特開 2024-74938 ガス消火設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024074938

(43)【公開日】2024-05-31

(54)【発明の名称】ガス消火設備

(51)【国際特許分類】

   A62C 35/68 20060101AFI20240524BHJP

   A62C 35/02 20060101ALI20240524BHJP

【ＦＩ】

A62C35/68

A62C35/02 A

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024061459

(22)【出願日】2024-04-05

(62)【分割の表示】P 2020147352の分割

【原出願日】2020-09-02

(71)【出願人】

【識別番号】390010342

【氏名又は名称】エア・ウォーター防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 治男

(57)【要約】

【課題】低コスト化が可能なガス消火設備を提供する。
【解決手段】一階防護区画１１と、一階防護区画１１上の二階防護区画１２とを有し、昇降機が設けられていない建物１のガス消火設備であって、二階防護区画１２に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一の階と、前記第一の階の上の第二の階とを有し、昇降機が設けられていない建物のガス消火設備であって、前記第二の階に設けられた防護区画に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管である、ガス消火設備。

【請求項2】

前記ステンレス鋼管は前記第二の階の天井裏空間に設置される、請求項１に記載のガス消火設備。

【請求項3】

前記第一の階は前記建物の最も低い階であり、前記第一の階の防護区画に消火剤ガスを送る配管は炭素鋼管である、請求項１または２に記載のガス消火設備。

【請求項4】

前記第一の階の防護区画に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管である、請求項１または２に記載のガス消火設備。

【請求項5】

第一の階と、前記第一の階の上の第二の階とを有し、昇降機が設けられていない建物のガス消火設備の施工方法であって、
前記第二の階に設けられた防護区画に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管であり、前記ステンレス鋼管は前記第二の階の天井裏空間に設置される、ガス消火設備の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はステンレス製配管を有するガス消火設備に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ガス消火設備は、たとえば、特開２０１６－１０６７６３号公報に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１０６７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のガス消火設備においては、さらなる低コスト化が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この発明に従ったガス消火設備は、第一の階と、前記第一の階の上の第二の階とを有し、昇降機が設けられていない建物のガス消火設備であって、前記第二の階に設けられた防護区画に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管である。

【0006】

このように構成されたガス消火設備においては、ステンレス鋼管は炭素鋼管と比較して軽量であるため、昇降機が設けられていない建物においても作業者が容易に第二の階に運搬することができる。その結果、施工が容易となり、低コスト化を図ることができる。

【0007】

好ましくは、前記ステンレス配管は前記第二の階の天井裏空間に設置される。この場合、ステンレス鋼管は軽量であるため天井裏空間であっても容易にステンレス配管を設置することができる。

【0008】

前記第一の階は前記建物の最も低い階であり、前記第一の階の防護区画に消火剤ガスを送る配管は炭素鋼管である。この場合、最も低い階にある防護区画において炭素鋼管を用いても運搬が容易であるため施工が簡単である。さらに、炭素鋼管はステンレス鋼管と比較して安価であるため、低コスト化を図ることができる。

【0009】

前記第一の階の防護区画に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管である。この場合、第一の階の防護区画においても施工が容易となる。

【0010】

第一の階と、前記第一の階の上の第二の階とを有し、昇降機が設けられていない建物のガス消火設備の施工方法においては、前記第二の階に設けられた防護区画に消火剤ガスを送る配管はステンレス鋼管であり、前記ステンレス配管は前記第二の階の天井裏空間に設置される。

【0011】

このようなガス消火設備の施工方法によれば、軽量なステンレス鋼管を用いるため、低コストで施工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施の形態１に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。

【図2】図２は、実施の形態２に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。

【図3】図３は、実施の形態３に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。

【図4】図４は、実施の形態４に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0014】

（実施の形態１）
近年の少子高齢化に伴って、労働力が減少している。そのため、建設作業において、建設作業員への負荷が小さい工法が望まれている。エレベーターが無く複数階を有する建物においてはガス消火設備を２階以上に設置する場合にガス消火設備の配管を作業員が２階以上に運ぶ必要があり作業員への負担が大きかった。

【0015】

図１は、実施の形態１に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。図１で示すように、実施の形態１に従った建物１は、一階防護区画１１と、一階防護区画１１上に設けられた二階防護区画１２とを有する。

【0016】

一階防護区画１１は、一階天井２１により一階室内２２と一階天井裏空間２３とに分けられている。一階室内２２にはダクト１２３が取り付けられている。ダクト１２３は通常はダンパー１２１により閉じられている。ダンパー１２１がダクト１２３を封止することでダクト１２３を経由して消火剤ガスが一階室内２２からダクト１２３へ流れることを防止できる。ダンパー１２１が点線で示す位置まで動くとダンパー１２１がダクト１２３の開口を開放する。そのため一階室内２２の消火剤ガスがダクト１２３へ流れる。

【0017】

二階防護区画１２は、二階天井２６により二階室内２７と二階天井裏空間２８とに分けられている。二階室内２７にはダクト１２４が取り付けられている。ダクト１２４は通常はダンパー１２２により閉じられている。ダンパー１２２がダクト１２４を封止することでダクト１２４を経由して消火剤ガスが二階室内２７からダクト１２４へ流れることを防止できる。ダンパー１２２が点線で示す位置まで動くとダンパー１２２がダクト１２４の開口を開放する。そのため二階室内２７の消火剤ガスがダクト１２４へ流れる。

【0018】

複数のガスボンベ５がマニホルド（集合管）６に接続されている。集合管６は一次配管３６に接続されている。一次配管３６の端部が分岐点であり、分岐点３５から下流側は一階二次配管３３および二階二次配管３４となる。

【0019】

一階二次配管３３には開閉弁６１が設けられている。開閉弁６１の下流には一階天井裏空間２３を通過するように一階天井裏配管３１が接続されている。一階天井裏配管３１の端部にはノズル４１が取り付けられている。一階室内２２に設けられた火災報知器（図示せず）が煙または炎を検知すると、開閉弁６１が開く。これにより、一時配管３６内の消火剤ガスが一階二次配管３３、開閉弁６１、一階天井裏配管３１およびノズル４１を経由して一階室内２２に導入される。

【0020】

二階二次配管３４には開閉弁６２が設けられている。開閉弁６２の下流には二階天井裏空間２８を通過するように二階天井裏配管３２が接続されている。二階天井裏配管３２の端部にはノズル４２が取り付けられている。二階室内２７に設けられた火災報知器（図示せず）が煙または炎を検知すると、開閉弁６２が開く。これにより、一時配管３６内の消火剤ガスが二階二次配管３４、開閉弁６２、二階天井裏配管３２およびノズル４２を経由
して二階室内２７に導入される。

【0021】

建物１にはエレベータが設けられていない。そのため、施工時には作業者が二階天井裏配管３２を二階天井裏空間２８へ運び、二階天井裏空間２８内において二階天井裏配管３２を設置する必要がある。これは大変困難な作業である。二階天井裏配管３２をステンレス製とすることで、二階天井裏配管３２が鋼管（炭素鋼管）で構成される場合と比較して二階天井裏配管３２のスケジュールを小さくできる。その結果、二階天井裏配管３２が軽量となる。二階天井裏配管３２が軽量となればそれを持って上がる作業および設置する作業が格段に楽になる。

【0022】

二階天井裏配管３２はステンレス鋼管である。ステンレス鋼管は、クロムを含む合金鋼、またはクロムとニッケルを含む合金鋼からなる。ステンレス鋼管の全質量に占めるクロムの含有率は１０％以上であり、好ましくは１６％以上である。二階天井裏配管３２は狭い場所において設置されるものであり、その施工が困難になる場合がある。このような場所に薄肉軽量のステンレス鋼管である二階天井裏配管３２を設置することで、施工の負担を軽減することができる。

【0023】

二階二次配管３４をステンレス鋼管としてもよい。この場合にも、軽量のステンレス鋼管を二階へ持って上がることとなり作業者の負担が軽減される。通常の鋼管（炭素鋼管）とステンレス鋼管との接続箇所において通常の鋼管の錆を防ぐためにステンレス鋼と炭素鋼との間に絶縁パッキンを設けることが好ましい。

【0024】

二階天井裏空間２８に軽量のステンレス鋼管である二階天井裏配管３２を設置することで、仮に二階天井裏配管３２が落下したとしても、二階天井２６の被害を軽減できる。

【0025】

一階天井裏配管３１、一階二次配管３３および一次配管３６をステンレス鋼管としてもよい。さらに、この実施の形態では一階防護区画１１および二階防護区画１２を有する建物を示したが、これ以上、たとえば、一から五階の防護区画を有する建物であってもよい。その場合に、二階以上のいずれかの防護区画の天井裏空間にステンレス鋼管の天井裏配管が設けられる。

【0026】

消火剤ガスとして、たとえば、窒素、二酸化炭素、フッ素化合物などを用いることができる。

【0027】

ガスボンベ５は、たとえば、ＣＥ（コールドエバポレーター）タンク装置、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）装置、高純度窒素ガス発生装置に置き換えられてもよい。Ｃ
Ｅタンク装置は、液体窒素が溜められるタンクと、タンクから液体窒素の供給を受けて液体窒素を気化させる調整器とを有する。

【0028】

ＰＳＡ装置は、圧力変動吸着装置である。吸着剤のガスに対する吸着特性の違いを利用して、加圧と減圧の操作を交互に繰り返しながら、目的とするガス（窒素）を連続的に分離する。吸着剤として、たとえばエア・ウォーター株式会社製の高性能ＭＳＣ（モレキュラー・シーブス・カーボン）である「ベルファイン活性炭」を用いることができる。

【0029】

窒素ガスを送る装置として、エア・ウォーター株式会社製の高純度窒素ガス発生装置「Ｖ１」（商品名）が用いられてもよい。この装置は、液化窒素の冷熱を利用した熱交換により高純度窒素ガスを安定的に発生させる。すなわち、液体窒素が気化するときに大量の熱が奪われる。この熱を利用して空気を冷却することで空気中の酸素、二酸化炭素等を液化し、気体として残った窒素を所定の目的に利用するものである。これにより、低コストで窒素ガスを安定供給できる。

【0030】

第一の階としての一階防護区画１１と、第一の階の上の第二の階としての二階防護区画１２とを有し、昇降機が設けられていない建物１のガス消火設備であって、二階防護区画１２に消火剤ガスを送る配管である二階天井裏配管３２はステンレス鋼管である。

【0031】

ステンレス配管は二階天井裏空間２８に設置される。

【0032】

一階防護区画１１は前記建物１の最も低い階であり、一階防護区画１１に消火剤ガスを送る一階天井裏配管３１は炭素鋼管であってもよい。

【0033】

第一防護区画に消火剤ガスを送る一階天井裏配管３１はステンレス鋼管であってもよい。

【0034】

（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。図２で示すように、建物１は、中心部にヘビーデューティーゾーン１ｂを有し、周辺部に通常ゾーン１ａを有する。通常ゾーン１ａと比較してヘビーデューティーゾーン１ｂは床の耐荷重が大きく、重量物を設置できる。エレベーターが設けられるコアゾーンに近い部分にヘビーデューティーゾーン１ｂが設けられる。

【0035】

建物１は、第一の領域としての通常ゾーン１ａと、通常ゾーンよりも高強度の第二の領域としてのヘビーデューティーゾーン１ｂとを備え、ヘビーデューティーゾーン１ｂに炭素鋼管である二階天井裏配管３２ｂおよび一階天井裏配管３１ｂを設け、通常ゾーン１ａにステンレス鋼管である二階天井裏配管３２ａおよび一階天井裏配管３１ａを設ける。床強度だけでなく壁強度も考慮して上記のステンレス配管および炭素鋼管を設置する。

【0036】

通常ゾーン１ａおよびヘビーデューティーゾーン１ｂの間に仕切りがあってもよく、仕切りがなくてもよい。この実施例では仕切りがない構造を記載している。二階天井裏配管３２ａ，３２ｂおよび一階天井裏配管３１ａ，３１ｂは、ともに実施の形態１と同様に一次配管、集合管、容器弁およびガスボンベに接続される。さらに、ダクトおよびダンパも設けられる。

【0037】

ステンレス鋼管は軽量であるが炭素鋼管と比較してコストが高い。消火設備のコストを低下させるためにはステンレス鋼管の使用量を削減することが効果的である。そのため、床、および、壁の強度が大きいヘビーデューティーゾーン１ｂには、ステンレス鋼管よりも重い炭素鋼管を用いる。これにより消火設備のコストを低減できる。

【0038】

これに対してステンレス鋼管は軽量であり、建物１の強度が低い通常ゾーン１ａに設けることで、建物１への負荷を軽減できる。これにより、消火設備のコストを低下させつつ、建物への負荷を減少させることができる。なお、実施の形態２の建物１にはエレベータなどの昇降機が設けられてもよい。

【0039】

（実施の形態３）
図３は、実施の形態３に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。図３で示すように、建物１は、医療施設である。医療施設とは、病院及び診療所のみならず、老人ホームおよびグループホームなどを含む概念である。病院である。建物１にエレベータなどの昇降機が設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。実施の形態２のようなヘビーデューティーゾーンが設けられていてもよく、設けられていなくてもよい。

【0040】

一階天井裏配管３１および二階天井裏配管３２の少なくともいずれかはステンレス鋼管である。好ましくは、二階天井裏配管３２および一階天井裏配管３１の両方がステンレス鋼管である。

【0041】

医療施設の配管には、医療廃液が流れることがである。医療廃液には、酸、塩基など配管を腐食させる成分が含まれる。医療廃液が一階天井裏配管３１および二階天井裏配管３２に付着する場合がある。しかしながら、一階天井裏配管３１および二階天井裏配管３２の少なくともいずれかがステンレス鋼管であるため、腐食を防止できる。

【0042】

医療施設では様々なガスが用いられる。これらのガスがステンレス鋼管と接触してもステンレス鋼管がさびにくいため、ガス消火設備の管路の長寿命化を図ることができる。

【0043】

（実施の形態４）
図４は、実施の形態４に従った、ステンレス配管を有するガス消火設備が設けられた建物の模式図である。図４で示すように、建物１は、原子力発電所である。原子力発電において、第一原子炉建屋５１１および第二原子炉建屋５１２が設けられている。

【0044】

第一原子炉建屋５１１は第一格納容器５２１を有する。第一格納容器５２１内が第一防護区画５２２である。第一格納容器５２１内には原子炉の炉心、蒸気発生器、蒸気ライン、給水ラインなどが設けられている。炉心によって加熱された水が蒸気となり、蒸気ラインを経由して第一格納容器５２１外のタービンを回転させる。タービンを回転させた後の凝集した水が給水ラインを経て再度炉心で加熱される。

【0045】

第二原子炉建屋５１２は第二格納容器５２６を有する。第二格納容器５２６内が第二防護区画５２７である。第二格納容器５２６内には原子炉の炉心、蒸気発生器、蒸気ライン、給水ラインなどが設けられている。炉心によって加熱された水が蒸気となり、蒸気ラインを経由して第二格納容器５２６外のタービンを回転させる。タービンを回転させた後の凝集した水が給水ラインを経て再度炉心で加熱される。

【0046】

このように第一原子炉建屋５１１および第二原子炉建屋５１２が設けられる原子力発電所はＳＭＲ（Small Modular Reactor）と呼ばれる。小さな原子炉建屋を製造し、出力規
模に応じて複数の原子炉建屋を接続する。複数の原子炉建屋を接続すれば大型の原子力発電所として機能する。小さな出力のみが必要であれば１つの原子炉建屋のみを発電機に接続する。

【0047】

複数の原子炉建屋が存在する場合には、複数の原子炉建屋の各々にガス消火装置を設ける必要がある。

【0048】

この実施の形態においては第一原子炉建屋５１１にボンベ５ａ、ボンベ５ａに接続される集合管６ａ、集合管６ａに接続される一次配管３６ａ、一次配管３６ａに接続される開閉弁５６１、開閉弁５６１に接続されるガス配管５３１およびガス配管５３１に接続されるノズル４１を設ける。第一原子炉建屋５１１および第一格納容器５２１内の火災に関する情報を信号線５５３により制御装置５５１へ送る。信号線５５３は無線とされていてもよい。

【0049】

第二原子炉建屋５１２にボンベ５ｂ、ボンベ５ｂに接続される集合管６ｂ、集合管６ａに接続される一次配管３６ｂ、一次配管３６ｂに接続される開閉弁５６２、開閉弁５６２に接続されるガス配管５３２およびガス配管５３２に接続されるノズル４２を設ける。第二格納容器５１２内の火災に関する情報を信号線５５４により制御装置５５１へ送る。信号線５５４は無線とされていてもよい。

【0050】

第一格納容器５２１において火災が発生するとボンベ５ａのガスがノズル４１から放出されて第一格納容器５２１内に消火剤ガスが充満する。これにより第一格納容器５２１内の火災を鎮火する。このとき火災の情報が制御装置５５１に伝達される。第二原子炉建屋５１２においても火災が発生する可能性を考慮して制御装置５５１は信号線５５４により第二原子炉建屋５１２の容器弁を開弁してボンベ５ｂの消火剤ガスをノズル４２から第二格納容器５２６に放出してもよい。第一格納容器５２１において火災が発生して場合には第二格納容器５２６に延焼する可能性があり、その可能性を小さくするために火災が発生していない第二格納容器５２６において火災が発生しにくい状態としていることが好ましい。

【0051】

一次配管３６ａ，３６ｂ、ガス配管５３１，５３２は、それぞれステンレス鋼管により構成される。このように構成された建物１においては原子炉建屋が増加したとしても共通のサイズの一次配管３６ａ，３６ｂ、ガス配管５３１，５３２を用いることで消火設備のコストを低減できる。

【0052】

原子力発電所は、第一原子炉建屋５１１と、第一原子炉建屋５１１から離隔した第二原子炉建屋５１２とを備える。第一原子炉建屋５１１は、炉心を有する第一格納容器５２１と、第一格納容器５２１に消火剤ガスを注入するためのノズル４１と、ノズル４１に消火剤ガスを供給するためのステンレス鋼管であるガス配管５３１および一次配管３６ａとを有する。第二原子炉建屋５１２は、炉心を有する第二格納容器５２６と、第二格納容器５２６に消火剤ガスを注入するためのノズル４２と、ノズル４２に消火剤ガスを供給するためのステンレス鋼管であるガス配管５３２および一次配管３６ｂとを有する。消火剤ガス供給源であるガスボンベ５ａ，５ｂから一次配管３６ａ，３６ｂに消火剤ガスが供給される。

【0053】

消火剤ガス供給源であるガスボンベは、電力により消火剤ガスを産出する装置により置き換えられることも可能である。たとえば、ＰＳＡ装置であれば、電力を用いて大気中の窒素を抽出することができるため、原子力発電所で発生させた電力により消火剤ガスを抽出し、蓄えておくことができる。

【0054】

ステンレス鋼管であるガス配管５３１，５３２および一次配管３６ａ，３６ｂを用いることで第一格納容器５２１および第二格納容器５２６内が金属を腐食させやすい環境（高温多湿）であってもガス配管５３１，５３２および一次配管３６ａ，３６ｂの腐食を防止することができる。

【0055】

モジュール化された第一格納容器５２１および第二格納容器５２６は同じ寸法を有する。そのため、第一格納容器５２１および第二格納容器５２６に設けるノズル４１，４２、ガス配管５３１，５３２、一次配管３６ａ，３６ｂなどの部品をモジュールかできる。すなわちガス配管５３１とガス配管５３２とが同じ寸法および材質である。一次配管３６ａと一次配管３６ｂとが同じ寸法および材質である。その結果、ステンレス鋼管を用いたとしてもコストを低下させることができる。

【0056】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態は様々に変形することが可能である。

【0057】

まず、ステンレス配管は腐食しにくいという点を考慮して、ガス消火設備において、メンテナンスしにくい部分をステンレス配管とし、メンテナンスしやすい部分を通常の炭素鋼管とすることができる。これにより、炭素鋼管が腐食しても交換しやすい。

【0058】

さらに、ビルの築年数に応じてガス消火設備のステンレス配管を設置することができる。ガス消火設備が設けられていないビルにガス消火設備を後施工する場合、建物が古い場合には通常の炭素鋼管、建物が新しい場合にはステンレス配管とする。古い建物はすぐに取り壊す可能性があるため、ステンレス配管は無駄になる可能性がある。

【0059】

また、化学工場等の酸化ガスが浮遊するプラント施設内においてもガス消火設備の配管をステンレス鋼管とすることで、腐食を抑制できる。

【0060】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0061】

１ 建物、１ａ 通常ゾーン、１ｂ ヘビーデューティーゾーン、５ ガスボンベ、６
集合管、１１ 一階防護区画、１２ 二階防護区画、２１ 一階天井、２２ 一階室内、２３ 一階天井裏空間、２６ 二階天井、２７ 二階室内、２８ 二階天井裏空間、３１，３１ａ，３１ｂ 一階天井裏配管、３２，３２ａ，３２ｂ 二階天井裏配管、３３ 一階二次配管、３４ 二階二次配管、３５ 分岐点、３６ 一次配管、４１，４２ ノズル、６１，６２，５６１，５６２ 開閉弁、１２１，１２２ ダンパー、１２３，１２４
ダクト、５１１ 第一原子炉建屋、５１２ 第二原子炉建屋、５２１ 第一格納容器、５２２ 第一防護区画、５２６ 第二格納容器、５２７ 第二防護区画、５３１，５３２
ガス配管、５５１ 制御装置、５５３，５５４ 信号線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物に設けられるガス消火設備であって、
前記建物は、中心部にヘビーデューティーゾーンを有し、周辺部に通常ゾーンを有し、前記通常ゾーンと比較して前記ヘビーデューティーゾーンは床の耐荷重が大きく、重量物を設置でき、
エレベーターが設けられるコアゾーンに近い部分に前記ヘビーデューティーゾーンが設けられ、前記通常ゾーンにステンレス製の配管を設け、
前記配管は、一次配管、集合管、容器弁およびガスボンベに接続される、ガス消火設備。