JP2014181689A - 消火ポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】火災時において、送水管の階毎に設けられた消火用器具群に必要な異なる複数の必要送水量に対応できる消火ポンプシステムを提供する。
【解決手段】送水管の階毎に設けられた前記消火用器具群に必要な異なる複数の必要送水量と、必要送水量によって定まる配管抵抗と実揚程と前記消火用器具での所要末端圧力をそれぞれ加味して求めた階毎の目標圧力（全揚程）を設定する複数の目標圧力（全揚程）設定手段と、前記消火用器具群から発信される始動指令信号発信手段と、前記信号発信手段の信号に基づいて、前記階毎目標圧力（全揚程）を選択して設定し、前記圧力検出手段により検出された送水圧力が前記選択された目標圧力（全揚程）となるようにインバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、可変速に駆動されるポンプを備えた消火ポンプシステムに関する。ここでいう消火ポンプシステムとは、消火栓ポンプシステム、及びスプリンクラーポンプシステムを包含したシステムをいう。

消火ポンプシステムは火災時に火災検知器あるいは人為的な操作によって、速やかに運転され送水されなければならない。そのため、送水に対し信頼性の高いシステムが要求されるが、従来はインバータ駆動の消火栓ポンプシステムは使用された例は少ない。しかしながら、インバータの普及に伴い消火栓ポンプシステムにインバータを採用する動向が見られる。これらの公知例として、特許文献１、特許文献２がある。

特許文献１の消防システム（スプリンクラー）においては、例えば段落(００２４)に、「加圧送水装置４は、モータにより駆動される２台のポンプを具備している。加圧送水装置４は、制御装置５からの圧力制御信号に基づいて、ポンプを駆動するモータの回転数を制御し、もって送水圧力を所定の値とする。また、加圧送水装置４は、制御装置５からの水量制御信号に基づいて、起動させるポンプの数を変化させ、もって必要送水量を所定の値とする。本発明は、ポンプを駆動するモータの回転数を制御する方法を限定するものではないが、ポンプを駆動するモータの回転数の制御は、回転数を直接可変するVVVFインバータ(Variable Voltage Variable Frequency Inverter：可変電圧可変周波数インバータ）などのインバータ制御により行うのが望ましい。」と開示されている。

また段落（００２２）の２０行に、「制御装置５から受信した圧力信号．送水量制御信号に基づいて、送水の圧力．量を制御する」と記載されている。これは、送水管に圧力センサと流量センサが必要となり、前述の圧力信号．送水量制御信号を目標値として、圧力センサと流量センサの検出した圧力データと流量のデータが前記目標値となるようにインバータにより周波数制御することを示唆している。

従って、流量センサが必要となってコストがアップすると共に、圧力と流量を同時に満足させる制御が必要となって制御が困難となる。即ち、圧力を目標値になるように制御すると流量が目標流量にならない場合があり、その逆に流量を目標流量になるように制御すると圧力が目標値にならない場合があり制御が困難となる。このような状態では、火災時に消火用器具で必要とする十分な給水量が得られない場合や、過剰な水量が給水される場合がある。また、消火ポンプシステムは使用されない期間（非火災時）が長期間にわたるので、定期的なセンサチェックが必要であるが、送水管に接続したままの流量センサのチェックは困難である。

また、特許文献２の消火ポンプ装置は、段落（００４０）に、目標圧力の設定は、制御装置４０内に予め複数の値を記憶させておき、スプリンクラーヘッド５０の開放動作した区画の自動警報装置からの信号により、必要な目標圧力設定値を選択して圧力制御運転を行うとの開示はあるが、複数の値（目標圧力ＰＡ，ＰＢ）は記憶されているが、階数と目標圧力を一対一に対応させて記憶していない。そして、どの階数からの信号が来ても、常に目標圧力のＰＡ〜ＰＢの値が選択され、階数と目標圧力とが一対一に対応されて選択されることがない。

特開２００５−２５３５３２号公報 特開２００６−２０８４６号公報

上記のように、特許文献１及び特許文献２に記載の消防システム及び消火ポンプ装置によれば、放出信号に基づいて消火物を放出している放出装置を特定し、これに基づいて加圧装置に送水圧力制御信号及び送水量制御信号を送信するとなっており、又、複数の目標圧力を記憶部に記憶するとなっている。しかし、前述のように圧力と流量を同時に満足させる制御が必要となって制御が困難となると共に、目標圧力と流量との関係が不明確であるため、目標圧力に維持されても所定水量が得られない場合や過剰な水量が供給される恐れがある。

本発明の目的は、送水管の階毎に設けられた消火用器具に必要な異なる複数の必要送水量に対応できる消火ポンプシステムを提供することにある。

具体的には、火災時において、送水管の末端の階毎に設けられた前記消火用器具群に送水するのに必要な個別の必要送水量と、前記必要送水量によって定まる配管抵抗と、消火用器具までの実揚程、および消火用器具での所要末端圧力とを加味して求めた階毎の複数の目標圧力（全揚程）を設定する目標圧力設定手段と、前記消火用器具群から始動指令信号を発信される始動指令信号発信手段と、前記信号発信手段の信号に基づいて、前記階毎目標圧力（全揚程）を選択して設定し前記圧力検出手段により検出された送水圧力が前記選択された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプを制御する制御装置を備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明は、水源からの水を、送水管を介して需要側の各階に設けられた消火用器具群に送水する消火ポンプと、
前記消火ポンプを駆動する電動機と、
前記電動機を駆動するインバータと、
前記消火ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記送水管の階毎に設けられ始動指令信号発信手段を備えた消火用器具と、
前記圧力検出手段と前記始動指令信号発信手段からの信号を取り込んで圧力制御を行うと共に前記インバータに周波数指令信号を出力する制御装置とで構成した消火ポンプシステムにおいて、
前記制御装置は、送水管の末端の階毎に設けられた前記消火用器具に必要な必要送水量と、この必要送水量によって定まる配管抵抗と、実揚程と、および前記消火用器具での所要末端圧力とを加味して求めた階毎の目標圧力（全揚程）を設定する設定手段と、この目標圧力を記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は、前記始動指令信号に基づいて目標圧力（全揚程）を選択して設定又は前記記憶部から読み出し、この目標圧力と前記圧力検出手段の検出した圧力とが等しくなるように圧力制御し、前記インバータに周波数指令信号を出力することを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、前記設定手段は、さらに階毎の初期周波数を設定し、前記記憶手段はさらに階毎の初期周波数を記憶し、
前記制御装置は、前記始動指令信号に基づいて設定された目標圧力（全揚程）と初期周波数を選択して設定又は前記記憶部から読み出し、この目標圧力と前記圧力検出手段の検出した圧力とが等しくなるように圧力制御し、前記インバータに初期周波数の指令信号を出力することを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記始動指令信号に基づいた目標圧力を選択または前記記憶部から読み出し、この読み出された目標圧力と前記圧力検出手段の検出した圧力とが等しくなるように吐出圧力一定制御を行うことを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記始動指令信号発信手段から始動指令信号が複数送信された場合に、予め設定された最大周波数の指令信号を前記インバータに出力することを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、前記制御装置は、前記圧力検出手段により検出された圧力が所定値以下になった場合に、前記周波数制御手段は前記ポンプの周波数が予め設定された最大周波数となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御することを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、前記始動指令信号発信手段と前記制御装置に通信手段を設け、前記制御装置は、両者間の通信により始動指令信号を受信することを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、前記消火用器具と前記制御装置に通信手段を設け、前記制御装置は、両者間の通信により始動指令信号を受信することを特徴とする。

また、上記に記載の消火ポンプシステムにおいて、上記通信手段は無線通信手段であることを特徴とする。

本発明によれば、消火用器具に必要な個別の必要送水量、配管抵抗、消火用器具までの実揚程、消火用器具での所要末端圧力とを加味して求めた階毎の複数の目標圧力（全揚程）を設定し、この目標圧力に基く制御で圧力と水量を同時に制御するので制御が単純となり、取り扱いが容易で消火活動が促進される。また、流量計が無いのでその動作チェックが不要となり、コスト低減された信頼性の高い消火ポンプシステムを提供することができる。

本発明実施例のスプリンクラー用の消火ポンプシステムの系統図。 同じく消火用の送水に適用した消火ポンプシステムの系統図。 同じく吐き出し圧力一定制御を行った場合のポンプ性能曲線図。 同じく制御盤の回路図。 吐き出し圧力一定制御のアルゴリズムを示すポンプ性能曲線図。 吐き出し圧力一定制御のアルゴリズムを示すフローチャート。 本発明実施例の制御フローを示すフローチャート。 消火栓の詳細図。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図８により説明する。
図１は、本実施例のスプリンクラー消火用水の送水に適用したインバータ駆動消火ポンプシステムのシステム系統図で、１０階建てを例示している。説明を簡単にするため、７階以下の図示は省略している。１は水源であり例えば消火水槽等である。４は先端にフート弁２を取り付けた吸い込み管３を吸い込み側に設け、送水管１０へ送水する消火ポンプである。このポンプ４には吐き出し側に逆止め弁６、仕切り弁７が取り付けられている。１４は送水管１０の前記消火ポンプ吐き出し側近傍に取り付けた圧力タンクであり、内部に空気溜りを有し送水管圧力を維持保圧する。

９はポンプ近傍に位置し送水管１０に取り付けられた圧力検出手段であり、検出した圧力に応じた電気信号Ｓ１１を発信する。発信された電気信号Ｓ１１は後で述べる制御盤８に送信される。また、送水配管１０は各階毎に送水管枝管１０−１〜１０−３に分岐し、各枝管には、スプリンクラー（消火用器具）１０−１ａ〜ｅ〜１０−３ａ〜ｅをそれぞれ備えて、スプリンクラー群が構成される。１０−１ｓ〜１０−３ｓは、それぞれ前記スプリンクラーの開放時の放水に伴い、放出信号（始動指令信号）を発信する放水装置（始動指令信号発信手段）であり、前記階毎のスプリンクラーと一対一に対応し、階高さが特定出来る部位に取り付けられている。便宜上、放出装置の放出信号（始動指令信号）の符号も１０−１ｓ〜１０−３ｓを用いる。これらの信号群は、Ｓ１３として制御盤８に送信される。

制御盤８は後述するが、インバータと制御装置等を内蔵しており、動力ケーブルＳ１０により電動機５に電力（可変周波数、可変電圧）を供給する。各階のスプリンクラー（消火用器具）から発信される始動指令信号１０−１ｓ〜１０−３ｓは、どの階なのかを示す位置情報でもあり、これによってその階が特定され、階毎に必要な必要送水量、送水圧力（目標圧力）又はこれに対応する初期インバータ周波数、又は、階毎に必要な必要送水量、送水圧力（目標圧力）およびこれに対応する初期インバータ周波数が決定される。

図２は、本実施例のインバータ駆動の消火ポンプシステムを、建物の消火栓（消火用器具）に適用したシステム系統図で、１０階建てを例にしている。図１に示す圧力タンク１４を省略し、スプリンクラー、放出装置及び放出信号に代えて、消火栓１０−１ａ〜１０−３ａ及びこれの始動指令信号１０−１ｓ〜１０−３ｓとしたものである。

尚、この消火栓は、図８に示すように送水管１０の枝管１０−１〜１０−３により引き込み、始動押釦スイッチ２５、ベル２６、始動表示ランプ２７、ホース２８、ノズル２９を備える。そして、消火栓は始動押釦スイッチ２５が操作されると始動指令を発信したことを示す始動指令信号１０−１ｓ〜１０−３ｓを発信するので、始動押釦スイッチ２５が始動指令信号発信手段として作用する。

図３は、図１、図２のシステム系統図に示した消火ポンプシステムを、階毎の異なる所定の必要水量で運転した際の消火ポンプ性能曲線図であり、横軸に吐出し量（ｍ^３／ｍｉｎ）、縦軸に全揚程（ｍ）を取って示す。曲線Ａはインバータ周波数ｆ１０で運転した時のポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、第１の仕様点Ｏ１において１０階の消火用器具へ送水するのに必要な必要送水量Ｑ０、全揚程ＨＴ（目標圧力Ｈ０１０Ｆと等価）を満足している。

同様に曲線Ｂ、Ｃは、それぞれインバータ周波数ｆ９、ｆ８で運転した時のポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、第２の仕様点Ｏ２において９階の消火用器具へ送水するのに必要な必要送水量Ｑ１、全揚程（目標圧力Ｈ０９Ｆと等価）を満足し、第３の仕様点Ｏ３において８階の消火用器具へ送水するのに必要な必要送水量Ｑ２、全揚程（目標圧力Ｈ０８Ｆと等価）を満足している。ここで、必要送水量は、消火栓やスプリンクラーの消火用器具の種類によって異なり、そして、消火用器具は火災時の初期消火用水として使用されるので、火災時には通常、送水管端末に設けられた消火用器具１箇所に送水されることになるので、消火用器具に必要な必要送水量で送水することが重要である。

次に、前述した全揚程（目標圧力）の決め方を１０階を例に説明する。１０階の消火用器具への必要な必要送水量をＱ０とすると、ここへ送水するのに必要な送水配管の抵抗損失を必要送水量Ｑ０によって定まるＲ１０、水源の水面から１０階の消火用器具までの実高さ（実揚程）をＨａ、１０階の消火用器具の吐出口での所要末端圧力（消火用器具から放出する圧力）をＨｐとすると、１０階の全揚程ＨＴ（説明の便宜上目標圧力Ｈ０１０Ｆという記号で表示しているが、ＨＴと等価）は、前記Ｒ１０、Ｈａ、Ｈｐの要素を加算した総和（ＨＴ＝Ｒ１０＋Ｈａ＋Ｈｐ）となる。

９階、８階の全揚程（目標圧力）の決め方は説明を省くが、結果だけ示すと、それぞれ目標圧力（全揚程）がＨ０９Ｆ（Ｒ９は、図示しているように９階消火用器具に必要な必要送水量をＱ１とするときの送水配管の抵抗損失である）、Ｈ０８Ｆ（Ｒ８は図示しているように８階消火用器具に必要な必要送水量をＱ２とするときの送水配管の抵抗損失である）となる。尚、７階以下については既に明らかなので説明を省く。

以上説明したように送水配管の末端に取り付けた各階の消火用器具毎の必要送水量が決まり、この必要送水量に基づいて前記各要素の加算により消火用器具毎への送水に必要な所定圧力（全揚程＝目標圧力）が決定される。このような手続きにより決定した消火用器具毎の所定圧力（全揚程＝目標圧力）を後で述べるが制御装置の処理で設定するか、または予め記憶部に記憶して用いるのである。

図４は、図1、２で説明した制御盤８の回路構成図である。ＰＷ（Ｒ、Ｓ、Ｔ）は電源、Ｒ（又はＲ１）、Ｓは制御電源、ＭＢＤ、ＭＢＶは配線用遮断器、ＩＮＶはインバータであり、操作表示部を有する周波数設定手段ＣＯＮＳを有する。ＣＵは制御装置であり、圧力制御を行う演算部ＣＰＵ、不揮発性記憶部Ｍ、入出力インタフェースＩ／Ｏ２、Ｉ／０３、表示部を有する設定手段ＣＯＮＳ２等を備える。ＴＲはトランス、Ｉ／Ｏ１は、階毎の消火用器具からの始動指令信号１０−１ｓ〜１０−３ｓ（階高さ．．．．８Ｆ〜１０Ｆに対応）を取り込む入力回路部（入力端子）、Ｘは取り込んだ始動指令信号１０−１Ｓ〜１０―３ＳがＯＮした時にＯＮするリレ―群（８ＦＸ〜１０ＦＸ）である。５２Ｄ、５２Ｖは電磁継電器、４９Ｐはサーマルリレー、ＩＭは電動機、４３Ｓはポンプや電動機を商用−インバータの運転モードに切り替るスイッチである。

入出力インターフェースＩ／Ｏ２は、リレ―群Ｘの信号（始動指令信号が８ＦＸ、９ＦＸ、１０ＦＸの信号に対応）を取り込む。これらの始動指令信号（位置情報）に基づいて、演算部ＣＰＵで前記各要素の加算演算を行い、必要な所定圧力（全揚程＝目標圧力）を設定するか、又は対応する初期周波数（想定周波数）を設定するか、あるいは演算結果を前記記憶部Ｍに記憶する。この場合、演算部ＣＰＵは、階毎の目標圧力（全揚程）を設定する設定手段として機能する。

予め、記憶部Ｍに記憶する場合は、前記設定手段ＣＯＮＳ２により、消火用器具群に送水するのに必要な個別の必要送水量と、必要送水量によって定まる配管抵抗Ｒ１０と、実揚程Ｈａ、および前記消火用器具での所要末端圧力Ｈｐとを加味して求めた階毎の複数の所定圧力ＨＴ（全揚程＝目標圧力）を設定して記憶する。

入出力インターフェース部Ｉ／Ｏ３は、圧力検出手段９の信号Ｓ１１を取込み、運転指令用リレーＸ１にＯＮ信号を出力すると共に、インバータＩＮＶへ周波数指令信号（周波数指令値）ＡＮ０、ＣＭ１を出力する。ＢＳ１、ＢＳ２は、それぞれインバータ運転モード時の運転、停止スイッチである。

図４において、配線用遮断器ＭＢＤ、ＭＢＶを投入し、スイッチ４３ＳをＩＮＶに切り替ると、インバータが運転できる状態となる。すなわち、電磁継電器５２Ｖが動作して接点５２Ｖａが閉じ、インバータ運転可能となる。送水配管で水が使用されると、圧力検出手段９の信号Ｓ１１（ＡＮ２，ＣＭ３）が制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３に入力される。制御装置ＣＵは、前記インターフェースＩ／０３よりリレーＸ１をＯＮする信号を出力すると共に、階毎の始動指令信号に対応したリレー群Ｆ８Ｘ、Ｆ９Ｘ、Ｆ１０Ｘの信号がインターフェースＩ／Ｏ２から受信する。

制御装置ＣＵは、インターフェースＩ／Ｏ２からの受信に対応した所定圧力（全揚程＝目標圧力）と初期周波数（想定周波数）を選択して設定、又は記憶部Ｍから読み出し、この所定圧力（全揚程＝目標圧力）と圧力検出手段９で検出した圧力信号とが等しくなるように、圧力一定制御を行う。この制御結果は、制御装置ＣＵから、初期周波数指令値ＡＮ０、ＣＭ１として出力される。

図５は、１０階の消火用器具へ送水する場合の目標圧力（全揚程）をＨ０１０Ｆとしたときの、吐き出し圧力一定制御のアルゴリズムを示すポンプ性能曲線図を示している。１０階の消火用器具へ送水するのに必要な目標値として、水量がＱ０、全揚程がＨＴ（目標圧力Ｈ０１０Ｆと等価）、インバータ周波数がｆ１０でポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａで運転がなされる。吐き出し圧力一定制御では上記目標値を中心に所定の幅を超えないように制御がなされており、水量の制御幅がＱ０´〜Ｑ０〜Ｑ０´´に収まるようにインバータ周波数をｆ１０´〜ｆ１０〜ｆ１０´´の制御幅で制御し、この時のポンプＱ−Ｈ性能曲線はＡ´〜Ａ〜Ａ´´となる。

図７及び図６は、それぞれメイン処理の処理（アルゴリズム）、及び階毎の吐き出し圧力一定制御の処理（アルゴリズム）をそれぞれ示すフローチャートである。図示していないが、イニシャル処理や割込処理で、予めＣＰＵにより、各階の必要送水量、配管抵抗、実揚程および消火用器具での所要末端圧力とを加味して求めた階毎の目標圧力（全揚程）と初期周波数（想定周波数）が求められて入力され、記憶部Ｍに記憶されている。

図７のメイン処理において無関係な途中は省略しているが、６００〜６０７ステップで各階の目標圧力（全揚程）を選択して設定、又は前記記憶部Ｍより読み出す処理を実行する。すなわち、１０階から地下４階まで順番に始動指令があるかチエックし、始動指令のある階に対して目標圧力（全揚程）を設定又は読み出す（フローチャートには設定のみを記載）。例えば、６００ステップにおいて、１０階の消火用器具が作動して始動指令信号１０−３ｓが発信されていないかを判定する。発信されていれば６０１ステップへ進み、目標圧力（全揚程）Ｈ０１０Ｆを設定又は記憶部Ｍより読み出す。

発信されていなければ６０２ステップに進み、９階の消火用器具からの始動指令信号の発信有無を判断する。他の階の目標圧力（全揚程）の読出し処理は前述で明らかなので説明を省く。尚、６００〜６０７ステップの処理で各階の消火用器具からの始動指令信号がないと判断した場合は、６１１ステップへ戻りこれより実行を続ける。

次に、６０８ステップではポンプが運転中か否かを判定する。運転中であれば６１０ステップへ進み、停止中であれば６０９ステップで運転処理を実行して６１０ステップへ進む。６１０ステップでは、図６に示す吐き出し圧力一定制御の処理を実行する。

説明の便宜上、前述の６００〜６０７ステップの目標圧力（全揚程）読み出し処理において、１０階を例に、６０１スッテップで目標圧力（全揚程）Ｈ０＝Ｈ０１０Ｆが設定されているものとする。この設定された目標圧力（全揚程）は、例えば演算部ＣＰＵのレジスタに一時記憶されている。図６において、５００ステップでは、圧力検出手段（圧力センサ）９によって送水配管の圧力データＨが検出される。そして５０１ステップにおいて、目標圧力（全揚程）Ｈ０(Ｈ０１０Ｆ)と検出した圧力データとが比較され、Ｈ０−α＞Ｈであれば、５０２ステップでインバータ増速制御処理を実行してから５００ステップへ戻る。なお、このときにＨ０−α＜＝Ｈ＜＝Ｈ０＋αであれば、給水圧力が目標圧力（全揚程）に等しいので、図６では省略しているが次の６１４ステップの処理に進む。

そして、Ｈ０＋α＜Ｈであれば５０３ステップに進み、インバータ減速制御処理が実行されてから５００ステップに戻る。これが繰り返されることにより、給水圧力が目標圧力Ｈ０(＝Ｈ０１０Ｆ)とほぼ等しくなる。

上記制御の状況は図５に示され、上記目標値を中心に所定の幅を超えないように制御がなされており、水量の制御幅がＱ０´〜Ｑ０〜Ｑ０´´に収まるようにインバータ周波数をｆ１０´〜ｆ１０〜ｆ１０´´の制御幅で制御する。この時のポンプＱ−Ｈ性能曲線はＡ´〜Ａ〜Ａ´´となる。

なお、αは目標圧力の不感滞を示し大体１〜２ｍであり、ａはインバータの変速制御幅を示し適宜０．１〜１Ｈｚで設定する。この制御の結果、図５においてインバータ周波数が上下に振れながらインバータ周波数は設計値のｆ１０に近づく。実際には配管抵抗が設計値と異なる等して、周波数ｆ１０や水量Ｑ０が設計値と完全に一致することは少ないが、吐き出し圧力を目標値に制御することを優先しており、十分実用可能なレベルを達成できる。

この時のポンプ性能曲線はＡで、Ｈ０１０Ｆがポンプから１０階まで水を流した時の目標圧力（全揚程）で、抵抗曲線がＲ１０である。なお、本実施例においては１０階の消火用器具への必要送水量をＱ０としている。９階の必要送水量Ｑ１、８階の必要送水量Ｑ２とし目標圧力（全揚程）をそれぞれＨ０９Ｆ、Ｈ０８Ｆに代えても同じ結果が得られる。更に、消火用器具に必要な必要送水量は前記Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２に限定されることがなく、消火用器具に必要な必要送水量が定まると、この必要送水量に対応した配管抵抗と、実揚程および消火用器具での所要末端圧力とを加味して求めた階毎の目標圧力（全揚程）が決定（選択）される。このように階毎の消火用器具毎に目標圧力（全揚程）が定まれば、これを利用して前述の吐出し圧力一定制御を実行することが出来る。

この構成によれば、吐出し圧力一定制御により目標圧力（全揚程）を維持することにより、消火用器具の吐出口での所要末端圧力と必要水量の状態で給水することができる。したがって、無駄がなく省エネルギーとなる。また、目標圧力（全揚程）の制御のみで圧力と流量の両者を同時に制御できるので制御が単純となり、システムの取り扱いが容易となる。また、流量計が不要となってその動作チェックも不要となるので、コスト低減が図れ、信頼性の高い制御が行える。

消火用器具への送水を考えると、消火促進のために送水圧力が目標圧力（全揚程）に急峻に到達することが望ましい。この場合、図７の６０１、６０３、６０５．．．．．ステップにおいて目標圧力（全揚程）を設定（選択）又は読み出す際に、想定周波数も設定（選択）又は読み出し、６０９ステップのポンプ運転処理時に読み出した初期周波数（想定周波数）ｆ１０（１０階用）、ｆ９（９階用）、ｆ８（８階用）を出力する。具体的には、図４において制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりインバータ端子１０〜１１へ周波数指令信号ＡＮ０、ＣＭ１を出力する。

このようにすれば、より急峻に目標圧力（全揚程）に到達することが可能となる。インバータが過電流トリップしない範囲で、インバータの加速時間を可能な限り短く設定すれば、確実に急峻な制御が可能となり、消火に際して効果的な給水が行える。

また、複数の消火用器具から始動指令信号が発信された場合は、大きな水量が必要となるので図７の６１１ステップで始動指令が複数と判断され（ＹＥＳ）、６１２ステップの処理を実行する。すなわち、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３からインバータ端子１０〜１１へ、予め設定された最大周波数となる周波数指令信号ＡＮ０、ＣＭ１を出力する。前記ポンプは最大周波数で運転がなされ、複数の消火用器具に十分な必要水量を給水することができる。

また、前記圧力検出手段９で検出された圧力が所定値以下になった場合（圧力センサ９の異常）は、図７の６１３Ａ、６１３、６１２ステップの処理を実行し、制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３からインバータ端子１０〜１１へ予め設定された最大周波数となる周波数指令信号ＡＮ０、ＣＭ１を出力する。これは、前記圧力検出手段９が異常を起こした場合でも消火活動の給水を確保するため、前記ポンプを最大周波数で運転するようにしたものである。

また、各階設置の消火用器具の始動指令信号発信手段（１０−１ｓ〜１０−３ｓ、または１０-１ａ〜１０−３ａ）と、制御盤８の制御装置ＣＵに通信手段（無線、または有線）を接続し、両者間の通信信号の授受により始動指令信号を受信し、制御装置ＣＵは各階設置の消火用器具を特定し、これに必要な目標圧力（全揚程）を設定するようにしても良い。この構成によれば、始動指令信号発信手段と制御盤８の通信線を少なく（有線の場合）、或いは無くす（無線の場合）ことができ、コスト低減が図れる。さらに、各階設置の消火用器具（１０−１ａ〜１０−３ｅ、１０−１ａ〜１０−３ａ）に直接に無線通信手段を搭載し、前記消火用器具と制御盤８の制御装置ＣＵとで通信信号の授受を行うことにより、始動指令信号を受信して各階の消火用器具を特定することで、必要な目標圧力（全揚程）を設定するようにしても良い。この場合、図１に示す放水装置（始動指令信号発信手段）１０−１ｓ〜１０−３ｓが不要となる。

１…水源、２…フート弁、３…吸い込み管、４…ポンプ、５…電動機、６…逆止め弁、７…仕切り弁、８…制御盤、９…圧力検出手段、１０…送水管、１０〜１〜１０−３…送水管枝管、１０−１ａ〜１０−３ｅ…スプリンクラー、１０−１ａ〜１０―３ａ…消火栓、１０−１ａ〜１０−３ａ、１０−１ｓ〜１０−３ｓ…始動指令信号発信手段、１０−１ｓ〜１０−３ｓ…始動指令信号、ＣＵ…制御装置、ＣＰＵ…演算部、ＣＰＵ、ＣＯＮＳ２…設定手段、Ｍ…記憶部。

Claims (8)

1. 水源からの水を、送水管を介して需要側の各階に設けられた消火用器具群に送水する消火ポンプと、
   前記消火ポンプを駆動する電動機と、
   前記電動機を駆動するインバータと、
   前記消火ポンプの吐出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記送水管の階毎に設けられ始動指令信号発信手段を備えた消火用器具と、
   前記圧力検出手段と前記始動指令信号発信手段からの信号を取り込んで圧力制御を行うと共に前記インバータに周波数指令信号を出力する制御装置とで構成した消火ポンプシステムにおいて、
   前記制御装置は、送水管の末端の階毎に設けられた前記消火用器具に必要な必要送水量と、この必要送水量によって定まる配管抵抗と、実揚程と、および前記消火用器具での所要末端圧力とを加味して求めた階毎の目標圧力（全揚程）を設定する設定手段と、この目標圧力を記憶する記憶部を備え、
   前記制御装置は、前記始動指令信号に基づいて目標圧力（全揚程）を選択して設定又は前記記憶部から読み出し、この目標圧力と前記圧力検出手段の検出した圧力とが等しくなるように圧力制御し、前記インバータに周波数指令信号を出力することを特徴とする消火ポンプシステム。
2. 請求項１に記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記設定手段は、さらに階毎の初期周波数を設定し、前記記憶手段はさらに階毎の初期周波数を記憶し、
   前記制御装置は、前記始動指令信号に基づいて設定された目標圧力（全揚程）と初期周波数を選択して設定又は前記記憶部から読み出し、この目標圧力と前記圧力検出手段の検出した圧力とが等しくなるように圧力制御し、前記インバータに初期周波数の指令信号を出力することを特徴とする消火ポンプシステム。
3. 請求項１または２に記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記制御装置は、前記始動指令信号に基づいた目標圧力を選択して設定または前記記憶部から読み出し、この読み出された目標圧力と前記圧力検出手段の検出した圧力とが等しくなるように吐出圧力一定制御を行うことを特徴とする消火ポンプシステム。
4. 請求項１または２に記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記制御装置は、前記始動指令信号発信手段から始動指令信号が複数送信された場合に、予め設定された最大周波数の指令信号を前記インバータに出力することを特徴とする消火ポンプシステム。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記制御装置は、前記圧力検出手段により検出された圧力が所定値以下になった場合に、前記周波数制御手段は前記ポンプの周波数が予め設定された最大周波数となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御することを特徴とする消火ポンプシステム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記始動指令信号発信手段と前記制御装置に通信手段を設け、前記制御装置は、両者間の通信により始動指令信号を受信することを特徴とする消火ポンプシステム。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記消火用器具と前記制御装置に通信手段を設け、前記制御装置は、両者間の通信により始動指令信号を受信することを特徴とする消火ポンプシステム。
8. 請求項６または７に記載の消火ポンプシステムにおいて、
   前記通信手段は無線通信手段であることを特徴とする消火ポンプシステム。

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