(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側の受圧面に供給側ガス圧（Ｐ０）及び出口側ガス圧（Ｐ２）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したガス流路（２１）に配設した流路弁（２２）と、一方の受圧面に基準ガス圧（Ｐ１）が、他方の受圧面に出口側ガス圧（Ｐ２）がかかるように構成するとともに、前記他方の受圧面に流路弁（２２）を操作する操作棒（２７）を突設したピストン（２６）とからなる減圧装置において、前記流路弁（２２）を、主弁体（２２ａ）と、該主弁体（２２ａ）の内部空間（２２ｃ）に配設した、主弁体（２２ａ）より小径の副弁体（２２ｂ）とで構成し、ピストン（２６）の操作棒（２７）により、副弁体（２２ｂ）とばね支持体（２５）との間に配設したばね（２３）の付勢力に抗して、副弁体（２２ｂ）、主弁体（２２ａ）の順に操作することにより流路弁（２２）を開放するようにするとともに、副弁体（２２ｂ）に対して供給側ガス圧（Ｐ０）をかけるガス流路（２１ｃ）に、主弁体（２２ａ）の内周面とばね支持体（２５）の外周面との微小な隙間によって規定される絞り部（２１ｆ）を形成したことを特徴とする減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消火剤貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている消火剤ガスを消火対象区画内に放出し、消火対象区画内の消火剤の濃度を消炎濃度以上に維持することによって消火するようにしたガス系消火設備等において、高圧の供給側ガス圧を所定の出口側ガス圧に減圧するために用いられる減圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、消火対象区画内に消火剤を放出し、消火対象区画内の消火剤の濃度を消炎濃度以上に維持することによって消火するようにしたガス系消火設備として、消火剤に二酸化炭素やハロンガス等の不活性ガスを使用するようにしたものが実用化されている。
【０００３】
ところで、消火剤として二酸化炭素やハロンガス等の不活性ガスを使用する場合、これらの消火剤を加圧液化して高圧ガス容器からなる消火剤貯蔵容器に充填された状態で消火設備内に保管しておき、火災の際に、適宜の電気的手段又は空圧的手段を用いて、消火剤貯蔵容器の容器弁を開放することにより、二酸化炭素やハロンガスを消火剤貯蔵容器から配管を介して噴射ヘッドまで送り、噴射ヘッドから消火対象区画内に放出するようにしている。このとき、二酸化炭素やハロンガス等の不活性ガスは、噴射ヘッドまでは液体の状態で送られ、噴射ヘッドから消火対象区画内に放出された瞬間に気化して気体の状態となり、消火対象区画内に充満して火災を鎮圧する。
【０００４】
そして、これらの二酸化炭素やハロンガス等の不活性ガスを使用するガス系消火設備は、急速に火災を鎮圧できること、消火剤による消火対象区画内の汚染がほとんどないこと、電気の絶縁性を損なわないこと、消火剤が隙間から浸透して構造が複雑な消火対象に対しても強力な消火効果を発揮できること、消火剤の経年変化がなく長期に亘って一定の消火能力を有すること等の利点を有することから、石油関連施設、電気関連施設のみならず、一般の施設にも広く使用されている。
【０００５】
ところが、近年になって、オゾン層の破壊に関する問題が世界的な規模で提起され、ハロンガス等のハロゲン化炭化水素成分を含有する消火剤については、１９９４年１月に生産中止となり、事実上使用することができなくなった。これにより、アルゴンや新たに開発された高価なフッ素系のガスを使用する特殊な消火設備が開発されてきてはいるが、現在のところ、いまだにガス系消火設備においては二酸化炭素が消火剤として多く使用されている。
【０００６】
一方、この二酸化炭素を消火剤として使用する消火設備についても、以下の問題点があることが知られている。
(1) 消火時の消火対象区画内の二酸化炭素の設計濃度は、約３５％であり、この濃度では、万一消火対象区画内に人が存在していた場合、二酸化炭素の毒性（麻酔性）により人命に係わる事態が発生するおそれがある。
(2) 二酸化炭素は、火災の際、噴射ヘッドまでは液体の状態で送られ、噴射ヘッドから消火対象区画内に放出された瞬間に気化して気体の状態となるが、このとき、周囲から気化熱を奪うため室内の空気の飽和蒸気圧が低下し、空気中の水分が結露するとともに、静電気が発生する。これにより、室内は霧がかかった状態となり、人の避難及び救出並びに消火作業の障害になるとともに、結露及び静電気により電子機器の絶縁不良や故障が起こり、重大な二次災害が発生するおそれがある。
(3) 二酸化炭素は、密度が空気よりもはるかに大きいため、消火対象区画内に放出された二酸化炭素は、消火対象区画内の下部に滞留し消火効果が低下するほか、消火対象区画内の下部の開口部から外部へ散逸しやすい。
(4) 地球温暖化に関する問題が世界的な規模で提起されていることから、二酸化炭素もハロンガスと同様に、将来的には使用が制限される可能性がある。
【０００７】
ところで、本件出願人は、先に、ガス系消火設備の消火剤として窒素ガスや各種混合ガスを使用するようにしたガス系消火設備を提案した（特許文献１参照）が、これらの窒素ガスや各種混合ガスを使用する消火設備についても、以下の問題点があることがわかった。
(1) ガス系消火設備の消火剤としての窒素ガスや混合ガスは、加圧してガス状態で貯蔵されたものを使用するため、加圧液化した状態で貯蔵されたものを使用する二酸化炭素やハロンガスに比べて、同容積の消火対象区画の消火に要する消火剤貯蔵容器の数が数倍必要となり、消火剤貯蔵容器の大きな設置スペースが必要となる。
(2) 設置する消火剤貯蔵容器の数を低減するためには、消火剤貯蔵容器に充填する消火剤ガスの充填圧力を高める必要があるが、消火剤ガスの充填圧力を高めた場合、選択弁、主配管、枝管、噴射ヘッド等の消火設備の二次側機器にも消火剤ガスの高いガス圧がかかることとなり、このため、これら二次側機器の耐圧グレードを上げる必要があり、設備費が著しく高くなり、また、既存の設備には、適用できない。
【０００８】
そこで、本件出願人は、消火剤として窒素ガスや混合ガス等の消火剤貯蔵容器内にガス状態で貯蔵され消火剤ガスを使用するガス系消火設備の有する問題点に鑑み、高圧の供給側ガス圧を所定の出口側ガス圧に減圧することができ、これにより、例えば、ガス系消火設備に適用した場合に、ガス系消火設備の二次側機器の耐圧グレードを上げずに消火剤ガスの充填圧力を高めることができる減圧装置を提案した（特許文献２参照）。
【０００９】
この減圧装置は、図６に示すように、両側の受圧面に供給側ガス圧Ｐ０及び出口側ガス圧Ｐ２がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したガス流路２１に配設した流路弁２２と、一方の受圧面に基準ガス圧Ｐ１が、他方の受圧面に出口側ガス圧Ｐ２がかかるように構成するとともに、前記他方の受圧面に流路弁２２を操作する操作棒２７を突設したピストン２６とからなるもので、上記の所期の目的を達成するものであった。
そして、この減圧装置は、ガス流路２１が開放されると、消火剤貯蔵容器からガス流路２１のガス出口側２１ｂに消火剤ガスが流入するが、減圧装置２は、流路弁２２の両側の受圧面に、消火剤貯蔵容器１内の消火剤ガスの供給側ガス圧Ｐ０（例えば、３５℃において、３０ＭＰａ）及び出口側ガス圧Ｐ２が、また、ピストン２６の一方の受圧面に定圧ガス源からの基準ガス圧Ｐ１（例えば、３５℃において、１０ＭＰａ）が、他方の受圧面に出口側ガス圧Ｐ２が、それぞれ所定の面積割合でかかるように構成されているため、以下の式（１）に従って流路弁２２及びピストン２６は、瞬時に平衡し、出口側ガス圧Ｐ２は、基準ガス圧Ｐ１（例えば、３５℃において、１０．８ＭＰａ）と略等しい値に保持される。
（Ａ２−Ｃ２）Ｐ０＋（Ｃ２＋Ｂ２）Ｐ２＝Ｂ２・Ｐ１＋Ａ２・Ｐ２  ・・・（１）
Ｐ２＝（Ｂ２・Ｐ１−（Ａ２−Ｃ２）Ｐ０）／（Ｃ２＋Ｂ２−Ａ２）  ・・・（２）
ここで、Ａは弁座２９の直径、Ｂはピストン２６の直径、Ｃは流路弁２２の出口側ガス圧Ｐ２がかかる下方の受圧面の直径である。
【００１０】
ところで、この減圧装置において、弁座２９の直径Ａと流路弁２２の出口側ガス圧Ｐ２がかかる下方の受圧面の直径Ｃの大きさに大きな差がない場合には、基準ガス圧Ｐ１と出口側ガス圧Ｐ２とは近似した値となる。ただし、減圧装置の構造上、直径Ａと直径Ｃの差が小さすぎると、消火剤ガスの充填時に流路弁に充分な面圧がかからず消火剤ガスが漏洩するおそれがあるため、直径Ａは直径Ｃより大きく設定する必要があるだけでなく、直径Ａと直径Ｃの差を小さくするには設計上の限界があった。
一方、直径Ａと直径Ｃの差を大きくすれば消火剤ガスの漏洩につながる面圧の問題は解消するが、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差が大きくなり、最大放出流量が大きくなるため、消火剤ガスの放出時の避圧開口を大きくする必要が生じ、避圧開口に接続するダクト等の設備のコストが増大するという問題があった。
また、大きな減圧比、例えば、供給側ガス圧Ｐ０：３５℃において、３０ＭＰａ、出口側ガス圧Ｐ２：３５℃において、１ＭＰａ、を必要とする場合には、出口側ガス圧を正確に制御することが難しいという問題があった。
【特許文献１】特開平８−１４１１０２号公報
【特許文献２】特開平９−３１９４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来の減圧装置の有する問題点に鑑み、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差を小さくすることができる減圧装置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】
上記目的を達成するため、本発明の減圧装置は、両側の受圧面に供給側ガス圧及び出口側ガス圧がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したガス流路に配設した流路弁と、一方の受圧面に基準ガス圧が、他方の受圧面に出口側ガス圧がかかるように構成するとともに、前記他方の受圧面に流路弁を操作する操作棒を突設したピストンとからなる減圧装置において、前記流路弁を、主弁体と、該主弁体の内部空間に配設した、主弁体より小径の副弁体とで構成し、ピストンの操作棒により、副弁体とばね支持体との間に配設したばねの付勢力に抗して、副弁体、主弁体の順に操作することにより流路弁を開放するようにするとともに、副弁体に対して供給側ガス圧をかけるガス流路に、主弁体の内周面とばね支持体の外周面との微小な隙間によって規定される絞り部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の減圧装置によれば、高圧の供給側ガス圧を所定の出口側ガス圧に減圧する減圧装置を、コンパクトな構造により実現することができ、また、出口側ガス圧の値を基準ガス圧を変えることによって広い範囲で、かつ、高精度に調整することができ、さらに、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差を小さくすることができる。
このため、この減圧装置をガス系消火設備に適用した場合には、消火設備の二次側機器の耐圧グレードを上げることなく消火剤ガスの充填圧力を高めることができるとともに、供給側ガス圧が低下した場合でも、消火剤ガスの放出量を一定に保つことができ、さらに、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差が小さいことから最大放出流量が小さくなり、消火剤ガスの放出時の避圧開口を大きくする必要がなく、避圧開口に接続するダクト等の設備のコストを低廉化することができる。
【００１４】
特に、副弁体に対して供給側ガス圧をかけるガス流路に、主弁体の内周面とばね支持体の外周面との微小な隙間によって規定される絞り部を形成することにより、ピストンの操作棒により流路弁を操作した際の主弁体と副弁体とからなる流路弁の動作の安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の減圧装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の減圧装置を用いたガス系消火設備の一例を示す。
【００１７】
本例は、３つの消火対象区画６−１、６−２、６−３を有する場合のガス系消火設備を示したものである。
このガス系消火設備は、消火剤ガスとして、例えば、窒素ガスを使用し、これを加圧して高圧ガス容器に充填した状態（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、３０ＭＰａ）で消火設備内に保管することにより、消火剤貯蔵容器１として利用する。
本例のガス系消火設備には、５本の消火剤貯蔵容器１−１、１−２、・・・１−５を備え、各容器１には、容器弁２を介して連結管３を接続し、さらに連結管３を１本の集合管４に接続し、この集合管４を各消火対象区画６−１、６−２、６−３まで延設した主配管５−１、５−２、５−３に接続する。
主配管５−１、５−２、５−３には、選択弁９−１、９−２、９−３を配設し、消火対象区画６−１、６−２、６−３に選択的に消火剤ガスを送るようにする。
消火対象区画６−１、６−２、６−３まで延設した主配管５−１、５−２、５−３を、消火対象区画６−１、６−２、６−３内にそれぞれ配設した枝管８−１、８−２、８−３に接続し、この枝管８−１、８−２、８−３を消火対象区画６−１、６−２、６−３内の適所に複数個配設した噴射ヘッド７−１、７−２、７−３に接続する。
【００１８】
ところで、通常、各消火対象区画６−１、６−２、６−３は、その容積が異なるため、当然、消火するのに必要となる消火剤ガスの量も異なる。
このため、主配管５−１、５−２、５−３の口径を各消火対象区画６−１、６−２、６−３の容積に応じて異ならせるほか、火災の際、消火対象となる消火対象区画６−１、６−２、６−３に対応した本数の消火剤貯蔵容器１が開放されるようにガス系消火設備を構成する。
【００１９】
ここで、開放すべき消火剤貯蔵容器１の本数を、消火対象区画６−１が５本、消火対象区画６−２が３本、消火対象区画６−３が１本に設定することとする。
なお、図中、９−１、９−２、９−３は選択弁、１０−１、１０−２、１０−３は選択弁開放装置、１１−１、１１−２、１１−３は起動用ガス容器、１２−１、１２−２、１２−３は起動用ガス容器開放用のソレノイドである。
また、図中、１３−１、１３−２、１３−３は、選択弁９−１、９−２、９−３及び起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３の開放をコントロールする起動用ガス管路で、選択弁開放装置１０−１、１０−２、１０−３に接続され、その途中の適所に不還弁１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂを配設する。なお、不還弁１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂの通過可能方向は、図の矢印の向きで表している。
なお、これらの部材の末尾の数字１、２、３は、消火対象区画の末尾の数字１、２、３にそれぞれ対応している。
【００２０】
この場合において、容器弁２には、図２に示すような、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を定圧ガス源からの基準ガス圧Ｐ１（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１０ＭＰａ）によって規定される所定の出口側ガス圧Ｐ２に減圧することができる減圧装置（本発明の減圧装置の第１実施例）を用いる。
【００２１】
この減圧装置２は、両側の受圧面にガス流路２１のガス供給側２１ａから供給側ガス圧Ｐ０が、また、ガス流路２１のガス出口側２１ｂから出口側ガス圧Ｐ２がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したガス流路２１に配設した流路弁２２と、ガス流路２１を閉鎖する方向に流路弁２２を付勢するばね２３（このばね２３は、流路弁２２の動作位置を安定させることを主目的とするものであるため、付勢力は小さいものでよい。）と、一方の受圧面に定圧ガス源（本例の場合は、定圧ガス源として、窒素ガスを充填（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１０ＭＰａ）した起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３を利用するようにしている。）から定圧ガス供給流路２４を介して基準ガス圧Ｐ１が、他方の受圧面にガス出口側２１ｂから出口側ガス供給流路２１ｄを介して出口側ガス圧Ｐ２がかかるように構成するとともに、他方の受圧面に流路弁２２を操作する操作棒２７を突設したピストン２６と、流路弁２２の方向とは逆方向にピストン２６を付勢するばね２８とからなる。
【００２２】
そして、この減圧装置２は、流路弁２２を、主弁体２２ａと、主弁体２２ａの内部空間２２ｃに配設した、主弁体２２ａより小径の副弁体２２ｂとで構成し、ピストン２６の操作棒２７により副弁体２２ｂ、主弁体２２ａの順に操作することにより流路弁２２を開放するようにしている。
【００２３】
この場合、副弁体２２ｂの両側の受圧面には、ガス流路２１のガス供給側２１ａからガス流路２１ｃを介して供給側ガス圧Ｐ０が、また、ガス流路２１のガス出口側２１ｂからガス流路２１ｄ、２１ｅを介して出口側ガス圧Ｐ２がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成されるとともに、ばね２３によりガス流路２１ｅを閉鎖する方向に副弁体２２ｂを付勢するようにしている。
【００２４】
副弁体２２ｂの受圧面に供給側ガス圧Ｐ０をかけるためのガス流路２１ｃは、主弁体２２ａの内周面とばね支持体２５の外周面との微小な隙間によって規定される絞り部２１ｆを形成するようにする。
この微小な隙間によって規定される絞り部２１ｆのガス流路の面積（断面積）は、減圧装置２の大きさに応じて適宜設定するようにするが、例えば、主弁体２２ａの内径が１０ｍｍ程度の場合で、０．５〜３．０ｍｍ２程度、好ましくは、１〜２ｍｍ２程度に設定するようにする。
また、絞り部２１ｆには、パッキン２１ｇ（このパッキン２１ｇは、Ｏリングのようなセルフシール能力をもった完全な気密の機能を有するものでなく、スパイラル状のバックアップリングや管状のゴム部品のような微小な通路を有するものを好適に用いることができる。）を配設することができ、これにより、絞り部２１ｆのガス流路の面積（断面積）の寸法精度を向上することができる。
このように、副弁体２２ｂの受圧面に供給側ガス圧Ｐ０をかけるためのガス流路２１ｃに絞り部２１ｆを形成することにより、ピストン２６の操作棒２７により流路弁２２を操作した際の主弁体２２ａと副弁体２２ｂとからなる流路弁２２の動作の安定性を向上することができる。
なお、副弁体２２ｂには、本実施例に示すような、弁座２９ｂに当接する面が平面状の弁体のほか、後述の第２実施例に示すように弁座２９ｂに当接する面が球面状の弁体や、逆止弁構造の弁体を用いることができる。
【００２５】
また、流路弁２２の開放時、ピストン２６の操作棒２７により副弁体２２ｂ、主弁体２２ａの順に操作することにより流路弁２２を開放するようにするため、操作棒２７の先端に主弁体２２ａを操作する大径部２７ａを、さらにその先端に副弁体２２ｂを操作する小径部２７ｂを形成するようにしている。
なお、この場合、ピストン２６の操作棒２７により操作された副弁体２２ｂによって間接的に主弁体２２ａを操作するように構成することもでき、本発明はこの構成を排除するものでない。
【００２６】
次に、この減圧装置２の動作について説明する。
定圧ガス源としての起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３から定圧ガス供給流路２４に基準ガス圧Ｐ１（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１０ＭＰａ）の窒素ガスを供給することにより、ピストン２６をばね２８の付勢力に抗して移動させ、ピストン２６の受圧面に突設した操作棒２７により流路弁２２をばね２３の付勢力に抗して操作し、ガス流路２１を開放させる。
【００２７】
このとき、主弁体２２ａと副弁体２２ｂとからなる流路弁２２は、まず、ピストン２６の操作棒２７の小径部２７ｂにより副弁体２２ｂが操作され、以下の式（３）に従って副弁体２２ｂが開放される。
Ｄ２・Ｐ０＜Ｂ２・Ｐ１  ・・・（３）
ここで、Ｂはピストン２６の直径、Ｄは副弁体２２ｂの弁座２９ｂの直径である。
【００２８】
副弁体２２ｂが開放されると、主弁体２２ａの内部空間２２ｃがガス流路２１ｄ、２１ｅを介してガス流路２１のガス出口側２１ｂと導通することによって、主弁体２２ａにかかっていた内圧の影響が圧力のバランスからほぼなくなることから、ピストン２６の操作棒２７の大径部２７ａにより主弁体２２ａが操作されることによって、主弁体２２ａは極めて小さい力で開放するようになる。
【００２９】
ガス流路２１が開放されると、消火剤貯蔵容器１からガス流路２１のガス出口側２１ｂに消火剤ガスが流入するが、減圧装置２は、流路弁２２の両側の受圧面に、消火剤貯蔵容器１内の消火剤ガスの供給側ガス圧Ｐ０及び出口側ガス圧Ｐ２が、また、ピストン２６の一方の受圧面に定圧ガス源からの基準ガス圧Ｐ１が、他方の受圧面に出口側ガス圧Ｐ２が、それぞれ所定の面積割合でかかるように構成されているため、以下の式（１）に従って流路弁２２及びピストン２６は、瞬時に平衡し、本例の場合、出口側ガス圧Ｐ２は、起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３の基準ガス圧Ｐ１と略等しい値（例えば、３５℃において、１０ＭＰａ）に保持される。
（Ａ２−Ｃ２）Ｐ０＋（Ｃ２＋Ｂ２）Ｐ２＝Ｂ２・Ｐ１＋Ａ２・Ｐ２  ・・・（１）
Ｐ２＝（Ｂ２・Ｐ１−（Ａ２−Ｃ２）Ｐ０）／（Ｃ２＋Ｂ２−Ａ２）  ・・・（２）
ここで、Ａは主弁体２２ａの弁座２９ａの直径、Ｂはピストン２６の直径、Ｃは流路弁２２の出口側ガス圧Ｐ２がかかる下方の受圧面の直径である。
【００３０】
この場合において、減圧装置２によって保持される出口側ガス圧Ｐ２は、定圧ガス源、すなわち、起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３の基準ガス圧Ｐ１自体を調整したり、起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３に圧力調整器を配設し、この圧力調整器により基準ガス圧Ｐ１を調整したり、後述の第３実施例に示すように流路弁２２及びピストン２６の形状を異ならせること等により変更することができるが、不活性ガス消火設備の設計上、出口側ガス圧Ｐ２が基準ガス圧Ｐ０と略等しい値に保持されるように構成することが望ましい。
【００３１】
なお、この減圧装置２は、定圧ガス源、すなわち、起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３からの窒素ガスの供給を停止するとともに、定圧ガス供給流路２４内の窒素ガスを排出することにより、流路弁２２を閉鎖することができる機能を有するものであり、この機能を利用して、一旦開放した消火剤貯蔵容器１を閉鎖するように構成することも可能である。
【００３２】
また、この減圧装置２は、ガス流路２１のガス出口側２１ｂから加圧状態の消火剤ガスを導入することにより、流路弁２２を自動的に開放して消火剤ガスを消火剤貯蔵容器１に充填することができる。この場合、ガス流路２１のガス出口側２１ｂからの消火剤ガスの導入を停止（加圧状態を解除）することにより、流路弁２２が自動的に閉鎖して充填した消火剤ガスを消火剤貯蔵容器１に貯蔵することができる。
【００３３】
そして、この減圧装置２は、消火剤貯蔵容器１内の消火剤ガスの圧力、すなわち、供給側ガス圧Ｐ０が、基準ガス圧Ｐ１以下に低下するまでは、出口側ガス圧Ｐ２を基準ガス圧Ｐ１と略等しい値に保持する機能を有しているため、消火剤ガスの放出により消火剤貯蔵容器内の消火剤ガスの圧力が低下した場合でも、出口側ガス圧Ｐ２を基準ガス圧Ｐ１と略等しい値に維持することにより、消火剤ガスの放出量を一定に保つことができる。
【００３４】
次に、この減圧装置２を容器弁として用いた上記のガス系消火設備の火災の際の動作について説明する。
いま、消火対象区画６−１に火災が発生したとすれば、火災発見者がこの消火対象区画６−１に対応する押釦（手動操作の場合）を操作すると、電気信号が起動用ガス容器開放用のソレノイド１２−１に送られ、ソレノイド１２−１が動作して起動用ガス容器１１−１が開放される。
起動用ガス容器１１−１が開放されることにより放出された起動用ガスは、まず、選択弁開放装置１０−１に導入されて選択弁９−１を開放してから、不還弁１４−１を経て起動用ガス管路１３−１を通り、不還弁１４−Ａ及び不還弁１４−Ｂを通過してすべての容器弁２に至って消火剤貯蔵容器１を５本とも開放する。
このとき、不還弁１４−２及び不還弁１４−３を通過することができないため、選択弁９−２及び選択弁９−３は開放されない。
ところで、容器弁２には、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を定圧ガス源からの基準ガス圧Ｐ１によって規定される所定の出口側ガス圧Ｐ２に減圧することができる減圧装置を用いているため、開放された５本の消火剤貯蔵容器１から基準ガス圧Ｐ１以下に規制された不活性ガスが、容器弁２、連結管３、集合管４、選択弁９−１、主配管５−１及び枝管８−１を介して噴射ヘッド７−１まで送られ、噴射ヘッド７−１から消火対象区画６−１内に放出される。
【００３５】
また、消火対象区画６−２に火災が発生したとすれば、火災発見者がこの消火対象区画６−２に対応する押釦（手動操作の場合）を操作すると、電気信号が起動用ガス容器開放用のソレノイド１２−２に送られ、ソレノイド１２−２が動作して起動用ガス容器１１−２が開放される。
起動用ガス容器１１−２が開放されることにより放出された起動用ガスは、まず、選択弁開放装置１０−２に導入されて選択弁９−２を開放してから、不還弁１４−２を経て起動用ガス管路１３−２を通り、不還弁１４−Ｂを通過して容器弁２に至って消火剤貯蔵容器１を３本だけ、すなわち、消火剤貯蔵容器１−３、１−４、１−５を開放する。
このとき、不還弁１４−Ａを通過することができないため、消火剤貯蔵容器１のうち２本、すなわち、消火剤貯蔵容器１−１、１−２は開放されない。
また、不還弁１４−１及び不還弁１４−３を通過することができないため、選択弁９−１及び選択弁９−３は開放されない。
ところで、容器弁２には、容器弁２には、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を定圧ガス源からの基準ガス圧Ｐ１によって規定される所定の出口側ガス圧Ｐ２に減圧することができる減圧装置を用いているため、開放された３本の消火剤貯蔵容器１−３、１−４、１−５から基準ガス圧Ｐ１以下に規制された不活性ガスが、容器弁２、連結管３、集合管４、選択弁９−２、主配管５−２及び枝管８−２を介して噴射ヘッド７−２まで送られ、噴射ヘッド７−２から消火対象区画６−２内に放出される。
【００３６】
また、消火対象区画６−３に火災が発生したとすれば、火災発見者がこの消火対象区画６−３に対応する押釦（手動操作の場合）を操作すると、電気信号が起動用ガス容器開放用のソレノイド１２−３に送られ、ソレノイド１２−３が動作して起動用ガス容器１１−３が開放される。
起動用ガス容器１１−３が開放されることにより放出された起動用ガスは、まず、選択弁開放装置１０−３に導入されて選択弁９−３を開放してから、不還弁１４−３を経て起動用ガス管路１３−３を通り、容器弁２に至って消火剤貯蔵容器１を１本だけ、すなわち、消火剤貯蔵容器１−５を開放する。
このとき、不還弁１４−Ｂを通過することができない（したがって、当然、不還弁１４−Ａも通過することができない）ため、消火剤貯蔵容器１のうち４本、すなわち、消火剤貯蔵容器１−１、１−２、１−３、１−４は開放されない。
また、不還弁１４−１及び不還弁１４−２を通過することができないため、選択弁９−１及び選択弁９−２は開放されない。
ところで、容器弁２には、容器弁２には、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を定圧ガス源からの基準ガス圧Ｐ１によって規定される所定の出口側ガス圧Ｐ２に減圧することができる減圧装置を用いているため、開放された１本の消火剤貯蔵容器１−５から基準ガス圧Ｐ１以下に規制された不活性ガスが、容器弁２、連結管３、集合管４、選択弁９−３、主配管５−３及び枝管８−３を介して噴射ヘッド７−３まで送られ、噴射ヘッド７−３から消火対象区画６−３内に放出される。
【００３７】
以上、消火対象区画が３区画で、消火剤貯蔵容器１の本数が５本の場合を例にして説明したが、消火対象区画の数及び消火剤貯蔵容器１の本数並びに開放される消火剤貯蔵容器１の本数は、本実施例のものに限定されるものではなく、必要に応じて任意に設定することができる。
【００３８】
そして、上記減圧装置２は、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を所定の出口側ガス圧Ｐ２に減圧する減圧装置を、コンパクトな構造により実現することができ、また、出口側ガス圧Ｐ２の値を基準ガス圧Ｐ１を変えることによって広い範囲で、かつ、高精度に調整することができ、さらに、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差を小さくすることができる。
このため、この減圧装置２をガス系消火設備に適用した場合には、消火設備の二次側機器の耐圧グレードを上げることなく消火剤ガスの充填圧力を高めることができるとともに、供給側ガス圧が低下した場合でも、消火剤ガスの放出量を一定に保つことができ、さらに、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差が小さいことから最大放出流量が小さくなり、消火剤ガスの放出時の避圧開口を大きくする必要がなく、避圧開口に接続するダクト等の設備のコストを低廉化することができる。
【００３９】
また、上記のガス系消火設備においては、本発明に係る減圧装置を従来の容器弁に代えて用いるようにしたが、これに限定されず、図３に示すように、上記のガス系消火設備における消火剤貯蔵容器１と選択弁９−１、９−２、９−３とを接続する集合管４の適所に、上記第１実施例の減圧装置２と同様の構造及び作用の減圧装置１８を配設するとともに、起動用ガス容器１１−１、１１−２、１１−３とは別に、定圧ガス源として、窒素ガスを充填した定圧ガス容器１９を設けることもできる。
このように、集合管４に本発明に係る減圧装置１８を設けることにより、容器弁２に通常の容器弁を使用することができ、設備費を低廉にすることができる。なお、消火剤貯蔵容器１から減圧装置１８に至るまでの容器弁２、連結管３及び集合管４等の消火設備の一次側機器には消火剤ガスの高いガス圧がかかることとなり、このため、これら一次側機器は、この高いガス圧に耐えるように構成する必要があるが、集合管４等は、主配管５−１、５−２、５−３に比べ管の内径が小さいため、耐圧が高く、このため、消火設備の一次側機器の耐圧グレードを上げる必要がないため、設備費を低廉にすることができるとともに、既存の設備にもそのまま適用することができる。
【実施例２】
【００４０】
図４に、本発明の減圧装置の第２実施例を示す。
この減圧装置２は、副弁体２２ｂに、弁座２９ｂに当接する面が球面状の弁体を用いたもので、より具体的には、副弁体２２ｂには、直径数ｍｍ程度のナイロン６６等の合成樹脂製の球体を使用し、この副弁体２２ｂを、ばね２３により円柱状（アスペクト比：１程度）のピストン２２ｄを介してガス流路２１を閉鎖する方向に付勢するようにしている。
また、この減圧装置２は、消火剤貯蔵容器１に装着した状態で、ばね支持体２５を減圧装置２から取り外すことにより、流路弁２２等の部品の着脱が可能な構成としているため、減圧装置２の保守等を簡易に行うことができる利点を有している。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例の減圧装置２と同様である。
【実施例３】
【００４１】
図５に、本発明の減圧装置の第３実施例を示す。
この減圧装置２は、副弁体２２ｂに、弁座２９ｂに当接する面が球面状の弁体を用いたもので、より具体的には、副弁体２２ｂには、直径数ｍｍ程度のナイロン６６等の合成樹脂製の球体を使用し、この副弁体２２ｂを、ばね２３によりガス流路２１を閉鎖する方向に付勢するようにしている。
また、この減圧装置２は、消火剤貯蔵容器１に装着した状態で、ばね支持体２５を減圧装置２から取り外すことにより、流路弁２２等の部品の着脱が可能な構成としているため、減圧装置２の保守等を簡易に行うことができる利点を有している。
また、この減圧装置２は、ピストン２６の形状を変更可能にしたもので、より具体的には、ピストン２６及びピストン２６を収納するシリンダ部分を交換することにより、大きな減圧（特に限定されるものではないが、例えば、減圧比３０：１）を必要とする場合（図５（ａ））と、大きな減圧を必要としない場合（図５（ｂ）及び（ｃ））との変更を簡易に行うことができるようにしている。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例の減圧装置２と同様である。
【００４２】
以上、本発明の減圧装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものであり、また、減圧の対象ガスも、窒素のほか、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガス、産業用の各種ガス等の広範なガスに用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の減圧装置は、放出開始圧と制御圧（最大出口圧力）の差を小さくすることができる特性を有していることから、ガス系消火設備の用途に好適に用いることができるほか、例えば、原子力発電所や半導体製造工場等の設備内に定圧で各種のガスを供給する定圧ガス供給設備等の広範な用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ガス系消火設備の一例を示す図である。
【図２】本発明の減圧装置の第１実施例を示し、（ａ）は流路弁閉鎖時の断面図、（ｂ）は副弁体開放時の断面図、（ｃ）は主弁体開放時の断面図である。
【図３】ガス系消火設備の変形例を示す図である。
【図４】本発明の減圧装置の第２実施例を示し、（ａ）は流路弁閉鎖時の断面図、（ｂ）は副弁体開放時の断面図、（ｃ）は主弁体開放時の断面図である。
【図５】本発明の減圧装置の第３実施例を示し、（ａ）は大きな減圧を必要とする減圧装置の平面断面図、（ｂ）は大きな減圧を必要としない減圧装置の平面断面図、（ｃ）同正面断面図である。
【図６】従来の減圧装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    消火剤貯蔵容器
２    容器弁（減圧装置）
２１  ガス流路
２２  流路弁
２２ａ  主弁体
２２ｂ  副弁体
２３  ばね
２４  定圧ガス供給流路
２５  ばね支持体
２６  ピストン
２７  操作棒
２８  ばね
２９ａ  弁座
２９ｂ  弁座
６    消火対象区画
７    噴射ヘッド
１８  減圧装置
Ｐ０  供給側ガス圧
Ｐ１  基準ガス圧
Ｐ２  出口側ガス圧
【図１】
0004588662.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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