JP6316563B2 - 消火ガス発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンルームなどの小空間を防護区画とする小形の消火ガス発生装置に関する。

従来技術の消火ガス発生装置は、たとえば特許文献１に開示されている。この従来技術では、自動車に装備される消火ガス発生装置が自動車用自動消火システムとして開示されている。

自動車用自動消火システムは、エアバック装置に連動して作動するガス発生器と、ガス発生器の作動による気体によって加圧される消火剤貯蔵容器と、消火剤貯蔵容器内に設けられかつ先端が消火剤貯蔵容器内のいずれの位置にも自重によって移動可能なサイホン管と、サイホン管に配管を経て接続される火災感知機能付きノズルとを備える。

特開２００５−１４３８５６号公報

前述の従来技術では、常時は消火剤貯蔵容器内が無圧状態であり、火災になる恐れのあるときになって消火剤貯蔵容器内が加圧されるので、消火剤貯蔵容器内からの消火剤の誤放出が防止され、また自動車が転倒して如何なる向きになっても、サイホン管の先端が消火剤貯蔵容器内の底に移動するので、消火剤を確実に放出することができるが、消火剤貯蔵容器を備えるので、構成が大型であり、設置に大きな占有空間を要するとともに、取付け位置が制限されるので、設置上の自由度が低く、エンジンルームなどの小空間の防護区画に近接した部位に設置することができないという問題がある。

本発明の目的は、設置に要する占有空間を小さくし、設置上の自由度が向上された消火ガス発生装置を提供することである。

本発明は、燃焼によって消火ガスを発生する着火剤が収容され、前記着火剤の燃焼によって生じた消火ガスを放出するための放出孔を有する着火剤収容体と、
通電によって放電または発熱する点火部を有し、前記点火部の放電または発熱によって前記着火剤収容体内の前記着火剤に着火する着火手段と、
前記点火部に通電させるための通電手段と、
前記着火剤収容体および前記着火手段が装着され、前記放出孔を外部に連通させて前記放出孔から放出された消火ガスを外部へ噴射するためのノズル孔を有するケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、前記着火剤収容体から発生した消火ガスをノズル孔に導くガス通路を形成する通路形成体を有し、
前記通路形成体と前記着火剤収容体との間には、燃焼によって膨張する消火ガスを分散させて流速を低減する金属製の多孔性材料から成る分散部材が介在されることを特徴とする消火ガス発生装置である。

また本発明は、前記ケーシングは、
前記着火剤収容体および前記着火手段が収容される凹所を有するケーシング本体と、
前記ケーシング本体に一体に設けられ、前記ノズル孔が形成されるノズル部と、を有することを特徴とする。

また本発明は、前記通路形成体の前記ガス通路には、ガス透過率の高い多孔性材料から成るフィルタが介在されることを特徴とする。

また本発明は、前記通路形成体と前記着火剤収容体との間には、前記着火剤から発生した消火ガスを分散して前記通路形成体側へ通過させる分散部材が介在されることを特徴とする。

また本発明は、前記通路形成体の前記オリフィスと前記ノズル孔との間には、前記オリフィスから放出される消火ガスを減圧させる減圧空間が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、通電手段によって着火手段の点火部に通電されると、点火部は放電または発熱し、着火剤収容体内の着火剤に着火される。着火剤は、着火されると燃焼し、その燃焼反応によって消火ガスを発生する。着火剤から発生した消火ガスは、通路形成体と着火剤収容体との間に介在された分散部材を通って放出孔から放出され、ケーシングのノズル孔から外部へ放出される。

このように消火ガス発生装置は、通電手段による点火部への通電によって着火剤から消火ガスを発生させて、その消火ガスを分散部材および放出孔を通ってノズル孔から放出するように構成されるので、着火剤の燃焼によって急激に膨張する消火ガスが分散部材によって分散されて流速が低減し、これによって消火ガスの急激な噴射が抑制され、消火ガスを貯蔵するための貯蔵容器を必要とせずに、小形で簡素な構成によって消火ガス発生装置を実現し、設置に要する占有空間を小さくし、設置上の自由度を高くすることができる。

これによって、消火ガス発生装置をたとえば自動車のボンネット内など狭小な空間内に設置することができ、エアバックなどの制御装置と連動させ、あるいは運転者の操作スイッチなどの操作によって単独で作動させて、発生した消火ガスを防護区画内に放出させ、防護区画内の消火ガスの濃度を消炎濃度以上にして消火し、あるいは発火を防止することができる。

また消火ガス発生装置が小形であるので、防護区画の容積が大きい場合および１つの消火ガス発生装置で必要なガス量を発生させることができない場合には、発生させたガス量が消炎濃度以上になるように、複数の消火ガス発生装置を消火対象空間としての同一防護区画に設置することも可能であり、必要なガス量に応じて設置個数を容易に選択することができ、設置上の利便性を向上することができる。

また本発明によれば、ケーシング本体の凹所に着火剤収容体および着火手段が装着され、このケーシング本体に一体にノズル部が設けられので、装置全体を簡素な構成によって実現することができ、設置に要する占有空間を少なくし、設置場所における向きなどの配置上の自由度を向上することができる。

また本発明によれば、前記凹所に通路形成体が収容され、通路形成体のガス通路にフィルタが介在されるので、防護区画内への着火剤の燃焼によって生じた残渣などの異物の侵入を防止することができる。

また本発明によれば、通路形成体にフィルタを透過した消火ガスの流量を制限するオリフィスが設けられるので、急激な防護区画内へのガスの侵入を防止し、消火ガスの急激な噴射によって、防護区画内に配置される物体のガス圧力による損傷を防止することができる。

また本発明によれば、通路形成体のオリフィスとノズル孔との間に減圧空間が設けられるので、着火剤収容体から燃焼によって発生した高温の消火ガスが冷却され、防護区画内へ噴射される消火ガスの温度を低下させ、防護区画内に配置される物体の熱による損傷を防止することができる。

本発明の一実施形態の消火ガス発生装置１を備える車両消火システム２の構成を模式的に示す系統図である。 消火ガス発生装置の構成を示す拡大断面図である。 図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た拡大断面図である。 車両消火システムの動作を説明するためのフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態の消火ガス発生装置１を備える車両消火システム２の構成を模式的に示す系統図であり、図２は消火ガス発生装置１の構成を示す拡大断面図である。本実施形態では、車両に装備される車両消火システム２に適用される消火ガス発生装置１について説明する。

車両消火システム２は、車体のボンネット部またはボンネット部内に固定されるブラケットなどの被取付け体３０に固定され、ボンネット内空間などの消火対象空間を規定する防護区画Ｍ内の消火ガス濃度を消炎濃度以上とするために必要なガス量を放出する複数（本実施形態では２）の消火ガス発生装置１ａ，１ｂ（総称する場合には、添え字ａ，ｂを省略する）と、車体に搭載される加速度センサおよび歪検出センサなどを含んで構成され、車両が衝突などによって受けた衝撃を検出して衝撃検出信号を出力する衝撃検出装置３と、衝撃検出装置３から出力される衝撃検出信号に応答して、車両に装備されるエアバッグ装置４を作動させ、エアバッグを膨張させるとともに、各消火ガス発生装置１ａ，１ｂを作動させて消火ガスを発生させる制御装置５と、運転者が操作して消火ガスを発生させるための操作スイッチを有する入力部３１とを含んで構成される。

消火ガスは、Ｎ_２ガスおよびＣＯ_２ガスおよびハロゲン化物ガスなどの不燃性ガスによって実現され、このような不燃性ガスを消火ガスとして放出することによって、消火対象空間内の消火ガスの濃度を消炎濃度以上にして、消火対象空間内のＯ_２濃度を低下させて、消火し、または発火を未然に抑制することができる。本実施形態における消火ガスは、Ｎ_２ガスが約３０％、ＣＯ_２ガスが約２０％、Ｈ_２Ｏが約５０％の割合で構成されるガス成分から成る。また、このような消火ガスは、Ｎ_２ガスの低酸素化だけでなく、ほぼ同時に発生するＣＯ_２ガスをも含むので、ＣＯ_２ガスによる冷却作用によって、消火効果を促進することができる。このような消火ガスを発生する着火剤１０としては、たとえばニトロセルロースを用いることができる。

被取付け体３０には、取付け孔３１が形成され、取付け孔３１には、後述するノズル部２０の外周部に外ねじが刻設された筒部２０ａが挿通される。筒部２０ａには、一対の座金３２ａ，３２ｂと、一対のナット３３ａ，３３ｂとが装着され、被取付け体３０をその厚み方向両側から挟むように、座金３２ａ，３２ｂおよびナット３３ａ，３３ｂを取付け、ナット３３ａ，３３ｂを互い近接するように締付けることによって、被取付け体３１を両側から挟着し、各消火ガス発生装置が被取付け体３０の主面に対して垂直に取付けられて固定されている。

このような各消火ガス発生装置１ａ，１ｂの被取付け体３０への取付け方法は、これに限るものではなく、その他の方法、たとえば溶接、リベット止め、螺着、圧入などの各方法を被取付け体３０の構造、周囲のスペースなどの設置環境に応じて適宜選択することができる。

制御装置５は、中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称ＣＰＵ）を含んで構成されるコンピュータによって実現される。制御装置５は、衝撃検出装置３、各消火ガス発生装置１ａ，１ｂおよびエアバッグ装置４に可撓性を有するケーブル６〜９によって電気的にそれぞれ接続されている。

消火ガス発生装置１は、燃焼によって消火ガスを発生させる着火剤１０が収容され、着火剤１０の燃焼によって生じた消火ガスを放出するための放出孔１１を有する略カップ状の着火剤収容容器１２を含む着火剤収容体１３と、通電によって放電または発熱する点火部１４を有し、点火部１４の放電または発熱によって着火剤収容体１３内の着火剤１０に着火する、イグナイタとも称される着火手段１５と、点火部１４に通電するための通電手段である前述の制御装置５と、着火剤収容体１３および着火手段１５が装着され、放出孔１１を外部である前述の防護区画Ｍの消火対象空間に連通させて、該放出孔１１から放出された消火ガスを防護区画Ｍの消火対象空間内へ噴射するための両端が円錐台状に面取りされた略円柱状のノズル孔１６を有するケーシング１７とを備える。

ケーシング１７は、着火剤収容体１３および着火手段１５が装着され、ノズル孔１６に連通する凹所１８を有するケーシング本体１９と、ケーシング本体１９に一体に設けられ、ノズル孔１６が形成されるノズル部２０とを有する。ケーシング１７は、たとえばステンレス鋼から成る。

着火手段１５は、たとえば、電気絶縁性を有する合成樹脂から成る栓体１５ａに一対の電極ピン１５ｂ，１５ｃが挿通されて保持され、各電極ピン１５ｂ，１５ｃの一方の先端部に点火部１４が設けられる。点火部１４は、各電極ピン１５ｂ，１５ｃの一方の先端部に接続される発熱抵抗線１４ａを有する。各電極ピン１５ｂ，１５ｃの前記栓体１４ａから外部（図２の右方）へ突出する部分には、ケーブル７が接続され、ケーブル７を介して制御装置５から点火信号が与えられ、発熱抵抗体１４ａが発熱し、着火剤１０に着火され、急激な燃焼反応、すなわち爆発して、消火ガスを発生する。本発明の他の実施形態では、前記発熱抵抗線１４ａを通電によって発熱させる構成に代えて、各電極ピン１５ｂ，１５ｃの一方の先端部間の放電によるスパークによって着火剤１０に着火するようにしてもよい。

凹所１８は、ノズル孔１６に連通する円柱状の第１空間１８ａと、一端が第１空間１８ａに連通し、第１空間１８ａよりも大径の円柱状の第２空間１８ｂと、一端が第２空間１８ｂに連通し、他端が開放した円柱状の第３空間１８ｃとを含んで構成される。ケーシング本体１９の前記第３空間１８ｃに臨む内周部には、内ねじ２１が刻設されている。

図３は、図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た拡大断面図である。凹所１８の第１空間１８ａには、着火剤収容体１３から発生した消火ガスをノズル孔１６に導くガス通路を有する通路形成体２３が圧入されて気密に収容され、通路形成体２３の前記ガス通路には、ガス透過率の高い、柱状の空隙が連続して形成される金属製の多孔性材料から成る円柱状のフィルタ２４が介在される。

通路形成体２３は、前述のフィルタ２４と、フィルタ２４を収容する略カップ状のケース２５と有する。ケース２５には、フィルタ２４を透過した消火ガスの流量を制限する複数（本実施形態では４）のオリフィス２６が設けられる。ケース２５は、たとえばステンレス鋼から成る。

なお、本実施形態において、用語「オリフィス」は、慣用に従って、流路長Ｌが内径Ｄ以上（Ｌ／Ｄ≧１）の孔である「チョーク」、および内径Ｄが流路長Ｌ未満（Ｌ／Ｄ＜１）の孔である「オリフィス」を含む「絞り」と同義として用いるものとする。

通路形成体２３と着火剤収容体１３との間には、着火剤１０から発生した消火ガスを分散して通路形成体２３側へ通過させる金属製の多孔性材料から成る円板状の分散部材２７が介在される。分散部材２７の多孔性材料は、燃焼によって急激に膨張する消火ガスを分散させ、消火ガスの流速の低減を目的とするため、フィルタ２４の多孔性材料よりも空隙率が高く、圧力損失が少ないものが用いられる。

通路形成体２３の各オリフィス２６とノズル孔１６との間には、各オリフィス２６から放出される消火ガスを減圧させる円環状の第１室２９ａと、第１室２９ａおよびノズル孔１６を接続する円板状の第２室２９ｂとを有する減圧空間２９が設けられる。

図４は、車両消火システムの動作を説明するためのフローチャートである。同図において、ステップｓ１は衝撃検出装置３の動作であり、ステップｓ２，ｓ３は制御装置５の動作であり、ステップｓ４は各消火ガス発生装置１ａ，１ｂの動作を示す。

まず、ステップｓ１で、車両のイグニションスイッチが導通状態とされ、衝撃検出装置３、制御装置５およびエアバッグ装置４が動作可能な状態において、ステップｓ１で、衝撃検出装置３によって車両の衝撃が検出されると、その衝撃検出信号は衝撃検出装置３から制御装置５へ出力される。

ステップ２で、衝撃検出装置３からの衝撃検出信号が制御装置５に入力されると、制御装置５は、入力した衝撃検出信号に応答して、エアバッグ作動信号をエアバッグ装置４へエアバッグ膨張信号を出力して、エアバッグを膨張させるとともに、ステップｓ３で、各消火ガス発生手段１ａ，１ｂの点火部１４へ点火信号を出して、点火部１４に通電する。

点火部１４が通電されると、点火部１４は放電または発熱し、着火剤収容体１３内の着火剤に着火される。着火剤は、着火されると燃焼し、その燃焼反応によって消火ガスを発生する。着火剤から発生した消火ガスは、放出孔１１から放出され、通路形成体２３内のフィルタ２４を通過して、ステップｓ４でケーシング１７のノズル孔１６から防護区画Ｍである消火対象空間内で放出される。

このように、各消火ガス発生装置１ａ，１ｂは、通電手段としての制御装置５による点火部１４への通電によって着火剤１０から消火ガスを急激に発生させて、その消火ガスをノズル孔１６から放出するように構成されるので、前記従来技術のように、消火ガスを貯蔵するための貯蔵容器を必要とせず、小形で簡素な構成によって実現し、設置に要する占有空間を小さくし、設置上の自由度を高くすることができる。

これによって、消火ガス発生装置１を自動車のボンネット内など狭小な空間内であっても、車体または車体に固定されるブラケットなどの被取付け体３０に容易に設置することができ、エアバックなどの制御装置５と連動させ、あるいは運転者の操作スイッチなどの入力部３１の操作によって単独で作動させて、発生した消火ガスを防護区画Ｍ内に放出させ、防護区画Ｍ内の消火ガスの濃度を消炎濃度以上にして消火し、あるいは発火を防止することができる。

また、消火ガス発生装置１が小形であるので、防護区画Ｍの容積が大きい場合および１つの消火ガス発生装置１で必要なガス量を発生させることができない場合には、発生させたガス量が消炎濃度以上になるように、複数の消火ガス発生装置１ａ,１ｂを消火対象空間としての同一防護区画Ｍに設置することも可能であり、必要なガス量に応じて設置個数を容易に選択することができ、設置上の利便性の向上することができる。

また、ケーシング本体１９の凹所１８に着火剤収容体１３および着火手段１５が装着され、このケーシング本体１９に一体にノズル部２０が設けられので、装置全体を簡素な構成によって実現することができ、設置に要する占有空間を少なくし、設置場所における向きなどの配置上の自由度を向上することができる。

また、前記凹所１８に通路形成体２３が収容され、通路形成体２３のガス通路にフィルタ２４が介在されるので、防護区画Ｍ内への着火剤１０の燃焼によって生じた残渣などの異物の侵入を防止することができる。

また、通路形成体２３にフィルタ２４を透過した消火ガスの流量を制限するオリフィス２６が設けられるので、急激な防護区画Ｍ内へのガスの侵入を防止し、消火ガスの急激な噴射によって、防護区画Ｍ内に配置される物体のガス圧力による損傷を防止することができる。

また、通路形成体２３と着火剤収容体１３との間に分散部材２７が介在されるので、急激な消火ガスの発生によるフィルタ２４の損傷を防止することができる。

また、通路形成体２３のオリフィス２６とノズル孔１６との間に減圧空間２９が設けられるので、着火剤収容体１３から燃焼によって発生した高温の消火ガスが冷却され、防護区画Ｍ内へ噴射される消火ガスの温度を低下させ、防護区画Ｍ内に配置される物体の熱による損傷を防止することができる。

１；１ａ，１ｂ 消火ガス発生装置
２ 車両消火システム
３ 衝撃検出装置
４ エアバッグ装置
５ 制御装置
６〜９ ケーブル
１０ 着火剤
１１ 放出孔
１２ 着火剤収容容器
１３ 着火剤収容体
１４ 点火部
１５ 着火手段
１６ ノズル孔
１７ ケーシング
１８ 凹所
１９ ケーシング本体
２０ ノズル部
２３ 通路形成体
２４ フィルタ
２５ ケース
２６ オリフィス
２７ 分散部材
２９ａ 第１室
２９ｂ 第２室
２９ 減圧空間
Ｍ 防護区画

Claims (5)

1. 燃焼によって消火ガスを発生する着火剤が収容され、前記着火剤の燃焼によって生じた消火ガスを放出するための放出孔を有する着火剤収容体と、
   通電によって放電または発熱する点火部を有し、前記点火部の放電または発熱によって前記着火剤収容体内の前記着火剤に着火する着火手段と、
   前記点火部に通電させるための通電手段と、
   前記着火剤収容体および前記着火手段が装着され、前記放出孔を外部に連通させて前記放出孔から放出された消火ガスを外部へ噴射するためのノズル孔を有するケーシングと、を備え、
   前記ケーシングは、前記着火剤収容体から発生した消火ガスをノズル孔に導くガス通路を形成する通路形成体を有し、
   前記通路形成体と前記着火剤収容体との間には、燃焼によって膨張する消火ガスを分散させて流速を低減する金属製の多孔性材料から成る分散部材が介在されることを特徴とする消火ガス発生装置。
2. 前記ケーシングは、
   前記着火剤収容体および前記着火手段が収容される凹所を有するケーシング本体と、
   前記ケーシング本体に一体に設けられ、前記ノズル孔が形成されるノズル部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の消火ガス発生装置。
3. 前記通路形成体の前記ガス通路には、ガス透過率の高い多孔性材料から成るフィルタが介在されることを特徴とする請求項１または２に記載の消火ガス発生装置。
4. 前記通路形成体には、前記フィルタを透過した消火ガスの流量を制限するオリフィスが設けられることを特徴とする請求項３に記載の消火ガス発生装置。
5. 前記通路形成体の前記オリフィスと前記ノズル孔との間には、前記オリフィスから放出される消火ガスを減圧させる減圧空間が設けられることを特徴とする請求項４に記載の消火ガス発生装置。

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