特許 6685810 起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6685810

(24)【登録日】2020年4月3日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システム

(51)【国際特許分類】

   A62C 35/02 20060101AFI20200413BHJP

   A62C 35/68 20060101ALI20200413BHJP

   F16K 17/04 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   A62C35/02 A

   A62C35/68

   F16K17/04 Z

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-76474(P2016-76474)

(22)【出願日】2016年4月6日

(65)【公開番号】特開2017-185043(P2017-185043A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2019年1月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000168676

【氏名又は名称】株式会社コーアツ

(74)【代理人】

【識別番号】100102211

【弁理士】

【氏名又は名称】森 治

(72)【発明者】

【氏名】井上 康史

(72)【発明者】

【氏名】米田 裕策

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 剛敏

(72)【発明者】

【氏名】鴨 三範

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１４１１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１６４２５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６２Ｃ ２／００−９９／００

Ｆ１６Ｋ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の消火剤貯蔵容器の各々に容器弁を配設し、該容器弁を、起動用ガスの流通方向を制限する不還弁を介在させた起動用ガス管路により接続し、火災発生時に、起動用ガス管路に起動用ガスを供給することで、容器弁を選択的に開放して、開放された容器弁に対応する消火剤貯蔵容器に貯蔵されているガス系消火剤を、容器弁及び管路を介して、消火対象区画に供給するようにした、起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムにおいて、前記不還弁に、シート面を備えたピストンと、起動用ガスの流通を遮断する方向に向けてピストンを付勢するばねと、ピストンに部分的に起動用ガスのガス圧がかからないようにするピストンの摺動面をシールするシール部とを備えることによって、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁を用いたことを特徴とする起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、起動回路に不還弁を介在させたガス系消火システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、消火剤として、ハロン、窒素、二酸化炭素等のガス系消火剤を用いるガス系消火システムにおいて、１つのガス系消火システムを用いて、容積が異なる複数の消火対象区画の消火を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

このガス系消火システムは、例えば、図１に示すように、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に選択的にガス系消火剤を送るようにする。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。

【0004】

この場合、消火対象区画６−１、６−２、６−３は、その容積が異なるため、消火するのに必要となるガス系消火剤の量も異なる。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、火災発生時に、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システムを構成する。

【0005】

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本に設定する場合について説明する。
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。

【0006】

そして、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（起動用ガスのガス圧：周囲温度や管容積にもよるが、概ね１〜１１ＭＰａに設定）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。そして、開放された５本の消火剤貯蔵容器１から、ガス系消火剤が、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。

【0007】

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。そして、開放された３本の消火剤貯蔵容器１−３、１−４、１−５から、ガス系消火剤が、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。

【0008】

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。そして、開放された１本の消火剤貯蔵容器１−５から、ガス系消火剤が、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。

【0009】

ここでは、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、任意に設定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平８−２９９４９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ところで、上記従来のガス系消火システムにおいては、起動用ガス管路１３−１、１３−２、１３−３における起動用ガスの流通方向を制限する不還弁１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂに、構造が簡単で、動作の安定性が高い、図２に示すような構造の不還弁Ｖ０を用いるようにしている。

【0012】

この不還弁Ｖ０は、１次側１４ａと２次側１４ｂとを遮断可能に配設した、シート面１４ｄを備えたピストン１４ｃと、１次側１４ａに向けてピストン１４ｃを付勢するばね１４ｅと、起動用ガスの流路１４ｆ１、１４ｆ２とを備えて構成されている。

【0013】

次に、この不還弁Ｖ０は、以下のように動作する。
２次側１４ｂから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ピストン１４ｃにかかるばね１４ｅの付勢力とガス圧力によってシート面１４ｄが弁座１４ｇに押圧されることで、１次側１４ａと２次側１４ｂとが遮断され、１次側１４ａには起動用ガスは流れない。

【0014】

一方、１次側１４ａから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ガス圧が、ばね１４ｅがピストン１４ｃを付勢する力以上の圧力であれば、ピストン１４ｃが２次側１４ｂに動き、流路１４ｆ１、１４ｆ２を通って２次側１４ｂに起動用ガスが流れる。
ここで、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧をＰ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧をＰ２、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ２、弁座１４ｇの直径をｄ１（面積をＳ１＝π・ｄ１^２／４）、ピストン１４ｃの直径をｄ２（面積をＳ２＝π・ｄ２^２／４）、ばね１４ｅの変位をｘ、ばね定数をｋとする。
ピストン１４ｃに働く力Ｆは、
Ｆ＝Ｐ１・Ａ１−Ｐ２・Ａ２−ｋｘ
となる。
ピストンが動作を開始する条件は、初期状態がＰ２＝０であり、Ａ１＝Ｓ１であるので、この不還弁Ｖ０では、
Ｐ１・Ｓ１−ｋｘ＞０
のときに、ピストン１４ｃが動作を開始する。
ピストン１４ｃが動作を開始してから、２次側１４ｂに起動用ガスが流れ込むことによって、Ｐ２の圧力が上昇していき、
Ｐ１・Ａ１−Ｐ２・Ａ２−ｋｘ＝０
となったときに、ピストン１４ｃの動きが停止し、平衡状態となる。その後Ｐ２の上昇に従って、ピストン１４ｃが移動し、シート面１４ｄが弁座１４ｇに接して、１次側１４ａから２次側１４ｂへの起動用ガスの流れが停止する。
この状態では、Ａ１＝Ａ２＝Ｓ１であるので、
Ｐ１−Ｐ２−ｋｘ／Ｓ１＝０
となり、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１と、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２との間に、圧力差ｋｘ／Ｓ１（ただし、Ｐ１＞Ｐ２）が発生する。

【0015】

このように、従来の起動用ガス管路１３−１、１３−２、１３−３における起動用ガスの流通方向を制限する不還弁１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂとして用いられている、不還弁Ｖ０は、構造が簡単で、動作の安定性が高い反面、平衡状態では、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１と、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２との間に、圧力差ｋｘ／Ｓ１（ただし、Ｐ１＞Ｐ２）が発生するため、例えば、複数の不還弁Ｖ０を起動用ガス管路に直列状態で介在させた場合、各不還弁Ｖ０の位置で起動用ガスの圧力が低下していき、起動用ガス管路の末端の圧力が低くなり、容器弁２の作動の安定性が確保しにくくなることが考えられる。

【0016】

本発明は、上記従来の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムの有する問題点に鑑み、複数の不還弁を起動用ガス管路に直列状態で介在させた場合でも、各不還弁の位置で起動用ガスの圧力が低下せず、起動用ガス管路の末端の圧力を維持して、容器弁の作動の安定性が確保することができるようにした起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系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】

【0017】

上記目的を達成するため、本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムは、複数の消火剤貯蔵容器の各々に容器弁を配設し、該容器弁を、起動用ガスの流通方向を制限する不還弁を介在させた起動用ガス管路により接続し、火災発生時に、起動用ガス管路に起動用ガスを供給することで、容器弁を選択的に開放して、開放された容器弁に対応する消火剤貯蔵容器に貯蔵されているガス系消火剤を、容器弁及び管路を介して、消火対象区画に供給するようにした、起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムにおいて、前記不還弁に、シート面を備えたピストンと、起動用ガスの流通を遮断する方向に向けてピストンを付勢するばねと、ピストンに部分的に起動用ガスのガス圧がかからないようにするピストンの摺動面をシールするシール部とを備えることによって、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁を用いたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムによれば、複数の消火剤貯蔵容器の各々に容器弁を配設し、該容器弁を、起動用ガスの流通方向を制限する不還弁を介在させた起動用ガス管路により接続し、火災発生時に、起動用ガス管路に起動用ガスを供給することで、容器弁を選択的に開放して、開放された容器弁に対応する消火剤貯蔵容器に貯蔵されているガス系消火剤を、容器弁及び管路を介して、消火対象区画に供給するようにした、起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムにおいて、前記不還弁に、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁を用いることにより、複数の不還弁を起動用ガス管路に直列状態で介在させた場合でも、各不還弁の位置で起動用ガスの圧力が低下せず、起動用ガス管路の末端の圧力を維持して、容器弁の作動の安定性が確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムの一例を示す説明図である。

【図2】従来の不還弁の説明図である。

【図3】本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムに用いる不還弁の一例を示す説明図である。

【図4】本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムに用いる不還弁の一例を示す説明図である。

【図5】本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムに用いる不還弁の一例を示す説明図である。

【図6】本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムに用いる不還弁の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

【0021】

本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムは、図１に示す、ガス系消火システムと同様、消火剤として、ハロン、窒素、二酸化炭素等のガス系消火剤を用いるガス系消火システムにおいて、１つのガス系消火システムを用いて、容積が異なる複数の消火対象区画の消火を行うようにしたもので、複数の消火剤貯蔵容器１−１、１−２、・・・１−５の各々に容器弁２を配設し、この容器弁２を、起動用ガスの流通方向を制限する不還弁１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂを介在させた起動用ガス管路１３−１、１３−２、１３−３により接続し、火災発生時に、起動用ガス管路１３−１、１３−２、１３−３に起動用ガスを供給することで、容器弁２を選択的に開放して、開放された容器弁２に対応する消火剤貯蔵容器１−１、１−２、・・・１−５に貯蔵されているガス系消火剤を、容器弁２及び管路（連結管３、集合管４、主配管５−１、５−２、５−３及び枝管８−１、８−２、８−３）を介して、消火対象区画６−１、６−２、６−３に供給するようにしたものである。

【0022】

そして、本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムにおいては、起動用ガス管路１３−１、１３−２、１３−３における起動用ガスの流通方向を制限する不還弁１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂに、図３〜図５に示す、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を用いるようにしている。

【0023】

これにより、本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムは、複数の不還弁を起動用ガス管路に直列状態で介在させた場合でも、各不還弁の位置で起動用ガスの圧力が低下せず、起動用ガス管路の末端の圧力を維持して、容器弁の作動の安定性が確保することができる。

【0024】

図３に示す、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁Ｖ１は、１次側１４ａと２次側１４ｂとを遮断可能に配設した、シート面１４ｄを備えたピストン１４ｃと、１次側１４ａに向けてピストン１４ｃを付勢するばね１４ｅと、起動用ガスの流路１４ｆと、シール部１４ｈ１、１４ｈ２と、大気連通路１４ｉとを備えて構成されている。また、弁座１４ｇの直径をｄ１（面積をＳ１＝π・ｄ１^２／４）、シール部１４ｈ１、１４ｈ２部分の直径をそれぞれｄ２、ｄ３（面積をＳ２＝π・ｄ２^２／４、Ｓ３＝π・ｄ３^２／４）とする。

【0025】

次に、この不還弁Ｖ１は、以下のように動作する。ここで、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧をＰ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧をＰ２、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ２、ばね１４ｅの変位をｘ、ばね定数をｋとする。
ピストン１４ｃに働く力Ｆは、
Ｆ＝Ｐ１・Ａ１−Ｐ２・Ａ２−ｋｘ
である。
２次側１４ｂから起動用ガスのガス圧がかかったとき、Ｐ１＝０、Ａ２＝Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３であるから、
Ｆ＝−Ｐ２・（Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３）−ｋｘ＜０
のとき、ピストン１４ｃにかかるばね１４ｅの付勢力とガス圧力によってシート面１４ｄが弁座１４ｇに押圧されることで、１次側１４ａと２次側１４ｂとが遮断され、１次側１４ａには起動用ガスは流れないため、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ｋｘは上式を満たすように設計される。特に、圧力とばね力を精密に設定しなくて済むように、Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３＞０となるように機器を設計する（例えば、ｄ１＝８ｍｍ、ｄ２＝１２ｍｍ、ｄ３＝９ｍｍ）。

【0026】

一方、１次側１４ａから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ガス圧が、ばね１４ｅがピストン１４ｃを付勢する力以上の圧力であれば、ピストン１４ｃが２次側１４ｂに動き、流路１４ｆを通って２次側１４ｂに起動用ガスが流れる。
ピストンが動作を開始する条件は、初期状態がＰ２＝０であり、Ａ１＝Ｓ１であるので、この不還弁Ｖ１では、
Ｐ１・Ｓ１−ｋｘ＞０
のときに、ピストン１４ｃが動作を開始する。
ピストン１４ｃが動作を開始してから、２次側１４ｂに起動用ガスが流れ込むことによって、Ｐ２の圧力が上昇していき、
Ｐ１・Ａ１−Ｐ２・Ａ２−ｋｘ＝０
となったときに、ピストン１４ｃの動きが停止し、平衡状態となるが、この不還弁Ｖ１では、その形状（２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２を受けるピストン１４ｃの受圧面積Ａ２は、大気連通路１４ｉを介して大気圧がかかる部分だけ受圧面積が小さくなっている。）からＡ１＞Ａ２であるため、条件によっては平衡状態にならずピストン１４ｃが２次側１４ｂに圧力によって付勢され続け、ピストン１４ｃが不還弁Ｖ１の弁本体部に当たることによって停止する。このときにピストンに働く力Ｆは、Ｐ１＝Ｐ２であるので
Ｆ＝Ｐ１・（Ｓ２−Ｓ３）-ｋｘ＞０
となる。
上式を満たすとき、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１と、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２との間に、圧力差が発生しないようにすることができる。また、Ｐ１は起動用ガスであり十分に大きい値であるため、通常の使用においては上式を満たす。

【0027】

図４に示す、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁Ｖ２は、１次側１４ａと２次側１４ｂとを遮断可能に配設した、ピストン１４ｃと、１次側１４ａに向けてピストン１４ｃを付勢するばね１４ｅと、起動用ガスの流路１４ｆと、シール部１４ｈ１、１４ｈ２と、組み上げ時に閉空間となるピストン室１４ｋとを備えて構成されている。

【0028】

次に、この不還弁Ｖ２は、以下のように動作する。
２次側１４ｂから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ピストン１４ｃにかかるばね１４ｅの付勢力によってピストン１４ｃが図４（ａ）の位置から動かないため、ピストン１４ｃよって１次側１４ａと２次側１４ｂとが遮断され、１次側１４ａには起動用ガスは流れない。

【0029】

一方、１次側１４ａから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ガス圧が、ばね１４ｅがピストン１４ｃを付勢する力以上の圧力であれば、ピストン１４ｃが２次側１４ｂに動き、流路１４ｆを通って２次側１４ｂに起動用ガスが流れる。
ここで、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧をＰ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧をＰ２、ピストン室１４ｋ内の圧力をＰ３、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ２、ピストン室１４ｋ内の圧力Ｐ３を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ３、ピストン１４ｃの先端部の直径をｄ１（面積をＳ１＝π・ｄ１^２／４）、ばね１４ｅの変位をｘ、ばね定数をｋとする。
ピストン１４ｃに働く力Ｆは、
Ｆ＝Ｐ１・Ａ１−Ｐ３・Ａ３−ｋｘ
である。
ピストン１４ｃが動作を開始する条件は、初期状態がＰ３は組立時の圧力であるため、Ｐ３＝０であり、Ａ１＝Ｓ１であるので
Ｆ＝Ｐ１・Ｓ１−ｋｘ＞０
のときに、ピストン１４ｃが動作を開始する。
ピストン１４ｃが動作を開始してから、ピストン１４ｃの動作によって、ピストン室１４ｋの容積が減少し、結果としてピストン室１４ｋ内の圧力が上昇する。
この不還弁Ｖ２では、その形状から、条件によっては平衡状態にならずピストン１４ｃがＰ１の圧力によって付勢され続け、ピストン１４ｃが不還弁Ｖ２の弁本体部に当たることによって停止する。このときに働く力ＦはＡ１＝Ａ３＝Ｓ１であるので
Ｆ＝Ｐ１・Ｓ１−Ｐ３・Ｓ１−ｋｘ＞０
となる。
上式を満たすとき、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１と、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２との間に、圧力差が発生しないようにすることができる。ピストン１４ｃの移動によってピストン室１４ｋが減少する容積は十分に小さく、よって、ピストン室１４ｋ内の圧力は小さいものとなる。例えば、図４の関係において、容積は３０１１ｍｍ^３から２７０３ｍｍ^３に減少し、圧力は０から０．０１ＭＰａに上昇する。また、Ｐ１は起動用ガスであり十分に大きい値であるため、通常の使用においては上式を満たす。

【0030】

図５に示す、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁Ｖ３は、１次側１４ａと２次側１４ｂとを遮断可能に配設した、ピストン１４ｃと、１次側１４ａに向けてピストン１４ｃを付勢するばね１４ｅと、起動用ガスの流路１４ｆと、シール部１４ｈ１、１４ｈ２と、大気連通路１４ｉ、作動表示部Ｂとを備えて構成されている。

【0031】

次に、この不還弁Ｖ３は、以下のように動作する。
２次側１４ｂから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ピストン１４ｃにかかるばね１４ｅの付勢力によってピストン１４ｃが図５（ａ）の位置から動かないため、ピストン１４ｃよって１次側１４ａと２次側１４ｂとが遮断され、１次側１４ａには起動用ガスは流れない。

【0032】

一方、１次側１４ａから起動用ガスのガス圧がかかったとき、ガス圧が、ばね１４ｅがピストン１４ｃを付勢する力以上の圧力であれば、ピストン１４ｃが２次側１４ｂに動き、流路１４ｆを通って２次側１４ｂに起動用ガスが流れる。
ここで、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧をＰ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧をＰ２、大気連通路１４ｉ側の大気圧Ｐ３、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ１、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２を受けるピストン１４ｃの受圧面積をＡ２、大気連通路１４ｉ側の受圧面積Ａ３、ピストン１４ｃの先端部の直径をｄ１（面積をＳ１＝π・ｄ１^２／４）、ばね１４ｅの変位をｘ、ばね定数をｋとする。
ピストン１４ｃに働く力Ｆは、
Ｆ＝Ｐ１・Ａ１−Ｐ３・Ａ３−ｋｘ
である。
ピストン１４ｃが動作を開始する条件は、初期状態がＰ３＝０、Ａ１＝Ｓ１であるので、この不還弁Ｖ３では、
Ｆ＝Ｐ１・Ｓ１−ｋｘ＞０
のときに、ピストン１４ｃが動作を開始する。
ピストン１４ｃが動作を開始してから、２次側１４ｂに起動用ガスが流れ込むことによって、Ｐ２の圧力が上昇していく。
この不還弁Ｖ３では、１４ｉによって大気開放されていることにより常にＰ３＝０であるので、ピストン１４ｃの動作条件が満たされれば、平衡状態にならずピストン１４ｃが１次側１４ａの圧力によって付勢され続け、ピストン１４ｃが不還弁Ｖ３の弁本体部に当たることによって停止する。
このとき、１次側１４ａの起動用ガスのガス圧Ｐ１と、２次側１４ｂの起動用ガスのガス圧Ｐ２との間に、圧力差が発生しない。
また、このとき表示器Ｂが不還弁Ｖ３の弁本体部から突出することにより、不還弁Ｖ３の動作状態を確認できる。この表示器は着色や一部欠損させることなどによって、視認性を向上させてもよい。

【0033】

図６に示す、１次側のガス圧と２次側のガス圧とに圧力差が生じない不還弁Ｖ４は、図５に示す不還弁Ｖ３と、基本的な構造及び作用は同じである。ただし、Ｏリングの装着溝にシール部１４ｈ１に急激な圧力上昇によるＯリングの脱落が発生しにくくなる加工がされている。

【0034】

以上、本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムについて、そ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、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る。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明の起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムは、複数の不還弁を起動用ガス管路に直列状態で介在させた場合でも、各不還弁の位置で起動用ガスの圧力が低下せず、起動用ガス管路の末端の圧力を維持して、容器弁の作動の安定性が確保することができるという特性を有していることから、起動用ガス管路に不還弁を介在させたガス系消火システムの用途に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0036】

１ 消火剤貯蔵容器
２ 容器弁
６ 消火対象区画
７ 噴射ヘッド
１３−１、１３−２、１３−３ 起動用ガス管路
１４−１、１４−２、１４−３、１４−Ａ、１４−Ｂ 不還弁
Ｖ１ 不還弁
Ｖ２ 不還弁
Ｖ３ 不還弁
Ｖ４ 不還弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】