消火器の過去、現在、そして未来

消火器は、人間が初期の火災を消火するために最も重要なツールです。消火器は構造がシンプルで移動や操作が簡単です。

200 年にわたって、人々は数え切れないほどの初期火災を消火するためにこれを使用し、多くの死傷者や財産の損失を回避してきました。

開発の歴史

消火器の歴史はそれほど長くありません。 1816年、イギリスのマンビー船長は、圧縮空気を使って水を噴射する携帯用消火器を発明しました。これは直径 20 cm、長さ 60 cm、容量 4 ガロンの円筒形の銅製シリンダーです。

現在、世界中の消火器はすべてここから進化しました。この発明により、マンビーは消防士としての主な仕事ではなかったにもかかわらず、歴史に名を残しました。世界初の水式消火器でもあります。

19 世紀半ば、フランスの医師ガリエが携帯可能な酸塩基消火器を発明しました。この消火器には、シリンダー内にソーダ水と酸性の液体が入ったガラス瓶が入っています。

使用時にはガラス瓶を潰して2つの溶液を中和し、二酸化炭素ガスを発生させます。ガスによって発生した圧力により、シリンダー内の混合液体が燃焼物に噴射され、火を消します。

1905年、ロシアのローラン教授がサンクトペテルブルクで携帯用化学泡消火器を発明しました。この消火器のシリンダー内には重曹と発泡剤の混合液が充填されており、シリンダー内には内張りが張られており、その内張りには硫酸アルミニウムの水溶液が充填されています。

使用時には、消火器のシリンダーを逆さまにして、重炭酸ナトリウムと硫酸アルミニウムの溶液を混ぜ、化学反応を起こして二酸化炭素ガスを発生させ、泡の体積が7〜10倍に膨張して噴出させ、火を消します。

その後、人々は空気泡消火器（当時は機械式泡消火器と呼ばれていました）を発明しました。性能が優れ、保存期間が長く、消火効率が高く、使いやすく安全で、化学泡消火器の改良品です。

クラス C（ガス）火災とクラス E（電気）火災に対処するために、先進国は 20 世紀初頭に二酸化炭素消火器を発明しました。この消火器の最大の特徴は、消火後に跡が残らないことです。

しかし、二酸化炭素消火は再燃耐性が悪く、固形有機物の消火には適していません。そこで人々は、消火器用のより効果的なガス消火剤の開発に懸命に取り組んできました。

ハロンは人々の注目を集めています。ハロゲン化物は、1 つ以上の水素原子がハロゲン (フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素) に置き換えられた炭化水素です。この置換により、ハロゲン化アルカンは不燃性になるだけでなく、消火特性も持つようになります。この消火剤は携帯用消火器に使用できます。

この分野では、四塩化炭素消火器が初めて発明されました。 1909年、米国ニューヨークのデイビッドソンが四塩化炭素消火器の特許を取得しました。この消火器は二酸化炭素を使用して四塩化炭素を消火器から押し出し、炎を消火します。四塩化炭素は毒性が強いため、このタイプの消火器は最初に廃止されました。

1947年、米国の関係省庁は、開発に成功した60種類以上のハロンについて、消火性能と毒性効果に基づいて体系的な評価を実施しました。その中で、ハロン1211と1301が比較的理想的でした。そのため、これら 2 つの消火剤は消火器をはじめ、消火活動に広く使用されていました。

粉末消火器は、20 世紀に人類によって開発された別のタイプの消火器です。まず、ガスボンベ内の駆動圧力を利用して、流動しやすい微細乾燥粉末消火剤を消火器ボンベから噴霧し、粉末の状態で炎に向かって発射し、主に化学抑制によって消火するため、消火効率が非常に高くなります。

重曹が火災を消火できることは19世紀にはすでに発見されていましたが、ガスボンベ式の粉末消火器が開発されたのは1928年になってからでした。 1943 年に、改良された、より細かい粒子の重炭酸ナトリウム粉末が開発されました。 1947 年までに、米国はこの乾燥粉末消火器を採用しました。

社会における可燃性液体の使用が増加するにつれて、より高い消火効率を持つ乾燥粉末消火剤の開発が始まりました。 1959年に重炭酸カリウムをベースとした粉末消火剤が登場し、その消火効率は重炭酸ナトリウム消火剤よりも明らかに高かった。

1961年、アメリカは「多機能粉末弾」、すなわちABC粉末弾を開発しました。この粉末消火剤は、可燃性液体や電気火災の消火において重炭酸ナトリウム粉末消火剤や重炭酸カリウム粉末消火剤よりも大幅に効果的であるだけでなく、クラス A 火災の消火にも使用できます。

当初は、比較的安価なリン酸水素二アンモニウムが粉末消火剤の原料として使われていました。その後、乾燥粉末消火剤の基材として、吸湿耐性に優れたリン酸一アンモニウム（またはリン酸二アンモニウム）が使用されるようになりました。

上記の粉末消火剤はいずれも消火器に使用されているものです。

我が国は1960年代に粉末消火剤の開発を開始し、重曹消火剤と改質塩粉末消火剤の開発に成功しました。

1982年、公安部上海消防研究所は、リン酸二水素二アンモニウムと硫酸アンモニウムを混合基剤とするABC粉末消火剤の開発に成功しました。 ABC粉末消火器は生産開始後、市場に登場し、国内の多くの競合他社の当初の状況を徐々に打破しました。

ABC粉末消火剤は、消火効率が高く、さまざまな火災を消火できる、消火速度が速い、低温環境でも使用できる、電気絶縁性に優れている、使いやすい、保存期間が長い、価格が安いなどの理由で広く使用されています。現在でも、我が国の公共の場所に設置されている消火器の大部分は、依然として ABC 粉末消火器です。

適者生存

過去20年間で、国内外の消火器を取り巻く状況は大きく変化しました。

酸消火器、アルカリ消火器、化学泡消火器は、使用するには安全性が十分でないという理由から廃止されました。

逆さまに使用する必要があり、操作者が負傷する可能性があります。

ハロン消火剤は、大気中のオゾン層を破壊し、人間の健康と生命を危険にさらす可能性があるため、1990年代半ば以降、多くの先進国で段階的に廃止されてきました。我が国では、2005年に1211消火剤、2010年に1301消火剤の生産をそれぞれゼロに削減しました。

対照的に、水系消火器は今年の類似製品に比べて大幅に改良され、消火効率の向上、強力な再点火防止能力、多機能性を実現しました。

今日の水ベースの消火器は、クラス A の火災を消火するのに適しているだけでなく、可燃性液体の初期火災も消火できます。反溶剤型水系消火器は、メタノール、エーテル、アセトンなどの水溶性液体燃料の火災を消火する能力も備えています。ガソリンスタンド、ガレージ、研究室などの場所に適しています。特殊な噴霧ノズルを備えた水ベースの消火器は、通電中の機器の初期火災の消火にも適しています。市場ではますます人気が高まっています。

水系消火器を粉末消火器と併用すると消火効率も向上し、油火災の消火時に粉末消火器の再点火防止性能の低さを大幅に補うことができます。高速鉄道車両などでは、水系消火器とABC粉末消火器の混合配置を先行して導入している。

水系消火器の急速な技術進歩と比較すると、ABC 乾燥粉末消火器は過去 20 年間で大きな技術進歩を遂げておらず、固有の問題のいくつかは解決されていません。

欠点:

乾燥した粉末を消火に使用した場合、二次汚染を引き起こします。乾燥した粉末のミストは人間の呼吸器を刺激し、強い窒息効果さえももたらします。拡散した粉末の霧により、人々が安全な出口を見つけることができなくなります。

市場に流通する製品の変化により、国家規格もそれに応じて改訂されました。

GB4351-1997「携帯用消火器の通用技術要求」では、携帯用消火器は充填されている消火剤によって、水式消火器、泡式消火器、粉末式消火器、ハロゲン化消火器、二酸化炭素式消火器の5つの種類に分類されています。

この規格の2005年版では、携帯用消火器は充填される消火剤に応じて水性、粉末、二酸化炭素、クリーンガスの4つのカテゴリーに分類されており、これは国際標準分類と一致しています。

水系消火器については括弧内に記載しています。水の種類には、きれいな水、または湿潤剤、増粘剤、難燃剤、発泡剤などの添加物が入った水が含まれます。

これは、清水消火剤や湿潤剤、増粘剤等を添加した水系消火剤、また本来の泡消火剤などの消火剤が、水を基材とした水系消火器の二次分類となることを意味します。

泡消火器は、1997 年版 GB4351.1 では一級の分類ステータスではなくなりました。

同時に、ハロゲン消火器も第一種指定が取り消され、クリーンガス消火器に置き換えられました。

多くの火災科学の普及資料や書籍では、依然として 1997 年版による分類が読者に紹介されていますが、これは修正が必要です。