JP2010273925A - Fire extinguishing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、工作機械内部等において発生する火災を抑制する消火システムに関する。 The present invention relates to a fire extinguishing system that suppresses a fire that occurs, for example, inside a machine tool.
従来、工作機械内部で発生した火炎を迅速に鎮火するために、消火剤を散布する消火手段を備えた工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この工作機械は、加工室の上部に、収容箱の底壁を下方に開閉可能とし、収容箱内に鋳鉄の切屑を乾燥させてなるダライ粉からなる消火剤を貯留する消火装置を配設し、加工室内において発火していることを温度検出センサにより検出すると、収容箱の底壁を下方に開いて消火剤を発火燃焼中の切屑上に落下散布して鎮火するように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a machine tool including a fire extinguishing means that spreads a fire extinguishing agent is known in order to quickly extinguish a flame generated inside a machine tool (see, for example, Patent Document 1).
This machine tool is provided with a fire extinguishing device that can open and close the bottom wall of the storage box in the upper part of the processing chamber, and stores a fire extinguisher made of dairy powder formed by drying cast iron chips in the storage box. When the temperature detection sensor detects that the processing chamber is ignited, the bottom wall of the storage box is opened downward, and the extinguishing agent is dropped and sprayed on the chips during ignition combustion to suppress the fire.
また、工作機器類の発火前に防火対応信号を発し、この信号を自動消火装置又は火災感知器に予知連絡することによって発火を防止し、また発火後における初期消火活動の開始を図ることを可能とした防火及び自動消火システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, it is possible to prevent fire by sending a fire prevention signal to the automatic fire extinguisher or fire detector before the machine tool fires, and to start the initial fire fighting after the fire. A fire prevention and automatic fire extinguishing system is known (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献１に記載の工作機械では、可燃性金属の加工に対応することを目的としており、加工室内のオイルによる発火などへの対応はできない。
また、常に、収容箱内に鋳鉄の切屑を乾燥させてなるダライ粉からなる消火剤を貯留する必要があるため、装置が大型化するとともに、維持管理を必要とするという不具合がある。
However, the machine tool described in
Moreover, since it is necessary to always store a fire extinguisher made of Dalai powder obtained by drying cast iron chips in the storage box, there is a problem that the apparatus is enlarged and maintenance is required.
一方、特許文献２の防火及び消火システムでは、工作機器類の使用する可燃性液体の温度を検出する温度検出手段によって、異常発生の判定は確実にできる。
しかしながら、発火後における対応は、従来の消火活動と変わることがないため、別途に消火装置や消火に必要とする機器等を設置したり、消火に伴うシステムを構築する等の作業を要し、工作機械における火災を確実に鎮火することはできない。
On the other hand, in the fire prevention and fire extinguishing system disclosed in
However, since the response after fire is not different from conventional fire fighting activities, it is necessary to install a fire extinguisher or equipment necessary for fire fighting, or to construct a system for fire fighting, etc. A fire in a machine tool cannot be extinguished reliably.
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、工作機械内部等の、ある容積内で発生する火災を確実に鎮火させることが可能な消火システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a fire extinguishing system that can surely extinguish a fire that occurs in a certain volume, such as inside a machine tool. There is to do.
請求項１に係る発明は、工作機械類の加工室に設置される排気装置と、加工室内に設置される火炎検出装置と、加工室内に設置され、エアロゾルを生成させる消火装置と、火炎検出装置による加工室内で発生した火炎の検出に基づいて排気装置に排気停止を行わせるとともに消火装置に作動指令を出す制御装置とを備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項２に係る発明は、請求項１記載の消火システムにおいて、火災検出装置は、熱感知センサであることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の消火システムにおいて、消火装置は、薬剤の燃焼によって無毒の火炎抑制エアロゾルを発生する消火用火工品であることを特徴とする。
The invention according to
The invention according to
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか記載の消火システムにおいて、制御装置は、火炎検出装置による加工室内で発生した火炎の検出に基づいて排気装置に排気停止を行わせた後、消火装置に作動指令を出すことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３の何れか記載の消火システムにおいて、制御装置は、火炎検出装置による加工室内で発生した火炎の検出に基づいて排気装置に排気停止と同時に、消火装置に作動指令を出すことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fire extinguishing system according to any one of the first to third aspects, the control device causes the exhaust device to stop exhaust based on detection of the flame generated in the processing chamber by the flame detection device. Then, an operation command is issued to the fire extinguishing device.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fire extinguishing system according to any one of the first to third aspects, the control device is configured to extinguish the fire simultaneously with stopping the exhaust to the exhaust device based on detection of the flame generated in the processing chamber by the flame detecting device. It is characterized by issuing an operation command to the apparatus.
次に、本発明に係る消火システムが工作機械に対して有効な点について考察する。
例えば、ＮＣ旋盤や放電加工機等において、精度や工具寿命の維持のために油系切削油もしくはグリースのような加工油を用いていることが多いが、加工油類は加工性向上や冷却のために用いられているものの可燃性であるために、工作機械・装置類に不具合が生じた際には発火し火災に至る危険性がある。
Next, consideration will be given to the effectiveness of the fire extinguishing system according to the present invention for a machine tool.
For example, NC lathes and electrical discharge machines often use processing oils such as oil-based cutting oil or grease to maintain accuracy and tool life. However, because it is flammable, there is a risk of fire and a fire when a failure occurs in a machine tool or device.
この場合、速やかに加工機を停止し、消火活動に当たるのが適当であるが、工場の省力化や無人化が進む状況下においては、自動的に消火活動が開始される自動消火システムが好ましい場合が多く、更には維持管理費用が安価でかつ設置が簡易である自動消火システムが望ましい。例えば、工作機械に適用される消火器として、二酸化炭素ガスを火災領域に噴射する消火器もあるが、配管作業による設置費、及び維持管理費用が大きい。 In this case, it is appropriate to stop the processing machine immediately and hit the fire extinguishing activity. However, in situations where labor saving and unmanned operation of the factory are progressing, an automatic fire extinguishing system that automatically starts the fire extinguishing activity is preferable. In addition, an automatic fire extinguishing system that is inexpensive and easy to install is desirable. For example, as a fire extinguisher applied to a machine tool, there is a fire extinguisher that injects carbon dioxide gas into a fire area, but installation costs and maintenance costs due to piping work are large.
本発明に係る消火システムにおける消火用火工品は、普通火災・油火災・電気火災に対応するものである。
消火用火工品から放出される成分は、不活性ガス及び火炎抑制成分であり、火炎抑制成分とは負触媒効果を有するカリウム塩を主成分とした粒子サイズ数μｍ以下の微粒子である。
The fire extinguishing pyrotechnics in the fire extinguishing system according to the present invention correspond to ordinary fires, oil fires, and electric fires.
The components released from the fire extinguishing pyrotechnics are an inert gas and a flame suppressing component, and the flame suppressing component is a fine particle having a particle size of several μm or less mainly composed of a potassium salt having a negative catalytic effect.
これらは、通常エアロゾルの性質を有し、放出後に沈降・堆積することなく長時間防火空間内に浮遊するため、放出後も継続して火炎抑制及び再燃防止の効果を維持することができ、復旧に際してもファンや圧縮空気等で容易に排出できるため、清掃が容易である。
また、粉末系消火剤のように消火成分の粉末が壁体や機器に多量に積層したり付着したりすることがほとんどないため、防火空間や機器への被害を抑えることができる。
しかし、防火空間や使用の状況によっては、火炎抑制成分の微粒子の少量が壁体や機器に付着する場合があるが、固着したり化学反応したりすることはなく、水やエタノールなどにも容易に溶解するので、清掃に支障をきたすことはない。
These normally have aerosol properties and float in the fire prevention space for a long time without settling or depositing after release, so they can continue to maintain the effects of flame suppression and relapse prevention after release. At this time, since it can be easily discharged by a fan, compressed air, or the like, cleaning is easy.
Moreover, since the powder of a fire extinguishing component hardly accumulates and adheres to a wall body and an apparatus like a powder-type fire extinguisher, damage to a fire prevention space and an apparatus can be suppressed.
However, depending on the fire prevention space and usage conditions, a small amount of fine particles of the flame suppression component may adhere to the wall or equipment, but it does not stick or chemically react, and it can be easily applied to water and ethanol. Because it dissolves, it does not interfere with cleaning.
従って、本発明における自動消火システムは、機械にダメージを与えることなく消火活動ができるとともに、ファン等により容易に清掃できることから、復旧活動の省力化及び復旧時間の最小化を計ることができる。 Therefore, the automatic fire extinguishing system according to the present invention can perform a fire extinguishing operation without damaging the machine and can be easily cleaned by a fan or the like. Therefore, it is possible to save labor for the recovery activity and minimize the recovery time.
次に、工作機械用としての特殊性について説明する。
１．消火用火工品は、普通火災・油火災・電気火災に対応しており、工作機械の火災に適する。
例えば、水系消火装置は、電気を使用している場所には好ましくなく、粉末消火装置は、噴射部位にしか効果がないため、防火空間全体に対しては長時間の火災抑制効果がないといったデメリットがあるが、本消火用火工品においてはこれらのデメリットがない。
Next, the special characteristics for machine tools will be described.
1. Fire extinguishing pyrotechnics are suitable for ordinary fires, oil fires, and electrical fires, and are suitable for machine tool fires.
For example, water-based fire extinguishers are not desirable in places where electricity is used, and powder fire extinguishers are only effective at the injection site, so there is a demerit that there is no long-term fire suppression effect for the entire fire-proof space. However, these fire extinguishing pyrotechnics do not have these disadvantages.
２．閉鎖容積内の火災に対して長時間火災抑制効果を持つため、工作機械内の火災に適する。
３．消火能力が高い（防火空間容積あたりの消火剤必要量が少ない）ため、コンパクトであり、工作機械内への取り付けが容易である。
４．火炎抑制成分は数μｍ以下の微粒子であり、エアロゾルの性質を有しているため、清掃・排出が容易である。
５．設置費及び維持管理費が従来の消火システムよりも低い。
2. Suitable for fires in machine tools because of its long-term fire suppression effect against fires in closed volumes.
3. The fire extinguishing capacity is high (the required amount of fire extinguishing agent per fire prevention space volume is small), so it is compact and easy to install in a machine tool.
4). The flame suppression component is a fine particle of several μm or less and has an aerosol property, so that it can be easily cleaned and discharged.
5). Installation and maintenance costs are lower than conventional fire extinguishing systems.
次に、排ガスの無毒性について説明する。
排ガスの有害性については、人体に対する影響を示しているため、工作機械の消火に対しての直接的な関連はない。
しかし、消火成分が防火空間内に充満して消火するシステムにおいては、消火後の開放の際あるいは非閉鎖部分からの漏れにより人体と消火成分との接触が少なからず発生する。
Next, nontoxicity of exhaust gas will be described.
As for the harmfulness of exhaust gas, it shows an influence on the human body, so it is not directly related to fire extinguishing of machine tools.
However, in a system in which a fire extinguishing component fills the fire prevention space and extinguishes, there is not a little contact between the human body and the fire extinguishing component when opening after fire extinguishing or due to leakage from a non-closed part.
この際、ガス系消火剤等においては、外部雰囲気により希釈されるので、一般的に有害でない濃度であることが多く、接触の時間も通常では人体に有害な影響を与えない範囲である。
しかし、消火濃度においては、人体に有害な影響を及ぼす濃度であることがほとんどであるので、場合によっては高濃度の消火成分と接触する可能性も存在する。
例えば、不意な操作による直接暴露、排気装置の異常等による高濃度消火成分の残留、再燃の確認時、その他様々なケースが存在するため、消火成分が無毒性でなくては安全な活動の支障となる危険性が常に起こり得る。
故に、消火器から放出される排ガス成分は無毒であることが好ましい。
At this time, since the gas fire extinguishing agent is diluted by the external atmosphere, the concentration is generally not harmful, and the contact time is usually in a range that does not adversely affect the human body.
However, since the fire extinguishing concentration is mostly a concentration that has a harmful effect on the human body, there is a possibility of contact with a high concentration fire extinguishing component in some cases.
For example, there are various other cases such as direct exposure due to unexpected operation, residual high-concentration fire extinguishing components due to exhaust system abnormalities, etc., and confirmation of re-flammability. There is always a risk of becoming.
Therefore, it is preferable that the exhaust gas component emitted from the fire extinguisher is non-toxic.
次に、無毒性を特徴とした場合の応用例について説明する。
人がいても使える。
・人のいるところに使用できる。
・初期消火活動において、十分な消火ができなかった場合でも、補助消火・救助活動 ができる。
・その空間は火災発生の際にも長時間安全な場所になる。
Next, an application example when it is characterized by non-toxicity will be described.
Can be used even if there are people.
・ Can be used where there are people.
・ In the initial fire fighting activities, auxiliary fire fighting / rescue activities can be performed even if sufficient fire fighting is not possible.
-The space will be a safe place for a long time even in the event of a fire.
従来のものでは、ガス系は充満して長時間火災抑制効果をもつものの消火濃度で有害なものが多く、粉末系では部分的な火災抑制しかできず、水系は装置が大掛かりであり、すぐに消火できれば良いがそうでなければ大量の水散布が必要である。
つまり、ある程度簡易な装置で長時間一定容積の空間の火災を抑制できて且つ、人体に無害な消火方法は無く、要所空間に長時間の防火システムを備えるのがコスト面で困難であった。
In the conventional system, the gas system is full and has a fire suppression effect for a long time, but there are many harmful ones in the fire extinguishing concentration, and the powder system can only partially suppress the fire. If it can be extinguished, a large amount of water spray is necessary.
In other words, there is no fire extinguishing method that can suppress a fire in a certain volume of space for a long time with a simple device to some extent and is harmless to the human body, and it is difficult in terms of cost to provide a fire prevention system for a long time in a key space. .
本発明によれば、長期間保管においても、消火剤の容量が減衰しない消火用火工品を使用した自動消火システムを確立することができるので、一定容積内の火災に対して高い信頼性を有する小型の消火システムを提供できる。
本発明によれば、工作機械と連動した、消火用火工品を使用した消火システムを確立することができるので、火炎抑制エアロゾルを発生する消火用火工品の消火能力を、確実に発揮できることで、消火信頼性を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to establish an automatic fire extinguishing system using a fire extinguishing pyrotechnic that does not attenuate the extinguishing agent capacity even during long-term storage. A small fire extinguishing system can be provided.
According to the present invention, it is possible to establish a fire extinguishing system that uses a fire extinguishing pyrotechnic in conjunction with a machine tool, so that the fire extinguishing capability of the fire extinguishing pyrotechnic generating a flame suppression aerosol can be reliably exhibited. Thus, fire fighting reliability can be improved.
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る消火システムを工作機械１０に適用した一実施形態を示す。
本実施形態においては、例えば、自動旋盤等の工作機械１０の加工室１１内には、例えば、ワーク１３を把持するチャック１２と、工具１５を把持する工具ホルダ１４とが対向配置され、必要とする加工が施されるようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment in which a fire extinguishing system according to the present invention is applied to a machine tool 10.
In the present embodiment, for example, in the processing chamber 11 of the machine tool 10 such as an automatic lathe, for example, a
加工室１１には、例えば、加工時に発生するミストなどを外部へ排出する排気装置１６の吸込口１７が取り付けられ、吸込口１７に繋がる排気ダクト１９にはその流路を開閉するモータ作動式ダンパ１８が装着されており、火災発生時にはこのモータ作動式ダンパ１８を閉じることが火災を抑制するために有効である。
従って、本システムにおいては、火災を検知した場合に、工作機械１０の制御装置２０よりモータ作動式ダンパ１８を閉じるための信号を発信する。これを受けて排気装置１６のモータ作動式ダンパ１８が閉じる。このモータ作動式ダンパ１８は、配線１８ａによって制御装置２０に連絡し、制御装置２０によって開閉が制御されている。
For example, a
Therefore, in this system, when a fire is detected, a signal for closing the motor-operated damper 18 is transmitted from the
工作機械１０の制御装置２０は、モータ作動式ダンパ１８を閉じるための信号を発信すると同時に、運転中の工作機械１０を停止させる信号を発信する。例えば、工作機械１０を無人運転中に火災が発生した場合には必要な機能である。
また、加工室１１内には、床面側に熱感知センサからなる火災検出装置２１が取り付けられている。火災検出装置２１も配線２１ａを介して制御装置２０に連絡し、加工室１１内の火災を検出し、制御装置２０に報知するようになっている。
The
In the processing chamber 11, a
ここで、熱感知センサとしては、例えば、＋６０℃でＯＮとなるＡ接点の感熱スイッチを用いる。この感熱スイッチは、機械の通常運転中（＋４０℃程度）はＯＦＦであり、＋６０℃になるとＯＮする仕組みであり、制御装置２０はＯＮになった場合に流れる電流を検知することで、火災発生と認識する回路を備えている。
また、例えば、φ２０ｍｍ×高さ３０ｍｍ程度の小型のユニットを用いることで、加工室１１内部の火災発生源と想定しうる位置に複数設置することが可能であり、より迅速に火災を検知することが可能となる。
Here, as the heat detection sensor, for example, an A contact thermal switch that is turned ON at + 60 ° C. is used. This thermal switch is OFF during normal operation of the machine (about + 40 ° C) and is turned ON when it reaches + 60 ° C. The
In addition, for example, by using a small unit of about φ20 mm × height 30 mm, a plurality of units can be installed at positions that can be assumed to be fire sources inside the processing chamber 11, and fires can be detected more quickly. Is possible.
更に、加工室１１内には、天井側に薬剤の燃焼によって無毒の火炎抑制エアロゾルを発生する消火用火工品からなる消火装置２２が取り付けられている。消火装置２２は、配線２２ａを介して制御装置２０に連絡し、制御装置２０からの指令に基づいて作動するようになっている。
ここで、消火用火工品（エアロゾル消火器）とは、化学反応により消火剤を生成する薬剤、冷却材、点火装置を内部に含み、薬剤は金属カリウム酸化物、樹脂、その他の添加物などで構成される。
Further, a fire extinguishing device 22 made of a fire extinguishing pyrotechnic that generates a non-toxic flame-suppressing aerosol by burning chemicals is attached in the processing chamber 11. The fire extinguishing device 22 communicates with the
Here, fire extinguishing pyrotechnics (aerosol fire extinguishers) include chemicals that generate fire extinguishing agents through chemical reactions, coolants, and ignition devices inside, which are metallic potassium oxides, resins, other additives, etc. Consists of.
この消火用火工品は、制御装置２０からの作動電気信号を受けて薬剤が消火用火工品内で燃焼し、その際に微細な消火成分とガス成分（圧力を発生させ噴射を助ける働きをする）が生成する。これらの生成物（消火成分＋ガス成分）は冷却層を通過し、ノズルを通じて噴射される。
噴射された消火成分が火炎（消火を要求される場所）に供給されると、消火成分のカリウムラジカルが火炎の連鎖反応を遮断（負触媒作用）することにより火炎を抑制する。
In this fire extinguishing pyrotechnic, the chemical burns in the fire extinguishing pyrotechnic in response to the operation electric signal from the
When the injected fire extinguishing component is supplied to a flame (a place where extinguishing is required), the potassium radical of the extinguishing component blocks the flame chain reaction (negative catalysis), thereby suppressing the flame.
この消火用火工品（エアロゾル消火器）は、燃焼によって生じる消火粒子が非常に小さいため（一般的に１〜５μｍ）、消火効率が他のシステムに比べて数倍優れている。
また、既存のガス系消火装置と違い、配管作業がなく、簡単に固定できるので、設置及び維持管理費を低減できる。
Since this fire extinguishing pyrotechnic (aerosol fire extinguisher) has very small fire extinguishing particles generated by combustion (generally 1 to 5 μm), the fire extinguishing efficiency is several times better than other systems.
Also, unlike existing gas fire extinguishing devices, there is no piping work and it can be fixed easily, so the installation and maintenance costs can be reduced.
消火用火工品は、水を使うことができない油火災及び電気火災に対して優れた効果を持ち、工作機械内部で発生する火災に対して非常に有効である。
消火用火工品は、薬剤の燃焼により火炎抑制エアロゾルを発生して、火炎の連鎖反応を化学的に抑制する消火機構のため、モータ作動式ダンパ１８開放状態では、生成したエアロゾルが工作機械１０外に排出されてしまうために消火性能が低下する。
Fire extinguishing pyrotechnics have an excellent effect on oil fires and electric fires that cannot use water, and are extremely effective against fires that occur inside machine tools.
The fire extinguishing pyrotechnic is a fire extinguishing mechanism that generates flame suppression aerosol by chemical combustion and chemically suppresses the chain reaction of the flame. Therefore, when the motor-operated damper 18 is opened, the generated aerosol is converted into the machine tool 10. Fire extinguishing performance decreases because it is discharged outside.
また、火災を検知してから消火装置２２を作動させるために時間がかかる場合には、火災が大きくなり工作機械１０の損失等が発生することから好ましくない。
これらを改善するために、本実施形態においては、モータ作動式ダンパ１８を閉じる信号を発信してから消火用火工品を作動させる信号を発信するまでのディレイを制御装置２０に内蔵したＩＣのプログラムにより調整することができる。
Moreover, when it takes time to operate the fire extinguishing device 22 after detecting a fire, it is not preferable because the fire becomes large and the machine tool 10 is lost.
In order to improve these, in the present embodiment, a delay between the time when the signal for closing the motor-operated damper 18 is transmitted and the time when the signal for operating the fire extinguishing pyrotechnics is transmitted is included in the
従って、信号を受信してからモータ作動式ダンパ１８が閉じるまでの時間に合わせたディレイを設定することで、最終的には最も迅速に消火を実現することができる。
なお、本実施形態における、モータ作動式ダンパ１８停止信号と消火器作動信号のディレイは０（ダンパー停止/消火器作動＝同時）である。
また、制御装置２０は、工作機械１０に必要とされる運転制御を司るように構成されている。
Therefore, by setting a delay according to the time from when the signal is received until the motor-operated damper 18 is closed, the fire extinguishing can be finally realized most rapidly.
In this embodiment, the delay between the motor-operated damper 18 stop signal and the fire extinguisher operation signal is 0 (damper stop / fire extinguisher operation = simultaneous).
The
次に、本実施形態に係る消火システムの動作を説明する。
工作機械１０で機械のトラブルによりワーク１３と工具１５とが摩擦熱を発生し、冷却オイルに引火する場合があり、火災が発生することがある。そのため、火災検出装置２１は、工作機械１０の作動時に常時火災発生を検出するように監視する。
Next, the operation of the fire extinguishing system according to the present embodiment will be described.
The
そして、図２に示すように、火災検出装置２１が火災を検出すると、制御装置２０に火災を検出した信号を発信する。
次に、制御装置２０は、図３に示すように、排気装置１６のモータ作動式ダンパ１８を閉じるための信号を発信する。これによって、排気ダクト１９が閉じられる。
同時に、制御装置２０は、工作機械１０を停止させる。
Then, as shown in FIG. 2, when the
Next, as shown in FIG. 3, the
At the same time, the
次に、制御装置２０は、図４に示すように、消火装置２２を作動させ、薬剤の燃焼によって無毒の火炎抑制エアロゾルを発生させる。
図５に示すように、消火装置２２から噴射される無毒の火炎抑制エアロゾルによって、火炎が徐々に小さくなり、図６に示すように、鎮火する。
Next, as shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 5, the flame is gradually reduced by the non-toxic flame suppression aerosol injected from the fire extinguishing device 22, and the fire is extinguished as shown in FIG. 6.
次に、消火用火工品の消火メカニズムを説明する。
図７は消火メカニズムの概念図である。
消火器から生成した消火成分が、燃焼反応をストップさせる作用を説明する。
Next, the fire extinguishing mechanism of the fire extinguishing pyrotechnics will be described.
FIG. 7 is a conceptual diagram of a fire extinguishing mechanism.
The action of the fire extinguishing component generated from the fire extinguisher will stop the combustion reaction.
ＳＴＡＧＥ１［Ｏ、ＯＨ、Ｈラジカルによって火炎が大きくなる概念図］
燃焼には、燃焼ラジカル［主としてＯ、Ｈ、ＯＨラジカル］が大きく関与しており、燃焼の継続・拡大はすなわちラジカルが増殖する反応である。燃焼により生成した燃焼ラジカルは通常大気中の酸素と反応し、更に燃焼ラジカル数を増加させる反応を連鎖的に引き起こすので、燃料・熱・酸素のある環境下では燃焼は継続し続ける（あるいは拡大してしまう）。
STAGE 1 [Conceptual diagram in which the flame is increased by O, OH, H radicals]
Combustion radicals [mainly O, H, OH radicals] are greatly involved in combustion, and the continuation and expansion of combustion is a reaction in which radicals multiply. Combustion radicals generated by combustion usually react with oxygen in the atmosphere and cause a chain reaction that further increases the number of combustion radicals, so combustion continues (or expands) in an environment with fuel, heat, and oxygen. )
ＳＴＡＧＥ２［消火成分のカリウムラジカルが火炎に投入される概念図］
薬剤が反応すると、消火に有効なカリウムラジカルを有する消火成分が多く生成し、消火器から噴射され、火炎（消火を要求される場所）に投入される。
STAGE 2 [Conceptual diagram in which potassium radical of fire extinguishing component is put into flame]
When a chemical | medical agent reacts, many fire extinguishing components which have a potassium radical effective for fire extinguishing will be produced | generated, and it will be injected from a fire extinguisher and thrown into a flame (place where extinguishing is required).
ＳＴＡＧＥ３［カリウムラジカルによる消火の概念図］
消火器から噴射されたカリウムラジカルは、火炎中の酸素ラジカルと優先的に結びついて燃焼ラジカルが酸素と反応する燃焼反応を妨げる。カリウムラジカルと結びついた燃焼ラジカルは、最終的に他の燃焼ラジカルと反応し、Ｈ2Ｏなどの物質に変換される。
つまり、火炎中のラジカルが減少し、燃焼反応を妨げられることになり、火炎は縮小もしくは鎮火する。このとき、カリウムラジカルは、変化・化合を起こさないので、燃焼反応を妨げる働きを続け火炎を抑制する。
STAGE 3 [Conceptual diagram of fire extinguishing with potassium radical]
Potassium radicals injected from the fire extinguisher are preferentially combined with oxygen radicals in the flame to prevent a combustion reaction in which the combustion radicals react with oxygen. Combustion radicals combined with potassium radicals finally react with other combustion radicals and are converted into substances such as H 2 O.
That is, radicals in the flame are reduced and the combustion reaction is hindered, and the flame is reduced or extinguished. At this time, since the potassium radical does not change or combine, it continues to prevent the combustion reaction and suppress the flame.
次に、消火用火工品の構造及び作動メカニズムについて説明する。
図８〜図１０は、米国特許第６，０４２，６６４号明細書に記載の消火用火工品２２０を示す。 消火用火工品２２０は、消火剤の組成が、ＫＮＯ3６７〜７２ｗｔ％、フェノールフォルムアルデヒド樹脂８〜１２ｗｔ％、及びＤＣＤＡ（ジシアンジアミド）１６〜２５ｗｔ％としてある。主剤（及び着火薬）組成は、硝酸カリウム（ＫＮＯ3）７５ｗｔ％、ＤＣＤＡ（ジシアンジアミド）１６．６ｗｔ％、フェノール樹脂８．４ｗｔ％である。
Next, the structure and operation mechanism of a fire extinguishing pyrotechnic will be described.
8 to 10 show a fire extinguishing pyrotechnic 220 described in US Pat. No. 6,042,664. Extinguishing
消火用火工品２２０は、作動電気信号により、着火薬を点火する電気式点火具２２１と、電線を保護する樹脂製のシーラント２２２と、圧力容器を形成するＳＵＳ製のバックプレート２２３と、主薬剤を保護するスペーサ２２４と、主薬剤に着火する粉状（組成は主薬剤と同様）の着火薬 ２２５と、燃焼すると火炎抑制エアロゾルを発生する主薬剤（ドーナツ型ペレット）２２６と、薬剤と冷却層のスペース（燃焼室）とを確保するスペーサ２２７と、冷却層を保持するスクリーン２２８と、冷却層を形成してガス温度を低減する不活性球２２９と、冷却層を保持するスクリーン２３０と、残渣を排出しないための空間を確保する支持体２３１と、圧力容器を形成し噴出口を有するＳＵＳ製のオリフィスプレート２３２と、噴出口を閉じ、気密を保ち、ガス圧で破れるラプチャーシール２３３と、着火部を固定・形成するＳＵＳ製のホルダ２３４と、圧力容器を形成し、両端をかしめるＳＵＳ製のハウジング２３５とで構成されている。
The fire-extinguishing pyrotechnic 220 includes an
図１１〜図１３は、本実施形態に用いるために作製した消火用火工品２５０を示す。
消火用火工品２５０は、消火剤の組成として、酸化剤及び燃料成分、樹脂成分を含んだものであり、図８に示す消火用火工品２２０で示されている組成とほぼ同じにしてある。
11 to 13 show a fire extinguishing pyrotechnic 250 prepared for use in the present embodiment.
The fire extinguishing pyrotechnic 250 includes an oxidizer, a fuel component, and a resin component as the composition of the fire extinguishing agent, and is almost the same as the composition shown in the fire extinguishing pyrotechnic 220 shown in FIG. is there.
消火用火工品２５０は、作動電気信号により、着火薬を点火する電気式点火具２５１と、電線を保護する樹脂製のシーラント２５２と、圧力容器を形成するＳＵＳ製のホルダ２５３と、主薬剤に着火する粉状（組成は主薬剤と同様）の着火薬 ２５４と、燃焼すると火炎抑制エアロゾルを発生する主薬剤（ドーナツ型ペレット）２５５と、薬剤と冷却層のスペース（燃焼室）を確保するスペーサ２５６と、圧力容器を形成するＳＵＳ製のハウジング２５７と、冷却層を保持するスクリーン２５８と、冷却層を形成してガス温度を低減する不活性球２５９と、冷却層を保持するスクリーン２６０と、残渣を排出しないための空間を確保する支持体２６１と、噴出口を閉じ、気密を保ち、ガス圧で破れるラプチャーシール２６２と、圧力容器を形成し噴出口を有するＳＵＳ製のオリフィスホルダ２６３とで構成されている。
The fire extinguishing pyrotechnic 250 is composed of an electric igniter 251 that ignites an igniting agent according to an operation electric signal, a
図１４〜図１６は、本実施形態に用いるために作製した消火用火工品２７０を示す。
消火用火工品２７０は、消火剤の組成として、酸化剤及び燃料成分、樹脂成分を含んだものであり、図８に示す消火用火工品２２０で示されている組成とほぼ同じにしてある。
消火用火工品２７０は、冷却層として排ガス浄化用触媒（ハニカム）を含む構造としたことを特徴としている。
14 to 16 show a fire extinguishing pyrotechnic 270 produced for use in the present embodiment.
The fire extinguishing pyrotechnic 270 includes an oxidizer, a fuel component, and a resin component as the composition of the fire extinguishing agent, and is substantially the same as the composition shown in the fire extinguishing pyrotechnic 220 shown in FIG. is there.
The fire extinguishing pyrotechnic 270 is characterized by having a structure including an exhaust gas purifying catalyst (honeycomb) as a cooling layer.
消火用火工品２７０は、作動電気信号により、着火薬を点火する電気式点火具２７１と、電線を保護する樹脂製のシーラント２７２と、圧力容器を形成するＳＵＳ製のホルダ２７３と、主薬剤に着火する粉状（組成は主薬剤と同様）の着火薬 ２７４と、燃焼すると火炎抑制エアロゾルを発生する主薬剤（ドーナツ型ペレット）２７５と、薬剤と冷却層のスペース（燃焼室）を確保するスペーサ２７６と、圧力容器を形成するＳＵＳ製のハウジング２７７と、ガス温度を低減する（触媒効果）触媒層２７８と、残渣を排出しないための空間を確保する支持体２７９と、噴出口を閉じ、気密を保ち、ガス圧で破れるラプチャーシール２８１と、圧力容器を形成し噴出口を有するＳＵＳ製のオリフィスホルダ２８０とで構成されている。
A fire extinguishing pyrotechnic 270 is composed of an electric igniter 271 that ignites an igniting agent according to an actuation electric signal, a resin sealant 272 that protects an electric wire, a SUS holder 273 that forms a pressure vessel, and a main chemical. Igniting powder (composition is the same as the main chemical) 274, main chemical (donut-shaped pellets) 275 that generates flame-suppressing aerosol when burned, and space between the chemical and the cooling layer (combustion chamber) A
次に、図１１〜図１３に示す消火用火工品２５０の作動メカニズムを説明する。
制御装置２０の指令によって、電気式点火具２５１に電気が流れる。
通電により、点火具の先端から高熱のスパークが発生し、これにより着火薬２５４が燃焼する。
着火薬２５４の燃焼により、主薬剤２５５に着火される。
Next, the operation mechanism of the fire extinguishing pyrotechnic 250 shown in FIGS. 11 to 13 will be described.
Electricity flows through the electric igniter 251 in accordance with a command from the
When energized, a high-temperature spark is generated from the tip of the igniter, and the igniting
The
主薬剤２５５はドーナツ形状をしたペレットであり、この中心穴に着火することで、ペレットの中心に近い面から燃焼が始まり、ゆったりした速度で外側へ燃焼が進行する。
主薬剤２５５の燃焼により、高温のガス発生とともに火炎抑制粒子（エアロゾル）が生成する。
発生したガスと粒子は、不活性球２５９が敷き詰められた冷却層を通過し、この時にガス温度が低下する。
The
Combustion of the
The generated gas and particles pass through a cooling layer filled with
冷却層を通過したガスのガス圧により、オリフィスホルダ２６３に貼られたラプチャーシール２６２を破り、オリフィス口からガス及び火炎抑制粒子が噴射される。
例えば、冷却層を有さない構造の場合には、火炎がノズルより噴出し、火災を助長するケースが発生する。また、ガス温度が高い場合に、火炎抑制粒子が上方へ流れてしまい、消火効率が低下するケースが発生する。ただし、冷却効果により、消火薬剤の不完全燃焼が発生し、排出されるガスにおいて、有毒なガスが有害なレベルで発生する。
The rupture seal 262 attached to the orifice holder 263 is broken by the gas pressure of the gas that has passed through the cooling layer, and gas and flame suppression particles are injected from the orifice port.
For example, in the case of a structure that does not have a cooling layer, there is a case where a flame is ejected from a nozzle to promote a fire. In addition, when the gas temperature is high, the flame suppression particles flow upward, and the fire extinguishing efficiency may be reduced. However, due to the cooling effect, incomplete combustion of the fire extinguishing agent occurs, and toxic gas is generated at a harmful level in the exhausted gas.
次に、本実施形態における消火用火工品からなる消火装置２２について更に詳述する。
消火用火工品からなる消火装置２２の火炎抑制効果が発揮されるのは、ある閉じられた容積内の範囲である。容積が広い場合であれば、相当の消火剤を使用することで対応はできるが、屋外等のオープン環境では効力が著しく低下する（効力を発揮しない）。
例えば、消火能力としては、主薬剤量が３０ｇの場合の消化能力（消せる容積）は０．５ｍ3、主薬剤量が６０ｇの場合の消化能力（消せる容積）は１．０ｍ3である。
また、工作機械（ＮＣ旋盤）稼働中においては、機械内部に切削油が常時飛散している状況であり、このオイルミストを機械外部へ排出するためのミストコレクターが連動して作動している。
Next, the fire extinguishing apparatus 22 composed of a fire extinguishing pyrotechnic in the present embodiment will be described in more detail.
The fire suppression effect of the fire extinguishing device 22 made of fire extinguishing pyrotechnics is exhibited within a certain closed volume. If the volume is large, it can be dealt with by using a considerable fire extinguishing agent, but the effectiveness drops significantly in an open environment such as outdoors (does not work).
For example, as the fire extinguishing ability, the digestive ability (volume that can be extinguished) when the main drug amount is 30 g is 0.5 m 3 , and the digestive ability (volume that can be extinguished) when the main chemical amount is 60 g is 1.0 m 3 .
Further, when the machine tool (NC lathe) is in operation, the cutting oil is constantly scattered inside the machine, and the mist collector for discharging the oil mist to the outside of the machine is operated in conjunction.
機械内部で火災が発生した場合には、消火器を作動させる以前のタイミングで排気用のダンパを閉じ、ミストコレクタを停止させる必要がある。
このタイミングが重要であり、例えば、バネ作動式ダンパのように火災検知信号を受けて、即ダンパが閉じる（バネ式のため、ダンパの開閉は瞬時になされる）場合については、ダンパを閉じる動作と消火器を作動させる動作が同時でも問題はない。
ただし、工作機械によっては、モータ作動式ダンパが装着されているものがあり、この場合には火災検知信号を受けてからモータ作動式ダンパが閉じるまでに時間がかかる。即ち、瞬時には閉じない。
When a fire occurs inside the machine, it is necessary to close the exhaust damper and stop the mist collector at the timing before the fire extinguisher is activated.
This timing is important. For example, when the damper closes immediately after receiving a fire detection signal like a spring-operated damper (the damper is opened and closed instantaneously because of the spring type), the damper is closed. There is no problem even if the operation to activate the fire extinguisher is simultaneous.
However, some machine tools are equipped with a motor-operated damper. In this case, it takes time until the motor-operated damper is closed after receiving a fire detection signal. That is, it does not close instantaneously.
従って、このようにダンパが完全に閉じるまでに時間がかかる場合には、火災検知と同時に消火器が作動すると、火災抑制エアロゾルが機械外部へ排出されてしまい、消火能力が低下し、消火できないといったケースが発生する。
この問題に対しては、工作機械に取り付けられているダンパが閉鎖するまでにかかる時間に合わせて、火災検知から消火器作動までのディレイをシステムで制御することで確実で効率の良い消火を実現できる。
Therefore, if it takes time to completely close the damper in this way, if the fire extinguisher is activated at the same time as the fire is detected, the fire suppression aerosol will be discharged outside the machine, the fire extinguishing capability will be reduced, and the fire cannot be extinguished. A case occurs.
For this problem, the system controls the delay from fire detection to fire extinguisher operation according to the time it takes for the damper attached to the machine tool to close. it can.
例１）
バネ作動式ダンパを用いて、ディレイを０秒としたシステム設定とした。
火災検知と同時にダンパーを閉じ、消火器を作動する。
結果を表１に示す。
Example 1)
A system setting with a delay of 0 seconds was made using a spring-operated damper.
Close the damper and activate the fire extinguisher when a fire is detected.
The results are shown in Table 1.
例２）
閉じるまでに１０秒かかるモータ作動式ダンパを用いて、ディレイを０秒としたシステム設定とした。
火災検知と同時に消火器を作動するが、モータ作動式ダンパは１０秒後に閉じる。
結果を表２に示す。
Example 2)
Using a motor-operated damper that takes 10 seconds to close, the system was set to a delay of 0 seconds.
The fire extinguisher is activated simultaneously with the fire detection, but the motor operated damper closes after 10 seconds.
The results are shown in Table 2.
例３）
閉じるまでに１０秒かかるモータ作動式ダンパを用いて、ディレイを１０秒としたシステム設定とした。
火災検知をし、１０秒後にモータ作動式ダンパが閉鎖し、消火器が作動する。
結果を表３に示す。
Example 3)
Using a motor-operated damper that takes 10 seconds to close, the system was set to a delay of 10 seconds.
A fire is detected, and after 10 seconds, the motor-operated damper is closed and the fire extinguisher is activated.
The results are shown in Table 3.
例１及び例３は、ダンパが閉鎖した状態（工作機械の排気機構が停止した状態）で消火器を作動するため、効率の良い消火ができるが、例２で示した設定では、モータ作動式ダンパが開いた（閉じきらない）状態で消火器が作動するため、排気機構より火災抑制粒子（エアロゾル）が排出され、場合によっては消火できない。
従って、消火器を作動するには、工作機械の排気機構を含めたシステムが必要となる。
In Examples 1 and 3, the fire extinguisher is operated in a state where the damper is closed (the exhaust mechanism of the machine tool is stopped), so that efficient fire extinguishing can be performed. However, in the setting shown in Example 2, the motor operation type Since the fire extinguisher operates with the damper open (not fully closed), fire suppression particles (aerosol) are discharged from the exhaust mechanism, and in some cases it cannot be extinguished.
Therefore, to operate the fire extinguisher, a system including an exhaust mechanism of the machine tool is required.
本発明における消火システムにおいては、制御装置２０内に内蔵したＩＣのプログラムによってディレイ時間の調節が可能なため、工作機械ごとに常に最適な消火を実現することができる。
また、特に無人運転を行う工作機械においては、『確実な消火』を実現することが必要であり、本実施形態に係る消火システムが非常に有効である。
In the fire extinguishing system according to the present invention, the delay time can be adjusted by the program of the IC built in the
In particular, in a machine tool that performs unmanned operation, it is necessary to realize “reliable fire extinguishing”, and the fire extinguishing system according to the present embodiment is very effective.
次に、本実施形態に係る消火システムを試験によって確認する。
本実施形態に係る消火システムを用いて模擬消火試験を実施した。
図１７〜図２０は、工作機械内部を模擬した容器を示す。内部容積は０．４ｍ3である。
排気条件は、ミストコレクタのモデル選定における風量計算及びヒュームフードの実力より設定した。ここでは、排出口径：φ７５ｍｍ、排出口風速：２０ｍ／ｓとした。ダンパの排気量は、０．０８８ｍ3／ｓである。
Next, the fire extinguishing system according to the present embodiment is confirmed by a test.
A simulated fire extinguishing test was performed using the fire extinguishing system according to the present embodiment.
17 to 20 show a container simulating the inside of a machine tool. The internal volume is 0.4 m 3 .
The exhaust conditions were set based on the calculation of air volume in the mist collector model selection and the ability of the fume hood. Here, the discharge port diameter was φ75 mm, and the discharge port wind speed was 20 m / s. The displacement of the damper is 0.088 m 3 / s.
模擬火災として、切削油（３００ｃｃ）を燃焼させた。
試験は、ダンパが閉じるまでの時間を調整し、消火器を作動させてから、ダンパを閉じた場合の消火能力を検証した。
試験結果を表４に示す。
As a simulated fire, cutting oil (300 cc) was burned.
In the test, the time until the damper was closed was adjusted, and after the fire extinguisher was activated, the fire extinguishing ability when the damper was closed was verified.
The test results are shown in Table 4.
表４から下記の事項が確認された。
・ダンパが閉鎖された状態であれば、迅速な消火ができる（Ｎｏ．１、Ｎｏ．４）。
・火災抑制粒子が排出されるため、消火はできるが、消火までに時間がかかる（Ｎｏ．２）。
The following items were confirmed from Table 4.
-If the damper is in a closed state, the fire can be quickly extinguished (No. 1, No. 4).
-Since fire suppression particles are discharged, it can be extinguished, but it takes time to extinguish (No. 2).
・消火器の粒子噴射時間は、３０ｇでは約７秒程度であり、消火器が停止してからダンパを閉じても消火はできない（Ｎｏ．３）。
・排気能力に対しても、消火剤の能力（薬量）を大きくすることで、消火は可能であるが、消火までに時間がかかっており、好ましくない（Ｎｏ．５）。
以上より、本実施形態に係る消火システムにより、火災を消火できることを確認した。
また、排気用のダンパを閉じることが有効であることが確認された。
・ The particle injection time of the fire extinguisher is about 7 seconds at 30 g, and it cannot be extinguished even if the damper is closed after the fire extinguisher stops (No. 3).
-Exhaust capacity can be extinguished by increasing the capacity (dose amount) of the extinguishing agent, but it is not preferable because it takes time to extinguish (No. 5).
From the above, it was confirmed that the fire can be extinguished by the fire extinguishing system according to the present embodiment.
It was also confirmed that closing the exhaust damper was effective.
本発明は、一定容積内の火災に対して高い信頼性を有する小型の消火システムを提供できるので、工作機械類に限らず適用することが可能である。しかも、消火剤の容量が減衰しない消火用火工品を使用した消火システムであるから、長期間保管においても可能である。更に、火炎抑制エアロゾルを発生する消火用火工品の消火能力を、確実に発揮できるので、あらゆる火災の消火に対して信頼性が向上する。 Since the present invention can provide a small fire extinguishing system having high reliability against a fire within a certain volume, it can be applied not only to machine tools. Moreover, since the fire extinguishing system uses a fire extinguishing pyrotechnic that does not attenuate the capacity of the fire extinguishing agent, it can be stored for a long period of time. Furthermore, since the fire-extinguishing capability of the fire-extinguishing pyrotechnic that generates the flame-suppressing aerosol can be reliably exhibited, the reliability is improved for extinguishing all fires.
１０ 工作機械
１１ 加工室
１６ 排気装置
１７ 吸込口
１８ モータ作動式ダンパ
１９ 排気ダクト
２０ 制御装置
２１ 火災検出装置
２２ 消火装置
２２０、２５０、２７０ 消火用火工品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Machine tool 11 Processing chamber 16
Claims (5)
前記加工室内に設置される火炎検出装置と、
前記加工室内に設置され、エアロゾルを生成させる消火装置と、
前記火炎検出装置による前記加工室内で発生した火炎の検出に基づいて前記排気装置に排気停止を行わせるとともに前記消火装置に作動指令を出す制御装置と
を備えることを特徴とする消火システム。 An exhaust device installed in the processing room of machine tools,
A flame detector installed in the processing chamber;
A fire extinguishing device installed in the processing chamber and generating aerosol;
A fire extinguishing system, comprising: a control device that causes the exhaust device to stop exhausting based on detection of a flame generated in the processing chamber by the flame detection device and that issues an operation command to the fire extinguishing device.
前記火災検出装置は、熱感知センサである
ことを特徴とする消火システム。 The fire extinguishing system according to claim 1,
The fire detection device is a heat detection sensor.
前記消火装置は、薬剤の燃焼によって無毒の火炎抑制エアロゾルを発生する消火用火工品である
ことを特徴とする消火システム。 The fire extinguishing system according to claim 1 or 2,
The fire-extinguishing system is a fire-extinguishing pyrotechnic that generates a non-toxic flame-suppressing aerosol by burning chemicals.
前記制御装置は、前記火炎検出装置による前記加工室内で発生した火炎の検出に基づいて前記排気装置に排気停止を行わせた後、前記消火装置に作動指令を出す
ことを特徴とする消火システム。 The fire extinguishing system according to any one of claims 1 to 3,
The fire extinguishing system, wherein the control device issues an operation command to the fire extinguishing device after causing the exhausting device to stop exhausting based on detection of a flame generated in the processing chamber by the flame detecting device.
前記制御装置は、前記火炎検出装置による前記加工室内で発生した火炎の検出に基づいて前記排気装置に排気停止と同時に、前記消火装置に作動指令を出す
ことを特徴とする消火システム。
The fire extinguishing system according to any one of claims 1 to 3,
The fire extinguishing system, wherein the control device issues an operation command to the fire extinguishing device simultaneously with stopping the exhausting based on detection of a flame generated in the processing chamber by the flame detecting device.
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