JPH0339175A - 有人宇宙船の密閉空間における火災の消火および後処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は有人宇宙船の密閉空間で発生する火災を消火お
よび後処理する方法に関する。

［従来の技術］ 宇宙ステーションは低軌道で宇宙を周回する有人の半恒
久的な多目的施設である。この宇宙ステーションは宇宙
における特殊な環境（！！！重力、高真空、天候・大気
に左右されない視野、豊富なエネルギなど）を利用して
、宇宙科学応用実験、新材料などの開発実験のための研
究所として利用される。また、超大形の衛星を組立て、
そこから静止軌道や月、惑星軌道に投入する中継点の機
能をもち、燃料の補給、故障修理等のサービスや地上へ
の持ち帰りも可能となる。

この宇宙ステーションの実験モジュールとしての有人宇
宙船４は、第２図に示すように与圧室１と補給部１２と
暴露部６とで構成され、宇宙ステーション本体から電力
、水、空気などの供給を受け、宇宙の無重力という特殊
な雰囲気を利用した材料実１狭や動物実験などが行われ
るようになっている。この有人宇宙船４は第３図に示す
ように、与圧室１に搭乗員の居住区が形成されると共に
、上記各種の実験を行うための複数の実験装置本体５が
組込まれたラック２が設けられている。

このラック２には、上記実験の計測、記録や保守などを
行うための電子機器が備えられており、この電子機器お
よびその他の機器を冷却するためにアビオニックスエア
（ａｖｉｏｎｉｃｓａｉｒ）が与圧室１から送風Ｒ７で
送気され、このエアは送気管８および排気管１０″′ｃ
Ｗ４環されるようになっている。

ところで、このラック２内の実験装置５本体では、高温
状態での実験も行われる。この場合、何等かの理由で万
一火災が発生することが考えられ、これに備えて、この
ラック２には消火器１４が設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記ラック２内で火災が発生した場合、
消火器１４で消火することは考えられているものの、火
災がら消火にいたる間に発生ずる汚染ガスの処理につい
ての配慮がなされていない。

そのため、上記与圧室ｌのラック２内で、もし、火災が
発生した場合、有人宇宙船４内の環境制限が厳しい搭乗
員の居住区に、この火災と消火の際に発生ずる汚染ガス
が流入するという不測の４ｒ態が憂慮されていた。

本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであって
、その目的とするところは、宇宙船の実験装置で火災が
発生した場合、汚染ガスの処理を行いながら消火するこ
とのできる消火方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、有人宇宙船の与圧
室に設けられた密閉空間において、火災の発生を煙セン
サで感知すると同時に、密閉空間の排気弁と送気弁を閉
じてエアの送気を止め、密閉空間内の消火器を作動させ
て消火を行い、密閉空間内の温度センサの温度が消火ｉ
ｉ認湯温度で降下したのち、上記送気弁及び密閉空間か
らの排ガス弁をｕａいて密閉空間内の汚染ガスを上記４
９１／ス弁に連結された排ガス管から上記与圧室外の宇
宙空間に放出させ、密閉空間内のエアの汚染濃度が許容
濃度以下に至ったとき、上記宇宙空間への放出を停止し
、次いで、密閉空間からのエアを汚染ガス処理装置を通
過させて残留汚染ガスを吸着し除去するようにした火確
認温度まで降下したのち、上記送気弁及びラックからの
ガス放出弁をＵηいてラック内の汚染ガスを上記ガス放
出弁が連結されたガス放出管から上記与圧室外の宇宙空
間に放出させ、ラック内のエアの汚染濃度が許容濃度以
下に至ったとき、上記宇宙空間への放出を停止し、次い
で、ラックからのエアを処理装置を通過させて残留汚染
ガスを吸着し除去するようにして構成される。

［作用］ 有人宇宙船の与圧室には、宇宙の特殊な環境を利用して
行われる実験装置を備えたうｌりが設けられている。

このラックで不測の火災が発生する。この火災はう・ｙ
り内に備えられている煙センサで感知される。この感知
信号でラックにエアを送気している送気管の送気弁が閉
じられ、エアの送気が止められる。したがってラック内
は完全な密閉空間とされる。これと同時に、ラックに備
えられている消火器が作動され、火災中の装置等の消火
が行われる。

ランクの火災は消火され、ラック内の温度が下がること
で、この消火の確認は温度センサで行われる。こののち
上記エアの送気管の送気弁が開がれ、エアか再びラック
に送気され、これと共にラックから宇宙船外の宇宙空間
に開放されているガス放出管に接続されている排ガス弁
が開けられ、このエアと共に火災および消火で生じた汚
染ガスが宇宙空間に放出させられ、引き続いてエアが送
気されることでラック内のエアの汚染濃度が希釈される
。この汚染濃度の測定は自動的にあるいは手動的に行わ
れ、許容濃度以下に至ると上記宇宙空間への放出が停止
され、次いで、ラックからのエアはラックと送風機との
間に設けられている排気管にバイパスして設けられてい
る処理装置に通過される。そして、この処理装置でエア
中に残留している汚染ガス分が吸着され除去される。

したがって、ラック内で万一火災になっても、直ちに感
知され消火され、この汚染ガスは宇宙船外の宇宙空間に
排出され、さらに残留汚染ガスら除去されて、当乗員の
居住する宇宙船内の環境制限を悪化させることがない。

［実施例］ 本発明の好適な一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、有人宇宙船４の与圧室１は搭乗員が居
住できるよう与圧されている。

この与圧室１には宇宙の特殊な環境、特に無重力という
ＩｊＩ境を利用して実験を行うための実験装置本体５ａ
、５ｂ、５ｃ・・・・・・を組込んだ複数個の実験装置
が密閉構造のラック２ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・とじて
設けられている。この実験装置本体５で、無重力下での
新材料の開発などの材料実験や動物実験が行われるよう
になっている。

このラック２には実験装置本体５の実験を計測、記録や
保守するための電子機器３が設けられており、この電子
機器には従来技術で説明したと同様に与圧室１の送Ｍ機
７からアビオニックスエアが各ラック２に流通されるよ
うになっている。そのため、送風機７に接続された送気
管８は送気弁９ａ、９ｂ、９ｃ・・・・・・を介して、
ラック２ａ。

２ｂ、２ｃ・・・・・・にエアを送気するようになって
いる。また、このラック２に送気されたエアを送風ｆｉ
７に７ｗｉ環して環流するための排気管１０が設けられ
、ラック２ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・・と排気弁１１ａ
、ｌｌｂ、ｌｌｃ・・・・・・を介して接続される。

したがって、ラック２ａ、２ｂ＋　２ｃ・・・・・・は
、図示するように送気管８と排気管１０とに並列されて
接続されている。

これらのラック２には、万一発生した火災を消火するた
めの消火器１４が備えられている。この消火器１４は例
えば不活性ガスを噴射するような、形式のものが用いら
れる。

一方、火災を感知し、また消火を検知する温度センサ１
５と煙センサ１６が設けられる。したがって、ラック２
ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・・ごとに火災が感知され、ま
た消火が検知されるようになっている。

この各温度センサ１５と煙センサ１６からの信号は与圧
室ｌ内に設けられた、図示しない制御装置に送られ、こ
の信号にもとづいて、上記多弁の開閉および消火器１４
の作、動の指令が出されるようになっている。

これらラック２には、火災によって生じた汚染ガスを排
出する排ガス管１８が排ガス弁１９ａ１９ｂ、１９ｃ・
・・・・・を介して接続されている。この排ガス管１８
の他端部は宇宙船４外の宇宙空間に突出されており、汚
染ガスを宇宙空間に放出する放出口２３が形成されてい
る。

また、各排ガス弁１９のラック２ｖｒり側の近傍には汚
染ガスの汚染濃度を検出するガス抽出部２４が設けられ
る。このガス抽出部２４での汚染濃度の検出は、地上で
行った実験に基づいて決定された時間幅のシーケンス制
御で自動的に行われるようになっている。しかし、手動
の汚染濃度センサで汚染ガスをサンプリングして汚染濃
度を検出することで行ってもよい。

一方、ラック２に接続され送風機７にエアを環流する排
気管１０には、バイパス管２６が設けられ、このバイパ
ス管２６には汚染ガスの処理装置２５が介設される。こ
の処理装置ｆ２５はラック２内に発生した火災で生じた
汚染ガスのうち、残留する微細な汚染物質を吸着して除
去するようになっている。

この処理装置２５への汚染ガスの流通を制御するために
、バイパス管２６のラック２測にはガス弁Ａが、また送
風機７１１！Ｉにはガス弁Ｂが介設され、このバイパス
管２６が並列されている排気管ｌＯの部分にはガス弁Ｃ
が設けられる。

次に本実施例の作用について説明する。

この有人宇宙船４の与圧室１では、複数段けられたラッ
ク２ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・・内の実験装置本体５ａ
、５ｂ、５ｃ・・・・・・で宇宙の特質を利用した各種
の実験が各別、或いは同期して行われる。この実験中、
それぞれのラノク２にはこのラック２内の電子機器およ
びその他の機器を冷却するためのエアが送風機７から送
気管８を介して送気され、排気管１０から送風機７に向
けて循環されている。

通常時には、各ラック２の送気弁９と排気弁１１が開放
され、一方、宇宙空間の放出口２３に連通されている排
ガス管１８の排ガス弁１９は閉じられる。

この状態で、例えば、ラック２ａでは無重力を利用した
高温状態での実験が行われる。そして、何らかの理由で
、このラック２ａの実験装置本体５ａが過熱され火災が
発生する。

この場合の火災の消火方法について説明する。

火災は、火災の発生で生じた煙をラヅク２ａ内に設けら
れている煙センサ１６が感知したことは、制御装置が当
該ラックを監視するタイミングにおいて検知される。

これにより、制御装置から火災発生したラック２ａに指
令が出され、ラック２ａの送気管８の送気弁９ａと排気
管１０の排気弁１１ａが自動的に閉じる。従って、この
ラック２ａは完全に密封状態にされる。この状態でラッ
ク２ａ内の火災を消火ずべく消火器１４が作動され、消
火が行われる。　このため、ラック２ａ内は火災と消火
によって生じた汚染ガスで充満されることになるが、排
気弁１１ａが閉じられているので、このガスは送ｍ機７
に送られることはなく、したがって搭乗員が居住してい
る与圧室１内の空気を汚染することはない。

一方、このラック２ａの火災中、その他のラック２ｂ、
２ｃ・・・・・・には送風機７からエアが送られそれぞ
れの実験装置本体５ｂ、５ｃ・・・・・・では実験が続
けられている。

その後、一定時間が経過するとラック２ａ内の温度が所
定温度まで下がり、温度センサ１５からの信号で制御装
置により消火されたことが確認される。

ラック２ａ内の消火の確認が行われると、制御装置から
の指令で、このラック２ａの送気弁９ａが開Ｃすられ、
ラック２ａ内にエアが送気され始める。これと共に、排
ガス管１８の排ガス弁１９ａが序々に開けられる。

この排ガス弁１９ａが開Ｃすられることで、ラック２ａ
は高真空下にある宇宙空間に開放されている放出口２３
に通じることになる。従って、このままでは、ラック２
ａ内の汚染ガスが高真空の宇宙空間に吸引され放出され
ると共に、これの内圧が急激に下がることになる。この
減圧でラック２ａ本体は与圧室１の圧力に抵抗できず、
この本体に窪みを生じて変形したり、またＩ＆悪の場合
は本体が破損して与圧室１の空気がラック２ａが宇宙空
間に吸引される危険な４Ｔ態が考えられるそこで、ラッ
ク２ａ内の圧力と与圧室１の圧力との間に差圧が生じな
いように、送気管８の通気弁９ａと排ガス管１８の排ガ
ス弁１９ａとの開放度の調整が制御装置により行われ、
ラック２ａ本体の保護が計られる。

ラック２ａ内の汚染ガスは送ｍ機７がらのエアと共に序
々に宇宙空間に放出されて希釈され、清浄化が進められ
る一方で、ガスの汚染濃度の検知が排ガス管１８に取付
けられているガス抽出部２４でシーケンス制御による自
動制御で行われる。

自動制御で行わない場合には、この時点で計測器による
ガスサンプリングが行われる。

そして、シーケンス制御で規定されたタイミングにおい
て、ガスの汚染濃度が一定の許容値に達すると、この制
御装置により、ラック２ａの宇宙空間に連通されている
排ガス管１８のｕｔカス弁１９ａが閉じられ、ガスの宇
宙空間への排出が止められる。

そして、排気管１０の排気弁１１ａが開けられ、これと
共に排気管１０にバイパスして設けられている処理装置
２５の両側の弁Ａ、Ｂが開放され、また排気管１０の弁
Ｃが閉じられる。これにより、排気弁１１から送風機７
に送気されるエアは処理装置２５を通過させられ、この
間にエア中に残余して混在している微細な汚染物が吸着
され除去さｌｌ ｈ、る。そして、より清浄化されたエアは送ｍ機７から
再び各ラック２に送られ、火災発生前の状態にもとる。

火災で破損したラック２ａあるいは実験装置本体５ａが
宇宙ステーションで修理できない場合は地上に持ち帰さ
れる。したかって、本実施例によれば有人宇宙船４のう
／り２に接続する既存設備を有効に使い、ラック内で万
一火災が発生しても、効率よく消火できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、宇宙船での密閉空間において万一火災
が発生した場合、自動的に感知して消火を行い、火災と
消火で生じた汚染ガスを排出し、ｖ＆細な汚染物も除去
することができ、搭乗員の居住区の環境を汚染すること
がない、したがって、火災による有人宇宙船の任務実施
への影響を最少に止どめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる一実施例の説明図、第２図は本
実施例にかかる有人宇宙船の概念図、第３図は従来の宇
宙船の説明図である。 図中、１は与圧室、２はラック、４は有人宇宙船、５は
実１ｇ！装置本体、１１はエアの排気弁、１４は消火器
、１５は温度センサ、１６は煙センサ、２５は汚染ガス
処理装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、有人宇宙船の与圧室に設けられた密閉空間において
   、火災の発生を煙センサで感知すると同時に、密閉空間
   の排気弁と送気弁を閉じてエアの送気を止め、密閉空間
   内の消火器を作動させて消火を行い、密閉空間内の温度
   センサの温度が消火確認温度まで降下したのち、上記送
   気弁及び密閉空間からの排ガス弁を開いて密閉空間内の
   汚染ガスを上記排ガス弁に連結された排ガス管から上記
   与圧室外の宇宙空間に放出させ、密閉空間内のエアの汚
   染濃度が許容濃度以下に至ったとき、上記宇宙空間への
   放出を停止し、次いで、密閉空間からのエアを汚染ガス
   処理装置を通過させて残留汚染ガスを吸着し除去するよ
   うにしたことを特徴とする有人宇宙船の密閉空間におけ
   る火災の消火及び後処理方法。