JP2013220139A - 配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地震により橋梁部等の配管が破断した際に、消火システム全体が機能停止状態にならないように、配管機能不全範囲を極力少なくする。
【解決手段】加圧水供給源から加圧給水するための主配管と、開閉制御されることで主配管を流れる加圧給水の遮断／流通を切り換え可能な複数の緊急遮断弁（３１）と、複数の緊急遮断弁のそれぞれの上流側に設けられた複数の圧力センサ（３２）と、主配管において破断発生箇所の特定を行う際に、複数の緊急遮断弁を全て閉状態にした後、加圧水供給源の近傍側から順番に緊急遮断弁を順次開状態としていくとともに圧力センサの検出値をモニタすることで、破断発生箇所の特定を行い、複数の緊急遮断弁の開閉状態を制御する制御部（１０）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、消火のための消火栓や火災抑制のための散水設備などに適用される配管システムに関し、特に、地震により配管の一部が破断した際に、システム全体が機能停止状態とならないようにするための配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法に関する。

公共の消火設備に用いられる配管システムの一例として、トンネル内で発生する火災に対応するものがある。このような、トンネルへの適用例では、橋などを介して存在する複数のトンネルに対して、主配管による配管システムを構築し、統括制御盤により集中管理することで、分散配置された消火栓や散水設備に、主配管を経由して水を供給している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−５２４０号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
複数のトンネルや複数の橋を経由して主配管が設けられているシステムにおいては、地震の発生により、橋梁部に設けられた配管が破断することが考えられる。このような破断が発生した場合には、配管系統の破断箇所で水漏れが発生することとなり、システム全体が機能停止状態となってしまうことが考えられる。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、地震により橋梁部等の配管が破断した際に、消火システム（消火のための消火栓や火災抑制のための散水設備など）全体が機能停止状態にならないように、配管機能不全範囲を極力少なくする配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法を得ることを目的とする。

本発明に係る配管システムは、複数の防火区画ごとに設置されている消火設備あるいは散水装置に対して、加圧水供給源から加圧給水するための主配管と、主配管の複数箇所に設けられ、開閉制御されることで主配管を流れる加圧給水の遮断／流通を切り換え可能な複数の緊急遮断弁と、複数の緊急遮断弁のそれぞれの上流側に設けられ、加圧給水の圧力を検出する複数の圧力センサと、主配管において、破断発生箇所の特定を行う際に、複数の緊急遮断弁を全て閉状態にした後、加圧水供給源の近傍側から順番に緊急遮断弁を順次開状態としていくとともに圧力センサの検出値をモニタすることで、破断発生箇所の特定を行い、破断発生箇所が特定された場合には、特定された破断発生箇所に加圧給水が供給されないように、複数の緊急遮断弁のそれぞれの開閉状態を制御する制御部とを備えるものである。

また、本発明に係る配管システムに適用される給水制御方法は、複数の防火区画ごとに設置されている消火設備あるいは散水装置に対して、加圧水供給源から加圧給水するための主配管と、主配管の複数箇所に設けられ、開閉制御されることで主配管を流れる加圧給水の遮断／流通を切り換え可能な複数の緊急遮断弁と、複数の緊急遮断弁のそれぞれの上流側に設けられ、加圧給水の圧力を検出する複数の圧力センサと、複数の緊急遮断弁の開閉状態を切り換えながら複数のセンサによる検出結果をモニタすることで、主配管における破断発生箇所の特定を行う制御部とを備えた配管システムに適用される給水制御方法であって、制御部において、複数の緊急遮断弁を全て閉状態するステップと、複数の緊急遮断弁を全て閉状態にした後、加圧水供給源の近傍側から順番に緊急遮断弁を順次開状態としていくとともに圧力センサの検出値をモニタすることで、破断発生箇所の特定を行うステップと、破断発生箇所が特定された場合には、特定された破断発生箇所に加圧給水が供給されないように、複数の緊急遮断弁のそれぞれの開閉状態を制御するステップとを備えるものである。

本発明に係る配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法によれば、複数箇所に開閉制御可能な緊急遮断弁を設けるとともに、複数の緊急遮断弁のそれぞれの１次側に圧力センサを設け、圧力センサの検出状態に応じて、緊急遮断弁を開閉制御することにより、地震により配管（橋梁部配管など）が破断した際に、消火システム全体が機能停止状態にならないように、配管機能不全範囲を極力少なくする配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１における配管システムの全体構成図である。 本発明の実施の形態１における開閉弁機構部の詳細を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における配管システムの具体的なレイアウト図である。 本発明の実施の形態１に係る配管システムにおいて、統括制御盤によって行われる緊急遮断弁の開閉制御に関する一連処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る配管システムにおいて、統括制御盤によって行われる緊急遮断弁の開閉制御に関する一連処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る配管システムにおいて、統括制御盤によって行われる緊急遮断弁の開閉制御に関する一連処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る配管システムにおいて、統括制御盤によって行われる緊急遮断弁の開閉制御に関する一連処理を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る配管システムにおいて、統括制御盤によって行われる緊急遮断弁の開閉制御に関する一連処理を示したフローチャートである。

以下、本発明の配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における配管システムの全体構成図である。本実施の形態１における配管システムは、１台の統括制御盤１０が、ＩＰネットワーク２０を介して複数の分散制御盤３０と相互接続されている。この図１では、Ａ１〜Ａ４およびＢ１、Ｂ２の合計６台の分散制御盤３０を備えている場合を例示している。

また、分散制御盤３０のそれぞれは、配管内を流れる水の遮断／流通を切り換えるために電動で開閉制御可能な緊急遮断弁を備えた開閉弁機構部３１と、緊急遮断弁の１次側に設けられ、供給される水の配管内圧力を検出する圧力センサ３２とを有している。

図２は、本発明の実施の形態１における開閉弁機構部３１の詳細を説明するための図である。開閉弁機構部３１は、モータ３１ａと、モータ３１ａにより電動駆動される電動バタフライ弁Ｖ１と、Ｖ１の両脇に設けられた手動バタフライ弁Ｖ２、Ｖ３と、バイパス経路に設けられた手動バタフライ弁Ｖ４とを備えて構成されている。

ここで、通常状態においては、手動バタフライ弁Ｖ２、Ｖ３は、全開状態であり、手動バタフライ弁Ｖ４は、全閉状態であり、電動バタフライ弁Ｖ１が開閉制御されることで、配管内を流れる水の遮断／流通を切り換えることができる。そこで、以下の説明では、開閉弁機構部３１を、開閉制御可能な電動バタフライ弁Ｖ１による動作の総称として、緊急遮断弁と称し、各分散制御盤３０で開閉制御可能な開閉弁機構部３１を緊急遮断弁Ａ１〜Ａ４、Ｂ１、Ｂ２と称することとする。

また、圧力センサ３２は、各電動バタフライ弁Ｖ１の一方（以下、上流側と称す）に、それぞれ対として設けられており、配管内圧力を検出することができる。従って、この圧力センサ３２は、電動バタフライ弁Ｖ１を閉じている状態での上流側で遮断されている配管内圧力、あるいは電動バタフライ弁Ｖ１を開いている状態での上流側を通過していく配管内圧力を検出することができる。なお、弁Ｖ１は、遠隔で開閉制御可能な弁であればよく、電動バタフライ弁に限定されず、電磁弁などであってもよい。

次に、本実施の形態１における具体的な配管システムについて、説明する。図３は、本発明の実施の形態１における配管システムの具体的なレイアウト図である。この図３は、先の図１に対応して、合計６台の分散制御盤３０を有する場合を示しており、各分散制御盤３０の有する開閉弁機構部３１を代表して、Ａ１〜Ａ４、Ｂ１、Ｂ２の６つの緊急遮断弁を図示している。

また、この図３に示した配管システムは、上り線と下り線の２チューブを一配水系とする、トンネルに設置される非常用設備を例示している。すなわち、緊急遮断弁Ａ１〜Ａ４は、２チューブのうちの上り線に設けられ、緊急遮断弁Ｂ１、Ｂ２は、２チューブのうちの下り線に設けられている。また、図３では明示していないが、隣接する緊急遮断弁の間には、トンネルあるいは橋が存在しており、主配管に対して分岐接続された分岐配管の他端には、消火設備あるいは散水設備（散水装置）が接続されている。消火設備あるいは散水設備は、必要な防火区画にそれぞれ設けられている。

また、図３に示すように、６つの緊急遮断弁は、ループ配管を構成する主配管により接続されており、この主配管には、加圧水供給源としての消火ポンプＰ１、あるいは自動給水装置Ｐ２、Ｐ３により、主水槽ＷＴに蓄えられた水が供給される構成となっている。ここで、自動給水装置Ｐ２、Ｐ３は、常に一定圧力で主配管内を加圧し、例えば、８時間ごとに交互に運転されている。また、消火ポンプＰ１は、消火等の緊急時に大量の水を供給するために運転されるポンプであり、自動給水装置Ｐ２、Ｐ３よりも大容量の水を供給できる能力を有している。

また、先の図２に示したように、各緊急遮断弁は、その上流側に（具体的には、上流側の手動バタフライ弁Ｖ２の下流側であり、電動バタフライ弁Ｖ１の上流側に）、圧力センサ３２を備えており、図３の紙面上においては、各緊急遮断弁における右側位置（すなわち、主水槽ＷＴに近い側）を上流側としている。

このように、本願は、主配管に対して複数箇所に緊急遮断弁を設けた配管システムを構成することを技術的特徴としている。そして、このような配管システムにおいて、例えば、地震の影響で、緊急遮断弁Ａ３と緊急遮断弁Ａ４との間で主配管の破断が発生した場合を考えると、このような技術的特徴を有することで、次のような効果を得ることができる。

すなわち、緊急遮断弁Ａ３と緊急遮断弁Ａ４との間で主配管の破断が発生した場合には、緊急遮断弁Ａ３、Ａ４のみを閉状態とし、残りの緊急遮断弁Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は、開状態とすることで、配管システム全体が機能停止状態になることを防止し、配管機能不全範囲を、緊急遮断弁Ａ３とＡ４との間の範囲に限定することができる。

そこで、次に、図１に示した統括制御盤１０が、各分散制御盤３０に接続された圧力センサ３２からの情報に基づいて、各緊急遮断弁に接続された開閉弁機構部３１を統括制御することで、配管システム全体が機能停止状態になることを防止する具体的な処理手順について、図４〜図８のフローチャートを用いて、詳細に説明する。

図４〜図８は、本発明の実施の形態１に係る配管システムにおいて、統括制御盤１０によって行われる緊急遮断弁の開閉制御に関する一連処理を示したフローチャートである。なお、図５〜図８は、図４に示したメインのフローチャートにおいて、異常状態のケースごとに分かれて処理される内容をサブルーチンとしてまとめて表示したフローチャートに相当している。

また、以下の説明においては、統括制御盤１０内の制御部１１（図示せず）によって、図４〜図８のそれぞれの処置が実施されるものとして記載する。その際、制御部１１は、図１に示した構成では、ＩＰネットワーク２０を介して、各分散制御盤３０と情報のやりとりを行うこととなる。ただし、ＩＰネットワーク２０によるシステム構成は必須ではなく、以下の説明においては、説明を簡略化するために、制御部１１が、圧力センサ３２の検出結果を直接読み取り、各緊急遮断弁を直接制御する形で記載する。

まず始めに、図４に示したメインのフローチャートについて説明する。
ステップＳ４０１において、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ１〜Ａ４、Ｂ１、Ｂ２のそれぞれの上流に設けられた圧力センサ３２をモニタし、いずれかの圧力センサ３２が所定値以下の圧力になったことを検知した場合には、主配管内で圧力異常が生じたと判断し、ステップＳ４０２以降の処理を行う。つまり、地震などの影響により主配管が破断して、圧力が低下した可能性があると判断し、ステップＳ４０２以降の処理を行う。

ステップＳ４０２に進んだ後、制御部１１は、自動給水装置Ｐ２、Ｐ３の運転を維持した状態で、ステップＳ４０３において、全ての緊急遮断弁Ａ１〜Ａ４、Ｂ１、Ｂ２を閉状態とすることで、ステップＳ４０４において、主配管の加圧給水を行う。

そして、ステップＳ４０５において、制御部１１は、閉状態である緊急遮断弁Ａ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力に到達するまで待ち、到達したと判断した場合には、ステップＳ４０６において、緊急遮断弁Ａ１を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ４０７において、緊急遮断弁Ａ１を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ａ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ１−Ａ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ５００の処理に移行する。このステップＳ５００の一連処理については、図５を用いて後述する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ１−Ａ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ４０８に進み、緊急遮断弁Ａ２を開状態とする。

なお、所定値以上の圧力とは、主配管の破断を判別する箇所（この場合は、緊急遮断弁Ａ１−Ａ２間の主配管）が破断していないと判断できる圧力であり、自動給水装置Ｐ２、Ｐ３の給水圧力、および自動給水装置Ｐ２、Ｐ３と主配管の破断判別箇所との高低差などに基づいて、統括制御盤１０（制御部１１）などに、適宜設定されている。

また、所定時間とは、所定値以上の圧力に到達しなければ、主配管の破断を判別する箇所（この場合は、緊急遮断弁Ａ１−Ａ２間の主配管）が破断していると判別できる時間であり、自動給水装置Ｐ２、Ｐ３の給水圧力、および主配管の破断判別箇所の内容積などに基づいて、統括制御盤１０（制御部１１）などに、適宜設定されている。また、統括制御盤１０（制御部１１）などは、所定時間を計測するタイマ（図示せず）を有する。

次に、制御部１１は、ステップＳ４０９において、緊急遮断弁Ａ２を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ａ３の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ３の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ２−Ａ３間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ６００の処理に移行する。このステップＳ６００の一連処理については、図６を用いて後述する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ３の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ２−Ａ３間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ４１０に進み、緊急遮断弁Ａ３を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ４１１において、緊急遮断弁Ａ３を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ａ４の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ３−Ａ４間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ７００の処理に移行する。このステップＳ７００の一連処理については、図７を用いて後述する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ３−Ａ４間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ４１２に進み、緊急遮断弁Ａ４を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ４１３において、緊急遮断弁Ａ４を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ｂ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。

すなわち、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の２次側には圧力センサ３２がないため、緊急遮断弁Ａ４を開状態とした後に、緊急遮断弁Ａ４−Ｂ２間の主配管で破断が発生したか否かを、下り線の最上流にある緊急遮断弁Ｂ１の一次側の圧力状態をモニタすることで判断している。

そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ１の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ４−Ｂ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ８００の処理に移行する。このステップＳ８００の一連処理については、図８を用いて後述する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ１の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ４−Ｂ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ４１４に進み、緊急遮断弁Ｂ１を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ４１５において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、ステップＳ４１７に進み、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管で破断が発生したと判断し、緊急遮断弁Ｂ１を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ４１６に進み、緊急遮断弁Ｂ２を開状態とし、一連処理を終了する。

つまり、ステップＳ４１６においては、地震などの影響により主配管が破断した可能性があることから、図４におけるフローチャートの一連処理を行ったが、その結果、主配管が破断していなかったと判断し、全ての緊急遮断弁が開状態となる。

ただし、先のステップＳ４０１で圧力異常が検出されているため、ステップＳ４１６に進むことで全ての緊急遮断弁が開状態となって一連処理が終わることを、原則としてしないようにしてもよい。例えば、ステップＳ４０１に戻り、圧力異常が検出されないことを確認して終了するなどしてもよく、また、そのときに圧力異常が検出された場合は、再度、ステップＳ４０２以降の図４におけるフローチャートの一連処理を行うようにしてもよい。

次に、図５を用いて、メインフローである先の図４のステップＳ５００における一連処理について説明する。このステップＳ５００の処理がコールされるケースは、上り線のチェックにおいて、緊急遮断弁Ａ１のみを開状態とした際に、緊急遮断弁Ａ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態が検出されたため、緊急遮断弁Ａ１−Ａ２間の主配管で破断が発生したと判断した場合に相当する。

そこで、制御部１１は、ステップＳ５０１において、緊急遮断弁Ａ１を閉状態とする。そして、ステップＳ５０２において、制御部１１は、閉状態である緊急遮断弁Ｂ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力に到達するまで待ち、到達したと判断した場合には、ステップＳ５０３において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ５０４において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ５０６に進み、緊急遮断弁Ｂ１を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ５０５に進み、緊急遮断弁Ｂ２および緊急遮断弁Ａ４を開状態とする。

すなわち、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の２次側には圧力センサ３２がないため、緊急遮断弁Ｂ２とともに、緊急遮断弁Ａ４を開状態とした後に、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間だけでなくて、上流側の緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間も含む、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ３間の主配管で破断が発生したか否かを、閉状態である緊急遮断弁Ａ３よりも下流側にある緊急遮断弁Ａ４を開状態とした上で、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力状態をモニタすることで判断している。

次に、制御部１１は、ステップＳ５０７において、緊急遮断弁Ｂ２および緊急遮断弁Ａ４を開状態としてから所定の時間が経過する間に、開状態である緊急遮断弁Ａ４の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間および緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ５０８に進み、緊急遮断弁Ａ３を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ５０９において、緊急遮断弁Ａ３を開状態としてから所定の時間が経過する間に、開状態である緊急遮断弁Ａ３の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ３の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ３−Ａ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ５１１に進み、緊急遮断弁Ａ３を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ３の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ａ３−Ａ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ５１０に進み、緊急遮断弁Ａ３を開状態に維持し、一連処理を終了する。

一方、先のステップＳ５０７において、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間または緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間のいずれかの主配管で破断が発生した可能性があると判断し、ステップＳ５１２に進み、緊急遮断弁Ａ４を閉状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ５１３において、緊急遮断弁Ａ４を閉状態としてから所定の時間が経過する間に、開状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ５１５に進み、緊急遮断弁Ｂ２を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管では破断が発生しておらず、緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間の主配管で破断が発生していたと判断し、ステップＳ５１４に進み、緊急遮断弁Ｂ２を開状態に維持し、一連処理を終了する。

すなわち、制御部１１は、ステップＳ５１２〜ステップＳ５１５の一連処理により、主配管で破断が発生した箇所が、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間であるか、緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間であるかを特定することができる。

次に、図６を用いて、メインフローである先の図４のステップＳ６００における一連処理について説明する。このステップＳ６００の処理がコールされるケースは、上り線のチェックにおいて、緊急遮断弁Ａ１、Ａ２を順次開状態とした際に、緊急遮断弁Ａ３の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態が検出されたため、緊急遮断弁Ａ２−Ａ３間の主配管で破断が発生したと判断した場合に相当する。

そこで、制御部１１は、ステップＳ６０１において、緊急遮断弁Ａ２を閉状態とする。そして、ステップＳ６０２において、制御部１１は、閉状態である緊急遮断弁Ｂ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力に到達するまで待ち、到達したと判断した場合には、ステップＳ６０３において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ６０４において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ６０６に進み、緊急遮断弁Ｂ１を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ６０５に進み、緊急遮断弁Ｂ２および緊急遮断弁Ａ４を開状態とする。

すなわち、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の２次側には圧力センサ３２がないため、緊急遮断弁Ｂ２とともに、緊急遮断弁Ａ４を開状態とした後に、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間だけでなくて、上流側の緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間も含む、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ３間の主配管で破断が発生したか否かを、閉状態である緊急遮断弁Ａ３よりも下流側にある緊急遮断弁Ａ４を開状態とした上で、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力状態をモニタすることで判断している。

次に、制御部１１は、ステップＳ６０７において、緊急遮断弁Ｂ２および緊急遮断弁Ａ４を開状態としてから所定の時間が経過する間に、開状態である緊急遮断弁Ａ４の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間および緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ６０８に進み、緊急遮断弁Ａ４の開状態を維持し、一連処理を終了する。

一方、先のステップＳ６０７において、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間または緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間のいずれかの主配管で破断が発生した可能性があると判断し、ステップＳ６０９に進み、緊急遮断弁Ａ４を閉状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ６１０において、緊急遮断弁Ａ４を閉状態としてから所定の時間が経過する間に、開状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ６１２に進み、緊急遮断弁Ｂ２を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管では破断が発生しておらず、緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間の主配管で破断が発生していたと判断し、ステップＳ６１１に進み、緊急遮断弁Ｂ２を開状態に維持し、一連処理を終了する。

すなわち、制御部１１は、ステップＳ６０９〜ステップＳ６１２の一連処理により、主配管で破断が発生した箇所が、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間であるか、緊急遮断弁Ａ４−Ａ３間であるかを特定することができる。

次に、図７を用いて、メインフローである先の図４のステップＳ７００における一連処理について説明する。このステップＳ７００の処理がコールされるケースは、上り線のチェックにおいて、緊急遮断弁Ａ１、Ａ２、Ａ３を順次開状態とした際に、緊急遮断弁Ａ４の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態が検出されたため、緊急遮断弁Ａ３−Ａ４間の主配管で破断が発生したと判断した場合に相当する。

そこで、制御部１１は、ステップＳ７０１において、緊急遮断弁Ａ３を閉状態とする。そして、ステップＳ７０２において、制御部１１は、閉状態である緊急遮断弁Ｂ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力に到達するまで待ち、到達したと判断した場合には、ステップＳ７０３において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ７０４において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ７０６に進み、緊急遮断弁Ｂ１を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ７０５に進み、緊急遮断弁Ｂ２を開状態とする。

ここで、制御部１１は、緊急遮断弁Ａ３−Ａ４間の主配管で破断が発生しているため（緊急遮断弁Ａ４が閉状態のため）、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管で破断が発生したか否かを、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力状態をモニタすることで判断している。

次に、制御部１１は、ステップＳ７０７において、緊急遮断弁Ｂ２を開状態としてから所定の時間が経過する間に、開状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ７０８に進み、緊急遮断弁Ｂ２の開状態を維持し、一連処理を終了する。

一方、先のステップＳ７０７において、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ７０９に進み、緊急遮断弁Ｂ２を閉状態として、一連処理を終了する。

次に、図８を用いて、メインフローである先の図４のステップＳ８００における一連処理について説明する。このステップＳ８００の処理がコールされるケースは、上り線のチェックにおいて、緊急遮断弁Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を順次開状態とした際に、緊急遮断弁Ｂ１の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態が検出されたため、緊急遮断弁Ｂ２−Ａ４間の主配管で破断が発生したと判断した場合に相当する。

そこで、制御部１１は、ステップＳ８０１において、緊急遮断弁Ａ４を閉状態とする。そして、ステップＳ８０２において、制御部１１は、閉状態である緊急遮断弁Ｂ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力に到達するまで待ち、到達したと判断した場合には、ステップＳ８０３において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態とする。

次に、制御部１１は、ステップＳ８０４において、緊急遮断弁Ｂ１を開状態としてから所定の時間が経過する間に、閉状態である緊急遮断弁Ｂ２の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力となるか否かを判断する。そして、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力とならない異常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管で破断が発生したと判断し、ステップＳ８０６に進み、緊急遮断弁Ｂ１を閉状態として、一連処理を終了する。

一方、制御部１１は、緊急遮断弁Ｂ２の一次側の圧力が所定時間内に所定値以上の圧力となることで正常状態であると判断した場合には、緊急遮断弁Ｂ１−Ｂ２間の主配管では破断が発生していないと判断し、ステップＳ８０５に進み、緊急遮断弁Ｂ１の開状態を維持し、一連処理を終了する。

以上、図４〜図８のフローチャートを用いて説明したように、本実施の形態１における配管システムでは、統括制御盤１０内の制御部１１が、以下の手順で各緊急遮断弁を開閉制御することで、主配管における破断箇所を特定し、部分的に緊急遮断弁を閉状態にすることで、配管機能不全範囲を極力少なくするようにしている。
（手順１）主配管の圧力低下により、全ての緊急遮断弁を閉状態とする。
（手順２）Ａ１→Ａ２→Ａ３→Ａ４→Ｂ１の順（この順番を、以下では第１の順序と称す）に緊急遮断弁を順次開状態としていき、その際の圧力センサ３２の状態から主配管の破断箇所を特定する。
（手順３）手順２による第１の順序の操作により、主配管の破断箇所が特定された場合には、特定された破断箇所の上流側の緊急遮断弁を閉状態とする。
（手順４）第１の順序により破断箇所が特定された場合には、Ｂ１→Ｂ２→Ａ４→Ａ３の順（この順番を、以下では第２の順序と称す）に緊急遮断弁を順次開状態としていき、その際の圧力センサ３２の状態から主配管の破断箇所を特定する。
（手順５）手順４による第２の順序の操作により、主配管の破断箇所が特定された場合には、特定された破断箇所の上流側の緊急遮断弁を閉状態とする。つまり、この第２の順序は、さらに別の破断箇所を特定するために行われるものである。

このような一連処理を行うことで、主配管で破断が発生した箇所の両端の緊急遮断弁を閉状態とした上で、破断が発生していない箇所には給水が可能となる。この結果、消火システム全体が機能停止状態にならないように、配管機能不全範囲を極力少なくする配管システムおよび配管システムに適用される給水制御方法を実現することができる。

なお、上述した実施の形態１では、ステップＳ４０５において、制御部１１は、閉状態である緊急遮断弁Ａ１の一次側に設けられた圧力センサ３２が、所定値以上の圧力に到達するまで待つようにしたが、所定時間内に所定値以上の圧力とならない場合は、緊急遮断弁Ａ１および緊急遮断弁Ｂ１よりも上流側の主配管（自動給水装置Ｐ２、Ｐ３側からの主配管）で破断が発生したと判断し、緊急遮断弁Ａ１および緊急遮断弁Ｂ１を閉状態として、図４〜図８のフローチャートの一連処理を終了するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１では、上記第１の順序として、上り線側から主配管の破断箇所を特定する動作を行い、上り線側において主配管の破断箇所が特定されない場合は、その後に、下り線側の主配管の破断箇所を特定する動作を行うようにしたが、下り線側から主配管の破断箇所を特定する動作を始めるようにしてもよい。

また、上り線または下り線のいずれか一方側の主配管の破断箇所を特定する動作が終了した後、上り線または下り線のいずれか他方側の主配管の破断箇所を特定する動作を始めるときには、上流側（加圧水供給源の近傍側）からではなく、下流側から主配管の破断箇所を特定する動作を始めるようにしてもよい。

そして、上記第１の順序として、下り線側から主配管の破断箇所を特定する動作を行う場合には、上記第２の順序として、上り線側から主配管の破断箇所を特定する動作を行うようにする。

また、上述した実施の形態１では、ステップＳ４０１における、地震などの影響により主配管が破断した可能性があるとの判断は、圧力センサ３２による圧力低下に基づいて判断されるようにしたが、感震器などからの地震情報に基づいて判断されてもよく、また、それらの判断基準を併用するようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態１では、緊急遮断弁の制御方法について詳述したが、消火システム全体が機能停止状態にならないように、配管機能不全範囲を極力少なくするためには、構造面で、以下のような工夫をすることが考えられる。すなわち、地震の影響により破断する可能性の高い主配管の箇所としては、例えば、橋梁部を通過する配管部分が考えられる。そこで、このような環境下の配管システムでは、橋梁部を通過する主配管の両側に伸縮可撓管を設けた上で、２つの伸縮可撓管に対する両外側に緊急遮断弁を設けることで、２つの伸縮可撓管の間の主配管の破断状況をモニタすることが考えられる。

また、上述した実施の形態１では、全ての緊急遮断弁について、上流側のみに圧力センサ３２を設ける場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。必要な箇所によっては、下流側にも圧力センサ３２を設けることで、より確実に圧力状態の監視が可能となる。

例えば、上り線および下り線において最下流に位置する緊急遮断弁Ａ４−Ｂ２間（主配管のループ箇所）には、圧力センサ３２が設けられていないことから、緊急遮断弁Ａ４、Ｂ２の下流側にも圧力センサ３２を設けるようにして、その圧力センサ３２を用いて、緊急遮断弁Ａ４−Ｂ２間の主配管での破断の有無を判別するようにしてもよい。

このように、緊急遮断弁Ａ４、Ｂ２のみ（または、緊急遮断弁Ａ４、Ｂ２のいずれか一方のみ）に対して、下流側にも圧力センサ３２を設けるようにすることで、全ての隣接する緊急遮断弁間における破断判別は、当該隣接する各緊急遮断弁間に位置する圧力センサ３２の圧力値を用いて行うことができ、より判別精度を高めることができる。

また、図１の構成では、ＩＰネットワークを介したシステム構成を例示しているが、このＩＰネットワークは、必須の構成要件ではなく、制御部１１が直接、各分散制御盤３０を制御する構成とすることも可能である。

さらに、図３の構成では、主配管がループ配管である場合を示したが、このループ配管は、必須の構成要件ではなく、上り線と下り線が別々の主配管で構成されている場合にも、本発明による給水制御方法を適用することが可能である。

さらに、破断箇所を特定するための所定時間、あるいは所定の圧力値は、各緊急遮断弁のレイアウトに応じて、個別に、システムごとに最適な値を設定することが可能である。

１０ 統括制御盤、１１ 制御部、３０ 分散制御盤、３１ 開閉弁機構部、３１ａ モータ、３２ 圧力センサ、Ａ１〜Ａ４、Ｂ１、Ｂ２ 緊急遮断弁。

Claims (3)

1. 複数の防火区画ごとに設置されている消火設備あるいは散水装置に対して、加圧水供給源から加圧給水を供給するための主配管と、
   前記主配管の複数箇所に設けられ、開閉制御されることで前記主配管を流れる前記加圧給水の遮断／流通を切り換え可能な複数の緊急遮断弁と、
   前記複数の緊急遮断弁のそれぞれの上流側に設けられ、前記加圧給水の圧力を検出する複数の圧力センサと、
   前記主配管における破断発生箇所の特定を行う際に、前記複数の緊急遮断弁を全て閉状態にした後、前記加圧水供給源の近傍側から順番に前記緊急遮断弁を順次開状態としていくとともに前記圧力センサの検出値をモニタすることで、前記破断発生箇所の特定を行い、前記破断発生箇所が特定された場合には、特定された前記破断発生箇所に前記加圧給水が供給されないように、前記複数の緊急遮断弁のそれぞれの開閉状態を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする配管システム。
2. 請求項１に記載の配管システムにおいて、
   前記主配管は、上り線に設けられた１以上の緊急遮断弁と、下り線に設けられた１以上の緊急遮断弁とを有するループ配管として構成され、前記加圧水供給源から前記上り線と前記下り線の両方に前記加圧給水を供給する構成を備えており、
   前記制御部は、前記破断発生箇所の特定を行う際に、前記複数の緊急遮断弁を全て閉状態にした後、
   第１段階として、前記上り線または下り線のいずれか一方に配設された緊急遮断弁に関して、前記加圧水供給源の近傍側から順番に順次開状態としていくとともに前記圧力センサの検出値をモニタすることで、前記上り線または下り線のいずれか一方内での前記破断発生箇所の特定を行い、
   第２段階として、前記第１段階で前記破断発生箇所が特定された場合には、前記上り線または下り線のいずれか他方に配設された緊急遮断弁に関して、前記加圧水供給源の近傍側から順番に順次開状態としていくとともに前記圧力センサの検出値をモニタすることで、前記上り線または下り線のいずれか他方内での前記破断発生箇所の特定を行い、前記破断発生箇所が特定されない場合には、続けて前記上り線または下り線のいずれか一方に配設された緊急遮断弁に関して、前記加圧水供給源の遠方側から順番に順次開状態としていくとともに前記圧力センサの検出値をモニタすることで、前記上り線または下り線のいずれか一方内での前記破断発生箇所の特定を行い、
   第３段階として、前記ループ配管内で前記第１段階および前記第２段階によりそれぞれの破断発生箇所が特定された場合には、特定された前記破断発生箇所に前記加圧給水が供給されないように、前記複数の緊急遮断弁のそれぞれの開閉状態を制御する
   ことを特徴とする配管システム。
3. 複数の防火区画ごとに設置されている消火設備あるいは散水装置に対して、加圧水供給源から加圧給水を供給するための主配管と、
   前記主配管の複数箇所に設けられ、開閉制御されることで前記主配管を流れる前記加圧給水の遮断／流通を切り換え可能な複数の緊急遮断弁と、
   前記複数の緊急遮断弁のそれぞれの上流側に設けられ、前記加圧給水の圧力を検出する複数の圧力センサと、
   前記複数の緊急遮断弁の開閉状態を切り換えながら前記複数のセンサによる検出結果をモニタすることで、前記主配管における破断発生箇所の特定を行う制御部と
   を備えた配管システムに適用される給水制御方法であって、
   前記制御部において、
   前記複数の緊急遮断弁を全て閉状態するステップと、
   前記複数の緊急遮断弁を全て閉状態にした後、前記加圧水供給源の近傍側から順番に前記緊急遮断弁を順次開状態としていくとともに前記圧力センサの検出値をモニタすることで、前記破断発生箇所の特定を行うステップと、
   前記破断発生箇所が特定された場合には、特定された前記破断発生箇所に前記加圧給水が供給されないように、前記複数の緊急遮断弁のそれぞれの開閉状態を制御するステップと
   を備えることを特徴とする配管システムに適用される給水制御方法。

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