リチウムイオン蓄電池システムの火災対策

電源不要の自動消火システム・停電時も確実作動

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リチウムイオン蓄電池設備の消防法上の規制
１．リチウムイオン蓄電池設備に関わる消防関係法令● 消防法別表第1備考14において、第4類（引火性液体）第2石油類は、灯油、軽油その他１気圧において引火点が21℃以上70℃未満のものと規定されている。
● リチウムイオン電池の電解液の引火点は40℃程度あり、第4類第2石油類に該当する。
● 危険物規制に関する政令別表第3において、第4類第2石油類の指定数量は1000Lと規定されており、指定数量以上の第2石油類の貯蔵叉は取扱いは、危険物一般取扱所として市町村長等の許可と、危険物政令で定める技術基準に適合した施設で行う必要がある。

● 例えば、直径18mm、高さ65mmの円筒型リチウムイオン電池（電解液量2mmL）では約50万本以上貯蔵叉は取扱いを行えば、危険物施設とする必要がある。
● 貯蔵叉は取扱量が200L以上（指定数量の1/5以上）の場合、市町村条例に基づき、危険物第4類少量危険物として消防署長へ届出が必要。

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リチウムイオン蓄電池設備の消防法上の規制
２．蓄電池設備に必要な水噴霧消火設備等● 蓄電池設備は、「発電機、変圧器その他これらに類する電気設備」に該当する。
● 蓄電池設備を設置する床面積が200m2以上の場合。（消防法政令第13条）● 定格容量と電槽数の積の合計が4800アンペアアワー・セル※以上（電解液総量は概ね30L程度）で、地盤面からの高さが31mを超える階に存する部分。
（火災予防条例第13条・第40条）※現在の規制：200アンペアアワー×24セル=4800アンペアアワー・セル(昭和36年条約制定時の規制：定格容量合計200Ah以上(電圧48V未満除く) …2ボルト(1セルの電圧)×24セル(直列)=48ボルト)

３．危険物施設に必要な水噴霧設備等● 指定数量の100倍以上のリチウムイオン電池を貯蔵叉は取扱う施設● 施設の延べ面積が1000m2以上
リチウムイオン蓄電池の電解液に使用される有機溶媒○エチレンカーボネート○ジメチルカーボネート○ジエチルカーボネート○プロピレンカーボネート○メチルエチルカーボネート
等

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PAGE : 3リチウムイオン二次電池の特徴
リチウムイオン二次電池を用いた蓄電池設備のハザード（危険要因）①電解液が引火性の液体である②密閉構造である

過電流により発煙（発火）に至るプロセス
可能性のあるリスク

過電流

漏電・発火
破裂

Ｌｉ量減少により正極活物質の電位が電解液の分解電位を超えて上昇するため、電解液では酸化分解（発熱反応）が発生し電池温度が上昇する

発煙・破裂

電解液と負極が反応する（発熱反応）③エネルギー容量が大きく内部抵抗が小さいことから短絡電流が大きい

電解液が熱分解する④電池の内部温度の上昇や内部圧力が高まった場合に化学反応による、化学物質の放出

熱暴走 →発煙・発火・破裂⑤モジュール・組電池において、複数のセルが直列接続され高電圧になる感 電

正極活物質の酸素遊離を伴う熱分解が発生する
正極活物質から遊離した酸素による電解液の酸化が発生する（内部燃焼）
発煙・発火

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リチウムイオン二次電池の火災対策
リチウムイオン電池は、一度高温下にさらされると、内部のガスケットの溶融等電池内部の状態が不安定になることから消火した後も適切に温度を下げる為の措置が必要となります。（ 消火後の電池温度約190℃）
適応する消火薬剤は・・・

ウォーターミスト

FK-5-1-12
消炎濃度と設計消火剤濃度

電気絶縁性のある50µmのウォーターミストが火災を瞬時に消火し、効果的な熱吸収力により温度を下げ再着火を防止します。
高性能消火剤FK-5-1-12が燃焼反応を抑制し火災を消火。
不活性な化学特性の為、二次汚損も少なく、環境特性も優れてますので、将来にわたって継続使用が可能です。
消火設備の種別
不活性ガス
消火設備

ハロゲン化物
消火設備

消火剤名
二酸化炭素
窒素ガス
IG-541
IG-55ハロン1301
HFC-23
HFC-227EA
Novec1230

消炎濃度（vol%）
22.0
33.6
35.3
34.4
3.4
12.4
6.44.8

設計消火剤
濃度（vol%)
33.6
40.3
37.6
37.9
5.0
16.1
7.0
5.8

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PAGE : 5リチウムイオン二次電池の火災対策
ウォーターミストの特徴
燃焼の三要素＜熱・燃料・酸素＞に同時に作用し効果的に消火熱に対し ・・・蒸発による気化熱が煙やガスの温度と燃焼物の表面温度を下げます。
酸素に対し・・・蒸発し水蒸気となり体積膨張することにより空気中の酸素含有量を低下させます。
燃料に対し・・・水成膜泡消火薬剤が引火性の高い有機溶媒を覆うことにより火元への燃料の供給を阻止します。

高性能消火剤 FK-5-1-12 の特徴
消火剤による汚損・水損が少ない
不活性な化学特性の為、二次汚損の心配がありません。
人体に対する高い安全性ガス系消火剤の場合、吸引などによる人体への影響が考えられますが、実使用濃度とNOAEL（無有害性影響量）の差が大きく安全性の高い消火剤です。
優れた環境特性
オゾン破壊係数ゼロ、ハロゲン化物消火薬剤と比べ地球温暖化係数は1/1000以下で将来にわたって継続使用が可能です。

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PAGE : 6ファイアイレイスの特長
火 災 感 知・煙感知器や熱感知器等の電気的に動作する機器は使用していません。
外径６ｍｍ、内径４ｍｍの特殊樹脂のセンサーチューブが火災を感知します。
チューブは内圧１．８ＭＰａで火災時には最高温度部分が破裂することにより消火装置を起動させて消火剤を放出します。

信 号 関 係 ・ 設 置 ・ メンテナンス
・センサーチューブの減圧を圧力スイッチで感知できますので制御盤に組込むことにより動作信号の移報や機器の連動停止が可能です。
・消火装置の構成が非常にシンプルですので設置も容易です。
・消火剤の再充填が現地でも可能ですので復旧時間に時間を要しません。
・半年毎の外観点検で消火装置の機能を維持できます。

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ファイアイレイスの特長
イナートガス（N2・CO2）固定消火設備と違う大きなメリット
外部電源、バックアップ電源が不要
ラック単位にピンポイントで小火を感知し消火ラック内の内部圧力を上昇させず、重要機器を破損させない
避圧口（区画内圧力上昇防止のための開口）が不要
ケーブル燻焼火災にも消火剤が強い
使用後も消火剤の再充填が現地で可能
メンテナンスが簡単
低価格

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ファイアイレイスには２種類のシステムがありますダイレクトシステム（DLP・ＤＨＰ）
センサーチューブが火災を探知し破裂すると、消火剤が破裂したチューブの穴から放出して区画内に消火剤を充満させます。

センサーチューブ
【内圧1.8MPa】

火災発生

ダイレクトバルブ【直接方式】

チューブ破裂

消火剤容器【内圧1.8～5.3MPa】

火災

チューブの穴から消火剤放出

チューブの作動消火

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PAGE : 9インダイレクトシステム（ＩＬＰ・ＩＨＰ）
センサーチューブが火災を探知し破裂すると、チューブ内が圧力降下し、空気圧制御式の容器弁が開放して、消火剤が消火配管を経由して噴射ノズルから放出されます。

火災発生
消火配管
チューブ破裂

噴射ノズル
センサーチューブ
【内圧1.8MPa】

容器弁が作動インダイレクト噴射ノズルから消火剤放出

バルブ【間接方式】
消火剤容器【内圧1.8～5.3MPa】

火災

消火

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PAGE : 10センサーチューブの特長
センサーチューブは、三井化学産資株式会社と共同開発したバリア性に優れたポリエチレンチューブを使用しています。消火剤や加圧推進剤の窒素ガスを透過減量しませんので長期使用に耐えます。

外径6mm

内径4mm

内外層

通常時の内圧に耐え、火災時に溶融、破壊となる設計としています。

接着層

内外層とバリア層を一体化するため接着性樹脂により各層を結合しています。

バリア層

消火剤が通常時に透過し減量しないようバリア性に特化した樹脂層を設けました。

感知温度（℃）
内圧1.8MPa・無炎設置可能
周囲温度（℃）

主原料

サイズ
（ｍｍ）

設置場所例

９２‐２０～＋５０

ポリエチレン

外径φ６・内径φ４ケーブルトレイ ・盤関係

１６０‐２０～＋６５

ポリアミド

外径φ６・内径φ４

屋外・周囲高温部

・ポリエチレンチューブは吸水率が<0.01（％・3mm・24h）と低く、耐薬品性に大変優れています。
・防護空間各所に配置しますので、電気火災を初期の段階で安全に感知します。
・フレキシブルで設置場所の形状を問いません。

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消火剤の特長
消火剤は人にも環境にも優しいFK-5-1-12を使用■環境特性 オゾン破壊係数ゼロ、非常に低い地球温暖化係数、短い大気寿命。
TMTM

3M Novec 1230消火薬剤は、ハロゲン化物消火薬剤として初めて長期持続的なソリューションを提供するハロン代替品です。
FK-5-1-12

Halon 1301

HFC-227ea

オゾン破壊係数(ODP)

0.0

12.00.0地球温暖化係数(GWP)IPCC

16,9003,5000.014

6533

特性

大気寿命(年)■安全性

消火剤は、FK-5-1-12、二酸化炭素、ＡＢＣ粉末、ｳｫｰﾀｰﾐｽﾄのご用意があります。

TMTM3M Novec 1230消火薬剤の実使用濃度はNOAEL(無有害性影響量)と比べ大幅に低くなっています。
FK-5-1-12

Halon 1301

HFC-227ea

使用濃度

4-6%

5%

7.5-8.7%

NOAEL※

10%

5%

9%薬剤

■電気絶縁性
すぐれた電気絶縁性を有し、電子機器に影響を与えません。
比耐電圧＠1atm（窒素1.0）に対し2.3。

消火剤に浸したTV・携帯電話
問題なく使用可能です

ODP： 大気中に放出された単位重量の物質がオゾン層に与える破壊効果。
その値が大きいほど破壊への影響が大きくなります。
地球温暖化係数（GWP）： 二酸化炭素を基準にして、ほかの温室効果ガスがどれだけ温暖化する能力があるか表した数字。
大気寿命（年）： 大気中で安定的に存在している時間。
NOAEL： 毒性試験において投与物質の有害な影響が臓器にみとめられない最高の暴露量。

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消火剤の特長
ウォーターミスト

FK-5-1-12

二酸化炭素

ABC粉末消火薬剤

理

燃焼連鎖反応の抑制

酸素濃度の希釈・冷却

酸素希釈・燃焼連鎖反応の抑制

酸素濃度の希釈・冷却)

0.84

0.80.362.0態

液体（N2 加圧）

液体（液化ガス）固体（N2 加圧）

液体（N2 加圧）

防 護 対 象 の 開 口 部○◎◎

○開 放 空 間 （ 局 所 ）△○○△電性◎◎◎○オ ゾ ン 層 破 壊 係 数 （ ODP)

0000

地 球 温 暖 化 係 数1110

環 境 へ の 適 合 性

○△○

◎

無有

無無

冷 却 能 力 （ 順 位 ）3241

消 火 剤 放 出 後 の 2 次 災害

低低有多少有

長

環境重視
中毒防止
現地再充填可能2次災害防止局所可（A火災は不可）
2次災害防止
価格重視

局所可
価格重視
現地再充填可能

現地再充填可能途

電子・電気機器

電子・電気機器
工作機械

高圧：常設用低圧：仮設用（電気盤他）

内燃機関
石油類
ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ2次電池

消火剤
消火原

消 火 剤 量 （ kg/m3
貯蔵

気毒状

絶縁性

特対象用(水成膜泡消火剤3 % 含有）

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PAGE : 13機器構成（ダイレクトタイプ）
バルブ

センサーチューブ

チューブ末端ＤＬＰバルブ

作動温度92℃

エンドアダプター

ＤＨＰバルブ

作動温度160℃

圧力スイッチ

シリンダー

消火剤

オプション

・FK-5-1-12・二酸化炭素・ＡＢＣ粉末

制御盤・表示灯 等

ｅｔｃ
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機器構成（インダイレクトタイプ）
バルブ

センサーチューブ

ＩＬＰバルブ

作動温度92℃

ＩＨＰバルブ

作動温度160℃

チューブ末端エンドアダプター

圧力スイッチ

手動起動装置遠方起動装置シリンダー
消火配管・ノズル
銅管・ＳＵＳ管

消火剤

噴射ノズル

オプション
制御盤・表示灯 等

・FK-5-1-12・二酸化炭素
・ＡＢＣ粉末・ウォーターミスト
ｅｔｃ
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メンテナンス・更新時期について定期点検
ファイアイレイス定期点検内容（チェックリスト参照）
点検推奨頻度： 6ヶ月ごとに年2回をめどに点検の実施をお願い致します。

更新時期
機消火器

15年

セ ン サ ー チ ュ ー ブ（ 継 手 類 含 む ）

8年

そ15年

他

容数器の剤

年

機器

※定期点検時に異常があった場合は即時是正もしくは交換となります。

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PAGE : 16火災感知センサー作動試験
試験内容

ラック内にセンサーチューブ、スポット型感知器を設置し、火災時における作動試験を行いました

着火後、燃料がなくなるまで２４分間計測

試験概要

番号
①
②
③
④
⑤
⑥

設置箇所

種別

作動状況

部屋天井

定温式スポット型熱感知器

作動せず

部屋天井
部屋天井
ラック内天井差動式スポット型熱感知器
光電式スポット型煙感知器
定温式スポット型熱感知器

作動せず
作動せず
作動せず

ラック内天井ラック内

差動式スポット型熱感知器
センサーチューブ

作動せず
60秒で作動

火災を感知し、作動したのはセンサーチューブのみでした

ラック内では、冷却用のファンが稼動しています。
その中で火災をどれだけ早く感知できるかが、重要となります。

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消火実験の結果Ⅰ○消火実験概要
・燃焼箱体積 ：１．００［㎥］・燃焼物：リチウムポリマー電池
容量２２００［ｍＡｈ］
・過充電条件：８［Ｖ］、４［Ａ］
・消火装置 型式：ＦＭ－４．０
消火剤：ウォーターミスト
消火剤量：３．５［ｋｇ］
放射時間：４０［ｓｅｃ］
放射量：０．０９２［ｋｇ／ｓ］
・ノズル数：計４個（うち３個は箱外へ放射）

燃焼箱

リチウムポリマー電池

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消火実験の結果Ⅱ500

消火剤放出

450
400

○消火実験結果

温度［℃］

350
300

過充電
過充電
電池発火

250
200

過充電電池
上部電池

150
10050

・消火剤放出後、上部電池の温度は一時低下したが、再度５９℃まで上昇した。その後、温度は低下し火災は上部電池に伝搬しなかった。
・火災が上部電池に伝搬しない事より、電池火災に対し有効な冷却効果が有ることが認められた。

00500

1000

1500

2000

時間［sec］

温度‐時間変化図

発火

放出

消火

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更なる他の用途のご紹介• コンテナ型データセンター• 可燃物保管庫• サーバーラック• 建設重機• コンテナ型蓄電システム• IPA洗浄機/混合機• リチウムイオン電池• 集塵機/集塵ダクト• 風力発電ナセル、発電機• ケーブルダクト• 通信機器/中継基地• 印刷機/輪転機• 医療 / 実験装置

• 自動工作機械• 試験 / 製造装置

• エスカレーターモーター部• 配・分電盤、変圧機器• モノレールブレーキ部• トランクルーム• 自動車/車両/列車• 可燃性液体貯蔵庫• 船舶エンジンルーム

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これまでの設置実績●ファイアイレイスは、国内工場、原子力発電所、国内外の風力発電プラント、エンジンルーム等さまざまな分野の消火システムとして、4330システム以上の設置実績を持っています。

風力発電設備

風力発電設備（ナセル内）

風力発電設備（タワー内）

電気盤関係

鉄道車両エンジンルーム

バス エンジンルーム

ボート エンジンルーム

恒温槽

接着剤塗布装置

自動工作機械

レーザー加工機

集 塵 機

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ご案内・お問い合わせ■ご案内
弊社 八街工場 消火実験棟にて、ファイアイレイスの消火実験デモンストレーションをご覧頂けます。
（事前のご予約が必要です。）

ACCESS

至成田

至成田
佐倉ＩＣ

至富里至佐倉

至佐倉
至日向

三区十字路
至東京

51

至千葉市街

277

神門

松林

2253

ランドロームフードマーケット

株式会社ニチボウ 八街工場
〒289-1114
千葉県八街市東吉田840番地1
TEL : 043-444-5001
FAX : 043-444-5022

409

ＪＲ総武本線 八街駅より車で約8分
東関東自動車道
佐倉ＩＣより車で約15分■お問い合わせ・お見積は．．．
玉井・森島TEL 03-3444-6261（直通）tamai@nitibou.co.jp
e-mail tamai@nitibou.co.jp

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