JP3941040B2 - 消火設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は消火設備に係り、さらに詳しくは、小規模の建物にも簡単に設置することのできる消火設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般のビルディングなどには、消火設備としてスプリンクラ消火設備が設置されており、さらに、消火設備以外にも火災報知設備や、火災に伴って発生する煙を排煙する排煙設備などが設置されている。この場合、消防法により、所定の床面積や階数などの条件を満している建物は、消火設備を設置することが義務づけられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的小規模のビルディングなどにおいては、消火設備を設置する法的な義務がないこと、また、消火設備は水槽やポンプ等の大型な設備を必要とすることなどから、一般に消火器などが備え付けられているだけで、スプリンクラ消火設備が設置されていない場合が多い。
また、従来の排煙設備は、起動用の火災感知器及び排煙機を駆動するための電源や信号線を必要とするので、やはり大型の設備となるため設置されていない場合が多かった。
【０００４】
さらに、窒素などを消火剤とする従来のガス消火設備では、火災時に防護区画を密閉状態にして消火ガスを放出しており、そして、防護区画の内圧が上がらないように換気口から防護区画内の空気を自然排出していた。しかし、このような内圧による排気方式では、防護空間が大きいと、消火ガスと防護区画内の空気との置換に時間がかかって消火効率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、小規模の建物にも簡単に設置することのできる消火設備又は排煙手段を備えた前記消火設備を提供することを目的としたものである。
また、本発明は、窒素などを消火剤とするガス消火設備において、消火ガスと防護区画内の空気とを短時間で置換することのできる消火設備を提供することを目的としたもである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る消火設備は、防護区画に消火ヘッドを設置し、該消火ヘッドを消火配管に接続した消火設備において、前記防護区画内に開口する吸い込み口が一端に設けられた排気ダクトと、前記消火配管の途中に設けられ、消火剤が流れることによって駆動される回動駆動装置と、前記排気ダクトに設けられ、前記回転駆動装置に連結されて前記防護区画から外部に排気するためのコンプレッサと、前記排気ダクトの排気側に設けられ、前記コンプレッサからの排気を回収する回収ボンベとを備え、火災時に前記消火配管に消火剤が流れると前記回転駆動装置が発電して、前記コンプレッサの駆動電力として用いたものである。
【０００７】
上記の排気ダクトに吸引された前記防護区画内の空気は、前記回収ボンベに回収され、外部に排出されないようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る消火設備の説明図、図２はこの消火設備を建物に設置した状態を示す一部を省略した説明図である。
両図において、１は例えば小規模ビルディングの如き建物で、２は部屋、３は各部屋２の避難経路である階段室、４は各部屋２から階段室３に通じる出入口である。
【００１２】
５は各階の階段室３及び各部屋２の出入口４の近傍の防護区画Ｄの天井に設置され、後述の消火配管１２にそれぞれ接続された分岐管で、階段室３及び部屋２の出入口４の近傍には消火ヘッドである閉鎖型スプリンクラヘッド６が接続されている。なお、階段室３のみを防護区画とし、ここに閉鎖型スプリンクラヘッド６を設けてもよい。７は各分岐管５の基部側（閉鎖型スプリンクラヘッド６の上流側）において、分岐管５に設けた流水検知器である。
【００１３】
１１は例えば浸潤剤の如き消火剤が加圧充填された消火剤容器、１２は一端が消火剤容器１１内に挿入された消火配管で、防護区画Ｄに配管されて前述の分岐管５が接続されている。１３は消火配管１２に設けた逆止弁、１４は逆止弁１３の下流側において消火配管１２に設けられ、消火配管１２内を流れる消火剤によって回転し、後述の排煙機２１を駆動する例えば水車やタービンの如き回転駆動装置である。１５は一端が逆止弁１３と回転駆動装置１４との間において消火配管１２に接続された連結送水管で、他端は建物外において消防車等に接続される連結部１６が設けられている。１７は連結送水管１５に設けた逆止弁である。
【００１４】
１８は例えば窒素ボンベの如き加圧源で、開閉弁１９を介して消火剤容器１１に接続されている。２０は制御器（制御盤）で、各階に設けた流水検知器７からの流水信号が入力され、火災が発生した場所（階）を表示すると共に、その情報に基いて加圧源１８の開閉弁１９に制御信号を出力する。
【００１５】
２１は送風ファン（図示せず）を内蔵した排気手段である排煙機で、防護区画Ｄから外部に排気するものである。この排煙機２１は、一方の側には例えば階段室３の頂部に設けた開口部に連通する吸込み口２２を有し、他方の側には外部に開口する排煙口２３が設けられている。そして、排煙機２１は回転駆動装置１４と連結されており、回転駆動装置１４の回転が例えば減速機構を介してベルト、チェーン、歯車などの動力伝達手段２４により排煙機２１の送風ファンに伝達される。
これら消火剤容器１１、加圧源１８、制御器２０、排煙機２１等はパッケージ化され、パッケージユニット１０として建物１の屋上部分などに設置できるように形成されている。
【００１６】
上記のように構成した消火設備において、警戒時は消火配管１２及び分岐管５内には消火剤容器１１内の消火剤が加圧充填されており、加圧源１８の開閉弁１９は閉止している。
いま、例えば階段室３の最上階で火災が発生すると、その火炎あるいは熱気流によって閉鎖型スプリンクラヘッド６が動作し、これにより、分岐管５、消火配管１２内の消火剤が閉鎖型スプリンクラヘッド６から放水される。この消火剤の流れは流水検知器７で検知され、検知された流水信号が制御器２０に送られる。
【００１７】
流水信号を受信した制御器２０は、火災が発生した場所（階）を表示すると共に、加圧源１８の開閉弁１９に制御信号を送ってこれを開放し、消火剤容器１１内の消火剤を加圧し、消火配管１２、分岐管５を介して閉鎖型スプリンクラヘッド６に引続き消火剤を圧送して放水し、消火する。なお、消火剤容器１１内の消火剤が不足したとき、又は状況によっては連結送水管１５の連結部１６に消防車のホースが接続されて消火水が供給され、閉鎖型スプリンクラヘッド６から消火水等が放水される。
【００１８】
一方、消火配管１２内の消火剤又は消火水の流れによって水車の如き回転駆動装置１４が回転し、その回転は動力伝達手段２４を介して排煙機２１の送風ファンに伝達され、これを回転させる。排煙機２１の駆動により火災によって発生した煙を吸込み口２２から吸込んで、排気口２３から外部に排煙する。これにより、各部屋２の住人等が出入口４から階段室３を経て戸外に避難する際に、煙に巻き込まれるのを防止することができる。なお、住人等の避難を優先とする消火設備のため、各部屋２内には、閉鎖型スプリンクラヘッド６が設置してなく（出入口４の近傍に閉鎖型スプリンクラヘッド６を設置した場合はそれ以外の場所）、このため、設備を小型かつ簡素化することができる。
【００１９】
上記のように構成した本実施の形態によれば、火災が発生して消火配管１２内に消火剤が流れると、回転駆動装置１４の水車などが回転してその回転力が排煙機２１に伝達され、排煙機２１の送風ファンが回転し、防護区画Ｄ内の煙を建物１の外に排煙するようにしたので、住人等の避難時に煙に巻き込まれるのを防止することができる。そして、排煙機２１は消火設備の流水によって駆動されるので、電源などが不要になり、設備を小型化することができ、小規模の建物にも簡単に設置することができる。
【００２０】
また、本実施の形態においては、閉鎖型スプリンクラヘッド６が動作してから排煙機２１が駆動されるので、閉鎖型スプリンクラヘッド６の動作が遅れることはない（閉鎖型スプリンクラヘッド６の動作前から排煙機２１が動作して排煙すると、熱気流が排出されるてしまうため閉鎖型スプリンクラヘッド６の動作が遅れ易い）。
さらに、消火設備は避難経路である狭い部分だけを対象としたものであり、設備が簡単になり安価な費用で設置することができる。また、消火剤容器１１等はパッケージユニット１０として屋上部分等に設置することができるので、邪魔にならないばかりでなく、既設の建物にも容易に設置することができる。
【００２１】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る消火設備は、実施の形態１における流水検知器７、消火剤容器１１、加圧源１８及び制御器２０を省略し、消火配管１２を上水道に直接接続し、消火配管１２及び分岐管５に常時水道水が充水されるように構成したものである。
【００２２】
このように構成した本実施の形態において、建物１のある階の階段室３またはその近傍で火災が発生して閉鎖型スプリンクラヘッド６が動作すると、分岐管７、消火配管１２内に充水された水が閉鎖型スプリンクラヘッド６から放水され、引続いて上水道からの水道水が放水されて、消火する。
このとき、流水によって消火配管１２に設けられた回転駆動装置１４が回転し、排煙機２１の送風ファンを回転させて階段室３内の煙を建物１の外に排出する。
【００２３】
本実施の形態において、各分岐管５に流水検知器７を設けると共に、制御器（制御盤）２０を設け、火災の発生によって分岐管５を流れる水の流水を検知し、この流水信号を制御器２０に送るようにすれば、どの階で火災が発生したかを確認することができる。
また、消火配管１２の回転駆動装置１４の上流側に常閉の開閉弁を設け、初期状態においてはこの開閉弁を開放して消火配管１２及び分岐管５に給水したのち閉止し、制御器２０が火災の発生により流水検知器７から流水信号を受信したときは、開閉弁に制御信号を送ってこれを開放し、閉鎖型スプリンクラヘッド６に水道水を送って放水するようにしてもよい。
【００２４】
［実施の形態３］
図３は本発明の実施の形態３に係る消火設備の説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図において、Ｄは防護区画である例えば立体駐車場である。２５は窒素ガス等の消火剤（以下、消火ガス）が加圧充填されたガスボンベで、消火配管１２に接続されている。２６は消火配管１２に設けた手動（又は自動）の常閉の開閉弁で、この開閉弁２６とガスボンベ２５との間の消火配管１２内には、消火ガスが導入されている。なお、この起動用の開閉弁２６は、直接ガスボンベ２５に設けてもよい。１４は開閉弁２６の下流側において消火配管１２に設けられた回転駆動装置、２７は防護区画Ｄ内に配置され、回転駆動装置１４の下流側において消火配管１２に接続されて消火ガスを放出する開放型の消火ヘッドである。
【００２５】
２８は排気ダクトで、一端に設けた吸込み口２９は防護区画Ｄ内に開口し、他端に設けた排煙口３０は戸外（建物の外）に開口している。この排気ダクト２８には、送風ファンを有し動力伝達手段２４を介して回転駆動装置１４によって駆動される排煙機２１が設けられている。
【００２６】
上記のように構成した本実施の形態において、防護区画Ｄに火災が発生すると、その発見者などは開閉弁２６を開放する。これにより、ガスボンベ２５内の消火ガスは消火配管１２内を圧送されて消火ヘッド２７から放出され、消火する。このとき、消火配管１２内の消火ガスの流れによって回転駆動装置１４が駆動され、その回転は動力伝達手段２４を介して排煙機２１に伝達されて、排煙機２１の送風ファンを回転させる。これにより、防護区画Ｄ内の空気が排気ダクト２８の吸込み口２９から吸引され、排気口３０から外部に排気される。この際、ガスボンベ２５から防護区画Ｄへ供給される消火ガスの量は、吸込み口２９から外部に排気される防護区画Ｄ内の空気の量よりはるかに多いので、防護区画Ｄ内の空気は、速やかに消火ガスと置換される。
【００２７】
図４は本実施の形態の他の例を示す説明図である。なお、図３の例と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本例における防護区画Ｄは、例えば、有害物質を含む薬品庫、遺伝子操作等を行う研究施設、原子力関連施設、伝染性病原菌を取扱う施設等であって、防護区画Ｄ内の空気が外部に漏れてはならない施設である。また、大気（宇宙空間）に排気すると、その影響により船体の姿勢を維持できなくなるような宇宙ステーションなども対象となる。
【００２８】
本例は、上記のような施設等に対処するために、吸込み口２９が防護区画Ｄ内に開口した排気ダクト２８の排気口側に、排気を回収する回収ボンベ３１を設けたものである。また、排気手段として排煙機２１の代わりに、コンプレッサ３２を使用したものである。すなわち、火災時において、消火配管に消火ガスが流れると、タービンなどで構成される回転駆動装置１４が発電して、コンプレッサ３２の駆動電力として用いられる。
こうして起動したコンプレッサ３２により吸込み口２９から排気ダクト２８に吸引された防護区画Ｄ内の有害物を含む空気は、回収ボンベ３１に回収されて、外部に排出されることはない。
なお、上記の説明では、開閉弁２６を手動で開放する場合を示したが、例えば防護区画Ｄ内に火災感知器を設置し、この火災検知器が検知した火災信号により開閉弁２６を開放するようにしてもよい。
【００２９】
本実施の形態によれば、防護区画Ｄ内に消火ガスを放出すると共に、排気手段により防護区画Ｄ内の空気を強制的に排出するようにしたので、消火ガスと防護区画Ｄ内の空気との置換時間を短縮することができ、消火効率を高めることができる。また、防護区画Ｄ内の内圧上昇を抑制できるため、密閉室内においても消火ガスを放出することができる。
さらに、防護区画Ｄ内に有害物が存在するような場合は、防護区画Ｄから排出した空気を回収ボンベに回収するようにしたので、外部に排出されることはない。
【００３０】
以上本発明の実施の形態について説明したが、これら各実施の形態は個々に実施してもよく、あるいは適宜組合わせて実施してもよい。なお、本発明の特徴は、配管内に消火剤が流れるとき、その流れを利用して回転駆動装置を回転させ、排煙機やコンプレッサなどの排気手段を動作させるものである。従って、消火設備としての構成は、湿式タイプでも乾式タイプでもよい。また、消火方法の種類としては、水噴霧消火設備、泡消火設備、フォグ消火設備及び消火栓設備いずれでも構わない。
また、排煙機は、消火剤が流れているときだけ動作しているが、火災消火後も回転させる場合は、フライホイールなどの慣性力によって回り続ける手段を設けるようにすればよい。
【００３１】
ここでフォグ消火設備に回転駆動装置を適用した場合について説明する。
フォグ消火設備は、水と空気を混合させてフォグを発生させる２流体フォグノズルと、水を供給する消火ポンプと、空気を供給するコンプレッサとから構成され、消火ポンプからフォグノズルまでの配管中に回転駆動装置を設置しておく。
そして、消火ポンプからの配管と、コンプレッサからの配管とがフォグノズルの位置で合流するように設けられ、コンプレッサに回転駆動装置を接続しておく。このような構成において、配管内に消火ポンプから水が流れると、回転駆動装置が回転してコンプレッサが起動し、コンプレッサからノズルへ空気が供給され、ノズルへ水と空気が両方送られることになる。そしてフォグノズルの位置で、消火ポンプからの水とコンプレッサからの空気とが混合しフォグを発生させる。このような構成による効果としては、コンプレッサを動かすための電源等が不要になり、また、水の流量に応じてコンプレッサが空気を供給するので、空気と水の混合比を一定することが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る消火設備は、火災の発生により消火ヘッドに消火剤が流れると排煙手段が自動的に動作して防護区画内の煙を戸外に排煙するようにしたので、避難する人が煙に巻かれるようなことがない。
また、消火剤容器、加圧源、排煙手段等をパッケージユニットとして建物の屋上等に設置するようにしたので、邪魔にならないばかりでなく、小規模の建物や既設の建物にも容易に設置することができる。
【００３３】
また、本発明に係る消火設備は、防護区画内に消火ガスを放出すると共に、防護区画内の空気を強制的に排出するようにしたので、消火効率を高めることができ、また、防護区画内の内圧上昇を抑制できるので、密閉室内においても消火ガスを放出することができる。
さらに、回収ボンベを設けることで、防護区画から排出した空気をボンベ内に回収でき、外部に空気が漏れるのを防ぐことができ、防護区画内に有害物などが存在する場合において非常に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る消火設備の説明図である。
【図２】 図１の消火設備を建物に設置した状態を示す一部を省略した説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態３に係る消火設備の説明図である。
【図４】 実施の形態３の他の例の説明図である。
【符号の説明】
１ 建物、２ 部屋、３ 階段室、４ 出入口、５ 分岐管、６ 閉鎖型スプリンクラヘッド（消火ヘッド）、７ 流水検知器、１０ パッケージユニット、１１ 消火剤容器、１２ 消火配管、１４ 回転駆動装置、１５ 連結送水管、１８ 加圧源、１９，２６ 開閉弁、２０ 制御器、２１ 排煙機（排煙手段）、２５ ガスボンベ、２７ 消火ヘッド、２８ 排煙ダクト、３１ 排煙の回収ボンベ、３２ コンプレッサ、 防護区画。

Claims (2)

1. 防護区画に消火ヘッドを設置し、該消火ヘッドを消火配管に接続した消火設備において、
   前記防護区画内に開口する吸い込み口が一端に設けられた排気ダクトと、
   前記消火配管の途中に設けられ、消火剤が流れることによって駆動される回動駆動装置と、
   前記排気ダクトに設けられ、前記回転駆動装置に連結されて前記防護区画から外部に排気するためのコンプレッサと、
   前記排気ダクトの排気側に設けられ、前記コンプレッサからの排気を回収する回収ボンベとを備え、
   火災時に前記消火配管に消火剤が流れると前記回転駆動装置が発電して、前記コンプレッサの駆動電力として用いられることを特徴とする消火設備。
2. 前記排気ダクトに吸引された前記防護区画内の空気は、前記回収ボンベに回収され、外部に排出されないことを特徴とする請求項１記載の消火設備。

Images