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狭流路内における燃え拡がり火炎を利用した微小重力環境火災安全性評価に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18651083
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Social systems engineering/Safety system
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

伊藤 昭彦  Hirosaki University, 大学院・理工学研究科, 教授 (30127972)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鳥飼 宏之  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50431432)
工藤 祐嗣  八戸工業大学, 工学部, 講師 (80333714)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords火災 / 消防 / マイクロフレーム / 微小重力 / 燃え拡がり / 高温・減酸素 / 浮力低減 / 火災・事故 / 微小重力環境 / 安全性評価 / 宇宙環境利用
Research Abstract

宇宙環境利用の推進にあたり火災安全性の確保は重要な課題である.しかし宇宙環境で使用される多彩な材料の火災安全性を微小重力環境下で評価することは容易ではない.そこで本研究は微小重力場の燃え拡がりを通常重力場で模擬することを検討し,宇宙環境での火災安全性評価を通常重力場で低コストに行える方法について明らかにした.通常重力場で微小重力を模擬するためには火炎により生じる浮力の影響をできるだけ減少させることが必要となる.そこでまず,気流中の酸素濃度を減少させることで火炎への酸素質量流束を減少させ火炎温度を低下させた.また高温酸化剤気流を使用し周囲温度と火炎温度との差つまり密度差を減少させた.更に,流路高さを数ミリメートルとした狭流路を用いて火炎の大きさを制限し,通常の火炎にくらべて火炎体積を減少させた.それら浮力を減少させる工夫を行い対向気流中で熱的に薄いろ紙の燃え拡がり実験を行った.特に,浮力の燃え拡がり現象への影響を明確にするために,水平,45度上方そして45度下方燃え拡がりにっいて詳しく検討し,火炎形状,燃え拡がり速度の測定を行い微小重力場と通常重力場での各値を比較した.その結果,高温・減酸素狭流路内では燃え拡がり方向の影響を大きく受けず火炎形状は微小重力場での火炎形状に近づくことが明らかとなった.さらに,各方向へ燃え拡がる火炎の伝播限界条件での燃え拡がり速度はほぼ一定の値をとり,その値が微小重力場での燃え拡がり速度に定量的に近づくことがわかった.そして浮力の影響を考察するためにRayleigh数を高温・減酸素狭流路内で形成された火炎に対して算出すると,その値は流路高さが減少するほど減少し浮力の影響が低下することがわかった.このように,狭流路・高温・減酸素環境を用いることで通常重力場で微小重力場での火炎の可燃性固体表面上の燃え拡がりを模擬できることを明らかにした.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2007 2006

All Journal Article (4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 複数の火源が立体的に存在する火災の熱フィードバック量の推定2007

    • Author(s)
      福田真弓, 工藤祐嗣, 伊藤昭彦
    • Journal Title

      日本火災学会論文集 Vol.57, No.1

      Pages: 1-8

    • NAID

      10018749207

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of oxygen on flame spread over liquids2007

    • Author(s)
      K.Takahashi, Y.Kodaira, Y.Kudo, A.Ito, K.Saito
    • Journal Title

      Proc.of Combust. Inst. 31

      Pages: 2625-2631

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 複数の火源が立体的に存在する火災の燃焼特性2006

    • Author(s)
      福田真弓, 工藤祐嗣, 伊藤昭彦
    • Journal Title

      日本火災学会論文集 Vol.56, No.3

      Pages: 45-52

    • NAID

      10018472692

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Simultaneous Measurement of Temperature and Chemical Species Concentrations with Holographic Interferometer and Infrared Absorption2006

    • Author(s)
      T.Konishi, A.Ito, Y.Kudo, A.Narumi, K.Saito, J.Baker, P.M.Struk
    • Journal Title

      Applied Optics Vol.45, No.22

      Pages: 5725-5732

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小重力および過重力環境における薄い固体の燃え拡がり2007

    • Author(s)
      永田朋幸, 長土居謙政, 工藤祐嗣, 鳥飼宏之, 伊藤昭彦
    • Organizer
      第45回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      宮城・仙台市
    • Year and Date
      2007-12-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高温・減酸素狭流路内における薄い可燃性固体の燃え拡がり2007

    • Author(s)
      長土居謙政, 鳥飼宏之, 伊藤昭彦, 工藤祐嗣
    • Organizer
      第45回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      宮城・仙台市
    • Year and Date
      2007-12-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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