JP2015181630A - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】どのスプリンクラヘッドが作動したかが分かり、さらに作動したスプリンクラヘッドの設置位置に応じて加圧送水装置が適切な圧力で水を送出するスプリンクラ消火設備を提供する。【解決手段】スプリンクラヘッドの巻きだし配管にアドレス情報を備えた超音波センサーを装着して巻きだし配管内の流水を検出する。また、加圧送水装置には、送水圧力を任意に制御できる加圧送水装置を用いる。超音波センサーは、流水検出信号とともに自身のアドレス情報を発信し、これを受信したポンプ制御盤は、作動したスプリンクラヘッドの位置に応じて送水圧力を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、火災を検出して放水し、消火するスプリンクラ消火設備に関するものである。

スプリンクラ消火設備は、天井に取り付けたスプリンクラヘッドが火災により作動すると放水し火災を消火するもので、スプリンクラヘッドの作動により配管内の圧力が変動し、これを検出して加圧送水装置を起動して放水するものが一般的である。スプリンクラ消火設備の配管には、スプリンクラヘッドが作動して配管内に流水が発生すると、放水区画毎に配管内に設けたフロースイッチ等により流水を検出する流水検知装置を備えており、流水を検出した流水検知装置は、流水信号を発信し、流水信号に基づきベルなどの警報装置が鳴動する。

特開２０１３−２５５６３８号公報

これまでのスプリンクラ消火設備は、流水検知装置を放水区画毎に設けていたため、どのスプリンクラヘッドが作動したか、また、何個のスプリンクラヘッドが作動したのか、判断することができなかった。このため、最も放水圧力が小さくなるスプリンクラヘッドを含む規定数（例えば８個）のスプリンクラヘッドが作動したときに、最も放水圧力が小さくなるスプリンクラヘッドにおいて規定の放水圧力（例えば０．１ＭＰａ）で規定の放水量（例えば８０Ｌ／ｍｉｎ）が確保できるような加圧送水装置を選定し、どのスプリンクラヘッドが働いた場合でも同じように加圧送水装置を起動していた。このため、例えば、スプリンクラヘッドが１個のみ作動した場合、規定の放水圧力より高い圧力で放水することとなり、必要以上に大量の水を放水し、水損が大きくなるという問題があった。

また、これまでの流水検知装置は、内部に流水により稼働する内部部品を有しており、内部部品にはパッキン等の定期的に交換を要する部品が含まれていた。これらの部品を交換するためには、流水検知装置を分解する必要があり、そのためには、スプリンクラ消火設備の配管内の水を抜くなど、手間のかかる作業が発生していた。

また、これまでのスプリンクラ消火設備は、スプリンクラヘッドに漏水が発生した場合に、その場所が人目に付きにくい場所であったり、漏水量が僅かであったりした場合、漏水に気付くまでに時間を要したり、ポンプが頻繁に起動したりして、水損が大きくなったり、警報が頻繁にあがったりといった問題があった。また、漏水しているスプリンクラヘッドがどこにあるのか探すために多大な時間を費やすという問題があった。

本発明は、流水検知装置に代えてスプリンクラヘッドの巻きだし配管毎に、配管の外側に超音波センサーを取り付けて流水を検出するようにしたもので、作動したスプリンクラヘッドの位置を把握できるスプリンクラ消火設備を提供することを目的とする。

本発明に係るスプリンクラ消火設備は、スプリンクラヘッドと、加圧送水装置と、一端に前記スプリンクラヘッドが接続される巻きだし配管と、前記巻きだし配管の他端と、前記加圧送水装置とを接続する配管と、前記巻きだし配管の外面に前記巻きだし配管内の流水を検出する超音波センサーを備え、前記超音波センサーが自身のアドレス情報を記憶する記憶部を有し、前記超音波センサーが流水を検出すると流水検出信号とともに前記アドレス情報を発信することを特徴とするものである。

本発明によれば、巻きだし配管毎に超音波センサーを装着し、かつ、超音波センサーが自身のアドレス情報を記憶し、火災発生時には、流水検出信号とともに自身のアドレス情報を発信するので、どのスプリンクラヘッドが作動しているかが分かり、火災発生位置を詳細に知ることができる。

本発明の実施の形態１に係るスプリンクラ消火設備１の設備系統図である。 図１の超音波センサー４の取り付け部分の拡大図である。 図１のスプリンクラ消火設備１におけるスプリンクラヘッド２の作動場所および作動数量に基づくポンプ５の送水圧力の一例を示した表である。

＜実施の形態＞
図１は本実施の形態に係るスプリンクラ消火設備１の一例を示す設備系統図である。
スプリンクラ消火設備１は、防火区画の天井面に取り付けられたスプリンクラヘッド２と、スプリンクラヘッド２に水を供給する配管３と、一端が配管３に接続され、他端にスプリンクラヘッド２が接続された巻きだし配管３１と、巻きだし配管３１の外面に装着された超音波センサー４と、水槽６から水を汲み上げて配管３に供給するポンプ５（加圧送水装置に相当）と、ポンプ５を制御するポンプ制御盤５１とスプリンクラ消火設備１を含む防災システム全体を制御する受信機７とスプリンクラ消火設備１の動作試験を行うための末端試験弁８により構成されている。

スプリンクラヘッド２は、平常時には感熱部に半田やアルコールを封入したグラスバルブによりリンク機構部が固定されて閉鎖しており、火災時には、火災の熱により感熱部の形状が物理的に変化してリンク機構部が分解し開放する。

配管３は、後述するポンプ５と接続され、加圧充水されている。また、スプリンクラヘッド２と巻きだし配管３１を介して接続されている。火災時等には、ポンプ５により、水槽６の水をスプリンクラヘッド２に送水する。

巻きだし配管３１は、１本につき１個のスプリンクラヘッド２が取り付けられている。巻きだし配管３１は、天井裏で配管３から分岐して、スプリンクラヘッド２が取り付けられる位置まで延長され、スプリンクラヘッド２のみが、天井の所定の位置に空けられた穴から、室内に露出する

超音波センサー４は、巻きだし配管３１毎に１セット取り付けられている。超音波センサー４は、巻きだし配管３１の外側から巻きだし配管３１内を流れる水の水量を伝搬時間差方式で検出し、所定の流量（例えばスプリンクラヘッド２が１個作動した際の流量）を検出すると流水検出信号を発信する。伝搬時間差方式とは、図２のように巻きだし配管３１の長手方向に対して斜めに向かい合わせた２つのセンサから、それぞれ超音波パルスを発信し、２つのパルスの伝搬時間の差から巻きだし配管３１内に発生している水の流量と流れ方向を測定する方法である。

また、超音波センサー４は、所定の流量（例えばスプリンクラヘッド２が１個作動した際の流量）未満の流量を検出するとスプリンクラヘッド２に漏れが発生したと判断し、スプリンクラヘッド異常信号を発信する。さらに、スプリンクラヘッド２作動時と逆方向（スプリンクラヘッド２から配管３へ向かう方向）の流水が巻きだし配管３１に発生したことを検出すると逆流検出信号を発信する。

なお、流量の測定方法は伝搬時間差方式に限定するものではなく、例えばパルスドップラー方式等を使用しても良い。

また、超音波センサー４は、自身のアドレス情報を記憶する記憶部を備え、流水を検出した場合には、流水検出信号等とともに自身のアドレス情報を発信する。

加圧送水装置に相当するポンプ５は、後述する水槽６の水を配管３および巻きだし配管３１を経由してスプリンクラヘッド２に加圧送水する。また、ポンプ５は、例えばインバータ方式などによって、送水圧力を任意に制御することができる。

ポンプ制御盤５１はポンプ５を起動、停止する等の制御を行う。また、ポンプ制御盤５１は、図示しない受信部を備え、超音波センサー４が発信した流水検出信号を受信するとポンプ５を起動する。さらに、図示しない記憶部と図示しない制御部を備え、受信部が受信したアドレス情報を、あらかじめ記憶部に記憶していたアドレス情報と照らし合わせて、作動したスプリンクラヘッド２の位置、数量に応じた送水圧力で水を送水するようにポンプ５を制御する。
図３は、図１のスプリンクラ消火設備１において、記憶部に記憶させたスプリンクラヘッド２の作動した位置、数量に応じたポンプ５の送水圧力のテーブルを示した一例である。このスプリンクラ消火設備１において、例えば１階のスプリンクラヘッド２が３個作動した場合、ポンプ５は０．１９ＭＰａの送水圧力で配管３に水を送水する。

水槽６は、消火設備専用の水を貯蔵する。

受信機７は、建物全体の防災システムの制御を行う。また、受信機７は、図示しない送受信部および受信機制御部を備え、超音波センサー４が発信した流水検出信号とアドレス情報により図示しないベルや非常放送等を鳴動させ、図示しない表示部に火災発生場所や現在の状況等の情報を表示する。また、超音波センサー４が発信した流水検出信号とアドレス情報をポンプ制御盤５１の受信部に向けて送信、中継する。

末端試験弁８は、配管３の末端側の巻きだし配管３１（末端試験弁配管に相当）に設けられている。末端試験弁８は、１個のスプリンクラヘッド２と同じオリフィス径を備え、スプリンクラ消火設備１の試験時に開放して模擬的にスプリンクラヘッド２が作動した状態とする。なお、末端試験弁８が接続されている巻きだし配管３１にも、超音波センサー４が接続されており、試験時には、この超音波センサー４が流水を検出し、流水検出信号と自身のアドレス情報を発信する。このとき受信機７は、アドレス情報より末端試験弁８が開放したと判断し、試験として取り扱う（例えば、受信機７に試験であることを表示させたうえ、受信機７のみ警報を鳴動させ、他のベルや非常放送等は鳴動させない）。こうすることで、特に受信機７を操作して試験状態にしなくても試験を行うことができる。なお、末端試験弁８を開放した際、各スプリンクラヘッド２を接続した巻きだし配管３１では、スプリンクラヘッド２から配管３へ向けて流水が発生しており、これを検出した超音波センサー４が逆流検出信号を発信することで、各超音波センサー４が正常であることを確認することができる。

また、スプリンクラヘッド２を交換する際には、対象となるスプリンクラヘッド２に近い末端試験弁８を開放することにより配管３内の水を排出してから交換する。

次にスプリンクラ消火設備１の火災時の動作について説明する。
火災が発生し、スプリンクラヘッド２の周辺温度が所定の温度（例えば７２℃）に達すると、スプリンクラヘッド２が作動し、巻きだし配管３１および配管３内の水が放水され、巻きだし配管３１内に流水が発生する。

このとき、作動したスプリンクラヘッド２が接続された巻きだし配管３１では、配管３からスプリンクラヘッド２へ向けて流水が発生する。一方作動したスプリンクラヘッド２が接続された巻きだし配管３１以外の巻きだし配管３１では、スプリンクラヘッド２から配管３へ向けて流水が発生する。図１に示した矢印は、このときの水の流れを示したもので、矢印の大きさが水量の大きさを表している。

超音波センサー４は、配管３からスプリンクラヘッド２へ向けて、所定の流量（例えば、スプリンクラヘッド２が１個作動した際の流量）が流れた場合に、流水検出信号を発信するので、作動したスプリンクラヘッド２が接続された巻きだし配管３１の超音波センサー４のみが流水検出信号とアドレス情報を発信し、（少量の水がスプリンクラヘッド２から配管３へ向けて水流を発生している）それ以外の巻きだし配管３１の超音波センサー４は逆流検出信号とアドレス情報を発信する。

超音波センサー４の発信した流水検出信号とアドレス情報は、受信機７の送受信部が受信し、ポンプ制御盤５１の受信部に中継する。また、このとき受信機７はベルや非常放送を鳴動させるとともに、表示部に火災発生箇所を表示する。

流水検出信号を受信したポンプ制御盤５１は、ポンプ５を起動させ水槽６の水を汲み上げて、アドレス情報に基づき、作動したスプリンクラヘッド２の位置、数量に応じた送水圧力と送水量で水を配管３に送水させる。例えば、図１のように３階で１個のスプリンクラヘッド２が作動している場合には、ポンプ５は０．１２ＭＰａの送水圧力で配管３に水を送水する。なお、ポンプ５が送水開始後にさらにスプリンクラヘッド２が作動した場合には、ポンプ制御盤の記憶部に記憶したテーブルに従って、放水圧力を変動させる。

次にスプリンクラヘッド２に漏れが発生した場合の動作について説明する。
スプリンクラヘッド２に物がぶつかる等して、スプリンクラヘッド２に少量の漏れが発生した場合には、超音波センサー４からスプリンクラヘッド２へ向けて、スプリンクラヘッド２が作動した場合よりも少量の水流が発生する。

超音波センサー４は、所定の流量（例えば、スプリンクラヘッド２が１個作動した際の流量）より少ない流水を検出した場合（所定時間継続して検出した場合としてもよい）には、スプリンクラヘッド異常信号とアドレス情報を発信する。

受信機７は、スプリンクラヘッド異常信号とアドレス情報を受信すると、スプリンクラヘッド異常表示と、その発生場所を表示部に表示する。このとき、火災は発生していないので、受信機７はベルや非常放送は鳴動させない。

なお、スプリンクラヘッド異常信号では、ポンプ５は起動しないので水損が拡大することを防ぐことができる。

次に、末端試験弁８によるスプリンクラ消火設備１の試験方法について説明する。
試験は、任意の末端試験弁８を手動にて開放することによって行う。

任意の末端試験弁８を開放すると、当該末端試験弁８より巻きだし配管３１および配管３の水が放出され、巻きだし配管３１に設置された超音波センサー４が流水を検出する。

流水を検出した超音波センサー４は、流水検出信号と自身のアドレス情報を発信する。これを受信した受信機７は、ポンプ制御盤５１に流水検出信号とアドレス情報を中継するが、受信したアドレス情報より、末端試験弁８が開放されたことによる試験であると判断する。

受信機７は、試験であると判断したため、ベルや非常放送は鳴動させず、受信機７の警報のみ鳴動させ、表示部に試験中である旨と、開放された末端試験弁８の位置を表示する。

また、開放した末端試験弁８以外の末端試験弁８および全てのスプリンクラヘッド２が接続された巻きだし配管３１では、スプリンクラヘッド２作動時と逆方向（スプリンクラヘッド２から配管３へ向かう方向）に、スプリンクラヘッド２作動時よりも少量の流水が発生する。これを検出した超音波センサー４がそれぞれ逆流検出信号と自身のアドレス情報を発信する。これを受信した、受信機７は各超音波センサー４が正常に作動していると判断する。

なお、本実施の形態のスプリンクラ消火設備１では、超音波センサー４が発信する流水検出信号とアドレス情報を受信機７が受信してポンプ制御盤５１に中継する構成としているが、これに限定せず、ポンプ制御盤５１が直接超音波センサー４から受信する構成としてもよい。

また、本実施の形態のスプリンクラ消火設備１の超音波センサー４が発信する流水検出信号を無線信号にて送信する構成としてもよい。この場合、超音波センサー４に無線送信部を設けてもよいし、無線送信部を備えた中継器を設け、超音波センサー４と中継器は有線で接続する構成としてもよい。

また、この場合、受信機７に無線受信部を設け、ポンプ制御盤５１に中継してもよいし、ポンプ制御盤５１に無線を受信する無線受信部を設けてもよい。受信機７が流水検出信号を中継する場合も、受信機７とポンプ制御盤５１の接続は有線としてもよいし、無線としてもよい。

また、本実施の形態のスプリンクラ消火設備１では、超音波センサー４が検出した水の流量と流水方向から流水検出信号、スプリンクラヘッド異常信号、逆流検出信号を判断して発信する構成としているが、これに限定せず、超音波センサー４は、検出した流量と流水方向を発信して、これを受信した受信機７および／またはポンプ制御盤５１が、スプリンクラヘッド２の作動、漏れ等の異常、逆流を判断する構成としてもよい。

また、本実施の形態のスプリンクラ消火設備１の超音波センサー４は、１個のスプリンクラヘッド２が接続される１本の巻きだし配管３１毎に１個接続される構成となっているが、これに限定せず、何本かの巻きだし配管３１が接続された配管３の一次側に超音波センサー４が１個設置されていてもよい。こうすることで作動したスプリンクラヘッド２を特定することはできなくなるが、配管内を流れる水の向きで、作動したスプリンクラヘッド２が含まれるエリアを特定することができ、配管内を流れる流水量を検出できるので、超音波センサー４の設置数量を減らしても、ポンプ５の放水圧力制御は同様に行うことができ、コストを抑えることができる。

また、本実施の形態の末端試験弁８は、手動にて開放する構成としているがこれに限定せず、例えば、受信機７からの指示により電動にて開放する構成としてもよい。

以上のように、本実施の形態のスプリンクラ消火設備１において、スプリンクラヘッド２を接続した巻きだし配管３１毎に超音波センサー４を設けたので、スプリンクラヘッド２が作動したときに、その場所と数量が分かるため、受信機７の表示をより詳細なものとすることができ、また、ポンプ５から送出する水の送水圧力を適切なものとすることができる。

また、稼働する内部部品を有する流水検知装置に代えて、巻きだし配管３１の外面に超音波センサー４を取り付けるので、配管３内の水を抜いて流水検知装置のオーバーホールを行う必要がない。

また、スプリンクラヘッド２に漏れが発生した場合には、漏れが発生したことと、その発生場所が分かるので速やかに対応することができる。

１ スプリンクラ消火設備、２ スプリンクラヘッド、３ 配管、４ 超音波センサー、５ ポンプ、６ 水槽、７ 受信機、８ 末端試験弁、３１ 巻きだし配管、５１ ポンプ制御盤

Claims (5)

1. スプリンクラヘッドと、
   加圧送水装置と、
   一端に前記スプリンクラヘッドが接続される巻きだし配管と、
   前記巻きだし配管の他端と、前記加圧送水装置とを接続する配管と、
   前記巻きだし配管の外面に前記巻きだし配管内の流水を検出する超音波センサーを備え、
   前記超音波センサーが自身のアドレス情報を記憶する記憶部を有し、前記超音波センサーが流水を検出すると流水検出信号とともに前記アドレス情報を発信することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
   
2. 前記流水検出信号と前記アドレス情報とを受信する受信部と、前記加圧送水装置の送水圧力を制御する制御部とを有し、前記流水検出信号に基づいて前記加圧送水装置の起動、停止を制御するポンプ制御盤を備え、
   前記ポンプ制御盤は、前記アドレス情報に基づき前記加圧送水装置に前記アドレス情報に応じた水圧で水を送出させることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラ消火設備。
   
3. 前記加圧送水装置が、流水を検出した前記超音波センサーの数量に応じた水圧で水を送出することを特徴とする請求項１または２に記載のスプリンクラ消火設備。
   
4. 所定の位置に末端試験弁を備え、
   前記末端試験弁を接続する末端試験弁配管に前記超音波センサーを備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のスプリンクラ消火設備。
   
5. 前記流水検出信号を無線送信する無線送信部を備えることを特徴とした請求項１乃至４に記載のスプリンクラ消火設備。