JP2008073227A - 消火設備及び送水管の充水方法 - Google Patents

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するとともにランニングコストも低減され、さらに送水管の腐食が抑制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、送水管の内部の空気を吸引する吸引装置２０１と、空気が吸引された送水管の内部に不活性ガスを供給する窒素ガス供給装置２０２と、消火用水中に不活性ガスを混入させて消火用水中の溶存酸素を脱気して生成された低溶存酸素水を貯留する貯留タンク２０３とを備え、吸引装置２０１により送水管の内部の空気が吸引された後に、この送水管に窒素ガスがブローされ、その後この送水管の内部は貯留タンク２０３内の低溶存酸素水で充水される。
【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充水された消火設備、及び前記送水管の充水方法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、長期的にはこの消火用水中の溶存酸素に起因して、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、膜脱気装置を用いて生成された低溶存酸素水は、送水管に送られるが、この際に送水管の内部に残留していた空気中の酸素が低溶存酸素水中に溶け込んで、充水された消火用水中の酸素濃度が高くなってしまい、それだけ送水管は腐食し易いうという問題点もあった。
また、消火設備によっては、送水管の内部において、消火用水中の溶存酸素だけでなく、上部空間の空気中の酸素にも曝される、充水部と非充水部との境界部が存在するが、この境界部における腐食の進行は特に激しい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ことを課題とするもので、消火用水中の溶存酸素の脱気作業性が向上するとともにランニングコストも低減され、さらに送水管の腐食が抑制される消火設備を提供することを目的とする。
また、簡単な作業で送水管の腐食が抑制される送水管の充水方法を提供することを目的とする。

この発明に係る消火設備では、消火装置に送水管を通して消火用水が送られる消火設備において、送水管の内部の空気を吸引する吸引装置と、空気が吸引された前記送水管の内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、前記消火用水中に前記不活性ガスを混入させて消火用水中の溶存酸素を脱気して生成された低溶存酸素水を貯留する貯留タンクとを備え、前記吸引装置により前記送水管の内部の空気が吸引された後に、この送水管に前記不活性ガスがブローされ、その後この送水管の内部は前記貯留タンク内の前記低溶存酸素水で充水される。

また、この発明に係る消火設備では、水中に不活性ガスを混入させて水中の溶存酸素を脱気して生成された低溶存酸素水を貯留する貯水槽と、この貯水槽と送水管を介して接続されポンプの駆動により前記低溶存酸素水が供給される消火装置と、前記送水管の内部の空気を吸引する吸引装置と、空気が吸引された前記送水管の内部に前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置とを備え、前記吸引装置により前記送水管の内部の空気が吸引された後に、この送水管に前記不活性ガスがブローされ、その後この送水管の内部は前記貯水槽内の前記低溶存酸素水で充水される。

また、この発明に係る送水管の充水方法では、消火装置に接続された送水管の内部の空気を吸引する吸引工程と、この後前記送水管の内部に不活性ガスをブローするブロー工程と、最後に前記送水管の内部に低溶存酸素水を充水する充水工程とを含む。

この発明に係る消火設備によれば、簡単な構造で水中の溶存酸素の脱気作業性が向上するとともにランニングコストも低減され、さらに送水管の腐食が抑制される。
また、この発明に係る送水管の充水方法によれば、簡単な充水作業で送水管の腐食が抑制される。

以下、この発明の各実施の形態について説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の消火設備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１００を示す構成図である。なお、図１において点線は電気配線を示している。
この消火設備では、地下に消火用水が貯留された貯水槽２が設けられている。この貯水槽２の内部には、給水本管３の先端部に取り付けられたフート弁４２が設けられている。給水本管３には、モータ５５により駆動するポンプ１が取り付けられている。

貯水槽２の上側には、呼び水を貯留した呼水槽１２が設けられている。この呼水槽１２内の呼び水は、水頭差によりポンプ１の内部を常に満たしている。呼水槽１２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４１を通じ貯水槽２に放流される。

高架水槽５まで延びた給水本管３では、途中各階毎にそれぞれ分岐配管３１が分岐されている。各分岐配管３１のそれぞれには、消火装置である、補助散水栓１６及び複数個のスプリンクラヘッド４が接続されている。
また、各分岐配管３１の給水本管３側には、流水検知装置６が取り付けられている。この流水検知装置６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５０及び圧力スイッチ５１を備えている。各圧力スイッチ５１は、それぞれ火災受信機７に電気的に接続されている。

給水本管３からは、途中、圧力空気槽１３まで延びた圧力空気槽配管５２が分岐されている。この圧力空気槽１３には、圧力空気槽１３の内部の圧力を測定する圧力計５３及び圧力スイッチ５４が取り付けられている。この圧力スイッチ５４は、ポンプ制御盤８と電気的に接続されている。
各分岐配管３１のそれぞれの先端部には、末端試験弁１４が取り付けられている。
なお、給水本管３、分岐配管３１及び圧力空気槽配管５２により、送水管を構成している。

給水本管３には、吸引配管２０４を介して吸引装置２０１が接続されている。この吸引装置２０１は、図１においてハッチングで示した、逆止弁５６から下流の給水本管３、各分岐配管３１及び圧力空気槽配管５２の各内部の空気を吸引配管２０４を介して吸引するようになっている。
また、給水本管３には、窒素ガス配管２０６を介して窒素ガス供給装置２０２が接続されている。この実施の形態では、窒素ガス供給装置２０２は窒素ガスボンベである。
窒素ガス供給装置２０２は、貯留タンク２０３に配管２０７を介して接続されている。貯留タンク２０３は、低溶存酸素水配管２０５を介して給水本管３に接続されている。

この貯留タンク２０３には、低溶存酸素水が貯留されている。
この低溶存酸素水は、予め消火用水が貯留された貯留タンク２０３内に、窒素ガス供給装置２０２からの窒素ガスを消火用水中にバブリングした状態で混入し、この窒素ガスの溶解に伴い消火用水中に溶存した酸素を消火用水中から上部空間に追い出すことで生成される。貯留タンク２０３内の上部空間は、窒素ガスの供給とともに圧力上昇し、所定の圧力を超えたときに、貯留タンク２０３の上部に取り付けられた逃がし弁（図示せず）が作動し、消火用水中に含まれた酸素を含む窒素ガスは外部に放出される。

次に、上記構成の消火設備１００の動作について説明する。
先ず、消火設備１００に新規な送水管が組み付けられた場合の送水管の充水手順について図２に基づいて説明する。
このときには、送水管の内部は空の状態であり、図１においてハッチングで示した、逆止弁５６から下流の給水本管３、各階の分岐配管３１及び圧力空気槽配管５２の各内部が外気と遮断されるように、各開閉弁５７，５８，５９、各階の末端試験弁１４及び圧力空気槽弁４４を閉止し、その後吸引装置２０１を作動し、外気と遮断された送水管部位の内部の空気を吸引する（ステップＳ１〜ステップＳ３）。
この吸引作業は、送水管の内部が所定の真空度が得られるまで続けられる（ステップＳ４）。
その後、外気と遮断された送水管部位の内部が所定の真空度が得られた後は、吸引装置２０１の作動を停止し、窒素ガス供給装置２０２を作動させて、窒素ガス配管２０６を通じて給水本管３内に窒素ガスをブローし、開弁された、各階の末端試験弁１４及び圧力空気槽弁４４から外部に排出する（ステップＳ５）。

上記ステップＳ３〜Ｓ５を所定の回数繰り返した後、各階の末端試験弁１４、圧力空気槽弁４４を閉じ、その後加圧ポンプ（図示せず）を作動し、図１のハッチングで示した部位を貯留タンク２０３内に貯留されていた低溶存酸素水で充水する（ステップＳ７）。
低溶存酸素水の水圧が所定の圧力に達すると、各階の流水検知装置６の圧力スイッチ５１からの信号により、上記加圧ポンプの作動は停止する（ステップＳ８）。
この後は、各階の分岐配管３１内の低溶存酸素水は、給水本管３に取り付けられた逆止弁５６の働きにより貯水槽２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。

次に、例えば、年に１回の消火設備１００の点検試験では、各階の末端試験弁１４を開弁する。この開弁により、各階の分岐配管３１内に所定の圧力下で満たされた低溶存酸素水は、外部に放出され、それに伴う各階の分岐配管３１内の圧力低下を圧力スイッチ５１が検出する。そして、この圧力スイッチ５１からの信号は、火災受信機７を通じてポンプ制御盤４４に送られる。このポンプ制御盤４４では、モータ５５に運転信号が出され、ポンプ１が駆動することで、消火設備１００が正常であることが確認される。

消火設備１００点検試験後は、送水管は、貯水槽２内に貯留されていた消火用水で充水されているが、この消火用水は、図３に示す手順に従って低溶存酸素水に置換される。
このときには、まず各階の末端試験弁１４及び圧力空気槽弁４４を開き、送水管内の消火用水を外部に排出する（ステップＳ１〜ステップＳ３）。
その後、各階の末端試験弁１４及び圧力空気槽弁４４を閉じ、その後加圧ポンプ（図示せず）を作動し、図１のハッチングで示した部位を貯留タンク２０３内に貯留されていた低溶存酸素水で充水する（ステップＳ４）。
低溶存酸素水の水圧が所定の圧力に達すると、各階の流水検知装置６の圧力スイッチ５１からの信号により、上記加圧ポンプの作動は停止する（ステップＳ５、ステップＳ６）。

また、火災発生により、何れかのスプリンクラヘッド４が熱により開放されると、スプリンクラヘッド４からは消火用水が放出される。その結果、火災が発生した階の分岐配管３１内の圧力は低下し、その圧力低下を圧力スイッチ５１が検出し、この圧力スイッチ５１からの信号により、ポンプ１が駆動し、貯水槽２内の消火用水は、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５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４を通じて外部に放出される。
なお、圧力スイッチ５１からの信号は、火災受信機７に送られ、この火災受信機７からの信号により火災が発生した階のベル４０が作動し、その階の居住者にその旨が知らされる。

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４については、新規なスプリンクラヘッド４と交換される。
その後は、消火設備１００の点検試験後と同じ手順に従って、送水管内の消火用水は低溶存酸素水に置換される。

以上説明したように、この実施の形態による消火設備１００によれば、送水管に充水される低溶存酸素水は、予め消火用水が貯留された貯留タンク２０３内に、窒素ガス供給装置２０２からの窒素ガスを消火用水中にバブリングした状態で混入することで生成されており、簡単な構造で、かつ簡単な手順で生成される。
また、貯留タンク２０３内に貯留されている低溶存酸素水は、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低溶存酸素水中に溶け込む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、吸引装置２０１により送水管の内部の空気が吸引された後に、この送水管に窒素ガス供給装置２０２からの窒素ガスがブローされ、その後この送水管の内部は低溶存酸素水で充水されるので、充水の際に、送水管の内部に残留した酸素が低溶存酸素水に溶解する量は大幅に低減され、送水管の腐食は大幅に抑制される。

なお、吸引装置２０１、窒素ガス供給装置２０２及び貯留タンク２０３をユニット化し、このユニット化された防食装置を移動できるようにしてもよい。
点検試験後の現場あるいは火災発生後の現場に、この防食装置を運搬し、その現場で送水管内の消火用水を低溶存酸素水に置換することが可能となり、一つの防食装置で複数の現場に対応することができ、設備コストは大幅に低減される。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２の消火設備１００を示す構成図である。
この実施の形態では、水中に不活性ガスである窒素ガスを混入させて水中の溶存酸素を脱気して低溶存酸素水を生成する低溶存酸素水生成装置３０１は、先端部にボールタップ３０２が設けられた配管３０３を介して貯水槽３００と接続されている。
なお、この貯水槽３００は、低溶存酸素水の酸素濃度が長期にわたって低濃度で維持できるように、密閉型にしてもよい。

この実施の形態では、例えば消火設備１００に新規な送水管が組み付けられ、送水管の内部が空の状態のときに、図４においてハッチングで示した、逆止弁５６から下流の給水本管３、各階の分岐配管３１及び圧力空気槽配管５２の各内部が外気と遮断されるように、各開閉弁５７，５８，５９、各階の末端試験弁１４及び圧力空気槽弁４４を閉止し、その後吸引装置２０１を作動し、外気と遮断された送水管の内部の空気を脱気する。
その後、外気と遮断された送水管の内部が所定の真空度が得られた後は、吸引装置２０１の作動を停止し、各階の末端試験弁１４、圧力空気槽弁４４を開いた後、窒素ガス供給装置である窒素ガスボンベ（図示せず）を圧力空気槽配管５２の端部に接続し、給水本管３内に窒素ガスをブローし、各階の末端試験弁１４から外部に排出する。

その後、各階の末端試験弁１４、圧力空気槽弁４４を閉じ、その後ポンプ１を作動し、送水管の内部を貯水槽３００内に貯留されていた低溶存酸素水で充水する。
この実施の形態では、実施の形態１と異なり、点検試験後あるいは火災発生後においては、送水管内は低溶存酸素水で充水されているので、点検試験後あるいは火災発生後には、送水管内を低溶存酸素水で充水する作業は不要となる。

なお、上記実施の形態１，２では、不活性ガス供給装置として搬送可能で安価な窒素ガスボンベ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い。
また、不活性ガスとして、窒素ガス以外に例えばアルゴンガスを用いてもよい。
また、上記実施の形態１，２では、送水管の内部は、スプリンクラヘッド４まで充水される消火設備１００について説明したが、送水管の内部が流水検知装置６の上流側までが充水され、流水検知装置６からスプリンクラヘッド４までが空である消火設備１００にもこの発明は勿論適用できる。
この消火設備１００の場合には、送水管の内部では、腐食の進行が特に激しい送水管の充水部と非充水部との境界部が存在するが、非充水部は例えば不活性ガスである窒素ガスが充満しており、境界部における腐食の発生は大幅に低減される。

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。 図１の消火設備において、送水管が新規配設されたときの送水管の充水手順を示すフローチャート図である。 図１の消火設備において、点検試験後の送水管の充水手順を示すフローチャート図である。 この発明の実施の形態２の消火設備を示す構成図である。

符号の説明

１ ポンプ、２，３００ 貯水槽、３ 給水本管（送水管）、４ スプリンクラヘッド（消火装置）、３１ 分岐配管（送水管）、５２ 圧力空気槽配管（送水管）、１００ 消火設備、２００ 窒素ガス供給装置（不活性ガス供給装置）、２０１ 吸引装置、２０２ 窒素ガス供給装置（不活性ガス供給装置）、２０３ 貯留タンク、３０１ 低溶存酸素水生成装置。

Claims (6)

1. 消火装置に送水管を通して消火用水が送られる消火設備において、
   送水管の内部の空気を吸引する吸引装置と、
   空気が吸引された前記送水管の内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、
   前記消火用水中に前記不活性ガスを混入させて消火用水中の溶存酸素を脱気して生成された低溶存酸素水を貯留する貯留タンクとを備え、
   前記吸引装置により前記送水管の内部の空気が吸引された後に、この送水管に前記不活性ガスがブローされ、その後この送水管の内部は前記貯留タンク内の前記低溶存酸素水で充水されることを特徴とする消火設備。
2. 前記吸引装置、前記不活性ガス供給装置及び前記貯留タンクは、ユニット化され、このユニット化された防食装置は、移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の消火設備。
3. 水中に不活性ガスを混入させて水中の溶存酸素を脱気して生成された低溶存酸素水を貯留する貯水槽と、
   この貯水槽と送水管を介して接続されポンプの駆動により前記低溶存酸素水が供給される消火装置と、
   前記送水管の内部の空気を吸引する吸引装置と、
   空気が吸引された前記送水管の内部に前記不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置とを備え、
   前記吸引装置により前記送水管の内部の空気が吸引された後に、この送水管に前記不活性ガスがブローされ、その後この送水管の内部は前記貯水槽内の前記低溶存酸素水で充水されることを特徴とする消火設備。
4. 前記不活性ガスは、窒素ガスであ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。
5. 消火装置に接続された送水管の内部の空気を吸引する吸引工程と、
   この後前記送水管の内部に不活性ガスをブローするブロー工程と、
   最後に前記送水管の内部に低溶存酸素水を充水する充水工程と、
   を含むことを特徴とする送水管の充水方法。
6. 前記吸引工程及び前記ブロー工程は複数回繰り返されることを特徴とする請求項５に記載の送水管の充水方法。

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