JPH05345046A - 消火設備用スプリンクラー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消火設備用スプリンクラー装置において、ス
プリンクラーヘッドからの放水時の一次側圧力が異なっ
ても実際の放水量が略一定になりるという定量送水機能
を具備させ、しかも消火後に自動的に放水を停止させ
る。 【構成】 巻出し管４とスプリンクラーヘッド５とによ
り形成される送水路に、一次側圧力が変動しても二次側
への流水量を一定に保持する機能を備えた定量送水機構
１４を設ける。配水管１への送水ライン３に流水制御弁
Ｖを介在し、火災現場の温度変化を計測し消火と判断さ
れるときに流水制御弁Ｖを閉じるための信号を出力する
センサー１１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は消火設備用スプリンクラ
ー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】火災発生時に自動的にスプリンクラーヘ
ッドから水を放射して消火を行うような消火設備におい
て、水源に接続された送水ラインに配水管が接続され、
その配水管から延び出た多数の巻出し管のそれぞれにス
プリンクラーヘッドが接続されているような消火設備用
スプリンクラー装置は知られている。

【０００３】このようなスプリンクラー装置において、
巻出し管とその巻出し管に接続されたスプリンクラーヘ
ッドとによって形成される送水路は、スプリンクラーヘ
ッドの放水口に装着されているガスケットによって末端
が閉じられており、火災発生時には、そのガスケットが
所定の機能によりはじき飛ばされて上記放水口が開放さ
れ、その放水口から水が放水されるようになっている。

【０００４】他方、個々のスプリンクラーヘッドには消
火に最も有効な特有の適正放水量が存在している。しか
るに、上述したような多数のスプリンクラーヘッドを備
えたスプリンクラー装置にあっては、送水源から個々の
スプリンクラーヘッドまでの配管長さや個々のスプリン
クラーヘッドからの放水開始タイミングが異なるので、
個々のスプリンクラーヘッドについては放水時の一次側
圧力に差異が存在する。このため、消火の有効性を確保
するために、放水時の一次側圧力が最も低いスプリンク
ラーヘッドによっても上記適正放水量が確保されるよう
にシステムが組まれている。たとえば、適正放水量が一
次側圧力１ｋｇｆ／ｃｍ² で８０ｌ／ｍｉｎに設定され
ているスプリンクラーヘッドを用いた消火システムで
は、多数のスプリンクラーヘッドが取り付けられてあ
り、どのスプリンクラーヘッドの一次側圧力も１ｋｇｆ
／ｃｍ² 以上となり、しかも実際の放水量が８０ｌ／ｍ
ｉｎ以上になるようにシステムが組まれる。

【０００５】ところが、上記のように構成された従来の
スプリンクラーヘッドによると、一次側圧力が異なると
それに応じて実際の放水量も異なる上、上述のようなス
プリンクラー装置では個々のスプリンクラーヘッドにつ
いて放水時の一次側圧力に差異が存在するので、多数の
スプリンクラーヘッドからの放水が併行した場合には、
必要量以上の放水を行うスプリンクラーヘッドが出現す
ることになる。そして、スプリンクラーヘッドからの放
水量が余りに多くなると、放出された水の霧化による消
火性能の低下を招いたり、消火が必要な区画以外の場所
が水浸しになったりするという水損を招いたりする。そ
こで、上記スプリンクラー装置においては、放水時の一
次側圧力が最も高いスプリンクラーヘッドからの最大放
水圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ² に規制されるようになって
いる。

【０００６】また、従来は、スプリンクラーヘッドから
の放水が行われた後に人が消火を確認し、手動にて送水
ラインの開閉弁を閉じて放水を停止させていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにスプリンクラーヘッドの放水時の一次側圧力や
放水量の下限や上限を規制したとしても、それらの下限
値と上限値との間には大きな差異が存在する。すなわ
ち、スプリンクラー装置においては、最少水量を放水す
るスプリンクラーヘッドと最大水量を放水するスプリン
クラーヘッドとでは、その放水量に３倍を越える開きが
ある。そのため、従来では、スプリンクラーヘッドから
の放水量は８０ｌ／ｍｉｎで十分に安定した消火性能を
確保することができるにもかかわらず、多くのスプリン
クラーヘッドにおいては一次側圧力が過剰になって不必
要に大量の水が放出されてしまうという事態が生じてい
た。そして、このような事態が発生すると、適正放水量
を越える水を放出しているスプリンクラーヘッドについ
ては、放出された水の拡散状態が悪化したり水の霧化を
生じたりして消火性能が低下しやすいという状況にな
り、また、上述したような水損が発生しやすい状況にな
る。

【０００８】他方、スプリンクラーヘッドからの放水が
行われた後に人が消火を確認して手動にて放水を停止さ
せるという上述したようなシステムは、火災現場に人が
近寄れない場合や火災状況を的確に判断することのでき
る人がいない場合（実際の火災ではこのような場合が多
い）には、放水を停止させるまでに相当な時間が消費さ
れてしまうことが通例であり、そのために、消火後に無
駄に放水された水で出火階だけでなくその下層階への漏
水によって水損が広範囲に及んでしまうという問題があ
った。

【０００９】本発明は以上の状況や問題に鑑みてなされ
たものであり、巻出し管とその巻出し管の端部に接続さ
れたスプリンクラーヘッドとによって形成される送水路
における放水時の一次側圧力が異なっても実際の放水量
が略一定になるという機能を具備する消火設備用スプリ
ンクラー装置を提供すること、ならびに消火後に自動的
に放水が停止される消火設備用スプリンクラー装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による消火設備用
スプリンクラー装置は、配水管から延び出た巻出し管と
その巻出し管の端部に接続されたスプリンクラーヘッド
とによって形成される送水路に、一次側圧力が変動して
も二次側への流水量を一定に保持する機能を備えた定量
送水機構が介在され、水源と上記配水管とを接続する送
水ラインに流水制御弁が介在され、火災現場の温度変化
などの状況変化を計測しその状況変化により消火と判断
されるときに上記流水制御弁を閉じるための信号を出力
するセンサーを備えているものである。

【００１１】

【作用】本発明によると、定量送水機構により一次側圧
力が変動しても二次側への流水量が一定に保持される。
また、センサーにたとえば温度検出センサーを採用した
場合には、火災現場の温度変化が温度検出センサーによ
り計測され、温度降下により消火と判断されるときに
は、その温度検出センサーの出力信号を基準にして流水
制御弁が閉じられ、送水ラインによるスプリンクラーヘ
ッドへの送水が停止される。

【００１２】

【実施例】図１は請求項１および請求項２の発明の実施
例による消火設備用スプリンクラー装置の系統図であ
る。同図の消火設備用スプリンクラー装置は、送水系統
と信号系統を備えている。

【００１３】送水系統においては、建物の各階に配設さ
れた配水管１…と水源２とが送水ライン３で接続されて
おり、それぞれの配水管１…には複数の巻出し管４…が
接続され、それらの巻出し管４…ごとにスプリンクラー
ヘッド５…が接続されている。配水管１…のそれぞれに
は流水制御弁Ｖが介在されており、この流水制御弁Ｖを
制御するための電動弁でなるパイロット弁ＰＶと流水検
知用圧力スイッチＳとが各流水制御弁Ｖに付設されてい
る。Ｍはパイロット弁ＰＶを開閉するためのモータであ
る。Ｐはポンプ、６は逆止弁、７は止水弁１、８は高架
水槽、９はテスト用開閉弁である。

【００１４】信号系統においては、各階ごとの複数箇所
に設置された温度検出センサーでなる火災検知器１１…
と、火災検知器１１…の出力信号を受ける火災受信盤１
２と、火災受信盤１２の出力信号を受けてポンプＰと上
記パイロット弁開閉制御用のモータＭとに信号を出力す
る制御盤１３とを備えている。

【００１５】このようなスプリンクラー装置において、
上述したそれぞれの巻出し管４とその巻出し管４の端部
に接続されたスプリンクラーヘッド５とによって形成さ
れる送水路に、定量送水機構１４が介在されている。こ
の定量送水機構１４は定流量弁であってもよく、要する
に一次側圧力が変動しても二次側への流水量を一定に保
持する機能を備えておれば、そのような機構がすべて定
量送水機構１４に相当する。

【００１６】図１のスプリンクラー装置において、特定
の火災検知器１１が火災を検知すると、その火災検知信
号が火災受信盤１２を経てポンプ制御盤１３に入力さ
れ、ポンプＰが作動してスタンバイ状態になる。続いて
火災現場のスプリンクラーヘッド５が作動し放水が開始
される。そして、そのスプリンクラーヘッド５の作動に
伴って送水ライン３の水に流れが生じると、その流れが
圧力スイッチＳで検出され、その検出信号に基づいて警
報器（不図示）が作動して火災の発生を知らせる。

【００１７】この場合のスプリンクラーヘッド５からの
放水は、定量送水機構１４の作用により一次側圧力が変
動してもその圧力変動の影響を受けずに一定量に保持さ
れる。そのため、放水中のスプリンクラーヘッド５はす
べてそのスプリンクラーヘッド５に最も良好な状態が継
続され、放水量が適切になって安定した消火性能が発揮
されるため消火も短時間で行われることになり、消火中
の水損も最少限度に抑えられる。

【００１８】消火中および消火後の温度は火災現場の火
災検知器１１によって常時計測されている。そのような
常時計測によって消火したと判断されない間は流水制御
弁Ｖの開状態が継続し、スプリンクラーヘッド５からの
放水が続行される。火災現場の温度の常時計測によって
消火したと判断された場合は、火災検知器１１の出力信
号に基づき火災受信盤を介して火災現場に対応している
モータＭが動作してパイロット弁ＰＶが制御され、その
パイロット弁ＰＶに対応する流水制御弁Ｖが閉じられ
る。これによりその流水制御弁Ｖが介在されている配水
管１への送水が停止し、それに伴ってスプリンクラーヘ
ッド５からの放水が停止する。

【００１９】以上の実施例においては火災検知器１１に
温度検出センサーを用い、その温度検出センサーによっ
て火災現場の温度変化を常時計測する事例を説明したけ
れども、火災検知器１１としては煙検出センサーなどの
ような火災現場の温度以外の状況変化を計測し得るセン
サーを用いることも可能である。

【００２０】次に、上記定量送水機構１４の具体例を説
明する。

【００２１】図２と図３の定量送水機構１４は、巻出し
配管４とスプリンクラーヘッド５とによって形成される
送水路２０に設けられた弾性部材３０でなり、この弾性
部材３０は中心に通水孔３１を有するリング状ないし背
低円筒状に形成されている。弾性部材３０には合成ゴム
や天然ゴムなどを好適に用いることができる。弾性部材
３０はその外周面３２が送水路２０の路壁面２１により
バックアップされ、また、その下端面３３の外周縁部３
３ａが送水路２０に具備された環状段付部２２で支持さ
れている。

【００２２】この定量送水機構１４は、通常時（非火災
時）には図１の状態を維持する。そして、火災発生によ
りスプリンクラーヘッド５からの放水が開始されると、
通水孔３１の一次側（上流側）と二次側（下流側）とに
圧力差が発生する。この圧力差は、一次側圧力が高くな
ると増大し、一次側圧力が低くなると減少する。なお、
図３の矢符Ｘは巻出し管からヘッド本体１の放水路１２
に流入する水の流れを示している。ここで、図１に示し
た通常時における弾性部材３０の厚さをＴ１、通水孔３
１の口径をＤ１とすると、放水時には上述の圧力差に応
じて弾性部材３０がその弾力性により図２のように軸方
向に圧縮されると同時に径方向内方へ張り出す。そし
て、放水時の弾性部材３０の厚さをＴ２、通水孔３１の
口径をＤ２とすると、Ｔ２＜Ｔ１，Ｄ２＜Ｄ１の関係が
成立する。また、通常時における通水孔３１の口径Ｄ１
と放水時における通水孔３１の口径Ｄ２との差は、一次
側圧力と二次側圧力との差異が大きくなるほど大きくな
る。言い換えると、一次側圧力が高くなるにつれて通水
孔３１が次第に縮径していき、一次側圧力が低くなるに
つれて通水孔３１が次第に拡径していく。したがって、
二次側においては、一次側圧力の高低にかかわらず略定
量の水が流れ、そのことにより定量送水機能が発揮され
る。

【００２３】図４と図５は定量送水機構１４の他の事例
を示している。この事例においては、送水路２０に、絞
り通路４２を有する通路形成部材４１と、一次側と二次
側の圧力差により軸方向（図において上下方向）に変位
されかつ上記圧力差の増大により絞り通路の開口面積を
減少させ上記圧力差の減少により絞り通路の開口面積を
増加させるニードル４８とが設けられている。通路形成
部材４１に有孔支持プレート４６が固定され、有孔支持
プレート４６の中心部にガイド軸４７が垂設され、ガイ
ド軸４７に上下摺動可能に円錐状の先端を持つ上記ニー
ドル４８が嵌合され、ニードル４８の上端部に有孔可動
プレート４９が設けられている。そして、有孔可動プレ
ート４９がばね４０の力でニードル４８と共に常時一次
側に弾発付勢されている。

【００２４】図４に示す通常時（非火災時）の状態から
スプリンクラーヘッド５より放水が始まると、絞り通路
４２の一次側（上流側）と二次側（下流側）とに圧力差
が発生し、この圧力差は、一次側水圧が高くなると増大
し、一次側水圧が低くなると減少する。そして、放水時
には上述の圧力差に応じてニードル４８がばね４０によ
る弾発力との平衡を保つ位置に移動する。したがって、
一次側水圧と二次側水圧との差異が大きくなるほどニー
ドル４８の下方への移動幅が大きくなり、図５のように
ニードル４８の円錐状の先端が絞り通路４２に突入して
絞り通路４２の開口面積を減少させる。言い換えると、
一次側水圧が高くなるにつれて絞り通路４２の開口面積
が次第に減少していき、一次側水圧が低くなるにつれて
絞り通路４２の開口面積が次第に増加していく。したが
って、二次側においては、一次側水圧の高低にかかわら
ず略定量の水が流れ、そのことにより定量送水機能が発
揮される。

【００２５】図６と図７は定量送水機構１４の他の事例
を示している。この事例においては、送水路２０の一部
の路壁面２０ａが下窄まり形状に形成されていると共
に、送水路２０に、一次側と二次側の圧力差により軸方
向に変位されかつ上記圧力差の増大により路壁面２０ａ
で囲まれた絞り通路（送水路２０に含まれる）２０ｂの
開口面積を減少させ上記圧力差の減少により上記絞り通
路の開口面積を増加させる弁体５８が設けられている。
このことをさらに具体的に説明すると、送水路２０に有
孔プレート５１を介してケース５２が設けられ、ケース
５２の下板５２ａを上下摺動可能に貫挿された弁棒５３
の下端に上記弁体５８が固着され、弁棒５３の上端に鍔
体５４が設けられ、この鍔体５４とケース５２の下板５
２ａとの間に介在されたばね５５により弁体５８が常時
一次側に弾発付勢されている。

【００２６】図６に示す通常時（非火災時）の状態から
スプリンクラーヘッド５より放水が始まると、絞り通路
２０ｂの一次側（上流側）と二次側（下流側）とに圧力
差が発生し、この圧力差は、一次側水圧が高くなると増
大し、一次側水圧が低くなると減少する。そして、放水
時には上述の圧力差に応じて弁体５８がばね５５による
弾発力との平衡を保つ位置に移動する。したがって、一
次側水圧と二次側水圧との差異が大きくなるほど弁体５
８の下方への移動幅が大きくなり、その弁体５８が絞り
通路２０ｂに突入して絞り通路２０ｂの開口面積を減少
させる。言い換えると、一次側水圧が高くなるにつれて
絞り通路２０ｂの開口面積が次第に減少していき、一次
側水圧が低くなるにつれて絞り通路２０ｂの開口面積が
次第に増加していく。したがって、二次側においては、
一次側水圧の高低にかかわらず略定量の水が流れ、その
ことにより定量送水機能が発揮される。

【００２７】

【発明の効果】本発明による消火設備用スプリンクラー
装置によれば、送水路における放水時の一次側圧力が異
なっても実際の放水量が略一定になるという定量送水機
能が発揮される。そのため、多数のスプリンクラーヘッ
ドを備えたスプリンクラー装置において、放水時の各ス
プリンクラーヘッドからの放水量を適正放水量に容易に
設定することができ、そうすることによってスプリンク
ラーヘッドの最適な消火特性を引き出す放水量で安定で
確実な消火が可能になり、消火に要する時間が短縮され
て消失面積が最少限度に抑えられる。さらに、消火中に
おける無駄な放水がなされなくなるので水損を少なくす
ることが容易である。さらに、一次側圧力の変動を考慮
する必要がないので、消火設備の設計や製作が容易かつ
安価になり、さらに各スプリンクラーヘッドの放水量が
一定になるため必要水量の算出が容易になり、水源量の
削減が可能になる。

【００２８】また、本発明による消火設備用スプリンク
ラー装置によれば、消火中のみならず、消火後において
も必要以上の水量が無駄に放水されなくなるので、水損
が最少限度に抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１および請求項２の発明の実施例による
消火設備用スプリンクラー装置の系統図である。

【図２】定量送水機構の通常時の状態を例示した説明図
である。

【図３】図２の定量送水機構の作用状態を例示した説明
図である。

【図４】他の事例としての定量送水機構の通常時の状態
を例示した説明図である。

【図５】図４の定量送水機構の作用状態を例示した説明
図である。

【図６】さらに他の事例としての定量送水機構の通常時
の状態を例示した説明図である。

【図７】図６の定量送水機構の作用状態を例示した説明
図である。

【符号の説明】

１ 配水管 ２ 水源 ３ 送水ライン ４ 巻出し管 ５ スプリンクラーヘッド １１ 火災検知器（センサー） １４ 定量送水機構 ２０ 送水路 Ｖ 流水制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配水管から延び出た巻出し管とその巻出
   し管の端部に接続されたスプリンクラーヘッドとによっ
   て形成される送水路に、一次側圧力が変動しても二次側
   への流水量を一定に保持する機能を備えた定量送水機構
   が介在され、水源と上記配水管とを接続する送水ライン
   に流水制御弁が介在され、火災現場の温度変化などの状
   況変化を計測しその状況変化により消火と判断されると
   きに上記流水制御弁を閉じるための信号を出力するセン
   サーを備えていることを特徴とする消火設備用スプリン
   クラー装置。