JP7386533B2 - 消火設備及び消火方法 - Google Patents

Description

本発明は、消火設備及び消火方法に関するものである。

従来から、窒素ガス、二酸化炭素、ハロゲンガス、又は窒素と二酸化炭素とハロゲンガスとの混合ガスに代表される不活性ガスを消火ガスとして用いて消火するガス系消火設備が広く採用されている。消火の際には、消火に用いられる前述の各種ガスを貯蔵する貯蔵容器から、該ガスが消火対象となる区画に放出される。

これまで、消火対象区画に該消火ガスを供給するために、該消火対象区画に対応した消火剤用容器（代表的には、「消火ガスボンベ」）と、該消火剤用容器に対応した選択弁と、さらに、その選択弁に対応した、二酸化炭素を含有する起動用ガス容器とが、ガス系消火設備に設けられていた（特許文献１，特許文献２）。なお、起動用ガスとして二酸化炭素、又は二酸化炭素を含有するガスが採用されることが、我が国では一般的である。

特開平１１－３４７１４５号公報 特開２００１－２２９８６０号公報

上述の事情により、二酸化炭素を含有する起動用ガス容器を要する所謂ガス系消火設備においては、複数の技術的課題が生じ得る。具体的な該課題の１つは、二酸化炭素を含有する起動用ガス容器を用いて消火剤用容器の容器弁を開放する場合、消火剤用容器から供給される消火ガスの圧力が（いわゆる、二次圧力）不安定になることである。

また、該課題の他の１つは、二酸化炭素を含有する起動用ガス容器から供給される起動用ガスの圧力を調整するための圧力調整器が設けられている場合に、寒冷地あるいは低温の環境下においては、その二酸化炭素によって圧力調整器が凍結してしまう可能性があるため、安定的に起動用ガス容器を作動させるためには、該圧力調整器の温度を安定に保つための温度調節手段を設けることを要することである。

上述の前者の課題についてより詳しく説明すると、我が国における高圧ガスボンベのガスの代表的な例の圧力は、３５℃において約１４．７ＭＰａになるように設定されているが、二酸化炭素を含有する起動用ガス容器が採用されると、温度変化に伴う二酸化炭素の圧力の変動幅が他種（窒素など）のガスの変動幅と比べて大きいため、消火剤用容器が起動用ガスの圧力と同じ圧力となるように二次圧力を制御する容器弁を備えている場合に、その二次圧力が該起動用ガスの圧力に影響を受けて不安定になる。

また、後者の課題については、上述のとおり、起動用ガス容器に設けられた圧力調整器とその温度調節手段の存在により、起動用ガスの起動用ガス容器内の圧力及び起動用ガス容器の容器弁の点検作業又は維持管理の負荷に加えて、該圧力調整器及び該温度調節手段の維持管理の負荷が掛かることになる。言うまでもなく、ガス系消火設備が多くの起動用ガス容器を備えている場合は、その起動用ガス容器の数に応じた負担の増大という課題が生じる。

したがって、起動用ガスとしての二酸化炭素の圧力変動に影響されない消火設備及び消火方法の実現が切望されている。

本発明は、二酸化炭素を含有する起動用ガス容器を採用する場合に、起動用ガスとしての二酸化炭素の圧力変動の影響が軽減された又は影響されない消火設備又は防火設備（以下、本願においては、総称して「消火設備」という。）、及び消火方法の実現に大きく貢献し得る。

本発明者は、我が国のように一年を通じて気温の寒暖差が大きく、また特に４０℃以上にもなる夏の猛暑が珍しく無くなっている地域において、二酸化炭素又は二酸化炭素を含有するガスを起動用ガスとして採用するガス系消火設備が普及している状況を踏まえ、該起動用ガスの圧力変動が消火剤用容器の容器弁に影響を与えない構成を実現すべく、鋭意研究と分析を行った。また、該消火設備が、消火剤用容器が起動用ガスの圧力と同じ圧力となるように二次圧力を制御する容器弁（例えば、特開平８－２９９４９２号公報において開示される容器弁）を採用しているか否かを問わず、該起動用ガスの圧力変動が消火剤用容器の容器弁に影響を与えない構成についても検討と分析を重ねた。

その結果、本発明者は、起動用ガスが消火剤用容器の容器弁に送給されない構成を採用すること、及び外気温度又は周辺温度等の温度変化に影響されない、所定の圧力範囲内の圧力になるように調整されたガスのみを加圧ガス容器から消火剤用容器の容器弁に送給することによって上述の技術課題が解決され得ることを見出した。より具体的には、起動用ガスの流路と、加圧ガス容器から供給される圧力が制御されたガスの流路とを分離するための切替弁を、該起動用ガスによって制御することにより、上述の技術課題を確度高く解決し得ることを本発明者は見出した。

加えて、仮に消火対象となる区画が複数存在し、各々の区画に対応する起動用ガス容器が設けられていたとしても、各起動用ガス容器から供給される起動用ガスを一旦、消火剤用容器の容器弁を開弁するための加圧ガス容器の容器弁にのみ供給することによって、上述の構成が適用可能であることを本発明者は併せて知得した。本発明は、上述の視点及び着想に基づいて創出された。

本発明の１つの消火設備は、二酸化炭素を含む起動用ガスを収容する起動用ガス容器と、所定の圧力範囲内の圧力を有する加圧ガスを収容する加圧ガス容器と、消火ガスを収容する消火剤用容器と、不可避不純物を除いて前記起動用ガスのみが流れる第１配管と、不可避不純物を除いて前記加圧ガスのみが流れる第２配管と、切替弁と、を備える。加えて、前述の切替弁は、前述の起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、前述の起動用ガス容器から前述の加圧ガス容器の第１容器弁までの前述の第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から該消火剤用容器の第２容器弁までの前述の第２配管を連通させる。

この消火設備によれば、温度変化による圧力変動が大きい起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）は消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されず、該加圧ガス容器内の安定したガス圧力を有する定圧ガスのみが、該消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に到達するため、該消火剤用容器に対応する起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）の外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。その結果、従来、起動用ガス容器に設けられていた圧力調整装置（圧力調整弁）及び、必要に応じて設けられていた、該起動用ガスによる該圧力調整装置の凍結の危険性を軽減するための温度調節手段は不要となるため、消火設備の簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得るとともに、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

本発明のもう１つの消火設備は、二酸化炭素を含む起動用ガスを収容する起動用ガス容器と、加圧ガスを収容する加圧ガス容器と、該加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内の圧力になるように調整する圧力調整手段と、消火ガスを収容する消火剤用容器と、不可避不純物を除いて該起動用ガスのみが流れる第１配管と、不可避不純物を除いて該加圧ガスのみが流れる第２配管と、切替弁とを備える。
また、前述の切替弁は、前述の起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、前述の起動用ガス容器から前述の加圧ガス容器の第１容器弁までの前述の第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から該消火剤用容器の第２容器弁までの前述の第２配管を連通させる。
加えて、該消火設備においては、前述の切替弁に前述の起動用ガスが供給されたときに形成される前述の第１流路によって、前述の第２配管を介して前述の加圧ガス容器から所定数の前述の消火剤用容器の該第２容器弁までを連通させることにより、所定数の該消火剤用容器にのみ前記圧力調整手段によって圧力が調整された前述の加圧ガスを供給する。

このもう１つの消火設備によれば、温度変化による圧力変動が大きい起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）は消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されず、該加圧ガス容器及び圧力調整手段から供給される安定した圧力を有する加圧ガスのみが、該消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に到達するため、該消火剤用容器に対応する起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）の外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。その結果、従来、起動用ガス容器に設けられていた圧力調整装置（圧力調整弁）及び、必要に応じて設けられていた、該起動用ガスによる該圧力調整装置の凍結の危険性を軽減するための温度調節手段は不要となるため、消火設備の簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得るとともに、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、該消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

また、本発明の１つの消火方法は、二酸化炭素を含む起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、該起動用ガスを収容する起動用ガス容器から、所定の圧力範囲内の圧力を有する加圧ガスを収容する加圧ガス容器の第１容器弁までの第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から消火剤用容器の第２容器弁までの第２配管を連通させる切替弁を用いて、不可避不純物を除いて前述の起動用ガスのみを前述の第１配管に流す起動用ガス供給工程と、不可避不純物を除いて前述の加圧ガスのみを前述の第２配管に流す加圧ガス供給工程と、を含む。

この消火方法によれば、起動用ガス供給工程においては、温度変化による圧力変動が大きい起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）は消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されず、加圧ガス供給工程においては、該加圧ガス容器内の安定したガス圧力を有する定圧ガスのみが、該消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に到達することになる。そのため、この消火方法によれば、該消火剤用容器に対応する起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）の外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。換言すれば、この消火方法によれば、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

また、本発明のもう１つの消火方法は、二酸化炭素を含む起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、該起動用ガスを収容する起動用ガス容器から、加圧ガスを収容する加圧ガス容器の第１容器弁までの第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から消火剤用容器の第２容器弁までの第２配管を連通させる切替弁を用いて、次の（１）起動用ガス供給工程、（２）圧力調整工程、及び（３）加圧ガス供給工程と、を含む。
（１）不可避不純物を除いて前述の起動用ガスのみを前述の第１配管に流す起動用ガス供給工程
（２）前述の加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内の圧力になるように調整する圧力調整工程
（３）前述の切替弁に前述の起動用ガスが供給されたときに形成される前述の第１流路によって、前述の第２配管を介して前述の加圧ガス容器から前述の消火剤用容器の該第２容器弁までを連通させることにより、前述の圧力調整工程によって圧力が調整された、不可避不純物を除いて前述の加圧ガスのみを該消火剤用容器にのみ供給する加圧ガス供給工程

このもう１つの消火方法によれば、上述の複数の切替弁が採用される。その上で、起動用ガス供給工程においては、温度変化による圧力変動が大きい起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）は消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されない。
また、圧力調整工程においては、上述の加圧ガス容器から供給される上述の加圧ガスが、所定の圧力範囲内の圧力になるように調整される。
加えて、加圧ガス供給工程においては、前述の切替弁に上述の起動用ガスが供給されたときに形成される上述の第１流路によって、上述の第２配管を介して前述の加圧ガス容器から上述の消火剤用容器の前述の第２容器弁までを連通させることにより、該消火剤用容器にのみ前述の圧力調整工程によって圧力が調整された前述の加圧ガスのみを供給する。
その結果、このもう１つの消火方法によれば、前述の圧力調整工程及び前述の加圧ガス供給工程によって安定した圧力を有する加圧ガスのみが、該消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されるため、該消火剤用容器に対応する起動用ガス（二酸化炭素を含むガス）の外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。換言すれば、このもう１つの消火方法によれば、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、該消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

なお、本願において、「二酸化炭素を含む」ガスは、不可避不純物のガスを除いて二酸化炭素のみであるガスを含む。

本発明の１つの消火設備によれば、消火剤用容器に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。その結果、消火設備の簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得るとともに、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、該消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

また、本発明のもう１つの消火設備によれば、複数の消火剤用容器に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。その結果、消火設備の簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得るとともに、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、複数の該消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

本発明の１つの消火方法によれば、安定した圧力を有する加圧ガスのみが、該消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されるため、消火剤用容器に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。換言すれば、この消火方法によれば、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

本発明のもう１つの消火方法によれば、安定した圧力を有する加圧ガスのみが、該消火剤用容器の容器弁（第２容器弁）に供給されるため、複数の消火剤用容器に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができる。換言すれば、このもう１つの消火方法によれば、起動用ガスの圧力が仮に大きく変動したとしても、複数の該消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。

第１の実施形態における消火設備を含む、ある施設の全体概要図である。 図１の一部の拡大図であって、第１の実施形態における消火設備の系統図である。 第１の実施形態における切替弁の動作を示す概念図である。 第１の実施形態における切替弁の動作を示す断面図である。 第１の実施形態の変形例における切替弁の動作の一例を示す断面図である。 第２の実施形態における消火設備の系統図である。 第３の実施形態における消火設備の系統図である。 第４の実施形態における消火設備の系統図である。

本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号及び形状が省略され得る。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態における消火設備１００を含む、ある施設ないし建物（以下、総称して「建物」という。）９９の全体概要図である。また、図２は、図１の一部（Ｚ領域）の拡大図であって、本実施形態における消火設備１００の系統図である。また、図３は、本実施形態における切替弁２０の動作を示す概念図である。また、図４は、本実施形態における切替弁２０の動作を示す断面図である。

図１乃至図４に示すように、本実施形態の消火設備１００は、二酸化炭素を含む起動用ガスを収容する起動用ガス容器１０と、二酸化炭素よりも温度変化による圧力変動が小さいガス、例えば、Ｎ_２ガス（窒素ガス）を収容する加圧ガス容器３０と、消火ガスを収容する消火剤用容器６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）と、不可避不純物を除いて起動用ガスのみが流れる第１配管５２（図中の点線で示された配管）と、不可避不純物を除いて該加圧ガスのみが流れる第２配管５４（図中の一点鎖線で示された配管）と、切替弁２０とを含む。

また、図４に示すように、本実施形態の切替弁２０は、第１開口部２２ａ、第２開口部２２ｂ、第３開口部２４ａ、及び第４開口部２４ｂを有する無底筒状の弁箱２１と、シール材２７を用いて筒状の弁箱２１の一端を塞ぐとともに弁箱２１と固着し、弾性体（本実施形態においては、バネ）２５の一部を保持してその固定端の役割を担う蓋体２６と、弾性体２５の付勢力及び第１開口部２２ａ側からのガスの圧力を利用し、シール材２７を介して弁箱２１の内部を密接に摺動する弁体２８と、を備える。なお、本実施形態においては、第１開口部２２ａが無底筒状の弁箱２１の他端を担っている。

そして、切替弁２０の弁体２８は、第１開口部２２ａ側からのガスの圧力が加わっていないときは、弾性体２５の、蓋体２６から離れる方向に付勢する付勢力によって第１開口部２２ａと第２開口部との間の流路（第１流路）を閉塞する位置で静止している。一方、弾性体２５には、第１開口部２２ａ側からのガス（起動用ガス）の圧力によって第１流路が連通するまで摺動し得る程度の付勢力が与えられている。従って、第１開口部２２ａ側からのガスの圧力が加わると、弾性体２５の付勢力（図４における紙面下向きの力）に抗して弁体２８が摺動し、第１開口部２２ａと第２開口部２２ｂとの間の流路（第１流路）が連通する。

なお、本実施形態の消火設備１００は１つの加圧ガス容器３０を備えているが、複数の加圧ガス容器３０が設けられることも採用され得る本実施形態の変形例の１つである。しかしながら、加圧ガス容器３０が１つであることは、消火設備１００の簡素化、コストの削減、及び消火設備１００の維持管理の負荷軽減に貢献し得る。また、本実施形態の消火設備１００においては、複数の選択弁７０の各々に対して１つの起動用ガス容器１０が割り当てられているが、１つの起動用ガス容器１０が複数の選択弁７０の開弁を担うことも本実施形態の変形例の１つである。また、前述の各変形例は、後述する各実施形態においても当て嵌まる。

本実施形態における消火方法は、次のとおりである。

例えば、図１に示すように、１つ又は複数の消火対象区画を備える、建物９９内に配置される、熱及び／又は煙を感知する感知部９２の一例である市販の感知器が熱及び／又は煙を感知したときに送られる電気信号が、制御盤９８を介して起動用ガス容器１０の容器弁１２に送られる。その結果、起動用ガス容器１０の起動用ガスが放出される。

起動用ガス容器１０の起動用ガスが放出されると、第１配管５２を利用して起動用ガスが選択弁開放装置７２に供給されることにより、選択弁７０が開弁する。

ここで、図２乃至図４に示すように、１つの起動用ガス容器１０ａが開弁することによって供給される起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、起動用ガスは、不環弁８０を経由して、切替弁２０を経由せずに加圧ガス容器３０の第１容器弁３１に供給されるとともに、切替弁２０の第２開口部２２ｂを介して第２開口部側流路５２ｃに到達する。なお、不環弁８０を一度通過した起動用ガスは、起動用ガス容器１０には戻らない。

起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、上述のとおり、弁体２８は、弾性体２５の付勢力及びシール材２７によって第１開口部２２ａと第２開口部２２ｂとの間の流路、すなわち、第１開口部側流路５２ａ、弁箱内流路５２ｂ、及び第２開口部側流路５２ｃからなる第１流路の一部を閉塞する位置にある。従って、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、起動用ガスが第２開口部側流路５２ｃに到達したとしても、第２開口部側流路５２ｃから第１開口部２２ａに、さらには第１開口部２２ａに連続する第１配管５２に流れることはない。換言すれば、起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、第１開口部２２ａと第２開口部２２ｂとの間の流路（第１流路）は連通しない。

見方を変えると、起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、換言すれば、起動用ガスが切替弁２０の第１開口部２２ａ側から供給されない場合は、図４（ａ）に示すように、切替弁２０は、第３開口部側流路５４ａ、弁箱内流路５４ｂ、及び第４開口部側流路５４ｃからなる第２流路を連通させるように、弁体２８を開弁していることになる。

上述のとおり、起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、本実施形態の第１配管５２は、起動用ガス容器１０から加圧ガス容器３０の第１容器弁３１までの流路、及び起動用ガス容器１０から切替弁２０（より詳細には、第２開口部側流路５２ｃ）までの流路を形成しているため、本実施形態の消火設備１００は、起動用ガスを消火剤用容器６０の第２容器弁６１には供給しない。

本実施形態においては、消火剤用容器６０の第２容器弁６１を開弁するガスは、加圧ガスである。具体的には、起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、起動用ガスが加圧ガス容器３０の第１容器弁３１に供給されると、図２の（３）の矢印に示すように、第１容器弁３１は開弁し、加圧ガス容器３０内の所定の圧力範囲内（例えば、６ＭＰａ±１ＭＰａ）の圧力を有する加圧ガスが第２配管５４を介して消火剤用容器６０の第２容器弁６１に送給される。なお、起動用ガスが図２の（１）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合は、図４（ａ）に示すように弁体２８は開弁して第２流路を連通させているため、加圧ガスは、第２配管５４を介して図２に示す消火剤用容器６０ｂの第２容器弁６１及び消火剤用容器６０ｃの第２容器弁６１にも送給されることになる。

そして、加圧ガスが消火剤用容器６０の第２容器弁６１に送給されると、第２容器弁６１は開弁し、消火剤用容器６０内の消火ガスは、集合管６２、開弁している選択弁７０、及び配管６４を経由して、図１に示すノズル孔が設けられた噴射部９４に送給される。その結果、噴射部９４から消火ガスが放出されることにより、必要とされる消火対象区画に対して消火が行われる。なお、本実施形態の第２容器弁６１は、消火剤用容器６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）が起動用ガスの圧力と同じ圧力となるように二次圧力を制御する容器弁を採用しているが、上述のとおり、加圧ガスは、所定の圧力範囲内の圧力を有しているため、仮に起動用ガスの圧力が外気温度等によって変動したとしても、消火剤用容器６０から供給される消火ガスの圧力（二次圧力）は安定することになる。

一方、図２に示すように、もう１つの起動用ガス容器１０ｂが開弁することによって供給される起動用ガスが図２の（２）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、起動用ガスは、選択弁７０を開弁するとともに、切替弁２０、より具体的には図４に示す第１開口部２２ａに送給されることになる。

起動用ガスが切替弁２０の第１開口部２２ａに供給されると、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、弁体２８に対して第１開口部２２ａ側から起動用ガスの圧力が加わることにより、弾性体２５の付勢力（図４（ｂ）における紙面下向きの力）に抗して弁体２８が紙面上側に摺動する。その結果、第１開口部２２ａと第２開口部２２ｂとの間の流路、すなわち、第１開口部側流路５２ａ、弁箱内流路５２ｂ、及び第２開口部側流路５２ｃからなる第１流路が連通する。

見方を変えると、起動用ガスが図２の（２）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、換言すれば、起動用ガスが切替弁２０の第１開口部２２ａ側から供給される場合は、図４（ｂ）に示すように、切替弁２０の弁体２８は、第３開口部側流路５４ａ、弁箱内流路５４ｂ、及び第４開口部側流路５４ｃからなる第２流路の一部を閉塞していることになる。

その結果、起動用ガス容器１０から第１開口部２２ａに送給される起動用ガスが切替弁２０を開弁して第１流路を形成するため、起動用ガスは、第１開口部２２ａ及び第１流路を介して第２開口部２２ｂを通過した後、第２開口部２２ｂに連続する第１配管５２に送給される。その後、起動用ガスは、第２開口部２２ｂに連続する第１配管５２を介して加圧ガス容器３０の第１容器弁３１に供給される。

起動用ガスが第１容器弁３１に供給されると、図２の（４）の矢印に示すように、第１容器弁３１は開弁し、加圧ガス容器３０内の所定の圧力範囲内の圧力を有する加圧ガスが第２配管５４を介して消火剤用容器６０の第２容器弁６１に送給される。

ここで、起動用ガスが図２の（２）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合は、図４（ｂ）に示すように弁体２８は開弁して第１流路を連通させている一方、第２流路は弁体２８により閉塞されているため、加圧ガスは、第２配管５４を介して図２に示す消火剤用容器６０ａの第２容器弁６１のみに送給されることになる。

そして、加圧ガスが消火剤用容器６０の第２容器弁６１に送給されると、第２容器弁６１は開弁し、消火剤用容器６０内の消火ガスは、集合管６２、開弁している選択弁７０、及び配管６４を経由して、図１に示すノズル孔が設けられた噴射部９４に送給される。その結果、噴射部９４から消火ガスが放出されることにより、必要とされる消火対象区画に対して消火が行われる。なお、本実施形態の第２容器弁６１は、消火剤用容器６０（６０ａ）が起動用ガスの圧力と同じ圧力となるように二次圧力を制御する容器弁を採用しているが、上述のとおり、加圧ガスは、所定の圧力範囲内の圧力を有しているため、仮に起動用ガスの圧力が外気温度等によって変動したとしても、消火剤用容器６０から供給される消火ガスの圧力（二次圧力）は安定することになる。

また、起動用ガスが図２の（２）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合、不環弁８０が設けられているため、切替弁２０を通過した起動用ガスは、不環弁８０を通過して起動用ガス容器１０には戻らない。

上述のとおり、起動用ガスが図２の（２）の矢印に示す第１配管５２を通過する場合であっても、本実施形態の第１配管５２は、起動用ガス容器１０から切替弁２０までの流路、切替弁２０から加圧ガス容器３０の第１容器弁３１までの流路、及び切替弁２０から不環弁８０までの流路を形成しているため、本実施形態の消火設備１００は、起動用ガスを消火剤用容器６０の第２容器弁６１には供給しない。

従って、本実施形態の消火設備１００は、第１配管５２に、不可避不純物を除いて起動用ガスのみを流すことになる（起動用ガス供給工程）。また、第２配管５４には、不可避不純物を除いて加圧ガスのみが流れることになる（加圧ガス供給工程）。

本実施形態の消火設備１００を採用することにより、消火剤用容器６０に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができるため消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。加えて、本実施形態の消火設備１００を採用することにより、従来の１つの、又は複数の起動用ガス容器の各々に設けられていた圧力調整装置（圧力調整弁）及び、必要に応じて設けられていた、該起動用ガスによる該圧力調整装置の凍結の危険性を軽減するための温度調節手段は不要となるため、消火設備としての簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得る。

ところで、本実施形態の「消火ガス」は、例えば、窒素ガス、二酸化炭素、ハロゲンガス、又は窒素と二酸化炭素とハロゲンガスとの混合ガスに代表される不活性ガスである。なお、前述のガスの種類以外の、消火に用いられ得る公知のガスも、本実施形態に適用され得る。また、本実施形態の「加圧ガス」は、二酸化炭素よりも温度変化よる圧力変動の大きいガス以外の不活性ガスであれば限定されない。「加圧ガス」の代表例は、窒素ガス、圧縮空気、又は窒素と二酸化炭素とハロゲンガスとの混合ガスである。

＜第１の実施形態の変形例＞
弁箱２１の形状及び構造は、第１の実施形態の消火設備１００の効果と同等の効果が奏され得る限り、限定されない。例えば、図５は、本変形例の一例としての切替弁２２０の、図４（ａ）に相当する動作の一例を示す断面図である。図５に示すように、第１開口部側流路５２ａがＬ字状に屈曲した流路であっても、第１の実施形態の消火設備１００の効果と同等の効果が奏され得る。従って、第１開口部側流路５２ａ、弁箱内流路５２ｂ、第２開口部側流路５２ｃ、第３開口部側流路５４ａ、弁箱内流路５４ｂ、及び第４開口部側流路５４ｃの態様、並びに、第１開口部２２ａ、第２開口部２２ｂ、第３開口部２４ａ、及び第４開口部２４ｂの態様は、第１の実施形態の消火設備１００の効果と同等の効果が奏され得る限り、限定されない。

＜第２の実施形態＞
本実施形態における消火設備２００は、容器弁１２を備えた起動用ガス容器１０が４個、各々の起動用ガス容器１０に対応する選択弁開放装置７２を備えた選択弁７０が４個、切替弁２０が３個、及び消火剤用容器６０が７個設けられている点、並びに第１配管５２及び第２配管５４を利用する切替弁２０の各々が担う消火剤用容器６０の数が異なっている点を除いて、第１の実施形態の消火設備１００と同じである。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略され得る。

図６は、本実施形態における消火設備２００の系統図である。

図６に示すように、本実施形態の消火設備２００は、複数の（具体的には３個の）切替弁２０を備えている。切替弁２０の機構、及び切替弁２０が開弁する、あるいは第１流路又は第２流路を閉塞する及び方法は、第１の実施形態において説明したとおりである。

本実施形態の消火設備２００を用いた消火方法について、図６に加えて、第１の実施形態において説明した図１、図３及び図４を用いて説明する。例えば、図６に示す起動用ガス容器１０ｄの容器弁１２のみが、図１に示す感知部９２からの電気信号を受けると、起動用ガス容器１０ｄ内に収容された起動用ガスが放出される。

第１配管５２を利用して、４個の選択弁開放装置７２のうち１個の選択弁開放装置７２に起動用ガス容器１０ｄの起動用ガスが供給されることによって、対応する１個の選択弁７０のみが開弁するとともに、切替弁２０ｃ、より具体的には図４に示す第１開口部２２ａに起動用ガスが供給されることになる。

図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、弁体２８に対して第１開口部２２ａ側から起動用ガスの圧力が加わると、弾性体２５の付勢力（図４（ｂ）における紙面下向きの力）に抗して弁体２８が紙面上側に摺動する。その結果、第１開口部側流路５２ａ、弁箱内流路５２ｂ、及び第２開口部側流路５２ｃからなる第１流路が連通する。

見方を変えると、起動用ガスが切替弁２０ｃの第１開口部２２ａ側から供給されるため、図４（ｂ）に示すように、切替弁２０ｃの弁体２８は、第３開口部側流路５４ａ、弁箱内流路５４ｂ、及び第４開口部側流路５４ｃからなる第２流路の一部を閉塞する。図６は、切替弁２０ｃの第１流路が連通し、第２流路の一部が閉塞している上述の状態を示している。

起動用ガス容器１０ｄから切替弁２０ｃの第１開口部２２ａに供給される起動用ガスが切替弁２０ｃを開弁して第１流路が形成されることにより、起動用ガスは、第１開口部２２ａ及び第１流路を介して第２開口部２２ｂを通過した後、第２開口部２２ｂに連続する第１配管５２に送給される。その後、起動用ガスは、第２開口部２２ｂに連続する第１配管５２を介して加圧ガス容器３０の第１容器弁３１に供給される。

起動用ガスが第１容器弁３１に供給されると、第１容器弁３１は開弁し、加圧ガス容器３０内の所定の圧力範囲内の圧力を有する加圧ガスが供給される。ここで、図６に示す例においては、切替弁２０ａ及び切替弁２０ｂの第１流路の一部は閉塞し、第２流路は開弁しているため、第２配管５４を介して５個の消火剤用容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの各々に対応する第２容器弁６１に加圧ガスが送給される。一方、図６に示す例においては、切替弁２０ｃの第１流路は連通するが、第２流路の一部は閉塞しているため、起動用ガスは、２個の消火剤用容器６０ｆ，６０ｇの各々に対応する第２容器弁６１には加圧ガスは送給されない。

そして、加圧ガスが上述の５個の消火剤用容器６０の各々に対応する第２容器弁６１に送給されると、各々の第２容器弁６１は開弁し、それらの５個の消火剤用容器６０内の消火ガスは、集合管６２、開弁している選択弁７０、及び配管６４を経由して、図１に示すノズル孔が設けられた噴射部９４に送給される。

その結果、噴射部９４から消火ガスが放出されることにより、必要とされる消火対象区画に対して消火が行われる。なお、本実施形態の第２容器弁６１は、５個の消火剤用容器６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ）が起動用ガスの圧力と同じ圧力となるように二次圧力を制御する容器弁を採用しているが、第１の実施形態において説明したとおり、加圧ガスは所定の圧力範囲内の圧力を有しているため、仮に起動用ガスの圧力が外気温度等によって変動したとしても、それらの５個の消火剤用容器６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ）から供給される消火ガスの圧力（二次圧力）は安定することになる。

従って、本実施形態の消火設備２００も、第１の実施形態の消火設備１００と同様に、第１配管５２には、不可避不純物を除いて起動用ガスのみが流れることになる（起動用ガス供給工程）。また、第２配管５４には、不可避不純物を除いて加圧ガスのみが流れることになる（加圧ガス供給工程）。

また、上述の例と同様に、起動用ガス容器１０ｂからの起動用ガスが切替弁２０ａの第１開口部２２ａに供給される場合は、第２配管５４を介して１個の消火剤用容器６０ａに対応する第２容器弁６１に加圧ガスが送給される。また、起動用ガス容器１０ｃからの起動用ガスが切替弁２０ｂの第１開口部２２ａに供給される場合は、第２配管５４を介して３個の消火剤用容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃに対応する各々の第２容器弁６１に加圧ガスが送給される。

上述のとおり、本実施形態の消火設備２００は、複数の切替弁２０を備えることにより、切替弁２０の１つに起動用ガスが供給されたときに形成される第１流路によって、第２配管５４を介して加圧ガス容器３０から所定数の消火剤用容器６０の第２容器弁６１までを連通させることにより、所定数の消火剤用容器６０にのみ圧力が調整された加圧ガスを供給することができる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態における消火設備３００は、第１の実施形態の加圧ガス容器３０の代わりに、定圧ガスではないガスを収容する１つの加圧ガス容器３３０が設けられている点、及び加圧ガス容器３３０から供給される加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内に調整するための圧力調整手段４０が設けられている点を除いて、第１の実施形態の消火設備１００と同じである。従って、第１の実施形態又は第２の実施形態と重複する説明は省略され得る。

図７は、本実施形態における消火設備３００の系統図である。

図７に示すように、本実施形態の消火設備３００は、３５℃において圧力が約１４．７ＭＰａである、温度変化に対する圧力変動が大きいガス（例えば、ＣＯ_２（二酸化炭素））が収容される加圧ガス容器３３０と、加圧ガス容器３３０から供給される加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内（例えば、６ＭＰａ±１ＭＰａ）に調整するための圧力調整手段４０と、を備えている。本実施形態においては、圧力調整手段４０により、仮に加圧ガス容器３３０が温度変化に対する圧力変動が大きいガスを収容しているとしても、加圧ガス容器３３０から供給されるガスの圧力は、消火剤用容器６０の第２容器弁６１に到達するまでに、所定の圧力範囲内に調整される（圧力調整工程）。

なお、本実施形態の圧力調整手段は、上述のとおり、加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内に調整可能であれば、該圧力を調整するための機構及び方法は限定されない。

本実施形態の加圧ガス容器３３０及び圧力調整手段４０を採用した場合であっても、第１の実施形態の消火設備１００と同様に、切替弁２０利用することによって起動用ガスは消火剤用容器６０の第２容器弁６１には供給されない。従って、本実施形態の消火設備３００は、第１配管５２に、不可避不純物を除いて起動用ガスのみを流すことになる（起動用ガス供給工程）。また、第２配管５４には、不可避不純物を除いて加圧ガスのみが流れることになる（加圧ガス供給工程）。

上述のとおり、本実施形態の消火設備３００は、切替弁２０を用いるととともに上述の圧力調整工程を行うことによって、消火剤用容器６０に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができるため、消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。加えて、本実施形態の消火設備３００は、従来の１つの、又は複数の起動用ガス容器の各々に設けられていた圧力調整装置（圧力調整弁）及び、必要に応じて設けられていた、該起動用ガスによる該圧力調整装置の凍結の危険性を軽減するための温度調節手段は不要となるため、消火設備としての簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得る。

＜第４の実施形態＞
本実施形態における消火設備４００は、第２の実施形態の加圧ガス容器３０の代わりに、定圧ガスではないガスを収容する１つの加圧ガス容器３３０が設けられている点、及び加圧ガス容器３３０から供給される加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内に調整するための圧力調整手段４０が設けられている点を除いて、第２の実施形態の消火設備２００と同じである。従って、第１の実施形態乃至第３の実施形態と重複する説明は省略され得る。

図８は、本実施形態における消火設備４００の系統図である。

図８に示すように、本実施形態の消火設備４００は、３５℃において圧力が約１４．７ＭＰａであるガス（例えば、窒素ガス）を収容する加圧ガス容器３３０と、加圧ガス容器３３０から供給される加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内（例えば、６ＭＰａ±１ＭＰａ）に調整するための圧力調整手段４０と、を備えている。本実施形態においても、第３の実施形態と同様に、圧力調整手段４０により、仮に加圧ガス容器３３０が温度変化に対する圧力変動が大きいガスを収容しているとしても、加圧ガス容器３３０から供給されるガスの圧力は、消火剤用容器６０の第２容器弁６１に到達するまでに、所定の圧力範囲内に調整される（圧力調整工程）。

本実施形態の加圧ガス容器３３０及び圧力調整手段４０を採用した場合であっても、第２の実施形態の消火設備２００と同様に、複数の切替弁２０利用することによって起動用ガスは消火剤用容器６０の第２容器弁６１には供給されない。従って、本実施形態の消火設備４００は、第１配管５２に、不可避不純物を除いて起動用ガスのみを流すことになる（起動用ガス供給工程）。また、第２配管５４には、不可避不純物を除いて加圧ガスのみが流れることになる（加圧ガス供給工程）。

また、加圧ガス容器３３０に収容されるガスの圧力が本実施形態のように比較的高い場合は、圧力調整手段４０を採用して所定の圧力（例えば、約６ＭＰａ）に調整することにより、仮に第２配管５４が長くなったためにその内容積が大きくなったとしても、第２配管５４内の加圧ガスの圧力変動が生じにくくなるという特有の効果が奏され得る。

上述のとおり、本実施形態の消火設備４００は、複数の切替弁２０を備えることにより、切替弁２０の１つに起動用ガスが供給されたときに形成される第１流路によって、第２配管５４を介して加圧ガス容器３０から所定数の消火剤用容器６０の第２容器弁６１までを連通させることにより、所定数の消火剤用容器６０にのみ圧力が調整された加圧ガスを供給することができる。

上述のとおり、本実施形態の消火設備４００は、複数の切替弁２０を用いるととともに上述の圧力調整工程を行うことによって、消火剤用容器６０に対応する起動用ガスの外気温度等によるガス圧力の変動の影響を確度高く軽減する、又は該影響を無くすことができるため、消火剤用容器の二次圧力を安定させることができる。加えて、本実施形態の消火設備４００は、従来の複数の起動用ガス容器の各々に設けられていた圧力調整装置（圧力調整弁）及び、必要に応じて設けられていた、該起動用ガスによる該圧力調整装置の凍結の危険性を軽減するための温度調節手段は不要となるため、消火設備としての簡素化、コストの削減並びに維持管理の負荷軽減を実現し得る。

以上述べたとおり、上述の各実施形態の開示は、それらの実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、各実施形態の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。

本発明は、消火設備及び消火方法として広く利用され得る。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 起動用ガス容器
１２ 容器弁
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２２０ 切替弁
２１ 弁箱
２２ａ 第１開口部
２２ｂ 第２開口部
２４ａ 第３開口部
２４ｂ 第４開口部
２５ 弾性体
２６ 蓋体
２７ シール材
２８ 弁体
３０，３３０ 加圧ガス容器
３１ 第１容器弁
４０ 圧力調整手段
５２ 第１配管
５２ａ 第１開口部側流路
５２ｂ 弁箱内流路
５２ｃ 第２開口部側流路
５４ 第２配管
５４ａ 第３開口部側流路
５４ｂ 弁箱内流路
５４ｃ 第４開口部側流路
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０e，６０ｆ，６０ｇ 消火剤用容器
６１ 第２容器弁
６２ 集合管
６４ 配管
２０ 切替弁
７０ 選択弁
７２ 選択弁開放装置
８０ 不環弁
９２ 感知部
９４ 噴射部
９８ 制御盤
９９ 建物
１００，２００，３００，４００ 消火設備

Claims (6)

1. 二酸化炭素を含む起動用ガスを収容する起動用ガス容器と、
   所定の圧力範囲内の圧力を有する加圧ガスを収容する加圧ガス容器と、
   消火ガスを収容する消火剤用容器と、
   不可避不純物を除いて前記起動用ガスのみが流れる第１配管と、
   不可避不純物を除いて前記加圧ガスのみが流れる第２配管と、
   前記起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、前記起動用ガス容器から前記加圧ガス容器の第１容器弁までの前記第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から該消火剤用容器の第２容器弁までの前記第２配管を連通させる切替弁と、を備える、
   消火設備。
2. 二酸化炭素を含む起動用ガスを収容する起動用ガス容器と、
   加圧ガスを収容する加圧ガス容器と、
   前記加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内の圧力になるように調整する圧力調整手段と、
   消火ガスを収容する消火剤用容器と、
   不可避不純物を除いて前記起動用ガスのみが流れる第１配管と、
   不可避不純物を除いて前記加圧ガスのみが流れる第２配管と、
   前記起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、前記起動用ガス容器から前記加圧ガス容器の第１容器弁までの前記第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から該消火剤用容器の第２容器弁までの前記第２配管を連通させる切替弁とを備え、
   前記切替弁に前記起動用ガスが供給されたときに形成される前記第１流路によって、前記第２配管を介して前記加圧ガス容器から前記消火剤用容器の該第２容器弁までを連通させることにより、前記消火剤用容器にのみ前記圧力調整手段によって圧力が調整された前記加圧ガスを供給する、
   消火設備。
3. 複数の前記切替弁と、
   複数の前記消火剤用容器と、
   １つの加圧ガス容器と、を備えるとともに、
   複数の前記切替弁の１つに前記起動用ガスが供給されたときに形成される前記第１流路によって、前記第２配管を介して前記加圧ガス容器から所定数の前記消火剤用容器の該第２容器弁までを連通させることにより、所定数の前記消火剤用容器にのみ前記加圧ガスを供給する、
   請求項１又は請求項２に記載の消火設備。
4. 二酸化炭素を含む起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、該起動用ガスを収容する起動用ガス容器から、所定の圧力範囲内の圧力を有する加圧ガスを収容する加圧ガス容器の第１容器弁までの第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から消火剤用容器の第２容器弁までの第２配管を連通させる切替弁を用いて、
   不可避不純物を除いて前記起動用ガスのみを前記第１配管に流す起動用ガス供給工程と、
   不可避不純物を除いて前記加圧ガスのみを前記第２配管に流す加圧ガス供給工程と、を含む、
   消火方法。
5. 二酸化炭素を含む起動用ガスが供給されたときに開弁して第１流路を形成することにより、該起動用ガスを収容する起動用ガス容器から、加圧ガスを収容する加圧ガス容器の第１容器弁までの第１配管を連通させ、該起動用ガスが供給されないときに開弁して第２流路を形成することにより、該加圧ガス容器から消火剤用容器の第２容器弁までの第２配管を連通させる切替弁を用いて、
   不可避不純物を除いて前記起動用ガスのみを前記第１配管に流す起動用ガス供給工程と、
   前記加圧ガスの圧力を所定の圧力範囲内の圧力になるように調整する圧力調整工程と、
   前記切替弁に前記起動用ガスが供給されたときに形成される前記第１流路によって、前記第２配管を介して前記加圧ガス容器から前記消火剤用容器の該第２容器弁までを連通させることにより、前記圧力調整工程によって圧力が調整された、不可避不純物を除いて前記加圧ガスのみを前記消火剤用容器にのみ供給する加圧ガス供給工程と、を含む、
   消火方法。
6. 前記加圧ガス供給工程は、複数の前記切替弁の１つに前記起動用ガスが供給されたときに形成される前記第１流路によって、前記第２配管を介して１つの前記加圧ガス容器から複数の前記消火剤用容器のうち所定数の前記消火剤用容器の該第２容器弁までを連通させることにより、所定数の前記消火剤用容器にのみ前記加圧ガスを供給する工程である、
   請求項４又は請求項５に記載の消火方法。

Images