JP2014528326A - イナーティングガスベントアセンブリ、ガスベントアセンブリを使用したイナーティングシステム、及び防火スプリンクラーシステムをイナーティングする方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防火スプリンクラーシステムにおいてパイプネットワークに一定量の酸素を取り込み続けることによる腐食を防止する。【解決手段】パイプネットワーク、及びこれに接続された少なくとも一つのスプリンクラーヘッド、を有する防火スプリンクラーシステムのパイプネットワークと、イナーティングシステムを、接続する。イナーティングシステムは、パイプネットワーク及びイナーティングガスベントアセンブリにイナーティングガスを供給するように構成された、イナーティングガス源を含む。ガスベントアセンブリは、ガスを放出するよう構成されたガスベント、ソレノイド、及び制御装置、を有する。ソレノイドは、選択的にガスベントを開閉するよう構成される。ガスベントは、ソレノイドがガスベントを開くときにガスを放出し、閉じるときにガスを放出しない。ガスベントに限られた時間ガスを放出させるように、制御装置はソレノイドを操作するように構成される。【選択図】 図１

Description

本出願は、２０１１年１０月７日に出願された、シリアルナンバー６１／５４４，４６２の米国での仮特許出願の優先権を主張する、その開示は、ここで参照することによりその全体が、含まれる。

本発明は、防火スプリンクラーシステムのためのイナーティングシステム及び方法、並びにそのようなシステム及び方法に使用されるイナーティングガスベントアセンブリ、を対象とする。

防火スプリンクラーシステムのためのイナーティングシステムは、パイプネットワーク中の空気を置き換えるために、防火スプリンクラーシステムのパイプネットワークへイナーティングガスを加える。空気中の酸素は、パイプネットワークの腐食を引き起こすので、酸素を減らすことは、腐食を減少させる。Ｄａｖｉｄ Ｊ．Ｂｕｒｋｈａｒｔらによって、２０１０年３月１８日に公開された先の米国特許出願公報Ｎｏ．２０１０／０６５２８７ Ａ１において、その公報は参照することによりこの中に含まれるが、現在の譲受人は、イナーティングガスがパイプネットワークの中の空気と置き換えられるようにするため、パイプネットワークからのガスを放出するためのベントの使用について、教示した。

本発明は、小型のベントアセンブリ、及び、パイプネットワークの中の腐食をより効果的に減らすために、イナーティングガス源と共に防火スプリンクラーシステムのパイプネットワークに使用されうる方法、を備える。

本発明の態様によると、防火スプリンクラーシステム及び防火スプリンクラーシステムをイナーティングする方法は、パイプネットワーク、及びパイプネットワークに接続された少なくとも一つのスプリンクラーヘッド、を有する防火スプリンクラーシステムのパイプネットワークと、イナーティングシステムを、接続することを含む。イナーティングシステムは、パイプネットワーク及びイナーティングガスベントアセンブリにイナーティングガスを供給するように構成された、イナーティングガス源を含む。ガスベントアセンブリは、ガスを放出するよう構成されたガスベント、ソレノイド、及び制御装置、を有する。ソレノイドは、選択的にガスベントを開閉するよう構成される。ガスベントは、ソレノイドがガスベントを開くときに、ガスを放出し、ソレノイドがガスベントを閉じるときに、ガスを放出しない。ガスベントに、限られた時間、ガスを放出させるように、制御装置は、ソレノイドを操作するように構成される。

制御装置は、タイマーを含みうる。制御装置は、タイマーによって定められた所定の期間ガスベントを開き、その所定の期間後にガスベントを閉じる。その所定の期間は調整可能でありうる。制御装置はタイマー用の所定の期間を選択するユーザー入力装置、を含む。

ガスベント、ソレノイド、及び制御装置は、パッケージ化されたユニットで物理的に結ばれうる。ベントアセンブリは、背圧調整器、若しくは工場出荷時設定の圧力除去バルブ、又は、ガスベントに、特定のガス圧以上でガスの放出を許し、その特定のガス圧より小さいとガスの放出を許さないようにすることができる、同様のもの（一般的には圧力調整器と呼ばれる）、を含む。ベントアセンブリは、水ではなくガスを放出するよう構成されたバルブ、を含みうる。ガスベントは、制御された速度でガスを放出するよう構成された、オリフィスを含みうる。その期間は、少なくとも数日、及び数週間にもなりうる。

本発明の様々な態様は、その期間後、パイプネットワークの中身の放出を止めるので、イナーティングガス源が、パイプネットワークの漏れを埋め合わせるのに必要なイナーティングガスを追加し続けるのみである。イナーティングガス源によって供給されるイナーティングガスでさえも一定量の酸素を含んでいるので、イナーティングガスの供給を止めることによって、パイプネットワークに残っている少量の酸素が金属と結合し、取り除かれることが可能になる。このことが、継続的に放出し、それによってパイプネットワークに一定量の酸素をいつまでも取り込み続ける従来システムよりも、改善したことである。その上、本発明のある態様によって、直接的な方法のシステムに付加しうる、小型のアセンブリにおける操作のこのような独自の方法が、可能になる。

本発明の、これら及び他の、目的、利点、及び特徴は、図面と一緒に以下の明細書の説明にて明らかになる。

図１は、イナーティングガスベントアセンブリを伴う防火スプリンクラーシステム、及び本発明の実施形態に従ったイナーティングシステム、のブロック図である。 図２は、イナーティングガスベントアセンブリの側面図である。

図面やその中に描写された実例となる実施形態を参照すると、イナーティングシステム１６は、パイプネットワーク１２及び少なくとも一つのスプリンクラーを有する防火スプリンクラーシステム１０をイナーティングするように構成され、典型的には、パイプネットワーク１２に接続された、複数のスプリンクラーヘッド１４、を含む（図１）。防火スプリンクラーシステム１０は、プリアクション式、ドライパイプ式などの、ドライバルブ又はプリアクションバルブ１５を有し、当技術分野においてよく知られた、乾式である。イナーティングシステム１６は、窒素のようなイナーティングガスと酸素を置き換えるなど、パイプネットワーク１２の中の酸素を大きく減らすことによって、防火スプリンクラーシステム１０の中の腐食を減らす。

イナーティングシステム１６は、イナーティングガス源１８、及びイナーティングベントアセンブリ２４、を含む。イナーティングシステム１６は、窒素発生器１９のように示されている、ボトル入りの窒素ガス、プラント窒素、又は様々な形態のイナーティングガス発生器のような、いかなる知られた種類の源でありうる。イナーティングガス源１８は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）２２、及び、パイプネットワーク１２内の圧力を表わす入力を制御装置２２に与える、圧力センサー２０のような、制御装置をさらに含む。当然のことながら、空気圧調整弁やガス保守装置のような、様々な種類の制御装置もまた使用されうる。

イナーティングベントアセンブリ２４は、ガスを放出するよう構成されたガスベント２６、ソレノイド２８、及び制御装置３０、を含む。ソレノイド２８がガスベントを開くときに、ガスベント２６はガスを放出し、ソレノイド２８がガスベントを閉じるときに、ガスを放出しないように、ソレノイド２８は、選択的にガスベント２６を開閉するよう構成される。図示された実施形態においては、ガスベント２６は、ガス放出率を調整するためのオリフィス２７と、他の空気圧装置と相互接続する当該オリフィスの周囲のハウジングとからなる形態である。制御装置３０は、ガスベント２６に、限られた時間、ガスを放出させるように、ソレノイド２８を操作するよう構成される。これは、高圧（１２０ＶＡＣ）タイマーのような、タイマーの形式である制御装置３０によって、実行されうる。制御装置３０は、開閉位置の間でソレノイド２８のスイッチングを可能にする出力３１、及び、ＡＣ電源供給へすぐにつながりうる電源ケーブル３２、又はＡＣコンセントへ挿入しうるプラグ、をさらに含む。高圧ＡＣタイマーとして説明しているが、制御装置３０は、様々な電圧源、空気圧源、又は同様のものから、操作されうる。

制御装置３０は、様々な継続期間を設定可能であり、その期間が終了するとリセットされうる。したがって、制御装置がタイマー用の所定の期間を選択するユーザー入力装置３４を含む場合に、その期間は調節できうる。代わりに、その期間は前もってセットされうる。制御装置３０は、タイマーによって定められた所定の期間ガスベント２６を開き、所定の期間が経過した後は、ガスベントを閉じる。制御装置３０によって定められた時間の長さに影響を与える要因は、パイプネットワーク１２のボリューム、及び、同様に、パイピングネットワーク１２のボリュームに部分的には基づいて選択されうる、ガスベント２６におけるオリフィスの放出率、を含む。当業者は、十分なレベルのイナーティングガスがパイプネットワーク１２にあることを確かにするため、制御装置３０がベント２６の開くのを保持する期間を、決定することができる。制御装置３０がベント２６を閉じると、イナーティングシステム１６は、その中の漏れを埋め合わせるために、パイプネットワークへイナーティングガスを供給するのみである。少量の酸素をそれでも含む、イナーティングガスは、パイプネットワーク１２にもはや定期的に供給されないため、パイプネットワークに残る酸素は、パイプネットワークの中の金属と結合し、相当量の腐食はもはや形成されない。

動作中、制御装置３０が期間を開始するためにリセットするときは、ソレノイド２８によって、ガスベント２６を通って、イナーティングシステム１６がイナーティングガスを供給することができる速度よりも、かなり小さく低下した速度にて、ガスをパイプネットワーク１２から漏れ出るようにすることができる。イナーティングガス源１８は、圧力センサー２０によって感知される圧力が、２０ＰＳＩＧのような、より低い設定値より低く落ちる場合に、ＰＬＣ２２によってスイッチをオンにされ、圧力が、２５ＰＳＩＧのような、より高い設定値まで上がる場合に、スイッチをオフにされる。これによって、パイプネットワーク１２の中のガスは、イナーティングガスの割合が増加し、酸素の割合が減少する。しかしながら、イナーティングシステム１６によって供給されるイナーティングガス内に有限の量の酸素が含まれているため、酸素の割合はゼロにはならない。制御装置３０によって定められた期間がタイムアウトすると、ベント２６を通ってパイプネットワーク１２からガスがもはや放出されないように、制御装置３０はソレノイド２８を閉じる。パイプネットワークに残っているいかなる酸素も、酸素レベルが無視できるほどになり、腐食反応が本質的に止まるように、パイプネットワークを形成する金属と結合する。ＰＬＣ２２は、この分野ではよく知られているように、システムに水が入らないようにするため、乾式防火スプリンクラーシステムの中の圧力を持続するために、必要に応じてガス発生器１９を操作し続ける。しかし、ＰＬＣ２２は、制御装置３０によって定められた期間中、ガスベント２６によって放出されたものを埋め合わせるために、ガスを供給し続ける必要はない。その期間は、おそらく数日から数週間と見積もられ、少なくともパイプシステム１２のボリューム、及びガスベント２６の流量の関数となる。

説明された実施形態においては、ガスベント２６、ソレノイド２８及び制御装置３０は、図２で最もよく見られるように、パッケージ化されたユニットで物理的に結合される。これによって、イナーティングベントアセンブリ２４は、最小限のパイプや配線でパイプネットワーク１２に接続されることが可能になる。イナーティングベントアセンブリ２４は、パイプネットワーク上の様々な位置と接続されうるが、パイプネットワークのライザー３９と接続されうる、これは典型的にはライザー室に位置し、典型的には技術者がアクセスするのに便利な位置にある。このようにして、技術者は、パイプネットワーク１２において保守作業が行われる場合などに、イナーティング期間を開始するために、制御装置３０によって定められた期間を、リセットすることができる。同様に、制御装置３０は、ライザー室内の、その次に、スプリンクラーシステム１０によって保護された空間内のライザー室以外の場所の、電力源の近くがより適当である。

説明された実施形態においては、イナーティングベントアセンブリ２４は、背圧調整器、又は工場出荷時設定の圧力除去バルブ４４（一般的には圧力調整器として言及される）、を含む。圧力調整器４４によって、ガスベント２６は、特定のガス圧以上でガスを放出し、前記ガス圧より小さいとガスを放出しないようにすることができる。説明された実施形態においては、圧力調整器は、圧力調整器４４が開き、ガスベント２６が制御装置３０によって設定された期間全体の間放出するように、１５ＰＳＩＧのような、ガス発生器１９のカットイン圧力よりも小さい圧力に、設定される。圧力調整器４４の一つの目的は、パイプネットワークが空の場合に、高酸素含有の空気が、ベント２６を通ってパイプネットワーク１２に、吸い込まれないようにすることである。他の装置も、逆止め弁や他の逆止め弁のような、同様の方法で機能しうる。

説明された実施形態においては、イナーティングベントアセンブリ２４は、粒子がガスベント２６のオリフィスを詰まらせないようにするための空気フィルタ４６、及び、システムから水ではなくガスを放出するよう構成され、フロート操作型バルブ４２のようなバルブ、を含む。したがって、防火スプリンクラーシステムが、火災に対応して水でいっぱいになったとしても、バルブ４２は、ガスベント２６を通して水を通さないようにする。ソレノイド２８は、粒子を周辺の大気からソレノイドバルブやオリフィスに入らないようにするのと同様に可聴雑音を低減する、マフラー４８を含む。ベントアセンブリ２４は、ガスアナライザー（示されていない）に、パイプネットワーク１２の中のイナーティングガスに対する酸素の比率を決定することを可能にする、サンプルポート４３、をさらに含む。

前述した説明は、本発明のいくつかの実施形態について説明しているが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱しないで、これらの実施形態の変形形態及び修正形態がなされうることは、当業者にとって当然である。本発明は、ここに説明された様々な実施形態のすべての組み合わせ、又はここに説明された本発明の態様、を包含する。当然のことながら、本発明のすべての実施形態は、本発明の付加的な実施形態を説明するその他の実施形態と、組み合わせられうる。さらに、実施形態の任意の構成要素は、付加的な実施形態を説明する実施形態のいずれかの、その他すべての構成要素と、組み合わせられうる。

Claims (19)

1. パイプネットワーク、及び前記パイプネットワークに接続された少なくとも一つのスプリンクラーヘッド、を有する防火スプリンクラーシステムをイナーティングするよう構成されたイナーティングシステムであって、
   前記イナーティングシステムは、
   イナーティングベントアセンブリと、
   イナーティングガス源と、を備え、
   前記イナーティングベントアセンブリは、
   ガスを放出するよう構成されたガスベントと、
   ソレノイドと、
   制御装置と、を備え、
   前記ソレノイドは、選択的に前記ガスベントを開閉するように構成され、
   前記ガスベントは、前記ソレノイドが前記ガスベントを開くときにガスを放出し、前記ソレノイドが前記ガスベントを閉じるときにガスを放出せず、
   前記制御装置は、前記ガスベントに、限られた時間、ガスを放出させるように、前記ソレノイドを操作するように構成される、ことを特徴とし、
   前記イナーティングガス源は、前記パイプネットワークにイナーティングガスを供給するように構成される、ことを特徴とするイナーティングシステム。
2. 前記制御装置は、タイマーを含み、
   前記制御装置は、前記タイマーによって定められた所定の期間、前記ガスベントを開き、前記所定の期間後に、前記ガスベントを閉じる、ことを特徴とする請求項１に記載のイナーティングシステム。
3. 前記期間は、調整可能であり、
   前記制御装置は、前記タイマー用の所定の期間を選択するユーザー入力装置を含む、ことを特徴とする請求項２に記載のイナーティングシステム。
4. 前記ガスベント、前記ソレノイド、及び前記制御装置は、パッケージ化されたユニットで物理的に結合される、ことを特徴とする請求項１に記載のイナーティングシステム。
5. ガスベントに、特定のガス圧以上でガスを放出させ、前記特定のガス圧より小さいとガスを放出させない、圧力調整器を含む、請求項１に記載のイナーティングシステム。
6. 水ではなくガスを放出するよう構成された、バルブを含む、請求項１に記載のイナーティングシステム。
7. 前記ガスベントは、制御された速度でガスを放出するよう構成された、オリフィスを含む、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のイナーティングシステム。
8. パイプネットワーク、及び前記パイプネットワークに接続された少なくとも一つのスプリンクラーヘッド、を有する防火スプリンクラーシステムをイナーティングするガス源と共に使用するための、イナーティングベントアセンブリであって、
   前記イナーティングベントアセンブリは、
   ガスを放出するように構成されたガスベントと、
   選択的に前記ガスベントを開閉するように構成されたソレノイドと、
   前記ガスベントに、限られた時間、ガスを放出させるように、前記ソレノイドを操作するように構成された、制御装置と、を備え、
   前記ガスベントは、前記ソレノイドが前記ガスベントを開くときにガスを放出し、前記ソレノイドが前記ガスベントを閉じるときにガスを放出しない、ことを特徴とするイナーティングベントアセンブリ。
9. 前記制御装置は、タイマーを含み、
   前記制御装置は、前記タイマーによって定められた所定の期間、前記ガスベントを開き、前記所定の期間後に、前記ガスベントを閉じる、ことを特徴とする請求項８に記載のベントアセンブリ。
10. 前記期間は、調整可能であり、
    前記制御装置は、前記タイマー用の所定の期間を選択するユーザー入力装置を含む、ことを特徴とする請求項９に記載のベントアセンブリ。
11. 前記ガスベント、前記ソレノイド、及び前記制御装置は、パッケージ化されたユニットで物理的に結合される、ことを特徴とする請求項８に記載のベントアセンブリ。
12. ガスベントに、特定のガス圧以上でガスを放出させ、前記特定のガス圧より小さいとガスを放出させない、圧力調整器を含む、請求項８に記載のベントアセンブリ。
13. 水ではなくガスを放出するよう構成された、バルブを含む、請求項８に記載のベントアセンブリ。
14. 制御された速度でガスを放出するよう構成された、オリフィスを含む、請求項８乃至１３のいずれかに記載のベントアセンブリ。
15. パイプネットワーク、及び前記パイプネットワークに接続された少なくとも一つのスプリンクラーヘッド、を有する防火スプリンクラーシステムをイナーティングする方法であって、
    イナーティングガス源、並びに、ガスを放出するよう構成されたガスベント、及び選択的に前記ガスベントを開閉するよう構成されたソレノイド、を含むベントアセンブリを、前記パイプネットワークに接続するステップと、
    前記パイプネットワークにイナーティングガスを供給する、前記イナーティングガス源を操作するステップと、
    前記ガスベントに、限られた時間、ガスを放出させるように、前記ソレノイドを操作するステップと、を有する方法であって、
    前記ガスベントは、前記ソレノイドが前記ガスベントを開くときに、ガスを放出し、前記ソレノイドが前記ガスベントを閉じるときに、ガスを放出しない、ことを特徴とする方法。
16. 所定の期間、前記ガスベントを開くステップと、
    前記所定の期間後に、前記ガスベントを閉じるステップと、を有する請求項１５に記載の方法。
17. 前記所定の時間は、前記パイプネットワークのボリュームによって少なくとも部分的には定められる、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 制御された速度でガスを放出するよう構成された、オリフィスを含み、
    前記所定の期間は、前記オリフィスの大きさによって少なくとも部分的には定められる、ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の方法。
19. 前記所定の期間は、少なくとも１週間である、ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の方法。

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