バールで噴霧される。配管内の圧力は一般的には３０バール超であり、好ましくは５０バール超、最も好ましくは７０バール超である。この方法と関連して、一般的には定圧ポンプを有するポンプユニットが使用される。

空間、特にトンネルまたは同等物内で消火するための本発明による装置は、空間の中に配置された噴霧ヘッドと、消火媒体を噴霧ヘッドに搬送するための配管システムとを備えている。この装置は、空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテン７を生成するための好ましくは第１噴霧ヘッド６の上に取り付けられた第１ノズルと、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を保護するための保護カップなどの保護要素を備えた、いくつかの噴霧ヘッド６、１１、１２とを含み、前記装置は段階的方式で使用され、第１段階では少なくとも１つの消火媒体カーテン７が、好ましくは第１噴霧ヘッド６の第１ノズルによって形成され、いくつかの第２噴霧ヘッド１１、１２がノズルおよび／または熱作動式起動手段を覆う保護要素を解除することによって事前作動し、第２段階において、第２噴霧ヘッド１１、１２の１つまたは複数が作動して消火媒体の噴霧を生成する。消火媒体カーテンを形成するために使用されるノズルは、空間に対して実質的に横断方向で消火媒体カーテンを生成するために配置されている。非活動化状態では、噴霧ヘッド６、１１、１２は、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を保護するために、保護要素を備えている。

この装置は、バルブ要素１６、１６’およびチェックバルブ１４、１５によっていくつかの火災ゾーン４に区分されている。装置は、火災を検知するための少なくとも１つ、好ましくはいくつかの検知器１７を備えている。

装置は、空間の縁部区域に配設された噴霧ヘッド１１を備えている。少なくとも縁部区域に配設された噴霧ヘッド１１は、一般的には空間の床レベルから３〜５ｍの高さに置かれている。図に示す実施形態では、装置はまた、空間の中央区域に配設されて中央パイプライン１０の上に取り付けられた噴霧ヘッド１２を含む。装置を、各適用個所に応じて、例えば配管システムにおける隣接する主パイプラインの数と噴霧ヘッド間の距離を変えることができるようにすることができる。消火媒体カーテンを形成するために使用される噴霧ヘッド６の代わりに、および／または噴霧ヘッド６に加えて、装置は、第１段階中に消火媒体の噴霧を生成するために活動化される噴霧ヘッド１３を含むこともできる。

本発明の解決策は、トンネル内での使用のために特によく適用することができる。この場合、システムは一般的には多くの連続する火災ゾーン４を含む。火災ゾーンは例えばバルブ１６、１６’とチェックバルブ１４、１５とによって形成される。例えば火災検知器１７から受信される信号の結果としての火災の場合には、一般的にいくつかの火災ゾーン４が活動化されて第１段階となり、第１段階中に消火媒体カーテン７が形成されて、噴霧ヘッド１１、１２が予備活動化される。第２噴霧ヘッドの少なくとも１つが活動化されて消火媒体の噴霧を生成した後にはじめて、実際の正確に集束した消火作用が開始される。噴霧ヘッドは、消火媒体カーテンの１つの第１側部または１つの第２側部において、もしくは消火媒体カーテンのいずれの側部においても予備活動化される。いくつかの消火媒体カーテンが第１段階中に形成された場合には、噴霧ヘッドの予備活動化を、例えば消火媒体カーテンの間の区域で実施することができる。もちろん、これは火災ゾーンが空間内でどのように形成されたか、複数の火災ゾーンの場合にはどのゾーンが予備活動化されたかに依存する。したがって一般的な場合には、いくつかのゾーンがトンネルなどの空間内で予備活動化されることは可能であるが、第２段階における噴霧ヘッドの起動は、一般的に火災区域においてのみ生じる。

本発明の解決策では、一般的に、火災区域の中に貫通する高い能力を有する消火媒体ジェットを生成することができる出願人自身の噴霧ヘッドが使用される。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、先に示した特許請求の範囲内で変更できることは当業者には明らかであろう。説明では、いくつかの特徴項目が組合せで使用されることもある。本発明に関連して、これらの特徴を互いに個別に使用することもできる。

図２に示す装置の一部を線図で示す上面図である。 トンネルの中に配置された本発明による装置である。

Claims (18)

1. 消火媒体が噴霧ヘッドによって空間の中に噴霧される、空間特にトンネルまたは同等物内で消火するための方法であって、方法の第１段階において、火災によって発生する熱ガスの流れと温度が、空間の中へ消火媒体を噴霧することによって、特に空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテン（７）を作り出すことによって影響を受け、空間における少なくともいくつかの噴霧ヘッド（１１、１２）が予備作動して準備状態になり、第２段階では少なくとも１つの噴霧ヘッドが作動して消火媒体の噴霧を生成することを特徴とする方法。
2. 第１段階中に、空間に対して実質的に横断方向で消火媒体カーテン（７）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 消火媒体カーテン（７）が、空間に対して実質的に横断方向で配置された噴霧ヘッド（６）によって生成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 噴霧ヘッド（１１、１２）が予備活動化して準備状態にしようとするときは、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を保護する保護手段が解除されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 空間が複数のゾーン（４）に区分されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 空間が複数のゾーン（４）に区分されており、少なくとも１つの消火媒体カーテン（７）が必要なときには前記ゾーンの各々に形成され、問題の火災ゾーンにおける噴霧ヘッド（１１、１２）の少なくとも一部が、手動によって、または火災検知器（１７）によって与えられる信号に基づいて、予備作動して準備状態になることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 使用される消火媒体が水性液体および／または水性液体および気体の混合物であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 消火媒体の霧、特に水の霧が噴霧ヘッドを通じて噴霧されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 消火媒体が高圧で、好ましくは１０〜３００バールで噴霧されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 隣接する火災ゾーンが、これらが少なくともこれらの縁部において部分的に重なり合うように形成されていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 空間の中に配置された噴霧ヘッドと噴霧媒体を噴霧ヘッドへ搬送するための配管システムとを含む、空間特にトンネルまたは同等物内で消火するための装置であって、空間の中で少なくとも１つの消火媒体カーテン（７）を形成するための好ましくは第１噴霧ヘッドの上に取り付けられた第１ノズルと、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を保護するための保護カップなどの保護要素を備えた、いくつかの噴霧ヘッド（６、１１、１２）とを含み、前記装置は段階的方式で使用され、第１段階では、火災によって生成された熱ガスの流れと温度とが空間の中に消火媒体を噴霧することによって、特に、好ましくは第１噴霧ヘッド（６）の第１ノズルにより少なくとも１つの消火媒体カーテン（７）を形成することによって影響を受け、いくつかの第２噴霧ヘッド（１１，１２）がノズルおよび／または熱作動式起動手段を覆う保護要素を解除することによって事前作動し、第２段階において、第２噴霧ヘッド（１１、１２）の１つまたは複数が作動して消火媒体の噴霧を生成することを特徴とする装置。
12. 消火媒体カーテンを形成するために使用されるノズルが、消火媒体カーテン（７）を空間に対して実質的に横断方向で形成するために配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 非活動状態では、噴霧ヘッド（６、１１、１２）は保護要素を備えて、噴霧ヘッドの少なくとも１つのノズルおよび／または熱作動式起動手段を保護することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の装置。
14. 装置がいくつかの火災ゾーン（４）に区分されていることを特徴とする、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 装置がいくつかの火災ゾーン（４）に、バルブ要素（１２６、１６’）および／またはチェックバルブ（１４、１５）によって区分されていることを特徴とする、請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 火災を検知するための少なくとも１つの検出器（１７）を含むことを特徴とする、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 空間の縁部区域に配設された噴霧ヘッド（１１）を含むことを特徴とする、請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 少なくとも、縁部区域に配設された噴霧ヘッド（１１）が、空間の床レベルから３〜５ｍの高さに位置することを特徴とする、請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の装置。

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