JP4209419B2 - 予作動式流水検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、予作動スプリンクラー設備に設置される予作動式流水検知装置に関するものである。

予作動スプリンクラー設備は、室内に設置された火災感知器とスプリンクラーヘッドが火災によって両方作動した場合にスプリンクラーヘッドから消火水を散布するものである。

予作動スプリンクラー設備に用いられる予作動式流水検知装置は、水源からスプリンクラーヘッドまで接続されている配管の途中に設けられ、予作動式流水検知装置の一次側は水源と接続しており、二次側はスプリンクラーヘッドに接続されている。

予作動式流水検知装置の二次側に接続された配管、いわゆる二次側配管に空気や不燃ガス等の気体を充填したものを乾式予作動スプリンクラー設備といい、消火水が充填されたものを湿式予作動スプリンクラー設備という。

乾式、湿式いずれの場合も予作動式流水検知装置内部の弁体は平時において閉鎖状態にある。火災時に火災感知器が作動すると前記弁体は開放され、水源からスプリンクラーヘッドまでの水路が開放される。乾式の場合は二次側配管に消火水が流入する。

火災の熱によってスプリンクラーヘッドが作動すると二次側配管内の水がスプリンクラーヘッドより放出される。続いてポンプが起動し、水源の消火水を汲み上げスプリンクラーヘッドに供給して連続的に消火水の散布を行い火災を鎮圧・消火する。

火災時以外にスプリンクラーヘッドが作動した場合には、予作動式流水検知装置の弁体は閉止したままなので、二次側配管内の気体または消火水が流出するだけであり、湿式の場合においても水漏れによる被害は最小限に抑えることができる。

近年においては、設備構成が簡単で火災時に即座に消火水が放出される湿式予作動スプリンクラー設備が注目されている。大多数の湿式予作動スプリンクラー設備は、予作動式流水検知装置の二次側配管内の圧力を監視してスプリンクラーヘッドの作動を検知しており、二次側配管内の圧力が次第に自然降下してきた場合、圧力を補充する手段が必要となる。

二次側配管内に圧力を補充する簡単な手段の一つとして、予作動式流水検知装置をバイパスして一次側配管と二次側配管とを連通する小流量を通水可能な配管を設けた予作動スプリンクラー設備がある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記の予作動スプリンクラー設備は非火災時にスプリンクラーヘッドが誤作動した際に、小流量を通水可能な配管から連続して水が供給されるので、スプリンクラーヘッドが誤作動していることに気付き、給水を停止するまで継続して水が放出されることになり、時間の経過と共に水損被害を拡大させてしまうおそれがある。

上記の問題を解決するために、予作動式流水検知装置をバイパスして一次側配管と二次側配管とを連通する小流量を通水可能な配管に、一次側と二次側の差圧によって機能する逆止弁を設置した予作動スプリンクラー設備がある（例えば特許文献２参照）。

特許 第３０１６０３９号公報（第２−３頁、第１図） 特開２００３−２９０３８２号公報（第２−４頁、第１図）

上記の特許文献１、２に記載の予作動式流水検知装置は、予作動式流水検知装置をバイパスして一次側配管と二次側配管とを連通する小流量を通水可能な配管により、二次側配管内の圧力が次第に自然降下してきた場合の圧力を補充する手段を簡易に構成できるというメリットを有するものである。しかしながら、予作動式流水検知装置の外部にバイパス配管を設けることにより、予作動式流水検知装置が大きくなり、それに伴い設置に要するスペースも大きくなってしまう。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、二次側配管内の圧力が次第に自然降下してきた場合の圧力を補充する手段を内部に設けるとともにスプリンクラーヘッドが誤作動した場合には給水を停止可能である予作動式流水検知装置を、簡易な構造により提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、一次側と二次側の間に隔壁が設けられ、該隔壁には連通口が穿設されており、該連通口上には弁体が設置され、弁体は連通口を塞ぐディスクと、ロッドを介して連結されたピストンとで構成され、ピストン背面には一次側の流体が充填された制御室が形成されており、制御室には火災感知器の作動によって制御室内の流体を排出可能な電動弁が設けられた予作動式流水検知装置において、弁体には予作動式流水検知装置の一次側と二次側を連通する小孔が設けられており、平時において小孔はピストンとディスクの間に設けられた弾発体の付勢力により通水可能な状態にあり、スプリンクラーヘッドの作動による二次側の減圧によってピストンが連通口側へ移動して小孔が閉塞される予作動式流水検知装置である。

請求項２記載の発明は、前記予作動式流水検知装置において、小穴の閉塞を検知可能な減圧検出手段を設けた請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項３記載の発明は、前記予作動式流水検知装置において、弁体の開放を検知可能な弁開検出手段を設けた請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項４記載の発明は、前記予作動式流水検知装置において、小穴はロッドに穿設されており、弾発体はディスクとピストンの間に設置されている請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項５記載の発明は、前記予作動式流水検知装置において、小穴はディスクに穿設されており、該小孔の上に小穴を閉塞可能なサブディスクが設置され、ディスクとサブディスクとの間に弾発体が設置されている請求項１記載の予作動式流水検知装置である。

請求項６記載の発明は、前記減圧検知手段は、減圧信号を出力することが可能であり、火災感知器の作動信号と減圧信号が両方出力された場合に予作動式流水検知装置の弁体が開放される請求項２記載の予作動式流水検知装置である。

請求項１記載の発明によれば、スプリンクラーヘッドが誤作動した際には二次側への流水を停止できるとともに、予作動式流水検知装置の内部に一次側から二次側へ連通可能な小穴を設けたことにより予作動式流水検知装置を小型にすることが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、小穴の閉塞を検知可能な減圧検出手段を設けたことにより、該減圧検出手段から出力される信号によって、スプリンクラーヘッドが作動していることを報知して復旧を促す効果を有する。

請求項３記載の発明によれば、弁体の開放を検知可能な弁開検出手段を設けたことにより、該減圧検出手段から出力される信号によって、予作動式流水検知装置の弁体が開いていると共に、連通口を通過して一次側から二次側へ通水が可能となっている状態であることを報知するものである。

請求項４、５記載の発明は、請求項１記載の発明の構成を詳細に表したものであり、弾発体やサブディスクにより簡易に二次側への圧力を補充する手段を構成することができる。

請求項６記載の発明によれば、減圧検出手段からの信号と火災感知器の作動信号によって予作動式流水検知装置の弁体を開放することで、いわゆるダブルインターロックのシステムに対応した予作動式流水検知装置として使用することも可能である。

以下、この発明の実施例１を図１から図４を参照して説明する。図１は実施例１の予作動式流水検知装置の断面図、図２は実施例１の予作動式流水検知装置が設置された予作動スプリンクラー設備の系統図、図３は図１の弁体が開放した状態、図４は図１においてスプリンクラーヘッドのみが作動した状態を表す。

図１に示す予作動式流水検知装置は、弁箱１の内部を一次側Ｉと二次側ＩＩに分ける隔壁２が設置されており、該隔壁２には一次側Ｉと二次側ＩＩを連通する連通開口部３が穿設されている。連通開口部３の一端には弁体４が着座する弁座５となっている。

弁体４は、ディスク６、ロッド７、ピストン８から構成される。ディスク６は平板状をしており連通開口部３を閉塞するものである。ディスク６はロッド７に貫通して設けられており、ロッド７に沿って摺動可能である。

ロッド７はディスク６とピストン８との連結部材である。ロッド７の中間部分にはフランジ状のピストン８が設置されている。ピストン８の中心付近には止水部材であるＯリング９が設置されている。ロッド７のＯリング９が設置された側の端に弾発体であるバネ１０を介してディスク６が設置されており、ロッド７の末端には段部１１が形成され、ディスク６がロッド７から抜けないように構成されている。

ロッド７の他端側は、弁箱１の外部に突出しており、ロッド７の先端付近にはリミットスイッチ１２Ａ、１２Ｂが設置されている。リミットスイッチ１２Ａは常時においてロッド７が接触しており接点が閉じられた状態にある。リミットスイッチ１２Ｂはロッド７の先端より少し離れた位置に設けられており、接点は開いた状態にある。

ピストン８は、周面が弁箱１の内壁に沿って摺動自在であり、ピストン８と弁箱１の内壁によって制御室１３という空間が形成されている。制御室１３には接続口１４、１５が設けられており、接続口１４はオリフィス１６を介して一次側Ｉに接続されている。もう一方の接続口１５には排水管が接続されており、該排水管上には電気制御により開閉可能な電動弁１７が設置されている。該電動弁１７は平時において閉止状態であり、制御室１３内は一次側Ｉの消火水が充填されている状態にある。

ピストン８は、制御室１３内の消火水の圧力および制御室１３内に設置されたバネ１８によりディスク６側に不勢されていると同時に、前述のバネ１０およびロッド７の段部１１の底面に作用する二次側ＩＩの圧力によって反対方向への力を受けている。

一次側Ｉと二次側ＩＩとを連通する小孔１９は、ロッド７上のピストン８とディスク６との間に穿設され、ロッド７の二次側ＩＩの端へ連通している。該小孔１９はバネ１０によって通水可能な状態に維持されており、通常一次側Ｉの圧力と二次側ＩＩの圧力とは同圧であり、前述のとおり一次側Ｉの消火水は制御室１３に充填されているので、圧力は一次側Ｉ、二次側ＩＩ、制御室１３が同圧である。

次に、本発明の予作動式流水検知装置が設置された予作動スプリンクラー設備および作動について図２を参照して説明する。

上記構造の予作動式流水検知装置ＰＶは一次側が送水ポンプＰと水源Ｗに接続され、二次側に接続された配管にはスプリンクラーヘッドＨが複数設置されている。スプリンクラーヘッドＨの近傍には火災感知器Ｓが設置されており、予作動式流水検知装置ＰＶの電動弁１７とは電気的に接続された状態にある。

火災が発生すると、火災感知器Ｓが作動して火災信号を制御盤Ｃに送信する。火災信号が入力されると制御盤Ｃは電動弁１７を開放させる。すると制御室１３内の消火水が電動弁１７を通過して排出され、制御室１３内が減圧して二次側ＩＩの圧力が制御室１３の圧力を上まわり、ピストン８およびディスク６が上方へ移動して連通開口部３が通水可能な状態となる（図３参照）。また、リミットスイッチ１２Ｂがロッド７によって作動し、弁開放信号が制御盤Ｃに出力される。

続いて火災の熱によりスプリンクラーヘッドＨが作動すると、スプリンクラーヘッドＨから二次側ＩＩに接続された配管内の消火水が室内に散布されるとともに、一次側Ｉに接続された配管内の水も二次側に送られ、一次側Ｉも減圧してくる。

一次側Ｉに接続された配管上には、圧力タンクが設けられており該圧力タンクＴには圧力スイッチＰＳが設置されており、圧力スイッチＰＳは圧力タンクＴ内の圧力が所定値以下になるとポンプ運転信号をポンプ制御盤ＰＣへ出力して送水ポンプＰを起動させ、水源Ｗから送水が開始されスプリンクラーヘッドＨに連続的に消火水を供給し消火を行う。

ところで、火災感知器Ｓが作動したにもかかわらず、スプリンクラーヘッドＨが作動しなかった場合には、リミットスイッチ１２Ｂから弁開放信号が制御盤Ｃに出力されているので、該制御盤Ｃの信号によって復旧を促し、手動操作により電動弁１７を閉じる。電動弁１７を閉止すると制御室１３内に一次側Ｉの消火水が充填されてディスク６が閉止することで予作動式流水検知装置が警戒状態に復旧する。

一方、スプリンクラーヘッドＨが火災感知器Ｓよりも先に作動した場合について説明する。二次側ＩＩに接続された配管上のスプリンクラーヘッドＨが作動した場合には、配管内の圧力が急激に下がるので小穴１９による一次側Ｉから二次側ＩＩへの消火水の供給が間に合わず、二次側ＩＩの圧力が一次側Ｉの圧力より低くなる。

一次側Ｉと連通している制御室１３の圧力は二次側ＩＩの圧力より高くなり、図４に示すようにピストン８が弁座側に移動してＯリング９がディスク６に押圧され、小穴１９が通水不可能な状態となる。またピストン８の移動によってリミットスイッチ１２Ａが作動し、制御弁Ｃに通水遮断信号を出力する。二次側ＩＩへの消火水の供給が遮断されるのでスプリンクラーヘッドＨが誤作動した際には放水が停止して水損被害の拡大を防止することができる。

この後に、火災感知器Ｓが作動して火災信号が制御盤Ｃに出力されると、前述の電動弁１７が開いて制御室１３内の圧力が減少する。制御室１３の減圧によりピストン８およびディスク６が上方に移動して連通開口部３か通水可能な状態となり、一次側Ｉの減圧によって送水ポンプＰが起動してスプリンクラーヘッドＨに消火水を供給し消火を行うことが可能になる。

次に本発明の実施例２について図５を参照して説明する。図５は実施例２の予作動式流水検知装置の断面図である。

実施例２の予作動式流水検知装置も実施例１と同様な構造を有しており、構造が同じ部分には同符号を付して説明は省略する。以下に実施例１との相違点について説明する。

実施例２の予作動式流水検知装置は、一次側と二次側とを連通する小穴１９をディスク６に設けたことであり、さらに該小穴１９の開閉をディスク６の二次側ＩＩの面に設置されたサブディスク２１と皿バネ２２により構成したものである。

図５によれば、ディスク６には小穴１９が穿設されており、二次側ＩＩ内のロッド７と一体に形成されたサブディスク２１とディスク６との間には皿バネ２２が複数設置されている。皿バネ２２は制御室１３の圧力に抗してディスク６とサブディスク２１との間に隙間を形成している。

ピストン８は制御室１３の圧力および二次側ＩＩの圧力、皿バネ２２の力が作用され、弁箱１の内壁に沿って摺動自在である。常時において制御室１３の圧力と二次側ＩＩの圧力は同圧である。

続いて、実施例２の作動について説明する。

実施例２の予作動式流水検知装置も実施例１で説明した予作動スプリンクラー設備に設置される。火災が発生し、火災感知器Ｓが作動した後にスプリンクラーヘッドＨが作動する動作については実施例１と同様であるので説明は省略する。

スプリンクラーヘッドＨのみが作動すると、二次側ＩＩ内の消火水が外部に流出すると共に小穴１９を通して一次側Ｉから二次側ＩＩへ消火水が供給されるが、供給される消火水の量よりも外部に流出される水量の方が多いので二次側ＩＩは減圧する。

するとピストン８に作用する制御室１３の圧力が二次側ＩＩの圧力を上回り、ピストン８はディスク６側に移動する。ピストン８と一体に構成されているロッド７、サブディスク２１も同様に移動し、皿バネ２２は押し潰され、サブディスク２１がディスク６に密着して小穴１９が通水不可能な状態となる。またピストン８の移動によってリミットスイッチ１２Ａが作動し、制御弁Ｃに通水遮断信号を出力する。二次側ＩＩへの消火水の供給が遮断されるのでスプリンクラーヘッドＨが誤作動した際には放水が停止して水損被害の拡大を防止することができる。

この後に、火災感知器Ｓが作動して火災信号が制御盤Ｃに出力されると、前述の電動弁１７が開いて制御室１３内の圧力が減少する。制御室１３の減圧によりピストン８およびディスク６が上方に移動して連通開口部３か通水可能な状態となり、一次側Ｉの減圧によって送水ポンプＰが起動してスプリンクラーヘッドＨに消火水を供給し消火を行うことが可能になる。

上記に説明した実施例１および実施例２の予作動式流水検知装置を用いた他の実施形態として、火災感知器からの作動信号と予作動式流水検知装置からの通水遮断信号が両方出力された場合に予作動式流水検知装置の弁体を開くよう構成することも可能である。

実施例１の予作動式流水検知装置の断面図 実施例１の予作動式流水検知装置が設置された予作動スプリンクラー設備の系統図 図１の弁体が開放した状態 図１においてスプリンクラーヘッドのみが作動した状態 実施例２の予作動式流水検知装置の断面図

符号の説明

１ 弁箱
３ 連通開口部
４ 弁体
５ 弁座
６ ディスク
７ ロッド
８ ピストン
１０、１８ バネ
１２Ａ、１２Ｂ リミットスイッチ
１３ 制御室
１７ 電動弁
１９ 小穴
２１ サブディスク
２２ 皿バネ

Claims (6)

1. 一次側と二次側の間に隔壁が設けられ、該隔壁には連通口が穿設されており、該連通口上には弁体が設置され、弁体は連通口を塞ぐディスクと、ロッドを介して連結されたピストンとで構成され、ピストン背面には一次側の流体が充填された制御室が形成されており、制御室には火災感知器の作動によって制御室内の流体を排出可能な電動弁が設けられた予作動式流水検知装置において、弁体には予作動式流水検知装置の一次側と二次側を連通する小孔が設けられており、平時において小孔はピストンとディスクの間に設けられた弾発体の付勢力により通水可能な状態にあり、スプリンクラーヘッドの作動による二次側の減圧によってピストンが連通口側へ移動して小孔が閉塞されることを特徴とする予作動式流水検知装置。
2. 前記予作動式流水検知装置において、小穴の閉塞を検知可能な減圧検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
3. 前記予作動式流水検知装置において、弁体の開放を検知可能な弁開検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
4. 前記予作動式流水検知装置において、小穴はロッドに穿設されており、弾発体はディスクとピストンの間に設置されていることを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
5. 前記予作動式流水検知装置において、小穴はディスクに穿設されており、該小孔の上に小穴を閉塞可能なサブディスクが設置され、ディスクとサブディスクとの間に弾発体が設置されていることを特徴とする請求項１記載の予作動式流水検知装置。
6. 前記減圧検知手段は、減圧信号を出力することが可能であり、火災感知器の作動信号と減圧信号が両方出力された場合に予作動式流水検知装置の弁体が開放されることを特徴とする請求項２記載の予作動式流水検知装置。
   

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