JP3852918B2

JP3852918B2 - 消火設備

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Publication number: JP3852918B2
Application number: JP2001388580A
Authority: JP
Inventors: 裕毅雄吉葉; 裕三内山
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003180861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は火災を消火する消火設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物の地下駐車場には泡式の消火設備が一般的に広く設けられている。これは車両のガソリンやオイルなどによる油火災に適しているためである。泡消火設備では、原液タンクに貯蔵された泡原液と、水源からの水とを混合して泡水溶液をつくり、警戒時においては、この泡水溶液が配管内に充満した状態となっている。そして火災時には、泡水溶液を消火ヘッドとしての泡ヘッドから、水溶液の状態のまま放水するか、又は泡状に発泡させて放出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駐車場などは夏場は、非常に温度が高まり、配管内の液体が膨張して、感知ヘッドが暴発することがある。また車両が配管、感知ヘッドに接触してヘッドを破損したりして、火災でないにも関わらず、泡水溶液が外部に流出してしまうことがある。この泡水溶液は外部に流出すると、その物性上、あまり環境に良くないものがある。そこで本発明は火災時以外に、泡水溶液が外部に流出することを防ぐことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、基端側に配管を介して水源が接続される混合器と、該混合器に接続され、泡原液が貯蔵された原液タンクと、前記混合器の二次側に一次側配管を介して接続される流水検知器と、該流水検知器の二次側配管に設けられた消火ヘッドとを備えた消火設備において、流水検知器の一次側配管又は二次側配管に、常時閉の遠隔開放弁を設け、一次側配管及び二次側配管内に監視時は水を充水し、火災時に前記消火ヘッドから水を放水させた後、泡水溶液を放水させると共に、遠隔開放弁を一定時間開放して、配管内の水を排水させることを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は本発明の実施形態１に係わる消火設備の系統図を示したものである。図１において、１０は防護区画毎に設置された流水検知器である。この流水検知器１０を基準として一次側に接続された配管を一次側配管１１、二次側に接続された配管を二次側配管２７とする。通常の監視状態においては、これら一次側配管１１及び二次側配管２７には、水が充水されている。なお、図において黒塗りの弁は常時は閉止しており、白塗りの弁は常時は開放していることを示す。
【０００６】
流水検知器１０としては、例えば特開平７−１０８０６９号などに開示されたＮＳバルブが使用される。ここでＮＳバルブとは、配管内の圧力低下に伴う流水現象を検知する流水検知機能以外に二つの機能を有している。一つは二次側配管２７内を所定圧に調圧する調圧充水機能で、図示しない調圧パイロット弁及び排圧パイロット弁により、この調圧充水機能を行っている。もう１つの機能は、弁としての（開弁）機能で、図示しない本弁は、火災時に開放するよう制御される。なお以下の説明では、流水検知器１０をＮＳバルブともいう。
【０００７】
１１は一次側配管で、基端側には水源としての図示しない水槽及びポンプ１３が設けられ、加圧送水装置を構成している。一次側配管１１の途中には、混合器１４が設けられる。この混合器１４には配管１５を介して原液タンク１６が接続される。混合器１４は、原液タンク１６に貯蔵された泡原液と水槽からの水を混合して所定濃度の泡水溶液を生成するものである。
【０００８】
本実施形態１においては、混合方式として、原液タンク１６内に送水配管を介して水槽側から水を送りこんで、タンク１６内の泡原液を加圧して排出させるプレッシャープロポーショーナ方式としているが、混合方式にはいくつか種類があり、例えば、ベンチュリープロポーショーナ方式と呼ばれるものを使用してもよい。この場合には、ポンプ１３により圧送された水槽からの水が混合器１４を通る際に、混合器１４がベンチュリー作用により原液タンク１６の泡原液を吸い込む。
【０００９】
配管１５には、混合器１４側から、原液阻止弁１７（以下、阻止弁ともいう），送液逆止弁１８，送液仕切弁１９が設けられ、また原液阻止弁１７と並列に手動の原液阻止弁１７Ｃが設けられる。この阻止弁１７は、常時は閉じており、火災時に開放する弁である。図において、阻止弁１７は混合器１４と原液タンク１６との間に設けれた配管１５に設けられる場合を示してあるが、この阻止弁１７は、原液タンク１６と水槽側を接続する送水配管に設けてもよい。送液逆止弁１８は、設備の初期起動時など圧力バランスが不安定な状態の際、設備配管内の水が原液タンク１６内に流入するのを防止するために設けられる。またこのような配管系統にすると、設備起動時、原液阻止弁１７前後の差圧が０になるので、阻止弁１７を開閉するのに必要なトルクが小さくて済み、手動操作が容易になる。
【００１０】
本実施形態１においては、混合器１４，配管１５，原液タンク１６、原液阻止弁１７，１７Ｃ、送液逆止弁１８及び送液仕切弁１９を一つのタンクユニットＴＵ内に納めている。このタンクユニットＴＵを、既設のスプリンクラ消火設備に設けることで、スプリンクラ消火設備を泡薬剤を使用した消火設備に切り替えることが可能となる。なお送液配管から分岐した配管と混合器１４との間に三方弁を設け、この三方弁を原液タンク１６の原液流出口に接続することで、阻止弁を構成してもよい。
【００１１】
一次側配管１１の混合器１４の二次側からは常時は閉じた手動の弁２１が分岐して設けられる。この弁２１は水溶液採取口で、点検時などに開放して、混合器１４で混合した泡水溶液を採取するためのものである。この水溶液採取口２１は、三方弁で構成してもよく、また固定オリフィスなどが設けられ流量が制限される。また一次側配管１１の弁２１の二次側には、常時は開放された止水弁２２が設けられている。
【００１２】
２３は一次側配管１１に接続された圧力空気槽で、配管１１，２７内を所定圧に維持するためのものである。なお２４は圧力空気槽２３に接続されたジャッキポンプで、ポンプ１３に比べて小型なポンプである。また２５はポンプ１３に接続された呼水槽である。
【００１３】
続いて流水検知装置（器）１０（ＮＳバルブ）の二次側について説明する。二次側配管２７には、複数の閉鎖型消火ヘッド２８が設けられる。二次側配管２７の末端には、補助散水栓２９が設けられる。補助散水栓２９は階段室や電気室など消火ヘッド２８が設置しにくい場所を防護するもので、内蔵の弁を開放して、ホースを引き伸ばせば、先端のノズルから水又は泡水溶液を放水できる。この補助散水栓２９は二次側配管２７の末端でなく途中に設けてもよい。
【００１４】
消火ヘッド２８が設置される防護区画には、火災感知器３０が設けられる。火災感知器３０は信号線を介して火災受信機３２と接続され、又火災受信機３２には信号線を介して消火システム制御盤３３（以下、制御盤という）が接続されている。この制御盤３３には、流水検知器１０，阻止弁１７及び後述する遠隔開放弁３６が信号線を介して接続されている。この制御盤３３は、火災感知器３０が動作した時に、火災受信機３２からの移報信号をうけて、ＮＳバルブ１０の本弁、阻止弁１７及び遠隔開放弁３６をそれぞれ開放させるように制御する。また制御盤３３は、タイマを内蔵しており、遠隔開放弁３６を開放させてから所定時間が経過したら、遠隔開放弁３６を閉じるように制御する。
【００１５】
３４は一次側配管１１から分岐して設けられた急速排水部である。急速排水部３４は、定流量弁３５と遠隔開放弁３６とから構成されている。この定流量弁３５は配管内に流れる流量を一定流量にするためのものであり、オリフィスを利用するようにしてもよい。定流量弁３５について一例を説明すると、ポンプ１３が５００Ｌ/ｍｉｎ程度の送水能力があり、消火ヘッド３８からの放水が１００Ｌ/ｍｉｎで放水するならば、定流量弁３５の流量は４００Ｌ/ｍｉｎに設定される。
【００１６】
遠隔開放弁３６は常時は閉じた弁であり、開放されると、一次側配管１１内の水は図示しない排水配管を介して外部に排水されるか、又は図示しない配管を介して水槽に戻される。この遠隔開放弁３６は、制御盤３３からの制御により、火災時に一定時間だけ開放され、その一定時間経過後閉止するように制御される。
【００１７】
ここで一定時間とは、火災時に、一次側配管１１に封入された水を排水するのに要する時間、言い換えれば、ポンプ１３が起動して、混合器１４で混合された泡水溶液が二次側配管２７に送られてくるまでにかかる時間、つまり、一次側配管１１内の水が泡水溶液に置換されるのに要する時間である。この時間は、急速排水部３４の設けられる位置、配管径及び配管長などの条件によって適宜変更される値である。なお遠隔開放弁３６には、パイロット弁３６Ｃが接続され、このパイロット弁３６Ｃを開放させて、遠隔開放弁３６のシリンダ室を減圧又は加圧することにより開放される。
【００１８】
この消火設備は、初期時にポンプ１３を駆動して、一次側配管１１側に水槽の水を供給する。この時、阻止弁１７は閉じておく。このようにして、一次側配管１１及び流水検知器１０の二次側、つまり二次側配管２７内には、泡水溶液が流入せず、水源からの水のみが封入され、通常時は、この水だけが充水された状態が維持される。
【００１９】
このような消火設備において、火災が発生した場合について説明する。防護区域にて火災が発生すると、まず火災感知器３０が動作して、火災受信機３２に火災信号を送出する。そして火災受信機３２は制御盤３３に火災信号を移報する。ここで制御盤３３はＮＳバルブ１０の本弁を開放させるように制御する。
【００２０】
続いて消火ヘッド２８が動作すると、二次側配管２７内の加圧水が放出される。そうすると流水検知器１０は配管２７内の減圧または水の流れを検知して、制御盤３３に流水信号を出力する。ここで制御盤３３には、火災信号と流水信号の２つが入力されたことになる。この２つの信号の入力により、制御盤３３は火災の発生を判断し、開放信号を出力して、阻止弁１７と遠隔開放弁３６を開放させる。また二次側配管２７内の水が消火ヘッド２８から放水され、一次側配管１１内が減圧して、その圧力低下を圧力空気槽２３の図示しない圧力スイッチが検知することで、ポンプ１３が起動される。
【００２１】
ポンプ１３の起動により、水槽の水が、混合器１４側へ圧送される。またこの水は一次側配管１１から送水配管を通って原液タンク１６に供給される。タンク１６から押し出された泡原液は、開放された阻止弁１７を通って、混合器１４に流入する。混合器１４では、所定濃度の泡水溶液が生成され、その泡水溶液は二次側配管２７側へ供給される。このようにして泡水溶液は、流水検知器１０を通って、消火ヘッド２８から放水され、火災を消火する。
【００２２】
次に急速排水部３４の遠隔開放弁３６の作用について説明する。例えば防護区画が駐車場などで車両火災の場合には、油火災に適した泡水溶液をいち早く消火ヘッド２８から放水して消火効率を高めることが望ましい。しかし本実施形態の消火設備では、環境的見地から監視時には、配管１１，２７内には水を充水しているので、まずこの水を排水させる必要がある。そこで火災発生時には遠隔開放弁３６を開放させ、余分な水を排水して、消火ヘッド２８から水が放水される時間を短縮し、火災が発生してから１０分程度内に泡水溶液が放水されるようにする。
【００２３】
制御盤３３からの開放信号により、遠隔開放弁３６が開放されると、一次側配管１１内の水がポンプ１３によって圧送されて排水される。そして一定時間が経過して、混合器１４から所定濃度の泡水溶液が生成され、一次側配管１１内の水が泡水溶液に置換された後、遠隔開放弁３６は閉止される。なお定流量弁３５により排水される流量は限定されるので、排水されている際においても消火ヘッド２８からは十分な水量で水が放水されることになる。
【００２４】
消火ヘッド２８が動作した時に、この遠隔開放弁３６を開放させないと、ある程度の時間の間は、消火ヘッド２８からは水だけが放水されることになるので、消火効率が十分でない。そこでこのように遠隔開放弁３６を設けることで、通常時において一次側配管１１内に封入されていた水を急速に排水させることが可能となり、消火ヘッド２８からいち早く、水よりも消火性能が高い泡水溶液を消火剤として放水させることが可能となる。
【００２５】
ところで、火災初期時においては、二次側配管２７内には水が充水されていることから、消火ヘッド２８からは水が放水される。この時、設備としては消火ヘッド２８から高圧（４kg/cm2程度）で放水することが好ましい。というのは、油火災であっても、水を高圧で噴霧放水することにより、十分に火災の拡大を抑制又は防止する効果があるからである。このように本消火設備では、配管１１，２７内に監視時は水を充水し、火災時に消火ヘッド２８から水を放水させた後、泡水溶液を放水させるようにしてある。なお、高圧で噴霧放水する代わりに、消火ヘッド２８の取付ピッチ間隔を狭くすることで、消火ヘッド２８からの散水密度を８Ｌ/min・m2程度に高くさせても良く、このようにしても火災の拡大防止につながる。
【００２６】
次に、不慮の事故などによって、消火ヘッド２８が破損した場合について説明する。この場合には、破損した消火ヘッド２８から二次側配管２７内の水が流出する。ここでＮＳバルブ１０には、一次側と二次側を接続する図示しないバイパス配管が設けられており、この配管を通して二次側配管２７の調圧充水機能が行われている。このためＮＳバルブ１０の本弁は閉じているが、このバイパス配管を通って、一次側配管１１の水が二次側配管２７へと流れる。
【００２７】
しかし、火災感知器３０が動作していないため、阻止弁１７は閉じたままであり、この阻止弁１７により二次側配管２７側への泡水溶液の流出が阻止される。従って、消火ヘッド２８からは水のみしか流出されないので、非火災時（火災でない時）に、防護区画内に消火剤が流出されることを防止できる。このように本実施形態の消火設備においては、制御盤３３及び阻止弁１７により、火災時以外に原液タンク１６内から泡原液が流出しないように制御されることを特徴とする。
【００２８】
以上説明した通り、通常監視時において、一次側配管１１及び二次側配管２７内に、水源からの水のみを封入し、配管１１，２７内に泡水溶液を混在させないようにしているので、非火災時には、全く泡消火剤は外部に流出しない。よって環境に良い消火設備を構築できる。
【００２９】
この消火設備において、混合器１４によって、所定濃度の泡水溶液が生成されているかを試験（点検）する場合について説明する。この場合には、まず止水弁２２を閉じ、阻止弁１７Ｃを手動で開放し、更に水溶液採取口２１を開放する。そして、ポンプ１３又はジャッキポンプ２４を起動させて、水溶液採取口２１から流出する泡水溶液を所定量だけ計量器を用いて採取し、所定濃度になっているかを測定する。この後、阻止弁１７Ｃを閉じて、阻止弁１７Ｃの二次側に残った泡原液がなくなるまでポンプ１３を運転させてから、水溶液採取口２１を閉じ、最後に止水弁２２を開放させる。
【００３０】
このような水溶液採取口２１を設けることで、泡原液の薬剤を外部に多量に流出させることなく、適正な泡水溶液が生成されているかを試験することができる。また試験時には止水弁２２が閉じられるので、二次側配管２７及び一次側配管１１には泡水溶液が入りこまないので、通常時の配管１１，２７内に水だけを封入した状態を維持することができる。
【００３１】
続いて配管１１，２７内の水が泡水溶液に変わるまでの水溶液置換時間を計測する方法について説明する。例えば原液タンク１６を試験時だけ色付の水（点検用の液）が入ったタンクに置き換える。そして補助散水栓２９の弁を開けて、火災時に消火ヘッド２８が開放したと同じ状態を作り出す。また制御盤３３からＮＳバルブ１０及び遠隔開放弁３６に開放信号を出力する。
【００３２】
このようにして色付の水と水とが混合器１４で混合されると共に、急速排水部３４からは水が強制排水される。所定時間経過したら、補助散水栓２９のノズル及び遠隔開放弁３６からは色の付いた水が出るので、それぞれ置換時間を計測することができる。また補助散水栓２９の代わりに末端試験弁を設けて、末端試験弁から試験用液が放出されるまでの時間を測定してもよい。ここでは、試験用液として色付の水を使用したがパイプ洗浄液を使用して、配管内を洗浄させてもよい。また設備として試験用液の入った試験タンクを常設しておき、試験時にのみ試験タンクと混合器１４の間に設けられた試験用阻止弁を開放させてもよい。
【００３３】
消火設備の点検（試験）には、消火剤（泡水溶液）を使用する試験（連動起動試験）と、消火剤を使用しない試験（放水試験）とがあり、これらの試験の違いによって阻止弁１７の制御を変えるようにしてもよい。例えば、放水試験は、水が正常に放水されることを確認するものなので、放水試験時には流水信号があっても阻止弁１７を開放させない。また連動試験は、信号により弁が正常に連動して開閉されるかを確認するものなので、連動試験時には流水信号により阻止弁１７を開放させるように制御する。この制御パターンは制御盤３３に登録しておくことが可能である。この連動試験時には、止水弁２２又は送液仕切弁１９を閉じてタンク１６内の泡原液が二次側配管２７側に流れないようにする。
【００３４】
実施形態２
急速排水部３４の他の実施形態について説明する。制御盤３３にタイマを内蔵させて、遠隔開放弁３６の開放時間を制御するようにしたが、次のようにしてもよい。急速排水部３４又は配管１１，２７の適当な箇所に電気伝導度計や糖度計又は屈折率の測定器を設ける。泡水溶液と水とでは、電気伝導度、糖度又は屈折率が異なるので、これらの計器を配管１１，２７に設置しておくと、火災時に水が泡水溶液に置換されたことを検知できる。そして、泡水溶液に置換されたことを検知したら遠隔開放弁３６を閉止するように制御する。
【００３５】
図１のような流水検知器１０が一つしかない小規模な設備では、火災時に、二次側配管２７内の水は直ぐに泡水溶液に置換されるので、急速排水部３４を設ける必要性は低い。これに対し、例えば１０階建ての建物の場合で９階部分で火災が発生するような場合は、一次側配管１１が長いので、急速排水部３４を設ける必要性が高くなる。この場合には、竪管と呼ばれる立ち上がり本管（一次側配管）の最上部に急速排水部３４を設けるようにする。
【００３６】
なおこの１０階建ての場合に、例えば４階以上の火災の場合にのみ急速排水部３４を動作させ、それより下の１階から３階の火災では、急速排水部３４を動作させないようにすることも可能であり、また火災発生階毎に遠隔開放弁３６を開放させている時間を変更させてもよい。また急速排水部３４の設置位置は二次側配管２７の末端や流水検知器１０一次側の配管最遠部などに設けるようにしてもよい。また遠隔開放弁３６は火災感知器３０が動作した時に、直ちに開放させるように制御させてもよく、こうすると、消火ヘッド２８が開栓するとほぼ同時に、泡水溶液を放水することが可能となる。
【００３７】
実施形態３
原液阻止弁１７の他の実施形態について説明する。阻止弁１７は常時開放状態にさせてもよい。この場合には、流水検知器１０が動作して流水信号が発生した時、火災感知器３０からの火災信号が発生していないと、制御盤３３はこの開放した阻止弁１７を閉止するように制御する。また水槽の水を圧送するポンプ１３に加えて、もう１台ポンプを用意すると共に、送水配管をなくして、このポンプにより火災時にのみ原液タンク１６内に水を供給するようにすれば、阻止弁１７を設けなくてもよい。また火災が油火災でなく普通の火災の場合には、阻止弁１７を開放させずに、水で火災を消火するようにしてもよい。このように阻止弁１７を設けることで、火災状態に応じて、水による消火と泡水溶液による消火とを選択することが可能となる。
【００３８】
他の実施形態
本発明は、阻止弁１７，急速排水部３４、及び通常時における配管内の水の封入に特徴をもつものである。そこで消火設備の他の要素については特に限定されないので、この点について説明する。
【００３９】
本実施形態１においては、消火ヘッド２８としてスプリンクラヘッドのような閉鎖型のヘッドを使用した場合で説明したが、閉鎖型の泡ヘッドや開放型のヘッドを使用してもよい。またＮＳバルブ１０という特殊な流水検知器を使用したが、通常の予作動弁を使用してもよく、また電動弁と流水検知器を個別に設けてもよい。
【００４０】
また消火設備として、湿式の予作動式の設備を例にあげたが、二次側配管２７を乾式としてもよく、また予作動式でなく、配管２７内の減圧だけで開放する弁を使用した通常のスプリンクラ消火設備や一斉開放弁を使用した泡消火設備に本発明を適用してもよい。この場合には、火災感知器３０は不要となるので、阻止弁１７や遠隔開放弁３６の開放は、流水検知器１０の流水信号が生じた時を火災が発生したものとして、阻止弁１７などを開放するよう制御する。
【００４１】
なお制御盤３３に火災断定スイッチを設けて、この火災断定スイッチが押された時は、火災感知器３０から火災信号があったと同様に制御させてもよい。つまり火災断定スイッチが押され、流水信号が発生した時には、阻止弁１７を開放させ、遠隔開放弁３６を開放させる。また火災感知器３０の回線が断線又は故障した場合には、火災受信機３２から故障信号が制御盤３３に出力される。この故障信号を受信した場合には、制御盤３３は、火災信号がなくても、阻止弁１７や遠隔開放弁３６を開放させる。
【００４２】
また特開平１０−２４１１９号のように、スプリンクラ消火設備と泡消火設備とが一つのポンプで兼用させるような設備においては、スプリンクラ消火設備側の火災感知器が発報しても阻止弁１７や遠隔開放弁３６を開放させないように制御する。
【００４３】
なお、配管１１，２７内には水のみを封入するとしたが、例えば寒冷地においては、二次側配管内の水は凍結する恐れがあるので、二次側配管２７の基端側に逆止弁を設けて、その逆止弁の二次側には不凍液を封入させるようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、混合器と原液タンクとの間に、火災時に開放する常時閉の阻止弁を設けたので、非火災時には、消火ヘッドからは水のみしか流出しない。従って火災でない時に、防護区画内に泡消火剤が流出されることを防止できる。また通常時は、一次側配管及び二次側配管内に、水源からの水のみを封入し、配管内に泡水溶液を混在させないようにしているので、試験（点検）時に作動させても、及び消火ヘッドが暴発、破損したとしても、全く泡消火剤は外部に流出しない。よって環境に良い消火設備を構築できる。
【００４５】
また二次側配管の基端側に、火災時に一定時間開放する常時閉の遠隔開放弁を設けたので、通常時において一次側配管内に封入されていた水を急速に排水させることが可能となり、消火ヘッドから水よりも消火性能が高い泡水溶液を消火剤としていち早く放水させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の消火設備の系統図である。
【符号の説明】
１０流水検知器（ＮＳバルブ）、１１一次側配管、１４混合器、
１６原液タンク、１７阻止弁、２１水溶液採取口、２７二次側配管、
２８消火ヘッド、３０火災感知器、３２火災受信機、３３制御盤、
３４急速排水部、３５定流量弁、３６遠隔開放弁、

Claims

基端側に配管を介して水源が接続される混合器と、該混合器に接続され、泡原液が貯蔵された原液タンクと、前記混合器の二次側に一次側配管を介して接続される流水検知器と、該流水検知器の二次側配管に設けられた消火ヘッドとを備えた消火設備において、
前記流水検知器の一次側配管又は二次側配管に、常時閉の遠隔開放弁を設け、
前記一次側配管及び二次側配管内に監視時は水を充水し、火災時に前記消火ヘッドから水を放水させた後、泡水溶液を放水させると共に、前記遠隔開放弁を一定時間開放して、前記配管内の水を排水させることを特徴とする消火設備。
前記混合器と前記原液タンクとの間に阻止弁を設け、火災時以外に前記原液タンク内から泡原液が流出しないように制御することを特徴とする請求項１記載の消火設備。