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「音で火を消す」 音波消火器は安く作れる 声で火を消す 「音」で火を消す新しい消火器を発明

【実験05】 声で火を消す /共鳴実験/ 米村でんじろう [公式]
https://www.youtube.com/watch?v=zKC9S_UGk_I

今年3月、アメリカのジョージメイソン大学の学生が「音」を使った消火器を発明したというニュースが話題になりました。これは従来の消火器と違って水も消化剤も使わないので周囲を汚さず、かつ電気で動くので消火器のようにすぐ使えなくなったりしない画期的な消火器と言われてましたね。
https://mitok.info/?p=18320

世界がおどろいた「音波消火器」はわりとお安く作れる!(ただし卓上サイズに限る)
https://mitok.info/?p=18320

米国ジョージ・メイソン大学の学生2人組が、重低音で火を消す音波消火器を開発しました。低周波を火元に浴びせて、炎の周りの空気をかき乱すことによって酸素の供給を断つ仕組みです。
https://www.huffingtonpost.jp/engadget-japan/fire-extinguisher_b_6982932.html

 “炎”は音で消せ! 大学生が新型の消火器を発明(15/03/30) 
https://www.youtube.com/watch?v=NuHdoDLrKKc

大学生が「音」で火を消す新しい消火器を発明
https://news.livedoor.com/article/detail/9958760/

    水も消火剤も使わない新しい消火器の登場です。

    ブーンという低い音とともにフライパンの炎があっという間に消えました。
    これは、アメリカのジョージメイソン大学の2人の学生が開発した、水や消火剤を全く使わない消火器です。
    スピーカーから出る低周波を火元に浴びせることで、炎から酸素を切り離す仕組みになっているということです。
    この消火器を開発した2人は、特許取得を目指しています。
    大学生が炎を音で消す新型の消火器を発明 ニュース速報画像掲示板 明和水産

https://matome.eternalcollegest.com/post-2142785995057090101

音で狙った炎だけを消せるしくみ
スピーカーから出した音で、グラスの中のろうそくの炎が消える。なぜ消える炎と消えない炎があるのか。音叉(おんさ)の実験を手がかりに、そのしくみを考えよう。
https://www2.nhk.or.jp/school/watch/clip/?das_id=D0005302176_00000

長さ1mの管の端に火をつけたロウソクを置き、反対側でスピーカーから低い音を鳴らすと、炎が大きく揺らいで消えました。まるで音が炎を吹き消したように見えます。普段、音を聞いているときに風圧を感じることはないのに、何が起こったのでしょう?
音は空気を伝わる振動の波です。管に音が伝わると、中の空気(気柱)も振動します。管の長さと音の波長が一定の関係にあると波が止まっているように見え、激しく動く部分(腹)と動かない部分(節)ができます。この現象を「気柱の共鳴」といいます。管の端は腹にあたるので、空気が激しく動いて炎が吹き消されたのです。
共鳴の起こる管の長さと音の波長には一定の規則があり、両端が開いた管では、管の長さが波長の1/2のときによく共鳴します。1mの管では、波長が2m(振動数170ヘルツ)の音に共鳴します。

https://site.ngk.co.jp/lab/no224/

その低音についてのすべて
消火器の背後にある原理は簡単です:それらは移動する媒体に振動を引き起こす機械的な圧力波であるため、音波は燃焼材とそれを取り囲む酸素の両方を操作する可能性があります。 音が二つを分離するために使用することができれば、火は酸素で飢えているだろうし、それに応じて、嗅ぎ取られるだろう。

TranとRobertsonは、異なる周波数の音が小さな火災に及ぼす影響を調査しました。 超高周波数はほとんど効果がなかったが、デュオは、より低い、低音周波数–30と60Hzの間–所望の消火効果を生成することがわかりました。 アンプと段ボールのコリメータで構成され、音を集中させるために、デュオの最終的な消火器のプロトタイプ–開発するためにそれらを約$600の費用がか

“私の意見では、成功は音波を利用するために多くの異なるアプローチを試してみる決意と意欲にかかっています”と、現在のプロトタイプは多くの試行と実験の結果であると付け加えた。
https://onyxframework.org/ja/%E9%9F%B3%E9%9F%BF/

What kind of sound is appropriate to extinguish a fire is investigated from the aspect of 
resonance and frequency. As a result, it was clarified that resonance is necessary and 
around 70Hz-sound can extinguish a fire with the lowest volume because it makes the air 
vibrate the hardest.

私たちは、音で火を消すことができることを知り、水や消火剤のように多くの資源
を必要としない音は火を消す道具として有効だと考え、火が消えやすい音の条件について調べることにした。

共鳴する環境・周波数・音圧と消火の関係 

周波数が低い方が火を消しやすいと考えら
れ、仮説②は棄却される。また、スピーカ
ーの音量を上げていくと火が消えたことか
ら、音圧が大きいほうが火を消しやすいこ
とが分かり、仮説③は実証された。

グラフを見てみると、管の長さ 2.5m 付近にお
いて谷のようになっていることがわかる。つ
まり、60 Hz から 70 Hz にかけて最も小さい

音圧で火が消えることが考えられる。
よってこの実験では、高周波のときは安定
して火が消えなかったこと、また 5.0 m(34
Hz)まで火が消えた為、消火可能範囲を求める
ことはできなかったが、60 Hz から 70 Hz に
かけて最も小さい音圧で火が消えると考えら
れる。

2.0 m から 2.5 m 付近、つまり、60 Hz
から 80 Hz において最も小さい音圧で火が消え
るといえる。

まとめ 
音によって火が消える条件を、共鳴する環境
や音圧との関係に着目して調べた。音で火が消
えるためには共鳴する環境が必要であるとと
もに、60 Hz から 80Hz で最も空気の振動が激し
くなり、最小の音圧で火を消すことができるこ
とが分かった。また高周波と低周波では火の消
え方が違うことが分かった。

https://ic1-h-ssh.sakura.ne.jp/wp/wp-content/uploads/2021/08/2019_07.pdf

【〇:炎が消えた ×:炎が揺れたが消えなかった】
パイプの直径→
↓周波数
75 mm 40 mm 20 mm
81.5 Hz 〇 × ×
82.0 Hz 〇 × ×
82.5 Hz × × ×
83.5 Hz × 〇 × 
84.0 Hz × × ×
85.0 Hz × × ×
162.0 Hz 〇 〇 ×
165.0 Hz 〇 〇 ×
170.0 Hz × × 〇
325.0 Hz × × ×
330.0 Hz × × ×

考察
周波数が 80 Hz 台前半及び 160 Hz 台の音波で、炎は消えやすいのではないかと思われる
https://www.cnn.co.jp/fringe/35062412.html

https://rewin.jp/blog/%E3%81%93%E3%81%AE%E4%B8%96%E3%81%AF%E5%85%A8%E3%81%A6%E3%81%8C%E6%8C%AF%E5%8B%95%E3%81%AE%E4%B8%96%E7%95%8C%E3%81%A0%E3%81%A8%E7%90%86%E8%A7%A3%E3%81%A7%E3%81%8D%E3%82%8B%E4%B8%80%E7%95%AA%E3%82%8F/

https://fundo.jp/25008

 

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