JP4331418B2 - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリンクラ消火設備に関すものである。
【０００２】
【従来の技術】
湿式のスプリンクラ消火設備においては、通常、閉鎖型のスプリンクラヘッドが接続された二次側配管の基端側には、流水検知装置が設けられており、この流水検知装置に接続された一次側配管の基端側は、消火ポンプを介して貯水槽に接続された給水本管に接続されている。
そして、スプリンクラヘッドが動作すると、二次側配管内に充水された水がスプリンクラヘッドから放水され、二次側配管内の水が流水する。流水検知装置はこの水の流れを検知してスプリンクラ制御装置に流水信号を出力し、これにより、制御装置はスプリンクラヘッドが動作したことを検知する。この後、配管内の減圧が圧力スイッチによって検出されると消火ポンプが駆動されて、貯水槽内の水をスプリンクラヘッドに送水する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなスプリンクラ消火設備において、スプリンクラヘッドから放水するのは、火災が発生した場合と、外部からの衝撃などによりスプリンクラヘッドが暴発した場合の二通りであるが、火災の発生により動作する確率はきわめて低い。特に、建家内が工事中などのときは、スプリンクラヘッドに物などが当り易く、このような事故によってスプリンクラヘッドが暴発することがある。
スプリンクラヘッドが暴発する可能性は、火災によって動作する場合に比べて高く、その都度スプリンクラヘッドから水が放水されるため、大きな水損を被ることになる。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、火災によるスプリンクラヘッドからの放水よりも、暴発によって生じるスプリンクラヘッドの放水によって生じる水損の防止を優先的に選択しうるようにしたスプリンクラ消火設備を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスプリンクラ消火設備は、閉鎖型スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、基端側が給水本管に接続された一次側配管と、該一次側配管と前記二次側配管との間に設けられた流水検知装置と、前記閉鎖型スプリンクラヘッドと同じ防護区域内に設けられた火災感知器とを有し、前記一次側配管内および前記二次側配管内が常時充水されたスプリンクラ消火設備において、前記一次側配管又は前記流水検知装置の一次側と二次側との間にある配管に設けられた常開の制御弁と、前記火災感知器からの火災信号と前記流水検知装置からの流水信号が入力され、該入力信号に基づいて前記制御弁の開閉を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記流水検知装置が動作して流水信号を出力したときは、前記制御弁を直ちに閉止する閉止信号を出力し、前記制御弁を閉止した状態で、所定の時間、前記火災感知器からの火災信号が送られてくるのを待ち、火災信号があるときは前記制御弁を開放し、その後、前記流水検知装置からの流水信号の有無を再度確認するようにしたものである。
【０００６】
上記のスプリンクラ消火設備において、前記制御装置に水損防止スイッチを設け、該水損防止スイッチが押されていない場合は、前記制御装置は前記流水信号が発生したときに前記制御弁を閉じることなく、前記火災信号の有無を判断するようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るスプリンクラ消火設備の系統図である。図において、１は給水管である二次側配管２に取付けられ、天井面などに設置された閉鎖型のスプリンクラヘッド、３は二次側配管２の基端側に設けられ、二次側配管２内の消火用水としての水がスプリンクラヘッド１から流出するときに、その流れを検知して流水信号を出力する流水検知装置、４は二次側配管２に設けられ二次側配管２内の水を排出する常閉の自動排水弁である。５は二次側配管２と後述の一次側配管６とを仕切る常開の制御弁である。なお、図において、流水検知装置３を基準として、流水検知装置３の二次側を二次側配管２とし、流水検知装置３の一次側を一次側配管６とする。
【００１２】
７は消火ポンプ９を介して貯水槽８に接続された給水本管、６は基端側が給水本管７に接続され、他端が制御弁５に接続された一次側配管である。１０はスプリンクラヘッド１が設置された防護区域に設置され、火災を検知して火災信号を出力する火災感知器、１１は流水検知装置３の流水信号や火災感知器１０の火災信号が入力され、この入力信号に基いて制御弁５や自動排水弁４などに開閉信号を出力する制御装置で、火災断定スイッチ１２、水損防止スイッチ１３を備えている。なお、水損防止スイッチ１３は本実施の形態においては、必須のものではない。
【００１３】
流水検知装置３の一例を図２に示す。この図２においては、開閉弁５６が制御弁５の一例であり、また、流水検知装置３も制御弁５の一部の機能を備えている。すなわち、流水検知装置３は、一次側配管６と二次側配管２との間を弁体３６によって遮断する機能を備え、開閉弁５６は制御装置１１からの信号によって開閉することで、流水検知装置３の弁体３６を開閉する機能を有する。３１は本体部で、一次側配管６が接続される一次側接続口３２と、二次側配管２が接続される二次側接続口３３とを有し、これら両接続口３２，３３は通水口３４ａを有する弁座３４により、一次側と二次側に仕切られている。３５は本体部３１の二次側に本体部３１と一体に形成されたシリンダで、このシリンダ３５内にはピストン状の弁体３６が摺動自在に配設されている。３７は弁体３６に設けたロッドで、その一端はシリンダ３５の外殻から外部に突出している。３８はロッド３７に制御される例えばリミットスイッチの如き流れ検出器で、その出力信号（流水信号）は制御装置１１に送られる。
【００１４】
４０は一端が本体部３１の一次側に接続された配管で、他端はオリフィス４１、逆止弁４２を介して本体部３１のシリンダ３５に接続されている。
４５は調圧パイロット弁で、通水孔４７を有する仕切り板４８によって仕切られ、配管４０から分岐した分岐管４０ａに接続された一次室４６と、仕切り板４８とダイヤフラムに支持された可動部５１との間に形成され、後述の配管５５により本体部３１の二次側に接続された二次室５０とを備えている。５２は可動部５１に連結されて仕切り板４８の通水孔４７を開閉する弁で、常時はばね５３に付勢されて通水孔４７を閉止している。５４は可動部５１を下方に付勢するばねである。
【００１５】
５５は調圧パイロット弁４５の二次室５０と、本体部３１の二次側とを接続する配管で、制御装置１１からの開閉信号により、本体部３１の二次側と、調圧パイロット弁４５の二次室５０とを連通又は遮断する常開の開閉弁５６が設けられている。なお、配管５５は、分岐管４０ａ及び配管４０を介して流水検知装置３の一次側接続口３２と接続され、一次側配管６の一部として扱かわれる。
【００１６】
６１は排水パイロット弁で、排水本管６６に接続され、ダイヤフラムに支持された可動弁６４により開閉される排水口６３を有する調圧室６２を備えており、この調圧室６２は配管５７により本体部３１の二次側に接続されている。そして、可動弁６４はばね６５により下方に付勢され、常時は排水口６３を閉止している。
４は本体部３１の二次側と排水本管６６との間に設けられた排水管５８に接続された常閉の自動排水弁で、制御装置１１からの開閉信号により開閉する。４ａは自動排水弁４と並列に排水管５８に接続された常閉の手動排水弁である。
【００１７】
上記のように構成した流水検知装置３において、常時（監視時）は、二次側配管２内には一次側配管６内の水と同圧の水が充水されており、弁体３６は弁座３４に密着して通水口３４ａを閉塞し、一次側と二次側を遮断している。このような充水状態は次のようにしてつくり出される。すなわち、初期状態においてはシリンダ３５内に水がないので、弁体３６は開放可能な状態にあり、通水口３４ａは開放されていて、一次側配管６内の水は、流水検知装置３を介して二次側配管２に送水され、スプリンクラヘッド１を含む二次側配管２内には、一次側配管６内の水と同圧の水が充水される。
【００１８】
一方、一次側配管６内の水は、配管４０からオリフィス４１、逆止弁４２を経て徐々に本体部３１のシリンダ３５内に充水され、シリンダ３５内の水圧が一次側の水圧とほぼ等しくなると、弁体３６のシリンダ３５側の受圧面積が一次側の受圧面積より大きいため、両者の差圧により弁体３６は弁座３４に圧着され、通水口３４ａを閉止して一次側と二次側を遮断する。
【００１９】
この間、調圧パイロット弁４５の一次室４６には、配管４０、分岐管４０ａを介して一次側の水が徐々に充水され、二次室５０には配管５５から開閉弁５６を介して二次側の水が充水される。そして、監視時においては、一次室４６の水圧と二次室５０の水圧とはほぼ同圧のため、一次室４６と二次室５０内の圧力がバランス状態にあり、弁５２はばね５３の付勢力により上昇して通水孔４７を閉じている。
【００２０】
監視状態において、例えば気温の変化などにより二次側配管２内の水圧が上昇すると、これに連通する排水パイロット弁６１の調圧室６２内の水圧も上昇するため、可動弁６４が上昇して排水口６３を開放し、二次側配管２内の水の一部を排水本管６６を介して排水する。これにより、二次側配管２内の圧力が低下すると可動弁６４はばね６５に付勢されて下降し、排水口６３を閉じる。このようにして、二次側水圧を常に一次側の水圧とほぼ等しい状態に維持する。
【００２１】
漏水その他の原因により二次側配管２内の水圧が低下すると、二次側に連結された調圧パイロット弁４５の二次室５０内の水圧も低下するため、可動部５１がばね５４に付勢されて下降し、これに連結された弁５２も下降して通水孔４７を開放する。これにより、一次側の水が一次室４６、通水孔４７、二次室５０、開閉弁５６を経て二次側配管２内に導入され、二次側配管２内の水圧を上昇させる。二次側配管２内の水圧の上昇に伴って二次室５０内の水圧が上昇し、可動部５１を押し上げて弁５２を上昇させ、通水孔４７を閉止する。このようにして、二次側の水圧を常に一次側の水圧とほぼ等しく維持する。
以上流水検知装置３の一例について説明したが、本発明に使用する流水検知装置はこれに限定するものではなく、他の構成のものを用いてもよい。
【００２２】
次に、図１、図２及び図４のフローチャートを用いて本実施の形態の作用を説明する。なお、監視状態においては、スプリンクラヘッド１を含む二次側配管２内には消火用水である水が充水されており、かつ、一次側配管６と二次側配管２は流水検知装置３により遮断されている。そして、二次側配管２内の水圧は、前述の調圧パイロット弁４５と排水パイロット弁６１の作用により、常に一次側配管６内の水圧とほぼ同圧に維持されている。
【００２３】
火災が発生し、スプリンクラヘッド１が動作して放水されると（ステップＳ−１）、二次側配管２内の水圧が低下すると共に、シリンダ３５内の水が分岐管４０ａ、配管５５を介して二次側配管２にぬけるため、流水検知装置３内の弁体３６が図の右方に移動し、通水口３４ａを開放して一次側の水を二次側に流すと共に、ロッド３７により流れ検出器３８が作動して流水信号を出力する（ステップＳ−２）。これを受けた制御装置１１は開閉弁５６に直ちに閉信号を出力し、これを直ちに閉止する（ステップＳ−３）。これにより、配管４０を流れる水は、二次側へ流れずシリンダ３５内に溜って弁体３６を閉じるので一次側と二次側とは遮断され、二次側には水が流れない。そして、この状態で所定の時間（例えば約１０秒間）、制御装置１１に火災感知器１０から火災信号が送られてくるのを待つ（ステップＳ−４）。
【００２４】
ここで所定時間火災信号が送られてくるのを待つのは、火災時には、通常、火災信号が出力されてから流水信号が出力されるが、例えば、スプリンクラヘッド１の直下で火災が発生した場合には、先に流水信号が出力され、そのあと火災信号が出力されることがあるためで、このような場合に備え所定時間待つようにしたのである。
【００２５】
この間に制御装置１１が火災信号を受信したときは（ステップＳ−５）、火災が発生したと判断して開閉弁５６に開信号を出力し、開閉弁５６を開放する（ステップＳ−６）。そして、流水検知装置３により流水状態が継続しているかどうかが確認され（ステップＳ−７）、継続している場合は流水信号が出力されて（ステップＳ−８）、スプリンクラヘッド１から引続き放水され、消火する（ステップＳ−９）。なお、従来技術で説明したように、配管内の減圧が検出されると、これにより、消火ポンプ９が駆動されて、貯水槽８内の水が給水本管７、一次側配管６、流水検知装置３を経て二次側配管２に圧送される。
【００２６】
ステップＳ−１、Ｓ−２で流水信号の有無を確認しているのにもかかわらず、ステップＳ−７、Ｓ−８で再度確認するのは、次の理由による。すなわち、流水検知装置は、一次側に高圧がかかったりすると一瞬弁が開放されて流水信号を出力することがある。この一瞬における流水信号の出力を防止するために、通常、チャンバなどの遅延手段が設けられている。
本実施の形態においては、ステップＳ−３で一旦開閉弁５６を閉じることにより、流水検知装置３の水の流れを停止している。そして、ステップＳ−４で例えば約１０秒間待ったのち、ステップＳ−７で再び流水信号の有無を確認するようにしているので、上記のような流水検知装置の一瞬の開動作を無視することができる。
【００２７】
つまり、流水検知装置３が一瞬だけ開動作して流水信号を出力したとしても（ステップＳ−２）、ステップＳ−７に至るまでに制御弁５を閉じて水の流れを停止し、かつ、例えば１０秒間待機させているので（ステップＳ−４）、この間に流水検知装置３を一瞬だけ開動作させる要因が消失するため、ステップＳ−７においてＹＥＳと判断されることはない。このようなことから、本実施の形態で使用される流水検知装置３には、一瞬の流水信号を防止するための遅延手段を設ける必要がない。
なお、ステップＳ−５により火災信号を受信したが、ステップＳ−７において流水状態が継続されず、誤報であったと判断された場合は、ステップＳ−１に戻る。
【００２８】
ステップＳ−５において、火災感知器１０からの火災信号を受信しないにかかわらず火災が発生していることがわかった場合は、制御装置１１に設けた火災断定スイッチ１２をＯＮする（ステップＳ−１０）。これにより、前述のステップＳ−６以降の動作が行われ、開閉弁５６が開放されてスプリンクラヘッド１から放水され、消火する。
【００２９】
一方、ステップＳ−５において、火災感知器１０から火災信号が出力されず、しかも火災が発生していないと判断した場合は、火災断定スイッチ１２をＯＮせず（ステップＳ−１０）、スプリンクラヘッド１の暴発による不時放水と判断し（ステップＳ−１１）、制御装置１１から異常信号を出力して（ステップＳ−１２）、自動排水弁４を開放して二次側の水を排水し（ステップＳ−１３）、スプリンクラヘッド１からの排水を減少させる。
また、この間、制御装置１１が火災信号を受信し、又は火災が発生していることがわかって火災断定スイッチ１２がＯＮされたときは（ステップＳ−１４）、自動排水弁４を閉止して（ステップＳ−１５）、前述のステップＳ−６以降の動作が行われる。
【００３０】
上記の説明では、流水検知装置３の二次側と調圧パイロット弁４５の二次室５０とを接続する配管５５に二方弁からなる開閉弁５６を設けた場合を示したが、この開閉弁５６に代えて図３に示すような三方弁からなる開閉弁５６ａを設けてもよい。
図３（ａ）において、開閉弁５６ａには、調圧パイロット弁４５の二次室５０側に接続される一次側接続口５６１、流水検知装置３の二次側に接続される二次側接続口５６２及び排水本管６６に接続される排水側接続口５６３が設けられており、弁体５６４にはＬ字状の通水路５６５が設けられている。
【００３１】
このような開閉弁５６ａは、常時は一次側接続口５６１と二次側接続口５６２が通水路５６５により連通し、本体部３１の二次側接続口３３と調圧パイロット弁４５の二次室５０とを連通している。スプリンクラヘッド１が暴発により不時放水し、これに対処するために二次側の水を排水する場合は、制御装置１１からの指令により図３（ｂ）に示すように、弁体５６４を９０°回動させ、二次側接続口５６２と排水側接続口５６３とを通水路５６５により連通させる。これにより、一次側配管６から二次側配管２への送水が停止されるとともに、二次側配管２内の水の排水が促進され、水損を低減することができ、しかも自動排水弁４は不要となる。
【００３２】
上記の説明では、開閉弁５６を閉じることにより流水検知装置３の弁体３６を閉じて一次側と二次側を遮断するようにした場合を示したが、図１のように、制御弁５を流水検知装置３と直列に一次側配管６に設けて、制御弁５自体で一次側と二次側を遮断するようにしてもよい。
【００３３】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態によれば、流水検知装置３から流水信号を出力したときは、制御装置１１からの閉止信号により先ず制御弁５又は開閉弁５６を閉じて、二次側配管２への水の流れを遮断し、制御弁５又は開閉弁５６を閉止したのちも制御装置１１が火災感知器１０からの火災信号を受信しないときは、スプリンクラヘッド１が暴発により不時放水したものと判断して制御弁５又は開閉弁５６の閉止状態を継続するようにしたので、スプリンクラヘッド１からの排水を低減し、水損を抑制することができる。
【００３４】
また、制御弁５又は開閉弁５６を閉止したのち制御装置１１が火災信号を受信したときは、制御弁５又は開閉弁５６を開放して一次側配管６から二次側配管２へ水を圧送して、スプリンクラヘッド１から放水するようにしたので、火災を消火することができる。
さらに、前述のようにスプリンクラヘッド１が暴発して不時放水した場合は、自動排水弁４を開放して二次側配管２内の水を排水するようにしたので、スプリンクラヘッドから排水する水の量を減らすことができ、水損をさらに低減することができる。
【００３５】
また、火災が発生してスプリンクラヘッド１が動作し、流水検知装置３からの流水信号に基いて制御弁５又は開閉弁５６を閉止したにもかかわらず、なんらかの理由で制御装置１１が火災信号を受信しなかったときは、火災の発生を確認して火災断定スイッチ１２をＯＮすることにより、制御弁５又は開閉弁５６を開放して二次側配管２に水を圧送するようにしたので、早期に消火することができる。
【００３６】
［実施の形態２］
実施の形態１では、制御装置１１が流水検知装置３から流水信号を受信したときは、必ず制御弁５又は開閉弁５６を閉止して一次側配管６と二次側配管２とを遮断し、スプリンクラヘッド１の暴発による水の排出を抑制することにより水損防止効果を得るようにしているが、反面、火災発生時にスプリンクラヘッド１からの放水が遅れるおそれがある。
本実施の形態においては、制御装置１１に水損防止スイッチ１３を設けて、水損防止と早期放水のどちらのメリットを生かすかを、ユーザーが選択しうるようにしたものである。
【００３７】
すなわち、図５のフローチャートに示すように、スプリンクラヘッド１の動作により流水検知装置３が流水状態かどうかを判断し（ステップＳ−１６）、流水状態である場合は水損防止スイッチ１３がＯＮされたかどうかを判断する（ステップＳ−１７）。水損防止スイッチ１３がＯＮされた場合は、図４のステップＳ−３以降の動作が行われる。
また、水損防止スイッチ１３がＯＮされない場合は、制御装置１１は火災信号を受信したかどうかを判断し（ステップＳ−１８）、火災信号を受信した場合は、図４のステップＳ−６以降の動作が行われる。また、火災信号を受信しない場合は制御弁５又は開閉弁５６を閉止し（ステップＳ−１９）、図４のステップＳ−１１以降の動作が行われる。
このように、本実施の形態は、スプリンクラヘッド１が動作したときに、水損防止を優先するか早期放水を優先するかを、ユーザーに選択させることができる。すなわち、水損防止スイッチ１３が押されていない場合は、流水信号が発生したときに制御弁５又は開閉弁５６を閉じることなく、火災信号の有無を判断しているので、火災時における放水遅れが生じない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係るスプリンクラ消火設備は、流水検知装置から流水信号が出力されたときは先ず制御弁を閉じて水の流れを遮断し、火災感知器からの火災信号が出力されないときは制御弁の閉止状態を継続するようにしたので、スプリンクラヘッドからの排水を低減し、水損を抑制することができる。
【００３９】
また、制御弁を閉止したのち火災信号が出力されたときは、制御弁を開放してスプリンクラヘッドから放水するようにしたので、早期に消火することができる。
さらに、スプリンクラヘッドが不時放水した場合、自動排水弁を開放して二次側の水を排水するようにしたので、水損をさらに低減することができる。
【００４０】
また、流水検知装置からの流水信号に基いて制御弁を閉止したにもかかわらず、火災信号が出力されなかったときは、火災断定スイッチをＯＮして制御弁を開放し、スプリンクラヘッドから放水するようにしたので、早期に消火することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るスプリンクラ消火設備の系統図である。
【図２】 図１の流水検知装置の一例の説明図である。
【図３】 図２の開閉弁の他の例の説明図である。
【図４】 実施の形態１の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】 実施の形態２の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ スプリンクラヘッド、２ 二次側配管、３ 流水検知装置、４ 自動排水弁、５ 制御弁、６ 一次側配管、７ 排水本管、１０ 火災感知器、１１ 制御装置、１２ 火災断定スイッチ、１３ 水損防止スイッチ。

Claims (2)

1. 閉鎖型スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、基端側が給水本管に接続された一次側配管と、該一次側配管と前記二次側配管との間に設けられた流水検知装置と、前記閉鎖型スプリンクラヘッドと同じ防護区域内に設けられた火災感知器とを有し、前記一次側配管内および前記二次側配管内が常時充水されたスプリンクラ消火設備において、
   前記一次側配管又は前記流水検知装置の一次側と二次側との間にある配管に設けられた常開の制御弁と、前記火災感知器からの火災信号と前記流水検知装置からの流水信号が入力され、該入力信号に基づいて前記制御弁の開閉を制御する制御装置とを備え、
   該制御装置は、前記流水検知装置が動作して流水信号を出力したときは、前記制御弁を直ちに閉止する閉止信号を出力し、
   前記制御弁を閉止した状態で、所定の時間、前記火災感知器からの火災信号が送られてくるのを待ち、火災信号があるときは前記制御弁を開放し、その後、前記流水検知装置からの流水信号の有無を再度確認することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 前記制御装置に水損防止スイッチを設け、
   該水損防止スイッチが押されていない場合は、前記制御装置は前記流水信号が発生したときに前記制御弁を閉じることなく、前記火災信号の有無を判断することを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。

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