不活性ガスを充填したゴム風船によるプール火災の消火法の研究

• 研究課題/領域番号: 23651160
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 社会システム工学・安全システム
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 鳥飼 宏之 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (50431432)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 火災 / 消火 / 不活性ガス / カプセル消火 / ゴム風船 / 水損低減 / プール火災 / 拡散火炎 / 流れの可視化 / プール火炎 / 減災 / 消火可能限界 / 熱容量

研究概要

消火剤の火源への輸送方法を工夫することで消火剤の消火効果の増大と消火活動による二次的な被害の抑制を目指すExtinguishing Agent Deliveryというコンセプトに基づく新しい消火法として，ゴム風船を用いた不活性ガス消火法について実験的に検討した．その結果，その消火特性は，完全消火が達成できる不活性ガスの最小体積つまり消火限界Vexの値によって決まる熱容量ρCpVexで，液体燃料の単位質量あたりの発熱量Qを除したQ/ρCpVexの値が，火炎規模が決まると1つの値を示すことがわかった．これはゴム風船消火での消火成功が，不活性ガスの熱的効果によって達成されていることを示している．

研究成果

• [雑誌論文] Flame Extinguishment by a Prototype of an Aerial Extinguisher with an Inert Gas Capsule (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Iwatani and Hiroyuki Torikai
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: Vol.7, No.3 ページ: 168-172
  • URL: http://www.sice.jp/pub/vol7no3.html#paper6
• [雑誌論文] Flame extinguishment by a prototype of an aerial extinguisher with an inert gas capsule (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi IWATANI and Hiroyuki TORIKAI
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: **
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flow Visualization of Extinguishing Gas Released from Bursting Soap Bubbles (2011)
  • 著者名/発表者名: Takumi Murashita, Hiroyuki Torikai, Akihiko Ito
  • 雑誌名: Visualization of Mechanical Process 巻: Vol.1(4) 号: 2 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1615/vismechproc.v1.i4.70
  • 査読あり
• [学会発表] 破裂したゴム風船から放出される消火ガスの流れ (2013)
  • 著者名/発表者名: 成田学人,鳥飼宏之,伊藤昭彦
  • 学会等名: 第51回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] Extinguishment of Pool Fire with Rubber Balloon Inflated with Inert Gas (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Torikai, Manato Narita, Akihiko Ito
  • 学会等名: The 24 International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Yamaguchi
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] ヘリウムを用いたゴム風船消火の特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 成田学人，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 平成25年度日本火災学会研究発表会
  • 発表場所: 熊本大学工学部
• [学会発表] 渦輪によって輸送した不活性ガスを充填したシャボン玉による消火 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺康平，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 第51回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Extinguishment of Pool Fire with Rubber Balloon Inflated with Inert Gas (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Torikai, Manato Narita, Akihiko Ito
  • 学会等名: The 24 International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Yamaguchi, Japan
• [学会発表] Extinguishment of a Jet Diffusion Flame with an Inert-Gas Soap Bubble Transported by a Vortex Ring (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohei Watanabe, Hiroyuki Torikai, Akihiko Ito
  • 学会等名: The 24 International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Yamaguchi, Japan
• [学会発表] 不活性ガスカプセルを輸送する航空ロボット試作機による消火実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤未来，鳥飼宏之，岩谷靖
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
  • 発表場所: 筑波
• [学会発表] Flame extinguishment by a prototype of an aerial extinguisher with an inert gas capsule (2013)
  • 著者名/発表者名: Miku Sato, Hiroyuki Torikai, and Yasushi Iwatani
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013 - International conference on Instrumentation, Control, Information Technology and System Integration
  • 発表場所: Nagoya University
• [学会発表] 液体燃料種のゴム風船消火特性への影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼宏之,伊藤昭彦
  • 学会等名: 平成24年度火災学会研究発表会
  • 発表場所: 栃木
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] 液体燃料種のゴム風船消火特性への影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 平成24年度日本火災学会研究発表会
  • 発表場所: 栃木県，宇都宮市
• [学会発表] Extinguishment of Pool Fire with Rubber Balloon Inflated with Inert Gas (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Torikai
  • 学会等名: Thirty-Fourth International Symposium on Combustion, Work in Progress (Poster presentation)
  • 発表場所: Poland, Warsaw
• [学会発表] 球状氷カプセルを用いた粉末消火剤による拡散火炎の消火 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼宏之，椎橋佑至，伊藤昭彦
  • 学会等名: 第50回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県，名古屋
• [学会発表] 空気渦輪で輸送した不活性ガスを充填したシャボン玉による拡散火炎の消火 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊康平，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部大４２回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 福島
• [学会発表] 消火剤を充填した球状氷カプセルによる拡散火炎の消火 (2012)
  • 著者名/発表者名: 椎橋佑至，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部大４２回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 福島
• [学会発表] Extinguishment of Laminar Jet Diffusion Flame by Using a Soap Bubble Filled with Nitrogen Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Torikai, Takumi Murashita, Akihiko Ito, Takumi Metoki
  • 学会等名: 10th International Association for Fire Safety Science
  • 発表場所: Maryland, USA
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Flow Visualization of Extinguishing Gas Released From Bursting Soap Bubbles (2011)
  • 著者名/発表者名: Takumi Murashita, Hiroyuki Torikai, Akihiko Ito
  • 学会等名: The 11th Asian Symposium on Visualization
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] FLOW VISUALIZATION OF EXTINGUISHING GAS RELEASED FROM BURSTING SOAP BUBBLES (2011)
  • 著者名/発表者名: Takumi Murashita, Hiroyuki Torikai, Akihiko Ito
  • 学会等名: The 11th Asian Symposium on Visualization
  • 発表場所: Niigata, Japan
• [学会発表] 燃料種が異なるプール火災に対するゴム風船消火の特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼宏之，高野陽，伊藤昭彦
  • 学会等名: 第４９回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] シャボン玉消火に及ぼす不活性ガス種の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村下卓美，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 第４９回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ろ紙上を伝播する火炎の窒素ガスを充填したシャボン玉による消火
  • 著者名/発表者名: 大堀珪駄，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 日本機械学会東北学生会 第44回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 山形大学工学部
• [学会発表] 液体窒素を充填した球状氷カプセルによる拡散火炎の消火
  • 著者名/発表者名: 石戸谷美帆，鳥飼宏之，渡辺圭子，伊藤昭彦
  • 学会等名: 日本機械学会東北学生会 第44回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 山形大学工学部
• [学会発表] 破裂したゴム風船から放出されるガスの挙動
  • 著者名/発表者名: 成田学人，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第48 期秋季講演会
  • 発表場所: 青森県，八戸市
• [学会発表] シャボン玉破裂時に観察される充填ガスの流れ
  • 著者名/発表者名: 渡邊康平，鳥飼宏之，伊藤昭彦
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第48 期秋季講演会
  • 発表場所: 青森県，八戸市
• [備考] 日本機械学会熱工学部門ニュースレター,TED Newsletter No. 71, December 2013
  • URL: http://www.jsme.or.jp/ted/NL71/TED-Plaza_Torikai.htm