JP3611161B2 - Sprinkler fire extinguishing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内の圧力を監視するスプリンクラ消火設備に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスプリンクラ消火設備において、スプリンクラヘッドに加圧送水する消火ポンプは、建物の最上階のヘッドから例えば1キロ(1平方センチ当り1Kgf)の圧力で1分あたり80リットルの放水を、同時に30個が放水可能になるように設計されていた。通常、消火ポンプは建物の地上階以下の低い位置に設けられ、建物内を縦方向に貫通するように設けられた給水本管を利用して、各フロアに消火用水を供給している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
給水本管に常時消火用水を充填していると、低い部分に水頭に基づく高圧がかかってしまい、従来用いる機材の耐圧の範囲になるように設計されるが、異常気象など予測しない事象により管内圧力が上昇することがある。
【0004】
さらに、機材の耐圧のグレードは種々存在し、使用する機材に応じた圧力範囲を誤りなく設置する必要がある。
【0005】
とくに、耐圧の範囲を越えているときに大震災が発生し、地震の後は火災の発生が起こりえるにも係らず、消火設備が不能になることは、設備していることが無駄になってしまう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の点に鑑み、この発明は、インバータ制御により徐々に加圧する加圧給水装置から消火用水が送水される給水本管と、該給水本管から分岐されて複数のスプリンクラヘッドまで消火用水を供給するための必要数の分岐管と、を設けたスプリンクラ消火設備において、前記各分岐管内の圧力範囲を制限するための下限を検知する必要数の下限圧力検出手段と、前記給水本管内の圧力範囲を制限するための上限を検知する上限圧力検出手段と、前記各分岐管から排水管への接続部分に設けられ常時閉の必要数の排水弁と、を設け、さらに、監視状態において、前記下限圧力検出手段が動作するときに、前記加圧給水装置を起動して消火用水を徐々に加圧するとともに、前記上限圧力検出手段が動作するときに前記排水弁をわずかに開動作させて消火用水を徐々に排圧する制御手段を設けることを特徴とするものである。
【0007】
そして、スプリンクラヘッドからの適正な放水に必要な下限の圧力を保持しながら、配管機材等の耐圧に基づく使用範囲を越えないための上限の圧力を監視するので、設備の機能を確実に保持するとともに、火災発生時には、適正にスプリンクラヘッドからの放水を開始させることができる。
【0008】
また、各下限圧力検出手段とともに、スプリンクラヘッド作動時に機能する放水上限圧力手段がそれぞれ併設され、制御手段は、該放水上限圧力手段の動作時に加圧給水装置の消火水の加圧度合いを減少させるものであって、その結果、火災発生時には、高圧の消火用水供給に基づくスプリンクラヘッドからの過剰放水を防止して、適正に放水を行わせることができる。
【0009】
さらに、各下限圧力検出手段がそれぞれ分岐管の末端部分に設置されていることにより、最末端での必要圧力を監視すればそれまでは必要圧以上であり、また、上限圧力検出手段が給水本管の加圧給水装置近傍に設置されていることにより、監視圧設定に水頭分の考慮を必要としない。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図1は本発明を利用したスプリンクラ消火設備の系統図である。
【0011】
図1において、11は貯水槽、12は加圧給水装置を構成する消火ポンプであり、13は建物に上下に配設された立上り給水本管で、逆止弁14および常時開の仕切弁15を介してポンプ12に接続されている。21〜23は給水本管13から各フロアごとに分岐された分岐管で、それぞれ複数の閉鎖型のスプリンクラヘッド5が設けられ、所定の圧力に消火用水が充填されている。
【0012】
各フロアごとに分岐された分岐管21〜23の末端部分には、排水管30へ接続されて常時閉鎖状態にある末端試験弁としての開度調整可能な電動弁31〜33が設けられている。また、分岐管21〜23の末端部分には、電動弁31〜33以外に2接点式の圧力スイッチ41〜43が設けられ、分岐管21〜23内の消火用水の圧力に基づいて別個にオンオフするように構成されている。また、給水本管13の下方、消火ポンプ12近傍にも圧力スイッチ45が配設され、これら各圧力スイッチのオンオフは、信号線を介してスプリンクラ監視盤19に収集される。
【0013】
また、各フロアには、複数の火災感知器9が設置されていて、スプリンクラ監視盤19とは別個に信号線が配設され、火災受信機95に火災の情報が収集されるようになっている。さらに、ポンプ12を駆動させるモータ16を制御するポンプ制御盤17が設けられている。
【0014】
閉鎖型スプリンクラヘッド5は、通常型でもよいが、ここでは初期消火を効率良く行うために速動型のスプリンクラヘッドを用いている。この速動型のヘッドは、RTI感度指数(熱気流中での作動を実測した熱時定数に基づく感度指数)が40程度で、従来のヘッドが200程度に比べ5倍の火災検知速度を持っている飛躍的に高感度で素早く作動する閉鎖型のヘッドであり、構造について詳細に説明しないが、半田を用いるフラッシュ型のヘッドの場合には、集熱板の近傍に半田を配置して、半田以外への熱伝導を防止する構造により達成されるヘッドであり、また、グラスバルブ型の場合には、直径5mm程度の細いグラスバルブを用いたものである。
【0015】
また、この速動型のヘッド5は、初期消火が可能であるので1分当り50リットルと調圧放水による少水量で消火を行い、防護面積も図示しないがフラット型のデフレクタにより有効散水半径が3.25mと大きなものである。
【0016】
そして、ポンプ12は、モータ16、ポンプ制御盤17等を用いて加圧給水装置を構成し、貯水槽11の消火水を給水本管13へ圧送するものである。その他、ポンプ周りとしての呼水装置や圧力逃がし配管、試験装置等は省略している。モータ16は、例えば三相かご型誘導モータであって、ポンプ制御盤17の制御に基づいてその回転速度が制御され、上記のスプリンクラヘッド5からの放水圧を1〜4キロの範囲として最適な散水を行えるようにされる。そして、ポンプ制御盤17の回転数制御は、例えばサイリスタを用いたインバータによるスイッチの開閉制御により省力的に行うものであり、すなわち、三相交流電源をコンバータにより直流に変換してインバータにより周波数を制御された三相交流を電源線を介してモータ16に供給して回転速度が制御され、このスイッチの開閉制御の単位時間当りのスイッチング回数をポンプ制御盤17において制御する。
【0017】
このスイッチング回数は、例えばスプリンクラヘッド5の設けられるフロアごとに設定され、図示しないポンプ制御盤17内の記憶装置に格納される。そして、スプリンクラ監視盤19が情報を収集した結果として、ヘッド5の作動したフロアを信号線を介して信号伝送あるいはフロアごとの接点制御等により移報して、ポンプ制御盤17はモータ16の起動および制御を行う。
【0018】
このモータ16の起動について、各部に設けられた煙や熱等による火災感知器9と信号線を介してそれぞれ接続される火災受信機95から、起動信号がスプリンクラ監視盤19を通して信号線を介してポンプ制御盤17に入力される。このとき、ポンプ制御盤17は、インバータ制御により低速から起動して、給水本管13内の送水に基づくハンマー作用を生じないように加圧する。火災受信機95は、各火災感知器9に個別のアドレスを付与して受信機95が個別に呼び出して火災信号を収集するものであるが、火災感知器9に回線ごとの信号線を接続する方式の受信機であってもよく、火災情報をスプリンクラ監視盤19に移報できればよい。
【0019】
また、上記ポンプ制御盤17内の記憶装置には、フロアごとのスイッチング回数と同様に、所望の吐出圧が格納されている。この吐出圧は、必要な回転数が設定されるスイッチング回数の根拠であるが、この吐出圧を設定しておくことにより、回転数に対する吐出圧の割合が変化するときに、フィードバックをかけて実際のスイッチング回数を微調整することができる。本実施形態では詳細に示さないが、そのためには、ポンプ12の直近部分にアナログ出力可能な圧力計を設置し、ポンプ制御盤17までポンプ12の吐出圧力を信号伝送すればよい。
【0020】
次に、上記実施形態における動作について説明する。火災監視の前に、消火ポンプ12を起動して貯水槽11の消火用水を給水本管13最上部までゆっくりシステム全体に消火水を充水する。このとき、分岐管21〜23を通って各フロアのスプリンクラヘッド5とともに末端の電動弁31〜33まで充水される。
【0021】
ここで、消火ポンプ12による充水は、インバータ制御が可能であるので、徐々に水位を上げていくことができ、補助的なブースターポンプを用いる必要がなく、効果的な充水速度で充水することができる。そして、充水完了は、給水本管13内の圧力を監視する圧力スイッチ45の動作に基づいてよいが、圧力スイッチ31〜33により必要な圧力に昇圧した時点でよい。
【0022】
このようにして、監視を開始すると、配管系統内の圧力は、給水本管13の下端部分を監視する上限が設定された圧力スイッチ45と、各フロアの二次側に配置され下限が設定された圧力スイッチ31〜33とによって、所定の範囲に維持される。この圧力スイッチ31〜33の下限の意味は、スプリンクラヘッドからの放水に必要とされる最低限の圧力1キロを維持するためのものであり、接点の設定としては、例えば2キロが設定される。また、圧力スイッチ45の上限の意味は、通常配管系統に用いられる材質の耐圧グレードは14キロ程度であり、設計は設備の高さhの水頭圧を含めて10キロ以下になるようにされている。その点から圧力スイッチ45の接点には、例えば8キロが設定される。
【0023】
そして、監視状態において、下限としての圧力スイッチ41が作動すると、スプリンクラ監視盤19に信号が上げられ、ポンプ制御盤17およびモータ16を介してポンプ12が起動され、徐々に加圧される。そして、圧力スイッチ41が作動を停止すると、ポンプ12による加圧を徐々に低下させて停止する。また、上限としての圧力スイッチ45が作動すると、同様に、スプリンクラ監視盤19に信号が上げられ、スプリンクラ監視盤19の制御に基づき電動弁33がわずかに開動作されて消火用水が徐々に排水されてゆっくり排圧される。この排水された消火用水は、排水管30が貯水槽11へ戻すようにされているので、無駄にならない。そして、圧力スイッチ45が作動を停止すると、電動弁33による排圧を停止する。これらの動作を繰り返し、配管系統内の圧力は所定の範囲に維持される。このように、加圧または排圧は徐々に行えるようにしているが、電動弁33は所定量の放水を断続的に行うものとしてもよい。そうすると、放水ごとに圧力状態の確認を行え、開閉動作中の圧力の上がり過ぎおよび下がり過ぎの防止の確認が行える。
【0024】
また、火災の発生時には、スプリンクラヘッド5からの放水が行われるが、実際には、火災地点の天井に併設される火災感知器9の方が通常高感度であるので、まず、火災感知器9が火災信号を火災受信機95に送出する。火災信号を受けた火災受信機95は、その火災信号に基づいて、通常の火災動作を行うとともに火災の発生したフロアを特定する階別信号をスプリンクラ監視盤19へ移報する。そして、火災の発生したフロアを認識したスプリンクラ監視盤19は、そのフロアの圧力スイッチ41〜43の下限の接点の作動をスプリンクラヘッド5の放水開始と認識する。すなわち、火災発生階ではスプリンクラヘッド5の開放に基づき、分岐管21〜23内の圧力が低下して圧力スイッチ41〜43の下限の接点を閉じ、その信号がスプリンクラ監視盤19に送出される。
【0025】
そして、火災発生階が特定されたときには、圧力を維持する範囲は、各フロアの圧力スイッチ41〜43の下限および上限で行われる。このときの圧力範囲は、スプリンクラヘッド5からの放水が適正に行われる範囲であり、1キロから5キロ程度が好ましい。したがって圧力スイッチ41〜43の上限としての接点は例えば4キロと設定される。そして、各フロアにおいて上限および下限が設定された圧力スイッチ31〜33によって、放水圧が消火に適正な所定の範囲に維持される。このとき、分岐管21〜23からの排圧は、スプリンクラヘッド5から放水されているので、電動弁31〜33を作動させる必要はない。
【0026】
また、各フロアの分岐管21〜23の圧力を分断するように、給水本管13の各々の位置に逆止弁を設けてもよい。その結果、各フロアで維持する圧力範囲は、圧力スイッチ41〜43に設定される上限および下限の圧力となり、常時各スプリンクラヘッド5には消火に適正な放水圧が供給されることになる。ここで、配管の材質等に基づき、耐圧自体が適正放水圧の上限より低い場合、材質等の耐圧を圧力スイッチ41〜43の上限に設定する必要がある。ここで、各分岐管21〜23に直接逆止弁を設けてもよい。
【0027】
ここで、詳細には説明しないが、消火ポンプ12は、インバータ制御で加圧可能なものであるので、起動時や停止時に徐々に加圧程度を変化させることができ、さらに、排圧も微妙な調整を電動弁31〜33で行えるように構成される。これら加圧または排圧を極端に行うと、加圧排圧を連続的に繰り返すことが起こりうる。設備の規模が大きくて現実的にオンオフ制御で可能であれば、調整がなくてもよい。
【0028】
上記実施形態において、給水本管13下端部分の上限が設定された圧力スイッチ45の代わりに、設備の高さhは予め想定されるので、その水頭圧を考慮すれば、給水本管13の上側に圧力スイッチ45を設けてもよい。このときには、理論的な設定が必要になる。また、本実施形態の配管系統では、上から下まで連通しているので、下限を監視するための設定には圧力スイッチ41のみあればよい。また、圧力スイッチ41を3接点として、監視時の上限および下限、放水時の上限を設定することもできる。
【0029】
以上、上記のような実施形態では、消火ポンプ12等で構成されるインバータ制御により徐々に加圧する加圧給水装置から消火用水が送水される給水本管13と、給水本管13から分岐されて複数のスプリンクラヘッド5まで消火用水を供給するための必要数の分岐管21〜23と、を設けたスプリンクラ消火設備において、各分岐管21〜23内の圧力範囲を制限するための下限を検知する圧力スイッチ41〜43の下限の接点のような下限圧力検出手段と、給水本管13内の圧力範囲を制限するための上限を検知する圧力スイッチ45や圧力スイッチ41〜43の上限の接点のような上限圧力検出手段と、各分岐管21〜23から排水管30への接続部分に設けられ常時閉の必要数の排水弁31〜33と、を設け、さらに、監視状態において、下限圧力検出手段が動作するときに、加圧給水装置を起動して消火用水を徐々に加圧するとともに、上限圧力検出手段が動作するときに排水弁31〜33をわずかに開動作させて消火用水を徐々に排圧する制御手段を設けており、スプリンクラヘッド5からの適正な放水に必要な圧力を保持しながら、配管機材等の耐圧に基づく使用範囲を越えないための上限の圧力を監視するので、設備の機能を確実に保持するとともに、火災発生時には、適正にスプリンクラヘッド5からの放水を開始させることができる。また、近年、樹脂配管など多様な材質が検討されており、上記監視は重要な意味を持っている。
【図面の簡単な説明】
【図1】システムの一実施形態を概略的に示す系統図。
【符号の説明】
12 消火ポンプ
13 給水本管
19 スプリンクラ監視盤
21、22、23 分岐管
31、32、33 電動弁
41、42、43、45 圧力スイッチ
5 スプリンクラヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sprinkler fire extinguishing facility that monitors pressure in piping.
[0002]
[Prior art]
In a conventional sprinkler fire extinguishing system, the fire extinguishing pump that supplies water under pressure to the sprinkler head has 30 simultaneous discharges of 80 liters per minute at a pressure of 1 kg (1 Kgf per square centimeter) from the head on the top floor of the building. Was designed to be water dischargeable. Usually, the fire pump is installed at a low position below the ground floor of the building, and water is supplied to each floor using a water supply main pipe that is provided so as to penetrate the building in the vertical direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the water supply main is always filled with fire-extinguishing water, high pressure based on the water head is applied to the lower part, and it is designed to be within the range of pressure resistance of the equipment used conventionally, but in the pipe due to unforeseen events such as abnormal weather Pressure may increase.
[0004]
Furthermore, there are various grades of pressure resistance of equipment, and it is necessary to install a pressure range according to the equipment to be used without error.
[0005]
In particular, when a large earthquake occurs when the range of pressure resistance is exceeded and a fire may occur after the earthquake, fire extinguishing equipment is disabled, which is a waste of equipment. End up.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above points, the present invention provides a water supply main pipe to which fire-extinguishing water is fed from a pressurized water supply apparatus that gradually pressurizes by inverter control, and supplies fire-extinguishing water to a plurality of sprinkler heads branched from the water supply main pipe. In a sprinkler fire extinguishing facility provided with a necessary number of branch pipes, a necessary number of lower limit pressure detecting means for detecting a lower limit for limiting the pressure range in each branch pipe, and a pressure range in the water supply main pipe An upper limit pressure detecting means for detecting an upper limit for limiting the pressure, and a required number of normally closed drain valves provided at a connection portion from each branch pipe to the drain pipe. When the pressure detecting means operates, the pressurized water supply device is activated to gradually pressurize the water for fire extinguishing, and when the upper limit pressure detecting means operates, the drain valve is slightly opened. And it is characterized in providing a control means for pressurizing discharge fire extinguishing water slowly.
[0007]
And while maintaining the lower limit pressure necessary for proper water discharge from the sprinkler head, the upper limit pressure is monitored so as not to exceed the operating range based on the pressure resistance of piping equipment, etc., so that the function of the equipment is securely maintained. At the same time, when a fire occurs, water discharge from the sprinkler head can be started appropriately.
[0008]
In addition, each lower limit pressure detecting means is provided with a water discharge upper limit pressure means that functions when the sprinkler head is operated, and the control means reduces the degree of pressurization of the fire-extinguishing water in the pressurized water supply device when the water discharge upper limit pressure means operates. As a result, in the event of a fire, excessive water discharge from the sprinkler head based on the supply of high-pressure fire-fighting water can be prevented and water can be discharged appropriately.
[0009]
Furthermore, since each lower limit pressure detecting means is installed at the end of the branch pipe, if the required pressure at the extreme end is monitored, it will be above the required pressure until then, and the upper limit pressure detecting means will be Since it is installed in the vicinity of the pressurized water supply device of the pipe, it is not necessary to consider the head of water when setting the monitoring pressure.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a system diagram of a sprinkler fire extinguishing equipment using the present invention.
[0011]
In FIG. 1, 11 is a water storage tank, 12 is a fire extinguishing pump constituting a pressurized water supply apparatus, 13 is a rising water supply main pipe arranged vertically in a building, a
[0012]
Motorized
[0013]
In addition, a plurality of
[0014]
The closed-
[0015]
The fast-acting
[0016]
And the
[0017]
The number of times of switching is set, for example, for each floor on which the
[0018]
Regarding the activation of the
[0019]
The storage device in the
[0020]
Next, the operation in the above embodiment will be described. Prior to fire monitoring, the
[0021]
Here, since the water can be charged by the
[0022]
Thus, when monitoring is started, the pressure in the piping system is arranged on the secondary side of each floor with the
[0023]
When the
[0024]
Further, when a fire breaks out, water is discharged from the
[0025]
And when a fire occurrence floor is specified, the range which maintains a pressure is performed by the lower limit and upper limit of the pressure switches 41-43 of each floor. The pressure range at this time is a range where water is appropriately discharged from the
[0026]
Moreover, you may provide a check valve in each position of the water supply
[0027]
Here, although not described in detail, since the
[0028]
In the above embodiment, instead of the
[0029]
As described above, in the embodiment as described above, the water supply
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram schematically showing an embodiment of a system.
[Explanation of symbols]
12
Claims (4)
前記各分岐管内の圧力範囲を制限するための下限を検知する必要数の下限圧力検出手段と、前記給水本管内の圧力範囲を制限するための上限を検知する上限圧力検出手段と、前記各分岐管から排水管への接続部分に設けられ常時閉の必要数の排水弁と、を設け、
さらに、監視状態において、前記下限圧力検出手段が動作するときに、前記加圧給水装置を起動して消火用水を徐々に加圧するとともに、前記上限圧力検出手段が動作するときに前記排水弁をわずかに開動作させて消火用水を徐々に排圧する制御手段を設けることを特徴とするスプリンクラ消火設備。A water supply main pipe to which fire-extinguishing water is fed from a pressurized water supply apparatus that gradually pressurizes by inverter control, and a necessary number of branch pipes for branching from the water main to supply fire extinguishing water to a plurality of sprinkler heads; In sprinkler fire extinguishing equipment with
A necessary number of lower limit pressure detecting means for detecting a lower limit for limiting the pressure range in each branch pipe, an upper limit pressure detecting means for detecting an upper limit for limiting the pressure range in the water supply main pipe, and each of the branches A required number of drain valves that are normally closed and provided at the connection from the pipe to the drain pipe,
Further, in the monitoring state, when the lower limit pressure detecting means operates, the pressurized water supply device is activated to gradually pressurize the water for fire extinguishing, and when the upper limit pressure detecting means operates, the drain valve is slightly A sprinkler fire extinguishing system, characterized in that it is provided with a control means for causing the fire-extinguishing water to open and gradually exhausting the fire-fighting water.
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