(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠と、該枠内に複数配置され、枠と同じ高さの突部又は隔壁と、前記枠と突部又は隔壁に上下より被せられる合成樹脂製フィルムで形成され、該上下のフィルムは前記突部又は隔壁に上下方向に一定の間隔を存して連結されると共に、前記枠より外側にはみ出る上下のフィルムの重なり部分が溶着ないし接着されてシールされるバッグと、該バッグ内の突部の周りの空間或いは前記隔壁により区画される空間に充填される消火剤よりなり、前記隔壁により区画される空間は、隔壁の少なくとも一部又は大部分が開口することにより、該開口を介して隣接する他の空間と通ずる自動消火装置。
【請求項２】
消火剤は、常温においては液体で、加熱により気化する請求項１記載の自動消火装置。
【請求項３】
前記バッグは上下面のうち、少なくとも一方の面の前記フィルムには、火炎によって容易に破断する強度小の破断部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の自動消火装置。
【請求項４】
前記突部の周りの空間或いは前記隔壁により区画される空間には、前記消火剤と共に加圧剤が充填される請求項１ないし３のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項５】
前記フィルムにはアルミ蒸着されるか、或いはエチレンビニルアルコールの共重合体ＥＶＯＨ樹脂が積層される請求項１ないし４のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項６】
前記破断部は断面小面積の円形、矩形、その他任意形状の凹部であるか、底面に達しないスリットで、５０ｃｍ以内の間隔で形成される請求項１ないし５のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項７】
前記合成樹脂製フィルムはポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン等の融点が１１０〜１６０℃のポリオレフィン樹脂製である請求項１ないし６のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項８】
前記加圧剤による加圧は０．０５〜２．０ＭＰａの範囲で行われる請求項４ないし７のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項９】
前記フィルムの肉厚は０．５〜３ｍｍである請求項１ないし８のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項１０】
前記消火剤は電気絶縁性の高い消火液である請求項１ないし９のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【請求項１１】
枠及び突部は、共にポリエチレン製である請求項１ないし１０のいずれかの請求項に記載の自動消火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製フィルムで形成されるバッグに消火剤を入れて封入し、火災発生の際、火炎が当たるバッグを破断して消火剤を注出し消火する自動消火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の自動消火装置として、消火剤と加圧剤が入れられる圧力容器と、該圧力容器に接続され、圧力容器より消火剤が加圧剤と共に供給される合成樹脂製チューブを有し、該チューブに火炎が当たり孔があくと、消火剤が消火対象に噴射して消火するものが知られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１７０４１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の自動消火装置は、電池等の電源を必要とするセンサーや制御機器を使用していないため、火災の検知や消火時の作動の際に電気による火花が発生することがなく、そのため可燃性のガスや粉塵の多い箇所に設置しても電気の火花で可燃性のガスや粉塵が発火して爆発するおそれがなく、防爆エリアに設置しても安全であること、長期間の設置によりチューブが例え汚れても、消火機能が損なわれるおそれがないうえ、停電等による電源の喪失の如何にかかわらず消火が支障なく行え、また、電池が不要で、電池の交換やメンテナンスが不要であること等の利点を有するが、装置が圧力装置を含み嵩張るため、例えば自動車のように設置スペースが限られた狭隘な場所では、リチウムイオン電池に代表されるバッテリーの消火装置として使用することができない。【０００５】
本発明は、合成樹脂シートよりなるバッグに消火剤を入れて封入し、狭隘な場所にも設置することが可能なシート状の自動消火装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動消火装置は、バッグを有する。このバッグは枠と、該枠内に複数配置され、枠と同じ高さの突部又は隔壁と、前記枠と突部又は隔壁に上下より被せられる合成樹脂製フィルムで形成される。上下のフィルムは前記突部又は隔壁に上下方向に一定の間隔を存して連結されると共に、前記枠の外側にはみ出るフィルムの重なり部分が溶着ないし接着してシールされる。バッグ内の突部の周りの空間或いは前記隔壁により区画される空間には、消火剤が充填される。前記隔壁により区画される空間は、隔壁の少なくとも一部又は大部分が開口し、隣接する他の空間と通ずる。前記消火剤には好ましくは常温において液体で、加熱すると気化するものが用いられる。【０００８】
好ましい発明では、前記突部の周りの空間には、前記消火剤と共に加圧剤が充填されるか、或いは両フィルムを連結する前記隔壁により区画される空間には、前記消火剤と共に加圧剤が充填される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自動消火装置は、火災時に火炎によってバッグを形成するフィルムが破断することにより、消火剤が注出されて消火が行えるようになっているもので、電池その他電源を必要とするセンサーや制御機器が不要であるため構造が簡単で、メンテナンスが不要であり、消火時においても火花が発生することはないため、防爆エリアに設置しても発火するおそれがなく、安全であるほか、長期間設置して例え汚れたり、停電等による電源の喪失の如何にかかわらず消火機能が損なわれることがない。そのうえ本発明の自動消火装置では、バッグには加圧剤を添加する場合であっても、加圧剤と消火剤が入れられるだけで、バッグは厚みが薄いため設置スペースを左程必要とせず、しかもバッグは限られた設置スペースに適合したサイズに形成することができるため、自動車のリチウムイオン電池のような設置スペースに余裕がなく、狭隘な場所でも電池間に挿入したり、電池上に重ねて添着ないし積層して、或いは電池収納スペースの天井に設置することが可能で、設置が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る自動消火装置の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】図１に示す自動消火装置の要部の拡大断面図。
【図４】別の実施形態の自動消火装置の平面図。
【図５】更に別の実施形態の自動消火装置の平面図。
【図６】他の実施形態の自動消火装置の平面図。
【図７】図６に示す自動消火装置を用いて行った実験の態様を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１及び図２に示す自動消火装置は、合成樹脂製フィルムよりなるバッグと、該バッグ内に封入される消火剤よりなるもので、以下これらについて詳述する。
バッグは、合成樹脂製フィルム１と枠２及び突部４により形成され、このうち、フィルム１は肉厚が０．５〜３ｍｍ程度で、材質が好ましくはポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレンなど融点が１１０〜１６０℃のポリオレフィンとなっている。
【００１２】
枠２及び突部４は、好ましくは共にポリエチレン製で、図１に示す例では、枠２は正方形、突部４は横断面が円形となっており、枠２及び突部４は共に高さが例えば８ｍｍで、枠内には突部４が前後左右に一定間隔で配置され、枠２及び突部４の上下に前記ポリエチレン製のフィルム１を被せ、枠２の外側に食み出るフィルムの重なり部分５をヒートシール又は接着して正方形のバッグを形成している。
【００１３】
図１において、バッグを構成する前記枠２は、正方形以外に消火装置の設置スペースに合わせて例えば長方形、円形、楕円形その他任意形状にすることができ、突部４も図１に示すような断面円形以外の例えば正方形又は長方形の矩形、その他任意形状にすることができる。
【００１４】
枠上下に被せられるフィルム１には、好ましくは間隔が例えば５０ｃｍ以内、好ましくは３ｃｍ以内であり、直径が例えば０．５〜１ｃｍ程度の破断部である小径の円形をなす凹部８が前記突部４が配置される箇所以外の箇所に形成されている。この凹部８は深さがフィルム１の厚みの半分程度となっている（図３参照）。破断部はまた、凹部以外の例えばフィルムを貫通しない程度の十字形のスリットとすることもできる。
【００１５】
消火剤としては、好ましくは電気絶縁性を有する気体、例えばハロゲン化物消火薬剤が用いられるが、より好ましくは常温では液状をなし、火災時に加熱により気化するもの、例えばドデカフルオロ−２−メチルペンタン−３−オンである３Ｍ社製の電気絶縁性を有する液状の消火剤１１、ＮＯＶＥＣ１２３０（ＦＫ−５−１−１２）が用いられる。
【００１６】
バッグ内には、前述するように消火剤が入れられるが、好ましくは加圧剤が消火剤と共に充填される。消火剤が加圧剤で加圧した状態で充填されていると、噴出し易くなるためである。用いられる加圧剤には加圧した不活性ガス、例えば窒素ガスを用いることができる。これら消火剤及び不活性ガスは前記バッグ形成時にバッグ内に入れられ、突部４の周りの空間３内に充填後、バッグ周縁のフィルムをヒートシール又は接着することにより封入される。
【００１７】
本実施形態の自動消火装置は、例えばリチウムイオン電池に代表される自動車用バッテリーの消火装置として使用されるが、フィルム１に融点が１１０〜１６０℃のポリオレフィン樹脂を用いれば、リチウムイオン電池の過熱、発火に対応した消火が可能となる。
【００１８】
フィルム１はまた、消火剤に消火液を用いた場合や消火剤と共に加圧剤として加圧した不活性ガスを用いた場合、消火液が気化して減ったり、不活性ガスによるガス圧力が減ずるのを少なくできるようにするため、ガスバリア性を持たせるのが望まれる。フィルム１にこうしたガスバリア性を持たせるには、図３に示すようにエチレンビニルアルコール共重合体樹脂ＥＶＯＨ樹脂層６を挟んで、その上下に中密度のポリエチレン樹脂７を積層するか、或いは前記材質のフィルム１にアルミ蒸着するとよい。
【００１９】
好ましい態様としてフィルム１に形成される前記凹部８は、凹部底におけるフィルム１の肉厚が薄いため、火災時に火炎が当ると、肉厚が厚い他の部分より優先的に破断するが、凹部８のサイズを小さくして破断する穴が小さくなると、とりわけ加圧剤で加圧された状態においては、消火剤の噴出力が大きくなり、大きく破断して消火剤の噴出力が弱くなるものよりも消火が比較的確実に行えるようになる。
【００２０】
前述した凹部８は円形になっているが、矩形その他任意形状とすることができる。いずれにしても凹部８は、火災によって容易に破断し、加圧剤として不活性ガスを用いる場合においては、封入された窒素ガスのガス圧では破断しない程度の形状大きさ及び形状にされる。
【００２１】
フィルム１はまた、厚過ぎると嵩張り、製作コストが嵩むのに対し、薄過ぎると、前記凹部８を形成するのが困難となったり、不活性ガスにより加圧されている場合に内圧に耐えられなくなったりする。このことからフィルムの肉厚は０．５〜３ｍｍ程度とするのが望ましい。
【００２２】
前記消火剤には、電気絶縁性の高い消火液を使用するのが望ましい。誤作動によりバッグのフィルム１が破断し、これにより消火液が噴出し、消火対象の電気回路、バッテリー、パソコンに接触したとしても壊れを生じないか、生じ難くなるためである。
【００２３】
加圧剤（不活性ガス）を添加する場合、加圧剤による加圧力は大きいと、消火時の消火剤の噴出力が大きくなる半面、フィルム１の膨みによりバッグが膨らんで消火装置が嵩張りがちとなり、逆に加圧力が小さいと、フィルム１の膨らみが生じない反面、消火剤の噴出力が低下する。このことから加圧力は、０．０５〜２．０ＭＰａ程度が望ましい。
【００２４】
図４は別の例の消火装置を示すもので、図１に示す消火装置において、枠２内に配置される前記突部４に代えて隔壁１４を縦横に十字形をなすように配置し、縦横の隔壁１４は交差部で一定の間隙を存し、四囲の隔壁１４で区画される矩形の空間１５には、前記実施形態のバッグと同様、前記消火液のほか、好ましくは不活性ガスが加圧して充填される。なお各空間１５は隔壁１４の中間部が離隔すると共に、前記交差部での間隙により前後左右に隣接する空間１５と通じている。
【００２５】
図５は更に別の消火装置を示すもので、図１に示す消火装置において、上下のフィルム同士を断面円形の前記突部４に代えた角パイプ状の突部１７で連結したもので、消火液及び不活性ガスは突部１７には充填されないが、突部１７の周りの空間に充填される。図示する各実施形態のフィルム１では、凹部８はいずれも突部４、１７及び隔壁１４が配置されない箇所に形成されているが、突部４、１７及び隔壁１４が配置される箇所に形成されていても特に支障はない。
【００２６】
前記各実施形態の自動消火装置は平面視で矩形をなしているが、消火装置が設置される箇所のスペースに応じて円形、楕円形、菱形、その他多角形のものが用いられる。
【００２７】
前記各実施形態の自動消火装置はまた、バッグが矩形枠２と、該枠内に配置される突部４、１７又は隔壁１４と、枠２の上下面に被せられるフィルム１とで形成され、枠２内には突部４の周りに図３に示す空間３、隔壁１４で囲まれる空間或いは突部１７の周りに空間が形成され、各空間内には消火液と共に、好ましくは不活性ガスが充填されて封入されるようになっている。
【００２８】
前述の図３に示すフィルム１は、ＥＶＯＨ樹脂層６の両側を中密度のポリエチレン層７としているが、ＥＶＯＨ樹脂層６を形成しないで、一側面にアルミ蒸着したフィルムを用いてもよい。
【００２９】
図６に示す自動消火装置は、バッグ１９が凹部８を前後左右に一定間隔で形成した一対の正方形のポリエチレン製フィルム１の周縁をヒートシールし、一辺（図６において上辺）の両側に一対のポリエチレン製チューブ、好ましくはＥＶＯＨ層を有するポリエチレン製チューブ２０が差し込んで固定されていると共に、バッグ１９には数か所（図６においては５か所）において、膨らみ防止のためにヒートシールして融着部２１を形成してなるもので、消火液と共に好ましくは加圧した不活性ガスが前記チューブ２０を通して注入され、注入後、チューブ端には鋼製のキャップが被せられるか、或いは逆止弁付きの継ぎ手が連結されて閉じられる。
【実験例１】
【００３０】
フィルム１に凹部８を有しない図６に示すバッグ１９を用い、該バッグ１９には、前記３Ｍ社製のＮＯＶＥＣ１２３０の消火液６０ｃｃと０．０５〜０．１ＭＰａ程度に加圧した窒素ガスを注入し、フィルム１を張った状態にし、この状態での空間の厚みが２ｍｍ、フィルム１の厚み１ｍｍ、全体の厚みが４ｍｍである図６に示すサイズのバッグ１９より構成される消火装置を用い、これを図７に示す４０×８０×４０ｃｍのポリカーボネイト製の箱２３天井に固定した。そして１６×１６×２ｃｍの容器２４に水とベンジンを入れて着火したところ、２３秒で消火した。図中、２５は消火前の火炎の概略を示す。
【実験例２】
【００３１】
窒素ガスの注入を省き、加圧しない状態にした実験例１のバッグ１９を用い、実験例１と同様の消火実験を行ったところ、着火後２８秒で消火した。
【実験例３】
【００３２】
膨らみ防止のための融着部２１を有しない以外は実験例２と同じバッグ１９を用い、実験例１と同様の消火実験を行ったところ、着火後３２秒で消火した。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の自動消火装置は、自動車（電気自動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車）等に使用されるリチウムイオン電池に代表されるバッテリーに好適に使用されるが、これ以外に電気製品、例えばパソコンやコンピュータ等の回路に取付けて用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・フィルム
２・・矩形の枠
３・・空間
４、１７・・突部
５・・シール部
６・・ＥＶＯＨ樹脂層
７・・中密度のポリエチレン層
８・・破断部（凹部）
１１・・消火剤
１４・・隔壁
１５・・空間
１９・・バッグ
２０・・チューブ
２１・・融着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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