消火装置
【課題】簡単な構成で長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、設置スペースおよびコストを低減することができる消火装置を提供する。
【解決手段】液化消火ガス１３が貯留される消火ガス貯留容器１０と、消火ガス貯留容器内の液化消火ガスを、所定の圧力で加圧するための加圧ガス３３が貯留される加圧ガス貯留容器３０と、消火ガス貯留容器から放出された消火ガスを、消火対象領域に導く消火ガス輸送手段２０と、加圧ガス貯留容器から放出された加圧ガスを、消火ガス貯留容器に導く加圧ガス輸送手段４１，４２と、加圧ガス輸送手段による加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に設けられ、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に前記所定の圧力に減圧して放出する減圧弁４３とを備える。
【解決手段】液化消火ガス１３が貯留される消火ガス貯留容器１０と、消火ガス貯留容器内の液化消火ガスを、所定の圧力で加圧するための加圧ガス３３が貯留される加圧ガス貯留容器３０と、消火ガス貯留容器から放出された消火ガスを、消火対象領域に導く消火ガス輸送手段２０と、加圧ガス貯留容器から放出された加圧ガスを、消火ガス貯留容器に導く加圧ガス輸送手段４１，４２と、加圧ガス輸送手段による加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に設けられ、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に前記所定の圧力に減圧して放出する減圧弁４３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化消火ガスが貯留された消火ガス貯留容器に加圧ガス貯留容器から加圧ガスを供給して、消火ガス貯留容器から液化消火ガスを所定時間、継続して放出することができる消火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、消火装置においては、圧力容器本体内に消火剤である液化消火ガスが貯留されるとともに、この液化消火ガスを圧力容器本体内から押出すための加圧ガスが充填され、圧力容器本体に装着された容器弁の開放に伴って加圧ガスの圧力で液化消火ガスを輸送管へ放出するように構成された蓄圧式の消火ガス貯留容器が用いられている。
【０００３】
このような蓄圧式の消火ガス貯留容器では、液化消火ガスが放出されると、圧力容器本体内における液化消火ガスの容積の減少に伴って、加圧ガスの占有容積が増大する。それ故、消火ガス貯留容器からの液化消火ガスの放出が進むにつれて、圧力容器本体内における加圧ガスの圧力が徐々に低下してしまう。したがって、液化消火ガスの放出の勢いを減衰させずに一定時間、継続して輸送管へ放出し続けるためには、複数の消火ガス貯留容器を設置しておかなければならないという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決する従来技術の消火装置が、たとえば特許文献１に開示されている。図５は、特許文献１に開示される従来技術の消火装置１０１の構成の一部を概略的に示す系統図である。消火装置１０１は、液化消火ガス１０５と加圧ガス１０６とが充填される液化消火ガス貯留槽１０２と、加圧ガスが充填される加圧ガス貯留槽１０３と、液化消火ガス貯留槽１０２の頂部に装着される第１容器弁１０７と、加圧ガス貯留槽１０３の頂部に装着される第２容器弁１４４と、起動装置１１２とを備える。火災の発生が火災検出器によって検出されると、起動装置１１２から第１容器弁１０７に高圧の起動ガスが送出され、第１容器弁１０７が起動ガスの圧力によって開放され、液化消火ガス１０５が液化消火ガス貯留槽１０２から放出され、搬送管１０９を介して消火すべき部屋である防護区画へ供給される。
【０００５】
また、前記搬送管１０９には、分岐搬送管１４５が分岐して接続されており、この分岐搬送管１４５を介して、液化消火ガス貯留槽１０２から放出された液化消火ガス１０５の圧力によって第２容器弁１４４が開放される。第２容器弁１４４が開放されると、加圧ガス貯留槽１０３内に充填されている加圧ガスが、加圧ガス導出管１４６および逆止弁１４７を介して、液化消火ガス貯留槽１０２へ供給される。これにより、液化消火ガス貯留槽１０２内の液化消火ガス１０５の減少に伴う液化消火ガス貯留槽１０２内の加圧ガス１０６の圧力低下を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７９７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６は、他の従来技術に係る消火装置１５１の構成の一部を概略的に示す系統図である。消火装置１５１は、液化消火ガス１５５と加圧ガス１５６とが充填された消火ガス貯留容器１５２と、消火ガス貯留容器１５２へ供給するための加圧ガス１５７が充填された加圧ガス貯留容器１５３とを備え、消火ガス貯留容器１５２に設けられる第１容器弁１６１を開放することによって、消火ガス貯留容器１５２内の加圧ガス１５６の圧力によって液化消火ガス１５５が輸送管１５９へ放出されるとともに、消火ガス貯留容器１５２に設けられる第２容器弁１６２および加圧ガス貯留容器１５３に設けられる容器弁１６３を開放することによって、容器弁１６３、オリフィス１６５が設けられる加圧ガス輸送管１６４および第２容器弁１６２によって形成される加圧ガス輸送路を介して、加圧ガス貯留容器１５３から消火ガス貯留容器１５２へ加圧ガス１５７が供給されるように構成されている。
【０００８】
この消火装置１５１では、消火ガス貯留容器１５２には、３ＭＰａの加圧ガス１５６が４０Ｌ充填されているのに対し、加圧ガス貯留容器１５３には、消火ガス貯留容器１５２に充填される液化消火ガス１５５を３ＭＰａ程度の押出し圧力で一定時間継続して放出するために必要な量として、１５ＭＰａの加圧ガス１５７が８０Ｌ充填されており、加圧ガス１５７は、加圧ガス輸送路において減圧されて消火ガス貯留容器１５２に供給される。
【０００９】
図７は、さらに他の従来技術に係る消火装置１７１の構成の一部を概略的に示す系統図である。この消火装置１７１は、前記消火ガス貯留容器１５２に充填された液化消火ガス１５５と加圧ガス１５６と同量かつ同圧で液化消火ガス１７５と加圧ガス１７６とが充填された消火ガス貯留容器１７２と、加圧ガス１７７が充填された５本の加圧ガス貯留容器１７３とを備え、消火ガス貯留容器１７２に充填される液化消火ガス１７５を３ＭＰａ程度の押出し圧力で一定時間継続して放出するために必要な量として、各加圧ガス貯留容器１７３には、３ＭＰａの加圧ガス１５７が８０Ｌ充填されている。
【００１０】
図６に示す消火装置１５１は、加圧ガス貯留容器１５３に充填する加圧ガス１５７の圧力を高圧にすることによって、図７に示す消火装置１７１よりも加圧ガス貯留容器の設置本数を低減することができ、すなわち、加圧ガス貯留容器１５３を設置するために必要な空間を低減することができる。
【００１１】
しかしながら、消火装置１５１では、第２容器弁１６２および容器弁１６３が誤作動してしまった場合、または、第２容器弁１６２および容器弁１６３において加圧ガス１５７の漏洩が生じた場合、オリフィス１６５によって流量が制御されるため瞬時の圧力上昇は生じないが、平衡状態においては、消火ガス貯留容器１５２および加圧ガス貯留容器１５３内における加圧ガスの圧力がいずれも１１ＭＰａ程度になってしまう。
【００１２】
したがって、消火装置１５１では、安全性を考慮して、消火ガス貯留容器１５２に、少なくとも１１ＭＰａ以上の許容圧力を有する圧力容器を用いておく必要がある。これに対し、消火装置１７１では、消火ガス貯留容器１７２内における加圧ガスの圧力が不所望に増大するおそれがないので、消火ガス貯留容器１７２に、４ＭＰａ程度の許容圧力を有する圧力容器を用いればよい。このように、消火装置１５１の場合には、消火ガス貯留容器１５２の許容圧力を高くしておく必要があるために、消火ガス貯留容器１５２に対するコストが増大してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、簡単な構成で長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる消火装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、液化消火ガスが貯留される消火ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器内の液化消火ガスを、所定の圧力で加圧するための加圧ガスが貯留される加圧ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器から放出された液化消火ガスを、消火対象領域に導く消火ガス輸送手段と、
加圧ガス貯留容器から放出された加圧ガスを、消火ガス貯留容器に導く加圧ガス輸送手段と、
加圧ガス輸送手段による加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に設けられ、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に前記所定の圧力に減圧して放出する減圧弁とを備えることを特徴とする消火装置である。
【００１５】
また本発明は、前記減圧弁は、前記下流側流路の加圧ガスの圧力に応答して、前記上流側流路の加圧ガスを減圧して放出するように作動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、消火装置は、加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に所定の圧力に減圧して放出する減圧弁を設けるという構成を採用している。それ故、加圧ガス貯留容器に高圧の加圧ガスを充填しておくことができるとともに、消火ガス貯留容器の許容圧力を高くしておく必要がない。したがって、長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【００１７】
また本発明によれば、減圧弁が、下流側流路の加圧ガスの圧力に応答して、上流側流路の加圧ガスを減圧して放出するように作動するので、消火装置の構成を複雑化することなく簡素な構成によって、長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る消火装置１の概略的な構成を示す系統図である。
【図２】本実施形態の消火装置１に備えられる急速開放調圧弁４３の構成を示す断面図である。
【図３】急速開放調圧弁４３の封圧部分の構造例を示す部分断面図である。
【図４】急速開放調圧弁４３の弁体部材２０２の寸法関係およびこれによる圧力調整機能の説明図である。
【図５】従来技術の消火装置１０１の構成の一部を概略的に示す系統図である。
【図６】他の従来技術に係る消火装置１５１の構成の一部を概略的に示す系統図である。
【図７】さらに他の従来技術に係る消火装置１７１の構成の一部を概略的に示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る消火装置１の概略的な構成を示す系統図である。消火装置１は、たとえばビルなどの建物に設置され、火災の発生に応じて、消火対象領域Ｄ１に消火ガスを放出可能に構成されている。
【００２０】
消火装置１は、大略的に、消火ガス貯留容器１０と、消火ガス輸送手段である輸送管２０と、放出ノズル２１と、加圧ガス貯留容器３０と、加圧ガス輸送手段である第１および第２輸送管４１，４２と、圧力制御のための減圧弁である急速開放調圧弁４３と、火災感知器５０と、起動装置６０とを備えて構成されている。
【００２１】
消火ガス貯留容器１０は、圧力容器本体１１と、蓋体１２とを備えている。圧力容器本体１１には、容器頂部において開口が形成されており、蓋体１２は、この開口を開放／閉塞するように、圧力容器本体１１に対して着脱可能である。すなわち、蓋体１２を装着し、前記開口を閉塞することによって、消火ガス貯留容器１０の内部には密閉空間が形成される。
【００２２】
消火ガス貯留容器１０は、前記開口を閉塞することによって形成された内部空間に対して、液化消火ガス１３と、所定の圧力に圧縮された加圧ガス１４とを充填した状態で、たとえばボンベ室Ｄ２に設置される。このとき、ボンベ室Ｄ２には、消火対象領域Ｄ１において発生した火災を消火するために十分な量の液化消火ガス１３が備えられ、本実施形態では、２本の消火ガス貯留容器１０を設置することによって、十分な量の液化消火ガス１３が備えられている。
【００２３】
消火ガス貯留容器１０としては、内部に充填される加圧ガス１４の圧力に対して適した耐圧性を有する圧力容器本体１１が用いられている。本実施形態では、内部に充填される液化消火ガス１３を３ＭＰａ程度の押出し圧力で外部へ押出すために、加圧ガス１４が３ＭＰａ程度の圧力で充填されている。したがって、圧力容器本体１１としては、４ＭＰａ程度の許容圧力を有するものが用いられている。
【００２４】
なお、消火ガス貯留容器１０に充填される液化消火ガス１３としては、消火作用を有するものであれば特に限定されないが、たとえば二酸化炭素、ハロゲン化物などを挙げることができる。また加圧ガス１４としては、たとえば窒素ガスなどの不活性ガスを挙げることができる。
【００２５】
また蓋体１２には、消火ガス貯留容器１０内の液化消火ガス１３を外部へ導出するための流路（以下、「消火ガス流路」と称する）が形成されるとともに、消火ガス貯留容器１０の内部空間へ加圧ガスを導入するための流路（以下、「第１加圧ガス流路」と称する）が形成され、さらに、消火ガス流路および第１加圧ガス流路をそれぞれ開放／閉塞するための図示しない容器弁が設けられている。
【００２６】
消火ガス流路を開閉可能な一方の容器弁（以下、「第１容器弁」と称する）は、常時は、前記消火ガス流路を閉塞している閉状態を維持し、火災の発生に応じて、起動装置６０によって作動されて、前記閉状態から消火ガス流路を開放している開状態へ移行するように構成されている。
【００２７】
また、第１加圧ガス流路を開閉可能な他方の容器弁（以下、「第２容器弁」と称する）は、常時は、前記第１加圧ガス流路を閉塞している閉状態を維持し、火災の発生に応じて、起動装置６０によって作動されて、前記閉状態から第１加圧ガス流路を開放している開状態へ移行するように構成されている。
【００２８】
蓋体１２には、さらに、第１容器弁の入力ポートに連通するように、導入管１５ａの一端部が連結され、第１容器弁の出力ポートに連通するように、輸送管２０における液化消火ガス１３の輸送方向上流側の端部が連結されている。この導入管１５ａは、蓋体１２を圧力容器本体１１に装着した状態において、第１容器弁に連結される側とは反対側の他端部が、圧力容器本体１１内における容器底部の近傍に配置されるような寸法に形成されている。
【００２９】
蓋体１２には、さらに、第２容器弁の入力ポートに連通するように、第２輸送管４２における加圧ガスの輸送方向下流側の端部が連結され、第２容器弁の出力ポートに連通するように、導入管１５ｂの一端部が連結される。この導入管１５ｂは、蓋体１２を圧力容器本体１１に装着した状態において、第２容器弁に連結される側とは反対側の他端部が、消火ガス貯留容器１０に充填された液化消火ガス１３の液面よりも上方に配置されるような寸法に形成されている。
【００３０】
輸送管２０は、消火ガス流路が開放されることによって消火ガス貯留容器１０内から外部へ導出された液化消火ガス１３を、消火対象領域Ｄ１に導くための流路を形成する。この流路には、図示しないが、流路を開閉可能に構成された開閉弁が設けられていてもよい。輸送管２０において、蓋体１２に設けられる第１容器弁に連結される側とは反対側の他端部は、消火対象領域Ｄ１に配置されて、放出ノズル２１が装着される。
【００３１】
加圧ガス貯留容器３０は、圧力容器本体３１と、蓋体３２とを備えている。圧力容器本体３１には、容器頂部において開口が形成されており、蓋体３２は、この開口を開放／閉塞するように、圧力容器本体３１に対して着脱可能である。すなわち、蓋体３２を装着し、前記開口を閉塞することによって、加圧ガス貯留容器３０の内部には密閉空間が形成される。
【００３２】
加圧ガス貯留容器３０は、前記開口を閉塞することによって形成された内部空間に対して、消火ガス貯留容器１０へ供給するための加圧ガス３３を充填した状態で、消火ガス貯留容器１０と同様に、ボンベ室Ｄ２に設置される。このとき、加圧ガス貯留容器３０には、ボンベ室Ｄ２に設置される消火ガス貯留容器１０に貯留される液化消火ガス１３を、前記所定の押出し圧力で一定時間、継続して放出させることができるように算出された量の加圧ガス３３が、消火ガス貯留容器１０内に充填される加圧ガス１４の圧力よりも高圧に圧縮された状態で充填される。
【００３３】
加圧ガス貯留容器３０としては、内部に充填される加圧ガス３３の圧力に対して適した耐圧性を有する圧力容器本体３１が用いられている。本実施形態では、２本の消火ガス貯留容器１０に充填される液化消火ガス１３を、３ＭＰａ程度の押出し圧力で継続して放出させるために、加圧ガス３３が３０ＭＰａ程度の圧力で充填されている。したがって、圧力容器本体３１としては、３２ＭＰａ程度の許容圧力を有するものが用いられている。なお、加圧ガス貯留容器３０には、消火ガス貯留容器１０に充填される加圧ガス１４と同一の物質の加圧ガス３３が充填される。
【００３４】
また蓋体３２には、加圧ガス貯留容器３０内の加圧ガス３３を外部へ導出するための流路（以下、「第２加圧ガス流路」と称する）が形成され、さらに、第２加圧ガス流路を開放／閉塞するための図示しない容器弁（以下、「第３容器弁」と称する）が設けられている。
【００３５】
この第３容器弁は、常時は、前記第２加圧ガス流路を閉塞している閉状態を維持し、火災の発生に応じて、起動装置６０によって作動されて、前記閉状態から第２加圧ガス流路を開放している開状態へ移行するように構成されている。
【００３６】
蓋体３２には、さらに、第３容器弁の入力ポートに連通するように、導入管３５の一端部が連結され、第３容器弁の出力ポートに連通するように、第１輸送管４１における加圧ガス３３の輸送方向上流側の端部が連結されている。この導入管３５は、蓋体３２を圧力容器本体３１に装着した状態において、第３容器弁に連結される側とは反対側の他端部が、圧力容器本体３１内に配置されるように形成されている。
【００３７】
第１および第２輸送管４１，４２は、第２加圧ガス流路が開放されることによって加圧ガス貯留容器３０内から外部へ導出された加圧ガス３３を、消火ガス貯留容器１０に導くための流路を形成する。また、この流路には、後で詳述する急速開放調圧弁４３が介在されている。
【００３８】
第１輸送管４１は、前記のように、加圧ガス３３の輸送方向上流側の端部が加圧ガス貯留容器３０の蓋体３２に連結され、輸送方向下流側の端部が後述する急速開放調圧弁４３の入口ノズル部２１１に連結されている。
【００３９】
また第２輸送管４２は、加圧ガス３３の輸送方向上流側の端部が後述する急速開放調圧弁４３の出口ノズル部２１２に連結され、前記のように、輸送方向下流側の端部が各消火ガス貯留容器１０の蓋体１２に連結されている。なお、本実施形態では、急速開放調圧弁４３は、第１輸送管４１と第２輸送管４２との間に介在されているが、他の実施形態では、急速開放調圧弁４３は、蓋体３２に一体に設けられていてもよい。
【００４０】
図２は、本実施形態の消火装置１に備えられる急速開放調圧弁４３の構成を示す断面図である。急速開放調圧弁４３は、本体２０１、弁体部材２０２、本体２０１に形成された通路としての横導通孔２１４および側部導通孔２１５、受け部材としてのバネ受け２０３、カバー２０３ａ、付勢部材としての圧縮コイルバネ２０４、封圧手段としての封板機構２０５、封圧解除手段としての弁作動機構２０６を有する。なお、図において矢符Ｚで示す方向を弁開閉方向と称し、弁開閉方向Ｚのうち矢符Ｚ１で示す方向を弁閉方向と称し、弁開閉方向Ｚのうち矢符Ｚ２で示す方向を弁開方向と称する。
【００４１】
本体２０１は、加圧ガス３３の入口である入力ポート２１１ａを形成する入口ノズル部２１１と、加圧ガス３３の出口である出力ポート２１２ａを形成する出口ノズル部２１２と、弁座２１３と、弁作動機構２０６を装着するためのシリンダ部２１６とを有するとともに、横導通孔２１４および側部導通孔２１５が形成されている。
【００４２】
入口ノズル部２１１は、本体２０１の弁開方向Ｚ２側の端部に形成され、その外周面部には、第１輸送管４１を連結するためのネジ２１１ｂが刻設されている。また、出口ノズル部２１２は、本体２０１の弁開閉方向Ｚの略中央部から弁開閉方向Ｚに垂直な一半径方向外方に突出するように設けられ、その外周面には、第２輸送管４２を連結するためのネジ２１２ｂが刻設されている。また、シリンダ部２１６は、本体２０１の弁開閉方向Ｚの略中央部から弁開閉方向Ｚに垂直な一半径方向外方に突出するように設けられ、弁作動機構２０６を挿入するための挿入口２１６ａが形成されている。
【００４３】
横導通孔２１４は、一端側が入力ポート２１１ａに連通し、他端側が挿入口２１６ａに連通するように形成されている。また、側部導通孔２１５は、一端側が挿入口２１６ａに連通し、他端側が本体２０１の弁閉方向Ｚ１側の端部に形成された開口２１７に連通するように形成されている。なお、本体２０１には、図示しないが圧力計やボンベ用安全弁の座などを必要に応じて適宜設けることができる。
【００４４】
弁体部材２０２は、弁座２１３に接離して開閉される弁体部としてのキャップ２２１および弁体２２２、閉受圧面２２４、開受圧面２２５を備えていて、弁開閉方向Ｚに移動可能に本体２０１によって案内される。閉受圧面２２４は、出力ポート２１２ａに連通する空間Ｓ１を臨み、ここから弁閉方向Ｚ１の圧力を受ける。このため、弁体部材２０２が本体２０１によって案内される案内面には、圧力シール用のＯリング２０７が介装されている。開受圧面２２５は、弁閉方向Ｚ１の端に形成され、弁開方向Ｚ２の圧力を受ける。
【００４５】
バネ受け２０３は、本体２０１の弁閉方向Ｚ１の端部の内側に、ねじ込まれることによってこれに装着されていて、バネ２０４の反力を支持している。また、弁体部材２０２が気密状態で摺動可能なように、弁体部材２０２の弁閉方向Ｚ１の端部とバネ受け２０３との間がＯリング２０８によってシールされている。圧縮コイルバネ２０４は、弁体部材２０２のバネ受け部２２６とバネ受け２０３との間に介装され、弁体部材２０２をＺ２方向に付勢している。
【００４６】
図３は、急速開放調圧弁４３の封圧部分の構造例を示す部分断面図である。封圧機構２０５は、封圧部材としてのたとえば薄肉ステンレス鋼板などから成る封板２５２、弁作動機構２０６の内筒２６２で押し付けられることによって、本体２０１の側部との間で封板２５２を挟み込むパッキン２５３，２５４によって構成されている。これにより、封板２５２は、横導通孔２１４の他端側を閉鎖している。
【００４７】
弁作動機構２０６は、シリンダ部２１６にねじ込みによって装着され、作動されたときに針部材２６５の尖端２６５ａで封板２５２を突き破って開放することによって、入力ポート２１１ａにおける加圧ガス３３の圧力を、横導通孔２１４、封板２５２、内筒２６２に形成された孔２６２ａ、および側部導通孔２１５を介して、本体２０１の弁閉方向Ｚ１の端部を覆うように取り付けられたカバー２０３ａと本体２０１およびバネ受け２０３の弁閉方向Ｚ１の端部と開受圧面２２５とによって形成された密閉空間Ｓ２に導く。密閉空間Ｓ２に導かれた加圧ガス３３の圧力は、瞬時に開受圧面２２５に作用し、圧縮コイルバネ２０４の力によって弁体部材２０２を作動させて弁を開くことができる。
【００４８】
弁作動機構２０６は、本実施形態では、起動装置６０から送出される起動ガスによって針部材２６５を封圧機構２０５に向かって変位させることにより、尖端２６５ａで封板２５２を突き破るように構成されている。
【００４９】
図４は、以上のように構成された急速開放調圧弁４３の弁体部材２０２の寸法関係およびこれによる圧力調整機能の説明図である。この図では、図２に示す封板２５２は破られていて、横導通孔２１４と側部導通孔２１５とが連通し、開受圧面２２５には入力ポート２１１ａの圧力Ｐ１が付与されている。また、閉受圧面２２４には出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が付与されている。
【００５０】
弁体部材２０２は、圧力調整機能に関連した各部寸法として、弁座２１３の寸法としての弁座の当たり部分の中心直径ｄ２、閉受圧面２２４の寸法としての外径ｄ４、および開受圧面２２５の寸法としての外径ｄ３を有する。これら各部寸法および付勢力としての図示のバネ力Ｆとは、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が所定圧力以下になる関係に定められる。なお、ｄ１は、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が作用する弁体部材２０２の軸部の最小直径で、中間的に介在する寸法である。
【００５１】
上記のような関係に構成するためには、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が所定圧力以上になると弁が閉鎖するように上記寸法などを定める必要がある。したがって、入力ポート２１１ａの圧力をＰ１としてその条件を式にすると、
（弁閉鎖力） （π／４）〔Ｐ１×ｄ２２＋Ｐ２（ｄ４２−ｄ１２）〕≧
（π／４）〔Ｐ１×ｄ３２＋Ｐ２（ｄ２２−ｄ１２）〕＋Ｆ （弁開放力）
したがって、
（π／４）〔Ｐ１（ｄ２２−ｄ３２）＋Ｐ２（ｄ４２−ｄ２２）〕≧Ｆ …（１）
と表される。
【００５２】
式（１）の左辺は圧力Ｐ１，Ｐ２による弁閉鎖力の合計であり、右辺はバネ力Ｆによる弁開放力である。ここで、入力ポート２１１ａの圧力Ｐ１は一定であり、バネ力Ｆはバネ定数が定まると一定伸びにおいては一定の力になる。
【００５３】
式（１）によれば、ｄ４をｄ２より大きくしておけば、圧力Ｐ２が大きくなると弁閉鎖力が大きくなる。したがって、諸寸法およびバネ力Ｆを式（１）のような関係に定めると、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が一定値を越えると圧力による弁閉鎖力がバネ力Ｆよりも大きくなって弁が閉じ、圧力Ｐ２はそれ以上圧力Ｐ１に接近しない。それ故、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２を目的とする所定圧力以下に制限することができる。
【００５４】
火災感知器５０は、消火対象領域Ｄ１に設置され、たとえば熱、煙、炎などの検出対象を検出可能なセンサを備え、センサによる検出結果に基づいて火災の発生を感知すると、火災の発生を示す火災発生信号を起動装置６０へ出力するように構成されている。
【００５５】
起動装置６０は、火災感知器５０から火災発生信号が入力されると、消火ガス貯留容器１０および加圧ガス貯留容器３０に設けられる各容器弁を作動させて、閉状態から開状態へ移行させるとともに、弁作動機構２０６を作動させて封板２５２を突き破るように構成されている。容器弁の作動方法は、容器弁を開閉するための機構に応じて適宜選択される。
【００５６】
以下、消火対象領域Ｄ１において火災が発生した場合における消火装置１の動作を説明する。
【００５７】
消火対象領域Ｄ１において火災が発生すると、火災感知器５０によって火災発生信号が起動装置６０へ出力される。起動装置６０は、火災発生信号が入力されると、消火ガス貯留容器１０および加圧ガス貯留容器３０に設けられる各容器弁を作動させて、各容器弁を閉状態から開状態にするとともに、弁作動機構２０６を作動させて封圧機構２０５の封板２５２を突き破る。
【００５８】
消火ガス貯留容器１０の第１容器弁が開状態にされると、輸送管２０と導入管１５ａとが連通する。これにより、消火ガス貯留容器１０内に充填されている加圧ガス１４の圧力によって、液化消火ガス１３が消火ガス貯留容器１０から輸送管２０へ放出される。輸送管２０へ放出された液化消火ガス１３は、輸送管２０によって形成された流路に沿って流下し、放出ノズル２１から消火ガスとして消火対象領域Ｄ１内へ放出される。
【００５９】
また、消火ガス貯留容器１０の第２容器弁が開状態にされると、第２輸送管４２と導入管１５ｂとが連通する。これにより、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａには、消火ガス貯留容器１０内に充填されている加圧ガス１４の圧力が導かれる。
【００６０】
また、加圧ガス貯留容器３０の容器弁が開状態にされると、第１輸送管４１と導入管３５とが連通する。これにより、加圧ガス貯留容器３０内に充填されている加圧ガス３３が第１輸送管４１へ放出され、急速開放調圧弁４３の入力ポート２１１ａには、加圧ガス３３の圧力が導かれる。
【００６１】
また、急速開放調圧弁４３において、封圧機構２０５の封板２５２が突き破られると、横導通孔２１４と側部導通孔２１５とが連通することにより、弁体部材２０２の開受圧面２２５に対して、入力ポート２１１ａに導かれた加圧ガス３３の圧力が付与される。これにより、急速開放調圧弁４３は、出力ポート２１２ａにおける加圧ガス１４の圧力に応じて、弁を開閉することができる。
【００６２】
一方、消火ガス貯留容器１０から液化消火ガス１３が放出されると、消火ガス貯留容器１０内における加圧ガス１４の占有容積が増大し、加圧ガス１４の圧力が低下する。この消火ガス貯留容器１０内における加圧ガス１４の圧力低下に応答して、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａに導かれている加圧ガス１４の圧力も同様に低下する。
【００６３】
消火ガス貯留容器１０からの液化消火ガス１３の放出開始からの時間が経過し、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａに導かれている加圧ガス１４の圧力が所定の設定圧力よりも低下すると、上流側流路と下流側流路とを閉塞する閉塞位置へ変位していた弁体部材２０２が、弁座２１３から離間する方向に変位される。これにより、上流側流路から高圧の加圧ガス３３が下流側流路へ流入し、下流側流路およびそれに連なる消火ガス貯留容器１０内の加圧ガス１４の圧力が上昇する。
【００６４】
急速開放調圧弁４３における前記所定の設定圧力は、消火ガス貯留容器１０内の液化消火ガス１３を加圧するための加圧ガス１４が、液化消火ガス１３を押出すための所定の圧力を維持することができるような圧力に設定される。本実施形態では、急速開放調圧弁４３における設定圧力は、３ＭＰａである。
【００６５】
上流側流路から下流側流路へ加圧ガス３３が流入することにより、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａにおける加圧ガス１４の圧力が再び所定の設定圧力よりも上昇すると、弁座２１３から離間していた弁体部材２０２が、再び閉塞位置まで変位する。これにより、上流側流路から下流側流路への加圧ガス３３の流入が停止される。
【００６６】
消火ガス貯留容器１０から液化消火ガス１３の放出が開始された後は、前記のように、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａにおける加圧ガス１４の圧力に応答して、弁体部材２０２が変位駆動することにより、断続的に上流側流路の加圧ガス３３が下流側流路に流入される。
【００６７】
これにより、消火ガス貯留容器１０内の加圧ガス１４の圧力が所定の圧力を維持するように、加圧ガス貯留容器３０から消火ガス貯留容器１０へ加圧ガス３３を供給することができる。
【００６８】
以上のように、消火装置１は、加圧ガス貯留容器３０から消火ガス貯留容器１０に導かれる加圧ガス３３の流路に、この流路の加圧ガス貯留容器３０に連なる上流側流路の加圧ガス３３を、消火ガス貯留容器１０に連なる下流側流路に所定の圧力に減圧して放出する急速開放調圧弁４３を設けるという構成を採用している。それ故、加圧ガス貯留容器３０に高圧の加圧ガス３３を充填しておくことができるとともに、消火ガス貯留容器１０の許容圧力を高くしておく必要がない。したがって、長期にわたって継続的に加圧ガス３３を消火ガス貯留容器１０に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器３０の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【００６９】
また、急速開放調圧弁４３は、下流側流路の加圧ガス１４の圧力、すなわち二次側の圧力に応答して、上流側流路の加圧ガス３３を減圧して放出するように作動するので、消火装置１の構成を複雑化することなく簡素な構成で、長期にわたって継続的に加圧ガス３３を消火ガス貯留容器１０に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器３０の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 消火装置
１０ 消火ガス貯留容器
１１ 圧力容器本体
１２ 蓋体
１３ 液化消火ガス
１４ 加圧ガス
２０ 輸送管
３０ 加圧ガス貯留容器
３１ 圧力容器本体
３２ 蓋体
３３ 加圧ガス
４１ 第１輸送管
４２ 第２輸送管
４３ 急速開放調圧弁
５０ 火災感知器
６０ 起動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化消火ガスが貯留された消火ガス貯留容器に加圧ガス貯留容器から加圧ガスを供給して、消火ガス貯留容器から液化消火ガスを所定時間、継続して放出することができる消火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、消火装置においては、圧力容器本体内に消火剤である液化消火ガスが貯留されるとともに、この液化消火ガスを圧力容器本体内から押出すための加圧ガスが充填され、圧力容器本体に装着された容器弁の開放に伴って加圧ガスの圧力で液化消火ガスを輸送管へ放出するように構成された蓄圧式の消火ガス貯留容器が用いられている。
【０００３】
このような蓄圧式の消火ガス貯留容器では、液化消火ガスが放出されると、圧力容器本体内における液化消火ガスの容積の減少に伴って、加圧ガスの占有容積が増大する。それ故、消火ガス貯留容器からの液化消火ガスの放出が進むにつれて、圧力容器本体内における加圧ガスの圧力が徐々に低下してしまう。したがって、液化消火ガスの放出の勢いを減衰させずに一定時間、継続して輸送管へ放出し続けるためには、複数の消火ガス貯留容器を設置しておかなければならないという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決する従来技術の消火装置が、たとえば特許文献１に開示されている。図５は、特許文献１に開示される従来技術の消火装置１０１の構成の一部を概略的に示す系統図である。消火装置１０１は、液化消火ガス１０５と加圧ガス１０６とが充填される液化消火ガス貯留槽１０２と、加圧ガスが充填される加圧ガス貯留槽１０３と、液化消火ガス貯留槽１０２の頂部に装着される第１容器弁１０７と、加圧ガス貯留槽１０３の頂部に装着される第２容器弁１４４と、起動装置１１２とを備える。火災の発生が火災検出器によって検出されると、起動装置１１２から第１容器弁１０７に高圧の起動ガスが送出され、第１容器弁１０７が起動ガスの圧力によって開放され、液化消火ガス１０５が液化消火ガス貯留槽１０２から放出され、搬送管１０９を介して消火すべき部屋である防護区画へ供給される。
【０００５】
また、前記搬送管１０９には、分岐搬送管１４５が分岐して接続されており、この分岐搬送管１４５を介して、液化消火ガス貯留槽１０２から放出された液化消火ガス１０５の圧力によって第２容器弁１４４が開放される。第２容器弁１４４が開放されると、加圧ガス貯留槽１０３内に充填されている加圧ガスが、加圧ガス導出管１４６および逆止弁１４７を介して、液化消火ガス貯留槽１０２へ供給される。これにより、液化消火ガス貯留槽１０２内の液化消火ガス１０５の減少に伴う液化消火ガス貯留槽１０２内の加圧ガス１０６の圧力低下を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７９７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６は、他の従来技術に係る消火装置１５１の構成の一部を概略的に示す系統図である。消火装置１５１は、液化消火ガス１５５と加圧ガス１５６とが充填された消火ガス貯留容器１５２と、消火ガス貯留容器１５２へ供給するための加圧ガス１５７が充填された加圧ガス貯留容器１５３とを備え、消火ガス貯留容器１５２に設けられる第１容器弁１６１を開放することによって、消火ガス貯留容器１５２内の加圧ガス１５６の圧力によって液化消火ガス１５５が輸送管１５９へ放出されるとともに、消火ガス貯留容器１５２に設けられる第２容器弁１６２および加圧ガス貯留容器１５３に設けられる容器弁１６３を開放することによって、容器弁１６３、オリフィス１６５が設けられる加圧ガス輸送管１６４および第２容器弁１６２によって形成される加圧ガス輸送路を介して、加圧ガス貯留容器１５３から消火ガス貯留容器１５２へ加圧ガス１５７が供給されるように構成されている。
【０００８】
この消火装置１５１では、消火ガス貯留容器１５２には、３ＭＰａの加圧ガス１５６が４０Ｌ充填されているのに対し、加圧ガス貯留容器１５３には、消火ガス貯留容器１５２に充填される液化消火ガス１５５を３ＭＰａ程度の押出し圧力で一定時間継続して放出するために必要な量として、１５ＭＰａの加圧ガス１５７が８０Ｌ充填されており、加圧ガス１５７は、加圧ガス輸送路において減圧されて消火ガス貯留容器１５２に供給される。
【０００９】
図７は、さらに他の従来技術に係る消火装置１７１の構成の一部を概略的に示す系統図である。この消火装置１７１は、前記消火ガス貯留容器１５２に充填された液化消火ガス１５５と加圧ガス１５６と同量かつ同圧で液化消火ガス１７５と加圧ガス１７６とが充填された消火ガス貯留容器１７２と、加圧ガス１７７が充填された５本の加圧ガス貯留容器１７３とを備え、消火ガス貯留容器１７２に充填される液化消火ガス１７５を３ＭＰａ程度の押出し圧力で一定時間継続して放出するために必要な量として、各加圧ガス貯留容器１７３には、３ＭＰａの加圧ガス１５７が８０Ｌ充填されている。
【００１０】
図６に示す消火装置１５１は、加圧ガス貯留容器１５３に充填する加圧ガス１５７の圧力を高圧にすることによって、図７に示す消火装置１７１よりも加圧ガス貯留容器の設置本数を低減することができ、すなわち、加圧ガス貯留容器１５３を設置するために必要な空間を低減することができる。
【００１１】
しかしながら、消火装置１５１では、第２容器弁１６２および容器弁１６３が誤作動してしまった場合、または、第２容器弁１６２および容器弁１６３において加圧ガス１５７の漏洩が生じた場合、オリフィス１６５によって流量が制御されるため瞬時の圧力上昇は生じないが、平衡状態においては、消火ガス貯留容器１５２および加圧ガス貯留容器１５３内における加圧ガスの圧力がいずれも１１ＭＰａ程度になってしまう。
【００１２】
したがって、消火装置１５１では、安全性を考慮して、消火ガス貯留容器１５２に、少なくとも１１ＭＰａ以上の許容圧力を有する圧力容器を用いておく必要がある。これに対し、消火装置１７１では、消火ガス貯留容器１７２内における加圧ガスの圧力が不所望に増大するおそれがないので、消火ガス貯留容器１７２に、４ＭＰａ程度の許容圧力を有する圧力容器を用いればよい。このように、消火装置１５１の場合には、消火ガス貯留容器１５２の許容圧力を高くしておく必要があるために、消火ガス貯留容器１５２に対するコストが増大してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、簡単な構成で長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる消火装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、液化消火ガスが貯留される消火ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器内の液化消火ガスを、所定の圧力で加圧するための加圧ガスが貯留される加圧ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器から放出された液化消火ガスを、消火対象領域に導く消火ガス輸送手段と、
加圧ガス貯留容器から放出された加圧ガスを、消火ガス貯留容器に導く加圧ガス輸送手段と、
加圧ガス輸送手段による加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に設けられ、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に前記所定の圧力に減圧して放出する減圧弁とを備えることを特徴とする消火装置である。
【００１５】
また本発明は、前記減圧弁は、前記下流側流路の加圧ガスの圧力に応答して、前記上流側流路の加圧ガスを減圧して放出するように作動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、消火装置は、加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に所定の圧力に減圧して放出する減圧弁を設けるという構成を採用している。それ故、加圧ガス貯留容器に高圧の加圧ガスを充填しておくことができるとともに、消火ガス貯留容器の許容圧力を高くしておく必要がない。したがって、長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【００１７】
また本発明によれば、減圧弁が、下流側流路の加圧ガスの圧力に応答して、上流側流路の加圧ガスを減圧して放出するように作動するので、消火装置の構成を複雑化することなく簡素な構成によって、長期にわたって継続的に加圧ガスを消火ガス貯留容器に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る消火装置１の概略的な構成を示す系統図である。
【図２】本実施形態の消火装置１に備えられる急速開放調圧弁４３の構成を示す断面図である。
【図３】急速開放調圧弁４３の封圧部分の構造例を示す部分断面図である。
【図４】急速開放調圧弁４３の弁体部材２０２の寸法関係およびこれによる圧力調整機能の説明図である。
【図５】従来技術の消火装置１０１の構成の一部を概略的に示す系統図である。
【図６】他の従来技術に係る消火装置１５１の構成の一部を概略的に示す系統図である。
【図７】さらに他の従来技術に係る消火装置１７１の構成の一部を概略的に示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る消火装置１の概略的な構成を示す系統図である。消火装置１は、たとえばビルなどの建物に設置され、火災の発生に応じて、消火対象領域Ｄ１に消火ガスを放出可能に構成されている。
【００２０】
消火装置１は、大略的に、消火ガス貯留容器１０と、消火ガス輸送手段である輸送管２０と、放出ノズル２１と、加圧ガス貯留容器３０と、加圧ガス輸送手段である第１および第２輸送管４１，４２と、圧力制御のための減圧弁である急速開放調圧弁４３と、火災感知器５０と、起動装置６０とを備えて構成されている。
【００２１】
消火ガス貯留容器１０は、圧力容器本体１１と、蓋体１２とを備えている。圧力容器本体１１には、容器頂部において開口が形成されており、蓋体１２は、この開口を開放／閉塞するように、圧力容器本体１１に対して着脱可能である。すなわち、蓋体１２を装着し、前記開口を閉塞することによって、消火ガス貯留容器１０の内部には密閉空間が形成される。
【００２２】
消火ガス貯留容器１０は、前記開口を閉塞することによって形成された内部空間に対して、液化消火ガス１３と、所定の圧力に圧縮された加圧ガス１４とを充填した状態で、たとえばボンベ室Ｄ２に設置される。このとき、ボンベ室Ｄ２には、消火対象領域Ｄ１において発生した火災を消火するために十分な量の液化消火ガス１３が備えられ、本実施形態では、２本の消火ガス貯留容器１０を設置することによって、十分な量の液化消火ガス１３が備えられている。
【００２３】
消火ガス貯留容器１０としては、内部に充填される加圧ガス１４の圧力に対して適した耐圧性を有する圧力容器本体１１が用いられている。本実施形態では、内部に充填される液化消火ガス１３を３ＭＰａ程度の押出し圧力で外部へ押出すために、加圧ガス１４が３ＭＰａ程度の圧力で充填されている。したがって、圧力容器本体１１としては、４ＭＰａ程度の許容圧力を有するものが用いられている。
【００２４】
なお、消火ガス貯留容器１０に充填される液化消火ガス１３としては、消火作用を有するものであれば特に限定されないが、たとえば二酸化炭素、ハロゲン化物などを挙げることができる。また加圧ガス１４としては、たとえば窒素ガスなどの不活性ガスを挙げることができる。
【００２５】
また蓋体１２には、消火ガス貯留容器１０内の液化消火ガス１３を外部へ導出するための流路（以下、「消火ガス流路」と称する）が形成されるとともに、消火ガス貯留容器１０の内部空間へ加圧ガスを導入するための流路（以下、「第１加圧ガス流路」と称する）が形成され、さらに、消火ガス流路および第１加圧ガス流路をそれぞれ開放／閉塞するための図示しない容器弁が設けられている。
【００２６】
消火ガス流路を開閉可能な一方の容器弁（以下、「第１容器弁」と称する）は、常時は、前記消火ガス流路を閉塞している閉状態を維持し、火災の発生に応じて、起動装置６０によって作動されて、前記閉状態から消火ガス流路を開放している開状態へ移行するように構成されている。
【００２７】
また、第１加圧ガス流路を開閉可能な他方の容器弁（以下、「第２容器弁」と称する）は、常時は、前記第１加圧ガス流路を閉塞している閉状態を維持し、火災の発生に応じて、起動装置６０によって作動されて、前記閉状態から第１加圧ガス流路を開放している開状態へ移行するように構成されている。
【００２８】
蓋体１２には、さらに、第１容器弁の入力ポートに連通するように、導入管１５ａの一端部が連結され、第１容器弁の出力ポートに連通するように、輸送管２０における液化消火ガス１３の輸送方向上流側の端部が連結されている。この導入管１５ａは、蓋体１２を圧力容器本体１１に装着した状態において、第１容器弁に連結される側とは反対側の他端部が、圧力容器本体１１内における容器底部の近傍に配置されるような寸法に形成されている。
【００２９】
蓋体１２には、さらに、第２容器弁の入力ポートに連通するように、第２輸送管４２における加圧ガスの輸送方向下流側の端部が連結され、第２容器弁の出力ポートに連通するように、導入管１５ｂの一端部が連結される。この導入管１５ｂは、蓋体１２を圧力容器本体１１に装着した状態において、第２容器弁に連結される側とは反対側の他端部が、消火ガス貯留容器１０に充填された液化消火ガス１３の液面よりも上方に配置されるような寸法に形成されている。
【００３０】
輸送管２０は、消火ガス流路が開放されることによって消火ガス貯留容器１０内から外部へ導出された液化消火ガス１３を、消火対象領域Ｄ１に導くための流路を形成する。この流路には、図示しないが、流路を開閉可能に構成された開閉弁が設けられていてもよい。輸送管２０において、蓋体１２に設けられる第１容器弁に連結される側とは反対側の他端部は、消火対象領域Ｄ１に配置されて、放出ノズル２１が装着される。
【００３１】
加圧ガス貯留容器３０は、圧力容器本体３１と、蓋体３２とを備えている。圧力容器本体３１には、容器頂部において開口が形成されており、蓋体３２は、この開口を開放／閉塞するように、圧力容器本体３１に対して着脱可能である。すなわち、蓋体３２を装着し、前記開口を閉塞することによって、加圧ガス貯留容器３０の内部には密閉空間が形成される。
【００３２】
加圧ガス貯留容器３０は、前記開口を閉塞することによって形成された内部空間に対して、消火ガス貯留容器１０へ供給するための加圧ガス３３を充填した状態で、消火ガス貯留容器１０と同様に、ボンベ室Ｄ２に設置される。このとき、加圧ガス貯留容器３０には、ボンベ室Ｄ２に設置される消火ガス貯留容器１０に貯留される液化消火ガス１３を、前記所定の押出し圧力で一定時間、継続して放出させることができるように算出された量の加圧ガス３３が、消火ガス貯留容器１０内に充填される加圧ガス１４の圧力よりも高圧に圧縮された状態で充填される。
【００３３】
加圧ガス貯留容器３０としては、内部に充填される加圧ガス３３の圧力に対して適した耐圧性を有する圧力容器本体３１が用いられている。本実施形態では、２本の消火ガス貯留容器１０に充填される液化消火ガス１３を、３ＭＰａ程度の押出し圧力で継続して放出させるために、加圧ガス３３が３０ＭＰａ程度の圧力で充填されている。したがって、圧力容器本体３１としては、３２ＭＰａ程度の許容圧力を有するものが用いられている。なお、加圧ガス貯留容器３０には、消火ガス貯留容器１０に充填される加圧ガス１４と同一の物質の加圧ガス３３が充填される。
【００３４】
また蓋体３２には、加圧ガス貯留容器３０内の加圧ガス３３を外部へ導出するための流路（以下、「第２加圧ガス流路」と称する）が形成され、さらに、第２加圧ガス流路を開放／閉塞するための図示しない容器弁（以下、「第３容器弁」と称する）が設けられている。
【００３５】
この第３容器弁は、常時は、前記第２加圧ガス流路を閉塞している閉状態を維持し、火災の発生に応じて、起動装置６０によって作動されて、前記閉状態から第２加圧ガス流路を開放している開状態へ移行するように構成されている。
【００３６】
蓋体３２には、さらに、第３容器弁の入力ポートに連通するように、導入管３５の一端部が連結され、第３容器弁の出力ポートに連通するように、第１輸送管４１における加圧ガス３３の輸送方向上流側の端部が連結されている。この導入管３５は、蓋体３２を圧力容器本体３１に装着した状態において、第３容器弁に連結される側とは反対側の他端部が、圧力容器本体３１内に配置されるように形成されている。
【００３７】
第１および第２輸送管４１，４２は、第２加圧ガス流路が開放されることによって加圧ガス貯留容器３０内から外部へ導出された加圧ガス３３を、消火ガス貯留容器１０に導くための流路を形成する。また、この流路には、後で詳述する急速開放調圧弁４３が介在されている。
【００３８】
第１輸送管４１は、前記のように、加圧ガス３３の輸送方向上流側の端部が加圧ガス貯留容器３０の蓋体３２に連結され、輸送方向下流側の端部が後述する急速開放調圧弁４３の入口ノズル部２１１に連結されている。
【００３９】
また第２輸送管４２は、加圧ガス３３の輸送方向上流側の端部が後述する急速開放調圧弁４３の出口ノズル部２１２に連結され、前記のように、輸送方向下流側の端部が各消火ガス貯留容器１０の蓋体１２に連結されている。なお、本実施形態では、急速開放調圧弁４３は、第１輸送管４１と第２輸送管４２との間に介在されているが、他の実施形態では、急速開放調圧弁４３は、蓋体３２に一体に設けられていてもよい。
【００４０】
図２は、本実施形態の消火装置１に備えられる急速開放調圧弁４３の構成を示す断面図である。急速開放調圧弁４３は、本体２０１、弁体部材２０２、本体２０１に形成された通路としての横導通孔２１４および側部導通孔２１５、受け部材としてのバネ受け２０３、カバー２０３ａ、付勢部材としての圧縮コイルバネ２０４、封圧手段としての封板機構２０５、封圧解除手段としての弁作動機構２０６を有する。なお、図において矢符Ｚで示す方向を弁開閉方向と称し、弁開閉方向Ｚのうち矢符Ｚ１で示す方向を弁閉方向と称し、弁開閉方向Ｚのうち矢符Ｚ２で示す方向を弁開方向と称する。
【００４１】
本体２０１は、加圧ガス３３の入口である入力ポート２１１ａを形成する入口ノズル部２１１と、加圧ガス３３の出口である出力ポート２１２ａを形成する出口ノズル部２１２と、弁座２１３と、弁作動機構２０６を装着するためのシリンダ部２１６とを有するとともに、横導通孔２１４および側部導通孔２１５が形成されている。
【００４２】
入口ノズル部２１１は、本体２０１の弁開方向Ｚ２側の端部に形成され、その外周面部には、第１輸送管４１を連結するためのネジ２１１ｂが刻設されている。また、出口ノズル部２１２は、本体２０１の弁開閉方向Ｚの略中央部から弁開閉方向Ｚに垂直な一半径方向外方に突出するように設けられ、その外周面には、第２輸送管４２を連結するためのネジ２１２ｂが刻設されている。また、シリンダ部２１６は、本体２０１の弁開閉方向Ｚの略中央部から弁開閉方向Ｚに垂直な一半径方向外方に突出するように設けられ、弁作動機構２０６を挿入するための挿入口２１６ａが形成されている。
【００４３】
横導通孔２１４は、一端側が入力ポート２１１ａに連通し、他端側が挿入口２１６ａに連通するように形成されている。また、側部導通孔２１５は、一端側が挿入口２１６ａに連通し、他端側が本体２０１の弁閉方向Ｚ１側の端部に形成された開口２１７に連通するように形成されている。なお、本体２０１には、図示しないが圧力計やボンベ用安全弁の座などを必要に応じて適宜設けることができる。
【００４４】
弁体部材２０２は、弁座２１３に接離して開閉される弁体部としてのキャップ２２１および弁体２２２、閉受圧面２２４、開受圧面２２５を備えていて、弁開閉方向Ｚに移動可能に本体２０１によって案内される。閉受圧面２２４は、出力ポート２１２ａに連通する空間Ｓ１を臨み、ここから弁閉方向Ｚ１の圧力を受ける。このため、弁体部材２０２が本体２０１によって案内される案内面には、圧力シール用のＯリング２０７が介装されている。開受圧面２２５は、弁閉方向Ｚ１の端に形成され、弁開方向Ｚ２の圧力を受ける。
【００４５】
バネ受け２０３は、本体２０１の弁閉方向Ｚ１の端部の内側に、ねじ込まれることによってこれに装着されていて、バネ２０４の反力を支持している。また、弁体部材２０２が気密状態で摺動可能なように、弁体部材２０２の弁閉方向Ｚ１の端部とバネ受け２０３との間がＯリング２０８によってシールされている。圧縮コイルバネ２０４は、弁体部材２０２のバネ受け部２２６とバネ受け２０３との間に介装され、弁体部材２０２をＺ２方向に付勢している。
【００４６】
図３は、急速開放調圧弁４３の封圧部分の構造例を示す部分断面図である。封圧機構２０５は、封圧部材としてのたとえば薄肉ステンレス鋼板などから成る封板２５２、弁作動機構２０６の内筒２６２で押し付けられることによって、本体２０１の側部との間で封板２５２を挟み込むパッキン２５３，２５４によって構成されている。これにより、封板２５２は、横導通孔２１４の他端側を閉鎖している。
【００４７】
弁作動機構２０６は、シリンダ部２１６にねじ込みによって装着され、作動されたときに針部材２６５の尖端２６５ａで封板２５２を突き破って開放することによって、入力ポート２１１ａにおける加圧ガス３３の圧力を、横導通孔２１４、封板２５２、内筒２６２に形成された孔２６２ａ、および側部導通孔２１５を介して、本体２０１の弁閉方向Ｚ１の端部を覆うように取り付けられたカバー２０３ａと本体２０１およびバネ受け２０３の弁閉方向Ｚ１の端部と開受圧面２２５とによって形成された密閉空間Ｓ２に導く。密閉空間Ｓ２に導かれた加圧ガス３３の圧力は、瞬時に開受圧面２２５に作用し、圧縮コイルバネ２０４の力によって弁体部材２０２を作動させて弁を開くことができる。
【００４８】
弁作動機構２０６は、本実施形態では、起動装置６０から送出される起動ガスによって針部材２６５を封圧機構２０５に向かって変位させることにより、尖端２６５ａで封板２５２を突き破るように構成されている。
【００４９】
図４は、以上のように構成された急速開放調圧弁４３の弁体部材２０２の寸法関係およびこれによる圧力調整機能の説明図である。この図では、図２に示す封板２５２は破られていて、横導通孔２１４と側部導通孔２１５とが連通し、開受圧面２２５には入力ポート２１１ａの圧力Ｐ１が付与されている。また、閉受圧面２２４には出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が付与されている。
【００５０】
弁体部材２０２は、圧力調整機能に関連した各部寸法として、弁座２１３の寸法としての弁座の当たり部分の中心直径ｄ２、閉受圧面２２４の寸法としての外径ｄ４、および開受圧面２２５の寸法としての外径ｄ３を有する。これら各部寸法および付勢力としての図示のバネ力Ｆとは、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が所定圧力以下になる関係に定められる。なお、ｄ１は、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が作用する弁体部材２０２の軸部の最小直径で、中間的に介在する寸法である。
【００５１】
上記のような関係に構成するためには、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が所定圧力以上になると弁が閉鎖するように上記寸法などを定める必要がある。したがって、入力ポート２１１ａの圧力をＰ１としてその条件を式にすると、
（弁閉鎖力） （π／４）〔Ｐ１×ｄ２２＋Ｐ２（ｄ４２−ｄ１２）〕≧
（π／４）〔Ｐ１×ｄ３２＋Ｐ２（ｄ２２−ｄ１２）〕＋Ｆ （弁開放力）
したがって、
（π／４）〔Ｐ１（ｄ２２−ｄ３２）＋Ｐ２（ｄ４２−ｄ２２）〕≧Ｆ …（１）
と表される。
【００５２】
式（１）の左辺は圧力Ｐ１，Ｐ２による弁閉鎖力の合計であり、右辺はバネ力Ｆによる弁開放力である。ここで、入力ポート２１１ａの圧力Ｐ１は一定であり、バネ力Ｆはバネ定数が定まると一定伸びにおいては一定の力になる。
【００５３】
式（１）によれば、ｄ４をｄ２より大きくしておけば、圧力Ｐ２が大きくなると弁閉鎖力が大きくなる。したがって、諸寸法およびバネ力Ｆを式（１）のような関係に定めると、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２が一定値を越えると圧力による弁閉鎖力がバネ力Ｆよりも大きくなって弁が閉じ、圧力Ｐ２はそれ以上圧力Ｐ１に接近しない。それ故、出力ポート２１２ａの圧力Ｐ２を目的とする所定圧力以下に制限することができる。
【００５４】
火災感知器５０は、消火対象領域Ｄ１に設置され、たとえば熱、煙、炎などの検出対象を検出可能なセンサを備え、センサによる検出結果に基づいて火災の発生を感知すると、火災の発生を示す火災発生信号を起動装置６０へ出力するように構成されている。
【００５５】
起動装置６０は、火災感知器５０から火災発生信号が入力されると、消火ガス貯留容器１０および加圧ガス貯留容器３０に設けられる各容器弁を作動させて、閉状態から開状態へ移行させるとともに、弁作動機構２０６を作動させて封板２５２を突き破るように構成されている。容器弁の作動方法は、容器弁を開閉するための機構に応じて適宜選択される。
【００５６】
以下、消火対象領域Ｄ１において火災が発生した場合における消火装置１の動作を説明する。
【００５７】
消火対象領域Ｄ１において火災が発生すると、火災感知器５０によって火災発生信号が起動装置６０へ出力される。起動装置６０は、火災発生信号が入力されると、消火ガス貯留容器１０および加圧ガス貯留容器３０に設けられる各容器弁を作動させて、各容器弁を閉状態から開状態にするとともに、弁作動機構２０６を作動させて封圧機構２０５の封板２５２を突き破る。
【００５８】
消火ガス貯留容器１０の第１容器弁が開状態にされると、輸送管２０と導入管１５ａとが連通する。これにより、消火ガス貯留容器１０内に充填されている加圧ガス１４の圧力によって、液化消火ガス１３が消火ガス貯留容器１０から輸送管２０へ放出される。輸送管２０へ放出された液化消火ガス１３は、輸送管２０によって形成された流路に沿って流下し、放出ノズル２１から消火ガスとして消火対象領域Ｄ１内へ放出される。
【００５９】
また、消火ガス貯留容器１０の第２容器弁が開状態にされると、第２輸送管４２と導入管１５ｂとが連通する。これにより、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａには、消火ガス貯留容器１０内に充填されている加圧ガス１４の圧力が導かれる。
【００６０】
また、加圧ガス貯留容器３０の容器弁が開状態にされると、第１輸送管４１と導入管３５とが連通する。これにより、加圧ガス貯留容器３０内に充填されている加圧ガス３３が第１輸送管４１へ放出され、急速開放調圧弁４３の入力ポート２１１ａには、加圧ガス３３の圧力が導かれる。
【００６１】
また、急速開放調圧弁４３において、封圧機構２０５の封板２５２が突き破られると、横導通孔２１４と側部導通孔２１５とが連通することにより、弁体部材２０２の開受圧面２２５に対して、入力ポート２１１ａに導かれた加圧ガス３３の圧力が付与される。これにより、急速開放調圧弁４３は、出力ポート２１２ａにおける加圧ガス１４の圧力に応じて、弁を開閉することができる。
【００６２】
一方、消火ガス貯留容器１０から液化消火ガス１３が放出されると、消火ガス貯留容器１０内における加圧ガス１４の占有容積が増大し、加圧ガス１４の圧力が低下する。この消火ガス貯留容器１０内における加圧ガス１４の圧力低下に応答して、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａに導かれている加圧ガス１４の圧力も同様に低下する。
【００６３】
消火ガス貯留容器１０からの液化消火ガス１３の放出開始からの時間が経過し、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａに導かれている加圧ガス１４の圧力が所定の設定圧力よりも低下すると、上流側流路と下流側流路とを閉塞する閉塞位置へ変位していた弁体部材２０２が、弁座２１３から離間する方向に変位される。これにより、上流側流路から高圧の加圧ガス３３が下流側流路へ流入し、下流側流路およびそれに連なる消火ガス貯留容器１０内の加圧ガス１４の圧力が上昇する。
【００６４】
急速開放調圧弁４３における前記所定の設定圧力は、消火ガス貯留容器１０内の液化消火ガス１３を加圧するための加圧ガス１４が、液化消火ガス１３を押出すための所定の圧力を維持することができるような圧力に設定される。本実施形態では、急速開放調圧弁４３における設定圧力は、３ＭＰａである。
【００６５】
上流側流路から下流側流路へ加圧ガス３３が流入することにより、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａにおける加圧ガス１４の圧力が再び所定の設定圧力よりも上昇すると、弁座２１３から離間していた弁体部材２０２が、再び閉塞位置まで変位する。これにより、上流側流路から下流側流路への加圧ガス３３の流入が停止される。
【００６６】
消火ガス貯留容器１０から液化消火ガス１３の放出が開始された後は、前記のように、急速開放調圧弁４３の出力ポート２１２ａにおける加圧ガス１４の圧力に応答して、弁体部材２０２が変位駆動することにより、断続的に上流側流路の加圧ガス３３が下流側流路に流入される。
【００６７】
これにより、消火ガス貯留容器１０内の加圧ガス１４の圧力が所定の圧力を維持するように、加圧ガス貯留容器３０から消火ガス貯留容器１０へ加圧ガス３３を供給することができる。
【００６８】
以上のように、消火装置１は、加圧ガス貯留容器３０から消火ガス貯留容器１０に導かれる加圧ガス３３の流路に、この流路の加圧ガス貯留容器３０に連なる上流側流路の加圧ガス３３を、消火ガス貯留容器１０に連なる下流側流路に所定の圧力に減圧して放出する急速開放調圧弁４３を設けるという構成を採用している。それ故、加圧ガス貯留容器３０に高圧の加圧ガス３３を充填しておくことができるとともに、消火ガス貯留容器１０の許容圧力を高くしておく必要がない。したがって、長期にわたって継続的に加圧ガス３３を消火ガス貯留容器１０に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器３０の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【００６９】
また、急速開放調圧弁４３は、下流側流路の加圧ガス１４の圧力、すなわち二次側の圧力に応答して、上流側流路の加圧ガス３３を減圧して放出するように作動するので、消火装置１の構成を複雑化することなく簡素な構成で、長期にわたって継続的に加圧ガス３３を消火ガス貯留容器１０に供給することができるとともに、加圧ガス貯留容器３０の設置本数を低減し、設置スペースおよびコストを低減することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 消火装置
１０ 消火ガス貯留容器
１１ 圧力容器本体
１２ 蓋体
１３ 液化消火ガス
１４ 加圧ガス
２０ 輸送管
３０ 加圧ガス貯留容器
３１ 圧力容器本体
３２ 蓋体
３３ 加圧ガス
４１ 第１輸送管
４２ 第２輸送管
４３ 急速開放調圧弁
５０ 火災感知器
６０ 起動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化消火ガスが貯留される消火ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器内の液化消火ガスを、所定の圧力で加圧するための加圧ガスが貯留される加圧ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器から放出された液化消火ガスを、消火対象領域に導く消火ガス輸送手段と、
加圧ガス貯留容器から放出された加圧ガスを、消火ガス貯留容器に導く加圧ガス輸送手段と、
加圧ガス輸送手段による加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に設けられ、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に前記所定の圧力に減圧して放出する減圧弁とを備えることを特徴とする消火装置。
【請求項２】
前記減圧弁は、前記下流側流路の加圧ガスの圧力に応答して、前記上流側流路の加圧ガスを減圧して放出するように作動することを特徴とする請求項１記載の消火装置。
【請求項１】
液化消火ガスが貯留される消火ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器内の液化消火ガスを、所定の圧力で加圧するための加圧ガスが貯留される加圧ガス貯留容器と、
消火ガス貯留容器から放出された液化消火ガスを、消火対象領域に導く消火ガス輸送手段と、
加圧ガス貯留容器から放出された加圧ガスを、消火ガス貯留容器に導く加圧ガス輸送手段と、
加圧ガス輸送手段による加圧ガス貯留容器から消火ガス貯留容器に導かれる加圧ガスの流路に設けられ、この流路の加圧ガス貯留容器に連なる上流側流路の加圧ガスを、消火ガス貯留容器に連なる下流側流路に前記所定の圧力に減圧して放出する減圧弁とを備えることを特徴とする消火装置。
【請求項２】
前記減圧弁は、前記下流側流路の加圧ガスの圧力に応答して、前記上流側流路の加圧ガスを減圧して放出するように作動することを特徴とする請求項１記載の消火装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６４１５（Ｐ２０１２−１６４１５Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４３６３（Ｐ２０１０−１５４３６３）
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【出願人】（３９００１０３４２）エア・ウォーター防災株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【出願人】（３９００１０３４２）エア・ウォーター防災株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
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