JP2007330394A

JP2007330394A - スプリンクラ消火設備

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Publication number: JP2007330394A
Application number: JP2006163815A
Authority: JP
Inventors: Takuya Otagaki; 卓也太田垣
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: JP4805032B2

Abstract

【課題】規定放水圧力の設定を建物の最上階に基準すると、下階（特に落差が大の高層建築物）に設置されているスプリンクラヘッドにおける放水圧力は規定放水圧力より高くなってしまう。安価の設備で加圧送水装置の送水圧力を調整して、下階のスプリンクラヘッドでも規定放水圧力で放水できる。
【解決手段】
落差により低層部系統のスプリンクラヘッドの放水圧力が規定放水圧力を超える場合、その系統に対応するパイロット弁の設定開通圧力を該系統に最適となる放水圧力に調整すれば、排水弁がパイロット弁の作動によって所定の開度で開放され、消火用水の一部が排水される。よってポンプの送水圧力を所定値に調整することができ、低層部における落差があってもスプリンクラヘッドは規定放水圧力で放水することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スプリンクラ消火設備、特にスプリンクラ消火設備における消火用水の放水圧力制御に関するものである。

従来のスプリンクラ消火設備では、スプリンクラヘッドに加圧送水するポンプは、建物の最上階のスプリンクラヘッドが規定放水圧力（例えば８０Ｌ／ｍｉｎの消火用水が放水されるときに０．１ＭＰａ）であるように設計されている。規定圧力で放水する一つ理由は、この圧力でスプリンクラヘッドより放出する微粒子状の消火用水が火災を消すことに当たってもっとも効率的である。すなわち、直径１．５〜２．０ｍｍ前後の水滴の消火効率がよく、かかる水滴の割合をもっとも多くするためには、放水圧力は０．０５〜０．４５ＭＰａ範囲の低い水圧で放水するのが効果的であることが判明されている。ところで、規定放水圧力の設定を建物の最上階に基準すると、下階（特に落差が大の高層建築物）に設置されているスプリンクラヘッドにおける放水圧力は規定放水圧力より高くなってしまう。例えば０．４６ＭＰａ以上の高い放水圧力では、１．５ｍｍ未満のごく微小な水滴量が増えてあえて火災を抑制する力が弱くなり、また、１ＭＰａ以上の過大水圧では、消火されても多大の水損を被る恐れがある。

従来では、スプリンクラヘッドやノズル等における放水圧力が規定放水圧力を超える場合、（１）ブースターポンプを設置して放水系統を分離する方法、（２）減圧弁を設置する方法、（３）ポンプモータの回転速度を調節する方法により、放水圧力の制御を行っていた。（例えば、特許文献１）。
特開平５−８４３２２号公報

ところで、従来の放水圧力制御方法は、コスト面や設備の設置スペース確保の点において問題がある。例えば、ブースターポンプの設置は、２台以上のポンプが必要であり、減圧弁の設置は各階に減圧弁を取付けなければならず、また、ポンプモータの回転速度を調整する方法は、ポンプモータを改造しなければならないなど、コスト面にはデメリットがある。

本発明は、上記事情に鑑み、加圧送水装置の送水圧力を制御するために、排水弁と、排水弁の開閉を制御し、圧力設定可能なパイロット弁を給水本管から分岐して設置する。そしてパイロット弁をスプリンクラヘッドの開放位置信号に連動させ、加圧送水装置の送水圧力をスプリンクラヘッドの開放位置に合わせて排水弁の排水により調整することによって、スプリンクラヘッドの放水圧力を制御する。排水弁やパイロット弁は安価なもののため、設備コストの低減を実現することができる。

この発明は、給水本管から分岐される複数の分岐配管にそれぞれスプリンクラヘッドを設けて、火災発生に伴い上記スプリンクラヘッドが開放して、加圧送水装置により開放されたスプリンクラヘッドから消火用水を放水するスプリンクラ消火設備において、上記給水本管から分岐され設けられた排水弁と、該排水弁を所定の開度に開閉制御し、上記各スプリンクラヘッドに対応する複数のパイロット弁と、該パイロット弁を起動し、該パイロット弁に対応して設けられる複数のモータバルブと、該モータバルブを開閉制御し、該モータバルブに対応して設けられる複数の中継器とを有し、上記パイロット弁は圧力調整手段を備え、該圧力調整手段により上記開放されたスプリンクラヘッドの開放位置と合わせてパイロット弁を開通せしめ、該パイロット弁からの流水によって上記排水弁を所定の開度で開放させ、上記開放されたスプリンクラヘッドから所定の放水圧力で放水することを特徴とする。

また、給水本管から分岐される複数の分岐配管にそれぞれスプリンクラヘッドを設けて、火災発生に伴い上記スプリンクラヘッドが開放して、加圧送水装置により開放されたスプリンクラヘッドから消火用水を放水するスプリンクラ消火設備において、上記各スプリンクラヘッドに対応し、上記給水本管から分岐され設けられた複数の排水弁と、該排水弁を所定の開度に開閉制御し、上記各排水弁に対応する複数のパイロット弁と、該パイロット弁を起動し、該パイロット弁に対応して設けられる複数のモータバルブと、該モータバルブを開閉制御し、該モータバルブに対応して設けられる複数の中継器とを有し、上記パイロット弁は圧力調整手段を備え、該圧力調整手段により上記開放されたスプリンクラヘッドの開放位置と合わせてパイロット弁を開通せしめ、該パイロット弁からの流水によって上記排水弁を所定の開度で開放させ、上記開放されたスプリンクラヘッドから所定の放水圧力で放水することを特徴とする。

本発明によれば、落差で放水圧力が規定圧力以上となる系統において、パイロット弁により所定の圧力で排水弁の開閉が行われ、加圧送水装置の一部送水が排水弁に流出され送水圧力の調整ができる。そしてパイロット弁と開放されたスプリンクラヘッドの開放位置を連動することによって、送水圧力はスプリンクラヘッドが規定放水圧力になるように供給でき、火災を消すことに当たってもっとも効率的である。また、パイロット弁および排水弁は安価の機器であるため、設備のコストを低減することができる。

この発明を実施するための実施形態を図１に示し、以下このスプリンクラ消火設備の構成及び作動の手順を簡単に説明する。

実施形態１
図１は本発明に関わるスプリンクラ消火設備１００の系統図である。

このスプリンクラ消火設備１００は、例として系統１（建物の高層部）と系統２（建物の低層部）が分かれている。ここで、低層部の系統２で放水されるスプリンクラヘッドの放水圧力は、例えば規定放水圧力０．１ＭＰａを超えているものとする。

系統１に係わる消火設備は、加圧送水装置としてのポンプ１と、消火用水を備蓄する水槽２と、ポンプ１により水槽２内の消火用水を建物に送り込む給水本管３と、給水本管３から各階に分岐される分岐配管１１と、各階に設置されているスプリンクラヘッド１３と、スプリンクラヘッド１３が放水するとその流水を検知する流水検知装置１２と、流水検知装置１２の作動信号を受信処理する火災受信機７と、で構成されている。なお、スプリンクラヘッド１３は、図面上１つしか示していないが、各フロアの形状や用途に応じて必要数が設置される。

給水本管３から分岐された排水用分岐配管には、排水弁４が取付けられている。図２は排水弁４の詳細を示している。図のように弁体Ｔは常時に給水本管３からの水圧に押さえられて、排水弁４が閉鎖しているが、導水管Ｄ内の水圧が高まると、ピストンＰが上昇され、それとともに弁体Ｔが上昇して、排水弁４が開放する。排水弁４が開放すると給水本管３の一部消火用水がこの排水弁４から流出され、ポンプ１の送水圧力を調整することができる。

一方、排水弁４の開閉制御はその排水弁４と併設されているパイロット弁１７およびモータバルブ１６により行われ、モータバルブ１６の開閉は中継器１５によって制御される。図３はパイロット弁１７の内部構造であり、図に示すように、パイロット弁１７は一次側ｄ（モータバルブ１６と連結）と二次側Ｄ（排水弁４の導水管Ｄと連結）を有しているが、通常はスプリングＳの弾力で弁体ｔが弁座Ｚを着弁して上記一次側ｄと二次側Ｄが不通となっている。ところで一次側ｄの水圧がスプリングＳの弾力を抗して所定の圧力を超えると、弁体ｔが弁座Ｚから離れ、一次側ｄと二次側Ｄが開通して、すなわちモータバルブ１６から流れてくる水が排水弁４の導水管Ｄに加圧して、排水弁４を開放させる。

ここで、スプリングＳ上方のノブＮは圧力調整手段として、スプリングＳの弾力を調整でき、パイロット弁１７の流量によって排水弁４のピストンＰを上昇させ、弁体Ｔを所定の開度に開放させて、排水弁４の開放を対応しているスプリンクラヘッド１３が規定放水圧力になるように調整することができる。

なお、中継器１５は、火災受信機７に制御され、パイロット弁１７と対応している。すなわち、スプリンクラヘッド１３の開放に伴って流水検知装置１２が作動すると、火災受信機７がこの作動信号を受信して、中継器１５にモータバルブ１６を開放しパイロット弁１７に通水するように命令を送り出す。

一方、系統２に係わる消火設備は、系統１と同様であり、系統１と共通するポンプ１、給水本管３、火災受信機７等設備以外に、系統２用の分岐配管２１と、流水検知装置２２と、スプリンクラヘッド２３と、中継器２５と、モータバルブ２６と、パイロット弁２７と、を有している。

以下、このスプリンクラ消火設備１００が作動する手順を簡単に説明する。

まず、系統１（高層部）に火災が発生する場合を説明する。

系統１に火災が発生すると、スプリンクラヘッド１３が開放し、消火用水が規定放水圧力、例えば０．１ＭＰａでスプリンクラヘッド１３から放出される。系統１内に設けられた流水検知装置１２が流水信号を火災受信機７に送信して、中継器１５を介してモータバルブ１６を開放させる。次に、ポンプ１が運転し始め、給水本管３に消火用水を送出する。このとき、モータバルブ１６が中継器１５の信号により開放されたため、パイロット弁１７が消火用水に加圧される。ここで、パイロット弁１７の設定開通圧力は系統１のスプリンクラヘッド１３が規定放水圧力で放水するように予めに調整されている。例えばパイロット弁の設定圧力を１．６ＭＰａとすると、消火用水は１．６ＭＰａに達すれば、パイロット弁１７が開通され、消火用水が導水管Ｄを介して排水弁４に流れ込み、排水弁４が開放される。

排水弁４が開放すると、給水本管３の一部の消火用水が排水され、ポンプ１の送水圧力が所定の１．６ＭＰａの圧力に維持される。その結果、系統１のスプリンクラヘッド１３が０．１ＭＰａの規定放水圧力をキープして放水し続ける。

次に、系統２（低層部）に火災が発生する場合を説明する。

系統２に火災が発生すると、スプリンクラヘッド２３が開放し、消火用水が規定放水圧力、例えば０．１ＭＰａで放出される。系統２内に設けられた流水検知装置２２が流水信号を火災受信機７に送信して、中継器２５を介してモータバルブ２６を開放させる。次に、ポンプ１が運転し始め、給水本管３に消火用水を送り込む。そのとき、モータバルブ２６が中継器２５の信号により開放されたため、パイロット弁２７が消火用水に加圧される。ここで、パイロット弁２７の設定圧力は系統２のスプリンクラヘッド２３が規定放水圧力で放水するように予めに設定され、例えば１．２ＭＰａを設定されていたため、消火用水は１．２ＭＰａに達すると、パイロット弁２７が開通され、消火用水が排水弁４に流れ込み、排水弁４が開放される。

排水弁４が開放すると、給水本管３の一部の消火用水が排水され、ポンプ１の送水圧力を所定の１．２ＭＰａの圧力に維持される。その結果、系統２のスプリンクラヘッド２３が０．１ＭＰａの規定放水圧力をキープして放水し続けることができる。

ここで、建物の高層に系統１、低層の系統２と対応するパイロット弁１７、２７の設定圧力を、それぞれ１．６ＭＰａと１．２ＭＰａとを記載したが、これに限定することがなく、例えば建物最上階系統の場合には、ポンプ１の送水圧力は最上階のスプリンクラヘッドが規定放水圧力で放水できるように設定されるので、この場合最上階系統用のパイロット弁は不要で、排水でポンプの送水圧力を調整することは省略できる。

このようにして、落差により低層部系統のスプリンクラヘッドの放水圧力が規定放水圧力を超える場合、その系統に対応するパイロット弁の設定開通圧力を該系統に最適となる放水圧力に調整すれば、排水弁がパイロット弁の作動によって所定の開度で開放され、消火用水の一部が排水される。よってポンプの送水圧力を所定値に調整することができ、低層部における落差があってもスプリンクラヘッドは規定放水圧力で放水することができる。

この実施形態１では、建物の高層または低層に設置されたスプリンクラヘッド１３または２３が、落差があっても所定の放水圧力で放水することができる。この場合、複数の系統があっても排水弁４は１台のみで対応することができ、排水弁４、パイロット弁１７、２７は安価の機器であるため、大掛かりの設備投資は不要であり、コストの低減を実現することができる。

実施形態２
実施形態２は、使用する排水弁およびパイロット弁の組み合わせが実施形態１と異なるが、それ以外は実施形態１と同様である。

図４に示すように、スプリンクラ消火設備２００では、給水本管３から分岐された排水用分岐配管に設けられた排水弁４１と、パイロット弁１７０と、モータバルブ１６と、モータバルブ１６の付属設備一斉開放弁１６ａと、中継器１５と、が系統１に対応している。また、給水本管３から分岐された排水用分岐配管に設けられた排水弁４２と、パイロット弁２７０と、モータバルブ２６と、モータバルブ２６の付属設備一斉開放弁２６ａと、中継器２５と、が系統２に対応している。

例えば系統１のスプリンクラヘッド１３が開放すると、系統１の流水検知装置１２が作動して、作動信号を火災受信機７に送信する。そして火災受信機７が系統１に対応する中継器１５を介してモータバルブ１６に開放するように送信する。モータバルブ１６の開放に伴い一斉開放弁１６ａが開放し、消火用水はパイロット弁１７０の設定圧力、例えば１．６ＭＰａに達すると、パイロット弁１７０が開通され、消火用水は導水管Ｄ１を介して排水弁４１に流れ込み、排水弁４１が所定の開度で開かれる。排水弁４１が開放すると、給水本管３の一部消火用水が排水弁４１により排水され、スプリンクラヘッド１３が規定放水圧力で放水することができる。

また、系統２のスプリンクラヘッド２３が開放する場合、系統２の流水検知装置２２が作動して、作動信号を火災受信機７に送信する。そして火災受信機７が系統２に対応する中継器２５を介してモータバルブ２６に開放するように送信する。モータバルブ２６の開放に伴い一斉開放弁２６ａが開放し、消火用水はパイロット弁２７０の設定圧力、例えば１．２ＭＰａに達すると、パイロット弁２７０が開通され、消火用水は導水管Ｄ２を介して排水弁４２に流れ込み、排水弁４２が所定の開度で開かれる。排水弁４２が開放すると、給水本管３の一部消火用水が排水弁４２により排水され、スプリンクラヘッド２３が規定放水圧力で放水することができる。

この実施形態２では、建物の高層または低層に設置されたスプリンクラヘッド１３または２３が、落差があっても所定の放水圧力で放水することができる。この場合、系統ごとに排水弁で対応するので、複雑の系統があっても排水弁により給水本管３の排水ができる。また、排水弁４１、４２、パイロット弁１７０、２７０、モータバルブ１６、２６などは安価の機器であるため、大掛かりの設備投資は不要であり、コストの低減を実現することができる。

実施形態１に係わるスプリンクラ消火設備１００である。排水弁の詳細図パイロット弁の内部構造実施形態２に係わるスプリンクラ消火設備２００である。

符号の説明

１ポンプ
２水槽
３給水本管
４排水弁
７火災受信機
１１、２１分岐配管
１２、２２流水検知装置
１３、２３スプリンクラヘッド
１５、２５中継器
１７、２７パイロット弁
１００スプリンクラ消火設備
Ｄ導水管
Ｓスプリング
Ｎノブ

Claims

給水本管から分岐される複数の分岐配管にそれぞれスプリンクラヘッドを設けて、火災発生に伴い上記スプリンクラヘッドが開放して、加圧送水装置により開放されたスプリンクラヘッドから消火用水を放水するスプリンクラ消火設備において、
上記給水本管から分岐され設けられた排水弁と、該排水弁を所定の開度に開閉制御し、上記各スプリンクラヘッドに対応する複数のパイロット弁と、該パイロット弁を起動し、該パイロット弁に対応して設けられる複数のモータバルブと、該モータバルブを開閉制御し、該モータバルブに対応して設けられる複数の中継器とを有し、
上記パイロット弁は圧力調整手段を備え、該圧力調整手段により上記開放されたスプリンクラヘッドの開放位置と合わせてパイロット弁を開通せしめ、該パイロット弁からの流水によって上記排水弁を所定の開度で開放させ、上記開放されたスプリンクラヘッドから所定の放水圧力で放水することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
給水本管から分岐される複数の分岐配管にそれぞれスプリンクラヘッドを設けて、火災発生に伴い上記スプリンクラヘッドが開放して、加圧送水装置により開放されたスプリンクラヘッドから消火用水を放水するスプリンクラ消火設備において、
上記各スプリンクラヘッドに対応し、上記給水本管から分岐され設けられた複数の排水弁と、該排水弁を所定の開度に開閉制御し、上記各排水弁に対応する複数のパイロット弁と、該パイロット弁を起動し、該パイロット弁に対応して設けられる複数のモータバルブと、該モータバルブを開閉制御し、該モータバルブに対応して設けられる複数の中継器とを有し、
上記パイロット弁は圧力調整手段を備え、該圧力調整手段により上記開放されたスプリンクラヘッドの開放位置と合わせてパイロット弁を開通せしめ、該パイロット弁からの流水によって上記排水弁を所定の開度で開放させ、上記開放されたスプリンクラヘッドから所定の放水圧力で放水することを特徴とするスプリンクラ消火設備。