カートリッジ式泡水溶液放水システムの開発について
名古屋市消防局（愛知）

１

内田貴之

佐藤豊大

舟橋和輝

開発の目的
現在、クラスＡ消火薬剤は冷却効果、浸透効果、窒息効果から木造建物火災において早期から積極的に活用し、木造火災以外にも明確な目的のもと、効果的かつ効率的に活用しているところです。この効果を十分に発揮し、荷重崩落事故、再出火、水損を防止することができます。
小隊活動基準、クラスＡ消火剤の運用基準でも周知のとおり、ＣＡＦＳによる泡放水より、泡水溶液放水の方が、より浸透性が高いため、残火処理活動時に有効的です。そのため、高い浸透性を生かした泡水溶液の放水を下命されることになると思います。
今回は残火処理活動時に多用されているバッチ式混合に着眼しました。
バッチ式混合により、泡水溶液を放水することで、高い浸透性を有する泡水溶液が放水されますが、撤収作業時には水槽、配管、ホース及び離脱したホースから排出される泡により、道路等が汚染されるため、泡の処理が必要になります。帰署後も水槽内に残った泡、配管、資機材等の洗浄に多大な時間と、労力が必要となり、再出動が遅れる原因になります。
そこで、水槽、配管の洗浄の必要がなく、資機材、道路等の洗浄を最小限にすることで、撤収作業時間の短縮、作業の省力化を目的とした、カートリ
ッジ式泡水溶液放水システムを開発しました。

２

現状の問題点泡水溶液を放水する場合⑴

バッチ式混合による放水
ア

水槽上部からクラスＡ消火剤を投入する作業を伴い、消火栓からの吸水や、補水を受けることで、泡水溶液の混合比が変化するため、水槽単－ 80 －位での活動になります。水槽が空になった場合、適宜水槽内で泡水溶液を作る必要があります。【写真１、２、３】
イ

通常の放水から泡水溶液放水へ切換えの際、場合によっては筒先から放水される水を、水損防止の観点から即座に泡水溶液に切換える必要があるため、ホース内の残された水を排水することになります。その際に、大量の水を浪費することになります。

ウ

泡水溶液放水後に、水槽、配管、資機材及び道路等が、泡により汚染されるため、洗浄する必要があります。洗浄をする際に、大量の水を使用することになります。【写真４、５】⑵

ライン・プロポーショナーによる放水ア

ライン・プロポーショナー、消火薬剤のポリタンクの設定を伴い、消火薬剤のポリタンクの設定位置によっては筒先の転戦が困難になります。
【写真６】
イ

消火薬剤の吸上げのため、ライン・プロポーショナー入口圧力は０．
７ＭＰa以上、ノズル口径を１９ｍｍ以上、且つ放水の流量を４４０Ｌ／分以上に設定します。残火処理活動等の低圧放水では、消火薬剤を吸上げることは困難になります。

３

開発のポイント
前記の問題点解決に向けて、泡水溶液を放水するにあたり、以下を泡水溶液放水システムの開発のポイントにしました。

⑴

泡水溶液を放水するにあたり、泡水溶液への切換え作業が容易にでき、放水に伴う設定を簡略化することにより、素早く放水する。
⑵

カートリッジ式にすることで、容易にカートリッジを交換することにより、混合比を変化させず、泡水溶液を継続し放水する。

⑶

配管、ホース内に残る水を排水することなく、泡水溶液放水に有効活用する。

⑷

泡水溶液放水後、水槽、配管、資機材及び道路等の、泡による汚染を最小限にし、時間短縮、作業を省力化する。

⑸

ホースの取り回しが容易であり、低圧放水でも効果的な泡水溶液を放水する。

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４仕様⑴

カートリッジの素材は、有効的な放水圧力を得るために、ＡＢ管そうの内径４３ｍｍより小さめの外径３４ｍｍ、高さ１９０ｍｍの硬質塩化ビニル製のパイプを使用します。中に装填する消火薬剤は、界面活性効果を含む洗濯用粉末洗剤を、加水圧縮したものを使用します。【写真７】⑵

構造は、外径３４ｍｍのパイプに６．５ｍｍの穴を４４箇所開け、蓋をパイプの両端に取り付けました。【写真８】５

使用方法及び効果⑴

カートリッジ内に界面活性効果を含む洗濯用粉末洗剤を加水圧縮したものを装填します。中に装填する消火薬剤の量により、泡水溶液の濃度を変更することが可能です。ＡＢ管そう内（管そうとストップバルブの間）に消火薬剤を入れたカートリッジを装填し、放水します。【写真９、１０】⑵

ＡＢ管そう内にカートリッジを装填するため、水槽上部から消火薬剤を投入する作業や、ライン・プロポーショナー、消火薬剤のポリタンクの設定の必要がなくなり、切換えに係る作業を簡略化したことで、素早く泡水溶液を放水することが可能になります。このことにより、筒先やホースの取り回しが容易になり、スムーズな放水活動が可能になります。

⑶

水槽単位での活動に限られるバッチ式混合と異なり、補水、消火栓からの吸水等、水量の変化に捉われることなく、泡水溶液を継続し放水をすることができます。従来は水損防止、泡水溶液の放水への切換えの迅速性を考慮し、ホースに残された水を排水してから、泡水溶液放水へ切換えていましたが、ＡＢ管そう内にカートリッジを装填するため、全ての水を一切排水することなく、泡水溶液の放水に有効活用することができます。また、カートリッジを抜き差しする事により水から泡水溶液、更に泡水溶液から水による放水の切換えが素早くできます。

⑷

泡水溶液放水後、水槽、配管、資機材、道路等の泡による汚染が最小限になるため、水槽、資機材、道路等、従来洗浄が必要になる箇所を省略することができるので、大量の水を節約すると同時に、作業時間の短縮を図－ 82 －

ることができます。その結果、撤収時間を大幅に早くすることができ、次の災害へ素早く対応することが可能になります。
⑸

ＣＡＦＳ搭載車の部署位置によらず、すでに配置済みのホースラインを利用し、どの車両（小隊）からも速やかに泡水溶液の放水が可能になります。

６終わりに
近年、ＣＡＦＳ搭載車の導入を契機に、クラスＡ消火薬剤の活躍の場が多くなってきました。残火処理時におけるバッチ式混合を下命されることを考慮すると、全ての消防隊がクラスＡ消火薬剤を使用する機会があると思います。その時に、ただ使用するだけでなく、幅広い視野を持ち、社会的な影響にも焦点を当て、トータル被害を軽減していく必要があります。
今回、開発したカートリッジ式泡水溶液放水システムが残火処理活動時に全ての隊に方策として取り入れられることで、作業の簡略化、トータル被害の軽減、再出動までの時間の短縮を図ることができます。その結果、市民の生命、身体及び財産を守り、災害による被害の軽減に資すると確信します。

≪参考≫
基本的に界面活性剤を含むものであれば、水よりも浸透効果が期待でき、浸透性をクラスＡ消火薬剤と比較しても、浸透速度、浸透面積ともに、クラスＡ消火薬剤を上回る浸透効果を確認することができました。
【別添浸透状況検証結果】
さらに、泡消火を目的とした消火薬剤でない場合は、特に検定を受ける必要はなく、界面活性剤を含んでいれば、少量でも効果があることを検証から、確認することができました。
※

日本消防検定協会及び、消火薬剤メーカーにより確認済み。

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現状の問題点【写真１】水槽上部積載状況
水槽上部から消火薬剤 を 投 入 す る 際 、多 く の車両上部には資機材が積 載 し て あ り 、ス ム ー ズ
な消火薬剤の投入は困難です。

【写真２】

消火薬剤投入状況
消火薬剤を投入する
際 、資 機 材 の 移 動 、水 槽
上 部 の 蓋 を 外 す 、消 火 薬剤の引き上げ等の作業を 伴 う た め 、一 人 で の 作業は非効率的であるた
め 、複 数 の 隊 員 で 作 業 する必要があります。

【写真３】

水槽内混合作業
消 火 薬 剤 を 投 入 後 、消火薬剤と水槽内の水を混合する必要があるた
め 、吸 水 コ ッ ク と 送 水 コッ ク を 開 放 し ま す 。消 火
薬剤と水を混合せずに放 水 す る と 、泡 水 溶 液 にな ら ず 、泡 に 近 い 状 態 で放水されます。

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【写真４】

水槽内汚染状況
バッチ式混合により泡水溶液放水後、水槽内は大量の泡により汚染されるため、帰署後に洗浄する必要があり、再出動準備を整えるまでに時間を要します。

【写真５】

道路汚染状況
バッチ式混合において泡水溶液を放水した場
合 、現 場 、帰 署 後 問 わ ず 、
泡により道路、資機材等が汚染されます。

【写真６】

ライン・プロポーショナー設定写真
ライン・プロポーショ
ナーによる放水をする場
合、ポリタンクの設定を伴い、ライン・プロポーショナーから筒先までのホースの本数に制限がある等、筒先の転戦が困難になります。

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仕様【写真７】

カートリッジ本体①
内部には界面活性効果

を 含 む 、洗 濯 用 粉 末 洗 剤 を

６ ．５ ｍ ｍ の 穴 ４ ４ 箇

加水圧縮します。

１９０ｍｍ

【写真８】

カートリッジ本体②３４ｍｍ

蓋を、パイプの両側に取付けます。
カートリッジについては、本体の外径、長さ及び穴の大きさ、数、位置、形状について異なるものを数種類試作し検証した結果、上記仕様によるものが、水溶液の状態、放水射程、放水継続時間において最も効果的であるとの検証結果を得ました。

－ 86 －

使用方法【写真９】ＡＢ管そう内への【 写 真 10】 Ａ Ｂ 管 そ う 内 へ のカートリッジ装填状況①

カートリッジ装填状況②

界面活性効果を含む、洗濯用粉末洗剤を加水圧縮したカートリッジをＡＢ管そう内に装填する事により、すぐに泡水溶液による放水が可能となります。
また、管そうからカートリッジを抜き取ることにより泡水溶液による放水の中止、又は水放水への切換えが容易にできます。
効果【 写 真 11】カ ー ト リ ッ ジ 式 泡 水 溶 液 【 写 真 12】放 水 さ れ た 泡 水 溶 液
放水システムによる放水状況
状況
泡水溶液はバッチ式混合による放水と同程度の泡水溶液を放水する
こ と が で き 、カ ー ト リ ッ ジ １ 本 使 用 し 毎 分 １ ０ ０ ℓで 放 水 し た 場 合 、約１０分間の放水が可能との検証結果でした。これはカートリッジ２本で タ ン ク 水 １ ５ ０ ０ ℓに 対 応 可 能 で あ り 、カ ー ト リ ッ ジ を 交 換 す る 事 によりいくらでも継続放水することができます。

－ 87 －別添

浸透状況検証結果
そ れ ぞ れ 成 分 の 異 な る 4 種 類 の 薬 剤 と 洗 剤 を 用 意 し ま し た 。そ れ ら の薬 剤 を 以 下 の よ う に 希 釈 し 、そ れ ぞ れ の 浸 透 の 差 に つ い て 検 証 し ま し た 。
１

実験のために用意した薬剤⑴

水⑵

クラスＡ消火薬剤（ 0.1％ ）⑶

洗濯用粉末洗剤（ 0.09％ ）⑷

台所用液体洗剤（ 0.1％ ）２

各薬剤を浸透検証
右写真のとおり水で希釈した薬剤を木材に滴下し、木材表面から水滴が浸透した時間、それに伴い表面に広がった面積を比較検証しました。
⑴

水

１分後滴下した直後滴下後若干浸透し広がりましたが、１分後の状態ではまだ水滴が表面に残っています。
⑵

クラスＡ消火薬剤滴下した直後１分後

滴下後すぐ表面に広がり浸透し、１分後には完全に水滴が無くなっています。

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⑶

洗濯用粉末洗剤滴下した直後

１分後

滴 下 後 す ぐ 表 面 に 広 が り 浸 透 し 、 30 秒 程 度 で 完 全 に 水 滴 が 無 く なっています。
⑷

台所用液体洗剤滴下した直後

１分後

滴 下 後 す ぐ 表 面 に 広 が り 浸 透 し 、 10 秒 程 度 で 完 全 に 水 滴 が 無 く なっています。
３

滴下後の表面積を比較
以上 4 種類の滴下した薬剤の最大表面積を、わかりやすくマーキングし比較しました。

水クラスＡ消火薬剤

洗濯用粉末洗剤

台所用液体洗剤【 0.1％ 】【 0.09％ 】【 0.1％ 】

木材の材質、気温、湿度等によって結果が変化すると思いますが、明らかに洗濯用粉末洗剤の濃度が薄いにも関わらず広範囲に広がっているのがわかります。これは洗剤に含まれる界面活性剤による表面張力 の 軽 減 効 果 が あ ら わ れ た も の で 、先 程 の 浸 透 検 証 を 見 て も 浸 透 速 度 、浸透面積ともにクラスＡ消火薬剤を上回っており、特に残火処理時における浸透消火において効果的であると思われます。

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