JP4944647B2

JP4944647B2 - スプリンクラ消火設備

Info

Publication number: JP4944647B2
Application number: JP2007066741A
Authority: JP
Inventors: 和幸秋本
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: JP2008220826A

Description

この発明は、不時の消火用水の放水を防止できるスプリンクラ消火設備に関するものである。

従来の予作動式スプリンクラ消火設備は、予作動弁まで加圧水を充填しておき、火災感知器からの火災信号を受けて予作動弁を開放してスプリンクラヘッドに至る配管を満水状態とし、やがてスプリンクラヘッドが感熱開放されると、まず加圧空気などが放出され、続いて水が放出されて消火活動を開始する（例えば、特許文献１参照）。そこで、従来の予作動式スプリンクラ消火設備では、スプリンクラヘッドが開放されても、火災感知器が火災を感知していなければ、配管内の空気のみが放出されるので、スプリンクラヘッドの誤動作による消火用水の放水が防止される。

特開平６−１７８８２６号公報

従来の予作動式スプリンクラ消火設備では、火災感知器が火災を感知した後、スプリンクラヘッドが感熱開放されなければ、火災感知器を復旧し、スプリンクラヘッドに至る配管に充満されている水を排水して、設備を初期状態に復帰させている。しかし、スプリンクラヘッドに至る配管に充満されている水は完全に排水しきれず、立ち上がり配管部などに溜まる場合がある。その後、火災以外でのスプリンクラヘッドの開放、例えば外力などで分解されると、排水しきれていなかった水が放水されてしまうという危険性があった。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、不時の消火用水の放水を確実に防止できるスプリンクラ消火設備を得ることを目的とする。

この発明によるスプリンクラ消火設備は、隣接するスプリンクラヘッドが異なる群のスプリンクラヘッドとなるように、交互に配列され、かつ感知範囲が防護区画の全域を網羅するように配設された第１スプリンクラヘッドの群および第２スプリンクラヘッドの群と、それぞれの上記第１スプリンクラヘッドが連結された第１配管と、それぞれの上記第２スプリンクラヘッドが連結された第２配管と、上記第１および第２配管に所定圧の空気を個別に充満させる空気供給手段と、消火用水を供給する一次配管と、上記一次配管と上記第１および第２配管との間に配設され、上記第１および第２スプリンクラヘッドの開放により上記第１および第２配管内の空気圧が共に低下した場合にのみ開弁し、上記一次配管と上記第１および第２配管との間を連通し、上記消火用水を開放された上記第１および第２スプリンクラヘッドから放水させる開放弁と、を備えている。

この発明によれば、第１および第２スプリンクラヘッドの一方を誤って開放しても、一次配管と第１および第２配管との間が連通されないので、消火用水が放水されるようなことはない。従って、不時の消火用水の放水を確実に防止できるスプリンクラ消火設備が得られる。

図１はこの発明に係るスプリンクラ消火設備における配管系統図、図２はこの発明に係るスプリンクラ消火設備を模式的に示すシステム図である。

図１および図２において、本スプリンクラ消火設備１は、第１配管２と、第２配管３との２系統の配管を有する。そして、第１分岐配管４が第１配管２から多数分岐され、第１スプリンクラヘッド６が各第１分岐配管４の先端に取り付けられている。また、第２分岐配管５が第２配管３から多数分岐され、第２スプリンクラヘッド７が各第２分岐配管５の先端に取り付けられている。ここで、第１配管２からの分岐にはヘッダー２ｈが用いられ、第２配管３からの分岐にもヘッダー３ｈが用いられ、それぞれフレキ管を用いて複数の第１分岐配管４または第２分岐配管５を分岐することで、容易に配管作業を行うことができる。

第１および第２スプリンクラヘッド６，７は、例えば、Ｒ：３．２５の感知感度のもので、即ち設置点を中心とする直径３．２５ｍの感知範囲内の火災を感知して感熱開放するように構成されている。第１および第２スプリンクラヘッド６，７は、隣接するスプリンクラヘッドが異なる系統のスプリンクラヘッドとなるように、一辺の長さをＡとする正方形の格子パターンの各交差部に交互に配設されている。格子パターンの一辺の長さＡは、格子パターンの対角位置のスプリンクラヘッドの感知範囲が互いに接するように設定される。これにより、第１および第２スプリンクラヘッド６，７の感知範囲が防護区画Ｋの全域を網羅する。

開放弁１０は、加圧水貯蔵室１１と、第１配管２に連結された第１空気制御室１２と、第２配管３に連結された第２空気制御室１３と、を備えている。
第１ピストン１４が、一次配管８に連結されて消火用水９が導入される一次側室１１ａと二次側室１１ｂとを遮断する閉止位置と、一次側室１１ａと二次側室１１ｂとを連通する開放位置と、の間を摺動可能に加圧水貯蔵室１１内に配設されている。加圧水貯蔵室１１の二次側室１１ｂが第１および第２連通配管１８，１９を介して第１および第２配管２，３に連結されている。また、第１および第２逆止弁２０，２１が第１および第２連通配管１８，１９の配管途中に配設され、第１および第２配管２，３から加圧水貯蔵室１１側への逆流を阻止している。

第２ピストン１５が、第１配管２に連結された第１操作室１２ａと、大気に開放された第１大気室１２ｂと、を画成するように摺動可能に第１空気制御室１２内に配設されている。第３ピストン１６が、第２配管３に連結された第２操作室１３ａと、大気に開放された第２大気室１３ｂと、を画成するように摺動可能に第２空気制御室１３内に配設されている。

第１空気制御室１２の第１操作室１２ａおよび第２空気制御室１３の第２操作室１３ａには、空気供給手段としてのポンプ２２を介して、基準圧の空気が供給されるようになっている。また、加圧水貯蔵室１１の一次側室１１ａには、ポンプ２３により加圧された加圧水である消火用水９が一次配管８を介して供給されるようになっている。

第１〜第３ピストン１４〜１６は、第１操作室１２ａ内の基準圧の空気の第２ピストン１５への加圧方向と、第２操作室１３ａ内の基準圧の空気の第３ピストン１６への加圧方向とが、一次側室１１ａ内の消火用水９の動作圧の第１ピストン１４への加圧方向と逆向きとなるように、連結棒１７を介して連結されている。そして、第１および第２操作室１２ａ，１３ａの少なくとも一方が基準圧の空気で充満されているときには、第１ピストン１４が閉止位置に位置する。第１および第２操作室１２ａ，１３ａの両方の基準圧の空気が放出され、大気圧近傍まで低下すると、第１ピストン１４が閉止位置から開放位置に移動するようになっている。なお、このような第１ピストン１４の動作は、第１および第２操作室１２ａ，１３ａ内に充満される空気の圧力と消火用水９の圧力との関係を調整したり、第１〜第３ピストン１４〜１６の面積比を調整することで、容易に実現できる。

つぎに、このように構成されたスプリンクラ消火設備１の動作について説明する。
まず、通常監視状態では、ポンプ２２が作動され、第１および第２空気制御室１２，１３の第１および第２操作室１２ａ，１３ａ内に基準圧の空気が供給されている。そして、第１および第２操作室１２ａ，１３ａに連結されている第１および第２配管２，３内が、基準圧の空気で充満されている。この時、第１および第２配管２，３から加圧水貯蔵室１１の二次側室１１ｂへの空気の流入が逆止弁２０，２１により阻止されている。また、ポンプ２３が作動され、消火用水９が加圧水貯蔵室１１の一次側室１１ａに供給されている。この状態では、第１および第２操作室１２ａ，１３ａおよび第１および第２配管２，３内に充満している空気圧が第２および第３ピストン１５，１６に作用し、加圧水貯蔵室１１の一次側室１１ａに充満する消火用水９の動作圧に打ち勝ち、第１ピストン１４が閉止位置に位置されている。

ここで、火災が発生したとする。火源Ｂの真上に最も近くに位置する第２スプリンクラヘッド７ａが最初に感熱開放する。これにより、第２操作室１３ａおよび第２配管３内の空気が第２スプリンクラヘッド７ａから放出され、第２操作室１３ａ内の圧力が大気圧近傍まで低下する。この時点では、第１操作室１２ａおよび第１配管２内に充満している空気の基準圧が第２ピストン１５に作用し、一次側室１１ａに充満する消火用水９の動作圧に打ち勝ち、第１ピストン１４はなお閉止位置に維持される。

ついで、火災の規模が拡大し、火源Ｂの真上近傍に位置する第１スプリンクラヘッド６ａが感熱開放する。これにより、第１操作室１２ａおよび第１配管２内の空気が第１スプリンクラヘッド６ａから放出され、第１操作室１２ａ内の圧力が大気圧近傍まで低下する。これにより、一次側室１１ａに充満する消火用水９の動作圧が、第１および第２操作室１２ａ，１３ａ側から第２および第３ピストン１５，１６に作用する加圧力の総和に打ち勝ち、第１ピストン１４を閉止位置から開放位置に移動させる。そして、消火用水９が加圧水貯蔵室１１の一次側室１１ａから二次側室１１ｂに流入し、さらに第１および第２連通配管１８，１９、第１および第２配管２，３、および第１および第２分岐配管４，５を介して感熱開放された第１および第２スプリンクラヘッド６ａ，７ａから火源Ｂおよびその周辺部に放水され、初期消火が行われる。

そして、火災の規模がさらに拡大すると、第１および第２スプリンクラヘッド６，７が順次感熱開放され、感熱開放された第１および第２スプリンクラヘッド６，７から放水が開始され、本格消火が行われる。
なお、第１操作室１２ａおよび第２操作室１３ａはそれぞれ個別に加圧されているので、各々に圧力スイッチを設けることで、一方の作動を検出することができ、放水の前に警報することができる。

このように、この発明では、異なる系統のスプリンクラヘッドが隣り合うように、互いに交互に、かつ感知範囲が防護区画Ｋの全域を網羅するように第１および第２スプリンクラヘッド６，７の群が配設され、各第１スプリンクラヘッド６が第１配管２に連結され、各第２スプリンクラヘッド７が第２配管３に連結されている。開放弁１０が、消火用水９が供給される一次配管８と、第１および第２配管２，３との間に配設されている。そして、開放弁１０が、少なくとも１つの第１スプリンクラヘッド６と、少なくとも１つの第２スプリンクラヘッド７との両者が感熱開放した場合にのみ開放され、消火用水９が第１および第２配管２，３に供給され、感熱開放された第１および第２スプリンクラヘッド６，７をから放水されるように構成されている。このことから、放水は常に２個のスプリンクラヘッドから行われることとなり、確実に消火を行うことができる。

そこで、例えば第１スプリンクラヘッド６ａが感熱開放したが、第２スプリンクラヘッド７が感熱開放する前に火災が消火したような場合には、消火用水９は第１および第２配管２，３に供給されない。従って、従来技術のように、消火用水９を第１および第２配管２，３から排水するような復旧作業が不要となる。さらに、従来技術のように、復旧作業で排出しきれなかった消火用水９が、その後の火災以外でのスプリンクラヘッドの開放で放水されるような事故も、未然に回避される。しかも、不時の消火用水９の放水事故を確実に回避できるので、特に、半導体工場、クリーンルームなどの水損を嫌う物件に適用すれば、極めて顕著な効果が期待できる。

さらに、このスプリンクラ消火設備１は、火災感知器を用いていないので、電源や制御盤などの電気関連設備が不要となり、システム全体を安価に、シンプルに構築することができるとともに、火災感知器の誤動作に起因する消火用水の放出事故もない。
また、第１および第２スプリンクラヘッド６，７が、正方形の格子パターンの各交差部に交互に配設され、かつ一辺の長さＡが対角位置のスプリンクラヘッドの感知範囲が接するように設定されているので、感知範囲が防護区画Ｋの全域を網羅することができるように第１および第２スプリンクラヘッド６，７を効率的に設置でき、その配設個数を減らすことができる。

なお、上記実施の形態では、第１および第２スプリンクラヘッド６，７が、正方形の格子パターンの各交差部に交互に配設されているが、第１および第２スプリンクラヘッド６，７は必ずしも正方形の格子パターンの交差部に配設されている必要はなく、第１および第２スプリンクラヘッド６，７の感知範囲が防護区画Ｋの全域を網羅していればよい。
また、上記実施の形態では、Ｒ：３．２５の感知感度のスプリンクラヘッドを用いるものとしているが、スプリンクラヘッドの感知感度はＲ：３．２５に限定されるものではなく、スプリンクラヘッド消火設備の仕様によって適宜設定される。特に、第１および第２スプリンクラヘッド６，７の感熱開放の時間的ずれが大きくなる恐れがある場合には、第１および第２スプリンクラヘッド６，７に替えて感知感度の高いスプリンクラヘッドを配置すればよい。具体的には、Ｒ：３．５２の感知感度のスプリンクラヘッドに替えて、Ｒ：５．２０の感知感度のスプリンクラヘッドを配設すれば、感熱開放の遅れの問題は解決できる。

この発明に係るスプリンクラ消火設備における配管系統図である。この発明に係るスプリンクラ消火設備を模式的に示すシステム図である。

符号の説明

１スプリンクラ消火設備、２第１配管、３第２配管、４第１分岐配管、５第２分岐配管、６第１スプリンクラヘッド、７第２スプリンクラヘッド、８一次配管、９消火用水（加圧水）、１０開放弁、１１加圧水貯蔵室、１２第１空気制御室、１３第２空気制御室、１４第１ピストン、１５第２ピストン、１６第３ピストン、１７連結棒、２２ポンプ（空気供給手段）。

Claims

隣接するスプリンクラヘッドが異なる群のスプリンクラヘッドとなるように、交互に配列され、かつ感知範囲が防護区画の全域を網羅するように配設された第１スプリンクラヘッドの群および第２スプリンクラヘッドの群と、
それぞれの上記第１スプリンクラヘッドが連結された第１配管と、
それぞれの上記第２スプリンクラヘッドが連結された第２配管と、
上記第１および第２配管に所定圧の空気を個別に充満させる空気供給手段と、
消火用水を供給する一次配管と、
上記一次配管と上記第１および第２配管との間に配設され、上記第１および第２スプリンクラヘッドの開放により上記第１および第２配管内の空気圧が共に低下した場合にのみ開弁し、上記一次配管と上記第１および第２配管との間を連通し、上記消火用水を開放された上記第１および第２スプリンクラヘッドから放水させる開放弁と、
を備えたことを特徴とするスプリンクラ消火設備。
上記第１スプリンクラヘッドおよび上記第２スプリンクラヘッドが、正方形の格子パターンの交差部に交互に配設されていることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。
上記開放弁は、
第１ピストンが、上記一次配管に連結されて上記消火用水が導入される一次側室と上記第１および第２配管に連結される二次側室とを遮断する閉止位置と該一次側室と該二次側室とを連通する開放位置との間を摺動移動するように配設された加圧水貯蔵室と、
第２ピストンが摺動自在に配設され、上記空気供給手段により上記所定圧の空気が供給されるとともに上記第１配管に連結される第１操作室と大気に開放される第１大気室とを画成する第１空気制御室と、
第３ピストンが摺動自在に配設され、上記空気供給手段により上記所定圧の空気が供給されるとともに上記第２配管に連結される第２操作室と大気に開放される第２大気室とを画成する第２空気制御室と、を備え、
上記第１ピストン、上記第２ピストンおよび上記第３ピストンが、上記第１操作室内の上記所定圧の空気の該第２ピストンへの加圧方向と上記第２操作室内の上記所定圧の空気の該第３ピストンへの加圧方向とが上記一次側室内の上記消火用水の該第１ピストンへの加圧方向と逆向きとなるように連結され、
上記第１および第２操作室の少なくとも一方に上記所定圧の空気が満たされているときには、上記一次側室に導入されている上記消火用水の圧力に抗して上記第１ピストンを上記閉止位置に位置させ、
上記第１および第２操作室の両方から上記所定圧の空気が放出されたときに、上記第１ピストンが上記消火用水の圧力により上記閉止位置から上記開放位置に移動されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスプリンクラ消火設備。