JP2008035949A

JP2008035949A - 消火設備

Info

Publication number: JP2008035949A
Application number: JP2006210961A
Authority: JP
Inventors: Noboru Oyamada; 昇小山田
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】簡単な構造で消火用水中の溶存酸素の脱気作業性が向上し、またランニングコストも低減される消火設備を得る。
【解決手段】この発明に係る消火設備は、スプリンクラヘッド１９に接続された送水管２の内部が、加圧ポンプ５の駆動により消火用貯水槽１からの消火用水で満たされる消火設備において、密閉された消火用貯水槽１に接続され、消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管８と、消火用貯水槽１に取り付けられ、消火用貯水槽１内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁９とを備え、窒素ガスを消火用水中に混入させて消火用貯水槽内１の消火用水中の溶存酸素を脱気させるようになっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、スプリンクラヘッド等の消火装置と接続された送水管の内部が、例えば消火用貯水槽からの消火用水で満たされている消火設備に関するものである。

消火設備の送水管の内部は、給排水管のように常時水が流れているのではなく、消火用水が滞留しているので、この消火用水中の溶存酸素に起因して、消火用貯水槽、高架水槽から消火装置に至る送水管の内面での腐食は避けることができない。

この送水管の腐食を防止することを目的として、例えば消火用貯水槽に取り付けられ消火用貯水槽内の水を外に抜き出して消火用貯水槽内に戻す循環管と、この循環管に取り付けられ消火用水中の溶存酸素量を所定値以下に低減する膜脱気装置とを備えた消火設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１１８２１８号公報

上記構成の消火設備では、膜脱気装置を用いて消火用水中の溶存酸素を除去しているが、消火用水に含まれた浮遊物質により膜が詰まるため、膜交換を頻繁に行わなければならず、溶存酸素の脱気作業性を良くないという問題点があった。
また、膜脱気は、膜により強制的に消火用水中の溶存酸素を除去しており、消火用水の組成は不安定な状態となり、このまま不安定で酸素を溶け込み易い状態の、脱気された消火用水が上部空間を空気で占めた消火用貯水槽に貯留されている間に、再び空気中の酸素を短時間で溶け込んでしまうので、頻繁に脱気作業を行わなければならず、ランニングコストが高いという問題点もあった。
また、貯水槽に循環管を取り付けなければならず、それだけ構造が複雑になってしまうという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構造で消火用水中の溶存酸素の脱気作業性が向上し、またランニングコストも低減される消火設備を提供することを目的とする。

この発明に係る消火設備は、消火装置に接続された送水管の内部が、加圧ポンプの駆動により消火用貯水槽からの消火用水で満たされる消火設備において、密閉された前記消火用貯水槽に接続され、前記消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管と、前記消火用貯水槽に取り付けられ、消火用貯水槽内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁とを備え、前記窒素ガスを前記消火用水中に混入させて前記消火用貯水槽内の消火用水中の溶存酸素を脱気させるようになっている。

また、発明に係る消火設備は、消火装置に接続された送水管の内部が、水頭差により高架水槽からの消火用水で満たされる消火設備において、密閉された前記高架水槽に接続され、前記消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管と、前記高架水槽に取り付けられ、高架水槽内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁とを備え、前記窒素ガスを前記消火用水中に混入させて高架水槽内の消火用水中の溶存酸素を脱気させるようになっている。

また、発明に係る消火設備は、消火装置及び圧力タンクにそれぞれ接続された送水管の内部が、加圧ポンプの駆動により消火用貯水槽からの消火用水で満たされ、消火用水の入った前記圧力タンクの内部圧力の低下により、前記消火装置、前記送水管からの消火用水の漏れが検知される消火設備において、密閉された前記圧力タンクに接続され、前記消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管と、前記圧力タンクに取り付けられ、圧力タンク内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁とを備え、前記窒素ガスを前記消火用水中に混入させて前記圧力タンク内の消火用水中の溶存酸素を脱気させるようになっている。

この発明に係る消火設備によれば、簡単な構造で消火用水中の溶存酸素の脱気作業性が向上し、またランニングコストも低減される。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１の消火設備を示す構成図である。なお、図１において点線は電気回路を示している。
この消火設備では、地下に消火用水が貯留された消火用貯水槽１（以下、貯水槽と呼ぶ）が設けられている。密閉容器であるこの貯水槽１の内部には、送水管２の先端部に取り付けられたフード弁３が設けられている。送水管２には、モータ４により駆動する加圧ポンプ５が取り付けられている。
貯水槽１には、窒素ガス供給源である窒素ボンベ６からの窒素ガスが窒素ガス供給配管８（以下、窒素配管と呼ぶ）、バブリング用のノズル４３を通じて消火用水中に供給される。窒素配管８には、窒素ガスの流れを制御する開閉弁７が取り付けられている。また、貯水槽１には、貯水槽１の内部空間の空気圧が所定の圧力を超えたときに、その空気を貯水槽１の外部に放出する空気逃がし弁９が取り付けられている。
なお、ノズル４３は、１００μｍメッシュ程度のフィルータパイプであり、また貯水槽１内に複数箇所設置される。

貯水槽１の上側には、呼び水を貯留した呼水槽１１が設けられている。この呼水槽１１内の呼び水は、水頭差により加圧ポンプ５の内部を常に満たしている。呼水槽１１と貯水槽１とは、呼び水逃がし配管１０により接続されており、呼水槽１１内の呼び水は、一定の水位を超えた場合に、呼び水逃がし配管１０を通じ貯水槽１の内部に放流される。

高架水槽２２まで延びた送水管２では、途中、第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０が分岐されている。第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０のそれぞれには、消火装置である、補助散水栓３５及び複数個のスプリンクラヘッド１９が接続されている。
また、第１のスプリンクラ配管１８には、第１の流水検知装置１３が取り付けられている。この第１の流水検知装置１３は、二次側（下流側）が一次側（上流側）と比較して低圧のときに開く自動警報弁１４、圧力計１５、圧力スイッチ１６及び流水検知器１７を備えている。
第２のスプリンクラ配管２０には、第２の流水検知装置２１が取り付けられている。この第２の流水検知装置２１も、第１の流水検知装置１３と同様に、自動警報弁１４、圧力計１５、圧力スイッチ１６及び流水検知器１７を備えている。
第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０のそれぞれの圧力スイッチ１６は、受信機３３に電気的に接続されている。

高架水槽２２には、窒素ガス供給配管２８（以下、窒素配管と呼ぶ）が接続されており、この窒素配管２８を通じて窒素ガス供給源である窒素ボンベ２６からの窒素ガスが、ノズル４３を通じて高架水槽２２内の消火用水中に供給される。この窒素配管２８には、窒素ガスの流れを制御する開閉弁２７が取り付けられている。また、高架水槽２２には、高架水槽２２の内部空間の空気圧が所定の圧力を超えたときに、その空気を高架水槽２２の外部に放出する空気逃がし弁２５が取り付けられている。
この高架水槽２２の内部には、弁２４が途中に取り付けられた給水管２３を通じて消火用水が供給される。

送水管２からは、途中、圧力タンク３０まで延びた圧力タンク配管１２が分岐されている。この圧力タンク３０には、圧力タンク３０の内部の圧力を測定する圧力計３１及び圧力スイッチ３２が取り付けられている。この圧力スイッチ３２は、制御盤３４と電気的に接続されている。

第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０のそれぞれの先端部は、試験用配管３８と接続されている。この試験用配管３８には、第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０にそれぞれ対応して端末試験弁３６、オリフィス３７及び圧力計３９が取り付けられている。

次に、上記構成の消火設備の動作について説明する。
先ず、貯水槽１内に給水管（図示せず）を通じて所定の高さまで注水されて貯留された貯水槽１内の消火用水中の溶存酸素の脱気手順について説明する。
この脱気処理のときには、貯水槽１内は外気と遮断されている。
先ず、開閉弁７を開き、窒素配管８を通じて窒素ボンベ６からの窒素ガスを消火用水中に所定の時間混入させる。
この窒素ガスは、ノズル４３を通じてバブリングされた状態で消火用水中に混入されるので、消火用水中に効率良く溶解する。この窒素ガスの溶解に伴い消火用水中に溶存した酸素は、消火用水中から消火用貯水槽１内の上部空間に追い出される。
そして、貯水槽１内への窒素ガスの供給に伴い、上部空間が所定の圧力を超える空気逃がし弁９が開弁し、消火用水中に溶存していた酸素ガスは、窒素ガスとともに外部に放出される。
この所定の圧力については、空気逃がし弁９は、外気との密閉、及び酸素ガスの外気への放出を目的とするものであり、所定の圧力が大きいと、それだけ消火用水中に溶存する酸素量も増大してしまう不都合が生じるので、外気よりもやや高い程度でよい。
なお、窒素配管８に取り付けた開閉弁７の開弁時間を、タイマー設定で設定してもよいし、また上記一連の動作を、プログラム化することで、無人化運転も可能である。

この窒素ガスの溶解に伴い消火用水中に溶存した酸素が追い出されるのは、溶解度が低いガスが持つ性質のヘンリーの法則が適用されるからである。
即ち、定温では、一定量の溶媒（消火用水）に溶ける気体（酸素ガス、窒素ガス）の質量は圧力に比例することから、消火用貯水槽１内に窒素ガスを供給することで消火用貯水槽１の上部空間を占める窒素ガスの割合が酸素ガスと比較して増大する、つまり圧力が増大することから、消火用水中にはより多くの窒素ガス量は溶存し、消火用水中に溶存した酸素ガスは消火用貯水槽１の上部空間に放出される。
因みに、１ａｔｍの空気が水と接触した状態では、２０℃の水中に溶ける酸素の量は、８ｍｇ/ｌであるが、脱気処理後では、１ｍｇ/ｌ程度まで低下する。

また、高架水槽２２内に給水管２３を通じて貯留された消火用水中の溶存酸素の脱気手順についても、貯水槽１内の溶存酸素の脱気手順と同様である。
即ち、開閉弁２７を開き、窒素ボンベ２６からの窒素ガスを、窒素配管２８を通じて密閉された高架水槽２２内に貯留された消火用水中に所定の時間混入させる。この窒素ガスの溶解に伴い消火用水中に溶存した酸素は、消火用水中から追い出され、空気逃がし弁２５を通じて、窒素ガスとともに外部に放出される。
なお、窒素配管２８に取り付けた開閉弁２７の開弁時間を、タイマー設定で設定してもよいし、また上記一連の動作を、プログラム化することで、無人化運転も可能である。

このようにして、脱気処理され、消火用貯水槽１内に貯留された消火用水は、常に呼水槽１１内の呼び水で満たされた加圧ポンプ５の駆動により、送水管２、自動警報弁１４を通じて第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０内に所定の圧力下で満たされる。所定の圧力に達すると、圧力スイッチ１６からの信号は、受信機３３を通じて制御盤３４に送られる。この制御盤３４では、モータ４に通電停止の信号が出され、加圧ポンプ５の運転は停止される。
運転停止後は、第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０内の消火用水は、送水管２に取り付けられた逆止弁４９の働きにより消火用貯水槽１内に逆流することなく、所定の圧力下で満たされた状態が維持される。

また、例えば、年に１回の消火設備の点検では、端末試験弁３６が開弁される。この開弁により、第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０内に所定の圧力下で満たされた消火用水は、外部に放出され、それに伴う第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０内の圧力低下を圧力スイッチ１６が検出する。そして、この圧力スイッチ１６からの信号は、受信機３３を通じて制御盤３４に送られる。この制御盤３４では、モータ４に運転信号が出され、加圧ポンプ５が駆動することで、消火設備が正常であることが確認される。

また、火災発生により、何れかのスプリンクラヘッド１９が熱により開放されると、スプリンクラヘッド１９からは消火用水が放出される。その結果、第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０内の圧力低下を圧力スイッチ１６が検出し、この圧力スイッチ１６からの信号により、加圧ポンプ５が駆動し、消火用貯水槽１内の消火用水は、引き続きスプリンクラヘッド１９を通じて外部に放出される。
また、高架水槽２２内の消火用水も、水頭差により同時にスプリンクラヘッド１９を通じて外部に放出される。
なお、消火用貯水槽１には水位計を設けることが望ましい。

消火用水が放出し、火災が鎮火された後、熱により開放されたスプリンクラヘッド１９については、新規なスプリンクラヘッド１９と交換される。
そして、脱気処理され、消火用貯水槽１内に貯留された消火用水は、加圧ポンプ５の駆動により、再び送水管２、自動警報弁１４を通じて第１のスプリンクラ配管１８及び第２のスプリンクラ配管２０内に送られ、所定の圧力下で満たされた状態で滞留する。

以上説明したように、この実施の形態による消火設備によれば、窒素配管８を通じて窒素ガスを消火用水中に混入させて貯水槽１内の消火用水中の溶存酸素を脱気させており、簡単な構造で、既存の貯水槽１を利用して脱気処理を簡単な作業で行うことができる。
また、貯水槽１内に貯留されている消火用水は、窒素ガス割合がリッチな空気で占められた上部空間で覆われているので、貯留中に再び酸素ガスが消火用水中に溶存する量は大幅に低減され、それだけ脱気処理頻度も低減され、ランニングコストも低減される。

また、窒素配管２８を通じて窒素ガスを消火用水中に混入させて高架水槽２２内の消火用水中の溶存酸素を脱気させており、簡単な構造で、既存の高架水槽２２を利用して脱気処理を簡単な作業で行うことができる。
また、高架水槽２２内に貯留されている消火用水は、窒素ガス割合がリッチな空気で占められた上部空間で覆われているので、貯留中に再び酸素ガスが消火用水中に溶存する量は大幅に低減され、それだけ脱気処理頻度も低減され、ランニングコストも低減される。

また、窒素配管８，２８の先端部には、バブリングにより窒素ガスを消火用水中に溶存させるバブリング用のノズル４３が取り付けられているので、安価に簡単な構造で気液混合を行うことができる。

なお、上記の実施の形態では、貯水槽１及び高架水槽２２の両方において、窒素ガスを用いて脱気処理を行った例について説明したが、貯水槽１内の消火用水を高架水槽２２内に送水管２を介して送るようにした場合には、高架水槽２２での脱気処理は不要となる。

また、圧力タンク３０に消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管を接続し、また圧力タンク３０に圧力タンク３０内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁を取り付けることで、窒素ガスを消火用水中に混入させて圧力タンク３０内の消火用水中の溶存酸素も脱気させるようにしてもよい。

また、この発明は、貯水槽１、高架水槽２２及び圧力タンク３０の何れにも窒素ガスを用いて脱気処理を行う消火設備にも適用できるし、また何れか一つのみに適用した消火設備であってもよい。
また、窒素ガス供給源として、搬送可能で安価な窒素ボンベ６，２６を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、要は貯水槽１、高架水槽２２及び圧力タンク３０に窒素ガスを供給できるものであればよい。

この発明の実施の形態１の消火設備を示す構成図である。

符号の説明

１消火用貯水槽、２送水管、５加圧ポンプ、６窒素ボンベ（窒素ガス供給源）、７，２７開閉弁、８，２８窒素ガス供給配管、９，２５空気逃がし弁、１９スプリンクラヘッド（消火装置）、２２高架水槽、３０圧力タンク、４３ノズル。

Claims

消火装置に接続された送水管の内部が、加圧ポンプの駆動により消火用貯水槽からの消火用水で満たされる消火設備において、
密閉された前記消火用貯水槽に接続され、前記消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管と、
前記消火用貯水槽に取り付けられ、消火用貯水槽内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁とを備え、
前記窒素ガスを前記消火用水中に混入させて前記消火用貯水槽内の消火用水中の溶存酸素を脱気させることを特徴とする消火設備。
消火装置に接続された送水管の内部が、水頭差により高架水槽からの消火用水で満たされる消火設備において、
密閉された前記高架水槽に接続され、前記消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管と、
前記高架水槽に取り付けられ、高架水槽内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁とを備え、
前記窒素ガスを前記消火用水中に混入させて高架水槽内の消火用水中の溶存酸素を脱気させることを特徴とする消火設備。
消火装置及び圧力タンクにそれぞれ接続された送水管の内部が、加圧ポンプの駆動により消火用貯水槽からの消火用水で満たされ、消火用水の入った前記圧力タンクの内部圧力の低下により、前記消火装置、前記送水管からの消火用水の漏れが検知される消火設備において、
密閉された前記圧力タンクに接続され、前記消火用水中に窒素ガスを混入する窒素ガス供給配管と、
前記圧力タンクに取り付けられ、圧力タンク内部の上部空間の空気圧が外気圧よりも高いときに空気を外部に排出する空気逃がし弁とを備え、
前記窒素ガスを前記消火用水中に混入させて前記圧力タンク内の消火用水中の溶存酸素を脱気させることを特徴とする消火設備。
前記窒素ガス供給配管の先端部には、バブリングして窒素ガスを前記消火用水中に溶存させるノズルが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の消火設備。
前記窒素ガス供給配管には、開閉弁が取り付けられており、この開閉弁の開弁時間は、タイマーにより設定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の消火設備。