JP3711302B2 - スプリンクラー消火設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災発生時にスプリンクラーヘッドから消火用水を放水して消火するスプリンクラー消火設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスプリンクラー消火設備には、湿式のスプリンクラー消火設備がある。この湿式のスプリンクラー消火設備は、図１２のように、消火ポンプ１の給水本管４から分岐した分岐管６に流水検知装置８を設け、その二次側に閉鎖型スプリンクラーヘッド１０を接続し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０までの全配管内に加圧水を充満させている。
【０００３】
給水本管４の圧力は圧力タンク１３に導入され、管内圧力を常に規定圧以上に維持している。火災時にスプリンクラーヘッド１０が作動すると流水が生じ、これにより流水検知装置８が作動し、流水検知スイッチ９がオンして流水検知信号を自火報受信機３４に送る。流水検知信号を受けた自火報受信機３４は、火災の区画を表示する。またスプリンクラーヘッド１０の作動により給水本管４の圧力が低下し、圧力タンク１３の圧力スイッチ１４が作動信号をポンプ制御盤１５に出力すると、ポンプ制御盤１５はモータ２の駆動により消火ポンプ１を運転する。ポンプ運転により、貯水槽３から消火用水が加圧供給され、作動したスプリンクラーヘッドから連続放水が行われる。
【０００４】
このような湿式スプリンクラー消火設備にあっては、火災時にスプリンクラーヘッド１０が作動すると同時に放水が行われてしまうことから、水損が発生すると共に水を無駄に使用してしまうという問題があった。この湿式スプリンクラー消火設備の問題を解決する設備として、図１３の予作動式スプリンクラー消火設備が知られている。
【０００５】
予作動式スプリンクラー消火設備は、給水本管４から電気的に開閉可能な制御弁を備えた予作動式流水検知装置３６を介して分岐管６を引き出し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０を接続している。予作動式流水検知装置３６の制御弁は、定常監視状態で閉鎖状態に維持されており、このため予作動式流水検知装置３６の一次側まで加圧水が充満されている。
【０００６】
スプリンクラー制御盤３５は、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画に設けられた火災感知器１８からの火災信号を受けると、予作動式流水検知装置３６の制御弁を開放制御し、加圧水を閉鎖型スプリンクラーヘッド１０のところまで充水させる予作動状態を作り出す。この状態で閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が火災の熱を受けて作動すると、放水が開始される。
【０００７】
このような予作動式スプリンクラー消火設備の構成により、火災以外の原因により誤って閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動しても、火災感知器１８が火災信号を出力しないかぎり予作動式流水検知装置３６の制御弁は開放せず、誤って放水されることはない。また誤って火災感知器１８が作動して火災信号を出力し、制御弁を開放してしまっても、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動していなければ放水は行われない。
【０００８】
このように火災感知器からの火災信号によってのみ制御弁の開放制御を行う方式は、通常、シングルインターロック方式として知られている（特開昭６０−１７４１６１号公報）。
しかしながら、図１３のような予作動式スプリンクラー消火設備にあっては、誤って火災感知器１８が作動して火災信号を出力して予作動式流水検知装置３６の制御弁を開放してしまうと、スプリンクラーヘッド１０の所まで充水されてしまうため、水を抜く等して初期状態に復旧する作業が煩雑であった。
【０００９】
このような予作動式スプリンクラー消火設備の問題点を解決するため、図１４のような予作動式スプリンクラー設備がある。この予作動式スプリンクラー設備は、予作動式流水検知装置３６の二次側の配管に、コンプレッサ３９から空気配管４０で供給した圧縮空気を充満させる。閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の作動により圧縮空気が放出されると、規定圧力以下に低下したときに圧力スイッチ３８から検知信号が出力される。
【００１０】
スプリンクラー制御盤４１は、圧力スイッチ３８からの検知信号と火災感知器１８からの火災信号の両信号が発せられた時に、初めて予作動式流水検知装置３６の制御弁を開放制御する。このため火災感知器１８が作動しても、スプリンクラーヘッド１０が作動しない限り予作動弁３６は開放されない。この２つの信号に基づいて制御弁を開放制御する方式は、ダブルインターロック方式として知られている（特開昭６２−５７５６９号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような予作動式スプリンクラー消火設備にあっては、次の問題があった。
予作動式スプリンクラー消火設備は、誤作動による水損の問題を解決することはできるが、制御弁の制御に使用されるシステム系統の障害に弱い問題がある。例えば制御弁の制御システムを構成している感知器回線の断線、制御線の断線、制御弁へのゴミ噛み等の障害が１つでもあると、制御弁を開放することができず、水損の問題は解決できても、本来の消火機能が失われてしまうという本末転倒の結果を招く恐れがある。
【００１２】
また、図１３のシングルインターロック方式、図１４のダブルインターロック方式とシステムを複雑にすればするほど障害が発生する可能性が高くなる。また予作動式スプリンクラー消火設備は、定常監視状態で制御弁を閉鎖し、二次側に消火水を入れていないため、火災感知器等の作動により制御弁を開放制御してから、加圧水がスプリンクラーヘッドに到達するまでに時間が掛かる。このため、図１２の湿式スプリンクラー消火設備に比べ初期消火が遅れる可能性がある。この点も、シングルインターロック方式、ダブルインターロック方式とシステムを複雑にすればするほど初期消火が遅れる可能性がある。
【００１３】
また誤った火災感知器の作動等により制御弁が開放してスプリンクラーヘッドの所まで加圧水が充水されると、その都度、水抜き等の復旧作業を必要とするため煩雑である。同様に、火災感知器を試験的に動作させてシステム試験を行う場合にも、復旧作業が大変になる。更に、火災時に制御弁を制御しなければならないため、制御盤に予備電池等のバックアップ設備を設ける必要がある。
【００１４】
更にまた、給水本管から制御弁を介して分岐管を防護区画に引き出していることから、その防護区画については、同じ予作動方式を採らざるを得ない。このため、同じ防護区画内であっても、部屋によっては通常の湿式設備をとりたい場合があるが、これに対応できない問題がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、湿式消火設備のもつ簡単で信頼性に優れる点と、予作動式消火設備のもつ水損対策の利点の両立を図ることにより最適化されたスプリンクラー消火設備を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。
まず本発明は、給水本管から分岐され流水検知装置を介して引き出された分岐管に閉鎖型スプリンクラーヘッドを接続し、定常監視状態で閉鎖型スプリンクラーヘッドまで加圧水が供給されているスプリンクラー消火設備を対象とする。
【００１６】
このようなスプリンクラー消火設備につき本発明にあっては、流水検知装置と直列に接続され電気的制御により閉開可能な制御弁と、定常監視状態で制御弁を開放状態に維持し、閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動に伴う流水検知装置の検知信号を受けた際に、対応する防護区画に設けている火災検出装置からの火災信号がある場合は制御弁の開放状態を維持し、流水検知装置の検知信号を受けた際に、火災検出装置からの火災信号がない場合は、制御弁を閉止制御するスプリンクラー制御部と、
閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動に伴う給水本管の管内圧力の低下により消火ポンプを駆動する制御盤と、
を設けたことを特徴とする。
【００１７】
このような本発明のスプリンクラー消火設備によれば、定常監視状態で、制御弁は開放状態にあるため、スプリンクラー制御部の制御に必要な系統及び機器に障害があっても、スプリンクラーヘッドが作動すれば確実に放水が開始できるフェールセーフ機能を本質的に備え、消火設備としての信頼性を向上できる。また、火災時にスプリンクラーヘッドが作動すると、タイムラグなしに直ちに放水が開始される。
【００１８】
一方、誤ってスプリンクラーヘッドが作動したとしても、火災信号がなければ直ちに制御弁が閉止制御されて放水が停止されるため、水損による被害を最小限に抑えることができる。また、システム試験は湿式スプリンクラー消火設備と同様に、簡単できる。更に、定常監視状態で、制御弁は開放状態に維持されているため、バックアップ設備が不要になる。
【００１９】
スプリンクラー制御部は、制御弁の閉止制御後に、火災検出装置からの火災信号があった場合には、制御弁を開放制御する。このためスプリンラーヘッドの作動で流水検知信号が得られた際に、火災信号がなく一旦制御弁を閉止制御したとしても、その後に火災信号がくれば制御弁が開放制御するので、確実に放水できる。
【００２０】
スプリンクラー制御部は、流水検知装置の作動を検知した際に、火災検出装置側に障害がある場合には、制御弁の閉止制御を禁止する。このため火災検出装置側に障害があった場合には、火災信号と同様と見做し、火災信号がないときの制御弁の閉止制御を禁止し、放水を優先させることで、更に信頼性がアップする。スプリンクラー制御部は、制御弁を定常監視状態で閉鎖状態に維持し、弁二次側を空き配管とする予作動モードを選択することもできる。予作動モードの選択状態では、火災検出装置からの火災信号があった場合に、対応する制御弁を開放制御する。
【００２１】
本発明は、流水検知装置の二次側の分岐管を複数系統に分岐し、各分岐管毎に制御弁を設け、スプリンクラー制御部は各制御弁を個別に制御する設備形態をとることができる。この場合、必要に応じて予作動モードが選択できる。
また本発明の別の設備形態として、流水検知装置を設けた分岐管の二次側に、定常監視状態で開放状態に維持される制御弁を介して加圧水が閉鎖型スプリンクラーヘッドまで供給された本発明の湿式スプリンクラー設備（第１湿式スプリンクラー設備）に対し、閉鎖型スプリンクラーヘッドまで流水検知装置を経由して固定的に加圧水が供給された従来の湿式スプリンクラー設備（第２湿式スプリンクラー設備）、及び又は定常監視状態で閉鎖状態に維持される制御弁を介して閉鎖型スプリンクラーヘッドを接続し制御弁の一次側まで加圧水が供給された予作動式スプリンクラー設備を、必要に応じて組合わせて複合設備とすることができる。
【００２２】
このため、給水本管から分岐管を引き出した警戒区画について、同じ警戒区画内であっても、防護区画例えば部屋によっては、通常の湿式設備、本発明の湿式設備、本発明の予作動モードによる予作動式設備を必要に応じて取り入れることができ、極めて柔軟性の高い設備形態を容易に取ることができる。
スプリンクラー制御部は、鎮火により前記火災検出装置からの火災信号がなくなった際に制御弁を閉止制御する自動消火制御を実現することで、水損被害を最小限に抑えることができる。
【００２３】
またスプリンクラー制御部は、火災検出装置から火災信号があったときに所定時間ラッチし、火災信号のラッチ時間中は火災信号がなくなっても制御弁の閉止制御を禁止する。これによって自動消火制御において火災検出装置が火災検出と復旧を繰り返しても、制御弁が開閉を頻繁に繰り返すような事態を回避できる。また、真火災時に火災検出装置側で復旧操作を行うことで火災信号が復旧して途切れた状態で、流水検知信号があった場合による制御弁の閉止制御による消火の遅れを回避できる。
【００２４】
更に、スプリンクラー制御部は、制御弁を閉止制御した際に、制御弁を完全に閉鎖せず、制限された水量を作動したスプリンクラーヘッドに供給する。これによって、スプリンクラーヘッドの作動で流水検知信号があり、このとき火災信号がないことで制御弁の閉止制御が行われたとしても、消火に最低限必要な消火用水のスプリンクラーヘッドへの供給が維持でき、火災信号がくるまでの弁閉鎖による消火の遅れを回避できる。
【００２５】
この制御弁を閉止制御したときの水量確保は、開放制御時の弁開口面積を大きくし、閉止制御時の弁開口面積を小さくするという制御弁の弁構造により実現してもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のスプリンクラー消火設備の第１実施形態の説明図である。
図１において、建物の地下階等には消火ポンプ１及びモータ２が設置され、ポンプ制御盤１５によるモータ２の駆動で消火ポンプ１を運転し、貯水槽３の消火用水を汲み上げ、建物の垂直方向に配管した給水本管４に加圧供給している。建物の屋上には高架水槽５が設置され、給水本管４に常時、消火用水を充満させている。
【００２７】
また給水本管４の管内圧力を規定圧に保持するため圧力タンク１３が分岐接続され、給水本管４の管内圧力を導入して内部空気を圧縮している。また圧力タンク１３には圧力スイッチ１４が設けられ、スプリンクラーヘッドの作動により管内圧力が規定圧力以下に低下すると圧力スイッチ１４がオンし、このオンを検出することでポンプ制御盤１５がモータ２を駆動して消火ポンプ１を運転する。
【００２８】
給水本管４からは建物の階ごとに分岐管６が引き出されている。分岐管６は給水本管４から分岐され流水検知装置８を介して引き出されており、流水検知装置８の二次側の分岐管には閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が接続されている。これに加え本発明にあっては、流水検知装置と直列に、この実施形態にあっては、流水検知装置８の一次側に制御弁７を設けている。
【００２９】
制御弁７は電気的に開閉制御可能な弁であり、例えばモータ駆動により開閉制御できる電動弁を使用することができる。制御弁７は定常監視状態で開放状態に維持されている。このため給水本管４の管内圧力は、分岐管６に設けた開放状態にある制御弁７及び流水検知装置８を通って二次側の閉鎖型スプリンクラーヘッド１０まで供給され、従来の湿式スプリンクラー設備と同じ加圧水の供給状態となっている。
【００３０】
流水検知装置８は流水検知スイッチ９を備えており、二次側の分岐管６に接続している閉鎖型スプリンクラーヘッドが火災による熱を受けて作動したときの消火用水の放出によって発生する水流による弁開放又は圧力低下等を検出して流水検知スイッチ９をオンし、流水検知信号Ｅ１を出力する。
分岐管６の端末側には末端試験弁１１とオリフィス１２が接続され、更に圧力計４２を設けている。末端試験弁１１はスプリンクラー消火設備のシステム試験に使用され、試験時に末端試験弁１１を開くと、オリフィス１２で決まるスプリンクラーヘッド１台の作動に相当する水量が分岐管６に流れ、これにより擬似的に流水検知装置８を作動させてポンプ運転等の試験動作を行わせることができる。
【００３１】
流水検知装置８に設けた流水検知スイッチ９からの流水検知信号Ｅ１は、消火用中継器１７を経由してスプリンクラー制御盤１６に与えられている。またスプリンクラー制御盤１６からの制御弁７に対する制御信号Ｅ３も、消火用中継盤１７を経由して出力される。
一方、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画には火災感知器１８が設置される。火災感知器は火報用中継器２０からの感知器回線に接続されており、火災を検出して火災検出信号Ｅ２を、火報用中継器２０を介して火災受信盤２１に出力する。
【００３２】
具体的には、火報用中継器２０からの感知器回線に接続された火災感知器１８が火災発報で回線間を低インピーダンスに短絡して発報電流を流し、この発報電流を発報用中継器２０で受信して発報受信信号を火災受信盤２１に送り、火災受信盤２１で火災が判断される。火災受信盤２１で火災が判断されると、スプリンクラー制御盤１６に対し火災信号Ｅ２０が移報信号として送出される。
【００３３】
スプリンクラー制御盤１６は、スプリンクラー消火設備の運用を開始する初期状態で、分岐管６に設けている制御弁７を全て開放制御状態とするように初期設定する。この制御弁７を開放状態とした初期設定が終了した後の定常監視状態にあっては、消火用中継器１７を経由して得られる流水検知装置８の流水検知スイッチ９からの流水検知信号Ｅ１と、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画に設置した火災感知器１８からの火災検出信号Ｅ２に基づく火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０を監視している。
【００３４】
スプリンクラー制御盤１６の流水検知信号Ｅ１と火災信号Ｅ２０に基づくスプリンクラー消火設備の動作は、図２〜図６のフェーズ１〜５に分けることができる。
図２はスプリンクラー制御盤１６による処理動作のフェーズ１であり、フェーズ１は火災により火災感知器１８及び閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の順番に作動した場合の処理動作である。
【００３５】
まず定常監視状態にあっては、ステップＳ１のように、初期設定によって制御弁７は開放状態に制御され、これを維持している。この状態でステップＳ２のように、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画で火災が発生し、ステップＳ３のように、最初に火災感知器１８が発報したとする。
火災感知器１８の発報による火災検出信号Ｅ２は火報用中継器２０で受信され、火災受信盤２１に送出され、火災が判断されると火災信号Ｅ２０をスプリンクラー制御盤１６に出力する。スプリンクラー制御盤１６は、火災受信盤２１より火災信号Ｅ２０を受けた状態では、ステップＳ４のように、制御弁７の開放状態を維持している。
【００３６】
続いてステップＳ５のように、火災感知器１８の発報に続いて、火災による熱を受けて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動する。このとき加圧水はスプリンクラーヘッドまできているため、スプリンクラーヘッドの作動で直ちに放水が行われる。
閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動すると分岐管６に消火用水が流れ、流水検知装置８が作動し、スプリンクラーヘッドの作動に伴う圧力低下を受けて流水検知スイッチ９がオンし、流水検知信号Ｅ１を消火用中継器１７を介してスプリンクラー制御盤１６に送出する。
【００３７】
スプリンクラー制御盤１６は流水検知信号Ｅ１を受けたとき、既にステップＳ３で作動した火災感知器１８の発報による火災信号Ｅ２０を火災受信盤２１から受けているため、制御弁７の開放状態をステップＳ７のように維持する。一方、ポンプ制御盤１５は、圧力タンク１３の圧力スイッチ１４のオンを検出すると、モータ２の起動制御を行い、ステップＳ８のように、消火ポンプ１を運転して、作動したスプリンクラーヘッド１０に対する消火用水の加圧供給による連続放水で消火を行う。
【００３８】
ステップＳ８のポンプ運転によるスプリンクラーヘッド１０からの放水で火災が鎮火し、ステップＳ９で鎮火確認が得られると、スプリンクラー制御盤１６はステップＳ１０で制御弁７の閉止制御を行う。そして最終的に、ステップＳ１１のような最初の状態にスプリンクラー消火設備を戻す復旧作業を行うことになる。この場合の鎮火確認は、操作員の手動操作または火災信号が一定時間以上こなくなったことで判定すればよい。
【００３９】
図３のフェーズ２は、図１において火災により最初にスプリンクラーヘッド１０が作動し、次に火災感知器１８が作動した場合のスプリンクラー制御盤１６による処理動作である。まず定常監視状態にあっては、ステップＳ１のように制御弁７は開放状態を維持しており、この状態でステップＳ２のように火災が発生し、火災による熱を受けてステップＳ３で、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が最初に作動したとする。
【００４０】
このため、ステップＳ４のように流水検知装置８が作動し、流水検知スイッチ９のオンにより流水検知信号Ｅ１が消火用中継器１７を介してスプリンクラー制御盤１６に与えられる。このとき火災感知器１８は、ステップＳ５のように非発報であり、火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０は得られていない。そこでスプリンクラー制御盤１６は、流水検知信号Ｅ１が得られ火災信号Ｅ２０が得られていない場合には、閉鎖型スプリンクラーヘッドの誤作動の可能性があると見做し、ステップＳ６で制御弁７の閉止制御を行う。この後、火災感知器１８の発報による火災信号Ｅ２０が得られるまでは、制御弁７は閉鎖状態となる。
【００４１】
このとき火災は実際に発生していることから、制御弁７の閉止制御中あるいはその後に、ステップＳ７のように火災感知器１８が発報し、火災受信盤２１より火災信号Ｅ２０が得られる。スプリンクラー制御盤１６は、火災信号Ｅ２０が得られた時点でステップＳ８のように、閉止制御した制御弁７を再び開放制御する。
【００４２】
一方、ポンプ制御盤１５は、圧力スイッチ１４のオンを検出した時点でモータ２の駆動により消火ポンプ１の運転を開始し、ステップＳ９のように、ポンプ運転による加圧用水の供給によりスプリンクラーヘッド１０から連続放水による消火が行われる。このようなスプリンクラーヘッド１０からの加圧消火用水の放水による消火により、ステップＳ１０で鎮火が確認されたならば、ステップＳ１１のように、スプリンクラー制御盤１６は制御弁７の閉止制御を行う。そして、最終的にステップＳ１２のように復旧作業を行うことになる。
【００４３】
尚、ステップＳ６で制御弁７の閉止制御を行うと、一度作動した流水検知装置８が元の状態に復旧して流水検知信号Ｅ１がなくなるが、スプリンクラー制御盤１６にあっては、流水検知装置８が制御弁７の閉止制御により復旧しても、一度受信した流水検知信号Ｅ１を維持することで、次に火災信号Ｅ２０が得られたときに制御弁７の開放制御を確実に行うことができる。
【００４４】
図４はフェーズ３の処理動作であり、フェーズ３は火災感知器１８、火報用中継器２０及び火災受信盤２１で構成される火災検出装置となる火報設備に、断線、機能停止、試験中、移報停止中等の非監視状態が発生した場合のスプリンクラー制御盤１６による処理動作である。
まずステップＳ１の定常監視状態にあっては、制御弁７を開放状態に維持している。この状態でステップＳ２のように火災が発生しても、火報設備側は非監視状態あるため、火災受信盤２１から火災信号Ｅ２０は得られない。次に、ステップＳ３のように、火災により閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動すると、ステップＳ４で流水検知装置８が作動して流水検知スイッチ９より流水検知信号Ｅ１が得られる。このとき火災受信盤２１からは非監視状態を示す障害信号Ｅ３０がスプリンクラー制御盤１６に与えられており、この障害信号Ｅ３０に基づきステップＳ５で、スプリンクラー制御盤１６は火報設備の障害を認識し、火災信号Ｅ２０が得られないときに本来行う制御弁７の閉止制御を禁止し、ステップＳ６で制御弁７の開放状態を維持する。
【００４５】
そしてステップＳ７で、圧力スイッチ１４のオン検出に基づくポンプ制御盤１５によるモータ２の駆動で消火ポンプ１の運転を行い、ポンプ運転による消火用水の加圧供給でスプリンクラーヘッドから連続放水し、消火を行う。それ以降のステップＳ８〜Ｓ１０の鎮火確認、制御弁閉止及び復旧作業はフェーズ１，２と同じである。
【００４６】
図５はフェーズ４の処理動作であり、フェーズ４は防護区画の閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が誤って作動した場合の処理動作である。まず定常監視状態にあっては、ステップＳ１のように制御弁７は開放状態に維持されており、この状態で例えば室内工事等により閉鎖型スプリンクラーヘッド１０に物が当たって破損し、ステップＳ２のようにスプリンクラーヘッドが作動したとする。
【００４７】
このスプリンクラーヘッドの誤作動による放水で流水検知装置８が作動して流水検知スイッチ９より流水検知信号Ｅ１がスプリンクラー制御盤１６に送出される。このとき火災感知器１８は非発報状態であり、火災受信盤２１から火災信号Ｅ２０が得られていないため、スプリンクラー制御盤１６はステップＳ４のように制御弁７の閉止制御を行う。
【００４８】
このためスプリンクラーの誤作動による放水がステップＳ５で停止され、誤作動で放出される消火用水は制御弁７の二次側の分岐管６内の水量で済み、スプリンクラー誤作動による水損を最小限に抑えることができる。そして最終的に、ステップＳ６の復旧作業を行うことになる。
図６のフェーズ５は火災感知器１８が誤報を生じた場合の処理動作である。まずステップＳ１の定常監視状態にあっては、制御弁７は開放状態に維持されており、この状態で火災感知器１８がステップＳ２のように誤って発報し、火災受信盤２１より火災信号Ｅ２０がスプリンクラー制御盤１６に送られたとする。
スプリンクラー制御盤１６は火災信号Ｅ２０を受けても、ステップＳ３のように制御弁７の開放状態を維持する。そしてステップＳ４で火災感知器１８の誤発報に対する復旧処理を行うことで再び元の定常監視状態に戻すことができる。
【００４９】
図７は図２〜図６のフェーズ１〜５に示した各処理動作を実現するためのスプリンクラー制御盤１６に設けられたＭＰＵ等のプログラム制御で実現されるコントローラの制御処理のフローチャートである。図７において、まずステップＳ１で初期設定を行う。この初期設定はスプリンクラー消火設備の運用を開始する立上げ時、あるいは設備試験を終了した後の運用再開時等であり、初期設定により制御弁７を開放状態に制御する。
【００５０】
ステップＳ１の初期設定が済むと定常監視状態に入り、スプリンクラー制御盤１６はステップＳ２で流水検知信号Ｅ１の有無をチェックし、定常監視状態では流水検知信号Ｅ１はないことから、ステップＳ１０に進み、火災信号Ｅ２０の有無をチェックし、定常監視状態にあっては火災信号Ｅ２０もないことから、再びステップＳ２に戻り、ステップＳ２，Ｓ１０の処理を繰り返している。
【００５１】
このような定常監視状態において、火災によりスプリンクラーヘッド１０が作動し、その流水により流水検知装置８が作動し流水検知信号Ｅ１が得られると、ステップＳ２で流水検知有りが判別され、ステップＳ３に進み、火災信号Ｅ２０の有無をチェックする。このとき火災信号Ｅ２０がなければステップＳ４に進み、制御弁７の閉止制御を行う。制御弁７の閉止制御が済むとステップＳ５で火災信号Ｅ２０の有無をチェックしており、火災信号Ｅ２０があればステップＳ６で制御弁７の開放制御を行う。一方、ステップＳ３で火災信号Ｅ２０が得られればステップＳ４〜Ｓ６をスキップする。
【００５２】
圧力スイッチ１４のオン検出によるポンプ制御盤１５のモータ２の駆動による消火ポンプの運転中にあっては、ステップＳ７で鎮火確認の有無をチェックしており、鎮火確認を判別するとステップＳ８に進み、制御弁７を閉止制御する。ステップＳ７における鎮火確認は、オペレータによる手動操作でもよいし、火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０がなくなったことを検出して自動的に行うようにしてもよい。
【００５３】
一方、ステップＳ２で流水検知信号Ｅ１が得られず、ステップＳ１０に進んで最初に火災信号Ｅ２０が得られると、ステップＳ１１に進んで再度、流水検知信号Ｅ２０のの有無をチェックする。このとき流水検知が得られるまではステップＳ１２で火災復旧の有無をチェックしており、ステップＳ１１で流水検知有りと判断されるとステップＳ７に進むことになる。ステップＳ１１，Ｓ１２の処理中に火災感知器が復旧すれば、火災信号Ｅ２０の復旧を判別して再びステップＳ２の処理に戻る。
【００５４】
スプリンクラー制御盤１６は、火災化が鎮火した際、火災検出装置である火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０がなくなったことを検出して自動的に制御弁７を閉止制御し、更に火災信号Ｅ２０が入ったことを検出して制御弁７を開放制御する自動消火制御を行うことができる。この自動消火制御にあっては、火災感知器１８として自己復旧型の火災感知器を使用する。この自動消火によって水損被害を最小限に抑えることができる。
【００５５】
また、スプリンクラー制御盤１６は、火災検出装置である火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０があったときに、火災信号をラッチするようにし、火災信号のラッチ時間中は火災信号がなくなっても制御弁７の閉止制御を禁止する。これによって、自動消火制御にあっては、火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０が入ったり、復旧して途切れたりすることを繰り返しても、制御弁７が開閉を頻繁に繰り返すような事態を回避できる。また。真火災時に、火災受信盤２１で復旧作業を行うことで火災信号Ｅ２０が復旧して途切れた状態で、流水検知信号Ｅ１があった場合の制御弁７の閉止制御による消火の遅れを回避できる。
【００５６】
この実施形態にあっては、制御弁を、分岐管の流水検知装置の一次側に直列に設けるようにしていたが、流水検知装置の二次側に設けても良い。また、流水検知装置内に制御弁を設けるようにしても良い。
図８は本発明のスプリンクラー消火設備の第２実施形態であり、この実施形態にあっては、図１の本発明によるスプリンクラー消火設備と従来の湿式スプリンクラー消火設備とを組合わせたことを特徴とする。
【００５７】
前述の通り、本発明によるスプリンクラー消火設備は、従来の湿式スプリンクラー消火設備に比べ、スプリンクラーヘッドが作動した場合の水損を最小限に抑えることができるので、警戒区画内でも水損の影響を嫌う防護区画がある場合には、この防護区画のみに本発明のスプリンクラー消火設備を設けることができる。
【００５８】
図８において、給水本管４から分岐された分岐管は例えば２つの防護区画２２Ａ，２２Ｂに引き出されている。即ち、流水検知装置８の二次側を分岐管６ａ，６ｂに分岐して、各防護区画２２Ａ，２２Ｂに配管している。防護区画２２Ａは図１と同じ本発明のスプリンクラー消火設備であり、流水検知装置８の二次側の分岐管６ａには、まず制御弁７ａが設けられ、続いて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａが設けられている。
【００５９】
更に防護区画２２Ａに対しては、火災感知器１８ａが感知器回線により設けられている。流水検知装置８の圧力スイッチ９、分岐管６ａに設けた制御弁７ａ及び火災感知器１８ａのそれぞれは、中継器２４に接続されている。ここで、図１の実施形態にあっては、スプリンクラー消火設備に対し別途独立した火報設備を設けたが、図８の実施形態にあっては、火報設備は、スプリンクラー消火設備専用の火報設備としており、中継器２４は消火用及び火報用の両方の中継器機能を備え、スプリンクラー制御盤１６に対し接続される。
【００６０】
これに対し防護区画２２Ｂは、図１２と同じ湿式スプリンクラー消火設備であり、流水検知装置８から引き出された二次側の分岐管６ｂには、直接に閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａが設けられている。更に、分岐管６ａ，６ｂの巻末には、末端試験弁１１ａ，１１ｂ、オリフィス１２ａ，１２ｂ及び圧力計４２ａ，４２ｂが設けられている。
【００６１】
このように図８のスプリンクラー消火設備は、従来型の湿式スプリンクラー設備と本発明のスプリンクラー設備の２種類の複合形態をとった設備構成を、１つの分岐管の系統について防護区画ごとに採用することができる。この結果、例えば部屋ごとの環境に応じて最適なスプリンクラー設備の設備形態を個別に採用することができ、従来、特定の設備構成に固定せざるを得なかったものに比べ、非常に柔軟性の高い設備構成を実現することができる。
【００６２】
図９は本発明のスプリンクラー消火設備の第３実施形態であり、この実施形態にあっては、流水検知装置の二次側の分岐管を更に分岐して各防護区画に引き出し、各分岐管ごとにそれぞれ制御弁を設けるようにしたことを特徴とする。
図９において、１つの警戒区画は、例えば２つの防護区画２２Ａ，２２Ｂに分けられており、この防護区画２２Ａ，２Ｂに対応するように流水検知装置８の二次側で分岐管６を分岐管６ａ，６ｂに分岐して、各防護区画２２ａ，２２ｂに非引き出している。流水検知装置８の二次側で分岐した分岐管６ａ，６ｂには、まず制御弁７ａ，７ｂが設けられ、続いて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａ，１０ｂがそれぞれ設けられている。
【００６３】
また分岐管６ａ，６ｂの巻末には末端試験弁１１ａ，１１ｂ、オリフィス１２ａ，１２ｂ及び圧力計４２ａ，４２ｂが設けられている。更に防護区画２２Ａ，２２Ｂのそれぞれに対しては、火災感知器１８ａ，１８ｂが独立した感知器回線により設けられている。流水検知装置８の圧力スイッチ９、分岐管６ａ，６ｂに設けた制御弁７ａ，７ｂ及び火災感知器１８ａ，１８ｂのそれぞれは、中継器２４に接続されている。
【００６４】
更に、図９の実施形態も図８と同様、火報設備は、スプリンクラー消火設備専用の火報設備としており、中継器２４は消火用及び火報用の両方の中継器機能を備え、スプリンクラー制御盤１６に対し接続される。また流水検知装置８からの流水検知信号Ｅ１は共通信号として使用される。
図９の第３実施形態にあっては、スプリンクラー制御盤１６において、予作動モードを選択することができる。予作動式スプリンクラー消火設備は主に誤作動による水損被害をなくすためのものであり、水損を特に嫌う防護区画について行う。例えば防護区画２２Ａがコンピュータルームなどのように、水損の影響を極端に嫌う場所であった場合には、制御弁７ａについてスプリンクラー制御盤１６で予作動モードを選択する。
【００６５】
この予作動モードを選択すると、図７に示した本発明による処理制御が解除され、初期設定で制御弁７ａを閉止制御し、定常監視状態で閉止状態を維持する。また初期設定で制御弁７ａを閉止した後に、制御弁７ａの二次側の分岐管６ａの消火用水を例えば末端試験弁１１ａの開放で排出して空配管とし、加圧用水は閉止状態にある制御弁７ａの一次側までとしておく。
【００６６】
この状態は、図１３に示した従来のシングルインターロック方式の予作動式スプリンクラー消火設備と全く同じ状態である。このような予作動モードの選択状態にあっては、防護区画２２Ａに設置している火災感知器１８ａが火災により発報して発報信号Ｅ２ａが中継器２４に出力され、スプリンクラー制御盤１６で防護区画２２Ａの火災感知器１８ａからの火災信号の受信を判断したとき、制御弁７ａを開放制御する。この開放制御により給水本管４から加圧用水がスプリンクラーヘッド１０ａまで供給され、予作動状態を作り出す。
【００６７】
その後にスプリンクラーヘッド１０ａが作動すれば、消火用水が放出され、圧力スイッチ１４のオンを検出してポンプ制御盤１５がポンプ運転を行うことになる。しかし、スプリンクラーヘッド１０ａが誤って作動した場合には、火災感知器１８ａが作動しない限りは、制御弁７ａは開放されないため、スプリンクラーヘッド１０ａから消火用水が放出されることはない。
【００６８】
この結果、同じ分岐管６を更に二系統に分けて、それぞれ制御弁７ａ，７ｂを設けておくことで、２つの防護区画２２Ａ，２２Ｂについて、図１の第１実施形態における制御以外に予作動モードを必要に応じて選択的に設定することができる。
図９の防護区画２２Ａにおける予作動モードの選択は、図１，図８の実施形態についても、同様にできる。即ち、初期設定で制御弁７を閉止制御し、その後に、制御弁７，７ａの二次側の分岐管６，６ａの消火用水を例えば末端試験弁１１，１１ａの開放で排出して空配管とし、加圧用水は閉止状態にある制御弁７，７ａの一次側までとし、定常監視状態で閉止状態を継続するようにして、予作動モードの選択状態とする。
この場合、予作動モードを手動で固定的に選択する以外に、自動切替することもできる。自動切替としては、例えば昼は予作動モードを選択し、夜は本発明のモードを選択するようにする。このように本発明のモードと予作動モードを必要に応じて選択的に設定できるようにすることで、防護区画の環境が変更した場合にも、変更した環境に対応するモードを設定することができる。
【００６９】
図１０は本発明の第４実施形態であり、この実施形態にあっては、１つの分岐系統に図１２に示した従来の湿式スプリンクラー設備、図１３に相当する予作動式スプリンクラー設備、更に図１の実施形態による本発明のスプリンクラー設備の３つの設備形態を組合わせたことを特徴とする。
図１０において、給水本管４から分岐管６ａが分岐されており、分岐管６ａの警戒区画に例えば３つの防護区画２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃがあったとする。この防護区画２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、例えば部屋ごとに分かれている。防護区画２４Ａは水損被害は問題とならないが確実に消火したい場所であることから、湿式スプリンクラー設備２５の構成をとる。
【００７０】
即ち、分岐管６ａに設けた流水検知装置８の二次側に閉鎖型スプリンクラー１０ａを直接接続している。この場合、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａまで加圧用水が加わることから、これは図１２の従来の湿式スプリンクラー設備と同じ設備構成である。
湿式スプリンクラー設備２５に続いては、分岐管６ａを分岐管６ｂ，６ｃに分岐し、防護区画２４Ｂ，２４Ｃに配管する。分岐管６ｂ，６ｂには、まず制御弁７ｂ，７ｃが設けられ、続いて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ｂ，１０ｃを設け、管末には末端試験弁１１ｂ，１１ｃ、オリフィス１２ｂ，１２ｃを設けている。
【００７１】
ここで防護区画２４Ｂの制御弁７ｂは、初期設定で閉止制御することで、定常監視状態で閉止状態を維持しており、制御弁７ｂの二次側の分岐管６ｂ内の消火用水を抜くことで、予作動式スプリンクラー設備２６を構成している。一方、防護区画２４Ｃについては、制御弁７ｃを定常監視状態で開放状態に維持しており、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ｃまで加圧用水がきており、これは図１の実施形態と同じ本発明のスプリンクラー消火設備２７を構成している。防護区画２４Ｂは、水損の影響を極端に嫌う場所であることから、予作動式スプリンクラー設備２６の構成をとる。
【００７２】
このように本発明のスプリンクラー消火設備は、従来型の湿式スプリンクラー設備２５、予作動モードの設定による予作動式スプリンクラー設備２６、更には本発明本来のスプリンクラー設備２７の３種類の複合形態をとった設備構成を、１つの分岐管の系統について防護区画ごとに採用することができる。この結果、例えば部屋ごとの状況に応じて最適なスプリンクラー設備の設備形態を個別に採用することができ、従来、警戒区画全てを特定の設備構成に固定せざるを得なかったものに比べ、非常に柔軟性の高い設備構成を実現することができる。
【００７３】
図１１は本発明のスプリンクラー消火設備で使用する制御弁７の実施形態であり、通常の制御弁７にあっては、開放制御により全開、閉止制御により全閉となる弁を使用しているが、図１１の制御弁７の実施形態にあっては、閉止制御を行っても全閉とならず、制限された流量を供給できる弁構造としたことを特徴とする。
【００７４】
図１１（Ａ）は制御弁７の全開状態の断面図であり、フランジ付きのケーシング３０に対し円筒状の弁体３２を回転自在に設けている。弁体３２には全開位置で両側に連通する大流路３３が形成されると同時に、直交する方向に小流路３４を形成している。
図１１（Ｂ）は制御弁７を閉止制御した状態であり、弁体３２は図１１（Ａ）の全開状態に対し９０度旋回して小流路３４によって両側の流路を連通している。このため、図１，図８，図９，図１０の各実施形態で制御弁７を閉止制御しても、図１１（Ｂ）のように小流路３４による開口面積による流量の加圧消火用水がスプリンクラーヘッドに供給され、完全に放水を停止することなく小流路３４で決まる放水を行うことができる。
【００７５】
この制御弁７の閉止制御状態での小流路の供給機能は、図３のフェーズ２において、最初にスプリンクラーヘッドが作動し放水した状態で火災信号が得られないとき制御弁７は閉止制御されるため、その後に火災信号が得られ開放制御されるまでの間、放水停止となって消火遅れが起きることを防止する。
即ち、火災信号が得られるまで制御弁７を閉止制御していても、図１１（Ｂ）の全閉状態で小流路３４で決まる制限された流量の加圧用水を作動したスプリンクラーヘッドに供給して放水でき、必要最小限の放水を行うことで、火災信号が得られるまでの消火をある程度行い、消火遅れを可能な限り防ぐ。
【００７６】
同時に図５のフェーズ４のように、スプリンクラーの誤作動による制御弁７の閉止制御にあっては、小流路３４で決まる放水が行われてしまうが、小流路３４とすることで可能な限り水損を防ぐことができるようにしている。
制御弁７を閉止制御したときの小流量の供給制御は、図１１の弁構造によらず、制御弁７として例えば回動調整可能な電動弁を使用している場合には、閉止制御における弁開度を全閉とせずに、規定の小流量を供給可能な開度位置に制御するようにしてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、定常監視状態にあっては、分岐管に設けている制御弁は開放状態に維持されており、加圧用水は閉鎖型スプリンクラーヘッドまで供給されているため、制御弁の制御を行うために必要な系統や制御弁自体に障害があっても、火災によりスプリンクラーヘッドが作動すれば確実に放水できるフェールセーフ機能を本質的に備え、消火設備としての信頼性を向上できる。また、火災時にはスプリンクラーヘッドまで加圧消火用水がきているため、タイムラグなしに直ちに放水が開始され、迅速に消火できる。
【００７８】
また誤ってスプリンクラーヘッドが作動したとしても、火災信号がなければ直ちに制御弁の閉止制御が行われて放水停止となるため、スプリンクラーヘッドの誤作動による水損被害を最小限に抑えることができる。
また火災検出装置側に障害があった場合には、本来火災であっても制御弁の火災信号がこないため、流水検知装置の作動で制御弁の閉止制御となるが、本発明にあっては、火災検出装置側の障害時には火災信号がなくとも制御弁を閉止制御しないことから、火災検出装置側の障害により消火機能が停止してしまうことがなく、更に信頼性を向上することができる。
【００７９】
更にスプリンクラー消火設備のシステム試験は管末の試験弁を開くだけで、従来の湿式スプリンクラー消火設備と同様、簡単に行うことができる。また、分岐管に設けている制御弁は定常監視状態で開放されており、火災時に特に制御する必要は基本的にないため、バッテリー等のバックアップ設備を不要とし設備コストを低減できる。
【００８０】
更に制御弁を定常監視状態で開放状態に維持する本発明の設備構成、定常監視状態で閉止状態に維持する予作動モードの設備構成、更に従来の湿式スプリンクラー設備の設備構成の３種を必要に応じて組み合せて複合設備とすることも可能であり、同じ警戒区画内であっても、防護区画例えば部屋ごとに最適な設備構成を設定することで、部屋ごとの条件に見合った消火設備の最適化を容易に行うことができる。
【００８１】
更に既設のスプリンクラー消火設備に追加して設置することが容易できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスプリンクラー消火設備の第１実施形態の説明図
【図２】図１で火災感知器、スプリンクラーヘッドの順に作動したフェーズ１の処理動作のフローチャート
【図３】図１でスプリンクラーヘッド、火災感知器の順に作動したフェーズ２の処理動作のフローチャート
【図４】図１で火報設備に障害が起きたフェーズ３の処理動作のフローチャート
【図５】図１でスプリンクラーヘッドが誤動作したフェーズ４の処理動作のフローチャート
【図６】図１で火災感知器が誤報したフェーズ４の処理動作のフローチャート
【図７】図１のスプリンクラー制御盤の処理動作のフローチャート
【図８】本発明によるスプリンクラー消火設備の第２実施形態の説明図
【図９】本発明によるスプリンクラー消火設備の第３実施形態の説明図
【図１０】本発明によるスプリンクラー消火設備の第４実施形態の説明図
【図１１】本発明で使用する制御弁の実施形態の断面図
【図１２】従来の湿式スプリンクラー消火設備の説明図
【図１３】シングルインターロックをとる従来の予作動式スプリンクラー消火設備の説明図
【図１４】ダブルインターロックをとる従来の予作動式スプリンクラー消火設備の説明図
【符号の説明】
１：消火ポンプ
４：給水本管
６，６ａ，６ｂ，６ｃ：分岐管
７，７ａ，７ｂ：制御弁
８：流水検知装置
９：流水検知スイッチ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：閉鎖型スプリンクラーヘッド
１５：ポンプ制御盤
１６：スプリンクラー制御盤
１８：火災感知器
２１：火災受信盤
２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ〜２４Ｃ：防護区画
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災発生時にスプリンクラーヘッドから消火用水を放水して消火するスプリンクラー消火設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスプリンクラー消火設備には、湿式のスプリンクラー消火設備がある。この湿式のスプリンクラー消火設備は、図１２のように、消火ポンプ１の給水本管４から分岐した分岐管６に流水検知装置８を設け、その二次側に閉鎖型スプリンクラーヘッド１０を接続し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０までの全配管内に加圧水を充満させている。
【０００３】
給水本管４の圧力は圧力タンク１３に導入され、管内圧力を常に規定圧以上に維持している。火災時にスプリンクラーヘッド１０が作動すると流水が生じ、これにより流水検知装置８が作動し、流水検知スイッチ９がオンして流水検知信号を自火報受信機３４に送る。流水検知信号を受けた自火報受信機３４は、火災の区画を表示する。またスプリンクラーヘッド１０の作動により給水本管４の圧力が低下し、圧力タンク１３の圧力スイッチ１４が作動信号をポンプ制御盤１５に出力すると、ポンプ制御盤１５はモータ２の駆動により消火ポンプ１を運転する。ポンプ運転により、貯水槽３から消火用水が加圧供給され、作動したスプリンクラーヘッドから連続放水が行われる。
【０００４】
このような湿式スプリンクラー消火設備にあっては、火災時にスプリンクラーヘッド１０が作動すると同時に放水が行われてしまうことから、水損が発生すると共に水を無駄に使用してしまうという問題があった。この湿式スプリンクラー消火設備の問題を解決する設備として、図１３の予作動式スプリンクラー消火設備が知られている。
【０００５】
予作動式スプリンクラー消火設備は、給水本管４から電気的に開閉可能な制御弁を備えた予作動式流水検知装置３６を介して分岐管６を引き出し、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０を接続している。予作動式流水検知装置３６の制御弁は、定常監視状態で閉鎖状態に維持されており、このため予作動式流水検知装置３６の一次側まで加圧水が充満されている。
【０００６】
スプリンクラー制御盤３５は、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画に設けられた火災感知器１８からの火災信号を受けると、予作動式流水検知装置３６の制御弁を開放制御し、加圧水を閉鎖型スプリンクラーヘッド１０のところまで充水させる予作動状態を作り出す。この状態で閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が火災の熱を受けて作動すると、放水が開始される。
【０００７】
このような予作動式スプリンクラー消火設備の構成により、火災以外の原因により誤って閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動しても、火災感知器１８が火災信号を出力しないかぎり予作動式流水検知装置３６の制御弁は開放せず、誤って放水されることはない。また誤って火災感知器１８が作動して火災信号を出力し、制御弁を開放してしまっても、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動していなければ放水は行われない。
【０００８】
このように火災感知器からの火災信号によってのみ制御弁の開放制御を行う方式は、通常、シングルインターロック方式として知られている（特開昭６０−１７４１６１号公報）。
しかしながら、図１３のような予作動式スプリンクラー消火設備にあっては、誤って火災感知器１８が作動して火災信号を出力して予作動式流水検知装置３６の制御弁を開放してしまうと、スプリンクラーヘッド１０の所まで充水されてしまうため、水を抜く等して初期状態に復旧する作業が煩雑であった。
【０００９】
このような予作動式スプリンクラー消火設備の問題点を解決するため、図１４のような予作動式スプリンクラー設備がある。この予作動式スプリンクラー設備は、予作動式流水検知装置３６の二次側の配管に、コンプレッサ３９から空気配管４０で供給した圧縮空気を充満させる。閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の作動により圧縮空気が放出されると、規定圧力以下に低下したときに圧力スイッチ３８から検知信号が出力される。
【００１０】
スプリンクラー制御盤４１は、圧力スイッチ３８からの検知信号と火災感知器１８からの火災信号の両信号が発せられた時に、初めて予作動式流水検知装置３６の制御弁を開放制御する。このため火災感知器１８が作動しても、スプリンクラーヘッド１０が作動しない限り予作動弁３６は開放されない。この２つの信号に基づいて制御弁を開放制御する方式は、ダブルインターロック方式として知られている（特開昭６２−５７５６９号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような予作動式スプリンクラー消火設備にあっては、次の問題があった。
予作動式スプリンクラー消火設備は、誤作動による水損の問題を解決することはできるが、制御弁の制御に使用されるシステム系統の障害に弱い問題がある。例えば制御弁の制御システムを構成している感知器回線の断線、制御線の断線、制御弁へのゴミ噛み等の障害が１つでもあると、制御弁を開放することができず、水損の問題は解決できても、本来の消火機能が失われてしまうという本末転倒の結果を招く恐れがある。
【００１２】
また、図１３のシングルインターロック方式、図１４のダブルインターロック方式とシステムを複雑にすればするほど障害が発生する可能性が高くなる。また予作動式スプリンクラー消火設備は、定常監視状態で制御弁を閉鎖し、二次側に消火水を入れていないため、火災感知器等の作動により制御弁を開放制御してから、加圧水がスプリンクラーヘッドに到達するまでに時間が掛かる。このため、図１２の湿式スプリンクラー消火設備に比べ初期消火が遅れる可能性がある。この点も、シングルインターロック方式、ダブルインターロック方式とシステムを複雑にすればするほど初期消火が遅れる可能性がある。
【００１３】
また誤った火災感知器の作動等により制御弁が開放してスプリンクラーヘッドの所まで加圧水が充水されると、その都度、水抜き等の復旧作業を必要とするため煩雑である。同様に、火災感知器を試験的に動作させてシステム試験を行う場合にも、復旧作業が大変になる。更に、火災時に制御弁を制御しなければならないため、制御盤に予備電池等のバックアップ設備を設ける必要がある。
【００１４】
更にまた、給水本管から制御弁を介して分岐管を防護区画に引き出していることから、その防護区画については、同じ予作動方式を採らざるを得ない。このため、同じ防護区画内であっても、部屋によっては通常の湿式設備をとりたい場合があるが、これに対応できない問題がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、湿式消火設備のもつ簡単で信頼性に優れる点と、予作動式消火設備のもつ水損対策の利点の両立を図ることにより最適化されたスプリンクラー消火設備を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。
まず本発明は、給水本管から分岐され流水検知装置を介して引き出された分岐管に閉鎖型スプリンクラーヘッドを接続し、定常監視状態で閉鎖型スプリンクラーヘッドまで加圧水が供給されているスプリンクラー消火設備を対象とする。
【００１６】
このようなスプリンクラー消火設備につき本発明にあっては、流水検知装置と直列に接続され電気的制御により閉開可能な制御弁と、定常監視状態で制御弁を開放状態に維持し、閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動に伴う流水検知装置の検知信号を受けた際に、対応する防護区画に設けている火災検出装置からの火災信号がある場合は制御弁の開放状態を維持し、流水検知装置の検知信号を受けた際に、火災検出装置からの火災信号がない場合は、制御弁を閉止制御するスプリンクラー制御部と、
閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動に伴う給水本管の管内圧力の低下により消火ポンプを駆動する制御盤と、
を設けたことを特徴とする。
【００１７】
このような本発明のスプリンクラー消火設備によれば、定常監視状態で、制御弁は開放状態にあるため、スプリンクラー制御部の制御に必要な系統及び機器に障害があっても、スプリンクラーヘッドが作動すれば確実に放水が開始できるフェールセーフ機能を本質的に備え、消火設備としての信頼性を向上できる。また、火災時にスプリンクラーヘッドが作動すると、タイムラグなしに直ちに放水が開始される。
【００１８】
一方、誤ってスプリンクラーヘッドが作動したとしても、火災信号がなければ直ちに制御弁が閉止制御されて放水が停止されるため、水損による被害を最小限に抑えることができる。また、システム試験は湿式スプリンクラー消火設備と同様に、簡単できる。更に、定常監視状態で、制御弁は開放状態に維持されているため、バックアップ設備が不要になる。
【００１９】
スプリンクラー制御部は、制御弁の閉止制御後に、火災検出装置からの火災信号があった場合には、制御弁を開放制御する。このためスプリンラーヘッドの作動で流水検知信号が得られた際に、火災信号がなく一旦制御弁を閉止制御したとしても、その後に火災信号がくれば制御弁が開放制御するので、確実に放水できる。
【００２０】
スプリンクラー制御部は、流水検知装置の作動を検知した際に、火災検出装置側に障害がある場合には、制御弁の閉止制御を禁止する。このため火災検出装置側に障害があった場合には、火災信号と同様と見做し、火災信号がないときの制御弁の閉止制御を禁止し、放水を優先させることで、更に信頼性がアップする。スプリンクラー制御部は、制御弁を定常監視状態で閉鎖状態に維持し、弁二次側を空き配管とする予作動モードを選択することもできる。予作動モードの選択状態では、火災検出装置からの火災信号があった場合に、対応する制御弁を開放制御する。
【００２１】
本発明は、流水検知装置の二次側の分岐管を複数系統に分岐し、各分岐管毎に制御弁を設け、スプリンクラー制御部は各制御弁を個別に制御する設備形態をとることができる。この場合、必要に応じて予作動モードが選択できる。
また本発明の別の設備形態として、流水検知装置を設けた分岐管の二次側に、定常監視状態で開放状態に維持される制御弁を介して加圧水が閉鎖型スプリンクラーヘッドまで供給された本発明の湿式スプリンクラー設備（第１湿式スプリンクラー設備）に対し、閉鎖型スプリンクラーヘッドまで流水検知装置を経由して固定的に加圧水が供給された従来の湿式スプリンクラー設備（第２湿式スプリンクラー設備）、及び又は定常監視状態で閉鎖状態に維持される制御弁を介して閉鎖型スプリンクラーヘッドを接続し制御弁の一次側まで加圧水が供給された予作動式スプリンクラー設備を、必要に応じて組合わせて複合設備とすることができる。
【００２２】
このため、給水本管から分岐管を引き出した警戒区画について、同じ警戒区画内であっても、防護区画例えば部屋によっては、通常の湿式設備、本発明の湿式設備、本発明の予作動モードによる予作動式設備を必要に応じて取り入れることができ、極めて柔軟性の高い設備形態を容易に取ることができる。
スプリンクラー制御部は、鎮火により前記火災検出装置からの火災信号がなくなった際に制御弁を閉止制御する自動消火制御を実現することで、水損被害を最小限に抑えることができる。
【００２３】
またスプリンクラー制御部は、火災検出装置から火災信号があったときに所定時間ラッチし、火災信号のラッチ時間中は火災信号がなくなっても制御弁の閉止制御を禁止する。これによって自動消火制御において火災検出装置が火災検出と復旧を繰り返しても、制御弁が開閉を頻繁に繰り返すような事態を回避できる。また、真火災時に火災検出装置側で復旧操作を行うことで火災信号が復旧して途切れた状態で、流水検知信号があった場合による制御弁の閉止制御による消火の遅れを回避できる。
【００２４】
更に、スプリンクラー制御部は、制御弁を閉止制御した際に、制御弁を完全に閉鎖せず、制限された水量を作動したスプリンクラーヘッドに供給する。これによって、スプリンクラーヘッドの作動で流水検知信号があり、このとき火災信号がないことで制御弁の閉止制御が行われたとしても、消火に最低限必要な消火用水のスプリンクラーヘッドへの供給が維持でき、火災信号がくるまでの弁閉鎖による消火の遅れを回避できる。
【００２５】
この制御弁を閉止制御したときの水量確保は、開放制御時の弁開口面積を大きくし、閉止制御時の弁開口面積を小さくするという制御弁の弁構造により実現してもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のスプリンクラー消火設備の第１実施形態の説明図である。
図１において、建物の地下階等には消火ポンプ１及びモータ２が設置され、ポンプ制御盤１５によるモータ２の駆動で消火ポンプ１を運転し、貯水槽３の消火用水を汲み上げ、建物の垂直方向に配管した給水本管４に加圧供給している。建物の屋上には高架水槽５が設置され、給水本管４に常時、消火用水を充満させている。
【００２７】
また給水本管４の管内圧力を規定圧に保持するため圧力タンク１３が分岐接続され、給水本管４の管内圧力を導入して内部空気を圧縮している。また圧力タンク１３には圧力スイッチ１４が設けられ、スプリンクラーヘッドの作動により管内圧力が規定圧力以下に低下すると圧力スイッチ１４がオンし、このオンを検出することでポンプ制御盤１５がモータ２を駆動して消火ポンプ１を運転する。
【００２８】
給水本管４からは建物の階ごとに分岐管６が引き出されている。分岐管６は給水本管４から分岐され流水検知装置８を介して引き出されており、流水検知装置８の二次側の分岐管には閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が接続されている。これに加え本発明にあっては、流水検知装置と直列に、この実施形態にあっては、流水検知装置８の一次側に制御弁７を設けている。
【００２９】
制御弁７は電気的に開閉制御可能な弁であり、例えばモータ駆動により開閉制御できる電動弁を使用することができる。制御弁７は定常監視状態で開放状態に維持されている。このため給水本管４の管内圧力は、分岐管６に設けた開放状態にある制御弁７及び流水検知装置８を通って二次側の閉鎖型スプリンクラーヘッド１０まで供給され、従来の湿式スプリンクラー設備と同じ加圧水の供給状態となっている。
【００３０】
流水検知装置８は流水検知スイッチ９を備えており、二次側の分岐管６に接続している閉鎖型スプリンクラーヘッドが火災による熱を受けて作動したときの消火用水の放出によって発生する水流による弁開放又は圧力低下等を検出して流水検知スイッチ９をオンし、流水検知信号Ｅ１を出力する。
分岐管６の端末側には末端試験弁１１とオリフィス１２が接続され、更に圧力計４２を設けている。末端試験弁１１はスプリンクラー消火設備のシステム試験に使用され、試験時に末端試験弁１１を開くと、オリフィス１２で決まるスプリンクラーヘッド１台の作動に相当する水量が分岐管６に流れ、これにより擬似的に流水検知装置８を作動させてポンプ運転等の試験動作を行わせることができる。
【００３１】
流水検知装置８に設けた流水検知スイッチ９からの流水検知信号Ｅ１は、消火用中継器１７を経由してスプリンクラー制御盤１６に与えられている。またスプリンクラー制御盤１６からの制御弁７に対する制御信号Ｅ３も、消火用中継盤１７を経由して出力される。
一方、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画には火災感知器１８が設置される。火災感知器は火報用中継器２０からの感知器回線に接続されており、火災を検出して火災検出信号Ｅ２を、火報用中継器２０を介して火災受信盤２１に出力する。
【００３２】
具体的には、火報用中継器２０からの感知器回線に接続された火災感知器１８が火災発報で回線間を低インピーダンスに短絡して発報電流を流し、この発報電流を発報用中継器２０で受信して発報受信信号を火災受信盤２１に送り、火災受信盤２１で火災が判断される。火災受信盤２１で火災が判断されると、スプリンクラー制御盤１６に対し火災信号Ｅ２０が移報信号として送出される。
【００３３】
スプリンクラー制御盤１６は、スプリンクラー消火設備の運用を開始する初期状態で、分岐管６に設けている制御弁７を全て開放制御状態とするように初期設定する。この制御弁７を開放状態とした初期設定が終了した後の定常監視状態にあっては、消火用中継器１７を経由して得られる流水検知装置８の流水検知スイッチ９からの流水検知信号Ｅ１と、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画に設置した火災感知器１８からの火災検出信号Ｅ２に基づく火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０を監視している。
【００３４】
スプリンクラー制御盤１６の流水検知信号Ｅ１と火災信号Ｅ２０に基づくスプリンクラー消火設備の動作は、図２〜図６のフェーズ１〜５に分けることができる。
図２はスプリンクラー制御盤１６による処理動作のフェーズ１であり、フェーズ１は火災により火災感知器１８及び閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の順番に作動した場合の処理動作である。
【００３５】
まず定常監視状態にあっては、ステップＳ１のように、初期設定によって制御弁７は開放状態に制御され、これを維持している。この状態でステップＳ２のように、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０の防護区画で火災が発生し、ステップＳ３のように、最初に火災感知器１８が発報したとする。
火災感知器１８の発報による火災検出信号Ｅ２は火報用中継器２０で受信され、火災受信盤２１に送出され、火災が判断されると火災信号Ｅ２０をスプリンクラー制御盤１６に出力する。スプリンクラー制御盤１６は、火災受信盤２１より火災信号Ｅ２０を受けた状態では、ステップＳ４のように、制御弁７の開放状態を維持している。
【００３６】
続いてステップＳ５のように、火災感知器１８の発報に続いて、火災による熱を受けて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動する。このとき加圧水はスプリンクラーヘッドまできているため、スプリンクラーヘッドの作動で直ちに放水が行われる。
閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動すると分岐管６に消火用水が流れ、流水検知装置８が作動し、スプリンクラーヘッドの作動に伴う圧力低下を受けて流水検知スイッチ９がオンし、流水検知信号Ｅ１を消火用中継器１７を介してスプリンクラー制御盤１６に送出する。
【００３７】
スプリンクラー制御盤１６は流水検知信号Ｅ１を受けたとき、既にステップＳ３で作動した火災感知器１８の発報による火災信号Ｅ２０を火災受信盤２１から受けているため、制御弁７の開放状態をステップＳ７のように維持する。一方、ポンプ制御盤１５は、圧力タンク１３の圧力スイッチ１４のオンを検出すると、モータ２の起動制御を行い、ステップＳ８のように、消火ポンプ１を運転して、作動したスプリンクラーヘッド１０に対する消火用水の加圧供給による連続放水で消火を行う。
【００３８】
ステップＳ８のポンプ運転によるスプリンクラーヘッド１０からの放水で火災が鎮火し、ステップＳ９で鎮火確認が得られると、スプリンクラー制御盤１６はステップＳ１０で制御弁７の閉止制御を行う。そして最終的に、ステップＳ１１のような最初の状態にスプリンクラー消火設備を戻す復旧作業を行うことになる。この場合の鎮火確認は、操作員の手動操作または火災信号が一定時間以上こなくなったことで判定すればよい。
【００３９】
図３のフェーズ２は、図１において火災により最初にスプリンクラーヘッド１０が作動し、次に火災感知器１８が作動した場合のスプリンクラー制御盤１６による処理動作である。まず定常監視状態にあっては、ステップＳ１のように制御弁７は開放状態を維持しており、この状態でステップＳ２のように火災が発生し、火災による熱を受けてステップＳ３で、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が最初に作動したとする。
【００４０】
このため、ステップＳ４のように流水検知装置８が作動し、流水検知スイッチ９のオンにより流水検知信号Ｅ１が消火用中継器１７を介してスプリンクラー制御盤１６に与えられる。このとき火災感知器１８は、ステップＳ５のように非発報であり、火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０は得られていない。そこでスプリンクラー制御盤１６は、流水検知信号Ｅ１が得られ火災信号Ｅ２０が得られていない場合には、閉鎖型スプリンクラーヘッドの誤作動の可能性があると見做し、ステップＳ６で制御弁７の閉止制御を行う。この後、火災感知器１８の発報による火災信号Ｅ２０が得られるまでは、制御弁７は閉鎖状態となる。
【００４１】
このとき火災は実際に発生していることから、制御弁７の閉止制御中あるいはその後に、ステップＳ７のように火災感知器１８が発報し、火災受信盤２１より火災信号Ｅ２０が得られる。スプリンクラー制御盤１６は、火災信号Ｅ２０が得られた時点でステップＳ８のように、閉止制御した制御弁７を再び開放制御する。
【００４２】
一方、ポンプ制御盤１５は、圧力スイッチ１４のオンを検出した時点でモータ２の駆動により消火ポンプ１の運転を開始し、ステップＳ９のように、ポンプ運転による加圧用水の供給によりスプリンクラーヘッド１０から連続放水による消火が行われる。このようなスプリンクラーヘッド１０からの加圧消火用水の放水による消火により、ステップＳ１０で鎮火が確認されたならば、ステップＳ１１のように、スプリンクラー制御盤１６は制御弁７の閉止制御を行う。そして、最終的にステップＳ１２のように復旧作業を行うことになる。
【００４３】
尚、ステップＳ６で制御弁７の閉止制御を行うと、一度作動した流水検知装置８が元の状態に復旧して流水検知信号Ｅ１がなくなるが、スプリンクラー制御盤１６にあっては、流水検知装置８が制御弁７の閉止制御により復旧しても、一度受信した流水検知信号Ｅ１を維持することで、次に火災信号Ｅ２０が得られたときに制御弁７の開放制御を確実に行うことができる。
【００４４】
図４はフェーズ３の処理動作であり、フェーズ３は火災感知器１８、火報用中継器２０及び火災受信盤２１で構成される火災検出装置となる火報設備に、断線、機能停止、試験中、移報停止中等の非監視状態が発生した場合のスプリンクラー制御盤１６による処理動作である。
まずステップＳ１の定常監視状態にあっては、制御弁７を開放状態に維持している。この状態でステップＳ２のように火災が発生しても、火報設備側は非監視状態あるため、火災受信盤２１から火災信号Ｅ２０は得られない。次に、ステップＳ３のように、火災により閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が作動すると、ステップＳ４で流水検知装置８が作動して流水検知スイッチ９より流水検知信号Ｅ１が得られる。このとき火災受信盤２１からは非監視状態を示す障害信号Ｅ３０がスプリンクラー制御盤１６に与えられており、この障害信号Ｅ３０に基づきステップＳ５で、スプリンクラー制御盤１６は火報設備の障害を認識し、火災信号Ｅ２０が得られないときに本来行う制御弁７の閉止制御を禁止し、ステップＳ６で制御弁７の開放状態を維持する。
【００４５】
そしてステップＳ７で、圧力スイッチ１４のオン検出に基づくポンプ制御盤１５によるモータ２の駆動で消火ポンプ１の運転を行い、ポンプ運転による消火用水の加圧供給でスプリンクラーヘッドから連続放水し、消火を行う。それ以降のステップＳ８〜Ｓ１０の鎮火確認、制御弁閉止及び復旧作業はフェーズ１，２と同じである。
【００４６】
図５はフェーズ４の処理動作であり、フェーズ４は防護区画の閉鎖型スプリンクラーヘッド１０が誤って作動した場合の処理動作である。まず定常監視状態にあっては、ステップＳ１のように制御弁７は開放状態に維持されており、この状態で例えば室内工事等により閉鎖型スプリンクラーヘッド１０に物が当たって破損し、ステップＳ２のようにスプリンクラーヘッドが作動したとする。
【００４７】
このスプリンクラーヘッドの誤作動による放水で流水検知装置８が作動して流水検知スイッチ９より流水検知信号Ｅ１がスプリンクラー制御盤１６に送出される。このとき火災感知器１８は非発報状態であり、火災受信盤２１から火災信号Ｅ２０が得られていないため、スプリンクラー制御盤１６はステップＳ４のように制御弁７の閉止制御を行う。
【００４８】
このためスプリンクラーの誤作動による放水がステップＳ５で停止され、誤作動で放出される消火用水は制御弁７の二次側の分岐管６内の水量で済み、スプリンクラー誤作動による水損を最小限に抑えることができる。そして最終的に、ステップＳ６の復旧作業を行うことになる。
図６のフェーズ５は火災感知器１８が誤報を生じた場合の処理動作である。まずステップＳ１の定常監視状態にあっては、制御弁７は開放状態に維持されており、この状態で火災感知器１８がステップＳ２のように誤って発報し、火災受信盤２１より火災信号Ｅ２０がスプリンクラー制御盤１６に送られたとする。
スプリンクラー制御盤１６は火災信号Ｅ２０を受けても、ステップＳ３のように制御弁７の開放状態を維持する。そしてステップＳ４で火災感知器１８の誤発報に対する復旧処理を行うことで再び元の定常監視状態に戻すことができる。
【００４９】
図７は図２〜図６のフェーズ１〜５に示した各処理動作を実現するためのスプリンクラー制御盤１６に設けられたＭＰＵ等のプログラム制御で実現されるコントローラの制御処理のフローチャートである。図７において、まずステップＳ１で初期設定を行う。この初期設定はスプリンクラー消火設備の運用を開始する立上げ時、あるいは設備試験を終了した後の運用再開時等であり、初期設定により制御弁７を開放状態に制御する。
【００５０】
ステップＳ１の初期設定が済むと定常監視状態に入り、スプリンクラー制御盤１６はステップＳ２で流水検知信号Ｅ１の有無をチェックし、定常監視状態では流水検知信号Ｅ１はないことから、ステップＳ１０に進み、火災信号Ｅ２０の有無をチェックし、定常監視状態にあっては火災信号Ｅ２０もないことから、再びステップＳ２に戻り、ステップＳ２，Ｓ１０の処理を繰り返している。
【００５１】
このような定常監視状態において、火災によりスプリンクラーヘッド１０が作動し、その流水により流水検知装置８が作動し流水検知信号Ｅ１が得られると、ステップＳ２で流水検知有りが判別され、ステップＳ３に進み、火災信号Ｅ２０の有無をチェックする。このとき火災信号Ｅ２０がなければステップＳ４に進み、制御弁７の閉止制御を行う。制御弁７の閉止制御が済むとステップＳ５で火災信号Ｅ２０の有無をチェックしており、火災信号Ｅ２０があればステップＳ６で制御弁７の開放制御を行う。一方、ステップＳ３で火災信号Ｅ２０が得られればステップＳ４〜Ｓ６をスキップする。
【００５２】
圧力スイッチ１４のオン検出によるポンプ制御盤１５のモータ２の駆動による消火ポンプの運転中にあっては、ステップＳ７で鎮火確認の有無をチェックしており、鎮火確認を判別するとステップＳ８に進み、制御弁７を閉止制御する。ステップＳ７における鎮火確認は、オペレータによる手動操作でもよいし、火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０がなくなったことを検出して自動的に行うようにしてもよい。
【００５３】
一方、ステップＳ２で流水検知信号Ｅ１が得られず、ステップＳ１０に進んで最初に火災信号Ｅ２０が得られると、ステップＳ１１に進んで再度、流水検知信号Ｅ２０のの有無をチェックする。このとき流水検知が得られるまではステップＳ１２で火災復旧の有無をチェックしており、ステップＳ１１で流水検知有りと判断されるとステップＳ７に進むことになる。ステップＳ１１，Ｓ１２の処理中に火災感知器が復旧すれば、火災信号Ｅ２０の復旧を判別して再びステップＳ２の処理に戻る。
【００５４】
スプリンクラー制御盤１６は、火災化が鎮火した際、火災検出装置である火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０がなくなったことを検出して自動的に制御弁７を閉止制御し、更に火災信号Ｅ２０が入ったことを検出して制御弁７を開放制御する自動消火制御を行うことができる。この自動消火制御にあっては、火災感知器１８として自己復旧型の火災感知器を使用する。この自動消火によって水損被害を最小限に抑えることができる。
【００５５】
また、スプリンクラー制御盤１６は、火災検出装置である火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０があったときに、火災信号をラッチするようにし、火災信号のラッチ時間中は火災信号がなくなっても制御弁７の閉止制御を禁止する。これによって、自動消火制御にあっては、火災受信盤２１からの火災信号Ｅ２０が入ったり、復旧して途切れたりすることを繰り返しても、制御弁７が開閉を頻繁に繰り返すような事態を回避できる。また。真火災時に、火災受信盤２１で復旧作業を行うことで火災信号Ｅ２０が復旧して途切れた状態で、流水検知信号Ｅ１があった場合の制御弁７の閉止制御による消火の遅れを回避できる。
【００５６】
この実施形態にあっては、制御弁を、分岐管の流水検知装置の一次側に直列に設けるようにしていたが、流水検知装置の二次側に設けても良い。また、流水検知装置内に制御弁を設けるようにしても良い。
図８は本発明のスプリンクラー消火設備の第２実施形態であり、この実施形態にあっては、図１の本発明によるスプリンクラー消火設備と従来の湿式スプリンクラー消火設備とを組合わせたことを特徴とする。
【００５７】
前述の通り、本発明によるスプリンクラー消火設備は、従来の湿式スプリンクラー消火設備に比べ、スプリンクラーヘッドが作動した場合の水損を最小限に抑えることができるので、警戒区画内でも水損の影響を嫌う防護区画がある場合には、この防護区画のみに本発明のスプリンクラー消火設備を設けることができる。
【００５８】
図８において、給水本管４から分岐された分岐管は例えば２つの防護区画２２Ａ，２２Ｂに引き出されている。即ち、流水検知装置８の二次側を分岐管６ａ，６ｂに分岐して、各防護区画２２Ａ，２２Ｂに配管している。防護区画２２Ａは図１と同じ本発明のスプリンクラー消火設備であり、流水検知装置８の二次側の分岐管６ａには、まず制御弁７ａが設けられ、続いて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａが設けられている。
【００５９】
更に防護区画２２Ａに対しては、火災感知器１８ａが感知器回線により設けられている。流水検知装置８の圧力スイッチ９、分岐管６ａに設けた制御弁７ａ及び火災感知器１８ａのそれぞれは、中継器２４に接続されている。ここで、図１の実施形態にあっては、スプリンクラー消火設備に対し別途独立した火報設備を設けたが、図８の実施形態にあっては、火報設備は、スプリンクラー消火設備専用の火報設備としており、中継器２４は消火用及び火報用の両方の中継器機能を備え、スプリンクラー制御盤１６に対し接続される。
【００６０】
これに対し防護区画２２Ｂは、図１２と同じ湿式スプリンクラー消火設備であり、流水検知装置８から引き出された二次側の分岐管６ｂには、直接に閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａが設けられている。更に、分岐管６ａ，６ｂの巻末には、末端試験弁１１ａ，１１ｂ、オリフィス１２ａ，１２ｂ及び圧力計４２ａ，４２ｂが設けられている。
【００６１】
このように図８のスプリンクラー消火設備は、従来型の湿式スプリンクラー設備と本発明のスプリンクラー設備の２種類の複合形態をとった設備構成を、１つの分岐管の系統について防護区画ごとに採用することができる。この結果、例えば部屋ごとの環境に応じて最適なスプリンクラー設備の設備形態を個別に採用することができ、従来、特定の設備構成に固定せざるを得なかったものに比べ、非常に柔軟性の高い設備構成を実現することができる。
【００６２】
図９は本発明のスプリンクラー消火設備の第３実施形態であり、この実施形態にあっては、流水検知装置の二次側の分岐管を更に分岐して各防護区画に引き出し、各分岐管ごとにそれぞれ制御弁を設けるようにしたことを特徴とする。
図９において、１つの警戒区画は、例えば２つの防護区画２２Ａ，２２Ｂに分けられており、この防護区画２２Ａ，２Ｂに対応するように流水検知装置８の二次側で分岐管６を分岐管６ａ，６ｂに分岐して、各防護区画２２ａ，２２ｂに非引き出している。流水検知装置８の二次側で分岐した分岐管６ａ，６ｂには、まず制御弁７ａ，７ｂが設けられ、続いて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａ，１０ｂがそれぞれ設けられている。
【００６３】
また分岐管６ａ，６ｂの巻末には末端試験弁１１ａ，１１ｂ、オリフィス１２ａ，１２ｂ及び圧力計４２ａ，４２ｂが設けられている。更に防護区画２２Ａ，２２Ｂのそれぞれに対しては、火災感知器１８ａ，１８ｂが独立した感知器回線により設けられている。流水検知装置８の圧力スイッチ９、分岐管６ａ，６ｂに設けた制御弁７ａ，７ｂ及び火災感知器１８ａ，１８ｂのそれぞれは、中継器２４に接続されている。
【００６４】
更に、図９の実施形態も図８と同様、火報設備は、スプリンクラー消火設備専用の火報設備としており、中継器２４は消火用及び火報用の両方の中継器機能を備え、スプリンクラー制御盤１６に対し接続される。また流水検知装置８からの流水検知信号Ｅ１は共通信号として使用される。
図９の第３実施形態にあっては、スプリンクラー制御盤１６において、予作動モードを選択することができる。予作動式スプリンクラー消火設備は主に誤作動による水損被害をなくすためのものであり、水損を特に嫌う防護区画について行う。例えば防護区画２２Ａがコンピュータルームなどのように、水損の影響を極端に嫌う場所であった場合には、制御弁７ａについてスプリンクラー制御盤１６で予作動モードを選択する。
【００６５】
この予作動モードを選択すると、図７に示した本発明による処理制御が解除され、初期設定で制御弁７ａを閉止制御し、定常監視状態で閉止状態を維持する。また初期設定で制御弁７ａを閉止した後に、制御弁７ａの二次側の分岐管６ａの消火用水を例えば末端試験弁１１ａの開放で排出して空配管とし、加圧用水は閉止状態にある制御弁７ａの一次側までとしておく。
【００６６】
この状態は、図１３に示した従来のシングルインターロック方式の予作動式スプリンクラー消火設備と全く同じ状態である。このような予作動モードの選択状態にあっては、防護区画２２Ａに設置している火災感知器１８ａが火災により発報して発報信号Ｅ２ａが中継器２４に出力され、スプリンクラー制御盤１６で防護区画２２Ａの火災感知器１８ａからの火災信号の受信を判断したとき、制御弁７ａを開放制御する。この開放制御により給水本管４から加圧用水がスプリンクラーヘッド１０ａまで供給され、予作動状態を作り出す。
【００６７】
その後にスプリンクラーヘッド１０ａが作動すれば、消火用水が放出され、圧力スイッチ１４のオンを検出してポンプ制御盤１５がポンプ運転を行うことになる。しかし、スプリンクラーヘッド１０ａが誤って作動した場合には、火災感知器１８ａが作動しない限りは、制御弁７ａは開放されないため、スプリンクラーヘッド１０ａから消火用水が放出されることはない。
【００６８】
この結果、同じ分岐管６を更に二系統に分けて、それぞれ制御弁７ａ，７ｂを設けておくことで、２つの防護区画２２Ａ，２２Ｂについて、図１の第１実施形態における制御以外に予作動モードを必要に応じて選択的に設定することができる。
図９の防護区画２２Ａにおける予作動モードの選択は、図１，図８の実施形態についても、同様にできる。即ち、初期設定で制御弁７を閉止制御し、その後に、制御弁７，７ａの二次側の分岐管６，６ａの消火用水を例えば末端試験弁１１，１１ａの開放で排出して空配管とし、加圧用水は閉止状態にある制御弁７，７ａの一次側までとし、定常監視状態で閉止状態を継続するようにして、予作動モードの選択状態とする。
この場合、予作動モードを手動で固定的に選択する以外に、自動切替することもできる。自動切替としては、例えば昼は予作動モードを選択し、夜は本発明のモードを選択するようにする。このように本発明のモードと予作動モードを必要に応じて選択的に設定できるようにすることで、防護区画の環境が変更した場合にも、変更した環境に対応するモードを設定することができる。
【００６９】
図１０は本発明の第４実施形態であり、この実施形態にあっては、１つの分岐系統に図１２に示した従来の湿式スプリンクラー設備、図１３に相当する予作動式スプリンクラー設備、更に図１の実施形態による本発明のスプリンクラー設備の３つの設備形態を組合わせたことを特徴とする。
図１０において、給水本管４から分岐管６ａが分岐されており、分岐管６ａの警戒区画に例えば３つの防護区画２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃがあったとする。この防護区画２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、例えば部屋ごとに分かれている。防護区画２４Ａは水損被害は問題とならないが確実に消火したい場所であることから、湿式スプリンクラー設備２５の構成をとる。
【００７０】
即ち、分岐管６ａに設けた流水検知装置８の二次側に閉鎖型スプリンクラー１０ａを直接接続している。この場合、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ａまで加圧用水が加わることから、これは図１２の従来の湿式スプリンクラー設備と同じ設備構成である。
湿式スプリンクラー設備２５に続いては、分岐管６ａを分岐管６ｂ，６ｃに分岐し、防護区画２４Ｂ，２４Ｃに配管する。分岐管６ｂ，６ｂには、まず制御弁７ｂ，７ｃが設けられ、続いて閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ｂ，１０ｃを設け、管末には末端試験弁１１ｂ，１１ｃ、オリフィス１２ｂ，１２ｃを設けている。
【００７１】
ここで防護区画２４Ｂの制御弁７ｂは、初期設定で閉止制御することで、定常監視状態で閉止状態を維持しており、制御弁７ｂの二次側の分岐管６ｂ内の消火用水を抜くことで、予作動式スプリンクラー設備２６を構成している。一方、防護区画２４Ｃについては、制御弁７ｃを定常監視状態で開放状態に維持しており、閉鎖型スプリンクラーヘッド１０ｃまで加圧用水がきており、これは図１の実施形態と同じ本発明のスプリンクラー消火設備２７を構成している。防護区画２４Ｂは、水損の影響を極端に嫌う場所であることから、予作動式スプリンクラー設備２６の構成をとる。
【００７２】
このように本発明のスプリンクラー消火設備は、従来型の湿式スプリンクラー設備２５、予作動モードの設定による予作動式スプリンクラー設備２６、更には本発明本来のスプリンクラー設備２７の３種類の複合形態をとった設備構成を、１つの分岐管の系統について防護区画ごとに採用することができる。この結果、例えば部屋ごとの状況に応じて最適なスプリンクラー設備の設備形態を個別に採用することができ、従来、警戒区画全てを特定の設備構成に固定せざるを得なかったものに比べ、非常に柔軟性の高い設備構成を実現することができる。
【００７３】
図１１は本発明のスプリンクラー消火設備で使用する制御弁７の実施形態であり、通常の制御弁７にあっては、開放制御により全開、閉止制御により全閉となる弁を使用しているが、図１１の制御弁７の実施形態にあっては、閉止制御を行っても全閉とならず、制限された流量を供給できる弁構造としたことを特徴とする。
【００７４】
図１１（Ａ）は制御弁７の全開状態の断面図であり、フランジ付きのケーシング３０に対し円筒状の弁体３２を回転自在に設けている。弁体３２には全開位置で両側に連通する大流路３３が形成されると同時に、直交する方向に小流路３４を形成している。
図１１（Ｂ）は制御弁７を閉止制御した状態であり、弁体３２は図１１（Ａ）の全開状態に対し９０度旋回して小流路３４によって両側の流路を連通している。このため、図１，図８，図９，図１０の各実施形態で制御弁７を閉止制御しても、図１１（Ｂ）のように小流路３４による開口面積による流量の加圧消火用水がスプリンクラーヘッドに供給され、完全に放水を停止することなく小流路３４で決まる放水を行うことができる。
【００７５】
この制御弁７の閉止制御状態での小流路の供給機能は、図３のフェーズ２において、最初にスプリンクラーヘッドが作動し放水した状態で火災信号が得られないとき制御弁７は閉止制御されるため、その後に火災信号が得られ開放制御されるまでの間、放水停止となって消火遅れが起きることを防止する。
即ち、火災信号が得られるまで制御弁７を閉止制御していても、図１１（Ｂ）の全閉状態で小流路３４で決まる制限された流量の加圧用水を作動したスプリンクラーヘッドに供給して放水でき、必要最小限の放水を行うことで、火災信号が得られるまでの消火をある程度行い、消火遅れを可能な限り防ぐ。
【００７６】
同時に図５のフェーズ４のように、スプリンクラーの誤作動による制御弁７の閉止制御にあっては、小流路３４で決まる放水が行われてしまうが、小流路３４とすることで可能な限り水損を防ぐことができるようにしている。
制御弁７を閉止制御したときの小流量の供給制御は、図１１の弁構造によらず、制御弁７として例えば回動調整可能な電動弁を使用している場合には、閉止制御における弁開度を全閉とせずに、規定の小流量を供給可能な開度位置に制御するようにしてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、定常監視状態にあっては、分岐管に設けている制御弁は開放状態に維持されており、加圧用水は閉鎖型スプリンクラーヘッドまで供給されているため、制御弁の制御を行うために必要な系統や制御弁自体に障害があっても、火災によりスプリンクラーヘッドが作動すれば確実に放水できるフェールセーフ機能を本質的に備え、消火設備としての信頼性を向上できる。また、火災時にはスプリンクラーヘッドまで加圧消火用水がきているため、タイムラグなしに直ちに放水が開始され、迅速に消火できる。
【００７８】
また誤ってスプリンクラーヘッドが作動したとしても、火災信号がなければ直ちに制御弁の閉止制御が行われて放水停止となるため、スプリンクラーヘッドの誤作動による水損被害を最小限に抑えることができる。
また火災検出装置側に障害があった場合には、本来火災であっても制御弁の火災信号がこないため、流水検知装置の作動で制御弁の閉止制御となるが、本発明にあっては、火災検出装置側の障害時には火災信号がなくとも制御弁を閉止制御しないことから、火災検出装置側の障害により消火機能が停止してしまうことがなく、更に信頼性を向上することができる。
【００７９】
更にスプリンクラー消火設備のシステム試験は管末の試験弁を開くだけで、従来の湿式スプリンクラー消火設備と同様、簡単に行うことができる。また、分岐管に設けている制御弁は定常監視状態で開放されており、火災時に特に制御する必要は基本的にないため、バッテリー等のバックアップ設備を不要とし設備コストを低減できる。
【００８０】
更に制御弁を定常監視状態で開放状態に維持する本発明の設備構成、定常監視状態で閉止状態に維持する予作動モードの設備構成、更に従来の湿式スプリンクラー設備の設備構成の３種を必要に応じて組み合せて複合設備とすることも可能であり、同じ警戒区画内であっても、防護区画例えば部屋ごとに最適な設備構成を設定することで、部屋ごとの条件に見合った消火設備の最適化を容易に行うことができる。
【００８１】
更に既設のスプリンクラー消火設備に追加して設置することが容易できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスプリンクラー消火設備の第１実施形態の説明図
【図２】図１で火災感知器、スプリンクラーヘッドの順に作動したフェーズ１の処理動作のフローチャート
【図３】図１でスプリンクラーヘッド、火災感知器の順に作動したフェーズ２の処理動作のフローチャート
【図４】図１で火報設備に障害が起きたフェーズ３の処理動作のフローチャート
【図５】図１でスプリンクラーヘッドが誤動作したフェーズ４の処理動作のフローチャート
【図６】図１で火災感知器が誤報したフェーズ４の処理動作のフローチャート
【図７】図１のスプリンクラー制御盤の処理動作のフローチャート
【図８】本発明によるスプリンクラー消火設備の第２実施形態の説明図
【図９】本発明によるスプリンクラー消火設備の第３実施形態の説明図
【図１０】本発明によるスプリンクラー消火設備の第４実施形態の説明図
【図１１】本発明で使用する制御弁の実施形態の断面図
【図１２】従来の湿式スプリンクラー消火設備の説明図
【図１３】シングルインターロックをとる従来の予作動式スプリンクラー消火設備の説明図
【図１４】ダブルインターロックをとる従来の予作動式スプリンクラー消火設備の説明図
【符号の説明】
１：消火ポンプ
４：給水本管
６，６ａ，６ｂ，６ｃ：分岐管
７，７ａ，７ｂ：制御弁
８：流水検知装置
９：流水検知スイッチ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：閉鎖型スプリンクラーヘッド
１５：ポンプ制御盤
１６：スプリンクラー制御盤
１８：火災感知器
２１：火災受信盤
２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ〜２４Ｃ：防護区画
Claims (10)
- 給水本管から分岐され流水検知装置を介して引き出された分岐管に閉鎖型スプリンクラーヘッドを接続し、定常監視状態で前記閉鎖型スプリンクラーヘッドまで加圧水が供給されているスプリンクラー消火設備において、
前記流水検知装置と直列に前記分岐管に設けられ、電気的制御により閉開可能な制御弁と、
定常監視状態で前記制御弁を開放状態に維持し、前記閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動に伴う前記流水検知装置の検知信号を受けた際に、対応する防護区画に設けている火災検出装置からの火災信号がある場合は、前記制御弁の開放状態を維持し、前記流水検知装置の検知信号を受けた際に、前記火災検出装置からの火災信号がない場合は、前記制御弁を閉止制御するスプリンクラー制御部と、
前記閉鎖型スプリンクラーヘッドの作動に伴う前記給水本管の管内圧力の低下により消火ポンプを駆動する制御盤と、
を設けたことを特徴とするスプリンクラー消火設備。 - 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記スプリンクラー制御部は、前記制御弁の閉止制御後に、前記火災検出装置からの火災信号があった場合には、前記制御弁を開放制御することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記スプリンクラー制御部は、前記流水検知装置の作動を検知した際に、前記火災検出装置側に障害がある場合には、前記制御弁の閉止制御を禁止することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記スプリンクラー制御部は、前記制御弁を定常監視状態で閉鎖状態に維持する予作動モードを選択でき、該予作動モードの選択状態では、前記火災検出装置からの火災信号があった場合に、対応する制御弁を開放制御することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１又は４記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記流水検知装置の二次側の分岐管を複数系統に分岐して各分岐管毎に前記制御弁を設け、前記スプリンクラー制御部は各制御弁を個別に制御することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１又は４記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記流水検知装置を設けた分岐管の二次側に、定常監視状態で開放状態に維持される制御弁を介して加圧水が閉鎖型スプリンクラーヘッドまで供給された第１湿式スプリンクラー設備に対し、閉鎖型スプリンクラーヘッドまで前記流水検知装置を経由して固定的に加圧水が供給された第２湿式スプリンクラー設備、及び又は定常監視状態で閉鎖状態に維持される制御弁を介して閉鎖型スプリンクラーヘッドを接続し該制御弁の一次側まで加圧水が供給された予作動式スプリンクラー設備を組合わせて複合設備としたことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記スプリンクラー制御部は、鎮火により前記火災検出装置からの火災信号がなくなった際に、前記制御弁を閉止制御することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記スプリンクラー制御部は、前記火災検出装置から火災信号があった時に所定時間ラッチし、該火災信号のラッチ時間中は火災信号がなくなっても前記制御弁の閉止制御を禁止することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記スプリンクラー制御部は、前記制御弁を閉止制御した際に、前記制御弁を完全に閉鎖せずに制限された水量を閉鎖型スプリンクラーヘッドに供給することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
- 請求項１記載のスプリンクラー消火設備に於いて、前記制御弁は、開放制御時の開口面積を大きくし、閉止制御時に開口面積を小さくする弁構造を備えたことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
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