JP5439144B2 - ガス消火システム - Google Patents

Description

本発明は、不活性ガスや不燃性ガスからなる消火ガスによって火炎を消火するガス消火システムに関する。

従来、対象室内において発生した火災を消火するガス消火システムとして、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ハロゲンガス等の不活性ガスや不燃性ガスからなる消火ガスを対象室内に充満させるものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなガス消火システムは、水や化学消火剤に弱い大型コンピュータやサーバ等の精密機器類が設置された対象室内の消火に対して特に有効である。
このガス消火システムにおいては、短時間のうちに大量の消火ガスを対象室内に充満させることができるように、対象室内に開口するガス配管の流出口を、断面を絞り込んだノズル形状とするなどして、流出口から高圧の消火ガスを高速で噴出させている。

特開２０００−６０９８４号公報

しかしながら、上述したガス消火システムにおいては、高圧の消火ガスが供給口から対象室内に噴出される際にガス圧力が急激に開放されるため、消火ガスが急激に膨張し、非常に大きな膨張音が発生するおそれがある。
また、対象室内に短時間で消火ガスを充満させるために、消火ガスをガス配管の流出口から高速で噴出させているが、この噴出流速が部分的に音速を超えると衝撃波が発生し、この衝撃波に起因して騒音が発生する場合がある。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、消火ガスの供給に基づく騒音を低減することが可能なガス消火システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、消火ガスを貯留するガス供給源と、消火ガスを前記ガス供給源から対象室内に供給するためのガス配管と、前記ガス配管の端部に設けられ、前記対象室内に消火ガスを噴出させる流出口と、備えたガス消火システムであって、前記対象室内に、前記流出口から噴出した消火ガスが前記対象室内の機器に直接向かうのを回避する遮蔽部材が設けられるとともに、前記流出口から噴出した消火ガスが前記機器に到達するまでの経路途中に吸音部材が設けられ、前記遮蔽部材は、前記流出口からの消火ガスの噴出時に前記流出口の前方に展開する袋体によって構成され、前記袋体は、吸音部材によって形成され、展開する前記袋体と流出口の間には、周囲に消火ガスを逃がす隙間が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、ガス配管の流出口から消火ガスが噴出されると、その消火ガスは遮蔽部材に当たって対象室内の機器に直接向かう流れが妨げられ、さらに機器に到達するまでの経路途中で吸音部材によって騒音成分が吸収される。
特に、遮蔽部材は袋体によって構成されているため、流出口から消火ガスが噴出されると、その消火ガスのガス圧によって袋体が流出口の前方側に展開する。こうして、袋体が展開すると、流出口から噴出された消火ガスが袋体に当たり、袋体を構成する吸音部材によって消火ガスの騒音成分が吸収される。
また、流出口から噴出する消火ガスによって袋体が展開するときには、消火ガスの騒音成分が袋体で吸収されつつ、流出口から連続して噴出される消火ガスは袋体の周域の隙間から逃がされる。このため、袋体が急激に開くことによる騒音の発生が抑制される。

本発明のガス消火システムによれば、流出口から対象室内の機器に向かう消火ガスの流れを遮蔽部材によって妨げ、消火ガスが機器に到達するまでの経路途中で吸音部材によって消火ガス中の騒音成分を吸収することができるので、対象室内に設置される精密機器類等に加わる振動を低減することができる。
また、本願のガス消火システムによれば、遮蔽部材が流出口からの消火ガスの噴出時に流出口の前方に展開する袋体によって構成されるとともに、その袋体が吸音部材によって形成され、展開する袋体と流出口の間に、周囲に消火ガスを逃がす隙間が設けられているため、袋体の急激な展開を防止し、袋体が急激に開くことによる二次的な騒音の発生や袋体の損壊も防止することができる。

本発明の一実施形態のガス消火システムの概略構成図である。 本発明の一実施形態のガス消火システムのガス噴出部の断面図である。 第１の参考例のガス消火システムの概略構成図である。 第２の参考例のガス消火システムのガス噴出部の断面図である。 第３の参考例のガス消火システムの概略構成図である。 変形例のガス配管の断面図である。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する実施形態と参考例においては、共通部分に同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
（実施形態）
図１は、本実施形態に係るガス消火システムを示す概略構成図である。
本実施形態のガス消火システムは、大型コンピュータ等の精密機器１１が設置された対象室１２内の消火を行うものであって、対象室１２外に設置された消火ガスの供給源２１と、供給源２１と対象室１２内とを連通させ、供給源２１から供給される消火ガスを対象室１２内まで導くガス配管２２と、図示しない火災報知器から出力される火災信号に基づいて、ガス配管２２に接続された制御弁２３の開閉を行う図示しない制御部とを備えている。

精密機器１１は対象室１２の床１３の上に設置され、対象室１２の精密機器１１から離間する側の側壁２５にはガス配管２２の下流側の噴出配管２２ｃが突設されている。

供給源２１は、例えば高圧状態で消火ガスを貯蔵するガスボンベ等の耐圧容器によって構成されている。なお、消火ガスには、不活性ガスまたは不燃性ガスとして、例えば窒素ガスや、二酸化炭素ガス、ハロゲンガス等を用いることが可能であり、本実施形態では窒素ガスが好適に用いられている。

また、対象室１２の前記側壁２５と対向する側壁２７には、対象室１２内の圧力が所定圧以上となった場合に開放され、対象室１２内に充満するガス（消火ガスや空気）を対象室１２の外部に逃がす避圧口ダンパー２６が形成されている。このように、消火ガスが噴出される噴出配管２２ｃと対向する位置に避圧口ダンパー２６を配置することで、対象室１２内全体に消火ガスを充満させ易くなる。

図２は、噴出配管２２ｃの先端部分の断面図である。
同図に示すように、噴出配管２２ｃの先端部（下流端）には、噴出配管２２ｃから噴出される消火ガスの流れを加速させるオリフィス形状のノズル（流出口）３１が取り付けられている。このノズル３１は、噴出配管２２ｃの軸方向（消火ガスの流通方向）に沿って延在しており、噴出配管の下流端に外側から覆うように連結される筒状の連結部３２と、連結部の下流側に一体に形成され、連結部３２よりも縮径した縮径部３３とを備えている。ノズル３１は、噴出配管２２ｃを流通する消火ガスが縮径部３３を流通することで、消火ガスをより高速にして対象室１２内に噴出させることができる。

ノズル３１の先端部には、ビニルシート等の吸音性を有する素材から形成された袋体４０が折り畳まれた状態で取り付けられている。袋体４０は、ノズル３１の縮径部３３から噴出される消火ガスのガス圧を受けて対象室１２内の床１３と天井１４の間で展開するものであるが、展開した袋体４０の外縁部とノズル３１の間には、図１に示すように、周囲に消火ガスを逃がすための隙間４１が設けられている。また、展開した袋体４０の中心部には、消火ガスのガス圧を逃がして展開を安定させるための安定孔４２が設けられている。
なお、この実施形態においては、ノズル３１（流出口）から噴出した消火ガスが対象室１２内の精密機器１１に直接向かうのを回避する遮蔽部材は袋体４０によって構成されており、さらに袋体４０は、消火ガスの騒音成分を吸収する吸音部材を兼ねている。袋体４０は、ノズル３１から噴出する消火ガスを受け止め、消火ガスが精密機器１１に到達するまでの経路途中で、消火ガスの騒音成分をその材質と形状によって吸収する。

次に、本実施形態のガス消火システムの動作について説明する。
まず、対象室１２内の火災を火災報知器が検知すると、火災報知器から制御部に向けて火災信号が出力される。制御部は火災信号を受信すると、ガス消火システムを起動する。具体的には、制御部は、制御弁２３を開放して供給源２１からガス配管２２に向けて消火ガスを供給させる。

これにより、消火ガスはノズル３１の縮径部３３で流速を高められ、縮径部３３を通して対象室１２内に噴出する。このとき、ノズル３１に取り付けられている袋体４０が消火ガスのガス圧を受けて展開し、それ以降ノズル３１から噴出される消火ガスの多くは展開した袋体４０部分で向きを変えて対象室１２内に拡散される。これにより、対象室１２内は消火ガスによって満たされ、対象室１２内の火炎は鎮火されることになる。

ところで、供給源２１から供給される消火ガスは、ガス配管２２内を流通して、ノズル３１の縮径部３３で絞られて流速を速めた状態で対象室１２内に噴出される。このとき、消火ガスはノズル３１の出口付近で急激に膨張し、大きな膨張音を発生することがある。また、消火ガスがノズル３１の出口から噴出されるときに、その噴出流速が部分的に音速を超えると衝撃波が発生し、その衝撃波に起因して騒音が発生する場合もある。
しかし、このガス消火システムでは、消火ガスがノズル３１から噴出されると、袋体４０がノズル３１の前方に展開し、消火ガスとともに噴出する騒音、特に高周波の騒音が精密機器１１に直接当たるのを袋体４０によって回避される。
そして、消火ガスの噴出を受け止める袋体４０では、その材質と形状とが消火ガスの騒音成分を充分に吸収する。

また、袋体４０が消火ガスのガス圧を受けて展開するときには、袋体４０の周域の隙間４１と中心部の安定孔４２からガスが徐々に逃がされるため、袋体４０の急激な展開が防止され、袋体４０が急激に開くことによる二次的な騒音の発生や袋体４０の損壊が防止される。

以上のように、このガス消火システムにおいては、ノズル３１から消火ガスが噴出する際にノズル３１の前方に袋体４０が展開して消火ガスとともに噴出する騒音が精密機器１１方向に直接進行するのを回避し、さらに袋体４０によって振動成分を吸収することができる。

（第１の参考例）
図３は、第１の参考例のガス消火システムを示す概略構成図であり、図４は、噴出配管２２ｃの先端部分の断面図である。
噴出配管２２ｃの先端部分は、ノズル３１に袋体が取り付けられていないだけで、その他は上記の実施形態と同一構造となっている。

対象室１２内のノズル３１の先端部に対向する位置には、ノズル３１から噴出した消火ガスを側壁２５と天井１４に挟まれたコーナ方向に向かわせる反射壁５０（遮蔽部材）が設置されている。反射壁５０は、ノズル３１の先端部から所定距離離間して配置され、その周域には消火ガスの拡散を許容するために、側壁２５と天井１４の間に充分な隙間が設定されている。なお、反射壁５０は吸音性を有する部材によって形成することが好ましい。

また、対象室１２内の前記コーナを挟む側壁２５と天井１４には、少なくとも反射壁５０に対向する領域に亙ってグラスウール等の吸音部材５１が取り付けられている。この参考例では、一つの側壁２５と天井１４に挟まれたコーナ部分（機器の存在しない壁）に反射壁５０を対向させ、側壁２５と天井１４に吸音部材５１を取り付けているが、隣接する二つの側壁（図示省略）と天井１４に挟まれたコーナ部分に反射壁５０を対向させ、隣接する二つの側壁と天井１４とに吸音部材５１を取り付けるようにしても良い。

このガス消火システムにおいては、対象室１２内の火災の検知によってシステムが起動し、供給源２１の高圧の消火ガスがガス配管２２に供給されると、ノズル３１から噴出した消火ガスが反射壁５０部分で、側壁２５と天井１４に挟まれたコーナ方向に向きを変え、反射壁の周域の隙間を通って対象室１２の全域に行き渡る。これにより、対象室１２内は消火ガスによって満たされ、対象室１２内の火炎は鎮火される。

また、ノズル３１から噴出された消火ガスの振動成分は反射壁５０によってコーナ方向に向きを変え、側壁２５と天井１４に設置されている吸音部材５１によって吸収される。

さらに、この参考例の消火システムにおいては、対象室１２内の既存の側壁２５と天井１４をそのまま利用して吸音部材５１による騒音吸収を行う、つまり、対象室１２の側壁２５と天井１４に吸音部材５１を取り付け、さらに反射板５０を設置して消火ガスの騒音吸収を行うものであるため、既存設備への追加が容易であるとともに、対象室１２内のデッドスペースを有効利用できるという利点がある。

（第２の参考例）
図５は、第２の参考例のガス消火システムを示す概略構成図である。
この参考例の場合も、ノズル３１は第１の参考例のものと同様のものが用いられている。

この参考例では、対象室１２内のノズル３１の先端部に対向する位置に筒状部材６０（遮蔽部材）がブラケット６３を介して固定設置されている。筒状部材６０は略水平に設置され、その一端部が設定隙間をもってノズル３１の先端部に対向するとともに、他端部がノズル３１の設置される側壁２５と対峙する側壁２７に対して設定隙間をもって対向している。
筒状部材６０は硬質樹脂等からなる外筒６１の内周面にグラスウール等の吸音部材６２が取り付けられた構造とされている。

このガス消火システムでは、対象室１２内の火災の検知によってシステムが起動し、供給源２１の高圧の消火ガスがガス配管２２に供給されると、ノズル３１から前方に噴出した消火ガスの多くが筒状部材６０の内側を通過し、その消火ガスが他方の側壁２７に当たり、或いは、筒状部材６０の他端からそのまま周囲に拡散して対象室１２内の全域に行き渡る。なお、ノズル３１から噴出した消火ガスの一部は筒状部材６０を通過せずにそのまま周囲に拡散する。
これにより、対象室１２内は消火ガスによって満たされ、対象室１２内の火炎は鎮火される。

また、ノズル３１から噴出した消火ガスの振動成分は、ノズル３１から精密機器１１方向に直接向かうのを筒状部材６０によって阻止されるとともに、消火ガスが筒状部材６０の内側を通過する際に内周側の吸音部材５１によって吸収される。

また、ガス配管２２内に高速の流れが生じるとガス配管２２自体に共振が発生し、この振動に基づき騒音が発生する場合がある。そこで、例えば、図６に示すように、ガス配管２２（噴出配管２２ｃ）の外周面に、防振材からなる筒状のスリーブ８０を固定してもよい。なお、図示例のスリーブ８０は、対象室１２の内外に亘って設けられているが、例えば対象室１２内に突出している領域のみに設けられていても構わない。

なお、スリーブ８０は、例えば金属材料等の任意の材料によって構成されてよいが、例えばウレタン等の樹脂材料のように吸音性能を有する材料によって構成されることがさらに好ましい。この場合には、ガス配管２２やその近傍で生じる騒音を吸収することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、ガス消火システムの制御弁２３の開閉操作を制御部により制御する構成について説明したが、これに限らず作業者によって手動で制御弁２３の開閉操作を行っても構わない。
また、本発明のガス消火システムは、精密機器１１が配された対象室１２内の消火に限らず、クリーンルーム等の他の対象室１２の消火にも適用することができる。

１１…精密機器（機器）
１２…対象室
２１…供給源（ガス供給源）
２２…ガス配管
３１…ノズル（流出口）
４０…袋体（遮蔽部材、吸音部材）
４１…隙間

Claims (1)

1. 消火ガスを貯留するガス供給源と、
   消火ガスを前記ガス供給源から対象室内に供給するためのガス配管と、
   前記ガス配管の端部に設けられ、前記対象室内に消火ガスを噴出させる流出口と、備えたガス消火システムであって、
   前記対象室内に、前記流出口から噴出した消火ガスが前記対象室内の機器に直接向かうのを回避する遮蔽部材が設けられるとともに、前記流出口から噴出した消火ガスが前記機器に到達するまでの経路途中に吸音部材が設けられ、
   前記遮蔽部材は、前記流出口からの消火ガスの噴出時に前記流出口の前方に展開する袋体によって構成され、
   前記袋体は、吸音部材によって形成され、
   展開する前記袋体と流出口の間には、周囲に消火ガスを逃がす隙間が設けられていることを特徴とするガス消火システム。

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