(57)【要約】【課題】中高層建物の複数層ゾーンに対応する複数の消火ポンプ装置を直列運転するに際し、安定な運転と信号伝達系の単純化を図った消火システムを提供する。【解決手段】中高層建物の火災時において、特定の階層ゾーンの火災階が必要とする所定圧力を当該層ゾーンの消火ポンプ装置が決定し、当該層ゾーンより前段（下位層）にある消火ポンプ装置には運転指令を出力し、前記所定圧力が一定となるよう圧力制御及びインバータによる周波数制御を行うので、確実に所定圧力で消火栓又はスプリンクラーの放出手段に給水することができる。又、各層ゾーン消火ポンプ装置が直列接続されてこの順に沿って運転指令の伝達および確認返信がなされるので、各層ゾーン間の信号系の構成が単純化でき信頼性の高い消火を行う。【選択図】図１
2014104176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも下位層ゾーンと上位層ゾーンからなる中高層建物の各層ゾーンに対する消火用水の給水を、下位層ゾーンは消火水槽を水源とするインバータ駆動の下位層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、上位層ゾーンは前段の下位層ゾーン消火ポンプ装置と直列接続したインバータ駆動の上位層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、各層ゾーンの消火ポンプ装置に接続された送水管端末に階高さを特定する消火栓群又はスプリンクラー群からなる放出手段群と、前記放出手段群の操作又は動作に基いて始動信号を発信する信号発信手段を設置した消火システムにおいて、
前記始動信号を上位層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該上位層ゾーン消火ポンプ装置は、下位層ゾーンポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号を受信した下位層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を返信し、この運転アンサバック信号を受信した上位層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始し、前記始動信号を下位層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該下位層ゾーン消火ポンプ装置が運転を開始するようにしたことを特徴とする消火システム。
【請求項２】
請求項１に記載の消火システムにおいて、
前記下位層ゾーンは低層ゾーンで構成され、前記上位層ゾーンは中層ゾーンと高層ゾーンで構成され、低層ゾーンは消火水槽を水源とするインバータ駆動の低層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、中層ゾーンは前段の前記低層ゾーン消火ポンプ装置と直列接続したインバータ駆動の中層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、高層ゾーンは前段の前記中層ゾーン消火ポンプ装置と直列接続したインバータ駆動の高層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、各層ゾーンの消火ポンプ装置に接続された送水管端末に階高さを特定する消火栓群又はスプリンクラー群からなる放出手段群と、前記放出手段群の操作又は動作に基いて始動信号を発信する信号発信手段を設置し、
前記始動信号を前記高層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該消火ポンプ装置は中層ゾーン消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号を受信した中層ゾーン消火ポンプ装置は低層ゾーン消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号を受信した低層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を返信し、この運転アンサバック信号を受信した中層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を高層ゾーン消火ポンプ装置に返信し、この運転アンサバック信号を受信した高層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始し、
前記始動信号を中層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該消火ポンプ装置は低層ゾーン消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号受信した低層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を中層ゾーン消火ポンプ装置に返信し、この運転アンサバック信号を受信した中層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始し、
前記始動信号を低層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該消火ポンプ装置は運転を開始するようにしたことを特徴とする消火システム。
【請求項３】
請求項１に記載の消火システムにおいて、
前記下位層ゾーン消火ポンプ装置は、上位層ゾーン消火ポンプ装置が運転状態にあり、その運転指令信号を受信しているときは停止条件が成立しても運転を継続することを特徴とする消火システム。
【請求項４】
請求項２に記載の消火システムにおいて、
前記低層ゾーン消火ポンプ装置は、前記中層ゾーン消火ポンプ装置が運転状態にあり、その運転指令信号を受信しているときは停止条件が成立しても運転を継続し、前記中層ゾーン消火ポンプ装置は、前記高層ゾーン消火ポンプ装置が運転状態にあり、その運転指令信号を受信しているときは停止条件が成立しても運転を継続することを特徴とする消火システム。
【請求項５】
請求項１または３に記載の消火システムにおいて、
前記各層ゾーンの消火ポンプ装置は、吸込み側からの水を、前記送水管を介して需要側の各階に設けられた前記放出手段群に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定する設定手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置とを備え、
前記各層ゾーン消火ポンプ装置は、当該ゾーンの信号発信手段からの始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて当該ゾーンで必要な目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
前記下位層ゾーン消火ポンプ装置は、上位層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令信号に基いて上位層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
各層ゾーン消火ポンプ装置は、始動条件が成立したら前記決定値で運転するようにしたことを特徴とする消火システム。
【請求項６】
請求項２または４に記載の消火システムにおいて、
前記各層ゾーンの消火ポンプ装置は、吸込み側からの水を前記送水管を介して需要側の各階に設けられた前記放出手段群に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプの吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定する設定手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置を備え、
各層ゾーン消火ポンプ装置は、当該ゾーンの信号発信手段からの始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて当該層ゾーンで必要な目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
中層ゾーン消火ポンプ装置は、高層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令信号に基いて高層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
低層ゾーン消火ポンプ装置は、中層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令信号に基いて中層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
各層ゾーン消火ポンプ装置は、始動条件が成立したら前記決定値で運転するようにしたことを特徴とする消火システム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の消火システムにおいて、
各消火ポンプ装置は、吸込み側からの水を、前記送水管を介して需要側の各階に設けられた前記放出手段群に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定して記憶する設定手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置とを備え、
前記消火ポンプ装置は、自己機が属する当該層ゾーンの信号発信手段から始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて当該層ゾーンで必要とする目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、自己機より上位の層ゾーンの消火ポンプ装置からの運転指令信号を受信したとき、運転指令信号に基いて上位の層ゾーンの消火ポンプ装置の吸込み側で必要とする所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、各消火ポンプ装置は、始動条件が成立したら前記決定値で運転するようにしたことを特徴とする消火システム。
【請求項８】
請求項５または７に記載の消火システムにおいて、
上位の層ゾーンの消火ポンプ装置からの運転指令信号を受信した下位の層ゾーンの消火ポンプ装置が決定する所定の目標圧力は、上位の層ゾーンの消火ポンプ装置の吸込み口圧力ヘッドが上位の層ゾーンの消火ポンプ装置が空転しない程度の圧力となるように下位の層ゾーンの実揚程と配管抵抗損失とを加味して決定し、又、初期周波数をこの所定の目標圧力に対応した周波数としたことを特徴とする消火システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の消火システムにおいて、
各層ゾーンの消火ポンプ装置は前記制御装置に記憶部を備えており、該記憶部に自己機が属する層ゾーンの階高さ毎の目標圧力又は初期インバータ周波数又は目標圧力と初期インバータ周波数と所定の目標圧力又は初期インバータ周波数又は目標圧力と初期インバータ周波数とを記憶し、消火ポンプ装置は、自己機が属する層ゾーンの信号発信手段から始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて前記記憶部より目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を読み出し、自己機より上位の層ゾーンの消火ポンプ装置からの運転指令信号を受信したとき、この運転指令信号に基づいて前記記憶部より所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を読み出し、始動条件が成立したら前記記憶部より読み出した設定値で運転するようにしたことを特徴とする消火システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の消火システムにおいて、
各層ゾーンの前記消火ポンプ装置は、前記放出手段群から始動信号を複数受信したとき、又は前記圧力検出手段が異常のとき、目標圧力、又はこれに伴う初期周波数、又は目標圧力とこれに対応する初期周波数を最大値で運転することを特徴とする消火システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の消火システムにおいて、
各層ゾーンの前記消火ポンプ装置は、始動条件として送水管の圧力が始動圧力以下に低下した場合に始動することを特徴とする消火システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の消火システムにおいて、
前記放出手段群の信号発信手段からの始動信号は、無線通信により前記消火ポンプ装置に発信されることを特徴とする消火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中高層建物に適用する可変速に駆動されるポンプを備えた消火システムに関する。ここでいう消火システムとは、消火栓ポンプシステム及びスプリンクラーポンプシステムを包含したシステムをいう。
【背景技術】
【０００２】
消火システムは、単独システムであれこれらを複数直列接続し連動運転するシステムであれ、火災時に火災検知器、放出装置あるいは人為的な操作によって、速やかに運転され送水されなければならない。そのため、送水に対し信頼性の高いシステムが要求されるが、従来はインバータ駆動の消火栓ポンプシステムは使用された例は少ない。しかしながら、インバータの普及に伴い消火ポンプシステムにインバータを採用する動向が見られる。これらの公知例として、特許文献１、特許文献２がある。
【０００３】
特許文献１の消防システム（スプリンクラー）においては、例えば段落(００２５)に、「加圧送水装置４は、モータにより駆動される２台のポンプを具備している。加圧送水装置４は、制御装置５からの圧力制御信号に基づいて、ポンプを駆動するモータの回転数を制御し、もって送水圧力を所定の値とする。また、加圧送水装置４は、制御装置５からの送水量制御信号に基づいて、起動させるポンプの数を変化させ、もって送水量を所定の値とする。
【０００４】
本発明は、ポンプを駆動するモータの回転数を制御する方法を限定するものではないが、ポンプを駆動するモータの回転数の制御は、回転数を直接可変するＶＶＶＦインバータ（Variable  Voltage  Variable  Frequency  Inverter：可変電圧可変周波数インバータ）などのインバータ制御により行うのが望ましい。」と開示されている。又、段落（００２２）の２０行に、制御装置５から受信した圧力信号．送水量制御信号に基づいて、送水の圧力．量を制御すると記載されている。これは、図示は省略されているが、送水管に圧力センサと流量センサが取り付けてあり、前述の圧力信号．送水量制御信号を目標値として、圧力センサと流量センサの検出したデータが前記目標値となるようにインバータにより周波数制御することを示唆している。
【０００５】
また特許文献２の消火ポンプ装置において、段落（００４０）に目標圧力の設定は、制御装置４０内に予め複数の値を記憶させておき、スプリンクラーヘッド５０の開放動作した区画の自動警報装置からの信号により、必要な目標圧力設定値を選択して圧力制御運転を行うとの開示はあるが、複数の値（目標圧力ＰＡ，ＰＢ）は記憶されているが、階数と目標圧力を一対一に対応させて記憶していない。そして、どの階数からの信号が来ても、常に目標圧力のＰＡ〜ＰＢの値が選択され、階数と目標圧力とが一対一に対応されて選択されることがない。また前記ポンプの前段にさらに第２のポンプを設け、該加圧ポンプの吐出し側に第２の圧力検出器を設け、この第２の圧力検出器の出力に基づいて前記第２のポンプの吐出し圧力が所定の値となるように可変速制御するとの消火ポンプ装置を直列接続する記載があるが、前述同様にどの階数からの信号が来ても、常に目標圧力のＰＡ〜ＰＢの値が選択され、階数と目標圧力とが一対一に対応されて選択されることがない。
【０００６】
また特許文献３には、高層の建物をいくつかの階層毎に区切って同一の配管で連結された階層区画を構成し、これらの階層区画毎に加圧用の消火ポンプを設置し、上層階では、それより下層のポンプを全て起動して直列に接続して使用する構成が示されている。そして、上層階で火災が発生し、スプリンクラーヘッドが開放して散水すると、始動信号がその階層の消火ポンプの制御盤に送られる。この階層区画の消火ポンプは直ちに始動せず、始動信号は最下階層区画の消火ポンプの制御盤に送られる。最下階層区画の消火ポンプは、制御装置によるインバータ制御により電動機を駆動しつつ始動し、予め設定・記憶した吐出し圧力になるように圧力制御をしながら運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２５３５３２号公報
【特許文献２】特開２００６−０２０８４６号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１２３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に記載の消防システム及び消火ポンプ装置によれば、放出信号に基づいて消火物を放出している放出装置を特定し、これに基づいて加圧装置に送水圧力制御信号及び送水量制御信号を送信するとなっている。又、複数の目標圧力を記憶部に記憶するとなっているが、加圧装置の記憶部には、特定した放出装置（階高さ）に対応した複数の目標圧力を記憶し、放出信号に基づいて前記記憶している複数の目標圧力から選択して目標圧力を決定する開示がされていない。
【０００９】
更に、消火栓システムへ適用することも、中高層建物へ適用し複数台の消火ポンプシステム（装置）を直列運転及び連動運転することが何らの開示もされていない。さらに、消火ポンプシステム（装置）を直列運転した際に各ゾーンの消火ポンプシステムに対して、どのように目標圧力及びインバータ周波数を決定するかについても何らの開示もされていない。
【００１０】
特許文献３の消火方法では、上層階にある消火ポンプは、その吸い込み配管に設置した圧力検出器の圧力信号が、所定の運転可能圧力以上になると始動するものの、下層階の消火ポンプの駆動の確認が明瞭でなく、上層階にある消火ポンプが始動後、上記圧力検出器の検出圧力が下がった場合、不安定な動作となる恐れがある。
【００１１】
本発明の第１の目的は、中高層建物の下位層ゾーンと上位層ゾーンの消火ポンプ装置を直列運転するに際し、上位層の消火ポンプ装置は、放出手段（消火栓、スプリンクラー）の始動信号を受けたとき下位層の消火ポンプ装置に運転指令を出し、下位層の消火ポンプ装置は運転指令により運転を開始すると共にアンサバック信号を返信し、アンサバック信号に基いて上位層の消火ポンプ装置が運転を開始することにより、安定な運転と信号伝達系の単純化を図った消火システムを提供するものである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、中高層建物の下位層ゾーンと上位層ゾーンの消火ポンプ装置を直列運転するに際し、下位層の消火ポンプ装置は上位層の消火ポンプ装置の吸込み側で必要とする所定の圧力または初期周波数を決定して運転することにより、上位層の消火ポンプ装置の運転の安定化を図った消火システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも下位層ゾーンと上位層ゾーンからなる中高層建物の各層ゾーンに対する消火用水の給水を、下位層ゾーンは消火水槽を水源とするインバータ駆動の下位層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、上位層ゾーンは前段の下位層ゾーン消火ポンプ装置と直列接続したインバータ駆動の上位層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、各層ゾーンの消火ポンプ装置に接続された送水管端末に階高さを特定する消火栓群又はスプリンクラー群からなる放出手段群と、前記放出手段群の操作又は動作に基いて始動信号を発信する信号発信手段を設置した消火システムにおいて、
前記始動信号を上位層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該上位層ゾーン消火ポンプ装置は、下位層ゾーンポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号を受信した下位層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を返信し、この運転アンサバック信号を受信した上位層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始し、前記始動信号を下位層ゾーン消火ポンプが受信した場合、該下位層ゾーン消火ポンプ装置が運転を開始するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、上記に記載の消火システムにおいて、
前記下位層ゾーンは低層ゾーンで構成され、前記上位層ゾーンは中層ゾーンと高層ゾーンで構成され、低層ゾーンは消火水槽を水源とするインバータ駆動の低層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、中層ゾーンは前段の前記低層ゾーン消火ポンプ装置と直列接続したインバータ駆動の中層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、高層ゾーンは前段の前記中層ゾーン消火ポンプ装置と直列接続したインバータ駆動の高層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、各層ゾーンの消火ポンプ装置に接続された送水管端末に階高さを特定する消火栓群又はスプリンクラー群からなる放出手段群と、前記放出手段群の操作又は動作に基いて始動信号を発信する信号発信手段を設置し、
前記始動信号を前記高層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該消火ポンプ装置は中層ゾーン消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号を受信した中層ゾーン消火ポンプ装置は低層ゾーン消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号を受信した低層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を返信し、この運転アンサバック信号を受信した中層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を高層ゾーン消火ポンプ装置に返信し、この運転アンサバック信号を受信した高層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始し、
前記始動信号を中層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該消火ポンプ装置は低層ゾーン消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この運転指令信号受信した低層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始すると共に運転アンサバック信号を中層ゾーン消火ポンプ装置に返信し、この運転アンサバック信号を受信した中層ゾーン消火ポンプ装置は運転を開始し、
前記始動信号を低層ゾーン消火ポンプ装置が受信した場合、該消火ポンプ装置は運転を開始するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、上記に記載の消火システムにおいて、前記下位層ゾーン消火ポンプ装置は、上位層ゾーン消火ポンプ装置が運転状態にあり、その運転指令信号を受信しているときは停止条件が成立しても運転を継続することを特徴とする。
【００１６】
また、上記に記載の消火システムにおいて、前記低層ゾーン消火ポンプ装置は、前記中層ゾーン消火ポンプ装置が運転状態にあり、その運転指令信号を受信しているときは停止条件が成立しても運転を継続し、前記中層ゾーン消火ポンプ装置は、前記高層ゾーン消火ポンプ装置が運転状態にあり、その運転指令信号を受信しているときは停止条件が成立しても運転を継続することを特徴とする。
【００１７】
また、上記に記載の消火システムにおいて、
前記各層ゾーンの消火ポンプ装置は、吸込み側からの水を、前記送水管を介して需要側の各階に設けられた前記放出手段群に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定する設定手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置とを備え、
前記各層ゾーン消火ポンプ装置は、当該ゾーンの信号発信手段からの始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて当該ゾーンで必要な目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
前記下位層ゾーン消火ポンプ装置は、上位層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令信号に基いて上位層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
各層ゾーン消火ポンプ装置は、始動条件が成立したら前記決定値で運転するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、上記に記載の消火システムにおいて、
前記各層ゾーンの消火ポンプ装置は、吸込み側からの水を前記送水管を介して需要側の各階に設けられた前記放出手段群に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプの吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定する設定手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置を備え、
各層ゾーン消火ポンプ装置は、当該ゾーンの信号発信手段からの始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて当該層ゾーンで必要な目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
中層ゾーン消火ポンプ装置は、高層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令信号に基いて高層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
低層ゾーン消火ポンプ装置は、中層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令信号に基いて中層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、
各層ゾーン消火ポンプ装置は、始動条件が成立したら前記決定値で運転するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、上記に記載の消火システムにおいて、
各消火ポンプ装置は、吸込み側からの水を、前記送水管を介して需要側の各階に設けられた前記放出手段群に送水する消火ポンプと、該消火ポンプを駆動する電動機と、該電動機を駆動するインバータと、前記消火ポンプ吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定して記憶する設定手段と、前記圧力検出手段により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置とを備え、
前記消火ポンプ装置は、自己機が属する当該層ゾーンの信号発信手段から始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて当該層ゾーンで必要とする目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、自己機より上位の層ゾーンの消火ポンプ装置からの運転指令信号を受信したとき、運転指令信号に基いて上位の層ゾーンの消火ポンプ装置の吸込み側で必要とする所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を決定し、各消火ポンプ装置は、始動条件が成立したら前記決定値で運転するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、上記に記載の消火システムにおいて、上位の層ゾーンの消火ポンプ装置からの運転指令信号を受信した下位の層ゾーンの消火ポンプ装置が決定する所定の目標圧力は、上位の層ゾーンの消火ポンプ装置の吸込み口圧力ヘッドが上位の層ゾーンの消火ポンプ装置が空転しない程度の圧力となるように下位の層ゾーンの実揚程と配管抵抗損失とを加味して決定し、又、初期周波数をこの所定の目標圧力に対応した周波数としたことを特徴とする。
【００２１】
また、上記に記載の消火システムにおいて、各層ゾーンの消火ポンプ装置は前記制御装置に記憶部を備えており、該記憶部に自己機が属する層ゾーンの階高さ毎の目標圧力又は初期インバータ周波数又は目標圧力と初期インバータ周波数と所定の目標圧力又は初期インバータ周波数又は目標圧力と初期インバータ周波数とを記憶し、消火ポンプ装置は、自己機が属する層ゾーンの信号発信手段から始動信号を受信したとき、この始動信号に基づいて前記記憶部より目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を読み出し、自己機より上位の層ゾーンの消火ポンプ装置からの運転指令信号を受信したとき、この運転指令信号に基づいて前記記憶部より所定の目標圧力又は初期周波数又は目標圧力と初期周波数を読み出し、始動条件が成立したら前記記憶部より読み出した設定値で運転するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
また、上記に記載の消火システムにおいて、各層ゾーンの前記消火ポンプ装置は、前記放出手段群から始動信号を複数受信したとき、又は前記圧力検出手段が異常のとき、目標圧力、又はこれに伴う初期周波数、又は目標圧力とこれに対応する初期周波数を最大値で運転することを特徴とする。
【００２３】
また、上記に記載の消火システムにおいて、各層ゾーンの前記消火ポンプ装置は、始動条件として送水管の圧力が始動圧力以下に低下した場合に始動することを特徴とする。
【００２４】
また、上記に記載の消火システムにおいて、前記放出手段群の信号発信手段からの始動信号は、無線通信により前記消火ポンプ装置に発信されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、中高層建物の火災時において、特定の階層ゾーンの火災階が必要とする所定圧力を当該層ゾーンの消火ポンプ装置が決定し、当該層ゾーンより前段（下位層）にある消火ポンプ装置には運転指令を出力し、前記所定圧力が一定となるよう圧力制御及びインバータによる周波数制御を行うので、確実に所定圧力で消火栓又はスプリンクラーの放出手段に給水することができる。又、各層ゾーン消火ポンプ装置が直列接続されてこの順に沿って運転指令の伝達および確認返信がなされるので、各層ゾーン間の信号系の構成が単純化でき、信頼性の高い消火を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】スプリンクラーを用いた本発明実施例の消火システムの構成図。
【図２】消火栓を用いた本発明実施例の消火システムの構成図。
【図３】本発明実施例の低層ゾーンのポンプ性能曲線図。
【図４】本発明実施例の中層ゾーンのポンプ性能曲線図。
【図５】本発明実施例の高層ゾーンのポンプ性能曲線図。
【図６】本発明実施例の低層ゾーンの制御盤の回路図。
【図７】本発明実施例の中層ゾーンの制御盤の回路図。
【図８】本発明実施例の高層ゾーンの制御盤の回路図。
【図９】本発明実施例の吐出し圧力一定制御を説明するためのポンプ性能曲線図。
【図１０】本発明実施例の吐出し圧力一定制御のアルゴリズムを示すフローチャート。
【図１１】本発明実施例の制御フローを説明するための図。
【図１２】本発明実施例の消火栓の詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図１２により説明する。図１は本発明実施例のインバータ駆動の消火システムを、例えば低層ゾーン、中層ゾーン、高層ゾーンに区分した中高層建物のスプリンクラー消火設備（放出手段）に適用した消火システムの系統図を示す。また、中高層建物を下位層ゾーンと上位層ゾーンの２層に分ける場合、下位層ゾーンが前記低層ゾーンで構成され、上位層ゾーンが中層ゾーンと高層ゾーンとで構成される。
【００２８】
前記低層ゾーンは、消火水槽を水源とするインバータ駆動の低層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、中層ゾーンは前段の前記低層ゾーン消火ポンプ装置と直結した（直列接続された）インバータ駆動の中層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、高層ゾーンは中段の前記中層ゾーン消火ポンプ装置と直結した（直列接続された）インバータ駆動の高層ゾーン消火ポンプ装置でまかなうようにしたものである。図示を一部省いているが、低層ゾーン用は地下階〜１０階までの給水、中層ゾーン用は１１階〜２０階までの給水、高層ゾーン用は２１階〜３０階までの給水を例に示している。
【００２９】
先ず、低層ゾーンについて説明する。１は水源であり例えば消火水槽等である。４−１は先端にフート弁２を取り付けた吸い込み管３を吸い込み側に設けられ、送水管１０へ送水するスプリンクラー消火ポンプ（以下、消火ポンプ）である。この消火ポンプ４−１には吐き出し側に内部に空気溜まるを有する圧力タンク１４−１、逆止め弁６−１、仕切り弁７−１が取り付けられている。９−１はポンプ近傍に位置し送水管１０に取り付けられた圧力検出手段であり、ここの圧力に応じた電気信号Ｓ１１−１を発信する。発信された電気信号Ｓ１１−１は後で述べる低層ゾーン制御盤８−１が受信する。
【００３０】
また、送水配管１０には階毎に送水管枝管１０−１〜１０−３にスプリンクラー１０−１a〜e〜１０−３a〜eをそれぞれ備えて、スプリンクラー群（放出手段群）を構成している。１０−１ｓ〜１０−３ｓはそれぞれ前記スプリンクラーが開放した時に放水して始動信号を発する信号発信手段であり、前記階毎のスプリンクラーと一対一に対応し階高さが特定出来る部位に取り付けられている。便宜上、信号発信手段とその始動信号を同一符号の１０−１ｓ〜１０−３ｓを用いる。これらの始動信号は信号群Ｓ１３−１として制御盤８−１に送信される。
【００３１】
低層ゾーン制御盤８−１は、インバータ、制御装置等を内蔵しており、動力ケーブルＳ１０−１により電動機５−１に電力（可変周波数、可変電圧）を供給する。各階のスプリンクラー（放出手段）から発信される始動信号は、どの階なのかを示す位置情報であり、これによってその階が特定され、階毎に必要な給水圧力（目標圧力）が単独で、又はこれに対応する初期インバータ周波数が単独で、又は、前記給水圧力（目標圧力）と初期インバータ周波数とが一緒に決定される。更に、後で詳細に述べるが中層ゾーンからの運転指令信号を受信したとき、中層ゾーンの消火ポンプの吸込み側が必要とする所定の給水圧力（目標圧力）とこれに対応する初期インバータ周波数が決定される。
【００３２】
前記低層ゾーンの消火ポンプ装置は、前記放出手段群に送水する消火ポンプ４−１と、該消火ポンプを駆動する電動機５−１と、該電動機を駆動するインバータ（低層ゾーン制御盤８−１に内臓）と、前記消火ポンプ吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段９−１と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定する設定手段（低層ゾーン制御盤８−１に内臓）と、前記圧力検出手段９−１により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置（低層ゾーン制御盤８−１に内臓）を備えている。
【００３３】
次に中層ゾーンについて説明する。４−２は低層用の送水配管１０に吸込口を接続し、送水配管１１に送水する中層ゾーン消火ポンプである。これ以外の構成機器は低層用と同じなので説明を省く。又、消火ポンプ４−２の吐出し側の逆止め弁、仕切弁、圧力タンクは説明の主旨から外れるので図示を省いている。当然、インバータ駆動の中層ゾーン消火ポンプ装置も低層ゾーンと同じく始動信号１１−１ｓ〜１１−３ｓによって、階毎に必要な給水圧力（目標圧力）が単独で、又はこれに対応する初期インバータ周波数が単独で、又は前記給水圧力（目標圧力）と初期インバータ周波数とが決定される。更に、後で詳細に述べるが、高層ゾーンからの運転指令を受信したとき、高層ゾーンの消火ポンプの吸込み側が必要とする所定の給水圧力（目標圧力）とこれに対応する初期インバータ周波数が決定される。
【００３４】
中層ゾーンの消火ポンプ装置は、前記放出手段群に送水する消火ポンプ４−２と、該消火ポンプを駆動する電動機５−２と、該電動機を駆動するインバータ（低層ゾーン制御盤８−２に内蔵）と、前記消火ポンプ吐き出し側の圧力を検出する圧力検出手段９−２と、前記信号発信手段の始動信号に基づいて階数毎に予め求められた配管抵抗曲線から階数毎の目標圧力を設定する設定手段（低層ゾーン制御盤８−２に内蔵）と、前記圧力検出手段９−２により検出された圧力が前記設定された目標圧力となるように前記インバータに周波数指令信号を出力してポンプの周波数を制御する制御装置（低層ゾーン制御盤８−２に内蔵）を備えている。
【００３５】
次に、高層ゾーン用について説明する。４−３は中層用の送水配管１１に吸込口を接続し、送水配管１２に送水する高層ゾーン消火ポンプである。これ以外の構成機器は低層用と同じなので説明を省く。当然、高層ゾーンインバータ駆動消火ポンプ装置も低層ゾーンと同じく始動信号１２−１ｓ〜１２−３ｓによって、階毎に必要な給水圧力（目標圧力）単独で、又はこれに対応する初期インバータ周波数が単独で、又は階毎に必要な給水圧力（目標圧力）と初期インバータ周波数が決定される。なお、高層ゾーンの消火ポンプ装置は、低層ゾーンと中層ゾーンの消火ポンプ装置と同様な構成なので説明を省略する。
【００３６】
次に、低層ゾーン、中層ゾーン、高層ゾーンそれぞれの連動運転について説明する。ここで、信号Ｓ３２は高層ゾーン制御盤８−３から中層ゾーン制御盤８−２への運転指令信号、信号Ｓ２３は中層ゾーン消化ポンプ装置が運転していることを中層ゾーン制御盤８−２から高層ゾーン制御盤８−３に知らせる運転アンサバック信号である。同様に信号Ｓ２１は中層ゾーン制御盤８−２から低層ゾーン制御盤８−１への運転指令信号、信号Ｓ１２は、運転していることを低層ゾーン制御盤８−１から中層ゾーン制御盤８−２に知らせる運転アンサバック信号である。
【００３７】
図２は、本発明実施例のインバータ駆動消火栓ポンプシステムを例えば低層ゾーン、中層ゾーン、高層ゾーンに区分した中高層建物の消火栓消火設備（放出手段）に適用した消化システムの系統図を示す。低層ゾーンは消火水槽を水源とするインバータ駆動の低層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、中層ゾーンは前段の前記低層ゾーン消火ポンプ装置と直結したインバータ駆動の中層ゾーン消火ポンプ装置でまかない、高層ゾーンは中段の前記中層ゾーン消火ポンプ装置と直結したインバータ駆動の高層ゾーン消火ポンプ装置でまかなうようにしたものである。図１に示す圧力タンクを省略し、放出手段としてスプリンクラー群に代えて消火栓群で構成したものである。
【００３８】
即ち、低層ゾーンでは送水配管１０の８階枝管１０−１に消火栓１０−１ａを設置しこれからの始動信号１０−１ｓを発信し、９階枝管１０−２に消火栓１０−２ａを設置しこれからの始動信号１０−２ｓを発信し、１０階枝管１０−３に消火栓１０−３ａを設置しこれからの指令信号１０−３ｓ発信するようにしたものである。中層ゾーン、高層ゾーンについても同様なので説明を省く。また、各層ゾーンの消火ポンプ装置やその他の構成は図１と同様なので、説明を省略する。
【００３９】
消火栓は、図１２に示すように送水管１０、１１、１２の枝管１０−１〜１０−３、１１−１〜１１−３、１２−１〜１２−３により引き込み、始動押釦スイッチ（信号発信手段）３２、ベル３３、始動表示ランプ３４、ホース３５、ノズル３６を備えている。そして、消火栓の始動押釦スイッチ３２が操作されると、始動信号１０−１ｓ〜１０−３ｓ、１１−１ｓ〜１１−３ｓ、１２−１ｓ〜１２−３ｓを発信する。
【００４０】
なお、図１、図２において、前記各信号発信手段と各制御盤に無線通信機能を備え、信号発信手段からの始動信号を無線通信により制御盤に送信しても良く、各制御盤同士で運転指令信号と、アンサバック信号を無線通信により送受信しても良い。
【００４１】
図３は、図１、図２に示す系統の低層ゾーンでインバータによる階毎の吐き出し圧力一定制御を行った場合のポンプ性能曲線図であり、横軸に給水量、縦軸に給水圧力（ヘッド）を示している。Ｈ０１０Ｆは１０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置の放出手段に所定水量Ｑ０を送水するのに必要な給水圧力（ヘッド）であり、目標値である。Ｒ１０は１０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に所定水量Ｑ０を送水する際に生じる配管抵抗であり、後で詳細に説明するが、前記した目標圧力には所定水量Ｑ０のもとで配管抵抗Ｈｆ、実揚程Ｈａ、末端圧力Ｈｐを含んでいる。９階以下の目標圧力を決定する手続きにはこのことを含んでおり、上記説明で明らかなので説明を省く。
【００４２】
同様にＨ０９Ｆ、Ｈ０８Ｆはそれぞれ９階、８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に所定水量Ｑ０を送水するのに必要な給水圧力（ヘッド）であり、目標値である。同様にＲ９、Ｒ８は９階、８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に送水する際に生ずる配管抵抗である。
【００４３】
曲線Ａは、１０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な目標圧力Ｈ０１０Ｆを満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ１０で運転した時に得られる性能である。同様に、曲線Ｂ、Ｃはそれぞれ９、８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な目標圧力Ｈ０９Ｆ、Ｈ０８Ｆを満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ９、ｆ８で運転した時に得られる性能である。これ以外の階までの必要な給水圧力（ヘッド）、又はこれに対応するインバータ周波数は、前述の説明で明らかなので図示を省いているが同様の意味を持つ。
【００４４】
さて、ここで、消火ポンプの選定、目標圧力、インバータ周波数の決め方について説明する。即ち、所定水量Ｑ０を１０階の最高位、最遠の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な全揚程ＨＴを次式により求める。  
ＨＴ＝Ｈａ＋Ｈｆ＋Ｈｐ            （１）
ここで、Ｈａは実揚程ｍ（水源の水面から１０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置までの実高さ）、Ｈｆは配管抵抗損失ｍ（所定水量Ｑ０を水源の水面から１０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置まで送水する際の配管抵抗損失）、Ｈｐは所要末端圧力ｍ（消火栓又はスプリンクラー放水装置で必要な圧力ヘッド）である。
【００４５】
これらの諸量を記載すると図３の通りとなる。即ち、消火ポンプはインバータ周波数ｆ１０の運転でのもとで、前記１０階で必要な給水圧力ヘッド（目標圧力）がＨ０１０Ｆ＝ＨＴを満足するポンプ性能有するものを選定する。１０階より下の階毎の目標圧力は適宜インバータ周波数を変えることで得られる。
【００４６】
このようにして本実施例においては、所定の給水量のもとで、階毎に給水するのに必要な給水圧力ヘッド（目標圧力）及びインバータ初期周波数を予め設定する。そして、この目標圧力になるようにインバータの周波数を制御してポンプ駆動することにより、火災が起きた際に確実で階毎に正確な圧力で給水を行うことを可能とする。
【００４７】
図４は図１、図２に示す系統の中層ゾーンにて消火栓又はスプリンクラー放水装置からの始動信号を受信し、低層ゾーン及び中層ゾーンの消火ポンプ装置が直列運転し、低層ゾーンが中層ゾーンの消火ポンプ装置の吸込み側が必要とする圧力に、インバータによる所定圧力一定制御、中層ゾーンがインバータによる階毎で必要とする吐き出し圧力一定制御を行った場合のポンプ性能曲線図であり、図３と同じ記号で示しているものは前述の説明で明らかなので説明を省く。同図において、上部は中層ゾーン消火ポンプの運転時性能、下部は低層ゾーン消火ポンプの運転時性能を示し、両者の関連が分かるようにしている。
【００４８】
先ず、中層ゾーン消火ポンプの運転時性能について説明する。Ｈ０２０Ｆは２０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に、所定水量Ｑ０を送水するのに必要な給水圧力（ヘッド）であり目標値である。同様にＨ０１９Ｆ、Ｈ０１８Ｆは、それぞれ１９階、１８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に所定水量Ｑ０を送水するのに必要な給水圧力（ヘッド）であり目標値である。曲線Ｄは、２０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な目標圧力Ｈ０２０Ｆを満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ２０で運転した時に得られる性能である。同様に曲線Ｅ、Ｆはそれぞれ１９、１８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な目標圧力Ｈ０１９Ｆ、Ｈ０１８Ｆを満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ１９、ｆ１８で運転した時に得られる性能である。
【００４９】
ここで、中層ゾーン用消火ポンプの選定、目標圧力、インバータ周波数の決め方について説明する。即ち、所定水量Ｑ０を２０階の最高位、最遠の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な全揚程ＨＴを次式により求める。  
ＨＴ＝Ｈａ＋Ｈｆ＋Ｈｐ−ＢＰ                （２）
Ｈａは実揚程ｍ（ポンプ設置面から２０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置までの実高さ）、Ｈｆは配管抵抗損失ｍ（所定水量Ｑ０をポンプ設置面から２０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置まで送水する際の配管抵抗損失）、Ｈｐは所要末端圧力ｍ（消火栓又はスプリンクラー放水装置で必要な圧力ヘッド）、ＢＰは押込み圧力ヘッド（低層用消火ポンプの運転によりＢＰが１０ｍ程度となるよう調整されている）である。
【００５０】
これらの諸量を図４に記載している。即ち、消火ポンプはインバータ周波数ｆ２０の運転のもとで、前記２０階で必要な給水圧力ヘッド（目標圧力）が、Ｈ０２０Ｆ＝ＨＴを満足するポンプ性能有するものを選定する。２０階より下の階毎の目標圧力は、適宜インバータ周波数を変えることで得られる。
【００５１】
次に、低層ゾーン消火ポンプの運転時性能について説明する。Ｈ０１１は中層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令によって、低層ゾーン消火ポンプ装置が運転する場合の所定圧力（＝目標圧力）である。この所定圧力Ｈ０１１は、所定水量Ｑ０のもとで、中層ゾーン用消火ポンプ装置の吸込み側で必要な圧力ヘッドがＢＰ（１０ｍ程度）となるように決定する。この圧力ヘッドがＢＰは、中層ゾーン用消火ポンプ装置の吸込み側が圧力不足でポンプ４−２が空転しないように設定される。曲線Ｇは所定圧力ヘッドＨ０１１を満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ１１で運転した時に得られる性能である。所定圧力ヘッドＨ０１１の代わりに周波数ｆ１１でもよく、また両者を用いても良い。
【００５２】
ここで、低層ゾーン用消火ポンプの選定、目標圧力、インバータ周波数の決め方について説明する。即ち、所定水量Ｑ０を中層ゾーン消火ポンプの吸込み側圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう給水するのに必要な全揚程ＨＴを次式により求める。  
ＨＴ＝Ｈａ＋Ｈｆ＋ＢＰ                （３）
ここで、Ｈａは実揚程ｍ（水源の水面から中層ゾーン消火ポンプ設置位置までの実高さ）、Ｈｆは配管抵抗損失ｍ（所定水量Ｑ０を水源の水面からから中層ゾーン消火ポンプ設置位置まで送水する際の配管抵抗損失）、ＢＰは押上げヘッド（中層ゾーン消火ポンプ吸込み側の圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう調整されている）である。これらの諸量を図４に記載している。
【００５３】
図５は、図１、図２に示す系統の高層ゾーン消火ポンプ装置が、当該ゾーンの消火栓又はスプリンクラーの放出手段からの始動信号を受信して、低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーンの消火ポンプ装置が直列運転し、低層ゾーン、中層ゾーンがインバータによる所定圧力一定制御、高層ゾーンがインバータによる階毎の吐き出し圧力一定制御を行った場合のポンプ性能曲線図である。図３、図４と同じ記号で示しているものは説明を省く。図５において、上部は高層ゾーン消火ポンプ装置の運転時性能、中部は高層ゾーン消火ポンプ装置の運転時性能、下部は低層ゾーン消火ポンプ装置の運転時性能を示し、これらの関連が分かるようにしている。
【００５４】
先ず、高層ゾーン消火ポンプ装置の運転時性能について説明する。Ｈ０３０Ｆは３０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に所定水量Ｑ０を送水するのに必要な給水圧力（ヘッド）であり目標値である。同様にＨ０２９Ｆ、Ｈ０２８Ｆはそれぞれ２９階、２８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置に所定水量Ｑ０を送水するのに必要な給水圧力（ヘッド）であり目標値である。曲線Ｉは３０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な目標圧力Ｈ０３０Ｆを満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ３０で運転した時に得られる性能である。同様に曲線Ｊ、Ｋはそれぞれ２９、２８階の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な目標圧力Ｈ０２９Ｆ、Ｈ０２８Ｆを満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ２９、ｆ２８で運転した時に得られる性能である。
【００５５】
ここで、高層ゾーン消火ポンプ装置の選定、目標圧力、インバータ周波数の決め方について説明する。即ち、所定水量Ｑ０を３０階の最高位、最遠の消火栓又はスプリンクラー放水装置へ給水するのに必要な全揚程ＨＴを次式により求める。  
ＨＴ＝Ｈａ＋Ｈｆ＋Ｈｐ−ＢＰ                （４）
ここで、Ｈａは実揚程ｍ（ポンプ設置面から３０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置までの実高さ）、Ｈｆは配管抵抗損失ｍ（所定水量Ｑ０をポンプ設置面から３０階の消火栓又はスプリンクラー放水装置まで送水する際の配管抵抗損失）、Ｈｐは所要末端圧力ｍ（消火栓又はスプリンクラー放水装置で必要な圧力ヘッド）、ＢＰは押込み圧力ヘッド（中層消火ポンプ装置の運転により、ＢＰが１０ｍ程度となるよう調整されている）である。押込み圧力ＢＰは、高層ゾーン用消火ポンプ装置の吸込み側が圧力不足で、ポンプ４−３が空転しないように設定される。これらの諸量を図５に記載している。即ち、消火ポンプはインバータ周波数ｆ３０の運転のもとで、前記３０階で必要な給水圧力ヘッド（目標圧力）がＨ０３０Ｆ＝ＨＴを満足するポンプ性能有するものを選定する。３０階より下の階毎の目標圧力は適宜インバータ周波数を変えることで得られる。
【００５６】
次に、中層ゾーン消火ポンプ装置の運転時性能について説明する。Ｈ０２１は高層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令によって運転する場合の所定圧力（＝目標圧力）であり、所定水量Ｑ０のもとで、高層ゾーン用消火ポンプの吸込み側圧力ヘッドがＢＰとなるように決定する。曲線Ｌは所定圧力ヘッドＨ０２１を満足するための消火ポンプのＱ−Ｈ性能曲線であり、インバータ周波数ｆ２１で運転した時に得られる性能である。
【００５７】
ここで、中層ゾーン用消火ポンプの選定、目標圧力、インバータ周波数の決め方について説明する。即ち、所定水量Ｑ０を高層ゾーン消火ポンプの吸込み側で必要な圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう給水するのに必要な全揚程ＨＴを次式により求める。  
ＨＴ＝Ｈａ＋Ｈｆ＋ＢＰ−ＢＰ                （５）
ここで、Ｈａは実揚程ｍ（設置位置から高層ゾーン消火ポンプ設置位置までの実高さ）、Ｈｆは配管抵抗損失ｍ（所定水量Ｑ０を設置位置から消火ポンプ設置位置まで送水する際の配管抵抗損失）、ＢＰは押上げヘッド（高層ゾーン消火ポンプ吸込み側の圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう調整されている）又は押込み圧力ヘッド（低層ゾーン消火ポンプ運転により中層ゾーン吸込み側圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう調整されている）であり両者は相殺される。これらの諸量を図５に記載している。
【００５８】
次に、低層ゾーン消火ポンプの運転時性能について説明する。Ｈ０１１は中層ゾーン消火ポンプ装置からの運転指令によって運転する場合の所定圧力（＝目標圧力）であり、所定水量Ｑ０のもとで、中層ゾーン用消火ポンプの吸込み側圧力ヘッドがＢＰとなるように決定する。曲線Ｇは所定圧力ヘッドＨ０１１を満足するための消火ポンプＱ−Ｈ性能曲線でありインバータ周波数ｆ１１で運転した時に得られる性能である。
【００５９】
ここで、低層ゾーン用消火ポンプの選定、目標圧力、インバータ周波数の決め方について説明する。即ち、所定水量Ｑ０を中層ゾーン消火ポンプの吸込み側圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう給水するのに必要な全揚程ＨＴを次式により求める。  
ＨＴ＝Ｈａ＋Ｈｆ＋ＢＰ                （６）
ここで、Ｈａは実揚程ｍ（水源の水面から中層ゾーン消火ポンプ設置位置までの実高さ）、Ｈｆは配管抵抗損失ｍ（所定水量Ｑ０を水源の水面からから中層ゾーン消火ポンプ設置位置まで送水する際の配管抵抗損失）、ＢＰは押上げヘッド（中層ゾーン消火ポンプ吸込み側の圧力ヘッドが１０ｍ程度となるよう調整されている）である。これらの諸量を図５に記載している。各層ゾーンの消火ポンプ、周波数の選定は次のようにするのが望ましい。
【００６０】
次に、各層ゾーンの連動運転について説明する。尚、消火用水の給水であるから以下に説明するパターン１〜３は、いずれか一つが発生する。
パターン１：高層ゾーンにおいて消火栓又はスプリンクラーの放出手段からの始動信号を受信した場合。信号が３０階で発生した例で示す。（図１、２、図５参照）
【００６１】
ステップ１
３０階消火栓からの始動指令信号又は始動信号１２−３ｓが発信され、この信号がケーブルＳ１３−３により高層ゾーン制御盤８−３に取り込まれる。この信号は３０階としての階高さ（位置情報）を有しており、この信号に基づき目標圧力としてＨ０３０Ｆ、インバータ初期周波数としてｆ３０が決定し設定される。後で詳細に説明するが、これらの設定値は、前記制御盤８−３の制御装置ＣＵに備えた記憶部Ｍに予め記憶しておき、前記信号に基づいて記憶部から選択、読み出すようにしても良い。
【００６２】
ステップ２
高層ゾーン制御盤８−３から中層ゾーン制御盤８−２へ運転指令信号Ｓ３２（ケーブルも説明の便宜上同じ記号を使用）を発信する。この信号に基づき中層ゾーン消火ポンプ装置の所定目標圧力としてＨ０２１、インバータ初期周波数としてｆ２１が決定し設定される。尚、この設定値Ｈ０２１、ｆ２１は高層ゾーンのどの階からの信号でも同じ値である。後で詳細に説明するが、これらの設定値は前記制御盤の制御装置ＣＵに備えた記憶部Ｍに予め記憶しておき前記信号に基づいて記憶部から選択、読み出すようにしても良い。
【００６３】
ステップ３
中層ゾーン制御盤８−２から低層ゾーン制御盤８−１へ運転指令信号Ｓ２１（ケーブルも説明の便宜上同じ記号を使用）を発信する。この信号に基づき、所定目標圧力としてＨ０２１、インバータ初期周波数としてｆ１１が決定し設定される。尚、この設定値Ｈ０１１、ｆ１１は高層ゾーンのどの階からの信号でも同じ値である。後で詳細に説明するが、これらの設定値は前記制御盤の制御装置ＣＵに備えた記憶部に予め記憶しておき、前記信号に基づいて記憶部から選択、読み出すようにしても良い。
【００６４】
ステップ４
低層ゾーン制御盤８−１は低層ゾーン消火ポンプ４−１へ運転出力Ｓ１０−１を出力し、インバータはステップ３で設定されたインバータ初期周波数ｆ１１を出力して運転を開始する。この運転は、始動条件の一つとして圧力センサ９−１が始動圧力以下に低下しているときに開始される。そして、送水配管１０に設けられた圧力センサ９−１の検出した圧力が、ステップ３で設定された目標圧力（所定値）Ｈ０１１と等しくなるように、インバータ周波数を変えて吐出し圧力一定制御を行う。加えて、中層ゾーン制御盤８−２へ運転アンサバック信号Ｓ１２を発信（返信）する。この結果、中層ゾーン消火ポンプ４−２の吸込み側圧力はヘッドＢＰ（１０ｍ程度）に保たれている。
【００６５】
ステップ５
中層ゾーン制御盤８−２は、低層ゾーン制御盤８−１からの運転アンサバック信号Ｓ１２を受信すると、中層ゾーン消火ポンプ４−２へ運転出力Ｓ１０−２を出力し、一方インバータはステップ２で設定されたインバータ初期周波数ｆ２１を出力して運転を開始する。この運転は、始動条件の一つとして圧力センサ９−２が始動圧力以下に低下しているときに開始される。そして、送水配管１１に設けられた圧力センサ９−２の検出した圧力が、ステップ２で設定された目標圧力（所定値）Ｈ０２１と等しくなるように、インバータ周波数を変えて吐出し圧力一定制御を行う。加えて、高層ゾーン制御盤８−１へ運転アンサバック信号Ｓ２３を発信（返信）する。この結果、高層ゾーン消火ポンプ４−３の吸込み側で必要な圧力ヘッドＢＰ（１０ｍ程度）に保たれている。
【００６６】
ステップ６
高層ゾーン制御盤８−３は、中層ゾーン制御盤８−２からの運転アンサバック信号Ｓ２３を受信すると、高層ゾーン消火ポンプ４−３へ運転出力Ｓ１０−３を出力し、一方インバータはステップ１で設定されたインバータ初期周波数ｆ３０を出力して運転を開始する。この運転は、始動条件の一つとして圧力センサ９−３が始動圧力以下に低下しているときに開始される。そして、送水配管１２に設けられた圧力センサ９−３の検出した圧力が、ステップ１で設定された目標圧力（所定値）Ｈ０３０Ｆと等しくなるように、インバータ周波数を変えて吐出し圧力一定制御を行う。２９階以下については明らかなので説明を省く。
【００６７】
ステップ７
低層ゾーン、中層ゾーン及び高層ゾーンそれぞれの消火ポンプ装置が運転しており、高層から中層へ、及び中層から低層へそれぞれ運転中信号を発信している状態では、中層ゾーン制御盤８−２は、内蔵される停止押釦スイッチ（後述）を押して停止操作を実行しても停止せず、低層ゾーン制御盤８−１は、内蔵される停止押釦スイッチを押して停止操作を実行しても停止しない。いずれも、中層ゾーン消火ポンプ装置は、高層ゾーン消火ポンプ装置が停止し、前記高層ゾーンからの運転中信号の発信が解除されている状態ではじめて停止押釦スイッチを押すと停止し、低層ゾーン消火ポンプ装置は中層ゾーン消火ポンプ装置が停止し前記中層ゾーンからの運転中信号の発信が解除されている状態ではじめて停止押釦スイッチを押すと停止する。これは消火活動において、不用意にポンプが停止されて消火の妨げにならないようにするためである。
【００６８】
次にパターン２を説明する。  
パターン２：中層ゾーンにおいて消火栓又はスプリンクラー放水装置からの信号を受信した場合。信号が２０階で発生した例で示す。（図１、２、図４参照）
【００６９】
ステップ１
２０階消火栓からの始動指令信号又は始動信号１１−３ｓが発信され、この信号がケーブルＳ１３−２により中層ゾーン制御盤８−２に取り込まれる。この信号は２０階としての階高さ（位置情報）を有しており、この信号に基づき目標圧力としてＨ０２０Ｆ、インバータ初期周波数としてｆ２０が決定し設定される。後で詳細に説明するが、これらの設定値は、前記制御盤の制御装置ＣＵに備えた記憶部Ｍに予めこれらの設定値を記憶しておき、前記信号に基づいて記憶部から選択、読み出すようにしても良い。
【００７０】
ステップ２
中層ゾーン制御盤８−２から低層ゾーン制御盤８−１へ運転指令信号Ｓ２１（ケーブルも説明の便宜上同じ記号を使用）を発信する。この信号に基づき所定目標圧力としてＨ０１１、インバータ初期周波数としてｆ１１が決定し設定される。尚、この設定値Ｈ０１１、ｆ１１は高層ゾーンのどの階からの信号でも同じ値である。後で詳細に説明するが、これらの設定値は、前記制御盤の制御装置ＣＵに備えた記憶部Ｍに予めこれらの設定値を記憶しておき、前記信号に基づいて記憶部から選択、読み出すようにしても良い。
【００７１】
ステップ３
低層ゾーン制御盤８−１は低層ゾーン消火ポンプ４−１へ運転出力Ｓ１０−１を出力し、インバータはステップ２で設定されたインバータ初期周波数ｆ１１を出力して運転を開始する。この運転は、始動条件の一つとして圧力センサ９−１が始動圧力以下に低下しているときに開始される。そして、送水配管１０に設けられた圧力センサ９−１の検出した圧力が、ステップ２で設定された目標圧力（所定値）Ｈ０１１と等しくなるようはインバータ周波数を変えて吐出し圧力一定制御を行う。加えて、中層ゾーン制御盤８−２へ運転アンサバック信号Ｓ１２を発信（返信）する。この結果、中層ゾーン消火ポンプ４−２の吸込み側圧力ヘッドＢＰ（１０ｍ程度）に保たれている。
【００７２】
ステップ４
中層ゾーン制御盤８−２は低層ゾーン制御盤８−１からの運転アンサバック信号Ｓ１２を受信すると中層ゾーン消火ポンプ４−２へ運転出力Ｓ１０−２を出力し、インバータはステップ１で設定されたインバータ初期周波数ｆ２０を出力して運転を開始する。この運転は、始動条件の一つとして圧力センサ９−２が始動圧力以下に低下しているときに開始される。そして、送水配管１１に設けられた圧力センサ９−２の検出した圧力が、ステップ１で設定された目標圧力（所定値）Ｈ０２０Ｆと等しくなるようはインバータ周波数を変えて吐出し圧力一定制御を行う。１９階以下については明らかなので説明を省く。
【００７３】
ステップ５
低層ゾーン及び中層ゾーンそれぞれの消火ポンプが運転しており、中層から低層へ運転中信号を発信している状態では、低層ゾーン制御盤８−１は停止押釦スイッチを押して停止操作を実行しても停止しない。低層ゾーン消火ポンプは中層ゾーン消火ポンプが停止し前記中層ゾーンからの運転中信号の発信が解除されている状態で停止押釦スイッチを押したときのみ停止する。
【００７４】
次にパターン３を説明する。  
パターン３：低層ゾーンにおいて消火栓又はスプリンクラー放水装置からの信号を受信した場合。信号が１０階で発生した例で示す。（図１、２、図３参照）
【００７５】
ステップ１
１０階消火栓からの始動指令信号又は始動信号１０−３ｓが発信され、この信号がケーブルＳ１３−１により低層ゾーン制御盤８−１に取り込まれる。この信号は１０階としての階高さ（位置情報）を有しており、この信号に基づき目標圧力としてＨ０１０Ｆ、インバータ初期周波数としてｆ１０が決定し設定される。後で詳細に説明するが、これらの設定値は、前記制御盤の制御装置ＣＵに備えた記憶部Ｍに予め記憶しておき、前記信号に基づいて記憶部から選択、読み出すようにしても良い。
【００７６】
ステップ２
低層ゾーン制御盤８−１は消火ポンプ４−１へ運転出力Ｓ１０−１を出力し、インバータはステップ１で設定されたインバータ初期周波数ｆ１０を出力して運転を開始する。この運転は、始動条件の一つとして圧力センサ９−１が始動圧力以下に低下しているときに開始される。そして、送水配管１０に設けられた圧力センサ９−１の検出した圧力が、ステップ１で設定された目標圧力（所定値）Ｈ０１０Ｆと等しくなるようはインバータ周波数を変えて吐出し圧力一定制御を行う。９階以下については明らかなので説明を省く。
【００７７】
なお、後に詳述するが、前述のこれらのインバータ初期周波数は設計値であり、各階毎の目標圧力と圧力検出手段の検出した圧力が等しくなるよう吐き出し圧力一定制御を行うと周波数は上下に振れることになる。
【００７８】
各層ゾーンにおいて、吐き出し圧力一定制御を行った場合の、ポンプ性能、各階始動指令信号及び抵抗曲線のそれぞれの対応関係は次の通りである。  
低層ゾーン
始動指令信号      目標圧力      インバータ周波数  ポンプ性能      抵抗曲線  
１０−３Ｓ（１０Ｆ）Ｈ０１０Ｆ      ｆ１０            Ａ            Ｒ１０
１０−２Ｓ（９Ｆ）  Ｈ０９Ｆ        ｆ９              Ｂ            Ｒ９
１０−１Ｓ（８Ｆ）  Ｈ０８Ｆ        ｆ８              Ｃ            Ｒ８
Ｓ２１              Ｈ０１１        ｆ１１            Ｇ            Ｒ１１
中層ゾーン
始動指令信号    目標圧力      インバータ周波数  ポンプ性能      抵抗曲線
１１−３Ｓ（２０Ｆ）Ｈ０２０Ｆ      ｆ２０            Ｄ            Ｒ２０
１１−２Ｓ（１９Ｆ）Ｈ０１９Ｆ      ｆ１９            Ｅ            Ｒ１９
１１−１Ｓ（１８Ｆ）Ｈ０１８Ｆ      ｆ１８            Ｆ            Ｒ１８
Ｓ３２              Ｈ０２１        ｆ２１            Ｌ            Ｒ２１
高層ゾーン
始動指令信号    目標圧力      インバータ周波数  ポンプ性能      抵抗曲線  
１２−３Ｓ（３０Ｆ）Ｈ０３０Ｆ      ｆ３０            Ｉ            Ｒ３０  
１２−２Ｓ（２９Ｆ）Ｈ０２９Ｆ      ｆ２９            Ｊ            Ｒ２９
１２−１Ｓ（２８Ｆ）Ｈ０２８Ｆ      ｆ２８            Ｋ            Ｒ２８
【００７９】
図９は、３０階の消火栓又スプリンクラー放水装置へ送水する場合の目標圧力をＨ０３０Ｆとしたときの吐出し圧力一定制御を説明するためのポンプ性能曲線図を示している。
【００８０】
また図１０及び図１１は、メーン処理及び階毎の吐き出し圧力一定制御の処理（アルゴリズム）を示すフローチャートである。図示していないが、イニシャル処理や割込処理により、階毎の目標圧力とインバータ初期周波数と直列運転時の上段ゾーン用の吸込み側で必要な所定圧力とこれに対応するインバータ初期周波数を決定し設定する。又、制御装置ＣＵに記憶部Ｍを備えているものは、予め、前記階毎の目標圧力とインバータ初期周波数と直列運転時の上段ゾーン用の所定圧力とこれに対応するインバータ初期周波数を記憶部に記憶しておき、前述した要領で放出手段からの始動信号又は放出装置の始動信号が発生した時、これに基づいて記憶部から選択読み出してもよい。
【００８１】
図１１において、発明の意図に無関係な途中は省略しているが、６００Ａ〜６００Ｃステップで後段（上位）ゾーンの制御盤からの運転指令信号か判定し、ＮＯであれば６００ステップへ進む。ＹＥＳであれば６００Ｂステップで後段ゾーンの吸込み側で必要な所定の目標圧力を設定する。これが、中層ゾーン用であればＨ０２１、低層ゾーン用であればＨ０１１である。続いて、６００Ｃステップで所定のインバータ初期周波数を設定する。これが、中層ゾーン用であればｆ２１、低層ゾーン用であればｆ１１である。この後、６０８ステップへ進む。
【００８２】
６００〜６０７ステップは、低層ゾーン用を例に階毎の目標圧力とインバータ初期周波数を決定し設定する。前述したように前記記憶部より読み出す処理を実行しても良い。最上階から最下階まで順番に始動指令があるかチエックし、始動指令のある階に対して目標圧力を決定し設定する。又は記憶部より読み出しても良い。例えば、６０２ステップにおいて、２階の消火栓の始動押釦スイッチが操作され始動指令信号又はスプリンクラー始動信号が発信されていないか判定する。発信されていれば６０３ステップへ進み、目標圧力をＨ０２Ｆと決定し設定する。又は記憶部よりＨ０２Ｆを選択し読み出す。発信されていなければ６０４ステップ以降に進み、１階の目標圧力の設定又は読出し処理を実行する。他の階の目標圧力の設定又は読出し処理は前述で明らかなので説明を省く。
【００８３】
中層ゾーン及び高層ゾーンの階毎の目標圧力と、これに対応するインバータ初期周波数の設定又は読み出しの仕方は、前述で明らかなので説明を省く。尚、６００〜６０７ステップの処理で各階の消火栓又は放出装置からの始動指令信号がないと判断した場合は、６００ステップへ戻りこれより実行を続ける。次に、６０８ステップではポンプが運転中か判定する。運転中であれば６１０ステップへ進み、停止中であれば６０９ステップで運転処理を実行して６１０ステップへ進む。６１０ステップでは、図１０に示す吐き出し圧力一定制御の処理を実行する。
【００８４】
今、説明の便宜上、前述の６００〜６０７ステップの目標圧力読み出し処理において、
３０階を例に、目標圧力Ｈ０＝Ｈ０３０Ｆが設定又は読み出されているものとする。この読み出された目標圧力は例えばＣＰＵのレジスタに一時記憶されている。図１０において、５００ステップでは、圧力センサ９−３によって給水圧の圧力データＨが検出される。そして５０２ステップにおいて、目標圧力Ｈ０(Ｈ０３０Ｆ)と検出した圧力データとが比較され、Ｈ０−α＞Ｈであれば５０１ステップでインバータ増速制御処理を実行してから５００ステップへ戻る。なお、このときにＨ０−α＜＝Ｈ＜＝Ｈ０＋αであれば、図１０においては省略しているが次の６１１ステップの処理に進む。
【００８５】
そして、Ｈ０＋α＜Ｈであれば５０３ステップに進み、インバータ減速制御処理が実行されてから５００ステップに戻る。これが繰り返されることにより、給水圧力が目標圧力Ｈ０(＝Ｈ０Ｂ４Ｆ)とほぼ等しくなる。尚、αは目標圧力の不感滞を示し大体１〜２ｍであり、ａはインバータの変速制御幅を示し適宜０．１〜１Ｈｚで設定する。この制御の結果、図９においてインバータ周波数が上下に振れインバータ周波数は設計値のｆ０３０Ｆに近づく。実際には配管抵抗が設計値と異なる等して、周波数やＱ０等の所定数量が設計値と一致することはないが、吐き出し圧力を目標値に制御することを優先しており、十分実用可能なレベルを達成できる。
【００８６】
この時のポンプ性能曲線はＩ、ポンプから３０階まで水を流した時の目標圧力となる抵抗曲線はＲ３０である。なお、本実施例においては消火栓又は放水装置の放出手段に送水した場合の給水量をＱ０としている。なお、全ての階の消火栓又は放水装置の放出手段への送水量をＱ０としているが、階数によって変えても良い。
【００８７】
そしてこのポンプ性能曲線Ｈと抵抗曲線Ｒ３０との交点ＯＨでポンプの運転点が決定する。このときの目標圧力としては、この交点ＯＨを縦軸の給水圧力で読んだもので決まる。なお、給水量Ｑ０は、この交点ＯＨを横軸の給水量で読んだものである。このようにして定まる運転点ＯＨとなるように、給水量及び目標圧力を満足するようなポンプの周波数を予め決定しておく。
【００８８】
消火栓又は放水装置の放出手段への給水を考えると給水圧力が目標圧力に、急峻に到達することが望ましい。この場合、図１１の６０１、６０３、６０５ステップにおいて目標圧力を読み出す際に、インバータ初期周波数も設定又は読み出し、６０９ステップのポンプ初期運転処理時に設定又は読み出したインバータ初期周波数を出力することにより、急峻に圧力を立ち上げることができる。
【００８９】
具体的には後述の、図６〜図８の制御装置ＣＵの入出力インターフェースＩ／Ｏ３より、インバータ端子１２〜１６へ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４，ＣＭ２を出力する。同様に、図１０、図１１に示す圧力制御の周波数指令信号は、入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりインバータ端子１０〜１１へ信号ＡＮ０、ＣＭ１を出力する。簡単にするためインバータ端子１２〜１６へ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４，ＣＭ２を省略してインバータ端子１０〜１１へ信号ＡＮ０、ＣＭ１で共用して良い。更に、これを通信で実施しても良い。このようにすれば、より急峻に目標圧力に到達することが可能となる。インバータが過電流とリップしない範囲で、インバータの加速時間を可能な限り短く設定すればより顕著となる。
【００９０】
図６は図１、図２で説明した高層ゾーン制御盤８−３の回路図、同様に図７は中層ゾーン制御盤８−２の回路図、図８は低層ゾーン制御盤８−１の回路図である。
【００９１】
図６において、ＰＷ（Ｒ、Ｓ、Ｔ）は電源、Ｒ（又はＲ１）、Ｓは制御電源、ＭＢＤ、ＭＢＶは配線用遮断器で、ＴＲはトランスである。ＩＮＶは周波数の設定手段及び操作表示部ＣＯＮＳを有するインバータで、ＣＵは演算処理装置ＣＰＵ、記憶部Ｍ、入出力インターフェースＩ／Ｏ２，３等を備える制御装置である。制御装置ＣＵは、前記演算処理装置ＣＰＵまたはＣＯＮＳによって目標圧力が設定され、記憶部Ｍに設定、記憶することができ、演算処理装置ＣＰＵと記憶部Ｍは設定手段として作用する。
【００９２】
Ｉ／Ｏ１は階毎の消火栓始動スイッチ又は放出装置である放出手段からの始動信号１２−３Ｓ〜１２−１Ｓ（階高さ３０Ｆ〜２８Ｆに対応）及び中層ゾーンから運転アンサバック信号５２ＶＴを取り込む入力回路部、Ｘは取り込んだ始動信号１２−３Ｓ〜１２−１Ｓ、中層ゾーンから運転アンサバック信号５２ＶＴがＯＮ時にＯＮするリレー群（３０ＦＸ〜２８ＦＸ、Ｘ３）である。５
２Ｄ、５２Ｖは電磁継電器、４９Ｐはサーマルリレー、ＩＭは電動機、４３Ｓはポンプや電動機を商用−インバータの運転モードに切り替るスイッチ、ＢＳ１は始動押釦スイッチ、ＢＳ２は停止押釦スイッチ、Ｉ／Ｏ２，３は入出力インターフェース部であり圧力検出手段の信号１０、リレー群Ｘの信号（始動信号１２−３Ｓ〜１２−１Ｓ、中層ゾーン運転アンサバックＸ３に対応するリレー３０ＦＸ〜１８ＦＸ、Ｘ３の信号を入力）をここより取り込む。又、始動信号１２−３Ｓ〜１２−１Ｓ信号入力時にＯＮ出力してリレーＸ０（始動指令）、Ｘ４（中層ゾーンへ運転指令）をＯＮする。
【００９３】
そして、高層ゾーンから中層ゾーンに対して運転指令Ｘ４（リレーＸ４の接点信号）、運転中５２Ｖ（電磁継電器５２Ｖの接点）の信号を出力し、高層ゾーンは中層ゾーンから運転アンサバック信号５２ＶＴを受信して信号の授受をする。
【００９４】
図７において、図６と同じ記号で示している部品は同じものであり説明を省く。Ｉ／Ｏ１は、階毎の消火栓始動スイッチ又は放出装置である放出手段からの始動信号１１−３Ｓ〜１１−１Ｓ（階高さ２０Ｆ〜１８Ｆに対応）、低層ゾーンから運転アンサバック信号５２ＶＴ、及び高層からの運転指令Ｘ４、運転中５２Ｖを取り込む入力回路部である。Ｘは取り込んだ始動信号１１−３Ｓ〜１１−１Ｓ、低層ゾーンから運転アンサバック信号５２ＶＴ、高層からの運転指令Ｘ４、運転中５２ＶがＯＮ時にＯＮするリレー群（２０ＦＸ〜１８ＦＸ、Ｘ３、Ｘ１、Ｘ２）である。
【００９５】
Ｉ／Ｏ２，３は入出力インターフェース部であり圧力検出手段の信号１０、リレー群Ｘの信号（始動信号１１−３Ｓ〜１１−１Ｓ、中層ゾーン運転アンサバックＸ３、高層からの運転指令Ｘ４、運転中５２Ｖに対応するリレー２０ＦＸ〜１８ＦＸ、Ｘ３、Ｘ１、Ｘ２の信号を入力）をここより取り込む。又、始動信号１１−３Ｓ〜１１−１Ｓ信号入力時にＯＮ出力してリレーＸ０（始動指令）、Ｘ４（低層ゾーンへ運転指令）をＯＮする。５２ＶＴはタイマーであり、この遅延接点で高層ゾーンへ運転アンサバック５２ＶＴを出力する。そして、中層ゾーンから低層ゾーンに対して運転指令Ｘ４（リレーＸ４の接点信号）、運転中５２Ｖ（電磁継電器５２Ｖの接点）の信号を出力し、中層ゾーンは低層ゾーンから運転アンサバック信号５２ＶＴを受信し、高層ゾーンからは運転指令Ｘ４、運転中５２Ｖを受信して信号の授受をする。
【００９６】
図８において、図６と同じ記号で示している部品は同じものであり説明を省く。Ｉ／Ｏ１は階毎の消火栓始動スイッチ又は放出装置である放出手段からの始動信号１０−３Ｓ〜１０−１Ｓ（階高さ１０Ｆ〜８Ｆに対応）、中層ゾーンから運転指令Ｘ４、運転中５２Ｖを取り込む入力回路部である。Ｘは、取り込んだ始動信号１０−３Ｓ〜１０−１Ｓ、中層ゾーンから運転指令Ｘ４、運転中５２ＶがＯＮ時にＯＮするリレー群（１０ＦＸ〜８ＦＸ、Ｘ１、Ｘ２）である。又、始動信号１０−３Ｓ〜１０−１Ｓの入力時にＯＮ出力してリレーＸ０（始動指令）をＯＮする。５２ＶＴはタイマーでありこの遅延接点で中層ゾーンへ運転アンサバック５２ＶＴを出力する。
【００９７】
今、図６、図７、図８において、便宜上各層ゾーンの配線用遮断器ＭＢＤ、ＭＢＶが投入されスイッチ４３ＳはＩＮＶが選択されているものとする。
【００９８】
先ず前述のパター１について説明する。ここで、高層ゾーンの３０階で火災が発生したときを想定し、消火栓始動スイッチ又は放出装置である放出手段からの始動信号１２−Ｓが発生した場合を考える。高層ゾーン制御盤８−３の入力回路部Ｉ／Ｏ１にこの始動信号を取り込み、これに対応するリレー３０ＦＸがＯＮする。制御装置ＣＵは入出力インターフェースＩ／Ｏ２より前記リレー３０ＦＸの信号（接点）を取り込み、演算処理装置ＣＰＵはこの信号に基づき目標圧力をＨ０３０Ｆに合わせて、インバータ初期周波数をｆ３０に決定し設定する。又は、記憶部Ｍより予め記憶している目標圧力及びインバータ周波数の中からＨ０３０Ｆ又はｆ３０を選択し読み出す。これらは演算処理装置ＣＰＵのレジスタに記憶されている。
【００９９】
続いて、前記ＣＰＵはリレー３０ＦＸの信号（接点）を取り込んだことに伴い、入出力インターフェースＩ／Ｏ２よりリレーＸ０、Ｘ４をＯＮする信号を出力する。リレーＸ０の接点は電磁継電器５２Ｖの入力側に結線されており、リレーＸ３がＯＮしていないので運転はしない。リレーＸ４の接点は中層ゾーン運転指令信号として出力される。中層ゾーン制御盤８−２の制御装置ＣＵは、高層ゾーンより運転指令信号（リレーＸ４の接点）を入力回路部Ｉ／Ｏ１に受信するとリレーＸ１がＯＮし、その接点信号を入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込む。これに伴い演算処理装置ＣＰＵは目標圧力を所定のＨ０２１に、合わせてインバータ初期周波数をｆ２１に決定し設定する。又は、記憶部Ｍより予め記憶している目標圧力及びインバータ周波数の中からＨ０２１又はｆ２１を選択し読み出す。これらは演算処理装置ＣＰＵのレジスタに記憶されている。
【０１００】
続いて、前記ＣＰＵは、入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりリレーＸ０、Ｘ４をＯＮする信号を出力する。リレーＸ０の接点は、電磁継電器５２Ｖの入力側に結線されており、リレーＸ３がＯＮしていないので運転はしない。リレーＸ４の接点は低層ゾーン運転指令信号として出力される。低層ゾーン制御盤８−１の制御装置ＣＵは中層ゾーンより運転指令信号（リレーＸ４の接点）を入力回路部Ｉ／Ｏ１に受信するとリレーＸ１がＯＮし、その接点信号を入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込む。これに伴い演算処理装置ＣＰＵは目標圧力を所定のＨ０１１に、合わせてインバータ初期周波数をｆ１１に決定し設定する。又は、記憶部Ｍより予め記憶している目標圧力及びインバータ周波数の中からＨ０１１又はｆ１１を選択し読み出す。これらは演算処理装置ＣＰＵのレジスタに記憶されている。
【０１０１】
続いて、前記ＣＰＵは入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりリレーＸ０のＯＮする信号を出力する。リレーＸ０の接点は電磁継電器５２Ｖの入力側に結線されており、ＯＮすると前記電磁継電器５２Ｖは励磁して、インバータＩＮＶの入力端子ＦＷ、ＣＭ０に接続しているその接点信号５２Ｖは閉じてインバータＩＮＶは運転準備が完了する。合わせてＣＰＵは、入出力インターフェースＩ／Ｏ３より圧力センサ１０（ＳＷ）の信号Ｓ１（ＡＮ２、ＣＭ３）を取り込み記憶部Ｍに記憶すると共に、速度指令信号ＡＮ０、ＣＭ１をインバータ端子１０，１１に出力する。このようにして消火ポンプ４−１が運転する。
【０１０２】
そして、前述の図１０、図１１のフローチャートで説明した処理を実行し、前記圧力検出手段１０の検出した送水圧力が、前述の所定目標圧力Ｈ０１１と等しくなるようインバータ周波数を制御し、吐出圧力一定制御を行う。加えて、中層ゾーン制御盤８−２へ運転アンサバック信号５２ＶＴを出力する。中層ゾーン制御盤８−２の制御装置ＣＵは、低層ゾーンより運転アンサバック信号５２ＶＴを入力回路部Ｉ／Ｏ１に受信すると、リレーＸ３がＯＮし、その接点信号を入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込む。これに伴い演算処理装置ＣＰＵは目標圧力を所定のＨ０２１に合わせて、インバータ初期周波数をｆ２１に決定し設定する。又は、記憶部Ｍより予め記憶している目標圧力及びインバータ周波数の中からＨ０２１又はｆ２１を選択し読み出す。これらは演算処理装置ＣＰＵのレジスタに記憶されている。
【０１０３】
続いて、前記ＣＰＵは入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりリレーＸ０、Ｘ４のＯＮする信号を出力する。リレーＸ０の接点は電磁継電器５２Ｖの入力側に結線されておりＯＮすると、前記低層ゾーンアンサーバック信号５２ＶＴの出力によりＯＮしたリレーＸ３は既にＯＮしているので、前記電磁継電器５２Ｖは励磁しインバータＩＮＶの入力端子ＦＷ、ＣＭ０に接続しているその接点信号５２Ｖは閉じて、インバータＩＮＶは運転準備が完了する。合わせてＣＰＵは、入出力インターフェースＩ／Ｏ３より圧力センサ１０（ＳＷ）の信号Ｓ１（ＡＮ２、ＣＭ３）を取り込み、記憶部Ｍに記憶すると共に、速度指令信号ＡＮ０、ＣＭ１をインバータ端子１０，１１に出力する。このようにして消火ポンプ４−２が運転する。
【０１０４】
そして、図１０、図１１のフローチャートで説明した処理を実行し、前記圧力検出手段１０の検出した送水圧力が前述の所定目標圧力Ｈ０２１と等しくなるようインバータ周波数を制御し、吐出圧力一定制御を行う。加えて、高層ゾーン制御盤８−３へ運転アンサバック信号５２ＶＴを、低層ゾーン制御盤８−１へ運転中信号５２Ｖを出力する。
【０１０５】
高層ゾーン制御盤８−３の制御装置ＣＵは、中層ゾーンより運転アンサバック信号５２ＶＴを入力回路部Ｉ／Ｏ１に受信するとリレーＸ３がＯＮし、その接点信号を入出力インターフェースＩ／Ｏ２より取り込む。これに伴い演算処理装置ＣＰＵは、目標圧力をレジスタより読み出す。又は、記憶部Ｍより予め記憶している目標圧力及びインバータ周波数の中からＨ０３０Ｆ又はｆ３０を選択し読み出す。
【０１０６】
続いて、前記ＣＰＵは入出力インターフェースＩ／Ｏ３よりリレーＸ０、Ｘ４のＯＮする信号を出力する。リレーＸ０の接点は電磁継電器５２Ｖの入力側に結線されておりＯＮすると、前記中層ゾーンアンサーバック信号５２ＶＴの出力によりＯＮしたリレーＸ３が既にＯＮしているので、前記電磁継電器５２Ｖは励磁しインバータＩＮＶの入力端子ＦＷ、ＣＭ０に接続しているその接点信号５２Ｖを閉じて、インバータＩＮＶは運転準備が完了する。合わせてＣＰＵは、入出力インターフェースＩ／Ｏ３より圧力センサ１０（ＳＷ）の信号Ｓ１（ＡＮ２、ＣＭ３）を取り込み記憶部Ｍに記憶すると共に、速度指令信号ＡＮ０、ＣＭ１をインバータ端子１０，１１に出力する。このようにして消火ポンプ４−３が運転する。
【０１０７】
そして、前述の図１０、図１１のフローチャートで説明した処理を実行し、前記圧力検出手段１０の検出した送水圧力が前述の目標圧力Ｈ０３０Ｆと等しくなるようインバータ周波数を制御し吐出圧力一定制御を行う。このようにして低層、中層、高層は直列連動運転を行う。この状態で低層ゾーン制御盤８−１は、停止押釦スイッチＢＳ２を押し下げても、中層ゾーン制御盤８−２から運転中５２Ｖ信号を受信している場合はリレーＸ２がＯＮしており、その接点Ｘ２が前記停止押釦スイッチＢＳ２とパラに接続されているため停止することはない。中層ゾーン制御盤８−２から運転中５２Ｖ信号が開放されると停止する。中層ゾーン制御盤８−２は停止押釦スイッチＢＳ２を押し下げても、高層ゾーン制御盤８−３から運転中５２Ｖ信号を受信している場合はリレーＸ２がＯＮしており、その接点Ｘ２が前記停止押釦スイッチＢＳ２とパラに接続されているため停止することはない。高層ゾーン制御盤８−３から運転中５２Ｖ信号が開放されると停止する。
【０１０８】
パターン２、パターン３については前述から明らかなので説明を省略する。
【０１０９】
本実施例ではこのように自動的にポンプを停止することはなく、後段ゾーンの消火ポンプが運転している限り停止することはない。このように消火作業で直列連動運転中は、不用意に消火ポンプの運転を停止することが無いので、より確かな給水で確実に消火を行うことを可能とするものである。
【０１１０】
以上説明した通り、本実施形態においては中高層建物の消火栓又はスプリンクラー消火設備等にインバータ駆動の消火ポンプ装置を適用させる場合に、前記中高層建物を低層ゾーン、中層ゾーン、高層ゾーンの複数ゾーンに適宜区分してゾーン毎に前記消火ポンプ装置を設置して直列接続し、各層ゾーン間で運転指令、運転中、運転アンサバック等の信号の授受を行いようにしている。そして、先ず各階に設置した消火栓又はスプリンクラー放出装置がどの層ゾーンで作動したかを特定し、次に特定した層ゾーンのどの階に設置した消火栓又はスプリンクラーの放出手段の作動箇所から階高さを特定し、これに基づいて送水するのに必要な目標圧力又はインバータ初期周波数を決定し、又は前記特定した階高さに基づいて記憶部より送水するのに必要な目標圧力又はインバータ初期周波数を読み出しポンプで吐き出し圧力一定制御を行う準備をする。
【０１１１】
そして、前記特定した層ゾーン消火ポンプ装置より下位層ゾーンに設置されている消火ポンプ装置に対して運転指令信号を発信し、この信号を受信した下位層ゾーン消火ポンプ装置は運転指令信号に基づいて、前記特定した層ゾーン消火ポンプ装置の吸込み側で必要な所定圧力又はインバータ初期周波数を決定し、又は運転指令信号に基づいて記憶部より、送水するのに必要な所定圧力又はインバータ初期周波数を読み出しポンプで吐き出し圧力一定制御を行い、運転アンサバック信号を前記特定した層ゾーン消火ポンプ装置へ送信する。
【０１１２】
運転準備が出来ている前記特定した層ゾーン消火ポンプ装置は、前記アンサバック信号を受信すると運転を開始する。さらに、何階の消火栓又はスプリンクラーの放出手段で送水を必要としているのかを特定するために、消火栓の始動押釦スイッチの始動信号又はスプリンクラーの始動信号を使用する。本発明は、各層ゾーン、各階の始動信号に基づいてポンプの性能に関連付けて、各階対応の給水圧力の目標圧力設定値を決定して設定し、又は予め記憶部に記憶して、この目標圧力と消火ポンプ吐き出し側に設置した圧力検出手段（送水配管端末の消火栓に設けるのではなく）の検出圧力が一致するように運転制御するインバータ駆動の消火システムを構築し提供するものである。
【０１１３】
そして上記目的達成のために本実施形態においては、中高層建物の各層ゾーンに対する消火用水の給水を、低層ゾーンは消火水槽を水源とする低層ゾーン用インバータ駆動の消火ポンプ装置でまかない、中層ゾーンは前段の低層ゾーン用インバータ駆動の消火ポンプ装置と直結したインバータ駆動の消火ポンプ装置でまかない、高層ゾーンは中段の中層ゾーン用インバータ駆動の消火ポンプ装置と直結したインバータ駆動の消火ポンプ装置でまかない、低層ゾーン、中層ゾーン、高層ゾーン各層ゾーンの各給水管端末に階高さを特定する消火栓群又はスプリンクラーの放出手段群を設置した中高層建物用インバータ駆動の消火システムにおいて、
これらの負荷群に送水するのに所望な圧力ヘッド、水量で送水する消火ポンプと、これを駆動する電動機と、これらを駆動するインバータと、該消火ポンプの吐き出し側に連結した送水管と、これと連通する圧力検出手段とを備え、該送水管の各階に設けた消火栓（放出手段）の始動押釦スイッチ（信号発信手段）の始動信号群、又はスプリンクラー（放出手段）の信号発信手段からの始動信号群の信号に基づいて、給水圧力定値制御の目標圧力設定値を生成し、この目標圧力と圧力検出手段の検出圧力とを比較して、これが目標圧力設定値と等しくなるよう前記インバータに周波数指令信号を出力し運転制御する制御装置を有する。
【０１１４】
または、目標圧力設定値を生成する代わりに、放出手段群の始動信号群に基づいて、記憶部に予め記憶している給水圧力定値制御の目標圧力設定値を読み出し、これと圧力検出手段の検出した圧力信号とを比較して、これが目標圧力設定値と等しくなるよう前記インバータに周波数指令信号を出力し運転制御する制御装置を有する。さらに上記形態において、給水圧力定値制御手段を吐出圧力一定制御としたものである。
【０１１５】
また本実施形態の別の態様としては、圧力検出手段からの検出信号が得られなくなった（圧力センサ異常を想定）時は、前記制御装置により前記放出手段群からの始動信号群が発信されていれば、インバータの周波数を最高周波数に固定、又は前記記憶部より読み出した目標圧力設定値の最大値が目標値として設定される。
【０１１６】
さらに、上記態様において、始動信号が複数発信された時は、前記制御装置によりインバータの周波数を最高周波数に固定、又は前記記憶部より読み出した目標圧力設定値の最大値が目標値として設定される。具体的には、図１１の６１１ステップで始動指令信号が複数（階高さ信号が複数という意味）発信しているか判定し、複数発信していれば６１２ステップでインバータ周波数を最高周波数に固定する処理を実行する。この最高周波数は、当該層ゾーンの最上階に対応する目標圧力、又はこれに伴う初期周波数、又は目標圧力とこれに対応する初期周波数で運転するようにしても良い。消火活動において、給水の不足を防止することができる。
【０１１７】
同様に、６１３ステップで圧力センサ（圧力検出手段）の信号が出力されているか、正常な信号を出力しているか判定する。圧力センサ異常と判定した場合には、６１２ステップへ進み前述同様のインバータ周波数を最高周波数に固定する処理を実行する。または、インバータ周波数を最高周波数に固定する代わりに、６１２ステップの処理を、記憶している目標圧力の中から、一番大きい目標圧力を選択してこれを目標圧力とする処理に変更しても良い。また、圧力センサ異常は、吐出し圧力が所定値以下になって上昇しない状態を判断して検知することができる。このようにすれば、異常時において、給水の不足を防止することができる。上記最高周波数は、当該層ゾーンの最上階に対応する目標圧力、又はこれに伴う初期周波数、又は目標圧力とこれに対応する初期周波数で運転するようにしても良い。
【０１１８】
また上記態様において、高、中、低が直列連動運転を行っており、圧力検出手段又は始動信号群の信号によって運転をしている時、始動信号群の信号がなく停止条件が成立しても後段（上位）層ゾーン消火ポンプ装置から運転中との信号を受信している場合は停止せず、後段層ゾーン消火ポンプ装置の運転中信号の発信が解除されている状態で、停止条件が成立したときはじめて停止する。すなわち、図１１において６１４ステップで始動指令が０で、６１５ステップで盤面の停止スイッチが押されたことにより停止条件が成立したときはじめて停止する。これは、消火活動において不用意にポンプが停止されて消火の妨げにならないようにするためである。
【符号の説明】
【０１１９】
１…水源、２…フート弁、３…吸い込み管、４−１〜４−３…消火ポンプ、５−１〜５−３…電動機、６−１…逆止め弁、７−１…仕切り弁、１０〜１２…送水管、１０−１〜１０−３〜１２−１〜１２−３…送水管枝管、８−１〜８−３…制御盤、９−１〜９−３…圧力検出手段、１０−１ａ〜ｅ〜１２−３ａ〜ｅ…放出手段（消火栓、スプリンクラー）１０−１Ｓ〜１２−３Ｓ…信号発信手段、始動信号、Ｓ２１、Ｓ３２…運転指令信号、Ｓ１２、Ｓ２３…アンサバック信号、３２…信号発信手段、ＩＮＶ…インバータ、ＣＵ…制御装置、Ｍ…記憶部、ＣＯＮＳ、ＣＰＵ、Ｍ…設定手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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