JP2005124699A - 泡消火設備 - Google Patents

Abstract

【目的】設計値に対して誤差の小さな適正なノズル圧が得られ、所期の発泡性能および消火性能を得ることができる泡消火設備が得られる。
【構成】調圧弁と、この調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、調圧弁の二次側に接続され泡原液注入口を有する泡混合装置と、泡原液消火薬剤タンクとを有し、泡原液消火薬剤タンクが、泡混合装置の泡原液注入口に接続し泡原液消火薬剤が貯蔵される隔膜の一方の室と、泡混合装置の一次側に接続する隔膜の他方の室を備えた。
また、調圧弁と、圧力抽出配管を有しこの調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、調圧弁の二次側に接続される泡混合装置と、この泡混合装置の二次側に設けられたノズルと、を備えた泡消火設備において、圧力抽出配管の圧力抽出先を泡混合装置とノズルの間に位置づけた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、泡消火設備、特に調圧弁を用いた泡消火設備に関するものである。

泡消火設備には、例えば高膨張泡発生機等に供給する消火水に泡原液消火薬剤を比例的に混合させる泡混合装置が設けられている。この種の泡消火設備は、一般に、加圧送水装置と、泡混合装置と、その二次側の高膨張泡発生機とによって構成される。そのうち、一台の加圧送水装置が、複数の高膨張泡発生機を有している場合に、一台だけの稼働から全機稼働まで対応しなければならないので、ポンプ容量は大きい方で設備が選択される。すると、一台の高膨張泡発生機を稼働するときでも過大なポンプを稼働する必要があるので、末端の消火設備である高膨張泡発生機のノズル圧が高くなりすぎて、所期の発泡性能や消火性能を得られないおそれがあるため、泡混合装置の一次側に調圧弁を設備するものがあった。このようなものには、次のような先行技術があった。
特開昭５８−５８０６５号 この先行技術には、動作が詳細には記載されていないが、この特許文献１に示されている「加圧開放弁」Ｖ２（調圧機能付き開放弁）と「切換弁」Ｖ３（調圧パイロット弁）とは典型的な調圧機構を形成している。

図２を従来例の図としてその構成と動作を説明する。

Ｐは加圧装置、Ｖ２は警戒時閉状態の開放弁機能付きの調圧弁、Ｖ３は警戒時開状態の調圧パイロット弁、Ｐ２は加圧装置Ｐと調圧弁Ｖ２の入口の間に接続された一次側配管、Ｖ１は一次側配管Ｐ２に設けられた逆止弁、ｍは泡混合装置、Ｐ３は調圧弁Ｖ２の出口と泡混合装置ｍの入口を接続した二次側配管、１は内部に図示しないノズルを備えた複数の高膨張泡発生機、Ｐ４は泡混合装置ｍの出口に接続された水溶液管、Ｐ５は水溶液管Ｐ４に接続し各高膨張泡発生機１に接続される枝管、１２は枝管Ｐ５に設けられた選択弁である。
調圧弁Ｖ２の構造において、ａ２は蓄圧室、ＰＳは蓄圧室ａ２に臨むピストン、ｂ２は一次側配管Ｐ２に接続される一次室、ｃ２は二次側配管Ｐ３に接続される二次室、ｈ２は一次室ｂ２と二次室ｃ２とを連通する弁孔、ｖ２は二次室ｃ２に臨み弁孔ｈ２を開閉する主弁体、Ｓ２は主弁体ｖ２を閉止側に付勢するバネ、Ｒ２は弁孔ｈ２を貫通して主弁体ｖ２とピストンＰＳを連結するロッドである。
調圧パイロット弁Ｖ３関係の構造において、ａ３は起動弁Ｖ４を設けた配管Ｐ２１を介して一次側配管Ｐ２に接続する一次室、ｖ３は一次室ａ３に臨む弁体、ｂ３は弁孔ｈ３を介して一次室ａ３に連通すると共に調圧弁Ｖ２の蓄圧室ａ２に配管Ｐ１１を介して接続するパイロット圧力室、ｃ３は小孔ｈ０を介してパイロット圧力室ｂ３に連通し二次側配管Ｐ３のｑ点に圧力抽出配管Ｐ１２を介して接続されるフラム室、ｄ３はフラム室ｃ３に臨むダイヤフラム、Ｓ３はフラム室ｃ３の反対側からダイヤフラムｄ３を押圧し、圧力抽出配管Ｐ１２を介して二次側配管Ｐ３のｑ点の圧力を設定する圧力設定バネ、Ｒ３は小孔ｈ０と弁孔ｈ３を貫通してダイヤフラムｄ３と弁体ｖ３とを連結するロッドである。

次に調圧動作を説明する。
火災が発生し、図示しないポンプ制御盤により加圧装置Ｐを稼働させ、起動弁Ｖ４を開放させると、一次側の水圧が一次室ａ３、弁孔ｈ３、パイロット圧力室ｂ３、配管Ｐ１１を介して蓄圧室ａ２に入り、ピストンＰＳ、ロッドＲ２を介して主弁体ｖ２を押し開く。すると、一次側の水が調圧弁Ｖ２の弁孔ｈ２を介して二次側に流れ、二次側が充水したあと、圧力抽出配管Ｐ１２の圧力の圧力抽出先である二次側配管Ｐ３の圧力である二次圧が調圧パイロット弁Ｖ３の設定した設定圧力よりも高ければ、フラム室ｃ３内の圧力がダイヤフラムｄ３を押し上げて弁体ｖ３が弁孔ｈ３を絞り、一次側つまり一次室ａ３からの蓄圧室ａ２への給水を減らし、かつ蓄圧室ａ２内の水は配管Ｐ１１、パイロット圧力室ｂ３、小孔ｈ０、フラム室ｃ３、圧力抽出配管Ｐ１２を通って二次側へ排水され、蓄圧室ａ２内は減圧するため、ピストンＰＳがバネＳ２によって押し下げられて調圧弁Ｖ２の主弁体ｖ２が弁孔ｈ２を絞り、調圧弁Ｖ２の二次側の圧力が下がる。

逆に、圧力抽出配管Ｐ１２の圧力の圧力抽出先である二次側配管Ｐ３の圧力（二次圧）が設定圧力よりも低ければ、フラム室ｃ３に導入された二次圧よりもダイヤフラムｄ３を押し下げるバネＳ３のバネ圧が打ち勝つために、ダイヤフラムｄ３を下げて、弁体ｖ３の開度を広げ、一次側つまり一次室ａ３からの蓄圧室ａ２への給水が増え、ピストンＰＳが押し上げられ調圧弁Ｖ２の開度は増して、二次側の圧力は上がる。

このことが繰り返されて、調圧弁Ｖ２の二次側の圧力は設定圧力になるよう調整される。要するに、圧力抽出配管Ｐ１２の圧力の圧力抽出先が、調圧弁Ｖ２で設定した設定圧力に近づくよう調整される。

例えば、従来例では泡混合装置ｍの泡原液消火薬剤は、図２に簡略に示されているが、泡混合装置に直に挿入された図として描かれている。図２の泡混合装置ｍは、圧力の取り込み機構や泡混合装置に関わる他の構成も見受けられないことから、流路を細く絞った喉部の側壁に吸引管を取り付け、流路に消火水を流した時にこの喉部の圧力を大気よりも低くすることによって、大気に開放した図示しない液槽中の泡原液を吸引管を介して吸引させるようにしたラインプロポーショナやベンチュリプロポーショナなどのタイプの混合器である。
これらの混合器は泡混合装置としては最も簡単な構成で泡原液の比例混合が可能となるが、このタイプの泡混合装置は流入圧力の２０％から３０％の大きな圧力損失が発生する。
このタイプの泡混合装置ｍは、従来、調圧弁Ｖ２を泡混合装置ｍの一次側に取り付け、圧力抽出配管Ｐ１２は泡混合装置ｍと調圧弁Ｖ２の間に接続されていた。この状態で、起動されると、調圧弁Ｖ２と泡混合装置ｍの間は所定圧力に調圧されるが、消火水は圧力損失が大きく不確定な泡混合装置ｍなどを通るため、ノズルに至った時の圧力は、設計値に対して誤差の大きなノズル圧となり、安定した発泡性能および消火性能を得ることができなかった
この出願は、上記事情に鑑み、設計値に対して誤差の小さな適正なノズル圧が得られ、所期の発泡性能および消火性能を得ることができる泡消火設備を得ることを目的とする。

上記目的を達成するこの発明について述べれば次の通りである。
調圧弁と、この調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、前記調圧弁の二次側に接続され泡原液注入口を有する泡混合装置と、泡原液消火薬剤タンクとを有し、この泡原液消火薬剤タンクが、前記泡混合装置の泡原液注入口に接続し泡原液消火薬剤が貯蔵される隔膜の一方の室と、前記泡混合装置の一次側に接続する隔膜の他方の室を備えたことを特徴とする泡消火設備である（請求項１）。

又、この発明は、調圧弁と、圧力抽出配管を有しこの調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、前記調圧弁の二次側に接続される泡混合装置と、この泡混合装置の二次側に設けられたノズルと、を備えた泡消火設備において、前記圧力抽出配管の圧力抽出先を泡混合装置と前記ノズルの間に位置づけたことを特徴とする泡消火設備である（請求項２）。

この発明によれば、調圧弁と、この調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、前記調圧弁の二次側に接続され泡原液注入口を有する泡混合装置と、泡原液消火薬剤タンクとを有し、泡原液消火薬剤タンクが、前記泡混合装置の泡原液注入口に接続し泡原液消火薬剤が貯蔵される隔膜の一方の室と、前記泡混合装置の一次側に接続する隔膜の他方の室を備えたので（請求項１）、泡混合装置による圧力損失が小さく、設計値に対して誤差の小さな適正なノズル圧が得られ、所期の発泡性能および消火性能を得ることができる泡消火設備が得られる。

またこの発明によれば、調圧弁と、圧力抽出配管を有しこの調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、前記調圧弁の二次側に接続される泡混合装置と、この泡混合装置の二次側に設けられたノズルと、を備えた泡消火設備において、前記圧力抽出配管の圧力抽出先を泡混合装置と前記ノズルの間に位置づけたので（請求項２）、設計値に対して誤差の小さな適正なノズル圧が得られ、所期の発泡性能および消火性能を得ることができる泡消火設備が得られる。

[実施例１]
この発明の実施例１を図１により説明する。尚、図１は調圧システムの全体構成を示す概略図で、従来例である図２に付された同一図面符号は同じ機能を有し、同様の構成についてはその説明を省略または簡略化する。

Ｐは加圧装置、Ｐ１は加圧装置Ｐから圧送された消火水を送水する主管、Ｐ２は一次側配管、Ｖ２は例えば調圧機能付き一斉開放弁を含む調圧弁、Ｐ３は二次側配管、Ｖ３は調圧パイロット弁、Ｖ４は起動弁、Ｖ４ｍは起動弁Ｖ４に並列に接続され図示しない制御盤よりの信号で開閉する遠隔起動弁、３は、二次側配管Ｐ３に入口が接続され、つまり調圧弁Ｖ２の二次側に接続され泡原液注入口３１を有する泡混合装置、４は、泡混合装置３の泡原液注入口３１に泡原液配管Ｐ３２を介して接続され泡原液消火薬剤Ｆが貯蔵される原液室４２と、泡混合装置３の一次側に給水配管Ｐ３１を介して接続される水室４３とを隔膜４１で隔てた泡原液消火薬剤タンクである。

Ｐ４は泡混合装置３の二次側に接続され泡消火剤水溶液を送水する水溶液配管、Ｐ５は配管Ｐ４から分岐した分岐管、１は配管４，分岐管Ｐ５を介して泡混合装置３から泡消火剤水溶液を給水され図示しないノズルから噴射し発泡させる高膨張泡発生機、１２は分岐管Ｐ５に設けられ図示しない制御盤から遠隔操作で開閉制御される開閉機構である選択弁、１１は高膨張泡発生機１の側板に設けられた点検用扉、２１は高膨張泡発生機の吸気側に取り付けられた吸気用ダンパー、Ｂは高膨張泡発生機１の吸気用ダンパー２１が外気を取り込むように外壁に取り付け、屋内に高膨張泡が放出するよう取り付けた防火対象物の一例である倉庫、２２は高膨張泡発生機１以上の高さに倉庫Ｂの外壁に取り付けた排気用ダンパー、２３は吸気用ダンパー２１と排気用ダンパー２２の屋外側に取り付けられ警戒時には閉止し高膨張泡発生機の発泡時には開放するダンパー扉、５は、例えば炭酸ガス又は窒素ガスが充填されたダンパー起動用ガスボンベ、５１は図示しない制御盤から信号線Ｌを介して伝えられた起動信号により動作しダンパー起動用ガスボンベ５の容器弁を開放する容器弁ソレノイド、Ｇ１はダンパー起動用ガスボンベ５から両ダンパー２１，２２に接続されるガスパイプ、６は高圧なガスボンベ５の圧力をダンパー２１，２２の使用圧に減圧する減圧弁、１３はガスパイプＧ１に設けられ図示しない制御盤から遠隔操作で開閉制御される開閉機である選択弁で、給水の選択弁１２に対応して動作させる排気用ダンパー２２の選択弁である。

なお、両ダンパー２１，２２は同じ仕様のダンパーが使われ、ガスパイプＧ１からのガス圧は各ダンパーにおいては、図示しない扉開放用アクチュエータと、ダンパー扉２３の閉止状態を保持するラッチ（図示せず）のロックを解除する図示しないラッチ解除用アクチュエータに分岐してそれぞれ動作するようガスパイプが接続されている。扉開放用アクチュエータは扉の中央に一本備えられ、ラッチ解除用アクチュエータよりも遅れて動作するようオリフィスのようなスピードコントローラを介してガスが供給される。

以上の構成において、動作を次に説明する。
火災が発生すると、図示しない制御盤には図示しない火災感知器と火災受信機からの火災信号が入る。防災要員の判断により制御盤から泡消火設備の起動信号を出力すると、遠隔起動弁Ｖ４ｍ、加圧装置Ｐ、容器弁ソレノイド５１および選択弁１２、１３にそれぞれ至り、起動する。

遠隔起動弁Ｖ４ｍが開くと、加圧装置Ｐによって昇圧した一次圧が、一次側配管Ｐ２から配管Ｐ２１、遠隔起動弁Ｖ４ｍ、調圧パイロット弁Ｖ３、配管Ｐ１１を介して調圧弁Ｖ２の蓄圧室ａ２（図２）に至り警戒時閉状態である調圧弁を開放させる（一斉開放弁の機能）。二次側配管Ｐ３が充水されると圧力抽出配管Ｐ１２による圧力の圧力抽出先である二次側配管Ｐ３の圧力の上下変動については、前記従来例における動作記載と同様に動作し、調圧パイロット弁Ｖ３が設定した設定圧力に近づくように調整される。

さて、調圧弁Ｖ２を通った消火水が泡混合装置を通る時、泡混合装置の一次側配管に二次側配管Ｐ３から分岐する給水配管Ｐ３１へも消火水は流入し、水室４３に給水される。この給水された消火水量は、そのまま押し出す形で隔膜４１を介して原液室４２の原液Ｆが排出され、泡原液配管Ｐ３２を介して泡原液注入口３１に注入される。この原液は泡混合装置３にて比例的、例えば泡原液消火薬剤を所定濃度、例えば３％から４％程度で一定比率で混合される。
この時、例えばラインプロポーショナのように通過による圧力損失は２０％から３０％となるが、泡原液の泡混合装置への注入を、泡混合装置への給水圧力と等しい一次側の消火水を用い隔膜式で混ざらないようにして押し出したので、泡原液の吸引に関してエネルギロスが少なく、また圧力損失が少なくてすむ。
図２の従来例における圧力抽出先が、泡混合装置ｍの一次側となる二次側配管Ｐ３の位置であると、ノズルに到達するまでの圧力は、圧力損失が大きく不確定な泡混合装置ｍなどを通るため設計値に対して誤差の大きなノズル圧となり、安定した発泡性能および消火性能を得ることができなかったが、図１のような隔膜４１付きの泡原液消火薬剤タンク４を付属した泡混合装置３を備えると、圧力損失が比較的小さな泡混合装置３を通るので、設計値に対して誤差の比較的小さなノズル圧が得られ、安定した発泡性能および消火性能を得ることができる。

泡混合装置３の後は発泡が必要な高膨張泡発生機１に対応する選択弁１２が開かれ、高膨張泡発生機１内の図示しないノズルから泡消火薬剤水溶液が図示しない発泡ネットに向けて噴射される。なお、予め吸気ダンパー２１は開いている。

前記起動信号が容器弁ソレノイド５１に至ると、ガスボンベ５の容器弁は開放されガスパイプＧ１に高圧ガスが供給され減圧弁６でアクチュエータの使用圧にまで下げられて作動ガスとして供給される。前記起動信号は選択弁１２，１３も開いているので吸気ダンパー２１と排気ダンパー２２のそれぞれの図示しないアクチュエータに作動ガスが注入される。ダンパー装置の中で、作動ガスの配管はラッチ解除用アクチュエータとダンパー扉２３用アクチュエータに分岐するが、ダンパー扉２３用アクチュエータ側にはオリフィスのようなスピードコントローラを介するので、ガスの供給がラッチ解除用アクチュエータより昇圧が緩やかになり、結果的に扉の開放開始よりラッチの解除の方が先に作動するので、扉が先に作動することによりラッチが噛んで扉が開かなくなることは起こらない。

高膨張泡発生機１が建物の外壁に設けられるので、新鮮な外気による高膨張泡が作ることができ、所期の消火性能を確保できる。また、建物の外壁に設けられた高膨張泡発生機１の吸気側にダンパーを設けて警戒時は閉止しておくので、夏冬は室内気温が保たれ、鳥や小動物が入ることなく、いざというとき異物の存在で支障を来すことはない。吸気用ダンパー２１付きの高膨張泡発生機１の発泡動作と同時に吸気用ダンパー２１を開き、かつ排気用ダンパー２２も同じ建物の外壁に設けたので、発泡による吸気作用により室内の気圧が上がり、その結果、発泡性能に支障を来すことはない。吸気用ダンパー２１と排気用ダンパー２２とを同じ仕様のものを使い、高膨張泡発生機１吸気側に単に取り付けるようにしてあるだけの構成なので、製造が容易であり管理しやすい。排気用ダンパー２２の建物への取り付け高さを、高膨張泡発生機１の取り付け高さ以上にしたので、建物内に投入した高膨張泡が室内に充満したときに、排気用ダンパー２２から漏れ出すことがなく、無駄がない。

[実施例２]
この発明の実施例２を図１を参考にして説明する。実施例２は、実施例１と同じ目的、すなわち、誤差の小さなノズル圧力を得て、所期の発泡性能および消火性能を出す泡消火設備を得るための、第二の構成例である。
図２の従来例では、圧力抽出配管Ｐ１２の圧力抽出先を泡混合装置ｍの一次側に接続させていたが、この圧力抽出配管Ｐ１２の圧力抽出先を、泡混合装置ｍと、この泡混合装置３の二次側に、高膨張泡発生機１などの消火設備の図示しないノズルと、の間に位置づけるようにしたものである。

図２の従来例における圧力抽出先が、泡混合装置ｍの一次側となる二次側配管Ｐ３の位置であると、ノズルに到達するまでの圧力は、圧力損失が大きく不確定な泡混合装置ｍなどを通るため設計値に対して誤差の大きなノズル圧となり、安定した発泡性能および消火性能を得られなかった。

しかし、本発明のように圧力抽出先を、泡混合装置３と、例えば高膨張泡発生機１の図示しないノズルとの間に位置づけるように設けると、泡混合装置３の後の圧力を一定にするものなので、安定で設計値に近く誤差の小さなノズル圧力を得ることができるため、所期の発泡性能および消火性能を得ることができる泡消火設備が得られる。

例えば、圧力抽出配管Ｐ１２の圧力抽出先を、図１において泡混合装置３の二次側である泡消火剤水溶液を送水する配管Ｐ４に設けてもよく、また、分岐管Ｐ５に位置づけると、更によい上記効果が得られる。また、選択弁１２の二次側やノズル直近に位置づけてもよく、この場合、ノズルに近づける程ノズル圧の安定度、調圧精度はより高いものとなる。
なお、上記実施例２では、泡混合装置のタイプを隔膜式の泡原液消化薬剤タンクを付属したものを使用したが、他のタイプの泡混合装置を使用してもよい。

なお、選択弁１２は上記実施例では高膨張泡発生機１の直近にしたが、そうではなく、例えば複数の高膨張泡発生機１を防火区画グループに分けて、グループごとの共通配管を各一本にまとめるよう配管を系統づけて、そのグループごとにまとめた配管に対応して一つずつ選択弁を設けるようにしてもよい。

また、選択弁１２の代わりに手動の開閉弁、又は、動作や流量の試験時に流路を切り換えるための切換試験弁を配設してもよい。また、これら弁を外し、泡混合装置とノズルの間の配管には何も配設しなくてもよい。

また、上記では圧力抽出配管Ｐ１２の圧力抽出先を泡混合装置３の二次側としたが、泡混合装置の代わりに他の弁や他の流体機器としてもよい。

この発明の第１の実施例に係る泡消火設備の全体構成を示す系統図である。 従来例の泡消火設備の全体構成を示す系統図である。

符号の説明

１ 高膨張泡発生機
１１ 点検用扉
１２ 選択弁
１３ 選択弁
２１ 吸気ダンパー
２２ 排気ダンパー
２３ ダンパー扉
３ 泡混合装置
３１ 泡原液注入口
４ 泡原液消火薬剤タンク
４１ 隔膜
４２ 原液室
４３ 水室
５ ガスボンベ
５１ 容器弁ソレノイド
６ 減圧弁
ａ２ 蓄圧室
ａ３ 一次室
Ｂ 倉庫
ｂ２ 一次室
ｂ３ パイロット圧力室
ｃ２ 二次室
ｃ３ フラム室
ｄ３ ダイヤフラム
Ｇ１ ガスパイプ
ｈ０ 小孔
ｈ２ 弁孔
ｈ３ 弁孔
Ｌ 信号線
ｍ 泡混合装置
Ｐ 加圧装置
Ｐ１ 主管
Ｐ１１ 配管
Ｐ１２ 圧力抽出配管
Ｐ２ 一次側配管
Ｐ２１ 配管
Ｐ３ 二次側配管
Ｐ４ 水溶液配管
Ｐ５ 枝管
ＰＳ ピストン
Ｒ２ ロッド
Ｒ３ ロッド
Ｓ２ バネ
Ｓ３ 圧力設定バネ
Ｖ１ 逆止弁
Ｖ２ 調圧弁
ｖ２ 主弁体
Ｖ３ 調圧パイロット弁
ｖ３ 弁体
Ｖ４ 起動弁
Ｖ４ｍ 遠隔起動弁

Claims (2)

1. 調圧弁と、この調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、
   前記調圧弁の二次側に接続され泡原液注入口を有する泡混合装置と、
   泡原液消火薬剤タンクとを有し、
   この泡原液消火薬剤タンクが、
   前記泡混合装置の泡原液注入口に接続し泡原液消火薬剤が貯蔵される隔膜の一方の室と、前記泡混合装置の一次側に接続する隔膜の他方の室を備えたこと
   を特徴とする泡消火設備。
2. 調圧弁と、圧力抽出配管を有しこの調圧弁を制御する調圧パイロット弁と、
   前記調圧弁の二次側に接続される泡混合装置と、
   この泡混合装置の二次側に設けられたノズルと、
   を備えた泡消火設備において、
   前記圧力抽出配管の圧力抽出先を泡混合装置と前記ノズルの間に位置づけたことを特徴とする泡消火設備。
   

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