JP2010005240A - 水噴霧自動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル壁面に形成する箱抜きの奥行きを少なくして土木工事を含むトンネル全体の費用削減を図る。
【解決手段】トンネル内に所定間隔で設置された所定数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散布させる水噴霧自動弁装置１０について、トンネル壁面に箱抜きされた収納スペースに埋込設置される収納箱１１と、収納箱１１の内部に横に並べて配置され、複数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散布させる複数の自動弁を備える。例えば所定数の水噴霧ノズルに一括して消火用水を供給する単一の自動弁の口径に対し、略半分の小口径となる２台の自動弁１２−１，１２−２を収納箱１１の内部に横に並べて配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル内に所定間隔で設置された複数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散布させる水噴霧自動弁装置に関する。

従来、自動車専用道路のトンネルには、トンネル内で発生する火災事故から人身及び車両を守るため、図５のような非常用設備が設置されている。図５の非常用設備としては、火災の監視と通報のため火災検知器１００や非常電話１０２が設けられ、火災消火のために消火栓装置１０４や水噴霧ヘッド１０８から水を散布させる水噴霧自動弁装置１０６等が設けられる。ここで水噴霧自動弁装置１０６は消火栓装置１０４と同様に５０メートル間隔で設置され、１台の水噴霧自動弁装置１０６は５メートル間隔に配置した１０台の水噴霧ヘッド１０８から散水させる。

図６は図５における水噴霧自動弁装置１０６の設置状態を示した断面図である。トンネルは、路面１１０に対し蒲鉾状にコンクリート枠体１１２を構築し、一方のトンネル壁面に沿って監視員通路１１４が設けられる。水噴霧自動弁装置１０６は収納箱１１６の内部に自動弁１１８を配置しており、監視員通路１１４から操作可能なコンクリート枠体１１２の壁面に箱抜きした収納スペースに埋め込み設置されている。

監視員通路１１４の内部には給水配管１２２が設置され、給水配管１２２から分岐した配管１２４を水噴霧自動弁装置１０６の収納箱１１６の内部に配置した自動弁１１８に立ち上げて接続している。自動弁１１８の２次側は配管１２６によりトンネル壁面のヘッド配管１２８に接続され、水噴霧ヘッド１０８から散水させる。

図７は従来の水噴霧自動弁装置とトンネル壁面に箱抜きした収納スペースに設置する収納箱の大きさを示している。図７（Ａ）は正面、図７（Ｂ）は側面を示している。水噴霧自動弁装置１０６は自動弁１１８に対し遠隔起動弁（パイロット弁）、圧力調整弁、自動排水弁、圧力スイッチなどの制御系を配管接続して一体化している。

水噴霧自動弁装置１０６を収納する収納箱１１６のサイズは、自動弁１１８の１次側及び２次側に接続する配管１２２，１２４に対応した口径で決まり、例えば口径１２５ミリメートルの自動弁１１８の場合、高さＨが約１メートル、横幅Ｗが約１．３メートル、奥行きＤが約０．５メートルとなっている。

ここで収納箱１１６の奥行きは、口径１２５ミリメートルの自動弁１１８の場合、制御系の弁及び配管を含めて奥行き寸法Ｌ１がＬ２＝３８０ミリメートルであり、これに自動弁の前後に施設される保温材と施工誤差を加味して前後にΔＬ＝５０ミリメートルの空間をそれぞれ設けており、この条件から収納箱１１６の奥行き寸法Ｄ２はＤ２＝４８０ミリメートル以上必要となる。
特開平１１−３１９１４０号公報

しかしながら、このような従来の水噴霧自動弁装置にあっては、収納箱の奥行き寸法Ｄ＝４８０ｍｍ以上であるため、奥行き寸法が４８０ミリメートル以上となる収納スペースを箱抜きによりコンクリート枠体１１２に形成する必要があり、収納スペースの奥行き寸法に応じて外側に張り出した分、トンネルの掘削断面積が増加し、またコンクリートの打ち込み量も増加し、トンネル建設工事に占めるコストがかなりなものになっている。

本発明は、トンネル壁面に箱抜きする収納スペースの奥行きを少なくして建設工事を含むトンネル全体の費用削減を図るようにした水噴霧自動弁装置を提供することを目的とする。

本発明は、トンネル内に所定間隔で設置された所定数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散布させる水噴霧自動弁装置に於いて、
トンネル壁面に箱抜きされた収納スペースに埋込設置される収納箱と、
収納箱の内部に横に並べて配置され、複数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散布させる複数の自動弁と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、所定数の水噴霧ノズルに一括して消火用水を供給する単一の自動弁の口径に対し、略半分の小口径となる２台の自動弁を収納箱の内部に並べて配置する。

２台の自動弁の２次側には、所定数の水噴霧ノズルを半分ずつに分けて接続する。

２台の自動弁の２次側に半分に分けて所定数の水噴霧ノズルを接続したヘッド配管を、相互に接続しても良い。

２台の自動弁は、
弁体を開閉駆動するアクチュエータと、
アクチュエータに所定圧力に調整された開駆動用の加圧水を供給する圧力調整弁と、
アクチュエータに対する加圧水の供給が停止した状態で圧力調整弁を経由してアクチュエータの加圧水を排水させる自動排水弁と、
を備え、
更に、２台の自動弁のいずれか一方に、１次側の加圧水を圧力調整弁を介してアクチュエータに供給する遠隔起動弁を設け、遠隔起動弁の２次側を遠隔起動弁を設けていない他の自動弁の圧力調整弁に配管接続し、遠隔制御弁により２台の自動弁を同時に開動作させる。

２台の自動弁に、弁開放に伴う２次側への加圧水の供給を検出してオンする圧力スイッチを設け、更に、２台の自動弁に設けている圧力スイッチの両方がオンした時に、外部に対し放水信号を出力する放水検出回路を設ける。

本発明によれば、トンネル壁面の箱抜きされた収納スペースに設置する収納箱に、単一の自動弁よりも口径の小さい少なくとも２台の自動弁を並べて設置することで、口径を小さくしたことに伴い自動弁の奥行き寸法を小さくして箱抜きの奥行き寸法を縮小し、その結果、トンネル掘削断面積を小さくし、同時にコンクリート使用量を低減し、トンネル全体としての建設コストを大幅に低減することができる。

また、２台の自動弁を設けていても、１台の遠隔起動弁により２台の自動弁を同時に開放して複数の水噴霧ヘッドから該当区画に散水し、従来と同じ１台の自動弁の制御系をそのまま使用して２台の自動弁の開放動作が同時にできる。

更に、遠隔起動弁以外の手動起動弁などについては各自動弁に個別に設けていることで、例えば２台の自動弁につき単独で機能点検を行うことができる。

図１は自動弁を２台配置した本発明による水噴霧自動弁装置の実施形態を示した説明図であり、図２にその側面図を示す。

図１において、本実施形態の水噴霧自動弁装置１０は、トンネル壁面のコンクリート枠体に対し箱抜きされた収納スペースに設置する収納箱１１を備え、収納箱１１の中に、本実施例にあっては、２台の自動弁１２−１，１２−２を横に並べて配置している。

自動弁１２−１は１次側に配管１５−１を接続し、２次側にテスト制水弁１４−１を介して配管１６−１を接続しており、配管１６−１は図示しないヘッド配管を介して水噴霧ヘッドに接続される。

自動弁１２−１に対しては制御系機器として、止め弁１８−１、遠隔起動弁（パイロット弁）２０、手動起動弁２２−１、圧力調整弁２４−１、自動排水弁２６−１、テスト放水弁２８−１及び圧力スイッチ３２−１が設けられている。

また、自動弁１２−２に対しては制御系機器として、止め弁１８−２、手動起動弁２２−２、圧力調整弁２４−２、自動排水弁２６−２、テスト放水弁２８−２、点検用仕切弁３０及び圧力スイッチ３２−２が設けられている。

ここで遠隔起動弁２０は自動弁１２−１に設けられているが、自動弁１２−２には設けられておらず、遠隔起動弁２０によって自動弁１２−１，１２−２を同時に遠隔起動する。また、点検用仕切弁３０は自動弁１２−２に設けられているが、自動弁１２−１には設けられていない。

自動弁１２−１，１２−２を配置した本実施形態の水噴霧自動弁装置１０は、トンネル内に５０メートル間隔で設置されており、５０メートル区間につき、５メートル間隔で設置している１０台の水噴霧ヘッドに対し加圧消火用水を供給して散水する。

この水噴霧ヘッド１０台に加圧水を供給する従来装置にあっては、図７に示したように、１台の自動弁で行っており、自動弁として口径１２５ミリメートルのものを使用している。そこで、本実施形態にあっては、従来１台で対応していた自動弁を２台の小口径の自動弁１２−１，１２−２に分割しており、自動弁１２−１，１２−２の口径としては６５ミリメートルのものを使用し、従来に比べ約半分の口径とすることで自動弁１２−１，１２−２の小型化を図っている。

２台の自動弁１２−１，１２−２を横に並べて配置した図１の収納箱１１の寸法は、高さＨ及び幅Ｗについては図７の従来装置と同じ高さＨ＝約１メートル、幅Ｗ＝１．３メートルであるが、小口径としたことで奥行き寸法を短縮することができる。

図２の本実施形態の側面図について、奥行き寸法Ｄ１は、自動弁１２−１及び圧力スイッチ３２−１、テスト制水弁２８−１などの制御系機器できまる奥行き寸法Ｌ１であり、奥行き寸法Ｌ１は図７の従来装置の奥行き寸法Ｌ２に対し、小口径としたことで短くしている。即ち従来の口径１２５ミリメートルの自動弁にあっては、奥行き寸法Ｌ２＝３８０ミリメートルであったものが、口径６５ミリメートルの自動弁２台としたことで、奥行き寸法Ｌ１＝２８０ミリメートルと１００ミリメートル短くすることができている。

そして、自動弁１２−１，１２−２の前後に施設される保温材と施工誤差を加味したΔＬ＝５０ミリメートルの空間を確保する必要があることから、その結果、口径６５ミリメートルの自動弁２台の収納に必要な収納箱１１の奥行き寸法Ｄ１はＤ１＝３８０ミリメートル以上あれば良いことになる。

図３は本実施形態による水噴霧自動弁装置を設置したトンネル断面を示した説明図である。図３において、トンネルは、路面１１０に対し蒲鉾状にコンクリート枠体４０を構築し、一方のトンネル壁面に沿って監視員通路１１４が設けられる。水噴霧自動弁装置１０は収納箱１１の内部に２台の自動弁１２−１，１２−２を図１に示したように横に並べて配置しており、監視員通路１１４から操作可能なコンクリート枠体１１２の壁面に箱抜きした収納部に埋め込み設置されている。

監視員通路１１４の内部には給水配管１２２が設置され、給水配管１２２から分岐した配管１５−１，１５−２を水噴霧自動弁装置１０収納箱１１の内部に配置した自動弁１２−１，１２−２に立上げて接続している。自動弁１２−１，１２−２の２次側は配管１６−１，１６−２によりトンネル壁面のヘッド配管３４−１，３４−２に接続され、水噴霧ヘッド３６から散水させる。

このようなトンネル設置状態において、本実施形態の水噴霧自動弁装置１０は、従来装置の収納箱１１６の奥行き寸法Ｄ２＝４８０ミリメートル以上に対し、本実施形態にあっては収納箱１１の奥行き寸法をＤ１＝３８０ミリメートル以上と１００ミリメートル縮小することができる。即ち、想像線で示す従来のコンクリート枠体１１２を、本実施形態にあっては、コンクリート枠体４０に縮小することができ、これに応じてトンネル掘削断面積及びコンクリート打込量を低減でき、トンネル全長を考慮すると大幅な建設コストの節減が可能となる。

図４は図１の実施形態における水噴霧自動弁装置の配管系及び制御系を示した説明図である。図４において、まず自動弁１２−１側を説明すると、自動弁１２−１の１次側には配管１５−１が接続され、配管１５−１には所定圧力の加圧水が充填されている。

自動弁１２−１の２次側にはテスト制水弁１４−１が設けられ、その２次側に配管１６−１を接続し、配管１６−１はトンネル壁面に沿って配置されたヘッド配管３４−１に接続され、ヘッド配管３４−１には５メートル間隔で水噴霧ヘッド３６が５台接続されている。

テスト制水弁１４−１は通常時は開放としており、点検時に水噴霧ヘッド３６から実際に消火用水を散水することなく水噴霧自動弁装置１０をテスト作動させる際に閉鎖される。

自動弁１２−１にはシリンダ室４２−１にピストン４４−１を摺動自在に入れたアクチュエータが設けられており、ピストン４４−１の移動で弁体４６−１を移動して弁を開放するようにしている。

自動弁１２−１の開放動作は、通常監視時は、遠隔起動弁２０により行われる。遠隔起動弁２０としては電動弁を使用しており、監視センタでトンネル内での車両火災が検知確認された際の散水起動操作に基づく起動信号を受けて遠隔起動弁２０が開動作する。遠隔起動弁２０が開くと、１次側の加圧水が止め弁１８−１、遠隔起動弁２０及び圧力調整弁２４−１を介してシリンダ室４２−１に供給され、ピストン４４−１を左側にストロークして弁体４６−１を弁座からリフトして開放し、２次側に加圧水を供給し、水噴霧ヘッド３６からトンネル内に散水させる。

次に自動弁１２−２側を説明すると、自動弁１２−２の１次側には配管１５−２が接続され、配管１５−２には所定圧力の消火用水が加圧充填されている。

自動弁１２−２の２次側にはテスト制水弁１４−２が設けられ、その２次側に配管１６−２を接続し、配管１６−２はトンネル壁面に沿って配置されたヘッド配管３４−２に接続され、ヘッド配管３４−２には５メートル間隔で水噴霧ヘッド３６が５台接続されている。

自動弁１２−２にはシリンダ室４２−２にピストン４４−２を摺動自在に入れたアクチュエータが設けられており、ピストン４４−２の移動で弁体４６−２を移動して弁を開放するようにしている。

自動弁１２−２の開放動作は、自動弁１２−１に設けた遠隔起動弁２０により行われる。このため遠隔起動弁２０の２次側をパイロット配管３８により自動弁１２−２側に設けている点検用仕切弁３０を介して圧力調整弁２４−２に接続している。

監視センタの散水起動操作に基づく起動信号を受けて遠隔起動弁２０が開動作すると、自動弁１２−１の１次側の加圧水が止め弁１８−１、遠隔起動弁２０、パイロット配管３８、点検用仕切弁３０及び圧力調整弁２４−２を介して自動弁１２−２のシリンダ室４２−２に供給され、ピストン４４−２を左側にストロークして弁体４６−２を弁座からリフトして開放し、２次側に加圧水を供給し、ヘッド配管３４−２に接続している５台の水噴霧ヘッド３６からトンネル内に散水させる。

このように本実施形態にあっては、１台の遠隔起動弁２０の開動作で２台の自動弁１２−１，１２−２を同時に開放することかでき、自動弁を２台に分割して小口径化していても、開放制御は従来の１台の自動弁の場合と同じであり、このため自動弁を２台に分割しても、電気的な制御系に変更はなく、従来の制御系がそのまま使用できる。

自動弁１２−１，１２−２には圧力スイッチ３２−１，３２−２が設けられており、自動弁１２−１，１２−２の開放により２次側に加圧水が供給されると圧力スイッチ３２−１，３２−２がオンする。圧力スイッチのスイッチオン信号は監視センタに送られ、監視パネルに設けている放水動作確認灯を点灯させる。

本実施形態にあっては、２台の自動弁１２−１，１２−２が開放したときに放水動作確認灯を点灯する必要があることから、圧力スイッチ３２−１，３２−２の両方がスイッチオンした時に放水動作確認信号を監視センタに送って放水動作確認灯を点灯させる放水検出回路を設けている。

自動弁１２−１，１２−２の開放による水噴霧ヘッド３６からの散水停止は、開放状態にある遠隔起動弁２０を監視センタからの制御信号により閉動作させる。遠隔起動弁２０が閉じると、圧力調整弁２４−１，２４−２を経由したシリンダ室４２−１，４２−２に対する１次側からの加圧水の供給が停止する。

自動弁１２−１，１２−２の圧力スイッチ３２−１，３２−２を接続した配管とドレインとの間には自動排水弁２６−１，２６−２とテスト放水弁２８−１，２８−２が並列接続されている。自動排水弁２６−１，２６−２は所定値を超える圧力が加わると閉じ、圧力が所定値を下回ると開く弁である。

このため圧力調整弁２４−１，２４−２を経由して自動排水弁２６−１，２６−２に加わっている加圧水の圧力が低下し、所定圧以下に低下すると自動排水弁２６−１，２６−２が開放し、シリンダ室４２−１，４２−２の加圧水は圧力調整弁２４−１，２４−２及び自動排水弁２６−１，２６−２を介してドレインに流れ、ピストン４４−１，４４−２がスプリングの力で右にストロークし、弁体４６−１，４６−２を弁座に戻し、閉鎖状態とする。

自動弁１２−１，１２−２は手動起動弁２２−１，２２−２の現場操作によっても開放させることができる。また、自動弁１２−１，１２−２を個別に手動操作によって開放させることもできる。

手動操作により自動弁１２−１又は１２−２を開放したい場合は、点検用仕切弁３０を閉じ、この状態で手動起動弁２２−１を開くと自動弁１２−１を開放でき、また手動起動弁２２−２を開くと自動弁１２−２を開放できる。

また、水噴霧ヘッド３６から散水することなく作動試験を行う場合には、テスト制水弁１４−１，１４−２を閉鎖し、またテスト放水弁２８−１，２８−２を開き、この状態で手動起動弁２２−１を開くことで、自動弁１２−１，１２−２を開放させ、テスト放水弁２８−１，２８−２を経由してドレインに加圧水を流す。

作動試験のために開放した自動弁１２−１，１２−２の閉鎖は、手動起動弁２２−１を閉じればよい。このときテスト放水弁２８−１，２８−２が開いているため自動排水弁２６−１，２６−２の開放動作を待つことなく、自動弁１２−１，１２−２を直ちに閉鎖させることができる。

なお、上記の実施形態にあっては、図３に示したように、２台の自動弁１２−１，１２−２の２次側に、ヘッド配管３４−１，３４−２を分離配置して５台ずつの水噴霧ヘッド３６から散水させているが、ヘッド配管３４−１，３４−２を連結しても良い。ヘッド配管３４−１，３４−２を連結した場合には、自動弁１２−１，１２−２のいずれか一方の故障の際にも、正常な自動弁からの加圧水により１０台の水噴霧ヘッド３６から確実に散水することができ、ヘッド１台当りの散水量は減るが、信頼性を向上できる。

また、上記の実施形態は自動弁を２台の自動弁に分割して小口径化を図っているが、更に、３台、４台というように分割台数を増加させて更に小口径化することで、トンネル壁面の箱抜きに対応した収納箱の奥行き寸法を縮小させても良い。また、自動弁を横に並べているが、縦に並べても良い。

また、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

自動弁を２台設置した本発明による水噴霧自動弁装置の実施形態を示した説明図 図１の側面図 本実施形態による水噴霧自動弁装置を設置したトンネル断面を示した説明図 図１の実施形態における水噴霧自動弁装置の配管系及び制御系を示した説明図 トンネル非常用設備を示した説明図 従来の水噴霧自動弁装置の設置したトンネル断面を示した説明図 従来の水噴霧自動弁装置と箱抜きの関係を示した説明図

符号の説明

１０：水噴霧自動弁装置
１１：収納箱
１２−１，１２−２：自動弁
１４−１，１４−２：テスト制水弁
１５−１，１５−２，１６−１，１６−２：配管
１８−１，１８−２：止め弁
２０：遠隔起動弁
２２−１，２２−２：手動起動弁
２４−１，２４−２：圧力調整弁
２６−１，２６−２：自動排水弁
２８−１，２８−２：テスト放水弁
３０：点検用仕切弁
３２−１，３２−２：圧力スイッチ
３４−１，３４−２：ヘッド配管
３６：水噴霧ヘッド
３８：パイロット配管
４０：コンクリート枠体

Claims (6)

1. トンネル内に所定間隔で設置された所定数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散水させる水噴霧自動弁装置に於いて、
   トンネル壁面に箱抜きされた収納スペースに埋込設置される収納箱と、
   前記収納箱の内部に並べて配置され、前記複数の水噴霧ノズルに消火用水を供給して散布させる複数の自動弁と、
   を備えたことを特徴とする水噴霧自動弁装置。
   
2. 請求項１記載の水噴霧自動弁装置において、前記所定数の水噴霧ノズルに一括して消火用水を供給する単一の自動弁の口径に対し、略半分の小口径となる２台の自動弁を前記収納箱の内部に横に並べて配置したことを特徴とする水噴霧自動弁装置。
   
3. 請求項２記載の水噴霧自動弁装置において、前記２台の自動弁の２次側に、前記所定数の水噴霧ノズルを半分ずつに分けて接続したことを特徴とする水噴霧自動弁装置。
   
4. 請求項３記載の水噴霧自動弁装置において、前記２台の自動弁の２次側に半分に分けて前記所定数の水噴霧ノズルを接続したヘッド配管を、相互に接続したことを特徴とする水噴霧自動弁装置。
   
5. 請求項２記載の水噴霧自動弁装置において、前記２台の自動弁は、
   弁体を開閉駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータに所定圧力に調整された開駆動用の加圧水を供給する圧力調整弁と、
   前記アクチュエータに対する加圧水の供給が停止した状態で前記圧力調整弁を経由して前記アクチュエータの加圧水を排水させる自動排水弁と、
   を備え、
   更に、前記２台の自動弁のいずれか一方に、１次側の加圧水を前記圧力調整弁を介して前記アクチュエータに供給する遠隔起動弁を設け、前記遠隔起動弁の２次側を前記遠隔起動弁を設けていない他の自動弁の圧力調整弁に配管接続し、前記遠隔制御弁により前記２台の自動弁を同時に開動作させることを特徴とする水噴霧自動弁装置。
   
6. 請求項２記載の水噴霧自動弁装置において、前記２台の自動弁に、弁開放に伴う２次側への加圧水の供給を検出してオンする圧力スイッチを設け、更に、前記２台の自動弁に設けている圧力スイッチの両方がオンした時に、外部に対し放水信号を出力する放水検出回路を設けたことを特徴とする水噴霧自動弁装置。

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