減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備
【課題】ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けず、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストの減圧装置を提供すること。
【解決手段】ガス流路２１に配設した流路弁２２に対して、流路弁２２の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧Ｐ０がかかるようにするとともに、流路弁２２の摺動方向に出口側ガス圧Ｐ２及び基準ガス圧Ｐ１がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成する。
【解決手段】ガス流路２１に配設した流路弁２２に対して、流路弁２２の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧Ｐ０がかかるようにするとともに、流路弁２２の摺動方向に出口側ガス圧Ｐ２及び基準ガス圧Ｐ１がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備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ガス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、消火剤ガス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ガス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。
【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、上記従来のガス系消火設備が有する多くの問題点を解決するために、先に窒素ガスや窒素ガスに、オゾン層を破壊しないパーフルオロアルカン（パーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ１０））、ハイドロジェノフルオロアルカン（トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、へプタフルオロプロパン（Ｃ３ＨＦ７）又はペンタフルオロエタン（Ｃ２ＨＦ５））又はハイドロジェノフルオロハロゲノアルカン（アイオドトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ））（以下、これらを総称して「フッ素系化合物」という。）の少なくとも１種類を１０容積％以下の割合で混合した混合ガス（以下、単に「混合ガス」という。）を消火剤として使用するガス系消火設備を提案した（特許文献１〜２参照）。
【０００８】
しかしながら、ガス系消火設備の消火剤として窒素ガスや混合ガスを使用した場合も、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ガス貯蔵容器の数が数倍必要となり、消火剤ガス貯蔵容器の大きな設置スペースが必要となる。
（２）設置する消火剤ガス貯蔵容器の数を低減するためには、消火剤ガス貯蔵容器に充填する不活性消火剤ガスの充填圧力を高める必要があるが、不活性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不活性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。
【０００９】
そこで、本件出願人は、ガス系消火設備の消火剤として窒素ガスや混合ガスを使用した場合の上記問題点を解決するために、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不活性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３〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１４１１０２号公報
【特許文献２】特開平８−２４３１８６号公報
【特許文献３】特開平８−２９９４９２号公報
【特許文献４】特開平９−３１９４３９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、上記の減圧装置は、高圧の供給側ガス圧を所定の出口側ガス圧に減圧するという所期の目的を十分達成することができるものであったが、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けやすく出口側ガス圧に変動が生じたり、また、構造が複雑で、部品点数が多くなるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の減圧装置の有する問題点に鑑み、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けず、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストの減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の減圧装置は、ガス流路に配設した流路弁に対して、流路弁の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧（Ｐ０）がかかるようにするとともに、流路弁の摺動方向に出口側ガス圧（Ｐ２）及び基準ガス圧（Ｐ１）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
この場合において、ガス流路に配設した流路弁を有天筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の外天面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内天面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成することができる。
【００１５】
また、ガス流路に配設した流路弁を端部に径大鍔部を形成した筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部の外側端面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内側端面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成することができる。
【００１６】
また、流路弁にかかる供給側ガス圧（Ｐ０）の圧力が相殺されるようにガス供給口を形成することができる。
【００１７】
また、出口側ガス圧（Ｐ２）がかかる面積と基準ガス圧（Ｐ１）がかかる面積とを、出口側ガス圧（Ｐ２）が、基準ガス圧（Ｐ１）と一致するように設定することができる。
【００１８】
さらに、本発明のガス系消火設備は、消火剤ガス貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている不活性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において、上記減圧装置を、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ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の減圧装置によれば、ガス流路に配設した流路弁に対して、流路弁の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧（Ｐ０）がかかるようにするとともに、流路弁の摺動方向に出口側ガス圧（Ｐ２）及び基準ガス圧（Ｐ１）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成することにより、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けにくく、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストの減圧装置とすることができる。
【００２０】
そして、より具体的には、本発明の減圧装置は、ガス流路に配設した流路弁を有天筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の外天面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内天面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成するようにしたり、ガス流路に配設した流路弁を端部に径大鍔部を形成した筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部の外側端面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内側端面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成することができる。
【００２１】
また、流路弁にかかる供給側ガス圧（Ｐ０）の圧力が相殺されるようにガス供給口を形成することにより、ガス流路に配設した流路弁が受ける供給側ガス圧の影響を一層少なくすることができる。
【００２２】
また、出口側ガス圧（Ｐ２）がかかる面積と基準ガス圧（Ｐ１）がかかる面積とを、出口側ガス圧（Ｐ２）が、基準ガス圧（Ｐ１）と一致するように設定することにより、出口側ガス圧の制御を簡易に行うことができる。
【００２３】
さらに、本発明のガス系消火設備によれば、消火剤ガス貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている不活性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において、上記減圧装置を、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ることにより、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、低コストのガス系消火設備とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ガス系消火設備の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の減圧装置の第１実施例を示し、（ａ）流路弁が閉鎖状態のとき、（ｂ）流路弁が開放状態のときをそれぞれ示す。
【図３】（ａ）は図２（ｂ）のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）はガス供給口の展開図である。
【図４】ガス系消火設備の変形例を示す説明図である。
【図５】本発明の減圧装置の第１実施例の変形例を示し、（ａ）流路弁が閉鎖状態のとき、（ｂ）流路弁が開放状態のときをそれぞれ示す。
【図６】本発明の減圧装置の第２実施例を示し、（ａ）流路弁が閉鎖状態のとき、（ｂ）流路弁が開放状態のときをそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２６】
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。
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、不活性消火剤ガスとして、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、消火剤ガス貯蔵容器１として利用する。本例のガス系消火設備には、５本の消火剤ガス貯蔵容器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に選択的に不活性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。
【００２７】
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不活性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ガス貯蔵容器１が開放されるようにガス系消火設備を構成する。
【００２８】
ここで、開放すべき消火剤ガス貯蔵容器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。
【００２９】
消火剤ガス貯蔵容器１に配設する容器弁２には、図２〜図３に示す、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を定圧ガス源（本例の場合は、定圧ガス源として、図１に示すように、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、１１ＭＰａ）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（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１１ＭＰａ）に減圧することができる本発明の第１実施例の減圧装置を用いるようにする。
【００３０】
この減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２に対して、流路弁２２の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧Ｐ０がかかるようにするとともに、流路弁２２の摺動方向に出口側ガス圧Ｐ２及び基準ガス圧Ｐ１がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成している。
【００３１】
より具体的には、ガス流路２１に配設した流路弁２２を有天筒状の弁体で構成し、この弁体の周壁２２ａをガス供給口２１ａの開口面と平行に摺動させることによってガス供給口２１ａを開閉するようにするとともに、弁体の外天面２２ｃに出口側ガス圧Ｐ２が、内天面２２ｄに基準ガス圧Ｐ１が、それぞれかかるように構成している。
そして、この減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２が供給側ガス圧Ｐ０の影響を受けず、出口側ガス圧Ｐ２を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストで製作することができる。
ここで、「有天筒状」、「外天面」及び「内天面」の用語は、この減圧装置が、通常、図２に示す状態で使用されることが多いため、便宜的に用いたものであり、当該用語によって、この減圧装置の設置方向が限定されるものではなく、例えば、図２に示す状態と逆方向や横向きで使用することを排除するものでない。
【００３２】
この場合において、有天筒状の弁体からなる流路弁２２は、基準ガス圧Ｐ１に影響を与えない程度のばね定数のはね２３によって、ガス供給口２１ａを閉鎖する方向に付勢するようにする。
そして、流路弁２２は、周壁２２ａの内面が、ガス供給口２１ａの上下両側に配設したＯリング２４ａ、２４ｂと摺接することより、流路弁２２が閉鎖状態のとき（図２（ａ）参照）、ガス供給口２１ａを密閉するようにするとともに、常時、流路弁２２の開口側と内天面２２ｄの内側空間とを遮断するようにする。
また、流路弁２２は、天部２２ｂを貫通して内天面２２ｄの内側空間内に突入した定圧ガス源から基準ガス圧Ｐ１を導入するための定圧ガス供給管２５に沿って摺動するようにする。
さらに、定圧ガス供給管２５は、流路弁２２の天部２２ｂの貫通孔に配設したＯリング２４ｃと摺接することより、内天面２２ｄの内側空間が外部と遮断されるようにする。
【００３３】
なお、図５に示す変形例のように、Ｏリング２４ａを流路弁２２側に設けるようにしたり、Ｏリング２４ａ、２４ｂ、２４ｃに代えて、公知の材質や形状のシール機構を適宜選択して用いることができることはいうまでもない。
【００３４】
また、ガス供給口２１ａは、図３（ａ）に示すように、放射方向に対称に、より具体的には、４方向に９０°の角度間隔で形成するようにしている。なお、ガス供給口２１ａの方向（角度間隔）は、本実施例のものに限定されず、２方向の場合は、１８０°の角度間隔、３方向の場合は、１２０°の角度間隔、ｎ（ｎ：２以上の整数）方向の場合は、３６０°／ｎの角度間隔というように、放射方向に点対称に設定するようにする。
これにより、ガス流路２１に配設した流路弁２２が受ける供給側ガス圧Ｐ０の影響を相殺し、供給側ガス圧Ｐ０の影響を少なくすることができる。
【００３５】
また、ガス供給口２１ａは、図３（ｂ）に示すように、上方に向けて開口寸法が徐々に拡大する異形形状に形成するようにしている。
これにより、供給側ガス圧Ｐ０の変動に応じたガス流量の調節、特に、ガス流量が少ない供給側ガス圧Ｐ０が高圧の場合のガス流量の調節を正確に行うことができ、供給側ガス圧Ｐ０の変動の影響を少なくすることができる。
なお、ガス供給口２１ａの形状は、上記の形状に限定されず、円形、長円形、矩形等の任意の形状に形成することもできる。
【００３６】
ここで、この減圧装置は、出口側ガス圧Ｐ２がかかる面積を相殺した上で、出口側ガス圧Ｐ２が実質的にかかる面積と、基準ガス圧Ｐ１が実質的にかかる面積とを実質的に等しくすることにより、出口側ガス圧Ｐ２が、基準ガス圧Ｐ１と一致するようにしている。
具体的には、出口側ガス圧Ｐ２がかかる面積を相殺した上で、流路弁２２の内天面２２ｄの面積をＡ１、定圧ガス供給管２５の面積をＡ２とすると、以下の式（１）が成立し、供給側ガス圧Ｐ０の大きさ（変動）に関わらず、出口側ガス圧Ｐ２が、基準ガス圧Ｐ１と一致するようにしている。
Ｐ２×（Ａ１−Ａ２）＝Ｐ１×（Ａ１−Ａ２） ・・・（１）
これにより、出口側ガス圧の制御を簡易に行うことができる。
【００３７】
次に、この減圧装置からなる容器弁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、定圧ガス供給管２５を介して、内天面２２ｄの内側空間内に基準ガス圧Ｐ１の窒素ガスを供給することにより、流路弁２２をばね２３の付勢力に抗して図２（ａ）から図２（ｂ）に示すように上方に移動させ、ガス供給口２１ａを開口させる。
ガス供給口２１ａが開口されると、消火剤ガス貯蔵容器１からガス流路２１のガス出口側２１ｂに不活性消火剤ガスが流入するが、これに合わせて、流路弁２２の外天面２２ｃにも出口側ガス圧Ｐ２がかかるようになる。
このため、上記の式（１）に従って、流路弁２２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と等しい値に保持される。
【００３８】
この場合において、この減圧装置からなる容器弁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、流路弁２２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Ｐ１と等しい値に保持されるように構成することが望ましい。
なお、減圧装置からなる容器弁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、定圧ガス供給管２５内の窒素ガスを排出することにより、ガス供給口２１ａ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ガス貯蔵容器を閉鎖するように構成することも可能である。
【００３９】
次に、この減圧装置からなる容器弁２を適用し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を通過して全ての容器弁２に至って消火剤ガス貯蔵容器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本の消火剤ガス貯蔵容器１から基準ガス圧Ｐ１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。
【００４０】
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に至って消火剤ガス貯蔵容器１を３本だけ、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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、消火剤ガス貯蔵容器１のうち２本、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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本の消火剤ガス貯蔵容器１−３、１−４、１−５から基準ガス圧Ｐ１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。
【００４１】
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に至って消火剤ガス貯蔵容器１を１本だけ、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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、消火剤ガス貯蔵容器１のうち４本、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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本の消火剤ガス貯蔵容器１−５から基準ガス圧Ｐ１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。
【００４２】
以上、消火対象区画が３区画で、消火剤ガス貯蔵容器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ガス貯蔵容器１の本数並びに開放される消火剤ガス貯蔵容器１の本数は、本実施例（以下に示す変形実施例の場合も同様。）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。
【００４３】
そして、上記の減圧装置を用いることにより、容器弁２を構造が簡単で、部品点数が少なく低コストな構造とすることができ、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る。
【００４４】
また、上記のガス系消火設備においては、上記の減圧装置を容器弁２に適用するようにしたが、これに限定されず、例えば、図４に示すように、ガス系消火設備における消火剤ガス貯蔵容器１から選択弁９−１，９−２，９−３までの適所に、上記と同様の減圧装置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（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１１ＭＰａ）した定圧ガス容器１９を設けることもできる。
なお、減圧装置１８を設けた場合には、容器弁２には通常の容器弁を使用するようにする。
また、容器弁２に適用する減圧装置の場合は、特に限定されるものではないが、例えば、ガス流路２１の口径（内径）を８ｍｍ程度に形成するようにするが、減圧装置１８の場合は、必要に応じて、例えば、１００〜２００ｍｍ程度の大径のものを用いることもできる。
そして、消火剤ガス貯蔵容器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、不活性消火剤ガスの高いガス圧がかかるため、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ことが多く、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】
【００４５】
ところで、上記減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２を有天筒状の弁体で構成したが、これに限定されず、図６に示す、本発明の減圧装置の第２実施例のように、流路弁２２を端部に径大鍔部２２ｅを形成した筒状の弁体で構成し、この弁体の周壁２２ａをガス供給口２１ａの開口面と平行に摺動させることによってガス供給口２１ａを開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部２２ｅの外側端面２２ｆに出口側ガス圧Ｐ２が、内側端面２２ｇに基準ガス圧Ｐ１が、それぞれかかるように構成することもできる。
そして、この減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２が供給側ガス圧Ｐ０の影響を受けず、出口側ガス圧Ｐ２を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストで製作することができる。
なお、本実施例の減圧装置のその他の構成及び作用は、上記第１実施例の減圧装置と同様である。
【００４６】
以上、本発明の減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備について、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、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】
【００４７】
本発明の減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備は、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けず、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストに製作できることから、その適用対象は、上記のガス系消火設備に限定されず、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極めて広い範囲に適用することができるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 消火剤ガス貯蔵容器
２ 容器弁（減圧装置）
２１ ガス流路
２１ａ ガス供給口
２１ｂ ガス出口側
２２ 流路弁
２２ａ 周壁
２２ｂ 天部
２２ｃ 外天面
２２ｄ 内天面
２２ｅ 径大鍔部
２２ｆ 外側端面
２２ｇ 内側端面
２３ ばね
２４ａ Ｏリング
２４ｂ Ｏリング
２４ｃ Ｏリング
２５ 定圧ガス供給管
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備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ガス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、消火剤ガス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ガス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。
【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、上記従来のガス系消火設備が有する多くの問題点を解決するために、先に窒素ガスや窒素ガスに、オゾン層を破壊しないパーフルオロアルカン（パーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ１０））、ハイドロジェノフルオロアルカン（トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、へプタフルオロプロパン（Ｃ３ＨＦ７）又はペンタフルオロエタン（Ｃ２ＨＦ５））又はハイドロジェノフルオロハロゲノアルカン（アイオドトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ））（以下、これらを総称して「フッ素系化合物」という。）の少なくとも１種類を１０容積％以下の割合で混合した混合ガス（以下、単に「混合ガス」という。）を消火剤として使用するガス系消火設備を提案した（特許文献１〜２参照）。
【０００８】
しかしながら、ガス系消火設備の消火剤として窒素ガスや混合ガスを使用した場合も、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ガス貯蔵容器の数が数倍必要となり、消火剤ガス貯蔵容器の大きな設置スペースが必要となる。
（２）設置する消火剤ガス貯蔵容器の数を低減するためには、消火剤ガス貯蔵容器に充填する不活性消火剤ガスの充填圧力を高める必要があるが、不活性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不活性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。
【０００９】
そこで、本件出願人は、ガス系消火設備の消火剤として窒素ガスや混合ガスを使用した場合の上記問題点を解決するために、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不活性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３〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１４１１０２号公報
【特許文献２】特開平８−２４３１８６号公報
【特許文献３】特開平８−２９９４９２号公報
【特許文献４】特開平９−３１９４３９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、上記の減圧装置は、高圧の供給側ガス圧を所定の出口側ガス圧に減圧するという所期の目的を十分達成することができるものであったが、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けやすく出口側ガス圧に変動が生じたり、また、構造が複雑で、部品点数が多くなるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の減圧装置の有する問題点に鑑み、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けず、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストの減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の減圧装置は、ガス流路に配設した流路弁に対して、流路弁の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧（Ｐ０）がかかるようにするとともに、流路弁の摺動方向に出口側ガス圧（Ｐ２）及び基準ガス圧（Ｐ１）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
この場合において、ガス流路に配設した流路弁を有天筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の外天面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内天面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成することができる。
【００１５】
また、ガス流路に配設した流路弁を端部に径大鍔部を形成した筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部の外側端面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内側端面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成することができる。
【００１６】
また、流路弁にかかる供給側ガス圧（Ｐ０）の圧力が相殺されるようにガス供給口を形成することができる。
【００１７】
また、出口側ガス圧（Ｐ２）がかかる面積と基準ガス圧（Ｐ１）がかかる面積とを、出口側ガス圧（Ｐ２）が、基準ガス圧（Ｐ１）と一致するように設定することができる。
【００１８】
さらに、本発明のガス系消火設備は、消火剤ガス貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている不活性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において、上記減圧装置を、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ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の減圧装置によれば、ガス流路に配設した流路弁に対して、流路弁の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧（Ｐ０）がかかるようにするとともに、流路弁の摺動方向に出口側ガス圧（Ｐ２）及び基準ガス圧（Ｐ１）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成することにより、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けにくく、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストの減圧装置とすることができる。
【００２０】
そして、より具体的には、本発明の減圧装置は、ガス流路に配設した流路弁を有天筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の外天面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内天面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成するようにしたり、ガス流路に配設した流路弁を端部に径大鍔部を形成した筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部の外側端面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内側端面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成することができる。
【００２１】
また、流路弁にかかる供給側ガス圧（Ｐ０）の圧力が相殺されるようにガス供給口を形成することにより、ガス流路に配設した流路弁が受ける供給側ガス圧の影響を一層少なくすることができる。
【００２２】
また、出口側ガス圧（Ｐ２）がかかる面積と基準ガス圧（Ｐ１）がかかる面積とを、出口側ガス圧（Ｐ２）が、基準ガス圧（Ｐ１）と一致するように設定することにより、出口側ガス圧の制御を簡易に行うことができる。
【００２３】
さらに、本発明のガス系消火設備によれば、消火剤ガス貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている不活性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において、上記減圧装置を、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ることにより、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、低コストのガス系消火設備とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ガス系消火設備の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の減圧装置の第１実施例を示し、（ａ）流路弁が閉鎖状態のとき、（ｂ）流路弁が開放状態のときをそれぞれ示す。
【図３】（ａ）は図２（ｂ）のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）はガス供給口の展開図である。
【図４】ガス系消火設備の変形例を示す説明図である。
【図５】本発明の減圧装置の第１実施例の変形例を示し、（ａ）流路弁が閉鎖状態のとき、（ｂ）流路弁が開放状態のときをそれぞれ示す。
【図６】本発明の減圧装置の第２実施例を示し、（ａ）流路弁が閉鎖状態のとき、（ｂ）流路弁が開放状態のときをそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２６】
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。
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、不活性消火剤ガスとして、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、消火剤ガス貯蔵容器１として利用する。本例のガス系消火設備には、５本の消火剤ガス貯蔵容器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に選択的に不活性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。
【００２７】
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不活性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ガス貯蔵容器１が開放されるようにガス系消火設備を構成する。
【００２８】
ここで、開放すべき消火剤ガス貯蔵容器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。
【００２９】
消火剤ガス貯蔵容器１に配設する容器弁２には、図２〜図３に示す、高圧の供給側ガス圧Ｐ０を定圧ガス源（本例の場合は、定圧ガス源として、図１に示すように、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、１１ＭＰａ）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（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１１ＭＰａ）に減圧することができる本発明の第１実施例の減圧装置を用いるようにする。
【００３０】
この減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２に対して、流路弁２２の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧Ｐ０がかかるようにするとともに、流路弁２２の摺動方向に出口側ガス圧Ｐ２及び基準ガス圧Ｐ１がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成している。
【００３１】
より具体的には、ガス流路２１に配設した流路弁２２を有天筒状の弁体で構成し、この弁体の周壁２２ａをガス供給口２１ａの開口面と平行に摺動させることによってガス供給口２１ａを開閉するようにするとともに、弁体の外天面２２ｃに出口側ガス圧Ｐ２が、内天面２２ｄに基準ガス圧Ｐ１が、それぞれかかるように構成している。
そして、この減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２が供給側ガス圧Ｐ０の影響を受けず、出口側ガス圧Ｐ２を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストで製作することができる。
ここで、「有天筒状」、「外天面」及び「内天面」の用語は、この減圧装置が、通常、図２に示す状態で使用されることが多いため、便宜的に用いたものであり、当該用語によって、この減圧装置の設置方向が限定されるものではなく、例えば、図２に示す状態と逆方向や横向きで使用することを排除するものでない。
【００３２】
この場合において、有天筒状の弁体からなる流路弁２２は、基準ガス圧Ｐ１に影響を与えない程度のばね定数のはね２３によって、ガス供給口２１ａを閉鎖する方向に付勢するようにする。
そして、流路弁２２は、周壁２２ａの内面が、ガス供給口２１ａの上下両側に配設したＯリング２４ａ、２４ｂと摺接することより、流路弁２２が閉鎖状態のとき（図２（ａ）参照）、ガス供給口２１ａを密閉するようにするとともに、常時、流路弁２２の開口側と内天面２２ｄの内側空間とを遮断するようにする。
また、流路弁２２は、天部２２ｂを貫通して内天面２２ｄの内側空間内に突入した定圧ガス源から基準ガス圧Ｐ１を導入するための定圧ガス供給管２５に沿って摺動するようにする。
さらに、定圧ガス供給管２５は、流路弁２２の天部２２ｂの貫通孔に配設したＯリング２４ｃと摺接することより、内天面２２ｄの内側空間が外部と遮断されるようにする。
【００３３】
なお、図５に示す変形例のように、Ｏリング２４ａを流路弁２２側に設けるようにしたり、Ｏリング２４ａ、２４ｂ、２４ｃに代えて、公知の材質や形状のシール機構を適宜選択して用いることができることはいうまでもない。
【００３４】
また、ガス供給口２１ａは、図３（ａ）に示すように、放射方向に対称に、より具体的には、４方向に９０°の角度間隔で形成するようにしている。なお、ガス供給口２１ａの方向（角度間隔）は、本実施例のものに限定されず、２方向の場合は、１８０°の角度間隔、３方向の場合は、１２０°の角度間隔、ｎ（ｎ：２以上の整数）方向の場合は、３６０°／ｎの角度間隔というように、放射方向に点対称に設定するようにする。
これにより、ガス流路２１に配設した流路弁２２が受ける供給側ガス圧Ｐ０の影響を相殺し、供給側ガス圧Ｐ０の影響を少なくすることができる。
【００３５】
また、ガス供給口２１ａは、図３（ｂ）に示すように、上方に向けて開口寸法が徐々に拡大する異形形状に形成するようにしている。
これにより、供給側ガス圧Ｐ０の変動に応じたガス流量の調節、特に、ガス流量が少ない供給側ガス圧Ｐ０が高圧の場合のガス流量の調節を正確に行うことができ、供給側ガス圧Ｐ０の変動の影響を少なくすることができる。
なお、ガス供給口２１ａの形状は、上記の形状に限定されず、円形、長円形、矩形等の任意の形状に形成することもできる。
【００３６】
ここで、この減圧装置は、出口側ガス圧Ｐ２がかかる面積を相殺した上で、出口側ガス圧Ｐ２が実質的にかかる面積と、基準ガス圧Ｐ１が実質的にかかる面積とを実質的に等しくすることにより、出口側ガス圧Ｐ２が、基準ガス圧Ｐ１と一致するようにしている。
具体的には、出口側ガス圧Ｐ２がかかる面積を相殺した上で、流路弁２２の内天面２２ｄの面積をＡ１、定圧ガス供給管２５の面積をＡ２とすると、以下の式（１）が成立し、供給側ガス圧Ｐ０の大きさ（変動）に関わらず、出口側ガス圧Ｐ２が、基準ガス圧Ｐ１と一致するようにしている。
Ｐ２×（Ａ１−Ａ２）＝Ｐ１×（Ａ１−Ａ２） ・・・（１）
これにより、出口側ガス圧の制御を簡易に行うことができる。
【００３７】
次に、この減圧装置からなる容器弁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、定圧ガス供給管２５を介して、内天面２２ｄの内側空間内に基準ガス圧Ｐ１の窒素ガスを供給することにより、流路弁２２をばね２３の付勢力に抗して図２（ａ）から図２（ｂ）に示すように上方に移動させ、ガス供給口２１ａを開口させる。
ガス供給口２１ａが開口されると、消火剤ガス貯蔵容器１からガス流路２１のガス出口側２１ｂに不活性消火剤ガスが流入するが、これに合わせて、流路弁２２の外天面２２ｃにも出口側ガス圧Ｐ２がかかるようになる。
このため、上記の式（１）に従って、流路弁２２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と等しい値に保持される。
【００３８】
この場合において、この減圧装置からなる容器弁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、流路弁２２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Ｐ１と等しい値に保持されるように構成することが望ましい。
なお、減圧装置からなる容器弁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、定圧ガス供給管２５内の窒素ガスを排出することにより、ガス供給口２１ａ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ガス貯蔵容器を閉鎖するように構成することも可能である。
【００３９】
次に、この減圧装置からなる容器弁２を適用し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を通過して全ての容器弁２に至って消火剤ガス貯蔵容器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本の消火剤ガス貯蔵容器１から基準ガス圧Ｐ１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。
【００４０】
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に至って消火剤ガス貯蔵容器１を３本だけ、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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、消火剤ガス貯蔵容器１のうち２本、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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本の消火剤ガス貯蔵容器１−３、１−４、１−５から基準ガス圧Ｐ１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。
【００４１】
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に至って消火剤ガス貯蔵容器１を１本だけ、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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、消火剤ガス貯蔵容器１のうち４本、すなわち、消火剤ガス貯蔵容器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本の消火剤ガス貯蔵容器１−５から基準ガス圧Ｐ１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。
【００４２】
以上、消火対象区画が３区画で、消火剤ガス貯蔵容器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ガス貯蔵容器１の本数並びに開放される消火剤ガス貯蔵容器１の本数は、本実施例（以下に示す変形実施例の場合も同様。）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。
【００４３】
そして、上記の減圧装置を用いることにより、容器弁２を構造が簡単で、部品点数が少なく低コストな構造とすることができ、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る。
【００４４】
また、上記のガス系消火設備においては、上記の減圧装置を容器弁２に適用するようにしたが、これに限定されず、例えば、図４に示すように、ガス系消火設備における消火剤ガス貯蔵容器１から選択弁９−１，９−２，９−３までの適所に、上記と同様の減圧装置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（特に限定されるものではないが、例えば、３５℃において、１１ＭＰａ）した定圧ガス容器１９を設けることもできる。
なお、減圧装置１８を設けた場合には、容器弁２には通常の容器弁を使用するようにする。
また、容器弁２に適用する減圧装置の場合は、特に限定されるものではないが、例えば、ガス流路２１の口径（内径）を８ｍｍ程度に形成するようにするが、減圧装置１８の場合は、必要に応じて、例えば、１００〜２００ｍｍ程度の大径のものを用いることもできる。
そして、消火剤ガス貯蔵容器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、不活性消火剤ガスの高いガス圧がかかるため、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ことが多く、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】
【００４５】
ところで、上記減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２を有天筒状の弁体で構成したが、これに限定されず、図６に示す、本発明の減圧装置の第２実施例のように、流路弁２２を端部に径大鍔部２２ｅを形成した筒状の弁体で構成し、この弁体の周壁２２ａをガス供給口２１ａの開口面と平行に摺動させることによってガス供給口２１ａを開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部２２ｅの外側端面２２ｆに出口側ガス圧Ｐ２が、内側端面２２ｇに基準ガス圧Ｐ１が、それぞれかかるように構成することもできる。
そして、この減圧装置は、ガス流路２１に配設した流路弁２２が供給側ガス圧Ｐ０の影響を受けず、出口側ガス圧Ｐ２を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストで製作することができる。
なお、本実施例の減圧装置のその他の構成及び作用は、上記第１実施例の減圧装置と同様である。
【００４６】
以上、本発明の減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備について、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、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】
【００４７】
本発明の減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備は、ガス流路に配設した流路弁が供給側ガス圧の影響を受けず、出口側ガス圧を安定的に維持できるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく低コストに製作できることから、その適用対象は、上記のガス系消火設備に限定されず、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極めて広い範囲に適用することができるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 消火剤ガス貯蔵容器
２ 容器弁（減圧装置）
２１ ガス流路
２１ａ ガス供給口
２１ｂ ガス出口側
２２ 流路弁
２２ａ 周壁
２２ｂ 天部
２２ｃ 外天面
２２ｄ 内天面
２２ｅ 径大鍔部
２２ｆ 外側端面
２２ｇ 内側端面
２３ ばね
２４ａ Ｏリング
２４ｂ Ｏリング
２４ｃ Ｏリング
２５ 定圧ガス供給管
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路に配設した流路弁に対して、流路弁の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧（Ｐ０）がかかるようにするとともに、流路弁の摺動方向に出口側ガス圧（Ｐ２）及び基準ガス圧（Ｐ１）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したことを特徴とする減圧装置。
【請求項２】
ガス流路に配設した流路弁を有天筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の外天面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内天面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成したことを特徴とする請求項１記載の減圧装置。
【請求項３】
ガス流路に配設した流路弁を端部に径大鍔部を形成した筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部の外側端面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内側端面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成したことを特徴とする請求項１記載の減圧装置。
【請求項４】
流路弁にかかる供給側ガス圧（Ｐ０）の圧力が相殺されるようにガス供給口を形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の減圧装置。
【請求項５】
出口側ガス圧（Ｐ２）がかかる面積と基準ガス圧（Ｐ１）がかかる面積とを、出口側ガス圧（Ｐ２）が、基準ガス圧（Ｐ１）と一致するように設定したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の減圧装置。
【請求項６】
消火剤ガス貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている不活性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において、請求項１、２、３、４又は５記載の減圧装置を、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たことを特徴とするガス系消火設備。
【請求項１】
ガス流路に配設した流路弁に対して、流路弁の摺動方向と直交する方向に供給側ガス圧（Ｐ０）がかかるようにするとともに、流路弁の摺動方向に出口側ガス圧（Ｐ２）及び基準ガス圧（Ｐ１）がそれぞれ所定の面積割合でかかるように構成したことを特徴とする減圧装置。
【請求項２】
ガス流路に配設した流路弁を有天筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の外天面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内天面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成したことを特徴とする請求項１記載の減圧装置。
【請求項３】
ガス流路に配設した流路弁を端部に径大鍔部を形成した筒状の弁体で構成し、該弁体の周壁をガス供給口の開口面と平行に摺動させることによってガス供給口を開閉するようにするとともに、弁体の端部に形成した径大鍔部の外側端面に出口側ガス圧（Ｐ２）が、内側端面に基準ガス圧（Ｐ１）が、それぞれかかるように構成したことを特徴とする請求項１記載の減圧装置。
【請求項４】
流路弁にかかる供給側ガス圧（Ｐ０）の圧力が相殺されるようにガス供給口を形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の減圧装置。
【請求項５】
出口側ガス圧（Ｐ２）がかかる面積と基準ガス圧（Ｐ１）がかかる面積とを、出口側ガス圧（Ｐ２）が、基準ガス圧（Ｐ１）と一致するように設定したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の減圧装置。
【請求項６】
消火剤ガス貯蔵容器内にガス状態で貯蔵されている不活性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において、請求項１、２、３、４又は５記載の減圧装置を、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たことを特徴とするガス系消火設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−６３０１６（Ｐ２０１２−６３０１６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７７０４０（Ｐ２０１１−２７７０４０）
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【分割の表示】特願２００７−８０５９（Ｐ２００７−８０５９）の分割
【原出願日】平成１９年１月１７日（２００７．１．１７）
【出願人】（０００１６８６７６）株式会社コーアツ (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【分割の表示】特願２００７−８０５９（Ｐ２００７−８０５９）の分割
【原出願日】平成１９年１月１７日（２００７．１．１７）
【出願人】（０００１６８６７６）株式会社コーアツ (14)
【Ｆターム（参考）】
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