JP7438524B2 - 消火設備及び弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、消火設備及び弁装置に関し、特に泡消火設備及び弁装置に関する。

例えば、地下駐車場、工場、ビルなどの建物・施設には、火災時に水と泡消火原液を一定比率で混合して泡消火剤を生成し、泡消火剤を泡ヘッドから放出させる泡消火設備が設置されている（例えば、特許文献１）。

このような泡消火設備は、一般に、貯水槽などの水源と、水源から主配管を通じて水を圧送するためのポンプと、泡消火原液を貯蔵する泡消火薬剤貯蔵槽と、水源からの水と泡消火原液を一定比率で混合するための混合器と、泡消火剤を放出させる消火ヘッドと、を備える。

そして、主配管には、一斉開放弁又は差圧開放弁（以下、単に一斉開放弁という。）が設けられるとともに、一斉開放弁には感知配管が分岐接続され、この感知配管に感知ヘッドが設けられている。火災時に感知ヘッドが開放すると、感知配管内が減圧し、一斉開放弁が開いて泡消火剤が消火ヘッドから放出される。

特開２０１２－９５８９７号公報

このような泡消火設備では、一斉開放弁の一次側には、泡消火剤が所定の圧力で充填されている。また、感知配管にも、泡消火剤が所定の圧力で充填されている。

しかしながら、何らかの原因で一斉開放弁の一次側で漏水が起きた場合、感知配管の圧が抜ける。感知配管の圧が抜けると、一斉開放弁が開放され、流水検知装置が作動し、ポンプが回る。すると、再び感知配管が充圧されるまでは、一斉開放弁が開放されたままであるため、二次側配管に泡消火剤が流れ、消火ヘッドから泡消火剤が噴出する。その後、感知配管が充圧されると、一斉開放弁が閉止し、二次側配管への泡消火剤の流れが止まるが、それまでの間、防護区画内には泡消火剤が散布され続ける。

そこで、本発明は、泡消火設備において一斉開放弁の一次側で漏水が生じても、二次側配管への泡消火剤などの加圧水の漏れを抑制することを目的とする。

上述した課題を解決すべく、本発明は、
予め設定された圧力範囲で加圧水が充填される一次側配管と、
消火ヘッドが設けられる二次側配管と、
前記一次側配管と前記二次側配管との間を閉止する第１の弁と、
予め設定された圧力範囲で加圧水が充填されており、管内圧力が低減すると前記第１の弁を開放させる制御ラインと、
火災を感知すると前記制御ラインの前記管内圧力を低減させる感知ヘッドと、
前記制御ラインから前記一次側配管への加圧水の流入を抑制しつつ、前記一次側配管から前記制御ラインへの加圧水の流入を許容する第２の弁と、
を具備することを特徴とする消火設備を提供する。

ここで、第１の弁として例えば一斉開放弁及び差圧開放弁を想定し、第２の弁として例えば逆止弁を想定しているが、本発明はこれに限られない。また、加圧水として、泡消火剤を想定しているが、本発明はこれに限られない。

上記構成を有する本発明では、前記第２の弁が、前記第１の弁を前記制御ラインと接続すること、が好ましい。

また、本発明は、
予め設定された圧力範囲で加圧水が充填される一次側配管と、消火ヘッドが設けられる二次側配管と、の間に介在して、前記一次側配管と前記二次側配管との間を閉止する第１の弁と、
予め設定された圧力範囲で加圧水が充填されており、管内圧力が低減すると前記第１の弁を開放させる制御ラインから前記一次側配管への加圧水の流入を抑制しつつ、前記一次側配管から前記制御ラインへの加圧水の流入を許容する第２の弁と、
を具備することを特徴とする弁装置をも提供する。

本発明によれば、一斉開放弁の一次側で漏水が生じても、制御ラインの管内圧力を維持できる。したがって、流水検知装置の起動及びポンプ起動の後、すぐに一斉開放弁内の圧力が回復するため、一斉開放弁が速やかに閉じる。これにより、二次側配管への泡消火剤などの加圧水の漏れを効果的に抑制することができる。

消火設備１の概略図である。 閉止状態の一斉開放弁５及び逆止弁８の断面図である。 開放状態の一斉開放弁５及び逆止弁８の断面図である。

以下、本発明の代表的な実施形態に係る消火設備及び弁装置を、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。

ここでは、消火設備の一例として、減圧開タイプの一斉開放弁を含む開放型泡消火設備を挙げて説明するが、本発明は、差圧開放弁を含む閉鎖型泡消火設備などの消火設備にも適用可能である。また、配管を、一斉開放弁を基準として一次側及び二次側と呼ぶこととする。

図１に示すように、本実施形態に係る消火設備１は、一次側配管２、二次側配管３、一斉開放弁５、制御ライン６、感知ヘッド７及び逆止弁８を含む。ここで、一斉開放弁５は第１の弁に、逆止弁８は第２の弁に、それぞれ相当する。また、一斉開放弁５及び逆止弁８は弁装置を構成する。

一次側配管２は、水源９から一斉開放弁５に至る配管であり、一次側配管２には、予め設定された圧力範囲で泡消火剤（加圧水の一例）が充填されている。一次側配管２には、消火ヘッド４に水を供給するためのポンプＰ、泡消火原液を含む貯蔵槽１０、消火ヘッド４に供給される水に所定濃度で泡消火原液を混合して泡消火剤を生成する混合装置１１が接続されている。

二次側配管３は、一斉開放弁５から消火ヘッド４に至る配管である。二次側配管３には消火ヘッド４が取り付けられている。ここでは、二次側配管３には泡消火剤が充填されていないものとする。

一斉開放弁５は、一次側配管２と二次側配管３との間を閉止しており、制御ライン６の減圧により開放して泡消火剤を一次側配管２から二次側配管３へ流す。

具体的には、図２に示すように、一斉開放弁５は、本体５１及びピストン５２を含む。
本体５１は、一次側接続口５３、二次側接続口５４、制御側接続口５５、及び制御室５６を備えており、各接続口は制御室５６を通じて互いに繋がっている。

制御室５６には、ピストン５２が図２及び図３に示す開放方向及び閉止方向に摺動可能に設けられており、制御室５６は、ピストン５２により、ピストン５２よりも１次側の制御小室５６ａと、ピストン５２よりも制御側の制御小室５６ｂに隔てられている。ピストン５２には、制御小室５６ａと制御小室５６ｂを連通する通水口５７が穿設されている。

平時には、一次側配管２と二次側配管３には所定の圧力で泡消火剤が充填されている。すなわち、一斉開放弁５の内部においては、制御小室５６ａ及び制御小室５６ｂには通水口５７を通じて所定の圧力がかかっている。この状態において、ピストン５２は、ピストン５２を一次側から押す力よりも、ピストン５２を制御側から押す力が勝り、ピストン５２は閉止方向に付勢される。そのため、平時には図２に示す様に一次側接続口５３から二次側接続口５４に向かう流路は、ピストン５２によって閉止されている。

火災時には、制御ライン６に設けられた感知ヘッド７が火災の熱を受けて開放すると、感知ヘッド７から泡消火剤の放射が開始されることで、制御ライン６が減圧する。これに伴い、通水口５７を通じて一次側配管２内の泡消火剤が制御ライン６に流入してくるが、通水口５７の口径は、感知ヘッド７の口径よりも小さいため、制御ライン６から感知ヘッド７を通じて流出する水量が、制御ライン６に通水口５７を通じて流入してくる水量を上回る。そのため、制御ライン６には一次側配管２に比べて急激な減圧が起こる。
この状態において、ピストン５２は、ピストン５２を一次側から押す力が、ピストン５２を制御側から押す力よりも勝り、ピストン５２は開放方向に付勢されて移動し（図３参照）、一次側配管２の泡消火剤が一気に二次側配管３へ流れ出す。この流水現象を流水検知装置１２が検知し、消火設備１が起動すると、ポンプＰが起動し、水源９から圧送されてきた水と貯蔵槽１０内の泡消火原液が混合装置１１において混合され、泡消火剤が一次側配管２、二次側配管３を通り、消火ヘッド４から散布される。

ここで、例えば、火災が起きていない状態で、一次側配管２に車両等が衝突するなどして一次側配管２が破損し、一次側配管２から漏水が起きた場合を考える。一次側配管２内は漏水により急激に減圧する。仮に逆止弁８が取り付けられていないとすると、通水口５７を通じて制御ライン６から一次側配管２への流水が起きることで、制御ライン６もまた次第に減圧していく。この時点ではまだピストン５２は、ピストン５２を一次側から押す力よりも、ピストン５２を制御側から押す力が勝り、ピストン５２は閉止方向に付勢されているため、一斉開放弁５は閉止しており、二次側配管３には泡消火剤は流れ込まない。しかし、一次側配管２の漏水を流水検知装置１２が検知し、消火設備１が起動すると、ポンプＰが起動し、一次側配管２内の圧力は急激に回復する。しかし、通水口５７の口径は小さく、一次側配管２から制御ライン６への泡消火剤の流入は非常に遅いので、制御ライン６内の圧力の回復が一次側配管２内の圧力の回復よりも大幅に遅延する。
この状態においては、ピストン５２を一次側から押す力が、ピストン５２を制御側から押す力よりも勝るので、ピストン５２は開放方向に付勢されて移動し、一斉開放弁５が開放し、一次側配管２の泡消火剤が一気に二次側配管３へ流れ出し、非火災にもかかわらず、消火ヘッド４から泡消火剤が散布されることとなる。しかし、火災ではないため、感知ヘッド７は開放しておらず、制御ライン６からの泡消火剤の流出は無いので、制御ライン６は通水口５７からの泡消火剤の流入により、やがて一次側配管２内と同圧まで回復し、ピストン５２は閉止方向に移動し、一斉開放弁５が閉止し、消火ヘッド４からの泡消火剤の放水は止まる。

本実施形態においては、制御側接続口５５には逆止弁８が取り付けられている。逆止弁８は、制御ライン６から一次側配管２への泡消火剤（加圧水）の流入（漏れ）を抑制しつつ、一次側配管２から制御ライン６への加圧水の流入を許容する。ここでは、逆止弁８は、全体として筒状を呈しており、一斉開放弁５側の開口８３を閉止する弁体８１と、弁体８１を開口８３に向けて押圧する弾性体８２（例えばバネ）と、を含んでいる。ただし、逆止弁８はこのタイプに限られない。

図１に戻って、逆止弁８の制御ライン６側の開口８４には、制御ライン６が接続されている。制御ライン６は、予め設定された圧力範囲で泡消火剤が充填された配管であり、管内圧力が低減すると一斉開放弁５を開放させる。制御ライン６には感知ヘッド７が取り付けられており、感知ヘッド７は、火災を感知すると、泡消火剤を放出して制御ライン６の管内圧力を低減させる。なお、制御ライン６の末端には、制御ライン６を手動で開放するための操作弁１３が取り付けられている。

上述した構成を有する消火設備１では、人が操作弁１３を操作するか、又は、感知ヘッド７が火災を感知し感知ヘッド７から泡消火剤が放出されることにより制御ライン６の管内圧力が減少し、一斉開放弁５のピストン５２が開いて、一次側配管２と二次側配管３とが導通する。そして、流水検知装置１２が作動し、混合装置１１において、水と泡消火原液が混合されて泡消火剤が生成される。泡消火剤は、一次側配管２及び二次側配管３を経て消火ヘッド４から放出されることとなる。

また、平時では、制御ライン６の管内圧力は所定の範囲に保たれており、ピストン５２は二次側接続口５４を閉止している。一次側配管２もまた所定の圧力範囲に保たれている。したがって、一次側から二次側に泡消火剤は流れない。

このとき、もし一次側配管２が何らかの原因で損傷して漏水を生じさせると、一次側配管２内は漏水により急激に減圧し、続いて通水口５７を通じて制御小室５６ｂから一次側配管２への流水が起き、制御小室５６ｂ内の減圧は起きるが、逆止弁８が機能するため、制御ライン６の減圧は起こらない。その後、一次側配管２からの漏水を流水検知装置１２が検知し、消火設備１が起動すると、ポンプＰが起動し、一次側配管２内の圧力は急激に回復する。このとき、ピストン５２を一次側から押す力が、ピストン５２を制御側から押す力よりも勝り、ピストン５２が瞬間的に開く可能性はあるが、通水口５７から制御小室５６ｂに泡消火剤が流入し、制御小室５６ｂ内の圧力が回復した段階でピストン５２は直ちに閉止するため、泡消火剤の二次側配管３への流入を防止、あるいはごく短時間に食い止めることができる。

この点、もし逆止弁８が設置されていなければ、一次側配管２の漏水時に、制御小室５６ｂだけでなく制御ライン６内の圧力も減圧してしまうため、消火設備１が起動した際、制御小室５６ｂだけでなく制御ライン６内の圧力も再び所定の圧力に回復するまで一斉開放弁５は閉止せず開きっ放しのため、その間二次側配管３に泡消火剤が流れ続け、消火ヘッド４からは長時間泡消火剤が誤放射され、水損、泡消火原液の損失、泡消火剤が放射された区画の養生や復旧作業、誤放射された泡消火剤の産廃処理などの各損失が大規模なものとなる。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それらも本発明に含まれる。

１・・・消火設備
２・・・一次側配管
３・・・二次側配管
４・・・消火ヘッド
５・・・一斉開放弁
６・・・制御ライン
７・・・感知ヘッド
８・・・逆止弁

Claims (3)

1. 予め設定された圧力範囲で加圧水が充填される一次側配管と、
   消火ヘッドが設けられる二次側配管と、
   前記一次側配管に接続される一次側接続口、前記二次側配管に接続される二次側接続口及び制御側接続口を有する制御室と、
   前記制御室の内部において前記一次側配管と前記二次側配管との間を閉止する第１の弁と、
   予め設定された圧力範囲で加圧水が充填されており、管内圧力が低減すると前記第１の弁を開放させる制御ラインと、
   火災を感知すると前記制御ラインの前記管内圧力を低減させる感知ヘッドと、
   前記制御室の外部において前記制御側接続口に取り付けられ、前記制御ラインから前記一次側配管への加圧水の流入を抑制しつつ、前記一次側配管から前記制御ラインへの加圧水の流入を許容する第２の弁と、
   を具備すること、
   を特徴とする消火設備。
2. 前記第２の弁は、前記第１の弁を前記制御ラインと接続すること、
   を特徴とする請求項１に記載の消火設備。
3. 予め設定された圧力範囲で加圧水が充填される一次側配管と、消火ヘッドが設けられる二次側配管と、の間に介在する制御室の内部において、前記一次側配管と前記二次側配管との間を閉止する第１の弁と、
   予め設定された圧力範囲で加圧水が充填されており、管内圧力が低減すると前記第１の弁を開放させる制御ラインから前記一次側配管への加圧水の流入を抑制しつつ、前記一次側配管から前記制御ラインへの加圧水の流入を許容する、前記制御室の外部に取り付けられた第２の弁と、
   を具備することを特徴とする弁装置。