JP2018075239A

JP2018075239A - 消火設備及び消火方法

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Publication number: JP2018075239A
Application number: JP2016219754A
Authority: JP
Inventors: 赤虹廖; Sekiniji Ryo; 直久坂本; Naohisa Sakamoto; 光一山野; Koichi Yamano
Original assignee: Morita Holdings Corp
Current assignee: Morita Holdings Corp
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: JP6813878B2

Abstract

【課題】窒素ガスを放出した後の再充填が行える消火設備及び消火方法を提供すること。【解決手段】大気から窒素ガスを分離する窒素分離手段１０と、窒素分離手段１０で分離した窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器２０と、窒素ガス貯蔵容器２０に貯蔵した窒素ガスを対象保護区画Ａに放出する噴射ノズル３０と、対象保護区画Ａの火災を検出する火災検出手段４０と、窒素ガス貯蔵容器２０と噴射ノズル３０とを繋ぐ配管５０に設けて窒素ガスを放出する放出弁６１と、火災検出手段４０で火災を検出すると放出弁６１を開放する制御手段７０と、窒素ガス貯蔵容器２０の圧力を検出する容器内圧検出手段２１とを備え、制御手段７０では、容器内圧検出手段２１で検出される圧力が、あらかじめ設定した待機圧力P0を下回った時に窒素分離手段１０を動作させ、待機圧力P0以上になった時に窒素分離手段１０を停止することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、大気から生産した窒素ガスを用いて、閉空間の火災を予防し、又は消火する消火設備及び消火方法に関する。

特許文献１は、不活性消火剤ガスとして窒素ガスを使用し、窒素ガスを充填した複数の消火剤ガス貯蔵容器を消火設備内に保管するガス系消火設備を提案している。
特許文献２は、窒素発生器により提供される窒素富化空気を貯蔵するための加圧貯蔵タンクを有する消火装置を提案している。

特開２０１１−１６０９５３号公報特表２０１０−５０６６４１号公報

特許文献１では、ガス貯蔵容器として窒素ボンベを使用している。１本の窒素ボンベの窒素貯蔵量が限られているため、数多く使用する必要がある。そのため、大きな設置場所が必要である。また、ボンベの数が増えると、容器弁と起動用ガス装置の数も増えて、消火設備の費用が上がる。
さらに、装置が一度起動し窒素ガスを放出してしまうと、ボンベの交換が必要となり、ボンベの交換費用が掛かる。また、ボンベの交換において、陸上に設置された設備なら問題がないが、船に設置された窒素消火設備は、航行中ではすぐに窒素ガスボンベの補給ができず、安全上に支障が出る恐れがある。
特許文献２は、監視すべき室内において、あらかじめ設定できる不活性化レベルを確立し、かつ維持するものであり、窒素ガスを放出した後の再充填が行えるものではなく、窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量から放出量を検出するものではない。

そこで本発明は、窒素ガスを放出した後の再充填が行える消火設備及び消火方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量から放出量を検出することで、必要数量の窒素ガスを噴射ノズルから短時間で大量に放出できる消火設備及び消火方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の消火設備は、大気から窒素ガスを分離する窒素分離手段と、前記窒素分離手段で分離した前記窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器と、前記窒素ガス貯蔵容器に貯蔵した前記窒素ガスを対象保護区画に放出する噴射ノズルと、前記対象保護区画の火災を検出する火災検出手段と、前記窒素ガス貯蔵容器と前記噴射ノズルとを繋ぐ配管に設けて前記窒素ガスを放出する放出弁と、前記火災検出手段で前記火災を検出すると前記放出弁を開放する制御手段と、前記窒素ガス貯蔵容器の圧力を検出する容器内圧検出手段とを備え、前記制御手段では、前記容器内圧検出手段で検出される圧力が、あらかじめ設定した待機圧力を下回った時に前記窒素分離手段を動作させ、前記待機圧力以上になった時に前記窒素分離手段を停止することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の消火設備において、前記制御手段では、前記容器内圧検出手段で検出される圧力によって前記放出弁を閉塞することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の消火設備において、前記窒素ガス貯蔵容器のガス濃度を検出するガス濃度検出手段を備え、前記制御手段では、前記対象保護区画の容積と前記ガス濃度検出手段で検出された前記ガス濃度とから前記対象保護区画の消火に必要な窒素ガス放出量を算出し、算出した前記窒素ガス放出量と前記窒素ガス貯蔵容器の容積とから前記窒素ガス放出量を放出することによる前記窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量を算出し、前記容器内圧検出手段が、前記放出弁を開放する前の待機圧力から前記圧力低下量だけ低下した圧力を検出すると前記放出弁を閉塞することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の消火設備において、前記窒素分離手段が、前記大気中の前記窒素ガスを分離する窒素分離膜と、前記窒素分離膜に前記大気を供給するコンプレッサと、前記窒素分離膜で分離された前記窒素ガスの圧力を高める増圧手段とを有し、前記窒素ガス貯蔵容器には、前記増圧手段で増圧した前記窒素ガスを貯蔵することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の消火設備に記載の消火設備において、前記増圧手段として、高圧コンプレッサ又は増圧弁を用いることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の消火設備に記載の消火設備において、前記窒素分離手段が、窒素と酸素との分子の大きさによる吸着速度差を利用した吸着法による分離とすることを特徴とする。
請求項７記載の本発明の消火方法は、窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器内の圧力を検出する圧力検出ステップと、前記窒素ガス貯蔵容器のガス濃度を検出するガス濃度検出ステップと、前記窒素ガスの放出による消火対象である対象保護区画の火災を検出する火災検出ステップと、前記対象保護区画の容積と前記ガス濃度検出ステップで検出される前記ガス濃度とから前記対象保護区画の消火に必要な窒素ガス放出量を算出する放出量算出ステップと、前記放出量算出ステップ算出した前記窒素ガス放出量と前記窒素ガス貯蔵容器の容積とから前記窒素ガス放出量を放出することによる前記窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量を算出する圧力低下量算出ステップと、前記火災検出ステップで前記火災を検出すると前記窒素ガスを放出する窒素ガス放出ステップと、前記圧力検出ステップで、放出弁を開放する前の待機圧力から前記圧力低下量だけ低下した前記圧力を検出すると、前記窒素ガス放出ステップでの前記窒素ガスの放出を停止する窒素ガス停止ステップとを有することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の消火方法において、前記圧力検出ステップで検出される前記圧力が、あらかじめ設定した前記待機圧力を下回った時に大気から分離した前記窒素ガスを前記窒素ガス貯蔵容器に供給する窒素ガス供給ステップと、前記圧力検出ステップで検出される前記圧力が、前記待機圧力以上になった時に前記窒素ガス供給ステップでの前記窒素ガスの供給を停止する窒素ガス供給停止ステップとを有することを特徴とする。

本発明の消火設備及び消火方法によれば、窒素ガスを放出した後の再充填が行える。
また、本発明の消火設備及び消火方法によれば、窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量から放出量を検出することで、必要数量の窒素ガスを噴射ノズルから短時間で大量に放出できる。

本発明の一実施例による消火設備の構成図本発明の他の実施例による消火設備の構成図図１及び図２に示す実施例による消火設備の動作フロー図

本発明の第１の実施の形態による消火設備は、大気から窒素ガスを分離する窒素分離手段と、窒素分離手段で分離した窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器と、窒素ガス貯蔵容器に貯蔵した窒素ガスを対象保護区画に放出する噴射ノズルと、対象保護区画の火災を検出する火災検出手段と、窒素ガス貯蔵容器と噴射ノズルとを繋ぐ配管に設けて窒素ガスを放出する放出弁と、火災検出手段で火災を検出すると放出弁を開放する制御手段と、窒素ガス貯蔵容器の圧力を検出する容器内圧検出手段とを備え、制御手段では、容器内圧検出手段で検出される圧力が、あらかじめ設定した待機圧力を下回った時に窒素分離手段を動作させ、待機圧力以上になった時に窒素分離手段を停止するものである。本実施の形態によれば、窒素ガス貯蔵容器内の窒素ガスが放出されれば、大気から分離した窒素ガスが供給され、窒素ガス貯蔵容器に必要量の窒素ガスが貯蔵されれば、窒素ガスの供給を停止するため、従来のように貯蔵タンクを交換することなく窒素ガスを放出した後の再充填が行える。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による消火設備において、制御手段では、容器内圧検出手段で検出される圧力によって放出弁を閉塞するものである。放出流速が所定値以下であれば流量から放出量を検出できるが、本実施の形態によれば、窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量から放出量を検出することで、必要数量の窒素ガスを噴射ノズルから短時間で大量に放出できる。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による消火設備において、窒素ガス貯蔵容器のガス濃度を検出するガス濃度検出手段を備え、制御手段では、対象保護区画の容積とガス濃度検出手段で検出されたガス濃度とから対象保護区画の消火に必要な窒素ガス放出量を算出し、算出した窒素ガス放出量と窒素ガス貯蔵容器の容積とから窒素ガス放出量を放出することによる窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量を算出し、容器内圧検出手段が、放出弁を開放する前の待機圧力から圧力低下量だけ低下した圧力を検出すると放出弁を閉塞するものである。本実施の形態によれば、ガス放出量の算出にガス濃度を考慮することで、窒素分離手段での窒素ガスの分離能力がばらついたとしても、確実に設計濃度が達成でき、消火性能が保証できる。

本発明の第４の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態による消火設備において、窒素分離手段が、大気中の窒素ガスを分離する窒素分離膜と、窒素分離膜に大気を供給するコンプレッサと、窒素分離膜で分離された窒素ガスの圧力を高める増圧手段とを有し、窒素ガス貯蔵容器には、増圧手段で増圧した窒素ガスを貯蔵するものである。本実施の形態によれば、増圧手段で圧力を高めた窒素ガスを窒素ガス貯蔵容器に貯蔵するため、窒素ガス貯蔵容器の小型化を図れる。

本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による消火設備において、増圧手段として、高圧コンプレッサ又は増圧弁を用いるものである。本実施の形態によれば、高圧コンプレッサ又は増圧弁を用いて、圧力を高めた窒素ガスを窒素ガス貯蔵容器に貯蔵できる。

本発明の第６の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態による消火設備において、窒素分離手段が、窒素と酸素との分子の大きさによる吸着速度差を利用した吸着法による分離とするものである。本実施の形態によれば、深冷分離法による窒素ガスの生産と比較して、比較的シンプルな機構で窒素ガスを生産できる。

本発明の第７の実施の形態による消火方法は、窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器内の圧力を検出する圧力検出ステップと、窒素ガス貯蔵容器のガス濃度を検出するガス濃度検出ステップと、窒素ガスの放出による消火対象である対象保護区画の火災を検出する火災検出ステップと、対象保護区画の容積とガス濃度検出ステップで検出されるガス濃度とから対象保護区画の消火に必要な窒素ガス放出量を算出する放出量算出ステップと、放出量算出ステップ算出した窒素ガス放出量と窒素ガス貯蔵容器の容積とから窒素ガス放出量を放出することによる窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量を算出する圧力低下量算出ステップと、火災検出ステップで火災を検出すると窒素ガスを放出する窒素ガス放出ステップと、圧力検出ステップで、放出弁を開放する前の待機圧力から圧力低下量だけ低下した圧力を検出すると、窒素ガス放出ステップでの窒素ガスの放出を停止する窒素ガス停止ステップとを有するものである。本実施の形態によれば、ガス放出量の算出にガス濃度を考慮することで、窒素分離手段での窒素ガスの分離能力がばらついたとしても、確実に設計濃度が達成でき、消火性能が保証できる。また、本実施の形態によれば、窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量から放出量を検出することで、必要数量の窒素ガスを短時間で大量に放出できる。

本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による消火方法において、圧力検出ステップで検出される圧力が、あらかじめ設定した待機圧力を下回った時に大気から分離した窒素ガスを窒素ガス貯蔵容器に供給する窒素ガス供給ステップと、圧力検出ステップで検出される圧力が、待機圧力以上になった時に窒素ガス供給ステップでの窒素ガスの供給を停止する窒素ガス供給停止ステップとを有するものである。本実施の形態によれば、窒素ガス貯蔵容器内の窒素ガスが放出されれば、大気から分離した窒素ガスが供給され、窒素ガス貯蔵容器に必要量の窒素ガスが貯蔵されれば、窒素ガスの供給を停止するため、従来のように貯蔵タンクを交換することなく窒素ガスを放出した後の再充填が行える。

以下本発明の一実施例による消火設備について説明する。
図１は本実施例による消火設備の構成図である。
本実施例による消火設備は、大気から窒素ガスを分離する窒素分離手段１０と、窒素分離手段１０で分離した窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器２０と、窒素ガス貯蔵容器２０に貯蔵した窒素ガスを対象保護区画Ａに放出する噴射ノズル３０とを備えている。
対象保護区画Ａには、火災を検出する火災検出手段４０を設けている。
窒素ガス貯蔵容器２０と噴射ノズル３０とを繋ぐ配管５０には、窒素ガスを放出する放出弁６１を設けている。
また、図示のように、複数の対象保護区画Ａを消火対象とする場合には、それぞれの対象保護区画Ａに対して噴射ノズル３０を設け、それぞれの噴射ノズル３０に繋がる配管５０には、選択弁６２を設けている。選択弁６２は、窒素ガスを指定の対象保護区画Ａに放出する。
窒素ガス貯蔵容器２０と放出弁６１との間の配管５０には、窒素ガス貯蔵容器２０から放出される窒素ガスの圧力を調整する圧力調整器６３を設けている。

窒素分離手段１０は、大気中の窒素ガスを分離する窒素分離膜１１と、窒素分離膜１１に大気を供給するコンプレッサ１２と、窒素分離膜１１で分離された窒素ガスの圧力を高める増圧手段１３とを有している。増圧手段１３には高圧コンプレッサを用いることができる。
増圧手段１３で圧力を高めた窒素ガスを窒素ガス貯蔵容器２０に貯蔵するため、窒素ガス貯蔵容器２０の小型化を図れる。
コンプレッサ１２から窒素分離膜１１までのエアー管にはフィルター１４を設け、窒素分離膜１１から増圧手段１３までのエアー管には濃度調整弁１５を設けている。
窒素分離膜１１は、コンプレッサ１２から供給される圧縮空気を、酸素富化空気（OEA）と窒素富化空気（NEA）に分離する。窒素富化空気の窒素濃度は濃度調整弁１５により９９％以上に調整される。生成される窒素富化空気は、そのまま窒素ガス貯蔵容器２０に送って貯蔵するか、あるいは更に増圧手段１３により増圧された後に、窒素ガス貯蔵容器２０に送って貯蔵する。

窒素ガス貯蔵容器２０には、窒素ガス貯蔵容器２０の圧力を検出する容器内圧検出手段２１と、窒素ガス貯蔵容器２０のガス濃度を検出するガス濃度検出手段２２とを備えている。ガス濃度検出手段２２には、酸素濃度センサーを用いることができ、酸素濃度センサーで検出される酸素濃度から、窒素ガスの濃度を算出する。この場合に、大気中にはアルゴンガスや二酸化炭素ガスを若干含むが、これらのガスは不燃性ガスであるため、窒素ガスの濃度に含めて算出しても影響はない。

本実施例による消火設備は、コンプレッサ１２、放出弁６１、及び選択弁６２を動作させる制御手段７０を備えている。
制御手段７０には、火災検出手段４０、容器内圧検出手段２１、及びガス濃度検出手段２２からの信号が入力される。

制御手段７０は、容器内圧検出手段２１で検出される圧力が、あらかじめ設定した待機圧力を下回った時に窒素分離手段１０（コンプレッサ１２）を動作させ、待機圧力以上になった時に窒素分離手段１０（コンプレッサ１２）を停止する。
このように、窒素ガス貯蔵容器２０内の窒素ガスが放出されれば、大気から分離した窒素ガスが供給され、窒素ガス貯蔵容器２０に必要量の窒素ガスが貯蔵されれば、窒素ガスの供給を停止するため、従来のように貯蔵タンクを交換することなく窒素ガスを放出した後の再充填が行える。

制御手段７０は、火災検出手段４０で火災を検出すると放出弁６１を開放し、容器内圧検出手段２１で検出される圧力によって放出弁６１を閉塞する。
このように、窒素ガス貯蔵容器２０の圧力低下量から放出量を検出することで、必要数量の窒素ガスを噴射ノズル３０から短時間で大量に放出できる。

制御手段７０は、対象保護区画Ａの容積Ｖ_ｃとガス濃度検出手段２２で検出されたガス濃度とから対象保護区画Ａの消火に必要な窒素ガス放出量を算出し、算出した窒素ガス放出量と窒素ガス貯蔵容器２０の容積Ｖ_ｔとから窒素ガス放出量を放出することによる窒素ガス貯蔵容器２０の圧力低下量ΔＰを算出する。

対象保護区画Ａの消火に必要な窒素ガス放出量（体積）Ｖ_ＮＥＡは、対象保護区画Ａの容積Ｖ_ｃと貯蔵される窒素ガス濃度Ｃ_ｅ及び対象保護区画Ａの設計消火濃度Ｃ_ｘによって、以下の式１に基づいて計算される。

また、窒素ガス貯蔵容器２０の圧力低下量ΔＰは、窒素ガス必要放出量（体積）Ｖ_ＮＥＡと窒素ガス貯蔵容器２０の容積Ｖ_ｔに基づいて計算される。

ここに、aは定数である。

そして、制御手段７０は、容器内圧検出手段２１が、放出弁６１を開放する前の待機圧力から圧力低下量ΔＰだけ低下した圧力を検出すると放出弁６１を閉塞する。
このように、ガス放出量Ｖ_ＮＥＡの算出にガス濃度Ｃ_ｅを考慮することで、窒素分離手段１０での窒素ガスの分離能力がばらついたとしても、確実に設計濃度が達成でき、消火性能が保証できる。

図２は本発明の他の実施例による消火設備の構成図である。
図２では、増圧手段１３として増圧弁を用いている。増圧手段１３として増圧弁を用いる場合には、コンプレッサ１２からの圧縮ガスを増圧弁に供給する。
濃度調整弁１５と増圧手段１３との間のエアー管には、バッファー１６を設けている。

図３は、図１及び図２に示す実施例による消火設備の動作フロー図である。
本実施例の消火設備の起動によって、窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器２０内の圧力Ｐを検出する（ステップ１）（圧力検出ステップ）。
ステップ１で検出される圧力Ｐは、あらかじめ設定した待機圧力P₀と比較される（ステップ２）。
ステップ２で検出される圧力Ｐが、待機圧力P₀より低ければ、コンプレッサ１２が運転を開始する（ステップ３）。
ステップ３でコンプレッサ１２が運転を開始すると、窒素分離膜１１では窒素ガスが生産される（ステップ４）。
ステップ４で生産された窒素ガスは、増圧手段１３で増圧され（ステップ５）、増圧された窒素ガスは窒素ガス貯蔵容器２０に充填される（ステップ６）。
ステップ３からステップ６は、窒素ガスを窒素ガス貯蔵容器２０に供給する窒素ガス供給ステップである。
窒素ガス供給ステップは、検出される圧力Ｐが、ステップ２において待機圧力P₀以上であると判断されるまで継続する。

ステップ２において、検出される圧力Ｐが、待機圧力P₀以上であれば、コンプレッサ１２の運転を停止する（ステップ７）。ステップ７におけるコンプレッサ１２の運転停止によって、窒素ガス供給ステップにおける窒素ガスの供給は停止する（窒素ガス供給停止ステップ）。
ステップ７におけるコンプレッサ１２の運転停止の後に、窒素ガス貯蔵容器２０内のガス濃度Ｃ_ｅを検出する（ステップ８）（ガス濃度検出ステップ）。

ステップ９で対象保護区画Ａの火災を検出すると（火災検出ステップ）、対象保護区画Ａの容積Ｖ_ｃとガス濃度検出ステップで検出されるガス濃度Ｃ_ｅとから対象保護区画Ａの消火に必要な窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡを算出する（ステップ１０）（放出量算出ステップ）。
放出量算出ステップで算出した窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡと窒素ガス貯蔵容器２０の容積Ｖ_ｔとから窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡを放出することによる窒素ガス貯蔵容器２０の圧力低下量ΔＰを算出する（ステップ１１）（圧力低下量算出ステップ）。
圧力低下量算出ステップで圧力低下量ΔＰが算出されると、火災が検出された対象保護区画Ａに対応する選択弁６２を開放し（ステップ１２）、放出弁６１を開放する（ステップ１３）。
ステップ１２において選択弁６２が開放され、ステップ１３において放出弁６１が開放されると、窒素ガスが放出される（窒素ガス放出ステップ）。
窒素ガス放出ステップの後に、ステップ１４において、放出弁６１を開放する前の待機圧力Ｐ_０から圧力低下量ΔＰだけ低下した圧力を検出すると、放出弁６１と選択弁６２とを閉塞する（ステップ１５）。

ステップ１４において、放出弁６１を開放する前の待機圧力Ｐ_０から圧力低下量ΔＰだけ低下した圧力が検出されない限り、放出弁６１と選択弁６２とは開放されている。
放出弁６１と選択弁６２とを閉塞することで、窒素ガス放出ステップでの窒素ガスの放出を停止する（窒素ガス停止ステップ）。

なお、ステップ９において、対象保護区画Ａの火災を検出しないと、ステップ１に戻って窒素ガス貯蔵容器２０内の圧力Ｐを検出する。すなわち、窒素ガス貯蔵容器２０内の圧力Ｐは、定期的に検出する。従って、火災検出による窒素ガス放出でない場合でも、窒素ガス貯蔵容器２０内の圧力Ｐが待機圧力P₀を下回るとコンプレッサ１２は運転を行い、窒素ガス貯蔵容器２０に窒素ガスを充填する。
また、ステップ９における火災検出ステップは、自動消火に設定されている場合には、火災検出手段４０による検出であり、手動消火に設定されている場合には、手動による操作である。

図３に示す動作フロー図では、ステップ９における火災検出の後にステップ１０における窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡの算出と、ステップ１１における圧力低下量ΔＰの算出を行っているが、ステップ１０における窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡの算出と、ステップ１１における圧力低下量ΔＰの算出は、ステップ９における火災検出の前に行ってもよい。窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡの算出と、ステップ１１における圧力低下量ΔＰの算出を、ステップ９における火災検出の前に行うことで、火災検出から窒素ガス放出までの時間を短縮でき、迅速な消火を行える。

なお、本実施例では、窒素分離膜１１を用いた窒素分離手段１０を用いて説明したが、窒素分離手段１０が、窒素と酸素との分子の大きさによる吸着速度差を利用した吸着法による分離とすることもできる。吸着法による分離とすることで、深冷分離法による窒素ガスの生産と比較して、比較的シンプルな機構で窒素ガスを生産できる。

本発明によれば、窒素ガス放出量Ｖ_ＮＥＡを対象保護区画Ａの容積Ｖ_ｃに応じて、窒素ガス貯蔵容器２０の圧力変化により制御できるため、従来の設備に必要とされる数多くのボンベ起動用ガス装置が不要となり、装置の簡素化が可能である。

本発明の消火設備及び消火方法によれば、特に、船舶などに設置した場合、たとえ航海中でも窒素ガスを大気から再充填でき、消火機能を担保できる。

１０窒素分離手段
１１窒素分離膜
１２コンプレッサ
１３増圧手段
１４フィルター
１５濃度調整弁
１６バッファー
２０窒素ガス貯蔵容器
２１容器内圧検出手段
２２ガス濃度検出手段
３０噴射ノズル
４０火災検出手段
５０配管
６１放出弁
６２選択弁
６３圧力調整器
７０制御手段

Claims

大気から窒素ガスを分離する窒素分離手段と、
前記窒素分離手段で分離した前記窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器と、
前記窒素ガス貯蔵容器に貯蔵した前記窒素ガスを対象保護区画に放出する噴射ノズルと、
前記対象保護区画の火災を検出する火災検出手段と、
前記窒素ガス貯蔵容器と前記噴射ノズルとを繋ぐ配管に設けて前記窒素ガスを放出する放出弁と、
前記火災検出手段で前記火災を検出すると前記放出弁を開放する制御手段と、
前記窒素ガス貯蔵容器の圧力を検出する容器内圧検出手段と
を備え、
前記制御手段では、
前記容器内圧検出手段で検出される圧力が、あらかじめ設定した待機圧力を下回った時に前記窒素分離手段を動作させ、前記待機圧力以上になった時に前記窒素分離手段を停止する
ことを特徴とする消火設備。
前記制御手段では、前記容器内圧検出手段で検出される前記圧力によって前記放出弁を閉塞する
ことを特徴とする請求項１に記載の消火設備。
前記窒素ガス貯蔵容器のガス濃度を検出するガス濃度検出手段を備え、
前記制御手段では、
前記対象保護区画の容積と前記ガス濃度検出手段で検出された前記ガス濃度とから前記対象保護区画の消火に必要な窒素ガス放出量を算出し、
算出した前記窒素ガス放出量と前記窒素ガス貯蔵容器の容積とから前記窒素ガス放出量を放出することによる前記窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量を算出し、
前記容器内圧検出手段が、前記放出弁を開放する前の前記待機圧力から前記圧力低下量だけ低下した前記圧力を検出すると前記放出弁を閉塞する
ことを特徴とする請求項２に記載の消火設備。
前記窒素分離手段が、
前記大気中の前記窒素ガスを分離する窒素分離膜と、
前記窒素分離膜に前記大気を供給するコンプレッサと、
前記窒素分離膜で分離された前記窒素ガスの圧力を高める増圧手段と
を有し、
前記窒素ガス貯蔵容器には、前記増圧手段で増圧した前記窒素ガスを貯蔵する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の消火設備。
前記増圧手段として、高圧コンプレッサ又は増圧弁を用いる
ことを特徴とする請求項４に記載の消火設備。
前記窒素分離手段が、窒素と酸素との分子の大きさによる吸着速度差を利用した吸着法による分離とする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の消火設備。
窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵容器内の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記窒素ガス貯蔵容器のガス濃度を検出するガス濃度検出ステップと、
前記窒素ガスの放出による消火対象である対象保護区画の火災を検出する火災検出ステップと、
前記対象保護区画の容積と前記ガス濃度検出ステップで検出される前記ガス濃度とから前記対象保護区画の消火に必要な窒素ガス放出量を算出する放出量算出ステップと、
前記放出量算出ステップで算出した前記窒素ガス放出量と前記窒素ガス貯蔵容器の容積とから前記窒素ガス放出量を放出することによる前記窒素ガス貯蔵容器の圧力低下量を算出する圧力低下量算出ステップと、
前記火災検出ステップで前記火災を検出すると前記窒素ガスを放出する窒素ガス放出ステップと、
前記圧力検出ステップで、放出弁を開放する前の待機圧力から前記圧力低下量だけ低下した前記圧力を検出すると、前記窒素ガス放出ステップでの前記窒素ガスの放出を停止する窒素ガス停止ステップと
を有する
ことを特徴とする消火方法。
前記圧力検出ステップで検出される前記圧力が、あらかじめ設定した前記待機圧力を下回った時に大気から分離した前記窒素ガスを前記窒素ガス貯蔵容器に供給する窒素ガス供給ステップと、
前記圧力検出ステップで検出される前記圧力が、前記待機圧力以上になった時に前記窒素ガス供給ステップでの前記窒素ガスの供給を停止する窒素ガス供給停止ステップと
を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の消火方法。