JPH04319371A - スプリンクラ消火設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スプリンクラ消火設
備に関する。

【０００２】

【従来の技術】スプリンクラ消火設備は、従来から開放
型、閉鎖型の湿式や乾式等の種々の系統が利用されてい
る。閉鎖型スプリンクラ消火設備では、各警戒地区に設
けた閉鎖型スプリンクラヘッドの端末まで加圧された消
火液を常時充填しておくものであり、火災検出と同時に
散水動作をとることができ、最も一般的な、ビル等に用
いられる設備である。この閉鎖型スプリンクラ消火設備
は、配管の端末まで加圧された消火液が常時充填されて
いるので、スプリンクラヘッドの火災検出による動作と
同時に消火液の放出が可能であるという特徴を有してい
る。しかし、物が当たる等による事故でスプリンクラヘ
ッドが開放してしまったときは、加圧された消火液が放
出されると共に、加圧送液装置が起動して火災でないこ
とを確認してポンプを停止するまでの間、散水が続けら
れ、大きな水損事故となる問題がある。これに対し、ス
プリンクラヘッドのほかに火災感知器を設置し、火災に
よる火災感知器の動作によりスプリンクラヘッドまで消
火液を充填し、更にスプリンクラヘッドが動作するとき
に散水を行う予作動式（プレアクション式）スプリンク
ラ消火設備がある。この予作動式ではスプリンクラヘッ
ドへの配管内では空気が僅かに加圧されていて、火災感
知器が火災を検出し、かつ、閉鎖型スプリンクラヘッド
が動作したとき、即ち、火災感知器とスプリンクラヘッ
ドとのＡＮＤ条件によってのみ消火液が放出されるもの
であり、常時は配管内には加圧空気が充填されているだ
けなので、閉鎖型スプリンクラヘッドへの衝撃等による
開放が発生しても水損事故にはならないという特徴を有
している。しかし、この予作動式スプリンクラ消火設備
は、閉鎖型スプリンクラヘッドが接続される二次側配管
を加圧するためのコンプレッサ等を必要とし、設備全体
が複雑で高価になり、実際に火災時には、スプリンクラ
ヘッドが動作しても当初は加圧された空気が出るので、
正常に消火液が放出を開始するまでに遅れがでるという
問題があり、更にこれらの従来の消火設備では、消火時
はスプリンクラヘッドが設けられている二次側配管系統
には地区弁の一次側と同等の高い液圧が加わるので、こ
の二次側配管、スプリンクラヘッドや弁類等、二次側配
管系統の機器部材は一次側と同等の耐圧グレ−ドのもの
を使用する必要があり、このため機器部材はコスト高と
なってスプリンクラ消火設備の普及を妨げる要因の一つ
となっている。

【０００３】そこで、本願出願人は、従来のスプリンク
ラ消火設備のこのような種々の問題を解決すべく、火災
監視時では地区弁の二次側配管系統に無圧の消火液を充
液することとして消火活動が迅速に行われ、更にヘッド
開放時には一次圧が所定圧に減圧調整されて低圧の消火
液が放液されることで消火効率を向上し、二次側配管系
統の機器部材の耐圧グレ−ドを低くできるようにしたス
プリンクラ消火設備を、特願平２−４１１２６７号や特
願平３−１０３８３号として提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記既提案の消火設備
では、地区弁の二次側配管系の主管から単に分岐形状の
枝管を介してスプリンクラヘッドを接続している。この
ため、地区弁から遠い位置のスプリンクラヘッドと近い
位置のスプリンクラヘッドとでは、放液圧力にかなりの
差が現われる。そこで通常は放液圧力が最も低くなる位
置を算出してこの位置でのスプリンクラヘッドの或る設
定した個数の同時開放を考慮して上記位置でのヘッドが
所定の条件（例えば１ｋｇｆ／ｃｍ２で８０Ｌ／ｍｉｎ
）で放液が可能であるように設定している。従って、上
記位置以外の他の位置のヘッドの放液圧力は、当然、上
記所定の条件よりも高くなってしまい、消火効果面で却
って不具合がある。即ち、放液圧力が過大のときは、本
願出願人が既に提案している特願平３−１８４１６号で
述べているように、消火動作を早めるのに有効と考えら
れている直径で約１．５〜２．０ｍｍの水滴の占める割
合が減少して１．０ｍｍ未満のごく微粒な水滴量が増し
、消火動作に不都合な無効水量が多くなる上、火災によ
り発生して天井に滞留している煙を高圧放水による気流
で撹拌し、煙は床まで下がって視界が悪くなり、消火動
作や避難動作に支障がでる。 そして警戒地区が広ければ広いほど、警戒地区内での放
液圧力の最高値も高くなって消火動作や避難動作の上記
不都合も一層大きい問題となる。この発明は、上記従来
のスプリンクラ消火設備での問題に鑑み、警戒地区の広
い範囲で各スプリンクラヘッドの放液圧力が消火動作等
に都合の良い所定圧の許容範囲内となるように構成する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明は、一次側配管９が消火液供給手段１１に、二
次側配管系５が閉鎖型のスプリンクラヘッド４に、それ
ぞれ接続された地区弁６が設けられ、地区弁６は常態で
は閉鎖状態であり、火災現象を検出する火災検出手段１
に基づく信号により開放状態となり、一次側配管９の消
火液を所定圧に減圧調整して二次側配管系５へ供給する
調圧装置を備えるスプリンクラ消火設備において、地区
弁６の二次側７からスプリンクラヘッド４までの二次側
配管系５を構成している主管２５や枝管２８等の少なく
とも一部を、基部側の環状配管２６或はヘッド側の環状
配管２９によって構成している。

【０００６】そして、前記二次側配管系５が、地区弁６
の二次側７からの主管２５と、該主管２５から分岐され
る枝管２８と、該枝管２８から分岐してスプリンクラヘ
ッド４を設けるように構成され、前記主管２５及び枝管
２８の一部又は略全部を基部側の環状配管２６とヘッド
側の環状配管２９とによって構成している。

【０００７】

【作用】各枝管２８や各スプリンクラヘッド４の位置は
、これらが接続されている基部側の環状配管２６或はヘ
ッド側の環状配管２９に対してこれらの環状配管２６、
２９内での左周りと右周りの合計距離では、上記各位置
の相互間で殆ど同一である。従って、地区弁６の二次側
７で調圧されて基部側の環状配管２６とヘッド側の環状
配管２９に流入する消火液の液圧は、上記各位置の相互
間で略同一となり、何れのスプリンクラヘッド４から放
出される消火液も、消火動作等に都合の良い所定圧の許
容範囲内に納めることができた。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づき説明す
る。図１は、この発明の第１実施例を示すブロック図で
、同図の上半分には或る一つの警戒地区とここに設備さ
れる火災感知器１、スプリンクラヘッド４や消火液供給
手段１１の給水本管１２から分岐して設けている地区弁
６等を、同図の下半分には消火液供給手段１１を、夫々
示している。警戒地区の火災現象を検出する火災検出手
段としての光電式やイオン化式、差動式、定温式等の火
災感知器１は、電路２を介して火災受信機３（防災セン
タ等に設置される）に接続されている。火災感知器１と
同様に警戒地区の天井に設けられた閉鎖型のスプリンク
ラヘッド４は、二次側配管系５を介して建物の各階毎に
設置されている地区弁６の二次側７に接続され、地区弁
６の一次側８は一次側配管９と一次側元弁６５を介して
支管３０に接続され、支管３０は、給水本管１２によっ
て消火液供給手段１１の消火ポンプ１０に接続される。

【０００９】図示例の二次側配管系５は、地区弁６の二
次側７に接続した二次側配管２５（主管の一部を構成し
ている）と、二次側配管２５の端末に接続した基部側の
環状配管の一例としての平面視長方形環状のル−プ状主
管２６と、ル−プ状主管２６の複数個所で立下り管２７
を介して接続された枝管２８とによって構成され、各枝
管２８には巻き出し管を介して複数個のスプリンクラヘ
ッド４が配設されている。図示例ではル−プ状主管２６
のル−プ形状を充分大きく形成して、これにより枝管２
８は短くしている。

【００１０】消火ポンプ１０の二次側で給水本管１２に
は、流液検知の機能を持つ逆止弁型の自動警報弁１３を
接続し、この自動警報弁１３は、給水本管１２内のスプ
リンクラヘッド４からの放液による大きな液流により図
示しないディスクが開かれて圧力室が加圧され、図示し
ない圧力スイッチの作動により電路３１にて火災受信機
３にスプリンクラヘッド４の開放を報知する構成である
。

【００１１】又、図示例では、地区弁６及び、これの開
放を行う起動弁２４と、一次側配管９の消火液を消火動
作に適した所定圧に減圧調整する調圧パイロット弁４１
と、地区弁６を遠隔操作により開放する電動式の遠隔操
作試験弁１４と、スプリンクラヘッド１の１個分の排液
可能な小径試験弁１５及びスプリンクラヘッド１の複数
個分の排液可能な大径試験弁１６を結合した親子弁１７
と、地区弁６の二次側７の液圧を検知する圧力スイッチ
３２と、地区弁６にこれらの調圧パイロット弁４１等各
弁を接続している配管と、上記遠隔操作試験弁１４等や
圧力スイッチ３２の電路を集合して電路３３として火災
受信機３に接続している端子箱３４とをユニットＵとし
ている。消火ポンプ１０のモ−タ−５３は電路５４でポ
ンプ始動盤６０に接続される。

【００１２】上記ユニットＵを構成している各部材の詳
細を、図２に示した。例示した地区弁６は、一次側８と
二次側７とを区分する弁座１８を、ばね１９で付勢され
る弁体２０で閉じるようにし、弁体２０に一体のピスト
ン２１と弁箱とでシリンダ２２を形成し、このシリンダ
室２２は、起動弁２４を介して配管４６によって一次側
８に接続している。起動弁２４は、電路１７により端子
箱３４を介して火災受信機３に接続したモ−タ−、電磁
ソレノイド等の電動部３５によって開閉される。

【００１３】例示した調圧パイロット弁４１は、二次側
配管系５から二次側７の液圧を配管３６によりその操作
室３７に導入し、地区弁６のシリンダ室２２の液圧を、
配管３８と弁座３９を介してドレン管４０に排液する構
成である。操作室３７に導入された二次側７の液圧が所
定圧よりも低いときはフラム４２とばね４３の調圧作用
により弁体４４が弁座３９を閉動作してシリンダ室２２
の圧力液のドレン管４０への排液を抑えるように作用し
、起動弁２４を経て配管４６からのシリンダ室２２への
一次側８の消火液の導入により地区弁６は開動作し、二
次側７の圧力液は上昇する。二次側７の液圧が所定圧よ
りも高いときはフラム４２とばね４３の調圧作用により
弁体４４が開動作してシリンダ室２２の圧力液のドレン
管４０への排液を増加させて地区弁６は閉動作し、この
ようにして二次側７の液圧は消火動作に適した所定圧に
減圧調整される。

【００１４】例示の遠隔操作試験弁１４は、電路６２に
より端子箱３４を介して火災受信機３に接続したモ−タ
−、電磁ソレノイド等の電動部６３によって開閉され、
スプリンクラヘッド４の１個分と同等量の消火液がその
開放により排液されるように開口部分の大きさが設定さ
れている。例示の親子弁を用いて構成している小径試験
弁１５は、スプリンクラヘッド４の１個分と同等量の消
火液を、大径試験弁１６は、スプリンクラヘッド４複数
個分と同等量の消火液を、夫々その開放により排液する
ように開口部分の大きさが設定されている。配管４７に
設けた圧力スイッチ３２（電路６４により端子箱３４を
介して火災受信機３に指示される）により地区弁６の開
放が検出され、遠隔操作試験弁１４、小径試験弁１５、
大径試験弁１６の１つを開いて行われる排液テスト時に
は、二次側配管系５内の液圧が所定圧に維持されるかど
うか確認され、消火設備の動作については、自動警報弁
１３により確認される。

【００１５】次にこの実施例における動作を説明する。 まず、スプリンクラヘッド４、二次側配管系５等の二次
側配管系統に無圧の消火液を充液しておく。即ち、一次
側元弁６５を開いて消火液供給手段１１により一次側８
に消火液を導入し、次に一次側元弁６５を閉じ、起動弁
２４を開いて一次側８の圧力液をシリンダ室２２に導入
して地区弁６を開放可能な状態にし、そして一次側元弁
６５を徐々に開いて消火液をゆっくり二次側配管系５に
流入させると、二次側配管系５、スプリンクラヘッド４
に無圧の消火液が充液され、起動弁２４の閉止により地
区弁６は監視状態となる。

【００１６】この状態において火災が発生して火災感知
器１が動作すると、火災信号が火災受信機３に伝達され
る。火災受信機３ではこの火災信号により電動部３５を
動作させ起動弁２４を開け、一次側８の消火液は、配管
４６、起動弁２４を経て地区弁６のシリンダ室２２に導
入されて加圧しピストン２１は弁体２０をゆっくり弁座
１８から離座させ、一次側配管９の消火液は徐々に二次
側配管系５に導入される。二次側配管系５内は既に監視
圧になっていることにより、地区弁６の開放時に高圧の
消火液が一時に二次側配管系５に流入することによる異
常昇圧（ウォ−タ−ハンマ現象）は防止される。地区弁
６の火災信号による開放によって二次側配管系５内が調
圧パイロット弁４１の作用により所定圧になるのを圧力
スイッチ３２により検知されて、火災受信機３によりこ
の警戒地区の火災発生が報知される。

【００１７】消火活動時を含め以後は調圧パイロット弁
４１の弁体４４の開閉動作により、二次側配管系５への
消火液の導入が制御され、所定圧に減圧調整される。即
ち、操作室３７内の液圧が所定圧よりも低いときはフラ
ム４２とばね４３の調圧作用により弁体４４が弁座３９
を閉動作してシリンダ室２２の圧力液のドレン管４０へ
の排液を抑え、配管４６からのシリンダ室２２への消火
液の導入により地区弁６は開動作され、二次側７の液圧
が所定圧よりも高いときはフラム４２とばね４３の調圧
作用により弁体４４が閉動作してシリンダ室２２の圧力
液のドレン管４０への排液を増加し地区弁６は閉動作さ
れ、二次側配管系５内は所定圧に維持される。

【００１８】そして火災地点の温度がさらに上昇すると
、この火災地点付近のスプリンクラヘッド４が開放して
地区弁６の二次側７にて調圧されている二次側配管系５
内の消火液が、該スプリンクラヘッド４から地区弁６よ
りの距離に略関係無くいつも略同一圧力で放出される。 即ち、ル−プ状主管２６に対する各枝管２８の接続位置
（立下り管２７の位置）は、このル−プ状主管２６内で
の左周りと右周りの合計距離を考えると、上記各接続位
置の相互間で同一となっている。そうすると、或る開放
されたスプリンクラヘッド４へは、ル−プ状主管２６内
を左周りと右周りの経路で消火液が流れることになり、
このスプリンクラヘッド４からは左周りと右周りの経路
による合計された液圧の消火液が放出されると考えて良
い。従って、二次側配管２５から遠い位置に接続される
枝管２８と、二次側配管２５から近い位置に接続される
枝管２８との間には、スプリンクラヘッド４の開放時、
これらの枝管２８内の液圧に殆ど差はないと考えてよく
、何れの位置の枝管２８内の液圧も消火動作等に都合の
良い所定圧の許容範囲内となっている。しかも前記のよ
うに枝管２８を短く設定しているので、何れの枝管２８
における各スプリンクラヘッド４からの放出液圧も、立
下り管２７からの距離により若干の差異はあるものの、
略一定で所定圧の許容範囲内になる。前記従来の消火設
備では、二次側配管の近くのスプリンクラヘッドは放液
圧力が過大となって消火動作に不都合な無効水量が多く
なり、天井に滞留している煙を高圧放水による気流で撹
拌し、煙は床まで下がって視界が悪くなり、消火動作や
避難動作に支障がでるという大きい問題があったが、こ
の実施例では、調圧パイロット弁４１により一次圧が所
定圧に減圧調整されて二次側７では低圧の消火液となっ
ていることと相俟って、スプリンクラヘッド４をル−プ
状主管２６を介して接続する構成としたことにより、広
い警戒地区において何れの位置のスプリンクラヘッド４
の放液圧力も消火動作等に都合の良い所定圧の許容範囲
内とすることができ、従来の問題は簡易に、しかも確実
に解消されることになった。

【００１９】スプリンクラヘッド４が開放されたとき給
水本管１２に液流を生じ、この液流により自動警報弁１
３の図示しないディスクが開かれて圧力室が加圧され、
図示しない圧力スイッチの作動により電路３１にて火災
受信機３にスプリンクラヘッド４の開放と、消火設備の
動作開始が報知される。火災受信機３では先の圧力スイ
ッチ３２による地区弁６の開放検出により、図１の警戒
地区での火災発生が報知されているので、これらにより
火災受信機３は図１の警戒地区での消火活動を正しく表
示する。二次側配管系５内の液圧は調圧パイロット弁４
１により調圧されるので、この二次側配管系５の液圧を
検知する圧力スイッチ３２は、スプリンクラヘッド４の
開放による二次側配管系５の減圧は検出できないが、給
水本管１２での液流が自動警報弁１３により検出される
ため、消火設備が動作中であることを火災受信機３等に
正しく表示することができる。尚、この実施例によれば
、二次側配管系５内の液圧は、一次側配管９の高い液圧
が調圧パイロット弁４１によって十分減圧調整されてい
るので、消火動作は効果的に行われると共に、二次側配
管系の機器部材の耐圧グレ−ドは十分低いもので足り、
従来の如き高圧圧力液に基づく機器部材の破損も発生せ
ず、設備コストの抑制もできるスプリンクラ消火設備と
なった。無圧に充液されている火災監視時では、スプリ
ンクラヘッド４が衝撃等で開放した場合に放出される低
圧の消火液は僅かである。以上の他、二次側配管系５を
予作動式のように常時空気で加圧しておくためのコンプ
レッサはこの実施例では不要となり、設備コストは安価
となる。

【００２０】更にこの実施例では、地区弁６や遠隔操作
試験弁１４、調圧パイロット弁４１等をユニットＵとし
ているので、これらの機能試験は、図示しないテスト台
を用いて現場施工前に行うことができる。即ち、ユニッ
トＵの一次側配管９に試験用給水ポンプを接続し、二次
側配管系５は盲栓等にて塞ぎ、端子箱３４を図示しない
コネクタによりテスト台の火災受信機のコネクタに接続
して、調圧パイロット弁４１による前記減圧調整液動作
や、小径試験弁１５を開いてスプリンクラヘッド１個分
の消火液を放出したとき、或は大径試験弁１６を開いて
スプリンクラヘッド４複数個分の消火液を放出したとき
、圧力スイッチ３２により二次側配管系５内の液圧が所
定圧に維持されるかどうかや、火災受信機３から起動弁
２４と遠隔操作試験弁１４を電気信号で開放することに
よって地区弁６の動作を圧力スイッチ３２からの信号で
遠隔点検することなど、を予め確認することができる。 地区弁６ゃ調圧パイロット弁４１等のスプリンクラ消火
設備の主要構成部分をユニットＵとしたので、現場施工
前にユニットＵ周りの配管配線作業と機能試験及び調整
作業を、容易、かつ正確に実施できる上、施工現場では
、ユニットＵを現場配管配線に接続する僅かな現場作業
で済み、省力ができる。

【００２１】図２は、この発明の第２実施例を示すブロ
ック図である。この第２実施例では、前記第１実施例に
おける枝管２８も、ヘッド側の環状配管の一例としての
平面視長方形環状のル−プ状枝管２９に形成したもので
、これ以外の構成は第１実施例と同一であって共に同一
の符号を付してその構造説明は省略した。ル−プ状枝管
２９に対する各スプリンクラヘッド４の配設位置は、こ
のル−プ状枝管２９の左周りと右周りの合計距離では、
これら各々の配設位置相互間で同一であり、従って、立
下り管２７から遠い位置に配置されたスプリンクラヘッ
ド４と、立下り管２７に近い位置に配置されたスプリン
クラヘッド４との間にはル−プ状枝管２９内の液圧に殆
ど差はなく、何れの位置でも消火動作等に都合の良い所
定圧の許容範囲内となっている。しかもこのル−プ状枝
管２９の一次側に接続された基部側のル−プ状主管２６
により、各ル−プ状枝管２９に対して略同一液圧の消火
液が導入されるので、夫々のル−プ状枝管２９における
各スプリンクラヘッド４からの放出液圧を、前記第１実
施例におけるよりも一層、均等にすることができて、広
い警戒地区における消火動作等はより一層効率良く行わ
れことになった。

【００２２】図４は、平面視で日形のル−プ状主管５６
を用いたこの発明の第３実施例の要部を示すブロック図
であり、図５は、平面視で目形のル−プ状枝管５９を用
いたこの発明の第４実施例の要部を示すブロック図であ
る。これらのように以上の実施例におけるル−プ状主管
やル−プ状枝管を、図示例の外、例えば夫々平面視で回
形、８形、田形等の如く、その中心に対して対称形に形
成されている種々の形状とすることが可能で、これら何
れのものも各スプリンクラヘッド４からの放出液圧を略
同一にできるという前記第１及び第２実施示例と同様の
効果が得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、各スプ
リンクラヘッド４は基部側の環状配管２６やヘッド側の
環状配管２９を介して接続されているので、開放された
スプリンクラヘッド４の放出液圧は、地区弁６からの位
置にさほど影響を受けることなく略同一で、何れの位置
でも消火動作等に都合の良いように減圧調整された所定
圧で許容範囲内となって広い警戒地区における消火動作
等を効率良く行うことができる。

【００２４】二次側配管系５を構成している主管２５及
び枝管２８の略全部を基部側の環状配管２６とヘッド側
の環状配管２９とによって構成すれば、ヘッド側の各環
状配管２９内にも相互に略同一液圧の消火液が導入され
るので、何れのスプリンクラヘッド４からの放出液圧を
も一層、均等にすることができて、広い警戒地区におけ
る消火動作等をより一層効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すブロック図である
。

【図２】図１におけるユニットの詳細を示すブロック図
である。

【図３】この発明の第２実施例を示すブロック図である
。

【図４】この発明の第３実施例の要部を示すブロック図
である。

【図５】この発明の第４実施例の要部を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　　　　火災感知器（火
災検出手段）４　　　　　　　　　　　　　　　　スプ
リンクラヘッド５　　　　　　　　　　　　　　　　二
次側配管系６　　　　　　　　　　　　　　　　地区弁
７　　　　　　　　　　　　　　　　二次側９　　　　
　　　　　　　　　　　　一次側配管１１　　　　　　
　　　　　　　　消火液供給手段２５　　　　　　　　
　　　　　　主管２６、５６　　　　　　　　ル−プ状
主管（基部側の環状配管）２８　　　　　　　　　　　
　　　枝管２９、５９　　　　　　　　ル−プ状枝管（
ヘッド側の環状配管）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　一次側配管が消火液供給手段に、
   二次側配管系が閉鎖型のスプリンクラヘッドに、それぞ
   れ接続された地区弁が設けられ、地区弁は常態では閉鎖
   状態であり、火災現象を検出する火災検出手段に基づく
   信号により開放状態となり、一次側配管の消火液を所定
   圧に減圧調整して二次側配管系へ供給する調圧装置を備
   えるスプリンクラ消火設備において、地区弁の二次側か
   らスプリンクラヘッドまでの二次側配管系を構成してい
   る主管や枝管等の少なくとも一部を、基部側の環状配管
   或はヘッド側の環状配管によって構成していることを特
   徴とするスプリンクラ消火設備。
2. 【請求項２】　　　　前記二次側配管系が、地区弁の二
   次側からの主管と、該主管から分岐される枝管と、該枝
   管から分岐してスプリンクラヘッドを設けるように構成
   され、前記主管及び枝管の一部又は略全部を基部側の環
   状配管とヘッド側の環状配管とによって構成しているこ
   とを特徴とする請求項１のスプリンクラ消火設備。