JP2016179034A - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Abstract

【課題】配管内が凍結する恐れがある場所に設置する乾式スプリンクラ消火設備では、流水検知装置を閉鎖するために配管内に圧縮空気を充填する必要があった。圧縮空気は、配管のねじ込み部分などから漏れやすいため、コンプレッサーなどの装置を用いて空気圧を監視する必要があった。これに対応すべく、配管内の空気圧を大気圧とする乾式スプリンクラ消火設備を提供する。
【解決手段】流水検知装置に代えて超音波センサーを巻きだし配管の外面に設置し、巻きだし配管内には不凍液を貯蔵し、スプリンクラヘッド作動により不凍液が流出したことを超音波センサーが検出したことにより加圧送水装置を起動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スプリンクラ消火設備のうち、常時は配管内に水を入れない乾式スプリンクラ消火設備および予作動式スプリンクラ消火設備に関するものである。

乾式スプリンクラ消火設備は、流水検知装置の一次側配管内に圧力水が、二次側配管内に圧縮空気が充填され、火災の熱によりスプリンクラヘッドが作動すると二次側配管内の圧力が低下して流水検知装置が開放し、流水検知装置の一次側から圧力水が供給され、放水して消火する設備である。

通常のスプリンクラ消火設備（乾式、予作動式と区別して湿式という）の場合、流水検知装置の二次側配管内にも水が充填されているが、寒冷地では配管内の水が凍結し、火災時に水が流れなかったり、凍結により水の体積が増加して配管やスプリンクラヘッドを破損したりという不具合を防止するため、乾式スプリンクラ消火設備では配管径が細くなり凍結しやすい流水検知装置の二次側配管内を水に代えて圧縮空気を充填している。

従来の予作動式スプリンクラ消火設備は、流水検知装置が一斉開放弁としての機能を有し、火災感知器の火災感知信号により一斉開放弁を開放し、流水検知装置の一次側配管内に充填された圧力水が供給される設備で、さらにスプリンクラヘッドが作動すると放水して消火する設備である。このため火災感知器またはスプリンクラヘッドが火災以外の理由で作動した場合には放水されず、水損を考慮した設備となっている。また、流水検知装置の二次側に水が充填されていない構成は乾式スプリンクラ消火設備と共通しており、寒冷地での使用にも適している。

特開２００６−８３８８７号公報

これまでの乾式スプリンクラ消火設備は、流水検知装置を用いて流水検知装置の一次側に加圧充填された水に対し、二次側には水より伸縮しやすい空気を加圧充填して流水検知装置を閉止している。

このため、乾式スプリンクラ消火設備では、スプリンクラヘッドが作動してから流水検知装置が開放して、水が放出されるまでに放出する空気の量が多く、流水検出信号を発信したり、水を放出したりするまでに時間がかかってしまい、対応策として急速排気弁を用いて、スプリンクラヘッドが作動した場合は、配管内の空気を急速排気弁からも排出するようにしていた。

また、圧縮空気は加圧水と比較して、配管のねじ込み部分などから漏れやすいため、漏れた分の空気を補充するためにコンプレッサーなどの装置も必要であり、設備が高価になっていた。

また、これまでの予作動式スプリンクラ消火設備は、流水検知装置の一次側に圧力水が充填されていたため、火災感知器の誤報で流水検知装置が開放した場合でも、流水検知装置が開放すると、流水検知装置内に流水が発生し、流水検知信号を発信してしまうため、建物内に火災警報が鳴動し、建物利用者に多大な混乱をもたらすという問題点があった。（通常、火災感知器の作動の場合、第一報は防災センターへの通報のみであり、建物内に火災警報が鳴動されることはない。一方で流水検知装置の流水検出信号は第一報から火災警報が鳴動される。）また、このとき加圧送水装置が起動するため、配管内に水が入り、設備を復旧するのに流水検知装置二次側の配管内の水を抜くなど、手間がかかるという問題点があった。

本発明は、流水検知装置に代えて、スプリンクラヘッドを接続する巻きだし配管の外側に超音波センサーを取り付けて、巻きだし配管に充填した液体の流出を検知した時に加圧送水装置を起動するようにしたもので、配管および巻きだし配管内は常時大気圧となっているので、従来の乾式スプリンクラ消火設備よりスプリンクラヘッドが作動してから水が放出されるまでの時間を短縮した乾式スプリンクラ消火設備を提供することを目的とする。

また、本発明は、流水検知装置に代えて、スプリンクラヘッドを接続する巻きだし配管の外側に取り付けた超音波センサーと、火災感知器が火災感知した時に開放する選択弁を備え、超音波センサーが巻きだし配管に充填した液体の流出を検知したときに火災警報を鳴動し、加圧送水装置を起動するようにしたもので、従来の予作動式スプリンクラ消火設備のように火災感知器の誤報で火災警報が鳴動してしまうことがない予作動式スプリンクラ消火設備を提供することを目的とする。

（１）本発明に係るスプリンクラ消火設備は、配管から分岐した巻きだし配管の一端に下向きに接続されたスプリンクラヘッドと、前記配管の一次側に接続された加圧送水装置と、を備えるスプリンクラ消火設備であって、前記巻きだし配管の前記スプリンクラヘッドとの接続部に液体が貯蔵され、前記巻きだし配管の外面に前記液体が流出したことを検出する超音波センサーを備え、前記超音波センサーは、前記液体が流出したことを検出すると、流出検出信号を発信することを特徴とするものである。

（２）また上記（１）に記載のものにおいて、火災を感知して、火災感知信号を発信する火災感知器を備え、前記加圧送水装置が前記流出検出信号と前記火災感知信号のアンドにより起動することを特徴とするものである。

本発明によれば、流水検知装置の二次側配管内に圧縮空気を充填する必要がなく、配管内が大気圧となっているので、スプリンクラヘッドが作動してから水が放出されるまでの時間を従来の乾式スプリンクラ消火設備よりも短くすることができる。

また、本発明によれば、超音波センサーが巻きだし配管内に貯蔵した液体の流出を検出した時点で流出検出信号を発信するので、従来の乾式スプリンクラ消火設備よりも警報装置を早く鳴動させることができる。

また、本発明によれば、流水検知装置の二次側配管内の空気を圧縮する必要がないので、二次側配管内の空気が漏れることがなく、コンプレッサーなどの装置を不要とすることができる。

また、本発明によれば、超音波センサーが巻きだし配管内に貯蔵した液体の流出を検出したことと、火災感知器が火災を感知したことのアンドで火災警報を鳴動したり、加圧送水装置を起動したりするので、スプリンクラ消火設備の火災監視の精度を高めることができる。

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の巻きだし配管３１および超音波センサー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。 本発明の実施の形態２に係るスプリンクラ消火設備１００の設備系統図である。 本発明の実施の形態３に係るスプリンクラ消火設備２００の設備系統図である。 本発明の実施の形態４に係るスプリンクラ消火設備３００の設備系統図である。

＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態１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。
また、図２は本実施の形態１に係るスプリンクラ消火設備１の巻きだし配管３１および超音波センサー４の取り付け部分の拡大図である。
スプリンクラ消火設備１は、監視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、巻きだし配管３１内に貯蔵された不凍液１１（液体に相当）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と、火災発生を知らせる図示しないベルや非常放送等の警報装置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作動、開放する。

配管３は、一方を後述するポンプ５と接続され、他方は複数の区画に分岐している。複数の区画に分岐した配管３は、巻きだし配管３１を介してスプリンクラヘッド２と接続されている。

巻きだし配管３１の一端は天井裏で配管３に接続されており、他端には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、スプリンクラヘッド２が取り付けられる位置まで立ち下がりながら延長され、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

巻きだし配管３１のスプリンクラヘッド２が取り付けられた側は、当該巻きだし配管３１では、最も低い位置となっており、この部分の内部に後述する不凍液１１が貯蔵され、スプリンクラヘッド２によって、巻きだし配管３１内に留められている。

スプリンクラ消火設備１では、巻きだし配管３１の不凍液が貯蔵されている範囲以外の配管３と巻きだし配管３１には、大気圧と同じ圧力の空気で満たされており、いわゆる空配管となっている。こうすることで、スプリンクラ消火設備１内の水が凍結して、配管３，巻きだし配管３１およびスプリンクラヘッド２などが破損したり、火災時に配管３または巻きだし配管３１内が凍結することにより水が堰き止められたりして、放出できないといった不具合を回避することができる。

超音波センサー４は、巻きだし配管３１毎に１組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の内部に不凍液１１が貯蔵されている範囲に、２つのセンサが取り付けられており、巻きだし配管３１の外側から巻きだし配管３１の内側を流れる液体の流量を伝搬時間差方式で検出し、所定の流量（例えば所定時間内に貯蔵した不凍液１１が全量放出される流量）を検出すると流出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内に発生している液体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（例えば所定時間内に貯蔵した不凍液１１が全量放出される流量）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。

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図示しない記憶部を備え、不凍液１１の流出を検出した場合には、流出検出信号等とともに自身のアドレス情報を発信する。

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が発信した流出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。

このとき、ポンプ５起動時はポンプ５の最大出力で送水し、作動したスプリンクラヘッド２が接続されている巻きだし配管３１に取り付けられた超音波センサー４が、ポンプ５からの送水を流水として検出したことを流出検出信号として再度発信し、これによりポンプ５の送水圧力をスプリンクラヘッド２の位置、数量に応じた送水圧力とするようにしてもよい。こうすることで、スプリンクラヘッド２が作動してから放水を開始するまでの時間をより短縮することができる。

また、逆にポンプ５起動時はスプリンクラヘッド２からの放水にあわせた送水圧力より低い圧力で送水を行い、その送水圧力でスプリンクラヘッド２から送水が開始される時間が経過した後、スプリンクラヘッド２の位置、数量に応じた送水圧力とするようにしてもよい。こうすることでウォーターハンマーの発生を防ぐことができる。

図３は、図１のスプリンクラ消火設備１が例えば３階建ての建物に設置されている場合において、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が発信した流出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の警報装置を鳴動させ、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が発信した流出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、内側には不凍液１１が内蔵され、外側には超音波センサー４が取り付けられており、試験時には、この超音波センサー４が不凍液１１の流出を検出し、流出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の警報装置は鳴動させない）。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。

不凍液１１は、水とエチレングリコールを混合したもので、エチレングリコールの濃度を約４０％に調整されており、凍結温度は約−２５℃となっている。

なお、不凍液として本実施の形態１では、水とエチレングリコールを混合したものを用いているが、これに限定せず、例えば、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなどを水に対し、適切な割合で混合したものでも良い。

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内の不凍液１１が放出される。

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、スプリンクラヘッド２から外側へ向けて不凍液１１による流れが発生する。

超音波センサー４は、スプリンクラヘッド２から外側へ向けて、所定の流量（例えば所定時間内に貯蔵した不凍液１１が全量放出される流量）が流れた場合に、流出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する。

超音波センサー４の発信した流出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の受信部に送信、中継する。また、このとき受信機７はベルや非常放送等の警報装置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。

流出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、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。

このとき、空配管に急激に高い圧力で送水されると、配管３内にウォーターハンマーが発生し、スプリンクラヘッド２、巻きだし配管３１および配管３等を破損する恐れがあるため、送水開始から所定時間（例えば最も遠方のスプリンクラヘッド２に水が到達する時間）は、必要な放水圧力よりも低い圧力で送水し、所定時間経過後から所定の放水圧力に変動させるようにしてもよい。

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に漏れが発生した場合には、不凍液１１がスプリンクラヘッド２から外側へ向けて、スプリンクラヘッド２が作動した場合よりも少量の流れを発生する。

超音波センサー４は、所定の流量（例えば、例えば所定時間内に貯蔵した不凍液１１が全量放出される流量）より少ない流量の流れを検出した場合には、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し、異常警報を発する。このとき、火災は発生していないので、受信機７はベルや非常放送等の警報装置は鳴動させず、ポンプ制御盤５１への信号の中継も行わない。

また、ポンプ制御盤５１は、仮にスプリンクラヘッド異常信号を受信した場合でも、ポンプ５を起動しない。

従って、スプリンクラヘッド異常信号では、ポンプ５が起動しないのでスプリンクラヘッド２からは、不凍液１１が放出されるのみであり、水の放出による水損を小さく押さえることができる。

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の不凍液１１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は不凍液１１が放出されたことによる流れを検出する。

流れを検出した超音波センサー４は、流出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に流出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。このとき、ポンプ制御盤５１は流水検出信号を受信したことに対し、受信確認信号を受信機７に返信してもよい。こうすることで、受信機７とポンプ制御盤５１間の通信状態が正常であることが確認できる。

受信機７は、試験であると判断したため、ベルや非常放送等の警報装置は鳴動させず、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。

なお、本実施の形態１のスプリンクラ消火設備１では、超音波センサー４が発信する流出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１のスプリンクラ消火設備１では、超音波センサー４が検出した液体の流量から流出検出信号、スプリンクラヘッド異常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、漏れ等の異常を判断する構成としてもよい。

また、本実施の形態１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１のスプリンクラ消火設備１は、乾式スプリンクラ消火設備でありながら、流水検知装置の二次側配管内に圧縮空気を充填する必要がなく、配管内が大気圧となっているので、スプリンクラヘッドが作動してから水が放出されるまでの時間を従来の乾式スプリンクラ消火設備よりも短くすることができる。

また、本実施の形態１のスプリンクラ消火設備１は、超音波センサー４が巻きだし配管３１内に貯蔵した不凍液１１の流出を検出した時点で流出検出信号を発信するので、従来の乾式スプリンクラ消火設備よりも警報装置を早く鳴動させることができる。

また、本実施の形態１のスプリンクラ消火設備１は、配管内の空気を圧縮する必要がないので、配管内の空気が漏れることがなく、コンプレッサーなどの装置を不要とすることができる。

＜実施の形態２＞
図４は本実施の形態２に係るスプリンクラ消火設備１００の一例を示す設備系統図である。
スプリンクラ消火設備１００は、実施の形態１のスプリンクラ消火設備１に対し、火災感知器１０を加えたものであり、超音波センサー４の流出検出信号と火災感知器１０の火災感知信号の両方を受信機１０７が受信したとき、ポンプ５を起動するものであり、その他の部品については共通の部品を使用し、符号も同じものを使用している。

火災感知器１０は、火災による煙を検出して、火災と判断すると火災感知信号を発信するものである。火災感知器１０は、図示しない発光素子と受光素子を備え、常時は受光素子が発光素子の発する光を受光しないようにレイアウトされている。ここに煙が流入すると発光素子の発する光が煙の粒子に衝突して散乱し、受光素子がその散乱光を受光すると火災と判断する。

なお、本実施の形態２では、火災感知器１０が煙を検出する構成としているが、これに限定せず、例えば、熱を検出するもの、炎を検出するもの、ガスを検出するもの、さらにこれらを複合的に検出して判断するものなどであっても良い。

また、火災感知器１０は、図示しない感知器制御部、感知器記憶部および感知器送信部とを備え、火災を感知すると火災感知信号および記憶している自身のアドレス情報を送信部より発信する。

受信機１０７は、建物全体の防災システムの制御を行う。また、受信機１０７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が発信した流出検出信号とアドレス情報および火災感知器１０が発信した火災感知信号とアドレス情報により、同一の監視区画で発生した火災であることを確認（アンド条件）すると、図示しないベルや非常放送等の警報装置を鳴動させ、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し、さらに、超音波センサー４が発信した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。

つまり、受信機１０７は、各監視区画に属する超音波センサー４のアドレス情報と火災感知器１０のアドレス情報との対応関係を示す図示しない「超音波センサー−火災感知器」アドレス対照テーブルを記憶する図示しない受信機記憶部を有し、「超音波センサー−火災感知器」アドレス対照テーブルを参照して、流出検出信号を発信した超音波センサー４のアドレス情報と火災感知器信号を発信した火災感知器１０のアドレス情報とに基づいて、同一の監視区画で発生した火災であることを判別する。

ポンプ制御盤５１は、図示しない受信部を備え、受信機１０７が発信した流出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。

なお、本実施の形態２では、受信機１０７が超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報および火災感知器１０が発信した火災感知信号とアドレス情報とを受信すると、そのアンド条件でポンプ制御盤５１に対し、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を送信する構成としたが、これに限定せず、ポンプ制御盤５１が「超音波センサー−火災感知器」アドレス対照テーブルを記憶するようにして、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報および火災感知器１０の発信した火災感知信号とアドレス情報の両方を受信したときに、アンド条件を確認してポンプ５を起動するようにしてもよい。

また、火災感知器１０が発信する火災感知信号とアドレス情報は受信機１０７が受信して、ポンプ制御盤５１に中継し、超音波センサー４の発信する流出検出信号とアドレス情報はポンプ制御盤５１が受信して、ポンプ制御盤５１がアンド条件を確認してポンプ５を起動させる構成としてもよいし、超音波センサー４が発信する流出検出信号とアドレス情報は受信機１０７が受信して、ポンプ制御盤５１に中継し、火災感知器１０の発信する火災感知信号とアドレス情報はポンプ制御盤５１が受信して、ポンプ制御盤５１がアンド条件を確認してポンプ５を起動させる構成としてもよい

こうすることで、火災感知器１０とスプリンクラヘッド２の両方が作動したときにポンプ５を起動することができ、火災監視の精度を高めるとともに、火災感知器１０の誤報やスプリンクラヘッド２の破損といった不具合があった場合に、無駄にポンプ５を起動することがないので、その後の復旧処理を容易にすることができる。

＜実施の形態３＞
図５は本実施の形態３に係るスプリンクラ消火設備２００の一例を示す設備系統図である。
スプリンクラ消火設備２００は、実施の形態１のスプリンクラ消火設備１に対し、開閉弁９を加えたものであり、超音波センサー４の流出検出信号とアドレス情報を受信機２０７が受信したとき、ポンプ５を起動し、該当する監視区画（流出検出信号を送信した超音波センサー４を含む監視区画）につながる配管３に接続された開閉弁９（選択弁に相当）を開放するものであり、その他の部品については共通の部品を使用し、符号も同じものを使用している。

開閉弁９は、常時閉の電動弁９１を備えており、一次側から所定以上の水圧で加圧されたとき、電動弁９１が開放していると、加圧水が図示しないピストン室内に流入し開放する加圧開放型の一斉開放弁であり、常時は閉止している。

電動弁９１は、図示しないアクチュエータを備え、電動弁開信号を受信すると開放し、電動弁閉信号を受信すると閉止する。

開閉弁９は、例えば、監視区画毎に設けられており、監視区画は例えば１フロア毎であったり、１部屋毎であったり、建物の床面積や用途に応じて定められる。

配管３の配管内は、開閉弁９の一次側、二次側ともに実施の形態１と同様に空配管となっている。

受信機２０７は、建物全体の防災システムの制御を行う。また、受信機２０７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が発信した流出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の警報装置を鳴動させ、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し、さらに、該当する監視区画の電動弁９１に電動弁開信号を送信する。また、このとき受信機２０７は、超音波センサー４が発信したアドレス情報をポンプ制御盤５１の図示しない受信部に向けて送信、中継する。

つまり、受信機２０７は、各漢詩区画に属する超音波センサー４のアドレス情報と開閉弁９（電動弁９１）に接続される配線系統情報との対応関係を示す図示しない「超音波センサー−開閉弁」対照テーブルを記憶する図示しない受信機記憶部を有し、「超音波センサー−開閉弁」対照テーブルを参照して、流出検出信号を発信した超音波センサー４のアドレス情報に対応する、同一の監視区画に設けられた開閉弁９（電動弁９１）を判別して、当該開閉弁９（電動弁９１）の配線系統に対して開放信号を送信する。

受信機２０７から開放信号を受信した電動弁９１は開放する。

ポンプ制御盤５１は、図示しない受信部を備え、受信機２０７が発信した流出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。

なお、本実施の形態３では、受信機２０７が超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を受信すると、ポンプ制御盤５１に対し、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を送信する構成としたが、これに限定せず、ポンプ制御盤５１が超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を直接受信してポンプ５を起動するようにしてもよい。

また、本実施の形態３では、受信機２０７が超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を受信すると、該当する監視区画の電動弁９１が開放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「超音波センサー−開閉弁」対照テーブルを記憶するようにして、流出検出信号を発信した超音波センサー４と同一の監視区画に設けられた開閉弁９（電動弁９１）を判別して、当該電動弁９１に電動弁開信号を送信する構成としてもよい。この場合も、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報をポンプ制御盤５１が直接受信して、電動弁開信号を送信しても良いし、受信機２０７が中継した流出検出信号とアドレス情報を基に電動弁開信号を送信してもよい。

また、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を電動弁９１が受信し、該当する監視区画に設置された電動弁９１が開放するようにしてもよい。その場合、電動弁９１は、「超音波センサー−開閉弁」対照テーブルを記憶するようにして、流出検出信号を発信した超音波センサー４が同一の監視区画に設けられたものであれば、電動弁９１を開放する。

スプリンクラ消火設備２００は、火災により、スプリンクラヘッド２が開放すると、巻きだし配管３１内の不凍液１１が流出し、超音波センサー４が流出検出信号とアドレス情報を送信する。これを受信した受信機２０７が、該当する監視区画の電動弁９１に電動弁開信号を送信して電動弁９１が開放し、ポンプ制御盤５１に流出検出信号とアドレス情報を中継し、ポンプ制御盤５１がポンプ５を起動して、加圧水が配管３内を送水される。

このとき、電動弁９１が閉止している開閉弁９は閉止したままであり、開閉弁９の二次側には加圧水は送水されない。

一方、電動弁９１が開放している開閉弁９は、加圧水がピストン室内に流入して開放し、開閉弁９の一次側と二次側が連通するので、開閉弁９の二次側の配管３内へ加圧水が送水され、開放しているスプリンクラヘッド２から放水する。

＜実施の形態４＞
図６は本実施の形態４に係るスプリンクラ消火設備３００の一例を示す設備系統図である。
スプリンクラ消火設備３００は、実施の形態３のスプリンクラ消火設備２００に対し、火災感知器１０を加えたものであり、超音波センサー４の流出検出信号と火災感知器１０の火災感知信号の両方を受信機３０７が受信したとき、該当する監視区画の電動弁９１を開放し、ポンプ５を起動するものであり、その他の部品については共通の部品を使用し、符号も同じものを使用している。

受信機３０７は、建物全体の防災システムの制御を行う。また、受信機３０７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が発信した流出検出信号とアドレス情報および火災感知器１０が発信した火災感知信号とアドレス情報により、同一の監視区画で発生した火事であることを確認（アンド条件）すると、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し、さらに、電動弁開信号を該当する監視区画の電動弁９１に送信し、超音波センサー４が発信した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。

つまり、受信機３０７は、各監視区画に属する超音波センサー４のアドレス情報と火災感知器１０のアドレス情報と開閉弁９（電動弁９１）に接続される配線系統情報との対応関係を示す図示しない「超音波センサー−火災感知器−開閉弁」対照テーブルを記憶する図示しない受信機記憶部を有し、「超音波センサー−火災感知器−開閉弁」対照テーブルを参照して、流出検出信号を発信した超音波センサー４のアドレス情報と火災感知信号を発信した火災感知器１０のアドレス情報とに基づいて、同一の監視区画で発生した火災であることを判別する。そして、同一の監視区画で火災が発生したと判別すると、「超音波センサー−火災感知器−開閉弁」対照テーブルを参照して、当該同一の監視区画に設けられた開閉弁９（電動弁９１）を判別して、当該開閉弁９（電動弁９１）の配線系統に対して開放信号を送信する。

なお、本実施の形態４では、受信機３０７が超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報および火災感知器１０が発信した火災感知信号とアドレス情報とを受信すると、そのアンド条件でポンプ制御盤５１に対し、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報を送信する構成としたが、これに限定せず、ポンプ制御盤５１が「超音波センサー−火災感知器−開閉弁」アドレス対照テーブルを記憶するようにして、超音波センサー４の発信した流出検出信号とアドレス情報および火災感知器１０の発信した火災感知信号とアドレス情報の両方を受信したときに、アンド条件を確認してポンプ５を起動するようにしてもよい。

また、火災感知器１０が発信する火災感知信号とアドレス情報は受信機３０７が受信して、ポンプ制御盤５１に中継し、超音波センサー４の発信する流出検出信号とアドレス情報はポンプ制御盤５１が受信して、ポンプ制御盤５１がアンド条件を確認してポンプを起動させる構成としてもよいし、超音波センサー４が発信する流出検出信号とアドレス情報は受信機３０７が受信して、ポンプ制御盤５１に中継し、火災感知器１０の発信する火災感知信号とアドレス情報はポンプ制御盤５１が受信して、ポンプ制御盤５１がアンド条件を確認してポンプを起動させる構成としてもよい

また、火災時には、概ね火災感知器１０がスプリンクラヘッド２より先に作動するので、火災感知信号のみにより電動弁９１を開放し、ポンプ５を起動するようにしてもよいし、火災感知信号では、電動弁９１を開放し、流出検出信号でポンプ５を起動するようにしてもよい。

なお、火災感知信号のみでポンプ５を起動する場合には、超音波センサー４からのアドレス情報が送信されていないので、アドレス情報が送信されるまでの間、ポンプ５は、所定の圧力で送水し、アドレス情報が送信された際に、アドレス情報に応じた圧力に変動させるようにする。

また、火災感知信号のみにより、ポンプ５を起動し、流出検出信号で電動弁９１を開放する構成としてもよい。

いずれにしても、火災感知器１０とスプリンクラヘッド２の両方が作動したときに火災が発生したスプリンクラヘッド２から放水されるので、火災感知器１０の誤報やスプリンクラヘッド２の破損といった不具合が発生した場合に水損の発生を防ぐことができる。

火災感知信号と流出検出信号のアンドで電動弁９１を開放し、ポンプ５を起動する場合と、火災感知信号で電動弁９１を開放する場合には、火災監視の精度を高めるとともに、不具合発生後の復旧処理を容易にすることができ、火災感知信号のみで電動弁９１を開放し、ポンプ５を起動する場合には、不具合時には、電動弁９１を開放した配管３内には水が送水されてしまうものの、火災時には速やかに放水開始することができる。

また、火災感知信号のみにより、ポンプ５を起動し、流出検出信号で電動弁９１を開放する場合には、火災感知信号で開閉弁９の一次側が充水された状態となるので、火災感知信号と流出検出信号のアンドで電動弁９１を開放し、ポンプ５を起動する場合よりも火災時には速やかに放水開始することができ、火災感知信号のみでは、開閉弁９の二次側には送水されないので、火災感知信号のみで電動弁９１を開放し、ポンプ５を起動する場合よりも、不具合時の復旧処理が容易となる。

なお、実施の形態３、４では、開閉弁９の一次側、二次側とも空配管としているが、一次側は加圧水を充水させてもよい。

この場合、開閉弁９の一次側に図示しない圧力スイッチを設け、加圧水の圧力が所定値以下となると、圧力スイッチが圧力低下信号を送出し、圧力低下信号によりポンプ５を起動するようにしてもよい。この場合も圧力低下信号を受信機２０７、３０７が受信してポンプ制御盤５１に中継しても良いし、ポンプ制御盤５１が直接受信するようにしてもよい。

また、この場合、開閉弁９は配管３の径が配管３内に充填された水が凍結する恐れがない太さ（周囲温度や風速から算出）以上の径が確保できる位置に取り付けるか、保温措置を施す。一方で、開閉弁９は常時閉とし、その二次側の配管３内には、水を充填しない。また、巻きだし配管３１の不凍液が貯蔵されている範囲以外も水は充填されない。こうすることで、スプリンクラ消火設備１内の水が凍結して、配管３，巻きだし配管３１およびスプリンクラヘッド２などが破損したり、火災時に配管３または巻きだし配管３１内が凍結することにより水が堰き止められ、放出できないといった不具合を回避したりすることができる。

また、実施の形態３、４では、電動弁９１を備えた開閉弁９を備える構成としているが、これに限定せず、電動弁９１が配管３に直接取り付けられる構成としてもよく、この場合、電動弁９１が開放した時点で該当する配管３の一次側と二次側が連通する。

また、実施の形態３、４では、開閉弁９が加圧開放型の一斉開放弁であるとしているが、開閉弁の一次側を加圧充水する場合には、これに限定せず、減圧開放型の一斉開放弁である開閉弁９２（図示しない）としても良い。この場合、開閉弁９２は、ポンプ５の締め切り圧力でピストン室内が加圧されており、電動弁９３（図示しない）が開放することにより、ピストン室内の加圧水が放出され、開閉弁９２が開放する。

また、実施の形態１乃至４では、各信号の送受信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。同様に電動弁９１、９３に無線受信部を設けてもよいし、無線受信部を備えた中継器を設け、電動弁９１、９３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、１０７、２０７、３０７に無線受信部を設け、電動弁９１、９３およびポンプ制御盤５１に中継してもよいし、ポンプ制御盤５１に無線受信部を設け、受信機７、１０７、２０７、３０７および電動弁９１、９３に中継してもよい。

また、受信機７、１０７、２０７、３０７とポンプ制御盤５１間の接続も有線としてもよいし、無線としてもよい。

また、圧力スイッチを設ける場合にも、接続は有線としても無線としてもよい。

以上のように、本発明によれば、配管内に圧縮空気を充填する必要がなく、配管内が大気圧となっている（一次側を加圧充水している部分は除く）ので、スプリンクラヘッドが作動してから水が放出されるまでの時間を従来の乾式スプリンクラ消火設備よりも短くすることができる。

本発明によれば、超音波センサーが巻きだし配管内に貯蔵した液体の流出を検出した時点で流出検出信号を発信するので、従来の乾式スプリンクラ消火設備よりも警報装置を早く鳴動させることができる。

また、本発明によれば、本発明によれば、配管内の空気を圧縮する必要がないので、配管内の空気が漏れることがなく、コンプレッサーなどの装置を不要とすることができる。

また、本発明によれば、超音波センサーが巻きだし配管内に貯蔵した液体の流出を検出したことと、火災感知器が火災を感知したことのアンドで火災警報を鳴動したり、加圧送水装置を起動したりするので、スプリンクラ消火設備の火災監視の精度を高めることができる。

１、１００、２００、３００ 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、９ 開閉弁、１１ 不凍液、１０ 火災感知器、３１ 巻きだし配管、５１ ポンプ制御盤、９１ 電動弁、１０７、２０７、３０７ 受信機

Claims (9)

1. 配管から分岐した巻きだし配管の一端に下向きに接続されたスプリンクラヘッドと、
   前記配管の一次側に接続された加圧送水装置と、
   を備えるスプリンクラ消火設備であって、
   前記巻きだし配管の前記スプリンクラヘッドとの接続部に液体が貯蔵され、
   前記巻きだし配管の外面に前記液体が流出したことを検出する超音波センサーを備え、
   前記超音波センサーは、前記液体が流出したことを検出すると、流出検出信号を発信することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
   
2. 前記加圧送水装置が、
   前記流出検出信号に基づき起動す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. 火災を感知して、火災感知信号を発信する火災感知器を備え、
   前記加圧送水装置が前記流出検出信号と前記火災感知信号のアンドにより起動す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。
   
4. 前記スプリンクラ消火設備が、複数の監視区画を有し、
   前記配管が、前記監視区画毎に分岐し、
   前記監視区画毎の前記配管に開閉制御される選択弁を備え、
   火災が発生すると、火災が発生した前記監視区画の選択弁が開放する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. 前記流出検出信号により前記加圧送水装置が起動し、前記火災感知信号により前記選択弁が開放することを特徴とする請求項４に記載のスプリンクラ消火設備。
   
6. 前記流出検出信号により前記選択弁が開放し、前記火災感知信号により前記加圧送水装置が起動することを特徴とする請求項４に記載のスプリンクラ消火設備。
   
7. 前記選択弁の一次側に加圧水が充填され、前記加圧水の圧力が所定値以下となると圧力低下信号を送出する圧力スイッチを備え、前記流出検出信号により前記選択弁が開放し、前記圧力低下信号により加圧送水装置が起動することを特徴とする請求項４に記載のスプリンクラ消火設備。
   
8. 前記流体が不凍液であることを特徴とする請求項１乃至７に記載のスプリンクラ消火設備。
   
9. 前記流出検出信号を無線送信する無線送信部を備えたことを特徴とする請求項１乃至８に記載のスプリンクラ消火設備。

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