JP3511000B2 - 不活性ガス系消火剤による消火方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、消火対象となる密
閉空間の防護区画内に放出して消火する不活性ガス系消
火剤による消火方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】密閉空間の防護区画内で発生した火災を
消火する手段として、防護区画内に不活性ガス系消火剤
を放出し、防護区画内における不活性ガス系消火剤の濃
度を消炎濃度以上に維持することにより消火する手段が
知られている。 【０００３】上記不活性ガス系消火剤として使用される
不活性ガスに窒素ガス（分子量２８．０１３４）があ
る。窒素ガスは消火力に優れ、従って、消炎濃度も低
く、不活性ガス系消火剤として最も一般的に使用される
ガスであるが、その比重は空気（分子量２８．９７）に
比べ低く（対空気比重０．９６７）、その結果、消火剤
放出時の噴流到達距離の確保、撹拌力の維持、防護区画
内空気の誘引作用等に難があり、そのため、計算値及び
実験値における消炎濃度は低いが、設計値にあっては、
設計放出量を多くして設計濃度を高くしているのが現状
である。 また、前述の通り窒素ガスは対空気比重が空
気より低いため、消火剤放出後に、時間の経過（数秒）
とともに浮き上がり、隣接防護区画の扉等の建具周囲の
隙間から大気（空気）を吸引し、燻り火炎の再着火を招
く場合があった。 【０００４】上記不活性ガス系消火剤として使用される
ガスとして、前記窒素ガスの他にアルゴンガス（分子量
３９．９４８）が知られている。アルゴンガスは対空気
比重が１．３７９と高いが、消火力に劣り、そのため消
炎濃度も高く、放出量も大量を要するため、消火剤とし
て単独で使用されることは殆ど無い。そこで、近年前記
窒素ガスとアルゴンガスを混合し、前記窒素ガスのマイ
ナス点を解消できるようにした混合ガスが不活性ガス系
消火剤として提案され使用されるに至っており、前記窒
素ガスとアルゴンガスの混合比率は、消炎濃度が低く放
出量を少なくすることが見込める比率として、窒素ガ
ス：５０ｖｏｌ％、アルゴンガス：５０ｖｏｌ％とされ
ていた。 【０００５】また、消火に際し、不活性ガス系消火剤を
放出した状態の密閉空間の防護区画内は、酸素が少なく
（１５％以下）なり、防護区画内の人間を安全に避難さ
せる等の救助活動が困難な状況となる。 【０００６】かかる状況から人間の意識を鮮明にしつつ
生命維持を図り安全な救助活動を行えるようにするもの
として、不活性ガス系消火剤の放出により人間の生命維
持に危険なほどの低酸素状態となった密閉空間の防護区
画内の炭酸ガス濃度を適度に上げる（２〜５ｖｏｌ％）
ことにより、脳の中枢を刺激し、これにより呼吸量を増
し、脳への酸素供給量を確保するといったことが、特公
平８−１７８３２号公報に開示されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記した窒素ガスとア
ルゴンガスの混合ガスからなる不活性ガス系消火剤によ
れば、対空気比重が空気より高くなり、消火剤放出後の
浮き上がりがなく、燻り火炎の再着火といった事態は防
ぐことができるものの、消火剤を放出した密閉空間の防
護区画内の低酸素状態における人命救助といった対策が
なされていない。 【０００８】また、特公平８−１７８３２号公報に開示
された内容によれば、不活性ガス系消火剤を放出し、低
酸素状態となった密閉空間の防護区画内の炭酸ガス濃度
を上げることにより、人命救助を図ることができるが、
ここで放出される不活性ガス系消火剤に対し、対空気比
重について全く考慮されていない。 【０００９】本発明の目的とするところは、低酸素状態
における人命救助を可能にするとともに対空気比重を空
気と同等或いはそれ以上高くして消火効率の向上を図
り、更に消炎濃度をより低くして経済上及び管理上のメ
リットの向上を図った不活性ガス系消火剤による消火方
法を提供することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る不活性ガス系消火剤による消火方法
は、窒素ガス、炭酸ガスを、窒素ガス：９０〜９４ｖｏ
ｌ％、炭酸ガス：１０〜６ｖｏｌ％の混合比率で消火対
象となる密閉空間の防護区画内の容積に応じた放出量と
なるように、窒素ガスと炭酸ガスを別々に個々の貯蔵容
器に必要量充填し、火災時に前記各貯蔵容器から配管を
介して各貯蔵容器内のガスを集合ヘッダに導き混合し、
混合ガスとして密閉空間の防護区画内に放出することを
特徴とする。 【００１１】上記の不活性ガス系消火剤による消火方法
によると、防護区画内に、窒素ガスと炭酸ガスを、窒素
ガス：９０〜９４ｖｏｌ％、炭酸ガス：１０〜６ｖｏｌ
％の混合比率で確実に放出することができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る不活性ガス系
消火剤による消火方法を説明する。 先ず、本発明で使
用する不活性ガス系消火剤を表１乃至表４により説明す
る。 【００１３】表１は、ＦＲＩ式カップバーナ消炎濃度測
定装置（ｎ−ヘプタン使用）を使用した窒素ガスとアル
ゴンガスの混合比率毎の消炎濃度データをグラフで示し
たものである。 表２は、後に示す式１を使用して炭酸ガスの混合比率が
１０ｖｏｌ％の時の窒素ガスとアルゴンガスとの組み合
わせ毎の消炎濃度の計算値をグラフに示したものであ
る。 表３は、後に示す式１を使用して炭酸ガスの混合比率が
６ｖｏｌ％の時の窒素ガスとアルゴンガスとの組み合わ
せ毎の消炎濃度の計算値をグラフに示したものである。
表４は、窒素ガス、アルゴンガスと炭酸ガスの混合比率
毎の消炎濃度（計算値、実験値、設計濃度）、放出後対
空気比重、放出後の炭酸ガス濃度、設計放出量を示した
ものである。 【００１４】表４に示す値は、次のようにして求めた。
＊消炎濃度計算値は、消防研究所が推奨する式１によ
る。 １／Ｃ＝ΣＸｉ／Ｃｉ……………………式１ Ｃ ：混合ガスの消炎濃度 Ｘｉ：モル分率 Ｃｉ：単一ガスの消炎濃度 ＊設計放出量は設計濃度に対して、自然流出の式である
式２を用いて算出した 値である。 【００１５】なお、自然流出の式はＮＦＰＡ（Ｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｆｉｒｅ Ｐｒｏｔｅ ｃｔｉｏｎ Ａｓ
ｓｏｓｉａｔｉｏｎ米国防火協会）が提唱している式
で、 平成１１年度にわが国の消防研究所にて実証実
験の結果計算値と実験値が一 致することが確認され
ている。 【００１６】 【数１】 Ｘ ：所要ガス放出量 ｍ^３／ｍ^３ （ａｔ ２０℃） Ｃ ：設計濃度 ％ ＊設計濃度は実験値又は計算値に安全率（１．０６６）
を掛けた値である。 【００１７】 【表１】 【表２】 【表３】【表４】 本発明に係る不活性ガス系消火剤を構成する窒素ガス、
炭酸ガスの混合比率は、窒素ガス：９０〜９４ｖｏｌ
％、炭酸ガス：１０〜６ｖｏｌ％の範囲で防護区画の形
態に応じて適宜組み合わせられる。また、必要に応じ
て、本発明に係る不活性ガス系消火剤として、前記窒素
ガス、炭酸ガスにアルゴンガスを併せて構成してもよ
く、この場合、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガスの混
合比率は、窒素ガス：５０〜８４ｖｏｌ％、炭酸ガス：
１０〜６ｖｏｌ％アルゴンガス：４０〜１０ｖｏｌ％の
範囲で防護区画の形態に応じて適宜組み合わせられる。 【００１８】例えば、 （イ）本発明の混合ガスが、窒素ガス：５０ｖｏｌ％、
炭酸ガス：１０ｖｏｌ％、アルゴンガス：４０ｖｏｌ％
の比率の場合放出後の対空気比重が１．０７０であるの
で、密閉空間の防護区画の建具（扉、窓）がエアタイト
ではなく一般仕様で隙間がある場合、また床にケーブル
ピット等がある場合、天井面からの放出として、放出時
の噴流到達距離を確保し、撹拌力の維持ができ、そして
防護区画内空気の誘引作用の強化が図れる。また消炎
後、外部空気の吸引がなく燻りの再着火を防止し、初期
消火完了時から消防隊到着までの間の消火力の維持を期
待する場合に対応する。しかも、設計放出量が０．４６
５ｍ^３／ｍ^３と従来の不活性ガス系消火剤（窒素ガス：
５０ｖｏｌ％、アルゴンガス：５０ｖｏｌ％）の設計放
出量０．５１６ｍ^３／ｍ^３と比較して１０％以上低くな
り、経済上及び管理上の面で優れたものになる。加え
て、炭酸ガス濃度は３．７％となり、脳の中枢が刺激さ
れ、呼吸量が増え、脳への酸素供給量が確保され、安全
に避難や救助活動が行える。 【００１９】（ロ）本発明の混合ガスが、窒素ガス：７
２ｖｏｌ％、炭酸ガス：８ｖｏｌ％、アルゴンガス：２
０ｖｏｌ％の比率の場合放出後の対空気比重が１．０３
４であるので、密閉空間の防護区画の建具（扉、窓）が
セミエアタイトである場合、又は床にケーブルピット等
がある場合、天井面からの放出とケーブルピット等内で
放出して、放出時の噴流到達距離を確保し、撹拌力の維
持ができ、そして防護区画内空気の誘引作用の強化が図
れる。また消炎後、外部空気の吸引がなく燻りの再着火
を防止し、初期消火完了時から消防隊到着までの間の消
火力の持続を期待する場合に対応する。しかも設計放出
量が０．４４５ｍ^３／ｍ^３と従来の不活性ガス系消火剤
（窒素ガス：５０ｖｏｌ％、アルゴンガス５０ｖｏｌ
％）の設計放出量０．５１６ｍ^３／ｍ^３と比較して１１
％以上低くなり、経済上及び管理上の面で優れたものに
なる。加えて、炭酸ガス濃度は２．９％となり、脳の中
枢が刺激され、呼吸量が増え、脳への酸素供給量が確保
され、安全に避難や救助活動が行える。 【００２０】（ハ）本発明の混合ガスが、窒素ガス：９
４ｖｏｌ％、炭酸ガス：６ｖｏｌ％の比率の場合放出後
の対空気比重が１．０００であるので、密閉空間の防護
区画の建具（扉、窓）がエアタイトである場合、又は床
にケーブルピット等がある場合、天井面からの放出とケ
ーブルピット等内で放出して、放出時の噴流到達距離を
確保し、撹拌力の維持ができ、そして防護区画内空気の
誘引作用の強化が図れる。また消炎後、外部空気の吸引
がなく燻りの再着火を防止し、初期消火完了時から消防
隊到着までの間の消火力の持続を期待する場合に対応す
る。立体倉庫、立体駐車場、スーパークリーンルーム等
大空間で天井高が３ｍ以上の場合は撹拌用に循環ファン
やファンフィルターユニットを放出時から運転すること
により、対空気比重の小ささも充分補える。しかも設計
放出量が０．４２６ｍ^３／ｍ^３と従来の不活性ガス系消
火剤（窒素ガス：５０ｖｏｌ％、アルゴンガス５０ｖｏ
ｌ％）の設計放出量０．５１６ｍ^３／ｍ^３と比較して１
２％以上低くなり、また窒素ガスと炭酸ガスの２種の混
合ガスであるため、経済上及び管理上の面で優れたもの
になる。加えて、炭酸ガス濃度は２．１％となり、脳の
中枢が刺激され、呼吸量が増え、脳への酸素供給量が確
保され、安全に避難や救助活動が行える。 【００２１】次に、本発明に係る不活性ガス系消火剤に
よる消火方法の実施の形態を図面により説明する。 図
１乃至図４は、いずれも本発明に係る不活性ガス系消火
剤による消火方法の実施の形態の例を示すものであっ
て、これらの実施の形態の一例として、窒素ガス、炭酸
ガスを、窒素ガス：９０〜９４ｖｏｌ％、炭酸ガス：１
０〜６ｖｏｌ％の混合比率で消火対象となる密閉空間の
防護区画１内の容積に応じた放出量となるように、窒素
ガス、炭酸ガスを別々に個々の貯蔵容器２に必要量充填
し、火災時に前記各貯蔵容器２から配管３を介して貯蔵
容器２内のガスを集合ヘッダ４に導き混合し、この混合
ガスを密閉空間の防護区画１内に放出するようにしてい
る。 【００２２】また、他例として、前記例の窒素ガス、炭
酸ガスに併せてアルゴンガスを密閉空間の防護区画内に
放出してもよく、この場合、窒素ガス：５０〜８４ｖｏ
ｌ％、炭酸ガス：１０〜６ｖｏｌ％、アルゴンガス：４
０〜１０ｖｏｌ％の混合比率で消火対象となる密閉空間
の防護区画１内の容積に応じた放出量となるように、窒
素ガス、炭酸ガス、アルゴンガスを別々に個々の貯蔵容
器２に必要量充填し、或いは窒素ガス、炭酸ガス、アル
ゴンガスのうち、２種類のガスを混合した混合ガスと他
の１種類のガスをそれぞれ別々に個々の貯蔵容器２に必
要量充填し、火災時に前記各貯蔵容器２から配管３を介
して貯蔵容器２内のガスを集合ヘッダ４に導き混合し、
この混合ガスを密閉空間の防護区画１内に放出するよう
にする。 【００２３】 【発明の効果】以上のように本発明に係る不活性ガス系
消火剤による消火方法によれば、窒素ガス、炭酸ガス
を、窒素ガス：９０〜９４ｖｏｌ％、炭酸ガス：１０〜
６ｖｏｌ％の混合比率で消火対象となる密閉空間の防護
区画内の容積に応じた放出量となるように、窒素ガスと
炭酸ガスを別々に個々の貯蔵容器に必要量充填し、火災
時に前記各貯蔵容器から配管を介して各貯蔵容器内のガ
スを集合ヘッダに導き混合し、混合ガスとして密閉空間
の防護区画内に放出するようにしたので、防護区画内
に、窒素ガスと炭酸ガスを、窒素ガス：９０〜９４ｖｏ
ｌ％、炭酸ガス：１０〜６ｖｏｌ％の混合比率で確実に
放出することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る不活性ガス系消火剤による消火方
法の実施の形態の一例を示す説明図。 【図２】本発明に係る不活性ガス系消火剤による消火方
法の実施の形態の他例を示す説明図。 【図３】本発明に係る不活性ガス系消火剤による消火方
法の実施の形態の他例を示す説明図。 【図４】本発明に係る不活性ガス系消火剤による消火方
法の実施の形態の他例を示す説明図。 【符号の説明】 １ 防護区画 ２ 貯蔵容器 ３ 配管 ４ 集合ヘッダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−58272（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−76445（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−33730（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−150226（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−267240（ＪＰ，Ａ) 特開2000−120900（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−299158（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62D 1/02 A62C 35/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 窒素ガス、炭酸ガスを、窒素ガス：９０
   〜９４ｖｏｌ％、炭酸ガス：１０〜６ｖｏｌ％の混合比
   率で消火対象となる密閉空間の防護区画内の容積に応じ
   た放出量となるように、窒素ガスと炭酸ガスを別々に個
   々の貯蔵容器に必要量充填し、火災時に前記各貯蔵容器
   から配管を介して各貯蔵容器内のガスを集合ヘッダに導
   き混合し、混合ガスとして密閉空間の防護区画内に放出
   することを特徴とする不活性ガス系消火剤による消火方
   法。