JP2003102858A - 閉鎖空間の防火システム - Google Patents

閉鎖空間の防火システム

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JP2003102858A JP2001303019A JP2001303019A JP2003102858A JP 2003102858 A JP2003102858 A JP 2003102858A JP 2001303019 A JP2001303019 A JP 2001303019A JP 2001303019 A JP2001303019 A JP 2001303019A JP 2003102858 A JP2003102858 A JP 2003102858A
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oxygen concentration
inert gas
oxygen
supply device
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Hiroshi Kuronuma
弘 黒沼
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Abstract

(57)【要約】 【課題】閉鎖空間において火災が発生しないようにす
る。 【解決手段】閉鎖空間2内に不活性ガスを充満させて、
常時不燃焼雰囲気にしておき、人間の在室時には、酸素
を供給して不燃焼生存酸素濃度にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、美術館、コンピュ
ータ室などの閉鎖空間の防火システムに関するものであ
り、特に、人の出入りの少ない、若しくは、通常人の出
入りの無い、閉鎖空間の防火システムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】大気中の物質が燃焼するためには、空気
中に10数%の酸素が必要である。一方、人間は、10
%程度の酸素量があれば、短時間、例えば、10分程
度、は窒息せずに呼吸を続けることが可能である。この
事実を利用して窒素ガスをボンベに貯蔵し、火災時にこ
の窒素ガスを放出して酸素濃度12%程度にして消火を
行う設備が存在している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来例には、次のよう
な問題がある。即ち、 (1)室内で火災が発生した後に消火するので、該火災や
消火の際に室内の物が損傷し、価値が低下することがあ
る。特に、重要文化財などの美術工芸品などでは、僅か
な損傷でも価格に大きな影響を及ぼし、或いは、価格に
代えられない甚大な被害を被ることになる。 (2)消火設備が必要であり、その建設、維持のための経
済的負担が大きい。
【0004】この発明は、閉鎖空間において火災が発生
しないようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、閉鎖空間内
に不活性ガスを充満させ、常時不燃焼雰囲気にしてお
き、人間の在室時には、酸素を供給して不燃焼生存酸素
濃度にすることを特徴とする。
【0006】この発明は、不燃焼生存酸素濃度の酸素を
含む不活性ガスを閉鎖空間内に充満させ、常時不燃焼雰
囲気にしておくことを特徴とする。
【0007】この発明は、不活性ガスを閉鎖空間内に供
給する不活性ガス供給装置と、該閉鎖空間内の酸素濃度
を測定する酸素濃度測定装置と、この酸素濃度測定装置
により測定された酸素濃度が、燃焼可能濃度より高い濃
度のときに、前記不活性ガス供給装置により不活性ガス
を室内に供給する酸素濃度制御装置と、を有することを
特徴とする。
【0008】この発明は、人体無害の不活性ガスを閉鎖
空間内に供給する不活性ガス供給装置と、外気を該閉鎖
空間内に取り込む外気供給装置と、該閉鎖空間内の酸素
濃度を測定する酸素濃度測定装置と、この酸素濃度測定
装置により測定された酸素濃度が、燃焼可能濃度より高
いときに前記不活性ガス供給装置により不活性ガスを該
閉鎖空間内に供給し、その閉鎖空間の使用目的に合わせ
て設定された酸素濃度より低い濃度のときに前記外気供
給装置により外気を供給する酸素濃度制御装置と、該閉
鎖空間内の空気を均一化する均一化装置と、を有するこ
とを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者は、閉鎖空間内で火災が
発生すると、前述のように被害が発生することに鑑み、
該被害が発生しないようにするためには、絶対に火災が
発生しないようにすれば良い、と考えた。そこで、閉鎖
空間内を不活性ガスで充満させ、常時不燃焼雰囲気に維
持することにした。
【0010】しかし、該閉鎖空間に人間が出入りするこ
ともあるので、人間が在室中には健康に支障をきたさな
いように、所定濃度の酸素が必要となる。この酸素濃度
を、生存酸素濃度と指称することにする。人間は、酸素
濃度が15%程度位までは無事で、14%以下では呼吸
数が増し、10%前後では呼吸困難、7%以下では生命
危険がある、とされている。 又、燃焼可能な酸素濃度
は、通常の固体可燃物なら10数%である、とされてい
る。従って、不燃焼酸素濃度であり且つ生存酸素濃度で
ある、不燃焼酸素濃度は、8%以上10数%未満の範囲
で適宜選択される。
【0011】なお、閉鎖空間内を、常時生存不可能な酸
素濃度の不活性ガス雰囲気にしておき、人間が在室する
ときだけ、酸素を供給して不燃焼生存酸素濃度にしても
よい。
【0012】
【実施例】この発明の第1実施例を図1により説明す
る。出入口1を有する閉鎖空間、例えば、美術館の展示
室2には、窒素ガスなどの不活性ガスを供給する不活性
ガス供給装置3と、室2内の酸素濃度を計測する酸素濃
度測定装置4と、酸素の供給を行う外気供給装置5と、
換気又は排気を行う排気装置6と、人間が在室している
か否かを検出する人体センサ7と、室内のガス雰囲気を
均一にする空気の均一化装置8と、人体センサ7に連動
する警報装置9と、が設けられている。これらの装置3
〜9は、制御盤10に連結されている。
【0013】不活性ガス供給装置3として、例えば、吸
引した空気をゼオライトを触媒として酸素と窒素とに分
離する、酸素・窒素分離装置が用いられる。空気の均一
化装置8として、扇風機が用いられ、又、人体センサ7
として、赤外線センサが用いられる。
【0014】次に、本実施例の作動について説明する。
制御盤10の指示に基づいて酸素・窒素分離装置3が始
動すると、空気が吸い込まれ、該空気は酸素と窒素に分
離され、窒素は室2内に送出され、酸素は大気開放、又
は、ガスボンベに貯蔵される。酸素濃度測定装置4は、
室2内の酸素濃度を計測しており、その測定結果を時々
刻々と制御盤10に送出する。
【0015】前記窒素の供給は、室2内が燃焼不可能な
酸素濃度(以下、不燃焼酸素濃度という)になるまで続
けられるとともに、この不燃焼酸素濃度の状態を維持す
るため、制御盤10は、酸素・窒素分離装置3の窒素供
給量をコントロールする。この不燃焼酸素濃度は、0%
でも良いが、0%にすると設備負担が大きくなる。
【0016】そこで、下記限界不燃焼酸素濃度を考慮し
て適宜決定される。 a.通常の固体物体の限界不燃焼酸素濃度は10数%で
ある。 b.気体の限界不燃焼酸素濃度は燃焼ガスと希釈ガスと
により異なり、例えば、水素ガスは窒素ガスによる希釈
では5.0%、二酸化炭素希釈では5.9%、エタンガ
スでは、同じくそれぞれ11.0%、13.4%、であ
る。
【0017】尚、室2内では、扇風機8が旋回して室内
の空気を攪拌しガス雰囲気を均一にしている。排気装置
6は必要に応じて、適宜駆動される。
【0018】この室2に人間が入ると、人体センサ7が
作動し、検出信号を制御盤10に送出する。そうする
と、制御盤10は、警報装置9を作動させると共に、外
気供給装置5を駆動させ、例えば、出入口1の近くから
室2内に空気を供給させる。前記警報装置9は、後述の
生存酸素濃度に応じて、例えば、30秒以内に出るよう
にアナウンスしたり、警告表示板を発光点滅させ、警報
を発する。酸素濃度測定装置4が、人間の生存に支障の
ない酸素濃度(以下、生存酸素濃度、という)を検出す
ると、制御盤10は外気供給装置4の駆動を停止させ
る。この時、室2内は、人間の生存に支障のない安全な
状態となっている。
【0019】この生存酸素濃度は、室2の使用目的を考
慮し適宜選択され、例えば、次の様に決定される。 a.文化財など比較的人の出入りが想定される場合:1
2%、 b.人間の短時間、例えば、1〜3分程度、の立ち入り
で済む場合:10%〜12%、 c.極短時間、例えば、30秒程度、の立ち入りで済む
場合又は誤って立ち入ることが想定される場合:8〜1
0%
【0020】室2内の人間が出入口1から出ると、人体
センサ7の作動が復旧し、制御盤10にその復旧信号を
送出、又は、作動信号の送出をやめる。制御盤10は、
排気装置6を駆動させて排気させると共に、酸素・窒素
分離装置3を駆動させて室2内に窒素を供給させる。酸
素濃度測定装置4が不燃焼酸素濃度を検出すると、制御
盤10は、酸素・窒素分離装置3の運転を停止させ、室
2内を元の不燃焼酸素濃度に戻す。
【0021】なお、本実施例では、不活性ガスとして窒
素を用いているが、空気中の窒素を抽出する酸素・窒素
分離装置3を利用すると、原料に事欠くことがなく、原
料ボンベの取り替えなどの手間も不要で、設備や維持費
が廉価で構築できる。又、窒素ガスは、他の不活性ガ
ス、例えば、二酸化炭素よりも人体無害で安全である。
なお、本実施例では、人体センサ7及び警報装置9を室
2内に設けたが、室2外、特に、室2の出入り口1の近
辺に設けるようにしても良い。この場合、人が出入口に
近づくと、室2内が不燃焼酸素濃度であることを知ら
せ、室2内が生存酸素濃度に達した後で室2内に入るよ
うにして、より安全度を高めるようにする。または、そ
の出入口1近くに入室用ボタン等を備えておき、人がそ
の室2に入る前にそれを押すことにより、外気供給装置
が働き、例えば、12%の酸素濃度に達してから出入口
1の扉が開くようにし、室内の人体センサ7が作動しな
くなったときに、不活性ガス供給装置が働き、復旧する
ように制御盤10に制御させるようにしても良い。この
ようにすると、人が入るに当たって窒息等の事故が起こ
ることが無くなる。
【0022】この発明の第2実施例を図2により説明す
る。この実施例と前記第1実施例との主な相違点は、第
1実施例が常時閉鎖空間を不燃焼酸素濃度に保ち、人間
が在室しているときだけ、生存酸素濃度にするのに対
し、本実施例では、常時不燃焼生存酸素濃度、即ち不燃
焼酸素濃度で且つ生存酸素濃度、に保つことである。
【0023】制御盤10の指示に基づいて酸素・窒素分
離装置3が始動すると、空気が吸い込まれ、該空気は酸
素と窒素に分離され、窒素は室2内に送出され、酸素は
大気開放、又は、ガスボンベに貯蔵される。酸素濃度測
定装置4は、室2内の酸素濃度を計測しており、その測
定結果を時々刻々と制御盤10に送出する。
【0024】前記窒素の供給は、室2内が不燃焼生存酸
素濃度になるまで続けられるとともに、この不燃焼生存
酸素濃度の状態を維持するため、制御盤10は酸素・窒
素分離装置3及び外気供給装置5をコントロールする。
【0025】この不燃焼生存酸素濃度は、室2の使用目
的に合わせて適宜決定され、例えば、次の様に決定され
る。 a.文化財など比較的人の出入りが想定される場合:1
2%、 b.人間の短時間、例えば、1〜3分程度、の立ち入り
で済む場合:10%〜12%、 c.極短時間、例えば、30秒程度、の立ち入りで済む
場合又は誤って立ち入ることが想定される場合:8〜1
0%
【0026】尚、室2内では、扇風機8が旋回して室内
の空気を攪拌しガス雰囲気を均一にしている。排気装置
6は必要に応じて、適宜駆動される。
【0027】この室2に人間が入ると、人体センサ7が
作動し、検出信号を制御盤10に送出する。そうする
と、制御盤10は、警報装置9を作動させ、例えば、3
0秒以内に出るようにアナウンスしたり、警告表示板を
発光点滅させ、警報を発する。
【0028】室2内には、熱輻射を監視する赤外線監視
装置20が設けられており、不燃焼雰囲気のため、火災
に至らない異常加熱部が発生すると、該赤外線監視装置
20が作動し制御盤10に検出信号を送出する。制御盤
10は、図示しない警報器を作動させて警報を発すると
共に、必要な消熱冷却処置を指示する。
【0029】なお、室2内に煙感知器22を設け、該煙
感知器22の発報信号を受信し報知する火災受信機を設
けると、不燃焼酸素濃度のため火災に至らない燻焼部の
発生を見いだせる。この時、炎が発生しないので、落ち
着いて対応でき、消火できる。
【0030】
【発明の効果】この発明は、閉鎖空間内に不活性ガスを
充満させ、常時不燃焼雰囲気にしておき、人間の在室時
には、酸素を供給して不燃焼生存酸素濃度にするもので
あり、又、不燃焼生存濃度の酸素を含む不活性ガスを閉
鎖空間内に充満させ、常時不燃焼雰囲気にしておくの
で、該閉鎖空間内で火災が発生することがない。 その
ため、閉鎖空間内に収容されているもの、例えば、重要
文化財の美術工芸品等は、火災の被害を受ける恐れがな
いので、安心である。
【0031】又、閉鎖空間内は、不燃焼生存酸素濃度な
ので、人間が室内に入っても健康上の支障が生じること
がない。
【0032】更に、従来例と異なり、火災が発生しない
ので、消火設備を設ける必要がない。そのため、設備費
用、メンテナンス費用などの経済的負担を軽減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す図である。
【符号の説明】
2 閉鎖空間 3 酸素・窒素分離装置 4 酸素濃度測定装置 5 外気供給装置 7 人体センサ 10 制御盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G08B 25/04 G08B 25/04 K Fターム(参考) 2E189 GA01 5C085 AA03 AA13 5C086 AA01 AA44 AA45 AA46 BA30 DA08 5C087 AA02 AA03 BB74 DD04 DD43 EE08 FF01 FF04 GG68 GG70 GG84

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】閉鎖空間内に不活性ガスを充満させ、常時
    不燃焼雰囲気にしておき、人間の在室時には、酸素を供
    給して不燃焼生存酸素濃度にすることを特徴とする閉鎖
    空間の防火システム。
  2. 【請求項2】不燃焼生存濃度の酸素を含む不活性ガスを
    閉鎖空間内に充満させ、常時不燃焼雰囲気にしておくこ
    とを特徴とする閉鎖空間の防火システム。
  3. 【請求項3】不活性ガスを閉鎖空間内に供給する不活性
    ガス供給装置と、 該閉鎖空間内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定装置
    と、 この酸素濃度測定装置により測定された酸素濃度が、燃
    焼可能濃度より高い濃度のときに前記不活性ガス供給装
    置により不活性ガスを該閉鎖空間内に供給する酸素濃度
    制御装置と、 を有することを特徴とする閉鎖空間の防火システム。
  4. 【請求項4】人体無害の不活性ガスを閉鎖空間内に供給
    する不活性ガス供給装置と、 外気を該閉鎖空間内に取り込む外気供給装置と、 該閉鎖空間内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定装置
    と、 この酸素濃度測定装置により測定された酸素濃度が、燃
    焼可能濃度より高いときに前記不活性ガス供給装置によ
    り不活性ガスを該閉鎖空間内に供給し、その閉鎖空間の
    使用目的に合わせて設定された酸素濃度より低い濃度の
    ときに前記外気供給装置により外気を供給する酸素濃度
    制御装置と、 該閉鎖空間内の空気を均一化する均一化装置と、 を有することを特徴とする閉鎖空間の防火システム。
  5. 【請求項5】閉鎖空間内の人の立ち入りを感知する人体
    センサと、 この人体センサが発報したときに前記酸素濃度制御装置
    の設定酸素濃度を人間の呼吸生存可能酸素濃度にあげ、
    かつ、前記不活性ガス供給装置を停止し、前記人体セン
    サが発報しないときには、復旧するように切り換える切
    換手段と、 を有することを特徴とする請求項3、又
    は、4記載の閉鎖空間の防火システム。
  6. 【請求項6】閉鎖空間内の人の立ち入りを感知する人体
    センサと、 該閉鎖空間内に設けられ、前記人体センサが発報したと
    きに在室者に警告を発する警報装置と、 を有することを特徴とする請求項3、又は、4記載の閉
    鎖空間の防火システム。
  7. 【請求項7】前記不活性ガスが、窒素であることを特徴
    とする請求項1,2、3、4、5、又は、6記載の閉鎖
    空間の防火システム。
  8. 【請求項8】閉鎖空間内の熱輻射又は煙を監視する異常
    監視装置を有することを特徴とする請求項1,2、3、
    4、5、6,又は、7記載の閉鎖空間の防火システム。
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