JP2001112882A - スプリンクラー消火設備および流水検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の予作動式スプリンクラー消火設備では、
不時散水時、水が流出されたままとなって水損が大きい
ばかりでなく、警報が発せられたままとなって人々を慌
てさせることがあった。 【解決手段】スプリンクラー消火設備は火災感知器が作
動した場合や二次配管内が減圧して一定時間経過後に火
災感知器が作動した場合に弁体を開放し、二次配管が減
圧しても火災感知器が作動しない場合は弁体を完全に閉
止する。そして流水検知装置は本体外部に大きい断面積
のチャンバーと小さい断面積のチャンバーを設置したこ
とにより、それぞれのピストンに係る圧力の差で弁体を
開閉するプッシュロッドの調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災が発生したと
きにスプリンクラーヘッドから散水して消火を行うスプ
リンクラー消火設備およびスプリンクラー消火設備に使
用する流水検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スプリンクラー消火設備では、スプリン
クラーヘッドに物が当たったり下を通る人の持つ長い物
が当たったりするという外的衝撃が加わると、スプリン
クラーヘッドの内部に設置された感熱分解部分が破壊や
変形することがある。すると感熱分解部分で保持してい
た弁体がずれて水を放出する所謂「不時散水」を起こす
ことがあった。火災が発生していないにもかかわらず不
時散水を起こすと、室内に置かれたコンピューター、複
写機、ファクシミリー等の事務機や高価な調度品、重要
書類等を濡らす水損事故となってしまう。

【０００３】そこで最近では、スプリンクラーヘッドだ
けが作動しても不用意に水を散布することがないという
予作動スプリンクラー消火設備なるものが多く採用され
るようになってきた。この予作動スプリンクラー消火設
備とは、天井に取り付けたスプリンクラーヘッドの近傍
に煙感知器や熱感知機のような火災感知器を設置したも
ので、スプリンクラーヘッドと火災感知器の両方が作動
しないかぎり水を散布しないようになっている。従っ
て、予作動スプリンクラー消火設備は、スプリンクラー
ヘッドが外的衝撃を受けても火災感知器が作動しなけれ
ば散水を行わないという信頼性・安全性に優れた消火設
備である。

【０００４】この予作動スプリンクラー消火設備には、
乾式スプリンクラー消火設備と湿式スプリンクラー消火
設備がある。

【０００５】乾式スプリンクラー消火設備とは、流水検
知装置の一次側配管（水源側）に水は充填されている
が、二次側（スプリンクラーヘッド取り付け側）には水
が充填されていない。この乾式スプリンクラー消火設備
は、二次側配管に水が充填されていないため火災発生時
に流水検知装置から作動したスプリンクラーヘッドまで
に水が到達するのに時間がかかり、その間に火災を大き
くしてしまうことがあった。

【０００６】湿式スプリンクラー消火設備とは、流水検
知装置の一次側と二次側に水が充填されたものである。
従って、湿式スプリンクラー消火設備では、火災が発生
すると作動したスプリンクラーヘッドから一次側の水が
直ちに散布されるため初期消火に優れている。

【０００７】従来の予作動式スプリンクラー消火設備
は、火災感知器からの信号で流水検知装置の弁体を開放
してしまい、弁体が開放されたと同時に警報を発してし
まうものであった。つまり従来の予作動式スプリンクラ
ー消火設備では、火災感知器がタバコや厨房の煙、或い
は暖房装置からの熱気等を感知して信号を発してしまう
と、スプリンクラーヘッドが作動していないにもかかわ
らず警報装置を起動させ、その度に人々を慌てさせると
いう問題があった。

【０００８】この従来の問題に鑑み、本特許出願人は火
災感知器が作動しただけでは警報を発しないという予作
動湿式スプリンクラー消火設備を発明し、既に特許（第
２８７６５０３号）として確立した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この予作動湿式スプリ
ンクラー消火設備は、不用意な警報の発令という問題は
解決されたが、スプリンクラーヘッドが不時放水したと
きには、スプリンクラーヘッドからの放水を停止させる
ためにスプリンクラー制御室に行って制御弁を閉じなけ
ればならないものであった。しかしながらスプリンクラ
ーシステムでの作動は頻繁に起こるものではないので、
スプリンクラー制御室がどこにあるのか分からなかった
り制御弁の閉止が速やかに行われなかったりする等、人
々がスプリンクラーヘッドの不時放水に気づいてからシ
ステムを停止させるまでに手間取り、かなりの時間を要
して、その間スプリンクラーヘッドから水が漏れ続けて
水損が拡大する恐れがあった。

【００１０】本発明は圧力損失が少なく、シンプルな構
成でスプリンクラーヘッドの不時散水による水損を最小
限に抑えるとともに、火災発生時には確実にスプリンク
ラーヘッドから散水が行われる予作動湿式スプリンクラ
ー消火設備を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、流
水検知装置の一次側には水源に通じた給水管が接続され
ており、二次側には多数のスプリンクラーヘッドを取り
付けた配管が接続されているとともに、該スプリンクラ
ーヘッドの近傍には火災感知器が設置されていて、しか
も一次側と二次側のスプリンクラーヘッドを取り付けた
配管に水が充填されており、流水検知装置に弁体を係止
するロック装置が設置されたスプリンクラー消火設備に
おいて、前記ロック装置は火災感知器が作動した場合、
または二次側配管内が減圧した後、一定時間内に火災感
知器が作動した場合に弁体を開放し、また該ロック装置
は二次側配管内が減圧した後、一定時間経過しても火災
感知器が作動しない場合には弁体を完全に閉止し、しか
も弁体が完全に閉止した後でも火災感知器が作動した場
合には弁体を開放できるようになっていることを特徴と
するスプリンクラー消火設備である。

【００１２】そして本発明の第２発明は、本体内には一
次側と二次側に分けるチャッキ式の弁体が設置されてお
り、該弁体の近傍には、平時弁体の開放を阻止するロッ
ク装置が設置されているとともに、弁体とロック装置の
係止部とは弁体が閉の状態のときに少量の水を通過させ
ることのできる遊びを有しており、しかも弁座または弁
座近傍には信号水取り入れ口があって、該信号水取り入
れ口は本体外部に設置された作動警報用圧力スイッチと
接続している流水検知装置において、前記ロック装置は
本体の壁面を挿通したプッシュロッドに当接されてお
り、該プッシュロッドは本体外部に形成された段付きチ
ャンバーの小面積チャンバーに設置されたピストンに固
定されているとともに大面積チャンバー内に設置された
ピストンには摺動自在に挿通されていて、しかも大面積
チャンバーと小面積チャンバーにはそれぞれ電磁弁を設
置した排水パイプと停止弁を設置した給水パイプが接続
されていることを特徴とする流水検知装置である。

【００１３】

【実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明する。
図１は本発明のスプリンクラー消火設備の概略図、図２
は本発明スプリンクラー消火設備に用いる流水検知装置
の拡大断面図、図３は弁体を開放した状態を説明する流
水検知装置の断面図、図４は弁体を完全に閉塞した状態
を説明する流水検知装置の断面図、図５はスプリンクラ
ーヘッドが先に作動したときのフロー図、図６は火災感
知器が先に作動したときのフロー図である。

【００１４】流水検知装置の本体１は、内部が弁体２で
一次側Ｉと二次側ＩＩとに分けられている。一次側Ｉに
は給水管３が接続されており、該給水管の末端は水源４
の水中に浸漬されていて、その途中には停止弁５が接続
されている。また給水管３には、ポンプ６と流水検知装
置本体１間に圧力タンク７と圧力スィッチ８が設置され
ている。

【００１５】流水検知装置の二次側ＩＩには屋内の天井
まで延長された配管９が接続されており、該配管には多
数のスプリンクラーヘッドＳ・・・が取り付けられてい
る。また配管９の末端にはスプリンクラーヘッドＳと同
一口径を有する末端試験装置１０が接続されている。末
端試験装置とは、スプリンクラーヘッドが散布する水と
同量の水を流出させることにより、スプリンクラー消火
設備の各部分の機能を試験するものである。本発明のス
プリンクラー消火設備では、平時、流水検知装置の一次
側はもちろん、二次側および二次側配管９にも水が充填
されている。

【００１６】スプリンクラーヘッドＳの近傍には、火災
感知器Ｋが取り付けられている。火災感知器は熱感知器
や煙感知器等であり、複数のスプリンクラーヘッド群の
中に１個ずつ取り付けられている。火災感知器Ｋの配線
１１は制御盤１２に接続されている。

【００１７】流水検知装置の本体１の中に設置された弁
体２は平時、ロック装置１３で係止されているが、一次
側Ｉの水を二次側ＩＩに少しずつ通過させることができ
る構造のものを使用する。該ロック装置は、火災感知器
Ｋが異常を感知すると弁体２の係止を解除し、従来の湿
式スプリンクラー消火設備と同様、弁体がいつでも開放
できる準備をするようになっている。

【００１８】また流水検知装置は、一次側Ｉの水が二次
側ＩＩに少量流出したときには何ら作動することはない
が、これが大量に流出したときには、警報を発するよう
になっている。

【００１９】流水検知装置は、本体１内に弁体２が設置
されており、該弁体で本体内を一次側Ｉと二次側ＩＩと
に分けている。弁体２はチャッキ式であり、一端が本体
１の二次側ＩＩに回動自在に取り付けられていて、一次
側Ｉの弁座１４を開閉するようになっている。

【００２０】弁座１４には信号水取り入れ口１５が穿設
されており、該信号水取り入れ口は弁体２が弁座１４を
閉塞したときに弁体で閉塞されるようになっている。信
号水取り入れ口は弁座に穿設してもよいし、また弁座近
傍に穿設してもよい。信号水取り入れ口１５は本体１の
外部に通じており、パイプで作動警報用圧力スイッチ１
６と接続されている。

【００２１】本体１内には、弁体取り付け部の反対側に
ロック装置１３が設置されている。ロック装置１３は略
「く」字型をしており、中心より少し下方となるところ
で本体１に回動自在に取り付けられている。

【００２２】ロック装置１３には弁体２が弁座１４を閉
塞しているときに、弁体の端部を係止する段部１７が形
成されている。該段部は、弁体２が弁座１４を閉塞した
状態において、弁体上面との間に遊びＴ、即ち少しの間
隙をもっている。従って、弁体２がロック装置１３の段
部１７に当たるまで開いた場合には、一次側Ｉの水がこ
の少し開いた間隙から二次側ＩＩへ少しずつ流入するよ
うになっている。

【００２３】ロック装置１３の取り付け部の軸には常時
ロック装置の上端を本体１の壁方向に押す力を加えてい
る捻りバネ１９が設置されている。

【００２４】ロック装置１３の上端には、本体１の外部
から挿入されたプッシュロッド２０が当接している。プ
ッシュロッド２０は、本体１の外部に設置されたチャン
バー２１内のピストンに固定されている。

【００２５】チャンバー２１は、チャンバー２１Ａとチ
ャンバー２１Ａよりも断面積の広いチャンバー２１Ｂの
二室から成り、チャンバー２１Ａ内にピストン２２Ａ
が、そしてチャンバー２１Ｂ内にピストン２２Ｂが摺動
可能に設置されている。前述プッシュロッド２０はピス
トン２２Ａに固定され、ピストン２２Ｂには摺動自在に
挿通されている。

【００２６】チャンバー２１Ａの断面積はチャンバー２
１Ｂの断面積より小さいため、ピストン２２Ａはピスト
ン２２Ｂより受圧面積が小さくなっている。チャンバー
２１Ａとチャンバー２１Ｂの境目は段部Ｚとなってお
り、ピストン２２Ｂは段部より図中左方には移動できな
い。またピストン２２Ａもピストン２２Ｂに形成された
突起Ｙおよびチャンバー２１Ｂの本体側壁面の突起Ｘに
よりチャンバーの境目、つまり段部Ｚより図中右方には
移動できないようになっている。

【００２７】チャンバー２１Ａとチャンバー２１Ｂに
は、それぞれ給水孔と排水孔が穿設されている。給水孔
には、途中にオリフィス２５と停止弁２３ＡＶ、２３Ｂ
Ｖを取り付けたパイプ２３Ａ、２３Ｂが接続されてお
り、これらのパイプは合流して流水検知装置の一次側Ｉ
に通じる給水パイプ２３に接続されている。また排水孔
には排水用の電磁弁２４ＡＶ、２４ＢＶを設置したパイ
プ２４Ａ、２４Ｂが接続されている。

【００２８】前述オリフィス２５は、チャンバー２１内
への水の流入量を電磁弁２４ＡＶ、２４ＢＶから流出す
る量より少なくするものである。つまり電磁弁が開いた
ときにはチャンバー２１内への流入量を流出量より小さ
くして水圧を下げ、ピストンを対向するチャンバー側に
移動させるためである。

【００２９】またスプリンクラーヘッドの作動を電気信
号により制御盤に伝送するために、二次側ＩＩに減圧通
報用圧力スイッチ２６が設置されている。該減圧通報用
圧力スイッチは電線により制御盤１２に接続されてい
る。

【００３０】前述弁体２と弁座１４の隙間は、少量の
水、例えばスプリンクラーヘッド１個が散布する量の水
を通過させることのできるくらいにセットされている。
このセットは、プッシュロッド２０が固定されたピスト
ン２２Ａの平時の位置を電磁弁２４ＡＶ、２４ＢＶおよ
びパイプ２３Ａ、２３Ｂに設置された停止弁２３ＡＶ、
２３ＢＶを適宜調整することにより行う。

【００３１】ここで弁体のロック装置１３における弁体
２と弁座１４の隙間を適切な隙間にセットする方法を説
明する。スプリンクラー消火設備の二次側ＩＩに充水す
る前の初期状態において、パイプ２３Ａ、２３Ｂに設置
された停止弁２３ＡＶ、２３ＢＶおよび電磁弁２４Ａ
Ｖ、２４ＢＶを閉止状態にしておく。そして電磁弁２４
ＡＶを開くと、ロック装置１３に固定された捻りバネ１
９の復元力によりピストンロッド２０が図中左方に移動
する。すると弁体２の開放を阻んでいたロック装置１３
の段部１７の係止がはずれ、弁体２が開放される。

【００３２】続いて一次側配管３の停止弁５および二次
側配管９の末端試験弁１０を開き、ポンプ６を起動して
水源４の水を二次側配管９内にエア抜きをしながら充水
した後、末端試験弁１０を閉じる。次にパイプ２３Ｂに
設置された停止弁２３ＢＶを開き、チャンバー２１Ｂに
充水し、ピストン２２Ｂを段部Ｚまで移動させる。さら
にパイプ２３Ａに設置された停止弁２３ＡＶを開き、チ
ャンバー２１Ａに充水し、ピストン２２Ａを図中右方に
移動させる。このときピストン２２Ａはピストン２２Ｂ
より断面積が小さく、チャンバー２２ＡとチャンバーＢ
の両チャンバー内の水圧が等しいことから図２に示すよ
うにピストン２２Ａはピストン２２Ｂに当接した状態で
静止する。この状態がプッシュロッド２０の先端で押圧
しているロック装置の段部１７の位置が弁体２と弁座１
４間において少量の水を通過せることのできる隙間の状
態であり、弁体のロック装置のセットが完了する。

【００３３】弁体のロック装置は、火災感知器Ｋおよび
減圧通報用圧力スイッチ２６の状態によって、制御盤１
２により二つの電磁弁２４ＡＶと２４ＢＶを開閉するこ
とでチャンバー内の圧力を変化させ、プッシュロッド２
０を移動せることによりロック装置１３を回動して弁体
２の閉止・開放を行う。

【００３４】次に本発明のスプリンクラー消火設備にお
いて、スプリンクラーヘッドや火災感知器などの状態に
よって生じる状態について説明する。

【００３５】本発明のスプリンクラー消火設備は、制御
盤１２に接続された火災感知器Ｋまたは減圧通報用圧力
スイッチ２６のどちらかが先に作動したかによって火災
警報出力までのフローが異なる。ここではスプリンクラ
ーヘッドが先に作動した場合をケース１とし、図５にフ
ロー図を示す。また火災感知器が先に作動した場合をフ
ロー２とし、図６にフロー図を示す。

【００３６】先ずケース１のスプリンクラーヘッドが先
に作動した場合のフローについて説明する。スプリンク
ラーヘッドが作動すると、制御盤上では前述の通り流水
検知装置の二次側ＩＩに設けられた減圧通報圧力スイッ
チ２６がオンになった状態となる。しかし減圧通報用圧
力スイッチ２６は、火災によるスプリンクラーヘッドの
正常作動の他にもスプリンクラーヘッドが不時散水した
場合や、二次側配管から水が漏れている場合にもスイッ
チがオンになる。そのため、これだけでは火災と断定で
きないことから制御盤１２は、減圧通報用圧力スイッチ
２６がオン状態になってから一定時間中に火災感知器Ｋ
が作動した場合を火災であると判断するようになってい
る。そして火災と判断された場合のみ弁体を開放する。

【００３７】弁体２を開放するためには、制御盤１２に
より電磁弁２４ＡＶを開放させ、チャンバー２１Ａを減
圧させることにより図３に示すようにピストン２２Ａと
一体のプッシュロッド２０が図中左方へ移動してロック
装置１３を本体壁面側に回動させ段部１７が弁体２の端
面から外れて係止が解除される。

【００３８】係止が解除された弁体は、通常の湿式スプ
リンクラー消火設備と同様な構成となり、二次側ＩＩの
減圧により弁体２が開き、一次側Ｉから二次側ＩＩへの
流水により作動警報用圧力スイッチ１６がオンになる。
さらに作動警報用圧力スイッチ１６の信号により制御盤
１２からポンプ６を起動させ水源４から水を汲み上げ、
配管９を通じて作動しているスプリンクラーヘッドより
散水して消火を行う。同時に火災警報が発せられ人間に
も火災が発生したことを知らせる。

【００３９】一方、減圧通報用圧力スイッチ２６がオン
状態になってから一定時間経過しても火災感知器が作動
しなかった場合、制御盤１２はスプリンクラーヘッドの
誤作動または二次側配管からの漏水と判断し、弁体２を
閉止する。

【００４０】弁体２を閉止するためには、制御盤１２に
より２４ＢＶを開放し、チャンバー２１Ｂを減圧させる
ことにより、図４に示すようにピストン２２Ｂおよびピ
ストン２２Ａと一体のプッシュロッド２０を図中右方へ
移動させるとプッシュロッド２０はロック装置１３を弁
座側に回動させ、段部１７が弁体２の端面を押圧して弁
体２を弁座１４に密着させる。

【００４１】また実際に火災が発生してスプリンクラー
ヘッドが作動していたのに火災感知器が何らかの理由に
より直ぐに作動せず、弁体閉止後に火災感知器が作動し
た場合は、制御盤が弁体を開放させ、先に作動したスプ
リンクラーヘッドから散水して消火を行うと同時に火災
警報が発せられる。

【００４２】そして実際に火災が発生していたのに、火
災感知器が故障等により作動しなかった場合でも、一定
時間内は弁体と弁座の隙間から水が流出される。この水
の流出量はスプリンクラーヘッド１個当たりの散水に必
要な水量になるよう弁体の開度を設定してあるので、ス
プリンクラーヘッドからの散水により消火あるいは火災
の拡大を抑えることができる。

【００４３】次にケース２の火災感知器が先に作動した
場合のフローについて図６で説明する。火災感知器が作
動すると、直ちに弁体を開放してスプリンクラーヘッド
の作動に備える。弁体を開放する方法は、前述のケース
１と同じである。弁体を開放したことでスプリンクラー
ヘッドが作動したときに、直ちに作動警報用圧力スイッ
チ１６がオンとなって制御盤１２からポンプ６を起動さ
せ、同時に火災警報を発する。

【００４４】火災感知器が作動してもスプリンクラーヘ
ッドが作動しない場合は、弁体が開放されるだけで、通
常の湿式スプリンクラー消火設備と同じ状態になり、も
ちろん火災警報も発しない。

【００４５】上記のスプリンクラー消火設備において、
ピストンまたはプッシュロッドに変位センサーを設置す
ることで弁体の状態をモニターすることも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
水検知装置をチャッキ構造として圧力損失が少なくシン
プルな構成となり、またスプリンクラーヘッドの不時散
水には一定時間経過後に弁体を閉止するので水損を最小
限に抑えるとともに、火災感知器が故障または何らかの
理由により作動しない場合でも弁体と弁座の隙間から水
が流出されスプリンクラーヘッドから散水可能なので、
火災時には確実にスプリンクラーヘッドから散水が行わ
れるという信頼性に優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスプリンクラー消火設備の概略図

【図２】本発明スプリンクラー消火設備に用いる流水検
知装置の拡大断面図

【図３】弁体を開放した状態を説明する流水検知装置の
断面図

【図４】弁体を完全に閉塞した状態を説明する流水検知
装置の断面図

【図５】スプリンクラーヘッドが先に作動したときのフ
ロー図

【図６】火災感知器が先に作動したときのフロー図

【符号の説明】

１ 流水検知装置本体 ２ 弁体 ３ 一次側配管 ４ 水源 ９ 二次側配管 １２ 制御盤 １３ ロック装置 １４ 弁座 １６ 作動警報用圧力スイッチ １７ 段部 ２０ プッシュロッド ２１Ａ チャンバー ２１Ｂ チャンバー ２２Ａ ピストン ２２Ｂ ピストン ２３ＡＶ 停止弁 ２３ＢＶ 停止弁 ２４ＡＶ 電磁弁 ２４ＢＶ 電磁弁 ２５ オリフィス ２６ 減圧通報用圧力スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E189 CA08 CA10 CB07 CB10 CC02 CE07 CH03 GA05 MB01 MB05 2F034 AA03 AC08 CA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流水検知装置の一次側には水源に通じた給
   水管が接続されており、二次側には多数のスプリンクラ
   ーヘッドを取り付けた配管が接続されているとともに、
   該スプリンクラーヘッドの近傍には火災感知器が設置さ
   れていて、しかも一次側と二次側のスプリンクラーヘッ
   ドを取り付けた配管に水が充填されており、流水検知装
   置に弁体を係止するロック装置が設置されたスプリンク
   ラー消火設備において、前記ロック装置は火災感知器が
   作動した場合、または二次側配管内が減圧した後、一定
   時間内に火災感知器が作動した場合に弁体を開放し、ま
   た該ロック装置は二次側配管内が減圧した後、一定時間
   経過しても火災感知器が作動しない場合には弁体を完全
   に閉止し、しかも弁体が完全に閉止した後でも火災感知
   器が作動した場合には弁体を開放できるようになってい
   ることを特徴とするスプリンクラー消火設備。
2. 【請求項２】本体内には一次側と二次側に分けるチャッ
   キ式の弁体が設置されており、該弁体の近傍には、平時
   弁体の開放を阻止するロック装置が設置されているとと
   もに、弁体とロック装置の係止部とは弁体が閉の状態の
   ときに少量の水を通過させることのできる遊びを有して
   おり、しかも弁座または弁座近傍には信号水取り入れ口
   があって、該信号水取り入れ口は本体外部に設置された
   作動警報用圧力スイッチと接続している流水検知装置に
   おいて、前記ロック装置は本体の壁面を挿通したプッシ
   ュロッドに当接されており、該プッシュロッドは本体外
   部に形成された段付きチャンバーの小面積チャンバーに
   設置されたピストンに固定されているとともに大面積チ
   ャンバー内に設置されたピストンには摺動自在に挿通さ
   れていて、しかも大面積チャンバーと小面積チャンバー
   にはそれぞれ電磁弁を設置した排水パイプと停止弁を設
   置した給水パイプが接続されていることを特徴とする流
   水検知装置。