JP6845049B2 - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Description

この発明は、乾式又は予作動式のスプリンクラ消火設備に関する。

スプリンクラ消火設備としては、一般的には、警報弁（「流水検知装置」とも称される。）の一次側と二次側の配管内に消火水が常時加圧充填される湿式の設備が用いられているが、防護対象物によっては、警報弁の二次側の配管内に常時、加圧気体が充填される乾式又は予作動式の設備も用いられている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、乾式のスプリンクラ消火設備は、例えば、外軒下や寒冷地で暖房のない建物等、配管内の消火水が凍結する可能性のある対象物に用いられている。そして、常時は、警報弁の閉鎖状態が保持されて、二次側の配管内に消火水が流れるのが遮断されており、火災時は、スプリンクラヘッドが開作動することにより、警報弁が開放して、二次側の配管内に消火水が流れ、末端のスプリンクラヘッドから放水されるようになっている。

また、予作動式のスプリンクラ消火設備は、例えば、通信機器室や電算室等、スプリンクラヘッドの破損等による水損を特に避ける必要性のある対象物に用いられている。そして、警報弁やスプリンクラヘッド等に加えて火災感知器をさらに備えており、火災時、火災感知器が作動することにより、警報弁が開放するようになっている。すなわち、スプリンクラヘッドのみが誤作動したとしても、それだけでは警報弁が開放しないようになっており、それにより水損を防止することができるようになっている。

特開２０１３−１９２５８３号公報

ここで、乾式又は予作動式のスプリンクラ消火設備は、湿式の設備も同様ではあるが、警報弁の二次側の配管が各防護区画に向けて複数の分岐管に分岐しており、それら複数の分岐管のそれぞれにスプリンクラヘッドが設けられている。

そのような乾式又は予作動式のスプリンクラ消火設備において、警報弁が誤開放した際には、その設備復旧時、二次側の配管に流れた消火水の水抜きの作業をする必要があるが、複数の分岐管まで流れた消火水の水抜きの作業をするのは煩雑であり、容易ではないという問題がある。

また、火災により警報弁が正常に開放した際には、複数の分岐管の全てに消火水が流れるため、開作動したスプリンクラヘッドが接続されている分岐管が最も末端に位置するものであった場合、その分岐管が充水状態になるまで時間が掛かってしまい、開作動したスプリンクラヘッドからの放水の開始が遅くなるという問題がある。

なお、設備設計上は、火災によるスプリンクラヘッドの開作動から１分以内に複数の分岐管の全てが充水状態になるようにしており、遅くなったとしても、その開作動から１分以内に放水が開始されるようにしている。しかしながら、消火水を圧送する消火ポンプとして容量の大きなものを使用しなければならず、設備コストが高くなっている。

この発明は、上記の事情に鑑み、配管からの水抜きの作業を容易にすることができると共に、スプリンクラヘッドからの放水の開始を早くすることができるスプリンクラ消火設備を提供することを目的とする。

この発明は、常時は閉止している警報弁の二次側に位置して設けられ、該警報弁の二次側に基端側が接続された二次側本管を有すると共に、該二次側本管から分岐し、それぞれにスプリンクラヘッドが接続された複数の分岐管を有する二次側配管を備え、常時は該二次側配管内に加圧気体が充填されて第１圧力に保持されるスプリンクラ消火設備において、前記二次側配管内には、消火水が前記警報弁を介して前記第１圧力より高い第２圧力に制御されて供給されるものとすると共に、前記複数の分岐管のそれぞれの基端側に、一次側圧力と二次側圧力とが同じ圧力に保持されている際には閉止している一方、一次側圧力が二次側圧力よりも高くなる際に、一次側と二次側との間に所定の大きさの差圧が発生することにより開放する開放弁を設け、該開放弁は、前記警報弁が開放して一次側圧力が前記第２圧力になる際に、二次側のスプリンクラヘッドが開作動しておらず、二次側圧力が前記第１圧力に保持されているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧では開放しない一方、前記警報弁が開放して一次側圧力が前記第２圧力になる際に、二次側のスプリンクラヘッドが開作動し、二次側圧力が大気圧に低下しているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧で開放することを特徴とするスプリンクラ消火設備である。

また、この発明は、前記二次側本管における前記警報弁近傍の位置に、前記複数の分岐管のそれぞれの基端側に設けたのと同様の開放弁をさらに設けたことを特徴とするスプリンクラ消火設備である。

また、この発明は、前記二次側本管を、前記警報弁の二次側に基端側が接続された二次側元本管と、その二次側元本管から分岐する複数の二次側分岐本管とを有するものとして、該複数の二次側分岐本管のそれぞれの基端側に、前記複数の分岐管のそれぞれの基端側に設けたのと同様の開放弁をさらに設けたことを特徴とするスプリンクラ消火設備である。

前記開放弁は、その弁体が一次側受圧部の受圧面積よりも二次側受圧部の受圧面積の方が所定の比で大きくなるように形成されており、それにより開閉動作が制御されることを特徴とするスプリンクラ消火設備である。

前記開放弁は、前記弁体の一次側受圧部と二次側受圧部との間を貫通し、一次側と二次側とを連通する連通口が設けられており、該連通口には、常時は該連通口を開放する一方、前記弁体が閉止している状態で一次側圧力が前記第２圧力になる際には該連通口を閉止する補助弁が設けられていることを特徴とするスプリンクラ消火設備である。

前記開放弁は、前記弁体が着座するシート部に設けられた中間室であって、前記弁体が着座している際に、前記一次側受圧部の周囲部分に対向する開口を有すると共に、弁箱外部に連通する連通部を有する中間室が設けられており、該連通部には、弁箱外部側の末端開口に、常時は該末端開口を開放して該中間室を大気開放する一方、前記弁体が開放して前記第２圧力の消火水が流入する際には該末端開口を閉止する空気抜き弁が設けられていることを特徴とするスプリンクラ消火設備である。

この発明においては、開放弁により、開作動したスプリンクラヘッドが設けられている分岐管内に向けて選択的に消火水が流れるようにすることができる。

それにより、警報弁が誤開放したとしても、スプリンクラヘッドが開作動していない限り、複数の分岐管内にまで消火水が流れることなく、設備復旧の際の配管からの水抜きの作業を容易にすることができる。また、火災時には、複数の分岐管内のうち、スプリンクラヘッドが開作動した分岐管内に向けてのみ消火水が流れることとなり、その分岐管内の充水に要する時間を短くすることができ、その開作動したスプリンクラヘッドからの放水の開始を早くすることができる。

したがって、この発明によれば、配管からの水抜きの作業を容易にすることができると共に、スプリンクラヘッドからの放水の開始を早くすることができるスプリンクラ消火設備を提供することができる。

なお、この発明においては、常時の二次側配管内の加圧気体の第１圧力を低くすることができる。それにより、設備設計上、二次側配管の耐圧性能を低くすることができ、設備コストを安くすることができる。

また、この発明においては、二次側本管における警報弁近傍の位置にも開放弁を設けることにより、警報弁が誤開放したとしても、スプリンクラヘッドが開作動していない限り、消火水が流れるのはその警報弁近傍の位置に設けた開放弁までとすることができ、設備復旧の際の配管からの水抜きの作業をさらに容易にすることができる。なお、警報弁は、排水弁が設けられたものとすることができ、水抜きの作業は、その警報弁に設けられた排水弁を開放することにより行うようにすることができる。

また、この発明においては、二次側本管を、警報弁の二次側に接続された二次側元本管と、その二次側元本管から分岐する複数の二次側分岐本管とを有するものとすることができるが、そのようにする場合でも、複数の二次側分岐本管のそれぞれの基端側にも開放弁を設けることにより、それら複数の二次側分岐本管内を含めて、スプリンクラヘッドが開作動した分岐管内に向けて選択的に消火水が流れるようにすることができる。すなわち、そのようにする場合でも、警報弁が誤開放したとしても、配管からの水抜きの作業を容易にすることができると共に、火災時には、スプリンクラヘッドが開作動した分岐管内の充水に要する時間を短くすることができ、その開作動したスプリンクラヘッドからの放水の開始を早くすることができる。

また、この発明においては、開放弁を、その弁体が一次側受圧部の受圧面積よりも二次側受圧部の受圧面積の方が所定の比で大きくなるように形成されたものとし、それにより開閉動作が制御されるものとすることにより、開放弁を、簡単な構造のものでありながら、前記の通り、開作動したスプリンクラヘッドが設けられている分岐管内に向けて選択的に消火水が流れるように制御するものとすることができる。

また、この発明においては、開放弁を、弁体の一次側受圧部と二次側受圧部との間を貫通し、一次側と二次側とを連通する連通口が設けられており、その連通口には、常時は連通口を開放する一方、弁体が閉止している状態で一次側圧力が第２圧力になる際には連通口を閉止する補助弁が設けられているものとすることにより、常時の二次側配管内の加圧気体による第１圧力を低くしつつも、二次側配管内に供給する加圧気体を連通口を介して流通させることができ、二次側配管内に加圧気体を容易に充填させることができると共に、その管内圧力を容易に第１圧力に保持することができる。また、弁体が閉止している状態で一次側圧力が第２圧力になる際には連通口を閉止するので、二次側のスプリンクラヘッドが開作動していない状態で、警報弁が誤開放した際には、開放弁の一次側に消火水が流入したとしても、その二次側に流れないようにすることができる。

また、この発明においては、開放弁を、弁体が着座するシート部に設けられた中間室であって、弁体が着座している際に、一次側受圧部の周囲部分に対向する開口を有すると共に、弁箱外部に連通する連通部を有する中間室が設けられており、連通部には、弁箱外部側の末端開口に、常時は末端開口を開放して中間室を大気開放する一方、弁体が開放して第２圧力の消火水が流入する際には末端開口を閉止する空気抜き弁が設けられているものとすることにより、一次側と二次側との間に生じる所定の設計差圧を基準として、弁体を開閉することができると共に、弁体が開放した際には、中間室に流入する消火水を末端開口から外部に排出することを防止することができる。

この発明のスプリンクラ消火設備の実施形態の一例を示した配管系統図であり、常時の監視状態を示している。 同上の配管系統図であり、火災時の作動状態を示している。 同上の配管系統図であり、警報弁が誤開放した際の状態を示している。 同上のスプリンクラ消火設備に用いる開放弁の一例を示した断面図であり、（ａ）が常時の監視状態、（ｂ）が警報弁が誤開放した際の状態、（ｃ）が火災時の作動状態をそれぞれ示している。

この発明のスプリンクラ消火設備の実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、この発明のスプリンクラ消火設備は、警報弁の二次側配管内に常時、加圧気体が充填される乾式の設備又は予作動式の設備に適用が可能なものである。図１乃至図３はいずれも、この発明のスプリンクラ消火設備における配管系統の一例を概略的に示した配管系統図であるが、その設備構成は、乾式の設備とする場合に対応するものであるのはもちろん、火災感知器等を別途備える予作動式の設備とする場合にも対応するものである。また、図４に示した開放弁も、乾式の設備とする場合にも、火災感知器等を別途備える予作動式の設備とする場合にも対応するものである。

図１乃至図３において、スプリンクラ消火設備１は、常時は閉止している警報弁２と、警報弁２の一次側に位置する一次側配管３と、警報弁２の二次側に位置する二次側配管４とを備えている。そして、一次側配管３は、末端側が警報弁２の一次側に接続されており、基端側に給水源（図示省略）からの消火水を圧送するための消火ポンプＰが接続されている。また、二次側配管４は、基端側が警報弁２の二次側に接続されている二次側本管５と、二次側本管５から各防護区画に向けて分岐して、複数のスプリンクラヘッド７がそれぞれに接続された複数のスプリンクラ分岐管（複数の分岐管の一例）６とを有している。

図１は、常時の監視状態を示したものである。同図に示したように、常時の監視状態においては、一次側配管３内は、消火ポンプＰにより加圧供給される消火水により充水しており（充水部分を塗りつぶして示している。）、管内圧力の監視手段や消火ポンプＰの起動・停止の制御手段等（何れも図示省略）により所定の圧力（以下「一次側監視圧」ともいう。）に保持される。また、二次側配管４内は、加圧気体導入手段の一例であるコンプレッサＣＰにより加圧供給される加圧気体が末端のスプリンクラヘッド７に至るまで充填されており、一次側配管３内と同様、管内圧力の監視手段やコンプレッサＣＰの起動・停止の制御手段（何れも図示省略）により所定の圧力（第１圧力の一例であり、以下「二次側監視圧」ともいう。）に保持される。

そして、スプリンクラ消火設備１は、警報弁２が開放した際に、警報弁２を介して消火水が二次側監視圧よりも高い給水圧力（第２圧力の一例であり、以下「二次側給水圧力」ともいう。）に制御されて二次側配管４内に供給されるものとしている。また、複数のスプリンクラ分岐管６のそれぞれの基端側に、一次側圧力と二次側圧力とが同じ圧力に保持されている際には閉止している一方、一次側圧力が二次側圧力よりも高くなる際に、一次側と二次側との間に所定の大きさの差圧が発生することにより開放する開放弁Ｋを設けたものとしている。具体的には、開放弁Ｋは、警報弁２が開放して一次側圧力が二次側給水圧力になる際に、二次側のスプリンクラヘッド７が開作動しておらず、二次側圧力が二次側監視圧に保持されているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧では開放しない一方、警報弁２が開放して一次側圧力が二次側給水圧になる際に、二次側のスプリンクラヘッド７が開作動し、二次側圧力が大気圧に低下しているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧で開放するものとしている。

つまり、スプリンクラ消火設備１は、警報弁２が開放した際に、開放弁Ｋにより、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けて選択的に消火水が流れるものとしている。

これにより、スプリンクラ消火設備１においては、警報弁２が誤開放したとしても、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していない限り、複数のスプリンクラ分岐管６内にまで消火水が流れることなく、設備復旧の際の配管からの水抜きの作業を容易にすることができる。また、火災時には、複数のスプリンクラ分岐管６内のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れることとなり、そのスプリンクラ分岐管６内の充水に要する時間を短くすることができ、その開作動したスプリンクラヘッド７からの放水の開始を早くすることができる。

ここで、開放弁Ｋは、複数のスプリンクラ配管６のそれぞれの基端側にのみ設けたものとしてもよいが、本実施形態の場合、二次側本管５を、警報弁２の二次側に接続されている二次側元本管５’と、その二次側元本管５’から各スプリンクラ分岐管６に向けて分岐する複数の二次側分岐本管５’’とからなるものとして、複数のスプリンクラ分岐管６を、それら複数の二次側分岐本管５’’から分岐するものとしており、その二次側元本管５’にも前記と同様の開放弁Ｋを設けたものとしていると共に、それら複数の二次側分岐本管５’’のそれぞれの基端側にも前記と同様の開放弁Ｋを設けたものとしている。なお、加圧気体導入手段の一例であるコンプレッサＣＰは、警報弁２の二次側において、最も上流側に位置する二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋの上流側に、例えばオリフィスを介して接続されたものとしている。

すなわち、スプリンクラ消火設備１は、本実施形態の場合、警報弁２が開放した際に、開放弁Ｋにより、二次側元本管５’と複数の二次側分岐本管５’’内を含めて、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けて選択的に消火水が流れるものとしている。

このスプリンクラ消火設備１は、警報弁２が開放した際に、開放弁Ｋにより、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けて選択的に消火水が流れるようにしていることにより、前記の通り、火災時において、複数のスプリンクラ分岐管６内のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れることになるが、複数の二次側分岐本管５’’内を含めて、そのようにしていることにより、火災時において、複数の二次側分岐本管５’’内を含めて、複数のスプリンクラ分岐管６のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れることになる。

具体的には、本実施形態の場合、火災時、その火災が発生した防護区画内にあるスプリンクラヘッド７のいずれかが開作動した際には、先ずは、開作動したスプリンクラヘッド７からそのスプリンクラヘッド７のあるスプリンクラ分岐管６内の加圧気体が外部に放出されて、その管内圧力が大気圧まで低下する。そのスプリンクラ分岐管６内の管内圧力の低下に伴って、基端側の開放弁Ｋが開放し、上流側の二次側分岐本管５’’内の加圧気体が外部に放出されて、その管内圧力が大気圧まで低下し、さらに上流側の警報弁２に接続されている二次側元本管５’内まで順次同様に、加圧気体が外部に放出されて、その管内圧力が大気圧まで低下する。一方、開作動したスプリンクラヘッド７のない他のスプリンクラ分岐管６内はいずれも、管内圧力が低下せず、二次側監視圧が維持される。また、開作動したスプリンクラヘッド７のあるスプリンクラ分岐管６が下流側にない二次側分岐本管５’’内もいずれも、管内圧力が低下せず、二次側監視圧に維持される。

それにより、警報弁２が開放した際に、二次側配管４内を流れる消火水は、スプリンクラヘッド７が開作動し、管内圧力が大気圧まで低下しているスプリンクラ分岐管６内に向けては、その上流側に位置する二次側分岐本管５’’内と二次側元本管５’内を含めて、それら配管に設けられている開放弁Ｋが二次側給水圧により開放して、それら開放弁Ｋを越えて消火水が流れることになる一方、スプリンクラヘッド７が開作動しておらず、二次側監視圧が維持されている他のスプリンクラ分岐管６に向けては、開作動したスプリンクラヘッド７のあるスプリンクラ分岐管６が下流側にない二次側分岐本管５’’内を含めて、それら配管に設けられている開放弁Ｋは開放せず、それら開放弁Ｋを越えては流れないことになる。すなわち、二次側元本管５’内から複数の二次側分岐本管５’’内を含めて、複数のスプリンクラ分岐管６内のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れることになる。

図２は、火災時の作動状態を示したものであり、警報弁２が開放した際のスプリンクラヘッド７に向けての消火水の流れの様子を示したものである（流水部分に斜線を付して示している。）。本実施形態の場合、例えば、この図２に示したような選択的な経路で複数の二次側分岐本管５’’内を流れて、複数のスプリンクラ分岐管６内のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れることになる。

スプリンクラ消火設備１においては、前記の通り、火災時において、複数のスプリンクラ分岐管６内のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れるようにしていることにより、そのスプリンクラ分岐管６内の充水に要する時間を短くすることができ、その開作動したスプリンクラヘッド７からの放水の開始を早くすることができるものであるが、本実施形態のように、二次側元本管５’から複数の二次側分岐本管５’’内を含めて、複数のスプリンクラ分岐管６内のうち、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けてのみ消火水が流れるようになっていることにより、そのスプリンクラ分岐管６内の充水に要する時間を、複数のスプリンクラ分岐管６のみに開放弁Ｋを設けた場合と比較して、さらに短くすることができ、その開作動したスプリンクラヘッド７からの放水の開始をさらに早くすることができる。

さらに、このスプリンクラ消火設備１は、警報弁２が開放した際に、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けて選択的に消火水が流れるようにしていることにより、前記の通り、警報弁２が誤開放したとしても、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していなければ、複数のスプリンクラ分岐管６内にまで消火水が流れないことになるが、本実施形態のように、二次側本管５中、最も上流側に位置し、警報弁２の二次側に接続されている二次側元本管５’にも開放弁Ｋを設けていることにより、そもそも、その二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋを越えては消火水が流れないことになる。

具体的には、本実施形態の場合、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していなければ、複数のスプリンクラ分岐管６内はいずれも、二次側監視圧が維持され、それにより複数の二次側分岐本管５’’内も二次側元本管５’内も、二次側監視圧が維持される。それにより、警報弁２が誤開放して二次側に消火水が供給されたとしても、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していなければ、警報弁２の二次側に接続されて、二次側本管５中、最も上流側に位置する二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋが開放せず、その開放弁Ｋを超えては消火水が二次側に流れることがなく、複数の二次側分岐本管５’’内のいずれにも消火水が流れることはないし、複数のスプリンクラ分岐管６内のいずれにも消火水が流れることはない。

図３は、非火災時、警報弁２が誤開放した際の状態を示したものであり、開放弁Ｋにより消火水の流れが遮断される様子を示したものである（流入部分を塗りつぶして示している。）。本実施形態によれば、警報弁２が誤開放して二次側に消火水が供給されたとしても、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していなければ、この図３に示したように、警報弁２の二次側に接続されて、二次側本管５中、最も上流側に位置する二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋまでしか消火水は流れず、複数の二次側分岐本管５’’内のいずれにも消火水は流れないし、複数のスプリンクラ分岐管６内のいずれにも消火水は流れない。

このスプリンクラ消火設備１においては、前記の通り、警報弁２が誤開放したとしても、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していない限り、複数のスプリンクラ分岐管６内にまで消火水が流れることなく、設備復旧の際の配管からの水抜きの作業を容易にすることができるが、本実施形態のように、スプリンクラヘッド７がいずれも開作動していなければ、警報弁２の二次側に接続されて、二次側本管５中、最も上流側に位置する二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋの二次側に消火水が流れないようにしていることにより、警報弁２が誤開放して消火水が二次側本管５に供給されたとしても、消火水が流れるのはその二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋの位置までとすることができ、二次側元本管５’に開放弁Ｋが設けられていない場合と比較して、設備復旧の際の配管からの水抜きの作業をさらに容易にすることができる。

ここで、前記のように開閉動作する開放弁Ｋの具体例について、図４に基づいて詳細に説明する。

開放弁Ｋとしては、例えば、図４の（ａ）乃至（ｃ）に示したような、弁箱１１内にスイング移動することにより流路を開閉する弁体１２を備えたスイング式の開閉弁を用いることができる。

この開放弁Ｋにおいて、弁体１２は、流路を閉止している状態で流路に対して垂直に対向する一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂとを有している。一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂは、二次側受圧部１２ｂの受圧面積の方が大きくなるように形成されており、一次側圧力と二次側圧力とが同じ圧力に保持されているときには、弁体１２を閉止させているものとしている。

図４（ａ）は、常時の監視状態を示したものであり、すなわち、一次側圧力と二次側圧力とがいずれも二次側監視圧に保持されている際の状態を示したものである。同図に示したように、この状態において、開放弁Ｋは、一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂの受圧面積の大小の違いにより閉止状態が保持されることになる。

さらに、一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂは、単に二次側受圧部１２ｂの受圧面積の方が大きくなるように形成されているだけでなく、所定の比で二次側受圧部１２ｂの受圧面積の方が大きくなるように形成されており、その所定の比の受圧面積の大小の違いにより、一次側圧力が二次側圧力よりも高くなる際に、一次側と二次側との間に所定の大きさの差圧が発生することにより弁体１２を開放させるものとしている。裏を返せば、一次側圧力が二次側圧力より高くても、差圧が所定の圧力未満であれば弁体１２は開放しない。具体的には、警報弁２が開放して一次側圧力が二次側給水圧になる際に、二次側のスプリンクラヘッド７が開作動しておらず、二次側圧力が二次側監視圧に保持されているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧では弁体１２を開放させない一方、警報弁２が開放して一次側圧力が二次側給水圧になる際に、二次側のスプリンクラヘッド７が開作動し、二次側圧力が大気圧に低下しているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧で弁体１２を開放させるものとしている。

図４（ｂ）は、警報弁２が誤開放した際の状態を示したものであり、すなわち、開放弁Ｋの弁体１２の一次側に消火水が流入して一次側圧力が二次側給水圧になっている一方（流入部分に斜線を付して示している。）、二次側のスプリンクラヘッド７が作動しておらず、弁体１２の二次側圧力が二次側監視圧に保持されている際の状態を示したものである。同図に示したように、この状態において、開放弁Ｋは、一次側圧力が二次側給水圧になっていても、一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂの受圧面積の大小の違いにより閉止状態が保持されることになる。

図４（ｃ）は、火災時の状態を示したものであり、すなわち、警報弁２が開放すると共に、二次側のスプリンクラヘッド７が開作動し、それにより、開放弁Ｋの弁体１２の一次側に消火水が流入して二次側給水圧となった一次側圧力と加圧気体が放出されて大気圧となった二次側圧力との差圧で弁体１２が開放し、一次側から二次側に消火水が流れている際の状態を示したものである（流水部分に斜線を付して示している。）。同図に示したように、この状態において、開放弁Ｋは、一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂの受圧面積に大小の違いがあっても、一次側と二次側との間に生じる（所定値以上の）差圧により弁体１２が開放し、一次側から二次側に消火水が流れることになる。

このような開放弁Ｋを用いることにより、スプリンクラ消火設備１においては、前記の通り、警報弁２が開放した際に、スプリンクラヘッド７が開作動したスプリンクラ分岐管６内に向けて選択的に消火水が流れるようにすることができる。

ここで、図４に示した例の場合、開放弁Ｋは、弁体１２の一次側受圧部１２ａと二次側受圧部１２ｂとの間を貫通し、一次側と二次側とを連通する連通口１２ｃが設けられたものとしており、その連通口１２ｃに、常時は連通口１２ｃを開放する一方（図４（ａ））、弁体１２が閉止している状態で一次側圧力が二次側給水圧になる際には連通口１２ｃを閉止する（図４（ｂ））、補助弁１３が設けられたものとしている。このような連通口１２ｃ等を有する開放弁Ｋを用いることにより、常時の二次側配管４内の加圧気体による二次側監視圧を低くしつつも、図４（ａ）に示す常時の監視状態において、二次側配管４内に供給する加圧気体を連通口１２ｃを介して流通させることができ、二次側配管４内に加圧気体を容易に充填させることができると共に、その管内圧力を容易に二次側監視圧に保持することができる。また、図４（ｂ）に示す警報弁２が誤開放した際の状態において、連通口１２ｃを閉止するので、警報弁２が誤開放して、開放弁Ｋの一次側に消火水が流入したとしても、その二次側に流れないようにすることができる。なお、補助弁１３としては、例えば、同図に示したような、球状の弁体１３ａを有すると共に、常時はその弁体１３ａを連通口１２ｃの開放位置に位置させる一方、弁体１３ａに二次側給水圧が作用した際には縮長して弁体１３ａを連通口１２ｃの閉鎖位置に位置させるコイルスプリング等の弾性部材１３ｂを有するものを用いることができる。

また、開放弁Ｋにおいて、弁体１２とそれが着座するシート部１２ｄとの間に圧力の漏れが生じると、弁体１２を一次側と二次側との所定の設計差圧により閉止維持することができなくなる。その圧力の漏れを防ぐために、開放弁Ｋは、弁体１２が着座するシート部１２ｄの位置に、弁体１２とシート部１２ｄとの間をシールするシール部として環状で二重のシール部１２ｅ，１２ｆが設けられたものとしている（図４（ｃ）参照）。シール部を一重とした場合、シール漏れが生じることにより、弁体１２を一次側と二次側との所定の設計差圧により閉止維持することができなくなる可能性がある。シール部を二重のシール部１２ｅ，１２ｆとすることにより、シール性は向上するが、単に二重のシール部１２ｅ，１２ｆとしただけでは、両シール部１２ｅ，１２ｆ間からの圧力の逃げ場がないため、同様に弁体１２を一次側と二次側との所定の設計差圧により閉止維持することができなくなる可能性がある。そこで、開放弁Ｋは、シート部１２ｄの両シール部１２ｅ，１２ｆの間の位置に、弁体１２が着座している際に、一次側受圧部１２ａの周囲部分に対向する環状の開口１４ａを有すると共に、弁箱１１外部に連通する連通部１４ｂを有する中間室１４が設けられたものとしており、また、その連通部１４ｂには、弁箱１１外部側の末端開口１４ｃに、常時は末端開口１４ｃを開放して中間室１４を大気開放する一方（図４の（ａ）及び（ｂ）参照）、弁体１２が開放して二次側給水圧の消火水が流入する際は末端開口１４ｃを閉止する（図４（ｃ）参照）空気抜き弁１５が設けられたものとしている。このような中間室１４等が設けられた開放弁Ｋを用いることにより、弁体１２がシート部１２ｄに着座して閉止状態にある際には、二重のシール部１２ｅ，１２ｆ間から外部への圧力の逃げ場を確保しつつも、弁体１２が開放して消火水が流入する際には、その消火水が外部に排出されるのを防ぐことができる。すなわち、一次側と二次側との間に生じる所定の設計差圧を基準として、弁体１２を開閉させることができると共に、弁体１２が開放した際には、中間室１４に流入する消火水が末端開口１４ｃから外部に排出されるのを防ぐことができる。なお、空気抜き弁１５としては、例えば、図４に示したような、球状の弁体１５ａを有すると共に、常時はその弁体１５ａを末端開口１４ｃの開放位置に位置させる一方、弁体１５ａに二次側給水圧が作用した際には縮長して弁体１５ａを末端開口１４ｃの閉鎖位置に位置させるコイルスプリング等の弾性部材１５ｂを有するものを用いることができる。

このスプリンクラ消火設備１について、さらに詳細に説明する。

二次側監視圧と、その二次側監視圧より高い二次側給水圧の各設定値としては、例えば、二次側監視圧を０．２ＭＰａとする場合、二次側給水圧は０．５ＭＰａとすることができる。その際の一次側監視圧は、例えば１ＭＰａとすることができる。なお、このスプリンクラ消火設備１においては、二次側監視圧を低くすることができるため、設備設計上、二次側配管４等の耐圧性能を低くすることができ、設備コストを安くすることができる。

警報弁２としては、二次圧調整機能付きのものを用いることができ、それにより、警報弁２の二次側に流出し、二次側配管４内に供給される消火水の給水圧力を所定の圧力（二次側給水圧）に制御されたものとすることができる。別途、二次側配管４内に供給される消火水の給水圧を調節する手段を設けてもよいが、警報弁２を二次圧調整機能付きのものとすることにより、設備構成を簡略化することができる。

二次側配管４内に常時加圧充填する気体としては、空気とすることもできるが、ガス系消火剤（窒素ガス等の不活性ガスやハロゲン化物消火剤）とすることもできる。さらに、その気体に代えて、含フッ素ケトンを含有する液体の状態の消火剤とすることができる。具体的には、ドデカフルオロ−２−メチルペンタン−３−オンを含有する液体の状態の消火剤とすることができる。なお、前記液体状態の消火剤は、二次側配管４の全体に充填していてもよいし、その一部、例えばスプリンクラ分岐管６内にのみ充填していてもよい。

以上、この発明の実施形態の一例について説明したが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、二次側元本管５’に設けられている開放弁Ｋは、警報弁２の近傍の位置に設けられるものとすることができる。そのようにすることによっても、設備復旧の際の配管からの水抜きの作業をさらに容易にすることができる。

また、警報弁２は、排水弁が設けられたものとすることができ、水抜きの作業は、その警報弁２に設けられた排水弁を開放することにより行うようにすることができる。

また、上記の実施形態においては、二次側本管５を二次側元本管５’と複数の二次側分岐本管５’’との複数本の管からなるものとしているが、設置場所によっては、警報弁２の二次側に接続される１本の管からなるものとしてもよく、その１本の管から複数のスプリンクラ分岐管６が分岐するものとしてもよい。

１：消火設備 ２：警報弁 ３：一次側配管 ４：二次側配管
５：二次側本管 ５’：二次側元本管 ５’’：二次側分岐本管
６：スプリンクラ分岐管 ７：スプリンクラヘッド
１１：弁箱 １２：弁体 １２ａ：一次側受圧部 １２ｂ：二次側受圧部
１２ｃ：連通口 １２ｄ：シート部 １２ｅ，１２ｆ：シール部
１３：補助弁 １３ａ：弁体 １３ｂ：弾性部材
１４：中間室 １４ａ：開口 １４ｂ：連通部 １４ｃ：末端開口
１５：空気抜き弁 １５ａ：弁体 １５ｂ：弾性部材
ＣＰ：コンプレッサ Ｐ：消火ポンプ Ｋ：開放弁

Claims (6)

1. 常時は閉止している警報弁の二次側に位置して設けられ、該警報弁の二次側に基端側が接続された二次側本管を有すると共に、該二次側本管から分岐し、それぞれにスプリンクラヘッドが接続された複数の分岐管を有する二次側配管を備え、常時は該二次側配管内に加圧気体が充填されて第１圧力に保持されるスプリンクラ消火設備において、
   前記二次側配管内には、消火水が前記警報弁を介して前記第１圧力より高い第２圧力に制御されて供給されるものとすると共に、
   前記複数の分岐管のそれぞれの基端側に、一次側圧力と二次側圧力とが同じ圧力に保持されている際には閉止している一方、一次側圧力が二次側圧力よりも高くなる際に、一次側と二次側との間に所定の大きさの差圧が発生することにより開放する開放弁を設け、
   該開放弁は、前記警報弁が開放して一次側圧力が前記第２圧力になる際に、二次側のスプリンクラヘッドが開作動しておらず、二次側圧力が前記第１圧力に保持されているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧では開放しない一方、前記警報弁が開放して一次側圧力が前記第２圧力になる際に、二次側のスプリンクラヘッドが開作動し、二次側圧力が大気圧に低下しているときには、それにより一次側と二次側との間に発生する大きさの差圧で開放することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 前記二次側本管における前記警報弁近傍の位置に、前記複数の分岐管のそれぞれの基端側に設けたのと同様の開放弁をさらに設けた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。
3. 前記二次側本管を、前記警報弁の二次側に基端側が接続された二次側元本管と、その二次側元本管から分岐する複数の二次側分岐本管とを有するものとして、該複数の二次側分岐本管のそれぞれの基端側に、前記複数の分岐管のそれぞれの基端側に設けたのと同様の開放弁をさらに設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリンクラ消火設備。
4. 前記開放弁は、その弁体が一次側受圧部の受圧面積よりも二次側受圧部の受圧面積の方が所定の比で大きくなるように形成されており、それにより開閉動作が制御されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスプリンクラ消火設備。
5. 前記開放弁は、前記弁体の一次側受圧部と二次側受圧部との間を貫通し、一次側と二次側とを連通する連通口が設けられており、該連通口には、常時は該連通口を開放する一方、前記弁体が閉止している状態で一次側圧力が前記第２圧力になる際には該連通口を閉止する補助弁が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のスプリンクラ消火設備。
6. 前記開放弁は、前記弁体が着座するシート部に設けられた中間室であって、前記弁体が着座している際に、前記一次側受圧部の周囲部分に対向する開口を有すると共に、弁箱外部に連通する連通部を有する中間室が設けられており、該連通部には、弁箱外部側の末端開口に、常時は該末端開口を開放して該中間室を大気開放する一方、前記弁体が開放して前記第２圧力の消火水が流入する際には該末端開口を閉止する空気抜き弁が設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のスプリンクラ消火設備。

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