JPH1170185A - 固定消火設備の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放水を中断してセンサにより消火を判断して
も、消火性能を低下させずに効率良く消火する。 【解決手段】火災規模判定部８で防護区画に設置した炎
センサ３の検出信号に基づいて判定した火災の規模を判
定し、放水時間決定部９で火災規模に応じた放水時間を
決定する。間欠放水制御部１２は、放水時間決定部９で
決定した放水時間に亘り電動弁５を開いて放水ヘッドか
ら放水した後に放水を中断し、この中断状態で火災規模
判定部８に火災規模を判定させて放水時間決定部９から
新たに放水時間を得て放水を再開させる処理を繰り返
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防護区画に設置さ
れた放水ヘッドから火災時に消火用水を放水させる固定
消火設備の制御装置及び制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定消火設備として知られたスプ
リンクラー消火設備においては、火災時に防護区画に設
置したスプリンクラーヘッドから加圧供給された消火用
水を散布し、火源の冷却効果により消火を行っている。
またコンピュータルーム等の水損を回避したい防護区画
の固定消火設備として微噴霧消火設備が知られており、
噴霧ヘッドを防護区画に設置し、火災時に噴霧ヘッドよ
り数十μｍから数百μｍといった粒径の微噴霧を放出さ
せ、噴霧した液滴が火源より蒸発する際の冷却作用と発
生蒸気で火源を覆うことによる窒息作用で消火を行って
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、消火用
水を散布して消火するスプリンクラー消火設備および微
噴霧の放出で消火する微噴霧消火設備等の主に冷却効果
で消火を行う水系固定消火設備にあっては、確実に消火
すると同時に、水損を最小限に抑えることが望まれる。

【０００４】このため防護区画に例えば炎センサを設置
し、放水中に炎センサで鎮火を確認して放水を停止する
ことが考えられる。しかし、放水中にあっては、火源か
らの熱が炎センサまで届かず、消火判断が正常に行われ
ない恐れがある。同様に、消火判断を光学的なセンサを
用いた場合にも、放水による霧や火源で蒸発した水蒸気
により、火災が光学的に捉えられないことが考えられ
る。

【０００５】このような問題を解決するため放水を一定
時間毎に中断し、放水を中断している間にセンサの検出
信号によって消火判断を行う方法が提案されている（特
開平４−１２９５７４号）。しかし、この方法では、火
災の大小に関わらず放水を一定時間中断しているため、
火災の規模が大きい場合には、中断している間に火災が
拡大してしまい、消火性能を低下させてしまう恐れがあ
る。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、放水を中断してセンサにより消火を判断し
ても、消火性能を低下させずに効率良く消火できる固定
消火設備の制御装置及び制御方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。まず本発明は、防護区画
に設置された放水ヘッドから火災時に消火用水を放水さ
せる固定消火設備の制御装置を対象とする。このような
固定消火設備の制御装置として本発明は、防護区画に設
置したセンサの検出信号に基づいて判定した火災の規模
を判定する火災規模判定部と、火災規模判定部で判定し
た火災規模に応じた放水時間を決定する放水時間決定部
と、放水時間決定部で決定した放水時間に亘り放水ヘッ
ドから放水した後に放水を中断し、この中断状態で火災
規模判定部に火災規模を判定させて放水時間決定部から
新たに放水時間を得て放水を再開させる処理を繰り返す
間欠放水制御部とを設けたことを特徴とする。

【０００８】このような本発明の固定消火設備の制御装
置によれば、放水時間をその時点での火災の規模に基づ
いて決めているため、放水を中断しても、それまでに火
災の規模に見合った十分な放水が行われており、センサ
で消火判断のために放水を中断したことによる消火効果
の低下を最小限に抑えることができる。放水時間決定部
は、火災規模の拡大に応じて長くなるように放水時間を
決定する。また放水時間決定部は、放水の中断時間を所
定の固定時間とする。更に、放水時間決定部は、火災規
模の拡大に応じて長くなるように放水時間を決定すると
共に、火災規模の拡大に応じて短くなるように中断時間
を決定するようにしてもよい。

【０００９】本発明が対象とする固定消火設備は、開放
型のスプリンクラーヘッドを間欠放水制御部により開閉
制御される制御弁を介して防護区画に設置したスプリン
クラー消火設備である。また本発明が対象とする固定消
火設備は、微噴霧を放出する噴霧ヘッドを間欠放水制御
部により開閉制御される制御弁を介して防護区画に設置
した微噴霧消火設備である。

【００１０】更に本発明は、防護区画に設置された放水
ヘッドから火災時に消火用水を放水させる固定消火設備
の制御方法を提供するものであり、防護区画に設置した
センサの検出信号に基づいて判定した火災規模に応じた
放水時間を決定し、決定した放水時間に亘り放水ヘッド
から放水した後に放水を中断し、この中断状態で火災規
模を判定して新たに放水時間を決定して放水を間欠的に
繰り返すことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の固定消火設備の制
御装置及び制御方法が適用されるスプリンクラー消火設
備の説明図である。図１において、建物内の防護区画１
に対しては開放型のスプリンクラーヘッド２が設置され
ており、スプリンクラーヘッド２はスプリンクラー消火
設備における分岐管４に電動弁５を介して接続されてい
る。また防護区画１には炎センサ３が設置され、火源Ｆ
の炎からの熱エネルギを検出している。炎センサ３及び
電動弁５は制御盤６に接続されている。制御盤６には本
発明の放水制御を実現するため放水制御部７が設けられ
ている。

【００１２】スプリンクラー消火設備におけるポンプ設
備として消火ポンプ２０とモータ２１が設置され、ポン
プ制御盤２３によりモータ２１の運転と停止を行うこと
ができる。消火ポンプ２０の吸込み側は水源水槽２４に
立ち下げられており、突出側に給水本管２５を建物の垂
直方向に設置しており、給水本管２５の先端には屋上等
に設置した高架水槽２８が接続されている。

【００１３】給水本管２５からは例えば階別ごとに分岐
管４が引き出されており、そのうちの１つを取り出して
おり、この分岐管４の分岐部分には圧力スイッチ３１を
備えたアラーム弁３０が設けられている。更に給水本管
２５に対しては圧力タンク２６が分岐接続され、加圧充
填された消火用水によりタンク内の空気を圧縮してお
り、圧力タンク２６には圧縮空気が規定圧力以下に低下
しとたきにオンする圧力スイッチ２７を設けている。

【００１４】図２は図１の制御盤６に設けた放水制御部
７の一実施形態としての機能ブロック図である。図２の
放水制御部７の実施形態にあっては、火災規模判定部
８、放水時間決定部９、放水時間テーブル１０、放水時
間タイマ１１ａ、中断時間タイマ１１ｂ及び間欠放水制
御部１２で構成される。火災規模判定部８は、炎センサ
３による火源の検出信号を読み込み、例えば火源からの
放出エネルギの強さに応じ、非火災を０として、火災が
拡大するに応じて火災規模１，２，３，４，５，・・・
というように数値化された火災規模を判定する。放水時
間決定部９は、火災規模判定部８で判定された火災規模
に応じて放水時間を決定する。この放水時間を決定する
ため、この実施形態にあっては、予め放水時間テーブル
１０を準備している。

【００１５】図３は図２の放水時間テーブル１０の説明
図であり、火災規模０，１，２，３，４，５，・・・に
対応して放水時間０秒、１５秒、３０秒、４５秒、６０
秒、９０秒、・・・を予め格納している。この放水時間
テーブル１０にあっては、火災規模の拡大に伴い、放水
時間を所定割合で比例的に増加させている。即ち、火災
規模が小さければ短い放水時間が設定され、火災規模が
大きければ長い放水時間が設定されることになる。

【００１６】再び図２を参照するに、放水時間決定部９
で決定された火災規模に応じた放水時間は放水時間タイ
マ１１ａに設定される。一方、中断時間タイマ１１ｂに
ついては、この実施形態にあっては、固定的に予め決め
た中断時間を設定している。間欠放水制御部１２は、火
災規模判定部８で炎センサ３に基づく火災発生の判定結
果を受けたときに動作し、分岐管４に設けている電動弁
５を開制御し、図１の防護区画１に設けているスプリン
クラーヘッド２より消火用水を放水させる。

【００１７】このように電動弁５を開いて防護区画１の
スプリンクラーヘッド２から消火用水を放水させると、
分岐管４に消火用水が流れ、アラーム弁３０の２次側の
圧力が低下することでアラーム弁３０が開き、圧力検出
スイッチ３１でオンして制御盤６に対し検知信号を出力
する。この圧力スイッチ３１からの検知信号は、電動弁
５の開制御による開放型のスプリンクラーヘッド２の放
水時には放水確認信号となる。

【００１８】これに対し、分岐管４の別の系統に設けて
いる通常の閉鎖型スプリンクラーヘッド１８が火災によ
り作動して消火用水を放水した場合には、アラーム弁３
０の作動により圧力スイッチ３１のオンで出力される検
知信号は制御盤６に対する火災検出信号として扱われ
る。消火ポンプ２０の起動は、圧力タンク２６に設けて
いる圧力スイッチ２７による圧力低下の検出信号に基づ
いて行われる。即ち、電動弁５の開放で開放型スプリン
クラーヘッド２から消火用水を散布すると給水本管２５
の管内圧力も低下し、これに伴って圧力タンク２６に封
じ込めている空気の圧縮圧力も低下し、圧力センサ２７
で規定圧力以下に低下したときに圧力低下検出信号をポ
ンプ制御盤２３に出力し、これによりモータ２１を起動
して消火ポンプ２０の運転を開始する。

【００１９】再び図２を参照するに、間欠放水制御部１
２が火災規模判定部８からの火災発生の検出信号に基づ
いて電動弁５を開いたときのスプリンクラー消火設備に
おける消火ポンプ２０の起動で防護区画１に放水を開始
すると、このとき放水タイマ１１ａを起動する。放水タ
イマ１１ａは、放水時間決定部９により火災規模に応じ
て設定した放水時間を経過するとタイムアップし、この
放水時間タイマ１１ａのタイムアップ時点で間欠放水制
御部１２は電動弁５を閉制御する。

【００２０】電動弁５を閉制御すると、間欠放水制御部
１２は火災規模判定部８に放水中断を通知する。これに
基づき火災規模判定部８は、放水中断状態での炎センサ
３の検出信号を読み込み、火災規模を判定して放水時間
決定部９に出力し、これを受けて放水時間決定部９は新
たな火災規模の判定結果に基づき放水時間テーブル１０
を参照して、新たな放水時間を放水時間タイマ１１ａに
設定する。

【００２１】放水の中断時間は電動弁５の閉制御完了で
中断時間タイマ１１ｂを起動することで監視しており、
中断時間タイマ１１ｂに固定設定した中断時間の経過を
判別すると、間欠放水制御部１２は電動弁５を開制御
し、放水時間タイマ１１ａを起動して、新たに設定した
放水時間の監視を行う。以下、このような処理を、火源
が完全に消火して火災規模が０となるまで繰り返す。

【００２２】図４は図２の放水制御部７による処理動作
のタイムチャートである。まずステップＳ１で火災発生
の有無を監視している。例えば防護区画１に設けている
炎センサ３の検出信号が予め定めた火災閾値以上となっ
たとき火災発生と判断する。火災発生を判断するとステ
ップＳ２に進み、このときの炎センサ３の出力を取り込
み、ステップＳ３で火災規模判定部８が火災規模を判定
し、これに基づき放水時間決定部９が放水時間テーブル
１０を参照して火災規模に対応した放水時間を決定し、
放水時間タイマ１１ａにセットする。

【００２３】続いてステップＳ４で間欠放水制御部１２
が電動弁５を開制御し、放水時間タイマ１１ａを起動
し、ステップＳ５で放水時間の経過を監視する。放水時
間の経過がステップＳ５で判別されると、ステップＳ６
に進み、電動弁５を閉制御して放水を中断する。同時に
中断時間タイマ１１ｂを起動し、ステップＳ７で放水中
断時間が経過したか否かチェックしている。

【００２４】この放水の中断により、それまで放水ヘッ
ド２より防護区画１に放出されていた消火用水や火源Ｆ
からの蒸発による蒸気がある程度収まり、炎センサ３に
より火源Ｆの熱線を正確に検出できる状態となる。この
ため、次にステップＳ３に戻って炎センサ３の検出信号
を読み取ると、そのときの火源Ｆの状況が正確に判断で
きる。

【００２５】放水中断中にあっては、ステップＳ８でシ
ステム停止命令の有無をチェックしており、システム停
止命令がない状態でステップＳ７で放水中断時間の経過
が判別されると、ステップＳ２に戻り、再度、炎センサ
３の検出信号を取り込み、ステップＳ３でその火災規模
を判定して新たに放水時間を設定し、この放水時間に亘
りステップＳ４で電動弁５を開制御した状態とする。

【００２６】これによって再び消火用水の放水が開始さ
れ、ステップＳ５で放水時間を経過すると、ステップＳ
６で電動弁５を閉鎖し、ステップＳ７で所定の放水中断
時間経過後に再びステップＳ２に戻って、炎センサの出
力の取り込みによる火災規模と放水時間の設定処理を繰
り返すことになる。このようなステップＳ２〜Ｓ７によ
る間欠放水制御を繰り返すと、火源の消火により火災規
模がだんだん小さくなり、最終的に図３の放水時間テー
ブル１０の火災規模０となると放水時間は０秒となり、
結果として間欠放水制御が停止される。

【００２７】この状態でステップＳ８でオペレータ等に
よるシステム停止命令を受けると、ステップＳ９で消火
ポンプ２０の停止や電動弁５の閉鎖ロック等の停止処理
を行った後、一連の処理を終了する。図５は図１の制御
盤６に設けた放水制御部７の他の実施形態の機能ブロッ
ク図であり、この実施形態にあっては、火災規模に応じ
て放水時間と中断時間のそれぞれを変化させるようにし
たことを特徴とする。

【００２８】図５において放水制御部７には、火災規模
判定部８、放水時間決定部９、放水時間タイマ１１ａ、
中断時間タイマ１１ｂ及び間欠放水制御部１２が設けら
れている。これらの構成は図２の実施形態と基本的に同
じであるが、この実施形態にあっては図２の放水時間テ
ーブル１０の代わりに放水時間・中断時間テーブル１３
を設けている。

【００２９】放水時間・中断時間テーブル１３は、図６
のように火災規模０，１，２，３，４，５，・・・に対
応した図３のテーブルと同じ放水時間に加え、中断時間
を設定している。中断時間は火災規模が０即ち非火災状
態では使用されておらず、火災が拡大していく火災規模
１，２，３，４，５，・・・に応じて時間が短くなるよ
うに設定している。即ち、火災規模が小さければ中断時
間は長く、火災規模が大きければ中断時間は短くなるよ
うに設定している。

【００３０】図５の放水時間決定部９にあっては、放水
時間・中断時間テーブル１３を火災規模判定部８で判定
された火災規模により参照し、火災規模に応じた放水時
間と中断時間のそれぞれを読み出して決定し、放水時間
タイマ１１ａ，中断時間タイマ１１ｂにセットする。こ
れにより火災規模に応じて放水時間タイマ１１ａによる
放水時間と中断時間タイマ１１ｂによる中断時間が可逆
関係をもって設定されることになる。

【００３１】図７は図５の放水時間と中断時間を決定す
る実施形態の制御処理のフローチャートであり、ステッ
プＳ３で火災規模を判定して放水時間と中断時間を決定
している以外は図４の第１実施形態のフローチャートと
同じである。図８は本発明の制御装置及び制御方法を微
噴霧消火システムに適用した場合の説明図である。

【００３２】図８において、防護区画１には噴霧ヘッド
１４が設置されており、噴霧ヘッド１４は火災時に消火
用水の加圧供給を受けて、粒径が数十μｍから数百μｍ
となる微噴霧を火源Ｆに向けて放出する。噴霧ヘッド１
４に対しては消火ポンプ３２からの給水配管３６が電動
弁５を介して接続されており、また防護区画１には消火
判断を行うため炎センサ３が設置されている。

【００３３】炎センサ３と電動弁５は制御盤１５に接続
され、制御盤１５には放水制御部７が設けられる。放水
制御部７は、図１のスプリンクラー消火設備の場合と同
様、図２の実施形態もしくは図５の実施形態の各機能ブ
ロックもそのまま適用できる。また図３，図６に示した
放水時間テーブル１０或いは放水時間・中断時間テーブ
ル１３については、火災規模に応じ微噴霧消火設備に適
合した放水時間及び中断時間が設定されるが、火災規模
の拡大に応じて放水時間を長くする点、逆に火災規模の
拡大に応じて中断時間を短くする点は同じである。

【００３４】消火ポンプ３２はモータ３３により駆動さ
れ、モータ３３は制御盤１５による火災検出で起動され
る。消火ポンプ３２の吸込み管は水源水槽３４に下げら
れており、また消火ポンプ３２の突出側には呼水槽３５
が設けられている。更に給水配管３６の途中にはアキュ
ームレータ３７が設けられ、電動弁５の開制御で噴霧ヘ
ッド１４より消火用水の微噴霧を放出した際の給水圧力
の急激な低下による放水能力の低下をアキュームレータ
３７の蓄圧機能により防いでいる。

【００３５】図９は図８の制御盤１５に設けた放水制御
部７による微噴霧消火設備における処理動作のタイムチ
ャートである。まずステップＳ１で炎センサ３からの検
出信号により火災発生を判別すると、ステップＳ２でモ
ータ３３によって消火ポンプ３２を起動する。続いてス
テップＳ３で炎センサ３の出力を取り込み、ステップＳ
４で火災規模を判定して放水時間を決定し、電動弁５を
開制御し、ステップＳ５で放水時間の経過を監視する。

【００３６】火災規模に応じて設定した放水時間が経過
すると、ステップＳ７で電動弁５を閉制御し、噴霧ヘッ
ド１４からの微噴霧の放出を中断する。この微噴霧の中
断が所定時間経過すると、ステップＳ３に戻って再度、
炎センサの出力を取り込む。このとき噴霧の中断によ
り、それまで噴霧ヘッド１４より防護区画１に放出され
ていた微噴霧や火源Ｆからの蒸発による蒸気がある程度
収まり、炎センサ３により火源Ｆの熱線を正確に検出で
きる状態となる。

【００３７】このため、ステップＳ３で炎センサ３の検
出信号を読み取ると、そのときの火源Ｆの状況が正確に
判断でき、ステップＳ４で火災規模を判定して新たに火
災規模に応じた放水時間を決定し、電動弁の開制御によ
る噴霧ヘッド１４からの微噴霧の放出を再度開始するこ
とになる。以下同様に、火災規模に応じた放水時間に亘
る放水と放水中断後の炎センサ３の読み取りによる火災
規模の判定と放水時間の設定を繰り返し、これにより火
災規模が段階的に低下し、最終的に火災規模０、即ち鎮
火状態とすることができる。

【００３８】もちろん、図４のフローチャートのステッ
プＳ４において火災規模を判定して放水時間及び中断時
間を決定すれば、これは図５の放水制御部７の実施形態
による処理となる。尚、上記の実施形態にあっては、防
護区画１における消火判断を炎センサ３により行ってい
るが、これ以外にＩＴＶカメラによる画像処理やそれ以
外の適宜のセンサを使用することができる。また本発明
における火災規模に応じた放水時間及び中断時間は上記
の実施形態の数値に限定されず、必要に応じて適宜に設
定することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、スプリンクラー消火設備もしくは微噴霧消火設備に
おけるヘッドからの放水時間をその時点の火災の規模に
基づいて決めているため、センサで消火判断のために放
水を中断しても、それまでの放水で火災の規模に見合っ
た十分な消火が行われており、センサで消火判断のため
に放水を中断したことによる消火効果の低下を最小限に
抑えることができ、且つセンサによる消火判断によって
無駄な放水をなくし、水損を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スプリンクラー消火設備を対象とした本発明の
実施形態の説明図

【図２】図１の制御盤に設けた放水制御部の実施形態の
機能ブロック図

【図３】図２の放水時間テーブルの説明図

【図４】図２の放水制御部の処理動作のフローチャート

【図５】図１の制御盤に設けた放水制御部の他の実施形
態の機能ブロック図

【図６】図５の放水時間・中断時間テーブルの説明図

【図７】図５の放水制御部の処理動作のフローチャート

【図８】微噴霧消火設備を対象とした本発明の実施形態
の説明図

【図９】図８の放水制御部の処理動作のフローチャート

【符号の説明】

１：防護区画 ２：スプリンクラーヘッド（開放型） ３：炎センサ ４．分岐管 ５：電動弁 ６：制御盤 ７：放水制御部 ８：火災規模判定部 ９：放水時間決定部 １０：放水時間テーブル １１ａ：放水時間タイマ １１ｂ：中断時間タイマ １２：間欠放水制御部 １３：放水時間・中断時間テーブル １４：噴霧ヘッド １８：閉鎖型スプリンクラーヘッド ２０，３２：消火ポンプ ２１，３３：モータ ２３：ポンプ制御盤 ２４，３４：水源水槽 ２５：給水本管 ２６：圧力タンク ２７，３１：圧力スイッチ ２８：高架水槽 ３０：アラーム弁 ３６：給水配管 ３７：アキュームレータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】防護区画に設置された放水ヘッドから火災
   時に消火用水を放水させる固定消火設備の制御装置に於
   いて、 防護区画に設置したセンサの検出信号に基づいて判定し
   た火災の規模を判定する火災規模判定部と、 前記火災規模判定部で判定した火災規模に応じた放水時
   間を決定する放水時間決定部と、 前記放水時間決定部で決定した放水時間に亘り前記放水
   ヘッドから放水した後に放水を中断し、該中断状態で前
   記火災規模判定部に火災規模を判定させて前記放水時間
   決定部から前記放水時間を得て放水を再開させる処理を
   繰り返す間欠放水制御部と、を設けたことを特徴とする
   固定消火設備の制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の固定消火設備の制御装置に
   於いて、前記放水時間決定部は、火災規模の拡大に応じ
   て長くなるように放水時間を決定することを特徴とする
   固定消火設備の制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の固定消火設備の制御装置に
   於いて、前記放水時間決定部は、放水の中断時間を所定
   の固定時間とすることを特徴とする固定消火設備の制御
   装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の固定消火設備の制御装置に
   於いて、前記放水時間決定部は、火災規模の拡大に応じ
   て長くなるように放水時間を決定すると共に、火災規模
   の拡大に応じて短くなるように中断時間を決定すること
   を特徴とする固定消火設備の制御装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の固定消
   火設備の制御装置に於いて、前記固定消火設備は開放型
   のスプリンクラーヘッドを前記間欠放水制御部により開
   閉制御される制御弁を介して防護区画に設置したスプリ
   ンクラー消火設備であることを特徴とする固定消火設備
   の制御装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至４のいずれかに記載の固定消
   火設備の制御装置に於いて、前記固定消火設備は微噴霧
   を放出する噴霧ヘッドを前記間欠放水制御部により開閉
   制御される制御弁を介して防護区画に設置した微噴霧消
   火設備であることを特徴とする固定消火設備の制御装
   置。
7. 【請求項７】防護区画に設置された放水ヘッドから火災
   時に消火用水を放水させる固定消火設備の制御方法に於
   いて、 防護区画に設置したセンサの検出信号に基づいて判定し
   た火災規模に応じた放水時間を決定し、該放水時間に亘
   り前記放水ヘッドから放水した後に放水を中断し、該中
   断状態で火災規模を判定して新たに放水時間を決定して
   放水を間欠的に繰り返すことを特徴とする固定消火設備
   の制御方法。