JP2014104247A - 消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】スプリンクラーヘッドの作動数の増加により放水流量が変化しても、ポンプ駆動モータのインバータ制御で流水検知装置による２次側圧力の自動制御を可能とする。
【解決手段】ポンプ制御装置３２は、火災によりスプリンクラーヘッド２２が作動した場合、火災発生階に対応して記憶している第１周波数データをインバータ３６に設定してモータ１２を最適回転数に制御する。スプリンクラーヘッド作動中に、調圧型流水検知装置１８の所定開度を超える弁開度の増加を検知した場合、スプリンクラーヘッド作動中の流量増加を認識し、火災発生階に対応して予め記憶している第１周波数データより高い第２周波数データを読み出してインバータ３６に設定し、モータ１２の回転数を増加して１次側圧力を高くし、スプリンクラーヘッド２２に必要放水圧力の消火水を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流水検知装置を介してスプリンクラーヘッドに消火用水を供給すると共にインバータによるモータ制御で消火ポンプを駆動する消火設備に関する。

従来、ビル等に設置されるスプリンクラー消火設備において、消火ポンプ設備に近い低層階などでは、スプリンクラーヘッドの放水圧力が規定の上限を超える場合がある。このような部分には、流水検知機能と減圧機能を備えた２次圧調圧機能付きの流水検知装置を設置している。

流水検知装置は、１次側圧力の変動に係らず、２次側圧力が規定の放水圧力となるように、弁開度を自動的に制御する。また、火災の拡大によりスプリンクラーヘッドの作動台数が増加して放水流量に変化が生じた場合においても、２次側圧力が規定の放水圧力となるように、流水検知装置は弁開度を自動的に制御する。

一方、近年にあっては、インバータの普及に伴い、消火ポンプを駆動するモータの制御にインバータを使用する消火設備が提案され、普及が始まっている。

インバータ駆動の消火設備は、建物のフロア毎に消火ポンプの全揚程が決まることから、この全揚程に対応したポンプ駆動に必要なモータ回転数を与えるインバータの周波数をフロア毎に設定したデータテーブルを制御盤に予め記憶し、火災によりスプリンクラーヘッドが作動した場合、フロアに設けた２次圧調圧機能を持たない通常の流水検知装置の作動による流水検知信号を制御盤で受信し、データテーブルから火災フロアに対応したインバータ周波数を設定してモータ回転数を制御して最適な消火ポンプの運転を行うにしている。

特開２０１１−０２４７９３号公報 特開２００９−１８９７００号公報 特開２０１２−１６１５０２号公報

しかしながら、このような従来のインバータ駆動の消火設備にあっては、消火ポンプ駆動モータの回転数を制御するインバータの周波数データがフロア単位で設定されるため、例えば同一フロアの放水区画で火災拡大によりスプリンクラーヘッドの作動台数が増加して放水流量に変化があった場合、制御盤は放水流量の変化に応じたインバータ制御を行うことができず、消火ポンプ駆動モータの回転数は同じであるため、放水流量の増加に伴い放水圧力が低下する問題がある。

このような問題は、２次側調圧機能付き流水検知装置を設けた消火設備をインバータ駆動とした場合に同様に起きる。即ち、インバータ駆動とした場合、消火ポンプ駆動モータの回転数を制御するインバータの周波数データをフロア単位で設定しており、火災の拡大によりスプリンクラーヘッドの作動台数が増加して放水流量に変化があった場合、流水検知装置は低下した２次側圧力を規定の放水圧力に回復するように弁開度を大きくする方向に制御するが、放水量の増加したことで例えば全開に制御しても２次側圧力が規定放水圧力に回復せずに制御不能となる場合があり、放水流量の増加に伴い放水圧力が低下してしまう問題がある。

本発明は、スプリンクラーヘッドの作動台数の増加により放水流量が変化しても、消火ポンプ駆動モータのインバータ制御により流水検知装置による２次側圧力の自動制御を可能とする消火設備を提供することを目的とする。

（消火設備）
建物の高さ方向に設置された給水本管に消火用水を加圧供給する消火ポンプと、
消火ポンプを駆動するモータと、
建物の階別に給水本管から引き出された分岐管毎に設けられた複数のスプリンクラーヘッドと、
建物の分岐管に設けられ、消火用水流水時に流水現象を検出すると共に弁開度の調整により２次側圧力を所定圧力に制御する２次圧調整機能を備えた流水検知装置と、
周波数の設定に基づいて前記モータの回転数を制御するインバータを備え、火災に伴いスプリンクラーヘッドが作動した場合にモータによる消火ポンプの駆動で消火用水を加圧供給して放水させる制御装置と、
を備えた消火設備に於いて、
流水検知装置に弁開度を検出する開度検出器を設け、
制御装置は、
流水検知装置を設けた階数毎に、モータの回転数を制御するインバータの周波数データとして、スプリンクラーヘッドが作動した場合の所定の第１周波数データと、スプリンクラーヘッドの作動中に流量が増加した場合の、前記第１周波数データより高い所定の第２周波数データを予め記憶する記憶手段と、
火災発生階でスプリンクラーヘッドが作動した場合、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する第１周波数データを読み出してインバータによりモータの回転数を制御し、スプリンクラーヘッドの作動中に、開度検出器により流水検知装置の所定開度を超える弁開度の増加を検知した場合に、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する第２周波数データを読み出してインバータによりモータの回転数を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

（リミットスイッチ）
開度検出器は、流水検知装置の開度が所定開度に増加した場合にオン又はオフするリミットスイッチであり、
制御装置は、スプリンクラーヘッドの作動中に、リミットスイッチのオン信号又はオフ信号を受信した場合、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する第２周波数データを読み出してインバータによりモータの回転数を制御する。

（ポテンショメータ）
開度検出器は、弁開度に応じて変化する開度検出信号を出力するポテンショメータであり、
制御装置は、スプリンクラーヘッドの作動中に、ポテンショメータからの開度検出信号が、所定開度を越えて増加した場合に、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する第２周波数データを読み出してインバータによりモータの回転数を制御する。

（非接触変位センサ）
開度検出器は、弁開度に応じて変化する開度検出信号を出力する非接触変位センサであり、
制御装置は、スプリンクラーヘッドの作動中に、非接触変位センサからの開度検出信号が、所定開度を越えて増加した場合に、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する第２周波数データを読み出してインバータによりモータの回転数を制御する。

本発明の消火設備によれば、火災によりスプリンクラーヘッドの１台が最初に作動して放水した場合、制御手段は、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する第１周波数データを読み出してポンプモータを最適回転数にインバータ制御し、スプリンクラーヘッドの作動中に、開度検出器により流水検知装置の所定開度を超える弁開度の増加を検知した場合に、火災発生階の階数に基づき、記憶手段から対応する、第１周波数データより高い第２周波数データを読み出してポンプモータの回転数を増加させるようにしたため、火災の拡大に伴いスプリンクラーヘッドの作動台数が増えて放水水量が増加しても、これに伴うインバータ制御によりポンプモータの回転数が増加され、流水検知装置の１次側圧力を高くすることで、スプリンクラーヘッドに必要放水圧力の消火水を供給することができ、消火抑制性能を維持することができる。

そして、流水検知装置の１次側圧力を高くしたことによって、開度検出器が所定の弁開度以下となる弁開度信号を検知した場合は、制御装置はポンプのモータ回転数を低下させることなく、先に増加された回転数でポンプの運転制御をおこなう。

本発明による消火設備の実施形態を示した説明図 制御装置に記憶するインバータ制御に用いるデータテーブルを示した説明図 図２のデータテーブルの作成に使用する放水流量とポンプ全揚程の関係を示したグラフ図 図１に設けた流水検知装置の実施形態を示した説明図 スプリンクラーヘッドの作動台数の増加に対しインバータ周波数を変えない場合のモータ回転数、１次側圧力、弁開度、２次側圧力を示したタイムチャート 本発明によりスプリンクラーヘッドの作動台数の増加に対しインバータ周波数を変えた場合のモータ回転数、１次側圧力、弁開度、２次側圧力を示したタイムチャート 図１に設けた流水検知装置の他の実施形態を示した説明図

［消火設備の概要］
図１は本発明による消火設備の実施形態を示した説明図である。図１において、建物の地下階などのポンプ室に消火ポンプ１０が設置され、インバータ制御可能なモータ（誘導モータ）１２により駆動される。モータ１２はポンプ制御盤３２のインバータ制御により回転数を可変可能とする。消火ポンプ１０はモータ１２により駆動され、吸込み管により水源水槽１４から消火用水を吸入し、建物の高さ方向に設置した給水本管１６に消火用水を加圧供給する。

消火ポンプ１０に対しては起動用の空気タンク２８を設けている。空気タンク２８は給水本管１６に接続し、配管内の加圧消火用水を導入して内部の空気を圧縮している。空気タンク２８には圧力スイッチ３０を設け、圧力スイッチ３０は給水本管１６の管内圧力が規定圧力以下に低下したことを検出してポンプ制御盤３２に圧力低下検出信号を出力し、これによりモータ１２を起動して消火ポンプ１０の運転を開始する。

給水本管１６からは分岐管が放水区画、例えば建物の各階毎に引き出されている。低層階となる１Ｆ，２Ｆの分岐管の分岐部分には２次圧調圧機能付きの流水検知装置１８（以下「調圧型流水検知装置」という）を設けている。また高層階となる３Ｆ，４Ｆの分岐管の分岐部分には２次圧調圧機能を持ない流水検知装置２０を設けている。

調圧型流水検知装置１８は、分岐管にスプリンクラーヘッド２２からの散水に伴う流動が生じると、弁を開くと共に、弁開度の調整により１次側圧力を減圧して２次側圧力を規定の放水圧力に制御すると共に、流水検出器２４の作動により流水検知信号を火災受信盤３８へ出力する。また調圧型流水検知装置１８には弁開度を検出する開度検出器２６を設けており、その検出信号をポンプ制御盤３２へ出力する。

２次圧調圧機能を持たない流水検知装置２０は、分岐管にスプリンクラーヘッド２２からの散水に伴う流動が生じると、弁体を開いて流水検出器２４を作動し、流水検知信号を火災受信盤３８へ出力する。

調圧型流水検知装置１８及び流水検知装置２０の２次側の分岐管には閉鎖型のスプリンクラーヘッド２２を複数設置している。閉鎖型のスプリンクラーヘッド２２は感熱ヘッドとその作動により消火用水を散水する弁機構を一体に備えている。分岐管の末端側には末端試験弁２３を設け、排水側に接続している。

［ポンプ制御盤の構成］
（ポンプ制御盤の機能構成）
ポンプ制御盤３２は、制御手段として機能する制御部３４、記憶手段として機能する記憶部３５、及びインバータ３６を備えている。制御部３４及び記憶部３５のハードウェアとしては、ＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。

記憶部３５は、調圧型流水検知装置１８を設けた建物の階数毎に、モータ１２の回転数を制御するインバータ３６の周波数データとして、スプリンクラーヘッド２２が作動した場合の所定の第１周波数データと、スプリンクラーヘッド２２の作動中に流量が増加した場合の、第１周波数データより高い所定の第２周波数データを設定したデータテーブルを予め記憶している。

図２はポンプ制御盤の記憶部に格納するデータテーブルの説明図であり、図２（Ａ）は記憶内容を符号で示し、図２（Ｂ）は具体的な数値例を示している。

図２（Ａ）に示すように、データテーブルは、建物の階数として１階〜４階を縦欄とし、第１周波数データと第２周波数データを横欄とした２次元テーブルである。

建物の１階を例にとると、スプリンクラーヘッド２２が作動した場合の第１周波数データとしてｆ１１を設定し、スプリンクラーヘッド２２の作動中に流量が増加した場合の第２周波数データとしてｆ１２を設定している。ここで、ｆ１１＜ｆ１２の関係にある。インバータ周波数ｆ１１，ｆ１２の決め方は、図３を参照して説明すると次のようになる。

図３は、図２（Ａ）のデータテーブルの作成に使用する流量とポンプ水頭の関係を示したグラフ図であり、１階のインバータ周波数ｆ１１，ｆ１２を決める場合を例にとっている。

図３において、横軸は流量を示し、縦軸は水頭を示している。図１の１Ｆの場合は負荷曲線Ｒ１となり、負荷曲線Ｒ１の水頭は、流量が零の場合について示すように、消火ポンプ１０から１Ｆまでの高さによる水頭Ｈ１と、スプリンクラーヘッド２２の規定放水圧力による端末圧Ｈ２に分けられる。

ここでスプリンクラーヘッド２２が１台作動した場合の流量をＱ１，２台作動した場合の流量をＱ２とすると、これらの流量Ｑ１，Ｑ２を得るための動作点は、流量Ｑ１，Ｑ２からの点線が負荷曲線Ｒ１と交わる動作点Ｐ１，Ｐ２となる。

そこで、動作点Ｐ１，Ｐ２を通るＨ−Ｑ特性を与える消火ポンプ１０の回転数を決めるインバータ周波数は、スプリンクラーヘッドが作動した場合の動作点Ｐ１では第１周波数ｆ１１となり、スプリンクラーヘッドの作動中に例えば２台目が作動して流量が増加した場合の動作点Ｐ２ではそれより高い第２周波数ｆ１２となり、これを図２（Ａ）のデータテーブルに格納する。

図１の２Ｆについても、図３に示したと同様に、２Ｆの負荷曲線に基づき、スプリンクラーヘッドが作動した場合の第１周波数ｆ２１と、スプリンクラーヘッドの作動中に２台目が作動して流量が増加した場合のそれより高い第２周波数ｆ２２を決定し、これを図２（Ａ）のデータテーブルに格納する。

また、図２（Ａ）のデータテーブルにあっては、２次調圧機能を持たない流水検知装置２０を設けた３Ｆ，４Ｆの第１周波数データｆ３１，ｆ４１も格納しており、これは図３に示したと同様に、３Ｆ，４Ｆの負荷曲線に基づき、１台作動の周波数ｆ３１，ｆ４１のみを決定し、これを図２（Ａ）のデータテーブルに格納する。

図２（Ｂ）は、データテーブルの具体例であり、インバータ３６に設定する最上階となる４Ｆの第１周波数データｆ４１を１００％とし、調圧型流水検知装置１８を設けた１Ｆ，２Ｆでスプリンクラーヘッドが作動した場合にインバータ３６に設定する第１周波数データｆ１１，ｆ２１は５０％とし、スプリンクラーヘッドの作動中に流量が増加してインバータ３６に設定する第２周波数データｆ１２，ｆ２２は１００％としている。また３Ｆのスプリンクラーヘッドが作動した場合にインバータ３６に設定する第１周波数データｆ３１も、４Ｆと同じ１００％としている。

ここで、１００％とするインバータ周波数は、最上階となる４Ｆのインバータ周波数ｆ４１とする以外に、消火ポンプ１０の最大定格回転数を与える最大定格インバータ周波数としても良い。

再び図１を参照するに、ポンプ制御盤３２の制御部３４は、火災受信盤３８を経由して受信した流水検知信号、例えば１Ｆの調圧型流水検知装置１８に設けた流水検出器２４から受信した流水検知信号に基づき、火災発生階１Ｆとそこでのスプリンクラーヘッド２２の作動を判別し、記憶部３５に格納している例えば図２（Ｂ）のデータテーブルを参照し、１階に対応した第１周波数データ５０％を読み出し、インバータ３６に第１周波数データ５０％を設定する。

制御部３４は空気タンク２８に設けた圧力スイッチ３０から圧力低下検出信号を受信した場合、第１周波数データ５０％を設定しているインバータ３６によりモータ１２の回転数を５０％に制御して消火ポンプ１０を駆動する制御を行う。

また制御部３４は、周波数データ５０％によるインバータ制御中に、１Ｆの調圧型流水検知装置１８に設けた開度検出器２６により所定開度、例えば８０％を超える弁開度の増加を検出した場合に、新たなスプリンクラーヘッドの作動等による流量増加と判断し、記憶部３５に格納している例えば図２（Ｂ）のデータテーブルを参照し、１階に対応した第２周波数データ１００％を読み出し、インバータ３６に周波数データ１００％を設定してモータ１２の回転数を、それまでの５０％から１００％と倍増する回転数に制御して消火ポンプ１０を駆動する。

なお、調圧型流水検知装置１８の２次側に補助散水栓を設けている場合は、補助散水栓を使用したことによる放水流量の増加についても、制御部３４は、２台目のスプリンクラーヘッドが作動して流量が増加した場合と同様にして、インバータ３６の第１周波数データ５０％を第２周波数データ１００％に変更して消火ポンプ１０を駆動する制御を行うことを可能とする。

［流水検知装置の構成］
図４は図１に設けた調圧型流水検知装置の実施形態を示した説明図である。図４において、調圧型流水検知装置１８は、弁ボディ１０２の下側に１次側の流入口１０４を形成し、ここに仕切弁１０６を介して１次側配管１０８を接続している。弁ボディ１０２の上側には２次側となる流出口１１０を形成し、ここに２次側配管１１２を接続し、２次側配管１１２の先にはスプリンクラーヘッドや補助散水栓が接続されている。

弁ボディ１０２の内部には、後方にピストンを一体に形成した本弁１１４をシリンダ室１２０に摺動自在に組み込んでおり、弁ボディ１０２側に一体に形成した弁シート１１６に当接して、通常監視状態では閉鎖状態となっている。

本弁１１４には同軸にガイドロッド１２２を連結し、ガイドロッド１２２の先端は右側に取り出されている。本弁１１４の背後（右側）にはスプリング１１８を設け、本弁１１４を閉鎖方向に付勢している。本弁１１４は、本弁１次側の加圧水をピストン背後側のシリンダ室１２０へ流入／流出することにより開閉される。

本弁１１４が当接する弁シート１１６からは配管１３８を介して圧力スイッチを用いた流水検出器２４を接続し、本弁１１４の開動作により２次側に供給する圧力水を導入するようしにている。流水検出器２４は、本弁１１４が開放した場合に２次側圧力水を導入し、流水検出器２４内に圧力水が流入した時にタイマを起動し、所定時間後に流水検知信号を外部に出力する。

ピストンを一体に形成した本弁１１４とシリンダ室１２０は、調圧型流水検知装置１８に設けた本弁１１４の本弁駆動機構を構成し、本弁駆動機構は本弁１１４の１次側と２次側を接続する配管１３０に設けた制御弁１５０により制御される。

配管１３０に設けた制御弁１５０は、不作動流水量弁部１５２と調圧パイロット弁部１５４を同一軸上に一体に配置した弁構造を備えている。

配管１３０は弁ボディ１０２の１次側から取り出し、ストレーナ１４２及び逆止弁１４４を介して制御弁１５０に設けた不作動流水量弁部１５２のポートａと調圧パイロット弁部１５４のポートｃにそれぞれ分岐して接続している。また配管１３１は制御弁１５０に設けた不作動流水量弁部１５２のポートｂから取り出し、定流量弁１４８を介して弁ボディ１０２の２次側に接続している。また配管１３３は制御弁１５０に設けた調圧パイロット弁部１５４のポートｄから配管１３１を介して弁ボディ１０２の２次側に接続し、２次側圧力をポートｄに導入している。

制御弁１５０に設けた調圧パイロット弁部１５４は調圧制御用のポートｅを持ち、ポートｅは配管１３５を介してシリンダ室１２０のポートに接続している。

シリンダ室１２０のポートには手動開放弁１１５を接続している。手動開放弁１１５は、調圧型流水検知装置１８の本弁１１４の開制御が何らかの原因でできなくなった異常時に、手動開放弁１１５を開放することで、シリンダ室１２０の１次側圧力水を強制的に排水し、１次側圧力による本弁１１４の押上げで全開位置に作動できるようにしている。

また流水検出器２４に対する配管１３８は排水側に接続され、そこにオートドリップ１３６と逆止弁１３４を設けている。また弁ボディ１０２の２次側には排水管１２８が接続され、そこに排水弁１３８を設けている。

制御弁１５０に設けた不作動流水量弁部１５２から引き出された２次側に対する配管１２６の途中には定流量弁１４８を設け、不作動流水量弁部１５２の制御で流す不作動流水量を一定流量とするようにしている。

調圧型流水検知装置１８の１次側には１次側圧力計１５６が接続され、２次側には２次側圧力計１５８が接続される。

通常監視状態にあっては、本弁１１４は閉鎖状態にあり、このとき２次側配管１１２の圧力は予め定めた締切設定圧力となっている。

通常監視状態で２次側配管１１２側の漏水などにより２次側圧力が締切設定圧力より低下すると、それまで閉鎖状態にあった不作動流水量弁部１５２が開作動し、配管１３０から開放した不作動流水量弁部１５２を通って、更に定流量弁１４８で決まる一定の不作動流水量の流水を２次側に供給し、低下した２次側圧力を締切設定圧力に回復させる。このとき本弁１１４は閉鎖状態にあり流水検出器２４は作動しないことから、このときの流水を不作動流水と呼んでいる。

火災などによりスプリンクラーヘッドが作動し、２次側配管に一定量を超える流水が発生すると、２次側圧力は締切設定圧力から急速に低下し、まず不作動流水量弁部１５２が開いて配管１３０により１次側圧力水を定流量弁１４８で決まる一定の流水量で２次側に供給するが、これでは２次側圧力は回復せず、締切設定圧力に対し低い圧力に設定した調圧パイロット設定圧力を下回ると、本弁１１４の開放による調圧制御が開始される。

ここで調圧パイロット弁部１５４は、２次側圧力が調圧パイロット設定圧力（規定放水圧力）に低下するまではシリンダ室１２０をポートｅからポートｃを介して１次側の配管１３０との連通した状態としており、シリンダ室１２０に圧力水を保持し、本弁１１４は１次側圧力水の押圧とスプリング１１８による付勢により弁シート１１６に押付けられた閉鎖状態を維持している。

この状態で２次側圧力が低下して調圧パイロット設定圧力以下になると、調圧パイロット弁部１５４はポートｅからポートｄを介してシリンダ室１２０の圧力水を２次側に排出する切替え状態となる。このためシリンダ室１２０から圧力水が排出されて本弁１１４を右方向にストロークさせ、本弁１１４の開放が行われる。

本弁１１４が開放すると、１次側加圧水が２次側に供給されることで２次側圧力が回復し、２次側圧力が調圧パイロット設定圧力を超えると調圧パイロット弁部１５４はシリンダ室１２０をポートｅからポートｃを介して１次側の配管１３０に連通することで、シリンダ室１２０に１次側加圧水を導入して再び本弁１１４が閉鎖方向に移動し、以下、本弁１１４を移動させてシリンダ室１２０の流量調整を繰り返しながら、調圧パイロット設定圧力を維持するように１次側圧力水を２次側に継続的に供給することになる。

調圧型流水検知装置１８に設けたガイドロッド１２２の取出し側には、開閉検出器２６としてリミットスイッチ１６０を設けている。リミットスイッチ１６０は取付部材１６６によりカバー外側のガイドロッド１２２の取出し位置に支持され、ガイドロッド１２２の先端に装着したコマ１６２に対し先端にローラを備えたスイッチレバー１６４を配置している。

主弁１１４が開放方向にストロークするとガイドロッド１２２が外側（図示右側）へ移動し、主弁１１４の開度が所定開度、例えば開度８０％に開いた場合に、コマ１６２はコマ１６２ａに示す位置に移動し、スイッチレバー１６４を回動してリミットスイッチ１６０をオン又はオフし、開度検出信号を図１に示したポンプ制御盤３２へ出力する。

［スプリンクラーヘッドの作動台数が増加した場合の動作］
（インバータ周波数の固定による制御）
図５は、スプリンクラーヘッドの作動台数の増加に対しインバータ周波数を変えない場合のタイムチャートであり、図５（Ａ）にスプリンクラーヘッド作動台数を、図５（Ｂ）にモータ回転数を、図５（Ｃ）に１次側圧力を、図５（Ｄ）に弁開を、図５（Ｅ）に２次側圧力を、それぞれ示している。

図５において、ＩＦで発生した火災により時刻ｔ１でスプリンクラーヘッドの１台が作動して消火用水の散水を開始すると、この散水に伴う２次側圧力の低下に対し、２次側圧力を回復するために調圧型流水検知装置１８の弁が開き始め、この圧力低下は分岐管から給水本管１６へ伝わり、所定圧力以下に低下すると空気タンク２８に設けた圧力スイッチ３０がオンして圧力低下検出信号をポンプ制御盤３２に出力する。

ポンプ制御盤３２の制御部３４は、圧力スイッチ３０からの圧力低下検出信号を受信すると、インバータ３６により時刻ｔ２でモータ１２を起動して消火ポンプ１０の運転を開始する。

また、調圧型流水検知装置１８の弁が時刻ｔ１から開き始めると、その流水検出器２４が流水検知信号を火災受信盤３８に出力して火災警報を出力させると共に、火災受信盤３８を経由して流水検知信号をポンプ制御盤３２の制御部３４に送っている。

このため制御部３４は受信した流水検知信号から火災発生階を認識し、記憶部３５に格納している例えば図２（Ｂ）のデータテーブルを参照し第１周波数データ５０％を取得し、インバータ３６に第１周波数データ５０％を設定し、その後、時刻ｔ２で空気タンク２８に設けた圧力スイッチ３０から圧力低下検出信号を受信した場合に、周波数データ５０％を設定しているインバータ３６によりモータ１２を起動し、５０％の回転数に制御する。

モータ１２のインバータ制御による消火ポンプ１０の駆動により、低下した１次側圧力は時刻ｔ１から増加して回復し、１次側圧力の回復に伴い２次側圧力も回復し、調圧型流水検知装置１８は２次側圧力を規定の放水圧力に制御するように弁開度を調整し、例えば弁開度を５０％付近で調整する２次圧調圧制御を行っている。

続いて、火災の拡大に伴い時刻ｔ３で２台目のスプリンクラーヘッド２２が作動したとする。このため放水流量が増加し、２次側圧力が低下する。この２次側圧力の低下に対し、調圧型流水検知装置１８は２次側圧力を回復するように弁開度を開く。しかしながら、放水流量が多いために、弁開度を開いても２次側圧力は回復せず、弁開度が１００％（全開）となると、それ以上の調圧制御はできなくなり、２次側圧力の低下に伴い１次側圧力も低下し、作動した２台のスプリンクラーヘッド２２からは規定の放水圧力による散水はできず、消火抑制性能が低下した状態となる。このような問題は、次に説明する本発明の消火設備のインバータ制御により解消される。

（インバータ周波数を変更する制御）
図６は、スプリンクラーヘッド作動中の流量増加に対しインバータ周波数を変えるようした本発明の消火設備の動作を示したタイムチャートであり、図６（Ａ）にスプリンクラーヘッド作動台数を、図６（Ｂ）にモータ回転数を、図６（Ｃ）に１次側圧力を、図６（Ｄ）に弁開度を、図６（Ｅ）に２次側圧力を、それぞれ示している。

図６において、スプリンクラーヘッドの１台が作動した場合の動作は図５の場合と同様である。これに対し本発明によるインバータ制御では、火災の拡大に伴い時刻ｔ３で２台目のスプリンクラーヘッド２２が作動して流量が増加すると、２次側圧力の低下に対し、調圧型流水検知装置１８は２次側圧力を回復するように弁開度を開き、弁開度が時刻ｔ４で所定の弁開度、例えば８０％に達すると、図４に示したように、開度検出器２６として設けたリミットスイッチ１６０がオンし、開度検出信号をポンプ制御盤３２の制御部３４へ出力する。

制御部３４は開度検出信号の受信に基づき、スプリンクラーヘッド作動中の流量増加を認識し、記憶部３５に格納している例えば図２（Ｂ）のデータテーブルを参照して火災発生階となる１階に対応した第２周波数データ１００％を取得し、それまで第１周波数データ５０％を設定して制御中のインバータ３６を、第２周波数データ１００％の設定による制御に切替え、これによりモータ１２の回転数が略２倍に増加し、低下していた１次側圧力が回復する。

１次側圧力が増加すると、これに伴い２次側圧力も回復し、調圧型流水検知装置１８は８０％を超えた弁開度を閉じる方向に動作して、２次側圧力を規定放水圧力に制御する正常な調圧制御を回復し、２台のスプリンクラーヘッドの作動で流量が増加しても、規定の放水圧力による散水を行わせ、それぞれ本来の消火抑制性能を発揮することができる。

なお、図６にあっては、２台目のスプリンクラーヘッドが作動した時刻ｔ３以降について、図５の状態を想像線により比較のために示している。

［流水検知装置の他の実施形態］
図７は図１に設けた調圧型流水検知装置の他の実施形態を示した説明図であり、本実施形態は、調圧型流水検知装置に設けた開度検出器にポテンショメータを使用したことを特徴とする。

図７において、調圧型流水検知装置１８に設けたガイドロッド１２２の取出し側には、開閉検出器２６としてポテンショメータ１７０を設けている。ポテンショメータ１７０はカバー外側のガイドロッド１２２の取出し位置に固定され、ポテンショメータ１７０のロッド１７２と調圧型流水検知装置１８側のガイドロッド１２２を連結部材１７４で連結し、主弁１１４の移動をポテンショメータ１７０内の摺動接点に伝えている。このためポテンショメータ１７０は調圧型流水検知装置１８の開度に比例した開度検出信号を、図１に示すポンプ制御盤３２の制御部３４へ出力する。

ポンプ制御盤３２の制御部３４は、１台目のスプリンクラーヘッドの作動に基づくインバータ制御中に、ポテンショメータ１７０から受信した開度検出信号から得た検出開度を、予め設定した所定開度例えば開度８０％の閾値開度と比較しており、検出開度が閾値開度８０％に達すると、スプリンクラーヘッド作動中の流量増加を認識し、記憶部３４に格納したデータテーブルから対応する第２周波数データを読出してインバータ３６に設定し、モータ１２の回転数を増加させるインバータ制御を行う。

このように調圧型流水検知装置１８の開度検出器２６としてポテンショメータ１７０を設けた場合には、図４の実施形態のように、リミットスイッチ１６０が開度８０％でオン又はオフするように取付位置を正確に設定する調整作業を不要とし、また、２台目のスプリンクラーヘッドの作動を判別する開度を必要に応じて簡単に設定変更できるメリットがある。

なお、それ以外の構成及び動作は、図４の流水検知装置の場合と同じになることから、説明は省略する。

［本発明の変形例］
本発明の消火設備に設ける調圧型流水検知装置は、上記の実施形態に限定されず、２次圧調圧機能を備えたものであれば、適宜の構造の流水検知装置でよい。

また、上記の実施形態は、インバータに設定する周波数を第１周波数からそれより大きい第２周波数へ２段階に変更しているが、更に、３段階以上の多段階に分けて順次増加する周波数を予め記憶しておき、スプリンクラー作動中に弁開度が所定開度を超えた場合に流量増加を認識し、その都度、記憶している次の段階の周波数をインバータに設定してモータ回転数を３段階以上に亘り増加させるようにしても良い。

また、上記調圧型流水検知装置の弁開度検出器は、リミットスイッチやポテンショメータを例にとっているが、近接センサや渦電流式変位センサなどの非接触変位センサを適用してガイドロッドの変位を検出しても良い。

また、上記の消火設備は、閉鎖型スプリンクラーヘッドから散水する消火設備を例にとっているが、開放型スプリンクラーヘッドから散水する設備であっても良く、また消火栓にホースを接続して放水する消火設備であっても良い。

また、本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：消火ポンプ
１２：モータ
１４：水源水槽
１６：給水本管
１８：調圧型流水検知装置
２０：流水検知装置
２２：スプリンクラーヘッド
２４：流水検出器
２６：開度検出器
２８：空気タンク
３０：圧力スイッチ
３２：ポンプ制御盤
３４：制御部
３５：記憶部
３６：インバータ
３８：火災受信盤
１０２：弁ボディ
１１４：主弁
１２０：シリンダ室
１２２：ガイドロッド
１６０：リミットスイッチ
１７０：ポテンショメータ

Claims (4)

1. 建物の高さ方向に設置された給水本管に消火用水を加圧供給する消火ポンプと、
   前記消火ポンプを駆動するモータと、
   前記建物の階別に前記給水本管から引き出された分岐管毎に設けられた複数のスプリンクラーヘッドと、
   前記建物の分岐管に設けられ、弁開度の調整により１次側圧力を減圧して２次側圧力を所定圧力に制御する２次圧調整機能を備えた流水検知装置と、
   周波数の設定に基づいて前記モータの回転数を制御するインバータを備え、火災に伴い前記スプリンクラーヘッドが作動した場合に前記モータによる消火ポンプの駆動で消火用水を加圧供給して放水させる制御装置と、
   を備えた消火設備に於いて、
   前記流水検知装置に弁開度を検出する開度検出器を設け、
   前記制御装置は、
   前記流水検知装置を設けた階数毎に、前記モータの回転数を制御する前記インバータの周波数データとして、前記スプリンクラーヘッドが作動した場合の所定の第１周波数データと、前記スプリンクラーヘッドの作動中に流量が増加した場合の、前記第１周波数データより高い所定の第２周波数データを予め記憶する記憶手段と、
   火災発生階で前記スプリンクラーヘッドが作動した場合、前記火災発生階の階数に基づき、前記記憶手段から対応する第１周波数データを読み出して前記インバータにより前記モータの回転数を制御し、前記スプリンクラーヘッドの作動中に、前記開度検出器により前記流水検知装置の所定開度を超える弁開度の増加を検知した場合に、前記火災発生階の階数に基づき、前記記憶手段から対応する第２周波数データを読み出して前記インバータにより前記モータの回転数を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする消火設備。
   
2. 請求項１記載の消火設備に於いて、
   前記開度検出器は、前記流水検知装置の開度が所定開度に増加した場合にオン又はオフするリミットスイッチであり、
   前記制御装置は、前記スプリンクラーヘッドの作動中に、前記リミットスイッチのオン信号又はオフ信号を受信した場合、前記火災発生階の階数に基づき、前記記憶手段から対応する第２周波数データを読み出して前記インバータにより前記モータの回転数を制御することを特徴とする消火設備。
   
3. 請求項１記載の消火設備に於いて、
   前記開度検出器は、弁開度に応じて変化する開度検出信号を出力するポテンショメータであり、
   前記制御装置は、前記スプリンクラーヘッドの作動中に、前記ポテンショメータからの開度検出信号が、所定開度を越えて増加した場合に、前記火災発生階の階数に基づき、前記記憶手段から対応する第２周波数データを読み出して前記インバータにより前記モータの回転数を制御することを特徴とする消火設備。
   
4. 請求項１記載の消火設備に於いて、
   前記開度検出器は、弁開度に応じて変化する開度検出信号を出力する非接触変位センサであり、
   前記制御装置は、前記スプリンクラーヘッドの作動中に、前記非接触変位センサからの開度検出信号が、所定開度を越えて増加した場合に、前記火災発生階の階数に基づき、前記記憶手段から対応する第２周波数データを読み出して前記インバータにより前記モータの回転数を制御することを特徴とする消火設備。

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