JP2005040312A - 調圧機能ならびに緊急遮断機能付き湿式流水検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スプリンクラーヘッドの誤作動による不時放水をスプリンクラーヘッドの作動検知手段からの信号と、火災感知器の信号とによって判断し、直ちに給水を停止可能な流水検知装置において、火災によるスプリンクラーヘッドの作動時に、スプリンクラーヘッドから放出される消火水が霧状化されないように二次側配管内の消火水を調圧可能な流水検知装置の提供。
【解決手段】 流水検知装置の二次側の圧力を調整可能な調圧装置を設け、二次側の圧力が所定圧力以下となるようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、湿式スプリンクラー設備に設置される流水検知装置に関するものである。

従来において閉鎖型スプリンクラーヘッドを備えるスプリンクラー消火設備は、スプリンクラーヘッドが設置された配管に消火水を充填した湿式スプリンクラー設備が一般的に用いられている。その他に凍結防止の目的で前記配管内に気体を充填した乾式スプリンクラー設備と、スプリンクラーヘッドと火災感知器の両方が作動した場合に消火水を散布する予作動式スプリンクラー設備とがある。

湿式スプリンクラー設備（以下、「スプリンクラー設備」とする）は、コスト面においても他の２つより経済的である。しかしスプリンクラーヘッドが火災時以外に衝撃を受ける等して放水してしまった場合、室内が水浸しになり水損被害が発生することになる。

そこで上記のスプリンクラー設備に設置される流水検知装置に、放水停止スイッチの操作によってスプリンクラーが設置されている配管、いわゆる二次側配管への消火水の流路を閉止する遮断手段を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

上記の特許文献１を元に構成した流水検知装置およびスプリンクラー設備を図５に示す。該流水検知装置５１は、有底円筒状の弁体５６が弁箱内壁に沿って摺動するリフト弁構造をしている自動開閉弁であり、一次側Ｉが水源と接続し、二次側ＩＩがスプリンクラーヘッド５５に接続されている。

弁体５６から弁箱外部に突設した昇降軸の先端に設けたリミットスイッチ５４により、弁体５６の開閉による弁体５６の移動を検出して弁体５６の開閉状態を監視している。弁体５６の内部と弁箱内壁とにより形成された空間と一次側と二次側とは、配管５８によって連通されており、該配管５８の前記空間と二次側ＩＩとの間には常時開の電磁弁５２が設けられている。

二次側ＩＩに設けられたスプリンクラーヘッド５５が誤作動した場合には、電磁弁５２を閉止させ、弁体５６の内部空間に一次側Ｉの消火水を充水させることで弁体５６を弁座に着座させ、二次側ＩＩへの給水を遮断するものである。

上記電磁弁５２の閉止を特許文献１では押釦スイッチにて操作しているが、図５では電磁弁５２の閉止を火災感知器５３からの火災信号とリミットスイッチ５４からの弁開信号により判断している。

具体的には、リミットスイッチ５４からの弁開信号出力時に火災感知器５３からの信号がない場合に電磁弁５２を閉止する構成である。火災時においてスプリンクラーヘッド５５が作動すると二次側ＩＩ内の消火水がスプリンクラーヘッド５５より流出するので、二次側ＩＩ内が減圧し、流水検知装置５１の弁体５６が開く。

流水検知装置５１の弁体５６が開くとリミットスイッチ５４が作動し、信号制御装置５７に弁開信号を出力する。このとき信号制御装置５７に接続された火災感知器５３からの火災信号がある場合は、そのままの状態を維持して一次側Ｉから二次側ＩＩへ消火水を供給し、スプリンクラーヘッド５５より消火水を散布して火災の抑制・鎮圧を行う。

スプリンクラーヘッド５５が誤作動した場合においては、リミットスイッチ５４が作動して弁開信号を信号制御装置５７に出力した際に、火災感知器５３から火災信号が無いので、電磁弁５２を閉止して弁体５６を弁座に着座させることで二次側ＩＩへの消火水の供給を停止し、水損被害を防ぐものである。
特公昭３５−１６３４６号公報 （第１−２頁、第１図）

しかしながら、上記の流水検知装置は、火災時にスプリンクラーヘッドが作動して配管内の消火水を放出する際、二次側ＩＩの配管内の消火水が高圧であると、消火水は霧状にスプリンクラーヘッドから散布され、近隣に設置されたスプリンクラーヘッドや火災感知器を濡らしてしまうおそれがある。

万が一、スプリンクラーヘッドの作動直後に、火がストーブ等に燃え移る等して火の勢いが強くなり火災が室内に広がった際に、近隣に設置されたスプリンクラーヘッドが水で濡れていると、濡れた状態のスプリンクラーヘッドが作動するまでに通常より多くの時間を要してしまい、火災の被害を拡大させてしまう可能性がある。

そこで本発明では、スプリンクラーヘッドの誤作動による不時放水をスプリンクラーヘッドの作動検知手段からの信号と、火災感知器の信号とによって判断し、直ちに給水を停止可能な流水検知装置において、火災によるスプリンクラーヘッドの作動時に、スプリンクラーヘッドから放出される消火水が霧状化されないように二次側配管内の消火水を調圧可能な流水検知装置の提供を目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、スプリンクラーヘッドの誤作動による不時放水を、スプリンクラーヘッドの作動検知手段からの信号と、スプリンクラーヘッドの近傍に設けられた火災感知器の信号とによって判断し、これらの信号により制御される給水遮断手段を有する流水検知装置において、流水検知装置の二次側の圧力を調整可能な調圧装置を設けた流水検知装置である。

請求項２記載の発明は、消火設備に設けられる開閉弁であり、内部が給水側に接続される一次側室とスプリンクラーヘッド側に接続される二次側室とが隔壁によって仕切られており、隔壁には連通口が設けられ、該連通口の二次側には弁箱の内壁に沿って摺動自在な弁体が載置され、弁体と弁箱内壁によって形成された制御室が一次側および二次側と連通しており、制御室と二次側との間に通電時のみ閉弁する通電閉止弁が設けられており、一次側と制御室との間には、前記通電閉止弁の弁座口径より小径であるオリフィスと、一次側への逆流を防止した逆止弁が設けられ、スプリンクラーヘッドの作動時に、スプリンクラーヘッドの近傍に設けられた火災感知器からの火災信号が無い場合は前記通電閉止弁が閉止され弁体が弁座に着座する流水検知装置において、制御室と二次側との間に、二次側の圧力を調整可能な調圧装置を設けた流水検知装置である。

本発明により、二次側の圧力が所定圧力以下に調圧されることで火災時にスプリンクラーヘッドが作動した際に、スプリンクラーヘッドから放出される水が霧状にならず、作動したスプリンクラーヘッドの近隣に設置されているスプリンクラーヘッドや火災感知器を濡らすことがなくなり、作動したスプリンクラーヘッドの散水範囲を超えて火災が広がった場合にも近隣のスプリンクラーヘッドがすぐに作動して火災の延焼を防止することができる。

以下、この発明の実施例を図１から図４を参照して説明する。図１は本発明の流水検知装置が設けられたスプリンクラー設備の系統図、図２は警戒時の流水検知装置の断面図、図３は調圧装置の構造を含んだ図２の流水検知装置の断面図である。図４は本発明の流水検知装置の作動フローである。

本発明の第１実施形態の流水検知装置が設けられたスプリンクラー設備は、図１に示すように水源１、給水装置２、流水検知装置３、スプリンクラーヘッド４、火災感知器５、信号制御装置６、調圧装置３０から構成される。

水源１は、消火水を貯蔵しておく水槽であり、給水装置２は配管７に水源１から消火水を汲み上げ、配管７に接続されたスプリンクラーヘッド４へ供給するための装置である。警戒時において配管７は末端のスプリンクラーヘッド４まで消火水が充填されている。なお、水源１および給水装置２のかわりに家庭用の水道設備を使用することも可能である。

流水検知装置３は図２に示すように、弁箱内部が隔壁８により一次側室Ｉと二次側室ＩＩに仕切られており、隔壁８には一次側室Ｉと二次側室ＩＩを連通する連通口９が穿設されている。

連通口９の二次側室ＩＩ側を弁座として、該弁座の上に有底円筒型の弁体１０が載置されている。該弁体１０の上部はフランジ形状をしており、フランジ側面は弁箱の内壁に沿って摺動自在である。フランジ側面には水平溝が刻設され、該水平溝にリング状の水密部材１１が設けられている。

弁体１０から弁箱外部へ突設して設けられた軸１２の先端付近には、リミットスイッチ１３が設けられており、弁体１０の開閉による上下運動をリミットスイッチ１３により検出可能である。

具体的に説明するとリミットスイッチ１３は、アクチュエーターから物体が離れるとスイッチがＯＮとなるｂ接点のものを用い、アクチュエーターには弾発体により付勢されたプレートＰが常に接触した状態にある。

弁体１０が開くと軸１２も上方へ移動し、アクチュエーターと接触しているプレートＰが軸１２に押されてアクチュエーターより離れることでリミットスイッチ１３がＯＮとなる。該リミットスイッチ１３はタイマー回路を含んだ信号制御装置６と接続されており、リミットスイッチ１３のＯＮ状態が所定時間以上継続して出力された場合に、信号制御装置６は流水信号を発生する。

弁体１０の上部には弁箱内壁および蓋１４によって空間が形成され、これを制御室１５とする。弁体１０と蓋１４との間には弾発体１６が設けられ、弁体１０を弁座側に付勢している。

制御室１５は外部へ通じる接続口１７を有しており、該接続口１７に一次側室Ｉと二次側室ＩＩへ通じる配管１８が接続されている。該配管１８の一次側室Ｉから制御室１５までの間１８Ａには、一次側室Ｉ側から制御室への通水が可能な逆止弁１９と、オリフィス２０が設置され、制御室１５から二次側室ＩＩまでの間１８Ｂには、常時開放状態にあり通電時に閉弁する通電閉止弁２１が設けられている。

オリフィス２０の口径は、通電閉止弁２１の弁座口径よりも小径とする。

通電閉止弁２１は信号制御装置６と接続されており、信号制御装置６からの信号によって開閉制御可能である。該通電閉止弁２１は、平時は弁体が開放されており通電時のみ内部の弁体が閉止される構造で、具体的には電磁弁や、スプリングリターン式のボール弁等を用いる。

スプリンクラーヘッド４は、内部に弁体を支持している感熱作動機構を有しており、火災の熱によって感熱作動機構が作動して弁体を開放させ、二次側ＩＩの配管内の消火水を散布するものである。

火災感知器５は、火災の熱や煙等によって火災を感知し、火災信号を出力するものである。火災感知器５は、スプリンクラーヘッド４の作動よりも早く作動するタイプのものを使用するのが好ましい。

信号制御装置６は、タイマー回路を含んでおり流水検知装置３のリミットスイッチ１３の信号と、火災感知器５の火災信号を受け、各々の信号状態によって流水信号を発したり、給水装置２の起動信号を出力したり、流水検知装置３に設けられた通電閉止弁２１の開閉を制御するものである。

調圧装置３０は、図３に示すように配管１８Ｂの通電閉止弁２１と二次側ＩＩとの間に設置され、二次側ＩＩの圧力をバネ３１によって設定圧力以下に調整することができる。バネ３１はダイアフラム３２の一面を付勢しており、反対側の面は二次側ＩＩと接続した空間が設けられている。ダイアフラム３２の前述の空間側に固定された弁体３３は、常時において弁座３４から離れた状態にある。

次に上記の流水検知装置が設けられたスプリンクラー設備の作動について図４を用いて説明する。

火災が発生すると、火災感知器５が作動して信号制御装置６に火災信号を出力する。火災感知器５の作動に続いてスプリンクラーヘッド４が作動すると、二次側室ＩＩと接続している配管内の消火水がスプリンクラーヘッド４より噴出する。

スプリンクラーヘッド４の作動によって二次側室ＩＩに接続された配管内は減圧し、またオリフィス２０によって一次側室Ｉから制御室１５への消火水の供給量が制限されているので、流水検知装置３の弁体１０にかかる力は、一次側室Ｉよりかかる圧力が制御室１５内の圧力を上回り弁体１０が少し開方向へ移動し、スプリンクラーヘッドの作動分の流量が流れる程度に開き、一次側室Ｉより二次側室ＩＩへ消火水が流れ込む。

弁体１０が開いたことにより軸１２も上方へ移動して、リミットスイッチ１３がＯＮ状態となり、信号制御装置６のタイマー回路によって所定時間経過後、流水信号が発生する。

信号制御装置６は、流水信号を発生した際、前述の火災感知器５による火災信号が出力されていれば、給水装置２を起動させて水源１より消火水を汲み上げ、二次側室ＩＩと接続した配管に設けられたスプリンクラーヘッド４に消火水を供給する。

給水装置２の起動により、配管７から一次側室Ｉを通って加圧された消火水が送られてくるので、弁体１０は全開位置まで移動する。送水された消火水は調圧装置３０によって二次側ＩＩの圧力が、調圧装置３０の設定圧力以上になると、ダイアフラム３２を介して二次側ＩＩの圧力がバネ３１に作用してバネ３１は収縮する。

ダイアフラム３２に接続された弁体３３は、バネ３１側に引き寄せられ、弁体３３は弁座３４に着座し、配管１８Ｂが閉鎖された状態となり、配管１８Ａを通過してきた消火水は制御室１５に流入して、弁体１０が弁座に着座する方向に移動する。

弁体１０が弁座側に移動することにより、二次側ＩＩへの消火水の供給量も減少し、二次側ＩＩの圧力は減少してくる。二次側ＩＩの圧力が減少すると、調圧装置３０内の二次側ＩＩと接続された空間内の圧力も同様に減少し、バネ３１の作用により弁体３３が弁座３４から離れ、配管１８Ｂの閉鎖が解除されることで制御室１５内の水が配管１８Ｂを通って二次側ＩＩに通水可能となり、弁体１０は弁座から離れる方向に移動する。

以上の過程により二次側ＩＩから調圧された消火水がスプリンクラーヘッド４より霧状にならずに散布され火災を鎮圧・消火するものである。

続いて、スプリンクラーヘッド４が火災時以外に誤作動した場合について説明する。

スプリンクラーヘッド４が作動すると、前述のように流水検知装置３の弁体１０がスプリンクラーヘッドの作動分の流量が流れる程度に開き、前述のように信号制御装置６のタイマー回路による所定時間経過後、流水信号が発生する。

そのとき、信号制御装置６に火災感知器５より火災信号が入力されていないので、信号制御装置６は通電閉止弁２１を閉止させて、制御室１５へ一次側室Ｉの消火水を流入させる。

制御室１５内に消火水が流入すると弁体１０は弁座側へ摺動して弁座に着座され、一次側室Ｉから二次側室ＩＩへの通水を遮断して、スプリンクラーヘッド４の誤作動による水損被害を低減させるものである。

通電閉止弁２１が閉止したままの状態で火災が発生した場合、火災感知器により火災が検知されて火災信号が出力されると火災警報が発せられるとともに、通電閉止弁２１を開放して制御室１５内の消火水が二次側ＩＩに通水可能な状態とする。

ここで二次側ＩＩは、スプリンクラーヘッドが作動している状態なので圧力は大気圧に略等しく、一次側Ｉ内の消火水の圧力より低圧になっているので、弁体１０は制御室１５側に移動して開放され、一次側Ｉから二次側ＩＩへ消火水が流れる。

弁体１０の開放に伴い軸１２も移動し、リミットスイッチ１３が作動する。該リミットスイッチ１３の作動信号により、通電閉止弁２１の開放により弁体１０が開放されて二次側ＩＩに給水が行われていると判断される。

あるいは、通電閉止弁２１を開放したにも関わらず、リミットスイッチ１３の作動信号が得られなかった場合は、通電閉止弁２１が故障したと判断し、異常警報を出力して人手により通電閉止弁２１と並列に設置されている手動弁２２を開放して制御室１５内の消火水を二次側ＩＩへ通水可能な状態とし、一次側Ｉから二次側ＩＩへの給水を行う。

一方、通電閉止弁２１が閉止したままの状態で火災感知器の作動が無かった場合には、人間により流水検知装置３およびスプリンクラーヘッド４等の確認を行い、問題が無ければ復旧を行う。

本発明の流水検知装置が設けられたスプリンクラー設備の系統図 警戒時の流水検知装置の断面図 調圧装置の構造を含んだ図２の流水検知装置の断面図 本発明の流水検知装置の作動フロー 従来の流水検知装置およびスプリンクラー設備の系統図

符号の説明

３ 流水検知装置
４ スプリンクラーヘッド
５ 火災感知器
９ 連通口
１０ 弁体
１２ 棒
１３ リミットスイッチ
１５ 制御室
１８ 配管
１９ 逆止弁
２０ オリフィス
２１ 通電閉止弁
２２ 手動弁
３０ 調圧装置

Claims (2)

1. スプリンクラーヘッドの誤作動による不時放水を、スプリンクラーヘッドの作動検知手段からの信号と、スプリンクラーヘッドの近傍に設けられた火災感知器の信号とによって判断し、これらの信号により制御される給水遮断手段を有する流水検知装置において、流水検知装置の二次側の圧力を調整可能な調圧装置を設けたことを特徴とする流水検知装置。
   
2. 消火設備に設けられる開閉弁であり、内部が給水側に接続される一次側室とスプリンクラーヘッド側に接続される二次側室とが隔壁によって仕切られており、隔壁には連通口が設けられ、該連通口の二次側には弁箱の内壁に沿って摺動自在な弁体が載置され、
   弁体と弁箱内壁によって形成された制御室が一次側および二次側と連通しており、制御室と二次側との間に通電時のみ閉弁する通電閉止弁が設けられており、
   一次側と制御室との間には、前記通電閉止弁の弁座口径より小径であるオリフィスと、一次側への逆流を防止した逆止弁が設けられ、
   スプリンクラーヘッドの作動時に、スプリンクラーヘッドの近傍に設けられた火災感知器からの火災信号が無い場合は前記通電閉止弁が閉止され弁体が弁座に着座する流水検知装置において、
   制御室と二次側との間に、二次側の圧力を調整可能な調圧装置を設けたことを特徴とする流水検知装置。
   
   

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