JP2002291940A - Fire extinguishing chemical and fire extinguisher - Google Patents
Fire extinguishing chemical and fire extinguisherInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は消火薬剤および消火
器に係わり、特に炭酸ガスを放出する消火薬剤およびこ
の消火薬剤を用いた消火器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fire extinguisher and a fire extinguisher, and more particularly to a fire extinguishing agent that emits carbon dioxide gas and a fire extinguisher using the fire extinguisher.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から初期の小火災を消火する目的で
消火薬剤が封入された消火器が使用されてきている。2. Description of the Related Art Fire extinguishers in which a fire extinguishing agent is sealed have been used for the purpose of extinguishing an early small fire.
【０００３】消火薬剤には、例えば炭酸水素ナトリウム
や炭酸水素カリウムなどのアルカリ炭酸水素塩などが使
用されており、これらの消火薬剤を火中に投じること
で、例えば以下に示す化学式（１）の反応により、炭酸
ガスを発生させ酸素濃度を低下させることで消火作用を
生じさせる。For example, alkali bicarbonates such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate are used as a fire extinguishing agent. By throwing these extinguishing agents into a fire, for example, the following chemical formula (1) By the reaction, carbon dioxide gas is generated to lower the oxygen concentration, thereby causing a fire extinguishing action.
【０００４】 ２ＮａＨＣＯ3→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｎａ2ＣＯ3 （１） さらに、アルカリイオンはＯＨラジカルとの反応性が高
いために、アルカリ炭酸水素塩を微粉末として気流に載
せて放出することで、炎中のＯＨラジカルの連鎖反応を
抑制することで消火作用も生じる。2NaHCO 3 → CO 2 + H 2 O + Na 2 CO 3 (1) Further, since alkali ions have high reactivity with OH radicals, they are discharged by placing alkali hydrogen carbonate as fine powder in a gas stream. By suppressing the chain reaction of OH radicals in the flame, a fire-extinguishing effect also occurs.
【０００５】一方、消火器の操作性の向上、あるいは居
住空間における消火器の占有率の低減などの要求によ
り、体積あたりの消火薬剤に対する消火効率の向上が求
められている。[0005] On the other hand, demands for improving the operability of a fire extinguisher or reducing the occupancy of a fire extinguisher in a living space require improvement in fire extinguishing efficiency for a fire extinguishing agent per volume.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
アルカリ炭酸水素塩を消火薬剤として使用しているが、
さらなる消火薬剤の消火効率の向上が求められている。As described above, alkali bicarbonate is conventionally used as a fire extinguishing agent.
There is a demand for further improvement of the fire extinguishing efficiency of fire extinguishing agents.
【０００７】本発明はこのような問題に鑑みて為された
ものであり、消火効率の高い消火薬剤、あるいはそれを
用いた消火器を提供することを目的とする。[0007] The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a fire extinguishing agent having high fire extinguishing efficiency or a fire extinguisher using the same.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の消火薬剤は、ア
ルカリ炭酸塩に反応してアルカリ金属含有複合酸化物を
生成する機能を有する金属酸化物と、アルカリ炭酸水素
塩とを有することを特徴とする。The fire-extinguishing agent of the present invention comprises a metal oxide having a function of producing an alkali metal-containing composite oxide in response to an alkali carbonate, and an alkali hydrogen carbonate. And
【０００９】本発明の消火薬剤は、熱分解して二酸化炭
素およびアルカリ炭酸塩を生成するアルカリ炭酸水素塩
と、前記アルカリ炭酸塩と反応して二酸化炭素およびア
ルカリ金属含有複合酸化物を生成する金属酸化物とを有
することを特徴とする。The fire-extinguishing agent of the present invention comprises an alkali hydrogen carbonate which is thermally decomposed to form carbon dioxide and an alkali carbonate, and a metal which reacts with the alkali carbonate to form carbon dioxide and an alkali metal-containing composite oxide. And an oxide.
【００１０】前記金属酸化物は、二酸化珪素、珪酸リチ
ウム、酸化鉄、酸化ジルコニウムおよび二酸化ニッケル
の群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を含有す
ることが好ましい。[0010] The metal oxide preferably contains at least one metal oxide selected from the group consisting of silicon dioxide, lithium silicate, iron oxide, zirconium oxide and nickel dioxide.
【００１１】前記アルカリ炭酸水素塩は、炭酸水素ナト
リウムおよび炭酸水素カリウムから選ばれる少なくとも
１種を含有することが好ましい。The alkali hydrogen carbonate preferably contains at least one selected from sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate.
【００１２】前記アルカリ炭酸水素塩からなる相と前記
金属酸化物からなる相との二相を有する粒子からなるこ
とが好ましい。It is preferable that the particles are composed of particles having two phases, that is, a phase composed of the alkali bicarbonate and a phase composed of the metal oxide.
【００１３】本発明の消火器は、アルカリ炭酸塩に反応
してアルカリ金属含有複合酸化物を生成する機能を有す
る金属酸化物と、アルカリ炭酸水素塩とを有する消火薬
剤と、この消火薬剤を収納する収納容器と、前記消火薬
剤を前記収納容器から噴出させる圧縮されたキャリアガ
スとを有することを特徴とする。The fire extinguisher of the present invention contains a metal oxide having a function of producing an alkali metal-containing composite oxide in response to an alkali carbonate, a fire extinguishing agent having an alkali bicarbonate, and the fire extinguishing agent. And a compressed carrier gas for ejecting the fire extinguishing agent from the storage container.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】まず、アルカリ炭酸塩に反応して
アルカリ金属含有複合酸化物および二酸化炭素を生成す
る金属酸化物、として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）を
用い、アルカリ炭酸水素塩として炭酸水素ナトリウム
（ＮａＨＣＯ3）を用いた場合について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, zirconium oxide (ZrO 2 ) is used as a metal oxide which reacts with an alkali carbonate to form an alkali metal-containing composite oxide and carbon dioxide, and sodium bicarbonate is used as an alkali bicarbonate. The case where (NaHCO 3 ) is used will be described.
【００１５】図１は本発明の消火薬剤の使用前の一例を
示す概略断面図、図２は使用途中の消火薬剤の概略断面
図、図３は使用後の消火薬剤の概略断面図を示す。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a fire extinguishing agent of the present invention before use, FIG. 2 is a schematic sectional view of a fire extinguishing agent in use, and FIG. 3 is a schematic sectional view of a fire extinguishing agent after use.
【００１６】図１に示す消火薬剤は、炭酸水素ナトリウ
ム粒子１と酸化ジルコニウム２とを一次粒子として造粒
した二次粒子である。The fire extinguishing agent shown in FIG. 1 is secondary particles obtained by granulating sodium bicarbonate particles 1 and zirconium oxide 2 as primary particles.
【００１７】炭酸水素ナトリウム粒子１と酸化ジルコニ
ウム粒子２とからなる粉末を火中に投じた場合、まず、
炭酸水素ナトリウムが熱分解し、化学式（１）に示す一
段目の反応が生じ、二酸化炭素、水および炭酸ナトリウ
ムが分解生成物として生成される。この分解生成物中の
二酸化炭素によって雰囲気中の酸素濃度を低下させるこ
とで一段目の消火効果を発揮する。When a powder composed of sodium hydrogencarbonate particles 1 and zirconium oxide particles 2 is thrown into a fire,
Sodium bicarbonate is thermally decomposed, a first-stage reaction represented by chemical formula (1) occurs, and carbon dioxide, water, and sodium carbonate are generated as decomposition products. The first-stage fire-extinguishing effect is exhibited by lowering the oxygen concentration in the atmosphere by the carbon dioxide in the decomposition product.
【００１８】 ２ＮａＨＣＯ3→ＣＯ2↑＋Ｈ2Ｏ↑＋Ｎａ2ＣＯ3 （１） 一段目の反応が生じた後、消火薬剤は図２に示すよう
な、炭酸ナトリウム粒子３および酸化ジルコニウム粒子
２とからなる中間体に変化する。2NaHCO 3 → CO 2 ↑ + H 2 O ↑ + Na 2 CO 3 (1) After the first-stage reaction has taken place, the fire extinguishing agent is composed of sodium carbonate particles 3 and zirconium oxide particles 2 as shown in FIG. To an intermediate.
【００１９】さらに、中間体を構成する酸化ジルコニウ
ム成分中に炭酸ナトリウム中のナトリウム成分が拡散す
ることで、炭酸ナトリウム粒子３および酸化ジルコニウ
ム粒子２は化学式（２）で示す二段目の反応を起こし、
ナトリウムジルコネートと二酸化炭素とが生成する。そ
の結果消火薬剤は図３に示すようにナトリウムジルコネ
ート（アルカリ金属含有複合酸化物）粒子５からなる二
次粒子となる。Further, the sodium component in the sodium carbonate diffuses into the zirconium oxide component constituting the intermediate, so that the sodium carbonate particles 3 and the zirconium oxide particles 2 cause a second-stage reaction represented by the chemical formula (2). ,
Sodium zirconate and carbon dioxide are produced. As a result, the fire extinguishing agent becomes secondary particles composed of sodium zirconate (alkali metal-containing composite oxide) particles 5 as shown in FIG.
【００２０】 Ｎａ2ＣＯ3＋ＺｒＯ2 → Ｎａ2ＺｒＯ3＋ＣＯ2↑ （２） 本発明者らは、消火薬剤として炭酸水素ナトリウム単独
で使用したときの反応（化学式（１）に示す反応）で生
成された炭酸ナトリウムから、さらに化学式（２）に示
す二酸化炭素を生成できることに着目し、本発明に至っ
た。Na 2 CO 3 + ZrO 2 → Na 2 ZrO 3 + CO 2 ↑ (2) The present inventors have formed a reaction (reaction shown by chemical formula (1)) when sodium hydrogen carbonate alone was used as a fire extinguishing agent. The present inventors have paid attention to the fact that carbon dioxide represented by the chemical formula (2) can be generated from the sodium carbonate thus obtained, and reached the present invention.
【００２１】化学量論に沿って以下に示す表１を参照し
て説明すると、炭酸水素ナトリウム単独の消火薬剤を使
用した従来の場合、式（１）から分かるように２モルの
二酸化炭素を生成するために、消火薬剤は炭酸水素ナト
リウム４モルを必要とする。炭酸水素ナトリウムと酸化
ジルコニウムとからなる本発明の消火薬剤を使用した場
合、２モルの二酸化炭素を生成するためには炭酸水素ナ
トリウム２モルと酸化ジルコニウム１モルを必要とす
る。一方、単位体積当たりの炭酸水素ナトリウムと酸化
ジルコニウムの体積比は１：０．５５である。Referring to Table 1 shown below along with the stoichiometry, the conventional case using a sodium bicarbonate fire extinguishing agent alone produces 2 moles of carbon dioxide as can be seen from the equation (1). To do so, the fire extinguisher requires 4 moles of sodium bicarbonate. When the extinguishing agent of the present invention comprising sodium hydrogen carbonate and zirconium oxide is used, 2 mol of carbon dioxide and 2 mol of sodium bicarbonate and 1 mol of zirconium oxide are required to produce 2 mol of carbon dioxide. On the other hand, the volume ratio of sodium hydrogen carbonate to zirconium oxide per unit volume is 1: 0.55.
【００２２】従って、表１に示すように、同量の二酸化
炭素を生成するために、炭酸水素ナトリウム単独で使用
される従来の消火薬剤に対し、酸化ジルコニウムを添加
した本発明の消火薬剤では約２／３の量に低減できるこ
とが分かる。Therefore, as shown in Table 1, in order to produce the same amount of carbon dioxide, the fire extinguishing agent of the present invention to which zirconium oxide is added is about the same as the conventional fire extinguishing agent used alone with sodium hydrogen carbonate. It can be seen that the amount can be reduced to 2/3.
【表１】 このように、本発明の消火薬剤は、単位体積当たりの二
酸化炭素放出量を高めることが可能である。[Table 1] Thus, the fire extinguishing agent of the present invention can increase the amount of carbon dioxide released per unit volume.
【００２３】以下、本発明の消火薬剤についてより詳細
に説明する。Hereinafter, the fire extinguishing agent of the present invention will be described in more detail.
【００２４】本発明に係る金属酸化物は、アルカリ炭酸
塩と反応してアルカリ金属含有複合酸化物を生成するも
のであれば特に制限されることなく使用することがで
き、酸化ジルコニウムの他には、例えば、二酸化珪素、
珪酸ナトリウム、酸化鉄あるいは酸化ニッケルなどを挙
げることができる。The metal oxide according to the present invention can be used without any particular limitation as long as it reacts with an alkali carbonate to form an alkali metal-containing composite oxide. , For example, silicon dioxide,
Examples thereof include sodium silicate, iron oxide, and nickel oxide.
【００２５】例えば、これらの金属酸化物と炭酸水素ナ
トリウムとからなる消火薬剤では、それぞれ化学式
（１）に示す一段目の反応を示した後に、化学式（２）
〜（７）に示す二段目の反応が生じ、それぞれ、一段目
および二段目の両反応時に二酸化炭素を発生する。For example, in the case of a fire extinguishing agent composed of these metal oxides and sodium bicarbonate, the first-stage reaction represented by the chemical formula (1) is performed and then the chemical formula (2)
The second-stage reactions shown in (7) to (7) occur, and carbon dioxide is generated during both the first-stage and second-stage reactions, respectively.
【化１】 なお、化学式（４）に示すＳｉＯ2とアルカリ炭酸塩と
の反応は、化学式（３）に示す反応と化学式（５）に示
す反応との二段反応の結果であり、本発明に係る金属酸
化物としてＳｉＯ2を使用した場合、反応時間（火元の
鎮火までの時間）等によって化学式（３）の反応を示す
こともあれば、化学式（４）の反応を示すこともある。Embedded image The reaction between SiO2 and the alkali carbonate represented by the chemical formula (4) is a result of a two-step reaction of the reaction represented by the chemical formula (3) and the reaction represented by the chemical formula (5). When SiO 2 is used, the reaction of chemical formula (3) or the reaction of chemical formula (4) may be shown depending on the reaction time (time to extinguish a fire source) or the like.
【００２６】ここに挙げたＳｉＯ2、Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ3、Ｆ
ｅ2Ｏ3、ＺｒＯ2およびＮｉＯなどの金属酸化物は、炭
酸水素ナトリウムとの反応が比較的低温域から生じるた
め（式（２）は５００℃以上、式（３）は４００℃以
上、式（４）は４００℃以上、式（５）は４００℃以
上、式（６）は３００℃以上、式（７）は４００℃以
上）、火元の温度が比較的低温の場合にも消火機能を発
揮することが可能な点で好ましい。The SiO 2 , Na 2 Si 2 O 3 , F
Metal oxides such as e 2 O 3 , ZrO 2, and NiO react with sodium bicarbonate from a relatively low temperature range (formula (2) is at least 500 ° C., formula (3) is at least 400 ° C., and (4) is 400 ° C or higher, Equation (5) is 400 ° C or higher, Equation (6) is 300 ° C or higher, and Equation (7) is 400 ° C or higher). Is preferable because it can exhibit
【００２７】また、本発明に係るアルカリ炭酸水素塩
は、炭酸水素ナトリウムの他に炭酸水素カリウムあるい
は炭酸水素リチウムを使用することも可能であり、これ
らのアルカリ炭酸水素塩も炭酸水素ナトリウムと同様な
反応により、一段目の反応が生じた後に本発明に係る金
属酸化物と反応して効率よく二酸化炭素を放出する。こ
れらのアルカリ炭酸水素塩の中でも、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウムが好ましく、特に炭酸水素ナトリ
ウムを使用することが好ましい。炭酸水素ナトリウムお
よび炭酸水素カリウムは炭酸水素リチウムに比べて常温
での化学的な安定性に優れ、保管などの面で実用的であ
る。また、一段目の反応によって生成されるアルカリ炭
酸塩のうち、炭酸ナトリウムが本発明に係る金属酸化物
に対する反応性が高いことにあり、その結果二酸化炭素
の放出速度が早く、火災などの消火時間を早めることが
可能になる。The alkali bicarbonate according to the present invention can use potassium bicarbonate or lithium bicarbonate in addition to sodium bicarbonate, and these alkali bicarbonates are the same as sodium bicarbonate. By the reaction, after the first-stage reaction occurs, it reacts with the metal oxide according to the present invention to efficiently release carbon dioxide. Among these alkali bicarbonates, sodium bicarbonate and potassium bicarbonate are preferred, and sodium bicarbonate is particularly preferred. Sodium bicarbonate and potassium bicarbonate have better chemical stability at room temperature than lithium bicarbonate and are practical in terms of storage and the like. In addition, among the alkali carbonates generated by the first-stage reaction, sodium carbonate has high reactivity to the metal oxide according to the present invention, and as a result, the release rate of carbon dioxide is high, and the time for extinguishing a fire or the like is short. Can be accelerated.
【００２８】また、２種類以上アルカリ炭酸水素塩を消
火薬剤中に含有させることもできる。２種類以上のアル
カリ炭酸水素塩を含有させると、１段目の反応によって
生成されるそれぞれのアルカリ炭酸塩が共晶塩を作るた
めに速やかに溶融する傾向があり、その結果二段目の反
応において金属酸化物との反応速度が速まり、ひいては
二酸化炭素の放出速度を速めることが可能になる。共晶
塩を作るためには、必ずしも消火薬剤中に２種類以上の
アルカリ炭酸水素塩を含有させる必要はなく、消火薬剤
中に１種類のアルカリ炭酸水素塩と、このアルカリ炭酸
塩中のアルカリ成分とは別のアルカリ成分を含有するア
ルカリ炭酸塩とを含有させても良い。Further, two or more kinds of alkali bicarbonates may be contained in the fire extinguishing agent. When two or more kinds of alkali bicarbonates are contained, the respective alkali carbonates produced by the first-stage reaction tend to melt quickly to form a eutectic salt, and as a result, the second-stage reaction occurs. In this case, the reaction rate with the metal oxide is increased, and the release rate of carbon dioxide can be increased. In order to form a eutectic salt, it is not always necessary to include two or more kinds of alkali bicarbonates in the fire extinguishing agent, but one kind of alkali bicarbonate in the fire extinguishing agent and an alkali component in this alkali carbonate. And an alkali carbonate containing another alkali component.
【００２９】本発明の消火薬剤は、アルカリ炭酸水素塩
単相の粒子と金属酸化物単相の粒子とからなる粉末（以
下、単相混合粉末と呼ぶ）として使用することも可能で
あるが、図１に示したようにアルカリ炭酸水素塩と金属
酸化物塩との二相粒子からなる粉末（以下、二相粉末と
呼ぶ）として使用することが好ましい。The fire extinguishing agent of the present invention can be used as a powder composed of particles of a single phase of alkali bicarbonate and particles of a single phase of a metal oxide (hereinafter referred to as a single-phase mixed powder). As shown in FIG. 1, it is preferable to use as a powder composed of two-phase particles of an alkali hydrogen carbonate and a metal oxide salt (hereinafter, referred to as a two-phase powder).
【００３０】単相粉末を消火薬剤として使用すると一段
目の反応が生じた後、アルカリ炭酸塩（一段目の反応生
成物）の周囲に金属酸化物が存在しない確率が高く、二
段目の反応が生じなくなる恐れがある。これに対し、二
相粉末を使用した場合、一段目の反応後においてもアル
カリ炭酸塩と金属酸化物との二相粒子として存続するた
め、二段目の反応を確実に生じさせることが可能であ
る。When the single-phase powder is used as a fire extinguishing agent, after the first-stage reaction occurs, there is a high probability that no metal oxide is present around the alkali carbonate (the first-stage reaction product). May not occur. On the other hand, when the two-phase powder is used, even after the first-stage reaction, it remains as two-phase particles of the alkali carbonate and the metal oxide, so that the second-stage reaction can be reliably generated. is there.
【００３１】また、本発明の消火薬剤の平均粒径は、
０．５μｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましい。平均粒
径が０．５μｍよりも小さいと消火薬剤を遠方まで散布
することが困難になり使用範囲が狭くなる。The average particle size of the fire extinguishing agent of the present invention is as follows:
It is preferably about 0.5 μm to 5 mm. When the average particle size is smaller than 0.5 μm, it becomes difficult to spray the fire extinguishing agent to a distant place, and the range of use becomes narrow.
【００３２】特に、二相粉末の場合、アルカリ金属炭酸
水素塩と金属酸化物との分散比率を均一化するために平
均粒径を５μｍ以上にすることがより好ましい。なお、
二相粉末を形成する場合、１次粒子を構成するアルカリ
金属粒子および金属酸化物粒子の粒径を小さくするほど
両者が均一に分布する二相粒子が得られ、また両者の反
応も速やかに行われる。具体的には各１次粒子の平均粒
径は１μｍ以下のものを使用することが好ましい。In particular, in the case of a two-phase powder, the average particle diameter is more preferably 5 μm or more in order to make the dispersion ratio between the alkali metal bicarbonate and the metal oxide uniform. In addition,
In the case of forming a two-phase powder, the two-phase particles in which both are uniformly distributed can be obtained as the particle diameter of the alkali metal particles and the metal oxide particles constituting the primary particles is reduced, and the reaction between the two particles is carried out quickly. Will be Specifically, it is preferable to use the primary particles having an average particle diameter of 1 μm or less.
【００３３】また、二相粉末の平均粒径が５ｍｍよりも
大きいと、単相混合粉の場合一段目の反応性生物である
アルカリ炭酸塩と金属酸化物との反応に時間がかかり二
酸化炭素の放出速度が低下し、二相粉末の場合二酸化炭
素の放出面が少ないために二酸化炭素放出速度が低下し
てしまう。On the other hand, if the average particle size of the two-phase powder is larger than 5 mm, the reaction between the alkali carbonate and the metal oxide as the first-stage reactive product takes a long time in the case of the single-phase mixed powder, so The release rate decreases, and in the case of a two-phase powder, the carbon dioxide release rate decreases because the carbon dioxide release surface is small.
【００３４】また、消火薬剤の平均粒径が３０μｍ以下
であると大気中に飛散しやすくなるため、炎中のＯＨラ
ジカルの連鎖反応を抑制する効果を高めることが可能に
なり、５０μｍ以上であると反応前あるいは反応後の消
火薬剤で火元を覆うことができ火元を酸素から遮断する
効果が高まる。そのため予想される火災の種類に応じて
配置する消火薬剤の粒径を選択することが好ましい。When the average particle size of the fire extinguishing agent is 30 μm or less, it is easily scattered in the atmosphere, so that the effect of suppressing the chain reaction of OH radicals in the flame can be enhanced, and is 50 μm or more. The fire source can be covered with a fire extinguishing agent before or after the reaction, and the effect of shielding the fire source from oxygen increases. Therefore, it is preferable to select the particle size of the fire extinguishing agent to be arranged according to the expected type of fire.
【００３５】また、アルカリ炭酸塩と金属酸化物との総
量に対する金属酸化物の比率は、モル比で２０％以上、
８０％以下とすることが好ましい。この範囲を外れる
と、二段目の反応時における未反応の金属酸化物あるい
はアルカリ炭酸塩が残存し、消火薬剤の量に対する二酸
化炭素の発生効率が低下してしまう。The ratio of the metal oxide to the total amount of the alkali carbonate and the metal oxide is at least 20% by mole,
It is preferable to set it to 80% or less. If the ratio is out of this range, unreacted metal oxides or alkali carbonates remain in the second-stage reaction, and the efficiency of generating carbon dioxide with respect to the amount of the fire extinguishing agent is reduced.
【００３６】二相粒子の製造方法としては、大きく混合
造粒法、強制造粒法、熱利用造粒法の３つに分類され
る。The method for producing two-phase particles is roughly classified into three methods: a mixed granulation method, a forced granulation method, and a heat granulation method.
【００３７】混合造粒法には転動法、流動層法、遠心流
動層法、攪拌法がある。転動法は傾斜回転皿内に粉体と
バインダ液を供給し、パンの分級作用により造粒を行
う。造粒粉末は球状で粒度分布が広く、硬いことが特徴
であり大きいサイズ、例えば１００μｍ〜５ｍｍ程度の
造粒紛を作製するのに適している。流動層法は熱風で粉
体を流動化させ、これにスプレイにより液体バインダー
を噴霧し造粒を行う。造粒粉末の形状は不規則で粒度分
布が広く、またこの方法で得られた粉末は空隙率が大き
いことも特徴である。遠心流動層法は回転板の遠心転動
作用とバインダ液のスプレイによって造粒を行う。造粒
粉末は真球で粒度分布が狭く、硬いため、本発明の消火
薬剤の作製に好適である。攪拌法は回転羽によって粉体
とバインダを高速攪拌混合して細粒造粒を行う。造粒粉
末の形状は不規則で粒度分布が広い。流動層法、あるい
は攪拌法などによって得られた粉末は、前述したように
粒度分布が広くなる傾向にあるため、必要に応じ粉末を
さらに分級して所定サイズの混合粉末を抽出した後に使
用することが望ましい。The mixing granulation method includes a rolling method, a fluidized bed method, a centrifugal fluidized bed method, and a stirring method. In the rolling method, a powder and a binder liquid are supplied into an inclined rotating dish, and granulation is performed by a classifying action of a pan. The granulated powder is characterized by being spherical, having a wide particle size distribution, and being hard, and is suitable for producing granulated powder having a large size, for example, about 100 μm to 5 mm. In the fluidized bed method, a powder is fluidized by hot air, and a liquid binder is sprayed on the fluidized powder to perform granulation. The shape of the granulated powder is irregular and has a wide particle size distribution, and the powder obtained by this method is also characterized by a large porosity. In the centrifugal fluidized bed method, granulation is performed by centrifugal rotation of a rotating plate and spraying of a binder liquid. Since the granulated powder is spherical, has a narrow particle size distribution, and is hard, it is suitable for producing the fire extinguishing agent of the present invention. In the stirring method, the powder and the binder are stirred and mixed at a high speed by a rotary blade to perform fine granulation. The shape of the granulated powder is irregular and the particle size distribution is wide. Since the powder obtained by the fluidized-bed method or the stirring method tends to have a broad particle size distribution as described above, the powder should be further classified as necessary and used after extracting a mixed powder of a predetermined size. Is desirable.
【００３８】また、二相粉末の製造方法としては、圧縮
成形法や押出し法などの強制造粒方法もある。As a method for producing a two-phase powder, there is a forced granulation method such as a compression molding method or an extrusion method.
【００３９】圧縮成形法は粉体または適当なバインダを
混合したものを圧縮ロールで板状に成形し、これを後工
程で解砕する。造粒粉末の形状はフレークとなり、粒度
分布は広いことが特徴であり大きいサイズ、例えば１ｍ
ｍ〜５ｍｍ程度の粒径の粉末を製造するのに適してい
る。押出し法は低湿の粉体をスクリューで輸送し、円筒
状のダイスから押出し造粒を行う。造粒粉末の形状は円
筒状で、粒度分布は狭い。熱利用法には溶融法と噴霧乾
燥法がある。溶融法はノズルによって溶融物質を微粒化
し、この液滴を冷風中で固化し、造粒する。造粒粉末は
球状あるいはビーズ状で、粒度分布は狭く、硬い。噴霧
乾燥法は上部でスラリまたは水溶液を微粒化し、これに
旋回流れをする熱風を供給して乾燥固化し、造粒する。
造粒粉末は球状で、粒度分布は広く、比較的小さいサイ
ズ、例えば５μｍ〜５００μｍの粒径の粉末を作製する
のに適している。In the compression molding method, a mixture of powder or a suitable binder is formed into a plate shape by a compression roll, and this is crushed in a later step. The shape of the granulated powder is flakes, and the feature is that the particle size distribution is wide.
It is suitable for producing powder having a particle size of about m to 5 mm. In the extrusion method, low-moisture powder is transported by a screw, and is extruded and granulated from a cylindrical die. The shape of the granulated powder is cylindrical and the particle size distribution is narrow. The heat utilization method includes a melting method and a spray drying method. In the melting method, a molten substance is atomized by a nozzle, and the droplets are solidified in cold air to be granulated. The granulated powder is spherical or beaded, has a narrow particle size distribution, and is hard. In the spray-drying method, a slurry or an aqueous solution is atomized at the upper part, and hot air in a swirling flow is supplied thereto to dry and solidify and granulate.
The granulated powder is spherical, has a wide particle size distribution, and is suitable for producing a powder having a relatively small size, for example, a particle size of 5 μm to 500 μm.
【００４０】これらの製造方法や、原料粉となるアルカ
リ炭酸水素塩粒子や金属酸化物粒子の平均粒径を選択し
て、所望の平均粒径の消火薬剤を製造すればよい。A fire extinguishing agent having a desired average particle size may be produced by selecting these production methods and the average particle size of the alkali bicarbonate particles and metal oxide particles serving as the raw material powder.
【００４１】このようにして得られる本発明の消火薬剤
は、バケツなどの容器に収納しておき、単純に火元に向
けて散布することも可能であるし、キャリアガスを噴出
させこのキャリアガスによって消火薬剤を搬送して火元
に散布するような消火器具を利用して使用することも可
能である。The fire-extinguishing agent of the present invention thus obtained can be stored in a container such as a bucket, and can be simply sprayed toward a fire source. It is also possible to use a fire extinguisher that transports a fire extinguishing agent and sprays it on the fire source.
【００４２】図４は、キャリアガスを利用して消火薬剤
を散布する加圧ガス型の消火器の概略断面図を示す図で
あり、この図面を参照して本発明の消火薬剤の一例を説
明する。FIG. 4 is a schematic sectional view of a pressurized gas type fire extinguisher in which a fire extinguishing agent is sprayed using a carrier gas. One example of the fire extinguishing agent of the present invention will be described with reference to this drawing. I do.
【００４３】圧力ボンベなどの収納容器３１に消火薬剤
３２が収納されている。また収納容器３１内には、窒素
などのキャリアガスが圧縮して充填されたガスボンベ３
３が配置されている。ガスボンベ３３の開口に板金製の
開口封止部材３５が張設されており、この開口封止部材
３５に対向してニードルピン３６が配置されて把手３７
により進退自在に設けられ、把手３７を掴むと、ニード
ルピン３６が下降して開口封止部材３５を破り、把手３
７を離すと開口封止部材３５の破れた口から高圧のキャ
リアガスが噴出する。このガスボンベ３３の開口部から
高圧のキャリアガスを収納容器３１の消火薬剤３２収容
部へ導くガス導入管３８を延出させる。また、高圧のキ
ャリアガスにより消火薬剤３２を収納容器３１外に導く
消火薬剤出口管３９を、収納容器３１の開口部３４から
垂下させ、その下端は収納容器３１の底部に当接しない
ように隙間を介在させて設ける。A fire extinguishing agent 32 is stored in a storage container 31 such as a pressure cylinder. In the storage container 31, a gas cylinder 3 compressed and filled with a carrier gas such as nitrogen is provided.
3 are arranged. An opening sealing member 35 made of sheet metal is stretched over the opening of the gas cylinder 33, and a needle pin 36 is disposed opposite to the opening sealing member 35, and a handle 37 is provided.
When the handle 37 is grasped, the needle pin 36 descends to break the opening sealing member 35, and the handle 3
When 7 is released, a high-pressure carrier gas is ejected from the broken opening of the opening sealing member 35. A gas introduction pipe 38 for guiding a high-pressure carrier gas to the fire extinguishing agent 32 of the storage container 31 extends from the opening of the gas cylinder 33. Further, a fire extinguishing agent outlet pipe 39 for guiding the fire extinguishing agent 32 to the outside of the storage container 31 by the high-pressure carrier gas is suspended from the opening 34 of the storage container 31, and the lower end thereof is provided with a gap so as not to contact the bottom of the storage container 31. Are interposed.
【００４４】ここで用いるキャリアガスとしては、窒素
ガスや、アルゴンガスなどの不活性なガスを使用すれば
よい。As the carrier gas used here, an inert gas such as a nitrogen gas or an argon gas may be used.
【００４５】また、ここに挙げた加圧型の消火器具に限
らず、消火薬剤を収納する収納容器内に直接圧縮したキ
ャリアガスを保持した、いわゆる蓄圧式の消火器具とす
ることも可能である。The fire extinguisher is not limited to the pressurized fire extinguisher described above, but may be a so-called pressure accumulating fire extinguisher in which a carrier gas directly compressed is stored in a storage container for storing a fire extinguishing agent.
【００４６】また、本発明の消火薬剤は、ＮａＨＣＯ3
などのアルカリ炭酸水素塩を含有するため、吸湿対策を
施して保管することが好ましい。例えば図３で示す消火
器具における開口部３４をフィルム等のシール材で塞
ぎ、使用時にはフィルム材を剥がすか、あるいは収納容
器３１の内圧が高まった時に破れる程度の強度を持った
フィルム材を使用するなどして、保管時には収納容器内
を密閉する構造とすることが望ましい。他にも消火薬剤
を構成する各粒子に有機物などで被膜を形成するなどし
て防水加工することも可能である。 ［実施例］ 実施例１ 平均粒径１μｍのＮａＨＣＯ3と平均粒径０．８μｍの
ＳｉＯ2とをモル比で２：１となるように秤量し、これ
らを攪拌器にて１０分間混合することで均一に混合した
混合粉末を得た。Further, the fire extinguishing agent of the present invention comprises NaHCO 3
Since it contains an alkali hydrogencarbonate, it is preferable to store it after taking measures against moisture absorption. For example, the opening 34 in the fire extinguishing apparatus shown in FIG. 3 is closed with a sealing material such as a film, and the film material is peeled off at the time of use, or a film material having a strength enough to be broken when the internal pressure of the storage container 31 is increased. For example, it is desirable to have a structure in which the inside of the storage container is sealed during storage. In addition, it is also possible to perform a waterproof process by forming a film on each particle constituting the fire extinguishing agent with an organic substance or the like. Example 1 Example 1 NaHCO 3 having an average particle diameter of 1 μm and SiO 2 having an average particle diameter of 0.8 μm are weighed at a molar ratio of 2: 1 and mixed with a stirrer for 10 minutes. To obtain a mixed powder uniformly mixed.
【００４７】得られた混合粉末と、この混合粉末の総量
に対して０．５ｗｔ％のポリビニルアルコールとを転動
ミルに投入して１０分間造粒処理を施し、二相粒子を作
製した。The obtained mixed powder and 0.5 wt% of polyvinyl alcohol based on the total amount of the mixed powder were put into a tumbling mill and subjected to granulation for 10 minutes to produce two-phase particles.
【００４８】この二相粒子を、６００μｍ径の篩にかけ
て得られた６００μｍ以下の二相粉末を、さらに４００
μｍ径の篩にかけて、４００μｍ〜５００μｍ径の範囲
内の粒子に分級された二相粉末を得た。なお、得られた
二相粉末の平均粒径は５００μｍであった。The two-phase particles were passed through a sieve having a diameter of 600 μm to obtain a two-phase powder of 600 μm or less.
The mixture was passed through a sieve having a diameter of μm to obtain a two-phase powder classified into particles having a diameter of 400 μm to 500 μm. The average particle size of the obtained two-phase powder was 500 μm.
【００４９】得られた平均粒径５００μｍの二相粉末を
２リットルの容器に収納した。この容器内の二相粉末
を、１０リットルの灯油を入れた底面２ｍ×２ｍ容器に
て発生した火炎中に投入し、火炎が消失するまでの時間
を計測し、消火に対する効果を評価したところ、投入か
ら６０秒後に消火することができた。The obtained two-phase powder having an average particle size of 500 μm was placed in a 2 liter container. When the two-phase powder in this container was put into a flame generated in a 2 mx 2 m bottom container containing 10 liters of kerosene, the time until the flame disappeared was measured, and the effect on fire extinguishing was evaluated. The fire could be extinguished 60 seconds after the injection.
【００５０】実施例２〜６ 篩の粒径サイズを変えて分級し、平均粒径２０μｍ、５
０μｍ、２００μｍ、１ｍｍ、３ｍｍの５種類の造粒紛
を準備したことを除き、実施例１と同様にして消火薬剤
を作製し、得られた消火薬剤の消火に対する評価を、実
施例１と同様にして行った。なお、分級は狙った平均粒
径の目を持つ篩の番手の前後を用いて行った。Examples 2 to 6 Classification was performed by changing the particle size of the sieve, and the average particle size was 20 μm.
Except for preparing 5 types of granulated powders of 0 μm, 200 μm, 1 mm, and 3 mm, a fire extinguishing agent was prepared in the same manner as in Example 1, and the obtained fire extinguishing agent was evaluated for fire extinguishing in the same manner as in Example 1. I went. In addition, classification was performed using the count of the sieve having the target average particle size.
【００５１】その結果を表２に示す。Table 2 shows the results.
【００５２】実施例７、実施例８ ＮａＨＣＯ3とＳｉＯ2の混合比率を４：１としたこと
（実施例７）、あるいは０．６：１としたこと（実施例
８）を除き、実施例１と同様の方法により本発明の消火
薬剤を作製し、得られた消火薬剤の消火に対する効果を
実施例１と同様にして評価した。Examples 7 and 8 Except that the mixing ratio of NaHCO 3 and SiO 2 was set to 4: 1 (Example 7), or 0.6: 1 (Example 8), The fire extinguishing agent of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1, and the effect of the obtained fire extinguishing agent on fire extinguishing was evaluated in the same manner as in Example 1.
【００５３】その結果を表２に併記する。Table 2 also shows the results.
【００５４】実施例９〜１２ 金属酸化物粒子をＳｉＯ2に代えて表1に示す材料を使用
したこと、炭酸リチウムと金属酸化物粒子の比率（モル
比）を表２に示す比率としたことを除き、実施例１と同
様にして消火薬剤を作製し、得られた消火薬剤の消火に
対する効果を実施例１と同様にして評価した。Examples 9 to 12 The materials shown in Table 1 were used in place of SiO 2 for the metal oxide particles, and the ratio (molar ratio) between lithium carbonate and the metal oxide particles was set to the ratio shown in Table 2. Except for the above, a fire extinguishing agent was prepared in the same manner as in Example 1, and the effect of the obtained fire extinguishing agent on fire extinguishing was evaluated in the same manner as in Example 1.
【００５５】その結果を表２に併記する。The results are also shown in Table 2.
【００５６】実施例１３ 炭酸水素ナトリウムに代えて、炭酸水素カリウム（ＫＨ
ＣＯ3）を使用したことを除き、実施例１と同様にして
消火薬剤を作製し、得られた消火薬剤の消火に対する効
果を実施例１と同様にして評価した。Example 13 Instead of sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate (KH
Except for using CO 3 ), a fire extinguishing agent was prepared in the same manner as in Example 1, and the effect of the obtained fire extinguishing agent on fire extinguishing was evaluated in the same manner as in Example 1.
【００５７】その結果を表２に併記する。Table 2 also shows the results.
【００５８】実施例１４ アルカリ炭酸水素塩が、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナト
リウムと炭酸カリウムの３元系であることを除き、実施
例１と同様にして消火薬剤を作製し、得られた消火薬剤
の消火に対する効果を実施例１と同様にして評価した。Example 14 A fire extinguishing agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali bicarbonate was a ternary system of sodium bicarbonate, sodium carbonate and potassium carbonate. The effect on fire extinguishing was evaluated in the same manner as in Example 1.
【００５９】その結果を表２に併記する。Table 2 also shows the results.
【００６０】実施例１５ 平均粒径０．８μｍのＳｉＯ2に平均粒径１μｍのＮａ
ＨＣＯ3粉末をモル比で１：２となるように添加し攪拌
して均一分散させた消火薬剤を作製した。Example 15 Na 2 having an average particle size of 1 μm was added to SiO 2 having an average particle size of 0.8 μm.
HCO 3 powder was added at a molar ratio of 1: 2, and the mixture was stirred to uniformly disperse the fire extinguishing agent.
【００６１】得られた消火薬剤の消火に対する効果を実
施例１と同様にして評価した。The effect of the obtained fire extinguishing agent on fire extinguishing was evaluated in the same manner as in Example 1.
【００６２】その結果を表２に併記する。The results are shown in Table 2.
【００６３】比較例１ 平均粒径１μｍのＮａＨＣＯ3粉末単独の消火薬剤を使
用したことを除き、実施例１と同様にして消火薬剤の消
火に対する効果を実施例１と同様にして評価した。Comparative Example 1 The fire extinguishing agent was evaluated for its effect on fire extinguishing in the same manner as in Example 1 except that a single extinguishing agent of NaHCO 3 powder having an average particle size of 1 μm was used.
【００６４】その結果を表２に併記する。The results are also shown in Table 2.
【表２】 表１から、比較例１では消火できなかったのに対し、各
実施例では同量の消火薬剤で消火が行えたことが分か
る。すなわち、本発明の消火薬剤はより少量の消火薬剤
で消火が行えることが分かる。[Table 2] Table 1 shows that the fire extinguishing could not be performed in Comparative Example 1, whereas the fire extinguishing could be performed with the same amount of the extinguishing agent in each example. That is, it is understood that the fire extinguishing agent of the present invention can extinguish a fire with a smaller amount of the extinguishing agent.
【００６５】また、実施例１と実施例１５との比較で、
単相の混合粉末の消火薬剤を使用した場合に比べ（実施
例１５）、二相粉末の消火薬剤を使用した場合に消火時
間が短く、二相粉末を使用することで二酸化炭素の放出
速度が向上することが分かる。Further, in comparison between the first embodiment and the fifteenth embodiment,
The fire extinguishing time was shorter when the two-phase powder fire extinguishing agent was used than when the single-phase mixed powder fire extinguishing agent was used (Example 15), and the release rate of carbon dioxide was reduced by using the two-phase powder. It can be seen that it improves.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
消火効率の高い消火薬剤、あるいはそれを用いた消火器
を提供することが可能になる。As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a fire extinguishing agent with high fire extinguishing efficiency or a fire extinguisher using the same.
【図１】 本発明の消火薬剤の概略断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view of a fire extinguishing agent of the present invention.
【図２】 本発明の消火薬剤の中間体を説明するための
断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an intermediate of the fire extinguishing agent of the present invention.
【図３】 本発明の消火薬剤の使用後の状態を説明する
ための断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a state after use of the fire extinguishing agent of the present invention.
【図４】 本発明の消火器具の概略断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view of a fire extinguisher according to the present invention.
１…炭酸水素ナトリウム粒子 ２…酸化ジルコニア粒子 ３…炭酸ナトリウム粒子 ４…ナトリウムジルコネート粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sodium bicarbonate particle 2 ... Zirconia oxide particle 3 ... Sodium carbonate particle 4 ... Sodium zirconate particle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 和明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 越崎 健司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2E191 AA01 AB51 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuaki Nakagawa 1 Toshiba R & D Center, Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Kenji Koshizaki Inventor Kenji Koshizaki Small No. 1 Muko Toshiba-cho F-term in Toshiba R & D Center (reference) 2E191 AA01 AB51
Claims (6)
反応してアルカリ金属含有複合酸化物を生成する金属酸
化物とを有することを特徴とする消火薬剤。1. A fire extinguishing agent comprising an alkali hydrogen carbonate and a metal oxide which reacts with the alkali carbonate to form an alkali metal-containing composite oxide.
塩を生成するアルカリ炭酸水素塩と、前記アルカリ炭酸
塩と反応して二酸化炭素およびアルカリ金属含有複合酸
化物を生成する金属酸化物とを有することを特徴とする
消火薬剤。2. An alkali hydrogen carbonate which thermally decomposes to produce carbon dioxide and an alkali carbonate, and a metal oxide which reacts with the alkali carbonate to produce carbon dioxide and an alkali metal-containing composite oxide. A fire extinguishing agent characterized by the fact that:
ウム、酸化鉄、酸化ジルコニウムおよび二酸化ニッケル
の群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を含有す
ることを特徴とする請求項１記載の消火薬剤。3. The fire extinguishing method according to claim 1, wherein said metal oxide contains at least one metal oxide selected from the group consisting of silicon dioxide, lithium silicate, iron oxide, zirconium oxide and nickel dioxide. Drugs.
リウムおよび炭酸水素カリウムから選ばれる少なくとも
１種を含有することを特徴とする請求項１記載の消火薬
剤。4. The fire extinguishing agent according to claim 1, wherein the alkali bicarbonate contains at least one selected from sodium bicarbonate and potassium bicarbonate.
金属酸化物からなる相との二相を有する粒子からなるこ
とを特徴とする請求項１記載の消火薬剤。5. The fire extinguishing agent according to claim 1, comprising particles having two phases, a phase composed of the alkali bicarbonate and a phase composed of the metal oxide.
有複合酸化物を生成する金属酸化物および、アルカリ炭
酸水素塩とを有する消火薬剤と、 この消火薬剤を収納する収納容器と、 前記消火薬剤を前記収納容器から噴出させる圧縮された
キャリアガスとを有することを特徴とする消火器。6. A fire extinguishing agent having a metal oxide which reacts with an alkali carbonate to form an alkali metal-containing composite oxide, and an alkali bicarbonate; a storage container for storing the fire extinguishing agent; And a compressed carrier gas for ejecting the gas from the storage container.
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2001
- 2001-03-28 JP JP2001094153A patent/JP2002291940A/en active Pending
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