(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスを放出するガスノズルと、
粒径１０μｍ乃至２００μｍの水微噴霧と圧縮空気を混合して放出する微噴霧ノズルと、
始めに前記ガスノズルから窒素ガスを放出させ、次に前記微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出させる制御装置と、
を設け、
前記制御装置は、前記ガスノズルから窒素ガスを放出して前記区画内の酸素濃度を窒息消火可能な濃度に低下させた後に、前記微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して前記区画内の酸素濃度を人体の安全確保可能な濃度に回復させることを特徴とする気液混合消火設備。
【請求項２】
請求項１記載の気液混合消火設備に於いて、前記制御装置は、前記ガスノズルから窒素ガスを放出して前記区画内の酸素濃度を１２％乃至１３％程度に低下させた後に、前記微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して前記区画内の酸素濃度を１６％乃至１７％程度に回復させることを特徴とする気液混合消火設備。
【請求項３】
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスを放出するガスノズルと、
粒径１０μｍ乃至２００μｍの水微噴霧と圧縮空気を混合して放出する微噴霧ノズルと、
を備えた気液混合設備の消火制御方法に於いて、
前記ガスノズルから窒素ガスを放出して前記区画内の酸素濃度を窒息消火可能な濃度に低下させた後に、前記微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して前記区画内の酸素濃度を人体の安全確保可能な濃度に回復させることを特徴とする気液混合消火設備の消火制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の気液混合消火設備の消火制御方法に於いて、前記ガスノズルから窒素ガスを放出して前記区画内の酸素濃度を１２％乃至１３％程度に低下させた後に、前記微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して前記区画内の酸素濃度を１６％乃至１７％程度に回復させることを特徴とする気液混合消火設備の消火制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間の火災時に窒素ガスと微噴霧を同時に放出して消火する気液混合設備及び気液混合設備の消火制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス系消火設備といえば、ハロン１３０１消火設備がその代表的な消火設備であったが、オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書の結果、ハロンガスの生産中止が決定し、消火剤として使用制限がかけられている。これに伴い二酸化炭素消火設備が代替設備として主流となったが、地球温暖化係数が高いこと、中毒性があり人体に悪影響を及ぼすことから、日本国内では環境に優しい、窒素ガス消火設備が主流となりつつある。
【０００３】
しかし、窒素ガス消火設備は、酸素濃度低下による窒息消火であるため、他のガス系消火設備に比べ窒素ガスの放出量が多く、既存の施設に設置する際にガスボンベ設置場所の確保が問題となっている。
【０００４】
一方、密閉された空間の水系消火設備として微噴霧消火設備（ウォーターミスト消火設備）が知られている。微噴霧消火は、水の冷却効果、微噴霧の気化熱による著しい冷却効果、気化した水蒸気による窒息効果、更に水膜形成による遮断効果等の複合作用により、少水量で消火効果の高い設備として、研究が進められている。
【０００５】
しかしながら、水噴霧消火設備であっても、少水量化には限界があり、放出後の数分で噴霧が多量の水滴として表面化し、水損の原因となる可能性があること、局所放出以外では燃焼物により、消火できないものがあるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため密閉された空間に対し窒素ガスと水噴霧を同時に放出する気液混合型の消火設備が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０５０１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の気液混合型の消火設備にあっては、ガスノズルと微噴霧ノズルから窒素ガスと微噴霧を同時に放射しているが、ノズルから放出された水の粒子径は１０〜２００μｍと微細であるために充分に飛ばすことができず、ガスノズルからの窒素ガスの放出の勢いに影響されて区画内の全域に充分に拡散して効率良く消火できない可能性がある。
【０００９】
また、窒素ガスの放出は酸素濃度を例えば１２〜１３％というように充分に低下するまで放出して窒息消火を行うことが望ましいが、このように低い酸素濃度まで低下させると、万一、区画内に人が残っていた場合に安全性が確保できず、酸素濃度を安全性が確保できる濃度にしか低下できないため、充分な窒息消火ができない場合がある。
【００１０】
本願の第１発明は、窒素ガスの放出に続いて行う水微噴霧の放射による消火効率を向上する気液混合消火設備及び気液混合設備の消火制御方法を提供する。
【００１１】
また本願の第２発明は、窒素ガス放出により酸素濃度を充分に低下させても安全性を確保できる気液混合消火設備及び気液混合設備の消火制御方法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】
【００１２】
（第１発明）
本発明は気液混合消火設備を提供するものであり、
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスを放出するガスノズルと、
粒径１０μｍ乃至２００μｍの水微噴霧と窒素ガスを混合して放出する微噴霧ノズルと、
始めにガスノズルから窒素ガスを放出させて区画内の酸素濃度を下げ、次に微噴霧ノズルから窒素ガスを混合して水微噴霧を放出させる制御装置と、
を設けたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、制御装置は、ガスノズルから窒素ガスを所定時間放出させた後に、微噴霧ノズルから窒素ガスを混合した水微噴霧を所定時間放出させる。
【００１４】
本発明は、
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスを放出するガスノズルと、
粒径１０μｍ乃至２００μｍの水微噴霧と窒素ガスを混合して放出する微噴霧ノズルとを備えた気液混合設備の消火制御方法に於いて、
始めにガスノズルから窒素ガスを放出させて区画内の酸素濃度を下げ、次に微噴霧ノズルから窒素ガスを混合して水微噴霧を放出させることを特徴とする。
【００１５】
ここで、ガスノズルから窒素ガスを所定時間放出させた後に、微噴霧ノズルから窒素ガスを混合した水微噴霧を所定時間放出させる。
【００１６】
（第２発明）
本発明は気液混合消火設備を提供するものであり、
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスを放出するガスノズルと、
粒径１０μｍ乃至２００μｍの水微噴霧と圧縮空気を混合して放出する微噴霧ノズルと、
始めにガスノズルから窒素ガスを放出させ、次に微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出させる制御装置と、
を設け、
制御装置は、ガスノズルから窒素ガスを放出して区画内の酸素濃度を窒息消火可能な濃度に低下させた後に、微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して区画内の酸素濃度を人体の安全確保可能な濃度に回復させることを特徴とする。
【００１７】
ここで、制御装置は、ガスノズルから窒素ガスを放出して区画内の酸素濃度を１２％乃至１３％程度に低下させた後に、微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して区画内の酸素濃度を１６％乃至１７％程度に回復させる。
【００１８】
本発明は、
密閉された区画内の防護空間に、窒素ガスを放出するガスノズルと、
粒径１０μｍ乃至２００μｍの水微噴霧と圧縮空気を混合して放出する微噴霧ノズルと、
を備えた気液混合設備の消火制御方法に於いて、
ガスノズルから窒素ガスを放出して区画内の酸素濃度を窒息消火可能な濃度に低下させた後に、微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して区画内の酸素濃度を人体の安全確保可能な濃度に回復させることを特徴とする気液混合消火設備の消火制御方法。
【００１９】
ここで、ガスノズルから窒素ガスを放出して区画内の酸素濃度を１２％乃至１３％程度に低下させた後に、微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して区画内の酸素濃度を１６％乃至１７％程度に回復させる。
【発明の効果】
【００２０】
本願の第１発明によれば、始めにガスノズルから窒素ガスを放出させて区画内の酸素濃度を下げ、次にガスノズルからの窒素ガスの放出を停止して微噴霧ノズルから窒素ガスを混合して水微噴霧を放出させるようにしたため、微細な水粒子であってもガスノズル側に影響されずに窒素ガスの混合により充分な距離を飛ばすことができ、区画全域に放出した水微噴霧を分散させ、充分な消火効果が得られる。
【００２１】
また本願の第２発明によれば、始めにガスノズルから窒素ガスを放出させて区画内の酸素濃度を下げ、次に微噴霧ノズルから圧縮空気を混合した水微噴霧を放出して酸素濃度を回復させるようにしため、万一、区画内に人がいたとしても、窒素ガスの放出で一時的に酸素濃度を大きく低下させて窒息消火を行った後、圧縮空気を混合した水微噴霧の放出により酸素濃度が回復することで、人体に対する安全性が確保できる。
【００２２】
また第１発明は、窒素ガスの放出と水微噴霧の放出を組み合わせたことで、１回に放出する窒素ガスの量が低減し、ガスボンベ設置のスペースが削減され、また水微噴霧による散水量も低下することで水損被害を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本願の第１発明の気液混合消火方法が適用される消火設備の実施形態を示した説明図
【図２】図１の制御装置による消火制御を示したフローチャート
【図３】本願の第２発明の気液混合消火方法が適用される消火設備の実施形態を示した説明図
【図４】図３の制御装置による消火制御を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は本願の第１発明による気液混合消火方法が適用される消火設備の実施形態を示した説明図である。図１において、消火対象となる密閉された防護区画１０は、例えば電気室、コンピュータルーム、事務所などであり、制御盤２４から引き出された感知器回線に接続した火災感知器２６を設置している。
【００２５】
防護区画１０に対しては、窒素ガスを放出するガスノズル１２と、水微噴霧を放出する微噴霧ノズル１４が設置されている。ガスノズル１２に対しては、窒素ガスを充填したガスボンベ１６が電動弁１８を介してガス配管２８により接続されている。
【００２６】
ガスボンベ１６からの配管は更に、電動弁２０を介してガス配管３０により消火剤容器２２に接続されている。消火剤容器２２は、封止蓋の装着による密封状態において気化を抑えた状態で消火液を貯蔵している。微噴霧ノズル１４に対しては、電動弁２０を経由した窒素ガスを供給するためのガス配管３０と、消火剤容器２２からの消火剤配管３２の２つが接続されている。
【００２７】
消火剤容器２２の消火液はガス配管３０による窒素ガスの供給を受けて微噴霧ノズル１４に加圧供給されて微噴霧として放出され、このとき微噴霧ノズル１４に直接供給されている窒素ガスと混合されて微噴霧が放出される。
【００２８】
微噴霧ノズル１４から放出する微噴霧の平均粒子径は１０μｍ〜２００μｍとしている。この場合、粒子径が小さいほど防護区画１の空間に滞留する微噴霧の時間が長くなって消火効果が大きい。実用的には、１０μｍ〜５０μｍ付近の粒子径が大部分を占める微噴霧を放出する。
【００２９】
また発生した微噴霧は窒素ガスと混合されて放出されていることから、発生した微噴霧を充分に飛ばすことができ、防護区画１０の全体に微噴霧分散させることができる。
【００３０】
制御板２４は、火災感知器２６からの火災検出信号による自動操作もしくは制御盤２４に対する手動操作により動作し、防護区画１０に対する気液混合消火を行う。
【００３１】
制御盤２４による消火制御は、電動弁１８の開制御により始めにボンベ１６からガスノズル１２から窒素ガスを所定時間、例えば１分間放出させて防護区画内の酸素濃度を下げ、次に電動弁１８を閉制御してガスノズル１２からの窒素ガスの放出を停止した後に、電動弁２０を開制御してボンベ１６から消火剤容器２２及び微噴霧ノズル１４に窒素ガスを供給し、消火剤容器２２から窒素ガスのガス圧により消火液を押し出して微噴霧ノズル１４に加圧供給して微噴霧を発生させ、発生した微噴霧を窒素ガスと混合して所定時間、例えば１分間に亘り防護空間１０に放出する。
【００３２】
図２は図１の制御盤２４による消火制御を示したフローチャートである。図２において、まずステップＳ１で火災感知器２６からの火災検出又は手動起動操作の有無を判別しており、火災検出又は手動起動操作を判別するとステップＳ２に進んで気液混合消火の開始を報知する警報処理を行い、ステップＳ３で所定の起動スタンバイ時間の経過を判別するとステップＳ４に進み、電動弁１８を開制御し、ガスボンベ１６からガスノズル１２に窒素ガスを供給して防護空間１０に放出させる。
【００３３】
続いて窒素ガスの放出中にステップＳ５で所定時間の経過を判別するとステップＳ６に進んで電動弁１８の閉制御によりガスノズル１２からの窒素ガスの放出を停止する。
【００３４】
続いてステップＳ７で制御弁２０の開制御によりボンベ１６からの窒素ガスを消火剤容器２２と微噴霧ノズル１４に供給し、窒素ガス圧で消火剤容器２２から消火剤を押し出して微噴霧ノズル１４に加圧供給して水微噴霧を発生させ、窒素ガスと混合して防護空間に放出させる。
【００３５】
続いてステップＳ８で所定時間の経過を判別するとステップＳ９に進んで電動弁２０の閉制御により窒素ガスを混合した水微噴霧の放出を停止する。
【００３６】
このような図１の気液混合消火によれば、防護区画１０の窒息消火に必要な窒素ガスの消火放出濃度が４０．３％であるのに対し、例えば１分間に放出した場合の窒素ガスの放出濃度を２５％〜６０％減少させた窒素ガス放出濃度とし、その後の窒素ガスの混合による水微噴霧の放出を１分間行うことで、全体としての窒素ガスの放出量を減少してガスボンベ１６の設置スペースを削減し、同時に、水微噴霧の放出量を低減し、防護区画１０に設置している機器の水損被害を最小限に抑えることができる。
【００３７】
図３は本願の第２発明による気液混合消火方法が適用される消火設備の実施形態を示した説明図である。図３において、消火対象となる密閉された防護区画１０に対しては制御盤２４が設置され、防護区画１０に設けた火災感知器２６を感知器回線により接続している。
【００３８】
防護区画１０に対しては、窒素ガスを放出するガスノズル１２と、水微噴霧を放出する微噴霧ノズル１４が設置されている。ガスノズル１２に対しては、窒素ガスを充填したガスボンベ１６が電動弁１８を介してガス配管２８により接続されている。
【００３９】
微噴霧ノズル１４に対しては、消火剤容器２２からの消火剤配管３２とエアー配管３４が接続され、エアー配管３４は更に消火剤容器２２に分岐接続されている。
【００４０】
消火剤容器２２は、封止蓋の装着による密封状態において気化を抑えた状態で消火液を貯蔵しており、エアー配管３４により圧縮空気の供給を受けて消火液を消火剤配管３２により微噴霧ノズル１４に加圧供給して水微噴霧を発生させる。このとき微噴霧ノズル１４には同時に圧縮空気が供給されていることから、発生した水微噴霧を圧縮空気と混合して放出する。
【００４１】
微噴霧ノズル１４から放出する水微噴霧の平均粒子径は１０μｍ〜２００μｍとしている。この場合、粒子径が小さいほど防護区画１の空間に滞留する水微噴霧の時間が長くなって消火効果が大きい。実用的には、１０μｍ〜５０μｍ付近の粒子径が大部分を占める水微噴霧を放出する。
【００４２】
また発生した水微噴霧は圧縮空気と混合されて放出されていることから、発生した水微噴霧を充分に飛ばすことができ、防護区画１０の全体に水微噴霧を分散させることができる。
【００４３】
制御板２４は、火災感知器２６からの火災検出信号による自動操作もしくは制御盤２４に対する手動操作により動作し、防護区画１０に対する気液混合消火を行う。
【００４４】
制御盤２４による消火制御は、電動弁１８の開制御により始めにボンベ１６からガスノズル１２から窒素ガスを所定時間、例えば１分間放出させて防護区画内の酸素濃度を下げる。窒素ガスの放出により低下される酸素濃度は例えば１２〜１３％付近とする。
【００４５】
次に電動弁１８の閉制御によりガスノズル１２からの窒素ガスの放出を停止した後に、図示しないコンプレッサなどを含む圧縮空気供給設備に設けた電動弁などを開制御してエアー配管３４により圧縮空気を供給し、消火剤容器２２から圧縮空気により消火液を押し出して微噴霧ノズル１４に加圧供給して水微噴霧を発生させ、発生した水微噴霧を圧縮空気と混合して所定時間、例えば１分間に亘り防護空間１０に放出し、水微噴霧により消火すると同時に酸素濃度を例えば１６〜１７％程度の人体の安全確保に必要な濃度に回復させる。
【００４６】
図４は図３の制御盤２４による消火制御を示したフローチャートである。図４において、まずステップＳ１１で火災感知器２６からの火災検出又は手動起動操作の有無を判別しており、火災検出又は手動起動操作を判別するとステップＳ１２に進んで気液混合消火の開始を報知する警報処理を行い、ステップＳ１３で所定の起動スタンバイ時間の経過を判別するとステップＳ１４に進み、電動弁１８を開制御し、ガスボンベ１６からガスノズル１２に窒素ガスを供給して防護空間１０に放出させる。
【００４７】
続いて窒素ガスの放出中にステップＳ１５で所定時間の経過を判別するとステップＳ１６に進んで電動弁１８の閉制御によりガスノズル１２からの窒素ガスの放出を停止する。
【００４８】
続いてステップＳ１７でエアー配管３４により圧縮空気を消火剤容器２２と微噴霧ノズル１４に供給し、圧縮空気圧で消火剤容器２２から消火剤を押し出して微噴霧ノズル１４に加圧供給して水微噴霧を発生させ、直接供給された圧縮区域と混合して防護空間に放出させる。
【００４９】
続いてステップＳ１８で所定時間の経過を判別するとステップＳ１９に進んで圧縮空気の供給停止により、圧縮空気を混合した水微噴霧の放出を停止する。
【００５０】
このような図３の気液混合消火によれば、防護区画１０の窒息消火に必要な窒素ガスの消火放出濃度が４０．３％であるのに対し、例えば１分間に放出した場合の窒素ガスの放出濃度を２５％〜４５％減少させた窒素ガスの消火放出濃度とし、その後の圧縮空気の混合による水微噴霧の放出を１分間行うことで、全体としての窒素ガスの放出量を減少してガスボンベ１６の設置スペースを削減し、同時に、水微噴霧の放出量を低減し、防護区画１０に設置している機器の水損被害を最小限に抑えることができる。
【００５１】
また窒素ガスの放出で防護区画１０の酸素濃度を人体にとって危険な１２〜１３％程度に低下させて窒素ガスによる窒息消火を行っているが、次に窒素ガスの放出を停止し、水微噴霧を圧縮空気と混合して放出することで酸素濃度を人体の安全確保に必要な１６〜１７％程度に回復させているため、万一、防護区間に人が居る状態で窒素ガスの放出が行われても、短時間で酸素濃度が回復することで、人体の安全性を確保することができる。
【００５２】
なお、本発明の気液混合消火方法による窒素ガス及び水微噴霧の放出時間は、上記の実施形態に示した１分に限定されることなく、可能な限り速やかな短時間となる任意の一定時間に必要な濃度に達する窒素ガスと水微噴霧の噴出ができればよい。
【００５３】
また上記の実施形態にあっては、制御盤が気液混合消火を起動する際に、起動スタンバイ時間の間、警報を出しているが、手動起動操作の場合には防護区画に人が居ないことを確認して操作していることから、起動スタンバイ時間に亘る警報出力は行なわなくとも良い。
【００５４】
また、消火剤容器２２に貯蔵されている消火剤は、純水または蒸留水を使用するようにすれば、上水よりも電気抵抗率が高く、クリーンルームや電気室などに放水した場合に漏電で二次災害が発生することを防ぐことができる。
【００５５】
また、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【００５６】
１０：防護区画
１２：ガスノズル
１４：微噴霧ノズル
１６：ガスボンベ
１８，２０：電動弁
２２：消火剤容器
２４：制御盤
２６：火災感知器
２８，３０：ガス配管
３２：消火剤配管
３４：エアー配管
【図１】
0005443112.tif 000002
【図２】
0005443112.tif 000003
【図３】
0005443112.tif 000004
【図４】
0005443112.tif 000005