不活性ガスを含む水性泡消火法の立体火源への応用に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310109
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 伊藤 昭彦 弘前大学, 理工学部, 教授 (30127972)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石本 淳 弘前大学, 理工学部, 助教授 (10282005) ; 工藤 祐嗣 弘前大学, 理工学部, 助手 (80333714)
• Keywords: 火災 / 消火 / 立体火源 / 水性気泡 / 不活性ガス / 消炎時間 / 消炎濃度

Research Abstract

ハロン消火・CO_2消火・強化泡消火に替わる新しい消火法として,環境への影響が小さい水性泡に不活性ガスを閉じ込めた水性泡消火法を開発し,船舶の機関室や立体駐車場などへの本消火法の応用を念頭に研究を行った.本年度は,立体火源配置可能な燃焼装置および不活性ガス-泡消火装置を作成し,1)立体的に配置した小型プール火災の燃焼率の測定および火炎性状の観察,2)不活性ガス種,ガス流量,水流量,発泡倍率を変えた消火実験,を行った.以上の結果,以下の知見を得た.イ)2つの小型プール火災を水平に配置したときの燃焼率は互いのプール火災の距離によって影響を受け,互いの距離が近いほど燃焼率は増加する.ロ)上記イ)の場合の火炎はある距離まで合体し,火炎の間欠周期は単一プール火災のそれに比べ減少する.ハ)2つの小型プール火災の水平方向距離を一定として,垂直方向にずらして配置した場合,2つのプール火災の燃焼率に差が生じ,上側に配置したプール火災の燃焼率が増加する.ニ)上記ハ)の場合の火炎性状は,下側の火炎が上側の火炎に引き寄せられるように傾斜する.この火炎性状の変化が燃焼率の差異をもたらす主な原因であると推測される.ホ)液流量一定のもとで,単一プール火災の消火時間は不活性ガス流量の増加とともに減少するが,ある流量以上では一定となる.ヘ)ガス流量一定のもとでの消火時間は水流量の増加とともに減少するが,ある流量以上で一定となる.上記ホ)とヘ)より消火時間が最小となる最適のガス流量・液流量の組み合わせが存在する.ト)発泡倍率が増加すると泡の強度は弱くなり,火炎に近づくとすぐに崩壊して内部の不活性ガスが火炎に流入するため消火性能は高いが,反面泡の流動性,保持率が悪くなる.最適な発泡倍率はおよそ200〜300倍である.次年度以降は複数個のプール火災が立体的に配置されている場合の消火実験を中心に検討を行う.

Research Products

• [Publications] Takahashi, K., Ito, A., Kudo, Y., Konishi, T., Saito, K.: "Scale of Sub-Surface Layer Circulation Induced by Pulsating Spread over Liquid Fuel"Fourth International Symposium on Scale Modeling. 4. 115-124 (2003)
• [Publications] 伊藤昭彦, 工藤祐嗣, Kozo Saito: "プール火災の火炎構造に及ぼすスケール効果"日本火災学会論文集. 54-1. 9-16 (2004)
• [Publications] 福田真弓, 工藤祐嗣, 伊藤昭彦: "立体的に配置されたプール火災の燃焼特性に関する研究"日本火災学会研究発表会概要集. (印刷中). (2004)