JP2019136196A

JP2019136196A - 蓄圧式消火器

Info

Publication number: JP2019136196A
Application number: JP2018020322A
Authority: JP
Inventors: 山本　弘幸; Hiroyuki Yamamoto; 弘幸山本; 山口　貴裕; Takahiro Yamaguchi; 貴裕山口; 賢三上; Masaru Mikami
Original assignee: Yamato Protec Corp
Current assignee: Yamato Protec Corp
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-02-07
Also published as: JP7160303B2

Abstract

【課題】容器内面の防錆処理を簡略化するとともに容器の封止のためのパッキンを省略することができる蓄圧式消火器の提供。【解決手段】口部を有する金属製の容器と、前記容器内に収納される樹脂製の袋と、前記袋内に充填される消火薬剤と、前記袋内に封入される圧縮ガスと、前記口部に装着されて、ユーザのレバー操作に応じて前記容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブと、を備え、前記袋は、袋本体と、前記袋本体よりも肉厚に形成され、前記容器の前記口部と前記バルブとの間に挟み込まれて前記口部を封止する縁部と、を含むことを特徴とする蓄圧式消火器。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄圧式消火器に関する。

蓄圧式消火器では、常に容器に０．７〜０．９８ＭＰａ程度の内圧が作用している。そのため、容器の口部を、主にゴム材料のパッキンでシールしている。
ところで、容器には腐食性の消火薬剤が充填されている。一般的に容器は鉄、鋼、アルミニウム等の金属材料で作製されていることから、腐食防止のために、容器の内面に例えば塗装等の防錆処理を行っている（例えば特許文献１）。

特開２００３−１６４５３９号公報

容器内面に防錆処理を行う際には、下地処理として、鉄や鋼やアルミニウムの化成処理（例えばリン酸皮膜処理等）を行って、塗料の密着性等の表面性状を改善する必要がある。このように下地処理から防錆処理までには多くの工程がある。また、下地処理により容器内面に付着した塗膜にピンホールがあると、腐食が進むおそれがある。そのため、防錆処理には多大な時間及びコストを要する。

そこで、本発明は、容器内面の防錆処理を簡略化するとともに容器の封止のためのパッキンを省略することができる蓄圧式消火器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決すべく、本発明は、口部を有する金属製の容器と、前記容器内に収納される高分子材料製の袋と、前記袋内に充填される消火薬剤と、前記袋内に封入される圧縮ガスと、前記口部に装着されて、ユーザのレバー操作に応じて前記容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブと、を備え、前記袋は、袋本体と、前記袋本体よりも肉厚に形成され、前記容器の前記口部と前記バルブとの間に挟み込まれて前記口部を封止する縁部と、を含むことを特徴とする蓄圧式消火器を提供する。

上記のような構成を有する本発明の蓄圧式消火器では、前記袋の常圧下での容積が、前記容器の容積の１．０倍以上かつ１．５倍以下であること、が好ましい。

また、上記のような構成を有する本発明の蓄圧式消火器では、前記袋の前記縁部が１．０ｍｍ以上の厚みを有すること、が好ましい。

また、上記のような構成を有する本発明の蓄圧式消火器では、前記袋本体が、１５度以上かつ４０度以下の硬度を有すること、が好ましい。

また、上記のような構成を有する本発明の蓄圧式消火器では、前記圧縮ガスがヘリウムガスを含み、前記縁部が、２５℃において、ヘリウムに対して２．６×１０^−８〜１７．５×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］の気体透過性を示すこと、が好ましい。

また、上記のような構成を有する本発明の蓄圧式消火器では、前記圧縮ガスが窒素ガスを更に含み、前記縁部が、２５℃において、窒素に対して０．１７×１０^−８〜５．９×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ａｔｍ］の気体透過性を示すこと、が好ましい。

本発明によれば、蓄圧式消火器の容器内面の防錆処理を簡略化するとともに容器の封止のためのパッキンを省略することができる。これにより、消火器の製造コストを削減することが可能となる。

本発明の代表的な実施形態に係る消火器１の断面図である。図１の消火器に含まれる容器１１及び袋１５の概略図である。容器１１に袋１５を挿入する様子の一例を示す図である。容器１１に袋１５が装着された状態の一例を示す図である。容器１１にバルブ１３を装着する様子の一例を示す図である。

以下、本発明の代表的な実施形態に係る消火器を、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。

図１及び図２を参照して、本実施形態に係る消火器の構成を説明する。
消火器１は、蓄圧式であり、容器１１、バルブ１３、袋１５、消火薬剤１９、レバー２１及びホース２５を含む。容器１１内には圧縮ガスが封入され、所定の内圧が作用している。

容器１１は、金属製であり、例えば鉄、鋼、アルミニウム又はこれらの合金で作製されていてもよい。容器１１は、例えば図２（ａ）に示すように有底の円筒形状を呈しており、所定の内圧（例えば１ＭＰａ程度）に耐えるように設計されている。

容器１１の内面には、防錆処理が施されていてもよいし、省略されてもよい。また、容器１１の内面が防錆処理される場合でも、追って述べるように消火薬剤１９が容器１１の内面に直接的には接触しないことから、防錆処理は簡略化されてよい。

容器１１は、筒状の口部１２を有する。口部１２を介して、袋１５及び消火薬剤１９が容器１１内に挿入される。そして、図面上では省略されているが、口部１２の外周面上のネジ山がバルブ１３の内周面上のネジ溝と係合することで、バルブ１３が口部１２に装着されることになる。

容器１１には、高分子材料製の袋１５が収納されている。この高分子材料は樹脂であってもゴムであってもよい。袋１５は、口部１２から容器１１内に挿入可能な程度の柔軟性を有するとともに、消火薬剤１９に対して腐食耐性を有する。

袋１５は、全体として風船のような外形を有しており、例えば図２（ｂ）に示すように容器１１の内面に対応した形状でもよい。かかる袋１５は、袋本体１６及び袋本体１６よりも肉厚に形成された縁部１７を有している。袋１５の詳細は追って述べる。

図１に戻って、袋１５内には、粉末状又は液体状の消火薬剤１９が充填されている。したがって、容器１１と消火薬剤１９との間には袋１５が介在し、容器１１と消火薬剤１９とが直接的に接触しないように設計されている。なお、容器１１内に挿入された袋１５内には、消火薬剤１９のほかに高圧の不活性ガス（圧縮ガス）が封入されることになる。本実施形態では、不活性ガスとして窒素ガス及びヘリウムガスが想定されているが、これに限られない。

容器１１の口部１２には、バルブ１３が装着されている。バルブ１３は、容器１１内を封止するとともに、ユーザのレバー操作に応じて容器１１内の消火薬剤１９をホース２５を介して噴射させる。容器１１内の封止は、バルブ１３が袋１５の縁部１７を容器１１の口部１２との間に挟み込むことで実現される。

バルブ１３には、容器１１（袋１５）内の消火薬剤１９をバルブ１３に導くためのサイホン管２３が接続されている。また、バルブ１３には、先端にノズル２７を有するホース２５が連結されている。

バルブ１３の上端にはレバー２１が取り付けられている。このレバー２１を閉じると、バルブ１３が開いてサイホン管２３とホース２５とが連通し、消火薬剤１９がノズル２７から噴射することになる。

ここで、袋１５を詳細に説明する。
袋１５は、上記のように、樹脂又はゴム等の高分子材料で構成することができるが、柔らかい袋体であり、かつ、縁部１７において容器１１の口部１２を封止できる程度の厚みを有した一体成形品である。つまり、袋１５は、容器１１の封止と容器１１の内面の防錆との両方の機能を有する。これにより、容器１１の内面の防錆処理をする必要性を無くし、そうでないとしても簡略化された防錆処理で足り、したがって消火器１の製造工程の削減を図ることが可能となる。このことは、消火器の製造のための時間及びコストの削減に寄与する。

本実施形態では、袋１５はゴム風船のように柔らかい袋体であるのが好ましく、例えばアクリロニトリル・ブタジエンゴム（例えばアクリロニトリル２７％、３９％）等のゴムで構成されているのが好ましいが、これに限られない。他の樹脂又はゴムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレンプロピレンゴム、スチレンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、などが考えられる。

本実施形態で用いる袋１５としては、以下の条件を満たすものが好適である。
（１）袋１５の容積：
容器１１内の袋１５には、常に所定の内圧が作用することになる。この状態で、袋１５が常圧下での容積Ｖ２（すなわち、袋１５が常圧下で収容することができる流体又は粉体の体積）を超えて膨張すると、袋１５に破断が生じたり破断が進行したりするなど、袋１５の耐久性に問題が起きる可能性がある。袋１５の膨張を抑制するためには、袋１５が膨らまない状態、即ち常圧下での袋１５の容積Ｖ２が、容器１１の容積Ｖ１以上であることが条件になる。

逆に、袋１５の常圧下での容積Ｖ２が容器１１の容積Ｖ１に比して大きすぎると、袋１５が容器１１内で皺になる（つまり折り重なる）。この状態で消火薬剤１９を放射しようとすると、袋１５がサイホン管２３に吸い込まれ、消火薬剤１９の放射が阻害される恐れがある。また、消火器１の組立工程において、容器１１内への袋１５の挿入が困難になったり、袋１５がサイホン管２３の挿入時に傷付けられたりする恐れがある。

これらを考慮し、袋１５の常圧下での容積Ｖ２が容器１１の容積Ｖ１の１．０倍以上かつ１．５倍以下の範囲に収まるように、容積Ｖ２を決定することが望ましい。つまり、容積Ｖ１，Ｖ２の間には、１．０×Ｖ１≦Ｖ２≦１．５×Ｖ１の関係があることが好ましい。

（２）縁部１７の厚み：
本実施形態の袋１５では、縁部１７が袋本体１６よりも分厚く（肉厚に）成型され、このような縁部１７を容器１１（口部１２）のシール材として使用することとしている。蓄圧式消火器に求められる所定のシール性能を満たすため、縁部１７の厚みＴ１は、常圧下で１．０ｍｍ以上であることが好ましく、更には２．０ｍｍ以上であることが好ましい。

（３）袋本体１６の厚み：
袋本体１６の厚みＴ２は、上述した消火器１の組立時の問題点を考慮すると、１ｍｍ未満であることが望ましい。また、組立時の破れにくさ等を考慮すると、袋本体１６の厚みＴ２は、０．０２ｍｍ以上であることが望ましい。
このことから、厚みＴ１，Ｔ２の間には、Ｔ１＞Ｔ２の関係がある。更に、袋１５の容器１１への収納しやすさと上記のシール性能とを両立させるためには、Ｔ１＞２×Ｔ２であることが好ましい。

（４）硬度（硬さ）：
容器１１内に袋１５を挿入しやすいように、袋１５が所定の柔軟性を持つことが好ましい。袋１５の好適な硬度（硬さ）の範囲は、１５度以上かつ４０度以下である。袋１５が１５度未満の硬度であると（つまり袋１５が柔らかすぎると）、袋１５の製造が難しくなり、製造コストが上がるため、消火器用としては現実的ではない。また、袋１５の硬度が４０度を超えると、袋１５が硬すぎて組立てに適さない。
更に、汎用性、組立性及び製造コストを両立する観点からは、袋１５の硬度は２５度以上かつ３５度以下であることが好ましい。

（５）縁部１７の気体透過性：
圧縮ガスとしてヘリウム及び窒素を含む気体が採用される場合には、縁部１７は、２５℃において、ヘリウムに対しては２．６×１０^−８〜１７．５×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］の、窒素に対しては０．１７×１０^−８〜５．９×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］の気体透過性（気体透過量）をそれぞれ示すことが望ましい。ここでは、本技術分野の慣例に従い、気体透過性を、１気圧の下で当該気体が任意の厚み（ｃｍ）の試料を単位面積（ｃｍ^２）あたりに単位時間（１ｓｅｃ）に通過する体積（ｃｃ）で表している。

具体的に説明すると、袋１５内には、消火薬剤１９を押し出すための圧縮ガス（窒素及びヘリウムを含む）を封じ込める必要がある。容器１１（口部１２）のシール性を考慮し、袋１５の縁部１７の気体透過性は、２５℃において、ヘリウムに対しては１７．５×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以下であり、かつ、窒素に対しては５．９×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以下であることが望ましい。

一方、縁部１７の気体透過性は、ヘリウムに対して２．６×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］未満である必要はなく、また、窒素に対して０．１７×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］未満である必要性はない。このような気体透過性は、蓄圧式消火器に求められる性能としては過度であると考えられる。

上記の気体透過性を有する縁部１７は、縁部１７の単位面積当り、厚み当りのガス透過量において、従来の蓄圧式消火器に用いられるパッキンと同等であるため、縁部１７でパッキンを代替することができる。

次いで、図３〜図５を参照して、本実施形態に係る消火器１の組立手順を説明する。
まず、容器１１を準備する。容器１１の内面には防錆処理を施しても施さなくてもよいが、袋１５が消火薬剤１９と容器１１との間に介在するため、防錆処理は従来の蓄圧式消火器に比べて簡潔でよい。したがって、防錆処理に要する時間及びコストを削減することが可能となる。

次いで、図３に示すように、容器１１の口部１２から袋１５を挿入する。袋１５は十分な柔軟性を有するため、袋１５の容器１１内への挿入はスムーズに行われる。また、袋１５の常圧下での容積Ｖ２は、容器１１の容積Ｖ１に対して所定の倍率（１．０以上かつ１．５以下）であるため、袋１５の容器１１内への挿入に困難が生じたり、袋１５が容器１１内で過度に折り重なったりすることはない。このとき、袋１５の縁部１７は、図４に示すように、容器１１の口部１２から露出するようにしておく。

そして、袋１５の縁部１７から消火薬剤１９を注入する。
この状態において、図５に示すように、一体化されたバルブ１３、レバー２１及びサイホン管２３を袋１５内に挿入する。このとき、袋１５は容器１１内で過度に折り重なっていないので、例えばサイホン管２３の先端で袋１５を傷付けることを抑制することができる。

そして、バルブ１３を容器１１の口部１２にねじ込んで固定する。このとき、バルブ１３と口部１２の間に袋１５の縁部１７が挟みこまれ、容器１１内が封止されることになる。したがって、パッキン等のシール材を省略することができる。
その後、容器１１（袋１５）の内部に圧縮ガスを封入し、ホース２５を取り付けると、消火器１が完成する。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それらも本発明に含まれる。

１・・・消火器、
１１・・・容器、
１２・・・口部、
１３・・・バルブ、
１５・・・袋、
１６・・・袋本体、
１７・・・縁部、
２１・・・レバー、
２５・・・ホース。

Claims

口部を有する金属製の容器と、
前記容器内に収納される高分子材料製の袋と、
前記袋内に充填される消火薬剤と、
前記袋内に封入される圧縮ガスと、
前記口部に装着されて、ユーザのレバー操作に応じて前記容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブと、を備え、
前記袋は、
袋本体と、
前記袋本体よりも肉厚に形成され、前記容器の前記口部と前記バルブとの間に挟み込まれて前記口部を封止する縁部と、
を含むことを特徴とする蓄圧式消火器。
前記袋の常圧下での容積は、前記容器の容積の１．０倍以上かつ１．５倍以下であること、
を特徴とする請求項１に記載の蓄圧式消火器。
前記袋の前記縁部は１．０ｍｍ以上の厚みを有すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の蓄圧式消火器。
前記袋本体は、１５度以上かつ４０度以下の硬度を有すること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄圧式消火器。
前記圧縮ガスはヘリウムガスを含み、
前記縁部は、２５℃において、ヘリウムに対して２．６×１０^−８〜１７．５×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］の気体透過性を示すこと、
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄圧式消火器。
前記圧縮ガスは窒素ガスを更に含み、
前記縁部は、２５℃において、窒素に対して０．１７×１０^−８〜５．９×１０^−８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］の気体透過性を示すこと、
を特徴とする請求項５に記載の蓄圧式消火器。