JP3114124B2 - スプリンクラ消火装置 - Google Patents

スプリンクラ消火装置

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JP3114124B2 JP03018416A JP1841691A JP3114124B2 JP 3114124 B2 JP3114124 B2 JP 3114124B2 JP 03018416 A JP03018416 A JP 03018416A JP 1841691 A JP1841691 A JP 1841691A JP 3114124 B2 JP3114124 B2 JP 3114124B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スプリンクラ消火装
置に関するもので、特に高層ビルに適した水損の少ない
消火効率の良いスプリンクラ消火装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のスプリンクラ消火装置は、閉鎖型
スプリンクラヘッドに常時、圧力をかけ、放水時、1kg
f/cm2以上の圧力で80L/min以上の消火水を放水する
ように設計することを基本としていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような装
置が要求される建物は近年より高層化し、最上階を所定
の圧力で放水しようとすると、低層階が高圧となり各階
に張り巡らされた分岐管も高耐圧のものにしなければな
らなかった。又、スプリンクラヘッドが上記のように1
kgf /cm2 以上の圧力で80L /min 以上の消火水を放
水するように設計されていても、低層階で働いた1個の
スプリンクラヘッドには高圧がかかり、例えば、10kg
f /cm2 で約250L /minの消火水が放水され、消火
されても多大の水損を被ることがあった。この発明は、
かかる課題を解決するためになされたものであり、水損
が少なく、耐圧度の低い配管を使用できる経済的なスプ
リンクラ消火設備を得ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明に係るスプリン
クラ消火設備は、配管を通じて供給される消火液がスプ
リンクラヘッドから放水されるスプリンクラ消火装置に
おいて、前記スプリンクラヘッドに供給する消火液の圧
力を0.5kgf/cm2 〜4.5kgf/cm2 になるように圧力調整
手段を設け、前記スプリンクラヘッドを1kgf /cm2
圧力で40L /min 〜60L /min の消火液を放水する
閉鎖型のスプリンクラヘッドとしたものである。さら
に、配水本管より各階に分岐して配設される分岐管に、
二次側の圧力が各階共0.5kgf/cm2 〜4.5kgf/cm2 にな
るように圧力調整手段が設けられ、上記圧力調整手段の
二次側に1kgf /cm2 の圧力で40L /min 〜60L /
min の消火水を放水する閉鎖型のスプリンクラヘッドを
設けたものである。また、圧力調整手段の二次側が2kg
f /cm2 に調整されていることを特徴とするものであ
る。さらに、監視時の閉鎖型のスプリンクラヘッドに
は、略無加圧状態で消火水が充填されている構成とした
ものである。また、圧力調整手段は火災感知器の動作に
基づいて起動される構成としたものである。さらに、圧
力調整手段は、圧力調整弁であることを特徴とするもの
である。
【0005】
【作用】建物の高低にかかわらず、建物の各階に設けた
圧力調整手段71、72、73、…により閉鎖型のスプ
リンクラヘッド8の放水圧力が所定値に調整され、水滴
も微粒になり過ぎず小水量で効率良く消火される。
【0006】
【実施例】この発明では、水噴霧消火装置のように微粒
子状の消火水を放水するものは火災を消火するというよ
りも火災を抑制することに特徴があり、これに対し、消
防ホ−スのように高圧で放水するものは、消火すること
はできるが火源を撹拌し、煙がたちこめる等の現象が生
じ、消火活動は困難になることに着目し、消火に最適の
水滴形状、放水圧力、放水量があるのではないかと実験
を重ねたところ、次の結果が得られた。
【0007】図2は、縦軸に火災コントロ−ル時間(T)
と火源上総放水量(Q)、横軸に放水圧力(P)をとった放
水特性図である。これによれば、曲線aで示すように放
水圧力が0.5kgf/cm2から6.0kgf/cm2に上がるに従って
火災コントロ−ル時間(消火状態となるまでの時間)は、
次第に長くなっている。曲線cは、曲線bで示す火源上
総放水量の内、水滴の直径が1.5〜2.0mmのものが占める
水量を示し、これにより低圧側で短時間に消火できるの
は、この曲線cの値が高くなっているゾ−ンであって、
直径が1.5〜2.0mmの水滴が消火動作を早めるのに寄与し
ているものと考えられ、1.0mm未満のごく微粒な水滴の
占める割合が大きい場合は消火コントロ−ル時間は長く
なっている。
【0008】0.4kgf/cm2 以下の圧力で放水すると消火
効率は良いが放水圧が低いため散布面積が狭くなり、逆
に4.6kgf/cm2 以上の放水圧力では前記1.5mm 未満のご
く微粒な水滴量が増して無効水量が多くなるばかりでな
く、火災により発生し天井に滞留している煙を高圧放水
による気流で攪拌し、煙は床まで下がってくる。従っ
て、視界を悪くし、消火活動や避難動作に支障がでる。
そこで、放水圧力は、0.5kgf/cm2 〜4.5kgf/cm2 の範
囲で放水するのが効果的であることがわかった。特に2
kgf /cm2 で約70L /min の水を放水すると粒子径の
揃った綺麗な散水分布が得られることがわかった。ま
た、図2の曲線b、cから、総放水量Qに対して直径が
1.5mm 〜2.0mm の水滴が数%以上占めていれば消火コン
トロール時間を短くできることがわかった。
【0009】これらによって1kgf/cm2での放水量は4
0L/min〜60L/minとし、放水圧力は0.5kgf/cm2
4.5kgf/cm2の範囲に制御すれば、前述した1kgf/cm2
の以上の圧力で80L/min以上の大量放水される従来の
スプリンクラ消火装置よりも小水量で効率良く消火でき
る効果があることが判明した。
【0010】以上の実験と考察に基づき、好ましいスプ
リンクラ消火装置の一例を図1によって説明する。図1
において、1は地下水槽、2はポンプ、3は建物に上下
に配設された立上り配水本管で、逆止弁4と仕切弁5を
介してポンプ2に接続されている。61、62、63、
…は立上り配水本管3から各階毎に分岐された分岐管
で、その立上り配水本管3側には圧力調整手段としての
圧力調整弁71、72、73、…が、また、圧力調整弁
71、72、73、…の二次側には閉鎖型のスプリンク
ラヘッド8が複数個、接続されている。
【0011】上記圧力調整弁71、72、73、…は、
図3に例示するようなもので、監視時はその弁体101
は閉じられ、消火動作時では電磁弁111にて開放さ
れ、その二次側の圧力(分岐管61の圧力)に応じてニ−
ドル121が絞り動作をして弁体101の開口度を調整
し、これにより二次側の圧力を、前記0.5kgf/cm2〜4.5
kgf/cm2の範囲内の所定圧に調整するように構成され、
そして、閉鎖型スプリンクラヘッド8は、1kgf/cm2
圧力のとき50L/minの放水量が得られるように放出径
が定められている。
【0012】9は閉鎖型スプリンクラヘッド8と共に各
階の天井に適宜数設けられた火災感知器で、各階毎に共
通の電路10を介して所属の圧力調整弁71、72、7
3、…の電磁弁111、112、113、…に接続さ
れ、火災感知器9の動作時に所属の圧力調整弁71、7
2、73、…を開くように構成されている。13は圧力
調整弁71、72、73、…の二次側に設けられた流水
検知器で、電路14を介して制御盤11に接続され、更
に電路15を介してモ−タ−16に接続され、ポンプ2
を起動するように構成されている。
【0013】17は各分岐管61、62、63、…の端
末に設けられた開閉弁で、監視状態で圧力調整弁71、
72、73、…の二次側を無加圧状態の充水とするため
の圧力抜きとして設けられている。又、立上り配水本管
3は、常時、圧力空気槽により所定圧に維持されてい
て、圧力空気槽内或は立上り配水本管3内の圧力を圧力
スイッチで監視し、圧力の低下を検出してポンプ2を起
動し、所定圧に保持している。
【0014】次に上記実施例における動作を説明する。
火災監視に先立ち、圧力調整弁71、72、73、…を
手動で開状態とし、ポンプ2を起動し、分岐管61、6
2、63、…に消火水を張り、この状態で圧力調整弁7
1、72、73、…を手動で閉じ、各階の端末の開閉弁
17を短時間開き、圧力調整弁71、72、73、…の
二次側を無加圧状態で各閉鎖型のスプリンクラヘッド8
に消火水が充水されて監視状態とされる。この状態にお
いて、例えば圧力調整弁72が設けられている階に火災
が発生すると、スプリンクラヘッド8よりも高感度に設
定された火災感知器9が作動し、制御盤11を介して所
属の圧力調整弁72が開き、一次側の圧力水が二次側に
流れ、流水検知器13が動作して制御盤11に圧力調整
弁72が開かれたことが表示される。又、圧力調整弁7
2は、弁体101の開口度を調整し二次側圧力を
0.5kgf/cm2〜4.5kgf/cm2の範囲内の所定圧に調整
する。火勢が強まり、閉鎖型のスプリンクラヘッド8が
開栓すると、0.5kgf/cm2〜4.5kgf/cm2の範囲内の所定
圧の消火水がスプリンクラヘッド8から放水され、圧力
空気槽或いは立上り配水本管3の圧力スイッチが動作
し、ポンプ2が起動され、消火水が供給され続け、従来
のスプリンクラヘッドに比べて小水量の約50L/minの
放水で消火される。
【0015】この消火動作の際、同時に放水するスプリ
ンクラヘッドの個数を従来は30個までと想定し設計さ
れていたので、圧力調整弁を備えていないこの種消火装
置では1個動作したときには高圧力で大水量の消火水が
この1個のスプリンクラヘッドから放水されることとな
り、消火効率は悪くなっていた。ところがこの実施例に
よれば、1個のスプリンクラヘッド8のみの放水であっ
ても、0.5kgf/cm2〜4.5kgf/cm2の範囲内で放水される
ので、消火効率は良く、水損は少なくなった。因みに過
去の実績によれば、最大2個のスプリンクラヘッドの動
作により消火されたことが多く、従来型の80L/minの
ものでは高圧のため約500L/minの消火水が放水され
るが、この実施例では余裕をとって最大5個が同時開放
されたとして設計されても、1kgf/cm2の圧力で約26
0L/minの消火水が放水されるだけで済む。
【0016】無加圧状態で各スプリンクラヘッド8に消
火水を充填させた実施例では、加圧空気を充填した予作
動式のスプリンクラ消火装置に比べ、開放動作によって
直ちに消火水が放水され、しかも、消火水が予め充填さ
れているので、圧力調整弁71、72、73、…の開放
時のウオ−タ−ハンマ現象は起りにくく、耐圧度の低い
配管で済み、ポンプ2の容量も小さくてよい。
【0017】尚、上記実施例では、閉鎖型のスプリンク
ラヘッド8が破壊された時の水損を少なくするため、
又、スプリンクラヘッド8の開放動作によって直ちに消
火水が放水されるように無加圧状態の充填としたが、監
視時、圧力調整弁の二次側の圧力を0.5kgf/cm2〜4.5kg
f/cm2に保持してもよい。又、各階の分岐管61、6
2、63、…の圧力を調整するのに圧力調整弁71、7
2、73、…を使用したが、水槽を特定階毎に設け、そ
の落差を利用して所定の圧力を得るようにしてもよい。
又、圧力調整弁71、72、73、…は火災感知器9の
動作に基づいて起動させるようにしたが、監視状態にお
いて分岐管61、62、63、…が微圧の消火水などで
加圧されている構成のものでは、スプリンクラヘッド8
の開放による圧力変化を検出し起動するようにしてもよ
く、更に、スプリンクラヘッド8の開放動作を検知する
接点に基づいて起動する構成であってもよい。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明においては、スプリ
ンクラヘッドに供給する消火液の圧力を0.5kgf/cm2
4.5kgf/cm2 になるように圧力調整手段を設け、前記ス
プリンクラヘッドを1kgf /cm2 の圧力で40L /min
〜60L /min の消火液を放水する閉鎖型のスプリンク
ラヘッドとしたので、スプリンクラヘッドから放水され
る水量は1kgf /cm2 の圧力において40L /min 〜6
0L /min の放水量で十分であり、水損は少なく、耐圧
度の低い配管で済む経済的なスプリンクラ消火装置が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す配管系統図である。
【図2】この発明の基礎となる放水特性図である。
【図3】図1の実施例に使用する圧力調整弁の一例を示
す概略図である。
【符号の説明】
3 立上り配水本管 8 スプリンクラヘッド 61、62、63、…分岐管 71、72、73、…圧力調整弁(圧力調整手段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−20797(JP,A) 特開 昭48−49013(JP,A) 実開 昭58−166358(JP,U) 実開 昭53−139199(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A62C 27/00 - 39/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管を通じて供給される消火液がスプリ
    ンクラヘッドから放水されるスプリンクラ消火装置にお
    いて、 前記スプリンクラヘッドに供給する消火液の圧力を0.5k
    gf/cm2 〜4.5kgf/cm2 になるように圧力調整手段を設
    け、前記スプリンクラヘッドを1kgf /cm2 の圧力で4
    0L /min 〜60L /min の消火液を放水する閉鎖型の
    スプリンクラヘッドとしたことを特徴とするスプリンク
    ラ消火装置。
  2. 【請求項2】 配水本管より各階に分岐して配設される
    分岐管に、二次側の圧力が各階共0.5kgf/cm2 〜4.5kgf
    /cm2 になるように圧力調整手段が設けられ、上記圧力
    調整手段の二次側に1kgf /cm2 の圧力で40L /min
    〜60L /min の消火水を放水する閉鎖型のスプリンク
    ラヘッドを設けたことを特徴とするスプリンクラ消火装
    置。
  3. 【請求項3】 圧力調整手段の二次側が2kgf /cm2
    調整されていることを特徴とする請求項2記載のスプリ
    ンクラ消火装置。
  4. 【請求項4】 監視時の閉鎖型のスプリンクラヘッドに
    は、略無加圧状態で消火水が充填されている構成とした
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のス
    プリンクラ消火装置。
  5. 【請求項5】 圧力調整手段は火災感知器の動作に基づ
    いて起動される構成としたことを特徴とする請求項1乃
    至4のいずれかに記載のスプリンクラ消火装置。
  6. 【請求項6】 圧力調整手段は、圧力調整弁であること
    を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のスプリ
    ンクラ消火装置。
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