JP6855283B2 - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

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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圧力以下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よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を設け、かつ、前記二次側本管における前記警報弁近傍の位置に、一次側よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を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、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圧力以下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よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を設け、かつ、 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、該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、一次側よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を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、前記二次側配管内中、少なくとも前記複数の分岐管内に、前記加圧気体に代えて、含フッ素ケトンを含有する液体の状態の消火剤が加圧充填され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。
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逆止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逆止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逆止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、二次側配管内中、少なくとも複数の分岐管内に、加圧気体に代えて、含フッ素ケトンを含有する液体の状態の消火剤が加圧充填されるものとすることができる。その場合、複数の分岐管の基端側に逆止弁が設けられていることにより、いずれかの分岐管のスプリンクラヘッドが誤って開作動したとしても、スプリンクラヘッドが開作動していない他の分岐管内からの消火剤の一次側への逆流を逆止弁によって防ぐことができ、その消火剤が無駄に放出されるのを防ぐことができる。なお、含フッ素ケトンを含有する液体の状態の消火剤としては、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。
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たものである。 同上の配管系統図であり、火災時の作動状態を示したものである。 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たものである。
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3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。
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以下の給水圧力(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の圧力より二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁Gを設けたものとしている。
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、逆止弁G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、逆止弁G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’にも一次側の圧力より二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁Gを設けたものとすると共に、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一次側の圧力より二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁G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’に設けられている逆止弁G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が開作動した際に、逆止弁G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、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、最短の経路で複数の二次側分岐本管5’’内を流れて、その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、基端側の逆止弁G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逆止弁Gが二次側給水圧により開放して、それら逆止弁Gを越えて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逆止弁Gは開放せず、それら逆止弁G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’から最短の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。
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に示したような最短の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のそれぞれの基端側に逆止弁Gを設けて、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が、本実施形態のように、複数の二次側分岐本管5’’のそれぞれの基端側にも逆止弁を設けて、二次側元本管5’から最短の経路で複数の二次側分岐本管5’’内を流れた上で、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、複数のスプリンクラ分岐管6のそれぞれの基端側にのみ逆止弁Gを設けたものとする場合に比べ、そのスプリンクラ分岐管6内の充水に要する時間を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’にも逆止弁Gを設けていることにより、そもそも、その二次側元本管5’に設けられている逆止弁G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’に設けられている逆止弁Gが開放せず、その逆止弁G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、逆止弁G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’に設けられている逆止弁G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、複数のスプリンクラ分岐管6のそれぞれの基端側に逆止弁Gを設けていることにより、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、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’に逆止弁Gを設けていることにより、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、そもそも、その二次側元本管5’に設けられている逆止弁Gを越えては消火水が二次側に流れないようにすることができ、その二次側元本管5’に逆止弁Gを設けない場合に比べ、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、その二次側監視圧以下の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0.5MPaとする場合、二次側給水圧はそれと同じ0.5MPaとすることができるし、それよりも低い0.4MPaとすることもできる。その際の一次側監視圧は、例えば1MPaとすることができる。
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。
逆止弁Gとしては、例えば、弁体がスイング移動して開閉するスイング式のものを用いることができる。その他にも、一次側よりも二次側の圧力が低くなることにより開作動するものであれば、種々のタイプのものを用いることができる。
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、このスプリンクラ消火設備1においては、複数のスプリンクラ分岐管6の基端側に逆止弁Gが設けられていることにより、いずれかのスプリンクラ分岐管6のスプリンクラヘッド7が誤って開作動したとしても、スプリンクラヘッド7が開作動していない他のスプリンクラ分岐管6内からの消火剤の一次側への逆流を逆止弁によって防ぐことができ、その消火剤が無駄に放出されるのを防ぐことができる。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が、少なくともスプリンクラ分岐管6内にのみ充填していれば、上述した効果を奏することができる。
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’に設けられている逆止弁G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 CP:コンプレッサ
P:消火ポンプ G:逆止弁

Claims (3)

  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圧力以下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よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を設け、かつ、
    前記二次側本管における前記警報弁近傍の位置に、一次側よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を設けたことを特徴とするスプリンクラ消火設備。
  2. 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圧力以下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よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を設け、かつ、
    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、該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、一次側よりも二次側の圧力が低くなることにより開放する逆止弁を設けたことを特徴とするスプリンクラ消火設備。
  3. 前記二次側配管内中、少なくとも前記複数の分岐管内に、前記加圧気体に代えて、含フッ素ケトンを含有する液体の状態の消火剤が加圧充填されることを特徴と請求項1又は2に記載のスプリンクラ消火設備。
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