JP4263392B2 - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災時に自動的に散水を停止できる自動散水停止機能が付いたスプリンクラ消火設備に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来より、水道配管を利用したスプリンクラ消火設備がある。このスプリンクラ消火設備は、スプリンクラヘッドが設けられた二次側配管と、二次側配管の基端側に設けられた制御弁とを備えている。二次側配管内を常時は、充水した湿式のスプリンクラ消火設備においては、制御弁は常時は開放しており、制御弁を停止弁又は制水弁と呼ぶこともある。
【０００３】
また二次側配管内を、常時は充水しない乾式のスプリンクラ消火設備においては、制御弁は常時は閉止しており、火災感知器からの信号によって、火災時に開放するようになっている。
【０００４】
スプリンクラヘッドは火災時に開放して、火災を消火した後も、放水し続ける。このため、火災消火後は、手動で制御弁を閉じて、スプリンクラヘッドへの水の供給を停止して、放水を停止させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のスプリンクラ消火設備においては、火災消火後に、手動で制御弁を閉じる必要があり、人がいない不在時には散水を停止させることができない。特に水源として水道配管を使用している場合には、制御弁が閉止されない限り、スプリンクラヘッドから放水され続けるので、消火後の水損による被害が大きくなる。
【０００６】
そこで本発明は、火災消火後に、スプリンクラヘッドからの散水を自動的に停止できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スプリンクラヘッドが設けられた二次側配管と、該二次側配管の基端側に設けられた制御弁と、該制御弁の一次側に設けられた水道本管と、火災が発生したことを検知する火災検知手段とを備え、火災検知手段が火災を検知した時に、制御弁を開放させてスプリンクラヘッドから放水するスプリンクラ消火設備において、水道本管に接続され、一定流量の水が水道本管内を通過する毎に信号を出力する量水器と、該信号を受信して、該信号の継続時間をカウントすることで、所定時間内における水道水の使用量を計量する制御盤とを備え、制御盤は、所定時間内における水道水の使用量が所定値を越えるときに、制御弁を閉じるとを特徴とするものである。
また、本発明は、スプリンクラヘッドが設けられた二次側配管と、該二次側配管の基端側に設けられ、常時開状態にある制御弁とを備えたスプリンクラ消火設備において、二次側配管に設けられ、流水を検知して制御盤に流水信号を出力する流水検知手段と、該流水検知手段が流水を検知した時に起動するタイマと、該タイマに基づく所定時間後に制御弁に閉止命令を出力して該制御弁を閉じる制御盤と、制御盤に設けられ、制御弁への閉止命令の出力を停止する停止スイッチとを備え、制御盤は、タイマの起動中に停止スイッチが操作されると、制御弁への閉止命令が出力されず、制御弁を開放状態に維持することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
参考例１
図１は本発明の参考例１に係るスプリンクラ消火設備のシステム図であり、水道水を利用した主に住宅向けのスプリンクラ消火設備を示している。図において、１は地中に埋設されたスプリンクラ消火設備の給水源である水道本管、２はこの水道本管１に設けたメータボックスである。３は地中に埋設された、制御弁としての電動水抜栓で、一次側接続口４、二次側接続口５及び下部又は側部に設けられた排水口６を備えている。一次側接続口４は水道本管１に接続されており、二次側接続口５には後述の給水管８の基端側が接続されている。なお、排水口６は逆止弁を介して地中に開口している。
【０００９】
この制御弁３は、例えば特開平７−６０１７１号などによって公知の電動水抜栓で、一種の三方弁である。制御弁３は、内部に図示しない上下動又は水平旋回可能な弁体及び複数の弁座を備えており、弁体は地上に設けられた駆動手段であるモータ７で駆動される。
【００１０】
この制御弁３の弁体は、通常時は閉止しており、その時は、一次側接続口４と二次接続口５を閉止して水道本管１と給水管８との間を遮断し、排水口６を開放して二次側接続口５、したがって給水管８と連通するようになっている。また制御弁３の弁体は、火災時、または必要時に開放され、その時には、一次側接続口４と二次側接続口５との間を開放して水道本管１と給水管８を連通し、排水口６を閉止する。
【００１１】
８は地中に埋設されてその基端側が制御弁３の二次側接続口５に接続された給水管で、途中から地上に立上ってその上端部が天井裏に横方向に設置された枝管９に接続されている（以下、給水管８及び枝管９を合わせて二次側配管８ということがある）。この二次側配管８は、常時は制御弁３の一次側接続口４と二次側接続口５が弁体により閉止され、水道本管１と二次側配管８とが遮断されて、二次側配管８内は水のない乾式状態となっている。
【００１２】
１０は火災が発生したことを検知する火災検知手段で、火災時に動作（火災）信号を出力する例えば接点機構１１を備え、スプリンクラヘッド１２に設けられる。火災検知手段１０は、具体的には、スプリンクラヘッド１２の下方に、半田によって取り付けられたカバー１０ａと、火災時の熱によって、その半田が溶けてカバー１０ａが落下した時に作動する近接スイッチ１１とから構成されるが、火災検知手段１０として通常の火災感知器を使用してもよい。なおスプリンクラヘッド１２は、継手管を介して枝管９に接続されて、二次側配管に設けられている。
【００１３】
１７は制御手段である制御部、警報器、タイマ及びスイッチ等を備えた制御盤で、信号線Ｓ１を介してスプリンクラヘッド１２の火災検出手段１０が接続されており、また信号線Ｓ２を介して制御弁３のモータ７が接続されている。なお、この制御盤１７は、予備電源としてのバッテリ及び停電検出回路を内蔵しており、停電時に火災が発生しても確実に消火できるようになっている。
【００１４】
制御盤１７に設けられた、図示しないタイマは、火災検知手段１０が火災を検知した時に起動し、所定時間、例えば１０分〜２０分程度を計測するものである。この所定時間とは、スプリンクラヘッド１２が開放して放水する際に、火災を確実に消火できる時間であって、スプリンクラヘッド１２の放水量や設置個数などによって適宜変更可能な値である。なお、所定時間は、火災発生時に消防署の職員が火災現場に駆けつけることが可能な時間から設定するようにしてもよい。
【００１５】
制御盤１７には、切替手段としてのスイッチ１８が設けられ、このスイッチ１８のオンオフによってタイマを起動させるかを選択可能である。つまりスイッチ１８をオンにすると、火災時にタイマに基づいて自動的に制御弁３を閉止させる機能が選択され、スイッチ１８をオフにすると、手動で制御弁３を閉止する機能が選択される。なお、制御盤１７の表面には、制御弁３を手動で開閉させるスイッチ１９が設けられ、このスイッチ１９を押すと、制御弁３を開閉できる。
【００１６】
なお、制御盤１７は、火災検知手段１０からの火災信号を受信した時に、制御弁３を開放するように制御する。またタイマに基づく所定時間が経過したら、制御弁３を閉じるように制御する。
【００１７】
次に、上記のように構成したスプリンクラ消火設備の作用を説明する。このスプリンクラ消火設備は、前述のように、常時（監視時）は制御弁３の一次側接続口４と二次側接続口５は弁体により閉止されており、二次側配管８内には水が無く、乾式状態になっている。
なお、制御盤１７のスイッチ１８はオンになっており、自動散水停止機能が選択されているものとする。
【００１８】
火災が発生するとその熱気流や火炎によって、カバー１０ａを固定する半田が溶けて、カバー１０ａが落下する。こうして火災検出手段１０が動作し（例えば、接点機構１１の接点が閉じる）、信号線Ｓ1 を短絡して制御盤１７に動作（火災）信号を出力する。制御盤１７がこの動作信号を受信すると、内蔵した警報器を鳴動させて火災が発生したことを知らせる。また、制御盤１７は、火災信号を受信すると、制御弁３のモータ７に開放信号を送り、モータ７を駆動して、制御弁３を開放させる。そしてタイマを起動させる。
【００１９】
こうして、一次側接続口４と二次側接続口５とを接続すると共に排水口６を閉止し、水道本管１と二次側配管８を連通させて所定圧力の水を二次側配管８内に充水させる。その後、スプリンクラヘッド１２が動作して開栓すると、スプリンクラヘッド１２から消火水が放水され、火災を消火する。なお消火が完了した時に、住宅内に人がいれば、スイッチ１９を操作して制御弁３を手動で閉止できる。
【００２０】
次に、住宅内に人がいなくて消火後も放水が継続している場合について説明する。制御盤１７のタイマが起動してから、所定時間、例えば２０分間が経過すると、制御盤１７は、制御弁３のモータ７に閉止信号を送り、モータ７を駆動して、制御弁３を閉止する。これにより、水道本管１と給水管８は遮断され、スプリンクラヘッド１２への給水が停止され、スプリンクラヘッド１２からの散水は停止する。
【００２１】
また制御弁３は、初期の状態に戻るので、給水管８と排水口６が接続されて、二次側配管内８内の水を排水する。このように制御弁３は、火災を検知したら、所定時間経過後に閉じられるので、人がいなくても、スプリンクラヘッド１２からの放水を確実に停止でき、消火後の水損による被害を少なくすることができる。また制御弁３として電動の水抜栓を使用しているので、制御弁３を閉止することにより、二次側配管８内の水を排水でき、消火後のスプリンクラヘッド１２から流出する水を減らすことができる。
【００２２】
また制御盤１７に切替手段としてのスイッチ１８を設けることで、住宅内の人は、スイッチ１８により、タイマに基づいて自動的に制御弁３を閉止する機能と、手動でスイッチ１９によって制御弁３を閉止する機能とを選択できる。
【００２３】
例えば、火災発生時に消防署員や警備会社の人が駆けつけてくれるような通報装置が設けてある場合や、特に水損の被害がないような場所では、スイッチ１８をオフにしておく。そうすれば、火災を確実に消火でき、また火災鎮火後は、消防署員などが制御弁３を閉じて不要な散水を停止する。
【００２４】
また、外出時には、スイッチ１８をオンに設定することで、外出時に火災が発生し、スプリンクラヘッド１２が動作したとしても、消火完了後に、スプリンクラヘッド１２から水が放水され続けるということを防止できる。
【００２５】
なお住宅内には、各種防犯防災用のセンサが接続される住宅情報盤が設けられることがある。この住宅情報盤では、外出時に防犯用センサが働くように、スイッチを操作して防犯モードが設定されるが、この住宅情報盤と制御盤１７を接続して、防犯モードが設定される時に、制御弁３の自動散水停止機能が選択されるようにしてもよい。
【００２６】
実施形態１
次に実施形態１について説明する。実施形態１は、水道水の使用量（又は使用時間）を基に制御弁３を閉じるようにしたものである。この実施形態１は図１のメータボックス２を次のようにして構成する。
【００２７】
水道本管１に接続されたメータボックス２は、水道メータと、水道水の使用量を計量する量水器とから構成される。量水器は水道水が使用されている時に、数秒毎にパルス信号を制御盤１７に出力するものであり、制御盤１７では、このパルス信号を受信して、パルス継続時間をカウントしている。なお、量水器で一定流量の水が水道本管１内を通過した時に、パルスを１つづづ出力させるようにしてもよい。
【００２８】
制御盤１７は、パルス継続時間をカウントすることで、水道水が何分連続して使用されているかを判別でき、水道水が所定時間、例えば２０分間連続して使用されている時、制御弁３を閉じるように制御する。
【００２９】
また制御盤１７は、パルス継続時間をカウントすることで、所定時間内における水道水の使用量を自動的に計量することが可能である。そこで制御盤１７では、所定時間内における水道水の使用量が所定値、例えば２０分間における使用量が６００リットルを越える時に、制御弁３を閉じるように制御する。このように水道水の使用量又は連続使用時間を基に、制御弁３を閉じるようにしても、火災時には、スプリンクラヘッド１２からの放水を自動的に停止でき、消火後の水損を少なくすることができる。
【００３０】
参考例２
次に参考例２について説明する。参考例２は、制御弁３の開放状態を基に制御弁３を閉じるようにしたものである。この参考例２は、例えば次のようにして構成される。
【００３１】
弁の開閉状態を検知する公知技術として、弁体に接続され、上下にスライドする弁棒の上端に、リミットスイッチを対向させて設けたものがある。この構成によれば、弁体が開放し、弁棒が上昇した時に、弁棒の上端がリミットスイッチをオンし、外部の盤で、弁体の開放状態を検知できるのである。
【００３２】
参考例２においては、このリミットスイッチにより、制御弁３の開放状態を検知する検知手段を構成する。そして制御盤１７では、検知手段が制御弁３の開放状態を検知してから、タイマを起動させ、連続して所定時間、例えば２０分間、制御弁３の開放状態が検知された時に、制御弁３を閉じるように制御する。このように制御弁３の開放状態を基に、制御弁３を閉じるようにしても、スプリンクラヘッド１２からの放水を自動的に停止でき、消火後の水損を少なくすることが可能である。
【００３３】
実施形態２
次に実施形態２について説明する。実施形態２は、流水検知装置の動作を基に制御弁を閉じるようにしたものである。この実施形態２を図２に示すスプリンクラ消火設備のシステム図を用いて説明する。このスプリンクラ消火設備は、一般のビルなどに通常設置されている湿式のスプリンクラ消火設備である。なお図１の参考例１と同じ部分には同じ符号を付けて説明を省略する。
【００３４】
図において、３Ａは二次側配管９の基端側に設けられた制御弁で常時は開放しており、二次側配管９内は加圧水によって充水されている。１０Ａは火災検知手段としての火災感知器である。２０は二次側配管９の基端側に設けられた流水検知装置（流水検知手段）で、二次側配管９内の加圧水がスプリンクラヘッド１２から流出する時に、配管９内に生じる流水現象を圧力スイッチ２４で検知して、制御盤１７Ａに流水信号を出力するものである。なお制御弁３Ａは、この流水検知装置２０の一次側に設けられる。
【００３５】
２２は流水検知装置２０の一次側に接続された一次側配管で、基端側には消火ポンプ２３を介して水源水槽３４に接続されている。２７は一次側配管２２に接続された圧力空気槽で、配管９，２２内を所定の圧力に加圧維持するものである。圧力空気槽２７には、圧力スイッチ２９が接続されている。この圧力スイッチ２９は、スプリンクラヘッド１２の開放などにより、配管２２内の圧力が低下した際に、その圧力低下を検出する。なお２５は消火ポンプ２３の起動を制御するポンプ始動盤である。ポンプ始動盤２５は、圧力スイッチ２９が配管２２内の圧力低下を検出した時に、ポンプ２３にポンプ起動信号を送出する。
【００３６】
１７Ａは制御盤で、火災感知器１０Ａからの火災信号と、流水検知装置２０からの流水信号を受信する。そして流水検知装置２０が流水を検知した時に、内蔵するタイマを起動し、所定時間、例えば２０分間を計測する。タイマに基づく所定時間が経過した時には、制御弁３Ａを閉じるように制御する。
【００３７】
この実施形態において、スプリンクラヘッド１２が動作すると、二次側配管９内の水がスプリンクラヘッド１２から放水される。その際、流水検知装置２０の圧力スイッチ２４が配管９内の圧力低下を検知して、流水信号を制御盤１７Ａに出力し、制御盤１７Ａは、タイマを起動させる。
【００３８】
配管９内の水の流出に伴い、一次側配管２２内の圧力が低下すると、圧力空気槽２７の圧力スイッチ２９が動作する。これによりポンプ始動盤２５がポンプ２３を起動させて、水源水槽３４の水が一次側配管２２，二次側配管９を介してスプリンクラヘッド１２に供給され、スプリンクラヘッド１２が放水して火災を消火する。
【００３９】
制御盤１７Ａでは、内蔵のタイマが２０分間を計時すると、制御弁３Ａを閉じる。これにより一次側配管２２から二次側配管９への給水が停止するので、スプリンクラヘッド１２からの放水はなくなる。このように流水検知装置２０の流水信号を基に、制御弁３Ａを閉じるようにしても、スプリンクラヘッド１２からの放水を自動的に停止でき、消火後の水損を少なくすることが可能である。また流水検知装置２０を使用する場合は、スプリンクラヘッド１２から放水が行われてから所定時間が計測されるので、所定時間の間、十分に散水することが可能である。
【００４０】
一般のビルにおけるスプリンクラ消火設備では、制御盤１７Ａが設置される場所に、管理者が常駐している場合が多い。そして火災消火時には、この管理者が制御弁３Ａを手動で閉じ、またポンプ２３を停止させて、スプリンクラヘッド１２からの放水を停止させる。ところが、夜間などには、管理者が帰宅して、不在になる場合がある。このため、制御盤１７Ａによって、スプリンクラヘッド１２からの散水を自動的に停止できると、管理人が不在であっても、消火後のヘッド１２からの放水を少なくでき、便利である。なおこの場合には、参考例１で説明した、切替手段を設けて、不在時にのみ自動で散水を停止させるようにしてもよい。
【００４１】
なお本実施の形態においては、火災消火時に、制御弁３Ａを閉じる代わりに、ポンプ２３の起動をポンプ始動盤２５から停止するようにしてもよい。このポンプ２３の停止方法は、各実施形態で示したいずれかの手段が利用される。つまり流水検知装置２０が流水信号を出力してから所定時間経過後にポンプ２３を停止する。又は火災感知器１０Ａが火災信号を出力してから所定時間経過後にポンプ２３を停止する。このように消火後に、ポンプ２３を停止させると、水源水槽３４の水がスプリンクラヘッド１２へ供給されなくなるので、スプリンクラヘッド１２からの放水を自動的に停止でき、消火後の水損を少なくできるという同様な効果を得ることが可能となる。
【００４２】
また本実施の形態において、消火後に制御弁を閉じて、水損を少なくするようにしたが、次のように構成してしてもよい。例えば、流水検知装置からの流水信号を受信したら、制御盤は２〜３分のタイマを起動させる。そしてそのタイマの起動中に、制御盤などに設けた停止スイッチが操作されなければ、二次側配管に設けた常時開状態にある制御弁を閉じるようにする。このように構成すると、流水信号が出力されてから、２〜３分で制御弁は閉じることになる。このため、スプリンクラヘッドが暴発して、監視員がタイマ起動中に現場に行き、火災でなく、ヘッドの暴発を確認して、何も操作しないと、制御弁は自動的に閉じられる。従ってヘッドの暴発による水損を減らすことができる。なおこの場合において、火災の場合には、タイマ起動中に停止スイッチを押せば、制御盤から制御弁への閉止命令が出力されないので、制御弁は開放状態を維持するので、正常に給水して火災を消火できる。停止スイッチは、制御盤に設ける他、各フロアの消火栓の設置位置などに設けてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、スプリンクラヘッドから放水され、所定時間内における水道水の使用量が所定値、例えば２０分間における使用量が６００リットルを越えるときに、制御弁を閉じるようにした。このため、人がいなくても、スプリンクラヘッドからの放水を確実に停止でき、消火後の水損による被害を少なくできる。
また、流水検知手段が流水を検知した時に起動するタイマと、タイマに基づく所定時間後に制御弁に閉止命令を出力して制御弁を閉じる制御盤と、制御盤に設けられ、制御弁への閉止命令の出力を停止する停止スイッチとを備えた。
このため、制御盤は、タイマの起動中に停止スイッチが操作されると、制御弁への閉止命令が出力されず、制御弁を開放状態に維持して、正常に給水して火災を消火できる。また、何も操作しないと、制御弁は自動的に閉じられ、ヘッドの暴発による水損を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例１および実施の形態１のシステム図である。
【図２】 本発明の実施の形態２のシステム図である。

Claims (2)

1. スプリンクラヘッドが設けられた二次側配管と、該二次側配管の基端側に設けられた制御弁と、該制御弁の一次側に設けられた水道本管と、火災が発生したことを検知する火災検知手段とを備え、前記火災検知手段が火災を検知した時に、前記制御弁を開放させて前記スプリンクラヘッドから放水するスプリンクラ消火設備において、
   前記水道本管に接続され、一定流量の水が前記水道本管内を通過する毎に信号を出力する量水器と、
   該信号を受信して、該信号の継続時間をカウントすることで、所定時間内における水道水の使用量を計量する制御盤とを備え、
   該制御盤は、前記所定時間内における前記水道水の使用量が所定値を越えるときに、前記制御弁を閉じる
   ことを特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. スプリンクラヘッドが設けられた二次側配管と、該二次側配管の基端側に設けられ、常時開状態にある制御弁とを備えたスプリンクラ消火設備において、
   前記二次側配管に設けられ、流水を検知して制御盤に流水信号を出力する流水検知手段と、
   該流水検知手段が流水を検知した時に起動するタイマと、
   該タイマに基づく所定時間後に前記制御弁に閉止命令を出力して該制御弁を閉じる制御盤と、
   該制御盤に設けられ、前記制御弁への閉止命令の出力を停止する停止スイッチとを備え、
   前記制御盤は、前記タイマの起動中に前記停止スイッチが操作されると、前記制御弁への閉止命令が出力されず、前記制御弁を開放状態に維持することを特徴とするスプリンクラ消火設備。

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