(57)【要約】【課題】対象空間の酸素濃度の調整を迅速に行うことで、当該対象空間の防火性や安全性を高めることを課題とする。【解決手段】対象空間１の酸素濃度を低酸素濃度化することによって当該対象空間１の防火を行う低酸素濃度防火システムであって、対象空間１に窒素富化ガスを供給するための窒素ガス供給ライン１３０と、対象空間１に酸素富化ガスを供給するための酸素供給ライン１４０と、窒素ガス供給ライン１３０又は酸素供給ライン１４０の少なくとも一方に設けられ、窒素富化ガス又は酸素富化ガスを貯留するための窒素富化タンク１３１、酸素富化タンク１４２、及び、貯留タンク１２５、１２６等とを備える。【選択図】        図１
2006122378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象空間の酸素濃度を低酸素濃度化することによって当該対象空間の防火を行う低酸素濃度防火システムであって、
前記対象空間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ラインと、
前記対象空間に酸素を供給するための酸素供給ラインと、
前記不活性ガス供給ライン又は前記酸素供給ラインの少なくとも一方に設けられ、前記不活性ガス又は前記酸素を貯留するための貯留手段と、
を備えたことを特徴とする低酸素濃度防火システム。
【請求項２】
前記貯留手段を、前記対象空間の天井部、床部、又は、壁面部の少なくとも一つに配置したこと、
を特徴とする請求項１に記載の低酸素濃度防火システム。
【請求項３】
前記貯留手段を、前記対象空間に隣接して設けられた前室に配置したこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の低酸素濃度防火システム。
【請求項４】
前記不活性ガス供給ライン及び前記酸素供給ラインの少なくとも一部を収容する収容手段を備え、
前記収容手段を、前記貯留手段としたこと、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の低酸素濃度防火システム。
【請求項５】
前記対象空間の湿度を調整するための湿度調整手段、
を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の低酸素濃度防火システム。
【請求項６】
前記不活性ガス、前記酸素、又は、これら不活性ガス若しくは酸素を生成するための空気を加圧する加圧手段を設け、
前記加圧手段を前記湿度調整手段に接続し、前記加圧手段における加圧時に生成される凝縮水を前記湿度調整手段における加湿用水として導入可能としたこと、
を特徴とする請求項５に記載の低酸素濃度防火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象空間の酸素濃度を調整するためのシステムに関し、特に、酸素濃度を低酸素濃度に調整することによって、対象空間の防火を行う低酸素濃度防火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人間の出入りが少ない空間を低酸素濃度化することによって、この空間における火災を未然に防ぐことができる低酸素濃度防火システムが提案されている。このような従来の低酸素濃度防火システムは、例えば、対象空間に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、対象空間に外気を供給する外気供給装置とを備えて構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、人間の不在時には、不活性ガス供給装置を用いて対象空間に不活性ガスを充満させることによって、この対象空間を不燃焼雰囲気にし、人間の在室時には、外気供給装置を用いて対象空間に外気を供給することによって、この対象空間を人間が生存できる酸素濃度にしていた。このようなシステムによれば、不燃焼雰囲気にしている時には、対象空間での火災発生を防止でき、人間が生存できる酸素濃度にしている時には、対象空間に人間が入っても健康上の支障を生じることがないという利点がある。
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、従来の低酸素濃度防火システムにおいては、不活性ガス供給装置から供給された不活性ガスや、外気供給装置から供給された外気を、対象空間に単に直接的に導入していたので、種々の不具合があった。例えば、従来の低酸素濃度防火システムにおいては、対象空間の酸素濃度を通常の酸素濃度から低酸素濃度に切り替えたい場合、不活性ガス供給装置を始動し、この不活性ガス供給装置にて酸素から分離等された窒素等の不活性ガスを対象空間に送出していた。しかし、低酸素濃度に切り替えたい状況になってから、不活性ガス供給装置を始動したり、不活性ガスの生成や送出を開始したのでは、これら始動や生成等に時間を要するために、酸素濃度の調整時間が比較的長時間になる。また、逆に、低酸素濃度から通常の酸素濃度に復帰させたい場合にも、外気供給装置の始動や酸素の生成等に時間を要することから、酸素濃度の調整時間が比較的長時間になる。
【０００６】
このように酸素濃度の調整時間が長くなった場合、この調整時間分だけ、対象空間を所要濃度に保持しておくことができる時間が短くなる。従って、低酸素濃度に保持できる時間が短くなるために、防火環境を十分に確保できなかったり、あるいは、低酸素濃度空間に人間が入り込んだような場合に、酸素濃度を人体に安全なレベルに復帰するまでに長時間を要するために、安全性を十分に確保できない可能性があった。さらに、酸素濃度の調整時間の長時間化に伴って、給気用のコンプレッサ等の各種装置の運転時間も長時間化するため、各種装置のランニングコストが増大するという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、酸素濃度の調整を迅速に行うことを可能にすることで、防火性や安全性を高めること及び装置のランニングコストを低減すること等ができる、低酸素濃度防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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の低酸素濃度防火システムは、対象空間の酸素濃度を低酸素濃度化することによって当該対象空間の防火を行う低酸素濃度防火システムであって、前記対象空間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ラインと、前記対象空間に酸素を供給するための酸素供給ラインと、前記不活性ガス供給ライン又は前記酸素供給ラインの少なくとも一方に設けられ、前記不活性ガス又は前記酸素を貯留するための貯留手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の低酸素濃度防火システムは、請求項１に記載の低酸素濃度防火システムにおいて、前記貯留手段を、前記対象空間の天井部、床部、又は、壁面部の少なくとも一つに配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の低酸素濃度防火システムは、請求項１又は２に記載の低酸素濃度防火システムにおいて、前記貯留手段を、前記対象空間に隣接して設けられた前室に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の低酸素濃度防火システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の低酸素濃度防火システムにおいて、前記不活性ガス供給ライン及び前記酸素供給ラインの少なくとも一部を収容する収容手段を備え、前記収容手段を、前記貯留手段としたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の低酸素濃度防火システムは、請求項１から４のいずれか一項に記載の低酸素濃度防火システムにおいて、前記対象空間の湿度を調整するための湿度調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の低酸素濃度防火システムは、請求項５に記載の低酸素濃度防火システムにおいて、前記不活性ガス、前記酸素、又は、これら不活性ガス若しくは酸素を生成するための空気を加圧する加圧手段を設け、前記加圧手段を前記湿度調整手段に接続し、前記加圧手段における加圧時に生成される凝縮水を前記湿度調整手段における加湿用水として導入可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る低酸素濃度防火システムによれば、酸素濃度の調整時に必要な各種装置の始動時間等を待つことなく不活性ガスや酸素を供給でき、あるいは、各種装置にて供給される不活性ガスや酸素に加えて貯留手段からの不活性ガスや酸素を供給することで、酸素濃度調整の迅速化を図ることができる。従って、対象空間の酸素濃度を所要の酸素濃度に維持できる実効時間を長期化でき、対象空間の防火性や安全性を高めることができる。また、対象空間への人間の出入り等に伴う微小な酸素濃度変動を即座に吸収できるので、対象空間の防火性や安全性を一層高めることができる。さらに、濃度調整時間を短縮化することで、濃度調整に必要な各種装置の運転時間を短縮化でき、装置のランニングコストを低減することができる。また、貯留手段を設けることで、不活性ガス供給装置等の各種装置のみを設けた場合に比べて、対象空間に供給する不活性ガスや酸素の量を精度よく制御できるため、対象空間における酸素濃度を従来よりも高精度で制御することができる。
【００１５】
また、本発明に係る低酸素濃度防火システムによれば、対象空間の天井部、床部、又は、壁面部に配置した貯留手段から不活性ガスや酸素を供給できるので、対象空間の周辺スペースを貯留手段の設置スペースとして有効活用できる。また、対象空間の近傍から不活性ガスや酸素を供給できるので、これら不活性ガスや酸素の供給を一層迅速に行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る低酸素濃度防火システムによれば、貯留手段を対象空間の前室に配置したので、前室を貯留手段の設置スペースとして有効活用できる。また、対象空間の近傍から不活性ガスや酸素を供給できるので、これら不活性ガスや酸素の供給を一層迅速に行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る低酸素濃度防火システムによれば、不活性ガス供給ラインや酸素供給ラインの収容手段を貯留手段としたので、この収容手段の内部スペースを貯留手段として有効活用できる。
【００１８】
また、本発明に係る低酸素濃度防火システムによれば、湿度調整手段にて対象空間の湿度を調整できるので、対象空間が過乾燥することを防ぐことで、対象空間の内部の燃焼性を抑え、防火性を向上させることができる。さらには、対象空間で管理されている貯蔵物の保存性を高めることができ、あるいは、対象空間に入室している人間の健康状態を維持することができる。
【００１９】
また、本発明に係る低酸素濃度防火システムによれば、加圧手段における加圧時に生成される凝縮水を湿度調整手段における加湿用水としたので、加圧手段のための加湿用水を別個に供給する必要がなくなり、湿度調整のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る低酸素濃度防火システムの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕本発明の基本的概念を説明した後、〔II〕本発明の実施の形態について説明し、〔III〕最後に、本発明の実施の形態に対する変形例について説明する。
【００２１】
〔I〕本発明の基本的概念
まず、本発明の基本的概念について説明する。本発明は、対象空間の酸素濃度を低酸素濃度化することによって当該対象空間における防火を行う低酸素濃度防火システムに関するものである。
【００２２】
ここで、対象空間は、基本的に任意であるが、例えば、データセンター、美術館、博物館、文化財保管施設、貴重品倉庫等、火災発生時の消火によるダメージを避けたいとの要求が強い場所や、超高層タワーの電気室等、通常の防火設備を設けることが困難な場所、あるいは、低酸素濃度を保持することで劣化を防止したい貴重品等を保管するような施設が該当する。
【００２３】
また、低酸素濃度とは、基本的には、一般大気の酸素濃度（約２１％、以下、「通常酸素濃度」と称する）よりも低い全ての酸素濃度を含む概念である。以下の実施の形態では、低酸素濃度を２つのレベル、すなわち、（１）人間の生存が可能で、通常酸素濃度よりは低酸素濃度であるために燃焼性が低い酸素濃度（例えば、酸素濃度１５％であり、以下、「不燃焼生存酸素濃度」と称する）と、（２）人間の生存は困難ではあるが、不燃焼生存酸素濃度よりさらに低い酸素濃度であるために燃焼性が一層低い酸素濃度（例えば、酸素濃度１２％であり、以下、「不燃焼酸素濃度」と称する）とに切り替える例を説明する。
【００２４】
このように酸素濃度を調整するため、本発明では、対象空間に、各種の気体を導入する。具体的には、酸素濃度を低下させる場合には、不活性ガス又は不活性ガスを高濃度で含んだガスを導入する。ここで、不活性ガスの種類は任意であるが、以下では、窒素ガスを用いた例を説明するものとし、窒素ガス、又は。窒素ガスを通常よりも高濃度で含んだガスを、「窒素富化ガス」と称する。また、酸素濃度を上昇させる場合には、外気、酸素、酸素を通常よりも高濃度で含んだガス、又は、対象空間における酸素濃度よりも高い酸素濃度のガスを導入する。以下では、酸素又は酸素を高濃度で含んだガスを、「酸素富化ガス」と称する。なお、特許請求の範囲における不活性ガスとは窒素富化ガスを含む概念であり、特許請求の範囲における酸素とは酸素富化ガスや外気を含む概念である。
【００２５】
ここで、本発明の特徴の一つは、不活性ガス又は酸素を貯留するための貯留手段を設けている点にある。この貯留手段によって不活性ガス又は酸素を貯留しておくことにより、低酸素濃度に調整したい場合には貯留手段から不活性ガスを供給し、通常酸素濃度に復帰させたい場合には貯留手段から酸素を供給する。この結果、酸素濃度の調整時に必要な各種装置の始動時間等を待つことなく不活性ガスや酸素を供給でき、あるいは、各種装置にて供給される不活性ガスや酸素に加えて貯留手段からの不活性ガスや酸素を供給することで、酸素濃度調整の迅速化を図ること等ができる。この貯留手段の配置位置や構造については、後述するように、状況に応じた種々のバリエーションを取ることができる。
【００２６】
また、本発明の他の特徴の一つは、対象空間の湿度を調整するための湿度調整手段を設けている点にある。この湿度調整手段にて湿度調整を行うことにより、対象空間が過乾燥することを防ぐことで、燃焼性を抑え、防火効率を向上させること等ができる。
【００２７】
〔II〕本発明の実施の形態
以下、本発明に係る低酸素濃度防火システムの実施の形態について説明する。この実施の形態においては、低酸素濃度防火システム等の全体構成について説明した後、この低酸素濃度防火システムによって行われる酸素濃度調整について説明する。
【００２８】
（低酸素濃度防火システムの構成）
図１は、本実施の形態に係る低酸素濃度防火システムの全体構成を示す系統図である。この図１において、対象空間１の近傍には、酸素濃度調整ユニット１００及び消火ユニット２００が配置されている。
【００２９】
このうち、対象空間１は、上下左右を壁面にて囲繞された閉鎖空間として構成されている。この対象空間１の上部には、天井壁を隔てて天井裏スペース２が設けられており、また、対象空間１の下部には、床板を隔てて床下スペース３が設けられている。これら天井裏スペース２と床下スペース３とは、特許請求の範囲における天井部と床部にそれぞれ対応する。そして、天井裏スペース２と床下スペース３には、後述する貯留タンク１２５、１２６がそれぞれ配置されている。
【００３０】
また、対象空間１の内部には、当該対象空間１の内部の酸素濃度を測定するための酸素センサ、一酸化炭素（ＣＯ）濃度を測定するための一酸化炭素センサ、二酸化炭素（ＣＯ2）濃度を測定するための二酸化炭素センサ、湿度を測定するための湿度センサ、人間の有無を検知するための人感センサ、及び、火災有無を検知するための火災検出器が配置されている（なお、これら各種のセンサを以下では必要に応じて「センサ４」と総称し、また図１においてセンサ４を集合的に図示する）。また、対象空間１の内部には、当該対象空間１が過加圧された場合に圧力を部分的に開放する避圧口５と、対象空間１の内部空気を循環させるための攪拌機６とが設けられている。
【００３１】
また、対象空間１の一側方には、この対象空間１に隣接する前室１０が設けられている。この前室１０は、対象空間１に人間や物が出入りする際における当該対象空間１の気体の流入出を緩和する緩衝スペースである。この前室１０は、特許請求の範囲における貯留手段に対応する。この前室１０の外壁には第１の扉１１が設けられ、前室１０と対象空間１との間には第２の扉１２が設けられており、これら第１の扉１１と第２の扉１２とを介して、人間や物が対象空間１に出入りすることができる。ここで、第１の扉１１には、対象空間１の内部の酸素濃度を表示するための酸素濃度表示装置１３、前室１０又は対象空間１における人間の有無を管理するための入室管理システム１４、及び、前室１０が過加圧された場合に圧力を部分的に開放するリリースダンパ１５が設けられている。
【００３２】
また、酸素濃度調整ユニット１００は、対象空間１の酸素濃度を調整するためのもので、酸素濃度を調整するための各種装置を、１つの筐体１１０の内部に収容してユニット構成されている。具体的には、筐体１１０に、共通ライン１２０、窒素ガス供給ライン１３０、酸素供給ライン１４０、湿度調整ライン１５０、及び、制御装置１６０を収容して構成されている。
【００３３】
ここで、筐体１１０は、酸素濃度調整ユニット１００の各部を保護する保護構造体として機能する他、その内部に酸素富化ガスを貯留し、この酸素富化ガスを必要に応じて対象空間１に供給する収容手段として機能する。すなわち、筐体１１０は、特許請求の範囲における収容手段及び貯留手段に対応する。この筐体１１０には、リリースダンパ１１１が設けられており、筐体１１０が過加圧された場合には、その圧力の一部がこのリリースダンパ１１１を介して外部に開放される。
【００３４】
また、共通ライン１２０は、酸素濃度調整ユニット１００の外部から内部に至る配管Ｐ１に、バルブＶ１、コンプレッサ１２１、空気タンク１２２、及び、酸素／窒素分離フィルタ１２３を順次配置して構成されている。このうち、コンプレッサ１２１は、配管Ｐ１の端部から取り込まれた外気を加圧するもので、特許請求の範囲における加圧手段に対応する。また、空気タンク１２２は、コンプレッサ１２１にて加圧された外気を貯留する貯留手段であり、このように外気を貯留することで、当該外気を安定的に後段へ供給可能とする。また、酸素／窒素分離フィルタ１２３は、空気タンク１２２から供給された外気から、酸素と窒素とを分離して窒素富化ガスと酸素富化ガスとを生成する酸素／窒素分離手段である。この酸素／窒素分離フィルタ１２３の具体的構成は任意であるが、例えば、酸素／窒素分離フィルタ１２３は酸素富化膜を備え、この酸素富化膜に酸素分子と窒素分子とが溶ける速度の差を利用することで、外気から酸素と窒素とを分離する。このように生成される窒素富化ガスや酸素富化ガスにおける酸素濃度は任意であるが、酸素濃度調整を迅速に行うためには通常酸素濃度から離れた濃度であることが好ましく、例えば、窒素富化ガスの酸素濃度は約１１％、酸素富化ガスの酸素濃度は約３０％とすることが好ましい。
【００３５】
また、空気タンク１２２と酸素／窒素分離フィルタ１２３との間からは、対象空間１に至る配管Ｐ２が引き出されている。この配管Ｐ２には、バルブＶ２、バルブＶ３、流量計１２４が順次配置されている。また、配管Ｐ２から分岐して対象空間１の天井裏スペース２に至る配管Ｐ３には、バルブＶ４と貯留タンク１２５とが順次配置されており、この貯留タンク１２５には、対象空間１の内部に配置されたバルブＶ５が連結されている。また、配管Ｐ２から分岐して対象空間１に至る配管Ｐ４には、バルブＶ６が配置されている。また、配管Ｐ２から分岐して対象空間１の床下スペース３に至る配管Ｐ５には、バルブＶ７と貯留タンク１２６とが順次配置されており、この貯留タンク１２６には、対象空間１に配置されたバルブＶ８が連結されている。ここで、これら貯留タンク１２５及び貯留タンク１２６は、特許請求の範囲における貯留手段に対応する。また、バルブＶ１とコンプレッサ１２１との間からは、対象空間１に至る配管Ｐ６が引き出されており、この配管Ｐ６にはバルブＶ９が配置されている。
【００３６】
また、窒素ガス供給ライン１３０は、対象空間１に窒素富化ガスを供給することによって当該対象空間１の酸素濃度を低下させるものであり、特許請求の範囲における不活性ガス供給ラインに対応する。この窒素ガス供給ライン１３０は、具体的には、配管Ｐ１における酸素／窒素分離フィルタ１２３の後段に、窒素富化タンク（図１においてはＮ2富化タンク）１３１及びバルブＶ１０を備えて構成されている。ここで、窒素富化タンク１３１は、酸素／窒素分離フィルタ１２３にて生成された窒素富化ガスを貯留するためのもので、特許請求の範囲における貯留手段に対応する。この窒素富化タンク１３１に貯留された窒素富化ガスは、配管Ｐ７を介して上述の配管Ｐ２に導入可能である。また、バルブＶ１０には、配管Ｐ８が接続され、この配管Ｐ８にはバルブＶ１２が接続されている。このバルブＶ１２は、外部から前室１０に引き込まれた配管Ｐ１０に配置されており、この配管Ｐ１０には、さらにバルブＶ１３及び送風機１３２が配置されている。
【００３７】
また、酸素供給ライン１４０は、対象空間１に酸素を供給することによって当該対象空間１の酸素濃度を上昇させるものであり、具体的には、酸素／窒素分離フィルタ１２３から引き出されて配管Ｐ７に至る配管Ｐ１１に、加圧装置１４１、バルブＶ１４、酸素富化タンク（図１においてはＯ2富化タンク）１４２、バルブＶ１５を順次配置して構成されている。この加圧装置１４１は、酸素／窒素分離フィルタ１２３にて生成された酸素富化ガスを加圧する加圧手段である。また、酸素富化タンク１４２は、加圧装置１４１にて加圧された酸素富化ガスを貯留するもので、特許請求の範囲における貯留手段に対応する。また、バルブＶ１４から外部に配管Ｐ１２が引き出されている。
【００３８】
また、湿度調整ライン１５０は、対象空間１の湿度を調整するためのもので、特許請求の範囲における湿度調整手段に対応する。この湿度調整ライン１５０は、具体的には、配管Ｐ７に、湿度調整装置１５１とバルブＶ１６とを順次配置して構成されている。湿度調整装置１５１は、加湿又は除湿を行った空気を対象空間１に供給することにより、対象空間１の湿度を調整する。ここで、湿度調整装置１５１には配管Ｐ１３を介してコンプレッサ１２１が接続されており、コンプレッサ１２１にて外気を凝縮した際に生じた凝縮水が湿度調整装置１５１に供給可能とされている。そして、湿度調整装置１５１においては、コンプレッサ１２１から供給された凝縮水を用いて加湿可能となっている。
【００３９】
また、制御装置１６０は、酸素濃度調整ユニット１００及び消火ユニット２００の各部を制御するための制御手段であり、これら各部と電気的に接続されている（図１において電気的接続を点線にて示す）。この制御装置１６０の具体的構成は任意であるが、例えば、各部との信号の送受信を行う送受信インターフェースと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びこのＣＰＵ上で動作するプログラムとから構成される。
【００４０】
また、消火ユニット２００は、対象空間１で発生した火災を消火するためのもので、具体的には、消火装置２０１と消火装置制御部２０２とを備えて構成されている。このうち、消火装置２０１は、配管Ｐ１４及びバルブＶ１７を介して対象空間１に接続され、この対象空間１に消火ガスや消火剤を放出する。また、消火装置制御部２０２は、消火装置２０１に電気的に接続され、この消火装置２０１による消火ガスや消火剤の放出を制御する。
【００４１】
（酸素濃度調整）
次に、このように構成された低酸素濃度防火システムを用いて行われる酸素濃度調整について説明する。この調整は、主として、制御装置１６０の制御下にて自動的に行われるものである。以下の説明では、特に説明なき装置は停止状態にあり、特に説明なきバルブは閉状態にあるものとする。また、制御装置１６０の制御は、センサ４にて感知された対象空間１の酸素濃度を参照して行われるものとする。図２は、対象空間１の酸素濃度変化を示すグラフであり、横軸は時間、縦軸は対象空間１の酸素濃度をそれぞれ示す。
【００４２】
まず、通常時（図２の時間Ｔ０〜Ｔ１）の調整について説明する。通常時とは、例えば、対象空間１への人間の出入りが予想される時間帯であり、かつ、防火の必要性が低い時間帯で、一例としては昼間帯が該当する。この場合、対象空間１の酸素濃度を通常酸素濃度に調整するため、外気を循環させる。具体的には、制御装置１６０は、バルブＶ１、Ｖ２、及び、Ｖ６を開くことにより、外気をコンプレッサ１２１に導入する。また、制御装置１６０は、コンプレッサ１２１を始動させ、導入された空気を圧縮させて、空気タンク１２２に貯留させる。このように貯留された外気は、配管Ｐ２、Ｐ４を介して対象空間１に導入される。このような外気導入は、例えば、センサ４にて検出された酸素濃度が通常酸素濃度に維持されるように、断続的に又は継続して行われる。また、この通常時において、制御装置１６０は、入室管理システム１４を制御して第１の扉１１を開閉可能として、対象空間１への人間の出入りを許容する。
【００４３】
さらに、制御装置１６０は、この通常時及び他のタイミングにおいて可能な場合には、窒素富化ガス及び酸素富化ガスを貯留する。具体的には、制御装置１６０は、バルブＶ１を開き、配管Ｐ１を介して外気をコンプレッサ１２１に導入する。そして、コンプレッサ１２１を始動させ、このコンプレッサ１２１にて圧縮された外気を空気タンク１２２に貯留させる。このように貯留された空気は、酸素／窒素分離フィルタ１２３に導入され、この酸素／窒素分離フィルタ１２３によって生成された窒素富化ガスは、配管Ｐ１を介して窒素富化タンク１３１へ導入されて貯留される。この際、酸素／窒素分離フィルタ１２３によって生成された窒素富化ガスは、コンプレッサ１２１にて外気が加圧された際の圧力によって窒素富化タンク１３１に圧入されるが、この窒素富化ガスに対してさらに加圧を行う必要がある場合には、酸素／窒素分離フィルタ１２３と窒素富化タンク１３１との間等に加圧装置を設けても良い。また、酸素／窒素分離フィルタ１２３によって生成された酸素富化ガスは、配管Ｐ１１を介して加圧装置１４１に導入され、この加圧装置１４１にて加圧された後、バルブＶ１４を介して酸素富化タンク１４２へ導入されて貯留される。なお、余剰の酸素富化ガスは、バルブＶ１４及び配管Ｐ１２を介して外部に排出する。
【００４４】
また、制御装置１６０は、筐体１１０と天井裏スペース２の貯留タンク１２５とに酸素富化ガスを貯留する。具体的には、制御装置１６０は、バルブＶ１５を開くことで、酸素富化タンク１４２から筐体１１０に酸素富化ガスを導入する。あるいは、制御装置１６０は、バルブＶ１５、Ｖ３、及び、Ｖ４を開くことで、酸素富化タンク１４２から貯留タンク１２５に酸素富化ガスを導入する。また、制御装置１６０は、床下スペース３の貯留タンク１２６に窒素富化ガスを貯留する。具体的には、制御装置１６０は、バルブＶ１０、Ｖ３、及び、Ｖ７を開くことで、窒素富化タンク１３１から貯留タンク１２６に窒素富化ガスを導入する。
【００４５】
次に、防火の必要性が高い時間帯で、かつ、人間が出入りする可能性がある時間帯（図２の時間Ｔ１〜Ｔ２）の調整について説明する。この時間帯では、防火性を高める一方で、対象空間１に人間が出入りしても安全な状態を作り出すため、対象空間１の酸素濃度を不燃焼生存酸素濃度に調整する。具体的には、制御装置１６０は、図２の時間Ｔ１が到来すると、バルブＶ１０、Ｖ３、Ｖ６を開放することで、窒素富化タンク１３１に貯留されていた窒素富化ガスを対象空間１に導入する。そして、制御装置１６０は、センサ４にて検出された対象空間１の酸素濃度が所定の不燃焼生存酸素濃度になるまで、バルブＶ１０、Ｖ３、Ｖ６の開放を継続し、不燃焼生存酸素濃度になった時点で、バルブＶ１０、Ｖ３、Ｖ６を遮断する。また、このような窒素富化ガスの導入に代えて、あるいは、この導入と共に、制御装置１６０は、バルブＶ８を開放することで、貯留タンク１２６に貯留されていた窒素富化ガスを対象空間１に放出させる。
【００４６】
このように、酸素／窒素分離フィルタ１２３にて生成された窒素富化ガスを直接的に対象空間１に導入するのではなく、窒素富化タンク１３１や貯留タンク１２６に貯留されていた窒素富化ガスを対象空間１に導入することで、窒素富化ガスの供給速度を向上し、酸素濃度を迅速に低下させることができる。すなわち、図２に示すように、通常酸素濃度から不燃焼生存酸素濃度に至る所要時間Ｔａを、従来のシステムにおける所要時間Ｔａ’（図２では、従来のシステムにおける酸素濃度変化を想像線にて示す。以下同じ）に比べて、大幅に短縮できる（Ｔａ＜Ｔａ’）。従って、不燃焼生存酸素濃度を維持できる時間（図２の時間Ｔ２−Ｔ１−Ｔａ）を従来より長くすることができる。また、貯留タンク１２６を床下スペース３に配置したので、空気に比べて比重が軽い窒素富化ガスは、貯留タンク１２６から放出された後、対象空間１を上昇して自然拡散される。
【００４７】
また、この不燃焼生存酸素濃度状態においては、対象空間１に人間が出入りする可能性があるため、この出入りに伴う気体の流入出により、対象空間１の酸素濃度が不用意に変動してしまう可能性がある。このため、制御装置１６０は、バルブＶ１０及びＶ１２を開放することで、窒素富化タンク１３１に貯留された窒素富化ガスを前室１０にも導入し、この前室１０の酸素濃度についても不燃焼生存酸素濃度に調整する。従って、外気が対象空間１に直接的に流入すること等が低減され、対象空間１の酸素濃度が不用意に変動することが防止される。
【００４８】
また、前室１０の酸素濃度を維持するため、前室１０が開放されて窒素富化ガスが流出した場合には、この分を急速に補充することが好ましい。このため、制御装置１６０は、第１の扉１１の開閉状態を入室管理システム１４を介して監視しており、第１の扉１１が開かれた場合には、バルブＶ１０又はＶ１２の開度や開放時間等を制御することで、前室１０に対する窒素富化ガスの供給量を増やす。なお、前室１０を不燃焼生存酸素濃度にする必要がない場合には、バルブＶ１３及びＶ１２を開放し、送風機１３２を始動させることで、外気を前室１０に取り込んでも良い。
【００４９】
次に、防火の必要性が高い時間帯で、かつ、人間が出入りする可能性がない時間帯（図２の時間Ｔ２〜Ｔ３。例えば、夜間が該当する）の調整について説明する。この時間帯では、防火性が最も高い状態を作り出すため、対象空間１の酸素濃度を不燃焼酸素濃度に調整する。具体的には、制御装置１６０は、図２の時間Ｔ２が到来し、かつ、入室管理システム１４を介して対象空間１に人間が入室していないことが確認された時点で、上述した不燃焼生存酸素濃度への調整時と同様に、窒素富化タンク１３１や貯留タンク１２６に貯留されていた窒素富化ガスを対象空間１に導入する。従って、不燃焼生存酸素濃度への調整時と同様に、窒素富化ガスの供給速度を向上し、酸素濃度を迅速に低下させることができる。すなわち、図２に示すように、不燃焼生存酸素濃度から不燃焼酸素濃度からに至る所要時間Ｔｂを、従来のシステムにおける所要時間Ｔｂ’に比べて、大幅に短縮できる（Ｔｂ＜Ｔｂ’）。従って、不燃焼酸素濃度を維持できる時間（図２の時間Ｔ３−Ｔ２−Ｔｂ）を従来より長くすることができる。
【００５０】
また、この不燃焼酸素濃度状態において、制御装置１６０は、入室管理システム１４を介して第１の扉１１を閉鎖することで、対象空間１へ人間が不用意に入室することを防止する。なお、窒素富化ガスが過供給され、対象空間１が過加圧状態になった場合には、避圧口５が自動的に開放されることで対象空間１の圧力が一部開放され、過加圧状態が解消される。
【００５１】
ここで、このような不燃焼酸素濃度状態において、何らかの理由によって対象空間１に人間が在室していることがセンサ４によって検知された場合、制御装置１６０は、対象空間１の酸素濃度を不燃焼生存酸素濃度以上に極力早く復帰させ、人命の安全確保を図る。具体的には、制御装置１６０は、バルブＶ１５、Ｖ３、Ｖ６を開放することで、酸素富化タンク１４２に貯留されていた酸素富化ガスを対象空間１に導入する。また、このような窒素富化ガスの導入に代えて、あるいは、この導入と共に、制御装置１６０は、バルブＶ５を開くことで、貯留タンク１２５に貯留していた酸素富化ガスを対象空間１に放出させる。さらに必要に応じて、制御装置１６０は、筐体１１０に貯留していた酸素富化ガスをバルブＶ３から取り入れ、バルブＶ６を介して対象空間１に放出させる。このように酸素富化タンク１４２、貯留タンク１２５、あるいは、筐体１１０に貯留していた酸素富化ガスを用いて酸素濃度を上昇させることで、急速に酸素濃度を高めることができ、人間の安全性を確保することができる。
【００５２】
次に、再び、防火の必要性が高い時間帯で、かつ、人間が出入りする可能性がある時間帯（図２の時間Ｔ３〜Ｔ４）になった場合の調整について説明する。制御装置１６０は、図２の時間Ｔ３が到来すると、バルブＶ１５、Ｖ３、Ｖ６を開放することで、酸素富化タンク１４２に貯留されていた酸素富化ガスを対象空間１に導入する。そして、制御装置１６０は、センサ４にて検出された対象空間１の酸素濃度が所定の不燃焼生存酸素濃度に復帰するまで、バルブＶ１５、Ｖ３、Ｖ６の開放を継続し、不燃焼生存酸素濃度に復帰した時点で、バルブＶ１５、Ｖ３、Ｖ６を遮断する。また、このような酸素富化ガスの導入に代えて、あるいは、この導入と共に、制御装置１６０は、バルブＶ５を開くことで、貯留タンク１２５に貯留していた酸素富化ガスを対象空間１に放出させる。さらに必要に応じて、制御装置１６０は、筐体１１０に貯留していた酸素富化ガスをバルブＶ３から導入して、バルブＶ６を介して対象空間１に放出させる。
【００５３】
このように、酸素／窒素分離フィルタ１２３にて生成された酸素富化ガスを直接的に対象空間１に導入するのではなく、酸素富化タンク１４２、貯留タンク１２５、あるいは、筐体１１０に貯留されていた酸素富化ガスを対象空間１に導入することで、酸素富化ガスの供給速度を向上し、酸素濃度を迅速に上昇させることができる。すなわち、図２に示すように、不燃焼酸素濃度から不燃焼生存酸素濃度に至る所要時間Ｔｃを、従来のシステムにおける所要時間Ｔｃ’に比べて、大幅に短縮できる（Ｔｃ＜Ｔｃ’）。従って、不燃焼生存酸素濃度を維持できる時間（図２の時間Ｔ４−Ｔ３−Ｔｃ）を従来より長くすることができる。なお、このように不燃焼生存酸素濃度に復帰した場合、制御装置１６０は、入室管理システム１４を制御して第１の扉１１を開閉可能として、対象空間１への人間の出入りを再び許容する。
【００５４】
更に、通常時（図２の時間Ｔ４以降）になった場合の調整について説明する。制御装置１６０は、図２の時間Ｔ４が到来すると、対象空間１の酸素濃度を通常酸素濃度に復帰させる。具体的には、不燃焼生存酸素濃度に復帰させた場合と同様の制御を行って酸素富化ガスを対象空間１に導入することにより、あるいは、時間Ｔ０〜Ｔ１の場合と同様の制御を行って外気を対象空間１に導入することにより、対象空間１の酸素濃度を通常酸素濃度に復帰させる。特に、不燃焼生存酸素濃度に復帰させた場合と同様の制御を行った場合には、酸素富化ガスの供給速度を向上し、酸素濃度を迅速に上昇させることができる。つまり、図２に示すように、不燃焼生存酸素濃度から通常酸素濃度に復帰する所要時間Ｔｄを、従来のシステムにおける所要時間Ｔｄ’に比べて、大幅に短縮できる（Ｔｄ＜Ｔｄ’）。
【００５５】
なお、これまでの各時間帯での調整時に、制御装置１６０は、対象空間１の湿度を調整する。具体的には、制御装置１６０は、対象空間１の湿度をセンサ４を介して定期的に監視しており、湿度が所定湿度以上又は所定湿度以下になった場合には、湿度調整装置１５１を駆動すると共に、バルブＶ１６、Ｖ３、Ｖ６を開き、加湿空気又は乾燥空気を対象空間１に放出する。ここで、加湿空気の生成は、コンプレッサ１２１から供給された凝縮水を用いて行われる。このように、凝縮水を加湿用水として利用することで、加湿用水を別個に供給する必要がなくなり、湿度調整のコストを低減できる。
【００５６】
なお、これまでの各時間帯での調整時に、制御装置１６０は、攪拌機６を作動させることで、対象空間１の内部の酸素濃度を均一化する。また、対象空間１が過加圧状態になった場合には避圧口５、前室１０が過加圧状態になった場合にはリリースダンパ１５、筐体１１０が過加圧状態になった場合にはリリースダンパ１１１がそれぞれ開放され、その圧力が部分的に開放されて、過加圧状態が解消される。
【００５７】
また、通常酸素濃度状態において、対象空間１で火災が発生した場合には、火災検出器から制御装置１６０に火災報知信号が出力される。この火災報知信号を受信した制御装置１６０は、消火装置制御部２０２に消火信号を送出する。この消火信号を受けた消火装置制御部２０２は、消火装置２０１を制御すると共にバルブＶ１７及びＶ６を開放して、消火ガス又は消火剤を対象空間１に放出させる。これにて火災消火が行われる。
【００５８】
〔III〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び方法は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５９】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、上記に記載されていない課題を解決したり、上記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、対象空間１の最終的な防火性や安全性が従来システムと同程度であっても、対象空間１の酸素濃度調整を従来システムより迅速に行うことができている限りにおいて、本願の課題は達成されている。
【００６０】
（対象空間１について）
対象空間１の具体的構成や、対象空間１と酸素濃度調整ユニット１００との相互構成については、上記実施の形態に示した構成以外にも種々の異なる構成を取り得る。例えば、１つの対象空間１に対して複数の酸素濃度調整ユニット１００を配置しても良く、あるいは、複数の対象空間１に対して１つの酸素濃度調整ユニット１００を配置してよい。また、酸素濃度調整ユニット１００の構成要素の一部を対象空間１に配置しても良く、あるいは、対象空間１に配置された構成要素の一部を酸素濃度調整ユニット１００に配置しても良い。また、対象空間１の天井裏スペース２や床下スペース３の両方又は片方を省略しても良い。あるいは、対象空間１の側壁部の内部を中空状として、この内部に貯留手段を設けても良い。また、前室１０は、１つの対象空間１に対して複数設けても良く、あるいは、前室１０を省略しても良い。
【００６１】
（酸素濃度調整ユニット１００について）
酸素濃度調整ユニット１００は、必ずしもユニット構成する必要はなく、例えば、複数の筐体１１０に分割して配置しても良い。また、酸素濃度調整ユニット１００の配管系統や制御系統は、任意に改変することができる。また、酸素濃度調整ユニット１００の各構成要素についても統合又は分割することができ、例えば、窒素富化タンク１３１や酸素富化タンク１４２をそれぞれ複数設けても良い。また、酸素供給ライン１４０を省略して、酸素濃度を向上させる際には外気のみを導入するようにしても良い。
【００６２】
（貯留手段について）
実施の形態で示した各貯留手段の一部を分割構成したり省略しても良い。また、貯留手段に貯留する気体の種類を変更しても良く、例えば、筐体１１０や貯留タンク１２５に窒素富化ガスを貯留し、貯留タンク１２６に酸素富化ガスを貯留しても良い。また、貯留手段の具体的構成としては、タンク構造以外にも種々の異なる構成を取り得る。例えば、貯留手段を弾性的に伸縮可能な風船構造とし、窒素富化ガスや酸素富化ガスの非充満時には貯留手段を自己収縮させることで、省スペース化を図ることもできる。また、「貯留手段を、天井部、床部、又は、壁面部に配置する」とは、これら天井部、床部、又は、壁面部自体を貯留手段として構成することを含む。例えば、天井裏スペース２や床下スペース３をシーリング等にて気密構造（あるいは、許容できる程度の量の気体の流出が生じ得る非完全な気密構造）とし、これら天井裏スペース２や床下スペース３に窒素富化ガスや酸素富化ガスを貯留しても良い。そして、天井壁や床板に開閉自在のダンパを設け、必要に応じてこのダンパを開くことで、窒素富化ガスや酸素富化ガスを対象空間１に供給できる。また、ダンパの近傍位置やその他の任意の位置にファンを設け、ダンパを開いた際にこのファンを回転させることで、天井裏スペース２や床下スペース３に貯留した窒素富化ガスや酸素富化ガスが対象空間１に流入することを促進し、あるいは、流入した窒素富化ガスや酸素富化ガスの混合を促進しても良い。この場合、天井裏スペース２や床下スペース３の略全域を貯留空間として利用できるので、一層の省スペース化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る低酸素濃度防火システムは、対象空間の酸素濃度を調整することによって当該対象空間の防火性や安全性を高めることに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る低酸素濃度防火システムの全体構成を示す系統図である。
【図２】対象空間の酸素濃度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  対象空間
２  天井裏スペース
３  床下スペース
４  センサ
５  避圧口
６  攪拌機
１０  前室
１１  第１の扉
１２  第２の扉
１３  酸素濃度表示装置
１４  入室管理システム
１５  リリースダンパ
１００  酸素濃度調整ユニット
１１０  筐体
１１１  リリースダンパ
１２０  共通ライン
１２１  コンプレッサ
１２２  空気タンク
１２３  酸素／窒素分離フィルタ
１２４  流量計
１２５、１２６  貯留タンク
１３０  窒素ガス供給ライン
１３１  窒素富化タンク
１３２  送風機
１４０  酸素供給ライン
１４１  加圧装置
１４２  酸素富化タンク
１５０  湿度調整ライン
１５１  湿度調整装置
１６０  制御装置
２００  消火ユニット
２０１  消火装置
２０２  消火装置制御部
Ｐ１〜Ｐ１４  配管
Ｖ１〜Ｖ１７  バルブ
【図１】
2006122378.tif 000003
【図２】
2006122378.tif 000004