JP2009131660A - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】停滞水が給水用の配管内に流入することを防止する。
【解決手段】スプリンクラヘッド１７が接続された二次側配管１３と、二次側配管の基端側に設けられ、火災信号によって、二次側配管と水道本管１とを接続するように切り換えられる切換弁とを備えたスプリンクラ消火設備において、切換弁は、水道本管１の二次側に設けられた第１の三方弁３０と、二次側配管の基端側に設けられた第２の三方弁３１とから構成される。第１の三方弁３０と第２の三方弁３１とは接続配管３２を介して接続されている。
第１の三方弁３０は、火災時に、水道本管１と接続配管３２とを流路によって接続し、第２の三方弁３１は、排水配管１１と接続されるポート３１ｂを有し、火災消火後に、二次側配管１３内の停滞水を排水配管１１から排水する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スプリンクラ消火設備に関するものである。

従来、家庭用のスプリンクラ消火設備として、水道本管からの水道水を使用したスプリンクラ消火設備がある（例えば、特許文献１参照）。この家庭用のスプリンクラ消火設備には、いくつかの種類があり、一つには、スプリンクラ消火設備の配管内を、常時は充水させた湿式方式のものがある。このスプリンクラ消火設備では、配管内に水が停滞しないように、末端に給水栓を設ける必要がある。またスプリンクラヘッドの接続部分の継手内に水が停滞しないように、停滞水防水継手と呼ばれる特殊な継手を使用する必要がある。

特開平５−２９３１９５号公報

このように湿式方式のスプリンクラ消火設備では、死に水（または停滞水ともいう）を防止するための対策をしなければならない。これに対し、配管内を空配管として、火災時にのみ給水する乾式方式のものがあるが、乾式方式の場合、常時は配管内に水がないために、火災時に放水が遅れるという恐れがある。

本発明は、スプリンクラ配管内に充水させた水が給水用の配管内に流入することを防止できるスプリンクラ消火設備を得ること目的とするものである。

本発明は、スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、二次側配管の基端側に設けられ、火災信号によって、二次側配管と水道本管とを接続するように切り換えられる切換弁とを備えたスプリンクラ消火設備において、切換弁は、水道本管の二次側に設けられた第１の三方弁と、二次側配管の基端側に設けられた第２の三方弁とから構成され、第１の三方弁と第２の三方弁とは接続配管を介して接続されていることを特徴とするものである。

本発明は、第１の三方弁と第２の三方弁とを設けることで、消火用のスプリンクラ配管の系統と生活水用の給水配管との系統を完全に遮断できる。従って、二次側配管内に充水された水の給水配管への流入を完全に防止でき、特殊な継手を使用したりする必要がない。

また切換弁を三方弁で構成することにより、排水口を切換弁に一体に形成できる。また三方弁を使用することにより、切換弁の構造が簡単になる。

図１は、本発明の参考例１のスプリンクラ消火設備のシステム図である。 図２は、接点機構付きのスプリンクラヘッドの断面図である。 図３は、実施形態１のスプリンクラ消火設備のシステム図である。 図４は、参考例２のスプリンクラ消火設備のシステム図である。

参考例１
図１は本発明の参考例１のスプリンクラ消火設備のシステム図、図２は接点機構付きスプリンクラヘッドの断面図である。図において、１はスプリンクラ消火設備の給水源としての水道本管である。水道本管１には、一次側配管２が分岐して接続され、一次側配管２には、常時は開放した手動の止水弁３が設けられる。

４は、後述する逆止弁１８の一次側に設けられた切換弁としての四方弁である。四方弁４は４つのポート４ａ〜４ｄ及びポート間を接続する２つの流路５ａ、５ｂを有する弁である。四方弁４のポート４ａは、一次側配管２と接続されており、またポート４ｂは給水配管６と接続されている。通常時において、流路５ａによって、一次側配管２と給水配管６とが接続され、水道本管１の水が、住戸内の給水栓７に給水されるようになっている。なお、８及び９は給水配管６に設けた減圧弁及び量水器で、１１は量水器９の二次側に設けた、常時は開放された手動の二次止水弁である。

四方弁４のポート４ｃには、先端に排水口１１ａが形成された排水配管１１が接続されている。排水口１１ａは、常時は、大気に開放された状態にあり、ここではトイレのロータンク１２などに排水するように設けられている。このポート４ｃは排水口としての役割を果たし、必要に応じて排水配管１１は省略することも可能である。

四方弁４のポート４ｄには、消火用の配管としての二次側配管１３が接続される。二次側配管１３には、ヘッダ１４が接続され、このヘッダ１４には複数の、例えば樹脂製からなる可撓管１６（以下、樹脂管と呼ぶ）が接続可能である。なお図には１本の樹脂管１６だけが接続されている場合を示す。樹脂管１６の先端側には、住戸内の天井または壁面に設置される閉鎖型のスプリンクラヘッド１７が接続され、二次側配管１３（樹脂管１６も含む）内は、常時は充水されている。

二次側配管１３の基端側には、二次側配管１３内からの水の逆流を防止する逆止弁１８が設けられ、この逆止弁１８の一次側に排水口１１ａが設けられる。つまり、通常時においては、四方弁４の流路５ｂによって、排水配管１１と二次側配管１３とが接続されている。言い換えれば、逆止弁１８と排水口１１ａが接続され、逆止弁１８の一次側の水は排水口１１ａから排水されるようになっている。

四方弁４は、ボール弁であり、火災信号によって回転し、ポート間の接続を切り換えるようになっている。具体的には、火災信号によって、ポート４ａとポート４ｄを接続するように、流路５ｂを切り換える。そして、二次側配管１３の逆止弁１８と一次側配管２を接続し、水道本管１からの水をスプリンクラヘッド１７に供給するように構成される。

次にスプリンクラヘッド１７の構造について説明する。スプリンクラヘッド１７には、スプリンクラヘッド１７が動作する際に、動作信号を出力する接点機構２７が設けられている。図２はこの接点機構付きスプリンクラヘッド１７の一例を示した図面である。図において、２８は円筒状に形成された取付部材で、スプリンクラヘッド１７のフランジに固定されるものである。取付部材２８の下端にはフランジ２８ａが形成され、このフランジ２８ａに、カバー２５と半田で接着された係止バネ２９が係止している。

接点機構２７はカバー２５側に設けた磁石２７ａと、取付部材２８のフランジ２８ａ上に設けたリードスイッチ２７ｂとから構成されている。なお２７ｃはリードスイッチ２７ｂのリード線である。このスプリンクラヘッド１７は、カバー２５が落下した時に、動作信号を出力する。

図１にもどって、１９は制御盤で、スプリンクラヘッド１７の動作信号を受信した時に、火災と判断し、四方弁４に火災信号を出力し、四方弁４を回転させ、ポート間の切り換え接続を行うものである。なお火災発生時に、住戸の外に設けたドアホンにより必要に応じて火災表示をするようにしてもよい。

次に、二次側配管１３内を充水させる場合について説明する。まず四方弁４を９０度回転させて、ポート４ａとポート４ｄを流路５ｂによって接続する。これにより水道本管１からの水が一次側配管２を経由して、二次側配管１３内に供給される。二次側配管１３に供給された水が、樹脂管１６内に供給され、スプリンクラヘッド１７まで完全に充水されたら、四方弁４を元の状態に戻して、ポート４ｃとポート４ｄを流路５ｂによって接続し、二次側配管１３と排水配管１１を接続する。なお、二次側配管１３には図示しない圧力計が設けられ、この圧力計の値を監視することで、二次側配管１３内に充水されたことを知ることができる。もちろん圧力計の代わりに圧力センサを使用することもできる。

ここで、四方弁４の接続状態を切り換えることにより、逆止弁１８の一次側、つまり逆止弁１８と四方弁４の間にある水は排水配管１１を通って、排水口１１ａから排水されることになる。このように二次側配管１３の基端側に逆止弁１８を設けることで、二次側配管１３内に水を充水させた状態を維持することができる。二次側配管１３内を充水させることで、樹脂管１６の耐熱性の低さをカバーすることが可能となり、ヘッダ１４の二次側に樹脂管１６を使用できる。

また逆止弁１８の一次側は排水口１１ａと接続されるので、仮に逆止弁１８の弁体が開放して、二次側配管１３内の水が逆流したとしても、その水は排水口１１ａから排水され、給水配管６側に流入することはない。このように逆止弁１８の一次側は、常時、外部と開放された状態にあり、停滞水が全くないので、四方弁４が火災以外の原因で回転することがあっても、二次側配管１３に充水された水が給水配管６や一次側配管２に流入するということは生じない。

次に図１を使用して、本発明の参考例１のスプリンクラ消火設備のシステムの動作について説明する。まず火災が発生すると、熱気流によりスプリンクラヘッド１７のカバー２５が加熱され、カバー２５を固定している半田が溶融する。そうするとカバー２５が磁石２７ａと共に落下し、接点機構２７を構成するリードスイッチ２７ｂ（図２参照）の接点が閉じ、信号線Ｓを介して制御盤１９に動作信号を出力する。

制御盤１９は動作信号を受信すると、四方弁４に火災信号を出力し、逆止弁１８と水道本管１（一次側配管２）とを接続するように切り換える。つまり、四方弁４を９０度回転させ、流路５ｂによってポート４ａとポート４ｄを接続させる。これにより、二次側配管１３の逆止弁１８と一次側配管２とが接続され、水道本管１からの水がスプリンクラヘッド１７に供給される。その後、スプリンクラヘッド１７が動作して、図示しない弁体が落下すると、スプリンクラヘッド１７から消火水が放水され、火災を消火する。

なお、この際、流路５ａによってポート４ｂとポート４ｃが接続され、給水配管６と排水配管１１が接続されることになる。従って給水栓７を開放しても、給水栓７から水は出ないので、水道本管１から二次側配管１３へ送られる給水圧が低下するのを防止できる。即ち、四方弁４を使用することにより、火災時に、水道本管１からの水を消火用の二次側配管１３にのみ供給することが可能となる。

実施形態１
次に図３を用いて、実施形態１を説明する。なお参考例１と同じ部材には、同じ符号をつけて説明を省略する。実施形態１は四方弁の代わりに三方弁を２つ使用するものである。

３０は第１の三方弁で、３つのポート３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及び１つの流路３０Ｒを有するものである。ポート３０ａには、一次側配管２が接続され、ポート３０ｂには、給水配管６が接続されている。通常時には、流路３０Ｒによって、ポート３０ａとポート３０ｂが接続され、水道本管１の水が給水配管６に供給されている。

３１は第２の三方弁で、３つのポート３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び１つの流路３１Ｒを有するものである。ポート３１ｂには、排水配管１１が接続され、ポート３１ｃには、逆止弁１８を介して二次側配管１３が接続されている。通常時には、流路３１Ｒによって、ポート３１ｂとポート３１ｃが接続され、逆止弁１８の一次側の水は排水配管１１の排水口１１ａから排水されるようになっている。このポート３１ｂは排水口としての役割を果たし、必要に応じて排水配管１１は省略することも可能である。

第１の三方弁３０と第２の三方弁３１の間には、傾斜した接続配管３２が設けられ、接続配管３２の最も低い位置に自動排水弁３３が設けられる。つまり第１の三方弁３０のポート３０ｃと第２の三方弁３１のポート３１ａに接続配管３２が接続されることになる。

自動排水弁３３は、排水口３３ａを開閉する弁であり、通常、水圧がかからない状態では、開放され、接続配管３２内の水を排水口３３ａから排水するものである。また火災時など接続配管３２に水が流れる時には、その水圧により弁が自動的に閉じるものである。なお３４は火災感知器で、スプリンクラヘッド１７の接点機構の代わりである。

次に火災が発生した場合について説明する。火災が発生すると、火災感知器３４が動作し、火災信号を制御盤１９に出力する。火災信号を受信した制御盤１９は、第１の三方弁３０及び第２の三方弁３１の流路３０Ｒ及び３１Ｒを切り換える。つまり第１の三方弁３０において、ポート３０ａとポート３０ｃを接続するように流路３０Ｒを切り換えて、水道本管１の水を接続配管３２に給水する。この際、水道水の圧力によって、自動排水弁３３は閉じるので、排水口３３ａから水道水が漏れることはない。

また第２の三方弁３１において、ポート３１ａとポート３１ｃを接続するように流路３１Ｒを切り換えて、接続配管３２と二次側配管１３を接続して、スプリンクラヘッド１７に給水する。その後、スプリンクラヘッド１７が動作して、図示しない弁体が落下すると、スプリンクラヘッド１７から消火水が放水され、火災を消火する。

このように構成したスプリンクラ消火設備においても、逆止弁１８の弁体が動いたり、三方弁３０，３１が火災以外で回転したとしても、二次側配管１３内に充水させた水が、給水配管６や一次側配管２に流入することを確実に防止できる。従って停滞水防止継手や末端給水栓などは不要である。

参考例２
次に図４を用いて、参考例２を説明する。この参考例２は、実施形態１において、第２の三方弁３１を省略したものであり、それ以外は実施形態１と同じである。この参考例２においては、逆止弁１８の一次側の水が、自動排水弁３３の排水口３３ａから排水される点で実施形態１と異なり、火災時の動作は同じであるので、説明を省略する。この参考例においても、実施形態１と同様の効果を有する。

本発明では、逆止弁によって、逆止弁の二次側のスプリンクラ配管を、常時は充水させた状態にできる。また通常時は、逆止弁の一次側は排水口と接続されているので、逆止弁の一次側に停滞水が生じるのを防止できる。更に切換弁を設けることで、消火用のスプリンクラ配管の系統と生活水用の給水配管との系統を完全に遮断できる。従って、二次側配管内に充水された水の給水配管への流入を完全に防止でき、特殊な継手を使用したりする必要がない。

また切換弁を三方弁又は四方弁で構成することにより、排水口を切換弁に一体に形成できる。また三方弁を使用することにより、切換弁の構造が簡単になり、四方弁を使用することにより、切換弁の個数を一つにすることができる。また排水口を有する自動排水弁を設けることで、切換弁を構造の簡単な三方弁一つで構成することができる。

１ 水道本管、２ 一次側配管、３ 止水弁、４ 四方弁、４ａ〜４ｄ ポート、
５ａ，５ｂ 流路、６ 給水配管、７ 給水栓、８ 減圧弁、９ 量水器、
１０ 二次止水弁、１１ 排水配管、１１ａ 排水口、１２ タンク、
１３ 二次側配管、１４ ヘッダ、１６ 樹脂管、１７ スプリンクラヘッド、
Ｓ 信号線、１８ 逆止弁、１９ 制御盤、２７ 接点機構、２７ａ 磁石、
２７ｂ リードスイッチ、２７ｃ リード線、
２８ 取付部材、２８ａ フランジ、２９ 係止バネ、３０ 第１の三方弁、
３１ 第２の三方弁、３２ 接続配管、３３ 自動排水弁、３３ａ 排水口

Claims (6)

1. スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、該二次側配管の基端側に設けられ、火災信号によって、前記二次側配管と水道本管とを接続するように切り換えられる切換弁とを備えたスプリンクラ消火設備において、
   前記切換弁は、前記水道本管の二次側に設けられた第１の三方弁と、前記二次側配管の基端側に設けられた第２の三方弁とから構成され、
   前記第１の三方弁と前記第２の三方弁とは接続配管を介して接続されていることを特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 前記第１の三方弁は、給水配管と接続されるポートを有し、通常時は、前記水道本管と前記給水配管とを流路によって接続していることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。
3. 前記第２の三方弁は、排水配管と接続されるポートを有し、火災消火後に、前記二次側配管内の停滞水を該排水配管から排水することを特徴とする請求項１または２記載のスプリンクラ消火設備。
   
4. スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、該二次側配管の基端側に設けられ、前記二次側配管と水道本管とを接続するように切り換えられる切換弁とを備えたスプリンクラ消火設備において、
   前記切換弁が、
   ３つのポートと該ポート間を接続する流路を有し、前記流路が前記水道本管に接続された第１の三方弁と、
   ３つのポートと該ポート間を接続する流路を有し、前記流路が前記二次側配管に接続された第２の三方弁とで構成され、
   前記第１の三方弁と前記第２の三方弁とが接続配管を介して接続されていることを特徴とするスプリンクラ消火設備。
5. 前記第１の三方弁は、火災時に、前記水道本管と前記接続配管とを接続するように切換えられ、前記接続配管と前記二次側配管とを接続した前記第２の三方弁に給水することを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。
6. 前記第２の三方弁に排水配管を接続し、前記第２の三方弁は、火災時以外に、前記排水配管が接続するように切換えられ、前記二次側配管側の水を前記排水配管に排水することを特徴とする請求項１又は２記載のスプリンクラ消火設備。