JP5317923B2 - 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虞がある。

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、二次側配管の基端側に設けられた開閉弁と、開閉弁の二次側に設けられた仕切弁と、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、二次側配管に、複数の弁が一体化された弁ユニットを設け、弁ユニットが、二次側配管に接続される配管部と、配管部に接続され、常時は開放されて二次側配管内の水を排水する自動排水弁と、自動排水弁の排水口に接続される排水管部と、排水管部と前記配管部とに接続される試験弁とを備え、自動排水弁の排水口の口径は、試験弁の試験弁口径よりも大きい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、弁ユニットにある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、仕切弁が閉じられているため、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、弁ユニットの配管部に流れた水は、試験弁を通ってから、排水管部を通って外部に排水されるが、排水管部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いので、設備を簡単に構成することができる。

特に、排水管部を兼用する試験弁と自動排水弁とがユニットとして一体化されているので、それぞれ必要となる弁の施工作業を一回で済ますことができるので、施工時の取付作業が容易になると共に、工場での在庫管理なども容易になる。

本発明の実施の形態１のシステム図である。 本発明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。 自動排水弁と試験弁とを一体化させた排水弁ユニットの断面図である。 排水弁ユニットと開閉弁とを一体化させた弁ユニットの一部断面図である。 排水弁ユニットと開閉弁とを一体化させた弁ユニットの側面図である。

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。２Ｃは火災時に開放する開閉弁で、例えば、電動弁から構成される。この開閉弁２Ｃ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２Ｃ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２Ｃ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２Ｃは、通常時は閉止しており、そのため、水道配管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。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、水道配管３と二次側配管４との間の開閉弁２Ｃは開放して、水が流れるようになる。

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２Ｃ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型のスプリンクラヘッド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火災感知器を設け、火災感知器により火災が発生したことを検知して制御盤３０に火災信号を出力するようにしてもよい。

２１は仕切弁で、開閉弁２Ｃ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。仕切弁２１は、制御弁または制水弁とも呼ばれ、手動によって開閉される弁であり、通常時は、開放しており、試験時など必要なときに閉止されるものである。

２２は自動排水弁で、二次側配管４の基端側から分岐した箇所に設けられる。自動排水弁２２は、常時は開放されて二次側配管４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。
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、スプリンクラヘッド１２の放水終了時（火災終了時）や開閉弁２Ｃ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。

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、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。テスト配管２３には、常時は閉じられた試験弁２５（テスト弁）が設けられ、その近傍の二次側配管４の箇所に、圧力計２６が取り付けられている。
３０は制御盤で、コンシールド型のスプリンクラヘッド１２から火災信号を受信したときに、火災警報を行うと共に、開閉弁２Ｃを開放するように制御するものである。

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２Ｃに開放信号を送り、開閉弁２Ｃを開放させる。

こうして、開閉弁２Ｃが開放すると、水道配管３と二次側配管４とが連通されて所定圧力の水により二次側配管４内が充水される。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から開閉弁２Ｃに閉止信号を出力して、開閉弁２Ｃ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２Ｃ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２Ｃ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２Ｃ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。つまり、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、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等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して点検を行うことができる。

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２Ｃを閉じて、開閉弁２Ｃの二次側と一次側との接続を遮断して通常状態に戻し、そして、仕切弁２１を開放させる。
点検終了時、試験弁２５を閉じた後は、仕切弁２１の一次側にある水の一部は、テスト配管２３を通って、排水管２０から外部へ排水される。また、仕切弁２１の一次側にある水の一部は、自動排水弁２２側を通って外部へ排水される。点検時の排水は、自動排水弁２２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く、設備を簡単に構成することができる。
図２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２（ａ）は通常時の自動排水弁の断面図、図２（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２２ｋ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、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。

点検が終了した場合に、開閉弁２Ｃおよび試験弁２５が閉止されて、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３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、二次側配管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、少量の水が貫通穴３２ｈを通って排水口３２ｇから排水される。

実施形態２
図１において、一点鎖線で囲まれた部分、つまり二次側配管４の基端側には、複数の弁（開閉弁２Ｃ、自動排水弁２２、試験弁２５）が設けられる。これらの弁をユニットとして一つにまとめた場合について説明する。

図４は、自動排水弁と試験弁とを一体化させた排水弁ユニットの断面図である。弁ユニットとしての排水弁ユニット４０は、自動排水弁と試験弁とが一体化されたユニットであり、二次側配管４に設けられる。この排水弁ユニット４０は、二次側配管４に接続される配管部４１と、配管部４１に接続され、常時は開放されて二次側配管４内の水を排水する自動排水弁４２と、自動排水弁４２の排水口４２ｇに接続される排水管部（排水管）４３と、排水管部４３と配管部４１とに接続される試験弁４５とを備えている。排水弁ユニット４０は、配管部４１の下部に、各種弁を収容する弁収容本体がＯリングを介して取り付けられている。弁収容本体は、自動排水弁２２と試験弁４５とを収容する空洞となる収容部と、その各収容部に連通する排水管部４３とから構成されている。
排水管部４３の形状は、試験弁４５の方の口径が、排水口４２ｇの口径よりも小さくなるように形成されている。また、配管部４１に対して、二次側方向に試験弁４５が設けられている。これは、点検時において、試験弁４５が開放された際の影響を少なくするためである。具体的に言うと、試験弁４５開放時には、自動排水弁４２に背圧が印加され、動作圧力に影響を与えることになる。しかし、試験弁口径に比べて自動排水弁４２の排水口４２ｇを大きくとると共に、それぞれの弁の位置関係を上述したようにすることで、背圧が非常に小さくなり、動作圧力に影響を与えることは、ほとんどない。また、試験弁４５には図６に示すように操作用の回転ハンドルが外部に設けられるが、試験弁４５と電動弁２Ｃとの距離を離すことで、操作ハンドルを回転操作をしやすくするためである。

この図における自動排水弁４２は、図３に示した自動排水弁３２と同じものが使用されるが、貫通孔３２ｈはないものを使用してもよい。試験弁４５は、ハンドルによって回転するボール弁で、図の状態は、開放した状態を示している。試験弁４５と排水管部４３との間は、流路を狭くして、その流路が、スプリンクラヘッド１２が１個動作したときと同等の流量が流れるように設定されている。

配管部４１と排水管路４３は、略平行な位置関係にあり、共に水平方向に設置される。従って、自動排水弁４２の排水口４２ｇは、水平方向に伸びた排水管部４３に接続されることで、排水が、横方向に引き出されることになる。排水管部４３を垂直でなく水平方向に設けることで、排水弁ユニット４０自体の高さを抑えることができるので、狭いスペースしかない現場での設置が可能となる。

４６は圧力計２６の取付部であり、配管部４１において、自動排水弁４２の上部に設けられる。圧力計２６は、圧力値を示す盤面が、上面側を向くようにして取付部４６に設けられている。排水弁ユニット４０には、圧力計２６が試験弁４５に近い位置に設けられる。より具体的には、９０度にわたって回動する操作ハンドルの位置上に圧力計２６があるので、試験弁４５によって試験を行う際、圧力計２６の数値が確認しやすい。また、工場において出荷時に製品の試験を行う際に、ユニットとして圧力計２６と試験弁４６とが一体化されているので、工場での検査が行いやすくなる。

試験時において、排水弁ユニット４０の配管部４１に流れた水は、試験弁４５を通ってから、排水管部４３を通って外部に排水されるが、排水管部４３は自動排水弁４２に接続されているものと兼用しているので、点検用のための排水管を設ける必要がなく、実施形態１で説明したシステムと同様に、設備を簡単に構成することができる。

特に、排水管部４３を兼用する試験弁４５と自動排水弁４２とがユニットとして一体化されているので、それぞれの弁で必要となる施工作業を一回で済ますことができ、施工時の弁の取付作業が容易になると共に、工場での在庫管理なども容易になる。

次に、排水弁ユニット４０に開閉弁２Ｃを取り付けた場合について図５を用いて説明する。図５は、排水弁ユニット４０と開閉弁２Ｃとを一体化させた弁ユニットの一部断面図である。図６は、排水弁ユニット４０と開閉弁２Ｃとを一体化させた弁ユニットの側面図である。

弁ユニット５０は、図４で示した排水弁ユニット４０の配管部４１の一次側に、電動弁からなる開閉弁２Ｃをねじ込んで取り付けて一体化させてユニット化したものである。この弁ユニット５０の端部、つまり開閉弁２Ｃの一次側端部と、配管部４１の二次側端部とには、ユニオンソケットのような接続継手が設けられ、この接続継手５１の袋ナット部分を回転させることによって径の異なる二次側配管２にも位置調整した上で取り付けることが可能となっている。

１ 公設水道配水管、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、
４０ 排水弁ユニット、 ４１ 配管部、 ４２ 自動排水弁、
４３ 排水管部、 ４５ 試験弁、 ４６ 取付部、
５０ 弁ユニット、 ５１ 接続継手、ｔｔ

Claims (3)

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、該開閉弁の二次側に設けられた仕切弁と、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、
   前記二次側配管に、複数の弁が一体化された弁ユニットを設け、
   該弁ユニットが、
   二次側配管に接続される配管部と、該配管部に接続され、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、該自動排水弁の排水口に接続される排水管部と、該排水管部と前記配管部とに接続される試験弁とを備え、
   前記自動排水弁の排水口の口径は、前記試験弁の試験弁口径よりも大きいことを特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 前記配管部の一次側に電動弁からなる前記開閉弁が接続され、前記弁ユニットは前記開閉弁方向に前記自動排水弁、二次側方向に操作用の回転ハンドルを外部に有する前記試験弁が設けられ、前記配管部の二次側端部および前記開閉弁の一次側端部に接続継手を設けた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。
3. 前記配管部に圧力計を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のスプリンクラ消火設備。

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