(57)【要約】【課題】可燃性又は引火性液体の貯蔵容器で想定される火災において、自動的に消火薬剤が放出して迅速に消火が行え、また構造簡単にして省スペースであり、製作及び設置が容易な防火方法及び消火器具を提供することを目的とする。【解決手段】平常時には消火薬剤３と、前記消火薬剤を収納した容器２とを具備した消火器具１を、可燃性又は引火性液体４に浮かせておく。火災発生時に雰囲気温度が所定温度以上に達したときに前記容器２には溶融又は破裂によって開口部７が生じ内部の消火薬剤３が外部に流出し消火を行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消火薬剤と、前記消火薬剤を収納し周囲の雰囲気温度が所定温度以上に達したときに溶融又は破裂によって開口部が生じる容器とを具備した消火器具を、可燃性又は引火性液体に浮かせて前記可燃性又は引火性液体を保管することを特徴とする可燃性又は引火性液体の保管方法。
【請求項２】
前記消火器具は、単位体積あたりの重量は０．６５ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１記載の可燃性又は引火性液体の保管方法。
【請求項３】
前記容器は、融点が３００℃以下の材料よりなることを特徴とする請求項１記載の可燃性又は引火性液体の保管方法。
【請求項４】
前記容器は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５に規定される水平方向の燃焼速度が毎分２．０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の可燃性又は引火性液体の保管方法。
【請求項５】
前記容器は、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロイド、ポリアセタールから選ばれる１種からなることを特徴とする請求項１記載の可燃性又は引火性液体の保管方法。
【請求項６】
前記消火薬剤は、アルカリ炭酸塩又はアルカリ炭酸水素塩と、前記アルカリ炭酸塩またはアルカリ炭酸水素塩と反応してアルカリ含有複合酸化物を生成する金属酸化物とを含有する混合物であることを特徴とする請求項１記載の可燃性又は引火性液体の保管方法。
【請求項７】
可燃性又は引火性液体に浮かせて使用する消火器具であって、消火薬剤と、前記消火薬剤を収納し周囲の雰囲気温度が所定温度以上に上昇したときに溶融又は破裂によって開口部が生じる容器とを具備し、前記消火器具の単位体積あたりの重量は前記可燃性又は引火性液体の密度より小であることを特徴とする消火器具。
【請求項８】
前記消火器具は、単位体積あたりの重量は０．６５ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項７記載の消火器具。
【請求項９】
前記容器は、融点が３００℃以下の材料よりなることを特徴とする請求項７記載の消火器具。
【請求項１０】
前記容器は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５に規定される水平方向の燃焼速度が毎分２．０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項７記載の消火器具。
【請求項１１】
前記容器は、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロイド、ポリアセタールから選ばれる１種からなることを特徴とする請求項７記載の消火器具。
【請求項１２】
前記消火薬剤は、アルカリ炭酸塩又はアルカリ炭酸水素塩と、前記アルカリ炭酸塩またはアルカリ炭酸水素塩と反応してアルカリ含有複合酸化物を生成する金属酸化物とを含有する混合物であることを特徴とする請求項７記載の消火器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性又は引火性液体を保管する施設もしくは装置における防火を目的とした可燃性又は引火性液体の保管方法及び消火器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、石油、トルエン、アルコール類などの可燃性又は引火性液体を大規模に貯蔵する設備では万一の火災に備えて自動消火システムが設置されている。この自動消火システムは、可燃性又は引火性液体の貯蔵設備において火災が発生した場合、それによる温度変化・圧力変化等を火災検知器が電気的に検知して電気制御装置を起動させ、これに基づいて火災報知器が発動すると同時に、消火剤を噴出し、消火するようにしたものである。しかしながら上記の自動消火装置は火災感知器やこれに伴なう信号線、電源、電気制御装置等の複雑な装置やそれらを設置するスペースを必要とする。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
また自動車など車両などのガソリン、軽油などの燃料を貯蔵する燃料タンクにおいては、火災を起こさないための対策がなされているに留まり、万一の発火を消火する手立てが講じられていない状態となっていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１５２０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、可燃性又は引火性液体を保持するための容器やタンクで想定される火災において、自動的に消火薬剤が放出して迅速に消火が行え、また構造簡単にして省スペースであり、消火器具の製作及び設置が容易な可燃性液体又は引火性液体の保管方法及び消火器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、消火薬剤と、前記消火薬剤を収納し周囲の雰囲気温度が所定温度以上に達したときに溶融又は破裂によって開口部が生じる容器とを具備した消火器具を、可燃性又は引火性液体に浮かせて前記可燃性又は引火性液体を保管することを特徴とする可燃性又は引火性液体の保管方法である。
【０００７】
また、本発明は、可燃性又は引火性液体に浮かせて使用する消火器具であって、消火薬剤と、前記消火薬剤を収納し周囲の雰囲気温度が所定温度以上に上昇したときに溶融又は破裂によって開口部が生じる容器とを具備し、前記消火器具の単位体積あたりの重量は前記可燃性又は引火性液体の密度より小であることを特徴とする消火器具である。
【０００８】
本発明によれば、可燃性液体を保持するタンクや容器で想定される火災において、自動的に消火薬剤又は消火薬剤から発生する消火ガスが外部に放出され初期消火が迅速に行え、また構造簡単にして省スペースであり、消火器具の製作及び設置が容易な可燃性液体の保管方法及び消火器具を提供することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に消火器具及びその使用方法の具体例について図１、図２、図３を用いて説明する。
【００１０】
図１に消火器具の一実施形態を示す側面図（ａ）及び断面図（ｂ）を示す。
【００１１】
消火器具１は内部が中空である容器２内に消火薬剤３を保持した構成となっている。
【００１２】
消火薬剤３としては、ガス系消火薬剤、粉末系消火薬剤、液体系消火薬剤などがあるが、特に粉末系の消火薬剤であって周囲の温度上昇によって二酸化炭素などの消火性のガスが発生する消火薬剤が、自動で広範囲にわたる消火を確実にする点で望ましい。
【００１３】
消火器具１の外形形状としては、図１では球形としたが、取り扱いの利便性から球形、円筒形、もしくはそれに類する形状であることが望ましいがこれに限定されるものではない。また、球形である場合、直径１〜２０ｃｍ程度のもの、円筒形である場合底面の直径が１〜２０ｃｍ程度、高さが１〜３０ｃｍ程度のものが望ましい。
【００１４】
図２、図３に消火器具１の使用方法を説明する概略図を示す。
【００１５】
消火器具１は例えば図２に示す可燃性又は引火性液体４を収容する可燃性又は引火性液体容器５で想定される火災を防止するために使用される。
【００１６】
可燃性又は引火性液体４としては、代表的には消防法で規定される第４類危険物などが挙げられるが、特に限定されず、可燃性又は引火性液体及びその製品で引火点が常温以下であるものなどが挙げられる。
【００１７】
可燃性又は引火性液体容器５としては、可燃性又は引火性液体を貯蔵する大規模、中規模小規模貯蔵タンクや容器、車両における燃料タンクなどでの使用が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、可燃性液体を収容する容器であればよい。
【００１８】
平常時、すなわち火災に備えて待機している間には図２に示されるように消火器具１を可燃性又は引火性液体４に浮かべた状態に置く。そのため消火薬剤を収納した状態で消火器具１全体の単位体積あたり重量が可燃性又は引火性液体４の密度よりも小さい必要がある。具体的には前記消火器１の密度が０．６５ｇ／ｃｍ３以下、特に好ましくは０．５ｇ／ｃｍ３以上０．６５ｇ／ｃｍ３以下の範囲であるであると、石油、トルエン、ガソリン、ｎ−ヘプタンなど広く一般的に用いられている可燃性又は引火性液体に確実に浮くコンパクトな消火器具とすることが出来ることを見出した。ここで、前記消火器具の密度が０．５ｇ／ｃｍ３未満であると、石油、トルエン、ガソリンなど貯蔵されている可燃性液体に浮くことは出来るものの、消火薬剤が充填されていない空間が増加して消火器具の容積が増大してしまう不都合がある。
【００１９】
消火器具１は液面の広範囲にわたる防火を確実なものとするため１個のみならず複数個を可燃性または引火性液体４に浮かべた状態で使用することが望ましい。その場合複数個の消火器具１を鎖、紐、線状部材等の連結部材６で繋ぎ、その終端部を可燃性または引火性液体容器５の壁面などに繋止しておくと取り扱いが容易で望ましい。
【００２０】
図３に示されるように可燃性又は引火性液体４に火災が生じた場合、消火器具１の周囲の雰囲気温度が上昇し、消火器具１の容器２は溶融するかまたは内部の圧力が上昇し破裂して開口部７が生じる。このとき容器２から消火薬剤３あるいは消火薬剤３から発生した二酸化炭素などの防火ガスが流出して可燃性または引火性液体４の液面及び液面近傍に拡散し、火災の拡大を防止すると共に可燃性または引火性液体４で発生した火災を消火する。
【００２１】
一般に、貯蔵されている石油、トルエン、ガソリンなどの可燃性液体の火災では液面から下になるほど温度が低くなることが知られている（火災便覧（日本火災学会編、共立出版、１９８４）６３ページ）。したがって消火薬剤により消火する効果を挙げるためには、消火薬剤を液面近傍に供給することが効果的である。上記したように消火器具を消火薬剤を格納した状態で可燃性液体の液面で浮かばせておくことにより、火災発生時には液面近傍に消火薬剤及び消火薬剤から発生した防炎ガスが供給されるため効果的な消火が可能となる。
【００２２】
なお、消火器具には静電気の帯電防止措置がとられていることが望ましい。図４に図１とは別の消火器具の例を示す。消火器具１１は内部が中空である容器１２内に消火薬剤（図示せず）を保持した構成である点では図１の消火器具と同一であるが、さらに容器１２表面に静電気帯電防止の帯状の導電部材１３が設けられている。この導電部材１３は容器１２で発生した静電気を外部に逃がし静電気が原因となる火災の発生を防止するものである。
【００２３】
消火薬剤を収容する容器とは、以下のような機能を有するものであることが望ましい。
【００２４】
すなわち（１）平常時、すなわち火災に備えて待機している間平常時すなわち火災に備えて待機している間、周囲の空間に存在する可燃性液体や水分と消火薬剤を遮断する密閉性が必要である。（２）容器は貯蔵されている可燃性または引火性液体と接触するから、これらの液体に浸漬して溶解、膨潤、変形などの変化を起こさない必要がある。（３）火災が発生した際には消火薬剤や消火薬剤から発生する防火ガスを容器外に放出することが求められ、周囲の温度が所定温度以上に達した場合速やかに溶融もしくは破裂などによって前記容器に開口部が生じる必要がある。
【００２５】
容器の材質は、以上の機能を考慮して耐水性、耐油性を有していることが望まれる。また、容器に開口部を発生させる温度は、貯蔵されている可燃性又は引火性の液体の燃焼温度よりも低くする必要があるが、火災発生時により速やかに開口部を発生させることを考慮すれば、より低い温度で開口部を発生させる材料を使用することが好ましい。但し、可燃性又は引火性の液体の適正な貯蔵温度において開口部を発生させないような材料を使用する必要がある。
【００２６】
このように、貯蔵する可燃性又は引火性の液体の燃焼温度や引火温度によって異なるが、通常１００℃、３００℃以下の融点を有する材料を容器に使用すればよい。
【００２７】
また、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５に規定される水平方向の燃焼速度が毎分２．０ｃｍ以上である材質が望ましい。この燃焼速度は材質の燃えやすさを示す指標である。
、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、セルロイド、ポリアセタールから選ばれる材質を挙げることが出来る。この中で、ポリアセタールは分子鎖中に酸素を有していることから燃焼速度は遅いものの燃焼が容易で燃焼熱が１７ｋＪ／ｇと小さい特徴がある。
【００２８】
本発明の消火器具は、容器の中に全体の密度が０．６５ｇ／ｃｍ３以下になるように消火薬剤を充填して本発明の消火器具を得る。前記消火薬剤の充填方法は、あらかじめ二以上の部分に分割してある容器に前記混合物粒子を投入した後に融着もしくは接着をする、あるいは開口部分から注入をして開口部を封止するなど、どのような方法でも構わない。
【００２９】
消火薬剤としては、貯蔵される可燃性又は引火性液体で想定される火災に適したもの、及び消火器具の平常時の使用条件に適したものを選択する。
【００３０】
アルカリ炭酸塩又はアルカリ炭酸水素塩と、前記アルカリ炭酸塩またはアルカリ炭酸水素塩と反応してアルカリ含有複合酸化物を生成する機能を有する金属酸化物とを含有する混合物を含む消火薬剤は好適に使用される。この消火薬剤は二酸化炭素の放出温度が３００℃〜４００℃と比較的高いため、平常時、すなわち火災に備えて待機している間の温度が高い条件下、例えばエンジンルームの側、化学プラント中における高温部の側、工場における高温部の側などでの使用においての誤動作が少なく有効である。
【００３１】
上記アルカリ炭酸塩は、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが挙げられ、それぞれ単独で用いても、混合して用いても構わない。また、アルカリ炭酸水素塩は、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムであって、それぞれ単独で用いても、混合して用いても構わない。さらに、これらアルカリ炭酸塩もしくはアルカリ炭酸水素塩と反応してアルカリ複合酸化物を生成する機能を有する金属酸化物とは、例えばジルコニア、酸化鉄、シリカ、酸化ニッケル、リチウムシリケートのような安定な酸化物粉末である。
【００３２】
炭酸リチウムと金属酸化物との反応を例示すると、式（１）から（５）のように反応してリチウム複合酸化物と二酸化炭素を合成する。
【００３３】
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【００３４】
炭酸水素ナトリウムと金属酸化物との反応を例示すると、式（６）から（１０）のように反応してリチウム複合酸化物と二酸化炭素を合成する。
【００３５】
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【００３６】
ここで、式（３）、（４）および式（８）、（９）はいわゆる二段反応である。また、式（８）は式（８ａ）（８ｂ）の様に二段階で進む反応と表記することも出来る。
【００３７】
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【００３８】
これらの式（１）から式（１０）はそれぞれ熱力学の計算から求められる温度に到達すると吸熱を伴って反応が右に進む為、二酸化炭素を放出する。本発明の消火薬剤は、前記吸熱と多量に放出される二酸化炭素によって火災を消火する効果を発現する。特に式（３）、（４）と式（８）は反応速度が大きく、放出される二酸化炭素量も多いことから、シリコン酸化物と炭酸リチウムとの組み合わせ、リチウムシリケートと炭酸リチウムの組み合わせ、シリコン酸化物と炭酸水素ナトリウムの組み合わせは特に好適な消火薬剤となり得る。
【００３９】
ここで、前記アルカリ炭酸塩またはアルカリ炭酸水素塩と前記金属酸化物あるいは前記アルカリ炭酸水素塩と前記金属酸化物を混合した混合物は出来るだけ均一に混合されていることが望ましい。また、前記アルカリ炭酸塩もしくは前記アルカリ炭酸水素塩が前記金属酸化物と分離してしまうと式（１）から式（１０）が完全に進行しない恐れが生じるため、前記混合物とした後に、例えば前記混合物を一般に良く知られる粉末造粒法を用いて１００マイクロメートルから１，０００マイクロメートル程度の造粒された混合物粒子とすることが望ましい。ここで好適に用いることの出来る粉末造粒法としては、転動法、スプレードライ法などを挙げることが出来る。
【００４０】
上記した消火薬剤の製造は、以下のように行うことが望ましい。
【００４１】
前記アルカリ炭酸塩として例えば粒径０．１〜１０ミクロンの炭酸リチウムを、前記金属酸化物として粒径１〜１０ミクロンの二酸化ケイ素粉末を選択した場合、それぞれ２：１のモル比で混合する。混合方法は、充分な混合効果が得られるものであればボールを用いた乾式混合でも、さらにエタノールなどの有機溶剤を加えた湿式混合でも構わない。
【００４２】
しかる後に、好ましくは造粒法によって１００ミクロン〜５ｍｍ程度の造粒粉末を作成して前記混合物粒子とする。造粒方法は、転動法、流動層法、遠心流動層法など一般的に用いられている方法で構わない。前記造粒粉末の空隙率は少ないほうが好ましいが、造粒粉末を安定化させる目的で、前記アルカリ炭酸塩と前記金属酸化物の総量に対して１０重量パーセント程度のバインダーを添加しても構わない。簡易に作成する場合は、この造粒法を省いて前記混合物粒子としても構わない。
【００４３】
【実施例】
（実施例１〜３、比較例１，２）
炭酸リチウム粉末と二酸化ケイ素粉末を２：１のモル比となるように秤量して乾式混合した。しかる後に転動法によって２００ミクロン程度の造粒粉末とした。この造粒粉末を直径５ｃｍ、肉厚１ｍｍの半球形に二分割されたポリエチレン製容器に、表１に示す密度となるように投入して、それぞれを融着させ本発明の一つの形態である球状の消火器具を作成した。ポリエチレンの融点は１２０℃であり、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５に規定される水平方向の燃焼速度が毎分２．６ｃｍ以上であった。
【００４４】
消火実験は、直径１００ｃｍ、深さ３０ｃｍの円形の鉄製容器に、ｎ−ヘプタン（密度０．６８）を深さが２０ｃｍとなるように注ぎ込み、点火した模擬火災を球状の消火器具それぞれ４００個を浮かせた。そしてｎ−ヘプタンに着火しこれを消火できるかを試験し表１に示した。この際の消火器具のｎ−ヘプタン中での挙動も表１に併記した。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
この表１から、単位体積あたりの重量を０．６５ｇ／ｃｍ３以下とした消火器具では、消火薬剤がｎ−ヘプタンの液面近傍に浮遊し火災を消火することが判る。
【００４７】
（実施例４〜６、比較例３，４）
炭酸水素ナトリウム粉末と二酸化ケイ素粉末を２：１のモル比となるように秤量して乾式混合した。しかる後に転動法によって２００ミクロン程度の造粒粉末とした。この造粒粉末を直径５ｃｍ、肉厚１ｍｍの半球形に二分割された酢酸セルロース製容器に、表２に示す密度となるように投入して、それぞれを融着させ本発明の一つの形態である球状の消火器具とした。酢酸セルロースの融点は２３０℃であり、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５に規定される水平方向の燃焼速度が毎分１２ｃｍ以上であった。
【００４８】
消火実験は、直径１００ｃｍ、深さ３０ｃｍの円形の鉄製容器に、ｎ−ヘプタンを深さが２０ｃｍとなるように注ぎ込み、点火した模擬火災を球状の消火器具それぞれ４００個で消火できるかを試験し表２に示した。この際の消火器具のｎ−ヘプタン中での挙動も表２に併記した。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
この表２からも、粉末の種類によらず、また容器の材質によらず、単位体積あたりの重量を０．６５ｇ／ｃｍ３以下とした消火器具では、消火薬剤がｎ−ヘプタンの液面近傍に浮遊し火災を消火することが判る。
【００５１】
（実施例７〜９、比較例５，６）
炭酸水素ナトリウム粉末と二酸化ケイ素粉末を２：１のモル比となるように秤量して乾式混合した。しかる後に転動法によって２００ミクロン程度の造粒粉末とした。この造粒粉末を直径５ｃｍ、肉厚１ｍｍの半球形に二分割されたポリアセタール（コポリマー）製容器に、表３に示す密度となるように投入して、それぞれを融着させ本発明の一つの形態である球状の消火器具とした。ポリアセタール（コポリマー）の融点は１６５℃である。
【００５２】
消火実験は、直径１００ｃｍ、深さ３０ｃｍの円形の鉄製容器に、ｎ−ヘプタンを深さが２０ｃｍとなるように注ぎ込み、点火した模擬火災を球状の消火器具それぞれ４００個で消火できるかを試験し表３に示した。この際の消火器具のｎ−ヘプタン中での挙動も表３に併記した。
【００５３】
【表３】
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【００５４】
この表３からも、粉末の種類によらず、また容器の材質によらず、単位体積あたりの重量を０．６５ｇ／ｃｍ３以下とした消火器具では、消火薬剤がｎ−ヘプタンの液面近傍に浮遊し火災を消火することが判る。
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば可燃性又は引火性液体を保管するための容器やタンクで想定される火災において、自動的に消火薬剤が放出して迅速に消火が行え、また構造簡単にして省スペースであり、消火器具の製作及び設置が容易な可燃性又は引火性液体の保管方法及び消火器具が提供され万一の火災に備えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】消火器具の一実施形態を示す側面図及び断面図。
【図２】消火器具の使用方法を説明する概略図。
【図３】消火器具の使用方法を説明する概略図。
【図４】消火器具の一実施形態を示す側面図。
【符号の説明】
１・・・消火器具
２・・・容器
３・・・消火薬剤
４・・・可燃性または引火性液体
５・・・可燃性または引火性液体容器
６・・・連結部材
７・・・開口部
１１・・・消火器具
１２・・・容器
１３・・・導電部材
【図１】
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【図２】
2005021313.tif 000010
【図３】
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【図４】
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