JP5827151B2 - 湿式スプリンクラーシステム - Google Patents

Description

本発明は、二次側配管内が水で充填された状態を常態とする湿式スプリンクラーシステムにおいて、スプリンクラーヘッドの誤作動による水損を少なくした湿式スプリンクラーシステムに関する。

スプリンクラーシステムは、大別すると湿式と乾式とがある。常態で二次側配管に水が充填されるか否かで分類される（例えば、特許文献１、２参照）。寒冷地では凍結の恐れがあるため乾式が用いられるが、耐久性や火災時の迅速性を考慮して、全体的には湿式が多く用いられているのが現状である。この湿式スプリンクラーシステムにおいては、スプリンクラーヘッドの誤作動による水損が問題になっている。

図８は、その湿式スプリンクラーシステムの主要部の概略構成図である。湿式スプリンクラーシステム１００において、地上又は地下の消火水槽１６に蓄えられた水は、ポンプ１４、一次側配管２２、流水検知装置２６、二次側配管２４、スプリンクラーヘッド１２を経由して放水される。一次側配管２２は、水供給手段の一部であるポンプ１４に接続され、各階に立ち上がって配管されている。二次側配管２４は、各階で一次側配管２２から連通して分岐され、各階の天井に略並行に伸長した後に更に連通して分岐し、鉛直方向に垂下した立ち下げ配管２４ａを形成している。その立ち下げ配管２４ａの先端部には、各階の天井部から露出した状態でスプリンクラーヘッド１２が取り付けられている。

スプリンクラーヘッド１２は、その先端面に多数の放水孔（図示せず）を備えており、平常時にはその放水孔は閉鎖され、周囲が例えば摂氏７２度といった所定の高温状態になった際に、放水孔が開放され水等を噴出するという機能をそれぞれ独立して有している。この放水孔の開放には低融点金属の高温軟化を利用したものが一般的であるが、上記機能を達成可能であれば、その他いずれの構造・構成を有していても良い。

一次側配管２２のポンプ１４の近傍には、圧力センサ３４が設けられており、この圧力センサ３４は、一次側配管２２の水圧が所定の圧力以下になると水供給信号ＭＳが発せられ、制御盤３２に送られる。本システムの制御部としての制御盤３２は、水供給信号ＭＳを受信すると、ポンプ１４を駆動するように構成されている。

また、湿式スプリンクラーシステム１００は、火災感知手段である火災感知器４０を備えている。火災感知器４０は、火災状態を検出する手段として各階に設けられている。煙や火炎、周囲温度を高感度且つ高速に感知し、設置環境が所定温度等に達した際には、火災感知器４０が作動し火災信号ＦＳを発する。火災受信機３０は、その信号を受け、火災発生警報を表示する。こうした火災感知器４０は、スプリンクラーヘッド１２よりも周囲温度等を即時に検出・設定できるものが選定されている。

上記の構成に加え、一次側配管２２には、補助一次側配管２３が並列に連通して設けられており、この補助一次側配管２３に補助圧力センサ３６、逆止弁１９、補助ポンプ２０が接続されている。二次側配管２４に充填されている水は、自然蒸発又は配管の継目から漏水等により失われ、これにより補助一次側配管２３の水圧が低下する。水圧が低下すると、補助圧力センサ３６がそれを検知して補助水供給信号ＣＭＳを制御盤３２に送出し、制御盤３２は制御信号ＣＳ２を送出して補助ポンプ２０を起動させる。補助ポンプ２０の吐出量は毎分２、３リットルであり、二次側配管２４に水が補給され補助一次側配管２３の水圧が所定の圧力に到達したときに、補助圧力センサ３６が補助水供給停止信号ＣＭＴＳを制御盤３２に送出し、制御盤３２は制御信号ＣＳ３を送出して補助ポンプ２０を停止させる。このような操作により、常に二次側配管２４内に水が充填される。

火災が発生した場合、火災感知器４０が火災状態を感知し火災信号ＦＳを火災受信機３０へ送り、火災受信機３０に火災発生警報が表示される。続いて、スプリンクラーヘッド１２が熱を受け作動すると、二次側配管２４内の水がスプリンクラーヘッド１２から噴射され、一次側配管２２の水圧が低下する。一次側配管２２の水圧が０．５ＭＰａまで下がると、圧力センサ３４が水供給信号を送出し、制御盤３２はそれを受けてポンプ１４を運転させる。これにより、一次側配管２２から二次側配管２４へ連続的に水供給の行われた流水状態となり、流水検知装置２６が作動して流水警報表示が行われる。こうした一連の動作により、スプリンクラーヘッド１２から連続的に多量の水が放水され、消火が行われる。

特許第３２６４９３９号公報 ＷＯ２００９/０９６０３５０Ａ１

上述の湿式スプリンクラーシステム１００において、スプリンクラーヘッド１２が誤動作を起こすと、二次側配管２４の水が放出される。すると、補助一次側配管２３の補助圧力センサ３６が、まず圧力低下を感知し、補助ポンプ２０を起動させる。しかし、補助ポンプ２０の吐出量は前述のように毎分２、３リットルと小さいため圧力低下は止まらず、さらに低下し続ける。そして、一次側配管２２の水圧が０．５ＭＰａまで低下すると、圧力センサ３４が水供給信号ＭＳを送出し（オン状態となり）、ポンプ１４が起動する。ポンプ１４が起動すると、大量の水がポンプ１４から吐出され、損傷したスプリンクラーヘッド１２から連続して水が流れ続けることになる。

したがって、スプリンクラーヘッド１２の誤作動、又は二次側配管２４の亀裂若しくは一次側配管２２の亀裂等が発生し、水漏れが起きた場合には、一次側配管２２の圧力センサ３４がオン状態となり、ポンプ１４が起動して水損を発生するという問題があった。ポンプ１４の吐出量は、少なくとも毎分１０００リットル以上あるので、その水損は甚大である。

上述した問題は、特許文献１に開示されている真空湿式スプリンクラーシステムにおいては発生しない。これは、二次側配管内の水を吸引ポンプによって火災発生時以外は吸引しているためである。しかし、既存の湿式スプリンクラーシステムを特許文献１に開示されたシステムに変更するには、そのための設備を新たに付加しなければならず、時間とコストが掛かり実際的ではない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の単純な湿式スプリンクラーシステムにおいて、スプリンクラーヘッドの誤作動や一次側又は二次側配管の亀裂等が発生してもポンプが起動しない水損を抑えた湿式スプリンクラーシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の湿式スプリンクラーシステムは、
個別作動式のスプリンクラーヘッドと、該スプリンクラーヘッドへの水の供給が可能な水供給手段と、該水供給手段へ連結された一次側配管と、該一次側配管から連通して分岐され前記スプリンクラーヘッドへ連結された、水で充填された状態を常態とする二次側配管と、前記一次側配管に接続され該一次側配管内の水圧を検知し所定の圧力以下になった時に前記水供給手段を水供給状態とするための水供給信号を送出する圧力センサと、火災状態を感知して火災信号を送出する火災感知手段と、前記圧力センサからの水供給信号と、前記火災感知手段からの火災信号との両方の信号を認識したときに、前記水供給手段を水供給状態とする制御部と、を有する湿式スプリンクラーシステムにおいて、
前記一次側配管に連通して並列に設けられた補助一次側配管と、該補助一次側配管に連結された補助水供給手段と、前記補助一次側配管に接続され該補助一次側配管の水圧を検知し所定の圧力以下になった時に前記補助水供給手段を水供給状態とするための補助水供給信号を送出し、前記補助一次側配管の水圧が所定の圧力以上になった時に前記補助水供給手段の水供給状態を停止とするための補助水供給停止信号を送出する補助圧力センサと、前記二次側配管に接続され該二次側配管の水圧を検知し所定の圧力以下になった時に前記補助水供給手段の水供給状態を停止とするための補助水供給停止信号を送出する二次圧力監視センサと、
前記二次圧力監視センサからの補助水供給停止信号を受信したときに、前記補助水供給信号に関わらず前記補助水供給手段を強制的に停止させる補助制御部と、を有することを特徴とする湿式スプリンクラーシステム。

この構成により、水供給手段は、制御部が火災信号と圧力センサの水供給信号の両方の信号を受信したときに初めて水供給状態となる。したがって、例えば、スプリンクラーヘッドが破損等により誤動作した場合、一次側配管の水圧が下がり続け、圧力センサにより水供給信号が発せられるが、制御部は火災信号を受信しないため水供給手段が水供給状態とはならず水損を低く抑えることが可能である。なお、通常の火災時には、制御部は火災信号と水供給信号の両方の信号を受信するので、水供給手段を水供給状態とすることができる。

更に、二次圧力監視センサにより二次側配管の水圧が所定の圧力以下になったときに、補助水供給信号に関わらず補助水供給手段が強制的に停止されるので、水損を更に低く抑えることができる。すなわち、水供給手段を水供給状態としない構成に加え、補助水供給手段も水供給状態とならないことから、水損を更に抑えることができる。

本発明の湿式スプリンクラーシステムによれば、スプリンクラーヘッドからの連続放水は、火災信号と圧力センサの水供給手段を水供給状態とする水供給信号の両方の信号を受信したときに可能となる。したがって、例えば、スプリンクラーヘッドの誤作動等では水供給手段が水供給状態にはなり得ず、水損を低く抑えることが可能であり、信頼性の高い湿式スプリンクラーシステムを構築することができる。

本発明の湿式スプリンクラーシステムの主要部の概略構成図である。 図１の湿式スプリンクラーシステムに係り、火災発生時の動作フローについて示す。 図１の湿式スプリンクラーシステムに係り、火災発生時の一次側配管及び二次側配管の水圧の時間経過について示す。 図１の湿式スプリンクラーシステムに係り、スプリンクラーヘッド誤作動時の動作フローについて示す。 図１の湿式スプリンクラーシステムに係り、スプリンクラーヘッド誤作動時の一次側配管及び二次側配管の水圧の時間経過について示す。 図１の湿式スプリンクラーシステムに係り、通常時の一次側配管及び二次側配管の水圧の時間経過について示す。 本発明の第２の実施の形態に係り、スプリンクラーヘッド誤作動時の動作フローについて示す。 従来の湿式スプリンクラーシステムの主要部の概略構成図である。

本発明の実施の形態を、以下図面を参照しながら詳述する。図１は、本発明の湿式スプリンクラーシステム１０の主要部の概略構成図である。従来技術で示した湿式スプリンクラーシステム１００と構成は略同一であるが、制御盤３３の構成が異なる。制御盤３３は、本システムの制御部として具備され、外部からの各種信号を受け取ることが可能な入力部（図示していない）、予め組まれた制御論理に従って機能するメモリやリレー回路等で構成された判断部（図示していない）、ポンプ１４や補助ポンプ２０へ制御信号（ＣＳ１、ＣＳ２）等を送出し電力を供給させる出力部（図示していない）を有している。また、本実施の形態では、二次側配管２４内の水圧を検知するため、二次圧力監視センサ３８が各階の流水検知装置２６に取り付けられている。

（火災発生時）
図２は、火災発生時の動作フローを示す。図３は、火災発生時の一次側配管２２と二次側配管２４の水圧の時間経過を示す。火災発生（ステップＳ１）により、火災感知器４０が作動し、火災信号ＦＳが火災受信機３０に送出され、火災発生表示（ステップＳ２）が行われる。そして、火災信号ＦＳは制御盤３３へ送出される。

スプリンクラーヘッド１２が火災により作動（ステップＳ４）すると、一次側配管２２、補助一次側配管２３及び二次側配管２４の圧力が低下する（ステップＳ５）。補助一次側配管２３の水圧が０．６０Ｍｐａまで下がると、補助圧力センサ３６が作動し、補助水供給信号ＣＭＳを制御盤３３へ送出する。制御盤３３は、この補助水供給信号ＣＭＳを受信し補助ポンプ２０を運転させるが、吐出量が少ないため、一次側配管２２及び補助一次側配管２３の水圧は更に下がり続ける。一次側配管２２の水圧が０．５Ｍｐａまで下がると、圧力センサ３４が作動し（ステップＳ６）、水供給信号ＭＳが送出される。制御盤３３の判断部では、火災信号ＦＳと水供給信号ＭＳの両方を受信したので、ポンプ１４の運転を開始する制御信号ＣＳ１を送る。主ポンプ１４はその制御信号ＣＳ１を受信して運転を開始する（ステップＳ７）。火災信号ＦＳ、圧力センサの水供給信号ＭＳの何れか１つの信号だけでは主ポンプ１４は稼働状態とはならないように制御盤３３が制御している。

ポンプ１４が運転状態になると、一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧が上昇し（ステップＳ８）、火災により作動したスプリンクラーヘッド１２から大量の水が連続で放出され、消火が行われる（ステップＳ９）。また、二次側配管２２には一定量の水が連続して流れるので、流水検知装置２６が作動し（ステップＳ１０）、火災受信機３０にて流水警報表示が行われる（ステップＳ１１）。

（スプリンクラーヘッド誤作動時）
図４は、スプリンククラーヘッド誤作動時の動作フローを示す。図５は、スプリンクラーヘッド誤作動時の一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧の時間経過を示す。スプリンクラーヘッド１２が誤作動により破損すると（ステップ１１）、その破損したスプリンクラーヘッド１２から散水が行われる（ステップ１２）。この散水により、一次側配管２２、補助一次側配管２３及び二次側配管２４の水圧が低下する（ステップＳ１３）。

補助一次側配管２３の水圧が０．６Ｍｐａまで下がると、補助圧力センサ３６が作動して補助水供給信号ＣＭＳを送出し（ステップＳ１４）、補助ポンプ２０を作動させる（ステップＳ１５）。補助ポンプ２０の作動により、一次側配管２２及び二次側配管２４に水が供給されるが、補助ポンプ２０の吐出量は小さいので一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧は更に下がり続け、一次側配管２２の圧力センサ３４が作動する０．５Ｍｐａに到達する。

ここで、従来技術では、一次側配管２２の水圧が０．５Ｍｐａまで下がると、圧力センサ３４が作動し、直ちにポンプ１４の運転が開始され、大量の水が誤作動を起こしたスプリンクラーヘッド１２から放出され、甚大なる被害を被っていた。本願発明では、一次側配管２２の水圧が０．５Ｍｐａまで下がり圧力センサ３４が作動し、水供給信号ＭＳが制御盤３３に送られてもポンプ１４は稼働しない。火災信号ＦＳがないためである。

一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧が更に下がり続け、二次側配管２４の水圧が０．１０Ｍｐａまで下がると、二次側配管２４の二次圧力監視センサ３８が作動し（ステップＳ１６）、補助水供給強制停止信号を火災受信機３０に送出する。火災受信機３０は、減圧警報表を表し（ステップＳ１７）、その信号を制御盤３３に送出する。制御盤３３は、水供給信号ＭＳに関わらず強制的に補助ポンプ２０を停止させる（ステップＳ１８）。これにより、誤作動を起こしたスプリンクラーヘッド１２からの水の放出が止まる（ステップＳ１９）。この場合、ポンプ１４及び補助ポンプ２０は運転されないものの、二次側配管２４内に溜まっている水が誤作動を起こしたスプリンクラーヘッド１２から微量放出されることとなる。この微量放出は、誤作動を起こしたスプリンクラーヘッド１２に連結している二次側配管２４内の水が無くなるまで続くこととなる。なお、制御盤３３の内部には、請求項２、３に係る補助制御盤が組み込まれているものとして説明している。

本実施の形態では、誤作動を起こしたスプリクラーヘッド１２から大量の水は放出されないもの、上述したように微量の放出が続き、水損を完全になくすことはできない。しかし、ポンプ１４が稼働した場合と比較すれば、水損をかなり低く抑えることが可能である。

（通常時）
図６は、通常時の一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧の時間経過を示す。二次側配管２２及び一次側配管２４の水圧は徐々に低下して行く。いわゆる自然減圧である。補助一次側配管２３の水圧が０．６Ｍｐａまで下がると補助圧力センサ３６が作動し、補助水供給信号ＣＭＳが送出され、補助ポンプ２０が作動する。これにより、一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧が上昇する。補助ポンプ２０の吐出量は小さいものの、水圧低下は僅かなので、直ぐに水圧は所定の圧力に達する。補助一次側配管２３の水圧が０．７Ｍｐａまで高くなると、補助圧力センサ３６は補助水供給停止信号を送出し、補助ポンプ２０の運転が停止される。このような補助ポンプ２０の運転、停止が繰り返し行われ、二次側配管２４は常態で水が充填された状態が保たれる。

本実施の形態では、スプリンクラーヘッド１２が誤作動を起こし、一次側配管２２の水圧が０．５Ｍｐａまで下がっても、直ちにポンプ１４が作動することがない。火災信号ＦＳと一次側配管２２の水圧が０．５ＭＰａまで下がった時に作動する圧力センサ３４の水供給信号ＭＳとのＡＮＤ条件によりポンプ１４が稼働する。したがって、スプリンクラーヘッド１２が誤作動を起こしても水損を低く抑えることが可能である。なお、スプリンクラーヘッド１２が誤作動を起こした場合について説明したが、例えば、地震等により一次側配管２２又は二次側配管２４に亀裂等が入り、漏水が発生した場合にも適用できる。

（第２の実施の形形態）
図１に示した湿式スプリンクラーシステム１０において、二次側配管２２に二次圧力監視センサ３８が設置できない場合について説明する。火災発生時及び通常時の動作フローは、二次圧力監視センサの信号とは関係がないため、第１の実施の形態と同一である。本実施の形態に係る、スプリンクラーヘッド１２の誤作動時のフローについて、以下説明する。図７に、その動作ブローを示す。

スプリンクラーヘッド１２が破損等により誤作動を起こし、その破損したスプリンクラーヘッド１２から散水が行われ、一次側配管２２、補助一次側配管２３及び二次側配管２４の水圧が低下することは第１の実施の形態と同じである（ステップＳ３１からステップＳ３３）。

また、補助一次側配管２３の水圧が０．６Ｍｐａまで下がると、補助圧力センサ３６が作動し、補助ポンプ２０が稼働すること、更に、補助ポンプ２０の稼働により、一次側配管２２及び二次側配管２４に水が供給されるが、補助ポンプ２０の吐出量は小さいので一次側配管２２及び二次側配管２４の水圧は更に下がり続け、圧力センサ３４が作動する０．５Ｍｐａに到達することも同様である（ステップＳ３４、３５）。

本実施の形態では、制御盤３３は、補助圧力センサ３６が作動して補助水供給信号ＣＭＳを送出した時に、この信号により補助ポンプ２０が稼働させるが、運転を開始してから、補助ポンプ２０の運転時間が所定時間以上（例えば、１０分間以上）運転しているがどうか判別する（ステップＳ３６）。条件を満たす場合には、減圧警報表示を行い（ステップＳ３）、補助水供給信号ＣＭＳに関わらず補助ポンプ２０を強制停止させる（ステップＳ３８）。これにより、スプリンクラーヘッド１２からの散水が停止される（ステップＳ３９）。条件を満たさない場合は、補助ポンプ２０の運転時間を監視続ける。ここで、判断基準を補助ポンプ２０が一定時間内に所定回数、例えば、１０分以内に２回動作を開始したときとしても良い。

このように構成することにより、二次側配管２４に二次圧力監視センサ３８が取り付けられない場合でも、スプリンクラーヘッド１２の誤作動による水損を更に低く抑えることが可能である。この場合、制御盤３３内に、補助ポンプ２０の稼働時間、稼働回数等を計測する回路等が組み込まれている。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、一次側配管２２とポンプ１４との間、及び補助一次側配管２３と補助ポンプ２０との間にそれぞれ逆止弁１０、１９が接続されている例を示したが、逆止弁１８、１９はなくても良い。

１０ 湿式スプリンクラーシステム
１２ スプリンクラーヘッド
１４ ポンプ
１６ 消火水槽
１８ 逆止弁
２０ 補助ポンプ
２２ 一次側配管
２４ 二次側配管
２４ａ 立ち下がり配管
２８ 逆止弁
３０ 火災受信機
３２ 制御盤
３４ 圧力センサ
３６ 補助圧力センサ
３８ 二次圧力監視センサ
４０ 火災感知器
ＦＳ 火災信号
ＭＳ 水供給信号

Claims (1)

1. 個別作動式のスプリンクラーヘッドと、
   該スプリンクラーヘッドへの水の供給が可能な水供給手段と、
   該水供給手段へ連結された一次側配管と、
   該一次側配管から連通して分岐され前記スプリンクラーヘッドへ連結された、水で充填された状態を常態とする二次側配管と、
   前記一次側配管に接続され該一次側配管内の水圧を検知し所定の圧力以下になった時に前記水供給手段を水供給状態とするための水供給信号を送出する圧力センサと、
   火災状態を感知して火災信号を送出する火災感知手段と、
   前記圧力センサからの水供給信号と、前記火災感知手段からの火災信号との両方の信号を認識したときに、前記水供給手段を水供給状態とする制御部と、を有する湿式スプリンクラーシステムにおいて、
   前記一次側配管に連通して並列に設けられた補助一次側配管と、
   該補助一次側配管に連結された補助水供給手段と、
   前記補助一次側配管に接続され該補助一次側配管の水圧を検知し所定の圧力以下になった時に前記補助水供給手段を水供給状態とするための補助水供給信号を送出し、前記補助一次側配管の水圧が所定の圧力以上になった時に前記補助水供給手段の水供給状態を停止とするための補助水供給停止信号を送出する補助圧力センサと、
   前記二次側配管に接続され該二次側配管の水圧を検知し所定の圧力以下になった時に前記補助水供給手段の水供給状態を停止とするための補助水供給停止信号を送出する二次圧力監視センサと、
   前記二次圧力監視センサからの補助水供給停止信号を受信したときに、前記補助水供給信号に関わらず前記補助水供給手段を強制的に停止させる補助制御部と、を有することを特徴とする湿式スプリンクラーシステム。

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