(57)【要約】【課題】各階の分岐管内を適正な圧力に調整できるスプリンクラー消火設備を提供する。【解決手段】消火ポンプ１からの水を供給する給水管５から分岐する分岐管１０が防護区画に配設され、分岐管１０の上流側から下流側に沿って複数のスプリンクラーヘッド１２が設けられ、分岐管１０の末端は水を排水する排水部１３を有し、排水部１３は、管内圧力を測定する圧力センサ１４と、水量を調整可能であってスプリンクラーヘッド１２の動作時に圧力センサ１４で測定された圧力が所定範囲内となるように制御される調整弁１５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消火ポンプからの水を供給する給水管から分岐する分岐管が防護区画に配設され、該分岐管の上流側から下流側に沿って複数のスプリンクラーヘッドが設けられるスプリンクラー消火設備において、
前記分岐管の末端は水を排水する排水部を有し、
前記排水部は、管内圧力を測定する圧力センサと、水量を調整可能であって前記スプリンクラーヘッドの動作時に前記圧力センサで測定された圧力が所定範囲内となるように制御される調整弁とを有することを特徴とするスプリンクラー消火設備。
【請求項２】
前記排水部で排水された水は、前記消火ポンプに水を供給する消火水槽に戻されることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラー消火設備。
【請求項３】
通常時において前記分岐管には加圧水が充水されていると共に、前記調整弁は閉鎖状態であることを特徴とする請求項１または２に記載のスプリンクラー消火設備。
【請求項４】
前記調整弁が閉鎖状態の際に前記圧力センサにより測定された圧力が所定以上となった場合に、前記調整弁が起動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスプリンクラー消火設備。
【請求項５】
前記調整弁は、前記圧力センサで測定された圧力が０．１〜１．０ＭＰａの範囲となるように制御されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスプリンクラー消火設備。
【請求項６】
前記スプリンクラー消火設備は、前記調整弁の制御する圧力を遠隔で変更可能な放水圧力変更手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスプリンクラー消火設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物内の火災発生時に水を放水するスプリンクラーヘッドを複数有するスプリンクラー消火設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルなどの建物には、火災発生時に水を放水して消火を行うスプリンクラー消火設備が設置される。スプリンクラー消火設備は、消火水槽の水を供給する消火ポンプに接続された給水管を有し、給水管は建物の高さ方向に沿って配設され、各階毎に給水管から分岐する分岐管を接続し、分岐管は防護区画に配設されると共に、上流側から下流側に沿って複数のスプリンクラーヘッドが設けられる。スプリンクラーヘッドは、火災による熱気流を受けて自動的に開放する。
【０００３】
湿式のスプリンクラー消火設備においては、予めスプリンクラーヘッドの位置まで水圧がかかっており、火災時にスプリンクラーヘッドが開放すると、直ちに放水が開始される。放水が開始されて配管内の圧力が低下すると、消火ポンプの圧力タンクに設けられた圧力スイッチが作動し、ポンプが始動することで、スプリンクラーヘッドに対して水を連続的に供給することができる。このようなスプリンクラー消火設備として、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５８２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スプリンクラー消火設備においては、最上階の分岐管末端部においても、十分な水圧を確保する必要がある。この場合、下層階の分岐管には、必要以上の水圧がかかり、スプリンクラーヘッドの作動時に水損を生じる。これを防ぐため、下層階の分岐管の上流部には減圧弁が設けられる。減圧弁により、下層階の分岐管に過剰な圧力がかからないようにしている。スプリンクラー消火設備における放水圧力の仕様範囲は、０．１〜１．０ＭＰａであり、放水量は８０Ｌ／ｍｉｎ以上であることが定められている。減圧弁は、分岐管の下流部がスプリンクラー消火設備における放水圧力の仕様範囲を超えないよう圧力を下げているが、建物や設備設計上、下限の０．１ＭＰａぎりぎりには設定せず、余裕を持たせた圧力としている。しかし、スプリンクラー消火設備の性能は、放水圧力０．５ＭＰａ時には流量が１７９Ｌ／ｍｉｎ、１．０ＭＰａ時には流量が２５３Ｌ／ｍｉｎとなるなど、放水圧力が大きくなるほど流量が大きくなり、必要以上に放水されることで水損が発生していた。
【０００６】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、分岐管内を適正な圧力に調整できるスプリンクラー消火設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１の発明に係るスプリンクラー消火設備は、消火ポンプからの水を供給する給水管から分岐する分岐管が防護区画に配設され、該分岐管の上流側から下流側に沿って複数のスプリンクラーヘッドが設けられるスプリンクラー消火設備において、
前記分岐管の末端は水を排水する排水部を有し、
前記排水部は、管内圧力を測定する圧力センサと、水量を調整可能であって前記スプリンクラーヘッドの動作時に前記圧力センサで測定された圧力が所定範囲内となるように制御される調整弁とを有することを特徴として構成されている。
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、散水時における分岐管内の圧力が、現状より適正な範囲にコントロールされるので、過剰な圧力による水損を防止することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明に係るスプリンクラー消火設備は、前記排水部で排水された水は、前記消火ポンプに水を供給する消火水槽に戻されることを特徴として構成されている。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、水が循環することで消火水槽の水位低下を抑え、消火ポンプの焼付きを防止することができる。
【００１１】
さらに、請求項３の発明に係るスプリンクラー消火設備は、通常時において前記分岐管には加圧水が充水されていると共に、前記調整弁は閉鎖状態であることを特徴として構成されている。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、湿式のスプリンクラー消火設備において、通常時には分岐管の加圧状態を維持し、火災発生時には分岐管内の圧力調整を調整弁により行うことができる。
【００１３】
さらにまた、請求項４の発明に係るスプリンクラー消火設備は、前記調整弁が閉鎖状態の際に前記圧力センサにより測定された圧力が所定以上となった場合に、前記調整弁が起動されることを特徴として構成されている。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、通常時において分岐管内の圧力が異常に上昇した場合に、調整弁により減圧して配管や機器の破損を防止することができる。
【００１５】
そして、請求項５の発明に係るスプリンクラー消火設備は、前記調整弁は、前記圧力センサで測定された圧力が０．１〜１．０ＭＰａの範囲となるように制御されることを特徴として構成されている。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、散水中の分岐管内の圧力を適正に維持することができる。
【００１７】
また、請求項６の発明に係るスプリンクラー消火設備は、前記スプリンクラー消火設備は、前記調整弁の制御する圧力を遠隔で変更可能な放水圧力変更手段を有することを特徴として構成されている。
【００１８】
請求項６にかかる発明によれば、火災報知設備や消火用の制御盤などから、火災の規模や状況に応じて、放水の圧力を変更することができ、放水量を調整することできる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るスプリンクラー消火設備によれば、各階の分岐管内を適正な圧力に調整でき、水損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態である湿式のスプリンクラー消火設備の構成図である。
【図２】第２の実施形態である予作動式のスプリンクラー消火設備の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、第１の実施形態である湿式のスプリンクラー消火設備の構成図を示している。この図に示すように、建物の地下階などのポンプ室には、消火ポンプ１が設置される。消火ポンプ１は、モーター２によって駆動される。モーター２は、ポンプ制御盤３によって運転制御される。モーター２により駆動される消火ポンプ１は、消火水槽４からの消火用水を吸入し、給水管５に対して、加圧した消火用水を供給する。給水管５は、建物の高さ方向に沿って配設される。
【００２２】
ポンプ室には、消火ポンプ１を起動させるための圧力スイッチ６ａを有する圧力タンク６が設けられる。圧力スイッチ２０は、給水管５の管内圧力が所定以下となった場合に、ポンプ制御盤３に対して減圧検出信号を出力する。減圧検出信号を受信したポンプ制御盤３は、モーター２の運転を開始するように制御して、消火ポンプ１を起動させる。
【００２３】
建物の高さ方向に沿って配設された給水管５からは、防護区画毎に分岐管１０が引き出されている。防護区画は、例えば、建物の階別に設定されている。図中下側の分岐管１０は、建物の低い階に設けられ、図中上側の分岐管１０は、下側の分岐管１０が設けられる階よりも上層の階に設けられる。
【００２４】
分岐管１０には、長さ方向に沿って複数のスプリンクラーヘッド１２が設けられる。本実施形態において、スプリンクラーヘッド１２は閉鎖型である。分岐管１０の上流部には、流水検知装置１１が設けられている。流水検知装置１１は、分岐管１０における水の流動を検出することができる。また、流水検知装置１１の上流部には、減圧弁１７が設けられている。
【００２５】
消火ポンプ１から減圧弁１７までは、消火ポンプ１によって加圧された水が充水されており、減圧弁１７からスプリンクラーヘッド１２までの配管内は、減圧弁１７で減圧された加圧水が充水されている。火災の熱によってスプリンクラーヘッド１２が開放し、消火用水を散水すると、流水検知装置１１の２次側の圧力が低下して、流水検知装置１１の１次側から加圧水が流入する。加圧水の流入量が所定の値を超えたとき、それによる水流を流水検知装置１１が検出する。流水検知装置１１は、建物内に設置される火災受信機２０に接続されており、水流を検出したら、流水検知信号を火災受信機２０に送信する。流水検知信号を受信した火災受信機２０は、火災表示や警報の発報などの動作を行う。スプリンクラーヘッド１２の非動作時においても、流水検知装置１１の２次側の圧力が低下すると流水検知装置１１の１次側より加圧水が流入するが、流量は微少であるから流水検知装置１１が水流を検出することはない。
【００２６】
分岐管１０の末端部は、水を排水する排水部１３であり、排水部１３は排水管１６に接続されている。排水管１６は、消火水槽４に水を排水する。このため、分岐管１０においてスプリンクラーヘッド１２から散水されなかった水は、排水部１３から排水管１６を経て消火水槽４に戻される。すなわち、消火用水はスプリンクラー消火設備において循環する。これにより、散水が長時間に渡った場合でも、消火水槽４の水位低下を抑えて、消火ポンプ１に水が供給されなくなることによる焼付きを防止できる。
【００２７】
排水部１３には、管内圧力を検出する圧力センサ１４と、管内の水量を調整可能な電磁弁からなる調整弁１５とが設けられている。圧力センサ１４は、調整弁１５及び火災受信機２０に接続されている。調整弁１５は、通常時においては閉鎖されており、分岐管１０内を加圧された状態に維持する。スプリンクラーヘッド１２の動作時には、調整弁１５は圧力センサ１４で測定された圧力に基づいて、管内の水量をコントロールする。
【００２８】
次に、火災時におけるスプリンクラー消火設備の動作について説明する。前述のように、火災発生前の通常時において、消火ポンプ１からスプリンクラーヘッド１２までの配管内には、加圧水が充水されている。火災が発生すると、熱気流によってスプリンクラーヘッド１２が開放し、散水が開始される。これによって管内の圧力が減少すると、圧力タンク６に設けられた圧力スイッチ６ａが作動し、消火ポンプ１が起動する。
【００２９】
また、スプリンクラーヘッド１２による散水が開始されることで、分岐管１０の流水検知装置１１が水の流動を検出し、流水検知信号を火災受信機２０に送信する。流水検知装置１１を受信した火災受信機２０は、警報の発報など、火災発生時の動作を行うと共に、流水検知信号を送信した流水検知装置１１がある防護区画に設けられた調整弁１５に対し、起動信号を送信する。
【００３０】
起動信号を受信した調整弁１５は、圧力センサ１４から所定間隔毎に送られてくる圧力の情報に基づき、当該圧力が所定の範囲内となるように排水部１３における水量を制御する。ここでの制御は、圧力センサ１４における圧力が０．１〜１．０ＭＰａの範囲となるように行われる。これにより、分岐管１０の全体において水圧が適正に維持され、圧力が過剰なために生じる水損を防止できる。調整弁１５を通過した水は、排水管１６を経て消火水槽４に戻される。調整弁１５が制御する圧力の範囲は、予め設定されている。この圧力の範囲は、火災報知設備や消火用の制御盤などの放水圧力変更手段により、遠隔で設定、変更可能としてもよい。これにより、火災の規模や状況に応じて、放水の圧力を変更することができ、放水量を調整することできる。
【００３１】
調整弁１５は、通常時は閉鎖状態となっているが、分岐管１０の管内圧力が上昇した場合には動作することがある。特に、１日の温度変化が大きい夏期または冬期においては、管内の水の熱膨張により、管内圧力が上昇しやすい。圧力センサ１４は、通常時において所定間隔毎に管内圧力を測定して火災受信機２０に送信する。火災受信機２０は、圧力センサ１４で測定された圧力が所定値、例えば１．０ＭＰａを超えているか否かを判別し、超えていた場合には、調整弁１５に対して起動信号を送信する。起動した調整弁１５は開状態となり、管内圧力を低下させる。管内圧力が所定以下まで低下したら、調整弁１５は閉鎖して分岐管１０内の圧力を維持する。この動作により、通常時において分岐管１０の管内圧力が異常高圧となった場合であっても、調整弁１５によって適正な圧力に減圧することができ、機器の破損や配管からの漏れ等を防止することができる。
【００３２】
本実施形態では、減圧弁１７を設けた湿式のスプリンクラー消火設備について説明したが、減圧弁１７を設けない構成としてもよい。例えば、監視状態におけるスプリンクラー消火設備の仕様圧力範囲の最大値である１．０ＭＰａを超えないように、流水検知装置１１の２次側圧力を調整弁１５で制御するものとし、流水検知装置１次側の圧力のうち最も圧力が低くなる場所の圧力値を、スプリンクラーヘッド１２の動作時における放水圧力よりも高いが大きくは超えない所定の圧力値となるように設計することができる。これにより、流水検知装置１１の１次側圧力が、調整弁１５による監視時の制御圧力を超えない系にあっては、流水検知装置１１において流水は発生しない。また、流水検知装置１１の１次側圧力が２次側圧力を超える系にあっても、流水検知装置１１の１次側から２次側に供給された消火用水は、調整弁から消火水槽４に戻ることから、消火用水が消費されることはない。加えて、スプリンクラーヘッド１２の動作により、流水検知装置１１が流水検知信号を出力した際に、その系の調整弁の圧力調整値を０．１〜１．０ＭＰａの範囲の所定の値に設定することで、放水圧力を水損の生じない所定の値とすることが可能となる。
【００３３】
このように、スプリンクラー消火設備を、減圧弁を設けない構成とすることで、減圧弁の他に仕切弁やストレーナなども省略することが可能となり、コストダウンにつながると共に、設置するためのスペースも削減することができる。
【００３４】
ここまで説明した実施形態は、湿式のスプリンクラー消火設備であるが、その他の方式のスプリンクラー消火設備にも本発明を適用することができる。次に、予作動式のスプリンクラー消火設備に本発明を適用した実施形態について説明する。図２には、第２の実施形態である予作動式のスプリンクラー消火設備の構成図を示している。本形態のスプリンクラー消火設備においても、ポンプ室には消火ポンプ３０とモーター３１、ポンプ制御盤３２、消火水槽３３、圧力タンク３５及び圧力スイッチ３５ａが設けられる。これらに加えて、ポンプ室には真空ポンプユニット３６が設けられる。
【００３５】
消火ポンプ３０は、給水管３４に接続され、給水管３４からは防護区画毎に分岐管４０が分岐し、分岐管４０には負圧用流水検知装置４１と複数のスプリンクラーヘッド４２が設けられる。真空ポンプユニット３６は、吸引管５０に接続される。吸引管５０は、給水管３４と同様、建物の高さ方向に沿って配設され、各分岐管４０の負圧用流水検知装置４１より下流の位置に対し、オリフィス電磁弁５１を介して接続される。
【００３６】
防護区画には、火災感知器４７がスプリンクラーヘッド４２と共に併設される。火災感知器４７とスプリンクラーヘッド４２は、いずれも火災受信機６０に接続される。また、負圧用流水検知装置４１も火災受信機６０に接続される。
【００３７】
分岐管４０の末端部を構成する排水部４３には、先の実施形態と同様、圧力センサ４４と調整弁４５が設けられる。圧力センサ４４は、調整弁４５及び火災受信機６０と接続される。また、排水部４３は、排水管４６に接続され、排水管４６は消火水槽３３に排水できる。調整弁４５で制御する圧力の範囲は、予め設定されているが、前述のように、放水圧力変更手段により、遠隔で設定、変更可能としてもよい。
【００３８】
本実施形態では、消火ポンプ３０から負圧用流水検知装置４１までは、加圧水が充水されている。一方、分岐管４０の負圧用流水検知装置４１より下流側は、負圧水が充水されている。また、オリフィス電磁弁５１は、分岐管４０内の負圧状態を監視する監視部を有している。オリフィス電磁弁５１は、分岐管４０の破損やスプリンクラーヘッド４２の誤作動などにより、分岐管４０内の圧力が上昇したことを検出すると開放状態となり、吸引管５０を介して真空ポンプユニット３６によって管内が吸引される。これにより、分岐管４０の破損やスプリンクラーヘッド４２の誤作動などが生じた場合に、漏水を最低限に抑えることができる。
【００３９】
火災感知器４７によって火災発生が検出されると、火災発生信号が火災受信機６０に送信される。火災発生信号を受信した火災受信機６０は、警報の発報等を行うと共に、負圧用流水検知装置４１の負圧制御を解除し、弁を開放する。これにより、給水管３４の加圧水が分岐管４０に供給される。それに伴う給水管３４内の圧力低下を圧力スイッチ３５ａが検出し、消火ポンプ３０が起動する。火災の熱によってスプリンクラーヘッド４２が開放すると、散水が開始される。
【００４０】
また、火災発生信号を受信した火災受信機６０は、当該火災発生信号を送信した火災感知器４７がある防護区画に設けられた調整弁４５に対し、起動信号を送信する。起動信号を受信した調整弁４５は、圧力センサ４４から所定間隔毎に送られてくる圧力の情報に基づき、当該圧力が０．１〜１．０ＭＰａの範囲内となるように排水部４３における水量を制御する。
【００４１】
このように、湿式、予作動式とも、スプリンクラー消火設備の分岐管の排水部に圧力センサで測定した圧力によって制御される調整弁を設けることにより、分岐管に減圧弁を設けなくても、分岐管内の圧力が適正な範囲にコントロールされるので、過剰な圧力による水損を防止できる。また、排水部から排水される水を消火水槽に排水することで、消火水槽の水位低下を抑え、消火ポンプの焼付きを防止できる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうる。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態で説明したもの以外の方式のスプリンクラー消火設備にも、適用することができる。例えば、分岐管内にあらかじめ充水され、スプリンクラーヘッドが動作して流水検知装置が動作したとき、火災報知設備の当該放水区画の感知器が動作していないときは、その区画に対応する閉止弁を閉止して放水を止める湿式予作動弁を有するスプリンクラー消火設備にも、本発明を適用できる。
【００４４】
また、通常時はスプリンクラーヘッド側に充水されておらず、火災を検出した際に、一斉開放弁や防護区画の遠隔操作弁を開いてスプリンクラーヘッドから放水させる開放型スプリンクラーヘッドを有するスプリンクラー消火設備にも、本発明を適用できる。この場合、一斉開放弁や遠隔操作弁の一次側では高めの圧力に設定し、スプリンクラーヘッド近傍の調整弁で、放水圧力を適正に調整することで、圧力不足に陥る可能性を減じながら、水損を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    消火ポンプ
２    モーター
３    ポンプ制御盤
４    消火水槽
５    給水管
６    圧力タンク
６ａ  圧力スイッチ
１０    分岐管
１１    流水検知装置
１２    スプリンクラーヘッド
１３    排水部
１４    圧力センサ
１５    調整弁
１６    排水管
１７    減圧弁
２０    火災受信機
３０    消火ポンプ
３１    モーター
３２    ポンプ制御盤
３３    消火水槽
３４    給水管
３５    圧力タンク
３５ａ  圧力スイッチ
３６    真空ポンプユニット
４０    分岐管
４１    流水検知装置
４２    スプリンクラーヘッド
４３    排水部
４４    圧力センサ
４５    調整弁
４６    排水管
４７    火災感知器
５０    吸引管
５１    オリフィス電磁弁
６０    火災受信機
【図１】
2019111044.tif 000003
【図２】
2019111044.tif 000004