JP5666790B2 - 流水検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、スプリンクラー設備などの消火設備における流水検知装置に関する。

従来、スプリンクラー設備、泡消火設備、水噴霧設備においては、加圧送水装置からの加圧水をヘッドに供給する配管の途中に流水検知装置を設けている。

流水検知装置は、通常時、１次側と２次側が同圧状態であることから自重により弁体を閉鎖位置としている。火災時にヘッドから加圧水の散布が行われた場合には、２次側の圧力低下を受けて弁体を１次側圧力により開放し、弁体の開放を流水検知部により検知して所定の遅延時間後に流水検知信号を出力し、流水警報を出すようにしている。

またスプリンクラー設備、泡消火設備、水噴霧設備においては、火災発生時以外で漏水や環境温度の変化による圧力変動などの何らかの原因で設備全体の圧力が低下したときに、補助加圧ポンプが起動して配管内を昇圧するようにしている。この配管内の圧力を昇圧するために補助加圧ポンプの起動により流す流量を、弁体を作動せずに流すことから不作動流水量という。

このとき補助加圧ポンプから加庄水等が流水検知装置の１次側から２次側へ補給されるが、流水検知装置には流水警報(火災警報)を発しないようにする構造を設ける必要がある。

図６は従来の湿式流水検知装置の概略図であり、図６（Ａ）は不作動流水状態を示し、図６（Ｂ）は開放作動状態を示している。

図６（Ａ）の流水検知装置では、作動流量よりも少ない不作動流水が発生した場合に、主弁１００の中央部にある小弁１０２のみが開放して流水検知装置の２次側へ流水を開始する。

火災発生に伴うスプリンクラーヘッドからの放水等により、２次側の漏水等に対応した不作動流水量を越える流水が発生したときには、図６（Ｂ）に示すように流水検知装置の主弁１００が開弁し、１次側から２次側に加圧水が連続的に給水される。

主弁１００が開弁すると、弁シート座１０４に設けた孔を通って加圧水が流れ、オートドリップ１０６を通って排水される。弁シート座１０４に設けた孔からの流入量がオートドリップ１０６の排水量を上回ると圧力スイッチ１０８の接点が閉じ、遅延タイマーを作動して所定時間後に火災受信機などに流水検知信号を送出して流水警報（火災警報）を出すようにしている。なお、親子弁１１０は作動試験の際に開放される。

特開平７−３０８３９６号公報

しかしながら、このような従来の流水検知装置にあっては、不作動流水量を決める主弁１００に設けた小弁１０２の通水部は固定径のため、流水検知装置の使用圧力範囲(１次側に作用する圧力範囲)が広い場合は、１次側圧力が高くなるほど不作動流水量が増加するため、流水検知装置の不作動流水量と作動流水量の差が小さくなり、流水検知装置の作動が不安定となる等の問題が発生する。

この問題を解決するために意図的に不作動流水量が小さくなるような設計を行うことによって流水検知装置の作動特性を向上することができる。しかし、不作動流水量を小さくすると、補助加圧ポンプの運転など流水検知装置の２次側を昇圧する際に主弁が開放して流水警報を発してしまう新たな問題が発生する。

更に使用圧力範囲を大きくする場合は、高圧時に不作動流水量が流水検知装置の作動流量を超える可能性もあり、流水検知装置の機能を果たさないことも考えられる。

本発明は、１次側に作用する広い使用圧力範囲について高圧となっても安定した不作動流水量を確保して誤動作を防止する流水検知装置を提供することを目的とする。

本発明は、消火設備のヘッドに加圧水を供給する配管の途中に設けられ、１次側と２次側とを開閉する弁体を有し、弁体の開放による配管内の流水を検知して流水検知信号を出力する流水検知装置に於いて、
弁体の１次側と２次側とを連通する連通路と、
連通路に設けられ、ヘッドが作動していない通常時に２次側の圧力が低下した際に、１次側の圧力に関わらず所定流量の加圧水を、弁体を閉鎖状態で１次側から２次側へ供給する定流量機構と、
を備え、弁体は、
回動自在に軸支され、
通常時は自重及び１次側と２次側との面積差による荷重により閉鎖し、
ヘッドが作動して１次側から２次側へ供給される加圧水が所定流量を超えた際に開放することを特徴とする。
連通路は、弁体をバイパスするバイパス通路を形成し、バイパス通路に定流量機構を設ける。

本発明の別の形態にあっては、連通路は、弁体に連通穴を形成し、連通穴に定流量機構を設ける。

ここで弁体に設ける定流量機構は、弁体の連通穴から１次側に向けて先端を開口した円錐部を延在し、１次側圧力が高いときに２次側に押されて先端開口の穴径を減少させ、１次側圧力が低いときに１次側に復元して先端開口の穴径を増加させる定流量弁体を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、流水検知装置の１次側と２次側とを連通する連通路を形成し、連通路に定流量機構を設けたため、１次側に作用する圧力範囲が広くなっても、１次側圧力に依存せずに２次側配管の圧力を所定圧力に昇圧するために供給する不作動流水量を定流量とすることができ、１次側圧力が高くなって不作動流水量と作動流量の差がなくなって流水検知装置の動作が不安定になる問題を解消する。

また、１次側圧力が高圧となっても、不作動流水量を正確に設定できることで、高圧で作動流量の少ない高い安定性が求められる流水検知装置を実現することが可能となる。

本発明による流水検知装置の実施形態を示した説明図 図１の実施形態で用いる定流量弁の一例を示した説明図 図１の実施形態で用いる定流量弁の他の例を示した本説明図 図１の実施形態で用いる定流量弁の他の例を示した説明図 本発明による流水検知装置の他の実施形態を示した説明図 従来の流水検知装置を示した説明図

図１は本発明による流水検知装置の実施形態を示した説明図である。図１において、流水検知装置１０は、弁ボディ１２の下側に１次側となる流入口１４を形成し、上側に２次側となる流出口１６を形成している。流入口１４に対しては消火ポンプや補助加圧ポンプを備えた加圧送水装置からの加圧水が給水される。２次側となる流出口１６は例えば閉鎖型のスプリンクラーヘッドに対する配管が接続されている。

弁ボディ１２の内部には弁体１８が開閉自在に組み込まれている。通常時、流水検知装置１０の流入口１４の１次側と流出口１６の２次側の圧力はほぼ同圧であることから、弁体１８は自重により、及び弁体１８の一次側と二次側の面積差による閉鎖方向へ働く力により図示の弁シート２０に閉じた閉鎖位置となっている。弁シート２０の内部左側には通水口２２が開口され、通水口２２から配管２４によって、親子弁３０側に設けているオートドリップ２６に通水する経路が設けられている。弁体１８が閉鎖位置にあるときには弁シート２０と弁体１８の接触により通水口２２は閉鎖されている。

この配管２４は途中で分岐され、信号停止弁２９を介して圧力スイッチ２８を接続している。圧力スイッチ２８は、スプリンクラーヘッドの作動による流水で弁体１８が開放した際に、通水口２２から流れ込む水量がオートドリップ２６による排水量を上回ったときに圧力スイッチ２８を作動し、遅延タイマの作動により所定時間後に流水検知信号を出力することになる。

親子弁３０は、流水検知装置１０の作動テストの際に開放操作することで２次側に流水を発生させ、弁体１８を開放作動させる。

このような流水検知装置１０につき、本実施形態にあっては更に、１次側の流入口１４側から２次側の流出口１６側に向けて接続したバイパス配管３２の途中に定流量弁３４を設けている。

定流量弁３４は、スプリンクラーヘッドに対する２次側の配管圧力が漏水などにより低下した際に所定圧力に昇圧するために起動する例えば補助加圧ポンプからの加圧水の供給に対し、流入口１４に対する１次側圧力の如何に関わらず、所定流量となる不作動流水量を２次側配管に供給する。

即ち流水検知装置１０は、流入口１４に対する１次側の圧力範囲として、例えば高層階の建物のように、低層階では１次側圧力が高く高層階では１次側圧力が低いような状況に対応した１次側圧力範囲が広い場合についても、１次側圧力の如何に関わらず、補助加圧ポンプによる２次側圧力の回復のための不作動流水量を常に一定流量に保つことができる。

図２は図１の実施形態で用いる定流量弁の一例を示した説明図である。図２において、定流量弁３４は弁ボディ３６を有し、弁ボディ３６の左側に流入ポート３８を形成し、右側に流出ポート４０を形成している。

流入ポート３８側には、ストップリング４９による位置決めで弁穴４５を備えたピストン４４が摺動自在に組み込まれ、ピストン４４の右側にはスプリング４６がスプリングホルダー５０との間に配置され、更にスプリングホルダー５０とその右側のニードルホルダー４３との間にスプリング４８を配置している。ピストン４４の弁穴４５に対しては、その右側に配置したニードル４２の先端が位置しており、ニードル４２はニードルホルダー４３により弁ボディ３６に固定されている。

図２の定流量弁３４の動作は次のようになる。流入ポート３８の圧力が低い場合には、ピストン４４を押す力がスプリング４６，４８の押圧力よりも小さく、このためピストン４４はストッパリング４９に近い側に位置し、ニードル４２の先端と弁穴４５の間の開口面積が大きくなり、１次側圧力が低くとも一定流量を流出ポート４０に流す。

流入ポート３８の圧力が高い場合には、ピストン４４を押す力が増加してスプリング４６，４８に抗してピストン４４が右側に移動し、弁穴４５がニードル４２に近付くことで開口面積が低下し、これによって１次側圧力が高くとも一定流量を流出ポート４０に供給することができる。

図３は図１の実施形態で用いる定流量弁の他の例を示した説明図であり、この例にあっては、ニードル側を１次側圧力に応じて移動するようにしたことを特徴とする。

図３において、定流量弁３４は弁ボディ５１の左側に流入ポート５２を形成すると共に右側に流出ポート５４を形成し、内部にストッパリング５８で位置決めされたニードル５６を摺動自在に組み込み、ニードル５６の右側にスプリング６２を配置している。ニードル５６には連通穴６０が設けられ、ニードル５６の先端側の弁ボディ５１には弁穴６４が形成されている。

図３の定流量弁３４の動作としては、流入ポート５２に対する１次側圧力が低い場合にはニードル５６を右側に押す力が弱く、ニードル５６は弁穴６４から離れた位置にあるため、弁穴６４とニードル５６との間の隙間となる開口面積が大きく、１次側圧力が低くとも所定の流量を流出ポート５４に供給する。

１次側圧力が高い場合には、ニードル５６を押す力が増加することでスプリング６２を圧縮してニードル５６が右側に移動し、弁穴６４との間の開口面積を小さくし、１次側圧力が高くとも所定の流量を流出ポート５４に流すようになる。

図４は図１の実施形態で用いる定流量弁の他の例を示した説明図であり、ゴム製のフローワッシャーの変形を利用して定流量制御を行うようにしたことを特徴とする。

図４（Ａ）において、定流量弁３４は、弁ボディ６６の左側に流入ポート６８を形成し、右側に流出ポート７０を形成している。弁ボディ６６の内部には弁穴７６が開口され、弁穴７６の右側にストッパリング７５で抜け止めされた弾性を持つゴムで作られたフローワッシャー７２が組み込まれている。フローワッシャー７２はドーナツ状の部材であり、内部に弁穴７４を開口している。

図４の定流量弁３４の動作としては、流入ポート６８に対する１次側圧力が低い場合には、図４（Ａ）に示すようにフローワッシャー７２を押す力は小さく、フローワッシャー７２の変形量は少ないことから、そのときの弁穴７４で決まる開口面積に応じた所定流量を流出ポート７０に流している。

流入ポート６８に対する１次側圧力が高い場合には、図４（Ｂ）に示すようにフローワッシャー７２を押す力が増加し、フローワッシャー７２は弁穴７４を窄める円錐形状に変形し、弁穴７４の開口面積が減少し、これによって、１次側圧力が高くとも所定流量を流出ポート７０に供給することができる。

もちろん図１の実施形態に使用する定流量弁としては、図２〜図４に示した以外の適宜の構造の定流量弁を使用することができる。

図５は本発明による流水検知装置の他の実施形態を示した説明図であり、この実施形態にあっては、流水検知装置１０の弁体そのものに定流量弁体を組み込んだことを特徴とする。

図５において、流水検知装置１０は、弁ボディ１２の下側に流入口１４を形成し、上側に流出口１６を形成しており、内部に弁シート２０に対し開閉自在に弁体１８を設けている。また弁シート２０の通水口２２から配管２４によりオートドリップ２６及び圧力スイッチ２８に対する配管が行われ、更に配管３１により親子弁３０に対する配管が行われている。

弁体１８には連通穴７８が設けられ、連通穴７８に定流量弁体８０を装着している。定流量弁体８０は弾性を持つゴム材料で作られており、１次側圧力の増加による変位で開口８２の穴径を減少し、１次側圧力の低下による変位で開口８２の穴径を増加させることによって、１次側圧力の如何に関わらず２次側配管に対する加圧水の供給流量を所定流量とする定流量機構を構成している。

具体的には、定流量弁体８０は１次側に向けて絞り込んだ円錐部の先端に開口８２を形成した弾性を持つゴム材料で作られた部材であり、円錐底部を連通穴７８に組み込み固定している。この定流量弁体８０は、１次側圧力が低いときは変形量が少ないことから開口８２の開口面積は大きく、１次側圧力が低くとも所定流量を２次側に流すことができる。

一方、１次側圧力が高い場合には、定流量弁体８０は１次側圧力に押されて２次側に変形することで、開口８０が絞り込まれて開口面積が低下し、これによって１次側圧力が高くとも開口面積を小さくすることで２次側に対し所定流量を供給することができる。

このため図５の実施形態にあっても、２次側配管の圧力が漏水などにより低下して加圧送水装置の補助加圧ポンプなどの運転により２次側圧力を回復するための加圧水を供給する際には、１次側圧力の如何に関わらず定流量弁体８０が１次側圧力に応じた変形で開口８２の面積を調整することで、常に所定の流量を不作動流水量として２次側に供給して２次側圧力を回復させることができる。

もちろん、加圧送水装置より定流量弁体８０で制御している定流量に対応した不作動流水量を超える加圧水の供給を受けると弁体１８が開放し、２次側に加圧送水装置よりの加圧水を継続して供給する動作を行うことになる。

なお上記の実施形態は、定常監視状態で弁体の自重による閉鎖する構造の流水検知装置を例にとっているが、弁体と一体に形成したピストンをシリンダ室に自在に設け、バイパス配管に設けたパイロット弁などにより２次側圧力の低下を検出してピストンをリフトさせることで弁体を開放するリフト型の流水検知装置についても同様に適用できる。

また上記の実施形態にあっては、２次側の流水に応じた弁体の開放で圧力スイッチを作動して所定の遅延時間後に流水検知信号を出力する構成の流水検知装置を例に取っているが、弁体１８の開放を機械的にリンク機構などにより検出して、遅延タイマの作動により流水検知信号を出力する構造の流水検知装置についても、同様に適用することができる。

また本発明で使用する流水検知装置は、スプリンクラー設備、泡消火設備、水噴霧設備などの適宜の２次側配管の流水で消火を行う設備で使用する流水検知装置に適用することができる。

また、定流量弁８０は弁体１８に設けずに、例えば弁体１８の周囲の弁ボディ１２内に別途連通路を形成して定流量弁を備え、弁ボディ１２内に内蔵させるようにしても良い。

また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：流水検知装置
１２，３６，５１，６６：弁ボディ
１４：流入口
１６：流出口
１８：弁体
３２：バイパス配管
３４：定流量弁
３８，５２，６８：流入ポート
４０，５４，７０：流出ポート
４２，５６：ニードル
４３：ニードルホルダー
４４：ピストン
４５，６４，７４，７６：弁穴
４６，４８，６２：スプリング
５０：スプリングホルダー
６０：連通穴
７８：連通穴
８０：定流量弁体

Claims (4)

1. 消火設備のヘッドに加圧水を供給する配管の途中に設けられ、１次側と２次側とを開閉する弁体を有し、前記弁体の開放による前記配管内の流水を検知して流水検知信号を出力する流水検知装置に於いて、
   前記弁体の１次側と２次側とを連通する連通路と、
   前記連通路に設けられ、前記ヘッドが作動していない通常時に前記２次側の圧力が低下した際に、前記１次側の圧力に関わらず所定流量の加圧水を、前記弁体を閉鎖状態で前記１次側から２次側へ供給する定流量機構と、
   を備え、前記弁体は、
   回動自在に軸支され、
   前記通常時は自重及び１次側と２次側との面積差による荷重により閉鎖し、
   前記ヘッドが作動して前記１次側から２次側へ供給される加圧水が前記所定流量を超えた際に開放することを特徴とする流水検知装置。
   
2. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、前記連通路は、前記弁体をバイパスするバイパス通路を形成し、前記バイパス通路に前記定流量機構を設けたことを特徴とする流水検知装置。
   
3. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、前記連通路は、前記弁体に連通穴を形成し、前記連通穴に前記定流量機構を設けたことを特徴とする流水検知装置。
   
4. 請求項３記載の流水検知装置に於いて、前記定流量機構は、前記弁体の連通穴から前記１次側に向けて先端を開口した円錐部を延在し、１次側圧力が高いときに２次側に押されて前記先端開口の穴径を減少させ、前記１次側圧力が低いときに前記１次側に復元して前記先端開口の穴径を増加させる定流量弁体を備えたことを特徴とする流水検知装置。
   
   

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