JP5529381B2 - マルチクラス消化剤 - Google Patents

Description

本発明は消火剤に関する。より詳細には、本発明は複数のクラスの火災物を消火するための消火剤に関する。

多くの金属および金属化合物は可燃性である。発火すると、金属が火災物の燃料として作用する場合があり、そして数多くの元素および／または化合物によって酸化される場合がある。発火しやすい金属の殆どは、極めて高温の火災物を生成する場合があり、そして消火困難である場合がある。金属および／または金属化合物を含む火災物の分類は、「クラスＤ」火災物として一般的に知られている。これらの金属の例としては、これに限定されないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、ベリリウム、チタン、ウラン、およびプルトニウムが挙げられる。金属化合物としては、たとえば、アルキルリチウム、グリニャールおよびジエチル亜鉛等があり、これらは自然発火性の有機金属試薬である。自然発火性の有機金属試薬の殆どは、高温で燃焼し、たとえば水、空気、および／または他の化学物質と激しく反応する場合がある。

これらの物質は反応して極めて高温の火災物を生成し、そしてこれらは自然の触媒であるため、これらは、その周囲の環境から、および／または消火剤として通常使用される化合物から、酸化性物質を引き出す能力を有する。これらの酸化剤は必ずしも酸素含有化合物であるとは限らない。たとえばマグネシウム、ナトリウム、リチウム、およびカリウム等の多くの金属は、一旦発火すると、たとえば、窒素、塩素、フッ素、硫黄および／または硫黄を含有するガス中で燃焼する可能性がある。該ガスは、たとえば二酸化炭素およびＨａｌｏｎ（登録商標）等の普通の消火剤を、自身の燃焼を補助するために必要なフリーラジカルに解離させる可能性がある。

これらの金属がどの程度反応性を有するかの１つの例は、近年の航空機の炎上によって示される。この種の炎上は、硝酸カリウムまたは塩素酸カリウム等の酸素リッチな従来の酸化性物質から構成されるものではなく、事実上、微細に粉末化されたマグネシウムおよびＴｅｆｌｏｎ（登録商標）の混合物である。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は人類が知る最も反応性が小さい材料の１つと考えられており、酸素を含まない。しかし一旦発火すると、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は分解し、該Ｔｅｆｌｏｎの酸化剤として作用するフッ素を放出する。反応はより活発になる傾向があり、そして酸素で起こり得るよりも高い温度を生じさせる傾向がある。

水がこれらの金属のうちあるもの、たとえばリチウム、ナトリウム、カリウム、およびマグネシウム等と接触すると、水素ガスが水から解離して水酸ラジカルが形成される。この反応により形成される水素ガスは極めて可燃性が高いガスであり、分解を伴う金属／水反応によって生じる熱によってしばしば発火することがある。このような反応では、もし消火器中に使用される特定の化学物質が特定の種類（たとえばクラス）の火災物に適用されると、危険な状況を生む場合がある。事実、上記の反応は往々にして危険な状況に繋がることがある。たとえば、ある消火活動訓練マニュアルでは、たとえば以下の警告「あなたが使用しているのがどの種類の消火器であるかを知ることが重要です。誤った種類の消火器を誤った種類の火災物に使用すると生命にかかわる危険性があります。」等の警告がある。

金属および／または金属化合物がある場所から他の場所に輸送される際には、しばしば、たとえばプラスチック部品および／または紙箱等の他の種類の貨物とともにコンテナおよび／またはパレットで輸送される場合がある。その結果である貨物の種類が混ざったものは、火災物に巻き込まれると、種々のクラスの火災物（たとえば、クラスＡ、クラスＢおよび／またはクラスＤの火災物）を有効に消火するために種々の消火剤を必要とする可能性がある。

クラスＤの火災物（たとえば、しばしば金属および／または金属化合物に関連する火災物の種類）を安全に消火するのにしばしば向いている消火剤は、他のクラスの火災物を消火するのには望ましくない場合がある。結果として、このような薬剤には、効果的な使用のために、「Ｐｕｒｐｌｅ Ｋ（登録商標）」の商標名で販売される薬剤の以下の使用手順、「乾燥粉末を適用する。燃焼している金属を粉末の薄い層で完全に覆う。一旦コントロールを固定して、接近した範囲における位置決めをする。ノズルバルブで流れを絞り、弱く重い流れを形成する。粉末の重い層で金属を完全に覆う。粉末によって形成された外皮を壊さないように注意する。消火器のノズルをゆっくり開く。」のような特別な手順を順守することが要求される場合がある。

しかし、貨物の種類が混ざったもの（たとえば、金属および／または金属化合物、プラスチック材、および／または紙箱）を輸送する際、たとえば消火剤（たとえば消火用粉末）がこれらの貨物種の露出側すべてを覆えるように金属および／または金属化合物を含む貨物を置くという方法で貨物を正しい位置に置くことは実際的でないという理由で、このようなルールに従うことは不可能である。たとえば、金属ナトリウムのコンテナが輸送された場合、段ボール箱入りの他の貨物の組立パレット荷の上部または中央部に高負荷がかかる場合がある。火災で段ボール箱が燃焼するため、貨物の負荷が絶えず変化する可能性あり、そしてこれにより、消火用粉末による被覆後に、燃焼しているナトリウムが再露出する。さらに、ナトリウムの融点は低いため、ナトリウムが簡単に溶融して粉末化薬剤の下から流れ出す場合がある。

貨物輸送品は、しばしば「危険貨物」といわれ、輸送品はしばしば物資の種類が混ざったものを含む。その結果、このような貨物輸送品に火がついた場合、種々のクラスの火災物（たとえばクラスＡ、クラスＢ、および／またはクラスＤの火災物）が生じる可能性がある。しかし、すべてのこのようなクラスの火災物を消火するのに望ましい単独の標準的な消火剤は存在しない。ほとんどの場合、たとえば、クラスＡおよび／またはクラスＢの火災物と共存するクラスＤの火災物等の混ざったクラスの火災物の消火を試みることは、たとえば異なる火災物クラスに対する消化剤への異なる要求によって無駄になる可能性がある。たとえば、Ｈａｌｏｎ（登録商標）、および／または公知のＨａｌｏｎ（登録商標）代替試薬の１つ、等の活性成分をクラスＤの火災物の消火に用いると、危険な状況がもたらされる可能性がある。

消火剤には、燃焼している金属および／または金属化合物を含む火災物を有効におよび／または安全に消火するために使用できることが要求される場合がある。さらに、消火剤には、燃焼している金属および／または金属化合物を他の種類の燃焼している物質とともに含む火災物を有効におよび／または安全に火災物を消火するために使用できる消火剤が要求される場合がある。

本発明は、上述の要求の１つ以上を満足することを目的とする。本発明は、上述の必要性の１つ以上を未然に防ぐことができるが、本発明のある側面ではこれらを必ずしも未然に防がない可能性があることを理解すべきである。

以下の説明では、ある側面および態様が明らかになろう。本発明は、最も広い意味において、これらの側面および態様の特徴の１つ以上を有さずに実施できることを理解すべきである。これらの側面および態様は例示に過ぎないことを理解すべきである。

１つの側面において、ここに具体化および広く記載されるように、本発明は、泡剤（ｆｏａｍ)および該泡剤と組み合わされた少なくとも１種の不活性ガスを含むことができる消火剤を包含する。

ここで使用されるように、用語「不活性ガス」は、空気中で天然に存在する濃度を超える濃度（たとえば、市販で入手可能なボトル入りの不活性ガスに普通に使われる濃度）の、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、およびラドンから選択される少なくとも１種のガスを意味する。

他の側面では、本発明は、燃焼している金属および／または燃焼している金属化合物を含む火災物の消火方法を包含する。該方法は、泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成し、そして該消火剤を火災物に適用することを含むことができる。

さらなる側面に従えば、本発明は、燃焼している金属および／または燃焼している金属化合物を含み、そして燃焼しているプラスチック材および／または燃焼している紙材をも含む火災物の消火方法を包含する。該方法は、泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成することと、該消火剤を火災物に適用することとを含むことができる。

さらに他の側面に従えば、本発明は、クラスＤの火災物を含む火災物の消火方法を包含する。該方法は、泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成することと、該消火剤を火災物に適用することとを含むことができる。

さらに他の側面に従えば、本発明は、クラスＤの火災物と少なくとも１つの他のクラスの火災物とを含む火災物の消火方法を包含する。該方法は、泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成することと、該消火剤を火災物に適用することとを含むことができる。

ここで、本発明のある可能な態様、この記載で概説される例を詳細に説明する。

１つの態様に従えば、消火剤は、クラスＤの火災物ならびにたとえばクラスＡおよび／またはクラスＢの火災物等の１つ以上の他のクラスの火災物を消火するように構成され、泡剤および該泡剤と組み合わされた１種以上の不活性ガスを含むことができる。たとえば、泡剤は、タイコ・インターナショナル社が「ＡＮＳＵＬ ＴＡＲＧＥＴ−７（登録商標）」泡剤として販売する泡剤を含むことができる。当業者に公知の他の泡薬剤の使用も意図される。ある態様として、たとえばＡＡＡＦ−タイプの泡剤等のフッ化炭素剤系の泡剤を含まない泡薬剤がある。１種以上の不活性ガスとしては、たとえば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、および／またはラドンが挙げられる。たとえば、消火剤は、たとえばヘリウムおよび／またはアルゴンでガス化された従来の消火泡剤を含んでもよいが、ネオン、クリプトン、および／またはキセノンが消火剤中に含まれていてもよい。

泡剤および１種以上の不活性ガスは、たとえば、消火剤供給器具のノズル内での混合、および／または消火器の薬剤混合導管内での混合等の当業者に公知のいずれの方法によっても組み合わせることができる。消火剤は、当業者に公知のいずれの方法および／または装置によっても火災物に適用できる。

ある態様に従えば、泡剤および１種以上の不活性ガスは、４００立方フィートの不活性ガスに対して６０ガロンの泡発生溶液に対応する比で組み合わせることができる。他の比も意図される。

クラスＤの火災物を含む殆どのクラスの火災物は、燃焼し続けるために燃料、酸化性物質、および熱を必要とする。しかし、殆どの他のクラスの火災物と異なり、クラスＤの火災物は、たとえばＣＯ₂および／またはＨａｌｏｎ（登録商標）等の他の安定な化合物から必要な酸化性物質を遊離することにより、燃焼し続けることができる。さらに、多くの一般的なクラスの火災物と異なり、金属および／または金属化合物の火災物は、たとえば塩素、フッ素、および／または窒素等、酸素以外の酸化性物質中で燃焼することができる。しかしクラスＤの火災物は不活性雰囲気中では燃焼できない。「正確な」不活性ガスまたは希ガスの群は、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、およびラドンを含む。多くの不活性ガスは、現状では、消火剤への使用を経済的に実行可能とするには希少すぎると考えられている場合がある。さらに、ラドンは放射性である。結果として、ヘリウムおよびアルゴンが、ある態様に従って消化剤に使用するのに望ましいと現状で思われる２つの不活性ガスである。

しかし、１種以上の不活性ガスのみを用いて、燃焼している１もしくは２以上の金属および／または１もしくは２以上の金属化合物を含む火災物（たとえば、クラスＤの火災物）の消火を試みることは極めて困難である場合がある。たとえば、不活性ガスのみを使用して酸化性物質のこのような火災物をなくすように試みることは、ヘリウムは周囲の雰囲気よりも軽く早期に浮いてなくなりやすく、そしてアルゴンは周囲の空気よりも重く使用領域から沈んでなくなりやすいことによって被覆の継続が困難な場合があるために有効でない場合がある。さらに、燃焼している１もしくは２以上の金属および／または１もしくは２以上の金属化合物を消火するために従来の泡剤を使用することは実質的に無効であることが証明されており、たとえば、泡剤中の水が金属と反応して水素を遊離させるために、そしてクラスＤの火災物の極度の熱によって、火災物の反応が継続し、泡剤中の空気および／または窒素が酸化性物質として使用され、そして火災物が燃焼し続ける。

泡剤中の水が金属と反応する際には水酸ラジカル（酸素でもまたは他のいずれの酸化性物質でもない）が反応中に遊離するため、泡剤と不活性ガスとの組み合わせは有効である場合がある。水素もまた遊離するが、酸化性物質の不存在下（空気または窒素は泡生成のために用いられない）で、火災物は立ち消えになる。泡剤は不活性ガスを捕捉して火災物を消火するために最も有効に作用する場所に位置させ続ける働きをすることができる。

本発明の他の態様は、ここに開示される本発明の詳説および実施態様に鑑みれば当業者に明らかである。詳説および例は例示に過ぎず、本発明の真の範囲および精神は特許請求の範囲に示されるものと考えることが意図される。

Claims (8)

1. 泡剤、および
   前記泡剤と組み合わされた少なくとも１種の不活性ガス、
   を含む消火剤であって、
   前記少なくとも１種の不活性ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびラドンの少なくとも１種を含み、
   前記消火剤が、窒素、二酸化炭素、フッ素、塩素または硫黄を含むものではない、消火剤。
2. 前記泡剤が泡消火剤を含む、請求項１に記載の消火剤。
3. 燃焼している金属および燃焼している金属化合物の少なくとも１つを含む火災物の消火方法であって、
   泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成することと、
   前記消火剤を火災物に適用することと、
   を含み、
   前記少なくとも１種の不活性ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびラドンの少なくとも１種を含み、
   前記消火剤が、窒素、二酸化炭素、フッ素、塩素または硫黄を含むものではない、方法。
4. 燃焼している金属および燃焼している金属化合物の少なくとも１つ、ならびに燃焼しているプラスチック材および燃焼している紙材の少なくとも１つを含む火災物の消火方法であって、
   泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成することと、
   前記消火剤を火災物に適用することと、
   を含み、
   前記少なくとも１種の不活性ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびラドンの少なくとも１種を含み、
   前記消火剤が、窒素、二酸化炭素、フッ素、塩素または硫黄を含むものではない、方法。
5. クラスＤの火災物を含む火災物の消火方法であって、
   泡剤と少なくとも１種の不活性ガスとを組み合わせて消火剤を形成することと、
   前記消火剤を火災物に適用することと、
   を含み、
   前記少なくとも１種の不活性ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびラドンの少なくとも１種を含み、
   前記消火剤が、窒素、二酸化炭素、フッ素、塩素または硫黄を含むものではない、方法。
6. クラスＤの火災物と少なくとも１つの他のクラスの火災物とを含む火災物の消火方法であって、
   泡剤および少なくとも１種の不活性ガスを組み合わせて消火剤を形成することと、
   前記消火剤を火災物に適用することと、
   を含み、
   前記少なくとも１種の不活性ガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびラドンの少なくとも１種を含み、
   前記消火剤が、窒素、二酸化炭素、フッ素、塩素または硫黄を含むものではない、方法。
7. 前記少なくとも１つの他のクラスの火災物がクラスＡの火災物を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの他のクラスの火災物がクラスＢの火災物を含む、請求項６に記載の方法。