JP2018121947A - 消火設備用排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予作動式スプリンクラー消火設備、乾式スプリンクラー消火設備において、消火設備の起動から消火用水の放出までの時間を短縮することを目的とする。【解決手段】平常時に二次側配管３内が加圧空気で満たされている、予作動式スプリンクラー消火設備又は乾式スプリンクラー消火設備１において、二次側配管３に、火災検知後に自動的に開放し、当該開放から所定時間経過後に自動的に閉止するように制御される消火設備用排気装置５を設ける。火災検知後に二次側配管３を自動的に開放するため、加圧空気を速く排出することができ、火災の発生から実際に消火用水が放出されるまでのタイムラグを大幅に短縮することができる。これにより、火災が拡大する時間を与えずに初期消火を行うことが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、通常の警戒状態において流水検知装置の二次側配管が加圧空気で満たされているスプリンクラー消火設備に関し、詳しくは、予作動式スプリンクラー消火設備及び乾式スプリンクラー消火設備に関する。

スプリンクラー消火設備には、二次側配管内が常に充水・加圧されている湿式スプリンクラー消火設備と、二次側配管内が加圧空気で満たされている予作動式スプリンクラー消火設備及び乾式スプリンクラー消火設備とがある。

湿式スプリンクラー消火設備では、火災時の熱により消火ヘッドの感熱部が破壊されると、二次側配管に充水されている消火用水が直ちに消火ヘッドから放水される。

予作動式スプリンクラー消火設備では、火災発生時には、最初に火災検知器が作動し、次に火災検知器からの信号を受けて予作動式流水検知装置が開弁し、これにより、平常時には加圧空気で満たされていた流水検知装置の二次側の配管内に消火用水が流れ込む。この後、閉鎖型の消火ヘッドの感熱部が火災の熱で破壊されることにより消火ヘッドの放出口が開放され、消火ヘッドから火災発生場所に対して消火用水の放水が開始される（例えば、特許文献１参照）。

乾式スプリンクラー消火設備では、火災発生時には、火災の熱で閉鎖型ヘッドが開放されて二次側配管内の加圧空気がヘッドから排出され、二次側配管の圧力低下により、乾式流水検知装置が開弁することで、二次側配管に消火用水が流れ込み、そのまま消火ヘッドからの放水が開始される（例えば、特許文献２参照）。

特許第５６４２６３８号公報 特開２００６−０８３８８７号公報

このように、予作動式スプリンクラー消火設備及び乾式スプリンクラー消火設備においては、火災発生時は、最初に、二次側配管に充填されていた加圧空気が消火ヘッドから放出され、加圧空気の放出が終わってからでないと消火用水が放出されないため、消火設備の起動から消火用水の放出までには一定の遅れ時間が生じる。この間にも火災は少しずつ拡大していくため、遅れ時間の短縮が望まれている。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、予作動式スプリンクラー消火設備、乾式スプリンクラー消火設備において、消火設備の起動から消火用水の放出までの時間を短縮することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明は、平常時に二次側配管内が加圧空気で満たされている、予作動式スプリンクラー消火設備又は乾式スプリンクラー消火設備において、二次側配管に、火災検知後に自動的に開放し、当該開放から所定時間経過後に自動的に閉止するように制御される消火設備用排気装置を設けることとした。

この消火設備用排気装置は、二次側配管の末端部に分岐して設けられることが好ましい。また、消火設備用排気装置には、一斉開放弁を備えることが好ましい。

本発明に係る消火設備用排気装置は、火災検知後に二次側配管を自動的に開放するため、加圧空気を速く排出することができ、火災の発生から実際に消火用水が放出されるまでのタイムラグを大幅に短縮することができる。これにより、火災が拡大する時間を与えずに初期消火を行うことが可能となる。
また、消火設備用排気装置は、開放から所定時間経過後に自動的に閉止するように制御されるため、消火用水が消火設備用排気装置を介して流出するのを防ぎ、これにより消火ヘッドから確実に消火用水を放出することができる。

消火設備用排気装置を二次側配管の末端部に分岐して設けることにより、水源から最も遠い位置に消火設備用排気装置が位置することとなるため、より多くの加圧空気を二次側配管から抜くことができ、火災の発生から実際に消火用水が放出されるまでのタイムラグをより短縮することができる。

消火設備用排気装置に一斉開放弁を備えることにより、大口径の排気口を少ない電力で開放することができるため、省電力化を図ることができ、また、スプリンクラー消火設備の非常用電源の電源容量を小さくすることができる。

スプリンクラー消火設備の第一実施形態の構成例を示す説明図である。 スプリンクラー消火設備の第一実施形態の動作を示すフローチャートである。 スプリンクラー消火設備の第二実施形態の構成例を示す説明図である。 スプリンクラー消火設備の第二実施形態の動作を示すフローチャートである。

（１）第一実施形態
図１に示すスプリンクラー消火設備１は、予作動式スプリンクラー消火設備であり、平常時に充水されている一次側配管２と、平常時は充水されず加圧空気で満たされている二次側配管３とを備えている。一次側配管２と二次側配管３との間には、予作動弁４が介在している。

一次側配管２には、消火ポンプ２０を介して水源２１が接続されている。水源２１には、消火用水が貯留されている。

予作動弁４は、平常時は閉止され、火災発生時に開放されるもので、開放時は、消火ポンプが水源２１から汲み出した消火用水を二次側配管３内に流す。予作動弁４には、流水検知用圧力スイッチ４０が接続されており、また、流水検知用圧力スイッチ４０は、制御盤４１に接続されている。流水検知用圧力スイッチ４０は、予作動弁４が開放されて消火用水が一次側配管２から二次側配管３へ流れたことを検知して制御盤４１にその旨を通知する。制御盤４１には、ＣＰＵ、メモリ、タイマー等を備えている。また、制御盤４１には、スプリンクラー消火設備１を構成する各構成部分を制御するためのスイッチ等を備えている。

制御盤４１には、火災を検知する火災検知器４２が複数接続されている。制御盤４１は、火災検知器４２が火災の発生を検知すると、予作動弁４を開放する。予作動弁４は、エアーコンプレッサー４３に接続されており、平常時は二次側配管３内を加圧空気で満たしている。制御盤４１は、非常用電源装置４４から電源を供給されており、停電時においても動作することができる。

二次側配管３には、消火ヘッド３０が複数接続されている。消火ヘッド３０は、例えば、火災感知部を有する閉鎖型の感熱型消火ヘッドであり、火災感知部が火災の熱により破壊されたり溶融したりすることにより、消火ヘッド３０の放出口が開放される。そして、予作動弁４が開放されると、開放された放出口から消火用水を放出する。

二次側配管３の末端部は、二股に分岐しており、一方の経路には、消火設備用排気装置５が配設されている。また、他方の経路には、末端試験弁６が配設されている。末端試験弁６は、予作動弁４、流水検知用圧力スイッチ４０の作動を試験するためのもので、通常の監視状態においては、末端試験弁６は閉じられた状態となっている。

消火設備用排気装置５は、電磁弁又は電動弁５０とオートドリップ５１とチェックバルブ５２とが直列に接続されるとともに、これらと並列に一斉開放弁５３を備えている。電磁弁又は電動弁５０の入力側及び一斉開放弁５３の入力側は、二次側配管３に接続されている。一方、チェックバルブ５２の出力側及び一斉開放弁５３の出力側は、排気口３１に接続されている。また、電磁弁又は電動弁５０の出力側は、一斉開放弁５３の開閉制御のための端子に接続されている。電磁弁又は電動弁５０は、平常時は閉止しており、電磁弁又は電動弁５０が閉止した状態では、一斉開放弁５３も閉止している。一斉開放弁５３としては、加圧開式のものを使用する。また、一斉開放弁５３には、口径の大きい排出口を備えている。

次に、このように構成されるスプリンクラー消火設備１の動作について、図２に示すフローチャートに沿って説明する。

スプリンクラー消火設備１の防護区画において火災が発生して火災検知器４２が火災を検知すると、制御盤４１に対して火災が発生した旨の信号が送出される（ステップＳ１）。

この信号を検出した制御盤４１は、予作動弁４に対して信号を送出することにより、予作動弁４を開放する（ステップＳ２）。

予作動弁４が開放されると、ポンプ２０が水源２１から汲み出した消火用水が一次側配管２から二次側配管３へと流れ込む。流水検知用圧力スイッチ４０は、予作動弁４において消火用水が二次側配管３に流れ込んだことを検出する（ステップＳ３）。

流水検知用圧力スイッチ４０は、予作動弁４において消火用水が二次側配管３に流れ込んだことを検出すると、その旨を示す信号を制御盤４１に送出する。この信号を受けた制御盤４１は、消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０を開放する（ステップＳ４）。

消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０が開放されると、加圧空気がオートドリップ５２及び一斉開放弁５３に向けて流れる。これにより、加圧開式の一斉開放弁５３が開放される（ステップＳ５）。

こうして一斉開放弁５３が開放されると、二次側配管３の末端の排気口３１から加圧空気が排気される（ステップＳ６）。制御盤４１によって電磁弁又は電動弁５０が開放されることによって一斉開放弁５３が開放される構成とすることにより、電磁弁又は電動弁５０としては口径が小さいものを使用することができ、口径が小さい電磁弁又は電動弁５０を小さい電力によって作動させることができるため、大きな口径の排出口を有する一斉開放弁５３を小さな電力で開くことが可能となる。

制御盤４１は、ステップＳ５において消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０を開放して一斉開放弁５３が開放した直後に、制御盤４１に備えたタイマーを起動し、所定の時間をセットする。そして、タイマーの起動から当該所定の時間が経過した後、制御盤４１から消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０に対して信号が送出され、電磁弁又は電動弁５０が自動的に閉止される（ステップＳ７）。こうして消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０が閉止されると、オートドリップ５２から加圧空気が抜けることで消火設備用排気装置５の一斉開放弁５３も閉止される（ステップＳ８）。

ステップＳ６において加圧空気が排気されることにより、二次側配管３には予作動弁４を介して消火用水が流れ込み、二次側配管３が消火用水で充水される（ステップＳ９）。そして、消火ヘッド３０の感熱部が火災の熱で破壊されることにより消火ヘッドの放出口が開放されると、消火用水は消火ヘッド３０から放出される（ステップＳ１０）。二次側配管３は、ステップＳ５において一斉開放弁５３が開放されることにより、排気口３１までの経路が開放されているが、ステップＳ７及びＳ８において、一斉開放弁５３の開放から所定時間経過後に一斉開放弁５３が閉止されるため、消火用水が消火ヘッド３０から放出される時点では、すでに一斉開放弁５３が閉止されている。したがって、排気口３１から消火用水を流出させることなく、消火用水を消火ヘッド３０から放出することができる。すなわち、ステップＳ７においてタイマーに設定する時間は、制御盤４１が予作動弁４を開放する旨の指令を送出してから消火用水が消火設備用排気装置５に到達するまでの時間よりも短い時間とすればよい。スプリンクラー消火設備１は、物件ごとに設備規模が異なるため、タイマーに設定する時間は、物件ごとの二次側配管の容量に応じて適宜設定すればよい。

このように、スプリンクラー消火設備１では、二次側配管３に消火設備用排気装置５を設け、火災検知後すぐに二次側配管３を自動的に開放するようにしたため、加圧空気を速く排出することができ、火災検知器４２が火災の発生を検知してから実際に消火ヘッド３０から消火用水が放出されるまでのタイムラグを大幅に短縮することができる。これにより、火災が拡大する時間を与えずに初期消火を行うことが可能となる。

また、消火設備用排気装置５は、開放から所定時間経過後に自動的に閉止するように制御されるため、消火設備用排気装置５から消火用水が漏れ出す前に消火設備用排気装置５を閉止することができる。したがって、消火用水が消火設備用排気装置５を介して流出するのを防ぎ、これにより、すべての消火用水を消火ヘッド３０から確実に放出することができる。

消火ヘッド３０からの放水を早く開始するには、消火設備排気装置５が加圧空気を速やかに排気することが必要であるところ、排気効率を重んじて口径の大きい電動弁又は電磁弁を用いると、弁を動かすのに大きな電力が必要となるため、消費電力が大きくなるとともに、停電時の措置として設置されている非常用電源４４の容量も大きくする必要が生じる。しかし、消火設備用排気装置５に用いる一斉開放弁５３は、口径が大きく、また、電磁弁又は電動弁５０を開放することによって開閉可能であるため、低消費電力で動作可能であり、非常用電源４４の容量を大きくする必要がなく、コストもかからない。

なお、図１に示した実施形態では、二次側配管３の末端に消火設備用排気装置５を配設したが、消火設備用排気装置５は、二次側配管３における消火ヘッド３０よりも下流側の任意の位置に配設することができる。ただし、消火設備用排気装置５を、二次側配管３の末端、すなわち排気口３１により近い位置に配設すれば、水源２１から最も遠い位置に消火設備用排気装置５が位置することとなるため、より多くの加圧空気を二次側配管３から抜くことができ、火災の発生から実際に消火用水が放出されるまでのタイムラグをより短縮することができる。

（２）第二実施形態
図３に示すスプリンクラー消火設備１ａは、乾式スプリンクラー消火設備であり、平常時に充水されている一次側配管２と、平常時は充水されず加圧空気で満たされている二次側配管３とを備えている。一次側配管２と二次側配管３との間には、乾式弁４ａが介在している。なお、図１に示したスプリンクラー消火設備１と同様に構成される部位には、同一の符号を付して説明する。

一次側配管２には、消火ポンプ２０を介して水源２１が接続されている。水源２１には、消火用水が貯留されている。

乾式弁４ａは、平常時は閉止され、火災発生時に開放されるもので、開放時は、消火ポンプが水源２１から汲み出した消火用水を二次側配管３内に流す。乾式弁４ａには、流水検知用圧力スイッチ４０が接続されており、また、流水検知用圧力スイッチ４０は、制御盤４１に接続されている。流水検知用圧力スイッチ４０は、乾式弁４ａが開放されて消火用水が一次側配管２から二次側配管３へ流れたことを検知して制御盤４１にその旨を通知する。制御盤４１には、ＣＰＵ、メモリ、タイマー等を備えている。また、制御盤４１には、スプリンクラー消火設備１ａを構成する各構成部分を制御するためのスイッチ等を備えている。

乾式弁４ａは、エアーコンプレッサー４３に接続されており、平常時は二次側配管３内を加圧空気で満たしている。制御盤４１は、非常用電源装置４４から電源を供給されており、停電時においても動作することができる。

二次側配管３には、消火ヘッド３０が複数接続されている。消火ヘッド３０は、例えば、火災感知部を有する閉鎖型の感熱型消火ヘッドであり、火災感知部が火災の熱により破壊されたり溶融したりすることにより、消火ヘッド３０の放出口が開放される。消火ヘッド３０の放出口が開放され、ここから二次側配管３内の加圧空気が漏れ出すと、二次側配管３内の圧力が低下することで乾式弁４ａが開放し、一次側配管２から二次側配管３へ消火用水が流れ、消火ヘッド３０から放水が開始される。

二次側配管３の末端部は、二股に分岐しており、一方の経路には、消火設備用排気装置５が配設されている。また、他方の経路には、末端試験弁６が配設されている。末端試験弁６は、乾式弁４ａ、流水検知用圧力スイッチ４０の作動を試験するためのもので、通常の監視状態においては、末端試験弁６は閉じられた状態となっている。

消火設備用排気装置５は、電磁弁又は電動弁５０とオートドリップ５１とチェックバルブ５２とが直列に接続されるとともに、これらと並列に一斉開放弁５３を備えている。電磁弁又は電動弁５０の入力側及び一斉開放弁５３の入力側は、二次側配管３に接続されている。一方、チェックバルブ５２の出力側及び一斉開放弁５３の出力側は、排気口３１に接続されている。また、電磁弁又は電動弁５０の出力側は、一斉開放弁５３の開閉制御のための端子に接続されている。電磁弁又は電動弁５０は、平常時は閉止しており、電磁弁又は電動弁５０が閉止した状態では、一斉開放弁５３も閉止している。一斉開放弁５３としては、加圧開式のものを使用する。また、一斉開放弁５３には、口径の大きい排出口を備えている。

次に、このように構成されるスプリンクラー消火設備１ａの動作について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。

スプリンクラー消火設備１ａの防護区画において火災が発生すると、消火ヘッド３０の火災感知部が火災の熱により破壊されたり溶融したりすることにより、消火ヘッド３０の放出口が開放される（ステップＳ１１）。

消火ヘッド３０の放出口が開放され、ここから二次側配管３内の加圧空気が漏れ出すと、二次側配管３内の圧力が低下することで乾式弁４ａが開放する（ステップＳ１２）。一次側配管２から二次側配管３へ消火用水が流れ込み、流水検知用圧力スイッチ４０は、乾式弁４ａにおいて消火用水が二次側配管３に流れ込んだことを検出する（ステップＳ１３）。

流水検知用圧力スイッチ４０は、乾式弁４ａにおいて消火用水が二次側配管３に流れ込んだことを検出すると、その旨を示す信号を制御盤４１に送出する。この信号を受けた制御盤４１は、消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０を開放する（ステップＳ１４）。

消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０が開放されると、加圧空気がオートドリップ５２及び一斉開放弁５３に向けて流れる。これにより、加圧開式の一斉開放弁５３が開放される（ステップＳ１５）。

こうして一斉開放弁５３が開放されると、二次側配管３の末端の排気口３１から加圧空気が排気される（ステップＳ１６）。制御盤４１によって電磁弁又は電動弁５０が開放されることによって一斉開放弁５３が開放される構成とすることにより、電磁弁又は電動弁５０としては口径が小さいものを使用することができ、口径が小さい電磁弁又は電動弁５０を小さい電力によって作動させることができるため、大きな口径の排出口を有する一斉開放弁５３を小さな電力で開くことが可能となる。

制御盤４１は、ステップＳ１５において消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０を開放して一斉開放弁５３が開放した直後に、制御盤４１に備えたタイマーを起動し、所定の時間をセットする。そして、タイマーの起動から当該所定の時間が経過した後、制御盤４１から消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０に対して信号が送出され、電磁弁又は電動弁５０が自動的に閉止される（ステップＳ１７）。こうして消火設備用排気装置５の電磁弁又は電動弁５０が閉止されると、オートドリップ５２から加圧空気が抜けることで消火設備用排気装置５の一斉開放弁５３も閉止される（ステップＳ１８）。

ステップＳ１６において加圧空気が排気されることにより、二次側配管３には乾式弁４ａを介して消火用水が流れ込み、消火ヘッド３０から放水が開始される。（ステップＳ１９）。二次側配管３は、ステップＳ１５において一斉開放弁５３が開放されることにより、排気口３１までの経路が開放されているが、ステップＳ１７及びＳ１８において、一斉開放弁５３の開放から所定時間経過後に一斉開放弁５３が閉止されるため、消火用水が消火ヘッド３０から放出される時点では、すでに一斉開放弁５３が閉止されている。したがって、排気口３１から消火用水を流出させることなく、消火用水を消火ヘッド３０から放出することができる。すなわち、ステップＳ１７においてタイマーに設定する時間は、制御盤４１が乾式弁４ａを開放する旨の指令を送出してから消火用水が消火設備用排気装置５に到達するまでの時間よりも短い時間とすればよい。スプリンクラー消火設備１ａは、物件ごとに設備規模が異なるため、タイマーに設定する時間は、物件ごとの二次側配管の容量に応じて適宜設定すればよい。

このように、スプリンクラー消火設備１ａでは、二次側配管３に消火設備用排気装置５を設け、火災検知後すぐに二次側配管３を自動的に開放するようにしたため、加圧空気を速く排出することができ、火災の発生により消火ヘッド３０の火災感知部が火災の熱により破壊されたり溶融したりすることにより、消火ヘッド３０の放出口が開放されてから実際に消火ヘッド３０から消火用水が放出されるまでのタイムラグを大幅に短縮することができる。これにより、火災が拡大する時間を与えずに初期消火を行うことが可能となる。

また、消火設備用排気装置５は、開放から所定時間経過後に自動的に閉止するように制御されるため、消火設備用排気装置５から消火用水が漏れ出す前に消火設備用排気装置５を閉止することができる。したがって、消火用水が消火設備用排気装置５を介して流出するのを防ぎ、これにより、すべての消火用水を消火ヘッド３０から確実に放出することができる。

消火ヘッド３０からの放水を早く開始するには、消火設備排気装置５が加圧空気を速やかに排気することが必要であるところ、排気効率を重んじて口径の大きい電動弁又は電磁弁を用いると、弁を動かすのに大きな電力が必要となるため、消費電力が大きくなるとともに、停電時の措置として設置されている非常用電源４４の容量も大きくする必要が生じる。しかし、消火設備用排気装置５に用いる一斉開放弁５３は、口径が大きく、また、電磁弁又は電動弁５０を開放することによって開閉可能であるため、低消費電力で動作可能であり、非常用電源４４の容量を大きくする必要がなく、コストもかからない。

なお、図３に示した実施形態では、二次側配管３の末端に消火設備用排気装置５を配設したが、消火設備用排気装置５は、二次側配管３における消火ヘッド３０よりも下流側の任意の位置に配設することができる。ただし、消火設備用排気装置５を、二次側配管３の末端、すなわち排気口３１により近い位置に配設すれば、水源２１から最も遠い位置に消火設備用排気装置５が位置することとなるため、より多くの加圧空気を二次側配管３から抜くことができ、火災の発生から実際に消火用水が放出されるまでのタイムラグをより短縮することができる。

なお、本発明のスプリンクラー消火設備１、１ａ及び消火設備用排気装置５は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

１、１ａ：スプリンクラー消火設備
２：一次側配管
２０：ポンプ ２１：水源
３：二次側配管
４：予作動弁 ４ａ：乾式弁
４０：流水検知用圧力スイッチ ４１：制御盤 ４２：火災検知器
４３：エアーコンプレッサー ４４：非常用電源装置
５：消火設備用排気装置
５０：電磁弁又は電動弁 ５１：オートドリップ ５２：チェックバルブ
５３：一斉開放弁
６：末端試験弁

Claims (3)

1. 平常時に二次側配管内が加圧空気で満たされている、予作動式スプリンクラー消火設備又は乾式スプリンクラー消火設備において、
   前記二次側配管に設けられ、
   火災検知後に自動的に開放し、前記開放から所定時間経過後に自動的に閉止するように制御される
   消火設備用排気装置。
2. 前記二次側配管の末端部に分岐して設けられる、
   請求項１の消火設備用排気装置。
3. 一斉開放弁を備えた、
   請求項１または請求項２に記載の消火設備用排気装置。

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