JP2008081371A - Gas generator and fire extinguishing system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば商業用ビルまたはホテル等の建築物に対し防火対策等を施す上で好適に用いられるガス発生装置及び該装置を用いた消火システムに関する。 The present invention relates to a gas generator suitably used for taking a fire prevention measure for a building such as a commercial building or a hotel, and a fire extinguishing system using the device.
一般に、ホテル、ビル等の建築物には、防火用設備として所謂スプリンクラーと呼ばれる消火設備が設けられている。そして、スプリンクラーの誤動作や配管の凍結等を抑えるため、通常時には配管内を加圧空気で満たすように構成した予作動式スプリンクラー装置、乾式スプリンクラー装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, buildings such as hotels and buildings are provided with fire extinguishing equipment called so-called sprinklers as fire protection equipment. A pre-acting sprinkler device and a dry sprinkler device configured to fill the inside of the piping with pressurized air in order to suppress malfunction of the sprinkler, piping freezing, and the like are known (see, for example, Patent Document 1). .
この種の従来技術による予作動式スプリンクラー装置では、建築物の天井側に所謂2次側配管が設けられ、該2次側配管の途中には各部屋毎にスプリンクラーヘッドが取付けられている。そして、各スプリンクラーヘッドの吐出口には、常時は吐出口を閉塞し、火災発生時には熱により溶融して吐出口を開口させる可溶性物質の栓体等が設けられている。 In this type of pre-acting sprinkler device according to the prior art, a so-called secondary pipe is provided on the ceiling side of a building, and a sprinkler head is attached to each room in the middle of the secondary pipe. The spout head of each sprinkler head is provided with a plug or the like of a soluble material that normally closes the discharge port and melts by heat to open the discharge port in the event of a fire.
また、前記スプリンクラーヘッドが取付けられる2次側配管は、例えば消火用水を供給する消火水供給配管と加圧空気を供給するガス供給配管とからなる1次側配管に対し、例えば三方向弁であるアラーム弁を介して接続される。そして、ガス供給配管は加圧空気の供給源に接続され、消火水供給配管は消火用水の供給ポンプに接続されている。 The secondary side pipe to which the sprinkler head is attached is, for example, a three-way valve with respect to the primary side pipe composed of a fire-extinguishing water supply pipe for supplying fire-extinguishing water and a gas supply pipe for supplying pressurized air. Connected via an alarm valve. The gas supply pipe is connected to a pressurized air supply source, and the fire-extinguishing water supply pipe is connected to a fire-extinguishing water supply pump.
この場合、前記アラーム弁は、通常時にあって2次側配管内に所定圧の空気が供給されることにより閉弁状態となり、2次側配管内の空気圧がガス漏れ等により規定圧以下まで低下すると、アラーム弁が開弁することによって前記ガス供給配管から2次側配管内に加圧空気が供給(補充)され、2次側配管内の圧力を所定圧に保つものである。 In this case, the alarm valve is closed at a normal time when air of a predetermined pressure is supplied into the secondary side piping, and the air pressure in the secondary side piping is reduced to a specified pressure or lower due to gas leakage or the like. Then, when the alarm valve is opened, pressurized air is supplied (supplemented) from the gas supply pipe into the secondary side pipe, and the pressure in the secondary side pipe is maintained at a predetermined pressure.
そして、建築物の部屋内で火災が発生したときには、火災検知用のセンサ等から検知信号が出力されることにより消火用水の供給ポンプが作動され、このときに2次側配管は、アラーム弁を介して消火水供給配管と接続され、消火用水が2次側配管内に導入される。そして、火災が発生した部屋内では、前記スプリンクラーヘッドの可溶性物質(栓体)が加熱により溶融されるため、スプリンクラーヘッドの吐出口が開口して2次側配管内の消火用水を部屋内に向けて放出するものである。 When a fire occurs in the building room, a fire detection water supply pump is activated by outputting a detection signal from a fire detection sensor or the like. At this time, the secondary pipe has an alarm valve. The fire-extinguishing water supply pipe is connected to the water and fire-extinguishing water is introduced into the secondary pipe. And in the room where the fire broke out, the soluble substance (plug body) of the sprinkler head is melted by heating, so the sprinkler head discharge port opens and the fire extinguishing water in the secondary side pipe is directed into the room. To be released.
このように予作動式スプリンクラー装置は、火災が発生するまでの通常時に2次側配管内を加圧空気で満たすことにより、スプリンクラーヘッド側のトラブル等で、建築物の部屋内に吐出口から誤って放水が行われる等の不具合を防ぐことができるという利点がある。 In this way, the pre-actuated sprinkler device is filled with pressurized air in the secondary pipe at normal times until a fire breaks out. There is an advantage that it is possible to prevent problems such as water discharge.
一方、従来技術による窒素ガス発生装置としては、空気圧縮機、ドライヤ、分離手段等を備えたPSA式(Pressure Swing Absorption)の気体分離装置を用いた窒素ガス発生装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。この場合、気体分離装置の分離手段は、分子ふるいカーボンやゼオライトなどからなる吸着剤を用いて加圧状態の空気を窒素ガスと酸素ガスとに分離するものである。 On the other hand, as a nitrogen gas generator according to the prior art, a nitrogen gas generator using a PSA type (Pressure Swing Absorption) gas separator equipped with an air compressor, a dryer, a separation means and the like is known (for example, Patent Document 2). In this case, the separation means of the gas separation device separates pressurized air into nitrogen gas and oxygen gas using an adsorbent made of molecular sieve carbon or zeolite.
ところで、上述した従来技術による建築物用の消火設備では、火災が発生するまでの通常時に2次側配管内を加圧空気で満たす構成としている。しかし、例えば配管内への通水試験等を行った後に水分が残ったままの状態で、2次側配管内に加圧空気を供給すると、2次側配管内が湿った空気で満たされることになる。 By the way, in the fire extinguishing equipment for buildings according to the above-described prior art, the configuration is such that the inside of the secondary side pipe is filled with pressurized air at a normal time until a fire occurs. However, for example, if pressurized air is supplied into the secondary pipe while moisture remains after a water flow test or the like into the pipe, the secondary pipe is filled with moist air. become.
そして、このような状態が長期にわたって続くと、2次側配管内には湿気等が原因となって錆が発生し易くなり、場合によっては火災発生時の放水性能、消火性能が錆発生部により低下してしまうという問題がある。 And if such a state continues for a long period of time, rust is likely to occur in the secondary side piping due to moisture etc., and depending on the case, the water discharge performance and fire extinguishing performance in the event of a fire may be caused by the rust generation part There is a problem that it falls.
このような問題を解消するために、窒素ガス発生装置を用いることにより、錆(酸化物)の発生を抑える窒素ガスを配管内に供給することが提案されている。しかし、窒素ガスで2次側配管内を満たすようにすると、錆の発生は抑えることができるものの、下記のような未解決な問題が生じてしまう。 In order to solve such a problem, it has been proposed to supply nitrogen gas into a pipe that suppresses generation of rust (oxide) by using a nitrogen gas generator. However, if the secondary side piping is filled with nitrogen gas, the generation of rust can be suppressed, but the following unsolved problems arise.
即ち、従来技術による窒素ガス発生装置は、その固有な特性として、装置内の圧力がある程度高くなくてはならず、また、供給する空気は乾燥している必要があり、さらに、初期段階では窒素ガスの濃度が低く、この濃度が規定の濃度になるまで窒素ガスを供給しないものであったため、運転開始時から窒素ガスを吐出して供給するまでに時間がかかってしまう。 In other words, the nitrogen gas generation apparatus according to the prior art has, as its inherent characteristics, the pressure in the apparatus must be high to some extent, and the supplied air needs to be dry. Since the concentration of the gas is low and the nitrogen gas is not supplied until the concentration reaches a specified concentration, it takes time from the start of operation until the nitrogen gas is discharged and supplied.
一方、消防法等の法律が定めるところによると、例えば定期点検時等に消火設備を一旦休止した状態から再び稼働し始めるときには、火災発生時に早期に対処できるようにするため、2次側配管内の圧力を所定時間(例えば、30分程度)以内に規定圧力まで昇圧させることが要求されている。しかし、従来技術の窒素ガス発生装置では、上述のように運転開始時から窒素ガスを吐出して供給するまでに時間がかかってしまうため、運転開始後の所定時間内に窒素ガスを規定圧力まで昇圧させることが難しいという問題がある。 On the other hand, according to laws such as the Fire Services Act, for example, when fire extinguishing equipment is started again from a state where it has been temporarily stopped during periodic inspections, etc. Is required to be increased to a specified pressure within a predetermined time (for example, about 30 minutes). However, in the conventional nitrogen gas generator, since it takes time from the start of operation until the nitrogen gas is discharged and supplied as described above, the nitrogen gas is brought to the specified pressure within a predetermined time after the start of operation. There is a problem that it is difficult to boost the voltage.
このため、窒素ガス発生装置とは別に空気圧縮機を追加して設け、運転開始後の初期段階では空気圧縮機による加圧空気を前記2次側配管内に供給し、該配管内の圧力を加圧空気によって規定圧力まで昇圧させた後に、2次側配管内の空気を窒素ガスと徐々に入れ替える等の対策が検討されている。 For this reason, an air compressor is additionally provided separately from the nitrogen gas generator, and in the initial stage after the start of operation, pressurized air from the air compressor is supplied into the secondary side pipe, and the pressure in the pipe is reduced. Measures such as gradually replacing the air in the secondary pipe with nitrogen gas after increasing the pressure to the specified pressure with pressurized air are being studied.
しかし、この場合には窒素ガス発生装置とは別に空気圧縮機を設置するため、例えば装置2台分の設置スペースが必要となり、小型、軽量化の要求を満足できないばかりか、全体の部品点数が増えるため、組立時やメンテナンス時に費やす労力と時間が増え、費用も嵩むという問題がある。 However, in this case, since the air compressor is installed separately from the nitrogen gas generator, for example, installation space for two devices is required, and not only the requirements for miniaturization and weight reduction cannot be satisfied, but also the total number of parts is reduced. This increases the amount of labor and time spent during assembly and maintenance, and increases costs.
また、この場合、窒素ガス発生装置の方を通年にわたって運転し続けるとしても、別途に追加して設けた空気圧縮機の方は、例えば年に1〜2回程度しか運転されないものである。このため、運転を休止している間に空気圧縮機の内部には錆が発生する等の不具合が生じる可能性もある。 In this case, even if the nitrogen gas generator is continuously operated throughout the year, the separately added air compressor is operated only once or twice a year, for example. For this reason, there is a possibility that problems such as rust occur inside the air compressor while the operation is suspended.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、窒素ガス生成機に付設の空気圧縮機を有効に活用することにより、例えば消火設備側の配管内圧力を早期に規定圧力まで昇圧することができ、空気圧縮機を別途に追加して設ける必要をなくし、火災発生時の安全性、信頼性等を向上することができるようにしたガス発生装置及び該装置を用いた消火システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to make effective use of an air compressor attached to a nitrogen gas generator, for example, to quickly reduce the pressure in the pipe on the fire extinguishing equipment side. A gas generator and a device capable of boosting the pressure to a specified pressure, eliminating the need for an additional air compressor, and improving safety, reliability, etc. in the event of a fire It is to provide a fire extinguishing system used.
また、本発明の他の目的は、別途に空気圧縮機等を追加して設ける必要をなくすことにより、装置全体の設置スペースを小さくして、小型、軽量化を図ることができると共に、部品点数の増大を抑えることができ、組立時やメンテナンス時の作業性等を向上することができるようにしたガス発生装置及び該装置を用いた消火システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to reduce the installation space of the entire apparatus by reducing the need for an additional air compressor or the like, thereby reducing the size and weight, and reducing the number of parts. It is an object of the present invention to provide a gas generator and a fire extinguishing system using the device, which can suppress the increase in the amount of gas and improve the workability during assembly and maintenance.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明が採用する構成は、空気を圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機で発生した圧縮空気から酸素を分離して窒素ガスを生成する窒素ガス生成機とを備えてなるガス発生装置において、前記窒素ガス生成機には、当該窒素ガス生成機で生成した窒素ガスを供給対象物に供給する前に一時的に蓄えるタンクを接続して設け、前記空気圧縮機とタンクとの間には、前記窒素ガス生成機をバイパスして前記タンク内に圧縮空気を流通させるバイパス管路を設け、該バイパス管路を含む前記空気圧縮機とタンクとの間の流路には、前記タンクに対してバイパス管路を連通,遮断する弁手段を設ける構成構成としたことを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the configuration adopted by the invention of
また、請求項2の発明によると、前記弁手段は、前記空気圧縮機からタンクに向けて圧縮空気が流通するのを許し逆向きの流れを阻止する逆止弁と、該逆止弁と前記空気圧縮機との間に設けられ前記バイパス管路内の圧力を予め決められた設定圧以下に抑える減圧弁とにより構成している。 According to a second aspect of the present invention, the valve means includes a check valve that allows compressed air to flow from the air compressor toward the tank and prevents reverse flow, the check valve, and the check valve The pressure reducing valve is provided between the air compressor and suppresses the pressure in the bypass pipe to a predetermined set pressure or less.
また、請求項3の発明によると、前記供給対象物は、建築物に配置して設けられ火災発生時に吐出口から消火物質を放出する消火設備の配管ラインにより構成している。 According to a third aspect of the present invention, the supply object is configured by a piping line of a fire extinguishing facility that is disposed in a building and releases a fire extinguishing substance from a discharge port when a fire occurs.
一方、請求項4の発明によるガス発生装置を用いた消火システムは、建築物に吐出口を有する配管ラインを配置して設け、火災の発生時には前記配管ラインの吐出口から消火物質を放出する消火設備と、空気を圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機で発生した圧縮空気から酸素を分離して窒素ガスを生成する窒素ガス生成機と、該窒素ガス生成機で生成した窒素ガスを一時的に蓄えるタンクとからなるガス発生装置とを備え、前記配管ラインの流入側には、前記消火物質の他に窒素ガスと加圧空気とを選択的に導入するために前記ガス発生装置のタンクの流出側を接続する構成とし、前記空気圧縮機とタンクとの間には、前記窒素ガス生成機をバイパスして前記タンク内に圧縮空気を流通させるバイパス管路を設け、該バイパス管路を含む前記空気圧縮機とタンクとの間の流路には、前記タンクに対してバイパス管路を連通,遮断する弁手段を設ける構成としている。
On the other hand, the fire extinguishing system using the gas generator according to the invention of
上述の如く、請求項1に記載の発明によれば、空気圧縮機とタンクとの間に、窒素ガス生成機をバイパスして前記タンク内に圧縮空気を流通させるバイパス管路と、該バイパス管路を前記タンクに対して連通,遮断する弁手段とを設ける構成としているので、例えば前記弁手段でバイパス管路を遮断しているときには、窒素ガス生成機で生成した窒素ガスをタンク内に順次蓄えつつ、該タンク内の窒素ガスを供給対象物に向けて供給することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, between the air compressor and the tank, the bypass pipe that bypasses the nitrogen gas generator and flows the compressed air into the tank, and the bypass pipe For example, when the bypass pipe is shut off by the valve means, the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generator is sequentially introduced into the tank. While storing, the nitrogen gas in the tank can be supplied toward the supply object.
そして、供給対象物に供給すべき窒素ガスのガス量(または圧力)が不足するようなときには、前記弁手段でバイパス管路をタンクと連通させることにより、窒素ガス生成機をバイパスして空気圧縮機からタンク内に向け圧縮空気を吐出することができ、このときの圧縮空気をタンク内に順次蓄えつつ、該タンク内の加圧空気(圧縮空気)を供給対象物に向けて供給することができる。この結果、窒素ガスの不足分を加圧空気によって賄うことができ、供給対象物側の圧力を加圧空気によって早期に昇圧することができる。 When the amount (or pressure) of nitrogen gas to be supplied to the supply object is insufficient, the valve means communicates with the tank to bypass the nitrogen gas generator and compress the air. Compressed air can be discharged into the tank from the machine, and the compressed air at this time can be sequentially stored in the tank and the pressurized air (compressed air) in the tank can be supplied toward the supply object. it can. As a result, the shortage of nitrogen gas can be covered by pressurized air, and the pressure on the supply object side can be increased quickly by pressurized air.
従って、ガス発生装置とは別に空気圧縮機等を追加して設けることなく、ガス発生装置に付設の空気圧縮機を有効に活用して、供給対象物(例えば、消火設備側の配管)内の圧力を早期に規定圧力まで昇圧することができ、火災発生時の安全性、信頼性等を向上することができる。また、ガス発生装置全体の設置スペースを小さくすることができ、装置の小型、軽量化を図ることができると共に、部品点数の増大を抑えることができ、組立時やメンテナンス時の作業性等を高めることができる。 Therefore, without using an additional air compressor separately from the gas generator, the air compressor attached to the gas generator can be effectively used to provide a supply object (for example, a pipe on the fire extinguishing equipment side). The pressure can be increased to the specified pressure at an early stage, and safety, reliability, etc. in the event of a fire can be improved. In addition, the installation space of the entire gas generator can be reduced, the device can be reduced in size and weight, the increase in the number of parts can be suppressed, and workability during assembly and maintenance can be improved. be able to.
また、請求項2に記載の発明は、弁手段を逆止弁と減圧弁とにより構成しているので、この場合の逆止弁は、空気圧縮機からタンクに向けて圧縮空気をバイパス管路内で順方向に流通させ、タンク内のガス(窒素ガスまたは圧縮空気)がバイパス管路内を逆流するのを阻止することができる。そして、この逆止弁と空気圧縮機との間に設けた減圧弁は、バイパス管路内の圧力を予め決められた設定圧以下に抑えるので、前記タンク内の圧力が設定圧以下になると、減圧弁が開いて空気圧縮機からの圧縮空気をタンクに向けて流通させることができ、前記設定圧を越えるようなときには、減圧弁が閉じて圧縮空気がタンクに向けて流通するのを遮断することができる。
In the invention according to
また、請求項3に記載の発明は、窒素ガスを供給する供給対象物を建築物に設ける消火設備の配管ラインにより構成しているので、弁手段でバイパス管路を遮断しているときには、窒素ガス生成機で生成した窒素ガスをタンク内に順次蓄えつつ、該タンク内の窒素ガスを消火設備の配管ラインに向けて供給することができる。そして、配管ライン内に供給すべき窒素ガス量(または圧力)が不足するようなときには、前記弁手段でバイパス管路をタンクと連通させることにより、窒素ガス生成機をバイパスしてタンク内に加圧空気を吐出することができ、このときの加圧空気をタンクを介して消火設備の配管ラインに向けて供給することができる。
In the invention according to
さらに、請求項4に記載の発明でも、前述の如きガス発生装置を消火設備に適用することにより、弁手段でバイパス管路を遮断しているときには、窒素ガス生成機で生成した窒素ガスをタンク内に順次蓄えつつ、該タンク内の窒素ガスを消火設備の配管ラインに向けて供給することができる。そして、配管ライン内に供給すべき窒素ガス量が不足するようなときには、前記弁手段でバイパス管路をタンクと連通させることにより、窒素ガス生成機をバイパスしてタンク内に加圧空気を吐出することができ、このときの加圧空気をタンク内に順次蓄えつつ、該タンク内の加圧空気を消火設備の配管ラインに向けて供給することができる。
Further, in the invention according to
この結果、窒素ガスの不足分を加圧空気によって賄うことができ、配管ライン内の圧力を加圧空気によって早期に規定圧力まで昇圧することができる。これにより、例えば定期点検時等に消火設備を一旦休止した状態から再び稼働し始めるようなときには、消火設備側の配管内圧力を規定圧力まで迅速に昇圧させることができ、火災発生等の緊急時にも早期に対処することができる。 As a result, the shortage of nitrogen gas can be covered by the pressurized air, and the pressure in the piping line can be increased to the specified pressure early by the pressurized air. This makes it possible to quickly increase the pressure in the piping on the fire extinguishing equipment side to the specified pressure, for example in the event of an emergency such as a fire. Can be dealt with early.
以下、本発明の実施の形態によるガス発生装置及び該装置を用いた消火システムを、例えば商業用ビル等の建物に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a gas generator according to an embodiment of the present invention and a fire extinguishing system using the device will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking as an example a case where it is applied to a building such as a commercial building.
ここで、図1ないし図3は本発明の第1の実施の形態を示している。図中、1は建築物としての建物で、この建物1は、例えば(n−1)階、(n)階、(n+1)階からなる複数階の建築物を構成している。そして、建物1の(n)階には、例えば1または複数の部屋からなる内部空間2が形成され、(n+1)階にも同様な内部空間3が形成されている。
Here, FIG. 1 to FIG. 3 show a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a building as a building, and this
一方、建物1の(n−1)階は、例えば地下室となる内部空間4を有し、その下面は床面4Aとなっている。そして、床面4Aの上側には、後述のガス発生装置21等が設置され、床面4Aの下側には、例えば火災発生時の消火物質となる消火用水が貯留された消火水槽5等が設けられている。
On the other hand, the (n-1) floor of the
6はスプリンクラーポンプとしての給水ポンプで、該給水ポンプ6は、消火用水(消火物質)を後述の1次側配管9、2次側配管15,17に向けて供給する供給ポンプを構成している。そして、給水ポンプ6は、消火水槽5、後述の配管ライン8等と共に建物1の消火設備を構成するものである。
ここで、給水ポンプ6は、図1に示す如く消火水槽5内の吸水フィルタ6A側から消火用水を汲上げつつ、これを消火物質供給配管としての給水管7内に吐出する。そして、この給水管7は、(n−1)階の内部空間4を上向きに延び、その上端(先端)側が後述する1次側配管9の流入側に切替弁11を介して接続されている。
Here, as shown in FIG. 1, the
8は建物1の(n−1)階から(n+1)階にわたってほぼ全体に延びるように配置して設けられた配管ラインで、この配管ライン8は、消火物質供給配管としての給水管7と、後述の1次側配管9、給気管10、切替弁11,12、アラーム弁13,14および各階毎の2次側配管15,17等とにより構成されるものである。
8 is a piping line that is arranged so as to extend almost entirely from the (n-1) floor to the (n + 1) floor of the
9は建物1に設けられた供給配管としての1次側配管で、該1次側配管9は、その流入側が接続点9Aの位置で給水管7と後述の給気管10とに接続され、流出側は後述のアラーム弁13,14に接続されている。そして、1次側配管9は、後述する切替弁11,12の開,閉弁操作に伴ってアラーム弁13,14側に給気と給水とを選択的に行う供給配管を構成し、ガス供給配管と消火物質供給配管とを兼用するものである。
10はガス供給配管を構成する給気管で、この給気管10は、一側がガス供給源である後述のガス発生装置21に接続され、他側が接続点9Aの位置で切替弁12を介して1次側配管9の流入側に接続されている。そして、給気管10は、後述する切替弁12の開弁時にガス発生装置21で発生したガス(窒素ガスまたは加圧空気)を1次側配管9に向けて供給するものである。
10 is an air supply pipe constituting a gas supply pipe. This
11は給水管7を1次側配管9に対して連通,遮断する切替弁、12は給気管10を1次側配管9に対して連通,遮断する切替弁を示している。ここで、切替弁11,12は、制御装置(図示せず)からの切替信号により選択的に開,閉弁されるものである。
即ち、火災発生前の通常時には、切替弁11が閉弁され、切替弁12は開弁される。これにより、1次側配管9は給気管10と連通し、後述のガス発生装置21で発生したガス(窒素ガスまたは加圧空気)が1次側配管9内に導入される。一方、火災の発生時には、切替弁11が即座に開弁され、切替弁12は閉弁される。これにより、1次側配管9は給水管7と連通し、給水ポンプ6から吐出された消火用水が1次側配管9内へと導入されるものである。
That is, at the normal time before the occurrence of a fire, the switching
13は建物1の(n)階に設けられた弁装置としてのアラーム弁で、該アラーム弁13は、その流入側が1次側配管9に接続され、流出側は後述の2次側配管15に接続されている。そして、アラーム弁13は、2次側配管15内の圧力に応じて、1次側配管9と2次側配管15との間を連通,遮断する弁装置としての機能を有している。
13 is an alarm valve as a valve device provided on the (n) floor of the
即ち、アラーム弁13は、2次側配管15内の圧力が予め決められた規定圧力としての規定圧(例えば、0.1MPa)よりも低いときに、1次側配管9を後述の2次側配管15に連通させ、例えば後述の加圧空気または窒素ガスが給気管10から切替弁12、1次側配管9を介して2次側配管15に向け流通するのを許す。そして、2次側配管15内の圧力が前記規定圧に達すると、アラーム弁13は、閉弁して1次側配管9と2次側配管15との間を遮断し、2次側配管15内の圧力が規定圧よりも過剰に高くなるのを防ぐものである。
That is, the
また、アラーム弁13は、後述の如く火災が発生したときに給水ポンプ6の駆動に伴う給水管7内の圧力上昇と、例えば2次側配管15内の圧力低下に伴って開弁され、このときには給水管7から切替弁11、1次側配管9を介して2次側配管15に向けて消火用水が勢いよく流通するのを許すものである。
Further, the
14は建物1の(n+1)階に設けられた弁装置としてのアラーム弁で、該アラーム弁14は、前述した(n)階のアラーム弁13と同様に構成され、後述する2次側配管17内の圧力に応じて、1次側配管9と2次側配管17との間を連通,遮断するものである。
15は(n)階の天井側に沿って配置された流出側配管としての2次側配管を示し、該2次側配管15は、一側がアラーム弁13を介して1次側配管9に接続され、他側は後述する末端バルブ19の位置まで延びている。そして、2次側配管15の途中には、内部空間2内に位置して複数のスプリンクラーヘッド16,16,…が設けられ、これらのスプリンクラーヘッド16は、例えば内部空間2の天井側に互いに間隔をもって配設されている。
ここで、各スプリンクラーヘッド16は、2次側配管15(配管ライン8)の吐出口を構成し、その開口部は開通手段としての可溶性物質からなる栓体16Aにより閉塞されている。そして、各スプリンクラーヘッド16は、火災発生時の高熱が及ぶと少なくとも一のスプリンクラーヘッド16側で栓体16Aが溶融されることにより、該当するスプリンクラーヘッド16が開口して後述の如く放水が行われるものである。
Here, each
17は(n+1)階の天井側に沿って配置された流出側配管としての2次側配管で、該2次側配管17は、一側がアラーム弁14を介して1次側配管9に接続され、他側は後述する末端バルブ20の位置まで延びている。そして、2次側配管17の途中には、内部空間3内に位置して複数のスプリンクラーヘッド18,18,…が設けられ、これらのスプリンクラーヘッド18も、前述したスプリンクラーヘッド16と同様に構成されている。
即ち、各スプリンクラーヘッド18は、2次側配管17(配管ライン8)の吐出口を構成し、その開口部は開通手段としての可溶性の栓体18Aにより閉塞されている。そして、各スプリンクラーヘッド18は、火災発生時の高熱等で栓体18Aが溶融されることにより、該当するスプリンクラーヘッド18のいずれかが開口して放水が行われるものである。
That is, each
19は建物1の(n)階において2次側配管15の先端側(他側)に設けられた末端バルブで、該末端バルブ19は、前記制御装置によりアクチュエータ(いずれも図示せず)を介して開,閉制御される。そして、末端バルブ19を開弁したときには、2次側配管15内が大気に連通して大気圧(0.0MPa)状態となる。
また、2次側配管15内の圧力を規定圧(例えば、0.1MPa)まで上昇させるときには、末端バルブ19が閉弁状態に保持されるものである。一方、建物1の(n+1)階には、2次側配管17の先端側(他側)に同様な末端バルブ20が設けられている。
Further, when the pressure in the
21はガス供給源を構成するガス発生装置で、このガス発生装置21は、所謂PSA式の気体分離装置を用いて構成され、図2に示すように後述の空気圧縮機22、ドライヤ25、吸着ユニット28等によって構成されている。
22は圧縮空気の供給源となる空気圧縮機(以下、圧縮機22という)で、該圧縮機22は、例えば電動モータ23等によって駆動され、吸込口から吸込んだ空気を圧縮して圧縮空気を発生するものである。そして、圧縮機22の吐出側には、空気タンクとしての空気槽24が空気導管等を介して接続されている。
25は空気槽24の吐出側に設けられた除湿手段としてドライヤで、該ドライヤ25は、例えば外部からの給電により除湿動作を行う冷凍式のドライヤ(乾燥機)等により構成されている。そして、ドライヤ25は、外部からの給電時に圧縮機22から吐出された圧縮空気中の水分を除去し、乾燥した圧縮空気を後述のドライ配管26側に供給するものである。また、ドライヤ25の下部側にはドレン排出弁25Aが付設され、該ドレン排出弁25Aは、ドライヤ25内に溜まった水分を外部に排出するために開,閉されるものである。
26はドライヤ25の流出側に接続して設けられたドライ配管で、該ドライ配管26は、図2中に示すように途中位置にエアフィルタ27等が設けられ、その下流側は後述の吸着ユニット28内で導入配管29,30に接続されている。
26 is a dry pipe connected to the outflow side of the
28は圧縮空気中の酸素を吸着して窒素ガスを分離する窒素ガス生成機としての吸着ユニットで、該吸着ユニット28は、後述の吸着槽31,32等を含んで構成されている。そして、吸着ユニット28は、ドライ配管26側から導入される圧縮空気中から酸素を後述の吸着槽31,32等で分離しつつ、窒素槽45側で窒素ガスを生成するものである。
29,30は吸着ユニット28内に圧縮空気を導入する導入配管で、該導入配管29,30は、ドライ配管26の下流側に接続され、ドライヤ25側からドライ配管26を介して吸着ユニット28内に導かれる圧縮空気(加圧空気)を、後述の吸着槽31,32に向けて流通させるものである。
31,32は吸着ユニット28の一部を構成する第1,第2の吸着槽で、該第1,第2の吸着槽31,32内には、例えば分子ふるいカーボン等からなる吸着剤が充填されている。そして、吸着槽31,32は、導入配管29,30等を介して空気槽24に接続され、前記圧縮空気中から酸素を分離しつつ窒素ガスを生成するものである。
31 and 32 are first and second adsorption tanks constituting a part of the
ここで、導入配管29,30の途中には、電磁弁からなる遮断手段としての空気供給弁33,34が設けられている。そして、空気供給弁33,34は、交互に開弁、閉弁することにより、空気槽24内の圧縮空気を吸着槽31,32に対してそれぞれ交互に供給するものである。
Here,
35,36は排気用配管で、該排気用配管35,36は、吸着槽31,32内の吸着剤から酸素分子を脱着させるときに、吸着槽31,32からの脱着排ガス(気体)を排出する配管であり、その排出端側には、排気音を下げるためのサイレンサ37,37が設けられている。
また、排気用配管35,36の途中には、電磁弁からなる排気弁38,39が設けられ、該排気弁38,39は、吸着槽31,32内の脱着排ガスをそれぞれの半サイクル(一方の吸着槽における吸着工程から均圧工程にわたる半サイクル)毎に交互に排出するために開,閉弁されるものである。
Further,
40,41は吸着槽31,32から製品ガスとしての窒素ガスを取出すための取出配管で、該取出配管40,41は、一側が吸着槽31,32に接続され、他側が導出配管42に連結されている。また、取出配管40,41の途中には、電磁弁からなる取出弁43,44がそれぞれ設けられ、該取出弁43,44は、後述する制御回路62からの制御信号により半サイクルの間だけ交互に開,閉弁されるものである。そして、導出配管42は、取出配管40,41の下流側を後述の窒素槽45に接続している。
45は導出配管42に接続された貯留タンクとしての窒素槽で、該窒素槽45は、吸着槽31,32により生成された製品ガスとしての窒素ガスを内部に貯留し、後述の窒素取出配管51を介して後述のバッファタンク63に向け窒素ガスを供給するものである。
46,47は吸着槽31,32間を連通する均圧用管路で、該均圧用管路46,47のうち一方の均圧用管路46は、吸着槽31,32の上流側で導入配管29,30間に配設されている。また、他方の均圧用管路47は、吸着槽31,32の下流側で取出配管40,41間に配設されている。
ここで、導入配管29,30間を接続する均圧用管路46には、その途中に電磁弁からなる下均圧弁48が設けられている。一方、取出配管40,41間を接続する均圧用管路47には、その途中に他の電磁弁からなる上均圧弁49が設けられている。そして、これら上,下の均圧弁48,49は、吸着槽31,32による各半サイクルの終了間際に所定の数秒だけ開弁して後述の均圧工程を実行し、吸着槽31,32間の圧力を均圧化するものである。なお、均圧用管路47には、絞り50が並列接続されている。
Here, a
51は窒素槽45の流出側に接続された窒素取出配管で、該窒素取出配管51は、窒素槽45側で生成された窒素ガスを後述のバッファタンク63に向けて取出すため、その先端(下流)側がバッファタンク63に接続されている。また、窒素取出配管51の途中位置には、フィルタレギュレータ52、後述の窒素取出弁57、流量調整弁58等が設けられている。
53は窒素槽45内に収容した窒素ガスの濃度を検出する濃度センサを示し、該濃度センサ53は、例えば酸素センサ等を用いて構成され、窒素取出配管51の途中位置から分岐した分岐管54の先端側に接続されている。また、分岐管54の途中には、電磁弁からなる濃度検出弁55と流量調整弁56とが設けられている。そして、濃度検出弁55は、窒素槽45内の窒素ガス濃度(酸素濃度)を濃度センサ53で検出できるように、ガス発生装置21の作動中には常に開弁状態に保持されるものである。
57は電磁弁からなる窒素取出弁で、該窒素取出弁57は、分岐管54よりも下流側に位置して窒素取出配管51の途中に設けられている。また、窒素取出弁57の流出側は、流量調整弁58を介して後述のバッファタンク63に接続されている。そして、窒素取出弁57は、後述する制御回路62からの制御信号により開,閉制御されるものである。
即ち、窒素取出弁57は、濃度センサ53側で検出した検出濃度(窒素ガス濃度)が、例えば99.9%程度の規定濃度に達するまでは、閉弁状態に保持される。そして、前記検出濃度が規定濃度を越えたときには、窒素取出弁57が開弁され、窒素槽45内の窒素ガスがバッファタンク63側に向けて流通(供給)されるものである。
That is, the
59はフィルタレギュレータ52と窒素取出弁57との間で窒素取出配管51から分岐して設けられた排気管で、該排気管59の途中には、電磁弁からなる排出弁60と窒素ガスの排出量を一定に保つ可変の流量調整弁61とが設けられている。そして、排出弁60は、後述する制御回路62からの制御信号により開,閉弁される。
この場合、排出弁60は、濃度センサ53による検出濃度が前記規定濃度に達すまで開弁状態に保持され、窒素槽45内の窒素ガスが排気管59から流量調整弁61を介して外部に排出されるのを許す。しかし、前記検出濃度が規定濃度に達したときには、排出弁60が閉弁され、排気管59を通じた窒素ガスの排出を禁止するものである。
In this case, the
62はガス発生装置21の制御回路で、該制御回路62は、空気供給弁33,34、排気弁38,39、取出弁43,44、均圧弁48,49を開閉制御して窒素ガスの生成処理を行うものである。また、制御回路62は、濃度センサ53から出力される濃度信号により窒素槽45内の窒素ガス濃度を検出し、その検出値に基づいて窒素取出弁57、排出弁60を開閉制御して窒素ガスの供給、排出制御等を実行する。
62 is a control circuit of the
即ち、制御回路62は、第1,第2の吸着槽31,32において後述の如く、吸着工程、取出工程、均圧工程、再生工程を交互に実行させ、圧縮空気から窒素ガスと酸素ガスを分離しつつ窒素ガスを取出す制御を行う。また、制御回路62は、窒素槽45内の窒素濃度が規定濃度(例えば、99.9%)を越えたときに排出弁60を閉弁すると共に、窒素取出弁57を開弁させ、バッファタンク63に向けて窒素ガスを供給する制御を行うものである。
That is, the
63は窒素ガスを一時的に蓄えるタンク(以下、バッファタンク63という)で、該バッファタンク63は、例えば2つの流入口63A,63Bと1つの流出口63Cとが設けられ、2つの流入口63A,63Bのうち一方の流入口63Aには、吸着ユニット28(窒素ガス生成機)の窒素槽45が窒素取出配管51等を介して接続されている。
また、他方の流入口63Bには、後述のバイパス管路67が接続され、流出口63Cには、供給対象物である消火設備の給気管10が接続されるものである。そして、バッファタンク63は、内部に貯留した窒素ガス(または加圧空気)を給気管10、切替弁12等を介して図1に示す建物1の2次側配管15,17側に供給するものである。
The
64は流量調整弁58とバッファタンク63との間に位置して窒素取出配管51の途中に設けられた逆止弁で、該逆止弁64は、窒素槽45からバッファタンク63に向けて窒素取出配管51内を窒素ガスが流通するのを許し、窒素ガスが逆向きに流れるのを阻止するものである。
65はバッファタンク63内の圧力を大気圧との差圧として検出する圧力センサで、該圧力センサ65は、その検出信号を前記制御装置に出力することにより、バッファタンク63内の圧力が予め決められた上限設定圧(例えば、0.55MPa)に達したか否かを判定させるものである。そして、圧力センサ65による検出圧力が上限設定圧まで上昇したときには、電動モータ23による圧縮機22等の運転が停止させる。
A
66はバッファタンク63に付設された排出弁で、該排出弁66は、バッファタンク63内のガスを外部に排出するときに開弁され、これ以外のときには閉弁状態に保持されるものである。
67はバッファタンク63の流入口63Bに接続されたバイパス管路で、該バイパス管路67は、圧縮機22の吐出側(ドライヤ25)とバッファタンク63との間に吸着ユニット28(窒素ガス生成機)をバイパスして設けられている。即ち、バイパス管路67は、その一側がドライヤ25とエアフィルタ27との間でドライ配管26の途中位置に接続され、他側はバッファタンク63の流入口63Bに接続されている。
そして、バイパス管路67は、後述の如く圧縮機22から吐出される圧縮空気(加圧空気)の一部を後述の減圧弁69、逆止弁68等を介してバッファタンク63の流入口63Bに流通させ、このときの加圧空気は、吸着ユニット28をバイパスしてバッファタンク63内に供給されるものである。
The
68はバイパス管路67の途中に設けられた逆止弁で、該逆止弁68は、圧縮機22の吐出側からバッファタンク63に向けてバイパス管路67内を加圧空気が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。そして、逆止弁68は、バイパス管路67をバッファタンク63に対して連通,遮断する弁手段を後述の減圧弁69と共に構成している。
68 is a check valve provided in the middle of the
69はバイパス管路67の途中に設けられた減圧弁を示し、該減圧弁69は、後述の止め弁70と逆止弁68との間に配置され、その下流側(減圧弁69と逆止弁68との間)の圧力を予め決められた設定圧(例えば、0.3MPa程度)以下に抑えるものである。
即ち、後述の止め弁70を開いた状態で圧縮機22の吐出側(ドライヤ25)からバイパス管路67を介してバッファタンク63内へと加圧空気を供給するときに、減圧弁69の上流側(止め弁70側)の圧力が前記設定圧を越えるまでは減圧弁69が開いて加圧空気の流通を許し、この設定圧を越えたときには減圧弁69が閉じることにより、バッファタンク63に向けた加圧空気の流通は遮断されるものである。
That is, when pressurized air is supplied from the discharge side (dryer 25) of the
70はバイパス管路67の途中に設けられた止め弁で、該止め弁70は、例えば手動で開閉される手動弁等からなり、常時は開弁されている。しかし、圧縮機22で発生した加圧空気をバイパス管路67、バッファタンク63側に流通させる必要がないときには、止め弁70を閉弁することにより、例えば減圧弁69等に余分な負荷が作用するのを抑えるものである。
71はエアフィルタ27と空気供給弁33,34との間に位置してドライ配管26の途中に設けられた他の止め弁を示し、該止め弁71も、例えば手動弁等により構成され、常時は開弁されている。しかし、例えば吸着ユニット28の点検、整備を行うメンテナンス時等に、止め弁71は必要に応じて閉弁されるものである。
72は空気槽24に設けられた圧力センサで、該圧力センサ72は、空気槽24内に貯留された加圧空気(圧縮空気)の圧力が予め決められた所定圧、即ち吸着ユニット28側で窒素ガスを生成するのに必要な所定圧(例えば、0.93MPa)まで昇圧したか否か検出するものである。そして、空気槽24内の圧力が所定圧に達すると、例えば制御回路62からの制御信号で空気供給弁33,34等が開,閉弁されることにより、吸着ユニット28側で後述の吸着工程、取出工程、均圧工程、再生工程等が行われることになる。
本実施の形態によるガス発生装置21と当該ガス発生装置21を用いた消火システムは、上述の如き構成を有するもので、次にガス発生装置21による窒素ガスの生成動作について説明する。
The
まず、図2に示す電動モータ23により圧縮機22を駆動すると、該圧縮機22は吸込口側から空気(外気)を吸込みつつ、これを圧縮して圧縮空気を発生させる。そして、この圧縮空気は、圧縮機22の吐出側から空気槽24に一時的に貯留され、その後はドライヤ25を通過する間に水分が除去されると共に、ドライ配管26を介して吸着ユニット28へと導入される。
First, when the
次に、吸着ユニット28は、以下のように、吸着槽31,32で吸着工程、取出工程、均圧工程、再生工程を順次繰返すことによって、圧縮空気中の窒素ガスと酸素ガスを分離して、窒素ガスの生成動作を実行するものである。
Next, the
即ち、吸着工程とは、吸着剤が充填された吸着槽31,32に空気槽24からの圧縮空気を導入すると共に、窒素槽45内に残存する窒素ガスを吸着槽31,32に還流して吸着槽31,32内を昇圧させ、このときの圧力を利用して吸着剤に酸素分子を吸着させる工程である。また、次なる取出工程とは、前記吸着工程に引続いて圧縮空気を吸着槽31,32内に導入し続けると同時に、吸着剤により分離生成された窒素ガスを吸着槽31,32から取出す工程である。
That is, the adsorption step is to introduce the compressed air from the
次に、均圧工程とは、前記取出工程の終了後に吸着槽31,32内に残存する窒素濃度の高い残留ガスを吸着工程前の他の吸着槽31,32に供給して吸着槽31,32間の圧力を均圧化し、次回の吸着工程の吸着効率を高めて、より高純度の窒素ガスを生成するための工程である。そして、再生工程とは、前記均圧工程の終了後に吸着槽31,32内を大気解放または真空ポンプで減圧して吸着剤に吸着された酸素分子を脱着し、これにより吸着剤を再生する工程である。
Next, the pressure equalization step refers to supplying the residual gas having a high nitrogen concentration remaining in the
そして、吸着ユニット28は、これらの吸着工程、取出工程、均圧工程、再生工程を各吸着槽31,32毎に繰返し行い、窒素ガスを分離生成すると共に、各吸着槽31,32から取出された窒素ガスは窒素槽45内に貯留されるものである。
The
この場合、第2の吸着槽32では、最初に吸着工程、取出工程、均圧工程が実行されるのに対し、第1の吸着槽31では、第2の吸着槽32が吸着工程、取出工程を行っている間に再生工程が実行され、再生工程の終了後に第2の吸着槽32との均圧工程が実行される。
In this case, in the 2nd adsorption tank 32, an adsorption process, an extraction process, and a pressure equalization process are performed first, whereas in the
そして、第2の吸着槽32の吸着工程では、第2の吸着槽32側の空気供給弁34、取出弁44を開弁する。これにより、第2の吸着槽32に加圧空気としての圧縮空気が圧縮機22より供給されると共に、窒素槽45内の窒素ガスが導出配管42を逆流して上部(下流側)より吸着槽32内に還流する。これにより、第2の吸着槽32は圧縮機22からの圧縮空気と窒素槽45内の窒素ガスとの上・下方向から流入したガスにより昇圧状態にあり、内部の吸着剤(分子ふるいカーボン)に酸素が吸着される。
And in the adsorption | suction process of the 2nd adsorption tank 32, the
一方、第1の吸着槽31では再生工程が実行され、排気弁38の開弁により減圧状態にあり、吸着していた酸素が脱着して排出されている。
On the other hand, the regeneration process is executed in the
次に、第2の吸着槽32の取出工程では、第2の吸着槽32側の空気供給弁34および取出弁44を吸着工程に引続き開弁したままで、圧縮空気を第2の吸着槽32に供給し続けるため、第2の吸着槽32内の圧力が窒素槽45内の圧力より高くなり、第2の吸着槽32内の窒素ガスが取出される状態となる。このとき、第1の吸着槽31は排気弁38が開弁した減圧状態の再生工程のままである。
Next, in the extraction process of the second adsorption tank 32, the compressed air is supplied to the second adsorption tank 32 while the
次に、均圧工程では、均圧弁48,49を開弁すると共に、空気供給弁34、取出弁44、排気弁38を閉弁する。これにより、吸着槽31,32と空気槽24(圧縮機22)との間が遮断されると共に、吸着槽31,32と窒素槽45との間が遮断され、吸着槽31,32間が連通する。この結果、第2の吸着槽32内に残存する窒素ガスは第1の吸着槽31に回収され、各吸着槽31,32の圧力は均圧となる。
Next, in the pressure equalizing step, the
以上により、1サイクルのうち、前半のサイクルが終了したことになり、次に第1の吸着槽31側において空気供給弁33、取出弁43、排気弁39を開弁することによって、後半のサイクルに切替り、これらの各工程を繰返す。そして、この後半のサイクルにおいて、第1の吸着槽31では吸着工程、取出工程、均圧工程を行うのに対し、第2の吸着槽32では、第1の吸着槽31が吸着工程、取出工程を行っている間に再生工程が実行され、再生工程の終了後に第1の吸着槽31との均圧工程が実行される。
As described above, the first half of one cycle is completed, and then the second half cycle is performed by opening the
このように、制御回路62は、上記の各サイクルを繰返すことにより、圧縮機22、空気槽24側から供給される原料気体(圧縮空気)を吸着槽31,32内で窒素ガスとそれ以外のガス(酸素ガス)とに分離し、吸着槽31,32で分離された窒素ガスを窒素槽45内に貯留させる。
As described above, the
また、制御回路62は、ガス発生装置21(圧縮機22)の起動時に窒素取出弁57を閉弁させた状態で、濃度センサ53により窒素槽45内の窒素ガス濃度を測定する。そして、窒素槽45内の窒素濃度が予め決められた所定の規定濃度(例えば99.9%)を越えるまでの間、制御回路62は排出弁60を開弁させて窒素槽45内の低濃度の窒素ガスを排気管59から排出する。
Further, the
そして、その後に窒素槽45内の窒素濃度が高まって所定の規定濃度を越えると、制御回路62は、排出弁60を閉弁すると共に、窒素取出弁57を開弁させる。これにより、窒素槽45内に蓄えられた高濃度の窒素ガスは、窒素取出配管51、窒素取出弁57、流量調整弁58および逆止弁64を介してバッファタンク63内に供給される。
Then, when the nitrogen concentration in the
次に、バッファタンク63内に蓄えられた窒素ガスは、図2に示す切替弁12の開弁により給気管10から1次側配管9、アラーム弁13,14を介して2次側配管15,17(図1参照)へと供給される。そして、2次側配管15,17内に供給される窒素ガスは、所謂低活性ガスであるため、建物1内の2次側配管15,17(1次側配管9も含む)内に酸化物である錆が発生するのを抑えることができ、火災発生時の消火用水が錆により邪魔されて放水性能が低下するのを防止できるという利点がある。
Next, the nitrogen gas stored in the
ところで、建物1内の給水ポンプ6、消火水槽5、配管ライン8等からなる消火設備は、例えば定期点検時等に全ての電気設備(例えば、ガス発生装置21の電動モータ23、吸着ユニット28等)を一旦停止させ、このときに1次側配管9、2次側配管15,17内のガス(窒素ガス)は、末端バルブ19,20等から大気中に放出されることがある。
By the way, the fire extinguishing equipment including the
そして、定期点検等の終了後にガス発生装置21の電動モータ23等を休止状態から再び稼働し始めるときには、火災発生時に早期に対処できるようにするため、2次側配管15,17内の圧力を所定時間(例えば、30分程度)以内に規定圧まで昇圧させることが要求されている。
Then, when the
しかし、ガス発生装置21の吸着ユニット28(窒素ガス生成機)で窒素ガスを生成するためには、上述の如く空気槽24内の圧力が所定圧(例えば、0.93MPa)まで昇圧した後に、吸着槽31,32で吸着工程、取出工程、均圧工程、再生工程を順次繰返す必要があり、例えばバッファタンク63内の圧力を、圧縮機22等の運転開始後の所定時間内に窒素ガスによって規定の圧力(例えば、0.3MPa)まで昇圧させることは、実際上では非常に難しいものある。
However, in order to generate nitrogen gas by the adsorption unit 28 (nitrogen gas generator) of the
そこで、本実施の形態では、ガス発生装置21を用いた1次側配管9、2次側配管15,17に対するガス供給処理を、図3に示す処理手順に沿って行うことにより、バッファタンク63、1次側配管9内の圧力を規定の圧力(例えば、0.3MPa)まで早期に昇圧できると共に、2次側配管15,17内の圧力も予め決められた規定圧(例えば、0.1MPa)まで早期に昇圧できるようにしているものである。
Therefore, in the present embodiment, the gas supply process for the
即ち、図3に示すガス供給処理は、例えば定期点検等の終了後にガス発生装置21を休止状態から再び稼働し始めるときに行われるもので、まず、ステップ1では、ガス発生装置21の電源が投入されたか否かを判定し、「YES」と判定したときには再稼働時であるから、次なるステップ2に移る。
That is, the gas supply process shown in FIG. 3 is performed, for example, when the
そして、ステップ2では、電動モータ23により圧縮機22の運転を開始する共に、冷凍式のドライヤ25も作動させ、ドライ配管26内に乾燥した圧縮空気(加圧空気)を吐出させる。なお、この状態では、止め弁70,71が予め開弁されている。
In
このため、次なるステップ3では、圧縮機22で発生した加圧空気がドライ配管26から吸着ユニット28側に供給されると共に、バイパス管路67を介してバッファタンク63側にも供給される。そして、バッファタンク63に供給された加圧空気は、流出口63Cから建物1の配管ライン8(給気管10、切替弁12、1次側配管9)へと導入されると共に、アラーム弁13,14を介して2次側配管15,17(図1参照)内に供給される。
For this reason, in the
この結果、例えば消防法等の法律で定められた所定の時間内において、2次側配管15,17内の圧力を加圧空気により規定圧(例えば、0.1MPa)まで早期に昇圧することができ、火災発生時等の緊急事態にも迅速に対処することが可能となる。
As a result, the pressure in the
そして、2次側配管15,17内の圧力が規定圧に達するときには、1次側配管9からバッファタンク63にわたる部分が、例えば0.3MPa程度の圧力まで上昇するようになり、バイパス管路67内(バッファタンク63と減圧弁69との間)が減圧弁69の設定圧(例えば、0.3MPa程度)を越えると、ステップ4の如く減圧弁69と逆止弁68が閉弁し、バイパス管路67を通じたバッファタンク63への加圧空気の流通が遮断される。
When the pressure in the
このため、ステップ5に示す如く圧縮機22で発生した圧縮空気が空気槽24内に貯められ、空気槽24内の圧力が漸次増加し、所定圧(例えば0.93MPa程度)まで上昇すると、これを圧力センサ72で検出することにより、図2に示す制御回路62は、吸着ユニット28の運転を開始させる。
For this reason, as shown in
そして、吸着ユニット28は吸着槽31,32側で前述の如く吸着工程、取出工程、均圧工程、再生工程を順次繰返すことにより、ステップ6に示すように、空気槽24側から供給される圧縮空気を吸着槽31,32内で窒素ガスと酸素ガスとに分離し、吸着槽31,32で生成された窒素ガスを窒素槽45内に貯留させる。
Then, the
次に、ステップ7では、窒素槽45内の窒素ガスが規定濃度まで達したか否かを濃度センサ53で検出しつつ、その検出濃度が規定濃度に達した段階で、制御回路62は、排出弁60を閉弁すると共に、窒素取出弁57を開弁させることにより、窒素槽45内に蓄えられた高濃度の窒素ガスを、窒素取出配管51、窒素取出弁57、流量調整弁58および逆止弁64を介してバッファタンク63内に供給する。
Next, in
そして、次なるステップ8では、圧力センサ65によりバッファタンク63内の圧力(窒素ガスによる圧力)が、例えば0.55MP程度の上限設定圧まで昇圧したか否かを監視し、バッファタンク63内の圧力が上限設定圧に達した段階で、電動モータ23による圧縮機22の運転を停止させると共に、冷凍式のドライヤ25、吸着ユニット28も運転停止させる。
In the
しかし、図1に示す2次側配管15,17内の圧力は、例えばスプリンクラーヘッド16,18側で僅かなガス漏れが発生する等の理由で、時間の経過と共に前記規定圧よりも低下することがある。そして、このような場合には、バッファタンク63内のガス(主に窒素ガスで、一部は加圧空気を含む)が給気管10、切替弁12、1次側配管9、アラーム弁13,14を介して2次側配管15,17内に補充される。
However, the pressure in the
そして、このような補充処理を繰返すうちに、バッファタンク63内の圧力は漸次低下するため、ステップ9では、バッファタンク63内の圧力が、例えば0.35MP程度の下限設定圧まで低下したか否かを監視し、バッファタンク63内の圧力が下限設定圧まで下がった段階で、窒素ガスの供給を再開させる。この窒素ガスの供給を再開する際は、ステップ2及びステップ5〜ステップ7と同様な処理を行う(図示省略)。
Since the pressure in the
即ち、前述したステップ2の同様に圧縮機22、ドライヤ25の運転を再開し、その後に空気槽24の内圧が所定圧まで達した後、吸着ユニット28を運転開始し(ステップ5)、その後、窒素ガスが生成され(ステップ6)、その濃度が規定濃度に達すると窒素ガスを供給する(ステップ7)。
That is, the operation of the
そして、ステップ10では、ガス発生装置21の電源が遮断されたか否かを判定し、「NO」と判定する間はステップ8以降の処理を繰返すようにする。そして、ステップ10で「YES」と判定したときには、ガス発生装置21の電源が遮断されているので、全ての処理動作を終了させる。
In
かくして、本実施の形態によれば、圧縮機22側の空気槽24とバッファタンク63との間には、窒素ガス生成用の吸着ユニット28をバイパスして空気槽24からバッファタンク63内に向け加圧空気を流通させるバイパス管路67を設け、該バイパス管路67の途中には、空気槽24からバッファタンク63に向けてバイパス管路67内を加圧空気が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁68と、該逆止弁68との間でバイパス管路67内の圧力を設定圧(例えば0.3MPa程度)以下に抑える減圧弁69とを設ける構成としている。
Thus, according to the present embodiment, the
これにより、逆止弁68と減圧弁69とによりバッファタンク63に対してバイパス管路67を遮断しているときには、吸着ユニット28の吸着槽31,32等で生成した窒素ガスを窒素槽45からバッファタンク63内に順次蓄えつつ、該バッファタンク63内の窒素ガスを、供給対象物である建物1の配管ライン8(1次側配管9および2次側配管15,17)に向けアラーム弁13,14を介して供給することができる。
Thereby, when the
そして、供給対象物に供給すべき窒素ガスのガス量(または圧力)が不足するようなときには、バッファタンク63内の圧力が減圧弁69の設定圧よりも低下するので、逆止弁68が開いてバイパス管路67をバッファタンク63と連通させる。これにより、バイパス管路67内には吸着ユニット28をバイパスして空気槽24からバッファタンク63内に向け加圧空気を流通させることができ、このときの加圧空気をバッファタンク63内に順次蓄えつつ、該バッファタンク63内の加圧空気(圧縮空気)を供給対象物に向けて供給することができる。
When the amount (or pressure) of nitrogen gas to be supplied to the supply object is insufficient, the pressure in the
この結果、例えば建物1の消火システムを定期点検するとき等に、ガス発生装置21を含めて消火設備を一旦休止した状態から再び稼働し始めるようなときには、配管ライン8(1次側配管9および2次側配管15,17)に向けアラーム弁13,14を介して供給すべき窒素ガスの不足分を、前述の如く加圧空気によって賄うことができ、供給対象物側の圧力を加圧空気により早期に昇圧できる。そして、建物1内の2次側配管15,17側圧力を、規定圧まで迅速に昇圧させることができ、火災発生等の緊急時にも早期に対処することができる。
As a result, for example, when periodically checking the fire extinguishing system of the
従って、ガス発生装置21に付設している圧縮機22、空気槽24等を有効に活用して、供給対象物(例えば、消火設備側の配管ライン8)内の圧力を早期に規定圧まで昇圧することができ、火災発生時の安全性、信頼性等を向上することができる。
Therefore, the pressure in the supply object (for example, the
また、ガス発生装置21全体の設置スペースを従来技術に比較して小さくすることができ、装置21全体の小型、軽量化を図ることができる。そして、ガス発生装置21の部品点数が増えるのを抑えることができ、組立時やメンテナンス時の作業性等を高めることができる。
Moreover, the installation space of the
なお、前記実施の形態では、バイパス管路67の途中に逆止弁68と減圧弁69とを設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばバッファタンク63の流入口63B側に弁手段(例えば、逆止弁68と減圧弁69)を設ける構成としてもよく、または、ドライヤ25の流出側に弁手段を設ける構成としてもよい。要は、バイパス管路67を含むバッファタンク63と圧縮機22(ドライヤ25)との間の流路に、弁手段を設ける構成とすればよいものである。
In the above embodiment, the case where the
また、前記実施の形態では、(n−1)〜(n+1)階の建物1に消火システムを適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば1階または2階建ての建築物、3階建て以上の建築物、中,高層階の建築物等にも消火システムとして広く適用できるものである。
Moreover, in the said embodiment, the case where the fire extinguishing system was applied to the
また、前記実施の形態では、給水管7、給気管10と1次側配管9との間を切替弁11,12により選択的に連通,遮断する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば方向制御弁等を用いて給水管7、給気管10と1次側配管9との間を連通,遮断する構成としてもよいものである。
Moreover, in the said embodiment, the case where it selectively connected and cut off between the
一方、前記実施の形態では、冷凍式のドライヤ25を用いて圧縮空気を乾燥させる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、圧縮空気中の水分を除湿できるものであれば、例えばシリカゲル等の乾燥剤等を利用したドライヤであってもよい。
On the other hand, in the said embodiment, the case where compressed air was dried using the freezing
また、前記実施の形態では、窒素ガス生成機として一対の吸着槽31,32を有するPSA式の吸着ユニット28からなるガス発生装置21を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば圧縮機と吸着槽の間を遮断する遮断手段を有しているものであれば、1個または2個以上の吸着槽を有する構成としてもよいものである。
Moreover, in the said embodiment, the
1 建物(建築物)
2,3,4 内部空間
5 消火水槽(消火設備)
6 給水ポンプ(消火設備)
7 給水管(消火設備)
8 配管ライン(消火設備)
9 1次側配管(消火物質供給配管,ガス供給配管)
10 給気管(ガス供給配管)
11,12 切替弁
13,14 アラーム弁(弁装置)
15,17 2次側配管(流出側配管)
16,18 スプリンクラーヘッド(吐出口)
19,20 末端バルブ
21 ガス発生装置(ガス供給源)
22 空気圧縮機
24 空気槽
25 ドライヤ
26 ドライ配管
28 吸着ユニット(窒素ガス生成機)
63 バッファタンク(タンク)
65,72 圧力センサ
67 バイパス管路
68 逆止弁(弁手段)
69 減圧弁(弁手段)
1 Building (Building)
2, 3, 4
6 Water supply pump (fire extinguishing equipment)
7 Water supply pipe (fire extinguishing equipment)
8 Piping line (fire extinguishing equipment)
9 Primary piping (fire extinguishing substance supply piping, gas supply piping)
10 Air supply pipe (gas supply pipe)
11, 12
15, 17 Secondary piping (outflow piping)
16, 18 Sprinkler head (discharge port)
19, 20
22
63 Buffer tank (tank)
65, 72
69 Pressure reducing valve (valve means)
Claims (4)
前記窒素ガス生成機には、当該窒素ガス生成機で生成した窒素ガスを供給対象物に供給する前に一時的に蓄えるタンクを接続して設け、
前記空気圧縮機とタンクとの間には、前記窒素ガス生成機をバイパスして前記タンク内に圧縮空気を流通させるバイパス管路を設け、
該バイパス管路を含む前記空気圧縮機とタンクとの間の流路には、前記タンクに対してバイパス管路を連通,遮断する弁手段を設ける構成としたことを特徴とするガス発生装置。 In a gas generator comprising: an air compressor that compresses air; and a nitrogen gas generator that generates nitrogen gas by separating oxygen from compressed air generated by the air compressor,
The nitrogen gas generator is connected to a tank for temporarily storing the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generator before supplying it to the supply object,
Between the air compressor and the tank, a bypass pipe for bypassing the nitrogen gas generator and allowing compressed air to flow in the tank is provided,
A gas generator comprising: a valve means for communicating and blocking the bypass line with respect to the tank in a flow path between the air compressor and the tank including the bypass line.
空気を圧縮する空気圧縮機と、該空気圧縮機で発生した圧縮空気から酸素を分離して窒素ガスを生成する窒素ガス生成機と、該窒素ガス生成機で生成した窒素ガスを一時的に蓄えるタンクとからなるガス発生装置とを備え、
前記配管ラインの流入側には、前記消火物質の他に窒素ガスと加圧空気とを選択的に導入するために前記ガス発生装置のタンクの流出側を接続する構成とし、
前記空気圧縮機とタンクとの間には、前記窒素ガス生成機をバイパスして前記タンク内に圧縮空気を流通させるバイパス管路を設け、
該バイパス管路を含む前記空気圧縮機とタンクとの間の流路には、前記タンクに対してバイパス管路を連通,遮断する弁手段を設ける構成としてなるガス発生装置を用いた消火システム。 Fire extinguishing equipment that disposes a piping line having a discharge port in a building and releases a fire extinguishing substance from the discharge port of the piping line in the event of a fire,
An air compressor that compresses air, a nitrogen gas generator that generates nitrogen gas by separating oxygen from the compressed air generated by the air compressor, and temporarily stores the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generator A gas generator comprising a tank,
The inflow side of the piping line is configured to connect the outflow side of the tank of the gas generator in order to selectively introduce nitrogen gas and pressurized air in addition to the fire extinguishing substance,
Between the air compressor and the tank, a bypass pipe for bypassing the nitrogen gas generator and allowing compressed air to flow in the tank is provided,
A fire extinguishing system using a gas generator configured to provide a valve means for communicating and blocking the bypass pipe with respect to the tank in a flow path between the air compressor and the tank including the bypass pipe.
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