(57)【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し、該放出後に、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災システム。
【請求項２】
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室外気体流入口として作用し、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避圧口として作用するダンパを備えることを特徴とする請求項１記載の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し、該放出後に、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。
【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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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