(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、
該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水及び／又は不活性ガスを消火剤として噴射する消火剤噴射装置と、
を備えたことを特徴とする消火装置。
【請求項２】
不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、
該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水と前記不活性ガスハイドレートを混合してシャーベット状のハイドレートを生成する混合槽と、
該混合槽により生成したシャーベット状のハイドレートを消火剤として噴射する消火剤噴射装置と、
を備えたことを特徴とする消火装置。
【請求項３】
不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、
該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水及び／又は不活性ガスを消火剤として噴射するスプリンクラーと、
消火対象物近傍の温度を検知する温度センサと、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記温度センサにより前記消火対象物近傍の温度が所定の値を超過したことを検出すると、前記不活性ガスハイドレート分解装置に不活性ガスハイドレートを供給して前記水と不活性ガスを生成させることを特徴とする消火装置。
【請求項４】
不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、
該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水と前記不活性ガスハイドレートを混合してシャーベット状のハイドレートを生成する混合槽と、
前記混合槽により生成したシャーベット状のハイドレートを消火剤として噴射するスプリンクラーと、
消火対象物近傍の温度を検知する温度センサと、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記温度センサにより前記消火対象物近傍の温度が所定の値を超過したことを検出すると、前記不活性ガスハイドレート分解装置及び前記混合槽に前記不活性ガスハイドレートを供給し、前記不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水と前記不活性ガスハイドレートを前記混合槽により混合して、前記シャーベット状のハイドレートを消火剤として噴射することを特徴とする消火装置。
【請求項５】
前記不活性ガスは、二酸化炭素、窒素、又はアルゴンであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の消火装置。
【請求項６】
不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成すると共に、生成された前記水と前記不活性ガスハイドレートとを混合することによりシャーベット状の消火剤としたことを特徴とする消火剤の生成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の消火剤の生成方法により生成されたことを特徴とする消火剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消火装置に関し、さらに詳しくは、不活性ガスハイドレートを分解することにより発生する水と不活性ガスを利用して火災を消火する消火装置、消火剤の生成方法、及び消火剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築構造物の非木造化、並びに建築材料の耐火性能の向上により、飛躍的に火災が減少している。しかし、どのように非木造化や建築材料の耐火性能が向上しても、内装には依然として可燃物が使用されることが多く、火災を皆無にすることは不可能である。また、産業の発展に伴い、化学プラント等で火災が発生すると、従来の水による消火だけでは火災を鎮火させることは不可能な状態となっている。即ち、このような場合は、化学消火専門の消防隊が出動し、火災の原因に応じた化学消火剤を噴射して消火に当たるのが常識となっている。このように、今日の化学消火は、火災現場の状況に応じて泡沫状の化学消火剤による消火や二酸化炭素による酸素遮断と従来の放水による方法を併用しているのが現状である。
【０００３】
特許文献１には、火災の熱を利用して二酸化炭素ガスハイドレートを溶解させ、局部的に二酸化炭素ガスを大量に放出させて火災への酸素供給を遮断する技術について開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３０５１２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の化学消火においては、火災現場まで消火剤を大量に運ばなければならず、火災の規模によっては膨大な消火剤が必要となり、消火に時間を要するばかりでなく、消火のためのコストが莫大となるといった問題がある。
また特許文献１に記載の従来技術では、ガスハイドレートを溶解させる手段として火災の熱を利用するため、ガスハイドレートの分解が必ずしもスムーズに行われるとは限らず、消火のための二酸化炭素ガスが効率よく発生する保証はない。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑み、不活性ガスハイドレートを分解装置により分解し、生成した高圧の不活性ガス及び水を利用することにより、火災現場の状況に応じた消火剤を選択することが可能となり、消火を効率よく且つ噴射のための圧力を有効に利用できる消火装置を提供することを目的とする。
また他の目的は、消火剤をハイドレートの状態で運搬し、火災現場で不活性ガスと水に分解して消火剤として利用することにより、消火剤の効率的な運搬と、消火剤のコストを低減することである。
また他の目的は、分解装置により生成した水と、不活性ガスハイドレートを混合してシャーベット状のハイドレートを生成し、それを消火剤とすることにより、初期消火の効果、氷の溶解による吸熱効果、溶解後の水分と炭酸ガスによる消火効果といった相乗効果を発揮することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水及び／又は不活性ガスを消火剤として噴射する消火剤噴射装置と、を備えたことを特徴とする。
不活性ガスハイドレートを分解装置により分解すると、不活性ガスと水に分解される。この不活性ガスと水は、消火のために有効であり、且つ高圧で生成されるため、不活性ガスと水を同時に使用したり、或いは何れか一方を消火剤として利用することができる。
【０００７】
請求項２は、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水と前記不活性ガスハイドレートを混合してシャーベット状のハイドレートを生成する混合槽と、該混合槽により生成したシャーベット状のハイドレートを消火剤として噴射する消火剤噴射装置と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、分解装置により生成された水と不活性ガスハイドレートを混合することにより不活性ガスハイドレートをシャーベット状にする。このシャーベット状のハイドレートを消火剤とすることにより、初期消火の効果、氷の溶解による吸熱効果、溶解後の水分と炭酸ガスの消火効果による相乗効果を得ることができる。
【０００８】
請求項３は、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水及び／又は不活性ガスを消火剤として噴射するスプリンクラーと、消火対象物近傍の温度を検知する温度センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度センサにより前記消火対象物近傍の温度が所定の値を超過したことを検出すると、前記不活性ガスハイドレート分解装置に不活性ガスハイドレートを供給して前記水と不活性ガスを生成させることを特徴とする。
本発明では、消火装置を例えば家屋に固定して設置する。そして、家屋の所定の部分に温度センサを備え、温度センサの温度を常時監視することにより火災を検知して、分解装置に不活性ガスハイドレートを供給して不活性ガスと水を生成して、スプリンクラーから噴射する。
【０００９】
請求項４は、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、該不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水と前記不活性ガスハイドレートを混合してシャーベット状のハイドレートを生成する混合槽と、前記混合槽により生成したシャーベット状のハイドレートを消火剤として噴射するスプリンクラーと、消火対象物近傍の温度を検知する温度センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度センサにより前記消火対象物近傍の温度が所定の値を超過したことを検出すると、前記不活性ガスハイドレート分解装置及び前記混合槽に前記不活性ガスハイドレートを供給し、前記不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水と前記不活性ガスハイドレートを前記混合槽により混合して、前記シャーベット状のハイドレートを消火剤として噴射することを特徴とする。
本発明では、消火装置を例えば家屋に固定して設置する。そして、家屋の所定の部分に温度センサを備え、温度センサの温度を常時監視することにより火災を検知して、分解装置に不活性ガスハイドレートを供給して水を生成し、その水を混合槽に供給すると共に、不活性ガスハイドレートを供給して水と混合することによりシャーベット状のハイドレートを生成してスプリンクラーから噴射する。
【００１０】
請求項５は、前記不活性ガスは、二酸化炭素、窒素又はアルゴンであることを特徴とする。
消火に使用するガスは反応性に乏しい不活性ガスであることが必要条件である。その条件に最適な気体は、大気中に含まれる二酸化炭素、窒素、アルゴンである。
請求項６は、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成すると共に、生成された前記水と前記不活性ガスハイドレートとを混合することによりシャーベット状の消火剤としたことを特徴とする。
不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成すると共に、生成された水と不活性ガスハイドレートとを混合することにより不活性ガスハイドレートをシャーベット状の消火剤にしたので、初期消火の効果、氷の溶解による吸熱効果、溶解後の水分と炭酸ガスの消火効果による相乗効果を得ることができる。
請求項７は、本発明の消火剤は、請求項６に記載の消火剤の生成方法により生成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、水と不活性ガスを生成する不活性ガスハイドレート分解装置と、この不活性ガスハイドレート分解装置により生成された水及び／又は不活性ガスを消火剤として噴射する消火剤噴射装置と、を備えたので、消火剤として水又は不活性ガスによる消火、或いは両方を併用する消火を火災原因により選択することができ、効率的に火災を消火することができ、且つ消火剤の効率的な運搬と、消火剤のコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施形態に係る消火装置に使用される消火剤を生成する概念図である。本発明は不活性ガスをゲストガスとする不活性ガスハイドレート１を利用して消火剤とするものである。即ち、不活性ガスハイドレート１の利用形態としては、図１（ａ）では、不活性ガスハイドレート１を不活性ガス２と冷水３に分解して、不活性ガス２と冷水３を同時に炎４に噴射するものである。また、図１（ｂ）では、不活性ガスハイドレート１をシャーベット状のハイドレート５にして炎４に噴射するものである。このシャーベット状のハイドレート５は、不活性ガスハイドレート１の分解により得られた冷水とハイドレートを混合してシャーベット状にしたものである（詳細は後述する）。また、図１（ｃ）では、不活性ガスハイドレート１により得られた冷水３のみを炎４に噴射するものである。この冷水３には、不活性ガスが多量に溶解している。尚、不活性ガスとしては、水への溶解度の高い二酸化炭素が特に好ましい。また、不活性ガスハイドレート１のゲストガスである不活性ガスとしては、二酸化炭素、窒素、アルゴン等があげられる。また、図１（ｃ）において、冷水３を炎４に噴射しているが、不活性ガス２のみを炎４に噴射しても構わない。
【００１３】
図２は本発明の実施形態に係る消火装置を搭載した消防車の構成図である。尚、本実施形態では、不活性ガスとして炭酸ガスを使用する場合について説明する。図２（ａ）は第１の実施形態の消防車であり、この消防車１００は、炭酸ガスハイドレート１３を貯留するハイドレートタンク１１と、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、冷水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、ハイドレート分解装置１２により生成された冷水１６及び炭酸ガス１５を消火剤として噴射する消火剤噴射装置１４と、全ての装置を搭載して火災現場まで搬送する車両１０と、を備えて構成される。
【００１４】
次に本実施形態の消防車の消火動作について説明する。ハイドレートタンク１１から、適宜炭酸ガスハイドレート１３がハイドレート分解装置１２に供給され、炭酸ガス１５と水１６に分解される。炭酸ガスハイドレート１３の分解により、ハイドレート分解装置１２内は高圧となるため、この圧力を利用して炭酸ガス１５と水１６を夫々炎１７に噴射させる。尚、火災や天候の状況により炭酸ガス１５と水１６の使い分けが可能である。例えば、風が強く吹いている場合などは、炭酸ガス１５を供給し、火災現場雰囲気中の酸素量を少なくすることができる。また、水１６のみを噴射してもよい。ハイドレート分解装置１２内は高圧であり、ハイドレート由来の水の温度は０〜５℃と低温であり、且つハイドレート由来の水には比較的多量の二酸化炭素が溶解している。これにより、水による消火効果と、火災現場雰囲気中の酸素濃度が低くなることによる消火効果を同時に得ることができ、優れた消火効果を得ることができる。尚、本実施形態では、消火剤噴射装置１４を備えているが、ハイドレート分解装置１２内の圧力が十分高ければ特に必要ないが、圧力が不足した場合や、更に圧力を増加する必要が生じた場合には、本消火剤噴射装置１４を動作させて使用するものである。
【００１５】
図２（ｂ）は第２の実施形態の消防車であり、この消防車１１０は、炭酸ガスハイドレート１３を貯留するハイドレートタンク１１と、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、冷水２０と炭酸ガス（図示せず）を生成するハイドレート分解装置１２と、ハイドレート分解装置１２により生成された冷水２０と炭酸ガスハイドレート１３を混合してシャーベット状のハイドレート１９を生成する混合槽１８と、混合槽１８により生成したシャーベット状のハイドレート１９を消火剤として噴射する消火剤噴射装置２１と、全ての装置を搭載して火災現場まで搬送する車両１０と、を備えて構成される。
【００１６】
次に本実施形態の消防車の消火動作について説明する。ハイドレートタンク１１から、適宜、炭酸ガスハイドレート１３がハイドレート分解装置１２に供給され、冷水２０と炭酸ガスに分解され、冷水２０が混合槽１８へ供給される。混合槽１８では、別途、炭酸ガスハイドレート１３が供給され、冷水２０と混合され、且つ粉砕されることによりシャーベット状ハイドレート１９になる。このシャーベット状ハイドレート１９を炎１７に噴射する。これにより、シャーベット状ハイドレート１９中の水分により初期消火効果があり、その後、氷の溶解による吸熱効果、溶解後の水分と炭酸ガスによる消火効果といった三段階の消火効果が見込め、優れた消火効果を得ることができる。尚、本実施形態では、消火剤噴射装置２１を備えているが、ハイドレート分解装置１２内の圧力が十分高ければ特に必要ないが、圧力が不足した場合や、更に圧力を増加する必要が生じた場合には、本消火剤噴射装置２１を動作させて使用するものである。
【００１７】
図３は本発明の第３の実施形態に係る消火装置の構成図である。この消火装置２００は、炭酸ガスハイドレート１３を貯留するハイドレートタンク１１と、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、冷水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、ハイドレート分解装置１２により生成された冷水１６及び炭酸ガス１５を消火剤として噴射するスプリンクラー２３と、消火対象物である例えば、オフィス、住居２２内の温度を検知する温度センサ２０と、制御部２４と、を備えて構成されている。そして制御部２４は、温度センサ２０によりオフィス、住居２２内の温度が所定の値を超過したことを検出すると、ハイドレート分解装置１２に炭酸ガスハイドレート１３を供給して冷水１６と炭酸ガス１５を生成させる構成である。
【００１８】
即ち、火災が発生し、オフィス、住居２２内の温度が予め設定した温度以上になったことを制御部２４が温度センサ２０により検出すると、ハイドレートタンク１１からハイドレート分解装置１２へ炭酸ガスハイドレート１３が供給される。ハイドレート分解装置１２では、ヒータ等により積極的にハイドレートの分解を促進させ、炭酸ガス１５と冷水１６を生成させる。得られた炭酸ガス１５と冷水１６はスプリンクラー２３を介して火災現場２４に噴射されて消火する。また、炭酸ガス１５を噴射せず、二酸化炭素が多量に溶解した冷水１６のみを噴射して消火してもよい。また、図２（ｂ）のような混合槽を設け、シャーベット状のハイドレートを噴射させて消火を行っても良い。また、本実施形態では、消火対象物をオフィス、住居２２としたが、消火対象物を大型船舶等にも適用することができる。これによれば、海上火災時の消火活動においても海を汚染することなく消火を行うことができる。
【００１９】
図４は本発明の第４の実施形態に係る消火装置の構成図である。この消火装置３００は、炭酸ガスハイドレート１３を貯留するハイドレートタンク１１と、不活性ガスハイドレートに熱を加えて分解し、冷水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、ハイドレート分解装置１２により生成された冷水１６消火剤として噴射する放水ノズル２７と、炭酸ガス１５を消火剤として噴射する炭酸ガスノズル２６と、全ての装置を搭載して火災現場まで搬送する搬送車２５と、を備えて構成される。
【００２０】
本実施形態は人力により搬送が可能な小型の消火装置である。ハイドレートタンク１１から、適宜炭酸ガスハイドレート１３がハイドレート分解装置１２に供給され、炭酸ガス１５と水１６に分解される。炭酸ガスハイドレート１３の分解により、ハイドレート分解装置１２内は高圧となるため、この圧力を利用して炭酸ガス１５と水１６を夫々炭酸ガスノズル２６と放水ノズル２７から噴射させる。尚、火災や天候の状況により炭酸ガス１５と水１６の使い分けが可能である。また、炭酸ガス１５を噴射せず、二酸化炭素が多量に溶解した冷水１６のみを噴射して消火してもよい。また、図２（ｂ）のような混合槽を設け、シャーベット状のハイドレートを噴射させて消火を行っても良い。
【００２１】
図５は、ハイドレート分解装置の構成を模式的に表す図である。このハイドレート分解装置１２は、密閉された筒状部材によって構成される分解槽３１と、分解槽３１内を上下に仕切るように内部に配置されてハイドレートタンク１１から供給される不活性ガスハイドレート１を支持する網３２と、分解槽３１内の上部から温水３６を散水することにより網３２上に載置されている不活性ガスハイドレート１を分解させ、高い圧力を持つ水（分解水）３と不活性ガス２とに分離させる散水管３５と、分解槽３１内の下部に貯まった高い圧力の水（分解水）３を分解槽３１外に取り出す水取出管３７と、分解槽３１内の下部に貯まった水（分解水）３を汲み出すポンプ３３と、ポンプ３３によって汲み出された水３を加熱して温水３６にし、散水管３５から分解槽３１内に噴射させる熱交換器３４と、分解槽３１内の上部に貯まった高い圧力の不活性ガス２を取り出して外部に供給する不活性ガス取出管３０と、を備えて構成される。
尚、不活性ガスハイドレート１は熱を加えることによって分解するため、温水による分解の促進をせずに、外気温度によって自然分解するように構成することも可能である。この場合には装置構成を更にシンプル化することができる。
【００２２】
以上の通り本発明によれば、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、このハイドレート分解装置１２により生成された水１６及び／又は炭酸ガス１６を消火剤として噴射する消火剤噴射装置１４と、を備えたので、消火剤として水１６又は炭酸ガス１５による消火、或いは両方を併用する消火を火災原因により選択することができ、効率的に火災を消火することができ、且つ消火剤の効率的な運搬と、消火剤のコストを低減することができる。
【００２３】
また、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、このハイドレート分解装置１２により生成された水１６と炭酸ガスハイドレート１３を混合してシャーベット状のハイドレート１９を生成する混合槽１８と、混合槽１８により生成したシャーベット状のハイドレート１９を消火剤として噴射する消火剤噴射装置２１と、を備えたので、火災の発生原因である発熱、空気を効率的に取り除くことができる。
【００２４】
また、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、このハイドレート分解装置１２により生成された水１６及び／又は炭酸ガス１５を消火剤として噴射するスプリンクラー２３と、消火対象物２２近傍の温度を検知する温度センサ２０と、制御部２４と、を備え、制御部２４は、温度センサ２０により消火対象物２２近傍の温度が所定の値を超過したことを検出すると、ハイドレート分解装置１２に炭酸ガスハイドレート１３を供給して水１６と炭酸ガス１５を生成させるので、無人の建物等の火災検知を自動的に行なうことができる。
【００２５】
また、炭酸ガスハイドレート１３に熱を加えて分解し、水１６と炭酸ガス１５を生成するハイドレート分解装置１２と、このハイドレート分解装置１２により生成された水１６と炭酸ガスハイドレート１３を混合してシャーベット状のハイドレート１９を生成する混合槽１８と、混合槽１８により生成したシャーベット状のハイドレート１９を消火剤として噴射するスプリンクラー２３と、消火対象物２２近傍の温度を検知する温度センサ２０と、制御部２４と、を備え、制御部２４は、温度センサ２０により消火対象物２２近傍の温度が所定の値を超過したことを検出すると、ハイドレート分解装置１２及び混合槽１８に炭酸ガスハイドレート１３を供給し、ハイドレート分解装置１２により生成された水１６と炭酸ガスハイドレート１３を混合槽１８により混合して、シャーベット状のハイドレート１９を消火剤として噴射するので、無人の建物等の火災検知を自動的に行なうことができると共に、火災の発生原因である発熱、空気を効率的に取り除くことができる。
【００２６】
また、不活性ガスは、二酸化炭素、窒素、アルゴンであるので、そのガスを噴射することにより火災の周囲の空気を遮断して効率的に消火することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る消火装置に使用される消火剤を生成する概念図である。
【図２】（ａ）は第１の実施形態の消防車の構成図、（ｂ）は第２の実施形態の消防車の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る消火装置の構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る消火装置の構成図である。
【図５】ハイドレート分解装置の構成を模式的に表す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  車両、１１  ハイドレートタンク、１２  ハイドレート分解装置、１３  炭酸ガスハイドレート、１４  消火剤噴射装置、１５  炭酸ガス、１６  冷水、１８  混合器、１９  シャーベット状ハイドレート、３０  不活性ガス取出管、３１  分解槽、３２  網、３３  ポンプ、３４  熱交換器、３５  散水管、３６  温水、３７  水取出管、１００、１１０  消防車
【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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