JP2007525238A - 消火用の混合物、方法及びシステム - Google Patents

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Abstract

消火用の混合物、システム及び方法を提供する。消火用の混合物は、例えばフルオロカーボン、フルオロエーテルのうちの１つまたはそれ以上等の１つまたは複数の消火用化合物を含むことが可能である。消火用の混合物はまた、窒素、アルゴン、ヘリウム及び二酸化炭素のうちの１つまたはそれ以上を含む場合もある。ある例示的な態様においては、消火用の混合物は消火用の化合物、希釈ガス及び水を含む。

Description

本発明は、概して火災の消火、予防及び抑止に関する。より特定的には、本発明は、消火用の混合物、方法及びシステムに関する。
消火剤及び消火剤の使用方法及びシステムは、周知のものが多く存在する。これらの消火剤が火災を消すメカニズムは、消化剤毎に異なる可能性がある。例えば消火剤の中には、火から酸素または燃料等の必要な化学物質を奪う働きをする不活性化または希釈メカニズムによって作用するものがある。他の消火剤は、火を化学的に消すべく作用する。このような化学作用はフリーラジカルの捕捉を含む可能性があり、これにより、燃焼に必要な反応連鎖が断たれる。さらに他の消火剤は、火を冷却すべく熱的に作用する。
伝統的に、居住室を保護するための消火剤としては、ハロン１３０１（ＣＦ3Ｂｒ）、ハロン１２１１（ＣＦ2ＢｒＣｌ）及びハロン２４０２（ＢｒＣＦ2ＣＦ2Ｂｒ）等の所定の臭素含有化合物が使用されてきた。これらのハロン系は効果的な消化剤であるが、地球を保護するオゾン層にとって有害と考える向きもある。結果的に、これらの薬剤の製造及び販売は禁じられている。
比較的最近になって、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエーテル及びフッ素化ケトン等のフルオロカーボンもまた効果的な消化剤として提案されている。フルオロカーボン系は比較的効率が悪い可能性があり、コストも高い可能性がある。さらに、フルオロカーボン消化剤の中には、火炎内で反応してＨＦ等の様々な量の分解生成物を形成する可能性のあるものがある。十分な量のＨＦはある種の機器にとって腐食性となり、健康にとって重大な脅威となる。
フルオロカーボン剤に加えて、不活性ガスがハロン消化剤に代わるものとして提案されている。窒素またはアルゴン等のガス、及びアルゴン及び窒素の５０：５０等の配合も提案されている。これらの薬剤は、消火に際しては比較的効率が悪い可能性があり、その結果、消火を行うためには大量のガスが必要となる。消火に必要とされる大量のガスは、結果的に薬剤を貯蔵する多数の貯蔵用円筒容器及び最終的にはガス貯蔵用円筒容器を収容する大型貯蔵室を必要とする。
また消化剤として、フルオロカーボン及びガス混合物の混成も提案されている。例えばＲｏｂｉｎらに付与された米国特許第６，３４６，２０３号は、火炎にガス及びフルオロカーボン消化剤を送出することを提案している。
最後に、ウォーターミストも区画火災の抑止に使用されていて、フルオロカーボンまたはガス剤の何れかの適用に続いてウォーターミストを使用する混成式の消火システムが提案されている。
消化剤及び消火システムは、改良されたものを開発することが望ましい。
ある態様において、本発明は、希釈ガス及びフルオロエーテル、ブロモフルオロカーボン、フルオロケトン及び／またはこれらの混合物等の消火用化合物を含む消火用の混合物を提供する。
本発明の別の態様は、水と、希釈ガスと、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、ブロモフルオロカーボン、フルオロケトン及び／またはこれらの混合物等のフルオロカーボンを含む消火用化合物とを含む消火用の混合物を提供する。
別の態様では、水と、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、ブロモフルオロカーボン、フルオロケトン及び／またはこれらの混合物等のフルオロカーボンを含む消火用化合物とを含む消火用の混合物が提供される。
別の態様では、ヒドロフルオロカーボン、フルオロエーテル、ブロモフルオロカーボン、フルオロケトン及び／またはこれらの混合物等のフルオロカーボンを含む消火用化合物と、希釈ガス、水及び／またはこれらの混合物を含む抑止添加剤とを含む消火用の混合物が提供される。
本発明により使用できるフルオロケトンには、ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、（ＣＦ3）2ＣＦＣ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）3Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）5Ｃ（Ｏ）ＣＦ3、ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3、ＣＦ3Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ペルフルオロシクロヘキサノン及び／またはこれらの混合物が含まれる。
本発明により使用できるフルオロエーテルには、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＦ3、（ＣＦ3）2ＣＨＯＣＨＦ2、ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＣＦ2、ＣＦ3ＣＦＨＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦＨＯＣＦ3、ＣＦ2＝Ｃ（ＣＦ3）ＯＣＦ3、ＣＦ2＝Ｃ（ＣＦ3）ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＦＯＣＨＦ2、ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＦＯＣＦ3、ＣＦ２＝ＣＦＣＦ2ＯＣＦ3、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦＯＣＦ3、ＣＦ3ＣＨＢｒＣＦ2ＯＣＦ3、ＣＦ3ＣＦＢｒＣＦ2ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨ2Ｂｒ、ＣＦ2ＢｒＣＦ2ＯＣＨ2ＣＦ3、ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2Ｂｒ及び／またはこれらの混合物が含まれる。
本発明により使用できるフルオロカーボンには、トリフルオロメタン（ＣＦ3Ｈ）、ペンタフルオロエタン（ＣＦ3ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＣＦ3ＣＨ2Ｆ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦ2ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＨＦＣＦ3）、１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ3）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2Ｈ）、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，２，２，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｆ）、１，１，１，２，２−ペンタフルオロブタン（ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ2ＣＨ3）、ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＢｒ、ＣＦ2ＢｒＣＨ＝ＣＨ2、ＣＦ2ＢｒＣＦ2ＣＨ＝ＣＨ2、ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＦ2及び／またはこれらの混合物が含まれる。
本発明のある態様では、本発明による混合物を使用して火災を消火し、抑止しかつ／または防止するための方法が提供される。
本発明のある態様では、本発明による混合物を送出する消火、防火及び／または火災抑制システムが開示されている。
本発明のある態様では、室内へ水を導入することと、室内へ希釈ガスを導入することと、消火用化合物を導入することを含む室内での消火方法が提供されている。
本発明は、不活性化及び／または希釈及び化学的及び／または熱的消火によって火を消す消化剤の配合物を備える消火用混合物を提供する。また本発明は、このような消火用混合物を使用して火災を消し、防止しかつ／または抑止する方法を提供する。さらに本発明は、このような消火用混合物を送出するための消火、防火及び／または火災抑止システムを提供する。以下、図を参照して本発明の例示的態様について説明する。
図を参照すると、消火システム１が組み込まれた空間１７が示されている。消火システム１は、消火用化合物散布ノズル７に繋がる消火用化合物貯蔵容器３を含む。図が示すように、燃焼１１（図のように炎を有する火を含む）は架台１５上の鍋１３の中で発生する。空間１７内には消火用の混合物９が存在し、燃焼１１を実質的に消すためにかけられる。
空間１７は、二次元的に描かれているが、本開示の目的上、その寸法（例えば幅、高さ及び長さ）から決定される容積を有するものとして考慮されるべきである。図は、図が示すように囲まれていると思われる空間内で消火すべく構成されたシステムを示しているが、本発明による混合物、システム及び方法の適用はこれに限定されない。態様によっては、本発明は開放された空間及び囲まれた空間での消火に使用されることが可能な場合がある。
本発明による混合物を使用する、または本発明による方法及びシステムを使用する消火、火災抑止または防火に適する全ての燃焼は、少なくとも部分的に空間で囲まれている。この空間の利用可能容積は、本発明による消火、燃焼抑止及び／または燃焼予防のための組成物で満たされることが可能である。典型的には、利用可能容積は液体または気体によって占有され得る容積（即ち、内部で流体（気体及び液体）の交換が可能な容積）である。固体構造物は、典型的には利用可能容積の一部ではない。
さらに、本図は単一の消化剤貯蔵容器３を示している。但し、消火用の混合物９は複数の消化剤貯蔵容器３から空間１７へ供給される場合もあり、本発明は単一の容器から供給されることが可能な混合物にも、単一の容器を使用する方法またはシステムにも限定されるべきでないことは理解されなければならない。概して燃焼１１は、消火用の混合物９が容器３からノズル９を介して空間１７へ導入されると消火される。
本発明のある態様では、消火用の混合物９は消火用化合物と抑止添加剤とを含み、基本的にこれらより成り、かつ／またはこれらで構成される。別の態様では、消火用の混合物９は消火用化合物と希釈ガスとを含み、基本的にこれらより成り、かつ／またはこれらで構成される。さらなる態様では、消火用の混合物９は消火用化合物と水とを含み、基本的にこれらより成り、かつ／またはこれらで構成される。さらに別の態様では、消火用の混合物９は消火用化合物と希釈ガスと水とを含み、基本的にこれらより成り、かつ／またはこれらで構成される。
使用される抑止添加剤は、希釈ガス、水及び／またはこれらの混合物を含むことが可能である。例示的な希釈ガスには、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素及び／またはこれらの混合物が含まれる。ある例示的な態様では、これらのガスは火から酸素等の必要な燃料を奪うことができる。上記態様または他の態様では、これらの希釈ガスは燃焼に曝されても分解しない。場合によっては、これらのガスは不活性ガスと呼ばれる。ある例示的な希釈ガスは窒素を含み、基本的に窒素より成り、かつ／または窒素で構成される。ある態様においては、希釈ガスの濃度は約５％（ｖ／ｖ）から約２６％（ｖ／ｖ）である。別の態様では、希釈ガスは約８％（ｖ／ｖ）から約３２％（ｖ／ｖ）までの濃度で使用されることが可能である。別の態様では、希釈ガスは約４％（ｖ／ｖ）から約１３％（ｖ／ｖ）までの濃度で使用されることが可能である。
本明細書及び請求の範囲に記載されている％（ｖ／ｖ）値は空間容積を基礎とするものであり、本参照によりその全体が開示に含まれる米国防火協会の「ＮＦＰＡ ２００１、２０００年度版クリーン消火剤消火に関する規格」において採用されかつ説明されている設計濃度を指すことは理解されるべきである。希釈ガスの濃度計算に使用される式は、
Ｘ＝２．３０３（ＶS／ｓ）ｌｏｇ10（１００／１００−Ｃ）
である。但し、
Ｘ＝ 危険空間の容積当たりの（標準状態１．０１３バール、２１℃における）添加される希釈ガスの容積（ｍ3）、
ＶS＝ ２１℃、１．０１３バールにおける希釈ガス剤の比容積、
ｓ＝ １気圧、温度ｔにおける希釈ガスの比容積（ｍ3／ｋｇ）、
ｔ＝ 保護される容積の予想最低温度（℃）、
Ｃ＝ 希釈ガスの設計濃度（％）、
である。
本発明の別の態様では、抑止添加剤は水を含む。水は、任意の標準的な貯水及び配水システムによって貯蔵され送出されることが可能である。ある態様においては、水は約３４ｋＰａから約６９０ｋＰａまでの圧力で送出され、別の態様では、水は約６９ｋＰａから約８２７ｋＰａまでの圧力で送出される。ある態様においては、水は約０．０３５３２Ｌ／分／ｍ3から約１．０６Ｌ／分／ｍ3までの流量で送出され、別の態様では、約０．１７６６Ｌ／分／ｍ3から約０．７１Ｌ／分／ｍ3までの流量で送出される。
水は、消火用混合物において液滴、霧、蒸気、ガス及び／またはこれらの混合物の形式で存在することが可能である。液滴である場合、大部分の水粒子は直径が約１００μｍ以下であり、かつ／または約２０μｍから約３０μｍまでである可能性がある。
霧である場合、大部分の水粒子は直径が約１μｍから約１０μｍまでである可能性がある。霧は、デュアル・インジェクション・ノズル・システム等の技術上周知である任意の技術及び／またはシステムを使用して生成かつ送出されることが可能である。また霧は、高圧ノズル・システムを使用して生成される場合もある。
蒸気である場合、水は１μｍ未満の粒子サイズを有する可能性があり、水を気化させる任意の周知技術またはシステムを使用して生成かつ送出されることが可能である。
消火用化合物には、フルオロケトン、フルオロエーテル及び／またはこれらの混合物等のフルオロカーボンが含まれる可能性がある。
本発明により消火用化合物として使用できるフルオロケトンには、ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、（ＣＦ3）2ＣＦＣ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）3Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ＣＦ3（ＣＦ2）5Ｃ（Ｏ）ＣＦ3、ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3、ＣＦ3Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2、ペルフルオロシクロヘキサノン及び／またはこれらの混合物が含まれる可能性がある。消火用の混合物は、約０．２％（ｖ／ｖ）から約１０％（ｖ／ｖ）までのフルオロケトンを含むことが可能であり、幾つかのアプリケーションでは約０．１％（ｖ／ｖ）から約６％（ｖ／ｖ）までのフルオロケトンを、かつ特定のアプリケーションでは約０．５％（ｖ／ｖ）から約４％（ｖ／ｖ）までのフルオロケトンを含むことが可能である。フルオロケトンは、ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含み、基本的に同左より成り、かつ／または同左で構成されることが可能である。別の態様では、消火用の混合物は約１．７％（ｖ／ｖ）から約３．８％（ｖ／ｖ）までのＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含む。
消火用化合物の濃度計算に使用される式も同様に米国防火協会によって採用されており、
Ｗ＝ ＶS（Ｃ／１００−Ｃ）
である。但し、
Ｗ＝ 消火用化合物の重量（ｋｇ）、
Ｖ＝ 試験スペースの容積（ｍ3）、
ｓ＝ 試験温度における消火用化合物の比容積（ｍ3／ｋｇ）、
Ｃ＝ 濃度（％（ｖ／ｖ））
である。
本発明の別の態様においては、消火用化合物は、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＦ3、（ＣＦ3）2ＣＨＯＣＨＦ2、ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＣＦ2、ＣＦ3ＣＦＨＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦＨＯＣＦ3、ＣＦ2＝Ｃ（ＣＦ3）ＯＣＦ3、ＣＦ2＝Ｃ（ＣＦ3）ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＦＯＣＨＦ2、ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＦＯＣＦ3、ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＦ3、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦＯＣＦ3、ＣＦ3ＣＨＢｒＣＦ2ＯＣＦ3、ＣＦ3ＣＦＢｒＣＦ2ＯＣＨＦ2、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨ2Ｂｒ、ＣＦ2ＢｒＣＦ2ＯＣＨ2ＣＦ3、ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＣＨ2Ｂｒ及び／またはこれらの混合物より成るフルオロエーテルのグループから選択されることが可能である。
消火用の混合物は、約０．２％（ｖ／ｖ）から約５．８％（ｖ／ｖ）までのフルオロエーテルを含むことが可能であり、幾つかのアプリケーションでは約０．１％（ｖ／ｖ）から約６．０％（ｖ／ｖ）までのフルオロエーテルを、かつ特定のアプリケーションでは約０．１％（ｖ／ｖ）から約４．８％（ｖ／ｖ）までのフルオロエーテルを含むことが可能である。フルオロエーテルは、ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含み、基本的に同左より成り、かつ／または同左で構成されることが可能である。別の態様では、消火用の混合物は約０．１％（ｖ／ｖ）から約４．８％（ｖ／ｖ）までのＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含むことが可能である。
本発明の別の態様においては、消火用の混合物は、ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＢｒ、ＣＦ2ＢｒＣＨ＝ＣＨ2、ＣＦ2ＢｒＣＦ2ＣＨ＝ＣＨ2及び／またはこれらの混合物より成るグループから選択されるブロモフルオロプロペンを含むことが可能である。消火用の混合物は、約０．２％（ｖ／ｖ）から約５％（ｖ／ｖ）までのブロモフルオロプロペンを含むことが可能であり、幾つかのアプリケーションでは約０．１％（ｖ／ｖ）から約５％（ｖ／ｖ）までのブロモフルオロプロペンを、かつ特定のアプリケーションでは約１％（ｖ／ｖ）から約３％（ｖ／ｖ）までのブロモフルオロプロペンを含むことが可能である。ブロモフルオロプロペンは、ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含み、基本的に同左より成り、かつ／または同左で構成されることが可能である。あるアプリケーションでは、消火用の混合物は約０．２％（ｖ／ｖ）から約４．２％（ｖ／ｖ）までのＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含むことが可能であり、幾つかのアプリケーションでは約０．２％（ｖ／ｖ）から約３．０％（ｖ／ｖ）までのＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含むことが可能である。
別の態様においては、消火用の混合物は、トリフルオロメタン（ＣＦ3Ｈ）、ペンタフルオロエタン（ＣＦ3ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＣＦ3ＣＨ2Ｆ）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦ2ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＨＦＣＦ3）、１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＨ2ＣＦ3）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2Ｈ）、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｈ）、１，１，１，２，２，３−ヘキサフルオロプロパン（ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ2Ｆ）及び／またはこれらの混合物より成るグループから選択されるヒドロフルオロカーボンを含むことが可能である。ある態様においては、消火用の混合物は約１％（ｖ／ｖ）から約１０％（ｖ／ｖ）までのヒドロフルオロカーボンを含むことが可能であり、幾つかのアプリケーションでは約３％（ｖ／ｖ）から約６％（ｖ／ｖ）までのヒドロフルオロカーボンを含むことが可能である。ヒドロフルオロカーボンはヘプタフルオロプロパンを含み、基本的に同左より成り、かつ／または同左で構成されることが可能である。ある態様においては、消火用の混合物は約４％（ｖ／ｖ）から約９％（ｖ／ｖ）までのヘプタフルオロプロパンを含むことが可能である。
再度図を参照すると、本発明によるシステムは、上述の消火用混合物の貯蔵及び送出を供給する。ある例示的な態様では、消火用化合物は、適切な配管及びバルブを介して空間１７に近接して位置づけられる吐出しノズル７へ接続される容器３内に貯蔵されることが可能である。容器３は、この容器または別の容器に貯蔵されるガス及び／または水を吐き出すために使用されるこの同じノズル７へ接続されることが可能である。容器３は、配管系を介して消火用化合物、希釈ガス及び／または水を送出する働きをするディップ・チューブが取り付けられた従来型の消化剤貯蔵用円筒であることが可能である。円筒内の消火用化合物は、窒素または別のガスを使用して円筒内で典型的には３６０または６００ｐｓｉｇのレベルにまで超圧力を加えられることが可能である。沸点が低い消火用化合物の場合、消火用化合物は、超加圧を使用することなく容器へ貯蔵されかつ容器から送出されることが可能である。
別の態様においては、本発明による消火システムは、消火用化合物の、希釈ガス及び／または水を含む可能性のある加圧システム（図示されていない）が接続される可能性のある容器３内への高純度材料としての貯蔵を供給することが可能である。この場合、消火用化合物は、周囲温度においてその固有の平衡蒸気圧の下で容器３内に液体として貯蔵されることが可能であり、火災が検知されると、容器３は適切な手段によって加圧されることが可能である。所望されるレベルまで加圧されると、消火用混合物９の送出が達成され得る。消火用混合物９を囲いへと送出する際に有用な１つの方法は「ピストンフロー」法と呼ばれ、本参照により開示に含まれるＲｏｂｉｎらの米国特許第６，１１２，８２２号に記述されている。
本発明による方法は、本発明による消火用混合物を提供する方法を含む。ある態様において、ある方法は、火災の検知と同時に水、希釈ガス及び消火用混合物を空間へ送出することを含む可能性がある。別の態様では、火災の検知と同時に、まず配水が開始され得る。希釈ガスの送出は、後に、配水の間または配水後の何れかで開始されることが可能である。消火用化合物の送出は、この希釈ガスの送出が開始された後に開始されることが可能である。
別の態様においては、本発明による方法は水及び希釈ガス双方の同時的送出を供給し、続く消火用化合物の送出は、希釈ガス及び水の吐出しの間、または同吐出しの後の何れかで行われる。さらに別の態様では、希釈ガスの送出は水の送出の開始に先行して開始されることが可能である。水及び消火用化合物の送出は、次に希釈ガスの吐出しの間またはその後の何れかで開始される。
以下、特定の例を参照して本発明をさらに説明する。但し、これらの例は例示的なものであり、本来限定的なものでないことは理解されるであろう。
実施例１
フルオロケトンＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2の消火濃度を、本参照により開示に含まれるＭ．Ｒｏｂｉｎ、Ｔｈｏｍａｓ Ｆ．Ｒｏｗｌａｎｄ「標準カップバーナー装置の開発：ＮＦＰＡ及びＩＳＯ規格方法、１９９９年度ハロン・オプション技術ワーキング会議、１９９９年４月２７〜２９日、ニューメキシコ州アルブケルク」に記述されているカップバーナー装置を使用して決定した。カップバーナー法は、消火用化合物を決定するための標準方法であり、国内及び国際的双方の火災抑止規格に採用されている。例えば、ＮＦＰＡ ２００１クリーン消火剤消火システムに関する規格及びＩＳＯ １４５２０−１：ガス系消火システムは共に、カップバーナー法を使用している。
空気、窒素及びＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2の混合物を、８５ｍｍ（ＩＤ）のパイレックス（登録商標）煙突を介して２８ｍｍの（ＯＤ）燃料カップの周囲へ流した。拡散ユニット内で網篩及び７６ｍｍ（３インチ）層の３ｍｍ（ＯＤ）ガラスビーズを使用し、空気、窒素及びＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を完全に混ぜた。
実験室のジャッキへ取り付けたカップ内の調節可能かつ一定の液体燃料レベルを見越した２５０ｍＬ分液漏斗より成る液体燃料リザーバからカップへ、重力でｎ−へプタンを供給した。プロパンのミニトーチで燃料に点火し、装置上へ煙突を置いた。次に燃料レベルを、燃料がカップ内側の底端から１−２ｍｍになるように調節した。９０秒間の予燃焼時間をおいて、空気及び窒素の一次流れを３４．２Ｌ／分で開始した。
流量計（各々２４０及び２２５管）で空気の一次流れ及び二次流れを監視した。流量計（２３０管）で窒素の流れを監視した。空気及び窒素の流量測定値から、酸素濃度を計算した。火炎が消火されるまで、上記流れを維持した。全ての試験において、３４．２Ｌ／分の一次流れを維持した。空気の二次流れを、ディップ・チューブを装備した１１５０ｍｌスチールの混合室に包含されるＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2に通過させた。混合室を出たＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2で飽和された空気を含む二次流れを、カップバーナーの拡散ユニットへ入る前に空気の一次流れと混合した。
火炎消火後直ちに、カップの縁に近い場所で、ハミルトンの三方弁及びマルチフィット・ガス注射器に付着されたプラスチック・チューブの長さを介してガスの流れのサンプルを収集した。次にサンプルのガスクロマトグラフィー分析（Ｇ．Ｃ．）を行った。１Ｌのテドラー・バッグ内に規格サンプルを用意して、Ｇ．Ｃ．較正を行った。
試験パラメータと結果を纏めて下表１に示す。
表１
Figure 2007525238
実施例２
ある例では、ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2の代わりにブロモフルオロプロペンＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2のみを使用して（周囲の酸素条件下で）、かつ別の例ではＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2の代わりにＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2と希釈ガスとの組合わせを使用して（低減された酸素条件下で）実施例１を繰り返した。試験パラメータと結果を纏めて
各々下表２及び３に示す。
表２
Figure 2007525238
表３
Figure 2007525238
表２に示すように、周囲の酸素条件下では、ｎ−へプタン火炎を消すために必要なＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2の濃度は平均３．７％（ｖ／ｖ）である。表３は、窒素と組み合わせて使用すると、ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2は約０．４１％（ｖ／ｖ）という遙かに低い濃度でｎ−へプタン火炎を消すと同時に、人にとって安全な酸素レベルが維持されることを実証している。
実施例３
ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2の代わりにフルオロエーテルＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を使用して、実施例１を繰り返した。試験パラメータと結果を纏めて下表４に示
す。
表４
Figure 2007525238
実施例４
ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2の代わりにヒドロフルオロカーボンＣＦ3ＣＨ2Ｆを使用して、実施例１を繰り返した。試験パラメータと結果を纏めて下表５に示す。
表５
Figure 2007525238
実施例５
本発明による消火用混合物を使用して、ｎ−へプタン火災を消した。ＵＬ−２１６６に記述されている試験プロトコルに従って、消火試験を実行した。より特定的には、室内中央に位置決めされた０．２３ｍ２の正方形の試験鍋を使用してクラスＢ消火試験を実行した。試験鍋は、鍋の頂上から少なくとも５．０８ｃｍのフリーボードによって少なくとも５．０８ｃｍのｎ−へプタンを含んでいた。鍋は、０．６３５ｃｍの厚さ及び液密の溶接継手を有する鋼で製造されていた。また鍋は、上端を補強する３．８１ｃｍ（厚さ１１／２”）（３／１６”）の角も包含していた。
試験設備（室）の内部寸法は８ｍ×４ｍ×３．６ｍ（高さ）であり、同施設の試験部分の正確な測定では合計容積が１１５ｍ3になった。囲いの壁を規格軽量コンクリートブロックで構築し、断熱材を充填し、内部を１．５９ｃｍの合板で被覆した。天井と床は共に２層の１．９１ｃｍ合板で木製の５．０８ｃｍ×１５．２４ｃｍ継手上へ、継手が重ならないように合板層を交互にして構成した。天井も同じく１．５９ｃｍの石膏壁材で被覆し、壁と天井をテープと目地材で仕上げ、２層の下塗り材（Ｋｉｌｚ）で塗装した。窓は安全ガラスを使用した規格ユニットで構成し、内側をＬｅｘａｎシートで被覆した。囲いのドアは、中実の規格構造であった。
天井のリセス内に挿入した４５．７２ｃｍ×４５．７２ｃｍのヒンジ式正圧通気口は、試験の間中開けたままにしておいた。床下ダクトを介して囲いに至る通気入口は、今回の評価を通じて閉じたままであった。室内の温度制御は、市販の３．５トン・ヒートポンプ・ユニットで行った。入口及び出口ダクトには、閉じることのできるシャッターを付けた。排気システムにも、閉じることのできるシャッターを取り付けた。
点火から４５秒後に散水を開始し、消火まで続けた。表５に、散水流量を示す。散水は、「９０度の中実円錐ノズル」を使用して行った。これらのノズルは天井から約１５０ｃｍに設置し、かつ床面積全体を覆うように設置した。空間部分によっては、散水が重なる部分もあった。散水の吐出し開始から６０秒（点火から１０５秒）後に、ヘプタフルオロプロパンを放出した。試験は各々、少なくとも３回行ない、パラメータと結果を表６に纏めた。
表６
Figure 2007525238
実施例６
消火用混合物が窒素を含むことを除いて、上述の例４で記述した通りの消火試験を行った
。１気圧、２１．１℃における窒素５．１８ｍ3に相当する窒素を、１３．７９ｍＰａまで加圧して円筒から放出させた。円筒は、１．５９ｃｍの高圧フレックス・ホースを介してエンド・ドロー・マニホールドへ接続し、遠隔手動レバーのリリース・アクチュエータを介して円筒を作動させた。オリフィス・プレートを備える３．１８ｃｍのオリフィス・ユニオンで、マニホールドを残りの管網へ接続した。このシステムは、窒素を３０％（ｖ／ｖ）濃度で６０秒吐き出すように設計したものであり、１．４３ｃｍ2のオリフィスを有する中央へ位置づけた３６０゜Ａｎｓｕｌ（登録商標：米国ウィスコンシン州マリネット）ノズルを使用している。この同じ窒素配管系は全ての試験で使用し、よって吐出し時間は使用した窒素量によって変わった。
ｎ−へプタンの点火から３０秒後に水と窒素を試験エンクロージャ内へ放出し、消火まで放出を続けた。散水は、流量６２．４７Ｌ／分で放出した。窒素の放出から５０秒（即ちｎ−へプタンの点火から８０秒）後に、５．０８ｃｍ（２”）の１８０゜Ｃｈｕｂｂノズルに至る別の管系を介してヘプタフルオロプロパンを放出した。試験は各々少なくとも３回行ない、パラメータと結果を下表７に纏めた。
表７
Figure 2007525238
実施例７
ｎ−へプタンの代替燃料、即ちＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体）または木材を使用しかつより長い予燃焼を行って、実施例５の試験を繰り返した。点火から２１０秒（木材の場合
は３６０秒）後に散水と窒素を試験エンクロージャ内へ放出し、消火まで放出を続けた。点火から２６０秒（木材の場合は４２０秒）後にヘプタフルオロプロパンを放出し、８乃至１０秒間放出を続けた。表８は、パラメータと結果を纏めたものである。
表８
Figure 2007525238
図１は、本発明のある態様による消火用の混合物の適用を図解したものである。

Claims (48)

  1. 空間内の混合物であって、
    少なくとも２つの成分を含み、上記少なくとも２つの成分のうちの第１の成分は希釈ガスを含み、上記少なくとも２つの成分のうちの第２の成分は（Ｑ，Ｐ）−Ｚ−（Ｘ，Ｙ）を含み、ＱがＣＦ3ＣＨＦＣＦ2-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2-、（ＣＦ3）2ＣＨ−、ＣＨＦ2ＣＦ2-、ＣＦ3ＣＨＦ−、ＣＦ2＝Ｃ（ＣＦ3）−、ＣＦ3ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2-、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＦ−、ＣＦ3ＣＨＢｒＣＦ2-、ＣＦ3ＣＦＢｒＣＦ2-、ＣＦ2ＢｒＣＦ2-であるときＺが−Ｏ−であればＺは−Ｏ−または−Ｃ（Ｏ）−を含み、Ｘは−ＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨ2ＣＦ3または−ＣＨ2Ｂｒを含み、ＰがＣＦ3ＣＦ2-、ＣＦ3（ＣＦ2）2-、ＣＦ3（ＣＦ2）3-、ＣＦ3（ＣＦ2）5-またはＣＦ3-であるときＺは−Ｃ（Ｏ）−であり、Ｙは−ＣＦ（ＣＦ3）2、−ＣＦ3または−（ＣＦ2）2ＣＦ3を含み、
    上記第１の成分は上記空間の約４％（ｖ／ｖ）から約２８％（ｖ／ｖ）までを含む混合物。
  2. 上記希釈ガスは窒素を含む請求項１記載の混合物。
  3. 消火用の上記成分はＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含む請求項１記載の混合物。
  4. 上記ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2は上記空間の約１．０％（ｖ／ｖ）から約４．０％（ｖ／ｖ）までを含む請求項３記載の混合物。
  5. 上記消火用成分はＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含む請求項１記載の混合物。
  6. 上記ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2は上記空間の約０．１％（ｖ／ｖ）から約４．８％（ｖ／ｖ）までを含む請求項５記載の混合物。
  7. 上記消火用成分はＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含み、上記ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2は上記空間の約１．７％（ｖ／ｖ）から約３．８％（ｖ／ｖ）までを含む請求項１記載の混合物。
  8. 空間内の混合物であって、
    少なくとも２つの成分を含み、上記少なくとも２つの成分のうちの第１の成分は希釈ガスを含み、上記少なくとも２つの成分のうちの第２の成分はＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＢｒ、ＣＦ2ＢｒＣＨ＝ＣＨ2及びＣＦ2ＢｒＣＦ2ＣＨ＝ＣＨ2のうちの１つまたはそれ以上を含み、
    上記第１の成分は上記空間の約４％（ｖ／ｖ）から約２８％（ｖ／ｖ）までを含む混合物。
  9. 消火用の上記成分はＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含む請求項８記載の混合物。
  10. 上記ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2は上記空間の約０．２％（ｖ／ｖ）から約４．２％（ｖ／ｖ）までを含む請求項９記載の混合物。
  11. 水をさらに含む請求項８記載の混合物。
  12. 上記希釈ガスは上記空間の約４％（ｖ／ｖ）から約１３％（ｖ／ｖ）までを含む請求項１１記載の混合物。
  13. 上記水の粒子サイズは約１００μｍである請求項１１記載の混合物。
  14. 空間内の混合物であって、
    少なくとも２つの成分を含み、上記少なくとも２つの成分のうちの第１の成分はフルオロエーテル、ブロモフルオロプロペンまたはフルオロケトンを含むグループから選択される消火成分を含み、上記少なくとも２つの成分のうちの第２の成分は希釈ガスまたは水を含むグループから選択される抑止添加剤を含む混合物。
  15. 上記抑止添加剤は上記希釈ガスを含み、上記希釈ガスは窒素を含む請求項１４記載の混合物。
  16. 上記窒素は上記空間の約４％（ｖ／ｖ）から約２８％（ｖ／ｖ）までを含む請求項１５記載の混合物。
  17. 消火用の上記成分はＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含む請求項１４記載の混合物。
  18. 上記ＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2は上記空間の約１．７％（ｖ／ｖ）から約３．８％（ｖ／ｖ）までを含む請求項１７記載の混合物。
  19. 上記消火用成分はＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含む請求項１４記載の混合物。
  20. 上記ＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2は上記空間の約０．２％（ｖ／ｖ）から約４．８％（ｖ／ｖ）までを含む請求項１９記載の混合物。
  21. 上記消火用成分はＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含む請求項１４記載の混合物。
  22. 上記ＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2は上記空間の約０．２％（ｖ／ｖ）から約４．２％（ｖ／ｖ）までを含む請求項２１記載の混合物。
  23. 上記抑止添加剤は水を含む請求項１４記載の混合物。
  24. 上記水の粒子サイズは約１００μｍである請求項２３記載の混合物。
  25. 空間内の火災を消火する、抑止する、または防止することのうちの１つまたはそれ以上のための方法であって、
    上記空間へ水を導入することと、
    上記空間へ希釈ガスを導入することと、
    上記空間へフルオロカーボンを導入することを含む方法。
  26. 上記フルオロカーボンはヘプタフルオロプロパンを含む請求項２５記載の方法。
  27. 上記フルオロカーボンは、フルオロエーテル、ブロモフルオロプロペン及びフルオロケトンのうちの１つまたはそれ以上を含む請求項２５記載の方法。
  28. 上記フルオロエーテルはＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含む請求項２７記載の方法。
  29. 上記フルオロケトンはＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含む請求項２７記載の方法。
  30. 上記ブロモフルオロプロペンはＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含む請求項２７記載の方法。
  31. 空間内の火災を、上記空間へ希釈ガスとフルオロエーテル、ブロモフルオロプロペンまたはフルオロケトンを含むグループから選択される消火用化合物とを含む混合物を導入することによって消火する、抑止する、または防止することのうちの１つまたはそれ以上のための方法。
  32. 上記希釈ガスは窒素を含む請求項３１記載の方法。
  33. 上記消火用化合物はＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含む請求項３１記載の方法。
  34. 上記消火用化合物はＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含む請求項３１記載の方法。
  35. 上記消火用化合物はＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含む請求項３１記載の方法。
  36. 上記混合物は水をさらに含む請求項３１記載の方法。
  37. 上記水の粒子サイズは約１００μｍである請求項３６記載の方法。
  38. 空間へ、希釈ガスとフルオロエーテル、ブロモフルオロプロペンまたはフルオロケトンを含むグループから選択される消火用化合物とを含む混合物を導入するように構成される消火、防火または火災抑止システム。
  39. 上記希釈ガスは窒素を含む請求項３８記載のシステム。
  40. 上記消火用化合物はＣＦ3ＣＦ2Ｃ（Ｏ）ＣＦ（ＣＦ3）2を含む請求項３８記載のシステム。
  41. 上記消火用化合物はＣＦ3ＣＨＦＣＦ2ＯＣＨＦ2を含む請求項３８記載のシステム。
  42. 上記消火用化合物はＣＦ3ＣＢｒ＝ＣＨ2を含む請求項３８記載のシステム。
  43. 上記混合物は水をさらに含む請求項３８記載のシステム。
  44. 水と、希釈ガスと、フルオロカーボンとを空間へ導入するように構成される消火、防火または火災抑止システム。
  45. 上記フルオロカーボンはフルオロカーボン、フルオロエーテル及びフルオロケトンのうちの１つまたはそれ以上を含む請求項４４記載のシステム。
  46. 上記フルオロカーボンはヘプタフルオロプロパンを含む請求項４４記載のシステム。
  47. 上記水と上記希釈ガスとを上記消火用化合物と同時に導入するように構成される請求項４４記載のシステム。
  48. 上記水を上記希釈ガスと同時に導入するように構成される請求項４４記載のシステム。
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