JP5325049B2 - 負圧湿式スプリンクラーシステム - Google Patents

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Description

本発明は、建築物に設置され、建築物内の火災を自動消火するとともに、スプリンクラーヘッドの事故時に放水を防止できる負圧湿式スプリンクラーシステムに関するものである。
負圧湿式スプリンクラーシステムは、自動消火用スプリンクラーシステムの一種で、火災が発生すると火災発生を検知したスプリンクラーヘッドから放水をして消火するとともに、スプリンクラーヘッドの事故時に放水を防止できるようにした設備として知られている(特許文献1)。
図6は、従来の負圧湿式スプリンクラーシステムの一例を示す概略説明図である。
この図6において、負圧湿式スプリンクラーシステム101は、スプリンクラーヘッド102と、消火水主管である一次配管103及びスプリンクラーヘッド102に消火用の水を導く二次配管104からなる給水配管105と、一次配管103と二次配管104の間に設けられた弁部106と、貯水槽107内の水を吸い込み加圧して前記給水配管105の一次配管103に送り込む加圧送水装置108と、スプリンクラーヘッド102よりも早く火災を検知して火災信号を出力する火災感知器109と、火災感知器109からの火災信号を基に加圧送水装置108の起動及び弁部106の開閉を制御する制御部110と、前記二次配管104内を負圧状態に維持する負圧状態確保手段111とから構成されている。
さらに詳説すると、スプリンクラーヘッド102は、個々に独立して作動するものである。
給水配管105は、前記加圧送水装置108に接続された一次配管103、各スプリンクラーヘッド102に接続され二次配管104、及び一次配管103と二次配管104との間を弁部106で連通し、前記加圧送水装置108からの消火用の水を導く配管系統である。
火災感知器109は、スプリンクラーヘッド102の近辺に設置され、スプリンクラーヘッド102よりも早く火災を検知して火災信号を出力するセンサーである。
負圧状態確保手段111は、前記二次配管104の立ち上げ分岐管104aに吸引分岐配管112aの一端側を接続し、当該吸引分岐配管112aの他端側を吸引手段に連通し、かつ前記吸引分岐配管112aに、立ち上げ分岐管104aの側から真空スイッチ116、電磁弁117の順で配置してなり、前記二次配管104の内部を負圧状態に維持することができる。
ここで、吸引手段は、当該吸引分岐配管112aの他端側を排水配管113に連通し、排水配管113の一端を気水分離装置114、吸引主管112の順で経由して吸引装置115に連通し、排水配管113の他端を貯水槽107の水内に開放し、かつ、気水分離装置114を排水配管113の最上部に設けた構造となっている。この負圧状態確保手段111により、二次配管104内の水を負圧状態とし、その負圧状態を維持することができる。
また、二次配管104の末端には、末端試験装置118が設けられている。
なお、火災感知器109は図示しない信号線によって防災受信盤120に接続されている。また、前記防災受信盤120は、図示しない信号線によって制御部110に接続されている。火災感知器109で検出した火災信号は図示しない信号線を介して防災受信盤120で受信されると、防災受信盤120において所定の受信処理を行うほか、その信号を図示しない信号線を介して制御部110に送出する。制御部110は、図示しない信号線で弁部106に接続されている。
なお、図面中の各図において表示される弁のシンボルが、黒く塗りつぶされている場合は弁が閉止状態であることを示し、塗りつぶされていない場合は弁が開放状態であることを示している。
負圧湿式スプリンクラーシステム101において、通常時、一次配管103には加圧状態の水が充填されており、また、二次配管104には負圧状態の水が充填されている。
真空スイッチ116は、図示しない信号線を介して制御部110に接続されており、制御部110は図示しない信号線で電磁弁117に接続されている。真空スイッチ116が圧力上昇を検出すると、その検出信号が制御部110に与えられる。制御部110は、その信号を基に電磁弁117を開放するようになっている。
[火災発生時の動作]
火災が発生すると、火災発生部直上かその付近の火災感知器109が火災を検出して火災信号を発生する。この火災信号は、防災受信盤120を経由して制御部110に送出される。制御部110は、弁部106を開放状態にするとともに、加圧送水装置108を作動させる。これにより、一次配管103、弁部106、二次配管104を介してスプリンクラーヘッド102に消火用の水が圧送されて、二次配管104内が負圧状態から加圧状態と変化し、スプリンクラーヘッド102から消火用の水が散布される。これにより、火災を最小限に防止することができる。
[誤放水時の動作]
スプリンクラーヘッド102が破損すると、スプリンクラーヘッド102の開口部より空気が流入し、二次配管104内の圧力が上昇する。すると、真空スイッチ116は、これを検出すると検出信号を制御部110に送出する。制御部110は、その検出信号を基に電磁弁117を開放させる。そして、吸引装置115の運転により当該故障スプリンクラーヘッド102の接続されている二次配管104の内部を連続して吸引する。これにより、スプリンクラーヘッド102からの放水が防止できる。
[火災感知器誤動作時の動作]
火災感知器109が誤動作をすると、火災発生時と同様に弁部106が開放されるとともに、加圧送水装置108が運転される。すると、弁部106、二次配管104に消火用の水が流入して、二次配管104内が負圧から正圧加圧されて、スプリンクラーヘッド102より放水準備完了となる。
誤動作が確認されて、誤作動原因を排除する。この誤作動原因を排除の後に、防災受信盤120、弁部106の復旧操作をする。復旧が終了すると、真空スイッチ116は高い圧力を検出しているので、電磁弁117を開放するとともに、吸引装置115を運転することにより、二次配管104内を圧力が低下して負圧になる。通常監視圧力にまで低下すると、真空スイッチ116がこれを検出して復旧完了となる。電磁弁117を閉止し、かつ、吸引装置115を停止させる。
図7は、負圧湿式スプリンクラーシステムにおける二次配管の配管例を示す図である。
ところで、二次配管104を配管する際に、建築物の梁121や、空調等のダクト122や、他の配管123,123があった場合、これらを迂回させるために、二次配管104は、図7に示すように、前記二次配管が高設置位置Sより下側に所定距離配管された後、水平方向に配管され、再び設置位置まで配管を戻すような略U字形状に折り曲げた折曲部104’としなければならなかった。
折曲部104’と折曲部104’の間の高設置位置Sの面の二次配管104では通水はしても、十分に空気が抜けず、空気溜まりが生じる場合がある。一つの系統に折曲部104’,…を多数構成し、空気溜まりが多数存在する場合、吸引装置115で吸引を行っても、末端部に至るほど十分に負圧化できず、スプリンクラーヘッド102が故障して開口部が発生した際に、その開口部の位置や大きさによっては誤放水を防止できないという虞れがあった。
そこで、本件出願人は先に出願した特願2009−98588において、多数の折曲部があっても誤放水を防止できる負圧湿式スプリンクラーシステムを提案した。すなわち、二次配管104の末端位置、さらにはそこまでの中間位置にも立ち上げ分岐管を設けて、負圧状態確保手段に接続したものである。
特許第3264939号公報
しかし、先の出願のように吸引配管を二次配管の末端位置まで延長すると、それに伴って吸引配管の容積も大きなものとなり、加圧送水装置が作動して二次配管内を加圧状態とするのに、この延長された吸引配管内に消火用の水が流れ込むため、加圧が遅れてしまい、スプリンクラーヘッドからの放水が遅れてしまう虞れがあった。
本発明の要旨とするところは、スプリンクラーヘッドと、消火水主管である一次配管及びスプリンクラーヘッドに消火用の水を導く二次配管からなる給水配管と、一次配管と二次配管の間に設けられた弁部と、貯水槽内の水を吸い込み加圧して前記給水配管の一次配管に送り込む加圧送水装置と、スプリンクラーヘッドよりも早く火災を検知して火災信号を出力する火災感知器と、火災感知器からの火災信号を基に加圧送水装置及び弁部の開閉を制御する制御部と、前記二次配管の立ち上げ分岐管に吸引分岐配管の一端側を接続するとともに、当該吸引分岐配管の他端側を吸引手段に連通し、かつ前記吸引分岐配管に立ち上げ分岐管の側から真空スイッチ、電磁弁の順で配置してなり、前記二次配管内を負圧状態に維持する負圧状態確保手段とから構成されている負圧湿式スプリンクラーシステムにおいて、
吸引配管の一端を立ち上げ分岐管付近の吸引分岐配管に連通し、吸引配管の他端を二次配管末端側まで延設し、
高設置位置における二次配管と前記吸引配管とを、一定差圧未満で開放され、一定以上の差圧で閉鎖される開閉手段をもって接続し、
前記吸引配管の立ち上げ分岐管近くに吸引分岐配管方向に開放する逆止弁を設けてなることを特徴とする負圧湿式スプリンクラーシステムにある。
また、上記構成において、前記開閉手段は、圧力差が一定圧より小さいときに、バネによってピストンが戻され開口部を開放し、圧力差が一定圧より大きいときに、ピストンが流体に押されて開口部を閉止する差圧開閉器であって、この差圧開閉器はピストン側が二次配管に接続されるように配置してもよい。
また、上記構成において、前記開閉手段は、圧力が一定圧未満のときに第一状態信号を出力し、圧力が一定圧より大きいときに第二状態信号を出力する圧力スイッチと、前記圧力スイッチからの信号を取り込み、その信号を基に開閉駆動信号を出力する制御装置と、前記制御装置からの開閉駆動信号に応じて開放または閉止する電磁弁とを備えてもよい。
本発明は上記の如き構成であるから、通常は、二次配管と吸引配管との間には圧力差がなく、折曲部が多数あっても二次配管の末端まで適正な負圧に保つことができる。
また、スプリンクラーヘッド誤作動時には、負圧状態確保手段が動作するが、所定値の負圧に保たれているため、誤放出されることがない。
さらに、火災のときには、弁部より二次配管に加圧水が流入し、二次配管内が開閉手段の一定差圧以上になるため、開閉手段が閉止し、加圧水が吸引配管に流入することなく、スプリンクラーヘッドに速やかに供給されることになる。
本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態における概略的説明図である。 本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態において使用する開閉手段(差圧開閉器)を示す断面図である。 本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態において使用する開閉手段(差圧開閉器)の動作を説明するために示す図であって、図3(a)が差圧が一定圧未満の場合の動作状態を、図3(b)が差圧が一定圧以上の場合の動作状態を、それぞれ示す図である。 本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの他の実施形態における概略的説明図である。 本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態において使用する開閉手段(電磁弁、圧力スイッチ、制御装置)の動作を説明するために示す図であって、図5(a)が差圧が一定値未満の場合の動作状態を、図5(b)が差圧が一定値以上の場合の動作状態を、それぞれ示す図である。 従来の負圧湿式スプリンクラーシステムの概略的説明図である。 二次配管の配管状態を説明するための図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態における概略的説明図である。
図中符号1は負圧湿式スプリンクラーシステムであって、この負圧湿式スプリンクラーシステム1は、スプリンクラーヘッド2と、消火水主管である一次配管3及びスプリンクラーヘッド2に消火用の水を導く二次配管4からなる給水配管5と、一次配管3と二次配管4の間に設けられた弁部6と、貯水槽7内の水を吸い込み加圧して前記給水配管5の一次配管3に送り込む加圧送水装置8と、スプリンクラーヘッド2よりも早く火災を検知して火災信号を出力する火災感知器9と、火災感知器9からの火災信号を基に加圧送水装置8及び弁部6の開閉を制御する制御部10と、前記二次配管4内を負圧状態に維持する負圧状態確保手段11とから構成されている。
さらに詳説すると、スプリンクラーヘッド2は、個々に独立して作動するものである。
給水配管5は、前記加圧送水装置8に接続された一次配管3、各スプリンクラーヘッド2に接続された二次配管4、及び、一次配管3と二次配管4との間を弁部6で連通し、前記加圧送水装置8からの消火用の水を導く配管系統である。
火災感知器9は、スプリンクラーヘッド2の近辺に設置され、スプリンクラーヘッド2よりも早く火災を検知して火災信号を出力するセンサーである。
負圧状態確保手段11は、前記二次配管4の立ち上げ分岐管4aに吸引分岐配管12aの一端側を接続し、当該吸引分岐配管12aの他端側を吸引手段に連通し、かつ前記吸引分岐配管12aに、立ち上げ分岐管4aの側から真空スイッチ16、電磁弁17の順で配置してなり、前記二次配管4の内部を負圧状態に維持することができる。
ここで、吸引手段は、当該吸引分岐配管12aの他端側を排水配管13に連通し、排水配管13の一端を気水分離装置14、吸引主管12の順で経由して吸引装置15に連通し、排水配管13の他端を貯水槽7の水内に開放し、かつ、気水分離装置14を排水配管13の最上部に設けた構造となっている。この負圧状態確保手段11により、二次配管4内の水を負圧状態とし、その負圧状態を維持することができる。
また、二次配管4の末端には、末端試験装置18が設けられている。
なお、火災感知器9は図示しない信号線によって防災受信盤20に接続されている。また、前記防災受信盤20は、図示しない信号線によって制御部10に接続されている。火災感知器9で検出した火災信号は図示しない信号線を介して防災受信盤20で受信されると、防災受信盤20において所定の受信処理を行うほか、その信号を図示しない信号線を介して制御部10に送出する。制御部10は、図示しない信号線を介して弁部6に接続されている。
なお、図面中の各図において表示される弁のシンボルが、黒く塗りつぶされている場合は弁が閉止状態であることを示し、塗りつぶされていない場合は弁が開放状態であることを示している。以下、同じとする。
この負圧湿式スプリンクラーシステム1において、通常時、一次配管3には加圧状態の水が充填されており、また、二次配管4には負圧状態の水が充填されている。
真空スイッチ16は、図示しない信号線を介して制御部10に接続されており、制御部10は図示しない信号線で電磁弁17に接続されている。真空スイッチ16が圧力上昇を検出すると、その検出信号が制御部10に与えられる。制御部10は、その信号を基に電磁弁17を開放するようになっている。
また、本発明では、立ち上げ分岐管4a付近の吸引分岐配管12aに吸引配管25の一端を連通している。さらに、吸引配管25は、二次配管4より上側に配置し、かつ末端試験装置18側の末端まで延設することが望ましい。
また、折曲部4’と折曲部4’との間の前記高設置位置S面における二次配管4と前記吸引配管25とは、一定圧未満で開放され、一定圧以上で閉鎖される開閉手段26をもって連通させている。さらに、前記吸引配管25の立ち上げ分岐管4a近くには、図に示すように吸引分岐配管12a側の方向に開放し、その逆方向では閉じる逆止弁27を設けている。
開閉手段26及び逆止弁27を設けるため、吸引配管25が長く容積が大きくなっても、吸引配管25への充水が阻止され、加圧が遅れて、スプリンクラーヘッド2の放水が遅れることが防止される。
図2は、本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態において使用する開閉手段(差圧開閉器)の具体的構成を示した断面図である。
この図2において、負圧湿式スプリンクラーシステムにおいて使用する開閉手段26の具体例の一つとしては、差圧開閉器30をあげることができる。
この差圧開閉弁30は、図2に示すように、第1のボディー31と、ばね32と、止めビス33と、Oリング34と、ピストン35と、第2のボディー36とから構成されている。
図3は、本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態において使用する開閉手段(差圧開閉器)の動作を説明するために示す図であって、図3(a)が差圧が一定圧未満の場合の動作状態を、図3(b)が差圧が一定圧以上の場合の動作状態を、それぞれ示す図である
この差圧開閉器30は、この差圧が一定圧(0.1[MPa])未満の場合には、図3(a)に示すように、ばね32によってピストン34が戻され、開口部37を開放する。また、この差圧開閉弁30は、圧力差が一定圧(0.1[MPa])以上の場合には、図3(b)に示すように、圧力差によってピストン34が押され、開口部37を閉止する。
[火災発生時の動作]
火災が発生すると、火災発生部直上かその付近の火災感知器109が火災を検出して火災信号を発生する。この火災信号は、防災受信盤20を経由して制御部10に送出される。制御部10は、弁部6を開放状態にするとともに、加圧送水装置8を作動させる。
また、制御部10は電磁弁17を閉鎖する。また、二次配管4と吸引配管25との圧力差が一定圧(0.1[MPa])以上になるので、差圧開閉器30が閉鎖される。また、逆止弁27は消火用の水を通さない。これにより、一次配管3、弁部6、二次配管4を介してスプリンクラーヘッド2に消火用の水が圧送されて、二次配管4内が負圧状態から加圧状態へと速やかに変化し、スプリンクラーヘッド2から消火用の水が散布される。これにより、火災を最小限に防止することができる。
[誤放水時の動作]
スプリンクラーヘッド2が破損すると、スプリンクラーヘッド2の開口部より空気が流入し、二次配管104内の圧力が上昇する。すると、真空スイッチ16は、これを検出すると検出信号を制御部10に送出する。制御部10は、その検出信号を基に電磁弁17を開放させる。そして、吸引装置15の運転により当該故障スプリンクラーヘッド2の接続されている二次配管4の内部を連続して吸引する。これにより、スプリンクラーヘッド2からの放水が防止できる。このとき、開閉手段26(差圧開閉器30)は、二次配管4と吸引配管25との圧力差が一定圧(0.1[MPa])未満なので、開閉手段26(差圧開閉器30)の開放状態が続き、二次配管4の末端側であっても、負圧を保った状態となり、二次配管4の末端側のスプリンクラーヘッド2であっても、確実に、スプリンクラーヘッド2からの放水を防止できる。
[火災感知器誤動作時の動作]
火災感知器9が誤動作をすると、火災発生時と同様に弁部6が開放されるとともに、加圧送水装置8が運転される。すると、弁部6、二次配管4に消火用の水が流入して、二次配管4内が負圧から正圧加圧されて、スプリンクラーヘッド2より放水準備完了となる。
このとき、二次配管4と吸引配管25との圧力差が一定圧(0.1[MPa])以上になるので、差圧開閉器30が閉鎖される。また、逆止弁27は消火用の水を通さない。
誤動作が確認されて、誤作動原因を排除する。この誤作動原因を排除の後に、防災受信盤20、弁部6を復旧操作をする。復旧が終了すると、真空スイッチ16は高い圧力を検出しているので、電磁弁17を開放するとともに、吸引装置15を運転することにより、二次配管4内を圧力が低下して負圧になる。
通常監視圧力にまで低下すると、真空スイッチ16がこれを検出して復旧完了となる。電磁弁17を閉止し、かつ、吸引装置15を停止させる。このときに、二次配管4と吸引配管25との圧力差が一定圧(0.1[MPa])未満になると、差圧開閉器30が開放し、末端側も確実に負圧を維持することになる。
図4は、本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの他の実施形態における概略的説明図である。
他の実施形態における負圧湿式スプリンクラーシステム1aが、図1に示す負圧湿式スプリンクラーシステム1と異なるところは、開閉手段26を、圧力スイッチ41、自動弁42及び制御装置43で構成した点にあり、他の構成は図1に示す負圧湿式スプリンクラーシステム1と同じであるので、図1に示す負圧湿式スプリンクラーシステム1と同一の符号を付し、説明を省略する。
また、圧力スイッチ41は、圧力が一定圧(0.1[MPa])以上のときにON信号を出力し、圧力が一定圧(0.1[MPa])未満のときにOFF信号を出力する装置である。この圧力スイッチ41は、高設置位置S面に配置された二次配管4の上側に、図5に示すように配置する。また、この圧力スイッチ41は、図示しない信号線を介して制御装置43に接続されており、検出信号(開閉信号)を制御装置43に供給できるようになっている。
制御装置43は、前記圧力スイッチ41からの信号を取り込み、その信号を基に開閉駆動信号を出力することができるようになっている。この制御装置43の出力信号は、図示しない信号線を介して自動弁42に接続されている。
自動弁42は、前記制御装置43からの開閉駆動信号に応じて開放または閉止される弁であり、図5に示すように、高設置位置S面に配置された二次配管4の上側と吸引配管25との間に配置されて二次配管4と吸引配管25とを連通できるようになっている。
図5は、本発明に係る負圧湿式スプリンクラーシステムの実施形態において使用する開閉手段(自動弁、圧力スイッチ、制御装置)の動作を説明するために示す図であって、図5(a)が差圧が一定値未満の場合の動作状態を、図5(b)が差圧が一定値以上の場合の動作状態を、それぞれ示す図である。
通常時は、圧力スイッチ41は、一定圧(0.1[MPa])未満であってOFF信号が出力されるので、図5(a)に示すように自動弁42は開放し、二次配管4と吸引配管25とが連通状態にある。
また、一次配管3及び弁部6を介して二次配管4に加圧水が流入して圧力が正圧力になると、圧力スイッチ41がONとなり、ON信号が制御装置43に入力されて、図5(b)に示すように自動弁42が閉止する。これにより、二次配管4内に流入した消火用の水は、吸引配管25に流れ込むのを防止することができる。
1 負圧湿式スプリンクラーシステム
2 スプリンクラーヘッド
3 一次配管
4 二次配管
5 給水配管
6 弁部
8 加圧送水装置
9 火災感知器
10 制御部
11 負圧状態確保手段
12a 吸引分岐配管
16 真空スイッチ
17 電磁弁
25 吸引配管
26 開閉手段
27 逆止弁
30 差圧開閉弁
41 圧力スイッチ
42 自動弁
43 制御装置

Claims (3)

  1. スプリンクラーヘッドと、消火水主管である一次配管及びスプリンクラーヘッドに消火用の水を導く二次配管からなる給水配管と、一次配管と二次配管の間に設けられた弁部と、貯水槽内の水を吸い込み加圧して前記給水配管の一次配管に送り込む加圧送水装置と、スプリンクラーヘッドよりも早く火災を検知して火災信号を出力する火災感知器と、火災感知器からの火災信号を基に加圧送水装置及び弁部の開閉を制御する制御部と、前記二次配管の立ち上げ分岐管に吸引分岐配管の一端側を接続するとともに、当該吸引分岐配管の他端側を吸引手段に連通し、かつ前記吸引分岐配管に立ち上げ分岐管の側から真空スイッチ、電磁弁の順で配置してなり、前記二次配管内を負圧状態に維持する負圧状態確保手段とから構成されている負圧湿式スプリンクラーシステムにおいて、
    吸引配管の一端を立ち上げ分岐管付近の吸引分岐配管に連通し、吸引配管の他端を二次配管末端側まで延設し、
    高設置位置における二次配管と前記吸引配管とを、一定差圧未満で開放され、一定以上の差圧で閉鎖される開閉手段をもって接続し、
    前記吸引配管の立ち上げ分岐管近くに吸引分岐配管方向に開放する逆止弁を設けてなることを特徴とする負圧湿式スプリンクラーシステム。
  2. 前記開閉手段は、圧力差が一定圧より小さいときに、バネによってピストンが戻され開口部を開放し、圧力差が一定圧より大きいときに、ピストンが流体に押されて開口部を閉止する差圧開閉器であって、この差圧開閉器はピストン側が二次配管に接続されるように配置したものであることを特徴とする請求項1記載の負圧湿式スプリンクラーシステム。
  3. 前記開閉手段は、圧力が一定圧未満のときに第1状態信号を出力し、圧力が一定圧より大きいときに第二状態信号を出力する圧力スイッチと、前記圧力スイッチからの信号を取り込み、その信号を基に開閉駆動信号を出力する制御装置と、前記制御装置からの開閉駆動信号に応じて開放または閉止する自動弁とを備えたことを特徴とする請求項1記載の負圧湿式スプリンクラーシステム。
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