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研 究 内 容 の 詳 細 は それぞれの 下 記 報 告 書 等 にまとめている 排 気 管 等 の 高 温 熱 面 に 飛 散 した 油 類 の 発 火 に 関 する 基 礎 研 究 報 告 書 高 温 熱 面 に 滴 下 した 油 類 の 発 火 特 性 に 関 する 研 究 ( 特 別 研 究 報 告 会 発 表 要 旨 および PPT) スクラップ 火 災 原 因 のひとつとしてのリチウム 電 池 等 の 発 火 過 程 の 観 察 報 告 書

排 気 管 等 の 高 温 熱 面 に 飛 散 した 油 類 の 発 火 に 関 する 基 礎 研 究 1 まえがき 漏 洩 燃 料 油 等 が 排 気 タービン 過 給 機 や 排 気 管 等 の 高 温 部 表 面 に 飛 散 接 触 したことが 原 因 と 考 えられる 機 関 室 火 災 事 案 の 原 因 究 明 では 漏 洩 燃 料 油 等 の 発 火 温 度 と 高 温 面 の 温 度 の 関 係 が 重 要 である しかし 発 火 温 度 は 引 火 点 のような 特 定 の 条 件 下 でほぼ 一 定 の 値 として 測 定 される 引 火 点 などとは 異 なり 加 熱 方 法 や 蒸 発 量 の みならず 周 囲 の 気 流 の 状 況 や 形 成 混 合 気 が 滞 留 する 空 間 の 構 造 等 により 異 なる 特 に 船 舶 機 関 室 における 火 災 の 場 合 機 械 の 配 置 や 配 管 はもとより 漏 洩 燃 料 油 等 が 蒸 発 し 混 合 気 が 形 成 される 高 温 面 付 近 の 通 風 状 況 な どが 船 舶 によって 異 なるため これによって 影 響 を 受 ける 発 火 過 程 の 推 定 再 現 確 認 には 注 意 を 要 する 我 々は これまで 種 々の 装 置 を 用 いて 高 温 加 熱 面 に 滴 下 した 油 類 の 発 火 過 程 を 調 べ 高 温 加 熱 面 の 温 度 構 造 試 料 の 滴 下 方 法 量 などが 発 火 率 に 及 ぼす 影 響 等 について 検 討 を 加 えてきた その 研 究 結 果 の 整 理 に 当 た っては 高 温 熱 面 の 温 度 と 発 火 の 関 係 を 中 心 に 考 察 検 討 してきたが このような 火 災 事 案 の 発 火 原 因 の 確 認 にあたっては 主 として 漏 洩 燃 料 油 等 の 蒸 発 率 等 を 左 右 する 高 温 加 熱 面 の 温 度 とともに その 後 の 発 火 及 び 燃 焼 に 至 る 化 学 反 応 の 継 続 を 左 右 する 形 成 混 合 気 が 滞 留 する 空 間 ( 以 後 閉 囲 空 間 と 表 現 する)の 温 度 状 況 も 把 握 しておくことが 必 要 と 考 えるに 至 った そこで 本 研 究 では 燃 料 を 滴 下 し 蒸 発 させる 高 温 熱 面 のほかに その 上 方 の 閉 囲 空 間 の 温 度 も 制 御 できる 装 置 の 開 発 を 試 み これらの 温 度 が 発 火 率 等 の 発 火 過 程 に 及 ぼす 影 響 などについて 検 討 を 加 えたので ここに 報 告 する 2 実 験 装 置 及 び 実 験 方 法 2.1 実 験 装 置 (1) SB-Ⅰ 型 装 置 高 温 面 への 試 料 油 の 滴 下 方 法 や 滴 下 量 が 発 火 率 に 及 ぼす 影 響 等 の 調 査 については これまでの 研 究 成 果 との 比 較 を 行 うことを 前 提 に 滴 下 面 のみに 加 熱 装 置 を 組 み 込 んだ 従 来 と 同 様 の 構 成 の 装 置 による 実 験 も 行 った 装 置 構 成 の 基 本 はこれまでの 装 置 と 同 様 であるが 加 熱 源 をガスバーナから 電 気 式 カートリッジヒータへ 変 更 するとともに 閉 囲 空 間 を 形 成 する 側 壁 からの 伝 導 放 熱 をできるだけ 小 さくするため 保 温 用 のヒータ 等 を 設 置 した カートリッジヒータへの 変 更 により 迅 速 な 加 熱 大 きな 熱 容 量 引 火 の 防 止 等 実 験 関 係 が 改 善 され 効 率 的 な 実 験 を 行 うことができるようになった この 装 置 の 概 略 を 図 1 に 示 す 試 料 油 を 滴 下 する 面 は 滴 下 試 料 の 移 動 範 囲 を 制 御 するため 浅 い 皿 状 に 仕 上 げていることから SB-Ⅰ 型 (Shallow BowlⅠType)と 呼 ぶ Ribbon Heater (Insulator) Upper Middle Lower (Surface of Bowl) (2) SB-Ⅱ 型 装 置 1 のまえがきでも 述 べたように 実 験 を 重 ねるうちに 試 料 油 を 滴 下 する 加 熱 面 ( 蒸 発 面 )の 温 度 のみではなく 形 成 された 試 料 油 蒸 気 混 合 気 が 滞 留 する 閉 囲 空 間 の 温 度 も 発 火 過 程 に 重 要 な 要 因 であると 考 えられた そこで この 空 間 の 雰 囲 気 を 蒸 発 面 とは 別 に 加 熱 できるよう 装 置 を 改 良 し 閉 囲 空 間 の 側 面 を 加 熱 壁 とした 装 置 外 観 等 を 図 2 に 示 す この 装 置 を SB-Ⅱ 型 (Shallow BowlⅡType)と 呼 ぶ

(a) 装 置 外 観 (b) 熱 電 対 の 配 置 図 2 SB-Ⅱ 型 装 置 の 概 要 (3) 昇 温 特 性 実 験 に 先 立 ち 装 置 の 昇 温 特 性 を 確 認 した 図 1 および 図 2 に 示 すように それぞれの 装 置 には 蒸 発 面 から 閉 空 間 上 端 までを 等 分 し ほぼ 中 心 線 上 に 熱 電 対 (.2mmφテフロン 被 覆 クロメル アルメル 熱 電 対 (K type))を 複 数 配 置 した これらの 熱 電 対 の 位 置 は 図 1 および 図 2 に 示 すように 蒸 発 面 上 のものを 番 号 1 として 表 示 する SB- Ⅱ 型 の 加 熱 時 の 昇 温 状 況 を 図 3 に 示 す 加 熱 壁 を 有 しない SB-Ⅰ 型 の 閉 囲 空 間 内 の 昇 温 特 性 は 熱 電 対 の 配 置 は 異 なるが 同 図 (a)と 同 様 の 状 況 を 示 す 図 3(b)に 示 すように 加 熱 壁 により 閉 囲 空 間 温 度 を 一 様 に 3 程 度 まで 上 昇 させることができ 同 図 (c)に 示 すよ うに 蒸 発 面 と 加 熱 壁 による 加 熱 を 併 用 することにより 閉 囲 空 間 の 温 度 を 3 を 超 える 状 態 で 設 定 することが 可 能 となった (a) 蒸 発 面 のみによる 加 熱 の 場 合 (b) 加 熱 壁 のみによる 加 熱 の 場 合 (c) 蒸 発 面 および 加 熱 壁 による 加 熱 の 場 合 図 3 SB-Ⅱ 型 の 昇 温 特 性 2

2.2 実 験 方 法 蒸 発 面 および 加 熱 壁 それぞれのカートリッジヒータの 温 度 調 節 器 を 操 作 することにより 所 定 の 蒸 発 面 温 度 と 閉 囲 空 間 温 度 の 組 み 合 わせを 得 る 基 本 的 には 蒸 発 面 温 度 を 所 定 の 温 度 に 設 定 したのち 加 熱 壁 の 温 度 を 上 昇 させながら 順 次 各 組 合 せ 条 件 を 得 その 都 度 シリンジを 用 いて 試 料 油 を 加 熱 皿 表 面 に 滴 下 し 発 火 非 発 火 の 別 発 火 に 至 る 過 程 の 観 察 等 を 行 った 試 料 油 としては 表 1 に 示 す 性 状 の 軽 油 を 用 いた 滴 下 方 法 および 滴 下 量 によっても 混 合 気 の 形 成 状 況 が 変 化 する ことから 滴 下 方 法 については 図 4 に 示 す 分 散 型 (NC:Non-Centralize Type)と 集 中 型 (C:Centralize Type)について 実 験 を 行 い その 結 果 を 比 較 検 討 しながら 考 察 を 進 めた 滴 下 量 については.5.1.2.3.4.5cm 3 について 実 験 を 行 った なお 発 火 非 発 火 にかかわらず 1 回 の 試 料 の 滴 下 実 験 の 都 度 容 器 内 を 圧 縮 空 気 で 清 浄 換 気 し 燃 焼 残 渣 や 燃 焼 ガスの 影 響 を 排 除 した 表 1 試 料 油 の 性 状 (a) 分 散 型 (NC:Non-Centralize Type) (b) 集 中 型 (C:Centralize Type) 図 4 滴 下 方 法 3 実 験 結 果 および 考 察 3.1 SB-Ⅰ 型 装 置 による 実 験 結 果 (1) 滴 下 方 法 による 発 火 燃 焼 状 況 の 差 異 図 5 に SB-Ⅰ 型 装 置 において 集 中 型 で 滴 下 したときの 発 火 過 程 を 示 す 多 量 の 試 料 油 蒸 気 が 形 成 されてい るが 発 火 は 閉 囲 空 間 の 上 縁 付 近 で 予 混 合 火 炎 を 伴 いながら 起 こっている 蒸 発 面 で 形 成 された 試 料 油 蒸 気 が 加 熱 されながら 上 昇 し 上 縁 付 近 でちょうど 発 火 に 適 した 濃 度 になったものと 推 測 される 図 6 に 滴 下 方 法 による 発 火 燃 焼 状 況 の 違 いを 示 す 上 段 は 滴 下 方 法 を 分 散 型 とした 場 合 で 下 段 は 集 中 型 とした 場 合 である いずれも 蒸 発 面 ( 図 中 では 加 熱 皿 表 面 温 度 と 表 記 ) 温 度 は 34 であるが 滴 下 量 は 分 散 型 が.5cm 3 と 集 中 型 の.5cm 3 の 1/1 である 図 6 のそれぞれ 3 枚 の 写 真 は 滴 下 後 の 経 過 時 間 がほぼ 同 様 のものを 比 較 している.5cm 3 を 滴 下 した 下 段 の 集 中 型 では 早 くから 大 量 の 燃 料 蒸 気 混 合 気 が 形 成 されている が.5cm 3 の 滴 下 にとどまった 上 段 の 分 散 型 の 蒸 気 形 成 量 は 少 ないにもかかわらず 着 火 はほぼ 同 様 の 経 過 時 間 で 起 こっており 火 炎 の 勢 いは 滴 下 量 の 少 ない 上 段 の 分 散 型 の 方 が 強 い (2) 滴 下 方 法 および 滴 下 量 の 発 火 温 度 に 及 ぼす 影 響 SB-Ⅰ 型 装 置 を 用 いて 滴 下 方 法 および 滴 下 量 の 発 火 温 度 に 及 ぼす 影 響 を 調 べた 図 7 にその 結 果 を 示 す 3

発 火 現 象 については 発 火 非 発 火 の 状 況 を 確 率 的 に 示 すことが 一 般 的 であるが 漏 えい 油 等 の 高 温 熱 面 におけ る 発 火 現 象 では 遷 移 領 域 があり 確 率 的 に 発 火 の 温 度 条 件 を 確 認 するためにはかなりの 試 行 回 数 が 要 求 される とともに 実 験 ごとのばらつきの 影 響 を 排 除 することが 困 難 である そこで 本 研 究 では 火 災 発 生 に 対 する 危 険 性 の 指 標 として 各 実 験 条 件 における 発 火 が 確 認 できる 最 低 の 温 度 を 発 火 温 度 と 定 義 し これを 明 らかにする こととした Gas Oil :.5cm 3 Surface Temp.:42 t:time after dropping t=1.5 t=4.35 t=4.367 t=4.384 図 5 SB-Ⅰ 型 装 置 における 発 火 時 の 状 況 ( 集 中 型 ) 図 6 滴 下 方 法 による 着 火 燃 焼 状 況 の 差 異 (a) 発 火 温 度 ( 蒸 発 面 表 面 温 度 ( 図 1(b) # 1)) (b) 発 火 時 の 閉 囲 空 間 中 央 部 温 度 ( 図 1(b) # 2) 図 7 滴 下 方 法 および 滴 下 量 の 発 火 温 度 に 及 ぼす 影 響 図 7(a)は 発 火 温 度 として 定 義 した 温 度 を 示 すが 同 図 (b)は 発 火 が 確 認 された 時 の 閉 囲 空 間 内 の 温 度 として 図 1(b)の 熱 電 対 #2 の 温 度 を 示 した 滴 下 方 法 を のシンボルで 示 した 集 中 型 (C:Centralize Type)とすると 滴 下 量 が 少 ない 場 合 には 発 火 が 確 認 できなかった これに 対 して のシンボルで 示 した 分 散 型 (NC:Non-Centralize Type)の 滴 下 方 法 では 滴 下 量 が 非 常 に 少 ない 場 合 にも 発 火 が 確 認 できた これは 分 散 型 の 場 合 滴 下 時 に 微 粒 化 された 試 料 油 から 速 やかに 蒸 気 が 形 成 されるとともに その 混 合 気 4

が 蒸 発 面 付 近 で 逸 散 することなく 迅 速 に 加 熱 され 反 応 が 進 むため 少 量 の 滴 下 量 にも 関 わらず 安 定 した 発 火 が 得 られたものと 考 えられる 集 中 型 の 場 合 は 滴 下 量 に 比 して 蒸 発 面 との 総 接 触 面 積 が 少 なく また ライデ ンフロスト 現 象 の 影 響 も 相 まって 蒸 発 量 が 少 なく 反 応 に 適 した 濃 度 の 燃 料 蒸 気 混 合 気 の 形 成 とその 加 熱 が 速 やかに 行 われにくく その 前 に 加 熱 源 である 蒸 発 面 から 逸 散 しやすいためと 考 えられる したがって 蒸 発 面 温 度 滴 下 量 そして 滴 下 方 法 によって 決 まる 燃 料 蒸 気 形 成 速 度 と 形 成 された 燃 料 蒸 気 混 合 気 が 逸 散 すること なく 可 燃 濃 度 となり かつ 迅 速 に 加 熱 され 発 火 に 至 るという 発 火 に 必 要 な 蒸 発 面 および 閉 囲 空 間 の 構 造 的 条 件 が 存 在 するものと 考 えられる 今 回 用 いた 実 験 装 置 の 構 造 的 な 条 件 は.3 cm 3 の 試 料 油 を 分 散 型 で 滴 下 する 場 合 との 組 み 合 わせが 最 適 であったものと 考 えられる 図 7(a)において 実 験 を 行 ったすべての 滴 下 量 で 発 火 が 確 認 できた 分 散 型 についてみると 相 対 的 なもので はあるが 滴 下 量 が 多 い 場 合 に 比 べて 滴 下 量 の 少 ない 場 合 に 発 火 を 得 るには 蒸 発 面 の 温 度 が 高 いことが 要 求 さ れる これに 対 し 図 7(b)をみると 発 火 が 確 認 できる 滴 下 量.3 cm 3 の 場 合 の 蒸 発 面 温 度 35 と 滴 下 量.1 cm 3 の 場 合 の 蒸 発 面 温 度 4 の 差 に 対 し そのときの 閉 囲 空 間 の 温 度 はいずれも 25 であり 今 回 の 実 験 範 囲 では 発 火 が 確 認 できる 閉 囲 空 間 の 最 低 温 度 である この 温 度 は 文 献 等 における 軽 油 の 自 発 火 温 度 に 近 く 閉 囲 空 間 に 滞 留 する 試 料 油 の 蒸 気 混 合 気 がこの 温 度 まで 加 熱 される 条 件 が 満 たされれば 発 火 に 至 るものと 考 え られる (3) 発 火 に 及 ぼす 閉 囲 空 間 温 度 の 影 響 (2)に 述 べたように 発 火 には 閉 囲 空 間 の 温 度 が 重 要 と 考 えられる 図 8 は SB-Ⅰ 型 装 置 で 行 った 種 々の 実 験 条 件 での 結 果 を 蒸 発 面 温 度 と 閉 囲 空 間 温 度 との 関 係 で 整 理 したものである 横 軸 が 蒸 発 面 温 度 ( 図 1(b) # 1 熱 電 対 による 測 定 温 度 ) 縦 軸 が 閉 囲 空 間 温 度 ( 図 1(b) # 2 熱 電 対 による 測 定 温 度 )を 示 す この 結 果 から 閉 囲 空 間 温 度 が 25 程 度 を 上 回 れば 発 火 に 至 ることが 予 想 されたが SB-Ⅰ 型 装 置 では 蒸 発 面 温 度 を 比 較 的 低 く 維 持 し た 状 態 で 閉 囲 空 間 の 温 度 を 上 げることが 困 難 であったため 装 置 を 改 良 し SB-Ⅱ 型 装 置 でこの 点 を 明 らかにす ることとした 図 8 SB-Ⅰ 型 装 置 における 発 火 温 度 測 定 結 果 3.2 SB-Ⅱ 型 装 置 による 実 験 結 果 (1) 発 火 燃 焼 状 況 図 9 に SB-Ⅱ 型 装 置 における 発 火 燃 焼 状 況 を 示 す 蒸 発 面 温 度 が 同 じでも SB-Ⅰ 型 装 置 と 比 較 すると 閉 囲 空 間 温 度 が 高 い 状 態 で 実 験 を 行 った その 結 果 図 5 に 示 した SB-Ⅰ 型 装 置 の 場 合 と 同 様 の 条 件 での 発 火 燃 焼 状 況 であるが SB-Ⅰ 型 装 置 の 場 合 と 比 較 すると 滴 下 後 早 い 段 階 で 蒸 発 面 付 近 で 発 火 していることが 確 認 できる 図 1 は 図 8 と 同 様 SB-Ⅱ 型 装 置 で 行 った 種 々の 実 験 条 件 での 結 果 を 蒸 発 面 温 度 と 閉 囲 空 間 温 度 と の 関 係 で 整 理 したものである 閉 囲 空 間 温 度 が 25 程 度 を 上 回 れば 発 火 に 至 ることがある 程 度 示 されている が 蒸 発 面 温 度 が 25 以 下 の 領 域 では 試 料 油 の 蒸 気 は 発 生 するものの 閉 囲 空 間 温 度 を 25 以 上 に 設 定 す ることができなかった 5

Gas Oil :.5cm 3 Surface Temp.:42 t:time after dropping t=2. t=3.28 t=3.3 t=3.317 図 9 SB-Ⅱ 型 装 置 における 発 火 時 の 状 況 ( 集 中 型 ) 図 1 SB-Ⅱ 型 装 置 における 発 火 温 度 測 定 結 果 4 まとめ 排 気 タービン 過 給 機 や 排 気 管 等 の 高 温 面 に 飛 散 したことが 原 因 と 考 えられる 機 関 室 火 災 事 案 の 原 因 究 明 では 漏 洩 燃 料 油 等 の 発 火 温 度 と 高 温 面 の 温 度 に 重 点 を 置 いてきたが 形 成 燃 料 油 蒸 気 混 合 気 等 が 滞 留 する 閉 囲 空 間 の 温 度 状 況 も 同 様 に 重 要 であることが 明 らかとなった 船 舶 機 関 室 における 火 災 の 場 合 などは 機 械 の 配 置 や 配 管 はもとより 漏 洩 燃 料 油 等 が 蒸 発 し 混 合 気 が 形 成 される 高 温 面 付 近 の 通 風 状 況 などが 船 舶 によって 異 なる ため これによって 影 響 を 受 ける 閉 囲 空 間 の 状 況 の 推 定 再 現 確 認 には 注 意 を 要 する 6

高 温 熱 面 に 滴 下 した 油 類 の 発 火 特 性 に 関 する 研 究 加 熱 装 置 および 滴 下 方 法 の 発 火 率 等 に 及 ぼす 影 響 発 表 者 第 4 学 年 第 Ⅱ 群 入 澤 優 磨 櫻 庭 隆 貴 指 導 教 官 海 上 安 全 学 講 座 吉 田 肇 教 授 島 田 伸 和 教 授 岡 崎 航 介 講 師 仁 田 峠 順 一 助 教 Ⅰ.はじめに 漏 洩 燃 料 油 等 が 排 気 タービン 過 給 機 や 排 気 管 等 の 高 温 部 表 面 に 飛 散 接 触 したことが 原 因 と 考 えられる 機 関 室 火 災 事 案 の 原 因 究 明 では 漏 洩 燃 料 油 等 の 発 火 温 度 と 高 温 面 の 温 度 の 関 係 が 重 要 である しかし 発 火 温 度 は 引 火 点 のような 特 定 の 条 件 下 で 測 定 される 値 とは 大 きく 隔 たりがあり 周 囲 の 状 況 や 構 造 等 に より 事 案 ごとに 異 なる 特 に 船 舶 機 関 室 における 火 災 の 場 合 機 械 の 配 置 や 配 管 のみならず 漏 洩 燃 料 油 等 が 蒸 発 し 混 合 気 が 形 成 される 高 温 面 付 近 の 通 風 状 況 などが 船 舶 によって 異 なるため これによって 影 響 を 受 ける 発 火 過 程 の 再 現 確 認 には 注 意 を 要 する 我 々は これまで 種 々の 装 置 を 用 いて 高 温 加 熱 面 に 滴 下 した 油 類 の 発 火 過 程 を 調 べ 高 温 加 熱 面 の 温 度 や 構 造 や 試 料 の 滴 下 方 法 などがこれに 及 ぼす 影 響 について 検 討 を 加 えてきた (1)(2) その 結 果 このような 事 案 における 火 災 原 因 の 確 認 にあたっては 漏 洩 燃 料 油 の 蒸 発 率 等 を 左 右 する 高 温 加 熱 面 の 温 度 とともに その 後 の 発 火 及 び 燃 焼 に 至 る 化 学 反 応 の 継 続 を 左 右 する 閉 囲 空 間 の 温 度 についても 把 握 しておくことが 必 要 と 考 えるに 至 った そこで 空 間 の 温 度 が 発 火 過 程 に 及 ぼす 影 響 等 について 検 討 するため 2 種 類 の 装 置 を 用 いて 実 験 を 行 い これらの 点 について 考 察 したので 報 告 する Ⅱ. 実 験 装 置 及 び 実 験 方 法 本 研 究 では 高 温 表 面 に 付 着 した 燃 料 油 類 の 発 火 現 象 を 模 擬 するため 高 温 に 熱 した 金 属 容 器 に 燃 料 油 を 滴 下 し 実 験 条 件 が 発 火 の 有 無 に 与 える 影 響 を 調 べた 実 験 装 置 は 加 熱 方 法 の 違 いにより 2 種 類 用 い 燃 焼 容 器 の 形 状 から 浅 皿 型 装 置 ( 以 下 SB (Shallow Bowl) 型 装 置 という)Ⅰ 型 Ⅱ 型 と 名 付 けた こ れらの 装 置 の 概 要 を 図 1 及 び 図 2 に 示 す 装 置 の 構 造 上 の 特 徴 は 次 の 通 りである (1) 以 前 の 実 験 装 置 (2) より 加 熱 皿 表 面 温 度 の 熱 容 量 を 大 きくし 試 料 油 類 の 蒸 発 および 形 成 混 合 気 の 加 熱 時 の 加 熱 面 温 度 を 安 定 させ た (2) 滴 下 蒸 発 時 の 試 料 油 類 の 移 動 範 囲 をある 程 度 制 限 できるよう 球 面 状 の 凹 面 とした (3) 閉 囲 空 間 の 空 気 流 動 をある 程 度 制 限 できるように 側 壁 を 設 けた Ⅰ 型 ではパイプを Ⅱ 型 では 鉄 の 薄 板 を 用 いた (4) 加 熱 皿 表 面 の 温 度 と 空 間 等 の 温 度 も 同 時 に 計 測 した 温 度 計 測 に はφ.2mm のテフロン 被 覆 クロメル アルメル 熱 電 対 (K type)を 取 り 付 けた (5)Ⅱ 型 では 加 熱 皿 表 面 温 度 と 空 間 温 度 を 別 々に 制 御 することがで きるようにするため 加 熱 皿 の 上 方 側 面 にヒーターを 設 置 した 実 験 はカートリッジヒータの 設 定 温 度 により 加 熱 皿 表 面 温 度 を 所 要 の 温 度 に 整 定 した 後 シリンジを 用 いて 試 料 油 を 加 熱 皿 表 面 に 滴 下 し 発 火 に 至 る 過 程 を 観 察 した Ⅱ 型 装 置 では 側 面 のヒーターも 用 い 空 間 の 温 度 も 所 要 の 温 度 に 制 御 した 試 料 には 軽 油 を 用 い 滴 下 量 は.5 図 1 SB-Ⅰ 型 装 置 の 概 要 図 2 SB-Ⅱ 型 装 置 の 概 要

.1.2.3.4.5cm 3 SB SB 3 4.5cm 3 42 Gas Oil.5cm 3 Surface Temp. 42 t Time after dropping t=1.5 t=4.35 t=4.367 t=4.384 3 SB- Gas Oil.5cm 3 Surface Temp. 42 t Time after dropping t 2. t 3.28 t 3.3 t 3.317 4 SB- 5 4 25 25 25 25 Temperature of surrounding air( ) 4 35 3 25 2 15 1 SB Non ignition SB Ignition 5 SB( ) Non ignition SB( ) Ignition 2 25 3 35 4 45 Surface temperature of heating bowl( ) 5. 1) 79 29 5-6 2) 8 21

高 温 熱 面 に 滴 下 した 油 類 の 発 火 特 性 に 関 する 研 究 ー 加 熱 装 置 および 滴 下 方 法 の 発 火 率 等 に 及 ぼす 影 響 - 海 上 保 安 大 学 校 本 科 海 上 保 安 大 学 校 海 上 安 全 学 講 座 入 澤 優 磨 櫻 庭 隆 貴 吉 田 肇 島 田 伸 和 岡 崎 航 介 仁 田 峠 順 一 概 要 1. 背 景 及 び 研 究 目 的 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 1SB(Shallow Bowl) Ⅰ 型 装 置 2 滴 下 方 法 3 発 火 時 の 状 況 4 滴 下 量 別 による 発 火 確 認 時 の 温 度 5 発 火 非 発 火 時 の 温 度 (2)SB Ⅱ 型 装 置 1SB Ⅱ 型 装 置 2SB Ⅱ 型 装 置 の 昇 温 特 性 3 発 火 時 の 状 況 4 発 火 非 発 火 時 の 温 度 5 発 火 率 3.まとめ 1. 背 景 及 び 研 究 目 的 昭 和 57 年 から 平 成 2 年 までの 火 災 事 案 例 海 難 審 判 所 HP 等 から 集 計 1. 背 景 及 び 研 究 目 的 火 災 事 例 溶 接 による 火 花 17 件 7.8% 電 気 ストーブの 取 り 扱 い 不 備 原 因 不 明 軸 系 の 過 熱 その 他 34 件 15.7% 52 件 24.% 排 気 管 や 過 給 器 またはボイラの 露 出 高 温 面 に 付 着 87 件 4.1% 件 名 貨 物 船 新 かながわ 丸 火 災 事 件 概 要 発 生 日 平 成 19 年 2 月 16 日 場 所 千 葉 県 野 島 埼 南 西 方 沖 合 本 件 火 災 は, 航 行 中, 機 関 室 の 移 送 ポンプ 燃 料 A 重 油 の 自 動 発 停 装 置 を 主 機 及 び 補 機 用 燃 料 油 タ 船 舶 要 目 ンクへの 自 動 運 転 に 切 り 換 える 際, 燃 料 油 移 送 系 統 の 弁 開 閉 状 態 の 確 認 が 不 十 分 で, 弁 船 名 貨 物 船 新 かながわ 丸 切 換 えが 行 われないまま, 同 装 置 の 切 換 えス 総 トン 数 199t イッチが 操 作 されたのち, 同 ポンプが 始 動 し, 全 長 48.52m 送 油 された 燃 料 油 が 停 泊 補 機 用 燃 料 油 タン 機 関 過 給 機 付 4サイクル6シリンダ クからあふれて 主 機 過 給 機 付 近 に 降 りかかり, ディーゼル 機 関 主 機 排 気 管 の 高 温 部 で 発 火 したことによって 735kw 発 生 したものである ( 全 速 力 前 進 時 には 主 出 力 機 を 回 転 数 毎 分 35にかけ, 主 機 の 各 シリン (1PS) ダのシリンダヘッド 出 口 排 気 温 度 摂 氏 31 度 回 転 数 395rpm ないし 同 34 度, 過 給 機 入 口 排 気 温 度 摂 氏 約 45 度 の 状 態 ) 短 絡 や 漏 電 等 による 被 覆 の 過 熱 1. 背 景 及 び 研 究 目 的 原 因 の 究 明 においては 高 温 表 面 の 温 度 を 重 要 視 これまでの 研 究 では 高 温 表 面 温 度 高 温 表 面 温 度 と 発 火 の 関 係 を 調 査 だけでは 不 十 分 本 研 究 の 目 的 2 種 類 の 加 熱 装 置 に 対 して2 種 類 の 滴 下 方 法 を 用 いて 実 験 を 行 うことで これらが 発 火 過 程 に 及 ぼす 影 響 等 を 研 究 する 概 要 1. 背 景 及 び 研 究 目 的 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 1SB(Shallow Bowl) Ⅰ 型 装 置 2 滴 下 方 法 3 発 火 時 の 状 況 4 滴 下 量 別 による 発 火 確 認 時 の 温 度 5 発 火 非 発 火 時 の 温 度 (2)SB Ⅱ 型 装 置 1SB Ⅱ 型 装 置 2SB Ⅱ 型 装 置 の 昇 温 特 性 3 発 火 時 の 状 況 4 発 火 非 発 火 時 の 温 度 5 発 火 率 3.まとめ 1

2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 1SB( Shallow bowl ) Ⅰ 型 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 2 滴 下 方 法 分 散 型 (Non centralized) 集 中 型 (Centralized) 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 3 発 火 時 の 状 況 加 熱 皿 表 面 温 度 38 滴 下 量.5cm 3 3 発 火 時 の 状 況 加 熱 皿 表 面 温 度 :42 滴 下 量 :.5cm 3 t= 1.5(Sec) t= 1.67 t=4.35 t=4.367 t=4.384 t=4.418 Time(Sec) 3 25 2 15 1 5 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 滴 下 方 法 による 寿 命 時 間 等 の 相 違 分 散 型 (Non Centralized) Life time Ignition delay time Combution time.1.2.3.4.5 Volume of gas oil(cm 3 ) Time(Sec) 3 25 2 15 1 5 集 中 型 (Centralized).1.2.3.4.5 Volume of gas oil(cm 3 ) Temperature of surrounding air( ) 4 35 3 25 2 15 1 5 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 4 発 火 非 発 火 時 の 温 度 Non ignition Ignition 2 25 3 35 4 45 Surface temperature of heating bowl( ) 2

2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 1SB Ⅱ 型 装 置 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 2SB Ⅱ 型 装 置 の 昇 温 特 性 Temp.( ) Temp.( ) 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 6 Time(Min) 5 1 2 3 4 4 3 2 1 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 Time(Min) 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 3 発 火 時 の 状 況 加 熱 皿 表 面 温 度 38 滴 下 量.5cm 3 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 3 発 火 時 の 状 況 加 熱 皿 表 面 温 度 27 滴 下 量.5cm 3 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 3 発 火 時 の 状 況 加 熱 皿 表 面 温 度 :42 滴 下 量 :.5cm 3 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 4 発 火 非 発 火 時 の 温 度 t=2.(sec) t=3.28 t=3.3 t=3.317 t=3.334 t=3.384 Temperature of surrounding air( ) 4 35 3 25 2 15 1 Ⅰ 型 Non ignition Ⅰ 型 Ignition 5 Ⅱ 型 Non ignition Ⅱ 型 Ignition 2 25 3 35 4 45 Surface temperature of heating bowl( ) 3

Ignition probability (%) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (2) 5 発 火 率 の 相 違 分 散 型 (Non centralized) 集 中 型 (Centralized).1.2.3.4.5 Volume of gas oil(cm 3 ) 概 要 1. 背 景 及 び 研 究 目 的 2. 実 験 装 置 の 概 要 及 び 結 果 (1) 1SB(Shallow Bowl) Ⅰ 型 装 置 2 滴 下 方 法 3 発 火 時 の 状 況 4 滴 下 量 別 による 発 火 確 認 時 の 温 度 5 発 火 非 発 火 時 の 温 度 (2)SB Ⅱ 型 装 置 1SB Ⅱ 型 装 置 2SB Ⅱ 型 装 置 の 昇 温 特 性 3 発 火 時 の 状 況 4 発 火 非 発 火 時 の 温 度 5 発 火 率 3.まとめ 3.まとめ(1) 本 研 究 では 加 熱 皿 表 面 空 間 温 度 が ともに25 以 上 で 発 火 が 多 く 見 られた 加 熱 皿 表 面 だけでなく 空 間 の 温 度 も 発 火 の 要 因 として 重 要 であると 考 えられる 3.まとめ(2) 分 散 型 の 方 が 発 火 率 が 高 い 油 滴 の 高 温 加 熱 面 との 接 触 面 積 が 大 きいほど 発 火 に 至 りやすい 機 関 室 火 災 のおいて 燃 料 油 等 が 霧 状 に 漏 洩 した 場 合 のほうが 危 険 性 が 高 い ご 清 聴 ありがとうございました 4

1 ( ) 2 1 (a) 1.7kg 1m (b) (a) (b) 1 2 (2 ) 3 2 3.1 2 2 3

3 3.2 4 t=55 6 1 t=118 t=127 17 1 8 4 4 17 25 2