【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
〔技術分野〕
本考案は、低温環境で使用する消火器の性能向
上に適用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
消火器には、通常本体容器の内部に小型の高圧
ガス容器が取り付けらており、この高圧ガス容器
内には、消火剤を外部へ噴出させるための高圧ガ
スが充填されている。
上記高圧ガスとしては、従来より炭酸ガスが利
用されてきた。炭酸ガスは安価で、かつ無害であ
ることに加え、その臨界温度が高く（31.0℃）、
通常の温度においては比較的低い圧力で容易に液
化する性質を有しているため、小型の高圧ガス容
器内に多量に充填しておくことができるなど、消
火器用の高圧ガスとして非常に適した性質を備え
ている。
ところが、炭酸ガスは、例えば寒冷地や冷凍倉
庫内などの低温環境で使用する低温用消火器の高
圧ガス容器に充填するガスとしては問題がある。
すなわち、高圧ガス容器に充填した液化炭酸ガ
スを低温下で急速に気化させると、蒸発潜熱の急
激な損失によつて高圧ガス容器内の残存液化炭酸
ガスが冷却凝固して固体炭酸ガス（ドライアイ
ス）になつてしまうため、その後は十分な炭酸ガ
スの放出量が確保できなくなり、消火剤が充分に
噴出されなくなつてしまうからである。
〔考案の目的〕
本考案の目的は、低温環境での使用に好適な消
火器を提供することにある。
本考案の前記ならびに他の目的は、本明細書お
よび添付図面より明らかになるであろう。
〔考案の概要〕
本考案の低温用消火器は、消火剤を外部へ噴出
させるための高圧ガスを供給する小型高圧ガス容
器内に、炭酸ガスと15モル％以上の窒素とからな
る混合ガスを充填し、低温環境での使用時に高圧
ガス容器内にドライアイスが生成するのを防止す
ることによつて、混合ガスの全てを消火剤噴出用
のエネルギー源として有効に利用できるようにし
たものである。
一般に、気体はその臨界温度以上の温度で圧力
をいかに高くしても液化することはない。すなわ
ち、消火器の高圧ガス容器内に充填されたガス
は、その臨界温度以上の温度で容器内部の圧力を
どれほど増しても液化することはない。
下記の表−１に示すように、炭酸ガスと窒素と
の混合ガスは、混合ガス中の窒素のモル分率が高
くなるにつれてその臨界温度が低くなるという性
質がある。
[Technical Field] The present invention relates to a technology that is effective when applied to improve the performance of fire extinguishers used in low-temperature environments. [Background technology] A fire extinguisher usually has a small high-pressure gas container attached to the inside of the main body container, and this high-pressure gas container is filled with high-pressure gas to squirt the extinguishing agent to the outside. . Carbon dioxide gas has conventionally been used as the high-pressure gas. In addition to being cheap and harmless, carbon dioxide gas has a high critical temperature (31.0℃).
Because it has the property of easily liquefying at relatively low pressure at normal temperatures, it is extremely suitable as a high-pressure gas for fire extinguishers, as it can be filled in a large amount into a small high-pressure gas container. It has a characteristic. However, carbon dioxide gas has problems as a gas to be filled into a high-pressure gas container of a low-temperature fire extinguisher used in a low-temperature environment such as a cold region or a frozen warehouse. In other words, when liquefied carbon dioxide filled in a high-pressure gas container is rapidly vaporized at low temperatures, the remaining liquefied carbon dioxide in the high-pressure gas container cools and solidifies due to the rapid loss of latent heat of vaporization, forming solid carbon dioxide (dry ice). ), it becomes impossible to secure a sufficient amount of carbon dioxide gas to be released after that, and the fire extinguishing agent is no longer sufficiently ejected. [Purpose of the invention] The purpose of the invention is to provide a fire extinguisher suitable for use in low-temperature environments. The above and other objects of the present invention will become apparent from the specification and accompanying drawings. [Summary of the invention] The low-temperature fire extinguisher of this invention contains a mixed gas consisting of carbon dioxide gas and 15 mol% or more of nitrogen in a small high-pressure gas container that supplies high-pressure gas to blow out the extinguishing agent to the outside. By filling the container with dry ice and preventing dry ice from forming inside the high-pressure gas container when used in low-temperature environments, all of the mixed gas can be effectively used as an energy source for blowing out extinguishing agent. be. Generally, a gas will not liquefy at a temperature above its critical temperature no matter how high the pressure is. That is, the gas filled in the high-pressure gas container of a fire extinguisher will not liquefy at a temperature above its critical temperature, no matter how much the pressure inside the container is increased. As shown in Table 1 below, a mixed gas of carbon dioxide and nitrogen has a property that its critical temperature decreases as the molar fraction of nitrogen in the mixed gas increases.
【表】
従つて、炭酸ガスよりも臨界温度の低い炭酸ガ
ス−窒素混合ガスを高圧ガス容器内に充填した本
考案の消火器は、低温下においても高圧ガス容器
内に液化炭酸ガスが生成することはない。すなわ
ち、本考案の低温用消火器は、低温環境での使用
時に容器内の炭酸ガスが冷却凝固してドライアイ
スになることはないので、高圧ガス容器内の混合
ガスの全てを消火剤噴出用のエネルギー源として
有効に利用でき、消火剤を充分に噴出させること
ができる。
通常、20℃程度の温度を常温と称しているの
で、低温とは、これよりも低い温度を意味してい
る。本考案の低温用消火器は、この20℃よりも低
い温度環境での使用を目的としていることから、
高圧ガス容器内に充填する混合ガス中の窒素の割
合は、15モル％以上とする必要がある。というの
は、窒素の割合が15モル％未満の混合ガスは、そ
の臨界温度が20℃よりも高い（表−１参照）の
で、低温環境では高圧ガス容器内の炭酸ガスが液
化し、使用時にはこの液化炭酸ガスが固化してド
ライアイスが生成してしまうからである。
一方、高圧ガス容器に充填される混合ガス中の
窒素の割合の上限は、一義的に規定することはで
きない。すなわち、混合ガス中の窒素の割合を増
すと、その分、混合ガスの臨界温度も低くなり、
より一層の低温環境での使用が可能になるという
利点がある反面、炭酸ガスと窒素の混合ガスは、
下記の表−２に示すように、混合ガス中の窒素の
モル分率が高くなるにつれて、圧力、容積一定の
容器内に充填できる容量が少なくなるので、消火
剤を充分に噴出させるためには、高圧ガス容器を
より大型化しなければならないという不利益もあ
る。[Table] Therefore, in the fire extinguisher of the present invention, in which the high-pressure gas container is filled with a carbon dioxide gas-nitrogen mixed gas whose critical temperature is lower than that of carbon dioxide gas, liquefied carbon dioxide gas is generated in the high-pressure gas container even at low temperatures. Never. In other words, when the low-temperature fire extinguisher of the present invention is used in a low-temperature environment, the carbon dioxide gas in the container will not cool and solidify into dry ice, so all of the mixed gas in the high-pressure gas container can be used to blow out the extinguishing agent. It can be effectively used as an energy source, and it can spray out a sufficient amount of extinguishing agent. Normally, a temperature of about 20°C is called normal temperature, so low temperature means a temperature lower than this. Since the low-temperature fire extinguisher of this invention is intended for use in environments with temperatures lower than 20℃,
The proportion of nitrogen in the mixed gas filled in the high-pressure gas container must be 15 mol% or more. This is because a mixed gas with a nitrogen content of less than 15 mol% has a critical temperature higher than 20°C (see Table 1), so the carbon dioxide in the high-pressure gas container liquefies in a low-temperature environment, and when used This is because this liquefied carbon dioxide solidifies and produces dry ice. On the other hand, the upper limit of the proportion of nitrogen in the mixed gas filled in the high-pressure gas container cannot be univocally defined. In other words, as the proportion of nitrogen in the mixed gas increases, the critical temperature of the mixed gas also decreases.
Although it has the advantage of being able to be used in even lower temperature environments, mixed gas of carbon dioxide and nitrogen
As shown in Table 2 below, as the mole fraction of nitrogen in the mixed gas increases, the capacity that can be filled in a container with constant pressure and volume decreases, so in order to spray out a sufficient amount of extinguishing agent, However, there is also the disadvantage that the high-pressure gas container must be made larger.
〔実施例〕〔Example〕
図は、本実施例の低温用消火器の概略断面図で
ある。
この低温用消火器の本体容器１には、図示しな
い粉末消火剤が内蔵され、本体容器１はその上端
でキヤツプ２により封止されている。このキヤツ
プ２には、ホルダ３が設けられており、このホル
ダ３には、小型の高圧ガス容器４が、その開口部
で螺合して取り付けられている。
上記キヤツプ２の上部には、ハンドル５および
レバー６が取り付けられており、このレバー６は
回動可能な状態でハンドル５の先端部に接続され
ている。ハンドル５とレバー６との間には、非使
用時におけるレバー６の回動を防止するための安
全栓７が設けられている。また、ホルダ３の中心
部には、カツタ８が摺動可能な状態で、かつレバ
ー６に連動した状態で取り付けられている。
上記キヤツプ２には、ホルダ３の内部と連通す
るガス導入管９と、キヤツプ２側部に設けられた
ホース１０に連通されたサイホン管１１とがそれ
ぞれ取り付けられている。上記ホース１０の先端
にはノズル１２が、さらにその先端にはホーン１
３がそれぞれ取り付けられており、このホーン１
３の開口部は、ホーンキヤツプ１４により封止さ
れている。
本実施例の低温用消火器を使用するには、まず
安全栓７とホーンキヤツプ１４とを取り外した
後、ホーン１３の開口部を消火の対象に向けたま
まハンドル５とレバー６とを握りしめてレバー６
を下方に移動させる。すると、カツタ８が下方に
摺動して高圧ガス容器４の封止板４ａが破られ、
高圧ガス容器４内に充填された混合ガス１５がガ
ス導入管９の先端から勢いよく本体容器１内に噴
出されるので、その勢いで消火剤がサイホン管１
１を通じてホース１０に移動し、さらにホーン１
３の開口部から混合ガスとともに外部に噴出す
る。
本実施例の低温用消火器は、高圧ガス容器４内
に炭酸ガスと15モル％以上の窒素とからなる混合
ガス１５を高圧充填した点に特徴がある。上記組
成の混合ガス１５は、その臨界温度が常温（20
℃）よりも低く、その臨界温度以上では如何なる
圧力下においても液化することはない。従つて、
本実施例の低温用消火器は、低温環境で高圧ガス
容器４内の混合ガス１５を本体容器１内に噴出さ
せた際に、液化炭酸ガスを使用する場合のような
蒸発潜熱の損失によるドライアイスの生成を伴わ
ないので、混合ガス１５の全量を本体容器１内に
勢いよく噴出させることができ、消火器の機能を
充分に発揮することができる。
なお、炭酸ガスを高圧ガス容器４内で固化させ
ず、その全量を本体容器１内に勢いよく噴出させ
る他の方法として、例えば高圧ガス容器４内に液
化炭酸ガスを充填するとともに、その液面上部と
容器４の内壁との空間に窒素のような難液化性、
難溶解性のガスを共存させ、高圧ガス容器４の開
口部を容器本体１の下方に向けた状態で消火器内
に取り付けることが考えられる。このようにする
と、高圧ガス容器４内の液化炭酸ガスは、液体状
態のまま本体容器１内に流出してそこで蒸発する
ので、高圧ガス容器４内で蒸発した場合に比べて
周囲からの蒸発潜熱の獲得が容易になり、高圧ガ
ス容器４内やガス導入管９にドライアイスが生成
することはない。
しかしながら、この方法においても、液化炭酸
ガスが一定の量を超えて本体容器１内に流出する
と、本体容器１内でドライアイスが生成してしま
うため、結果として高圧ガス容器４内に充填され
たガスの有効利用を図ることができなくなり、低
温環境では消火器の機能が十分に発揮されないと
いう欠点がある。
これに対し、本実施例の低温用消火器は、その
使用の際、高圧ガス容器４内にも本体容器１内に
もドライアイスが生成することはないので、高圧
ガス容器４内に充填された混合ガス１５の全量を
消火剤噴出用エネルギー源として有効に利用する
ことができる。
また、本実施例の低温用消火器は、一般に高圧
ガスとして使用されているガス、たとえば窒素を
単独で使用する場合に比べて多量のガスを高圧ガ
ス容器４内に充填することができる。ただし、こ
の場合でも、混合ガス１５中の窒素の割合が大き
くなると、高圧ガス容器４内に充填できるガス量
が少なくなるので、使用条件に応じて混合ガス１
５の臨界温度と消火器の大きさとのバランスを最
適化する必要がある。
以上、本考案者によつてなされた考案を実施例
に基づいて説明したが、本考案による低温用消火
器は前記実施例に記載された構成に限定されるも
のではなく、考案の要旨を変更しない範囲で種々
の設計変更を行うことは差支えない。
例えば容器本体や高圧ガス容器の形状は、前記
実施例に示す形状に限定されるものでなく、同一
の機能を有する容器であれば、如何なる形状のも
のでもよい。
また、本考案の低温用消火器は、高圧ガス容器
内に液体を充填しないので、この高圧ガス容器を
本体容器内に取り付ける際、その開口部を如何な
る方向に向けて取り付けてもよい。
なお、本考案の低温用消火器は、常温（20℃）
もしくはそれ以上の高温環境で使用する場合にお
いても、消火器としての機能を充分に発揮するこ
とができることは云うまでもない。
〔考案の効果〕
消火剤を外部に噴出させるための高圧ガスを供
給する小型高圧ガス容器内に、炭酸ガスと15モル
％以上の窒素とからなる混合ガスを充填した本考
案の低温用消火器は、低温環境での使用に際して
も高圧ガス容器内のガスの全てを消火剤噴出用の
エネルギー源として有効に利用することができる
ので、優れた消火能力を発揮することができる。
The figure is a schematic cross-sectional view of the low temperature fire extinguisher of this example. A powder extinguishing agent (not shown) is contained in a main body container 1 of this low-temperature fire extinguisher, and the main body container 1 is sealed with a cap 2 at its upper end. This cap 2 is provided with a holder 3, and a small-sized high-pressure gas container 4 is screwed into the holder 3 and attached to the holder 3 at its opening. A handle 5 and a lever 6 are attached to the upper part of the cap 2, and the lever 6 is rotatably connected to the tip of the handle 5. A safety plug 7 is provided between the handle 5 and the lever 6 to prevent the lever 6 from rotating when not in use. Further, a cutter 8 is attached to the center of the holder 3 in a slidable manner and interlocked with the lever 6. A gas introduction pipe 9 communicating with the inside of the holder 3 and a siphon pipe 11 communicating with a hose 10 provided on the side of the cap 2 are attached to the cap 2, respectively. The hose 10 has a nozzle 12 at its tip, and a horn 1 at its tip.
3 are attached respectively, and this horn 1
The opening 3 is sealed by a horn cap 14. To use the low-temperature fire extinguisher of this embodiment, first remove the safety hydrant 7 and horn cap 14, then grasp the handle 5 and lever 6 while keeping the opening of the horn 13 facing the object to be extinguished. Lever 6
move downward. Then, the cutter 8 slides downward and the sealing plate 4a of the high pressure gas container 4 is broken.
The mixed gas 15 filled in the high-pressure gas container 4 is vigorously jetted into the main container 1 from the tip of the gas introduction pipe 9, so that the extinguishing agent is sprayed into the siphon pipe 1.
1 to the hose 10, and then the horn 1
The mixed gas is ejected to the outside from the opening 3. The low-temperature fire extinguisher of this embodiment is characterized in that the high-pressure gas container 4 is filled with a mixed gas 15 consisting of carbon dioxide and 15 mol % or more of nitrogen at high pressure. The mixed gas 15 having the above composition has a critical temperature of room temperature (20
C) and will not liquefy under any pressure above its critical temperature. Therefore,
The low-temperature fire extinguisher of this embodiment is designed to dry when the mixed gas 15 in the high-pressure gas container 4 is spouted into the main container 1 in a low-temperature environment due to loss of latent heat of vaporization, as in the case of using liquefied carbon dioxide gas. Since no ice is generated, the entire amount of the mixed gas 15 can be vigorously jetted into the main body container 1, and the function of the fire extinguisher can be fully exhibited. In addition, as another method in which the carbon dioxide gas is not solidified in the high-pressure gas container 4 and the entire amount is spouted forcefully into the main body container 1, for example, the high-pressure gas container 4 is filled with liquefied carbon dioxide gas, and the liquid level is In the space between the upper part and the inner wall of the container 4, there is a liquid-resistant substance such as nitrogen,
It is conceivable to allow a hardly soluble gas to coexist and install the high-pressure gas container 4 in the fire extinguisher with the opening facing downward from the container body 1. In this way, the liquefied carbon dioxide in the high-pressure gas container 4 flows into the main container 1 in a liquid state and evaporates there, so the latent heat of evaporation from the surroundings is greater than when it evaporates in the high-pressure gas container 4. Therefore, dry ice is not generated in the high-pressure gas container 4 or in the gas introduction pipe 9. However, even in this method, if liquefied carbon dioxide exceeds a certain amount and flows into the main container 1, dry ice will be generated in the main container 1, and as a result, the high pressure gas container 4 will be filled with dry ice. The drawback is that the gas cannot be used effectively, and the fire extinguisher does not function adequately in low-temperature environments. On the other hand, in the low-temperature fire extinguisher of this embodiment, dry ice is not generated in either the high-pressure gas container 4 or the main container 1 during use, so the high-pressure gas container 4 is filled with dry ice. The entire amount of the mixed gas 15 can be effectively used as an energy source for blowing out the extinguishing agent. Furthermore, the low-temperature fire extinguisher of this embodiment allows a larger amount of gas to be filled into the high-pressure gas container 4 than when a gas commonly used as a high-pressure gas, such as nitrogen, is used alone. However, even in this case, if the proportion of nitrogen in the mixed gas 15 increases, the amount of gas that can be filled into the high-pressure gas container 4 will decrease.
It is necessary to optimize the balance between the critical temperature of 5 and the size of the fire extinguisher. The invention made by the inventor has been explained above based on the examples, but the low temperature fire extinguisher according to the invention is not limited to the configuration described in the examples, and the gist of the invention has been changed. There is no problem in making various design changes to the extent that no changes are made. For example, the shapes of the container body and the high-pressure gas container are not limited to the shapes shown in the above embodiments, but may be of any shape as long as they have the same function. Further, in the low temperature fire extinguisher of the present invention, the high pressure gas container is not filled with liquid, so when the high pressure gas container is installed in the main container, the opening may be oriented in any direction. The low-temperature fire extinguisher of this invention can be used at room temperature (20℃).
Needless to say, even when used in a high-temperature environment, it can fully exhibit its function as a fire extinguisher. [Effects of the invention] The low-temperature fire extinguisher of the present invention has a small high-pressure gas container that supplies high-pressure gas for ejecting extinguishing agent to the outside, and is filled with a mixed gas consisting of carbon dioxide gas and 15 mol% or more of nitrogen. Even when used in a low-temperature environment, all of the gas in the high-pressure gas container can be effectively used as an energy source for ejecting extinguishing agent, so it can exhibit excellent fire extinguishing performance.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図は、本考案の一実施例である低温用消火器の
概略断面図である。
１……本体容器、２……キヤツプ、３……ホル
ダ、４……高圧ガス容器、４ａ……封止板、５…
…ハンドル、６……レバー、７……安全栓、８…
…カツタ、９……ガス導入管、１０……ホース、
１１……サイホン管、１２……ノズル、１３……
ホーン、１４……ホーンキヤツプ、１５……混合
ガス。
The figure is a schematic cross-sectional view of a low-temperature fire extinguisher that is an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Main container, 2...Cap, 3...Holder, 4...High pressure gas container, 4a...Sealing plate, 5...
...Handle, 6...Lever, 7...Safety stopper, 8...
...Katsuta, 9...Gas introduction pipe, 10...Hose,
11... Siphon tube, 12... Nozzle, 13...
Horn, 14... Horn cap, 15... Mixed gas.