消火器

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背景

ハンドヘルド消火器は、単に圧力容器であり、そこから材料（または薬剤）を排出して火を消します。エージェントは、火の三角形と呼ばれる、火を維持するために必要な3つの要素の1つまたは複数を削除することにより、火の化学的性質に作用します。 火の三角形の3つの側面は、燃料、熱、および酸素です。この薬剤は、燃料を冷却することによって熱を除去するか、燃料と周囲の空気中の酸素供給との間にバリアを生成するように作用します。火の三角形が壊れると、火は消えます。ほとんどの薬剤は、再燃の可能性を減らすために燃料に持続的な影響を及ぼします。一般的に、適用される薬剤は、水、化学発泡体、乾燥粉末、ハロン、または二酸化炭素（CO ₂ ）。残念ながら、すべての種類（クラス）の火災と戦うのに効果的なエージェントは1人もいません。可燃物の種類と環境によって、近くに保管する消火器の種類が決まります。

歴史

消火器は、何らかの形で、おそらく短期間で火事を延期しました。より実用的でユニット化された消火器は、水を噴出する圧力容器として始まり、後に液体要素の組み合わせとして始まりました。古い消火器は、重曹の溶液を含むボンベで構成されていました。 （重曹）と水。内部には、硫酸の容器が体の上部に配置されていました。この設計は、活性化するために逆さまにする必要がありました。そのため、酸が重曹溶液にこぼれ、化学的に反応して、ボディシリンダーを加圧し、供給パイプを通して水を追い出すのに十分な二酸化炭素を形成しました。この揮発性デバイスは、シリンダー本体の上部に設置されたプランジャーによって、または側面のリングコントラクションをハンマーで叩いて酸を放出するように設計されたガラス瓶に酸を入れることによって改善されました。面倒で、時には効果がないため、この設計にも改善が必要でした。

デザイン

さまざまな薬剤を使用する以外に、消火器の製造業者は通常、ある種の加圧容器を使用して消火剤を保管および排出します。各エージェントが排出される手段はさまざまです。水消火器は、空気で約150ポンド/平方インチ（psi）に加圧されます。これは、車のタイヤの5倍です。 圧力—コンプレッサーから。スクイーズグリップハンドルは、圧力シリンダーにねじ込まれたバネ式バルブを操作します。内部では、パイプまたは「ディップチューブ」がタンクの底まで伸びているため、直立位置では、チューブの開口部が水没します。水はホースまたはノズルから安定した流れとして放出され、その上に蓄えられた圧力によって押し出されます。

「ガスカートリッジ」タイプの消火器はほとんど同じように動作しますが、圧力源は二酸化炭素ガスの小さなカートリッジです（CO ₂ ）空気ではなく、2,000psiで。ガスカートリッジユニットを操作するには、消火器の端を床にぶつけて、先の尖ったスパイクをカートリッジに突き刺し、ガスを圧力容器に放出します。リリースされたCO ₂ 元の体積の数百倍に膨張し、水の上のガス空間を満たします。これによりシリンダーが加圧され、水がディップパイプを通って押し上げられ、ホースまたはノズルから出て火に向けられます。この設計は、リークダウンの可能性が低いことが証明されました。 （時間の経過に伴う圧力の低下）単にシリンダー全体を加圧するよりも。

泡消火器では、化学薬品は一般に貯蔵圧力下に保持されます。乾燥粉末消火器では、化学物質を貯蔵圧力下に置くか、ガスカートリッジエクスペラーを使用できます。蓄圧式がより広く使用されています。二酸化炭素消火器では、CO ₂ 800〜900 psi未満で液体の形で保持され、「自走式」です。つまり、CO ₂ を強制するために他の要素は必要ありません。 消火器から。ハロンユニットでは、化学物質も圧力下で液体の形で保持されますが、ガスブースター（通常は窒素）が通常容器に追加されます。

原材料

消火器は、クラスA、クラスB、クラスC、クラスDの4つの分類に分類できます。各クラスは、消火器が設計されている火災の種類、つまり使用される消火器の種類に対応しています。クラスA消火器は、木材や紙の火災と戦うように設計されています。クラスBユニットの戦闘には、引火性液体の火災が含まれていました。クラスC消火器は、電気火災と戦うように設計されています。クラスDユニットは燃える金属の火と戦います。

水は、薪や紙の火（クラスA）に対して使用される消火器に効果的であることが証明されています。ただし、水は導電体です。当然のことながら、このため、活回路が存在する場所（クラスC）で電気火災と戦うことはエージェントとして安全ではありません。さらに、クラスAの消火器は、特にタンクや船舶での引火性液体火災（クラスB）の場合には使用しないでください。水は、引火性液体が水に浮かんで燃え続けるため、爆発を引き起こす可能性があります。また、強力な水流は、燃焼している液体を他の可燃物にさらに飛散させる可能性があります。消火器の欠点の1つは、低温で水が消火器内で凍結することが多いことです。これらの理由から、泡、ドライケミカル、CO ₂ 、およびハロンタイプが開発されました。

泡は水ベースですが、含まれている可燃性液体（クラスB）が関係する火災に対して効果的です。 2ガロン（7.5リットル）の消火器は、約16ガロン（60リットル）の厚くしがみつく泡を生成し、火を冷やして窒息させます。薬剤自体は、さまざまなメーカーによって開発された独自の化合物であり、凍結を防ぐために少量のプロピレングリコールを含んでいます。水タイプと同様に加圧シリンダー内に混合物として含まれています。ほとんどの航空機はこのタイプの消火器を搭載しています。泡はクラスAの火災にも使用できます。

乾燥粉末剤は、水の電気的危険性を低減するために開発されたため、クラスCの火災に対して効果的です。 （クラスBの火災に対しても使用できます。）粉末は細かく分割された重炭酸ナトリウムで、非常に流動性があります。同じくディップチューブを備え、加圧ガスを含むこの消火器は、カートリッジ式または上記のような貯蔵圧力タイプのいずれかであることができる。多くの特殊な乾式化学消火器は、金属の火、またはクラスDの燃焼にも適しています。

二酸化炭素（CO ₂ ）多くの可燃性液体および電気火災（クラスBおよびC）に対して効果的な消火器は、CO ₂ を使用します。 薬剤と加圧ガスの両方として。液化した二酸化炭素は、サイズと用途に応じて800 psiを超える可能性のある圧力で、フレアホーンから排出されます。スクイーズグリップハンドルをアクティブにすると、CO ₂ が解放されます。 空気中に入ると、すぐに白いふわふわの「雪」が形成されます。雪は、ガスとともに、火の周りの小さな領域の酸素の量を大幅に減らします。これは火を窒息させ、雪は燃料に付着し、燃焼点より下に冷却します。 COの最大の利点 ₂ 消火器は永久的な残留物の欠如です。その場合、火災が発生した電気機器は修理できる可能性が高くなります。 CO ₂ とは異なり 「雪」、水、泡、および乾燥した化学物質は、他の方法では損傷を受けていないコンポーネントを台無しにする可能性があります。

消火剤として、ハロンは他の化学物質よりも最大10倍効果的に火を消します。ほとんどのハロンは無毒で、非常に速く効果的です。化学的に不活性であり、コンピュータ回路を含む繊細な機器に無害であり、残留物を残しません。 CO ₂ に対するハロンの利点 消火器は、一般的に小さくて軽いということです。ハロンは加圧すると液体になるため、加圧ガスとして窒素とともにディップチューブを使用します。

ハロンは、少なくとも消火器では、すぐに歴史の脚注になるかもしれません。 1992年、世界87か国が アルミニウム製の圧力容器は、衝撃押し出しによって作られています。このプロセスでは、アルミニウムブロックをダイに入れ、金属鋳造ツールを使用して高速で突っ込みます。力によってアルミニウムが液化し、ツールの周囲の空洞に流れ込み、オープンエンドのシリンダーが形成されます。
このシリンダーは、ネッキングとスピニングのプロセスで仕上げられ、シリンダーの開放端を形成します。 1994年1月1日までにハロン消火器を製造します。これにより、分解に対して非常に耐性のあるハロン分子が相互作用して破壊する、地球の保護オゾン層に対する潜在的な脅威が排除されます。

消火器の他の要素のほとんどは金属でできています。圧力容器は一般的にアルミニウム合金でできていますが、バルブは鋼またはプラスチックのいずれかです。作動ハンドル、安全ピン、取り付けブラケットなどの他のコンポーネントは、通常、鋼でできています。

製造
プロセス

タンクタイプまたはシリンダー消火器の製造には、圧力容器の形成、化学薬品の装填、バルブの機械加工、およびハードウェア、ホース、またはノズルの追加を行うためのいくつかの製造操作が必要です。

圧力容器の作成

• 1圧力容器は、特殊なアルミニウム合金のパック型（ディスク）ブロックで形成されています。パックは、大きな圧力の下で大きなプレスに最初に衝撃押し出されます。衝撃押し出しでは、アルミニウムブロックをダイに入れ、金属工具を使用して非常に高速で押し込みます。この途方もないエネルギーがアルミニウムを液化し、ツールの周りの空洞に流れ込みます。したがって、アルミニウムは、元のパックよりもかなり多くの体積を持つオープンエンドシリンダーの形を取ります。

ネッキングとスピニング

• 2ネッキングプロセスでは、収縮によってシリンダーの開放端にドームを配置します 一般的なガスカートリッジ消火器では、スパイクがガスカートリッジを貫通します。放出されたガスは急速に膨張して水の上の空間を満たし、容器を加圧します。その後、必要な力で消火器から水を汲み出すことができます。 回転と呼ばれる別の操作を伴うオープンエンド。 回転させると金属が穏やかに転がり、壁の厚さが増し、直径が小さくなります。回転後、スレッドが追加されます。
• 3容器は静水圧試験され、洗浄され、粉末の塗料でコーティングされています。 次に、容器をオーブンで焼き、そこで塗料を硬化させます。

消火剤の追加

• 4次に、消火剤を添加します。容器が「貯蔵圧力」タイプの場合、容器はそれに応じて加圧されます。消火剤の排出を助けるためにガスカートリッジが必要な場合は、このときにも挿入されます。
• 5消火要素を追加した後、容器を密閉し、バルブを追加します。バルブは、旋盤の金属棒材で作られた機械加工されたボディ、またはエコノミーバージョンのプラスチック射出成形部品で構成されています。漏れがなく、シリンダーにねじ込むための設備が必要です。

最終組み立て

• 6最終的な製造作業は、作動ハンドル、安全ピン、および取り付けブラケットの組み立てです。これらの部品は通常、冷間成形（低温で成形）された鋼または板金の成形品であり、製造業者が外部ベンダーから購入します。識別デカールもシリンダーに配置され、適切な火災クラスの評価と再充電の適合性を識別します。エコノミーバージョンの多くは1回限りの使用であり、補充することはできません。

品質管理

米国のすべての消火器は、全米防火協会（NFPA）、Under-writer's Laboratories、沿岸警備隊、およびニューヨーク消防署などの他の組織の管轄下にあります。製造業者は、承認された消火器を販売する前に、設計を登録し、評価のためにサンプルを提出する必要があります。

製造プロセス中の最も重要なチェックポイントの1つは、消火剤を添加して容器を密閉した後に発生します。シリンダーが加圧ガスを漏らさないことが非常に重要です。それは消火器を役に立たなくするからです。漏れをチェックするために、アキュムレータとして機能するブーツがシリンダーの上に配置されます。微量ガスが内部に放出され、2分以内に、許容できない漏れ率を高度な圧力およびガス検出装置で記録できます。すべての消火器はリークテストされています。

未来

ハロンが徐々に排除されることで、新しい、損傷のない薬剤が、今後数年以内に危険な化学物質に取って代わる可能性が高いでしょう。さらに、古いデザインの新しいアプリケーションが見られています。最も普及しているのは、オペレーターを必要とせずに消火器を放電する自動熱および火災センサーです。