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技術 ガスを用いた防消火装置及び窒素富化空気防消火装置

出願人 株式会社モリタホールディングス
発明者 廖赤虹坂本直久
出願日 2013年11月8日 (7年1ヶ月経過) 出願番号 2013-231941
公開日 2015年5月18日 (5年7ヶ月経過) 公開番号 2015-092889
状態 特許登録済
技術分野 防災
主要キーワード 非常用回路 オリフィス機構 防護対象 流量制限オリフィス 一般財 禁水性物質 圧縮ガス供給 ガス流路管
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

特に防消火作業前におけるホース振れを防止することができるガスを用いた防消火装置及び窒素富化空気防消火装置を提供すること。

解決手段

本発明のガスを用いた防消火装置は、防消火作業前における送気ホース90へのガスの導入を制御する制御手段50と、送気ホース90内の圧力を検知する圧力検知手段62と、送気ホース90へのガスの導入開始からの時間を計測する計時手段53とを設け、制御手段50では、防消火作業時における作業時圧力よりも低い誘導圧力と、防消火作業時における作業時流量よりも小さい誘導流量をあらかじめ設定し、防消火作業前における送気ホース90へのガスの導入開始からの所定時間は、ガスを誘導圧力と誘導流量とで送気ホース90に導入することを特徴とする。

概要

背景

水は、水気潜熱が大きく冷却効果に優れ、入手が容易で安価であり、また毒性がなく環境に対する影響も小さいなどの利点があり、もっとも有効な消火剤として広く使われている。
一方、コンピュータルームデータセンター文化財図書保管庫穀物貯蔵サイロ禁水性物質貯蔵庫製紙工場および一部の原子力施設などにおいては、水の使用による二次災害の危険があるため、消火には水系消火剤を使用できない。また、立体倉庫のような散水障害の多い場所においては、散水しても水が火点に届きにくいため、水による消火の効率は非常に悪い。それらの場所に対して、ガス系消火剤は安全で有効である。
従来のガス系消火設備は、消火剤を貯蔵するボンベとそれを輸送する配管および制御システムなどから構成される固定設備であり、消火剤として、常温気化できる化学消火薬剤二酸化炭素および窒素系消火剤のいずれかを使用している。
ガス系消火剤を使用するには、2つの条件を満たさなければならない。1つは注入した消火剤の量が十分であること、すなわち消火剤の注入により、区画内の消火剤濃度が消火に必要な濃度に達することである。
もう1つは防護区画気密性であり、つまり、注入された消火ガスが区画内に一定期間閉じられることである。
しかしながら、ガス系の固定消火設備は、地震などが原因で配管や電気系統が損傷する可能性がある。その場合、消火ガスは規定通りに放出できない。
また、設置コストと貯蔵ボンベの設置スペースの問題で、一般的にガス系固定消火設備は同時火災複数エリアの火災)を想定しておらず、限られた貯蔵量で複数のエリア(区画)を防御している。一旦放出した場合、貯蔵ボンベの補給または交換を行わなければ再放射できないため、地震などによる複数エリアの同時火災には対応できない。
すなわち、ガス系固定消火設備は、地震などによって、防護対象と共に被害を受ける可能性が常に存在するため、地震等に起因する同時火災には対応しきれない。また、初期火災の消火を想定するガス系固定消火設備においては、貯蔵される消火ガス量に限りがあり,また一気に大量のガスを放出する機構であるため、サイロ火災のような長時間の火災にも対応できない。
そこで、窒素富化空気を用いて連続して消火剤を供給できる消火方法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。

概要

特に防消火作業前におけるホース振れを防止することができるガスを用いた防消火装置及び窒素富化空気防消火装置を提供すること。本発明のガスを用いた防消火装置は、防消火作業前における送気ホース90へのガスの導入を制御する制御手段50と、送気ホース90内の圧力を検知する圧力検知手段62と、送気ホース90へのガスの導入開始からの時間を計測する計時手段53とを設け、制御手段50では、防消火作業時における作業時圧力よりも低い誘導圧力と、防消火作業時における作業時流量よりも小さい誘導流量をあらかじめ設定し、防消火作業前における送気ホース90へのガスの導入開始からの所定時間は、ガスを誘導圧力と誘導流量とで送気ホース90に導入することを特徴とする。

目的

1つは注入した消火剤の量が十分であること、すなわち消火剤の注入により、区画内の消火剤濃度が消火に必要な濃度に達することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ガスを供給する圧縮ガス供給手段と、前記圧縮ガス供給手段から供給される前記ガスを吐出する吐出口と、前記吐出口に一端を接続する送気ホースとを備え、前記送気ホースの他端には吐出バルブを有し、前記吐出バルブを閉として前記送気ホースに前記ガスをあらかじめ導入し、前記吐出バルブを開として前記送気ホースの他端から前記ガスを吐出させて防消火作業を行う、ガスを用いた防消火装置であって、前記防消火作業前における前記送気ホースへの前記ガスの導入を制御する制御手段と、前記送気ホース内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記送気ホースへの前記ガスの導入開始からの時間を計測する計時手段とを設け、前記制御手段では、前記防消火作業時における作業時圧力よりも低い誘導圧力と、前記防消火作業時における作業時流量よりも小さい誘導流量をあらかじめ設定し、前記防消火作業前における前記送気ホースへの前記ガスの導入開始からの所定時間は、前記ガスを前記誘導圧力と前記誘導流量とで前記送気ホースに導入することを特徴とするガスを用いた防消火装置。

請求項2

前記制御手段では、接続される前記送気ホースの長さから、前記送気ホース内圧力が前記誘導圧力に達する基準時間を演算又は設定し、前記基準時間が経過した後に前記圧力検知手段が前記誘導圧力を検知した場合には、前記誘導圧力よりも高い圧力で前記ガスを前記送気ホースに導入することを特徴とする請求項1に記載のガスを用いた防消火装置。

請求項3

前記制御手段では、前記基準時間が経過する前に前記圧力検知手段が前記誘導圧力を検知した場合には、警告を出力することを特徴とする請求項2に記載のガスを用いた防消火装置。

請求項4

前記圧縮ガス供給手段から前記吐出口に至るガス流路管に圧力・流量調整手段を設け、前記圧力・流量調整手段によって、前記誘導圧力と前記誘導流量で前記ガスを前記吐出口に導く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ガスを用いた防消火装置。

請求項5

前記圧力・流量調整手段を、前記ガス流路管に設けた送気バルブと、前記送気バルブをバイパスする誘導流路管と、前記誘導流路管に設けた誘導バルブとで構成し、前記制御手段では、前記所定時間は、前記送気バルブを閉、前記誘導バルブを開とし、前記所定時間経過後は、前記送気バルブを開とすることを特徴とする請求項4に記載のガスを用いた防消火装置。

請求項6

前記誘導バルブより上流の前記誘導流路管に、圧力・流量調整器を設け、前記誘導バルブより下流の前記誘導流路管に前記圧力検知手段を設けたことを特徴とする請求項5に記載のガスを用いた防消火装置。

請求項7

請求項1から請求項6のいずれかに記載のガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置であって、前記濾過手段の下流で窒素富化空気を生成する窒素分離手段と、前記窒素富化空気の濃度を変更する濃度調整手段とを備え、前記送気ホースには前記濃度調整手段で調整された前記窒素富化空気を導入することを特徴とする窒素富化空気防消火装置。

請求項8

自走できるトラックまたは牽引で移動するトレーラーに搭載することを特徴とする請求項7に記載の窒素富化空気防消火装置。

請求項9

前記送気ホースとして、水消火若しくは泡消火に用いる消防ホース、又は樹脂製の保形ホースを用いることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の窒素富化空気防消火装置。

請求項10

前記送気ホースの前記他端を防消火対象区画に連結し、前記防消火対象区画に前記窒素富化空気を導入することを特徴とする請求項7から請求項9のいずれかに記載の窒素富化空気防消火装置。

技術分野

0001

本発明は、ガスを用いた防消火装置、及び窒素富化空気防消火装置に関する。

背景技術

0002

水は、水気潜熱が大きく冷却効果に優れ、入手が容易で安価であり、また毒性がなく環境に対する影響も小さいなどの利点があり、もっとも有効な消火剤として広く使われている。
一方、コンピュータルームデータセンター文化財図書保管庫穀物貯蔵サイロ禁水性物質貯蔵庫製紙工場および一部の原子力施設などにおいては、水の使用による二次災害の危険があるため、消火には水系消火剤を使用できない。また、立体倉庫のような散水障害の多い場所においては、散水しても水が火点に届きにくいため、水による消火の効率は非常に悪い。それらの場所に対して、ガス系消火剤は安全で有効である。
従来のガス系消火設備は、消火剤を貯蔵するボンベとそれを輸送する配管および制御システムなどから構成される固定設備であり、消火剤として、常温気化できる化学消火薬剤二酸化炭素および窒素系消火剤のいずれかを使用している。
ガス系消火剤を使用するには、2つの条件を満たさなければならない。1つは注入した消火剤の量が十分であること、すなわち消火剤の注入により、区画内の消火剤濃度が消火に必要な濃度に達することである。
もう1つは防護区画気密性であり、つまり、注入された消火ガスが区画内に一定期間閉じられることである。
しかしながら、ガス系の固定消火設備は、地震などが原因で配管や電気系統が損傷する可能性がある。その場合、消火ガスは規定通りに放出できない。
また、設置コストと貯蔵ボンベの設置スペースの問題で、一般的にガス系固定消火設備は同時火災複数エリアの火災)を想定しておらず、限られた貯蔵量で複数のエリア(区画)を防御している。一旦放出した場合、貯蔵ボンベの補給または交換を行わなければ再放射できないため、地震などによる複数エリアの同時火災には対応できない。
すなわち、ガス系固定消火設備は、地震などによって、防護対象と共に被害を受ける可能性が常に存在するため、地震等に起因する同時火災には対応しきれない。また、初期火災の消火を想定するガス系固定消火設備においては、貯蔵される消火ガス量に限りがあり,また一気に大量のガスを放出する機構であるため、サイロ火災のような長時間の火災にも対応できない。
そこで、窒素富化空気を用いて連続して消火剤を供給できる消火方法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。

先行技術

0003

特開2003−199840号公報
特開2007−222534号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、窒素富化空気などのガスを用いて消火する場合には、ホースへの初期ガス導入時に、ホースが大きく振れ周りにいる人員に害を加える恐れがある。
すなわち、ホースは柔軟であるため、ホースへの消火剤の初期導入時には、消火剤の圧力により大きく振れることもある。消火剤として水を用いる場合には、水自身が重いため、水を一気にホースに導入しても、ホースの振れが水の重みである程度抑えられる。これに対して、消火剤としてガスを用いる場合には、ガスは水と比較して、軽い上に更には放出速度が非常に速いため、ホースにガスを一気に導入すると、水を輸送するときより、ホースが大きく振れてしまう。
そこで、本発明は、特に防消火作業前における、ホースへのガスの初期導入時のホースの振れを防止できるガスを用いた防消火装置及び窒素富化空気防消火装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

請求項1記載の本発明のガスを用いた防消火装置は、ガスを供給する圧縮ガス供給手段と、前記圧縮ガス供給手段から供給される前記ガスを吐出する吐出口と、前記吐出口に一端を接続する送気ホースとを備え、前記送気ホースの他端には吐出バルブを有し、前記吐出バルブを閉として前記送気ホースに前記ガスをあらかじめ導入し、前記吐出バルブを開として前記送気ホースの他端から前記ガスを吐出させて防消火作業を行う、ガスを用いた防消火装置であって、前記防消火作業前における前記送気ホースへの前記ガスの導入を制御する制御手段と、前記送気ホース内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記送気ホースへの前記ガスの導入開始からの時間を計測する計時手段とを設け、前記制御手段では、前記防消火作業時における作業時圧力よりも低い誘導圧力と、前記防消火作業時における作業時流量よりも小さい誘導流量をあらかじめ設定し、前記防消火作業前における前記送気ホースへの前記ガスの導入開始からの所定時間は、前記ガスを前記誘導圧力と前記誘導流量とで前記送気ホースに導入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に記載のガスを用いた防消火装置において、前記制御手段では、接続される前記送気ホースの長さから、前記送気ホース内圧力が前記誘導圧力に達する基準時間を演算又は設定し、前記基準時間が経過した後に前記圧力検知手段が前記誘導圧力を検知した場合には、前記誘導圧力よりも高い圧力で前記ガスを前記送気ホースに導入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に記載のガスを用いた防消火装置において、前記制御手段では、前記基準時間が経過する前に前記圧力検知手段が前記誘導圧力を検知した場合には、警告を出力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ガスを用いた防消火装置において、前記圧縮ガス供給手段から前記吐出口に至るガス流路管に圧力・流量調整手段を設け、前記圧力・流量調整手段によって、前記誘導圧力と前記誘導流量で前記ガスを前記吐出口に導くことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項4に記載のガスを用いた防消火装置において、前記圧力・流量調整手段を、前記ガス流路管に設けた送気バルブと、前記送気バルブをバイパスする誘導流路管と、前記誘導流路管に設けた誘導バルブとで構成し、前記制御手段では、前記所定時間は、前記送気バルブを閉、前記誘導バルブを開とし、前記所定時間経過後は、前記送気バルブを開とすることを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項5に記載のガスを用いた防消火装置において、前記誘導バルブより上流の前記誘導流路管に、圧力・流量調整器を設け、前記誘導バルブより下流の前記誘導流路管に前記圧力検知手段を設けたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載のガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置であって、前記濾過手段の下流で窒素富化空気を生成する窒素分離手段と、前記窒素富化空気の濃度を変更する濃度調整手段とを備え、前記送気ホースには前記濃度調整手段で調整された前記窒素富化空気を導入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に記載の窒素富化空気防消火装置において、自走できるトラックまたは牽引で移動するトレーラーに搭載することを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項7又は請求項8に記載の窒素富化空気防消火装置において、前記送気ホースとして、水消火若しくは泡消火に用いる消防ホース、又は樹脂製の保形ホースを用いることを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項7から請求項9のいずれかに記載の窒素富化空気防消火装置において、前記送気ホースの前記他端を防消火対象区画に連結し、前記防消火対象区画に前記窒素富化空気を導入することを特徴とする。

発明の効果

0006

本発明によれば、最初に放出するガスの圧力と流量を制限することで、送気ホースが大きく暴れることを防止することができる。

図面の簡単な説明

0007

本発明の一実施例による防消火装置を機能実現手段で表したブロック図
同防消火装置の制御手段における処理流れを示すフローチャート
本発明の他の実施例によるガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置の概略構成
本発明の更に他の実施例によるガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置の概略構成図

0008

本発明の第1の実施形態によるガスを用いた防消火装置は、防消火作業前における送気ホースへのガスの導入を制御する制御手段と、送気ホース内の圧力を検知する圧力検知手段と、送気ホースへのガスの導入開始からの時間を計測する計時手段とを設け、制御手段では、防消火作業時における作業時圧力よりも低い誘導圧力と、防消火作業時における作業時流量よりも小さい誘導流量をあらかじめ設定し、防消火作業前における送気ホースへのガスの導入開始からの所定時間は、ガスを誘導圧力と誘導流量とで送気ホースに導入するものである。本実施の形態によれば、最初に放出するガスの圧力と流量を制限するため、送気ホースが大きく暴れることがない。送気ホース内の圧力は、徐々に上昇し、それに伴って、ホースの形状も決まってくる。従って、大流量のガスを流しても、送気ホースの大きな振れがなく、ガスを安全に放出することができる。

0009

本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態によるガスを用いた防消火装置において、制御手段では、接続される送気ホースの長さから、送気ホース内圧力が誘導圧力に達する基準時間を演算又は設定し、基準時間が経過した後に圧力検知手段が誘導圧力を検知した場合には、誘導圧力よりも高い圧力でガスを送気ホースに導入するものである。本実施の形態によれば、ガスの導入による送気ホースの大きな振れを確実に無くすことができる。

0010

本発明の第3の実施形態は、第2の実施形態によるガスを用いた防消火装置において、制御手段では、基準時間が経過する前に圧力検知手段が誘導圧力を検知した場合には、警告を出力するものである。本実施の形態によれば、送気ホースのキンクを検知でき、作業の安全性を高めることができる。

0011

本発明の第4の実施形態は、第1から第3のいずれかの実施形態によるガスを用いた防消火装置において、圧縮ガス供給手段から吐出口に至るガス流路管に圧力・流量調整手段を設け、圧力・流量調整手段によって、誘導圧力と誘導流量でガスを吐出口に導くものである。本実施の形態によれば、吐出口に導くガスの圧力と流量を調整できる。

0012

本発明の第5の実施形態は、第4の実施形態によるガスを用いた防消火装置において、圧力・流量調整手段を、ガス流路管に設けた送気バルブと、送気バルブをバイパスする誘導流路管と、誘導流路管に設けた誘導バルブとで構成し、制御手段では、所定時間は、送気バルブを閉、誘導バルブを開とし、所定時間経過後は、送気バルブを開とするものである。本実施の形態によれば、防消火作業前における吐出口に導くガスの圧力と流量との調整を確実に行うことができる。

0013

本発明の第6の実施形態は、第5の実施形態によるガスを用いた防消火装置において、誘導バルブより上流の誘導流路管に、圧力・流量調整器を設け、誘導バルブより下流の誘導流路管に圧力検知手段を設けたものである。本実施の形態によれば、作業時流量である定格流量に比べて誘導圧力を極めて小さく設定することができる。

0014

本発明の第7の実施形態は、第1から第6のいずれかの実施形態によるガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置であって、濾過手段の下流で窒素富化空気を生成する窒素分離手段と、窒素富化空気の濃度を変更する濃度調整手段とを備え、送気ホースには濃度調整手段で調整された窒素富化空気を導入するものである。本実施の形態によれば、消火や防火現場で必要な消火剤(窒素)を生産し、継続的に防護対象に注入することが可能となり、消火剤が使い切れとなる心配もない。

0015

本発明の第8の実施形態は、第7の実施形態による窒素富化空気防消火装置において、自走できるトラックまたは牽引で移動するトレーラーに搭載するものである。本実施の形態によれば、さまざまな場所での火災に対して機動的に対処できる。

0016

本発明の第9の実施形態は、第7又は第8の実施形態による窒素富化空気防消火装置において、送気ホースとして、水消火若しくは泡消火に用いる消防ホース、又は樹脂製の保形ホースを用いるものである。本実施の形態によれば、軽量で収納展開、さらに延長しやすいため、移動式の防消火装置として適している。

0017

本発明の第10の実施形態は、第7から第9のいずれかの実施形態による窒素富化空気防消火装置において、送気ホースの他端を防消火対象区画に連結し、防消火対象区画に窒素富化空気を導入するものである。本実施の形態によれば、さまざまな閉囲空間内の火災に対して機動的に対処できる。

0018

以下に本発明の一実施例によるガスを用いた防消火装置について説明する。
図1は同実施例による防消火装置を機能実現手段で表したブロック図である。

0019

本実施例による防消火装置は、ガスを供給する圧縮ガス供給手段10と、圧縮ガス供給手段10から供給されるガスを吐出する吐出口20と、吐出口20に一端を接続する送気ホース90とを備えている。
圧縮ガス供給手段10から吐出口20に至るガス流路管30には、圧力・流量調整手段40を設けている。
送気ホース90の他端には吐出バルブ91を有している。送気ホース90には、水消火若しくは泡消火に用いる消防ホース、又は樹脂製の保形ホースを用いることができる。消防ホース、又は樹脂製の保形ホースを用いることで、軽量で収納と展開、さらに延長しやすいため、移動式の防消火装置として適している。

0020

本実施例による防消火装置は、吐出バルブ91を閉として送気ホース90にガスを防消火作業前にあらかじめ導入する。そして、防消火作業時には、吐出バルブ91を開として送気ホース90の他端からガスを吐出させて防消火作業を行う。

0021

制御手段50は、防消火作業前における送気ホース90へのガスの初期導入を制御する。
制御手段50は、記憶手段51、演算手段52、及び計時手段53を備えている。
記憶手段51には、防消火作業時における作業時圧力よりも低い誘導圧力と、防消火作業時における作業時流量よりも小さい誘導流量があらかじめ設定されて記憶されている。
接続される送気ホース90の長さ情報が入力手段61から入力され、演算手段52では、入力された送気ホース90の長さ情報から、送気ホース90内圧力が誘導圧力に達する基準時間を演算又は設定する。なお、送気ホース90の長さ情報は、ホース長さ若しくはホース長さと内径、又はこれらと接続するホース本数に関する情報である。
ここで、記憶手段51には、あらかじめ設定した誘導流量及び誘導圧力の代わりに、接続する送気ホース90の種類や接続本数に応じた基準時間を記憶させ、演算手段52では演算を行うことなく、入力された送気ホース90の種類や接続本数に応じた基準時間を抽出してもよい。
計時手段53では、送気ホース90へのガスの導入開始からの時間を計測する。
制御手段50には、圧力検知手段62によって検知される送気ホース90内の圧力情報が入力される。圧力検知手段62から制御手段50に入力される情報は、検知される圧力値の他に、誘導圧力値に達したか否かの情報であってもよい。
制御手段50で異常を検知した場合には警告手段63から警告が出力される。警告手段63は、例えばランプモニターによる表示装置又はブザーによる警告音出力装置である。

0022

圧力・流量調整手段40は、ガス流路管30に設けた送気バルブ41と、送気バルブ41をバイパスする誘導流路管42と、誘導流路管42に設けた誘導バルブ43とで構成される。誘導バルブ43より上流の誘導流路管42には、圧力・流量調整器44を設けている。なお、圧力検知手段62は、ホースのキンクと圧力信号の送信を考慮し、誘導バルブ43解放時には送気ホース90内の同圧となる、誘導バルブ43より下流の誘導流路管42に設けることが好ましい。
圧力・流量調整器44によって誘導流路管42を流れるガスは、誘導圧力と誘導流量とに設定される。圧力・流量調整手段40によって、誘導圧力と誘導流量でガスを吐出口20に導くことで、吐出口20に導くガスの圧力と流量を調整できる。また、誘導バルブ43より上流の誘導流路管42に、圧力・流量調整器44を設けることで、作業時流量である定格流量に比べて誘導圧力を極めて小さく設定することができる。

0023

図2は同防消火装置の制御手段における処理流れを示すフローチャートである。
本実施例による防消火装置は、防消火作業前における送気ホース90へのガスの導入開始からの所定時間(初期導入時間)、ガスを誘導圧力と誘導流量とで送気ホース90に導入する。

0024

まず、吐出口20に送気ホース90の一端を接続する(ステップ11)。送気ホース90の接続時には吐出バルブ91を閉とする(ステップ12)。また、吐出口20に接続する送気ホース90の長さ情報を入力手段61から入力する(ステップ13)。
ステップ13において送気ホース90の長さ情報が入力されると、演算手段52では、送気ホース90内圧力が誘導圧力に達する基準時間を演算する(ステップ14)。

0025

ステップ14において基準時間が演算されると、制御手段50では、送気バルブ41を閉とし(ステップ15)、誘導バルブ43を開とし(ステップ16)、計時手段53での時間計測を開始する。
ステップ16において誘導バルブ43を開とすることで、誘導流路管42を通って送気ホース90にガスが導入される。
送気ホース90にガスが導入されはじめると圧力検知手段62によって送気ホース90内の圧力を検知する(ステップ17)。
圧力検知手段62で検知される圧力が誘導圧力となっているかが判断され(ステップ18)、誘導圧力を検知するまで圧力検知手段62による検知を繰り返す。

0026

ステップ18において圧力検知手段62で誘導圧力を検知すると、計時手段53で計測している時間が基準時間を経過しているか否かが判断される(ステップ19)。
ステップ19において基準時間が経過していない場合、すなわち基準時間が経過する前に圧力検知手段62が誘導圧力を検知した場合には、警告を出力する(ステップ20)。
ステップ20における警告によって、送気ホース90のキンクを検知でき、作業の安全性を高めることができる。
ステップ19において基準時間が経過している場合、すなわち基準時間が経過した後に圧力検知手段62が誘導圧力を検知した場合には、送気バルブを開とし(ステップ21)、誘導圧力よりも高い圧力でガスを送気ホース90に導入する。このように、制御手段50では、所定時間(初期導入時間)は、送気バルブ41を閉、誘導バルブ43を開とし、所定時間(初期導入時間)経過後は、送気バルブ41を開とし、防消火作業前における吐出口20に導くガスの圧力と流量との調整を行うことで、送気ホース90内をあらかじめ誘導圧力にすることができ、ガスの導入による送気ホース90の大きな振れを確実に無くすことができる。

0027

次に、本発明の他の実施例について説明する。
図3は、本発明のガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置の概略構成図である。なお、上記実施例と同一機能構成には同一符号を付して説明を一部省略する。

0028

本実施例による窒素富化空気防消火装置は、圧縮ガス(空気)供給手段11と、圧縮空気供給手段11から供給される空気(ガス)から微粒子を除去する濾過手段71と、濾過手段71の下流で窒素富化空気を生成する窒素分離手段72と、窒素富化空気の濃度を変更する濃度調整手段73とを備え、これらをガス流路管30で連結している。
圧縮空気供給手段11は、空気を圧縮して吐出するコンプレッサ12と、コンプレッサ12を駆動するエンジン13とから構成される。
濾過手段71では、圧縮空気中の0.01μm以上の固形および液体粒子を除去する。
圧縮空気供給手段11と濾過手段71との間には、圧縮空気を除湿するための除湿手段(クーラー)74と、除湿した圧縮空気を加熱する加熱手段(ヒーター)75を設けている。ヒーター75は、クーラー74の下流に設ける。
クーラー74で圧縮空気中の水分を一部除去したのち、ヒーター75により圧縮空気の温度を上げて相対湿度下げることにより、窒素分離膜における結露を防止し、窒素の分離効率を上げる。

0029

クーラー74は、空冷式熱交換器74aを持ち、外気強制対流により圧縮空気を冷却し除湿する。冷却で発生した液体の水は自動ドレン74bで除去する。

0030

ヒーター75では、エンジン13の冷却水熱源媒体として、除湿した圧縮空気を加熱する。
エンジン13の冷却水の水温は、一般に約80℃に維持されている。エンジン13の冷却水を利用すれば、除湿後の圧縮空気を加熱できる。

0031

窒素分離手段72は、複数の窒素分離膜モジュールで構成される。窒素分離手段72の上流に位置するガス流路管30には、給気バルブ31を設けている。
窒素分離手段72には、酸素富化空気を排出する酸素富化空気排出管32が接続されている。酸素富化空気排出管32には、空気駆動バルブ33を設けている。空気駆動バルブ33には、給気バルブ31と窒素分離手段72との間のガス流路管30から分岐させた分岐管34が接続されている。空気駆動バルブ33は、分岐管34から空気が供給されると開となり、窒素分離手段72で分離された酸素富化空気を排出する。
窒素分離手段72における、圧縮空気入口窒素富化空気出口、及び酸素富化空気出口には、外気を遮断する給気バルブ31、濃度調整手段73、空気駆動バルブ33を設け、非使用時(待機中)各バルブを閉じて外気を遮断することにより、窒素分離手段72を構成する分離膜の結露を避けて膜の劣化を防止する。
濃度調整手段73は、窒素分離手段72の下流のガス流路管30に設けられる。濃度調整手段73には、例えば電動比例制御弁を用いることができる。濃度調整手段73である電動比例制御弁は、非使用時(待機中)閉の状態を保つが、装置起動時には、制御手段50からの制御指令によってまず半開の状態になる。

0032

ガス流路管30には、圧力センサ64、温度センサ65、及び酸素濃度センサ66を設けている。圧力センサ64は、給気バルブ31と窒素分離手段72との間のガス流路管30内の圧力を検知する。温度センサ65は、給気バルブ31と窒素分離手段72との間のガス流路管30内の空気の温度を検知する。酸素濃度センサ66は、濃度調整手段73から送気バルブ41までのガス流路管30内の窒素富化空気の酸素濃度を検知する。

0033

制御手段50には、圧力検知手段62以外に、圧力センサ64、温度センサ65、及び酸素濃度センサ66からの検知信号が入力される。
制御手段50では、圧力センサ64、温度センサ65、及び酸素濃度センサ66からの検知信号によって濃度調整手段73の開度を調整する。
濃度調整手段73は、供給される圧縮空気の温度を測定する温度センサ65と、発生した窒素富化空気の酸素(窒素)濃度を測定する酸素濃度センサ66とによって制御される。そして防消火作業時には、供給された圧縮空気の温度と発生した窒素富化空気の酸素濃度を検知し、あらかじめ設定した、温度・窒素濃度窒素回収率相関データに比較しながら、濃度調整手段73の弁開度を制御することにより、最短時間で対象区画2内の酸素(窒素)濃度を設定濃度(消火濃度)に達成できるよう窒素富化空気の酸素(窒素)濃度を制御することができる。

0034

制御手段50は、濃度設定モードを有している。濃度設定モードとしては、最短時間で対象区画2内の消火濃度を達成する最短消火濃度達成時間モードと、有人空間でも使用できる安全濃度モードと、任意の濃度を設定できる任意設定モードの3つのモードを有することが好ましい。

0035

安全濃度モードでは、発生する窒素富化空気の酸素濃度を常に約12%(窒素濃度約88%)に保持する。この安全モードを使用すれば、有人区画への窒素富化空気放出も可能である。
すべてのガスにおいて、空気中での濃度がある値を超えると、人体に対する有害の影響が現れ、極端の場合死に至る。このような人体に対するガスの影響を評価する指標として、NOAEL(無毒性濃度)とLOAEL(毒性の認められた最低濃度)が用いられる。窒素のNOAELとLOAELはそれぞれ43%と52%である。すなわち、空気が充満するある閉囲空間において、その空間容積の43%の窒素を入れても、中に居る人間には影響が現れることがなく、52%の窒素を入れた場合には、中毒症状が現れる。この窒素の無毒性濃度と毒性の認められた最低濃度に対応する酸素濃度はそれぞれ12%と10%である。
要するに空気中の窒素含有量を増やすことにより、空気中の酸素濃度が12%に下がっても、人体に害がない。そのため、たとえ有人の区画においても、必要な場合、この安全モードで12%の酸素を含む窒素富化空気を注入することで、作業者の安全を確保しながら、区画内の出火防止や消火が実現できる。
ちなみに、二酸化炭素のLOAELは2%であり、8%を超えると、生命の危険があり、消火に必要な20%以上の濃度になると、その環境にいる人間が即死する(ガス系消火設備等評価委員会事務局、ガス系消火設備等における評価申請ガイドライン一般財団法人日消防設備安全センターHP、pp.1,2008.)

0036

任意設定モードは、発生する窒素富化空気の窒素濃度を85〜99%の範囲内に任意に設定できる。この設定モードを使用すれば、必要に応じて、必要な窒素濃度の窒素富化空気を発生することができる。
空気中の窒素濃度が85%以上(酸素濃度15%以下)になると、ライターの火が付かなくなるため、出火防止に利用できる。また、窒素濃度が95%以上(酸素濃度5%以下)になると、もっとも燃えやすい気体である水素も燃えなくなるため、窒素濃度の設定範囲の上限を99%にすれば、もっとも危険な水素燃焼でも問題なく対処できる。

0037

窒素分離膜は、供給された圧縮空気の温度と設定した窒素富化空気の窒素濃度によって、窒素の発生量が変わり、また、対象区画に注入する窒素富化空気の窒素濃度によって、消火時間、つまり消火できる窒素濃度の達成時間も変わる。従って、作動時の圧縮空気温度に基づき、窒素富化空気の窒素濃度を適切に調整することで、最短時間の消火が実現できる。

0038

本実施例では、圧力・流量調整器44として、圧力調整器44aと定流量器44bとを設けている。
圧力調整器44aには、例えばレギュレータを用いる。定流量器44bには、例えばオリフィス機構又は定流量弁を用いる。

0039

本実施例では、誘導バルブ43として三方弁を用いる。誘導バルブ43は誘導流路管42の開閉を行う。誘導バルブ43によって誘導流路管42を閉とすると、誘導バルブ43の下流の誘導流路管42を大気開放する。
誘導流路管42には、逆止弁45を設けている。逆止弁45は、誘導バルブ43が閉、すなわち、誘導バルブ43の下流の誘導流路管42を大気に開放した場合に、吐出口20に近いガス流路管30から誘導バルブ43にガスが逆流することを防止する。
逆止弁45に並列バイパス管46を設け、バイパス管46には流量制限オリフィス47を設けている。バイパス管46を設けることで、送気ホース90内の圧抜きを実現できる。

0040

本実施例においても、圧力検知手段62からの検知信号によって、防消火作業前における送気ホース90への空気の導入開始からの所定時間(初期導入時間)は、誘導流路管42から空気を送気ホース90に導入し、所定時間(初期導入時間)経過後は、誘導圧力よりも高い圧力で空気を送気ホース90に導入する。

0041

本実施例における窒素富化空気防消火装置は、移動手段1に搭載される。移動手段1は、例えば自走できるトラック又は牽引で移動するトレーラーであり、窒素富化空気防消火装置を移動手段1に搭載することで、さまざまな場所での火災に対して機動的に対処できる。

0042

送気ホース90の他端は、防消火対象区画2に連結し、防消火対象区画2に窒素富化空気を導入する。本実施例によれば、さまざまな閉囲空間内の火災に対して機動的に対処できる。

0043

本実施例の窒素富化空気防消火装置は、圧縮空気供給手段11から供給される空気から微粒子を除去する濾過手段71と、濾過手段71の下流で窒素富化空気を生成する窒素分離手段72と、窒素富化空気の濃度を変更する濃度調整手段73とを備え、送気ホース90には濃度調整手段73で調整された窒素富化空気を導入することで、消火や防火の現場で必要な消火剤(窒素)を生産し、継続的に防護対象に注入することが可能となり、消火剤が使い切れとなる心配もない。

0044

また、本実施例の窒素富化空気防消火装置は、窒素分離手段72を、複数の窒素分離膜モジュールを配管で並列につないだ窒素分離膜モジュール群より構成し、各窒素分離膜モジュールに、それぞれの圧縮空気入口、窒素富化空気出口、及び酸素富化空気出口を有することで、例え個別の膜モジュールが破損しても、そのモジュール出入り口のバルブを閉めることで、窒素分離手段72を用いることができる。

0045

発生した窒素富化空気を輸送する消防ホースに用いる結合金具には、圧力による自動ロック機能を備える結合金具が適している(特開2013-050143号公報)。日本の消防ホースのほとんどは野式結合金具を使用している。従来の町野式結合金具は脱着しやすく操作性が優れた反面、不意離脱もしばしば起きる。窒素富化空気(圧縮空気)の輸送に使われる場合、このような不意離脱によって、ホースが激しく振れ、周囲の人に害を及ぼす可能性がある。従って、使用する結合金具には、圧力による自動ロック機能を備える結合金具であることが望ましい。

0046

本実施例による窒素富化空気防消火装置の使用時には、移動手段1で作業場所に移動し、圧縮空気供給手段11から得た圧縮空気を、濾過手段71により固形や液体のミストを除去し、処理した圧縮空気を窒素分離膜ユニット72に導入し、濃度調整手段73を用いて、所定の濃度の窒素富化空気を生成させ、その窒素富化空気を対象空間に注入することにより、出火防止や消火を実現する。
本実施例による窒素富化空気防消火装置を利用すれば、地震で損傷することがなく、さまざまな閉囲空間内の火災を機動的に対処でき、また、消火や防火の現場で必要な消火剤(窒素)を生産し、継続的に防護対象に注入することができ、消火剤の使い切れの心配もない。

0047

窒素分離膜ユニット72には、ポリイミド樹脂製中空糸タイプの窒素分離膜モジュールが適している。複数の窒素分離膜モジュール(例えば5本)を配管で並列につないで窒素分離膜モジュールセットを構成し、さらに必要に応じて、複数の窒素分離膜モジュールセットを配管で並列につないで窒素分離膜モジュール群を構成する。
この並列配置によって、膜の通過面積加減し、必要な窒素富化空気流量を実現できる。また、例え個別の膜モジュールが破損しても、そのモジュールの出入り口のバルブを閉めておけば、装置全体が問題なく使える。

0048

次に、本発明の更に他の実施例について説明する。
図4は、本発明のガスを用いた防消火装置を備えた窒素富化空気防消火装置の概略構成図である。なお、上記実施例と同一機能構成には同一符号を付して説明を省略する。

0049

本実施例による窒素富化空気防消火装置は、除湿した圧縮空気を加熱するヒーター75の熱源として、コンプレッサ12から出た直後の圧縮空気を利用できる。コンプレッサ12から出た直後の圧縮空気の温度は、環境温度+65℃ほどあり、熱源として利用できる。
この方法によれば、コンプレッサ12から出た直後の圧縮空気をガス流路管30を通してヒーター75の熱交換器に導入し、そこで除湿した空気と熱交換を行う。それによって、除湿した空気の温度が上がり、一方、未除湿空気の温度が下がる。熱交換器から出た未除湿空気をクーラー74に導入して除湿した後、ヒーター75の加熱部に導入して加熱する。

実施例

0050

また、本実施例において、装備電源故障することなどの非常事態を想定し、濃度調整手段73と送気バルブ41とをバイパスする非常用回路35を設け、この非常用回路35に非常用手動バルブ36を設ける。電源故障により濃度調整手段73と送気バルブ41が作動不能になった場合、手動で非常用手動バルブ36を開放すれば、窒素富化空気を送り出すことができる。

0051

10圧縮ガス供給手段
11圧縮ガス(空気)供給手段
20吐出口
30ガス流路管
40 圧力・流量調整手段
41 送気バルブ
42誘導流路管
43誘導バルブ
44 圧力・流量調整器
44a圧力調整器
44b定流量器
50 制御手段
51 記憶手段
52演算手段
53 計時手段
61入力手段
62圧力検知手段
63 警告手段
90 送気ホース
91 吐出バルブ

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