(57)【要約】【課題】スプリンクラー設備や泡消火設備において、流水検知装置や一斉開放弁の二次側のスプリンクラーヘッドが接続された配管内圧力が異常に上昇することを防ぐために、所定の気体を配管内に注入する装置／方法を提供する。【解決手段】スプリンクラーヘッドが接続された配管内の消火液を排水する排水弁に、接続配管、ガス容器、オリフィスなどを備えたガス注入装置を接続し、接続配管内に所定の気体を充填してから、排水弁を操作して消火液と所定の気体を入れ替えるようにした。【選択図】図１
2014183869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水検知装置および／または一斉開放弁の二次側に接続した二次側配管と、
前記二次側配管に接続され、火災の熱により作動するスプリンクラーヘッドと、
前記二次側配管内の二次側の消火液を排出する常時は閉鎖している排出弁と、
を備えた消火設備の前記二次側配管に所定の気体を注入するガス注入装置であり、
前記排出弁に一端を接続する接続配管と、
前記接続配管の他端に接続されたオリフィスと、
前記接続配管に接続された分岐配管に接続され、前記所定の気体を貯蔵するガス容器を備えたことを特徴としたガス注入装置。
【請求項２】
前記消火設備に前記ガス注入装置を接続し、所定の圧力で前記気体を前記接続配管および前記分岐配管内に充填し、前記排出弁を開放して前記二次側配管内の消火液を排出しながら前記気体を充填することを特徴とするガス注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリンクラー消火設備や泡消火設備の配管内圧力が上昇してスプリンクラーヘッド等に漏れが発生する不具合を防止するガス注入装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スプリンクラー消火設備や泡消火設備では、監視時にスプリンクラーヘッド等が接続された配管内を所定の圧力で加圧した状態で保持し、スプリンクラーヘッド等が作動して配管内の圧力が低下したことにより設備を起動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０３７１２号公報
【０００４】
このような消火設備では、流水検知装置や一斉開放弁の二次側配管内の圧力が一次側配管内の圧力（もしくは一次側配管内の圧力に対する所定値）より小さくなると、流水検知装置や一斉開放弁の弁体に設けた逆止弁が開放し、二次側配管内へ圧力水を供給する構成となっている。
【０００５】
一方、流水検知装置や一斉開放弁の二次側配管内の圧力が一次側配管内の圧力（もしくは一次側配管内の圧力に対する所定値）より高くなった場合には、二次側配管内の圧力の逃げ場がなく蓄圧してしまう。夏場などに周囲温度が上昇すると、二次側配管内の水が膨張し、二次側配管内の圧力が高くなる。場合によっては、高くなった圧力にスプリンクラーヘッドなどが耐えられなくなり、漏れが発生する恐れがあった。
【０００６】
このような不具合を解消するため、上昇した二次側配管内の圧力が所定圧力以上となったときには、一次側配管内へ逃がすような装置が考案されている。（特許文献１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の圧力上昇防止装置は、既存設備に取り付けるためには流水検知装置や一斉開放弁の二次側配管内の水や消火剤を全て排出して作業をする必要があった。また、流水検知装置や一斉開放弁ごとに圧力上昇防止装置を取り付ける必要もあり、作業的にも経済的にも非常に負担となる問題があった。
【０００８】
一方で、流水検知装置や一斉開放弁の二次側配管内にある程度の空気が入っていると空気が収縮してクッションの役割を果たすので、二次側配管内の圧力はあまり上昇せずに済む。しかし、この場合、設置時に二次側配管内に空気を入れておいても、長期間の使用の間に空気が水に溶け込み空気量が減少して効果が少なくなっていく。
【０００９】
本発明は、これらの問題点を解消し、既存設備に対して二次側配管内の水や消火剤を全て排出せずに、二次側配管内に水や消火剤より弾性のある気体を所定量注入するための装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、所定の気体のみを簡単に注入して、二次側配管内が腐食しやすい環境になることを避けつつ、過剰な圧力上昇を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るガス注入装置は、流水検知装置および／または一斉開放弁の二次側に接続した二次側配管と、前記二次側配管に接続され、火災の熱により作動するスプリンクラーヘッドと、前記二次側配管内の二次側の消火液を排出する常時は閉鎖している排出弁と、を備えた消火設備の前記二次側配管に所定の気体を注入するガス注入装置であり、前記排出弁に一端を接続する接続配管と、前記接続配管の他端に接続されたオリフィスと、前記接続配管に接続された分岐配管に接続され、前記所定の気体を貯蔵するガス容器を備えたことことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係るガス注入方法は、前記消火設備に前記ガス注入装置を接続し、所定の圧力で前記気体を前記接続配管および前記分岐配管内に充填し、前記排出弁を開放して前記二次側配管内の消火液を排出しながら前記気体を充填することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガス注入装置により二次側配管内の水や消火剤を全て排出せずに、二次側配管内に水や消火剤より弾性のある気体を注入することができるので、温度上昇により水や消火剤が膨張した分を気体が圧縮されることで吸収し、圧力上昇を抑えることができる。
【００１４】
また、本発明のガス注入装置を用いれば所定の気体のみを二次側配管内に注入することができるので、酸素が二次側配管内に入ることを防ぐことができ、二次側配管内の腐食を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るガス注入装置を泡消火設備に取り付けた状態の一例である。
【図２】本発明の実施の形態に係るオリフィスの一例の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るオリフィスの別の一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態＞
以下、本発明の一実施の形態を図１を例に説明する。
図１は、本発明に係るガス注入装置を泡消火設備に取り付けた際の構成図である。
【００１７】
ガス注入装置１は、窒素ガス容器２、レギュレータ３、流量計４、スピードコントローラ５、逆止弁６、オリフィス７、接続配管８などにより構成されている。
【００１８】
窒素ガス容器２は、高圧で圧縮した窒素ガスを貯蔵しており、上部に備えた図示しないバルブを開放すると、貯蔵している窒素ガスを放出する。
【００１９】
レギュレータ３は、窒素ガス容器２の二次側に接続され、窒素ガス容器２から放出された窒素ガスを設定した圧力で二次側に送出する。設定値は後述する一斉開放弁１０の感知配管１６内の圧力が、ガス注入作業中に一斉開放弁１０が開放する圧力よりも高い圧力が維持できる圧力（例えば０．９ＭＰａ）とする。
【００２０】
流量計４は、レギュレータ３の二次側に接続され、窒素ガスの流量を測定する。
【００２１】
スピードコントローラ５は、流量計４の二次側に接続され、窒素ガスを設定した流速（例えば５００ｍｌ／ｍｉｎ）で二次側に送出する。
【００２２】
逆止弁６は、スピードコントローラ５の二次側に接続され、窒素ガス容器２から流体が逆止弁６方向に流れている場合（図１の矢印方向）には開放し、これとは逆向きに流体が流れようとする場合には閉止する。逆止弁６の二次側には接続配管８が分岐管８１を介して接続される。
【００２３】
接続配管８は、一端にオリフィス７が接続されており、他端は、窒素ガスを注入する消火設備に取り付け可能とするために、例えばねじ部が形成されている。
【００２４】
オリフィス７は、例えばφ１ｍｍの孔であり、本実施の形態では接続配管８に接続するために、ねじ部が形成され接続配管８に直接ねじ込まれて接続されている。
【００２５】
一方、ガス注入装置１を取り付ける消火設備として、本実施の形態では駐車場等に用いられる泡消火設備１００を用いて説明する。
泡消火設備１００は、流水検知装置９、一斉開放弁１０、排出弁にあたる手動起動弁１１、スプリンクラーヘッド１２、泡ヘッド１３、一次側配管１４、流水検知装置二次側配管１５、一斉開放弁１０の二次側配管にあたる感知配管１６、図示しない泡原液槽、混合器およびポンプなどにより構成されている。
【００２６】
流水検知装置９は、逆止弁構造になっており、設備が起動して流水検知装置９の一次側から二次側に向かって流水（図１の矢印方向）が発生したことを検知して火災信号を送信する。
流水検知装置９は、監視時は弁体の自重で閉止している。また、流水検知装置９の一次側配管１４内の圧力が流水検知装置二次側配管１５内の圧力より低くなっても閉止しており、流水検知装置９の二次側から一次側には流水（圧力の移動）が発生しない構造となっている。
【００２７】
一斉開放弁１０は、流水検知装置９の二次側に備えられ、図示しないピストン室に接続された感知配管１６内に所定（例えば０．１ＭＰａ）以上の圧力を充填することで閉止し、所定（例えば０．１ＭＰａ）未満の圧力となると開放するもので、監視時は閉止している。
【００２８】
感知配管１６の一斉開放弁１０に接続された端部の反対側の端部には、手動起動弁１１が備えられ、一斉開放弁１０と手動起動弁１１の間には、監視範囲に応じた数量でスプリンクラーヘッド１２が天井面付近に備えられている。スプリンクラーヘッド１２は、火災の熱によって開放する閉鎖型ヘッドであり、開放すると感知配管１６内の消火剤（圧力）を放出する。手動起動弁１１は、火災時に人が火災発生に気付いた際に手動で泡消火設備１００を起動させるためのもので、開放することで感知配管１６内の消火剤（圧力）を放出する。手動起動弁１１の取付高さは床面から８０〜１５０ｃｍの範囲に設置することが消防法で定められているため、感知配管１６が天井付近を通ってから下向きに下げた部分に手動起動弁１１が備えられている。
【００２９】
一斉開放弁１０のピストン室には一斉開放弁１０が閉止している場合でも、一斉開放弁１０の一次側（図１の流水検知装置二次側配管１５）から圧力が供給できるように図示しない逆止弁が設けられており、温度低下などにより、ゆるやかに感知配管１６内の圧力が低下して、一斉開放弁１０の一次側の圧力より、所定値（たとえば０．１ＭＰａ）低くなった場合には、一斉開放弁１０の一次側より圧力を補充（図１の矢印方向）して閉止状態を維持する構造となっている。なお、逆止弁からピストン室への供給量はスプリンクラーヘッド１２や手動起動弁１１が開放した時の放出量より少ないため、スプリンクラーヘッド１２や手動起動弁１１が開放したときには一斉開放弁１０は開放する。
【００３０】
一斉開放弁１０の本弁の二次側（本発明における一斉開放弁の二次側とは異なる）には、消火液放出配管１７が接続されており、消火液放出配管１７には、監視範囲に応じた開放型ヘッドである泡ヘッド１３を備えている。
【００３１】
流水検知装置９の一次側には、図示しない泡原液槽、混合器およびポンプ等が設置されており、泡消火設備１００が作動すると、ポンプが起動して消火用水を泡消火設備１００に加圧送水し、泡原液槽に貯蔵した泡消火薬剤と消火用水を混合器によって所定の濃度（例えば３％）に混合し消火液として流水検知装置９へと送出する。
【００３２】
泡消火設備１００の監視時について説明する。
泡消火設備１００の感知配管１６内の消火液が周囲温度の低下などにより容積が小さくなり、感知配管１６内の圧力が所定値より低くなると、流水検知装置二次側配管１５からピストン室の逆止弁を通って消火液が感知配管１６内に供給され、監視圧力を維持する。  
【００３３】
ところが、周囲温度が高くなったときには逆止弁により感知配管１６から流水検知装置二次側配管１５へ消火液を戻すことができないため、感知配管１６内の圧力が所定値より高くなる。このとき消火液の大部分を占める水は弾性が低く膨張・伸縮量がごく僅かであるため、周囲温度によっては感知配管１６内の圧力が異常に高圧となり、スプリンクラーヘッド１２を破壊してしまう場合がある。
【００３４】
このとき、感知配管１６内にある程度の気体が入っていると、弾性のある気体が膨張・伸縮して感知配管１６内の圧力上昇・下降が緩慢になる。
【００３５】
次にガス注入装置１を用いて、泡消火設備１００の感知配管１６内の圧力が異常に高圧とならないようにするために、弾性の高い気体（例えば窒素）を感知配管１６内に注入する方法を説明する。  
【００３６】
まず、手動起動弁１１にガス注入装置１を取り付ける。本実施の形態の場合、接続配管８には、泡消火設備１００と接続するためにねじ部が備えられているが、泡消火設備１００の手動起動弁１１がねじ込み式であれば、手動起動弁１１に接続配管８の一端を直接ねじ込んで取り付ける。手動起動弁１１は立ち下がり配管に接続されているので、ガス注入装置１は、オリフィスを下にして取り付けられる。
【００３７】
次に、分岐管８１に逆止弁６、スピードコントローラ５、流量計４、レギュレータ３、窒素ガス容器２を取り付ける。
【００３８】
次に窒素ガス容器２のバルブを開放して接続配管８に窒素ガスを送出する。このときレギュレータ３を通った窒素ガスは０．９ＭＰａで接続配管８に送られるが、接続配管８は、下部にオリフィス７が備えられているので接続配管８内の空気はオリフィス７から排出される。
【００３９】
数秒から数十秒間経過後、手動起動弁１１を開放すると感知配管１６内から排出される消火液と入れ替わりに窒素が注入される。
【００４０】
所定量の窒素（例えば感知配管１６の容積の１０％）が感知配管１６内に注入されたら手動起動弁１１を閉止する。窒素の注入量は、流量計４の値から読み取っても良いし、手動起動弁１１から排出される消火液の量を測定しても良い。ただし、消火液の量を測定する場合、消火液がオリフィス７から排出されるため、手動起動弁１１をこまめに開閉して少しずつ消火液と窒素ガスの入れ替え作業を行う。
【００４１】
窒素を感知配管１６内に注入しておくことで、低温時には消火液が伸縮した分、窒素が膨張し感知配管１６内の圧力はあまり低下しない。このため流水検知装置二次側配管１５から消火液の供給は殆どない。高温時には消火液が膨張した分、窒素が伸縮するので感知配管１６内の圧力はあまり上昇しない。これは、弾性の低い消火液の伸縮・膨張量が感知配管１６内の圧力に与える影響に比べて窒素の膨張・伸縮量が感知配管１６内の圧力に与える影響が小さいためである。
【００４２】
なお、本実施の形態では、オリフィス７は、固定式のオリフィスとしたが、これに限定するものではなく、例えば、弁体を回転させることで開閉するバルブの弁体７２をオリフィスとした排水弁７１を用いてもよい。このとき、弁体７２を１８０°以上回転できるようなものとすれば、オリフィスにゴミが詰まったときに弁体７２を１８０°回転させてオリフィスの上下を入れ替えることで排出される消火液または窒素等によりゴミを取り除くことができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、窒素を注入する際に、手動起動弁１１をこまめに開閉するとしたが、これに限定するものではなく、例えば、オリフィス７に換えて排水弁７１を用いた場合、窒素ガス容器２のバルブを開放して接続配管８内の空気を窒素と入れ換えた後、排水弁７１を閉止してから、手動起動弁１１を開放し、その後排水弁７１を開放する手順を繰り返すようにすると、操作配管１６内に充填される窒素に他の気体が混入されにくくなる。
【００４４】
また、本実施の形態では、注入するガスを窒素としたが、これに限定するものではなく、常温で気体であればよい。但し、酸素は感知配管１６内が腐食しやすい環境となるため避けた方が良い。
【００４５】
また、本実施の形態では、一斉開放弁１０を用いた泡消火設備１００を例に記載したが、本願のガス注入装置１を用いてガスを注入する設備は、これに限定するものではなく、例えば流水検知装置９の二次側配管（流水検知装置二次側配管１５）にスプリンクラーヘッド１２と、設備の作動試験を行う際に開放する図示しない末端試験弁を備えたスプリンクラー設備であってもよく、この場合は末端試験弁の二次側にガス注入装置を接続して、末端試験弁を排出弁としてガス注入を行う。
【００４６】
また、本実施の形態では、泡消火設備１００の感知配管１６にスプリンクラーヘッド１２を接続して火災監視を行っているが、これに限定するものではなく、例えば火災の熱により開放し、消火液を排出する機能のみを有する感知ヘッドを用いていてもよい。
【００４７】
なお、施工時に感知配管１６内に空気が残るように消火液を充填することは可能であるが、空気は時間の経過とともに水や消火液に溶け込んでいくため、定期的に気体の補充を行うことが望ましい。
【符号の説明】
【００４８】
１  ガス注入装置、２  窒素ガス容器、３  レギュレータ、４  流量計、５  スピードコントローラ、６  逆止弁、７  オリフィス、８  接続配管、９  流水検知装置、１０  一斉開放弁、１１  手動起動弁、１２  スプリンクラーヘッド、１３  泡ヘッド、１４  一次側配管、１５  流水検知装置二次側配管、１６  感知配管、１７  消火液放出配管、７１  排水弁、７２  弁体、８１  分岐配管、１００  泡消火設備。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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