CO2消火器はどのようにして火災を消すのでしょうか?窒息する物理学の説明

CO2消火器が火災を消す仕組み

炎を消すのは寒さではありません。二酸化炭素消火器は、火が消えるまで燃焼中の燃料から酸素を押し出し、クラクションに少しの霜だけを残します。

午前2時の小さなサーバールームを想像してみてください。 UPS のバッテリーキャビネットから煙が上がり、換気スロットから炎が現れます。誰かが5kgのCO2消火器をブラケットから持ち上げ、クラクションを火元に向けてハンドルを握ります。 12 秒後、炎は消え、ラックはまだ立っており、後片付けはキャビネットのドアを拭くだけです。

簡単に言うと、消火器は高圧で二酸化炭素を放出し、燃焼物の上に高密度のガス雲と微細なドライアイス粒子を形成します。その雲の内部では、火元の酸素レベルが炎に必要な酸素レベルを下回り、燃焼が停止します。冷却は途中で起こりますが、実際の仕事は酸素の置換によって行われます。

CO2消火器は火を消したり、燃料を濡らしたりしません。炎が呼吸できない一時的な雰囲気を作り出し、その後その雰囲気は消えます。

酸素の置換が第一、冷却が二番目

火は燃料、酸素、熱を同時に必要とし、CO2 はその三角形の酸素側を攻撃します。これは部屋全体ではなく局所的に行われます。二酸化炭素の密度は空気の約 1.5 倍であるため、雲は天井までまっすぐに上昇するのではなく、沈んで低く広がります。燃料が燃料を覆うと、火炎領域内の酸素が薄まります。有炎燃焼には通常、約 15 パーセント以上の酸素が必要ですが、濃縮された CO2 流により、局所的な数値はそれを大幅に下回ります。溶剤や塗料の火災では、実際に燃えている可燃性の蒸気も押しのけます。液体は燃えていませんが、その上の蒸気が燃えています。

冷却: 本格的ですが、決定的なものになることはほとんどありません

ホーンは摂氏約マイナス 78 度のガスとドライアイスの粒子を放出し、それらの粒子は昇華する際に熱を吸収します。これは浅い火には効果がありますが、深い火にはほとんど役に立ちません。水は蒸気に変わるときに 1 キログラムあたり約 2,260 キロジュールを吸収します。 CO2は昇華時に約570個を吸収します。水は紙、布、木材にも浸透し、材料を内部から冷やします。 CO2 は表面にしか触れないため、古紙でいっぱいのゴミ箱は数秒で倒され、数分後に再び燃え上がる可能性があります。

液体から雲へ: シリンダー、バルブ、ホーンの内部

CO2 消火器はポンプではなく圧力容器です。二酸化炭素は、摂氏 20 度、約 800 psi でおよそ 55 ～ 60 bar でそれ自身の蒸気と平衡状態にある液体として存在します。ディップチューブは液体をシリンダーの底からバルブまで運ぶため、最初の 1 ～ 2 秒後には吐出が消えません。

チャージはバルブから短いホースを通って、先端のフレアコーンである排出ホーンに送られます。コーンは凍傷を引き起こすほど冷たくなります。そのため、金属ではなく絶縁されたハンドルを持ちます。ホーンでは、液体がガスとドライアイスの粒子にフラッシュし、液体の体積のおよそ 450 ～ 500 倍に膨張します。

圧力も時計を設定します。 CO2 消火器は、数分ではなく数秒で空になるように作られています。蓄えられた圧力こそが、一秒一秒を大切にするのです火がまだ十分に小さいうちに。

サーバールームや小規模な溶媒保管庫に通常選ばれるサイズの、しっかりした 5kg のポータブルユニットは、CK45 シリンダーと流れを急ではなく安定に保つ CE マークのバルブアセンブリから約 12 ～ 15 秒の使用可能な吐出を提供します。

クリーンなエージェント、実際のトレードオフ。 CO2 は粉も水も残さないため、多くの場合、電子機器を洗浄して、障害が解決されれば使用に戻すことができます。同じ性質は、ガスが作動している間、周囲の酸素を静かに減少させることを意味します。

CO2 ハンドルを起動するものと修正できないもの

CO2 は汎用物質ではありません。その限界は、その強みと同じくらい重要です。

クラス B の液体火災およびガス火災: ガソリンや溶剤から塗料やパラフィンまで、最も強力に適合します。
通電中の電気機器: ガスは導電性がなく、残留物を残さないため、パネル、ケーブル、サーバーは水や粉による損傷を免れます。
紙、木材、繊維などのクラス A 固体: 表面の炎は消えますが、深部の熱は消えず、再点火がよくあります。
クラス D 可燃性金属: 使用しないでください。マグネシウムなどの金属は二酸化炭素と反応するほど高温になり、火災がさらに激しくなる可能性があります。
クラスF食用油脂： 不適切です。自己発火温度を超えた油は、ガスが分散すると再点火し、ジェットが燃えている油を鍋から飛び散らせる可能性があります。

倒れた火は消えた火ではありません。炎が消えても残り火が輝き続ける場合、燃料はまだ再点火するのに十分な温度です。エリアを監視し続けるか、材質が許可する場合は水または泡に切り替えてください。

購入する前にラベルを読んでください

キログラム単位の充電重量とクラス B 定格という 2 つの数字で、必要な情報のほとんどがわかります。文字の前の数字は、認証中にユニットが消火しなければならなかった標準的な試験火災のサイズであるため、89B 定格は 34B 定格よりもかなり大きな火災をカバーします。

ポータブルおよびトロリー式 CO2 消火器の一般的な数値。放電時間、重量、定格は認証規格やメーカーによって異なるため、ユニットのラベルを確認してください。
チャージ	放電時間	典型的なクラス B 評価	総ユニット重量	一般的なフィット感
2kg	8～10秒	34B	6～8kg	車両、小型電気キャビネット、受付エリア
3kg	10～12秒	55B	9～11kg	小さな工場室、実験室、ラックエンクロージャ
5 kg	12～15秒	89B	14～17kg	サーバールーム、溶剤保管庫、小さな塗装エリア
10kg台車	20～30秒	233B	35～45kg	より広い工場室、危険性の高い液体、より長いホース到達距離

シリンダーが重いと、量だけでなく時間とリーチも稼げます。小型ポータブル車の放電の半分は最初の 2 メートルをカバーするのに費やされるため、トロリーユニットは危険が機器の後ろや部屋の奥にある場所で床面積を稼ぎます。危険が単一のキャビネットである場合、容量が増えると運ぶ重量が増加します。

どちらのサイズを選択する場合でも、ユニットが保険会社または地方自治体が期待する認定を取得していること、および交換用のバルブ、ホース、ホーンが同じサプライヤーから入手可能であることを確認してください。

事態を悪化させずに使用する

開始する前にシリンダーを直立させて持ち、下ろしてください。ピンを引きながら 15 kg のユニットを片手で扱うことは、人々がそれを落とす方法です。
タンパーシールを破り、安全ピンを引き、絶縁ハンドルのみを持ちます。
1～2メートル後ろに立って、煙ではなく炎の根元にクラクションを向けます。
火の近くの端を横に左右に掃いてから、後ろ向きに作業します。
炎が消えた後も 1 ～ 2 秒間放電を続けて、雲が落ち着くようにします。
数分間再点火に注意し、1 つの消火器で十分でない場合は避難してください。

小さな部屋は本当に危険です。 5 kg の装入は約 2,500 リットルのガスとなり、炎が消えた後も密閉された空間で酸素を危険なレベルまで押し上げるのに十分です。再入室する前に換気し、人がいる部屋では決して CO2 ユニットのテスト排出を行わないでください。

機能するユニットの選択と保守

かどうかを決定する 3 つの要素 CO2消火器 緊急時に実行: シリンダーとバルブの完全性、実際の充填重量、およびメンテナンス記録。ガスは化学反応ではなく圧力によって保持されるため、実際のチェックはゲージではなく重量であり、多くの CO2 ユニットには圧力ゲージがまったくありません。充填重量の 10 パーセントを超える損失は再充填を意味しますが、シリンダー自体は通常、多くの規格で 10 年サイクルで油圧テストの対象となります。

バルブアセンブリはサービス間でその圧力を保持し、要求に応じて圧力を解放するため、ラベルに印刷された容量と同じ精査に値します。保管予備のバルブ、ホース、ハンドルキャップ消火器のモデルに合わせて使用することで、年次保守作業が迅速化され、小さな部品が不足したために音響シリンダーが使用できなくなるという事態を避けることができます。

メンテナンスでは、CO2 ユニットが静かに失われます。充填物の一部が漏れたシリンダーでも、ブラケット上ではまだ完璧に見えるため、目視よりも毎年の重量チェックが重要です。

CO2消火器は周囲の雰囲気を変えることで火災を消します。液体二酸化炭素は瞬間的にガスとドライアイス粒子の冷たく濃い雲となり、燃えている燃料を覆い、局所の酸素濃度を炎が存続できるレベル以下に低下させます。途中で熱が吸収されますが、凍ったからではなく飢えているから火は消えます。

このメカニズムは、強みと限界の両方を説明します。 CO2 は通電中の電気機器の周囲では速く、クリーンで安全ですが、深部に存在する固体、燃える金属、食用油には適していません。エージェントを実際の危険に照らし合わせ、部屋の料金と歩く距離を計算し、カレンダーで体重をチェックしてください。有効な消火器は、目の前の火災に指定された消火器です。