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で 台車式CO₂消火器 、CO₂（二酸化炭素）は液体の状態で高圧シリンダーに保管されます。この加圧された CO2 は約 50 ～ 60 bar (725 ～ 870 psi) で保管され、十分な量の CO2 を液体状態でシリンダー内に確実に充填できます。 CO₂ を液体の形で保管すると、より小さくて扱いやすいシリンダー内に収容できるガスの量が増加します。シリンダーは内圧に耐えられるよう耐久性の高い鋼材などで作られており、ガスが排出されるまで液状を保つように設計されています。 CO₂ は、ガスの臨界温度と臨界圧力特性により、このような高圧条件下では液体のままです。
トロリー式CO₂消火器は放出機構が作動すると作動を開始します。これには通常、ハンドルを引くか、排出レバーを押す必要があり、これによりシリンダーの上部にあるバルブが開きます。バルブはシリンダーからの CO₂ ガスの流れを調整するように設計されています。オペレーターがハンドルまたはレバーを操作すると、バルブが開き、加圧された CO2 がシリンダーから排出されます。これは安全ピンまたはロック機構によって制御され、偶発的な放出を防止し、意図的に作動させない限り消火器が使用されないようにします。バルブ、ホース、またはノズルは、制御された方法で CO₂ を導くように設計されており、ユーザーは火元に正確にガスを向けて放出できます。
CO2 がシリンダーから放出されると、液体 CO2 は液体から気体に急速に相変化します。この変化は、CO2 がシリンダーの高圧環境から出て周囲の大気の低圧に移行するときの急激な圧力降下によって発生します。この相転移により、液体 CO2 が急速に膨張して気体になります。これは気化として知られるプロセスです。 CO₂ が気体に変化すると、液体の体積の約 450 倍に膨張します。この膨張により消火器は大量の CO₂ を放出し、広範囲をカバーして火災付近の酸素濃度を効果的に低減します。また、液体から気体への急速な変化により CO₂ が急激に冷却され、ガスは極低温 (約 -78.5°C / -109.3°F) でノズルから排出されます。この冷却効果は、炎を窒息させ、周囲の温度を下げることによって火災の抑制に貢献します。
CO₂ が液体状態から気体に膨張すると、ジュール・トムソン効果により環境から熱を吸収し、その結果気体が非常に冷たくなります。この冷却効果は火災の周囲の温度を下げ、さらに燃焼プロセスの抑制に役立つため、消火には非常に重要です。極度の寒さは、火や高温の表面を凍結させ、さらなる燃焼に対する障壁を作り出すことにも役立ちます。周囲の物質と火災自体が冷却されるため、特に可燃性の液体や揮発性化学物質によって火災が引き起こされる状況では、再点火の可能性がさらに低くなります。酸素を置換して火を消すだけでなく、冷却効果により環境を安定させ、延焼を防ぎます。
CO₂ が火災を消す主な方法は、火災環境から酸素を追い出すことです。火災が燃え続けるには、燃料、熱、酸素という 3 つの重要な要素が必要です。これらは総称して「火災の三角形」と呼ばれます。 CO₂ は、火災の周囲の酸素濃度を下げることにより、火災を維持する化学反応を直接妨害します。 CO₂ は空気より重いガスであるため、火元近くに滞留する傾向があり、酸素の供給を効果的に遮断する可能性があります。 CO₂ は酸素レベルを燃焼に必要なレベル以下 (通常は 15% 以下) に下げることで機能するため、この窒息プロセスは迅速かつ効率的です。酸素レベルが低下すると火は消えます。 CO₂ は、短絡や火災の延焼を引き起こす可能性のある導電性要素 (水など) を導入しないため、電気機器や可燃性液体が関係する火災の抑制に特に効果的です。
