JP7378352B2 - 消火設備 - Google Patents
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Description
なお、本願における消火設備は、水と消火薬剤との混合によって泡を発生させて消火を行う泡消火設備の他、水と消火薬剤の混合液を主として油面に噴霧して油の気化を抑制して消火を行う閉鎖型噴霧消火設備等のプロポーショナーを用いて水と消火薬剤を混合して消火を行う消火設備を含む。
このような泡消火設備に用いられるラインプロポーショナーは、内部を通過する流水に起因して発生する吸引力により消火薬剤を吸引して、吸引される消火薬剤と水を混合するというものである。
このようなラインプロポーショナーは、自吸される消火薬剤と水との混合比が所定の値になるように設計されるが、その設計仕様は、末端に接続された泡ヘッドが必要とする圧力・流量に基づいて定められている。
このような課題は、泡消火設備の他、上述した閉鎖型噴霧消火設備におけるスプリンクラーヘッドにゴミが詰まる等した場合にも共通する。
前記消火薬剤ラインの圧力P1、又は前記消火水ラインにおける前記プロポーショナーの二次側の圧力P2、又は消火薬剤ラインの流量を検知する検知手段と、前記消火水ラインを流れる消火水の一部を外部に放出する消火水放出弁とを有し、
前記検知手段の検知値に基づいて前記消火水放出弁を開閉して、前記二次側の圧力を制御することにより、前記消火水に対する前記消火薬剤の混合比を所定の範囲に維持できるようにしたことを特徴とするものである。
前記消火水ラインを流れる消火水の一部を外部に放出する消火水放出弁を有し、
該消火水放出弁は、前記消火薬剤ラインの圧力P1又は前記消火水ラインにおける前記プロポーショナーの二次側の圧力P2に基づいて開閉して、前記二次側の圧力を制御することにより、前記消火水に対する前記消火薬剤の混合比を所定の範囲に維持することを特徴とするものである。
以下においては、消火設備として、水と消火薬剤を混合し、泡を発生させて消火を行う泡消火設備を例に挙げて説明するが、本発明に係る消火設備は泡消火設備に限られず、上述した閉鎖型噴霧消火設備を含む。
そして、消火薬剤ライン7の圧力P1を検知する検知手段としての第1圧力検知手段11と、消火水ライン3におけるラインプロポーショナー9の二次側の圧力P2を検知する検知手段としての第2圧力検知手段13と、消火水ライン3におけるラインプロポーショナー9の二次側を流れる消火水の一部を外部に放出する消火水放出弁15とを備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。
消火水ライン3は、図示しないポンプによって消火水を供給するラインである。消火水ライン3には、ラインプロポーショナー9が設けられ、ラインプロポーショナー9の一次側にポンプが設けられ、二次側の先端に泡ヘッドが設けられる。
なお、消火水ラインの末端に設けられるものとしては、泡ヘッドの他に、閉鎖型噴霧ヘッド、泡消火栓、高発泡泡発生機、フォームメイクチャンバーなどがある。
消火薬剤容器5は、圧力容器ではない大気開放型の容器である。
消火薬剤ライン7は、消火薬剤容器5内の消火薬剤を消火水ライン3側に供給するラインである。消火薬剤ライン7には、自吸によってラインプロポーショナー9に供給される消火薬剤の流量を調整するためのオリフィス17が設けられている。
ラインプロポーショナー9は、消火薬剤ライン7と消火水ライン3との間に設けられて消火水に消火薬剤を混合するためのものである。
ラインプロポーショナー9は、消火水を導入する導入路9aと、導入路9aに連続して導入路9aよりも縮径したのど部9bと、のど部9bに連続して形成され下流側に向かって拡径する拡径路9cと、のど部9bに薬剤を供給する薬剤供給部9dとを備えている。
図2に示すように、この例では、圧力P2が0.5MPa~0.85MPaでは、混合比はほぼ一定(約4.2%)であるが、圧力P2が0.85MPaを超えて上昇すると、これに従って混合比が低下することがわかる。なお、本実施例のラインプロポーショナー9の設定混合比は、3.5~4.5%であり、0.95MPaを超えると混合比が設定値を下回り、所定の発泡倍率を得られない恐れがある。
このように、圧力P2が上昇した場合には、これを低下させて0.5MPa~0.95MPaの範囲内にすることが混合比を所定値に維持するために重要であることがわかる。
第1圧力検知手段11は、消火薬剤ライン7の圧力P1を検知するものであり、圧力を目視確認可能なもの、検知した圧力を制御信号として送信可能なもの等を用いることができる。
第2圧力検知手段13は、ラインプロポーショナー9の二次側の圧力P2を検知するものであり、第1圧力検知手段11と同様に、圧力を目視確認可能なもの、検知した圧力を制御信号として送信可能なもの等を用いることができる。
消火水放出弁15は、消火水ライン3におけるラインプロポーショナー9の二次側を流れる消火水の一部を外部に放出するための弁であり、手動弁、自動弁等を用いることができ、放水量は調整可能である。
消火水放出弁15は、泡ヘッドにゴミが詰まる等によりラインプロポーショナー9の二次側の圧力P2が上昇した場合に、圧力P2を正常な状態の圧力にするために使用するものである。そのため、想定される異常時による圧力上昇分の消火水を放水可能な弁である必要があり、放水可能量は、消火水ライン3の流量、圧力等及び想定される圧力上昇に基づいて設定され、放水可能量の範囲内で放水量を調整できる。
ポンプによって消火水ライン3に供給された消火水によってラインプロポーショナー9において消火薬剤が自吸されて消火水と混合され、所定の圧力で泡ヘッドに混合液が供給されて泡が発生する。
これによって、混合比が所定の範囲に維持される。
また、図4に示すように、ラインプロポーショナー9の二次側の圧力P2を検知する第2圧力検知手段13を圧力センサとし、消火水放出弁15は、該圧力センサの検知信号に基づいて開閉するようにしてもよい。
実施の形態1において消火水放出弁15を自動弁とする場合には、圧力P1、圧力P2又は消火薬剤ライン7の流量を検知して、検知信号に基づいて開閉するものであったが、本実施の形態では、圧力や流量を検知する検知手段を別途設けることなく、消火水放出弁15を、消火薬剤ライン7の圧力P1に基づいて開閉して、ラインプロポーショナー9の二次側の圧力P2を制御する制御弁にしたものである。
以下、本実施の形態の泡消火設備21を、図6に基づいて説明する。
なお、図6において、図1と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下においては、本実施の形態の特徴である制御弁23について説明する。
制御弁23は、図6に示すように、弁箱25内において、消火薬剤ライン7と連通する第1室27と、ラインプロポーショナー9の二次側の消火水が導入される第2室29と、第2室29を消火水が導入される消火水導入室31と消火水を外部に排出するための排出口33が設けられた排出室35とに仕切る弁体37と、消火薬剤ライン7と連通した第1室27の圧力、より厳密には圧力バランスに基づいて弁体37を開閉させる弁作動機構39とを備えている。
なお、連通室41には、室内のゴミ等を排出するためのフラッシング弁59が設けられている。
このような正常時には、消火薬剤容器5の消火薬剤がラインプロポーショナー9に規定量吸入され、所定の混合比が得られる。
しかし、圧力P1が高くなることで、連通室41の圧力が上昇し、第1スプリング49による付勢力と連通室41の圧力の合力が所定の圧力以上になると、ダイヤフラム45が図中下方に押し下げられる。このため、ダイヤフラム受け47も押し下げられ、ステム55が下方に移動して、図7に示すように、弁体37が弁座61から離れて、消火水導入室31と排出室35が連通する。これにより、消火水導入室31の消火水が排出室35に流入して、排出口33から排水される。
なお、圧力P1が低下すると、ステム55が上動して弁体37が弁座61に着座して、消火水の排水が停止するため、この状態で再び圧力P2が所定値より上昇すると、上記の動作を繰り返す。制御弁23は、この動作の繰り返しにより弁体37と弁座61で形成する隙間(オリフィス)が、圧力P1が所定の圧力となる開度でつり合うように設計されている。このように、圧力P2の変化に応じて制御弁23が上記の動作を繰り返すことで、圧力P2を所定の範囲に維持して、混合比を所定値に維持することができる。
また、上記の実施の形態においては、制御弁23として、消火薬剤ライン7と連通する第1室27と、消火水が導入される第2室29と、第2室29を消火水が導入される消火水導入室31と消火水を外部に排出するための排出口33が設けられた排出室35とに仕切る弁体37と、第1室27に導入された消火薬剤の圧力に基づいて弁体37を開閉させる弁作動機構39とを備えたものを例示したが、本発明に係る制御弁23はこれに限定されるものではなく、消火薬剤ライン7の圧力と、消火水ライン3におけるラインプロポーショナー9の二次側の消火水とを導入して、導入した消火薬剤ライン7の圧力に基づいて導入した消火水の外部への放出を制御するものであればよい。
実施の形態2の消火水放出弁は、消火薬剤ライン7の圧力P1に基づいて、ラインプロポーショナー9の二次側の消火水を排水することで、圧力P2の上昇を抑制する制御弁23であったが、本実施の形態における泡消火設備63の消火水放出弁は、消火水ライン3におけるラインプロポーショナー9の二次側の消火水を導入して、導入した消火水の圧力に基づいて導入した消火水の外部への放出を制御する制御弁65である。
制御弁65の具体的な構造を図8に基づいて説明する。なお、図8において、図6に示した制御弁23と同一の機能を有する部分には同一の符号を付してある。
本実施の形態の制御弁65は、図8に示すように、弁箱25内において、消火水ライン3と連通して消火水が導入される消火水導入室31と、消火水導入室31に導入された消火水を外部に排出するための排出口33と、消火水導入室31に導入された消火水の圧力に基づいて排出口33の開閉を行う弁作動機構67とを備えたものである。
消火水導入室31には、室内のゴミ等を排出するためのフラッシング弁59が設けられている。
このような正常時には、消火薬剤容器5の消火薬剤がラインプロポーショナー9に規定量吸入され、所定の混合比が得られる。
しかし、圧力P2が高くなることで、ダイヤフラム45を押し上げる力が、第1スプリング49がダイヤフラム受け47を押し下げる力よりも大きくなると、ダイヤフラム受け47が上方に移動して、図9に示すように、弁体部69aが排出口33から離れて、排出口33が開口され消火水導入室31から排水される。
なお、圧力P2が低下すると、ステム69が下動して弁体部69aが排出口33を塞ぎ、消火水の排水が停止する。
このように、圧力P2が変化することで、制御弁65が上記の動作を繰り返し、制御弁65と排出口33が形成する開口(オリフィス)が適切な開度でつり合い、圧力P2を所定の範囲に維持することができ、それによって混合比を所定値に維持することができる。
また、上記の制御弁65は、消火水が導入される消火水導入室31と、消火水導入室31に導入された消火水を外部に排出するための排出口33と、消火水導入室31に導入された消火水の圧力に基づいて排出口33の開閉を行う弁作動機構67とを備えたものであったが、本発明に係る制御弁65はこれに限定されるものではなく、消火水ライン3におけるラインプロポーショナー9の二次側の消火水を導入して、導入した消火水の圧力に基づいて導入した消火水の外部への放出を制御するものであればよい。
本実施の形態における泡消火設備71は、実施の形態2で用いた制御弁23を一斉開放弁のパイロット弁として機能させるようにしたものであり、換言すれば消火水放出弁を、制御弁23と一斉開放弁によって構成したものである。本実施の形態の消火水放出弁は、泡消火設備が大きく、放出する泡が多量であり、制御弁23による排水量ではラインプロポーショナー9の二次側の圧力P2の上昇を抑えるのに十分でなく、より多量の排水が必要とされる場合に好適なものである。
なお、図10、図11において、図6、図7と同一部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下においては、本実施の形態の特徴である一斉開放弁について説明する。
弁作動機構87は、ピストン室85に導入された排水の圧力を受けて作動するピストン89と、一端がピストン89に連結され、他端に弁体83が取り付けられたピストンロッド91とを備えている。
ピストン室85に導入された水は、オリフィス93を介して外部に排出されるようになっている。
正常時においては、制御弁23からの排水が無いか、あったとしてもピストン室85からの排水量よりも少ない微量であるため、ピストン89は作動せず、一斉開放弁73の弁体83は閉じた状態を維持する。
一斉開放弁73からの排水により、ラインプロポーショナー9の二次側の消火水の流れが別途生ずることで圧力P2が低下し、圧力P2が低下することで消火薬剤ライン7における消火薬剤の吸引が所定値で行われるので、所定の混合比が維持される。
このように、圧力P2の変化に応じて上記の動作を繰り返し、圧力P2を所定の範囲に維持することができ、それによって混合比を所定値に維持することができる。
上述した実施の形態4は、実施の形態2の制御弁をパイロット弁として使用する例であったが、本実施の形態における泡消火設備95は、図12、図13に示すように、実施の形態3の制御弁65を一斉開放弁73のパイロット弁として使用するものである。
図12は正常状態で、図13は異常状態であり、制御弁65の動作は実施の形態3と同様であり、一斉開放弁73の動作は実施の形態4と同じである。
ベンチュリープロポーショナーやデマンドプロポーショナーは、プロポーショナー自体がある程度の圧力-流量の変化に対応できるように設計されているが、設計範囲を超えて圧力が高くなった場合には、同様の不具合を発生するため本発明が有効である。
また、ベンチュリープロポーショナーやデマンドプロポーショナーを使用する場合には、実施形態3で消火薬剤ライン7の圧力に基づいて制御弁65を開閉していたところを消火薬剤容器5の一次側もしくは二次側の圧力に基づいて開閉するように設定すればよい。
3 消火水ライン
5 消火薬剤容器
7 消火薬剤ライン
9 ラインプロポーショナー
9a 導入路
9b のど部
9c 拡径路
9d 薬剤供給部
11 第1圧力検知手段
13 第2圧力検知手段
15 消火水放出弁
17 オリフィス
19 流量検知手段
21 泡消火設備(実施の形態2)
23 制御弁
25 弁箱
27 第1室
29 第2室
31 消火水導入室
33 排出口
35 排出室
37 弁体
39 弁作動機構
41 連通室
43 大気圧室
45 ダイヤフラム
47 ダイヤフラム受け
49 第1スプリング
51 ボルト受け
53 調節ボルト
55 ステム
57 第2スプリング
59 フラッシング弁
61 弁座
63 泡消火設備(実施の形態3)
65 制御弁
67 弁作動機構
69 ステム
69a 弁体部
71 泡消火設備(実施の形態4)
73 一斉開放弁
75 弁箱
77 消火水導入室
79 排出管
81 排出室
83 弁体
85 ピストン室
87 弁作動機構
89 ピストン
91 ピストンロッド
93 オリフィス
95 泡消火設備(実施の形態5)
Claims (7)
- 消火水が流れる消火水ラインと、消火薬剤を貯留する消火薬剤容器と、該消火薬剤容器内の消火薬剤を前記消火水ライン側に供給する消火薬剤ラインと、該消火薬剤ラインと前記消火水ラインとの間に設けられて前記消火水に前記消火薬剤を混合するプロポーショナーと、を備えた消火設備であって、
前記消火薬剤ラインの圧力P1、又は前記消火水ラインにおける前記プロポーショナーの二次側の圧力P2、又は消火薬剤ラインの流量を検知する検知手段と、前記消火水ラインを流れる消火水の一部を外部に放出する消火水放出弁とを有し、
前記検知手段の検知値に基づいて前記消火水放出弁を開閉して、前記二次側の圧力を制御することにより、前記消火水に対する前記消火薬剤の混合比を所定の範囲に維持できるようにしたことを特徴とする消火設備。 - 消火水が流れる消火水ラインと、消火薬剤を貯留する消火薬剤容器と、該消火薬剤容器内の消火薬剤を前記消火水ライン側に供給する消火薬剤ラインと、該消火薬剤ラインと前記消火水ラインとの間に設けられて前記消火水に前記消火薬剤を混合するプロポーショナーと、を備えた消火設備であって、
前記消火水ラインを流れる消火水の一部を外部に放出する消火水放出弁を有し、
該消火水放出弁は、前記消火薬剤ラインの圧力P1又は前記消火水ラインにおける前記プロポーショナーの二次側の圧力P2に基づいて開閉して、前記二次側の圧力を制御することにより、前記消火水に対する前記消火薬剤の混合比を所定の範囲に維持することを特徴とする消火設備。 - 前記消火水放出弁は、前記消火薬剤ラインの圧力と、前記消火水ラインにおける前記プロポーショナーの二次側の消火水とを導入して、前記導入した消火薬剤ラインの圧力に基づいて前記導入した消火水の外部への放出を制御する制御弁であることを特徴とする請求項2に記載の消火設備。
- 前記制御弁は、前記消火薬剤ラインと連通する第1室と、前記消火水が導入される第2室と、該第2室を消火水が導入される消火水導入室と消火水を外部に排出するための排出口が設けられた排出室とに仕切る弁体と、前記第1室に導入された消火薬剤の圧力に基づいて前記弁体を開閉させる弁作動機構とを備えたことを特徴とする請求項3記載の消火設備。
- 前記消火水放出弁は、前記消火水ラインにおける前記プロポーショナーの二次側の消火水を導入して、該導入した消火水の圧力に基づいて該導入した消火水の外部への放出を制御する制御弁であることを特徴とする請求項2に記載の消火設備。
- 前記制御弁は、前記消火水が導入される消火水導入室と、該消火水導入室に導入された消火水を外部に排出するための排出口と、前記消火水導入室に導入された消火水の圧力に基づいて前記排出口の開閉を行う弁作動機構とを備えたことを特徴とする請求項5記載の消火設備。
- 前記消火水放出弁は、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の制御弁と、該制御弁をパイロット弁として開閉する一斉開放弁とを備えてなることを特徴とする請求項2に記載の消火設備。
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