JP5020213B2 - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Description

本発明は、スプリンクラ消火設備、特に水道水を使用した乾式のスプリンクラ消火設備及びその設備に使用される自動排水弁に関するものである。

従来より、特許文献１に示すような水道配管を利用した乾式の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開閉弁とを備えている。また、二次側配管の基端側には、常時は開放された自動排水弁が設けられ、通常監視時においては、二次側配管内の水を排水するようにしている。

スプリンクラヘッドが設置された同じ室内には、火災が発生したことを検知する火災検知手段としての火災感知器が設けられ、この火災感知器が動作したときに開閉弁を開放するようにしてある。

このような従来のスプリンクラ消火設備においては、設備が適正に動作するかを定期的に点検する必要がある。ここで、設備の点検手順について説明する。まず、火災感知器を模擬的に動作させるか、手動で開閉弁を開放させるなどして、二次側配管に水を送る。配管やスプリンクラヘッドから水漏れがなく、また圧力計が所定値を示していることを確認したら、開閉弁を閉じると共に、二次側配管内の水を排水する。
実開平５−９５６３号公報

設備の点検を行うと、水が二次側配管に送られるので、天井に水平に設置された配管とスプリンクラヘッドとの間を接続する立下り管部分にまで水が入ってしまう。立下り管に入った水は、構造上、スプリンクラヘッドを取り外さないと、排水できない構造であり、また、立下り管部分に水が入ってしまうと、水道水の水質によっては、配管内が腐食してしまう恐れがある。

そこで本発明は、乾式のスプリンクラ消火設備において、立下り管に水を流入させることなく、点検を行えるようにすることを目的とする。

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開閉弁と、前記二次側配管の基端部に設けられ、常時は開放されて前記二次側配管内の水を排水する自動排水弁と、前記スプリンクラヘッドが設置された同じ室内に設けられ、火災が発生したことを検知する火災検知手段とを有するスプリンクラ消火設備において、前記開閉弁の二次側に設けられた仕切弁と、該仕切弁の一次側であって、前記二次側配管基端部に設けた水平部分から水平方向に分岐されたテスト配管と、該テスト配管の水平部分に設けられ、常時は閉じられた試験弁とを備え、前記テスト配管の端部は、前記自動排水弁の排水口に接続された排水管に接続され、該排水管を兼用することを特徴とするものである。

また、本発明は、前記自動排水弁は、前記二次側配管に接続される本体と、常時はバネによって、前記本体内に形成した弁座から離されて設けられる弁体とを備え、前記弁体は、該弁体の二次側と一次側を連通する貫通穴を有することを特徴とするものである。

本発明は、スプリンクラ消火設備において、開閉弁の二次側に設けられた仕切弁を閉じ、また、二次側配管から分岐されたテスト配管に設けられた試験弁を開放してから、開閉弁を開放させて設備の点検を行う。この場合、開放された開閉弁から水が流れるが、仕切弁が閉じているため、二次側配管のスプリンクラヘッド側には水が流れない。従って、立下り管内に水を流入させることなく、点検を行うことができる。

また、テスト配管内に流れた水は、試験弁を通ってから、排水管から排水されるが、排水管は自動排水弁に接続されているものと兼用しており、特に、点検用のための排水管を設ける必要がなく、設備を簡単に構成することができる。

また、本発明は、消火設備などに使用される自動排水弁において、弁体に貫通穴を設け、該貫通穴により、弁体の二次側と一次側とを連通させた。このため、配管内に水が残って弁体一次側が加圧され、自動排水弁のバネ力を上回るように加圧された状態になって弁体が閉止されても、貫通穴を通して一次側の水を排水し、一次側を減圧した後、弁体を開放できるので、一次側に水を残すことなく排水できる。

実施形態１
図１は本発明のスプリンクラ消火設備のシステム図である。図において、１は給水源としての公設水道配水管である。２は火災時に開放する開閉弁で、例えば、三方弁の電動弁から構成される。この開閉弁２を基準にして、一次側には、一次側配管としての水道配管３が接続され、二次側には、スプリンクラヘッド１２が設けられた二次側配管４が接続されている。

公設水道配水管１と開閉弁２との間に設けられる水道配管３には、止水弁６、水道メータ７などが設けられる。開閉弁２と水道メータ７との間からは、生活用配管９が分岐して設けられ、図示しない一般給水器具が接続されている。

二次側配管４の基端側に設けられた開閉弁２は、例えば、電動水抜栓と呼ばれる自動排水弁の機能を有する三方弁で構成され、一次側配管３、二次側配管４および排水管２０に接続される３つの接続口を有し、通常時は、一次側配管３と二次側配管４との間は閉じており、水が流れないようにしてある。同時に、二次側配管４と排水管２０との間は開放されており、二次側配管４内にある水を排水管２０から排水する。つまり、二次側配管４内は、通常時は、水が充水されていない乾式状態となっている。なお、火災時は、一次側配管３と二次側配管４との間は開放して、水が流れるようになる。同時に、二次側配管４と排水管２０との間は閉じられて、二次側配管４内に水が流れても排水管２０から排水されることはない。

スプリンクラヘッド１２は、コンシールドヘッドと呼ばれるもので、スプリンクラヘッド１２の下には、半田などによってヘッド側に取付けられたカバー１２ｃが設けられる。このカバ−１２ｃは、スプリンクラヘッド１２の動作前に火災時の熱で落下するもので、カバー１２ｃの落下は、図示しない近接スイッチで検知され、その際、制御盤３０に火災信号を出力する。

本発明のスプリンクラ消火設備では、開閉弁２を開放させるために、火災が発生したことを検知する火災検知手段が必要となるが、この火災検知手段として、近接スイッチを有するコンシールドヘッド１２を使用する代わりに、スプリンクラヘッド１２が設置された同じ室内に設けられた火災感知器を使用して、火災が発生したことを検知するようにしてもよい。

２１は仕切弁で、開閉弁２の二次側、より具体的には、二次側配管４の基端側に設けられる。２３はテスト配管で、仕切弁２１の一次側であって、二次側配管４から分岐して設けられる。このテスト配管２３の端部は、開閉弁２の排水口に接続された排水管２０に接続されている。テスト配管２３は、コ字状に折り曲げられて、２つの水平配管と１つの垂直配管とから構成されており、その水平配管の部分に、常時は閉じられた試験弁２５（テスト弁）と圧力計２６とを備えている。

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。火災が発生するとその熱気流や火炎によって、スプリンクラヘッド１２のカバー１２ｃを固定する半田が溶けて、カバー１２ｃが落下する。そうすると図示しない近接スイッチが動作し、スプリンクラヘッド１２から制御盤３０に火災信号が出力される。制御盤３０がこの火災信号を受信すると、内蔵した警報器を鳴動させて火災が発生したことを警報し、必要に応じて、消防機関に火災通報を行う。また、制御盤３０は開閉弁２に開放信号を送り、開閉弁２を開放させる。

こうして、開閉弁２の一次側の接続口と二次側の接続口とを接続すると共に排水管２０側の排水口を閉止し、水道配管３と二次側配管４を連通させて所定圧力の水を二次側配管４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、室内に人がいれば、仕切弁２１を閉止するか、制御盤３０から閉止信号を出力して、開閉弁２を閉じることで、水道配管３からの二次側配管４への送水を停止できる。

次にスプリンクラ消火設備の点検手順について説明する。まず、開閉弁２の二次側に設けられた仕切弁２１を閉じ、また、二次側配管４から分岐されたテスト配管２３に設けられた試験弁２５を開放する。この状態にしてから、開閉弁２を開放させて、二次側配管４側への送水を行う。この場合、開放された開閉弁２から水が流れるが、仕切弁２１が閉じているため、二次側配管４のスプリンクラヘッド１２側には水が流れない。従って、点検時に、スプリンクラヘッド１２の立下り管内に水が入るのを防ぐことができる。

また、テスト配管２３内に流れた水は、試験弁２５を通ってから、排水管２０から排水される。試験弁２５を開放させた際の流量は、スプリンクラヘッド１２が１個動作したときと同様な流量が流れるように設定されており、ここで圧力計２６の値を確認することで、実際に放水した際に適正な放水圧力で放水が行われるかを確認することができる。

圧力値が適正であることを確認したら、試験弁２５を閉じる共に、開閉弁２を閉じて、開閉弁２の二次側と一次側との接続を遮断し、二次側と排水口側とを接続させ通常状態に戻し、そして、仕切弁２１を開放させる。これにより、仕切弁２１および試験弁２５の一次側にある水は、開閉弁２を通って排水管２０から排水され、また試験弁２５の二次側にある水はテスト配管２３を通って、排水管２０から外部へ排水される。

点検時の排水は、開閉弁２に接続された排水管２０を兼用して使用しているので、特に、点検用のための排水管を設ける必要がないので、設備を簡単に構成することができる。なお、試験弁２５をテスト配管２３の垂直配管部分に設けると、その垂直配管の試験弁２５の上部、つまり一次側に水が残ってしまう可能性があるので、水をより完全に排水できるようにするために、試験弁２５は、水平配管、または開閉弁２側に下がった傾斜配管に設けることが望ましい。

実施形態２
図２は本発明の実施形態２のスプリンクラ消火設備のシステム図である。図において、図1の実施形態１と同じ部分には、同じ符号をつけて説明を省略する。図２において、実施形態１と異なる部分は、開閉弁２ｃが、三方弁でなく二方弁であり、また、自動排水弁２２を備えた点にある。

開閉弁２ｃは、常時は閉じており、火災時に開放されて、水道配管３と二次側配管４とを接続する点は実施形態１と同じである。二次側配管４の基端側に設けられた自動排水弁２２は、常時は開放されて二次側配管内の水を排水し、火災時、二次側配管４内に送水されて所定の水圧がかかると、内部の弁体が弁座に圧接されて閉止するものである。

なお、テスト配管２３については、実施形態１と同様であり、仕切弁２１の一次側であって、二次側配管４から分岐されて、その端部は、自動排水弁２２の排水口に接続された排水管２０に接続されている。図２において、試験弁２５が設けられる配管は、図面の手前側、つまり、図面と直交関係にある平面上にある水平配管から構成されている。ここで、自動排水弁２２は、通常時は開放されていることから、火災終了時や開閉弁２がわずかに開放したときなど、二次側配管４内に水が入ったときに、排水管２０を通して外部へその水を排水するもので、二次側配管４内を乾式状態に保つものである。

この実施形態２においても、仕切弁２１を閉じて、開閉弁２ｃを開放させることで、二次側配管４のスプリンクラヘッド１２側に送水することなく、点検を行うことができる。また、開放された試験弁２５を通って流れる水の放水圧を圧力計２６で確認して点検を行うことができ、点検終了時、試験弁２５を閉じた後は、仕切弁２１の一次側にある水は排水管２０から排水される。なお、自動排水弁２２側に向かって水が流れるように二次側配管４を傾斜させることで、効率よく排水させるようにしてもよい。

図３は、本実施形態で使用される自動排水弁２２の一例を示す図面であり、図３（ａ）は通常時の自動排水弁の断面図、図３（ｂ）は火災時または点検時の自動排水弁の断面図である。

自動排水弁２２は、例えば、図示しないねじ結合などによって、二次側配管４に接続される円筒状の本体２２ｃと、本体２２ｃ内に設けられる弁体、例えばボール弁２２ｄと、通常時は、ボール弁２２ｄを弁座２２ｅから離すように作用するバネ２２ｆとから構成されている。本実施形態で使用されるボール弁２２ｄにおいては、軸心中央に小径の貫通穴２２ｈが設けられ、弁体の一次側と二次側とを連通させている。貫通穴２２ｈは、スプリンクラヘッド１２の放水時において、放水量の影響を与えないような小さい径の穴となっている。なお、弁座２２ｅは、本体内において、例えば段状にして形成され、ボール弁２２ｄが弁座２２ｅに圧接されるときは、両者の間に隙間がない。ボール弁２２ｄの上部には、本体２２ｃ内に設けられ、管径を狭くするための環状部が設けられ、ボール弁２２ｄの上部への移動を規制している。

この自動排水弁２２は、前述したように、通常時においては、バネ２２ｆによりボール弁２２ｄは弁座２２ｅから離れるように押し上げられており、本体２２ｃ下端の排水口２２ｇを開放し、二次側配管４内の水を排水できる状態にある。また、火災時や点検時のように開閉弁２が開放されて、二次側配管４内に水が流れ、配管４内が加圧されるときは、ボール弁２２ｄが弁座２２ｅに接するように押し下げられ、排水口２２ｇを閉止する。なお、この際、ボール弁２２ｄには貫通穴２２ｈが形成されていることから、少量の水が排水口２２ｇを通って排水管２０から排水されることになる。

その後、点検が終了すれば、開閉弁２ｃおよび試験弁２５を閉止して、仕切弁２１を開放させるが、これら弁の開閉作業を行う際、はじめに試験弁２５を閉止してから開閉弁２ｃを閉止すると、開閉弁２ｃの二次側、つまり二次側配管４内に水が残って所定圧以上になる場合がある。ここで、所定圧とは、自動排水弁２２のバネ力よりも高い圧力のことであり、そうすると、従来からある自動排水弁だとボール弁などの弁体が水圧で押し下げられた状態が維持され、水が排水されず、二次側配管４に水（停滞水）が残存する状態が生じてしまう。

本実施形態の自動排水弁２２は、このような問題を解決するために、ボール弁２２ｄ自体に貫通穴２２ｈを設けているので、仮に二次側配管４内に水が残っても、小径の貫通穴２２ｈを通して二次側配管４内の水を排出することができる。ある程度の水が排水されれば、ボール弁２２ｄにかかる力として、バネ２２ｆのバネ力の方が水圧を上回るので、ボール弁２２ｄを弁座２２ｅから離すように押し上げるので、二次側配管４内に残っている水を全て排水することが可能となる。

本実施形態の説明では、自動排水弁としてボール弁を使用したもので説明したが、ボール弁でない通常の板状の弁体を使用した自動排水弁において、その弁体に弁体の一次側と二次側とを連通する貫通穴を設けるようにしてもよい。

この場合について、図４を用いて説明する。この自動排水弁３２においても、
通常時においては、バネ３２ｆにより弁体３２ｄは弁座３２ｅから離れるように押し上げられており、本体３２ｃ下端の排水口３２ｇを開放し、二次側配管４内の水を排水できる状態にある。また、火災時や点検時のように開閉弁２ｃが開放されて、二次側配管４内に水が流れ、配管４内が加圧されるときは、弁体３２ｄが弁座３２ｅに接するように押し下げられ、排水口３２ｇを閉止する。なお、この際、弁体３２ｄには貫通穴３２ｈが形成されていることから、少量の水が排水口３２ｇを通って排水管２０から排水される。

本発明の実施の形態１のシステム図である。 本発明の実施の形態２のシステム図である。 本発明の実施形態２の自動排水弁の断面図である。 本発明の他の自動排水弁の断面図である。

符号の説明

１ 公設水道配水管、 ２ 開閉弁、 ２ｃ 開閉弁、 ３ 水道配管、
４ 二次側配管、 ６ 止水弁、 ７ 水道メータ、
９ 生活用配管、 １２ スプリンクラヘッド、 １２ｃ カバー、
２０ 排水管、 ２１ 仕切弁、 ２２ 自動排水弁、 ２３ テスト配管、
２５ 試験弁、 ２６ 圧力計、 ３０ 制御盤、ｔｔ

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開閉弁と、前記二次側配管の基端部に設けられ、常時は開放されて前記二次側配管内の水を排水する自動排水弁と、前記スプリンクラヘッドが設置された同じ室内に設けられ、火災が発生したことを検知する火災検知手段とを有するスプリンクラ消火設備において、
   前記開閉弁の二次側に設けられた仕切弁と、
   該仕切弁の一次側であって、前記二次側配管基端部に設けた水平部分から水平方向に分岐されたテスト配管と、
   該テスト配管の水平部分に設けられ、常時は閉じられた試験弁とを備え、
   前記テスト配管の端部は、前記自動排水弁の排水口に接続された排水管に接続され、該排水管を兼用することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 前記自動排水弁は、前記二次側配管に接続される本体と、常時はバネによって、前記本体内に形成した弁座から離されて設けられる弁体とを備え、
   前記弁体は、該弁体の二次側と一次側を連通する貫通穴を有することを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラ消火設備。

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