JP3118643B2 - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スプリンクラ消火設
備に関する。

【０００２】

【従来の技術】スプリンクラ消火設備は、従来から開放
型、閉鎖型の湿式や乾式等の種々の系統が利用されてい
る。従来、閉鎖型スプリンクラ消火設備では、各警戒地
区に設けた閉鎖型スプリンクラヘッドの端末まで加圧さ
れた消火液を常時充填しておくものであり、火災検出と
同時に散水動作をとることができ、最も一般的な、ビル
等に用いられる設備である。閉鎖型スプリンクラ消火設
備では、スプリンクラヘッドの破損等により大量の消火
液が放出されてしまうので、スプリンクラヘッドのほか
に火災感知器を設置し、火災による火災感知器の動作に
よりスプリンクラヘッドまで消火液を充填し、更にスプ
リンクラヘッドが動作するときに散水を行う予作動式
(プレアクション式)スプリンクラ消火設備がある。この
予作動式ではスプリンクラヘッドへの配管内では空気が
僅かに加圧されていて、スプリンクラヘッドの破損や誤
動作では消火液が放出されることはない。従って、デパ
−ト等の水損を極度に嫌う場所に設置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】閉鎖型スプリンクラ消
火設備は、配管の端末まで加圧された消火液が常時充填
されているので、スプリンクラヘッドの火災検出による
動作と同時に消火液の放出が可能であるという特徴を有
している。しかし、物が当たる等による事故でスプリン
クラヘッドが開放してしまったときは、加圧された消火
液が放出されると共に、加圧装置が起動して、火災でな
いことを確認してポンプを停止するまでの間、散水が続
けられ、大きな水損事故となる問題がある。

【０００４】一方、予作動式スプリンクラ消火設備は、
火災感知器が火災を検出し、かつ、閉鎖型スプリンクラ
ヘッドが動作したとき、即ち、火災感知器とスプリンク
ラヘッドとのＡＮＤ条件によってのみ消火液が放出され
るものであり、常時は配管内には加圧空気が充填されて
いるだけなので、閉鎖型スプリンクラヘッドへの衝撃等
による開放が発生しても水損事故にはならないという特
徴を有している。しかし、閉鎖型スプリンクラヘッドが
接続される二次側配管を加圧するためのコンプレッサ等
を必要とし、設備全体が複雑で高価になり、実際に火災
時には、スプリンクラヘッドが動作しても当初は加圧さ
れた空気が出るので、正常に消火液が放出を開始するま
でに遅れがでるという問題がある。

【０００５】上記従来のシステムの各短所を補うよう
に、警戒地区に火災感知器と閉鎖型のスプリンクラヘッ
ドとを設け、開放弁の一次側配管を消火液供給手段に、
二次側配管を閉鎖型のスプリンクラヘッドに、それぞれ
接続し、一次側配管の消火液を調圧装置により開放弁を
開閉制御することで所定圧に減圧調整して二次側配管へ
供給し、これにより、二次側配管やスプリンクラヘッド
等二次側配管系の機器部材の耐圧グレ−ドを低くし得て
設備コストの抑制を図るようにしたスプリンクラ消火設
備が提案されている。しかし、このスプリンクラ消火設
備は、常時、開放弁の一次側と二次側の液圧に大きな差
があり、このため、火災感知器動作に基づく開放弁の開
放時には大きい一次圧が瞬間的に二次側配管系に導入さ
れる結果、大きなウォ−タ−ハンマ現象(異常昇圧)が発
生してしまい、上記、二次側配管系の機器部材の耐圧グ
レ−ドを低下するのに不安が残っている。

【０００６】この発明は、従来のスプリンクラ消火設備
のこのような種々の問題を解決するために提案されたも
のであって、開放弁の上記開放時での弁体の閉じ動作は
早期に行われ、開き動作は緩やかとなって過大な一次圧
の導入が阻止され、ウォ−タ−ハンマ現象を十分阻止で
きて二次側配管系の機器部材の耐圧グレ−ドを安心して
低下することを可能とし、設備構成も簡単で安価なスプ
リンクラ消火設備を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明は、一次側配管１６が消火液供給手段１
３に、二次側配管５が閉鎖型のスプリンクラヘッド４
に、それぞれ接続された開放弁６が設けられ、開放弁６
は常態では閉鎖状態であり、火災現象を検出する火災検
出手段１に基づく信号により開放状態となり、一次側配
管１６の消火液を所定圧に減圧調整して二次側配管５へ
供給する調圧装置Ｒを備えるスプリンクラ消火設備にお
いて、開放弁６は、その弁体１５に連動するピストン４
６を有するシリンダ室２０内を排液して減圧することに
より開放される構成であり、調圧装置Ｒは、二次側配管
５の液圧を検出してこの液圧に応じて該液圧が低いとき
は前記シリンダ室２０からの排液量を多くし、該液圧が
高いときは前記シリンダ室２０からの排液量が少なくな
るように制限することにより前記シリンダ室２０内の液
圧を調整して開放弁６の弁体１５の開度を調整する構成
であり、前記調圧装置Ｒにより制限された前記シリンダ
室２０からの排液を、調圧装置Ｒを介して二次側配管５
へ供給する構成としたことを特徴としている。そして請
求項２の発明は、請求項１のスプリンクラ消火設備にお
いて、二次側配管５には、常時無加圧または微圧の消火
液が充液されている。また請求項３の発明は、請求項１
のスプリンクラ消火設備において、火災検出手段１は、
火災感知器１またはスプリンクラヘッド４の動作を検出
する手段としている。

【０００８】

【作用】請求項１の発明では、火災検出手段１の火災検
出に伴って消火液が二次側配管５に排出される開放弁６
の開放当初では二次側配管５内の液圧は低いので、調圧
装置Ｒを介してのシリンダ室２０からの排液量が多くな
ってピストン４６と共に開放弁６の弁体１５は急速に開
放しようとする。しかし、シリンダ室２０からのこの多
量の排液は二次側配管５へ供給されるので、調圧装置Ｒ
にて検出される液圧は急速に上昇し、これにより調圧装
置Ｒを介してのシリンダ室２０からの排液量は少なくな
り、これらによる結果、開放弁６の弁体１５の開き動作
はゆるやかとなる。開放弁６は調圧装置Ｒと相俟って二
次側配管５の液圧を所定圧に調整する調圧機能を発揮す
ると共に、上記のように火災検出時の開放弁６の開放当
初での過大開放の抑止機能(ウォ−タ−ハンマ現象抑止
機能)を併せ持つもので、かかる構成の開放弁６と調圧
装置Ｒとにより、合理的なスプリンクラ消火設備が得ら
れた。そして請求項２の発明では、二次側配管５には常
時無加圧または微圧の消火液が充液されているので、火
災検出手段１の動作に基づく開放弁６の開放動作と同時
に二次側配管５内の消火液がスプリンクラヘッド４から
放出され、消火活動に遅れの無いスリンクラ消火設備と
なる。また請求項３の発明のように火災検出手段１は火
災感知器１またはスプリンクラヘッド４の動作を検出す
る構成とすれば、簡易な構成で動作の確実なスプリンク
ラ消火設備となる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図に基づき説明
する。図１は、スプリンクラ消火設備の１実施例におけ
るブロック図である。警戒地区の火災現象を検出する火
災検出手段としての差動式や定温式等の火災感知器１
は、電路２を介して受信盤３に接続される。火災感知器
１と同様に警戒地区の天井に設けられた閉鎖型のスプリ
ンクラヘッド４は、二次側配管５を介して開放弁６の二
次側７に接続される。開放弁６の一次側８は一次側配管
１６を介して消火液供給手段としての加圧送液装置１３
に接続されており、同図で図示されている仕切弁９と、
ポンプ１０と、電路１１により受信盤３に接続されたモ
−タ−１２等のほか、図示されていない通常の逆止弁や
圧力空気槽等をこの加圧送液装置１３は備えている。

【００１０】開放弁６は、弁座１４ａによって上記一次
側８と二次側７とに区分され、この弁座１４ａを開閉す
る弁体１５は、弁箱に嵌合されるピストン４６を兼ねて
いてその背部と弁箱とでシリンダ室２０に形成し、二次
側７内で弁座１４ａの外周側方に設けた弁座１４ｂによ
って入水検知室２２を形成し、弁体１５は、ばね１８に
よって弁座１４ａ、１４ｂを閉じるよう付勢される、所
謂減圧開のタイプであり、弁体１５には一次側８の液圧
の一部を導入するための小孔１９が明けられている。ま
た、この弁体１５は、調圧装置Ｒとしての調圧パイロッ
ト弁２１によって一次側８の液圧を所定圧に減圧調整し
て二次側７に供給するように、その開閉動作が制御され
る。

【００１１】即ち、調圧パイロット弁２１は、シリンダ
室２０に排液管２３にて連通する操作室１７と、起動弁
２４と排液管２５とを介して操作室１７を開放弁６の二
次側７に通じる調圧弁座２６と、フラム２９を有してば
ね２７によって調圧弁座２６を開く方向に付勢された調
圧弁体２８と、二次側７に配管３１を介して連通する調
圧室３０とを有している。

【００１２】入水検知室２２には、オリフィス３６のあ
るドレン管３７を接続し、このドレン管３７には開放弁
６の開放による昇圧を検知して受信盤３にこれを報知す
る圧力スイッチ３９を設けている。起動弁２４は、火災
感知器１の火災現象検出により動作する電動部４１によ
って開かれるように受信盤３によって制御される。電動
部４１は、モ−タや電磁ソレノイドによって構成され
る。二次側配管５の端末はオリフィス４３(二次側配管
５やスプリンクラヘッド４等よりも高い位置に配置され
ている)とドレン管４４を介して大気に開放している。

【００１３】次に上記実施例における動作を説明する。
起動弁２４は当初、閉じていて、開放弁６のシリンダ室
２０は、小孔１９から流入している一次側８の消火液に
より一次側８と同圧力で、弁体１５はばね１８により弁
座１４ａ、１４ｂに着座している。調圧パイロット弁２
１は、ばね２７によって調圧弁座２６を開いている。ま
ず、スプリンクラヘッド４、二次側配管５等の二次側配
管系統に無圧の消火液を充液しておく。この充液操作
は、加圧送液装置１３により開放弁６まで加圧している
状態とし、次に仕切弁９を閉じ、起動弁２４を開いてシ
リンダ室２０内の消火液が排液管２３、調圧弁座２６、
起動弁２４、排液管２５を経て二次側７に流入し、減圧
されることで開放弁６を開放可能な状態とする。そし
て、仕切弁９を徐々に開放し、消火液をゆっくり開放弁
６の二次側配管系統に流入させる。消火液は、開放弁６
の二次側７から二次側配管５、スプリンクラヘッド４へ
流れ、オリフィス４３を越えてドレン管４４に流れ落ち
る。消火液がオリフィス４３を越えている時点で起動弁
２４を閉じ、開放弁６を閉止状態にする。

【００１４】これにより、二次側配管系に作用していた
圧力液は、オリフィス４３を介してドレン管４４へ排出
されて二次側配管系は無圧に充液された状態になる。こ
のようにして二次側配管５、スプリンクラヘッド４等の
二次側配管系統は充液され、オリフィス４３を用いて大
気連通の割合を微小にしておくことで、消火液の大気へ
の拡散を抑え、無圧充液状態を長期に保つことができ
る。火災感知器１が動作していない常態では各警戒地区
の開放弁６の一次側８の消火液は小孔１９からシリンダ
室２０に入り、上記のように開放弁６は閉じてその弁体
１５は監視状態となっている。二次側配管５等の消火液
は無加圧で充液されているので、監視時では消火液の排
出損失は無い。

【００１５】この状態において火災が発生して火災感知
器１が動作すると、火災信号が受信盤３に伝達される。
受信盤３ではこの火災信号により電動部４１を動作させ
起動弁２４を開けるので、開放弁６のシリンダ室２０の
消火液は配管２３、操作室１７、起動弁２４、排液管２
５を介して開放弁６の二次側７に供給され、シリンダ室
２０の液圧は減圧するので開放弁６は開かれ、入水検知
室２２の液圧が高まり圧力スイッチ３９が動作して受信
盤３に開放弁６の開放を報知する。一方、図示しない圧
力空気槽等の加圧手段により一次側８の圧力液は二次側
７を経て二次側配管５へ流れ、操作室１７、起動弁２
４、排液管２５を介して供給されるシリンダ室２０から
の消火液がこれに加わって二次側７は、急速に昇圧され
る。かかる二次側７の急速昇圧により開放弁６のピスト
ン４６は急速に閉じようとする。一方、シリンダ室２０
からの上記排液は二次側７の液圧によって抑制されるの
で、開放弁６の弁体１５の開放は緩やかとなる。上記２
つの作用によって開放弁６の開放時での二次側配管５内
の急激な液圧上昇は十分防がれ、ウォ−タ−ハンマ現象
の発生を確実に抑止することができる。

【００１６】二次側配管５の液圧が上昇して所定圧に達
すると配管３１から調圧室３０にかかる液圧によりフラ
ム２９と調圧弁体２８は下方へ押されて調圧弁座２６は
閉じ、排液管２５を介してのシリンダ室２０の排液は止
んで弁体１５は閉方向に移動する。調圧室３０に導入さ
れている二次側７の液圧が調圧パイロット弁２１の設定
圧を下回るとばね２７によって調圧弁体２８は戻されて
調圧弁座２６は開き、シリンダ室２０の圧力液は上記の
ように二次側７に排液されて一次側８の液圧によって弁
体１５が戻って弁座１４ａ、１４ｂは開き、一次側８の
消火液が二次側７に導入され、二次側７の液圧は回復
し、このようにして二次側７の液圧は一次側８の消火液
の液圧に比べ、消火活動に必要な所定圧に減圧調整され
る。

【００１７】火災地点の温度がさらに上昇すると、スプ
リンクラヘッド４が開放して二次側配管５内の消火液が
放出され、二次側７の大きい液圧低下が図示しない圧力
空気槽の圧力スイッチにより検知されると加圧送液装置
１３のポンプ１０は起動され、火災が消火されるまでこ
の放出は続けられる。スプリンクラヘッド４等二次側配
管５に消火液が所定圧で充液されているので、スプリン
クラヘッド４の開放動作と同時に消火液は放出され、消
火動作に遅れは無い。ここで加圧送液装置１３のポンプ
１０の起動は、上記加圧手段の連続加圧時間を検知する
ことによって行ってもよい。

【００１８】以上の他、二次側配管５を予作動式のよう
に常時空気で加圧しておくためのコンプレッサはこの実
施例では不要となり、設備コストは安価となった。二次
側配管５やスプリンクラヘッド４等の二次側配管系の液
圧は、調圧装置Ｒにより一次側８に比べ低圧に調圧され
ているので、この二次側配管系の機器部材の耐圧グレ−
ドは十分低いもので足り、従来の如き高圧圧力液に基づ
く機器部材の破損も発生せず、設備コストの抑制もでき
るスプリンクラ消火設備となった。火災監視時では、ス
プリンクラヘッド４が衝撃等で開放した場合に放出され
る無圧の消火液は僅かであり、従来の閉鎖型スプリンク
ラ消火設備のような大きな水損事故は防止できる。尚、
この実施例では、開放弁６と調圧装置Ｒである調圧パイ
ロット弁２１とは別体であるが、これらを一体に形成し
てもよい。前記各実施例において、火災監視のため、二
次側配管５等に無加圧の消火液を充液しているが、二次
側配管５の端末を通常の排液弁として、二次側を微圧に
加圧してもよく、この場合には二次側配管５の漏れやス
プリンクラヘッド４の開放を検出することができる。ま
た、火災検出手段は、各実施例において火災感知器１を
用いているが、スプリンクラヘッド４の動作を検出する
流水や水の接触による電気的な接点等を用いてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
火災検出に伴って消火液が二次側配管５に排出される開
放弁６の開放当初では二次側配管５内の液圧は低いの
で、調圧装置Ｒを介してのシリンダ室２０からの排液量
が多くなって開放弁６は急速に開放しようとするが、シ
リンダ室２０からのこの多量の排液は二次側配管５へ供
給されるので、調圧装置Ｒにて検出される液圧は急速に
上昇し、これにより調圧装置Ｒを介してのシリンダ室２
０からの排液量は少なくなり、これらによる結果、開放
弁６の開き動作はゆるやかとなる。開放弁６は調圧装置
Ｒと相俟って二次側配管５の液圧を所定圧に調整する調
圧機能を発揮すると共に、上記のように火災検出時の開
放弁６の開放当初での過大開放の抑止機能(ウォ−タ−
ハンマ現象抑止機能)を併せ持つもので、かかる構成の
開放弁６と調圧装置Ｒとにより、合理的なスプリンクラ
消火設備が得られた。そして請求項２の発明によれば、
二次側配管５には常時無加圧または微圧の消火液が充液
されているので、火災検出手段１の動作に基づく開放弁
６の開放動作と同時に二次側配管５内の消火液がスプリ
ンクラヘッド４から放出され、消火活動に遅れの無いス
リンクラ消火設備となる。また請求項３の発明のように
火災検出手段１は火災感知器１またはスプリンクラヘッ
ド４の動作を検出する構成とすれば、簡易な構成で動作
の確実なスプリンクラ消火設備となる。

【００２０】尚、上記請求項１の発明では、二次側配管
５を予作動式のように常時空気で加圧しておくためのコ
ンプレッサは不要で設備コストは安価となり、二次側配
管５やスプリンクラヘッド４等の二次側配管系の液圧
は、調圧装置Ｒにより一次側８に対し低圧に調圧されて
いるので、この二次側配管系の機器部材の耐圧グレード
は十分低いもので足り、従来の如き高圧圧力液に基づく
機器部材の破損も発生せず、設備コストの抑制もできる
スプリンクラ消火設備となるうえ、火災監視時では、ス
プリンクラヘッド４が衝撃等で開放した場合に放出され
る無圧の消火液は僅かであり、従来の閉鎖型スプリンク
ラ消火設備のような大きな水損事故は発生せず、実施化
容易なスプリンクラ消火設備となっている。そして請求
項２の発明によれば、二次側配管５には常時加圧または
微圧に加圧された消火液が充液されているので、火災検
出手段１の動作に基づく開放弁６の開放動作と同時に二
次側配管５内の消火液がスプリンクラヘッド４から放出
され、消火活動に遅れの無いスリンクラ消火設備とな
る。また請求項３の発明のように、火災検出手段１は火
災感知器１またはスプリンクラヘッド４の動作を検出す
る構成とすれば、簡易な構成で動作の確実なスプリンク
ラ消火設備となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 火災感知器(火災検出手段) ４ スプリンクラヘッド ５ 二次側配管 ６ 開放弁 ７ 二次側 １３ 加圧送液装置(消火液供給手段) １５ 弁体 １６ 一次側配管 ２０ シリンダ室 ２１ 調圧パイロット弁(調圧装置Ｒ) ４６ ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ａ６２Ｃ 37/38 Ａ６２Ｃ 37/38 Ｆ１６Ｋ 17/06 Ｆ１６Ｋ 17/06 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62C 35/00 - 35/68 A62C 37/00 - 37/50

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次側配管１６が消火液供給手段１３
   に、二次側配管５が閉鎖型のスプリンクラヘッド４に、
   それぞれ接続された開放弁６が設けられ、開放弁６は常
   態では閉鎖状態であり、火災現象を検出する火災検出手
   段１に基づく信号により開放状態となり、一次側配管１
   ６の消火液を所定圧に減圧調整して二次側配管５へ供給
   する調圧装置Ｒを備えるスプリンクラ消火設備におい
   て、 開放弁６は、その弁体１５に連動するピストン４６を有
   するシリンダ室２０内を排液して減圧することにより開
   放される構成であり、調圧装置Ｒは、二次側配管５の液
   圧に応じて該液圧が低いときは前記シリンダ室２０から
   の排液量を多くし、該液圧が高いときは前記シリンダ室
   ２０からの排液量が少なくなるように制限することによ
   り前記シリンダ室２０内の液圧を調整して開放弁６の弁
   体１５の開度を調整する構成であり、前記調圧装置Ｒに
   より制限された前記シリンダ室２０からの排液を、調圧
   装置Ｒを介して二次側配管５へ供給する構成としたこと
   を特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 【請求項２】 二次側配管５には、常時無加圧または微
   圧の消火液が充液されている請求項１のスプリンクラ消
   火設備。
3. 【請求項３】 火災検出手段１は、火災感知器１または
   スプリンクラヘッド４の動作を検出する手段である請求
   項１のスプリンクラ消火設備。