(57)【要約】    【課題】電源線のコスト低減と同じ電源線に接続する電磁弁の数を増加可能とする。    【解決手段】電磁弁２は、所定の起動電圧の供給を受けて動作し、動作後に供給電圧が所定の復帰電圧以下に低下した時に復帰する。電磁弁制御部２５は、起動制御信号Ｅ１を受けた際に、電磁弁２への供給電圧を起動電圧に立ち上げた後に電圧可変回路３３により起動電圧と復帰電圧の間の保持電圧に低下させて動作状態を維持する。    【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の起動電圧の供給を受けて動作し、動作後に供給電圧が所定の復帰電圧以下に低下した時に復帰する電磁弁と、
起動制御信号を受けた際に、前記電磁弁への供給電圧を前記起動電圧に所定時間に亘り立ち上げた後に前記起動電圧と復帰電圧の間に設定した所定の保持電圧に低下させて動作状態を維持する電磁弁制御部と、
を備えたことを特徴とする電磁弁制御装置。
【請求項２】
（複数電磁弁の同時起動）
請求項１記載の電磁弁制御装置に於いて、電源線に共通接続した複数の電磁弁を動作させる場合、前記電磁弁制御部は、各電磁弁毎に、供給電圧を前記起動電圧に所定時間に亘り立ち上げた後に前記保持電圧に低下させる電圧可変制御を順次繰り返すことを特徴とする電磁弁制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電磁弁制御装置に於いて、前記電磁弁制御部は、前記電磁弁への供給電圧を前記保持電圧に維持している場合、所定周期毎に供給電圧を前記起動電圧に変化させて所定時間維持する電圧可変制御を繰り返すことを特徴とする電磁弁制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁弁制御装置に於いて、前記電磁弁はスプリンクラーヘッドを接続した給水配管に設けたスプリンクラー制御弁の制御配管系統に設けられ、電磁弁の作動により前記スプリンクラー制御弁を閉制御して消火用水の供給を停止することを特徴とする電磁弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリンクラー消火設備などで使用される電磁弁の起動、停止を制御する電磁弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集合住宅用のスプリンクラー消火設備にあっては、各住戸に設置された給水配管に閉鎖型のスプリンクラーヘッドを装着しており、火災による熱気流を受けてスプリンクラーヘッドが作動すると、消火用水を散水して消火できるようにしている。
【０００３】
スプリンクラーヘッドに対する給水配管には流水検知機能を備えたアラーム弁が設けられる。スプリンクラーヘッドが作動して放水されると２次側圧力の低下に基づきアラーム弁が開き、同時に流水が検知される。
【０００４】
このとき住戸に設置された火災報知設備から火災信号が得られない場合、スプリンクラー制御盤でスプリンクラーヘッドの誤作動と判断してアラーム弁を閉制御する。アラーム弁を閉制御した後に火災信号が得られれば、閉制御したアラーム弁を開制御して作動したスプリンクラーヘッドから消火用水の散水を再開させる。
【０００５】
アラーム弁は、シリンダ室に弁体と連結されたピストンを有し、シリンダ室に逆止弁を介して１次側圧力を導入すると共に電磁弁を介して２次側圧力を導入している。通常時、電磁弁はオフで開状態にあり、シリンダ室を２次側に連通しており、弁体はスプリングの力で閉じている。スプリンクラーヘッドが作動すると、２次側圧力の低下に伴いシリンダ室の圧力が低下し、弁体が開く。
【０００６】
スプリンクラーヘッドの作動で開いたアラーム弁の閉制御は、アラーム弁の制御配管に設けた電磁弁をオンして閉状態とし、これによってシリンダ室と２次側との連通を切離し、シリンダ室に逆止弁を介して１次側圧力を加え、ピストンを駆動して弁体を閉位置に移動する。
【特許文献１】特開２００１−２３１８７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、集合住宅の各住戸ごとに設置されたスプリンクラー消火設備に設けたアラーム弁の制御に電磁弁を使用した場合には次の問題がある。
【０００８】
まず各住戸の電磁弁に対しては、管理人室などに設置された住棟受信盤に設けた直流電源から電源線を引き出し、電源線から各住戸の電磁弁にスプリンクラー制御盤を介して電源を供給して作動させることになる。
【０００９】
このため住棟受信盤の直流電源から各電磁弁までの電源線の線路長が住戸の位置により例えば１０〜３００メートルの範囲となり、線路長が長くなると線路抵抗による電圧降下が大きくなる。例えばＤＣ２４Ｖの供給で１台の電磁弁を作動する場合に流れる電流は例えば４００ｍＡであり、線路長が１０ｍの線路抵抗による電圧降下は０．０７Ｖと問題にならないが、１００ｍでは０．７１Ｖ、２００ｍでは１．４３Ｖ、３００ｍでは２．１４Ｖと増加する。
【００１０】
また同時に２台の電磁弁を作動する場合には、１０ｍで０．１４Ｖと少ないが、１００ｍでは１．４２Ｖ、２００ｍでは２．８６Ｖ、３００ｍでは４．２８Ｖと２倍に増加する。
【００１１】
このため電磁弁に使用する電源線としては、線路抵抗の小さいケーブル、即ち線径サイズの大きい太いケーブルを使用しなければならず、このため電源線の設備コストが増加し、同じ電源線に接続できる電磁弁の数も制約されるという問題がある。
【００１２】
本発明は、電源線のコスト低減と同じ電源線に接続する電磁弁の数を増加可能とした電磁弁制御装置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】
【００１３】
この目的を達成するため、本発明は次のように構成する。本発明の電磁弁制御装置は、所定の起動電圧の供給を受けて動作し、動作後に供給電圧が所定の復帰電圧以下に低下した時に復帰する電磁弁と、起動制御信号を受けた際に、電磁弁への供給電圧を起動電圧に所定時間に亘り立ち上げた後に起動電圧と復帰電圧の間に設定した所定の保持電圧に低下させて動作状態を維持する電磁弁制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、電源線に共通接続した複数の電磁弁を動作させる場合、電磁弁制御部は、各電磁弁毎に、供給電圧を起動電圧に所定時間に亘り立ち上げた後に保持電圧に低下させる電圧可変制御を順次繰り返す。
【００１５】
電磁弁制御部は、電磁弁への供給電圧を保持電圧に維持している場合、所定周期毎に供給電圧を起動電圧に変化させて所定時間維持する電圧可変制御を繰り返す。
【００１６】
電磁弁はスプリンクラーヘッドを接続した給水配管に設けたスプリンクラー制御弁（アラーム弁）の制御配管系統に設けられ、電磁弁の作動によりスプリンクラー制御弁（アラーム弁）を閉制御して消火用水の供給を停止する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電磁弁の起動時は起動電圧を所定時間に亘り供給して動作させるため、定格電流相当の比較的大きな消費電流が流れているが、起動電圧により動作した後は、それより低い保持電圧に低下させることで消費電流も低下し、複数の電磁弁を動作した場合の合計消費電流が低減され、その分、電源線の線路抵抗を小さくする必要がなくなって線径サイズの小さい細いケーブルを使用でき、これによって電源線に関するコストを低減できる。
【００１８】
また電源線として従来と同じ太さのケーブルを使用する場合には、同じ電源線に接続する電磁弁の数を増加させることができ、その分、電源線を別に布設する必要がなくなり、作業工数とコストを低減できる。
【００１９】
更に、電磁弁に保持電圧を供給して動作状態を維持している場合、所定周期毎に供給電圧を起動電圧に一時的に変化させて保持する電圧制御を繰り返すことで、最初の起動時に電磁弁の動作が確実に行われなかった場合でも、その後の起動電圧の反復した供給で、確実に動作状態とすることができ、信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の電磁弁制御装置が適用されるスプリンクラー消火設備の概略説明図である。図１において、スプリンクラー消火設備として集合住宅の各住戸にスプリンクラーヘッドを設ける場合を例にとっており、特定の階の住戸を例にとると、例えば４つの住戸につき住戸設備１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが設置されており、それぞれ住戸設備１ａ〜１ｄには本発明による電磁弁制御装置２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが設けられ、その制御負荷として電磁弁を備えている。
【００２１】
住戸設備１ａ〜１ｄに対しては、管理人室などに設置された住棟受信盤３から引き出された電源線４ａと制御線４ｂが接続されている。このため、住戸設備１ａ〜１ｄに設置している電磁弁は、電源線４ａによる電源供給を受けて作動することになる。
【００２２】
図２は図１のスプリンクラー消火設備の詳細を一住戸の住戸設備を例にとって示した説明図である。図２において、本発明が適用されるスプリンクラー消火設備は、主として集合住宅の住戸を１つの防護区画として火災監視と消火を行う。
【００２３】
管理人室等に設置された住棟受信機３からは電源線４ａと制御線４ｂが引き出されている。また自火報用非常電源２７と消火用非常電源２８が設置される。
【００２４】
住戸の火災報知設備としては、自火報用中継器５、住戸の火災受信盤として機能する住宅情報盤６、戸外に設けられる戸外表示器７、試験時に携帯型の外部試験器９が接続される遠隔試験機能付中継器８、感知器回線に接続された遠隔試験機能付感知器１０が設置されている。
【００２５】
また住戸消火設備としては、消火用中継器１１、スプリンクラー制御盤１２が設置される。スプリンクラー制御盤１２は制御部１３と流水検知装置１４で構成される。流水検知装置１４には、スプリンクラー制御弁として機能するアラーム弁１５が設けられ、その２次側の配管にスプリンクラーヘッド１６を接続している。スプリンクラーヘッド１６は閉鎖型であり、火災による熱を受けた際に内部の金属を溶融させることなどによって自動的に開口して消火用水を放水する。
【００２６】
アラーム弁１５の１次側には仕切弁１７が配置される。アラーム弁１５はピストンを兼ねた弁体１９をシリンダ室１８に対し移動自在に設けており、シリンダ室１８にはスプリング２０が組み込まれ、更に流水検知スイッチ２１を設けている。シリンダ室１８には１次側が逆止弁２２を介して配管接続され、またシリンダ室１８は電磁弁２を介して２次側に配管接続される。電磁弁２には手動開閉弁２３が並列接続される。
【００２７】
電磁弁２は非作動状態で弁を開き、作動時に弁を閉じる。通常時、電磁弁２は非作動状態で開いており、シリンダ室１８に１次側圧力及び２次側圧力を導入し、弁体１９はスプリング２０の力で閉じている。
【００２８】
スプリンクラーヘッド１６が作動すると、２次側配管内の消火用水の放水で２次側圧力が低下し、これに伴いシリンダ室１８の圧力も低下し、弁体１９が開状態となり、作動したスプリンクラーヘッド１６に消火用水を供給して放水させる。またアラーム弁１５が開くと流水検知スイッチ２１がオンし、制御部１３に対しアラーム発報信号を出力し、これを受けて消火用中継器１１を介して住棟受信機３に流水警報移報信号が送られ、スプリンクラーヘッド１６の作動を示す警報表示が行われる。
【００２９】
作動したスプリンクラーヘッド１６からの放水を停止したい場合には、電磁弁２を作動して閉じればよい。電磁弁２を閉じると、シリンダ室１８の２次側との連通が遮断され、シリンダ室１８は逆止弁２２を介して１次側圧力を受け、これにより弁体１９が閉じられる。
【００３０】
制御部１３は、スプリンクラーヘッド１６の作動によりアラーム弁１５が開いて流水検知装置１４からアラーム発報信号が得られた際に、遠隔試験機能付中継器８からの感知器発報移報信号の有無をチェックし、もし感知器発報移報信号が得られていなければ、スプリンクラーヘッド１６の誤動作と判断し、アラーム弁閉制御信号を出力して電磁弁２を作動とすることで、アラーム弁１５を閉制御する。
【００３１】
アラーム弁１５を閉制御した後に感知器発報移報信号が得られれば、アラーム弁閉制御信号を解除してアラーム弁１５を開き、作動したスプリンクラーヘッド１６からの放水を再開させる。アラーム弁１５の閉制御は、制御部１３に設けている緊急停止スイッチ２６をオン操作することによってもできる。
【００３２】
図３は本発明による電磁弁制御装置の実施形態を示したブロック図である。図３において、本発明の電磁弁制御装置となる電磁弁制御部２５には、制御回路３１、電源監視回路３２、電圧可変回路３３、起動回路３４が設けられている。制御回路３１に対しては、図３に示したスプリンクラー制御盤１２の制御処理でアラーム弁１５を閉制御する際に起動制御信号Ｅ１が入力される。また制御回路３１に対しては緊急停止スイッチ２６が接続されている。
【００３３】
電源監視回路３２に対しては電源線４がダイオード３５を介して接続される。電源監視回路３２は、電源電圧例えばＤＣ２４Ｖが正常に供給されている場合には、そのことを示す監視信号Ｅ２を制御回路３１に出力する。このため制御回路３１は、電源監視回路３２から電源供給が正常であることを示す監視信号Ｅ２を受けている状態で起動制御信号Ｅ１を受けると、起動回路３４に起動制御信号Ｅ４を出力し、内部の電気的な接点をオンすることで、電磁弁２の電磁ソレノイドに対し所定の起動電圧Ｖ１を供給して作動する。なお、起動制御信号Ｅ１は、図２のアラーム弁閉制御信号に相当する。
【００３４】
電圧可変回路３３は、制御回路３１が起動回路３４に起動制御信号Ｅ４を出力してから一定時間後に電圧可変信号Ｅ３を受け、電磁弁２に供給した起動電圧Ｖ１を、それより低い所定の保持電圧Ｖ２に低下させる。
【００３５】
図４は図３の電磁弁制御部２５で１台の電磁弁２を制御する場合の電圧波形と電流波形のタイムチャートである。図４（Ａ）において、時刻ｔ１で起動制御信号が得られると、所定の起動電圧Ｖ１がＴ１時間に亘り電磁弁２に供給され、電磁弁２を動作状態とする。起動電圧Ｖ１の供給時間Ｔ１は電磁弁２の応答時間以上の一定時間である。
【００３６】
時刻ｔ１の起動から所定時間Ｔ１を経過した時刻ｔ２になると、電圧可変信号Ｅ３により電圧可変回路３３が出力電圧を、それまで維持していた起動電圧Ｖ１から、それより低い保持電圧Ｖ２に変化させる。そして時刻ｔ３で起動制御信号が断たれると、電磁弁２に対する供給電圧は０Ｖとなって、電磁弁２は非作動状態に復帰する。
【００３７】
ここで電磁弁２の定格電圧は例えばＤＣ２４Ｖであり、定格電圧ＤＣ２４Ｖを中心に例えば±１０％の範囲となるＤＣ２１．６Ｖ〜ＤＣ２６．４Ｖが許容電圧範囲となる。本発明にあっては、電磁弁２に供給する起動電圧Ｖ１として、定格電圧を中心とした所定の許容電圧範囲内の所定の電圧値を起動電圧Ｖ１としている。
【００３８】
また電磁弁２は、起動電圧Ｖ１を加えて動作状態とした後に供給電圧を徐々に低下させていくと、ある電圧を下回ったときに非作動状態に復帰する。このときの電圧を復帰電圧といい、例えば定格電圧がＤＣ２４Ｖであれば、その３分の１程度の値をとる。
【００３９】
このため起動電圧Ｖ１を供給して電磁弁２を動作した後に供給電圧を低下させても、復帰電圧以下とならない限り電磁弁の動作状態を維持することができる。そこで本発明にあっては、起動電圧Ｖ１をＴ１時間加えて電磁弁２を動作状態とした後、供給電圧を復帰電圧と定格電圧の範囲内の所定電圧となる保持電圧Ｖ２に変化させている。この保持電圧Ｖ２は、例えば定格電圧の９０〜７０％の範囲の所定の電圧値をとる。
【００４０】
このように電磁弁に供給する電圧を起動電圧Ｖ１から保持電圧Ｖ２に２段階に変化させることで、図４（Ｂ）のように起動電圧Ｖ１の場合にはほぼ定格電流が流れるが、その後の保持電圧Ｖ２に下げることで電磁弁の動作状態を維持する消費電流を下げることができる。
【００４１】
このように電磁弁２の起動を起動電圧Ｖ１と保持電圧Ｖ２の２段階に分けて変化させることで、電磁弁２に電源を供給する電源線の線路長が長くなって線路抵抗が大きくなっても、起動電圧Ｖ１について線路抵抗に見合う十分な大きさとすれば良く、起動後の動作状態の保持電圧については、起動電圧に比べ保持電圧が十分に低いことから、線路抵抗による損失は低減し、結果的に電源線として線路抵抗が比較的大きな細いケーブルを使用することができる。
【００４２】
図５は、図４において、電磁弁２の動作状態を維持する場合に電磁弁制御部２５で制御する電圧電流のタイムチャートである。図５のように、時刻ｔ１で起動制御信号を受けて電磁弁２に起動電圧Ｖ１をＴ１時間供給して動作状態とした後に保持電圧Ｖ２に低下させ、この保持電圧Ｖ２による電磁弁２の保持状態を継続的に維持する場合には、起動時刻ｔ１から一定時間Ｔ２を経過した時刻ｔ２で再度、起動電圧Ｖ１をＴ１時間に亘り供給するように供給電圧を変化させ、これを電磁弁２の保持状態において繰り返す。
【００４３】
このような電磁弁２の起動後に保持電圧Ｖ２を一定周期で起動電圧Ｖ１に変化させることで、起動制御信号による最初の起動電圧Ｖ１の供給で万一、電磁弁が動作状態とならなかったような場合にも、その後の周期的な起動電圧Ｖ１の供給で確実に電磁弁を動作状態とし、且つ動作状態を保持することができる。
【００４４】
図６は図１に示したように、電源線４ａに対し複数の住戸１ａ〜１ｄの電磁弁が接続されて同時に２台の電磁弁を制御する場合の電圧電流のタイムチャートである。このように同じ電源線により電源供給を受ける２台の電磁弁、例えば電磁弁２ａ，２ｂを同時に動作する場合には、図６（Ａ）のように、まず電磁弁２ａに対し時刻ｔ１で起動電圧Ｖ１をＴ１時間加えて起動し、時刻ｔ２で保持電圧Ｖ２に低下させた後、次に図６(Ｂ)のように次の電磁弁２ｂにΔＴの空き時間を経て起動電圧Ｖ１をＴ１時間供給し、その後、保持電圧Ｖ２に低下させる。
【００４５】
このような電磁弁２ａ，２ｂの順次起動により、電源線には図６(Ｃ)のような電流波形が流れる。即ち、電磁弁２ａの起動電圧Ｖ１により電流波形は定格電流に立ち上がり、その後、保持電圧Ｖ２への低下で保持電流に下がる。この保持電流に下がった状態で電磁弁２ｂに起動電圧Ｖ１が供給されるため、このときの電流波形は（保持電流＋定格電流）となり、その後に電磁弁２ｂの保持電圧Ｖ２への低下で電流波形はほぼ２倍の保持電流の値を保つことになる。
【００４６】
この図６の複数の電磁弁を動作する場合の順次起動により、同時起動であれば電源線に２倍の定格電流が流れるのに対し、本発明にあっては最大電流が（定格電流＋保持電流）となり、電源線に流れる消費電流が低下することで線路抵抗の影響が低減され、電源線として線路抵抗が比較的大きな細いケーブルが使用でき、また従来と同じ線路抵抗のケーブルであれば同時作動のために電源線に接続する電磁弁の数を増加させることができる。
【００４７】
図７は図６において２台の電磁弁を順次起動した後に動作状態を保持する場合の電磁弁制御部２５による電圧電流のタイムチャートである。この場合にも、電磁弁１台の制御である図５のタイムチャートと同様、図７（Ａ）の電磁弁２ａと図７（Ｂ）の電磁弁２ｂについて、順次起動電圧Ｖ１をＴ１時間供給した後の保持電圧Ｖ２の供給状態で一定時間Ｔ２を経過するごとに起動電圧Ｖ１にＴ１時間増加させることで、最初の起動電圧で電磁弁が動作しなかったような場合であっても、その後の周期的な起動電圧Ｖ１の供給で確実に動作させることができる。
【００４８】
なお図６，図７における複数の電磁弁の順次起動における起動タイミングについては、図１のように電磁弁制御装置を備えた住戸設備１ａ〜１ｄが制御線４ｂで接続されていることから、制御線４ｂを利用して例えば住戸設備１ａの電磁弁２ａが起動したならば、起動終了を次の住戸設備１ｂに伝え、その電磁弁２ｂを起動させるようにすればよい。
【００４９】
また、住棟受信機３側からの信号で電磁弁の順次起動を行うようにしてもよい。更に、図２の電磁弁制御部２５において緊急停止スイッチ２６をオン操作した場合には、制御回路３１でこのオン操作がラッチされ、図４の電圧及び電流の供給による電磁弁２の起動が行われる。
【００５０】
図８は本発明による電磁弁制御装置の他の実施形態を示したブロック図である。この実施形態において、電磁弁制御部２５には図３の実施形態と同様、制御回路３１、電源監視回路３２、電圧可変回路３３及び起動回路３４が設けられ、制御回路３１に対しては緊急停止スイッチ２６が接続されている。
【００５１】
しかしながら、制御回路３１に対し外部から起動制御信号が加えられておらず、電源監視回路３２に対する電源線４による電源供給を検知して電源監視回路３２が制御回路３１に起動制御信号Ｅ１を出力するようにしている。このように、制御回路３１に対する起動制御信号によらず電磁弁制御部２５に対する電源線４の電源供給のみで電磁弁２を起動し、図４に示したような起動電圧Ｖ１をT１時間供給した後に保持電圧Ｖ２に低下させる電磁弁起動を行うことができる。
【００５２】
なお上記の実施形態は電磁弁制御装置を集合住宅などのスプリンクラー消火設備に適用した場合を例にとるものであったが、本発明はこれに限定されず、電磁弁駆動の際に線路抵抗が問題となるような線路長の電源線を持つ装置や設備の電磁弁制御につき、そのまま適用することができる。
【００５３】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明が適用されるスプリンクラー消火設備の概略説明図
【図２】図１のスプリンクラー消火設備の詳細を１住戸につき示した説明図
【図３】本発明による電磁弁制御装置の実施形態を示したブロック図
【図４】図３の電磁弁制御部で電磁弁１台を制御する場合の電圧、電流のタイムチャート
【図５】図４において電磁弁の動作状態を維持する場合の電圧、電流のタイムチャート
【図６】図３の電磁弁制御部で電磁弁２台を制御する場合の電圧、電流のタイムチャート
【図７】図６において電磁弁２台の動作状態を維持する場合の電圧、電流のタイムチャート
【図８】本発明による電磁弁制御装置の他の実施形態を示したブロック図
【符号の説明】
【００５５】
１ａ〜１ｄ：住戸設備
２：電磁弁
３：住棟受信盤
４ａ：電源線
４ｂ：制御線
５：自火報用中継器
６：住宅情報盤
７：戸外表示器
８：遠隔試験機能付中継器
９：外部試験器
１０：遠隔試験機能付感知器
１１：消火用中継器
１２：スプリンクラー制御盤
１３：制御部
１４：流水検知装置
１５：アラーム弁
１６：スプリンクラーヘッド
１７：仕切弁
１８：シリンダ室
１９：弁体
２０：スプリング
２１：流水検知スイッチ
２２：逆止弁
２３：手動弁
２５，２５ａ〜２５ｄ：電磁弁制御部
２６：緊急停止スイッチ
２７：自火報用非常電源
２８：消火用非常電源
３１：制御回路
３２：電源監視回路
３３：電圧可変回路
３４：起動回路
【図１】
2005226740.tif 000003
【図２】
2005226740.tif 000004
【図３】
2005226740.tif 000005
【図４】
2005226740.tif 000006
【図５】
2005226740.tif 000007
【図６】
2005226740.tif 000008
【図７】
2005226740.tif 000009
【図８】
2005226740.tif 000010