JPH07237907A

JPH07237907A - 不燃性ガス製造方法及び不燃性ガス製造組成物並びに不燃性ガス製造装置及び消火装置

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Publication number: JPH07237907A
Application number: JP4976894A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Asada; 芳浅田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】公害性の少ない不燃性ガスを連続的に製造す
る方法と、これを利用した安価消火設備を提供する。【構成】空気を連続的に供給し、物質の酸化反応を利
用して該空気中の酸素濃度を１５％以下に低下させるこ
とにより、不燃性ガスを連続的に製造した。また、空気
中の酸素濃度を低下させることのできる組成物として、
金属と、金属硫酸塩と、多孔質物質と、水とを混合した
不燃性ガス製造組成物を得た。酸素濃度を１５％以下し
た空気を不燃性ガスとして火災部に放出して消火する消
火設備と、該製造装置を介して室内の空気を循環させる
ことにより火災場所の酸素濃度を低下させて消火する消
火設備を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は不燃性ガス製造方法及び
不燃性ガス製造組成物並びに不燃性ガス製造装置及び消
火設備に関し、更に詳しくは空気中の酸素濃度を１５％
以下に低下させた公害性の少ない不燃性ガスを連続的に
製造する不燃性ガス製造方法と、空気中の酸素濃度を化
学反応的に低下させる不燃性ガス製造組成物と、かかる
不燃性ガスを製造する不燃性ガス製造装置と、それを利
用した消火設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に火とは空気中で物体がある温度に
熱せられ、それが空気中の酸素と化合して熱と光を出し
ているものをいい、出火するためには燃えるための物体
があること、その物体がある温度以上に熱せられるこ
と、その物体の回りに空気（酸素）があることの３つの
条件をすべて満たしている必要がある。これらの条件の
いずれか１つでも欠けると物体は燃えることができず、
例えばある物体が燃えている場合に、その物体が燃え尽
きて燃えるものがなくなると火は消えてしまう。また、
密閉容器中である物体を燃やしたとき、その容器内の酸
素がなくなると火が消えてしまうことも周知である。こ
のように物体の回りの空気（酸素）がなくなるとその物
体は燃えることができなくなり火は消えるが、このとき
の酸素濃度は０％である必要はなく、一般に空気中の酸
素濃度が１８％以下になると物体は燃えなくなると言わ
れている。

【０００３】これを利用して、水、その他の消火剤を圧
力によって放出し、出火した対象物を冷却したりその対
象物から空気を遮断したりして火災が消火されている。
ところで、水による消火ができない場合は、不燃性ガス
を放出することにより火災部分の酸素濃度を低下させて
消火する方法が行われているが、そのための設備とし
て、例えば二酸化炭素消火設備がある。これは、不燃性
ガスとして二酸化炭素を使用し、二酸化炭素の比重が空
気より大きいことから窒息効果による消火をせんとする
ものであり、消火後の汚損もなく、電気的絶縁性にも優
れており、消火剤の貯蔵においても安全性が高い等の特
長を有している。その他、同タイプの消火設備として、
ハロゲン化物消火設備、粉末消火設備があるが、いずれ
も火災部分の酸素濃度を低下させるのが目的である。な
お、このような消火設備は大きく分けて（１）一定の防
護区画内の全域に二酸化炭素を放出する全域放出方式、
（２）防護対象物に直接二酸化炭素を放出する局所放出
方式、（３）ホース接続口のある二酸化炭素貯蔵容器を
各所に設け、そこからホースを伸ばして消火する移動式
の３タイプに分類され、消防法により設置等の基準が設
けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの消火
設備を用いた場合、炭酸ガス、フロンガス、ハロンガス
等が空気中に拡散されることとなり、これらのガスは公
害性が高く、現在問題となっているオゾン層の破壊や地
球の温暖化を招来するものであった。

【０００５】また、不燃性ガスによる消火設備の１例で
ある二酸化炭素消火設備においては、大量の二酸化炭素
を貯蔵しておく必要があるが、貯蔵する容量には限界が
あるので、使用に際して長時間に渡って放出できないと
いう問題があった。また、大量に使用するには二酸化炭
素が高価であるという問題があった。特に、消防法の基
準により全域放出方式としなければならない場合もあ
り、この場合は更に大量の二酸化炭素を要することにな
るので安価な不燃性ガスが望まれていた。その他、二酸
化炭素の貯蔵において、配管部分等は耐高圧にしなけれ
ばならず設備費も高価になるという問題もあった。ま
た、移動式の場合は固定式のものと比べて設備費は安く
つくとはいえ、二酸化炭素が高価である点は同様であ
り、またその毒性の拡散には更に充分に注意する必要が
あった。これは、不燃性ガスによる消火設備一般に言え
る問題点である。

【０００６】そこで、本発明者は火災部分の空気中の酸
素濃度を低下させることによって消火できることに着目
し、上記問題点を解決するために、酸素濃度を１５％以
下にした空気を不燃性ガスとして消火設備に利用し得る
ことを見いだし、かかる不燃性ガスを有効に製造すべく
鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る不燃性ガス
製造方法の要旨とするところは、空気を連続的に供給
し、物質の酸化反応を利用することにより該空気中の酸
素濃度を１５％以下にした不燃性ガスを連続的に製造す
ることにある。

【０００８】次に、本発明に係る不燃性ガス製造組成物
の要旨とするところは、金属と、金属硫酸塩と、多孔質
物質と、水とを混合して成ることにある。

【０００９】また、かかる不燃性ガス製造組成物におい
て、反応助剤を混合させることにある。

【００１０】更に、本発明に係る不燃性ガス製造装置の
要旨とするところは、前記不燃性ガス製造組成物を充填
した１又は複数本の筒状容器を接続して構成された不燃
性ガス製造部と、該不燃性ガス製造部に空気を通過させ
るためのポンプとを備えてなることにある。

【００１１】また、かかる不燃性ガス製造装置におい
て、前記不燃性ガス製造部の端部に不燃性ガス製造部を
密閉し得る弁を設け、空気吹出し口側にフィルターを設
けたことにある。

【００１２】また、かかる不燃性ガス製造装置におい
て、前記不燃性ガス製造部の空気吹出し口側に酸素濃度
センサを配設し、充填した不燃性ガス製造組成物の取替
時期を知らせる報知手段を備えたことにある。

【００１３】また、かかる不燃性ガス製造装置におい
て、製造した不燃性ガスを一定圧力で封入し得るタンク
を備えたことにある。

【００１４】また、かかる不燃性ガス製造装置におい
て、前記タンク内に圧力センサを配設し、タンク内のガ
スが減少して圧力が下がると前記ポンプを作動させてガ
スを補給する制御手段を備えたことにある。

【００１５】次に、本発明の消火設備の要旨とするとこ
ろは、前記不燃性ガス製造装置と、該装置により製造さ
れる酸素濃度を１５％以下にした空気を不燃性ガスとし
て火災対象物に放出する放出ノズルを備え、該放出ノズ
ルから該不燃性ガスを放出することにより火災部分の酸
素濃度を低下させて消火することにある。

【００１６】また、本発明の消火設備の他の要旨とする
ところは、前記不燃性ガス製造装置を備えるとともに、
該装置の吹出し口及び吸引口を室内に備え、火災時に該
不燃性ガス製造装置を介して室内の空気を循環させるこ
とにより火災場所の酸素濃度を低下させて消火すること
にある。

【００１７】

【作用】本発明に係る不燃性ガス製造方法は、空気を連
続的に供給し、物質の酸化反応によって該空気中の酸素
濃度を１５％以下に低下させるものであり、物質が酸化
される際に空気中の酸素を消費することを利用して空気
中の酸素濃度の低下を実現したものである。空気中の酸
素濃度を１５％以下とすることにより空気を不燃性ガス
に変えているため、かかる不燃性ガス製造方法は公害性
の少ない不燃性ガスを安価に製造することができる。ま
た、空気を連続的に供給することにより、かかる不燃性
ガスを連続的に製造できる。

【００１８】次に、本発明に係る不燃性ガス製造組成物
は、金属と、金属硫酸塩と、多孔質物質と、水とを混合
して作製されており、必要に応じて反応助剤が混合さ
れ、金属の酸化反応が起こり易いように構成されてい
る。かかる不燃性ガス製造組成物の構成成分において、
金属硫酸塩及び反応助剤の組合せにより金属の酸化反応
が促進又は抑制されるので、その種類や添加量を調整す
ることによって酸化反応速度をコントロールすることが
できる。酸化反応速度をコントロールすることにより、
例えば、速度を早くすることにより、より早く空気中の
酸素濃度を１５％以下に低下させることができる。ま
た、速度を遅くすることにより金属の酸化反応に伴って
起こる発熱を小さくし、かかる不燃性ガス製造組成物の
温度上昇をコントロールすることができる。

【００１９】また、多孔質物質を混合することにより、
添加する水や反応過程で生成する水（水蒸気）による該
不燃性ガス製造組成物のベタツキを防ぐことができる。
すなわち、かかる多孔質物質は水分を吸着することがで
きるので成分内の保水剤として作用し、水等を添加する
際に多孔質物質に吸着させて添加することや、反応時に
発生する水蒸気を吸着することができ、その結果、かか
る不燃性ガス製造組成物のベタツキを防止することがで
きるのである。また、多孔質物質は酸化反応に伴って発
生する臭気、有害ガス（水素ガス等）を吸着することが
できるので、本発明の不燃性ガス製造組成物によって製
造した不燃性ガスの安全性を高めることができる。更
に、かかる多孔質物質は空気中の酸素も吸着するので金
属周辺の酸素濃度を高め、酸化反応を促進するという役
割も果たす。

【００２０】また、水を混合しておくことにより、かか
る不燃性ガス製造組成物を、空気（酸素）と接触すると
酸化反応が開始するようにできる。なお、酸化反応が開
始されると反応によって水が生じるので、多量の水は必
要としない。

【００２１】本発明に係る不燃性ガス製造装置は、前記
不燃性ガス製造組成物を充填した１又は複数本の筒状容
器を接続して構成された不燃性ガス製造部と、該不燃性
ガス製造部に空気を引き込むためのポンプとからなり、
ポンプで吸引することにより不燃性ガス製造部に空気を
取り込み、該不燃性ガス製造部を空気が通過することに
より不燃性ガスを得ることができる。また、前記不燃性
ガス製造部を、前記不燃性ガス製造組成物を充填した１
又は複数本の筒状容器を接続して構成することにより、
空気吸引口から空気吹出し口までの距離を調整して空気
が不燃性ガス製造部を通過する時間を調整することがで
きる。すなわち、不燃性ガス製造組成物の酸素濃度低下
速度が比較的遅い場合は、接続する容器の数を多くして
空気が不燃性ガス製造組成物に接している時間を長くす
るようにできるのである。そのため、本発明の装置は、
空気が不燃性ガス製造部を通過中にその酸素濃度を１５
％以下まで低下させることができ、連続的に新しい空気
を取り込んで継続して不燃性ガスを製造することができ
る。また、不燃性ガス製造部を複数本の筒状容器を接続
して構成することにより、一部の不燃性ガス製造組成物
のみを取り替えることもできる。

【００２２】また、かかる不燃性ガス製造装置におい
て、不燃性ガス製造部の端部に不燃性ガス製造部を密閉
し得る弁を設けることにより、不使用時には不燃性ガス
製造部を密閉することができ、不燃性ガス製造組成物が
保存中に劣化することを防ぐことができる。また、不燃
性ガス製造部の空気吹出し口側にフィルターを設けるこ
とにより、ポンプで吸引した際に空気とともに充填した
不燃性ガス製造組成物がポンプに吸い込まれるのを防ぐ
ことができる。

【００２３】また、かかる不燃性ガス製造装置におい
て、前記不燃性ガス製造部の空気吹出し口側に酸素濃度
センサを配設し、充填した不燃性ガス製造組成物の取替
時期を知らせるので、劣化により酸素濃度を１５％以下
にすることができなくなった不燃性ガス製造組成物を取
替えて常に酸素濃度が１５％以下の不燃性ガスを得るこ
とができる。

【００２４】また、かかる不燃性ガス製造装置に製造し
た不燃性ガスを一定圧力で圧入できるタンクを備えるこ
とにより、得られた不燃性ガスをタンク内に貯蔵するこ
とができる。このようにタンク内に不燃性ガスを一定圧
力で溜めておくことにより必要時に直ちに利用できる。

【００２５】更に、かかる不燃性ガス製造装置は、前記
タンクに圧力センサを有し、タンク内のガスが減少して
圧力が下がると前記ポンプが作動してガスを補給するよ
うにも構成できる。それにより、常にタンク内に一定量
のガスがありタンク内のガスを使いきるまえに新しくガ
スを補給することができ、必要時にガスが足りなくなる
ことはほとんどなく連続して大量の不燃性ガスを使用す
ることができる。

【００２６】次に、本発明に係る消火設備は、前記不燃
性ガス製造装置により酸素濃度を１５％以下にした空気
を製造し、該空気を不燃性ガスとして該ノズルから火災
対象物に放出して消火するものであり、空気の酸素濃度
を低下させることにより窒素、二酸化炭素の占める割合
が大きくなるので、かかる不燃性ガスは普通の空気より
比重が大きく、該不燃性ガスを火災部に放出すると火災
部の回りに沈降して該不燃性ガスが火災部を覆うことに
なり消火できる。また、不燃性ガスとして酸素濃度を１
５％以下にした空気を用いているので、従来の不燃性ガ
スによる消火設備のように有害なガスが空気中に拡散さ
れることがない。また、原料は空気であるので大量に使
用しても無料である。更に、上記装置により連続して不
燃性ガスを製造できるので、長時間の使用も可能であ
る。

【００２７】また、かかる消火設備を、前記不燃性ガス
製造装置の吹出し口及び吸引口を室内に配設し、火災時
に該不燃性ガス製造装置を介して室内の空気を循環させ
ることにより火災場所の酸素濃度を低下させて消火する
ように構成することによって、不燃性ガスを貯蔵してお
く必要がなくなり、従来のように配管部分等を耐高圧に
する必要がないので設備費も安くできる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る不燃性ガス製造方法及び
不燃性ガス製造組成物並びに不燃性ガス製造装置及び消
火設備の実施例を説明する。

【００２９】本発明の不燃性ガス製造組成物は、窒素ガ
ス等の不活性ガス気流中で金属と、金属硫酸塩と、多孔
質物質と、水とを混合して得られる。また、必要に応じ
て反応助剤を混合してもよい。なお、水を混合する際
は、予め水と多孔質物質を混合して水を多孔質物質に吸
着させてから他成分と混合するのが好ましい。

【００３０】ここで各構成成分について更に詳しく説明
すると、金属としては空気中の酸素と反応して酸化され
るものであればあらゆる種類の金属を用いることがで
き、例えば鉄、亜鉛、アルミニウム、銅等を挙げること
ができる。また、かかる金属の形態は特に限定されるも
のではなく、粉粒体であっても、金属箔、フィラメント
状のものであってもよいが、他成分との混合性や反応
性、容器への充填性等を考慮すると粉粒体の金属を用い
るのが好ましい。特には、価格、反応性等よりかかる金
属として鉄粉が好ましく用いられる。

【００３１】また、金属硫酸塩としては例えば、硫酸第
二鉄、硫酸マグネシウム、亜ジチオン酸ナトリウム（ハ
イドロサルファイト）、硫酸ナトリウム等を用いること
ができ、単独あるいは２種以上混合して用いられる。

【００３２】反応助剤としては、塩化ナトリウム、塩化
カリウム、塩化カルシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、
臭化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一銅、臭化第二銅など
の金属ハロゲン化物や、水酸化カルシウム、水酸化ナト
リウムなどのアルカリ剤を用いることができる。これら
は必要に応じて単独あるいは２種以上混合して用いられ
る。

【００３３】多孔質物質は、表面にミクロポアーと呼ば
れる細孔を多数有し、かかる細孔に臭気、有害ガス等の
微粒子や水分を物理的に吸着し、主に組成物中の保水剤
として働くものである。かかる多孔質物質としては、例
えば、活性炭、カーボン繊維、多孔質セラミック、植物
繊維質又はそれを炭化処理したもの等を用いることがで
きる。

【００３４】また、水は金属の酸化反応が開始するため
に必要であり、水は予め多孔質物質に吸着させて添加し
ているが、酸化反応が起こると反応により水が生じるの
で、多量の水を添加する必要はない。水を添加する際
に、多孔質物質と混合して該多孔質物質中に水を吸着さ
せて添加するのは、得られる不燃性ガス製造組成物のベ
タツキを防止するためである。また、かかる不燃性ガス
製造組成物の使用形態によっては、水を添加しなくても
良い場合がある。空気中の水蒸気量が多い場合は、本発
明の不燃性ガス製造組成物中をその空気が通過すると、
空気中の水蒸気が前記多孔質物質に吸着して水を添加し
た場合と同様の状態になるからである。

【００３５】また、金属が酸化される反応速度を遅くす
るために、必要に応じて水と併用して又は水に代えてア
ルコール類化合物を添加してもよい。酸化反応速度を遅
くすると酸素濃度低下速度が遅くなることになるが、反
応時の発熱が抑えられるので不燃性ガス製造組成物の温
度上昇を抑えることができ、これらのかねあいより、適
宜アルコール類化合物を添加して適当な酸化反応速度に
するのである。なお、不燃性ガス製造組成物の温度上昇
は物理的に、例えば冷却水等によって不燃性ガス製造組
成物の回りを冷却することによって抑えることができる
ので、特には反応速度を遅くすることにより不燃性ガス
製造組成物の温度上昇を抑える必要はない。

【００３６】かかるアルコール類化合物は、遊離のアル
コール性水酸基を有するものであって、アルコール類及
びその誘導体を含むものである。通常アルコール類化合
物は水酸基及びその残基の数、脂肪族と芳香族の別、飽
和と不飽和の別などによって分類される。かかるアルコ
ール類化合物を用いた場合、１価のアルコールよりも多
価のアルコールの方が揮発性が低く金属の酸化反応速度
を遅くさせる。また、芳香族アルコールよりも脂肪族ア
ルコールの方が、不飽和アルコールよりも飽和アルコー
ルの方が揮発性が低く金属の酸化反応速度を遅くさせ
る。かかる反応速度、揮発性等を考慮して、次に挙げる
ようなアルコール類化合物を適宜用いれば良い。

【００３７】本発明に用いられるアルコール類化合物を
具体的に例示すると、例えば、メチルアルコール、エチ
ルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコー
ル、アミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチル
アルコール、シクロヘキサノール等の１価の脂肪族飽和
アルコール類、アリルアルコール等の１価の脂肪族不飽
和アルコール類、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、メチルセロソルブ、ブチ
ルセロソルブ等の２価の脂肪族飽和アルコール類、グリ
セリン等の３価以上の脂肪族飽和アルコール類、ベンジ
ルアルコール等の芳香族アルコール類、モノエタノール
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等
のアルコール類の各種誘導体などを挙げることができ
る。これらのアルコール類化合物は単独でも２種以上併
用しても良い。

【００３８】なお、上記構成成分を混合する際は、空気
中で行うと混合中に酸化反応が進行してしまうので、窒
素ガス等の化学的に不活性なガス気流中で、あるいは密
閉されて外気の流通のない容器内で混合するのが好まし
い。

【００３９】こうして得られた不燃性ガス製造組成物は
空気中の酸素と反応し、化学反応によって水蒸気のみの
発生で空気中に存在する酸素割合のみを低下させること
ができる。すなわち、かかる不燃性ガス製造組成物と空
気とを一定時間以上接触させることにより空気中の酸素
濃度を低下させることができる。

【００４０】酸素濃度が低下した空気中では物質は燃え
ることができないので、前述のようにして酸素濃度を低
下させた空気は不燃性ガスとなり、しかもこの不燃性ガ
スは空気より比重が大きいので、火災部に放出すること
により消火することができる。このときの酸素濃度は１
５％以下とするのが好ましく、更には１０％以下とする
ことがより好ましい。密閉容器中で紙等を燃やして実験
してみたところ、通常の空気中（酸素濃度は約２０％）
ではいきおいよく燃えたが、酸素濃度を１８％まで低下
させた空気中では火力が弱まり、更に、酸素濃度を１５
％にした空気中では火は直ぐに消え、酸素濃度が１０％
の空気中では全く燃えなかった。

【００４１】本発明の不燃性ガス製造組成物は、空気を
一定時間以上接触させることにより空気中の酸素の割合
を１５％以下とすることができるものであり、公害性の
少ない自然のままの不燃性ガスを製造することができ
る。かかる不燃性ガス製造組成物の酸素濃度低下速度が
早すぎると酸化に伴う発熱によって不燃性ガス製造組成
物の温度が上昇することになるが、外側から冷却する等
の工夫により温度上昇を抑えることができる。なお、ア
ルコール類化合物の種類、添加量を変えることにより、
あるいは金属硫酸塩、反応助剤の量及び組合せを変える
ことにより反応速度を調節することができ、発熱による
温度上昇をコントロールすることもできるが、酸素濃度
低下速度が遅くなりすぎないように注意すべきである。

【００４２】かかる不燃性ガス製造組成物を保管するに
は、空気遮断性を有するチューブや樹脂フィルム（例え
ば、ポリエチレンフィルムとナイロンフィルムをラミネ
ートしたフィルム、又はポリエチレンフィルムとアルミ
箔をラミネートした２層フィルム等）などに入れて保管
すると、効果は長時間にわたって期待できる。

【００４３】次に、本発明に係る不燃性ガス製造装置に
ついて説明する。図１は、本発明に係る不燃性ガス製造
装置の１例を示したものであり、不燃性ガス製造装置１
０は不燃性ガス製造組成物を充填した不燃性ガス製造部
１２と、モーター１４によって可動するポンプ１６と、
タンク１８とを接続して構成されている。

【００４４】各構成部をより詳しく説明すると、タンク
１８には圧力センサ２０を設置し、タンク１８内の圧力
が減少すると圧力センサ２０よりモーター１４へ信号が
発せられモーター１４が作動するよう構成する。更に、
タンク１８内には一定圧力で不燃性ガスが圧入されるた
め、その両側にバルブ２２を設け、装置１０をガス圧の
負荷から保護するように構成する。また、タンク１８か
ら各使用場所へ配管を伸ばし、各使用場所ごとにバルブ
２４を設け、バルブ２４を開けると連動してバルブ２２
が開き、同時にモーター１４が作動するように構成して
もよい。

【００４５】また、不燃性ガス製造部１２は複数本の筒
状容器を接続し、各容器には本発明の不燃性ガス製造組
成物を充填してあり、ポンプ１６を可動させて空気を吸
引し、空気吸引口２６から空気吹出し口２８へ不燃性ガ
ス製造組成物の中を空気が通過するように構成されてい
る。なお、空気吸引口２６にはバルブ３０を設け、装置
１０を使用しないときはバルブ３０を閉めて不燃性ガス
製造部１２を密閉できるように構成する。尚、バルブ３
０はモーター１４の作動により開閉し得るように構成し
てもよい。

【００４６】また、空気吹出し口２８側には、図２に示
すように容器にフィルタ３２を付けてポンプ１６を可動
させて空気を吸引したときに充填した不燃性ガス製造組
成物が空気とともにポンプに吸い込まれるのを防ぐよう
に構成する。不燃性ガス製造組成物が細かい粒子である
ため、このように吹出し口２８にフィルタ３２をつけ、
吹出し口２８から不燃性ガス製造組成物が飛び出してポ
ンプ１６に吸い込まれてポンプ１６が故障するのを防ぐ
のである。また、各容器ごとにフィルタを設けて容器間
の接続部が詰まるのを防ぐようにしてもよい。

【００４７】更に、空気吹出し口２８とタンク１８との
間に酸素濃度センサ３４を設置し、不燃性ガス製造組成
物の劣化等により不燃性ガス製造部１２を通過してきた
空気の酸素濃度が１５％以下になっていないときには報
知手段であるランプが点滅したり、ブザーを発したりす
るよう構成してもよい。また、予備の不燃性ガス製造部
１２を設けておき、空気の酸素濃度が１５％以下になっ
ていないときには、その予備の不燃性ガス製造部１２に
自動的に切り替わるように構成することも可能である。

【００４８】ここで、不燃性ガス製造部１２を構成する
筒状容器の本数は、不燃性ガス製造組成物の酸素濃度低
下速度を考慮して、空気流量との関係で空気が空気吸引
口２６から空気吹出し口２８に達するまでに空気中の酸
素濃度が１５％以下となるように調整する。なお、不燃
性ガス製造部１２の回りに、例えば冷却水を流せるよう
に構成すると、この部分の温度上昇を抑えることができ
る。

【００４９】このように構成された不燃性ガス製造部１
２を通過してきた空気の酸素濃度は１５％以下となって
おり、空気を本発明の不燃性ガス製造装置１０に送り込
み、不燃性ガス製造部１２を通過させることにより不燃
性ガスを得ることができる。得られた不燃性ガスはタン
ク１８内に溜められるので必要時に直ちに使用でき、本
発明の不燃性ガス製造装置１０によって連続的に不燃性
ガスを生成できるので継続的にかつ長時間にわたって消
火活動に使用することが可能である。

【００５０】また、本発明に係る不燃性ガス製造装置の
他の実施例として、図３に示すように空気吸引口２６側
の容器を大きくし以下順に容器を小さくしたような筒状
容器の大きさが異なる不燃性ガス製造部２７を構成して
もよい。例えば、容器の断面積を４倍にしたとすれば、
空気吹出し口２８の空気流量が一定である場合、流速は
１／４になり通過に４倍の時間がかかる。酸素濃度は、
空気吸引口２６側の方が空気吹出し口２８側よりも高い
ので、このように構成することによって効率良く酸素濃
度を低下させることができる。

【００５１】また、かかる不燃性ガス製造装置の更に他
の実施例として、図４に示すように不燃性ガス製造部１
２と燃焼容器３６を接続し、燃焼容器３６内で物質を燃
やして酸素濃度を低下させた空気を不燃性ガス製造部１
２へ送り込むように構成してもよい。ここで不燃性ガス
製造部１２へ送り込まれる空気は、酸素濃度が低下して
おり、また物質を燃やしたときに発生する水蒸気を多く
含んでいる。そのため、このように構成することにより
不燃性ガス製造組成物の劣化を遅くすることが可能であ
り、また、不燃性ガス製造組成物に予め水を添加してお
かなくても空気中の水蒸気が充分に利用できる。

【００５２】また、かかる不燃性ガス製造装置の更に他
の実施例として、不燃性ガス製造部１２を構成する不燃
性ガス製造組成物を充填した容器自体をガス保存容器と
して利用することもできるので、図５に示すようなタン
クを備えない不燃性ガス製造装置１３を構成してもい。
この場合は、バルブ２４を開けることにより、モーター
１４が作動しバルブ３０が開くように構成するのが好ま
しい。

【００５３】その他、かかる不燃性ガス製造装置におい
てポンプの位置を空気吹出し口側ではなく、空気吸引口
側に設置して空気を送り込むように構成してもよい。或
いは、かかる不燃性ガス製造装置においてタンクに２本
以上の接続管を配し、各接続管にポンプと不燃性ガス製
造部を接続し、タンクとの接続部を切り換えることによ
って、２以上の不燃性ガス製造部を同時に可動させた
り、１の不燃性ガス製造部のみを可動させたり任意に選
択できるように構成し、、ガスの使用量が多いときには
同時に可動させて大量の不燃性ガスを供給できるように
してもよい。また、通常は１の不燃性ガス製造部のみを
可動させて使用し、他の部分は予備として密封状態で保
存して使用中の不燃性ガス製造組成物が劣化したときに
予備の不燃性ガス製造部に切り換えて使用できるように
してもよい。

【００５４】次に、本発明の不燃性ガス製造装置を利用
した消火設備について説明すると、例えば図１に示すよ
うな不燃性ガス製造装置を設置し、火災時にバルブ２４
を開けて、本発明で製造した不燃性ガス（酸素濃度が１
５％以下の空気）を放出ノズルから火災部に直接放出し
て消火できる設備とすることができる。バルブ２４は、
バルブ２２と連動するように構成されているので、バル
ブ２４を開けることにより、バルブ２２が開いてタンク
１８内に貯蔵された不燃性ガスが放出できるのである。
更に、不燃性ガスを放出してタンク１８内の不燃性ガス
が減少すると圧力センサ２０により、モーター１４が作
動しバルブ３０が開いて不燃性ガスが製造され、新たな
不燃性ガスが供給されるため、長時間の放出が可能であ
る。

【００５５】また、他の利用法としては、図６に示すよ
うに室内３８に不燃性ガス製造装置３９の空気吸引口２
６及び空気吹出し口２８を配設し、該室内又は室外に該
不燃性ガス製造装置３９のモーター１４の可動操作やバ
ルブ２４、３０の開閉操作を行うスイッチを備えた消火
設備として利用することもできる。かかる消火設備は火
災の発生した室内をほぼ密閉した状態で使用し、火災時
にスイッチを入れるとモーター１４によりポンプ１６が
可動するとともにバルブ２４、３０が開いて、室内３８
の空気が空気吸引口２６から吸い込まれ、不燃性ガス製
造装置３９を通過して空気吹出し口２８から室内３８に
吹き出し、再度空気吸引口２６から吸い込まれるという
ことを繰り返し、ほぼ密閉された室内３８の空気を不燃
性ガス製造装置３９を介して矢印４０のように循環させ
るものである。このようにして密閉された室内３８の空
気を不燃性ガス製造装置３９を介して循環させると、室
内３８の空気の酸素濃度は徐々に低下して消火できる。
なお、スイッチにより防火シャッター等が閉まり小スペ
ースで密閉できるようにしておくと消火に要する時間を
短くすることができる。

【００５６】また、スイッチによらず煙や熱等を感知す
る火災感知器等により自動的に作動するように構成して
もよい。この場合は、誤作動した場合等にその室内に人
が要ると危険であるので、常時人のいない場所で利用す
る、警報装置を備える等の対策をとるようにするのが好
ましい。また、かかる消火設備は、図６に示すように不
燃性ガス製造装置を屋外に設置してもよく、室内に壁等
に沿わせた形態で設置してもよく、又建物の一部として
壁等に組込んだ形態にしてもよい。

【００５７】なお、この消火設備においては、前述のよ
うに直ちに不燃性ガスが放出される必要がなく、徐々に
室内の酸素濃度が低下されればよいので、不燃性ガスを
貯蔵しておくタンクは必要としない。また、この設備に
用いる不燃性ガス製造組成物はできるだけ短時間で酸素
濃度を低下させるものであることが好ましい。また、火
災時には、物体が燃えることにより空気中に多量の水蒸
気が発生するので、この消火設備においては水蒸気を多
く含んだ空気が不燃性ガス製造組成物中を循環すること
になり、空気中の水蒸気を充分に利用できるので、この
ようにして利用する場合は不燃性ガス製造組成物に水を
添加しておかなくてもよい。

【００５８】以上、本発明に係る不燃性ガス製造方法及
び不燃性ガス製造組成物並びに不燃性ガス製造装置及び
消火設備の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施
例のみに限定されるものではなく、本発明はその趣旨を
逸脱しない範囲内で当業者の知識に基づき、種々なる改
良、変更、修正を加えた態様で実施しうるものである。

【００５９】以下に実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例によって限定される
ものではない。

【００６０】実施例１窒素気流中で、金属粉として鉄粉１．０ｇ、金属硫酸塩
としてハイドロサルファイト１２．５ｇ、反応助剤とし
て水酸化カルシウム５０．０ｇを混合し、更に、水１．
２ｇとアルコール類化合物（エチレングリコール、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、アリルアルコール、
シクロヘキサノール）各１．０ｇを混合した５種類の水
／アルコール類化合物の混合液を活性炭３．５ｇに吸着
させたものを加えて混合し、５種類の不燃性ガス製造組
成物を作製した。

【００６１】得られた各不燃性ガス製造組成物を１リッ
トルのガラスビンに入れ、水銀マノメーターと接続した
ゴム栓にて密封し、ガラスビン内の減圧状態を経時的に
測定して５０％酸素を除去する時間を求めた。その結果
を組成物の成分とともに表１に示した。

【００６２】

【表１】

【００６３】実施例２アルコール類化合物を添加せずに、水の添加量を１．２
ｇ、０．６ｇ、０．０ｇとし、以下実施例１と同様にし
て３種類の不燃性ガス製造組成物を作製した。得られた
各不燃性ガス製造組成物について、実施例１と同様にし
て５０％酸素を除去する時間を求め、その結果を組成物
の成分とともに表２に示した。

【００６４】

【表２】

【００６５】表１及び表２より、アルコール類化合物を
添加することにより酸素低下速度が非常に遅くなり、そ
の程度はアルコール類化合物の種類によって異なること
ががわかる。また、酸化反応が開始するためには水の存
在が必要であることがわかる。

【００６６】実施例３窒素気流中で、金属粉として鉄粉３０．０ｇ、金属硫酸
塩としてハイドロサルファイト１．０ｇ、反応助剤とし
て塩化ナトリウム１．５ｇを用いて混合し、更に、水２
５．０ｇを活性炭３．５ｇに吸着させたものを加えて混
合し、不燃性ガス製造組成物を作製した。得られた不燃
性ガス製造組成物について、実施例１と同様にして５０
％酸素を除去する時間を求め、その結果を組成物の成分
とともに表３に示した。

【００６７】

【表３】

【００６８】実施例４金属硫酸塩であるハイドロサルファイトの添加量を２．
０ｇとした以外は実施例３と同様にして不燃性ガス製造
組成物を作製し、得られた不燃性ガス製造組成物につい
て、実施例１と同様にして５０％酸素を除去する時間を
求め、その結果を組成物の成分とともに表３に示した。

【００６９】実施例５反応助剤として塩化ナトリウム１．５ｇ及び水酸化カル
シウム５０．０ｇを用いた以外は実施例３と同様にして
不燃性ガス製造組成物を作製し、得られた不燃性ガス製
造組成物について、実施例１と同様にして５０％酸素を
除去する時間を求め、その結果を組成物の成分とともに
表３に示した。

【００７０】実施例６水の添加量を１．２ｇとし、金属硫酸塩であるハイドロ
サルファイトの添加量を各１２．５ｇ、６．３ｇ、３．
０ｇとし、反応助剤として塩化ナトリウムは添加せずに
水酸化カルシウムを５０．０ｇ添加した以外は実施例５
と同様にして３種類の不燃性ガス製造組成物を作製し
た。得られた各不燃性ガス製造組成物について、実施例
１と同様にして５０％酸素を除去する時間を求め、その
結果を組成物の成分とともに表４に示した。

【００７１】

【表４】

【００７２】表２、表３、表４より、金属硫酸塩である
ハイドロサルファイトの添加量を減らすと酸素低下速度
が遅くなることがわかる。また、反応助剤として水酸化
カルシウムを添加することによって酸素低下速度が早く
なるが、ハイドロサルファイトの量が一定量以下の場
合、水酸化カルシウムを添加しても５０％酸素を除去す
るのに長時間要することがわかる。更に、酸素低下速度
は金属硫酸塩や反応助剤の量に依存し水の量とは無関係
であることがわかる。すなわち、鉄粉に対して添加する
金属硫酸塩、反応助剤の種類及び添加量を変更すること
によって、酸素低下速度を調整することができることが
わかる。また、酸化反応が開始するためには水の存在が
必要であるが、水の添加量は酸素低下速度には無関係で
あることがわかる。

【００７３】

【発明の効果】本発明の不燃性ガス製造方法は、空気を
連続的に供給し、物質の酸化反応によって該空気中の酸
素濃度を１５％以下に低下させるものであり、空気中の
酸素濃度を１５％以下に低下させて空気を不燃性ガスに
変えた公害性の少ない自然のままの不燃性ガスを連続的
に製造することができる。また、空気を不燃性ガスに変
えているので比較的安価に不燃性ガスを製造することが
できる。更に、酸素濃度を低下させることにより窒素、
二酸化炭素の占める割合が大きくなるので、この不燃性
ガスは普通の空気よりも比重が大きく、火災部分に放出
すると火災部を覆うように沈降するので、該不燃性ガス
は消火に利用することができる。

【００７４】また、本発明に係る不燃性ガス製造組成物
は、金属と、金属硫酸塩と、多孔質物質と、水とから構
成され、適宜反応助剤を加えたものであり、その組成に
よって酸化反応速度をコントロールすることができる。
すなわち、例えば金属硫酸塩の添加量を減少することに
よって酸化反応速度が遅くなるが、金属硫酸塩の添加量
を増加したり数種を組合せたり反応助剤を併用したりす
ることによって酸化反応速度を早くすることができる。
また、アルコール類化合物の添加によっても反応速度は
遅くなり、これらの組合せによって酸化反応速度、すな
わち酸素濃度低下速度をコントロールすることができ
る。なお、酸化反応速度を遅くすると反応時の発熱を抑
えることができるので、酸化反応速度をコントロールす
ることによりかかる不燃性ガス製造組成物の温度上昇を
コントロールすることも可能である。

【００７５】更に、かかる不燃性ガス製造組成物は多孔
質物質を１成分とし、かかる多孔質物質は水分を吸着す
ることができるので成分内の保水剤として作用し、水等
を添加する際に多孔質物質に吸着させて添加することが
できる。また、反応時に発生する水蒸気を吸着すること
もでき、かかる不燃性ガス製造組成物のベタツキを防ぐ
ことができる。また、酸化反応に伴って発生する臭気、
有害ガス（水素ガス等）を吸着させることもできる。

【００７６】次に、本発明に係る不燃性ガス製造装置
は、不燃性ガス製造組成物を有効に利用して連続的に不
燃性ガスを製造できるものであり、圧力センサや酸素濃
度センサによって安定した不燃性ガスの供給ができる。
また、バルブを設けて不燃性ガス製造部を密閉系にし得
るように構成することにより、不使用時の不燃性ガス製
造組成物の劣化を防ぐことができる。

【００７７】具体的には、不燃性ガス製造部が不燃性ガ
ス製造組成物を充填した１又は複数本の筒状容器を接続
しているので、かかる部分を空気を通過する時間を任意
に設定することができる。そのため、連続的に新しい空
気を送り、継続して不燃性ガスを得ることができる。ま
た、容器を複数本に分けることにより、不燃性ガス製造
組成物を交換する際は一部だけを交換することもでき経
済的である。また、不燃性ガス製造部の空気吸引口に不
燃性ガス製造部を密閉するための弁を有するので、装置
不使用時には不燃性ガス製造組成物を劣化することなく
長期保存することができる。

【００７８】また、得られた不燃性ガスを保存するため
のタンクを備え、更に、装置内に空気を吸引するための
ポンプがタンクに設置した圧力センサによって可動する
ように構成することにより、常にタンク内のガス圧力を
一定にしておくことができ、常に一定量の不燃性ガスを
タンク内に保存しておけるので、必要時に直ちに使用す
ることができる。

【００７９】更に、かかる不燃性ガス製造装置を利用し
て消火設備とすることができ、かかる消火設備は不燃性
ガスとして酸素濃度を１５％以下にした空気を用いるも
のであり、環境汚染の原因となる炭酸ガス、フロンガ
ス、ハロンガス等の拡散がなく安全性に優れ、かつ安価
な設備費で設置でき、更に長時間に渡って不燃性ガスを
大量に使用することが可能である。また、消火に使用す
る不燃性ガスは、原料が空気であるので大量に使用して
も非常に安価である。また、全域放出方式の消火設備と
して循環形式に構成することにより、不燃性ガスを貯蔵
する必要がなくなり、更に安価な消火設備を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る不燃性ガス製造装置を示す概略図
である。

【図２】本発明に係る不燃性ガス製造装置の空気吹出し
部を示す要部概略断面説明図である。

【図３】本発明に係る他の不燃性ガス製造装置の不燃性
ガス製造部を示す概略図である。

【図４】本発明に係る更に他の不燃性ガス製造装置の一
部を示す概略図である。

【図５】本発明に係る更に他の不燃性ガス製造装置を示
す概略図である。

【図６】本発明に係る消火設備の１例を示す概略説明図
である。

【符号の説明】

１０，１３，３９；不燃性ガス製造装置１２，２７；不燃性ガス製造部１４；モーター１６；ポンプ１８；タンク２０；圧力センサ２２，２４，３０；バルブ２６；空気吸引口２８；空気吹出し口３２；フィルタ３４；酸素濃度センサ３６；燃焼容器４０；空気流路を示す矢印

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気を連続的に供給し、物質の酸化反応
を利用することにより該空気中の酸素濃度を１５％以下
にした不燃性ガスを連続的に製造することを特徴とする
不燃性ガス製造方法。
【請求項２】金属と、金属硫酸塩と、多孔質物質と、
水とを混合して成ることを特徴とする不燃性ガス製造組
成物。
【請求項３】反応助剤を混合させることを特徴とする
請求項２に記載する不燃性ガス製造組成物。
【請求項４】前記請求項２又は請求項３に記載する不
燃性ガス製造組成物を充填した１又は複数本の筒状容器
を接続して構成された不燃性ガス製造部と、該不燃性ガ
ス製造部に空気を通過させるためのポンプとを備えてな
ることを特徴とする不燃性ガス製造装置。
【請求項５】前記不燃性ガス製造部の空気吹出し口側
に酸素濃度センサを配設し、充填した不燃性ガス製造組
成物の取替時期を知らせる報知手段を備えたことを特徴
とする請求項４に記載する不燃性ガス製造装置。
【請求項６】製造した不燃性ガスを一定圧力で封入し
得るタンクを備えたことを特徴とする請求項４又は請求
項５に記載する不燃性ガス製造装置。
【請求項７】前記タンク内に圧力センサを配設し、タ
ンク内のガスが減少して圧力が下がると前記ポンプを作
動させてガスを補給する制御手段を備えたことを特徴と
する請求項６に記載する不燃性ガス製造装置。
【請求項８】前記請求項４乃至請求項７のいずれかに
記載する不燃性ガス製造装置と、該装置により製造され
る酸素濃度を１５％以下にした空気を不燃性ガスとして
火災対象物に放出する放出ノズルとを備え、該放出ノズ
ルから該不燃性ガスを放出することにより火災部分の酸
素濃度を低下させて消火することを特徴とする消火設
備。
【請求項９】前記請求項４乃至請求項７のいずれかに
記載する不燃性ガス製造装置を備えるとともに、該装置
の吹出し口及び吸引口を室内に備え、火災時に該不燃性
ガス製造装置を介して室内の空気を循環させることによ
り火災場所の酸素濃度を低下させて消火することを特徴
とする消火設備。