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1 助成事業 競艇の交付金による日本財団の助成金を受けて作成しました 平成 16 年度危険物の海面 大気拡散防止策及び予測モデル開発のための調査研究報告書 ( その 2) 平成 17 年 3 月 社団法人日本海難防止協会 独立行政法人海上災害防止センター

2 まえがき この報告書は 当協会が日本財団の助成金及び日本海事財団の補助金を受け 平成 16 年度に実施した 危険物の海面 大気拡散防止策及び予測モデル開発のための調査研究 のうち 危険物の海面 大気拡散防止策に関する研究 の結果について取りまとめたものである 2 年 3 月 OPRC 条約 HNS 議定書が採択され 従来 油の海上流出事故への準備及び対応を内容としていた同条約は 有害 危険物 (HNS) の流出事故も対象とすることとなった ところで HNS 輸送中の海上流出事故時の対応策に関しては 輸送されている HNS の種類及び特性が多種多様であることなどから 世界的にも確立した手法が存在しないのが現状である また 緊急時の対応策を支援するための関係情報の整備も十分になされていない 特に揮発性の高い HNS に関しては 海上輸送事故時の対応を安全 かつ 有効に実施するための海面 大気拡散防止策の研究が十分になされていない 加えて 海面 大気拡散の状況をできる限り正確に予測するためのパソコン起動の簡易なモデルが必要不可欠であるにもかかわらず 我国には存在しないのが現状である 本調査はこのような状況に鑑み 当該防止策に関する研究を行うことを目的とする 本調査が HNS 海上流出事故時の準備及び対応能力の向上に資することを切に期待する なお 本調査は本分野に係る専門的な知見を有する海上災害防止センター殿に委託し 全面的な協力を得て実施したものである 平成 17 年 3 月社団法人日本海難防止協会

3 目 次 Ⅰ 調査研究の概要 1 調査研究の目的 1 2 調査研究の内容 1 Ⅱ 有害液体物質のガス抑制に関する調査研究 1 概要 3 2 供試有害液体物質 5 3 泡消火剤 泡の消火原理と役目 泡消火剤の種類 泡の寿命 ( 泡の安定性 保水性 ) 泡の流動性 泡の耐熱性 耐火性 泡の耐油性 耐油汚染性 泡の油面密封性 耐バーンバック性 11 4 各種泡消火剤の発泡倍率 泡の起泡性 諸外国の発泡倍率による消火剤の分類 泡消火剤の発泡性能基準 14 5 小型試験装置による消火剤の発泡倍率 小型泡発生装置の仕様 発泡倍率 21 6 泡消火薬剤によるガス抑制の試験方法 各泡消火剤の消泡試験 ガス抑制試験方法 ガス抑制予備試験 ガス抑制本試験 26 7 調査及び試験結果 各泡消火剤の消泡試験調査結果 ガス抑制試験結果 ガス抑制予備試験結果 ガス抑制本試験結果 まとめ 59

4 Ⅲ 粉末ゲル化剤等の散布方法に関する調査研究 1 概要 17 2 粉末ゲル化剤散布装置の目標性能及び設計条件 目標性能 設計条件 17 3 粉末ゲル化剤散布装置の試作 17 4 粉末ゲル化剤散布実験 第 1 回実験 散布装置等の修正 第 2 回実験 まとめ 181

5 Ⅰ 調査研究の概要 1. 調査研究の目的 199 年の油による汚染事故にかかる準備 対応及び協力に関する国際条約 ( いわゆる OPRC 条約 1995 年発効 我国は 1995 年に批准 ) の対象物質の範囲を油以外の有害危険物質 (HNS) にまで広げた OPRCHNS 議定書が 2 年 ( 平成 12 年 )3 月国際海事機関 (IMO) で採択された HNS は 物質の種類が非常に多く 環境や人体への影響も大きいが その特性 対応方法が多種多様であることから 世界的にも確立した手法がないため 本議定書批准に向けた動きがなかなか進んでいなかった しかしながら 2 年 ( 平成 12 年 )1 月にスチレン 4,t 他を積んだケミカルタンカー イエボリサン がイギリス海峡で沈没するという事故が発生し また 22 年 ( 平成 14 年 )11 月にスペイン沖で発生したプレステージ号以降 油のみならず HNS 事故への取り組みが特に欧州で急速に進められた 同議定書は 15 カ国以上が批准した後 12 ヶ月後に発効することとなっているが 24 年 ( 平成 15 年 )1 月末現在 既に 1 カ国が批准しており その他オーストラリア フィンランド 英国 ポルトガル スペイン等多くの国が批准に向けた準備を進めており 今後 2~3 年後に発効する見通しである 我国においても 平成 14 年 1 月にキシレン約 5tを積んだケミカルタンカーが伊豆沖で衝突沈没するという事故が発生しており HNS に対する対応手法の調査研究は重要な課題となっている 特に揮発性の高い HNS に関しては 海上輸送時の対応を安全かつ有効に実施するための海面 大気拡散防止策の研究が十分になされていない 加えて海面 大気拡散の状況をできる限り正確に予測するためのパソコン起動の簡易なモデルが必要不可欠であるにもかかわらず 我国には存在しないのが現状である 本調査はこのような状況に鑑み 当該防止策に関する研究を行なうことを目的とする 2. 調査研究の内容平成 16 年度に実施した調査研究の項目は 以下のとおりである (1) 有害液体物質のガス抑制に関する調査研究 (2) 粉末ゲル化剤等の散布方法に関する調査研究 1

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7 Ⅱ 有害液体物質のガス抑制に関する調査研究 1. 概要 Ⅰ1 項で述べたように流出した有害液体物質が発生するガスを一時的に抑止 ( 制 ) あるいは ゲル化状にゲル化することの可能性について粉末ゲル化剤等の現有の油防除資機材を用いてその有効性を一昨年度から調査研究を進めてきた 一昨年度及び昨年度は 油防除資機材の嵩比重の異なる粉末ゲル化剤 3 種を用いて調査した結果 嵩比重の重い粉末ゲル化剤 ( 有害液体物質の比重より重い ) が有害液体物質中に沈み 海水との境界面に滞留して固化し あるいはガスの発生を抑止する有害液体物質 3 数種を抽出した 今年度は ケミカルタンカー等の火災を消火する際に用いる高分子ゲル形成泡型消火剤を用いて 有害液体物質から発生するガスと空気との混合を防止する泡層の働きに着目してガス抑制の効果を調査することとした 泡消火剤は 非水溶性液体用泡消火剤と水溶性液体用泡消火剤に分類され さらに泡消火剤に使用される構成成分によって泡消火剤の用途が異なる 本調査研究では 上述の2 分類の泡消火剤の効果について数種の有害液体物質を用いて泡の起泡性を調査し その中から有効と思われる泡消火剤を選択して各種有害液体物質のガス抑制について調査した 3

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9 2. 供試有害液体物質 泡消火剤のガス抑制試験に用いた有害液体物質は 1 昨年及び昨年に引き続き次の 31 種を供試有害液体物質とした 有害液体物質 (31 種類 ) ( 輸送量順位 ) 1 キシレン 41 1,3シクロペンタジエン 2 ベンゼン 5 エチルベンゼン 3 スチレン 51 ジイソブチレン 5 トルエン 54 アクリル酸エチル 6 シクロヘキサン 55 メチルプチルケトン 14 メタクリル酸メチル 58 塩化アリル 17 酢酸ビニル 6 プロピレン四量体 ( ドデセン ) 18 プロピルベンゼン 62 アクリル酸メチル 23 アクリル酸ブチル 65 アルファメチルスチレン 24 酢酸エチル 66 ヘプタン 25 ノルマルヘキサン 7 酢酸ブチル 26 1オクテン 71 ヘキサメチルジシロキサン ( ポリシロキサン ) 27 ノルマルアルカン ( デカン ) 131 ブチルアルデヒド 28 アルキルベンゼン ( メシチレン ) 144 フ ロヒ レンク リコールモノメチルエーテルアセテート 39 ジイソプロピルベンゼン 15 テレピン油 4 アクリル酸 2 エチルヘキシル ( 輸送量順位 ) 平成 11 年度内航ケミカル船輸送順位 5

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11 水溶性液体剤非用石油類アルコール類消火剤水液体用3. 泡消火剤 3.1 泡の消火原理と役目泡の消火原理は 泡の中に含まれる水分による冷却効果と 火災表面を泡層によって覆うことにより 可燃物から発生する気体と酸素が混合することを防止する すなわち 窒息消火する効果である 泡は 少量の水溶液に多量の気体を分散させたもの いわば空気を含んだ水であるから その容積は液相の容積の数倍あるいは数百倍になって 少量の水溶液で大容積を占めるため 対象可燃物を覆い あるいは封塞して窒息消火させることができる 消火した後も可燃物表面を長時間 泡で覆うことにより 再着火 再燃焼することの危険を防止する特徴を有している 3.2 泡消火剤の種類泡消火剤は 蛋白泡 フッ素蛋白泡 フッ素系界面活性剤泡及び炭化水素系界面活性剤泡の四種類に大別される これらの名称から判るように 泡消火剤の構成成分は 蛋白質加水分解物 フッ素系界面活性剤及び炭化水素系界面活性剤の三種類の起泡成分のいずれかを主成分にするかで名称が決まる なお 成分による呼称は 規定や規格が定められてはいないことから メーカーが自由に呼んでいる 我国で市販されている主な泡消火剤の種類 各消火剤の構成成分 用途等を表 Ⅱ 1に示す また 我が国で市販されている泡消火剤の分類と発泡倍率を表 Ⅱ2に示す 表 Ⅱ1 泡消火剤の種類泡消火剤泡消火薬剤の種類構成成分規格用途の分類 溶性消火泡蛋白泡消火薬剤泡界面泡消火薬剤炭化水素系界面活性剤水性膜泡消火薬剤 (AFFF) フッ化蛋白泡消火剤高分子ゲル生成型泡消火薬剤 蛋白質加水分解物フッ素系界面活性剤蛋白質加水分解物 +フッ素系界面活性剤フッ素系界面活性剤 + 水溶性高分子 国家検定規格自治省令第 26 号 昭和 5 年 12 月 29 日 消防庁通達消防性能基準消防危第 71 号 平成 3 年 6 月 19 日 7

12 (1) 蛋白泡消火剤 (P:Protein) 牛や馬の蹄角や獣血粉 大豆 石油酵母などの動植鉱物蛋白質の加水分解生成物を主成分とし これに鉄塩などの金属塩 泡安定剤 防腐剤および不凍剤としてグリコール類などを加えたものである 日本では 第二次大戦後 各地に駐留した在日米軍が 空軍基地に蛋白泡を配備したことによって 昭和 3 年ごろから輸入 製造されるようになった その後 近代化学工業の発展に伴い石油コンビナートの防災用として 蛋白泡消火剤は 最も一般的に石油類の消火用として使用されてきた しかし 蛋白泡消火剤から生成した泡は 耐熱性に優れるが 発泡の方法によっては 流動展開性が劣り 消火に要する時間が長くなる欠点がある また泡が油で汚染されると消火能力が低下するので 泡はできるだけ 燃えている油面を攪乱させないように流入することが この泡を使う条件である 現在 蛋白泡は耐油性や流動性改善のため 成分中にフッ素界面活性剤を添加する傾向があり 将来はフッ素蛋白泡に近い性能に改善されるだろう しかし これはフッ素蛋白泡と同じ構成成分のものになるということであるから 蛋白泡とフッ素蛋白泡の区分は判断しにくくなり 今後 蛋白泡はフッ素蛋白泡にとって替わられるであろう (2) フッ素蛋白泡消火剤泡 (FP:Fluoro Protein) この泡消火剤は 蛋白泡消火剤に極めて少量のフッ素系界面活性剤を添加しただけのもので 成分は蛋白泡となんら変わらないが 蛋白泡消火剤の欠点であった 泡の流動性と油汚染性を改善したものとして アメリカのナショナルフォーム社がペンウオルト社のフッ素系界面活性剤を使って開発されたものである 欧米では 25 年前から蛋白泡に代わって フッ素蛋白泡が石油類の消火泡の主流として使用されているが 日本では消防法令上 蛋白泡と同一の種別に含まれていることもあって 価格が蛋白泡よりも高価なので その性能を認識したユーザー以外は 未だほとんど使われていない この泡は 泡そのものが油と接触して油に汚染されても 性能を保持していることなどのことから イギリスで開発されたタンクの底部より直接油の中に注入する 液面下泡放射方式 (SSA 方式 ) にも使用される この性質は 船舶の設備にもっとも適した 優れた消火剤といえる 最近 油面に水性膜を形成する性質を有するフッ素界面活性剤を添加した 水性膜フッ素蛋白泡が開発されたが 水性膜を形成する反面 耐熱性は劣り フッ素蛋白泡の特徴が失われている フッ素界面活性剤の種類を選択すると アルコールなど水溶性液体可燃物を消火することができる 耐アルコール泡消火剤としての性能をもつものとなる そのことは フッ素蛋白泡そのものでも 水溶性液体の種類によっては 消火することができることを意味する 8

13 (3) 合成界面活性剤泡消火剤 (HS:Hydrocarbon Synthtic Detergent) 炭化水素系界面活性剤を主成分とし 発泡器の構造によっては発泡倍率 3, 倍までの高発泡を発生できるものである 成分とする界面活性剤には多くの種類があるが 最近は価格や洗剤公害の面から 生分解性のよいシャンプーなどの洗剤の成分である 高級アルコール系あるいはエトキシ付加高級アルコール系の陰イオン界面活性剤が用いられている 界面活性剤は もともと水に対する溶解度が小さいので 溶剤としてグリコールエーテル類が 不凍剤としてグリコール類が添付される 現在の規格省令による合成界面活性剤泡は 他の泡と比べ低発泡としての泡の安定性 耐熱性および耐油汚染性が劣る しかし中発泡 高発泡にすると泡が軽くなって油面にゆるやかに落下するので 油に汚染されることなく また大量の泡となって一挙に火災を消火できる この泡を低発泡として使用するためには 泡の耐油性 耐熱性を改善する必要がある このことから 船舶設備用としては 高発泡に用いる以外は使用しない方がよい (4) フッ素界面活性剤泡 ( 水性膜泡消火剤 ) この泡は アメリカの海軍研究所が スリーエム社のフッ素系界面活性剤を使って開発したものである この泡の特徴は 泡が耐油性に富み 流動性もあることであり 泡から排出されたフッ素系界面活性剤の水溶液が 消火後に油の表面に水性の薄い膜を形成し その膜が油面から可燃性蒸気の発生を抑えて 再着火を防止することであるとされ 水性の膜を形成する泡 (Aqueous Film Forming Foams) と名前をつけられた しかし この膜はシクロヘキサン液面上に常温では形成されるが 高温では形成されない また ガソリンやヘキサンあるいはペンタンなど 蒸発しやすい油や水溶性液体可燃物には形成されない この膜は燃焼する油面上では蒸発し破壊されてしまうので 消火の際の燃焼する液面には膜は形成されないし 膜には消火する能力はない この泡消火剤の最大の特徴は 主成分であるフッ素系界面活性剤水溶液から生成された泡が流動性に富んでいるので 素早く火災油面を覆い火災を抑制制御することである 従って消防隊が使用するには最適の泡であるが 泡の耐熱性と加熱時の保水性が劣るので 石油タンクの消火に用いるときには タンク壁を水で冷却することなどの注意が必要である これは船舶設備としても同様な考え方をして 冷却をすべきである フッ素系界面活性剤の種類を選択すると フッ素蛋白泡と同じ様に 水溶性液体用泡消火剤として アルコールや極性を有する溶剤のような 水溶性液体可燃物の消火に使用できる耐アルコール用泡消火剤 (AFC) となる また 成分中に 泡を保護する物質 ( 例えば アルギン酸塩類 ポリビニルアルコール CMC 多糖類な 9

14 どの高分子物 ) を添加した 耐アルコール泡消火剤 (AGF) もある この泡は 添加物により泡が増粘され 泡の保水性 安定性が増加するものであるが 消火剤そのものの粘性も増加するという問題点もある (5) 高分子ゲル生成型泡水溶性溶剤類の火災に一般の石油類火災用泡消火薬剤を使用すると 水溶性溶剤が泡中の水分を激しく溶解吸収するため 泡が瞬時に消泡してしまい 消火効果を発揮することができない 高分子ゲル泡は 特殊フッ素系界面活性剤と水溶性高分子からなるコンプレックスによる高分子ゲル泡を形成することにより 特殊フッ素系界面活性剤の撥液性を水溶性高分子が補強し 泡中の水分の溶出を抑制することにより 泡自体が強固な耐水溶性液体危険物性を持った新しいタイプの泡消火薬剤であり 格段に優れた消火性能を発揮する 一般石油類に対しても 強靱な泡層を形成し 優れた消火性能を発揮する 3.3 泡の寿命 ( 泡の安定性 保水性 ) 泡の安定性は 泡そのものがどのくらい長持ちするかということで 泡の保水性 耐熱性 耐油性と関連する 油火災に対しては 特に燃えている油面上における 高温時の泡の安定性 保水性のよいこと すなわち泡寿命の長いことが重要である 泡に含まれている水が排出することなく できるだけ長く泡の中に保たれていることは 泡が消滅せずに安定であるということであるし またタンク壁を冷却する能力でもある 泡の保水性は還元時間 ( ドレネージ ) で表されるが 泡水溶液の濃度 温度 発泡方法 発泡器の構造 圧力あるいは周辺温度などに影響される 3.4 泡の流動性油火災を早く消火するには 油面上を泡が速やかに流動しなければならない 泡の流動性は泡の保水性 シアストレス ( 剪断応力 ) に関連する シアストレスはフッ素系界面活性剤泡 ( 水性膜泡 ) 合成界面活性剤泡 フッ素蛋白泡 蛋白泡の順に大きくなる これは還元時間の順序でもある しかし シアストレスは発泡器の構造や放出圧力によって変化する 一般に細長く しかも長いパイプのモニターやノズルを用いて高圧で放出するときは シアストレスは大きくなり 流動性は悪くなる 1

15 3.5 泡の耐熱性 耐火性泡消火剤は火災を消火するのであるから 泡の耐熱性 耐火性は重要な要素である 泡そのものの耐熱性は 蛋白質系の泡が抜群である 現在販売されている合成界面活性剤泡は 極めて耐熱性が劣る上に耐油汚染性も悪いので 大量の泡をしかも油汚染されない方法で 一挙に火源へ送り込むことが必要である 水性膜泡も耐熱性が劣るのが大きな欠点で 場合によっては合成界面活性剤泡よりも劣るものもある しかし 耐熱性は油面に適用した場合 すなわち油で泡が汚染されるような状況でどの程度であるか ということで判断しなければならない 3.6 泡の耐油性 耐油汚染性液体火災を消火するのに最も重要な性質である 液体可燃物の種類によって耐油性 耐液性は変わる 蛋白泡は古くから油火災の消火用の泡として用いられていたが 泡を油面へ直接放出すると 油にまみれて油汚染されると泡が消滅してしまうので 特に消防隊の泡消火の困難性があった これは合成界面活性剤でも同様である フッ素蛋白泡は 泡が油で汚染されてもなお泡の安定性 耐熱性 耐火性など 消火に必要な性質を保持している泡である 水性膜泡は 油汚染されにくい泡であるが 泡の中に油を包み込む性質があり これに着火すると一瞬に泡が燃えて 消滅してしまうことはよく経験することである 3.7 泡の油面密封性 耐バーンバック性泡が油面を密封して消火し また 消火後の蒸発を抑制して再着火を防止することは 泡の重要な性質で これには泡の保水性 耐熱性 耐油性が相互関連する 最近は火災抑制の速さだけが重要視され 消火の最後のつめ すなわち完全消火や 消火後の密封性や耐バーンバック性が軽んじられている傾向がある 密封性 耐バーンバック性は 他の消火剤にはない 泡だけが有する性質である これらの性質は 泡が熱や油に汚染されると極度に低下するので 消火後は常に新しい泡が存在するように 固定設備においても 充分な量の消火剤を保有することが重要である 11

16 表 Ⅱ2 我が国で市販されている泡消火剤の分類と発泡倍率 構成成分略称商品名比重 蛋白泡 フッ素蛋白泡フッ素蛋白泡 ( 水溶性液体用 ) フッ素蛋白水性膜泡 蛋白添加フッ素界面活性剤泡高分子添加フッ素界面泡 ( 水溶性液体用 ) フッ素界面活性剤泡フッ素界面活性剤泡 ( 水溶性液体用 ) 水性膜泡 ( フッ素界面活性剤水性膜泡 ) 高分子物添加フッ素界面活性剤泡高分子物添加フッ素界面活性剤泡 ( 水溶性液体用 ) フッ素界面活性剤添加合成 P P FP AFP FFFP PFC AGFP FC AFC AFFF FG AFG HFC エアーフォームエアロフォームフロロエアーフォームフロロアルコフォーム ペトロシールエアロフィルム アルコシール フロロハイフォームメガフォーム ライトウォーター モーソルライトウォーター ATC ロルコン UV ユニバーサルフォーム 粘度 (cst) 45±3% 15±3% 45±3% 流動点 ( ) 18.5 以下 12.5 以下 12.5 以下 界面活性剤泡合成界面活性剤泡合成界面活性剤泡 ( 水溶性液体用 ) 高分子ゲル生成フッ素界面活性剤 HS AHS AGF ハイフォーム メガフォーム F61AT 1.8±.2 6±18 1 以下 P H 6.8±.4 6.6±.4 6.8±.4 8.±.4 引火点 ( ) 沸点以下なし 沸点以下なし沸点以下なし 無し 発泡倍率 6 倍以上 6 倍以上 6 倍以上 5 倍以上 12

17 4. 各種泡消火剤の発泡倍率 4.1 泡の起泡性泡の起泡性は 発泡倍率や膨張率 (Expansion Ratio) といった用語で表現される 発泡倍率は 発泡器の構造や放出圧力など発泡方法に支配される 泡は発泡倍率が大きいほどよいかというと そうではなく その火災の消火に適した値がある そして それは泡消火剤の種類によって異なっている 蛋白質系の泡は 高背圧発泡器を除き 発泡倍率 5 以下であると 泡の安定性が悪くなるから 少なくとも6 以上の泡でないと 充分な消火性能を有していない フッ素系界面活性剤を主成分とする水性膜泡は 耐油汚染性や泡の流動性といった泡の特性によって消火するものである この泡を有効に使うには むしろ粒子の細かい発泡倍率の小さい泡として用いることがよい 水性膜泡は 通常でも耐熱性や熱に曝されたときの保水性が劣るものであるが 発泡倍率が大きくなると さらに極端に耐熱性 保水性が悪くなる 最近 水性膜泡を普通の水ノズルを用いて放出する方法とか 発泡倍率を2~3に低くして用いるべきとの意見がある しかし この場合 単に発泡倍率が低いことが必要なのではなく 発泡倍率を低くすることによって泡の中の水分が多くなり 保水性 耐熱性などが改善されるかどうかが 条件であることを間違えてはいけない 4.2 諸外国の発泡倍率による消火剤の分類泡消火剤を使用するときには 指定された濃度 ( 一般には3または6% の混合比 ) の水溶液として 発泡器を用いて発泡する 水溶液の何倍の容積の泡に膨張したかを 泡の発泡倍率 ( あるいは膨張率 ) といい その大小によって低発泡 中発泡 高発泡 (LowEx MedEx HiEx) などに分けられる これらの区分は各国でまちまちであり 概念的なものなので 規則で定められても 必ずしもそのとおりに呼称されていない 国際規格で統一されるまでは 厳密な区分は無理なようである むしろ 現在は 発泡器の形式によって 発生する泡の呼称をしているとみることの方が 理解しやすいかもしれない 泡ノズルやフォームチャンバーは 発泡倍率 6~12 程度の低発泡を アスピレータ型の高発泡器は 発泡倍率 5 ~5 程度の中発泡を そしてブロア ( ファン ) 型の高発泡器は 3~1, の高発泡を発生することができる 諸外国における発泡倍率による空気泡消火剤の分類を表 Ⅱ3に示す 13

18 高発泡 (HiEX) 1~1, (NFPAアメリカ高発泡 (HiEX) 1~1, 国際規格表 Ⅱ3 日本(消防法)第三種 5~1, ヨーロッパ諸外国における発泡倍率による空気泡消火剤の分類 低発泡 6~2 第一種 8~25 高発泡 第二種 25~5 低発泡 (LowEx) 中発泡 (MedEx) 6~5 5~5 )低発泡 (LowEx) 低発泡 (LowEx) 中発泡 (MedEx) 高発泡 (HiEX) 6~2 ~2 2~2 2~ 4.3 泡消火剤の発泡性能基準我が国の泡消火剤の発泡性能基準は 泡消火薬剤の技術上の規格を定める省令 ( 昭和 5 年 12 月 9 日自治省令第 26 号 ) 最終改正: 平成 12 年 9 月 14 日自治省令第 44 号の第 12 条に次のように定められている 発泡性能第十二条温度二十度の泡水溶液を水圧力. 六九メガパスカル 放水量十リットル毎分で 別図第一に示す標準発泡ノズルを用いて発泡させた場合において 泡の膨張率 ( 泡水溶液の容量と発生する泡の容量との比をいう 以下次項において同じ ) は六倍 ( 水性膜泡消火薬剤にあっては五倍 ) 以上であり かつ 発泡前の泡水溶液の容量の二十五パーセントの泡水溶液が泡から還元するために要する時間は一分以上でなければならない 変質試験後の泡水溶液についても同様とする 2 温度二十度の泡水溶液 ( 合成界面活性剤泡消火薬剤に係るものに限る 以下この項において同じ ) を水圧力. 一メガパスカル 放水量六リットル毎分 風量十三立方メートル毎分で別図第二に示す標準発泡装置を用い 14

19 て発泡させた場合において 泡の膨張率は五百倍以上であり かつ 発泡前の泡水溶液の容量の二十五パーセントの泡水溶液が泡から還元するために要する時間は三分以上でなければならない 変質試験後の泡水溶液についても同様とする 15

20 16

21 5. 小型試験装置による消火剤の発泡倍率泡消火剤の泡発生装置 ( 実大規模装置及び型式承認試験の泡発生装置 ) は 短時間で大量の泡を発生する この泡は 油火災面や可燃性液体火災面に流動展開して火災面を覆い 空気の供給を遮断するとともに可燃性液体物質の蒸気を抑止する特徴を有している 本頁では 7 項で実施する泡によるガス抑制効果に関する調査に使用する実験室規模の泡の作成方法について実験研究を行った 5.1 小型泡発生装置の仕様実験室規模実験に使用する泡は 1,cc 程度であれば十分なため 上述した実機装置では 規模が大きいことや発生した泡の処分等について問題がある そこで 型式承認試験基準の発泡性能の 泡から水溶液に還元する量 を基準値として小型で簡便な泡発生装置を製作することとした 製作した小型泡発生装置は 高圧ポンプ ( 市販品 ) により泡を作成する装置である 小型泡発生装置の概略図を図 Ⅱ1 写真 Ⅱ1に示す 小型泡発生装置の仕様 高圧ポンプ モーター 三相 2V 回転数 2,84/341/344rpm 吸引 吐出管 外径 7,5mm 内径 5,mm: 銅管製 17

22 18

23 圧力計 銅管 モーター 銅管 3%or6% 溶液 高圧ポンプ 2V 泡 図 Ⅱ1 小型泡発生装置 写真 Ⅱ1 小型泡発生装置の状況 19

24 2

25 5.2 発泡倍率発泡試験は 図 Ⅱ1の概略図に示した左側の容器に6% 水溶液を満たしてモーター電源のON( 数秒 ) OFFにより 水溶液を高圧ポンプ内に吸引して泡を発生させ 吐出管を経て泡収納容器内に収納した 泡消火薬剤は 高分子ゲル生成型泡消火薬剤であるメガフォーム F61AT を使用した 写真 Ⅱ2a~Ⅱ2cに示すように 1,6ml 容器に泡を一杯に入れ 泡重量を計測した (1) 発泡倍率の測定方法 1 泡を1,6ml 容器に入れる 21,6ml の泡の重量を天秤で測る 3 国家検定基準 1,4ml 泡重量 > 6 ( 温度 2 ) 同じ測定を7 回繰り返した 発泡倍率の測定を表 Ⅱ4 に示す 表 Ⅱ4 発泡倍率の測定 回泡重量 (g) 発泡倍率 ,6 211= = = = = = = 7.1 (2) 発泡倍率の測定結果 7 回の平均値は 7.7 となり 6 以上となった 21

26 22

27 写真 Ⅱ2a 高圧ポンプによる泡の生成 写真 Ⅱ2b 発泡倍率の測定 写真 Ⅱ2c 生成した泡 23

28 24

29 6. 泡消火薬剤によるガス抑制の試験方法 6.1 各泡消火剤の消泡試験泡消火剤は それぞれ構成成分が異なり 数種類に分類される 泡消火剤の種類によっては 有害液体物質により泡が破壊され 即消泡してしまうものや ある程度まで泡が壊れず被覆できるものもあり 様々である 本調査研究では 数種類の泡消火剤の有害液体物質表面上の被覆状況を確認するため行なった 本調査研究に用いた泡消火剤は 蛋白泡 合成界面泡 水性膜泡 耐アルコールフッ化蛋白泡 高分子ゲル生成型泡 ( メガフォーム F61AT) の5 種類であり それぞれの泡消火剤に対するため 半切ドラム5 缶を用意した その半切ドラム5 缶内に有害液体物質の1つであるメタノールをそれぞれ約 1L ずつ注ぎ そのメタノール表面上に3L 機械泡消火器により 各泡消火剤を約 5 秒間 噴射を行ない 泡の被覆 ( 残存 ) 状況の確認を行なった 蛋白泡 合成界面泡 水性膜泡 耐アルコール型フッ化蛋白泡 メガフォーム F61AT メタノール 1L メタノール 1L メタノール 1L メタノール 1L メタノール 1L 半切ドラム 半切ドラム 半切ドラム 半切ドラム 半切ドラム 6.2 ガス抑制試験方法試験にあたっては 泡が試験時間 6 分の間に十分なガス抑制効果を維持するような泡層の厚みを決定し その条件において有害液体物質 31 種類についてガス抑制試験を行なうこととした 試験には各液体物質の試薬特級品または1 級品を使用する ガス抑制予備試験ガス抑制予備試験は ガス抑制のため有害液体物質の上に乗せる泡層の厚みを決定するために行なったものである 以下に ガス抑制試験方法を示す (1) 人工海水 ( アクアマリンS; 八洲薬品 製 ) 約 7ml をガラス製ビーカー (1,ml) に取り その液面に高圧ポンプで作成した泡を 3mm の厚さで上乗せする 泡は泡消火剤原液 6ml を人工海水 1,ml と混合したものを 25

30 高圧ポンプに吸引し生成したものを使用した 次にビーカー壁面に取り付けたテフロン管を通してガラス製シリンジから試験液体 1ml を静かに人工海水層底部に注入する 泡層の表面はビーカー上端から 2mm 下とし 泡層表面の上 1mm にガス採取口を取り付ける 真空箱に接続した真空ポンプを流量 5ml/ 分で3 分間作動させ 採気袋 ( 容量 3L) にガスを採取した 採取したガスを可燃性ガス測定器 ( 光明理化学工業 ( 株 ) 製 FM1E) で測定し ガス濃度 (LEL%) を求めた ガス濃度の測定は 液体注入直後 分後に行った 試験装置の概略図を図 Ⅱ2 気流速測定図を図 Ⅱ3 泡の注入方法を写真 Ⅱ3a 及びⅡ3bに 可燃性ガス測定器等を写真 Ⅱ3c に示す (2) 人工海水約 5ml をビーカーに取り泡を 5mm の厚さで上乗せする 以下 (1) と同様に試験を行なった (3) 人工海水約 2ml をビーカーに取り泡を 8mm の厚さで上乗せする 以下 (1) と同様に試験を行なった ガス抑制本試験予備試験を行なった3 種類以外の液体物質について 予備試験の (3) と同じ条件で2 回ずつ試験を行なった 以上の試験はドラフトチャンバー内で行なった ドラフトチャンバー内におけるビーカー周辺の気流の速さを風速測定器で測定した 26

31 テフロン管 1cm 1cm ガス採取口 泡層 3cm 5cm 8cm 有害液体物質 1ml 人工海水 採気袋 真空箱 採気袋 可燃性ガス測定器 ポンプ 図 Ⅱ2 試験装置の概略図等 測定点気流速 (m/ 秒 ) 1.4~.5 2.2~.3 3.4~.5 図 Ⅱ3 気流速測定図 27

32 28

33 人工海水に泡添加後 テフロンチューブとシリンジを使って 有害液体物質をビーカーに注入 写真 Ⅱ3a 泡の注入方法 有害液体物質をビーカーに注入した直後 写真 Ⅱ3b 泡の注入方法 可燃性ガス測定器 真空箱 吸引ポンプ 写真 Ⅱ3c 可燃性ガス測定器等 29

34 3

35 7. 調査及び試験結果 7.1 各泡消火剤の消泡試験調査結果泡消火薬剤の消泡試験には 蛋白泡 合成界面泡 水性膜泡 耐アルコールフッ化蛋白泡 高分子ゲル生成型泡の5 種類の泡消火薬剤を使用した 消泡試験の結果 蛋白泡 合成界面泡 水性膜泡は有害液体物質であるメタノールに瞬時に汚染され消泡した 耐アルコールフッ化蛋白泡は 一時泡の残存が確認されたが 暫くした後 メタノールにより汚染され始め消泡した 高分子ゲル生成耐アルコール型であるメガフォームF61ATは 泡がメタノール表面を覆った後 そのまま被覆が継続し安定していた 各泡消火剤の消泡結果を表 Ⅱ5 及び写真 Ⅱ4に示す 表 Ⅱ5 各泡消火剤の消泡結果 泡消火薬剤蛋白泡合成界面泡水性膜泡耐アルコールフッ化蛋白泡高分子ゲル生成型泡 ( メガフォーム F61AT) 泡の残存状態消泡消泡消泡周辺一部残泡 やがて消泡被覆が継続して安定 蛋白泡 合成界面泡 水成膜泡 耐アルコール型フッ化蛋白泡 メガフォーム F61AT 写真 Ⅱ4 各泡消火剤の消泡結果 31

36 32

37 7.2 ガス抑制試験結果 ガス抑制予備試験結果 供試化学剤ガス抑制試験に使用した供試化学剤は次のとおりである メガフォーム F61AT ( 高分子ゲル生成型泡消火薬剤 ) 高分子ゲル生成型泡消火薬剤メガフォームF61ATの性状等を表 Ⅱ 6に示す 表 Ⅱ6 供試化学剤 ( メガフォーム F61AT) の性状 型 式 AGFF( 高分子ゲル生成耐アルコール ) 型 6% 希釈 : 極性 水溶性液体危険物 (3% 希釈 : 一般石油類 ) フッ素系界面活性剤 主成分 ゲル生成水溶性高分子 外 観 淡黄色透明液体 比重 1.8 ±.2 (2 ) 粘度 6 ± 18cst (2 ) 流動点 1 以下 P H 8. ±.4 引火点 発泡倍率 無し 5 倍以上 25% ドレネージ 1 分以上 泡層の厚み泡層の厚みの決定にあたっては 泡の物理的な強さ ( 泡の残存 ) と 泡の厚みによるガス抑制効果を判断の基準とし 1L ビーカーで試験できる 3cm 5cm 8cm の3 種類の厚さについて試験を行なった 予備試験における有害液体物質の選択については (1) 水に対する溶解性が ( 不溶 ) で 飽和蒸気圧が大きい (155mmHg) ノルマルヘキサン (2) 水に対する溶解性が ( 難溶 ) で 飽和蒸気圧が中程度 (24.3mmHg) 33

38 トルエン (3) 水に対する溶解性が ( 可溶 ) で 飽和蒸気圧がノルマルヘキサンとトルエンの中間酢酸エチル (73mmHg) の3 種類とした ガス抑制予備試験結果を表 Ⅱ7a~ 表 Ⅱ7c 及び写真 Ⅱ5a~ 写真 Ⅱ 5j に示す ガス抑制予備試験を行なった結果 (1) 泡の強さ飽和蒸気圧が大きいノルマルヘキサンは泡厚が 3cm の場合 6 分程度でノルマルヘキサン層から発生したガスが泡を上昇させ泡を破壊した しかし 5cm 8cm では 6 分の試験時間中 十分に泡が残っていた 飽和蒸気圧の小さいトルエンでは 3cm 5cm 8cm のすべてにおいて泡層は破壊されず安定していた また 酢酸エチルもトルエンと同様 すべての厚みにおいて泡は安定であった (2) 泡層の厚みによるガス抑制効果 3 種類の有害液体物質とも泡層の厚みが増すほどガス抑制効果が大きくなる傾向が見られた トルエンの場合 5cm よりも 8cm の値がやや大きかったが 測定器の最小目盛が 1.LEL% であり この差はあまり有意なものとは認められない この 2 つの理由から ガス抑制試験は泡層の厚み 8cm で行なうこととした 34

39 表 Ⅱ7a ガス抑制予備試験結果 ( ノルマルヘキサン ) 表 251 LEL% (nヘキサン+ 泡 3cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク試験 備考 : 泡が部分的に浮き上がる LEL% 図 251 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 252 LEL% (nヘキサン+ 泡 5cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク試験 備考 : 泡が部分的に浮き上がる 表 253 LEL% (nヘキサン+ 泡 8cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク試験 備考 : 35

40 表 Ⅱ7b ガス抑制予備試験結果 ( トルエン ) 表 51 LEL% ( トルエン+ 泡 3cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク試験 備考 : LEL% 図 51 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 52 LEL% ( トルエン+ 泡 5cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク試験 備考 : LEL% 図 52 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 53 LEL% ( トルエン+ 泡 8cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク試験 備考 : LEL% 図 53 LEL% の経時変化 ( 分 ) 36

41 表 Ⅱ7c ガス抑制予備試験結果 ( 酢酸エチル ) 表 241 LEL% ( 酢酸エチル+ 泡 3cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク 備考 : LEL% 図 241 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 242 LEL% ( 酢酸エチル+ 泡 5cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 LEL% フ ランク 備考 : 泡が時間とともに粗くなる 図 242 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 243 LEL% ( 酢酸エチル+ 泡 8cm) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 3 回目 フ ランク 備考 : 泡が時間とともに粗くなる LEL% 図 243 LEL% の経時変化 ( 分 ) 37

42 38

43 25 ノルマルヘキサン ( 泡 3cm 開始直後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 3cm 3 分後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 3cm 6 分後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 3cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5a ガス抑制予備試験結果 ( ノルマルヘキサン ) 39

44 4

45 25 ノルマルヘキサン ( 泡 5cm 開始直後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 5cm 3 分後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 5cm 6 分後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 5cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5b ガス抑制予備試験結果 ( ノルマルヘキサン ) 41

46 42

47 25 ノルマルヘキサン ( 泡 8cm 開始直後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 8cm 3 分後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 8cm 6 分後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 8cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5c ガス抑制予備試験結果 ( ノルマルヘキサン ) 43

48 44

49 25 ノルマルヘキサン ( 泡 3cm 3 時間後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 5cm 3 時間後 ) 25 ノルマルヘキサン ( 泡 8cm 3 時間後 ) 写真 Ⅱ5d ガス抑制予備試験結果 ( ノルマルヘキサン ) 45

50 46

51 5 トルエン ( 泡 3cm 開始直後 ) 5 トルエン ( 泡 3cm 3 分後 ) 5 トルエン ( 泡 3cm 6 分後 ) 5 トルエン ( 泡 3cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5e ガス抑制予備試験結果 ( トルエン ) 47

52 48

53 5 トルエン ( 泡 5cm 開始直後 ) 5 トルエン ( 泡 5cm 3 分後 ) 5 トルエン ( 泡 5cm 6 分後 ) 5 トルエン ( 泡 5cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5f ガス抑制予備試験結果 ( トルエン ) 49

54 5

55 5 トルエン ( 泡 8cm 開始直後 ) 5 トルエン ( 泡 8cm 3 分後 ) 5 トルエン ( 泡 8cm 6 分後 ) 5 トルエン ( 泡 8cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5g ガス抑制予備試験結果 ( トルエン ) 51

56 52

57 24 酢酸エチル ( 泡 3cm 開始直後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 3cm 3 分後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 3cm 6 分後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 3cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5h ガス抑制予備試験結果 ( 酢酸エチル ) 53

58 54

59 24 酢酸エチル ( 泡 5cm 開始直後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 5cm 3 分後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 5cm 6 分後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 5cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5i ガス抑制予備試験結果 ( 酢酸エチル ) 55

60 56

61 24 酢酸エチル ( 泡 8cm 開始直後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 8cm 3 分後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 8cm 6 分後 ) 24 酢酸エチル ( 泡 8cm 6 分後 ) 写真 Ⅱ5j ガス抑制予備試験結果 ( 酢酸エチル ) 57

62 58

63 7.2.2 ガス抑制本試験結果メガフォームF61ATを供試化学剤とし ガス抑制予備試験で使用した有害液体物質 3 種類を除く有害液体物質 28 種類に対して ガス抑制本試験を行なった ガス抑制本試験結果を表 Ⅱ9a~ 表 Ⅱ9j 及び写真 Ⅱ6a~ 写真 Ⅱ6o に示す 7.3 まとめ試験状況の写真が示すように 物質により程度の差はあるが 試験を行ったドラフトチャンバー内の小さな気流により泡層の表面は水分が失われ泡が破壊された また同時に時間の経過に伴い 表面に近い層ほど水分が失われ泡の密度が薄くなった ブチルアルデヒドは試験開始直後から泡層とブチルアルデヒド液面の境界が徐々に分離し始め 泡層が次第に薄くなり 6 分後には泡がほとんど消失した 泡の消失は気流による表面乾燥の結果ではなく ブチルアルデヒド蒸気自体が泡と反応して破壊したものと考えられるが詳細は明らかではない ヘキサメチルジシロキサンは泡層と液面の境界に小さな空隙が生じ時間とともに増大したが 6 分後でも泡層が液面を十分覆っていた 各有害液体物質のガス抑制試験及びガス抑制予備試験結果に基づき 抑制効果の程度について分類を行い表 Ⅱ8a~ 表 Ⅱ8eにまとめた (1) 泡の散布なしでも引火爆発の危険が非常に小さいと考えられる物質 ( 表 Ⅱ8a) このグループは 5 分後から 6 分後のすべての測定時間及びブランク試験での LEL% 測定値がだった物質で 次の8 物質あった ヘキサメチルジシロキサンを除き すべて引火点が 3 以上で 海上漏洩事故の際に泡を使用しなくとも引火爆発の危険が非常に小さいと考えられる 水溶性はすべて ( 難 ) か ( 不 ) で水に溶けにくい物質である 27 nアルカン ( デカン ) 28 アルキルベンゼン ( メシチレン ) 39 ジイソプロピルベンゼン 4 アクリル酸 2エチルヘキシル シクロペンタジエン 6 プロピレン四量体 ( ドデセン ) 6 5 アルファメチルスチレン 71 ヘキサメチルジシロキサン ( ポリシロキサン ) (2) 泡のガス抑制効果が非常に大きい物質 ( 表 Ⅱ8b) このグループはすべての測定時間で LEL% 測定値がだったが ブランク試験では LEL% 測定値が有値になった物質で 次の 11 物質あった 引火点が 47.4 と比較的高く水溶性が ( 可 ) であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートから 引火点が22 と低く水溶性が ( 不 ) である nヘキサンまで種々の性状の物質が含まれる 59

64 1 キシレン 3 スチレンモノマー 6 シクロヘキサン 18 プロピルベンゼン 23 アクリル酸ブチル 25 ノルマルヘキサン 51 ジイソブチレン 66 ヘプタン 7 酢酸ブチル 144 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 15 テレピン油 (3) もともと引火爆発の危険性は低いが泡のガス抑制効果がある物質 ( 表 Ⅱ8c) このグループは LEL% 測定値がすべて1 以下で ブランク試験の値も 1~2LEL% と低い物質で 4 物質あった 引火点は5 から+35 までと差が大きく 水溶性も ( 不 ) ( 難 ) ( 可 ) と様々であった 14 メタクリル酸メチル 26 1オクテン 5 エチルベンゼン 55 メチルブチルケトン (4) 泡のガス抑制効果がある物質 ( 表 Ⅱ8d) このグループは LEL% 測定値で1を超える値があり ブランク試験の値が2より大きい物質で 4 物質あった 4 物質ともエステルかアルデヒドであった すべて引火点が 以下でかつ飽和蒸気圧が 7mmHg 以上と大きく 水溶性は ( 可 ) であった 17 酢酸ビニル 24 酢酸エチル 62 アクリル酸メチル 131 ブチルアルデヒド (5) 泡のガス抑制効果が大きい物質 ( 表 Ⅱ8e) このグループは LEL% 測定値が時間とともに減少傾向を示し ブランク試験の値が比較的大きい物質で 4 物質あった 水溶性は ( 難 ) ( 微 ) ( 可 ) と様々であった トルエン以外は許容濃度が比較的低い物質で ガス濃度が減少し引火爆発の危険性が小さくなっても健康影響について十分な注意を要する 2 ベンゼン 5 トルエン 54 アクリル酸エチル 58 塩化アリル 本調査では 嵩比重の重い粉末ゲル化剤が有害液体物質中に沈み 海水との境界面に滞留して固化し あるいはガスの発生を抑止する有害液体物質 31 種に対し 泡消火剤によるガス抑制試験を実施し調査した 調査の結果 有害液体物質のガス抑制に有効である泡消火剤及び実験室実験規模でのガス抑制の評価を確立した 6

65 本調査結果については ガス抑制効果における分類表 ( 表 Ⅱ8a~ 表 Ⅱ8e) にまとめたが メガフォームF61ATの厚さ 8cm の泡層で被覆後の有害液体物質表面から発生するガス濃度は LEL メーターで測定したものであり 測定値は 火災 爆発の危険度を表しているものであり 人体に対する許容濃度とは異なる 人体に対する許容濃度の測定は ガス検知管を使うが ガス検知管は ガスの瞬間的な濃度を測定するものである 本調査研究では 有害液体物質表面から連続して発生するガスについて 連続した計測を行なう必要があったことから LEL メーターにより連続して計測を行なったものである LEL メーターの読値は 引火爆発の下限界に対するパーセンテージを示すものであり その数値はおよその数値であり また LEL メーター読値は 人体に対する許容濃度とは全く異なるので注意が必要である 例えば 表 Ⅱ8e 中ベンゼンで言えば LEL メーターでの読値が 1.5%(6 分後 ) ということは 爆発下限界濃度の 1.5% のガスが存在しているということであり ベンゼンの爆発下限界 (LEL) は 1.3%(13,ppm) であるから被覆 6 分後の LEL メーターの読値が 1.5% ということは ,ppm (6 分後 ) = 約 195ppm 1 のガスが雰囲気中に存在していることになる 一方 ベンゼンの許容濃度は.5ppm であるので 約 195ppm という濃度は 人体にとっては極めて有害な濃度である また あくまで本調査は実験室でのビーカー実験の結果であり 気温 水温 泡の乗せ具合その他実験室内での条件の若干の違いでも LEL メーターの測定値は変化し また 平成 11 年度内航ケミカル船輸送順位 71 位であるヘキサメチルシロキサンは蒸気比重が大きい ( 分子量が 蒸気比重 5.6 空気の分子量 32) ため蒸気の発生はあるものの 今回の実験条件では試料採取袋まで蒸気が重すぎて吸引出来なかったとも考えられる 今回 測定した 31 種のうちの半数の有害液体物質の 6 分後の LEL% の読値が であったが ガスの発生が完全に抑止されたものとは言えない HNS が海上に流出し 泡により HNS を被覆した後 LEL メーターによる測定の結果 爆発の危険性がなくなったとしても 許容濃度以上のガスが発生している恐れもあるので 爆発の危険性の判断だけではなく 人体への影響についても十分な注意を払わなければならない 今後 この調査結果を基に泡消火剤を用いて有害液体物質からのガス発生を抑制しつつ さらに 一昨年度から調査を進めてきた粉末ゲル化剤等により有害液体物質を固化させ回収する防除手法の確立を検討していく必要がある 61

66 表 Ⅱ8a ガス抑制効果における分類表 ( 泡消火薬剤 メガフォーム F61AT 使用 泡厚み 8cm でのビーカー実験結果より 輸送量順位 泡の散布なしでも引火爆発の危険が非常に小さい物質 引火点 爆発下限界上段 :LEL% 下段 :ppm ( 濃度単位注 1) 71 ヘキサメチルジシロキサン 9 42 不 41 1,3 シクロペンタジエン 不 デカン 46.8 (8,) 28 メシチレン 46.9 (9,) 65 アルファメチルスチレン (9,) 39 ジイソプロピルベンゼン 77.9 (9,) 6 ドデセン 1.8 (8,) 蒸気圧 mmhg 水溶性 1.43 不 不 2.7 難 5 1 以下 不 不 4 アクリル酸 2 エチルヘキシル.1 不 許容濃度 ppm ブランク値 ( 注 2) 泡を入れて 5 分後 ( 注 2) 泡を入れて 6 分後 ( 注 2) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 引火点の順番で並べた ブランク値 泡を入れずに泡を入れたときと同じ採取位置 ( 有害液体物質表面から 8cm 上方 ) で測定した値 ( 注 1) LEL1%=1,ppm ( 注 2) 上段 LEL% 下段 ppm LEL メータ読値 (%) LEL メータ読値 (%) と LEL%( 爆発下限界濃度 ) から算出した雰囲気中のガス濃度 (ppm) 例 ) デカンのブランク 1 回目 雰囲気中のガス濃度 =8,ppm( 爆発下限界濃度 ) =ppm (LEL メータ読値 (%)) 1 62

67 表 Ⅱ8b ガス抑制効果における分類表 ( 泡消火薬剤 メガフォーム F61AT 使用 泡厚み 8cm でのビーカー実験結果より ) 輸送量順位 泡のガス抑制効果が非常に大きい物質 引火点 爆発下限界上段 :LEL% 下段 :ppm ( 濃度単位注 1) 25 ノルマルヘキサン (11,) 6 シクロヘキサン (13,) 66 ヘプタン (11,) 蒸気圧 mmhg 水溶性 51 ジイソブチレン (8,) 1 キシレン 17 1 (1,) 15 テレピン油 35.8 (8,) 7 酢酸 n ブチル (12,) 3 スチレンモノマー 32.9 (9,) 144 プロピレングリコールモノメ チルエーテルアセテート (15,) 18 プロピルベンゼン 36.9 (9,) 23 アクリル酸ブチル (17,) ブランク値の大きさで並べた ( 注 1) LEL1%=1,ppm ブランク値 泡を入れずに泡を入れたときと同じ採取位置 ( 有害液体物質表面から 8cm 上方 ) で測定した値 許容濃度 ppm 155 不 , 不 ,79 4 不 不 難 不 微 難 可 不 微 ブランク値 ( 注 2) 泡を入れて 5 分後 ( 注 2) 泡を入れて 6 分後 ( 注 2) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 , ( 注 2) 上段 LEL% 下段 ppm 11 LEL メータ読値 (%) 1,21 LEL メータ読値 (%) と LEL%( 爆発下限界濃度 ) から算出した雰囲気中のガス濃度 (ppm) 例 ) ノルマルヘキサンのブランク 1 回目 雰囲気中のガス濃度 =11,ppm( 爆発下限界濃度 ) =1,21ppm 11(LEL メータ読値 (%)) 1 63

68 表 Ⅱ8c ガス抑制効果における分類表 ( 泡消火薬剤 メガフォーム F61AT 使用 泡厚み 8cm でのビーカー実験結果より ) 輸送量順位 もともと引火爆発の危険性が低いが 泡のガス抑制効果がある物質 引火点 爆発下限界上段 :LEL% 下段 :ppm ( 濃度単位注 1) 26 1 オクテン 5.8 (8,) 14 メタクリル酸メチル (17,) 5 エチルベンゼン 21 1 (1,) 55 メチルブチルケトン (12,) 引火点の順番で並べた 蒸気圧 mmhg 水溶性 許容濃度 ppm 17.4 不 可 難 可 ブランク値 ( 注 2) 泡を入れて 5 分後 ( 注 2) 泡を入れて 6 分後 ( 注 2) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 ( 注 1) LEL1%=1,ppm ( 注 2) 上段 LEL% 下段 ppm 2. LEL メータ読値 (%) 16 LEL メータ読値 (%) と LEL%( 爆発下限界濃度 ) から算出した雰囲気中のガス濃度 (ppm) ブランク値 泡を入れずに泡を入れたときと同じ採取位置 ( 有害液体物質表面から 8cm 上方 ) で測定した値 例 )1 オクテンのブランク 1 回目 雰囲気中のガス濃度 =8,ppm( 爆発下限界濃度 ) =16ppm 2.(LEL メータ読値 (%)) 1 64

69 表 Ⅱ8d ガス抑制効果における分類表 ( 泡消火薬剤 メガフォーム F61AT 使用 泡厚み 8cm でのビーカー実験結果より ) 輸送量順位 泡のガス抑制効果がある物質 131 ブチルアルデヒド (19,) 17 酢酸ビニル (26,) 24 酢酸エチル 4 2 (2,) 62 アクリル酸メチル (28,) 引火点の順番で並べた 引火点 爆発下限界上段 :LEL% 下段 :ppm ( 濃度単位注 1) 蒸気圧 mmhg 水溶性 許容濃度 ppm 111 可 6. 1,14 83 可 1 1 2,6 73 可 , 1 可 ブランク値 ( 注 2) 泡を入れて 5 分後 ( 注 2) 泡を入れて 6 分後 ( 注 2) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 6.8 1, , ,1 ( 注 1) LEL1%=1,ppm ( 注 2) 上段 LEL% 下段 ppm 6. LEL メータ読値 (%) 1,14 LEL メータ読値 (%) と LEL%( 爆発下限界濃度 ) から算出した雰囲気中のガス濃度 (ppm) ブランク値 泡を入れずに泡を入れたときと同じ採取位置 ( 有害液体物質表面から 8cm 上方 ) で測定した値 例 ) ブチルアルデヒドのブランク 1 回目 雰囲気中のガス濃度 =19,ppm( 爆発下限界濃度 ) =1,14ppm 6.(LEL メータ読値 (%)) 1 65

70 表 Ⅱ8e ガス抑制効果における分類表 ( 泡消火薬剤 メガフォーム F61AT 使用 泡厚み 8cm でのビーカー実験結果より ) 輸送量順位 泡のガス抑制効果が大きい物質 58 塩化アリル (29,) 2 ベンゼン (13,) 5 トルエン (12,) 54 アクリル酸エチル (14,) 引火点の順番で並べた 引火点 爆発下限界上段 :LEL% 下段 :ppm ( 濃度単位注 1) 蒸気圧 mmhg 水溶性 ( 注 1) LEL1%=1,ppm ブランク値 泡を入れずに泡を入れたときと同じ採取位置 ( 有害液体物質表面から 8cm 上方 ) で測定した値 許容濃度 ppm 295 微 , 微 , 難 可 ブランク値 ( 注 2) 泡を入れて 5 分後 ( 注 2) 泡を入れて 6 分後 ( 注 2) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 上段 :LEL メータ読値 (%) 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の 下段 : 雰囲気中の ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) ガス濃度 (ppm) 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 1 回目 2 回目 3 回目 19 5, , , , , , ( 注 2) 上段 LEL% 下段 ppm 24 LEL メータ読値 (%) 6,96 LEL メータ読値 (%) と LEL%( 爆発下限界濃度 ) から算出した雰囲気中のガス濃度 (ppm) 例 ) 塩化アリルのブランク 1 回目 雰囲気中のガス濃度 =29,ppm( 爆発下限界濃度 ) =6,96ppm (LEL メータ読値 (%)) 1 66

71 表 Ⅱ9a ガス抑制本試験結果 表 1 LEL% ( キシレン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 特に変化なし 表 2 LEL% ( ベンゼン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 時間とともに泡の表面が下降 LEL% 図 2 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 3 LEL% ( スチレンモノマー ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm).7.5 (5cm).9 1. (3cm).5 1. 備考 : 泡が多少粗くなるが特に変化なし 67

72 表 Ⅱ9b ガス抑制本試験結果 表 6 LEL% ( シクロヘキサン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 表 14 LEL% ( メタクリル酸メチル ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : LEL% 図 14 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 17 LEL% ( 酢酸ビニルモノマー ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡はほとんど減らないが少し白粒が 見られる LEL% 図 17 LEL% の経時変化 ( 分 ) 68

73 表 Ⅱ9c ガス抑制本試験結果 表 18 LEL% ( プロピルベンゼン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm).3.2 (5cm).3.3 (3cm).5.5 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 表 23 LEL% ( アクリル酸ブチル ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm).2.2 (5cm).2.2 (3cm).2.2 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 表 26 LEL% (1オクテン) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 特に変化なし LEL% 図 26 LEL% の経時変化 ( 分 ) 69

74 表 Ⅱ9d ガス抑制本試験結果 表 27 LEL% ( デカン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 表面に多少白粒 表 28 LEL% ( メシチレン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm).2.2 (3cm).4.4 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 表 39 LEL% ( ジイソプロピルベンゼン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 特に変化なし 7

75 表 Ⅱ9e ガス抑制本試験結果 表 4 LEL% ( アクリル酸 2エチルヘキシル ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡が減少し白粒も見られる 表 41 LEL% (1,3シクロペンタジエン) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡が減少し白粒も見られる 海水が薄黄色に着色 表 5 LEL% ( エチルベンゼン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : ごくわずかに臭気 LEL% 図 5 LEL% の経時変化 ( 分 ) 71

76 表 Ⅱ9f ガス抑制本試験結果 表 51 LEL% ( ジイソブチレン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 表 54 LEL% ( アクリル酸エチル ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 特に変化なし LEL% 図 54 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 55 LEL% ( メチルブチルケトン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 特に変化なし LEL% 図 55 LEL% の経時変化 ( 分 ) 72

77 表 Ⅱ9g ガス抑制本試験結果 表 58 LEL% ( 塩化アリル ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡表面が数 cm 下がる LEL% 図 58 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 6 LEL% ( ドデセン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 表 62 LEL% ( アクリル酸メチル ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 特に変化なし LEL% 図 62 LEL% の経時変化 ( 分 ) 73

78 表 Ⅱ9h ガス抑制本試験結果 表 65 LEL% ( アルファメチルスチレン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡表面が少し白く粗くなる 液体を入れてすぐに表面に臭気 表 66 LEL% ( ヘプタン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡が減少し白粒も見られる 表 7 LEL% ( 酢酸 nブチル) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm).8.7 (5cm).7.7 (3cm) 備考 : 泡がかなり減少し白粒も見られる 74

79 表 Ⅱ9i ガス抑制本試験結果 表 89 LEL% ( ヘキサメチルジシロキサン ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡の底部に隙間ができる 泡が少し減少し 表面に白い粒々 表 131 LEL% ( ブチルアルデヒド ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm) (5cm) (3cm) 備考 : 泡の位置は変わらず 液に接した部分 からどんどん空隙が大きくなる 白粒はあまり ない 6 分後にほとんど泡がなくなる LEL% 図 131 LEL% の経時変化 ( 分 ) 表 144 LEL%( フ ロヒ レンク リコールモノメチルエーテルアセテート 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm).3.3 (5cm).2.3 (3cm).5.5 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 75

80 表 Ⅱ9j ガス抑制本試験結果 表 15 LEL% ( テレピン油 ) 時間 ( 分 ) 1 回目 2 回目 フ ランク (8cm).8.8 (5cm) (3cm).8 1. 備考 : 泡が若干減少し表面に白粒 76

81 海水と泡のみ ( 開始直後 ) ブランク測定 ( 泡 8cm 厚に相当 ) 海水と泡のみ (6 分後 ) ブランク測定 ( 泡 5cm 厚に相当 ) 海水と泡のみ (6 分後 ) ブランク測定 ( 泡 3cm 厚に相当 ) 写真 Ⅱ6a ガス抑制本試験結果 77

82 78

83 1 キシレン ( 開始直後 ) 2 ベンゼン ( 開始直後 ) 1 キシレン (6 分後 ) 2 ベンゼン (6 分後 ) 1 キシレン (6 分後 ) 2 ベンゼン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6b ガス抑制本試験結果 79

84 8

85 3 スチレンモノマー ( 開始直後 ) 6 シクロヘキサン ( 開始直後 ) 3 スチレンモノマー (6 分後 ) 6 シクロヘキサン (6 分後 ) 3 スチレンモノマー (6 分後 ) 6 シクロヘキサン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6c ガス抑制本試験結果 81

86 82

87 14 メタクリル酸メチルモノマー ( 開始直後 ) 17 酢酸ビニルモノマー ( 開始直後 ) 14 メタクリル酸メチルモノマー (6 分後 ) 17 酢酸ビニルモノマー (6 分後 ) 14 メタクリル酸メチルモノマー (6 分後 ) 17 酢酸ビニルモノマー (6 分後 ) 写真 Ⅱ6d ガス抑制本試験結果 83

88 84

89 18 プロピルベンゼン ( 開始直後 ) 23 アクリル酸ブチル ( 開始直後 ) 18 プロピルベンゼン (6 分後 ) 23 アクリル酸ブチル (6 分後 ) 18 プロピルベンゼン (6 分後 ) 23 アクリル酸ブチル (6 分後 ) 写真 Ⅱ6e ガス抑制本試験結果 85

90 86

91 26 1 オクテン ( 開始直後 ) 27 デカン ( 開始直後 ) 26 1 オクテン (6 分後 ) 27 デカン (6 分後 ) 26 1 オクテン (6 分後 ) 27 デカン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6f ガス抑制本試験結果 87

92 88

93 28 メシチレン ( 開始直後 ) 39 ジイソプロピルベンゼン ( 開始直後 ) 28 メシチレン (6 分後 ) 39 ジイソプロピルベンゼン (6 分後 ) 28 メシチレン (6 分後 ) 39 ジイソプロピルベンゼン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6g ガス抑制本試験結果 89

94 9

95 4 アクリル酸 2 エチルヘキシル ( 開始直後 ) 41 1,3 シクロペンタジエン ( 開始直後 ) 4 アクリル酸 2 エチルヘキシル (6 分後 ) 41 1,3 シクロペンタジエン (6 分後 ) 4 アクリル酸 2 エチルヘキシル (6 分後 ) 41 1,3 シクロペンタジエン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6h ガス抑制本試験結果 91

96 92

97 5 エチルベンゼン ( 開始直後 ) 51 ジイソブチレン ( 開始直後 ) 5 エチルベンゼン (6 分後 ) 51 ジイソブチレン (6 分後 ) 5 エチルベンゼン (6 分後 ) 51 ジイソブチレン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6i ガス抑制本試験結果 93

98 94

99 54 アクリル酸エチル ( 開始直後 ) 55 メチルブチルケトン ( 開始直後 ) 54 アクリル酸エチル (6 分後 ) 55 メチルブチルケトン (6 分後 ) 54 アクリル酸エチル (6 分後 ) 55 メチルブチルケトン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6j ガス抑制本試験結果 95

100 96

101 58 塩化アリル ( 開始直後 ) 6 ドデセン ( 開始直後 ) 58 塩化アリル (6 分後 ) 6 ドデセン (6 分後 ) 58 塩化アリル (6 分後 ) 6 ドデセン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6k ガス抑制本試験結果 97

102 98

103 62 アクリル酸メチル ( 開始直後 ) 65 アルファメチルスチレン ( 開始直後 ) 62 アクリル酸メチル (6 分後 ) 65 アルファメチルスチレン (6 分後 ) 62 アクリル酸メチル (6 分後 ) 65 アルファメチルスチレン (6 分後 ) 写真 Ⅱ6l ガス抑制本試験結果 99

104 1

105 66 ヘプタン ( 開始直後 ) 7 酢酸 n ブチル ( 開始直後 ) 66 ヘプタン (6 分後 ) 7 酢酸 n ブチル (6 分後 ) 66 ヘプタン (6 分後 ) 7 酢酸 n ブチル (6 分後 ) 写真 Ⅱ6m ガス抑制本試験結果 11

106 12

107 71 ヘキサメチルジシロキサン ( 開始直後 ) 131 ブチルアルデヒド ( 開始直後 ) 71 ヘキサメチルジシロキサン (6 分後 ) 131 ブチルアルデヒド (6 分後 ) 71 ヘキサメチルジシロキサン (6 分後 ) 131 ブチルアルデヒド (6 分後 ) 写真 Ⅱ6n ガス抑制本試験結果 13

108 14

109 144 プロピレングリコールモノメチル 15 テレピン油 ( 開始直後 ) エーテルアセテート ( 開始直後 ) 144 プロピレングリコールモノメチル 15 テレピン油 (6 分後 ) エーテルアセテート (6 分後 ) 144 プロピレングリコールモノメチル 15 テレピン油 (6 分後 ) エーテルアセテート (6 分後 ) 写真 Ⅱ6o ガス抑制本試験結果 15

110 16

111 Ⅲ 粉末ゲル化剤等の散布方法に関する調査研究 1. 概要 HNS(Hazardous and Noxious Substances: 有害 危険物 ) 海上流出事故が発生した際の HNS の海面及び大気への拡散防止策の手段として粉末ゲル化剤散布装置を試作し 現有の粉末ゲル化剤の長距離散布性能及び局所集中性能についての実験を行い 粉末ゲル化剤散布装置の実用化に関する調査研究を行った また あわせて吸収性ポリマー剤の散布実験を行った 2. 粉末ゲル化剤散布装置の目標性能及び設計条件 粉末ゲル化剤散布装置 ( 以下 散布装置 という ) の目標性能及び設計条件を以下 のとおりとした 2.1 目標性能 散布装置の目標性能を次の値に設定した 単位時間当たりの粉末ゲル化剤散布量 最大水平散布距離 5 kg / 分以上 15 m 以上 2.2 設計条件散布装置の基本的な設計条件を次のとおりとした (1) 大きさは 船上で使用することを想定して可能な限り軽量 小型化とする (2) ノズルは 上下左右に動かすことができる構造とする (3) 散布原動力として 圧力容器に蓄積された圧縮空気を用いるものとし 散布圧力は一般船舶の雑用圧縮空気圧力に相当する圧力 (.7MPa) とする 3. 粉末ゲル化剤散布装置の試作散布装置の設計条件を元に 装置の試作を行った (1) 散布装置は口径 5Aの外筒及び 1Aの内筒を組み合わせた二重筒構造となっており 内筒に空気供給管が接続され 軸線に対し角度 45 に取り付けたT 型ソケットを介して粉末ゲル化剤を吸入 散布する構造となっている (2) 外筒と内筒の長さの差 (1, mm ) については 負圧の影響が最小となる位置とし 17

112 18

113 て実験的に求めたものであるため 使用空気圧力及びノズル径を変化させた場合は長さの調節を行う必要がある (3) 一定圧力の散布用空気を供給するため レシーバータンクを原圧装置として使用したが レシーバータンク内の圧力を 1.MPa に保持するため 高圧の N2 ボンベを接続して供給を行った また 圧力調整器をレシーバータンク出口に設置して.7MPa の設定圧力とした (4) 散布用空気圧 (.7MPa) は レシーバータンクから直接供給し 試料の吸入及び送出は吸引ノズルに別系統の空気 (.6MPa) を供給する方法とした (5) 散布ノズルは塩化ビニール材及び金属材の構成としたが 試料の急速な運動により発生する静電気の対策として 散布ノズル表面に金属線を巻き付けて接地を行った 散布ノズルの接地の状況を写真 Ⅲ1に示す 写真 Ⅲ1 散布ノズルの接地の状況 ( 矢印の箇所が接地線 ) 第 1 回実験時における散布装置の仕様を表 Ⅲ1 に 外観を写真 Ⅲ2 に 全体図 を図 Ⅲ1 に示す 19

114 11

115 表 Ⅲ1 散布装置仕様 ( 第 1 回実験時 ) 散布ノズル散布用空気供給管試料吸引用空気供給管レシーバータンク圧力調整器試料吸引方法 外筒全長外径内筒全長外径全長外径圧力全長外径圧力圧力容量位置設定圧力 2,5mm 5A 1,5mm 1A 2,mm φ11.8mm.7 MPa 1,7mm 25A.6 MPa 1. MPa 2 3 リットル各 1 基レシーバータンク出口付近.7 MPa 及び.6 MPa 吸引ノズル式 写真 Ⅲ2 粉末ゲル化剤散布装置外観 ( 第 1 回目実験 ) 111

116 112

117 1A 1A ボールバルブ ホース全長 2,mm φ11.8 吸引ノズル 8A ボールバルブ ゲル化剤 18 図 Ⅲ1 粉末ゲル化剤散布装置全体図 ( 第 1 回実験時 ) 2,5 1,5 45 度 T 型ソケット 5A 5A 1A 25A 圧力計 1MPa 圧力計 1MPa ボールバルブ ボールバルブ 1A 1A ボールバルブ 圧力調整器.7MPa 圧力調整器.6MPa 1A 1A 内径 8mm 外形 12mm ホース 全長 6,mm 3 レシーバータンク 2 レシーバータンク 25A 25A ボールバルブ 1, タンク内圧 スタート時 1.MPa 調整放射中.7MPa 維持 窒素ボンベ 窒素ボンベ 窒素ボンベ

118

119 4. 粉末ゲル化剤散布実験屋内施設において散布装置により粉末ゲル化剤の散布を行い 最大散布距離 最大散布幅 散布形状及び単位時間当たりの散布量について計測を行い 粉末ゲル化剤の嵩比重の違いによる到達性能について調査を行った 使用した粉末ゲル化剤は前年度の調査研究で用いた A,B の2 種類とした 実験は2 回行い 第 1 回目の実験は散布基礎データの収集及び問題点の抽出を目的として実施した 第 2 回目の実験は第 1 回目の実験結果をもとにノズル径の変更 粉末ゲル化剤吸入口の改良等散布装置の仕様を一部変更して実施した また 第 2 回実験において 吸収性ポリマー剤の散布を試験的に行った 4.1 第 1 回実験 ( 平成 16 年 8 月 26 日 ) 1 環境条件 (1) 実験場所宮田工業株式会社茅ヶ崎実験場 ( 屋内実験場 ) (2) 天候くもり (3) 外気温 27.5 度 2 使用資機材等 (1) 散布装置 ( 図 Ⅲ1 参照 ) レシーバータンクは 散布用空気供給用 (3 )1 基 試料吸引用空気用 (2 )1 基が直列に連結され タンク内圧力が.7MPa を維持するよう N2 ボンベから給気されている 圧力調整器により所定の圧力に設定後 3 レシーバータンクから散布ノズル 2 レシーバータンクから吸入ノズルにそれぞれ通気される (2) 試料試料として 主要成分が異なる二種類の粉末ゲル化剤を使用した (3) ブルーシート ( m) (4) 試料採取箱 ( 計量マス )( cm ) 粉末ゲル化剤 A,Bの性状等を表 Ⅲ2に 二種の粉末ゲル化剤の容器の状況及びレシーバータンクの状況を写真 Ⅲ3 及び写真 Ⅲ4に示す 表 Ⅲ2 粉末ゲル化剤 A,Bの性状等 種 類 引火点 ( ) 嵩比重 成 分 粉末ゲル化剤 A 約 24 約.4 スチレン ブタジエン系 粉末ゲル化剤 B 約 2 約.96 ポリノルボルネン系 115

120 116

121 写真 Ⅲ3 粉末ゲル化剤 ( 左側からゲル化剤 A,B) 写真 Ⅲ4 レシーバータンクの状況 ( 第 1 回目実験 ) 117

122 118

123 3 実験方法等 (1) 屋内実験場の一端に散布装置を設置した (2) 屋内実験場の床面にブルーシートを敷き テープで固定した (3) 散布装置の散布ノズル先端からそれぞれ 5m,1m,15m,2m の距離をマークし それぞれの距離毎に試料採取箱を横に3 個ずつ設置した (4) レシーバータンク (2 基 ) の圧力を N2 ボンベにより.7MPa に調整した (5) 各レシーバータンク出口側の圧力を圧力調整器により調整した (6) 散布ノズルをシート中心線方向に向け 角度を仰角 3 及び水平に固定した (7) 吸引ノズルを試料容器に挿入し 試料が円滑に流入するように人為的に操作を行った 試料容器の床上高さは 実際の船舶の乾舷を想定して 3m 及び 5m とした (8) 計測者の合図により散布ノズル及び吸引ノズルの弁を開放し 試料を散布した 1 回あたりの散布時間は 本散布装置で安定した圧力を維持することが可能である 3 秒間とした (9) 3 秒経過後 散布ノズル及び吸引ノズルの弁を閉鎖した (1) 散布粒子の大部分が着地して落ち着いた時点で最大水平散布距離 最大散布幅 単位時間当たりの散布量 (kg/sec) を計測し 散布状況について写真及びビデオ撮影を実施した 屋内実験場の状況を写真 Ⅲ5に示す 写真 Ⅲ5 屋内実験場の状況 119

124 12

125 4 計測項目 (1) 最大水平散布距離シート上に着地した試料の状況を観察することにより 距離を求めた また 試料採取箱に入った試料の重量を計測した (2) 最大散布幅シート上に着地した試料の状況を観察することにより 幅を求めた (3) 単位時間当たりの散布量試料を収納した容器の実験前後の重量の変化により求めた (4) 散布界シート上に着地した試料の状況を目視観察して記録を行った 5 実験結果実験条件及び実験結果を表 Ⅲ3 及び表 Ⅲ4に示す また 散布状態を図 Ⅲ2から図 Ⅲ9に示す (1) ノズル放出高さ 5m ノズル放出角度 3 での散布は 実験場の内部構造物が障害となり正確な計測及び観察が不可能であったことから 同条件での実験結果を実験記録から除外した (2) 最大水平散布距離は 目標値 (15m 以上 ) に達しないものがあり 特にゲル化剤 A については全てが達しなかった (3) ノズル放出高さによる最大水平散布距離の違いは 今回実施した範囲 (5m,3m) においては大差がなかった (4) 最大散布幅は ゲル化剤 A の方が大きく広がった (5) 単位時間当たりの散布量は 目標値 (5 kg / 分以上 ) に達しなかった (6) 俯角 12 による散布を試行的に行なったが 他のノズル放出角度で実施した場合とほぼ同様の散布量及び水平散布距離を得た 第 1 回散布実験の状況を写真 Ⅲ6に示す 121

126 122

127 写真 Ⅲ6 第 1 回散布実験の状況 6 考察 (1) 単位時間当たりの散布量が目標値に達しなかった原因としては 作業員が試料容器に吸引ノズルを挿入し 同ノズルを撹拌しながら試料を吸入する方法をとったため 均一した吸入ができなかったことが考えられる (2) 作業員による試料の吸引は 作業員個人の作業の慣熟度に大きく影響される (3) 仰角を付けた散布がその他の角度の散布と比較して最大水平散布距離が小さかった原因としては 散布した試料が空中で空気抵抗により拡散したためと考えられる (4) 俯角による散布は 試料の地面への着地が早いため 海上において風の影響を受けにくく 流出した HNS に早く噴射することができて有効であると考えられる (5) 散布量を増加させるためには 散布空気圧の増加または散布ノズルの口径増大による散布空気量の増加が有効である (6) ノズル放出高さが低い方が試料の地面への着地が早いため 海上において風の影響を受けにくく 流出した HNS に早く噴射することができて有効であると考えられる 123

128 124

129 表 Ⅲ3 第 1 回粉末ゲル化剤散布実験結果 ( ゲル化剤 A)_ No. 粉末油ゲル化剤 ノズル口径 ノズル放出ノズル放出 放出圧力 散布量 水平放出 放出幅 (B) 放出高 (H) 高さ 角度 距離 (L) (mm) (m) ( 度 ) (Mpa) (Kg/sec) (m) (m) (m) 飛距離 / 散布量 5m 1m 15m 2m 1 A α / ( 5m) 4.(1m) g1.3 g1 <.1 g1 g g2 4.3 g2.2 g2 g 3 2. g3 1. g3.1 g3 g 2 A α / ( 5m) 2.7(1m) g1 <.1 g1.2 g1 g g2 2.4 g2.3 g2 g g3 <.1 g3 <.1 g3 g 3 A α / ( 5m) 3.(1m) g1 <.1 g1 <.1 g1 g g2 7.4 g2 <.1 g2 g 3.2 g3.2 g3 <.1 g3 g 4 A α 圧縮空気導入管口径 1A ホッパーなし ( 吸引 ) 2.5/ ( 5m) 2.2(1m) g1.2 g1 <.1 g1 g g2 1.4 g2 <.1 g2 g 3.9 g3.5 g3 <.1 g3 g 125

130 表 Ⅲ4 第 1 回粉末ゲル化剤散布実験結果 ( ゲル化剤 B)_ No. 粉末油ゲル化剤 ノズル口径 ノズル放出ノズル放出 放出圧力 散布量 水平放出 放出幅 (B) 放出高 (H) 高さ 角度 距離 (L) (mm) (m) ( 度 ) (Mpa) (Kg/sec) (m) (m) (m) 飛距離 / 散布量 5m 1m 15m 2m 1 B Z / ( 5m) 2.5(1m) <.1 g1 <.1 g1.4 g1 g g2 5.8 g2.7 g2 g 3 <.1 g3.5 g3.3 g3 g 2 B Z / ( 5m) 3.(1m) g1.2 g1 <.1 g1 g g2 7.4 g2.1 g2 g 3.1 g3.2 g3 <.1 g3 g 3 B Z / ( 5m) 2.6(1m) 8. 1 <.1 g1.3 g1.2 g1 g g2 2.9 g2.8 g2 g 3 <.1 g3.8 g3.5 g3 g 4 B Z 圧縮空気導入管口径 1A ホッパーなし ( 吸引 ) 2.32/ ( 5m) 2.6(1m) 4. 1 <.1 g1 <.1 g1 <.1 g1 g g2 8.2 g2.7 g2 g 3 <.1 g3 <.1 g3 <.1 g3 g 126