JP2008279004A - 予作動式流水検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一次側配管から二次側配管へ水を補給する際に、二次側配管内に充填される水の圧力を調圧可能であり、さらに点検やメンテナンス時において付帯機器の誤作動によって設備の機能に支障をきたすおそれのない予作動式流水検知装置の提供。
【解決手段】 流水検知装置の一次側と二次側を連通するバイパス配管上にオリフィスを有する調圧配管と、常時閉止状態にある手動弁が設置された二次側への導水用の二次側給水配管を並列に設け、該２つの配管の合流部に常時閉止された電動弁を設置した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、予作動式流水検知装置に関するものである。

予作動式流水検知装置は、予作動式スプリンクラー設備の配管上に設置されるものであり一次側が水源を有する一次側配管に接続され、二次側はスプリンクラーヘッドが設置された二次側配管に接続されている。予作動式流水検知装置の内部の弁体は常時閉止されており、スプリンクラーヘッドの近傍に設置された火災感知器の作動信号により弁体が開放される構造になっている。

そのため、スプリンクラーヘッドが非火災時に誤って作動しても、二次側配管内の流体が放出するだけであり、特に二次側配管内に空気や不燃ガスを充填している場合には室内の家具や備品等に実質的な被害が及ばないことから、美術館や精密機械等が設置される場所に有効なものである。しかしながら、二次側配管に充填される気体は時間の経過とともに僅かながら減圧してくるので、充填される気体を元の圧力範囲まで補充する必要があることからコンプレッサー等の供給機器が必要となり設備コストが高額となるものであった。

対して、二次側配管内に水を充填した場合、スプリンクラーヘッドが誤作動した場合に水が放出されるが、その量は二次側配管内の水だけであり限られた量であるので水損被害はある程度低減できる。また二次側配管内に充填する水は水源を有する一次側配管から容易に供給することができ、上記の二次側配管が気体の場合と比較して設備にかかるコストが少なくで済むことから近年注目されている消火設備である。

従来の二次側配管内に水が充填されている予作動式スプリンクラー設備は、スプリンクラーヘッドが設置されている二次側配管の圧力を水源を有する一次側の圧力よりも低く設定しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載された開放弁は、常時弁体が閉じられており火災感知器の作動によって弁体が開放される。

該開放弁は、二次側の圧力を一次側の圧力よりも低くするために、二次側配管への水の補給を開放弁の一次室から二次室へ連通する調圧配管を設け、該調圧配管上に二次室の圧力を検出可能な圧力スイッチに連動して開閉する電動弁を設けている。具体的には二次室側の圧力降下が圧力スイッチによって検出されると電動弁が開き、一次室の水が調圧配管を通って二次室に流れる。二次室側の圧力が回復すると電動弁が閉止される構造となっている。

特許 第３８８４１４６号公報

上記の予作動式流水検知装置は、一次室から二次室に水を供給可能な調圧配管が２系統設けられていることで、弁周囲に２系統分の配管を設けるスペースが必要となるものであった。

また、予作動式流水検知装置の弁箱周囲には弁箱内と連通している配管や、該配管上に設けられたバルブ等の付帯機器が多数設置されており、点検やメンテナンス時に前記バルブや機器を誤って操作してしまった場合には、館内に火災警報が出力されてしまうことや、二次側配管に設定圧力以上の圧力を印加してしまうおそれがあり、作業者はバルブや機器の操作に細心の注意を払って作業を行っていた。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、一次側配管から二次側配管へ水を補給する際に、二次側配管内に充填される水の圧力を調圧可能とし、さらに点検やメンテナンス時において付帯機器の誤作動によって設備の機能に支障をきたすおそれのない予作動式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、弁箱内が隔壁により一次側と二次側に分けられ、該隔壁上に穿設された連通穴が弁体により常時閉止されており、二次側にはスプリンクラーヘッドが設けられた配管が接続され、該スプリンクラーヘッドの近傍に設置された火災感知器が、コントロール装置に接続されており、前記火災感知器が作動してコントロール装置に入力される信号により弁体が開放され、弁体が開放した際に流水信号を発生可能な流水信号発生手段を備えた予作動式流水検知装置において、
一次側と二次側を連通するバイパス配管上にオリフィスを有する調圧配管と、常時閉止状態にある手動弁が設置された二次側への導水用の二次側給水配管を並列に設け、該２つの配管の合流部に常時閉止された電動弁が設置されている予作動式流水検知装置である。

請求項２記載の発明は、前記電動弁が、二次側の圧力が第１の圧力値以下となった際に開放され、開放後に二次側の圧力が第１の圧力値より高い第２の圧力以上になると閉止される請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項３記載の発明は、前記電動弁の口径が、二次側給水配管の口径以上である請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項４記載の発明は、前記電動弁が、流水検知装置付近に設けられたスイッチ手段により開放可能である請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項１記載の発明によれば、二次側に充水を行う場合には二次側供給配管上の手動弁を開いて、さらに電動弁を開放することで一次側の水を二次側へ供給することが可能となる。また二次側供給配管と並列に設けられた調圧配管にはオリフィスが設けられており、調圧時には少量の水が一次側から二次側へ供給されるので二次側配管内の圧力を精度よく調圧することが可能となる。

上記において、二次側供給配管と調圧配管を並列に設けて、合流部に電動弁を設けたことで二次側の調圧時は電動弁を開くことで二次側へ給水が行われ、メンテナンス後に二次側へ充水を行う場合には、手動弁と電動弁を開くことで調圧時と比較して短時間で充水を行うことができる。

また、手動弁と電動弁の２つを開放しないと二次側配管に水が流入しない構成としたことで、点検やメンテナンス時において操作に不慣れな作業者が誤って手動弁を開いてしまっても、電動弁が閉じているので二次側配管に水が流入することはなく、二次側配管側の機能に支障をきたさないように配慮されているものである。

請求項２記載の発明によれば、第１の圧力値と第２の圧力値の範囲内で調圧を行うことが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、電動弁の口径が、二次側給水配管の口径以上であることから二次側給水配管を通過して二次側へ供給される水の損失を抑えることができる。

請求項４記載の発明によれば、電動弁は流水検知装置付近に設けられたスイッチ手段により開放可能としたことで、二次側供給配管を通して二次側へ充水を行う際にコントロール装置が流水検知装置から離れた場所に設置されていてもスイッチ手段によって、その場で電動弁を開放させることが可能となる。

第１の圧力値と第２の圧力値の範囲内で調圧を行うために、圧力検知手段を設けて、該圧力検知手段が前記圧力範囲を超えた際に信号がコントロール装置に出力され、コントロール装置から電動弁に開閉信号が出力される構成にしてもよい。あるいはコントロール装置を介さずに直接圧力検知手段と電動弁を接続することも可能である。

以下、この発明の実施例について図１から図３を参照して説明する。図１は本実施例の予作動式流水検知装置が設置されたスプリンクラー設備の配管系統図、図２は本実施例の予作動式流水検知装置の断面図、図３は図２において火災感知器が作動した場合をあらわす。

本発明の予作動式流水検知装置が設置されたスプリンクラー設備は図１に示すように、水源１、ポンプ２、予作動式流水検知装置３、スプリンクラーヘッド４、火災感知器５、コントロール装置６から構成される。これらの構成品は配管によって接続され、常時閉止状態の開放弁３を境に一次側配管７Ａと二次側配管７Ｂに分けられ、一次側配管７Ａおよび二次側配管７Ｂ内には消火水が充填されている。

水源１は、消火水を備蓄しておく水槽である。ポンプ２は火災時に水源１の消火水を作動したスプリンクラーヘッドまで送水する加圧送水装置であり、一次側配管７Ａに設置されている圧力タンク８の圧力値が所定圧力以下になるとポンプ２が起動される。

予作動式流水検知装置３は図２に示すように内部が隔壁９によって一次室Ｉと二次室ＩＩに分けられている。隔壁９には一次室Ｉと二次室ＩＩを連通する連通口１０が開けられており、連通口１０は有底円筒型の弁体１１および弁体１１の背面に設置され、連通口１０側に付するバネ１２により閉塞されている。

弁体１１の側面は弁箱の内壁に沿って摺動可能である。弁体１１の背面には弁体１１と弁箱の内壁とによって制御室１３という空間が形成されており、該制御室１３内に消火水を流入・排出することで、弁体１１が弁箱内壁に沿って摺動し、連通口１０の開放・閉止が可能となる。

制御室１３には接続口１４、１５が設置されており、接続口１４は一次室Ｉと接続している配管が設置されている。該配管上には、逆止弁１６が設置されており、逆止弁１６によって制御室１３内の水が一次室Ｉへ流れないようにしている。上記より一次室Ｉと制御室１３は同圧状態となっている。

制御室１３の接続口１５には、排水管が接続され、該配水管上には常時閉止状態の電動弁１７が設置されている。該電動弁１７はスプリンクラーヘッド４の近傍に設置されている火災感知器５の作動によって開放されるものである。電動弁１７が開放されると制御室１３内の水は排出され、弁体１１が連通口１０から離れて一次室Ｉと二次室ＩＩが連通可能な状態となる。

弁体１１が着座している隔壁９の内部には環状の空間が形成されておりこれを中間室１９と呼ぶ。弁体１１の着座面から中間室１９へは図示しない複数の穴が穿設されており、弁体１１が開放した際に該穴から中間室１９に水が流れ込む。中間室１９には外部に通じる配管１９Ａが接続されており、該配管１９Ａ上には中間室１９内の圧力上昇によって作動する警報スイッチ１９Ｂが接続されている。配管１９Ａの末端は排水管１９Ｃに接続されており大気開放されている。

二次室ＩＩ内に充填された水の圧力は一次室Ｉよりも低圧となっており、二次室ＩＩには弁箱外部に設けたバイパス配管２０によって一次室Ｉから二次室ＩＩに給水が行われる。

一方、一次室Ｉから二次室ＩＩへ連通可能に設けられたバイパス配管２０には、常時閉止状態の電動弁２１が接続されている。また、電動弁２１より二次側のバイパス配管２０上には二次室ＩＩ側の圧力を検出する圧力検出手段２２が設置されている。

該圧力検出手段２２からの信号をもとに電動弁２１は開閉制御され、二次室ＩＩ側の圧力を所定範囲内に維持可能となっている。電動弁２１と圧力検出手段２２とはコントロール装置６に接続され、該コントロール装置６を介して信号の送受信を行っている。

コントロール装置６が予作動式流水検知装置から離れた場所に設置されている場合には、コントロール装置６と電動弁２１の間に図示しないスイッチ手段を設けることも可能であり、該スイッチ手段によって予作動式流水検知装置の付近で電動弁２１の開閉操作を可能にすることができる。

また、電動弁２１と圧力検出手段２２とを直接接続することも可能である。さらに電動弁２１の開閉状態をリミットスイッチにより検出してコントロール装置６に出力することも可能である。

電動弁２１より一次室Ｉ側のバイパス配管２０は２つに分岐されており、一方の配管である調圧配管にはオリフィス２３が設置され、他方の配管である二次側供給配管には常時閉止状態にある手動弁２４が設置されている。手動弁２４の口径は電動弁２１の口径と同じかそれよりも大径なものを設置する。

通常、電動弁２１のみが開放された場合、一次室Ｉ内の水はオリフィス２３を通過して二次室ＩＩに流れ込む。オリフィス２３を介することで二次室ＩＩ側へ流れる水量が抑えられ、二次室ＩＩ側の圧力値の制御を精度よく行うことが可能となる。

一方、手動弁２４および電動弁２１を開放すると、一次室Ｉの水は主に手動弁２４を通過して二次室ＩＩ側に流れ込む。手動弁２４の口径はオリフィスと比較して大径であるため、大量の水が流れることになる。そのため、手動弁２４を介して二次室ＩＩ側に水を供給する場合は、メンテナンス等で二次室ＩＩ側の水抜きをした後、再び充水を行う際に利用するとオリフィス２３側から給水する場合と比較して時間短縮が可能となる。

スプリンクラーヘッド４は、予作動式流水検知装置３の二次室ＩＩ側に接続された二次側配管７Ｂの末端に設置されるものである。スプリンクラーヘッド４は火災の熱によって作動し、火災時には内部の弁体が開放されて二次側配管７Ｂ内の水を放出し、消火を行うものである。

火災感知器５は、火災の熱や煙等を感知して火災信号を出力するものである。該火災信号はコントロール装置６に入力され、前述のように電動弁１７を開放する。火災感知器５の作動温度はスプリンクラーヘッド４の作動温度よりも低いものを使用するのが好ましい。

続いて、上記実施例の作動について説明する。

平時において、予作動式流水検知装置３の弁体１１は閉止状態にあり、二次室ＩＩ内の圧力は一次室Ｉ内の圧力より低圧となっており、さらに前述の電動弁２１と圧力検出手段２２によって二次室ＩＩ側の圧力値は所定範囲内に維持されている。

火災が発生すると、火災感知器５が火災を感知して火災信号がコントロール装置６に出力され、コントロール装置６によって電動弁１７が開放される。電動弁１７が開放したことで、制御室１３内の水は接続口１５から排水管へ流れ出て、制御室１３内の圧力が減少する。

制御室１３内の圧力が減少すると、弁体１１は図中右方向に移動して弁体１１が開放され、一次室Ｉの水が連通口１０を通過して二次室ＩＩ内に流入する。これにより一次室Ｉ内と二次室ＩＩ内の圧力は同圧となる。弁体１１が着座面から離れて移動したことにより中間室１９内に水が流入し、中間室１９から配管１９Ａを通り警報スイッチ１９Ｂに水の圧力が印加されると、警報スイッチ１９Ｂが作動され、流水信号を出力する。

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、二次室ＩＩと接続された二次側配管７Ｂ内の水が作動したスプリンクラーヘッド４から放出されて室内に均一に散布される。スプリンクラーヘッド４より散布された水によって消火が行われる。

次に、スプリンクラーヘッド４が誤作動した場合について説明する。

非火災時にスプリンクラーヘッド４が作動すると、二次側配管７Ｂ内の水が作動したスプリンクラーヘッド４から放出される。ここで、予作動式流水検知装置３の弁体１１は閉止した状態なので、二次側配管７Ｂへ大量の水が供給されることはない。しかしながら、二次側配管７Ｂ内の圧力が低下したことを圧力検知手段２２が検知して電動弁２１を開くので、バイパス配管２０から一次室Ｉの水がオリフィス２３を通過して二次室ＩＩ側へ流出する。

圧力検知手段２２は、二次室ＩＩ側の圧力が所定圧力範囲まで回復すると電動弁２１を閉止するのであるが、スプリンクラーヘッド４が作動しているので、二次室ＩＩ側の圧力は所定圧力範囲まで回復しない。コントロール装置６は、電動弁２１の開放状態が所定時間以上経過した場合に、異常信号を出力して管理人等に異常が発生したことを伝える。

続いて、火災感知器５よりもスプリンクラーヘッド４が先に作動した場合について説明する。

火災によりスプリンクラーヘッド４が作動して、予作動式流水検知装置３の二次室ＩＩ側の水がスプリンクラーヘッド４から放出されるまでは前述と同様である。スプリンクラーヘッド４の作動に続いて火災感知器５が作動すると、予作動式流水検知装置３の弁体１１が開放されて一次室Ｉから二次室ＩＩへ水が供給されると共に中間室１９にも水が流入して、警報スイッチ１９Ｂより流水信号が出力される。

弁体１１が開放されたことで一次室Ｉから二次室ＩＩに水が供給され、作動したスプリンクラーヘッド４から連続して水が放出して室内に均一に散布され火災を消火する。

予作動式流水検知装置が設置されたスプリンクラー設備の配管系統図 予作動式流水検知装置の断面図 図２において火災感知器が作動した場合

符号の説明

１ 水源
２ ポンプ
３ 予作動式流水検知装置
４ スプリンクラーヘッド
５ 火災感知器
６ コントロール装置
７Ａ 一次側配管
７Ｂ 二次側配管
８ 圧力タンク
９ 隔壁
１０ 連通口
１１ 弁体
１２ バネ
１３ 制御室
１４、１５ 接続口
１６ 逆止弁
１７ 電動弁
１９ 中間室
１９Ａ 配管
１９Ｂ 警報スイッチ
１９Ｃ 排水管
２０ バイパス配管
２１ 電動弁
２２ 圧力検知手段
２３ オリフィス
２４ 手動弁

Claims (4)

1. 弁箱内が隔壁により一次側と二次側に分けられ、該隔壁上に穿設された連通穴が弁体により常時閉止されており、二次側にはスプリンクラーヘッドが設けられた配管が接続され、該スプリンクラーヘッドの近傍に設置された火災感知器が、コントロール装置に接続されており、前記火災感知器が作動してコントロール装置に入力される信号により弁体が開放され、弁体が開放した際に流水信号を発生可能な流水信号発生手段を備えた予作動式流水検知装置において、
   一次側と二次側を連通するバイパス配管上にオリフィスを有する調圧配管と、常時閉止状態にある手動弁が設置された二次側への導水用の二次側給水配管を並列に設け、該２つの配管の合流部に常時閉止された電動弁が設置されていることを特徴とする予作動式流水検知装置。
   
2. 前記電動弁は、二次側の圧力が第１の圧力値以下となった際に開放され、開放後に二次側の圧力が第１の圧力値より高い第２の圧力以上になると閉止されることを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
   
3. 前記電動弁の口径は、二次側給水配管の口径以上であることを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
   
4. 前記電動弁は、流水検知装置付近に設けられたスイッチ手段により開放可能であることを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
   

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