JP2517682B2 - 住宅用スプリンクラ―装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、室内での火災の発生を感知して水道水を
放水するスプリンクラー装置に係り、特に戸建て住宅に
用いて好適な住宅用スプリンクラー装置に関する。

［従来の技術］ 従来、室内での火災発生を早期に感知して消火水を放
水するスプリンクラー装置としては、あらかじめ消火水
が蓄えられたタンクに加圧ポンプを連結し、この加圧ポ
ンプから建造物の天井に設けられた散水ヘッドに消火水
を圧送する構成のものが知られている。

ところが、このような加圧ポンプによるスプリンクラ
ー装置は、その設置の際、建造物の地下にタンクと加圧
ポンプとを設置しなければならないので極めてコストが
高くなるという問題がある。このため、その用途は専ら
大規模な建造物に限定され、一般の戸建て住宅用として
は普及し難いものであった。

そこで、最近では特に一般の住宅に用いるスプリンク
ラー装置として、散水ヘッドに連通する管路を水道配管
に連結することによって加圧ポンプとタンクとを廃止し
た簡素な構成の装置が提供されている。以下、その２つ
の例を第３図及び第４図を参照して順次説明する。

第３図に示す第１のスプリンクラー装置は、住宅内の
水道配管１に、小屋裏（図示略）に配管される管路２の
一端を連結し、この管路２の任意箇所に住宅の天井面か
ら室内側に露出する複数の散水ヘッド３を接続してなる
もので、散水ヘッド３に設けられた熱ヒューズ（図示
略）が火災の発生に伴う室温上昇に伴って溶断すること
により各散水ヘッド３の散水口が開口し、これに伴って
管路２を介して供給された水道水が散水ヘッド３から室
内に放水されるようになっている。

また、第４図に示す第２のスプリンクラー装置は、上
述した第１のスプリンクラー装置の水道配管１と管路２
との間に、該管路２から水道配管１への水道水の逆流を
阻止する逆止弁４を設けたものであり、散水ヘッド３の
熱ヒューズの溶断によって散水ヘッド３が開口して放水
が行われることに関しては、上述した第１のスプリンク
ラー装置と同様であるが、管路２内の滞留水（死水）が
水道配管１に流入しない長所がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の各スプリンクラー装置は以
下に述べるような欠点があった。

すなわち、上述した第１、第２のスプリンクラー装置
は、いずれも管路２が常時水道水で満たされた状態に保
たれるため、該管路２の結露や漏水によって小屋裏が浸
水するおそれがある。また、冬季には管路２が凍結して
破損するおそれもあり、何等かの対策を施す必要があ
る。

加えて、これらのスプリンクラー装置は、室内への水
道水の放水を、熱ヒューズの破断によって開口するいわ
ゆる閉鎖型の散水ヘッド３自身で止どめているものであ
るため、室内の掃除等の際に誤って散水ヘッド３を破損
した場合でも、室内へ水道水が流出してしまうという欠
点をも有していた。

さらに、上述した従来のスプリンクラー装置では、増
築等によって散水ヘッド３を増設する必要が生じた場合
に、一々水道配管１の元栓を閉塞する必要があり、施工
時に住宅内の他の給水設備に与える影響が大きいという
欠点があった。

この発明は、このような背景の下になされたもので、
管路の結露や漏水等による小屋裏の浸水や散水ヘッドの
損傷による室内への放水のおそれがなく、かつ散水ヘッ
ドの増設にも容易に対応し得る住宅用スプリンクラー装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、この発明は、住宅の室内に
臨む位置に、火災時の熱により開口する散水ヘッドが配
設され、この散水ヘッドが、住宅の水道配管と管路を介
して連結されてなる住宅用スプリンクラー装置であっ
て、上記室内に火災の発生を感知する感知器が配設され
る一方で、上記水道配管と上記管路との間に、上記感知
器から出力される火災感知信号に基づいて開口し、かつ
通電時に閉塞し、停電時に開口する電磁弁からなる元弁
が介在されてなるものである。

この場合、前記水道配管に該水道配管内の水圧を検出
する水圧監視機構を設けることもできる。

［作用］ 上記構成によれば、火災の生じない通常時は元弁を閉
塞させて管路内への水道水の流入を阻止する。これによ
り、管路の結露、漏水、凍結が防止され、同時に散水ヘ
ッドの破損等による室内への放水が阻止される。

一方、火災時には感知器からの火災感知信号に応じて
元弁を開放させることにより、管路内に水道水を流入さ
せてすべての散水ヘッドに水道水を供給する。これによ
り火災時の熱により開口した散水ヘッドのみから水道水
が放水されて消火が行われる。

さらに、散水ヘッドの増設に際しても、元弁を閉塞す
ることにより水道配管自体の水道水の流れに影響を与え
ることなく、管路への水道水の流入のみを阻止できる。

また、元弁への通電によって管路への水道水の流入が
阻止されている状況下で停電が発生した際に、該元弁が
開放して管路から各散水ヘッドまで水道水が供給され、
これにより火災の発生で開口した散水ヘッドから水道水
が放水されて消火が行われる。

この場合、前記水道配管に該水道配管内の水圧を検出
する水圧監視機構を設ければ、水道配管内の水圧の低下
をすみやかに感知することが可能になる。

［実施例］ 以下、第１図及び第２図を参照して、本発明の一実施
例を説明する。

第１図に示すように、本実施例では、住宅用の水道配
管１に継ぎ手10を介して順次接続される元弁11、管路12
及び散水ヘッド13と、住宅の天井面に取り付けられる感
知器14とから基本となる散水機構15が構成され、この散
水機構15に、漏水検出機構16、排水機構17、水圧監視機
構18及び油火災消火機構19とが付設され、さらに各機構
15〜19を制御する制御部20が設けられてスプリンクラー
装置が構成されている。

ここで、上記継ぎ手10は、逆Ｕ字状をなす内部流路の
頂点部に上記元弁11が接続される分岐部10aを設けてな
るもので、上記内部流路から分岐部10aの口元までの全
長を通常のＴ字状をなす継ぎ手に比して大幅に短くする
ことにより、分岐部10a内に滞留水、いわゆる死水が生
じないようになっている。

上記散水機構15は、室内火災の発生に対応して継ぎ手
10から水道水を導いて散水ヘッド13から室内に放出させ
るもので、以下、その構成要素である元弁11、管路12、
散水ヘッド13及び感知器14についてそれぞれ説明する。

元弁11は、制御部20から供給される作動電流によって
開閉する電磁弁である。この元弁11としては、通電時に
閉塞する形式のものが用いられ、内蔵されたコイルが通
電によって励磁された場合にのみ、内部の弁体が流路を
閉塞する方向に駆動されて水道配管１から管路12への水
道水の流入が阻止され、他方コイルへの通電が停止され
た場合には、内部流路が開状態に保持されて管路12への
水道水の流入が許容される構成とされている。

また、管路12は、元弁11の流出側から住宅の壁内を伝
って小屋裏まで配管される主管12aと、この主管12aから
分岐された枝管12bとから構成され、各枝管12bの先端
は、住宅の台所を除く各部屋の天井部まで延長されてい
る。

そして、散水ヘッド13は、住宅の台所を除く部屋の天
井面に取り付けられ、それぞれの後端側は枝管12bの先
端あるいは任意箇所に適宜接続されている。これら散水
ヘッド13は、いずれも火災時の熱によって溶断する熱ヒ
ューズを備えたいわゆる閉鎖型の散水ヘッドであり、通
常の状態では先端側の散水口が熱ヒューズの働きで閉塞
され、該熱ヒューズの溶断に伴って上記散水口が開口し
て、元弁11及び管路12を介して供給される水道水を室内
に放水し得るように構成されている。

また、上記感知器14は、散水ヘッド13が取り付けられ
る各部屋の天井面に１個づつ取り付けられ、各部屋の火
災時の熱を感知して上記制御部20に火災感知信号を送出
するようになっている。

上記主管12aの途中には、クロス継ぎ手21が設けら
れ、このクロス継ぎ手21を介して上記漏水検出機構16及
び排水機構17が管路12と接続されている。

漏水検出機構16は、管路12や散水ヘッド13の損傷等を
検出するために設けられたもので、上記クロス継ぎ手21
から延びる一方の枝管22の先端に、加圧弁23を介して不
活性ガスが充填されたボンベ24を連結する一方で、上記
クロス継ぎ手21に管路12内の圧力を検出する圧力センサ
25を配設したものである。

加圧弁23は、上述した元弁11と同様に制御部20から供
給される作動電流によって開閉する電磁弁であり、その
開閉動作により上記ボンベ24の内部のガスを管路12内に
流出させ、あるいはボンベ24内に閉じ込めるようになっ
ている。また、圧力センサ25は、加圧弁23が開放される
ことによって管路12内に流出したガスの圧力を測定し、
この圧力値に応じて所定の圧力信号を上記制御部20に送
出する。なお、ボンベ24内に充填する不活性ガスとして
は、炭酸ガス、チッソガス等が使用できる。

一方、上記排水機構17は、上記管路12内に封じ込めら
れた水道水を排水するために設けられたもので、上記ク
ロス継ぎ手21から延びる他方の枝管26に排水弁27を連結
した構成とされている。排水弁27は、上述した元弁11及
び加圧弁23と同様に制御部20から供給される作動電流に
よって開閉する電磁弁であり、この排水弁27が開放され
ることによって、管路12と排水弁21の下流側とが連通し
て枝管26の図示せぬ先端部から水道水が排水されるよう
になっている。

上記水圧監視機構18は、水道配管１内の水圧の低下を
感知するために設けられたもので、水道配管１に継ぎ手
28を介して取り付けられた圧力センサ29によって水道配
管１内の水道水の圧力を検出し、これを圧力信号に変換
して制御部20に出力する。

また、上記油火災消火機構19は、台所に発生する油火
災を消火するためのもので、油火災用の消火剤が充填さ
れた消火ボンベ30と、台所の天井面に取り付けられる噴
射ノズル31と、これら消火ボンベ30及び噴射ノズル31を
連結する管路32とから概略構成されている。ここで、噴
射ノズル31は、上記散水ノズル13と同様に熱ヒューズの
溶断に伴って開口する構成とされ、この噴射ノズル31の
開口によって消火ボンベ30内の消火剤が台所に噴射され
るようになっている。

また、消火ボンベ30には圧力計33が取り付けられてい
る。この圧力計33は消火ボンベ30から噴射ノズル31にか
けて充填された消火剤の圧力を検出するもので、管路32
内の消火剤圧力の低下に伴って所定の圧力信号を制御部
20に出力する。

そして、上記制御部20は、上述した元弁11、加圧弁2
3、排水弁27に供給する作動電流を制御してこれらの開
閉動作を制御するとともに、上記各機構15〜16の感知器
14、圧力センサ25、29及び圧力計33から出力される信号
を処理して所定の警報を発するものである。

また、制御部20にはコントロールパネル20aが設けら
れている。このコントロールパネル20aには装置全体の
電源を入切する電源スイッチ34及び通電状態を確認する
電源モニタランプ35が設けられるとともに、感知器14か
らの火災感知信号及び消火ボンベ30の圧力計33からの圧
力信号を受けて警報音を発する警報ブザー36、上記火災
感知信号を受けて点灯する火災警告灯37、漏水検出機構
16の圧力センサ25から出力される圧力信号に基づいて点
灯する漏水警告灯38、上記水圧監視機構18の圧力センサ
29から出力される圧力信号に基づいて点灯する水圧警告
灯39、油火災消火機構19の圧力計33から出力される圧力
信号に基づいて点灯する油火災警告灯40及び上記圧力セ
ンサ25の圧力信号に基づいて点灯する消火器圧力警告灯
41が設けられている。

次に、以上のように構成されたスプリンクラー装置の
作用を第２図に参照しつつ説明する。

本実施例のスプリンクラー装置では、制御部20に所定
の作動電流が供給されているか否かによってその作用が
異なる（ステップS1）。

従って、以下の説明では、通電時と停電時とに分けて
説明する。

（１）通電時 制御部20に所定の作動電流が供給されている状態で
は、感知器14から火災感知信号が出力されない限り、元
弁11は制御部20から供給される作動電流によって閉塞状
態に保持され、管路12への水道水の流入が阻止される。

この状態において装置全体は監視モードに保持され、
この監視モードにおいては、制御部20により感知器14か
ら火災感知信号が出力されているか否か常時優先的に監
視される（ステップS1、S2、S3）。

そして火災感知信号が出力される場合には、これに対
応して散水機構15が起動されて消火が行われる一方で、
火災が生じない通常の状態では制御部20と漏水検出機構
16との間で漏水検出処理が、水圧検出機構18との間で水
圧監視処理が、さらに油火災消火機構19との間で油火災
警報処理が行われる。以下、これら各処理を説明する。

（散水処理） 散水処理は、室内での火災の発生に伴って感知器14か
ら火災感知信号が出力されることにより散水機構15が起
動されて開始される（ステップS2）。

すなわち、感知器14が室内の火災を感知して火災感知
信号を出力する場合には、まず、制御部20のコントロー
ルパネル20aに設けられた警報ブザー36に通電されて警
報音が発せられるとともに火災警告灯37に通電されて該
警告灯37が点灯せしめられ（ステップS4）、ついで、加
圧弁23と排水弁27への作動電流の供給が打ち切られて各
弁23、27が枝管22、26を閉塞する方向に切り換えられ、
これによりボンベ24から管路12への不活性ガスの流入が
阻止されるとともに、管路12から枝管27への排水が阻止
される（ステップS5）。

そして、制御部20から元弁11への作動電流の供給が打
ち切られて元弁11が開放され、これにより散水ヘッド13
へ水道水が供給される（ステップS6）。続いて、散水ヘ
ッド13の熱ヒューズの溶断により各散水ヘッド13から水
道水が放水され、これにより室内火災の消火が行われる
（ステップS7）。

（漏水検出処理） 漏水検出処理は、漏水検出機構16によって管路12や散
水ヘッド13の破損等を検出するものである。すなわち、
漏水検出処理は、加圧弁23の開放によって管路12内に充
填された不活性ガスの圧力を測定することにより、管路
12あるいは散水ヘッド13からの不活性ガスの漏れを検出
し、これに基づいて警報を発する。以下、その手順を説
明する。

漏水検出処理では、まず、制御部20から加圧弁23に作
動電流を供給することにより、加圧弁23を開放状態に保
持してボンベ24内の不活性ガスを管路12内に充填させる
（ステップS8−１）。

ついで制御部20に設けられた10秒タイマーを起動させ
（ステップS8−２）、管路12内のガス圧力が所定の設定
圧力に達したか否か判断する（ステップS8−３）。そし
て、圧力が所定値に達しない場合には、ボンベ24が空若
しくは管路12からガス漏れが発生しているものと判断さ
れ、消火器圧力警告灯41及び漏水警告灯38を点灯させて
監視モードに復帰する（ステップS8−４）。

一方、ステップS8−３で圧力が所定値に達している場
合には、続いて加圧弁23が閉塞される（ステップS1
0）。

そして、制御部20のタイマーが起動されて加圧弁23が
５分間閉塞状態に保持される（ステップS11）。この
後、圧力センサ25によって管路12内の不活性ガスの圧力
が測定され、このときの圧力と先のステップS9で設定し
た圧力との差があらかじめ定められた許容範囲内であれ
ば、管路12及び散水ヘッド13からの漏れがないものと判
断されて監視モードに復帰し（ステップS12）、以下同
様にステップS8からの手順が繰り返されて管路12等から
の漏水が常時監視される。

一方、ステップS12において測定された管路12内の圧
力がステップS9における設定圧力に対して許容範囲を超
えて降下している場合には、管路12あるいは散水ヘッド
13から漏れが発生しているものと判断され、これに伴っ
て制御部20のコントロールパネル20aに設けられた漏水
警告灯38に通電されて該警告灯38が点灯される（ステッ
プS13）。そして、制御部20に設けられた図示せぬ再検
査スイッチから再検査指令が入力される場合には、一旦
漏水警告灯38が消灯されて再度ステップS8以下の処理が
繰り返される（ステップS14、S15）。他方、上記再検査
スイッチから再検査指令が入力されない場合には、漏水
警告灯38を点灯させたまま監視モードに復帰する。

（水圧監視処理） 水圧監視処理は、水圧監視機構18の圧力センサ29から
出力される圧力信号を監視することによって行われ、ま
ず圧力センサ29で測定される水道水の圧力が所定の圧力
に達するか否かを判断する（ステップS16）。

ステップS16において水圧が所定の圧力に満たないと
判断された場合には、制御部20のコントロールパネル20
aに設けられた水圧警告灯39に通電されて該警告灯39が
点灯し、水圧低下を警告する（ステップS17）。

この処理は随時繰り返され、ステップS16において水
圧が所定の圧力に達した場合にのみ水圧警告灯39が消灯
されて監視モードに復帰する（ステップS18）。

（油火災処理） 油火災監視処理は、油火災消火機構19の作動状況を監
視するためのものであり、この説明に先立って、油火災
消火機構19自体の作用を説明する。

油火災消火機構19では、台所における油火災の発生に
伴って噴射ヘッド31の熱ヒューズが溶断し、これにより
噴射ヘッド31が開口して消火ボンベ30内の消火剤が噴射
されて油火災の消火が行われる。

このとき、消火ボンベ30の圧力計33は、消火剤の流出
に伴うボンベ30内の圧力低下を検出し、これに伴って圧
力信号を制御部20に送出する。

制御部20では油火災消火機構19の作動状況を圧力信号
の出力によって判断し（ステップS19）、圧力信号が出
力されている場合には警報ブザー36に通電して警告音を
発生させるとともに、コントロールパネル20aに設けら
れた油火災警告灯40に通電して該警告灯40を点灯させる
（ステップS20）。そして監視モードに復帰する。他
方、圧力信号が得られない場合にはそのまま監視モード
に復帰し、繰り返し圧力計33からの圧力信号の出力を監
視する。

（２）停電時 ステップS1において制御部20に所定の作動電流が供給
されない場合、すなわち停電時には、まず元弁11へ作動
電流が供給されないため元弁11が開放されるとともに、
加圧弁23及び排水弁27が閉塞され、所定の作動電流が得
られるまでは以上の状態が保持される（ステップS21、S
22）。これにより水道配管１から元弁11、管路12を介し
て散水ヘッド13まで水道水が流入する一方で、ボンベ24
から管路12への不活性ガスの流入が阻止されるととも
に、排水弁27からの水道水の排水が阻止される。従っ
て、停電時に火災が発生する場合は、散水ヘッド13の熱
ヒューズの溶断によって水道水が放水されて室内火災の
消火が行われる。

他方、火災が発生することなく停電が回復した場合に
は、まず元弁11に作動電流が供給されて元弁11が閉塞さ
れる（ステップS23）。

ついで、排水機構17によって停電時に管路12に流入し
た水道水の排水処理が行われる。以下この排水処理につ
いて説明する。

（排水処理） 排水処理では、まず、元弁11の閉塞を受けて排水弁27
が開放され（ステップS24）、続いて制御部20内のタイ
マーが起動されて排水弁27が５分間開放状態に保持され
る（ステップS25）。これにより、管路12と排水弁27の
下流側とが連通して管路12内の水道水が枝管26から逐次
排水される。

タイマーの作動が終了した後、排水弁27が閉塞され
（ステップS26）、これにより、装置全体が通電時にお
ける監視モードに復帰する。

なお、本実施例のスプリンクラー装置は、以上の機能
の他、特に排水機構17の排水弁27及び元弁11を制御部20
の制御に拘わらず強制的に開閉する開閉スイッチの操作
により、元弁11を開放させると同時に排水弁27を開放さ
せて枝管26から水道水を排出させる機能をも併せ持ち、
枝管26の先端部を通常の水道蛇口としても活用し得る。

以上の説明から明らかなように、本実施例のスプリン
クラー装置においては、火災の発生しない状態下で管路
12への水道水の流入が元弁11の閉塞により阻止されてい
るので、管路12の結露、漏水、凍結対策を施す必要がな
く、小屋裏の浸水が未然に防止される。

また、散水ヘッド13が損傷した場合でも、元弁11が閉
塞している限り散水ヘッド13から水道水が放水されるこ
とがないので、掃除等によって散水ヘッド13を誤って破
損しても室内が浸水しない。

さらに、散水ヘッド13を増設する必要が生じた場合で
あっても、元弁11を閉塞した状態で主管路12aに新たな
枝管12bを増設して散水ヘッド13を接続するのみで対応
できるので、水道配管１の元栓自体を閉塞する必要がな
く、住宅内の他の給水設備に影響が及ばない。

そして、本実施例では元弁11を停電時において開放す
る電磁弁としているので、停電によって制御部20から元
弁11へ作動電流を供給できず、通電時におけるスプリン
クラー装置本来の機能を果たせない場合であっても、元
弁11の開放に伴って各散水ヘッド13の内部まで水道水が
供給されて消火機能自体は保証されるという効果をも奏
する。

なお、本実施例では特に主管路12aから２本の枝管12b
が延びる２室用のスプリンクラー装置を例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、１室または
３室以上でも当然に適用されるものである。

また、本実施例では、特に元弁11の開閉を他の加圧弁
23や排水弁27等と連動させるために制御部20からの指示
に従って行っているが、本発明はこれに限るものではな
く、上述した漏水検出機構16等を必要としない場合に
は、感知器14から出力される火災感知信号によって直接
元弁11を開閉する構成としても良い。この場合、停電時
に元弁11を開放させるには、感知器14を火災感知によっ
て通電状態から絶縁状態に変化する構成とし、この絶縁
状態が火災感知信号が出力された状態を示すものとして
処理すれば良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、通常時には
元弁を閉塞することによって管路への水道水の流入を阻
止できるので、管路の結露、漏水、凍結等を防止して小
屋裏への浸水を防止でき、また、散水ヘッドを誤って破
損した場合の室内への放水を防止することもできる。

また、散水ヘッドを増設する必要が生じた場合には、
元弁を閉塞した状態で管路に新たな散水ヘッドを接続す
るのみで対応できるので、水道配管の元栓を閉塞する必
要がなくなって他の給水設備に影響が及ばないという効
果をも奏する。

また、上記水道配管と上記管路との間に、上記感知器
から出力される火災感知信号に基づいて開口し、かつ通
電時に閉塞し、停電時に開口する電磁弁からなる元弁を
介在させたので、停電によって装置本来の機能が得られ
なくても元弁が開放されて散水ヘッドまで水道水が供給
され、火災の発生に対応して散水ヘッドが開口して放水
されるので、消火作用自体は確保されるという効果を奏
する。

また、前記水道配管に該水道配管内の水圧を検出する
水圧監視機構を設ける場合には、水道配管内の水圧の低
下をすみやかに感知することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示す図で、第１図
は装置の全体構成を示す図、第２図は装置の動作手順を
示すフローチャート、そして第３図及び第４図はそれぞ
れ従来例の住宅用スプリンクラー装置の構成を示す図で
ある。 １……水道配管、11……元弁、12……管路、13……散水
ヘッド、14……感知器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】住宅の室内に臨む位置に、火災時の熱によ
   り開口する散水ヘッドが配設され、この散水ヘッドが、
   住宅の水道配管と管路を介して連結されてなる住宅用ス
   プリンクラー装置において、 上記室内に火災の発生を感知する感知器を配設する一方
   で、上記水道配管と上記管路との間に、上記感知器から
   出力される火災感知信号に基づいて開口し、かつ通電時
   に閉塞し、停電時に開口する電磁弁からなる元弁を介在
   させたことを特徴とする住宅用スプリンクラー装置。
2. 【請求項２】前記水道配管に、該水道配管内の水圧を検
   出する水圧監視機構を設けたことを特徴とする請求項１
   記載の住宅用スプリンクラー装置。