CN105611972A - 自动灭火装置及使用于该自动灭火装置的火灾探测管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能在120℃以下的温度探测火灾、且能尽可能长期间以无维修保养状态预先设置的自动灭火装置。自动灭火装置包括在内部收纳灭火剂和压力剂的耐压容器，安装在该耐压容器的开口部的容器阀，以及与该容器阀连结的火灾探测管(14)，该火灾探测管(14)由将气体障壁层(18)叠层在管状的基体树脂层(22)的叠层物构成，基体树脂层(22)由热塑性树脂构成，气体障壁层(18)由乙烯－乙烯醇共聚物树脂(ethylenevinylalcohol？copolymer:EVOH树脂)构成。

Description

自动灭火装置及使用于该自动灭火装置的火灾探测管
技术领域
本发明涉及将合成树脂制管作为火灾探测手段(火灾探测管)使用的自动灭火装置,以及使用于该自动灭火装置的火灾探测管。
背景技术
作为这种自动灭火装置，直接系统的自动灭火装置和间接系统的自动灭火装置为人们所公知。直接系统的自动灭火装置如图5所示,由充填有灭火剂及加压剂的耐压容器10、安装在耐压容器10的出口的容器阀12、以及与容器阀12连结的火灾探测管14构成。
间接系统的自动灭火装置如图6所示,由充填有灭火剂及加压剂的耐压容器10、安装在耐压容器10的出口的容器阀12、与容器阀12连结的火灾探测管14、以及通过灭火剂供给用管24与容器阀12连结的喷射喷嘴26构成。
在此,作为火灾探测管14的材料,使用加压剂难以泄漏、火灾时因火灾热变弱、变弱部分因加压剂的压力破裂而开口那样的合成树脂例如聚酰胺树脂(PA树脂)。
这些自动灭火装置以使得火灾探测管14蜿蜒配设的状态设置在具有起火危险性的区域,例如,风力发电机、自动扶梯机械室、配电盘、分电盘、变压器、汽车引擎室、船舶引擎室、建筑机械引擎室等的起火危险区域(防护区划)。
这些自动灭火装置如以下说明能够自动进行从火灾探测直到火灾灭火。
即,若在起火危险区域某处起火,发生火灾,则火灾探测管14因该火灾的热而变弱,该变弱部分因加压剂的压力破裂,在火灾探测管14造成开口,火灾探测管14内的加压剂从该开口喷出,火灾探测管14内的压力降低。
在直接系统的自动灭火装置中,耐压容器10的内部和火灾探测管14的内部通过容器阀12连通,因火灾探测管14内的压力降低,耐压容器10内的灭火剂因加压剂供给到火灾探测管14的开口部分,在火灾探测管14,灭火剂和加压剂一起从开口喷出,喷出的灭火剂喷射到火灾的火源,扑灭火灾。
在间接系统的自动灭火装置中,与火灾探测管14不同系统的喷射喷嘴26通过灭火剂供给用管24与容器阀12连接,因火灾探测管14内的压力降低,将灭火剂供给喷射喷嘴26的容器阀12成为开启状态,耐压容器10内的灭火剂因加压剂供给到喷射喷嘴26，灭火剂和加压剂一起从喷射喷嘴26向火灾的火源喷出,扑灭火灾。
这些自动灭火装置由于并非使用电力以进行火灾检测或动作，因此，火灾检测或动作时不会产生电火花，即使设置在可燃性气体或粉尘多场所，也不用担心因电火花引燃可燃性气体或粉尘而爆炸，具有即使在防爆区域也能安心使用的优点。
又，这些自动灭火装置并非光学检测火灾发生，而是通过因火灾热在合成树脂制的火灾探测管14开口检测火灾，因此，具有即使作为传感器的火灾探测管因长期间设置而污脏也不用担心检测火灾功能降低或失去功能的优点。
又，该自动灭火装置没有使用电力的传感器或控制装置，火灾探测管成为传感器，且将灭火剂自动运送到火源,因此，具有即使因停电等丧失电源场合也能快速灭火的优点。
又，该自动灭火装置没有使用电力的传感器或控制装置，因此，不需要电池作为电源，既不要更换电池，也不需要维修保养，具有不用担心因长期间设置引起电池自然放电而导致传感器或控制装置的功能停止的优点。
这种自动灭火装置具有如上所述各种优点。但是，在这种自动灭火装置使用的火灾探测管14为合成树脂制，因此，不能完全隔绝压力剂例如氮气泄漏，长期设置场合，压力剂会渗透火灾探测管一点一点泄漏，压力容器及火灾探测管内的压力降低。
若压力容器及火灾探测管内的压力降低，则担心火灾时灭火剂不能以充分的势头喷出。于是，不得不每隔一定期间确认压力容器及火灾探测管内的压力，压力显著降低场合，向压力容器内补充压力剂。但是，自动灭火装置大多设置在人难以进出的场所或狭窄场所，频繁进行设置在这样场所的自动灭火装置的维修保养非常麻烦。
因此，希望火灾探测管具有加压气体5年～10年长期间几乎不泄漏、而且容易因火灾热破裂的特性。
专利文献1：日本实用新型登录第3170412号公报
专利文献2：日本特开2006-288688号公报
专利文献3：日本特开2002-282381号公报
专利文献4：日本特开平1-144061号公报
近年，搭载锂离子电池的混合动力汽车或电动汽车开始贩卖/使用。这些汽车搭载的锂离子电池由于是大容量，若产生不良状况，担心起火发生火灾。并且，如这些汽车行驶在高速公路等场合，不能立刻停止逃离汽车这样的场合，非常危险。因此，担心这些汽车搭载的锂离子电池过热起火场合，要求迅速将其灭火的灭火装置。
并且，汽车的引擎室内部狭窄、污脏，因此，作为能在这样严酷环境下确实动作的自动灭火装置，研究使用上述型式的自动灭火装置。但是，以往的PA树脂制的火灾探测管的破裂/动作温度为180℃左右，与此相对，探测锂离子电池的过热/起火进行灭火时要求的火灾探测管的破裂/动作温度为120℃以下，以往的PA树脂制的火灾探测管不能使用。
在此，虽然知道多种破裂/动作温度设为120℃以下的合成树脂，但这些合成树脂的气体障壁性极差，因此，不能使用作为火灾探测管的材料。即，动作温度低到120℃左右、且加压气体(氮气)历经长期间几乎没有泄漏、气体障壁性高的火灾探测管不为人知。
发明内容
本发明欲解决的课题是，提供动作温度低到120℃以下、且加压气体(氮气)历经长期间几乎没有泄漏、气体障壁性高的火灾探测管。
解决上述课题的本发明的最主要特征在于,使用火灾探测管，其包括管状的基体树脂层，以及与该基体树脂层同轴叠层的气体障壁层，该基体树脂层由热塑性树脂构成，该气体障壁层由乙烯－乙烯醇共聚物树脂(ethylenevinylalcoholcopolymer:EVOH树脂)构成。
本发明涉及的自动灭火装置更详细地说，由在内部收纳灭火剂和压力剂的耐压容器、安装在该耐压容器的开口部的容器阀、以及与该容器阀连结的火灾探测管构成。该火灾探测管由基体树脂层和气体障壁层大致同轴叠层的叠层体构成。气体障壁层和基体树脂层通过粘结剂层叠层一体化。
基体树脂层可以仅仅叠层在气体障壁层的某一方的面上，优选将基体树脂层叠层在气体障壁层的两面。这是由于当将基体树脂层叠层在气体障壁层的两面场合，具有从两面保护气体障壁层、能防止因气体障壁层损伤使得加压剂透过/消失的优点的缘故。作为粘结剂层的材料，可以使用以无水马来酸等官能团改性的聚烯烃树脂。
气体障壁层的厚度优选0.005mm～0.1mm。这是由于气体障壁层的厚度为0.005mm～0.1mm场合，历经长期间仍能充分遮蔽加压气体、且在90～120℃左右温度下能迅速动作/灭火的缘故。但是，并不是气体障壁层的厚度不足0.005mm不能使用，即使处于从不足0.005mm到0.002mm范围，由于加压气体泄漏少，因此，视使用条件，依然足以使用。
又，上述基体树脂层的厚度优选1mm～2mm。这是由于基体树脂层的厚度为1mm～2mm场合，对火灾的敏感性良好、能使得火灾探测管的机械强度具有可靠性的缘故。但是，并不是基体树脂层的厚度在上述范围外不能使用。可以改变火灾探测管的直径，或根据灭火对象物不同而使用。
作为基体树脂层的材料，可以使用聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、其它的聚烯烃树脂。这是由于基体树脂层的材料由聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、其它的聚烯烃树脂构成场合，具有火灾探测管能因热迅速破损、迅速将火灾灭火的优点的缘故。
作为聚乙烯树脂的种类，优选密度为930kg/m3～960kg/m3的聚乙烯树脂。这是由于聚乙烯树脂是密度930kg/m3～960kg/m3的聚乙烯树脂场合，具有能确保兼备蠕变性能和柔软性的区域的优点的缘故。
下面说明本发明的效果:
本发明将热塑性树脂层设为火灾探测管的基体树脂层，将由EVOH树脂构成的气体障壁层叠层在该基体树脂层，因此,具有能历经长期间防止加压气体泄漏、且在120℃以下的温度破裂、能对火灾敏感性良好地探测/灭火的效果。
又，本发明由于历经长期间加压气体难以从火灾探测管泄漏，因此，火灾探测管内及耐压容器内历经长期间保持所希望的压力，因此，具有能长期间以无维修保养的状态预先设置自动灭火装置的效果。
附图说明
图1是表示本发明涉及的自动灭火装置用火灾探测管的截面结构的说明图。
图2是表示加热装置内的温度和时间的关系的图线。
图3是表示具有由各种合成树脂构成的障壁层的火灾探测管的内部压力变化的图线。
图4是表示具有由厚度不同的EVOH树脂构成的障壁层的火灾探测管的内部压力变化的图线。
图5是表示直接系统的自动灭火装置的设置例的说明图。
图6是表示间接系统的自动灭火装置的设置例的说明图。
图中符号意义如下:
10－耐压容器
12－容器阀
14－火灾探测管
16－压力表
18－气体障壁(gasbarrier)层
20－粘结剂层
22－基体树脂层
具体实施方式
通过简单构成，不损害火灾探测管的气体障壁性地实现提供动作温度低到120℃以下、火灾敏感性良好的火灾探测管以及使用该火灾探测管的自动灭火装置的目的。
实施例1
(1)证明本发明火灾探测管能在120℃以下的温度破裂进行灭火动作的实验
(A)实验使用的火灾探测管
实验使用的火灾探测管为试验体1～4四根。试验体1～4内径4mm，外径6mm，全长2000mm。在试验体1～4的内部充填氮气(N2)，试验体1～4的两端热压焊密闭，试验体1～4的内压为1.8Mpa。
作为试验体1、2，使用如图1所示那样的在由EVOH树脂构成的气体障壁层18的两面通过粘结剂层20叠层由PE树脂构成的基体树脂层22。作为粘结剂层20的材料，使用以无水马来酸等官能团改性的聚烯烃树脂。气体障壁层18的厚度设为0.005mm。作为试验体3、4，使用全部由PA树脂构成者。
(B)实验使用的加热装置
制造商名：株式会社KATO
品名：SILVERYEMPEROR
型号：SSE-45KT-A
(C)实验条件
在将试验体1～4放入加热装置内的状态下，使得温度从24℃以3℃/min升高，调查破裂的温度及时间。加热温度以190℃为上限。
(D)实验结果
实验结果如表1及图2所示。
表1
试验体 加压量(Mpa) 动作温度(℃) 动作时间
1 1.8 92 18分50秒
2 1.8 92 18分50秒
3 1.8 179 48分30秒
4 1.8 179 48分40秒
作为实施例的试验体1、2的火灾探测管的破裂温度为90℃附近，与此相对，作为比较例的试验体3、4的火灾探测管的破裂温度为180℃附近，证实了实施例涉及的火灾探测管在120以下的温度迅速动作。
(2)验证本发明火灾探测管具有充分的气体障壁性
使用各种各样的材料作为气体障壁层，对于设有这些气体障壁层的火灾探测管从内部以氮气施加压力场合，求取该场合的火灾探测管内的压力和经过时间(年)的关系。火灾探测管设为长度10m，管中心直径5mm，管表面积157079.6mm2/10m，管内径4mm，管内容积125663.7mm3/10m。火灾探测管内压力设为1.8Mpa。
作为气体障壁层的材料，使用EVOH树脂，PET树脂，PAN树脂，PVDC树脂。由EVOH树脂构成的气体障壁层的厚度设为0.005mm。由PET树脂构成的气体障壁层、由PAN树脂构成的气体障壁层、以及由PVDC树脂构成的气体障壁层的厚度全部设为0.1mm。作为比较例，还使用全部由PA树脂构成的火灾探测管(厚度1mm)。
EVOH树脂的氮气透过率为0.017cc·20μm/(m2·day·atm)，PET树脂的氮气透过率为8cc·20μm/(m2·day·atm)，PAN树脂的氮气透过率为5cc·20μm/(m2·day·atm)，PVDC树脂的氮气透过率为6cc·20μm/(m2·day·atm)，PA树脂的氮气透过率为12cc·20μm/(m2·day·atm)。
在上述条件下，求取火灾探测管内的压力和经过年数的关系，结果如图3所示。从图3所示结果可知，叠层由EVOH树脂构成的气体障壁层的火灾探测管，与叠层由PET树脂或PAN树脂或PVDC树脂构成的气体障壁层的火灾探测管相比，历经长期间，压力降低少。又，叠层由EVOH树脂构成的气体障壁层的火灾探测管，即使与全部由聚酰胺树脂构成的火灾探测管相比，历经长期间，压力降低少。
(3)由EVOH树脂构成的气体障壁层的厚度和内压的关系
使得由EVOH树脂构成的气体障壁层的厚度变化为0.002mm、0.005mm、0.02mm、0.1mm场合，求取火灾探测管内的压力和经过期间(年)的关系，结果如图4所示。
从图4所示结果可知，气体障壁层的厚度处于0.005～0.02mm范围，内压降低少，因此，气体障壁层的厚度优选设为该范围，气体障壁层的厚度即使比0.005mm薄，但与PA树脂的火灾探测管相比，内压降低少，因此，即使处于从不足0.005到0.002mm范围，视使用条件，依然足以使用。
在上述实施例中，使用外径6mm、内径4mm、气体障壁层的厚度为0.002～0.1mm尺寸的火灾探测管，火灾探测管若过粗或气体障壁层过厚，难以以小的弯曲直径弯曲，难以设置在汽车的引擎室或配电盘等内部狭窄的空间，因此，具体的火灾探测管的内径及外径、气体障壁层的厚度根据上述观点合适地设计。
实施例2
在上述实施例1中，作为气体障壁层的材料使用EVOH树脂，铝膜即使与EVOH相比，加压气体(氮气)的透过率也低至大致为零，因此，代替EVOH树脂，制作使用铝膜作为气体障壁层的火灾探测管，进行透过实验，能得到与实施例1的火灾探测管相同的结果。
下面，说明产业上利用可能性。
本发明涉及的自动灭火装置不仅对搭载在汽车的锂离子电池的火灾灭火的用途适用，而且也能适用于对于分电盘、配电盘、电力盘、服务器柜、集尘机、NC车床、研磨机、各种工作机械、可燃物保管库、化学实验装置、耐火保险柜、重要文书书库、油类储藏库等其它火灾灭火的用途。

Claims (8)

1.一种自动灭火装置，其特征在于：
该自动灭火装置包括：
耐压容器，在内部收纳灭火剂和压力剂；
容器阀，安装在该耐压容器的开口部；以及
火灾探测管，与该容器阀连结；
该火灾探测管包括管状的基体树脂层，以及与该基体树脂层同轴叠层的气体障壁层，该基体树脂层由热塑性树脂构成，该气体障壁层由乙烯－乙烯醇共聚物树脂(ethylenevinylalcoholcopolymer:EVOH树脂)构成。
2.根据权利要求1中记载的自动灭火装置，其特征在于:
上述气体障壁层被上述基体树脂层夹持，或叠层在上述基体树脂层的单面。
3.根据权利要求1或2中记载的自动灭火装置，其特征在于:
上述气体障壁层和上述基体树脂层通过粘结剂层叠层。
4.根据权利要求1～3中任一个记载的自动灭火装置，其特征在于:
上述气体障壁层的厚度为0.005mm～0.1mm。
5.一种自动灭火装置用火灾探测管，其特征在于：
包括管状的基体树脂层，以及与该基体树脂层同轴叠层的气体障壁层，该基体树脂层由热塑性树脂构成，该气体障壁层由EVOH树脂构成。
6.根据权利要求5中记载的自动灭火装置用火灾探测管，其特征在于:
上述气体障壁层被上述基体树脂层夹持，或叠层在上述基体树脂层的单面。
7.根据权利要求5或6中记载的自动灭火装置用火灾探测管，其特征在于:
上述气体障壁层和上述基体树脂层通过粘结剂层叠层。
8.根据权利要求5～7中任一个记载的自动灭火装置用火灾探测管，其特征在于:
上述气体障壁层的厚度为0.005mm～0.1mm。
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