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発明の名称 閉鎖空間用防火システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−229401(P2007−229401A)
公開日 平成19年9月13日(2007.9.13)
出願番号 特願2006−58358(P2006−58358)
出願日 平成18年3月3日(2006.3.3)
代理人 【識別番号】100057874
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照
発明者 稲村 勝正 / 吉葉 裕毅雄
要約 課題
ランニングコストが安く、コンパクトな閉鎖空間用防火システムを提供する。

解決手段
閉鎖空間用防火システムは、閉鎖空間として維持できる防火対象の部屋を無人のときに不燃焼雰囲気にすることにより防火する閉鎖空間用防火システムにおいて、上記部屋を不燃焼雰囲気から生存可能雰囲気に切り換えるときに上記部屋を占める不燃焼気体を回収して貯蔵する不燃焼気体回収貯蔵手段と、上記部屋を生存可能雰囲気から不燃焼雰囲気に切り換えるときに上記不燃焼気体回収貯蔵手段に貯蔵されている不燃焼気体を上記部屋に放出する放出手段と、を備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
閉鎖空間として維持できる防火対象の部屋を無人のときに不燃焼雰囲気にすることにより防火する閉鎖空間用防火システムにおいて、
上記部屋を不燃焼雰囲気から生存可能雰囲気に切り換えるときに上記部屋を占める不燃焼気体を回収して貯蔵する不燃焼気体回収貯蔵手段と、
上記部屋を生存可能雰囲気から不燃焼雰囲気に切り換えるときに上記不燃焼気体回収貯蔵手段に貯蔵されている不燃焼気体を上記部屋に放出する放出手段と、
を備えることを特徴とする閉鎖空間用防火システム。
【請求項2】
空気から窒素ガスを発生して上記不燃焼気体回収貯蔵手段に貯蔵する窒素ガス発生手段を備えることを特徴とする請求項1に記載する閉鎖空間用防火システム。
【請求項3】
閉鎖空間として維持できる防火対象の部屋を無人のときに不燃焼雰囲気にすることにより防火する閉鎖空間用防火システムにおいて、
上記部屋を不燃焼雰囲気から生存可能雰囲気に切り換えるときに上記部屋を占める不燃焼気体を回収して貯蔵する不燃焼気体回収貯蔵手段と、
上記不燃焼気体回収貯蔵手段に貯蔵されている不燃焼気体から窒素ガスを発生して貯蔵する窒素ガス発生貯蔵手段と、
上記部屋を生存可能雰囲気から不燃焼雰囲気に切り換えるときに上記窒素ガス発生貯蔵手段に貯蔵されている窒素ガスを上記部屋に放出する放出手段と、
を備えることを特徴とする閉鎖空間用防火システム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、閉鎖空間内を不燃焼雰囲気にすることにより防火する閉鎖空間用防火システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来は、閉鎖空間内に不活性ガスを充満させ、常時不燃焼雰囲気にしておき、人間の在室時には、酸素を供給し生存酸素濃度にするものがあり、常時は閉鎖空間内で火災が発生することがない。そのため、閉鎖空間内に収容されているもの、例えば、重要文化財の美術工芸品等は、火災の被害を受ける恐れがないので、安心である(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2003−102858号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、無人環境から有人環境に復帰するとき、閉鎖空間内に充満した不燃焼ガス(不活性ガス)を大気に放出してしまい、再度閉鎖空間を不燃焼ガスで充満するときには新たに不燃焼ガスを準備しなければならないので、不燃焼ガスの消費量が多くなるという問題がある。
また、不燃焼ガスを供給するためにボンベに充填されたガスを用意すると、ボンベの占有する広い場所を準備しなければならず、防火システムが大型化するという問題がある。
また、窒素ガス発生装置を用いて窒素ガスを得ると、空気から窒素ガスを生成することになり、窒素ガスの生成に時間が掛かってしまうという問題がある。
【0005】
この発明の目的は、ランニングコストが安く、コンパクトな閉鎖空間用防火システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係わる閉鎖空間用防火システムは、閉鎖空間として維持できる防火対象の部屋を無人のときに不燃焼雰囲気にすることにより防火する閉鎖空間用防火システムにおいて、上記部屋を不燃焼雰囲気から生存可能雰囲気に切り換えるときに上記部屋を占める不燃焼気体を回収して貯蔵する不燃焼気体回収貯蔵手段と、上記部屋を生存可能雰囲気から不燃焼雰囲気に切り換えるときに上記不燃焼気体回収貯蔵手段に貯蔵されている不燃焼気体を上記部屋に放出する放出手段と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
この発明に係わる閉鎖空間用防火システムの効果は、回収して貯蔵された窒素ガス濃度が高い不燃焼気体を再度部屋を不燃焼雰囲気に切り換えるときに使用するので、新たに追加する窒素ガスの量が少なくて済み、コンパクトな閉鎖空間用防火システムを構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システムの構成図である。
この発明の実施の形態の説明に先立って酸素濃度に関する2つの定義を説明する。出入口1を閉鎖し、陽圧に維持される部屋2は、閉鎖空間を構成する。そして、閉鎖空間を占める気体の酸素濃度により、部屋2の内部が不燃焼雰囲気、生存可能雰囲気になる。不燃焼雰囲気は、酸素濃度が12%以下のときであり、生存可能雰囲気は、酸素濃度が21%以上のときである。なお、酸素濃度が12%を超えて21%未満のときでも人は生存可能であるが人体に全く影響を与えないという意味で酸素濃度が21%以上のとき生存可能雰囲気と定め、部屋2の酸素濃度の管理の閾値として使用する。
閉鎖空間を占める気体の酸素濃度が12%以下になると、燃焼物と火元とがあっても燃焼物には着火しない。
【0009】
この発明の実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システム10は、図1に示すように、部屋2の出入口1を閉鎖し、部屋の内部を陽圧に維持することにより閉鎖空間となる部屋2を対象とする防火システムである。この部屋2には、部屋2の内部空間を占める気体(以下、「室内気体」と称す)の圧力(以下、「室内圧力」と称す)が部屋2の外側の開放空間を占める気体(以下、「室外気体」と称す)、すなわち通常の空気の圧力(以下、「室外圧力」と称す)より高くなったとき、室内気体を避圧口としてのダンパ3を介して室外に放出して室内圧力を室外圧力より若干陽圧にしている。
また、室内を生存可能雰囲気に戻すときには、室内を占める不燃焼気体を回収するときに室外気体流入口としてのダンパ3から空気が流れ込み、酸素濃度を回復する。ダンパ3は、避圧口と室外気体流入口を一体化したものであるので、構成を簡便にすることができる。
【0010】
この発明において閉鎖空間を占める気体の酸素濃度を不燃焼雰囲気まで低下するために、空気を置換する気体として窒素ガスを使用する。なお、他にもアルゴンガスなどがあるが安価に入手できるとして窒素ガスを使用している。そして、部屋2が不燃焼雰囲気のときには、酸素濃度が12%以下で他がほぼ窒素ガスからなる不燃焼気体で部屋2が占められている。
【0011】
この実施の形態1に係わる防火システム10は、人が出入することのできる生存可能雰囲気に閉鎖空間を戻すときに、閉鎖空間を占める不燃焼気体を閉鎖空間から回収し、圧縮する回収圧縮機11、圧縮された不燃焼気体を貯蔵する回収貯蔵タンク12、回収貯蔵タンク12に貯えられている圧縮不燃焼気体から窒素ガスを発生する窒素ガス発生装置13、発生する窒素ガスを圧縮する窒素ガス圧縮機14、圧縮窒素ガスを貯蔵する窒素ガス貯蔵タンク15を備える。
回収圧縮機11と回収貯蔵タンク12により不燃焼気体回収貯蔵手段を構成する。また、窒素ガス発生装置13、窒素ガス圧縮機14および窒素ガス貯蔵タンク15により窒素ガス発生貯蔵手段を構成する。
【0012】
この防火システム10では、部屋2の出入口1及びダンパ3から一番離れた壁に部屋内を占める気体を吸入する吸入口21と不燃焼気体を部屋2内に放出する放出口22が設けられている。
そして、吸入口21と回収圧縮機11の入口が配管23により接続され、回収圧縮機11の出口が回収貯蔵タンク12の入口に配管23により接続されている。
また、回収貯蔵タンク12の出口が窒素ガス発生装置13の入口に配管23により接続され、窒素ガス発生装置13の出口が窒素ガス圧縮機14の入口に配管23により接続されている。
また、窒素ガス圧縮機14の出口が窒素ガス貯蔵タンク15の入口に配管により接続され、窒素ガス貯蔵タンク15の出口が放出口22に窒素ガス放出弁16を介して配管23により接続されている。
放出口22、配管23および窒素ガス放出弁16により窒素ガス放出手段を構成する。
【0013】
また、防火システム10は、閉鎖空間内の雰囲気ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計17、回収貯蔵タンク12内の圧力を計測する回収ガス圧力計18、窒素ガス貯蔵タンク15内の圧力を計測する窒素ガス圧力計19、防火システム10全体の動作を制御する制御盤20を備える。
そして、酸素濃度、回収貯蔵タンク内の圧力、窒素ガス貯蔵タンク内の圧力は、信号線を経由して制御盤20に送られる。
また、制御盤20は、回収圧縮機11、窒素ガス発生装置13、窒素ガス圧縮機14、窒素ガス放出弁16と信号線により接続されている。
【0014】
次に、この実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システム10の動作について図2を参照して説明する。図2は、実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システム10により閉鎖空間を不燃焼雰囲気と生存可能雰囲気との間を切り換える手順を示すフローチャートである。
部屋2が不燃焼雰囲気に維持されている状態から説明する。例えば、美術館などに当てはめれば開館前に相当する。そして、例えば開館に合わせて、部屋2の管理人が制御盤20のモードスイッチを無人から有人に切り換える。
ステップS1において、制御盤20は、回収圧縮機11を始動し、回収圧縮機11は、吸入口21から部屋2内の不燃焼気体を回収し、圧縮して回収貯蔵タンク12に貯蔵する。そうすると、ダンパ3が室内側に開放して部屋2を占める気体は不燃焼気体が徐々に空気により置換され、酸素濃度が増加する。
ステップS2において、制御盤20は、部屋2内の酸素濃度が21%以上であるか否かを判断し、21%未満のときにはステップS1に戻り、21%以上のときにはステップS3に進む。
ステップS3において、制御盤20は、回収圧縮機11を停止し、ステップS4に進む。
ステップS4において、制御盤20は、窒素ガス発生装置13を始動し、窒素ガス発生装置13は、圧縮不燃焼気体を入力し、酸素ガスがリッチな気体を外部に放出し、窒素ガスを窒素ガス圧縮機14に送る。窒素ガス圧縮機14は、窒素ガスを圧縮して窒素ガス貯蔵タンク15に圧縮窒素ガスとして貯蔵する。圧縮窒素ガスが貯蔵されるに従い、窒素ガス貯蔵タンク15内の圧力が増加する。
ステップS5において、制御盤20は、必要量貯蔵できたかを確認するために窒素ガス貯蔵タンク15内の圧力が所定の圧力値以上か否かを判断し、所定の圧力値以上のときにはステップS6に進み、所定の圧力値未満のときにはステップS4に戻る。
ステップS6において、制御盤20は、窒素ガス発生装置13を停止し、ステップS7へ進む。
【0015】
ステップS7において、制御盤20は、例えば閉館に合わせて、モードスイッチが有人から無人に切り換えられたか否かを判断し、切り換えられていないときにはステップS7を繰り返し、切り換えられたときにはステップS8に進む。
ステップS8において、制御盤20は、窒素ガス放出弁16を開放して放出口22から窒素ガスを放出する。窒素ガスが部屋2内に放出されると、窒素ガスに押されて空気がダンパ3から逃げて室内を占める気体の酸素濃度は徐々に減少する。
ステップS9において、制御盤20は、部屋2内の酸素濃度が12%以下であるか否かを判断し、12%を超えるときにはステップS8に戻り、12%以下のときにはステップS10に進む。
ステップS10において、制御盤20は、不燃焼雰囲気維持のため、必要に応じて窒素ガス放出弁16の開度を絞って窒素ガスの放出量を減らして放出する。
ステップS11において、制御盤20は、例えば開館に合わせて、モードスイッチが無人から有人に切り換えられたか否かを判断し、切り換えられていないときにはステップS9を繰り返し、切り換えられたときにはステップS1に戻る。
【0016】
このような閉鎖空間用防火システム10は、回収して貯蔵された窒素ガス濃度が高い不燃焼気体を再度部屋2を不燃焼雰囲気に切り換えるときに使用するので、新たに追加する窒素ガスの量が少なくて済み、コンパクトな閉鎖空間用防火システムを構成できる。
【0017】
また、回収されて圧縮された窒素ガス濃度が高い不燃焼気体を窒素ガス発生装置13に入力すると、窒素ガス発生装置13での窒素ガスの単位時間当たりの発生量が増加し短時間の稼動により必要量の窒素ガスを用意することができ、小型の窒素ガス発生装置13で条件を満たすので、コンパクトな閉鎖空間用防火システムを構成できる。
【0018】
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2に係わる閉鎖空間用防火システムの構成図である。
この発明の実施の形態2に係わる閉鎖空間用防火システム10Bは、図3に示すように、実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システム10に、回収貯蔵タンク12Bからも不燃焼気体を放出することを追加したことが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【0019】
実施の形態2に係わる回収貯蔵タンク12Bは、実施の形態1に係わる回収貯蔵タンク12に出口を1つ追加し、出口が放出口22に回収ガス放出弁9を介して配管23により接続されている。そして、回収ガス放出弁9は、信号線により制御盤20に接続されている。
そして、放出口22、配管23および回収ガス放出弁9により回収ガス放出手段を構成する。
【0020】
次に、この実施の形態2に係わる閉鎖空間用防火システム10Bの動作について図4を参照して説明する。なお、図4のステップS21〜S27の手順は、図2のステップS1〜S7の手順と同様であるので説明は省略する。
ステップS28において、制御盤20は、回収ガス放出弁9を開放して放出口22から回収ガスを放出する。回収ガスが部屋2内に放出されると、回収ガスに押されて空気がダンパ3から逃げて室内を占める気体の酸素濃度は徐々に減少する。
ステップS29において、制御盤20は、部屋2内の酸素濃度が12%以下であるか否かを判断し、12%を超えるときにはステップS30に進み、12%以下のときにはステップS33に進む。
ステップS30において、制御盤20は、回収ガス残量の確認のため、回収貯蔵タンク12B内の圧力が所定の閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下のときにはステップS31に進み、閾値を超えているときにはステップS28に戻る。
ステップS31において、制御盤20は、窒素ガス放出弁16を開放して放出口22から窒素ガスを放出する。
ステップS32において、制御盤20は、部屋2内の酸素濃度が12%以下であるか否かを判断し、12%を超えるときにはステップS31に戻り、12%以下のときにはステップS33に進む。
ステップS33において、制御盤20は、不燃焼雰囲気維持のため、必要に応じて窒素ガス放出弁16の開度を所定の開度にして窒素ガスを放出する。
ステップS34において、制御盤20は、例えば開館に合わせてモードスイッチが無人から有人に切り換えられたか否かを判断し、切り換えられていないときにはステップS34を繰り返し、切り換えられたときにはステップS21に戻る。
【0021】
このように回収した回収ガスを再度放出し、高純度の窒素ガスを放出するので、不燃焼雰囲気への置換効率がよく、また、窒素ガスの発生量を最小限に抑えることができ、窒素ガス発生装置13と窒素ガス貯蔵タンク15とをさらに小さくすることができる。
【0022】
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3に係わる閉鎖空間用防火システムの構成図である。
この発明の実施の形態3に係わる閉鎖空間用防火システム10Cは、実施の形態2に係わる閉鎖空間用防火システム10Bから窒素ガス貯蔵タンク15を省略し、窒素ガス発生装置13が空気から窒素ガスを発生し、回収貯蔵タンク12Bに追加することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【0023】
制御盤20は、回収貯蔵タンク12Bから回収ガスを放出した後、それだけでは不燃焼雰囲気に達しないときだけ、窒素ガス発生装置13を始動して空気を取り込んで窒素ガスを発生し、窒素ガスを圧縮して回収貯蔵タンク12Bに貯蔵、放出して閉鎖空間を不燃焼雰囲気とする。なお、回収ガス及び窒素ガスを同時に回収貯蔵タンク12Bに貯蔵してもよい。そして、窒素ガス発生装置13により窒素ガス発生手段が構成される。
【0024】
このように窒素ガス貯蔵タンク15を省略することにより、さらにコンパクトな閉鎖空間用防火システムを提供できる。
なお、上述のすべての実施の形態において、無人及び有人環境の切換手段として、モードスイッチを用いて手動切換えを行うようにしたが、タイマー、人検知センサなどによる自動切換えでもよい。
また、上述のすべての実施の形態において、閉鎖空間として頻繁に人の出入りのある美術館を例にあげて説明したが、通常、人の出入りのない場所、例えば、ゴミ堆積場(ゴミピッド)、RDF(ゴミ固形化燃料)貯蔵場などの閉鎖空間にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】この発明の実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システムの構成図である。
【図2】実施の形態1に係わる閉鎖空間用防火システムにより閉鎖空間を不燃焼雰囲気と生存可能雰囲気との間を切り換える手順を示すフローチャートである。
【図3】この発明の実施の形態2に係わる閉鎖空間用防火システムの構成図である。
【図4】実施の形態2に係わる閉鎖空間用防火システムにより閉鎖空間を不燃焼雰囲気と生存可能雰囲気との間を切り換える手順を示すフローチャートである。
【図5】この発明の実施の形態3に係わる閉鎖空間用防火システムの構成図である。
【符号の説明】
【0026】
1 出入口、2 部屋、3 ダンパ、9 回収ガス放出弁、10、10B、10C 閉鎖空間用防火システム、11 回収圧縮機、12、12B 回収貯蔵タンク、13 窒素ガス発生装置、14 窒素ガス圧縮機、15 窒素ガス貯蔵タンク、16 窒素ガス放出弁、17 酸素濃度計、18 回収ガス圧力計、19 窒素ガス圧力計、20 制御盤、21 吸入口、22 放出口、23 配管。




 

 


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