JP2011010963A - 予作動式スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】火災発生エリアの消火区画に配設されているスプリンクラヘッドだけに給水できる様にする。
【解決手段】火災感知器１と、給水本管から配管３を介して接続される流水検知装置５と、前記火災感知器の火災信号を受信すると前記流水検知装置の弁体を開放する制御盤７と、前記流水検知装置の二次側配管９に接続され、火災の熱により作動し、放水するスプリンクラヘッド１３と、を備える予作動式スプリンクラ消火設備において、前記スプリンクラヘッド１３と、前記流水検知装置５との間に選択用電動弁１７を設けると共に、前記選択用電動弁の二次側の監視圧力が低下すると前記制御盤に作動信号を送る選択用圧力スイッチ２４と、を設け、監視時に前記制御盤は、前記選択用電動弁を閉止する一方、火災時に、前記制御盤は、前記選択用圧力スイッチの作動信号を受信して、前記選択用電動弁を開放する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、デパート、マンション、展示場などに配設される、予作動式スプリンクラ消火設備に関するものである。

湿式タイプの予作動式スプリンクラ消火設備では、常時閉の開放弁（流水検知装置）の二次側のスプリンクラ配管内に消火水を充填しておき、火災感知器が火災を検出したときに前記開放弁を開かせ、更に、火災の熱によりスプリンクラヘッドが開いたときに、放水が開始する様になっている。

前記湿式タイプは、スプリンクラヘッドが火災以外の原因、例えば、誤って棒などがスプリンクラヘッドに衝突すると、破損(開放)して二次側配管内の消火水が放出されるので、水損が発生してしまう。

そこで、前記問題を解決するために、次の様な乾式タイプの予作動式スプリンクラ消火設備が用いられている（例えば、特許文献１、参照）。
一次側配管の途中に接続された主弁と、該一次側配管の先端に接続された開放弁と、該開放弁に接続された二次側配管と、該二次側配管に接続される閉鎖型スプリンクラヘッドと、火災感知器と、前記火災感知器からの火災信号を受けたとき二次側配管に消火水を供給する消火水供給開始信号を出力する制御盤とを備え、前記主弁と開放弁との間の一次側配管を、内部に消火水が充水される湿式の配管とし、二次側配管を、内部に加圧空気が充填される乾式の配管とし、開放弁を消火水供給開始信号で開放するようにした予作動式消火栓装置。

特開２００９−６１２４７公報

従来例では、火災感知器とスプリンクラヘッドの両方が作動して放水開始する。即ち、火災感知器が火災を検出すると、その火災検出信号は制御盤に送出され、該制御盤は、主弁及び開放弁を開放させるので、二次側配管内に消火水が充填され、各スプリンクラヘッドに到達する。その後、火災の熱によりスプリンクラヘッドが開放すると、放水が開始される。

通常の乾式タイプの予作動式スプリンクラ消火設備では、開放弁（流水検知装置）１台に対し、スプリンクラヘッドが２００〜３００個程度配設されるが、実際の火災では、殆どの場合、作動するスプリンクラヘッドは、１０個以下（約５％以下）であり、多くのスプリンクラヘッドは、所定の火災の熱を受けないので開放（作動）しない。このことは、９０％以上のスプリンクラヘッドに対し、必要のない消火水が充填されてしまうことを意味する。

この様に、不必要な充水を行うと、消火後の復旧時に排水させなければならない。ところが、事務所などに設置されている予作動式スプリンクラ消火設備は、スプリンクラヘッドが二次側配管より低い位置で下向きになっているため、該スプリンクラヘッドに溜まった水は、該スプリンクラヘッドを二次側配管から外さない限り抜くことができない。

もし、前記水抜きをしないと、前記スプリンクラヘッドに溜まった水は、腐食の原因となったり、スプリンクラヘッドが破損した際に、漏れたりする。そこで、各スプリンクラヘッドを脱着して前記水抜き作業を行わなければならないが、この作業には、多くの時間と労力が必要となる。

又、火災発生時には、開放した開放弁（流水検知装置）の二次側配管の全てに給水するため、放水するスプリンクラヘッドからの放水開始や放水圧力が安定するまでに時間がかかる。

更に、流水検知装置の二次側配管には、コンプレッサから低圧の空気を充填し、その圧力を監視することで、配管やスプリンクラヘッドの破損を監視しているが、圧力低下を確認しても、流水検知装置の二次側配管及び全てのスプリンクラヘッドを調査しなければ、漏れ箇所を特定することができない。そのため、調査に多くの時間と労力が必要となる。

この発明は、上記事情に鑑み、火災発生エリアの消火区画に配設されているスプリンクラヘッドだけに給水できる様にすることを目的とする。

この発明は、火災感知器と、給水本管から配管を介して接続される流水検知装置と、前記火災感知器の火災信号を受信すると前記流水検知装置の弁体を開放する制御盤と、前記流水検知装置の二次側配管に接続され、火災の熱により作動し、放水するスプリンクラヘッドと、を備える予作動式スプリンクラ消火設備において、
前記スプリンクラヘッドと、前記流水検知装置との間に選択用電動弁を設けると共に、前記選択用電動弁の二次側の監視圧力が低下すると前記制御盤に信号を送る選択用圧力スイッチと、を設け、監視時に前記制御盤は、前記選択用電動弁を閉止する一方、火災時に、前記制御盤は、前記選択用圧力スイッチの作動信号を受信して、前記選択用電動弁を開放することを特徴とする。

この発明は、前記流水検知装置の二次側配管内に監視圧力を供給する加圧装置を備え、前記選択用圧力スイッチの作動信号により、開放した前記選択用電動弁が、前記監視圧力が復旧し、かつ、前記火災感知器が作動しなかった場合には、閉止することを特徴とする。

この発明は、前記流水装置の二次側配管内に監視圧力を供給する加圧装置を備え、前記選択用電動弁の一次側と二次側の監視圧力をつなぐバイパス流路に補給弁を設け、前記補給弁は、前記選択用電動弁の二次側の監視圧力が低下すると、前記補給弁を通じて、前記選択用電動弁の一次側から監視圧力を補給することを特徴とする。この発明は、前記流水検知装置と前記選択用電動弁との間から分岐して末端試験弁が接続されていることを特徴とする。

この発明は、以上の様に構成したので、火災時には、火災発生エリアの消火区画に配設されたスプリンクラヘッドだけに給水される。そのため、消火後の復旧時、スプリンクラヘッドに溜まった水を抜く際には、火災発生エリアの消火区画のスプリンクラヘッドだけについて行えば良く、その他の消火区画のスプリンクラヘッドについては必要ないので、前記水抜き作業の時間及び労力等の負担を大幅に軽減することができる。

火災時に給水するスプリンクラヘッドが、火災発生エリアの消火区画のスプリンクラヘッドだけに選択されるので、二次側配管内の圧縮空気が放出、若しくは、更に圧縮されるまでの時間を、従来例より短くすることができると共に、スプリンクラヘッドからの放水開始や放水圧力・放水量が安定するまでの時間も従来例より短縮することができる。

消火設備の点検時には、火災感知器の作動による流水検知装置の作動試験と選択用電動弁の試験を別々に行うことで、選択用電動弁の二次側に水を入れずに点検することができる。

また、末端試験弁を選択用電動弁の一次側に設置することで、選択用電動弁の二次側に水を入れずに放水圧力を確認することができる。

二次側配管やスプリンクラヘッドから漏れが発生しても、漏れ監視を消火区画毎に行えるため、漏れ箇所の調査範囲が限定され、従来例より調査が容易となる。

本発明の第１実施例を示す平面図である。 本発明の第２実施例を示す平面図である。 閉弁状態の補給弁を示す縦断面図である。 開弁状態の補給弁を示す縦断面図である。

湿式タイプの予作動式スプリンクラ消火設備では、消火領域を複数に区切り、各消火区画に放水するスプリンクラヘッドをそれぞれ配設している。前記各消火区画のスプリンクラヘッドは、二次側配管のヘッド配管部に設けられているが、前記各ヘッド配管部は共通配管部を介して開放弁（流水検知装置）に接続されている。

本発明者は、前記課題を解決するには、火災発生時に、全部のヘッド配管部に給水するのではなく、火災発生エリアの消火を行う消火区画のヘッド配管部だけに給水するようにすれば良い、と考え、その具体的手段について研究実験を重ねた。

その結果、開放弁(流水検知装置)の二次側に連結されている、二次側配管の共通配管部と各ヘッド配管部との間に選択用電動弁を配設するとともに、前記各ヘッド配管部に選択用圧力スイッチを設ける構成にすれば良いことがわかった。

前記構成では、火災感知器が、火災を検出したときに前記開放弁を開放させて共通配管部に充水し、更に、火災の熱によりスプリンクラヘッドが開放し、ヘッド配管部の圧力低下を選択用圧力スイッチが検出したときに、前記ヘッド配管部の選択用電動弁を開放し、共通配管部から該ヘッド配管部に給水される。
この発明は、上記知見に基づいて成されたものである。

この発明の第１実施例を図１により説明する。
デパートなどに配設されている乾式タイプの予作動式スプリンクラ消火設備は、火災感知器１と、給水本管（図示省略）から配管３を介して接続される流水検知装置５と、前記流水検知装置５を制御する制御盤７と、前記流水検知装置５の二次側に接続された二次側配管９と、前記二次側配管９に枝管１１を介して接続されている閉鎖型スプリンクラヘッド１３と、を備えている。

前記火災感知器１は、例えば、煙感知器であり、天井面に所定間隔をおいて複数個配設されている。前記各火災感知器１は、自己の監視すべきエリアが定められており、該監視エリア内で火災を検出すると、前記制御盤７に火災信号を送信する。

開閉弁の一例である流水検知装置５は、例えば、ピストン室を備えた予作動式流水検知装置(図示省略)で、常時、その一次側及びピストン室には、ポンプ締切圧力が張られており、又、その二次側には、所定圧、例えば、０．０９ＭＰａ（１ｋｇｆ／ｃｍ²）の監視圧縮空気圧、が充填されている。

この流水検知装置５のピストン室は、電動パイロット弁（図示省略）に接続されているが、この電動パイロット弁は、常時閉であるので、前記ピストン室内の圧力は保持されているため、前記流水検知装置５は閉止している。

そして、前記電動パイロット弁が前記制御盤７の命令により開放されると、ピストン室内の圧力水が排水され、該流水検知装置５は開放され、二次側配管９内に圧力水（消火水）が流入するとともに、図示しない圧力スイッチ（流水警報用）を作動させ、流水警報を発信する。

二次側配管９の流水検知装置５側には、監視圧力を供給する加圧装置１５と圧力低下監視用の圧力スイッチ１６が設けられている。前記加圧装置１５と圧力スイッチ１６は、前記制御盤７に接続されている。

前記二次側配管９は、流水検知装置(開放弁)５に接続する共通配管部９Ｙと該共通配管部９Ｙに連続するヘッド配管部９Ｘとを備えている。前記ヘッド配管部９Ｘには、所定間隔を置いて複数の枝管１１が配設されており、各枝管１１の両端部には、閉鎖型スプリンクラヘッド１３が下向きに接続されている。

前記火災感知器１の火災監視エリアは、複数の消火区画(消火ブロック)に分けられており、各消火区画には、前記ヘッド配管部９Ｘが設けられ、該ヘッド配管部９Ｘには、前述の様に、スプリンクラヘッド１３が配設されている。この実施例では、４つの消火区画１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに区画され、各消火区画１０Ａ〜１０Ｄのヘッド配管部９Ｘには、それぞれ、例えば、４個のスプリンクラヘッド１３が配設されている。

二次側配管９には、選択用電動弁１７が設けられている。この選択用電動弁１７は、各消火区画１０Ａ〜１０Ｄのヘッド配管部９Ｘと共通配管部９Ｙとの間にそれぞれ設けられ、前記制御盤７により制御される。

前記共通配管部９Ｙの一端は、流水検知装置５に接続され、他端には、末端試験弁２０が設けられ、その中間部は分岐部となっており、共通配管部９Ｙ内を流れる流体の一部は、この分岐部で左右に分けられ、選択用電動弁１７の一次側に到達する。

選択用電動弁１７の二次側のヘッド配管部９Ｘには、選択用圧力スイッチ２４が配設されている。この圧力スイッチ２４は、前記選択用電動弁１７の二次側の圧力を検出し、その検出結果を制御盤７に送信するものであり、各消火区画１０Ａ〜１０Ｄのヘッド配管部９Ｘにそれぞれ配設されている。

次に、本実施例の作動について説明する。
火災監視時
二次側配管９には、所定圧、例えば、１ｋｇｆ／ｃｍ²、の圧縮空気が充填され、全ての選択用電動弁１７は、閉じている。
選択用圧力スイッチ２４、又は、圧力低下監視用の圧力スイッチ１６が圧力の低下を検知すると、制御盤７に検出信号を送出する。
そうすると、前記制御盤7は、前記信号に基づいて加圧装置１５を駆動させて二次側配管に加圧空気を供給し、共通配管部９Ｙ及びヘッド配管部９Ｘ内を所定圧にする。

更に述べると、例えば、消火区画１０Ａのヘッド配管部９Ｘの選択用圧力スイッチ２４が圧力低下を検出すると、その検出信号は制御盤7に送出される。そうすると、該制御盤７は、加圧装置１５び選択用電動弁１７ａに制御信号を送り、前記加圧装置１５を起動させて二次側配管９内に圧縮空気を供給させると共に、選択用電動弁１７ａを開放させてヘッド配管部９Ｘに圧縮空気を供給する。

そして、ヘッド配管部９Ｘの選択用圧力スイッチ２４は、前記ヘッド配管部９Ｘが所定圧になると、所定圧検出信号を制御盤７に送出する。このとき、前記制御盤７は、火災感知器からの火災信号を受信していない場合には、選択用電動弁１７ａに閉止命令を送出し、前記弁１７ａを閉じさせる。

火災発生時
火災感知器１が火災を検出すると、制御盤７に火災信号を送出する。前記制御盤７は、前記火災信号に基づいて、電動パイロット弁を開放させるので、流水検知装置５のピストン室内の圧力水が排出されて該ピストン室内の圧力が減圧し、流水検知装置５は開放する。

そのため、圧力水が二次側配管９側へ流入するとともに、流水警報用の圧力スイッチ(図示省略)が作動して警報を発信する。このとき、全ての選択用電動弁１７は、閉じているので、二次側配管９の共通配管部９X内には、所定圧の消火水が充填されるが、ヘッド配管部９Xには、給水されない。

更に、火災が拡大すると、火災発生エリアに対応する消火区画、例えば、消火区画１０Ａ、のスプリンクラヘッド１３が火災の熱により開放し、圧縮空気を排出する。そのため、該消火区画１０Ａのヘッド配管部９Xの圧力が低下するので、選択用圧力スイッチ２４が作動し、制御盤７に圧力低下信号を送出する。

そうすると、制御盤７は、消火区画１０Ａの選択用電動弁１７ａに開放命令を送出するので、該電動弁１７ａが開放され、共通配管部９Ｙに充填されていた消火水が、急激にヘッド配管部９Ｘ内に流れ込み、開放されているスプリンクラヘッド１３から火源に向かって放出される。このとき、他の消火区画１０Ｂ〜１０Ｄのヘッド配管部９Ｘの選択用電動弁１７は、開放しないので、それらのヘッド配管部９Ｘ内に、消火水が流入することは無い。

そのため、消火水は、火災が発生している消火区画のヘッド配管部９Ｘのみに供給されるため、該消火水は、消火と関係の無い消火区画のヘッド配管部９Ｘを通ることがないので、迅速に、しかも、無駄なく給水される。

二次側配管９内の圧縮空気が、放出、若しくは、更に圧縮されるまでの時間が、従来例より短くなると共に、スプリンクラヘッドからの放水開始や放水圧力・放水量が安定するまでの時間も従来より短縮される。

消火設備の点検
本実施形態では、消火設備の点検時に、火災感知器の作動による流水検知装置５の作動試験と選択用電動弁１７の試験を別々に行うことで、選択用電動弁１７の二次側に消火水を入れずに点検することができる。

末端試験弁２０を選択用電動弁１７の一次側（共通配管部９Ｙ）に配置することで、選択用電動弁１７の二次側(ヘッド配管部９Ｘ)に消火水を入れずに放水圧力を確認することができる。

二次側配管９やスプリンクラヘッド１３から水漏れが発生しても、漏れ監視を共通配管部９Ｙ、各消火区画のヘッド配管部９Ｘごとに行うことができるので、漏れ箇所の調査範囲が限定され、従来よりも調査が容易となる。

本発明の第２実施例を図２により説明するが、図１と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施形態と前記第１実施形態との相違点は、選択用電動弁１７の一次側（共通配管部９Ｙ）と二次側（ヘッド配管部９Ｘ）をつなぐバイパス流路２８を設け、該バイパス流路２８に補給弁３０を設けたことである。

補給弁３０は、図３〜図４に示すように、弁座３２に離着する弁体３４と、該弁体３４と取付台３６とを連結する弁棒３８と、前記取付台３６が固定されているダイアフラム４０と、前記取付台３６を開弁方向に付勢するスプリング４２と、を備えている。

この実施例では、補給弁３０の二次側圧力が、規定値以上である場合には、図３に示すように、二次側圧力Ｐ2にダイアフラム４０が押し上げられ、弁体３２は着座するので、閉弁状態となる。従って、一次側バイパス管２８ａから二次側バイパス管２８ｂ内に流体が流れ込むことは無い。

消火区画１０Ａのヘッド配管部９Ｘからの圧縮空気の漏れなどにより、二次側バイパス２８ｂ内の二次側圧力が規定値未満になると、図４に示すように、ダイアフラム４０の押圧力が低下するので、スプリング４２のばね力Ｓ２によりダイアフラム４０が押し下げられ、弁体３４が弁座３２から離れて開弁状態となる。

そのため、選択用電動弁１７ａの一次側(共通配管部９Ｙ)の圧縮空気が、バイパス流路２８を通って二次側(ヘッド配管部９Ｘ)に流れ込むので、ヘッド配管部９Ｘ内の圧力が上昇する。

そして、前記ヘッド配管部９Ｘ内の圧力が、規定値以上になると、ダイアフラム４０は二次側圧力Ｐ2に押し上げられ、弁体３２は着座するので、図３に示すように、閉弁状態となる。
この補給弁３０を用いると、制御盤７などで制御しなくても、自動的に圧力の補給が行われる。

補給弁３０の流路若しくはバイパスにスプリンクラヘッド１３の口径より小口径のオリフィスを設けることにより、微妙な漏れの場合には、監視圧力を供給し、スプリンクラヘッド作動時には、エリア監視用圧力スイッチが作動・エリア選択用電動弁が開放する。

１ 火災感知器
５ 流水検知装置
７ 制御盤
９ 二次側配管
９Ｘ ヘッド配管部
９Ｙ 共通配管部
１３ 閉鎖型スプリンクラヘッド
１５ 加圧装置
１７ 選択用電動弁
２０ 末端試験弁
２４ 選択用圧力スイッチ
１０Ａ 消火区画
１０Ｂ 消火区画
１０Ｃ 消火区画
１０Ｄ 消火区画

Claims (4)

1. 火災感知器と、給水本管から配管を介して接続される流水検知装置と、前記火災感知器の火災信号を受信すると前記流水検知装置の弁体を開放する制御盤と、前記流水検知装置の二次側配管に接続され、火災の熱により作動し、放水するスプリンクラヘッドと、を備える予作動式スプリンクラ消火設備において、
   前記スプリンクラヘッドと、前記流水検知装置との間に選択用電動弁を設けると共に、前記選択用電動弁の二次側の監視圧力が低下すると前記制御盤に作動信号を送る選択用圧力スイッチと、を設け、監視時に前記制御盤は、前記選択用電動弁を閉止する一方、火災時に、前記制御盤は、前記選択用圧力スイッチの作動信号を受信して、前記選択用電動弁を開放することを特徴とする予作動式スプリンクラ消火設備。
2. 前記流水検知装置の二次側配管内に監視圧力を供給する加圧装置を備え、前記選択用圧力スイッチの作動信号により開放した前記選択用電動弁が、前記監視圧力に復旧し、かつ、前記火災感知器が作動しなかった場合には、閉止することを特徴とする請求項１記載の予作動式スプリンクラ消火設備。
3. 前記流水検知装置の二次側配管内に監視圧力を供給する加圧装置を備え、前記選択用電動弁の一次側と二次側の監視圧力をつなぐバイパス流路に補給弁を設け、前記補給弁は、前記選択用電動弁の二次側の監視圧力が低下すると、前記補給弁を通じて、前記選択用電動弁の一次側から監視圧力を補給することを特徴とする請求項１記載の予作動式スプリンクラ消火設備。
4. 前記流水検知装置と前記選択用電動弁との間から分岐して末端試験弁が接続されていることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載の予作動式スプリンクラ消火設備。

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