(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に消火ガスを噴出するマルチノズル装置であって、
消火ガスを供給する配管に設けられていて消火ガスを圧縮して噴出させる主ノズル部と、
該主ノズル部の先端側に設けられていて先端側に噴出口を有する流路を備えたノズル部が複数配列されてなるマルチノズルとを設け、
前記複数のノズル部は、それぞれ略筒状で平行に形成されて異なる長さに設定されていて、消火ガスを整流化させてその長さに応じて消火ガスの騒音の発生帯域を分散させて低減させるようにしたことを特徴とするマルチノズル装置。
【請求項２】
前記マルチノズルには、主ノズル部に連通する膨張室が設けられており、主ノズル部からマルチノズルに噴出された消火ガスが膨張室で膨張させられて、前記複数のノズル部に供給されてなることを特徴とする請求項１に記載されたマルチノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内にガスを供給して消火等を行うためのマルチノズル装置及びこのマルチノズル装置を備えたガス消火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大型コンピュータやサーバ等の精密機器、或いは各種の通信機器等を備えた通信設備や精密機器を多く設置した半導体製造装置等を備えた部屋やクリーンルーム等では、室内に火災等が発生した場合、機器を保護するために消火を行って機器を保護する。消火の際、水や化学消化剤で消火すると機器に損傷を生じたり故障や誤作動したりするため、消化剤として一般に消火ガスが用いられている。
例えば特許文献１に記載された消火システムでは、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ハロゲンガス等の不活性ガスや不燃性ガスからなる消火ガスを室内に噴射して充満させるガス消火設備が用いられている。
このようなガス消火設備は、大型コンピュータや通信機器等の精密機器類が設置された室内での消火に有効である。このガス消火設備においては、短時間のうちに大量の消火ガスを対象室内に充満させることができるように、室内に開口するノズルから高圧の消火ガスを高速で噴出させている。
【０００３】
ところで、従来のガス消火システムに用いられるノズルとして、例えば図８に示すものが採用されている。このノズル１は例えば通信機器等を設置した室内に配設され、ガスボンベ等のガス供給源からガス配管２を通して消火ガスが供給されており、ガス配管２の先端にノズル１が取り付けられている。ノズル１にはガス配管２の先端開口を絞り込んで縮径した小径の噴出口（オリフィス）３が形成されている。そして、ガス配管２からノズル１に供給されたガスは噴出口３で圧縮されて外部へ噴出されて膨張し、室内に充満される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−６０９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のガス消火システムでは、迅速な消火のために短時間で大量の消火ガスを噴出させて室内に充満させる必要がある。そのため、ノズル１からのガス噴出速度が非常に高速に設定され衝撃波が生じて騒音が発生する。しかも、ガス配管２内の噴出口３で圧縮されたガスは室内に噴出された直後に噴出口３付近で急激に膨張するため、非常に大きな騒音が発生する。また、噴出口３の近傍において高速で噴出する消火ガスは室内の空気と干渉することで乱流が発生し、消火ガスの円滑な充満を妨げるとともに、この乱流に基づく騒音（いわゆる乱流騒音）が発生することがある。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて、消火ガスの噴出に起因する乱流と騒音を低減できるようにしたマルチノズル装置及びこれを備えたガス消火システム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】
【０００７】
本発明によるマルチノズル装置は、室内に消火ガスを噴出するマルチノズル装置であって、消火ガスを供給する配管に設けられていて消火ガスを圧縮して噴出させる主ノズル部と、主ノズル部の先端側に設けられていて先端側に噴出口を有する流路を備えたノズル部が複数配列されてなるマルチノズルとを設け、前記複数のノズル部は、それぞれ略筒状で平行に形成されて異なる長さに設定されていて、消火ガスを整流化させてその長さに応じて消火ガスの騒音の発生帯域を分散させて低減させるようにしたことを特徴とする。
本発明によるマルチノズル装置によれば、配管を通して供給された消火ガスを主ノズル部で圧縮して噴出させることで消火ガスの噴出速度が高くなり衝撃波で騒音が発生するが、この消火ガスをマルチノズルに流入させることで消火ガスの急激な膨張による騒音の発生を抑制すると共に、消火ガスを複数のノズル部の流路に分割して流通させることで整流化させ、各ノズル部の噴出口から室内に噴出する消火ガスの整流効果を高めて騒音と乱流の発生を低減させる。
しかも、複数のノズル部の流路が異なる長さに設定されていて、各噴出口が流路の長手方向に前後した位置に配設されていることで、各噴出口から消火ガスを噴出させる際に発生する騒音の帯域を高音域から低音域まで広い範囲に分散させることができるので、騒音を低減できる。
【００１０】
また、マルチノズルには、主ノズル部に連通する膨張室が設けられており、主ノズル部からマルチノズルに噴出された消火ガスが膨張室で膨張させられて、前記複数のノズル部に供給されてなることを特徴とする。
本発明によるマルチノズル装置によれば、消火ガスを主ノズル部で圧縮して噴出させてマルチノズルの膨張室に流入させ、膨張室から複数のノズル部に消火ガスを分割して流通させる。これにより、消火ガスを整流化させて騒音と乱流の発生を低減できる。
【００１２】
本発明によるガス消火システムは、消火ガスの供給源と、供給源から配管を通して供給された消火ガスを室内に噴出させる上述したいずれかに記載されたマルチノズル装置とを備えたことを特徴とする。
本発明によるガス消火システムによれば、供給源から供給された消火ガスがマルチノズル装置によって整流化を促進させられて、各ノズル部の噴出口から噴出することで整流効果を高めることができるので、騒音発生を低減できる。
なお、室内に供給された消火ガスの圧力が過大になった場合に外部に排出させる避圧孔が設けられていると内部圧力の上昇を抑制できて、高圧の消火ガスによる悪影響を与えることを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるマルチノズル装置によれば、消火ガスを主ノズル部で圧縮して噴出させると消火ガスの噴出速度が高くなり衝撃波と膨張によって騒音が発生するが、消火ガスをマルチノズルに流入させることで消火ガスの急激な膨張による騒音の発生を抑制すると共に、複数のノズル部の流路に分割して流通させることで整流化させ、各ノズル部の噴出口から噴出する消火ガスの整流効果を高めて騒音と乱流の発生を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態によるガス消火システムを示す要部構成図である。
【図２】図１に示すガス消火システムで用いた第一の実施形態によるマルチノズル装置を示す要部分解斜視図である。
【図３】図２に示すマルチノズル装置の中央縦断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態によるマルチノズル装置を示す要部分解斜視図である。
【図５】図４に示すマルチノズル装置の中央縦断面図である。
【図６】本発明の第三の実施形態によるマルチノズル装置を示す要部分解斜視図である。
【図７】図６に示すマルチノズル装置の中央縦断面図である。
【図８】従来のノズルを示す要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態によるガス消火システムとこれに用いたマルチノズル装置について説明する。
図１は本発明の実施形態によるガス消火システムを示すものである。
本実施形態によるガス消火システム１０は、図１に示すように、内部に大型コンピュータや通信機器等の各種の精密機器１１が設置された施設１２と、この施設１２内に消火ガスを供給する消火ガス供給機構１３とで概略構成されている。施設１２において、大型コンピュータや通信機器等の各種精密機器１１が設置された部屋１５（室）が設けられ、部屋１５内でこれら精密機器１１が稼働される。
部屋１５に設けた床面１６の下側には空間からなる床下領域１７が設けられ、二重床を構成する。また、部屋１５の天井１８の上側には空間からなる天井領域１９が設けられており、二重天井を構成している。天井領域１９と床下領域１７は、例えば天井１８と床面１６の一方の端部に設けた連通路２０、２０を通して部屋１５の空間に連通している。
【００１６】
次に、消火ガス供給機構１３について説明する。
施設１２の一方の側壁１２ａには、各部屋１５、床下領域１７，天井領域１９内にそれぞれ消火ガスを噴出させるための本実施形態によるマルチノズル装置２３がそれぞれ取り付けられている。
消火ガス供給機構１３では、例えば高圧状態で消火ガスを貯蔵するガスボンベ等の耐圧容器からなる消火ガス供給源２４が供給源として設けられている。消火ガスは、例えば窒素ガス、二酸化炭素ガス、ハロゲンガス等の不活性ガスや不燃性ガスが用いられる。本実施形態では窒素ガスが好適に用いられる。
消火ガス供給源２４から延びるガス配管２５は例えば３つに分岐されており、これら各分岐管２５ａ、２５ｂ、２５ｃは部屋１５、床下領域１７，天井領域１９の側壁１２ａにそれぞれ設けたマルチノズル装置２３に接続されている。
分岐される前のガス配管２５には、ガス配管２５を開閉制御する制御弁２７が設けられているが、これに代えて各分岐管２５ａ，２５ｂ，２５ｃに設けられていてもよい。制御弁２７は、例えば部屋１５内で火災が発生した際、部屋１５内に設けた図示しない火災報知器等のセンサーで感知して制御弁２７を開放させ、消火ガスを各マルチノズル装置２３を通して部屋１５、床下領域１７，天井領域１９内にそれぞれ噴出させるようになっている。
そして、施設１２において側壁１２ａに対向すると共に連通路２０を設けた側の側壁１２ｂには避圧口２８が設けられている。避圧口２８は、部屋１５内の消火ガス圧や気圧が過大になった時に外部に圧力を逃がして部屋１５の内部圧力を調整するようになっている。これによって、部屋１５内に充満する消火ガス圧によって人や各種の精密機器１１に悪影響を与えることを防止できる。
【００１７】
次に、本発明の第一実施形態としてマルチノズル装置２３について図２及び図３により説明する。部屋１５、床下領域１７，天井領域１９に設けた各マルチノズル装置２３はいずれも同一構成を有しており、部屋１５に設けたマルチノズル装置２３で代表して説明する。マルチノズル装置２３は分岐管２５ｂ（ガス配管２５）の先端に設けた主ノズル部３０と、その先端側に装着したマルチノズル３１とで構成されている。
図２及び図３に示すマルチノズル装置２３において、円筒状の分岐管２５ｂ（ガス配管２５）の先端に設けた主ノズル部３０は、例えば先端側に向けて縮径した二段の円筒形状とされ、拡大円筒部３０ａには分岐管２５ｂが嵌合され、縮径円筒部３０ｂは開口を絞り込んで縮径した小径の噴出口（オリフィス）３２が形成されている。
【００１８】
マルチノズル３１は、基部３３と本体３４とで概略構成されている。基部３３には、例えば略小径円筒状とされていて主ノズル部３０の噴出口３２を形成した縮径円筒部３０ｂを嵌合する嵌合部３３ａと、嵌合部３３ａより拡径された基部空間３６とが設けられている。
基部３３の先端側に設けた本体３４は例えば略角筒形状とされている。本体３４には、例えば略角筒状を成す複数のノズル部３５が縦横方向に密着して束をなして配列形成されている。各ノズル部３５はその基端部が基部空間３６にそれぞれ連通しており、基部空間３６と嵌合部３３ａを介して主ノズル３０の噴出口３２に接続されている。なお、基部空間３６は主ノズル部３０から噴出した消火ガスが膨張する膨張室を構成する。
マルチノズル３１に設けた複数のノズル部３５は同一長さ寸法で、その先端の噴出口３５ａはほぼ面一に形成されている。また、各ノズル部３５は角筒形状としたが、六角筒形状や八角筒形状等、任意の多角筒形状を採用できる。或いは円筒形状であってもよく、ノズル部３５の断面形状は任意である。
【００１９】
そして、主ノズル部３０の噴出口３２で圧縮され噴出された消火ガスはガスの流れを加速させ、マルチノズル３１に流動してその基部空間３６で膨張するが、複数のノズル部３５で分割されて各ノズル部３５の流路を流通して噴出口３５ａから外部へ噴出される。そのため、基部空間３６で消火ガスの膨張が過大になることを抑制して騒音を低減すると共に、複数のノズル部３５で消火ガスが分割されると共に各流路を整流されて流動する。そのため、各ノズル部３５から噴出される消火ガスは高速で流出し、整流効果を高めて乱流を防止して騒音を低減できる。
【００２０】
本実施形態によるマルチノズル３１を含むマルチノズル装置２３は上述の構成を備えており、次にこのマルチノズル装置２３を備えたガス消火システム１０の作用を説明する。
施設１２内の機器１１を備えた部屋１５内で火災が発生した場合、これを火災報知器等のセンサーで検知して消火ガス供給機構１３の制御弁２７に信号入力して開弁させ、消火ガスを消火ガス供給源２４からガス配管２５を経由して各マルチノズル装置２３に供給する。各マルチノズル装置２３からそれぞれマルチノズル３１を通して天井領域１９、部屋１５、床下領域１７へ消火ガスを噴出して室内に充満させる。
【００２１】
即ち、部屋１５に設けたマルチノズル装置２３では、ガス配管２５から分岐管２５ｂを通して消火ガスが主ノズル部３０に供給される。主ノズル部３０の噴出口３２によって消火ガスが圧縮されて噴出口３２を通過することで高速に加速して噴射され、マルチノズル３１の基部空間３６に至ると消火ガスは膨張するが、基部３３内に形成された基部空間３６によって過大な膨張は抑制される。そして、消火ガスは基部空間３６から複数のノズル部３５へそれぞれ流入することで分割され、各ノズル部３５の直線状の流路を流通して整流されながら外部へ噴出される。
そのため、消火ガスは、主ノズル部３０の噴出口３２を通過してもマルチノズル３１の基部３３に形成された基部空間３６によって膨張が抑制されることで騒音の発生を抑制する。そして、消火ガスは、マルチノズル３１の本体３４に設けた複数のノズル部３５へ流入することで、基部空間３６内の消火ガスが分割されると共に整流されて各噴出口３５ａから噴出されるから、消火ガスの膨張や乱流や衝撃波に起因する騒音の発生を抑制することができる。
【００２２】
そして、消火ガスはマルチノズル３１で整流効果を高めて部屋１５内へ噴出することで、消火ガスの噴出圧力と速度を維持しながら膨張と（空気との干渉による）乱流の発生とを抑制して大きな騒音の発生を抑制できる。従って、消火ガス噴出時に発生する過大な膨張、乱流、過大な噴出速度による衝撃波の発生等による騒音のエネルギーを抑制できる。
しかも、主ノズル部３０からマルチノズル３１の複数のノズル部３５を通してそれぞれ消火ガスを噴出することで、高い噴出速度を確保して部屋１５内に消火ガスを充満させることができる。これによって、部屋１５内の火災を速やかに消火して通信機器やコンピュータ等の精密な機器１１を保護できる。
【００２３】
なお、上述の説明では、部屋１５に設けたマルチノズル装置２３について述べたが、天井領域１９、床下領域１７に設けたマルチノズル装置２３についても同様な作用により騒音が低減された消火ガスが噴出される。
また、部屋１５、天井領域１９、床下領域１７内に充満した消火ガスによって内部圧力が上昇し、設定圧力を超えると避圧口２８が開口して大気に連通させることができる。これによって、施設１２の消火ガスを排気して内部圧力を低下させ、作業員や機器１１に悪影響を与えない。
【００２４】
上述のように、本実施形態によるマルチノズル装置２３及びこれを備えたガス消火システム１０によれば、火災発生時に、マルチノズル装置２３によって施設１２内に噴出する消火ガスの膨張、乱流と衝撃波の発生、過大な噴出速度を抑制すると共に複数のノズル部３５によって整流させて噴出できるから、騒音と乱流を低減できる。
【００２５】
次に本発明の他の実施形態によるマルチノズル装置２３について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部材、部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。
図４及び図５は本発明の第二実施形態によるマルチノズル装置２３を示すものである。本第二実施形態によるマルチノズル装置２３におけるマルチノズル３８は内部に基部空間３６を有する基部３３と、その前側に設けられていて複数のノズル部４０が配列された本体３９とを備えている。そして、これら複数のノズル部４０は、例えば略角筒状をなしていて、基端部は基部空間３６に連通する同一位置即ち面一に設けられているが、その長さはランダム或いは不等長あり、先端吐出口４０ａは任意の異なる長さ方向位置に配設されている。
【００２６】
そのため、本第二実施形態によるマルチノズル装置２３によれば、消火ガスが主ノズル部３０からマルチノズル３８を通して噴出する際、主ノズル３０の噴出口３２を通過して速度が増した消火ガスは嵌合部３３ａを介してマルチノズル３８の基部空間３６で膨張させられて各ノズル部４０を通して噴出されるが、各ノズル部４０の長さが相違する。そのため、各ノズル部４０から噴出させられる消火ガスは各ノズル部４０の長さに応じて発生する騒音の帯域が異なる。比較的長さの長いノズル部４０では騒音の発生帯域は低音域であるが、長さの短いノズル部４０では比較的高音域の騒音が発生する。
従って、長さが種々相違するノズル部４０を複数配列したことで、騒音の発生帯域を分散させることができて高周波帯域でのピーク音圧を低減させることができる。
【００２７】
なお、上述の第二実施形態によるマルチノズル装置２３では、マルチノズル３８における長さの異なるノズル部４０をランダムな長さまたは不等長に形成・配列したが、長さの異なるノズル部４０の配列は任意であり、長さの同一または近接する複数のノズル部４０を一方向に配列させると共にこれに直交する方向にノズル部４０の長さを順次変えることで、階段状に配列して構成してもよい（図４参照）。
また、上述の第二実施形態では、各ノズル部４０の基端部を基部空間３６に連通する同一位置に面一に設けたが、この構成に代えて基端部が面一にそろわないようにランダムな位置に設けてもよい。この場合、先端の開口４０ａについてもランダムな長さ位置に設けてもよいし、面一に配列させてもよい。
【００２８】
上述のように、本第二実施形態によるマルチノズル装置２３によれば、主ノズル部３０からマルチノズル３８へ流入する消火ガスを複数のノズル部４０に分割して整流させ、流路長さの異なる複数のノズル部４０から噴出させるようにしたから、発生する騒音を高音域から低音域まで分散させて低減できる。
【００２９】
図６及び図７は本発明の第三実施形態によるマルチノズル装置２３を示すものである。
本第三実施形態によるマルチノズル装置２３におけるマルチノズル４２は、本体４３が例えば略直方体箱状に形成されている。マルチノズル４２の本体４３の基端面４３ａには主ノズル３０の縮径円筒部３０ｂを嵌合させるための略円筒状の嵌合部４４が接続されている。
マルチノズル４２の本体４３には例えば略水平方向に配設された略板状のスプリッター４５が垂直方向に所定間隔で複数枚配列され、その各両側部が本体４３の対向する側壁４３ｂ、４３ｂに固定されている。本体４３の基端面４３ａに対向する先端面は開口４６とされ、複数のスプリッター４５によって開口４６が上下方向に分割されてそれぞれ噴出口４６ａを構成する。
【００３０】
図７に示すマルチノズル４２の縦断面図において、本体４３内のスプリッター４５と嵌合部４４を設けた基端面４３ａとの間は基部空間３６とされ、その前方側に形成された複数のスプリッター４５によって上下方向に層状に仕切られた複数の幅広の流路はノズル部４７を形成する。
ここで、スプリッター４５は図７の縦断面で示すように例えば翼型の流線形に形成されており、これによって主ノズル３０から噴出された消火ガスがスプリッター４５で仕切られたノズル部４７で分割されてスプリッター４５の表面に沿って流通することで整流させられて噴出口４６ａから噴出される。
【００３１】
本第三実施形態によるマルチノズル装置２３は上述の構成を備えているから、消火ガスがガス配管２５の分岐管２５ｂ（２５ａ、２５ｃ）を流通し、主ノズル部３０の噴出口３２を通して圧縮されて噴出速度が増大して衝撃波が発生する。そして、速度が増した消火ガスはマルチノズル４２に流入して拡径して形成された基部空間３６内で膨張して騒音が発生する。
更に、消火ガスはマルチノズル４２内で基部空間３６からスプリッター４５で複数の層状に分割されてノズル部４７を流動するが、スプリッター４５の上下面が流線形に形成されているために整流効果が大きく、消火ガスは層状の整流となって開口４６の各噴出口４６ａから噴出される。消火ガスはスプリッター４５で整流化が促進されることで乱流を抑えて騒音が低減される。
そのため、マルチノズル４２から室１５内に噴出させられる消火ガスは整流化されているから、乱流が抑えられて騒音エネルギーが低減されて騒音の発生を抑制できる。
【００３２】
上述のように、本第三実施形態によるマルチノズル装置２３によれば、マルチノズル４２の本体４３内に流入して小さく膨張させられた消火ガスが、複数のスプリッター４５で層状に分割させられた複数のノズル部４７を流通する際にスプリッター４５によって整流化が促進させられて消火ガスが噴出し、主ノズル部３０において膨張、乱流、衝撃波によって発生する騒音を抑制できる。
【００３３】
なお、上述の第三実施形態によるマルチノズル４２では、スプリッター４５を本体４３内で水平方向に配設して上下方向に層状をなす複数のノズル部４７を配設したが、スプリッター４５は必ずしも水平方向に配設する必要はなく、垂直方向に配列させて水平方向に層状をなす複数のノズル部を配列してもよい。また、本体４３内のスプリッター４５は一方向のみに配列する構成に限定されることなく、例えば格子状に配設して格子状の複数のノズル部４７を形成してもよい。
【００３４】
上述の各実施形態によるガス消火システム１０では、部屋１５、天井領域１９、床下領域１７にそれぞれ騒音を低減させた状態で、消火ガスを噴出して充満させるようにしたが、これに限定されることはない。少なくとも機器１１を設けた部屋１５にマルチノズル装置２３を設けて、騒音を低減させた消火ガスを噴射させて充満できればよい。また、施設１２において、二重天井を構成する天井領域１９や二重床を構成する床下領域１７はなくてもよいことはいうまでもない。
また、ノズル３０による消火ガス噴出に起因する騒音発生原因の他に、高速な消火ガス流がガス配管２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃを通過することによって配管自体に共振が発生してその振動が施設１２内の空気中を伝播して騒音発生の一因になっている。このような共振による配管振動を抑制するために配管２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃの外周面に配管と異なる素材の金属や合成樹脂やゴム等、適宜の材質からなる吸音性能を持つ素材を被覆して吸音性能を付加するようにしてもよい。
【００３５】
上述の各実施形態において、ガス消火システムとして、大型コンピュータや通信機器等を配設した部屋１５を有する施設１２に採用した消火ガス供給機構１３について説明したが、本発明によるガス消火システムはこのような施設１２に限定されることはなく、適宜の他の施設に適用できることはいうまでもない。例えば、半導体製造装置やその他の埃等を嫌う施設内の装置を機器１１として備えたクリーンルーム等に、本発明によるガス消火システム１０やマルチノズル３１，３８，４２を備えたマルチノズル装置２３を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガス消火システム
１１  機器
１２  施設
１３  消火ガス供給機構
１５  部屋（室）
２３  マルチノズル装置
２４  消火ガス供給源
２５  ガス配管
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ  分岐管（ガス配管）
３０  主ノズル部
３１、３８、４２  マルチノズル
３２  噴出口
３５、４０、４７  ノズル部
３５ａ、４０ａ、４６ａ  噴出口
３６  基部空間
４５  スプリッター
【図１】
0005507225.tif 000002
【図２】
0005507225.tif 000003
【図３】
0005507225.tif 000004
【図４】
0005507225.tif 000005
【図５】
0005507225.tif 000006
【図６】
0005507225.tif 000007
【図７】
0005507225.tif 000008
【図８】
0005507225.tif 000009