株式会社イルカカレッジ

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灭火系统

地面灭火
航空灭火

地面灭火 Fire Shooter

背包式灭火水囊专用凝胶灭火剂
背包式灭火水囊专用凝胶灭火剂
背包式灭火水囊专用凝胶灭火剂

用粘性和保水力保护重要的财物免受火焰侵害!

FireShooter是以食用增粘凝胶剂为基础的粉末灭火剂。与现有的背包式水囊和可搬式水泵中用的水混合后使用。依靠凝胶灭火特有的粘性覆盖燃烧物,用断氧和冷却效果抑制火势蔓延。高流动性的普通灭火水喷在斜坡和树木上后会流落,并立即被干燥的土地吸收,因此无法充分发挥出水的冷却效果。而FireShooter水可以附着在燃烧物上并在原地持续冷却,故与水相比,可以通过少量的使用来灭火,并降低复燃的可能性。(由我公司实验证实)
此外,由于FireShooter水不易被干燥的土地吸收,所以可长时间停留在喷水处来抑制火势蔓延。在树木和斜坡上,也能借由其持续为表层保湿的特征,通过预先在想要守护的财物上喷水来抑制火势发展。

Fire Shooter被选择的理由

①.守护消防队员的生命

守护消防队员的生命
守护消防队员的生命

火灾发生过程中有时会突然改变方向,十分危险。假设在烧荒或森林火灾的灭火行动中风向改变,火势转向自己的方向,那么用水控火的效果如何呢?即便向林地或旱田等喷水,水也会立即被吸入地下,无法停留在原地。略被打湿的草木立即变干并起火燃烧。而混入了Fire Shooter 的水由于粘度变高,所以可以长时间在喷过水的土壤表面形成水洼,阻止火势发展。灭火人员从远处搬来的宝贵之水转眼间被吸收耗尽,或是留在地表形成水洼,哪一种情况更安全呢?Fire Shooter 可立即提高水的粘度,将所有水有效地用于灭火。

②.保护动物们不受火灾侵害

保护动物们不受火灾侵害
保护动物们不受火灾侵害

2020年2月,澳大利亚一场持续燃烧半年的森林火灾导致大量动物丧生或被烧伤,失去了栖身之所。其受灾面积高达1900万公顷,约为日本国土的一半,且30亿只野生动物受到了灾害影响。有61000只树袋熊死亡,袋鼠和沙袋鼠等众多动植物濒临着灭绝。(来自世界自然基金会的报告)如果火灾发生时,能在森林某处用水洼建立通道,不就能延迟火势发展,让动物们得以逃生?此外,如果有水洼能让动物擦拭被烧伤之处,不就能立即冷却身体?在这一想法之下,我们开发了Fire Shooter。Fire Shooter可让喷出的水不易被吸入地下,直接停留在地表。连续喷水制造河流,从而抑制火势蔓延,为动物们提供逃生之路。

③.减轻消防队员的负担

减轻消防队员的负担
减轻消防队员的负担
减轻消防队员的负担

在远离水源的地方发生森林火灾时,消防队将背负15~20升水进山灭火。有时还需要花几个小时登山,沉重的水压在肩上,给后背和腰造成负担。如果在水囊中加入FireShooter,则能略提高水的粘度,减轻水锤现象。
混入了FireShooter的水粘度较高,不易被土壤吸收,因而可以把携带的贵重之水有效地用于灭火。喷出的FireShooter水将覆盖在燃烧物上,促进断氧灭火并抑制复燃。此外,消防队还需寻找隐藏的火种进行残火处理,在火势被完全扑灭前不能返回。如能尽早确认火势扑灭,消防队员也就能尽早返回,节省劳力。

④.保护重要的建筑物

保护重要的建筑物
保护重要的建筑物
保护重要的建筑物
保护重要的建筑物

有山岳信仰文化的国家,其山林中建有重要的历史性建筑物。一旦干燥的森林发生火灾,则有可能立即燃烧并吞噬重要的建筑物。风大时,森林火灾有时也会以超过100km的时速进行燃烧。即便向建筑物喷水,但如果火势较强,则水会迅速变干,很难保护好木造建筑物等。在初始阶段的森林火灾中,火会借助干燥的树皮和落叶等燃烧易燃物,扩大烧毁面积。混合了Fire Shooter的水可长时间附着在树干和树叶上,防止火势发展。向距离不会将火星溅到建筑物的树木上喷Fire Shooter水,以便防止周围的树木被烧毁。
这是在日式旅馆等中经常能看到的纸锅效果。从下面用火烘烤的锅因为内侧有水,所以不会燃烧。在树木火灾中也一样,保持充足水分的树只有表面会燃烧。用Fire Shooter水在树木表面施加涂层,则不但这棵树不会燃烧,而且火势还会因没有可燃烧的物体而减弱。在火灾的初始阶段,使用Fire Shooter水可以将火灾控制在最小范围,守护住想要守护的财物。

※虽然火势过强时,Fire Shooter水在变干后也无法保护树木,但普通的水会被吸入地下,很难起到阻止火势蔓延的作用,喷在树木上也会因无法停留在表面而轻易变干。只有少数场所的附近有水源并可以持续喷水。会被吸收且无法停留的普通水,与可停留在想要停留的位置的Fire Shooter水,两者的有效守护时间不同。能争取到时间,就意味着可以开展下一步对策,并有充足的时间来灭火。

⑤.动物可以安全食用,并有利于植物再生。

保护重要的建筑物

Fire Shooter的主要原料是食用增粘剂。动物可以安全舔舐或食用。我们期望动物在被卷入火灾中时,用Fire Shooter的水洼将毛弄湿,保护身体不受火灾侵害并逃往远处获救。向山林中喷射的Fire Shooter水将慢慢蒸发或被吸入地下。变干的残留物会在两周内分解,变成土壤后为灾后山林的再生做出贡献。

⑥.Fire Shooter的使用示例

装入灭火用背包式水囊

装入灭火用背包式水囊
Fire Shoote350g:15L用
装入灭火用背包式水囊

Fire Shooter 配合15升的水囊进行装袋。请先将其溶解在其他水槽或储罐的水中后再装入水囊。用水流即可轻松溶解,但放入Fire Shooter 时如能同时进行搅拌,则Fire Shooter 将均匀分散,并立即为水增加粘度。在灭火用背包式水囊中加入Fire Shooter 水来代替普通的水。可以按普通的水的用法使用。
请参照灭火实验视频。

用消防泵喷射

消防用的可搬式水泵适用于空冷式发动机。可用于不使用灭火水冷却发动机的水冷泵。请根据要使用的水量,对按1吨水计量的Fire Shooter进行使用。在迄今为止的实验中,我们确认到,与普通水的喷水相比,Fire Shooter水能集中喷射而不分散,因而飞行距离将增加20%。Fire Shooter可以在喷射的地点让凝胶聚集,比水更长地停留在原地,从而防止火势蔓延。

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用消防泵喷射
用消防泵喷射
喷射地点地状态(地表有聚集的凝胶)
用消防泵喷射
到达距离增加20%,射程超过50m

航空灭火 Drop Control System

航空灭火Drop Control System
航空灭火Drop Control System
航空灭火Drop Control System
航空灭火Drop Control System
航空灭火Drop Control System

①.从高高度将灭火水送达起火处而不使其消散

近年来大规模的森林火灾频繁发生。2015年8月发生在印度尼西亚苏门答腊岛上的森林火灾持续燃烧到11月,烟雾造成的灾害甚至扩大到要考虑全岛居民避难的程度。大量原生植物被烧毁,火势接近到了红毛猩猩的栖息地。在美国,2020年9月加利福尼亚州纳帕谷的山火中,约有30家葡萄酒庄被大火吞噬。美国西海岸的山林中分布着许多豪华住宅区,据报道说每年发生的大规模山火会造成巨额的损失。澳大利亚的火灾持续燃烧半年,直到2020年2月才熄灭。树袋熊和袋鼠等大量动物因此而丧生并濒临灭绝,相当于日本一半国土面积的森林被烧毁,自此失去栖身之所。森林火灾每年都会发生,而该领域的技术革新却很少,灾害带来的损失正在逐年扩大。

灭火水即刻化为凝胶并抵达起火处

从高高度将灭火水送达起火处而不使其消散
从高高度将灭火水送达起火处而不使其消散

大规模的森林火灾主要采用航空灭火,但飞行高度较高时喷出的水将化为雾状,继而消失在空中。而高度较低时又有坠入烟雾笼罩的山林中的危险。为此,我们开发了可从安全的高高度将灭火水送达起火处而不使其消散的灭火系统Drop Control System。该系统由以下三项技术构成。
1.将水送达地面且不让其消散的技术
2.准确将灭火水投放到目标地点的技术
3.瞄准投放时机一次性喷水的技术

用直升机进行的航空灭火采用将水装入悬挂的灭火篮中后运往火灾现场,再从空中喷水的方式。但高度较高时水会消散,无法到达起火处。海豚学院针对这个问题想出对策,就是将灭火水装入凝胶袋中,以固体的状态投放。凝胶袋可以干燥的状态保存,而1克食用凝胶剂大约能够吸收100克水,并在袋中变作凝胶成为凝胶袋灭火剂。凝胶袋在飞行过程中的5分钟内进行给水,从高高度也可将几乎所有的水送达火灾现场。在投放的地点,凝胶袋破裂后将包覆在燃烧物之上进行冷却。

Gel Pack被选择的理由

①凝胶形成剂是食用的增粘多糖类,动物可以安全食用
②包装袋柔软且体积小,碰到人体也不会造成危险
③包装袋材料用3个月即可生物降解,不会给地球环境带来危害
④凝胶袋会自行吸收大量的水,作业程序简单安全
⑤因为是固体,所以从安全领域内的高高度落下也不会消散
⑥因为是固体,所以可以计算投放地点,进行精准诱导
⑦可在投放的地点生成凝胶聚集处,抑制火势蔓延

干燥状态1克 → 给水后100克
干燥状态1克 → 给水后100克

②. 准确将灭火水投放到目标地点

高精度控制系统

准确将灭火水投放到目标地点
高精度控制系统

在传统的航空灭火中,由于灭火水会消散,所以无法控制投放地点。因此在飞至火灾现场附近的较大目标区域后,将由航空队员判断从哪个方位进入以及向哪个地点喷水。而凝胶袋中的灭火剂因为是固体,所以可以控制投放地点。只要使用高精度控制系统,就能从空中正确地将灭火水送达想要投放的地点。在安装于平板终端内的控制系统中输入风向、风速、机体速度和高度等各项条件后,系统将分析落体运动。如果在地图上标出想要投放的火灾位置信息,还可模拟飞行路径,与GPS联动后在接近投放地点的上空前开始倒计时,提示投放位置。可以小于1米的误差提示空中投放点。系统将记忆投放地点,通过连续投放,形成蔓延防止带。

③. 瞄准投放时机一次性喷水

投放装置

投放装置
 

依照高精度控制系统投放凝胶袋灭火剂,即可准确投放至想要投放的地点。也正因此,如果错过投放的时间,投放的地点也会发生偏离。需要一种投放装置,能在高精度控制系统提示投放的时间点立即打开排出口并投放所有凝胶袋。我们的投放装置采用独家设计,排出口大,所有凝胶袋可立即排出而不会被卡住。不使用时可以折叠收纳,方便保管和搬运。投放凝胶袋时可以吊桶直立的状态投放。照片中是1吨用的吊桶,我们可以根据客户的需求进行设计。
※客户已有的吊桶可能也可以使用,详情请咨询我们。

投放装置
投放装置
保管时的状态
保管时的状态

④.到达范围 散布边界

到达范围 散布边界
投放目标和规模的空中照片

在鸟取县东部广域行政组合和鸟取县消防防灾航空队的协助下,我们变换高度测量了散布边界。实验结果显示,高度变高时散布边界(散布面积)变宽,高度低时则变窄。凝胶袋数量一定时,密度和散布边界成反比。高度变高时到达面积变广,而散布的凝胶袋密度变低(小)。投放高度高时装入大量凝胶袋,或在相同位置叠加投放会更为有效。一次可以投放的数量依据飞机的有效载荷,由悬挂的吊桶规定量决定。

将灭火水变成凝胶后准确送达起火处

直升机在悬停(在空中不动)状态下,改变高度投放了凝胶袋。
从距离地面100英尺、200英尺、300英尺的空中分别投放2次凝胶袋,测量了到达地点的面积。即使高度上升,凝胶袋也可切实到达目标地点,并用凝胶覆盖地面。为了进行比较,我们从200英尺的高度尝试了仅喷洒水,结果水在空中消散,未在地面上留下痕迹。
各目标地点以10米为直径画圈框定。
将3000个凝胶袋放入500升水后投放的散布边界如下所示。

从100英尺高度投放

从100英尺高度投放的散布边界约为50㎡

从200英尺高度投放

从200英尺高度投放的散布边界约为100㎡

从300英尺高度投放

从300英尺高度投放的散布边界约为150㎡

将灭火水变成凝胶后准确送达起火处
2016年2月于鸟取大学操场
将灭火水变成凝胶后准确送达起火处
凝胶袋

在移动的同时投放凝胶袋

在长野县消防防灾航空队的协助下,我们在移动的同时投放凝胶袋,并对投放位置和投放范围进行了测量。

黄色线框为25节的移动散布。红色线框为悬停状态的散布边界。
黄色线框为25节的移动散布。红色线框为悬停状态的散布边界。

往投放吊桶内装入4000个凝胶袋和600升水后,在对地高度100英尺处以对地速度25节移动,同时按照控制系统的指示全量投放至目标地点。凝胶袋确认落至目标地点,并在25米长的范围内形成了蔓延防止带。而在相同的条件下投放水时,水即刻在空中消散,未在地面上留下到达痕迹。根据火灾规模使用较大的灭火吊桶并增加凝胶袋的投放量,可以提高蔓延防止带的密度。此外,提升对地速度还可以延伸蔓延防止带的长度。

在对地高度100英尺处投放 仅散布水(未到达地面)
在对地高度100英尺处投放
仅散布水(未到达地面)
以对地速度25节移动 仅散布水(水正在消散)
以对地速度25节移动
仅散布水(水正在消散)

将飞机可搬运的有限的灭火水以一定范围送达地面,可切实地对灭火行动起到帮助作用。凝胶袋吸收的灭火水会停留在原地,而不被立即吸入地面,因此通过连续投放可以形成蔓延防止带。尽管一次投放的凝胶袋对大规模的森林火灾而言只是如点般的渺小存在,但连续投放就能将点连成线,进而包围火灾。本系统以鸟取大学为研究代表,自2013年起的四年时间被消防厅的消防防灾科学推进制度采用并进行了开发。
关于过去的详细实验结果请咨询我公司。

保护重要的事物免受森林火灾侵害
用保水力协助灭火行动的“凝胶状灭火剂”的陆空联动应用示例

保护重要的事物免受森林火灾侵害 用保水力协助灭火行动的“凝胶状灭火剂”的陆空联动应用示例

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