(57)【要約】【課題】加圧送水停止時の圧力誤差を低減することができ、しかも、どのような建築物にも、特別な設備の追加設置等を行うことなく設置することができ、しかも、ポンプを起動するための圧力値と停止するための圧力値の差を小さくし、しかも、チャタリング、ウォーターハンマーの発生を防止する小流量型補助加圧ポンプユニットを提供する。【解決手段】自動消火設備が動作していない状態における自動消火設備配管内の圧力低下を検出して、自動消火設備配管に加圧水を供給し、これによって圧力が低下しすぎることによる不都合を未然に防止する補助加圧装置において、加圧水を供給する手段としてベーンポンプを採用した。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自動消火設備が動作していない状態における自動消火設備配管内の圧力低下を検出して、自動消火設備配管に加圧水を供給し、これによって圧力が低下しすぎることによる不都合を未然に防止する補助加圧装置において、加圧水を供給する手段としてベーンポンプを採用したことを特徴とする小流量型補助加圧ポンプユニット。
【請求項２】
ベーンポンプの吐出側を通じて自動消火設備配管内の圧力を検知する圧力検知部材と、圧力検知部材の検知信号に応答してベーンポンプを運転／停止させる制御部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の小流量型補助加圧ポンプユニット。
【請求項３】
制御部は、自動消火設備配管内の圧力低下の値が０．０５ＭＰａになったことを圧力検知部材が検知したことに応答してベーンポンプを運転させるものであることを特徴とする請求項２に記載の小流量型補助加圧ポンプユニット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、スプリンクラー設備等の自動消火設備における配管内の圧力を所定圧力以上に保持し続けるために用いられる小流量型補助加圧ポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル等の建築物では、火災発生時に早期消火動作を行って、被害を最小限に抑えるために、スプリンクラー設備等の自動消火設備を設けることが推奨され、このような設備を備えた建築物が増加してきている。
スプリンクラー設備は、加圧送水部と連通される一次側配管と、スプリンクラーヘッドと連通される二次側配管と、両配管の間に介在する警報弁とを有し、警報弁によって、二次側配管内の圧力が所定の圧力を下回ったことに応答してポンプを起動することが一般的である。
したがって、火災が発生した場合に、先ず、スプリンクラーヘッドから放水することにより、二次側配管内の圧力が所定の圧力を下回ってしまう。そして、この圧力低下による、ポンプ加圧によって、一次側配管と二次側配管が連通され、スプリンクラーヘッドから連続的に放水し、初期消火を行うことができる。
ここで、二次側配管等における漏水を皆無にすることは殆ど不可能であるから、火災が発生していなくても、長期間が経過すると、二次側配管内の圧力が低下して、スプリンクラー設備が誤動作してしまうという重大な不都合がある。
そして、このような不都合の発生を抑制するために、正常時の圧力から自動消火設備起動用の圧力への圧力低下幅を十分に大きく設定しているが、上記の不都合を確実に防止することはできなかった。
スプリンクラー設備以外の自動消火設備についても、同様の不都合が発生する可能性がある。
このような不都合の発生を防止するために、スプリンクラー設備等の自動消火設備に接続される補助加圧用ポンプユニットを設けて、自動消火設備の配管内の圧力を上昇させ、火災が発生していないにも拘わらず圧力低下によって自動消火設備が消火動作を開始するという不都合を未然に防止することが行われている。
【０００３】
そして、このような用途に適用される補助加圧用ポンプユニットとして、特許文献１に記載されたものが提案されている。
特許文献１に記載された補助加圧用ポンプユニットは、
自動消火設備と組み合わさり、該自動消火設備の配管内圧力が低下したとき、消火ポンプが始動する前に、配管内圧力を回復するよう、水源の水を電動駆動式のポンプの駆動で自動消火設備へ圧送する補助加圧用ポンプユニットであって、
アングル部材及びチャンネル部材によりその上部及び側部が開口する上部開口及び側部開口を有する箱形に組み合わされた架台と、
この架台の上部に設けられ、前記上部開口をその下面により塞ぐ呼水槽と、
前記架台の各側部にそれぞれ着脱可能に設けられ、前記側部開口を塞ぐ遮音部材のカバーと、を備え、
前記電動駆動式のポンプは、前記架台の下部に防振ゴムを介して固定されたポンプベース、このポンプベース上に配置されたプランジャーポンプ、及び、前記ポンプベース上に配置され前記プランジャーポンプを駆動する電動機を有し、前記ポンプベース、前記プランジャーポンプ及び前記電動機が前記架台の内部空間に配置され、
前記架台は、前記呼水槽及び前記カバーにより前記内部空間が密閉されることを特徴とする補助加圧用ポンプユニット
である。
【０００４】
そして、この構成を採用することによって、
高い効率、高い揚程を発揮するプランジャーポンプを採用したから、自動消火設備に対し、最適な能力を発揮し得る補助加圧用ポンプユニットを提供でき、
しかも、効率および揚程が高められるので、ポンプの駆動力は小さな出力でよく、補助加圧用ポンプユニット全体の小型／軽量化が図れる上、ランニングコストも安価ですむといった効果を奏する
と記載されている。
しかし、特許文献１に記載された補助加圧用ポンプユニットは、どのようなスプリンクラー設備にも設置されなければならないから、配管の内容積が小さいスプリンクラー設備（例えば、小規模な建築物に設けられたスプリンクラー設備）に接続した場合には、プランジャーポンプ起動時の圧力上昇速度が速く、この結果、プランジャーポンプを停止させる圧力値に誤差が生じ、危険な圧力値に到達して停止する場合があり、各種機器、配管の破損等を招いてしまう危険性がある。
プランジャーポンプを起動する圧力値と停止する圧力値の差が小さくなるように設定しようとする場合には、圧力上昇速度が速いので、これらの圧力値を適切に設定することが困難であり、或いは不可能である。
プランジャーポンプを起動する圧力値と停止する圧力値を、両者の差が小さくなるように設定できた場合には、圧力上昇速度が速いので、チャタリングを生じやすくなってしまう。
プランジャーポンプは、一度にストローク分の加圧水を吐出するので、ウォーターハンマーが発生し易く、ひいては、衝撃音が発生し易いという不都合がある。
また、圧力値の停止誤差が大きくなってしまうという不都合もある。
さらに、静音化、低振動化のために防振ゴムが必要であり、構成が複雑化してしまうという不都合もある。
さらにまた、補助加圧用ポンプユニットを後付で設置する場合には、電気動力工事が必要になるだけでなく、電気容量を増加させなければならない可能性が高いので、既存の建築物の自動消火設備に簡単には設置することができないという不都合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０９４７３６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案が解決しようとする課題は、以下の通りである。
○本考案が解決しようとする第１課題
加圧水送水時の圧力上昇速度を簡単に制御して停止時の圧力誤差をなくすることができる補助加圧ポンプユニットを提供することである。
○本考案が解決しようとする第２課題
どのような建築物にも簡単に設置することができる補助加圧ポンプユニットを提供することである。
○本考案が解決しようとする第３課題
ポンプを起動するための圧力値と停止するための圧力値の差を小さくし、しかも、チャタリング、ウォーターハンマーの発生を防止することができる補助加圧ポンプユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための手段は、本願の[実用新案登録請求の範囲]の各請求項に記載された考案である。
実用新案登録請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下、用語の説明を行うこととする。
＜用語の説明＞
○自動消火設備とは、火災を検知して自動的に消火動作を行うように構成された設備であり、スプリンクラー設備、泡消火設備等が例示できる。
○加圧水とは、圧力を加えた水であり、ポンプから吐出される水等が例示できる。
○ベーンポンプとは、ケーシングに偏心して取り付けられた回転子に取り付けられた可動ベーンで液体を輸送するよう構成されたポンプである。
○圧力検知部材とは、自動消火設備配管内の圧力を検知するものであり、圧力スイッチ等が例示できる。
○制御部とは、ベーンポンプを運転し、又は停止するものであり、回転子に回転力を与えるモータを回転・停止させるための制御回路等を含んでいる。
○圧力低下の値とは、圧力低下幅であり、低下後の圧力値ではない。
【０００８】
本考案者は、上記の従来技術が有する各種の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねて、本考案を完成した。
本考案者が、本考案が解決しようとする課題の重要性に気付く契機となったのは、従来技術の問題点を生じる最大の原因が、加圧水送水停止時の圧力誤差を低減する必要があることに気付いていなかったことである。
本考案者が、本考案が解決しようとする課題の重要性に気付く契機となったのは、従来技術の問題点を生じる最大の原因が、どのような建築物にも、特別な設備の追加設置等を行うことなく設置する必要があることに気付いていなかったことである。
本考案者が、本考案が解決しようとする課題の重要性に気付く契機となったのは、従来技術の問題点を生じる最大の原因が、ポンプを起動するための圧力値と停止するための圧力値の差を小さくし、しかも、チャタリング、ウォーターハンマーの発生を防止する必要があることに気付いていなかったことである。
本考案者は、加圧水送水停止時の圧力誤差を低減することができ、しかも、どのような建築物にも、特別な設備の追加設置等を行うことなく設置することができ、しかも、ポンプを起動するための圧力値と停止するための圧力値の差を小さくし、しかも、チャタリング、ウォーターハンマーの発生を防止することができるものはないかと種々検討・模索を重ねて本考案を完成した。
課題を解決するための手段は、本願の実用新案登録請求の範囲の各請求項に記載の考案であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
【０００９】
○第１の考案（請求項１に記載の考案）
上記の課題を解決するための第１の考案（請求項１に記載の考案）は、
自動消火設備が動作していない状態における自動消火設備配管内の圧力低下を検出して、自動消火設備配管に加圧水を供給し、これによって圧力が低下しすぎることによる不都合を未然に防止する補助加圧装置において、加圧水を供給する手段としてベーンポンプを採用したことを特徴とする小流量型補助加圧ポンプユニットである。
○第２の考案（請求項２に記載の考案）
上記の課題を解決するための第２の考案（請求項２に記載の考案）は、
ベーンポンプの吐出側を通じて自動消火設備配管内の圧力を検知する圧力検知部材と、圧力検知部材の検知信号に応答してベーンポンプを運転／停止させる制御部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の小流量型補助加圧ポンプユニットである。
○第３の考案（請求項３に記載の考案）
上記の課題を解決するための第３の考案（請求項３に記載の考案）は、
制御部は、自動消火設備配管内の圧力低下の値が０．０５ＭＰａになったことを圧力検知部材が検知したことに応答してベーンポンプを運転させることを可能とするものであることを特徴とする請求項２に記載の小流量型補助加圧ポンプユニットである。
【考案の効果】
【００１０】
○第１の考案の効果
第１の考案によれば、
自動消火設備が動作していない状態における自動消火設備配管内の圧力低下を検出して、自動消火設備配管に加圧水を供給し、これによって圧力が低下しすぎることによる不都合を未然に防止する補助加圧装置において、加圧水を供給する手段としてベーンポンプを採用した
という特徴的な構成要件により、
加圧送水停止時の圧力誤差を低減することができ、しかも、どのような建築物にも、特別な設備の追加設置等を行うことなく設置することができ、しかも、ポンプを起動するための圧力値と停止するための圧力値の差を小さくし、しかも、チャタリング、ウォーターハンマーの発生を防止することができた。
すなわち、本考案が解決しようとする第１課題、第２課題、第３課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
【００１１】
○第２の考案の効果
第２の考案によれば、
ベーンポンプの吐出側を通じて自動消火設備配管内の圧力を検知する圧力検知部材と、圧力検知部材の検知信号に応答してベーンポンプを運転／停止させる制御部とを有している
という特徴的な構成要件により、
どのような建築物にも、特別な設備の追加設置等を行うことなく設置することができた。
すなわち、本考案が解決しようとする第２課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第３の考案の効果
第３の考案によれば、
制御部は、自動消火設備配管内の圧力低下の値が０．０５ＭＰａになったことを圧力検知部材が検知したことに応答してベーンポンプを運転させることを可能とするものである
という特徴的な構成要件により、
ポンプを起動するための圧力値と停止するための圧力値の差を小さくし、しかも、チャタリング、ウォーターハンマーの発生を防止することができた。
すなわち、本考案が解決しようとする第３課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の小流量型補助加圧ポンプユニットの一実施形態を概略的に示す正面図。
【図２】制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本考案の小流量型補助加圧ポンプユニットの実施の形態を詳細に説明する。
第１の考案の小流量型補助加圧ポンプユニットは、
自動消火設備が動作していない状態における自動消火設備配管内の圧力低下を検出して、自動消火設備配管に加圧水を供給し、これによって圧力が低下しすぎることによる不都合を未然に防止する補助加圧装置において、加圧水を供給する手段としてベーンポンプを採用したことを特徴としている。
第２の考案の小流量型補助加圧ポンプユニットは、
ベーンポンプの吐出側を通じて自動消火設備配管内の圧力を検知する圧力検知部材と、圧力検知部材の検知信号に応答してベーンポンプを運転／停止させる制御部とを有していることを特徴としている。
請求項３の小流量型補助加圧ポンプユニットは、
制御部は、自動消火設備配管内の圧力低下の値が０．０５ＭＰａになったことを圧力検知部材が検知したことに応答してベーンポンプを運転させることを可能とするものであることを特徴としている。
【００１４】
[図１]は、本考案の小流量型補助加圧ポンプユニットの一実施形態を概略的に示す正面図である。
[図２]は、制御部の構成の一例を示すブロック図である。
この小流量型補助加圧ポンプユニットは、建築物のスプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系に組合せられた状態で設置されている。
そして、架台Ｂは、スプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系（自動消火設備配管）を収容している空間の床面に設置されているものであり、従来公知のフレーム部材を用いて箱形に構成されている。
この架台Ｂの上部には、箱形の呼水槽Ｋが支持されている。そして、架台Ｂの内部をポンプ設置空間Ｐｓｐとしている。
このポンプ設置空間Ｐｓｐには、補助加圧源としてのポンプＰが設置されている。このポンプＰは、加圧水を送出するベーンポンプＰｂと、ベーンポンプＰｂを駆動するモータＰｍと、ベーンポンプＰｂ及びモータＰｍを組み付けるポンプ支持体Ｐｓとを有している。
ベーンポンプＰｂの吸込口Ｐｂｓは、吸い込み管路Ｐｐｓを介して呼水槽Ｋの底部に連通されて、呼水槽Ｋ内の水を吸い込むことができるようにしている。
また、ベーンポンプＰｂの吐出口Ｐｂｅは、吐出管路Ｐｐｅを介してスプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系に連通されて、加圧水をスプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系に供給することができるようにしている。加圧水をスプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系に供給することにより、スプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系の管内圧力を回復させることができる。
【００１５】
吐出管路Ｐｐｅは、所定位置に逆止弁Ｐｐｒが設けられており、逆止弁Ｐｐｒよりもスプリンクラー設備等の自動消火設備の圧送系寄りの所定位置に圧力検知用の分岐管路Ｐｐｂを設け、この分岐管路Ｐｐｂに圧力検知部材としての圧力スイッチＰｐｄを設けている。
また、架台Ｂの所定位置、又は呼水槽Ｋの所定位置に、圧力スイッチＰｐｄの出力信号（圧力値）を入力として、ポンプＰの運転／停止を制御する制御部Ｃを設けている。
この制御部Ｃは、ポンプＰの運転を開始する運転開始圧力値を保持する運転開始圧力値保持部Ｈ１と、ポンプＰの運転を停止する運転停止圧力値を保持する運転停止圧力値保持部Ｈ２と、圧力スイッチＰｐｄの出力信号（圧力値）と運転開始圧力値を比較して、圧力スイッチＰｐｄの出力信号（圧力値）が運転開始圧力値以下になったことを条件としてポンプＰの運転を開始することを指示する運転開始指示信号を出力する運転開始判定部Ｊ１と、圧力スイッチＰｐｄの出力信号（圧力値）と運転停止圧力値を比較して、圧力スイッチＰｐｄの出力信号（圧力値）が運転停止圧力値以上になったことを条件としてポンプＰの運転を停止することを指示する運転停止指示信号を出力する運転停止判定部Ｊ２とを有している。
ここで、運転開始圧力値は、例えば、スプリンクラー設備等の自動消火設備が火災報知動作／消火動作を開始させることになる圧送系内の圧力低下の値が０．０５ＭＰａになったことに対応する圧力値に設定している。また、運転停止圧力値は、圧送系内の圧力値として予め設定された圧力値に設定している。
なお、以上に説明していない構成部分の構成は、従来公知の補助加圧ポンプユニットに採用されているのと同様な構成を採用しているので、ここでは説明を省略する。
【００１６】
次いで、本考案の小流量型補助加圧ポンプユニットの作用を説明する。
圧送系に水漏れが生じておらず、したがって、圧送系内の圧力が運転開始圧力値よりも高い場合には、ポンプＰの運転を開始することを指示する運転開始指示信号は出力されず、ポンプＰは停止したままである。
圧送系に水漏れが生じた場合には、圧送系内の圧力が、水漏れの程度、及び経過時間に依存して低下する。そして、圧送系内の圧力が運転開始圧力値以下になれば、ポンプＰの運転を開始することを指示する運転開始指示信号が運転開始判定部Ｊ１から出力される。具体的には、モータＰｍを制御するモータ制御回路（図示せず）に対して、運転開始指示信号が動作指示信号として供給される。
この結果、モータＰｍによりベーンポンプＰｂが駆動され、ベーンポンプＰｂから吐出される加圧水が圧送系に供給され、水漏れに起因する圧力低下を補償し、圧送系内の圧力を予め設定されている圧力値に向かって上昇させる。
そして、圧送系内の圧力が運転停止圧力値に到達すれば、ポンプＰの運転を停止することを指示する運転停止指示信号が運転停止判定部Ｊ２から出力される。この結果、モータＰｍによるベーンポンプＰｂの駆動が停止される。
この結果、圧送系に水漏れが生じた場合であっても、スプリンクラー設備等の自動消火設備が火災報知動作／消火動作を開始させることになる圧送系内の圧力低下よりも十分に前に、モータＰｍにより駆動されるベーンポンプＰｂによって圧力低下を補償することができ、火災が発生していないにも拘わらずスプリンクラー設備等の自動消火設備を動作させてしまうという不都合の発生を確実に、かつ未然に防止することができる。
【００１７】
ベーンポンプは、プランジャーポンプと比較して、吐出流量が少ないので、圧力低下を補償するのに必要な時間が長くなる。しかし、本考案においては、運転開始圧力値は、例えば、スプリンクラー設備等の自動消火設備が火災報知動作／消火動作を開始することになる圧送系内の圧力低下の値が０．０５ＭＰａ程度になったことに対応する圧力値に設定しているので、供給すべき加圧水の量を少なくすることができ、この結果、圧力低下を補償するのに必要な時間が長くなるという不都合を解消することができる。
運転開始圧力値をこのように設定すると、プランジャーポンプを採用した場合にはチャタリングを生じる可能性が高く、チャタリングを生じる場合には、運転停止時の圧力を正確に制御することができないが、本考案はベーンポンプＰｂを採用しているので、チャタリングを確実に防止でき、運転停止時の圧力を正確に制御することができる。
また、本考案はベーンポンプＰｂを採用しているので、プランジャーポンプを採用した場合と異なり、ウォーターハンマーを防止することができる。
さらに、本考案はベーンポンプＰｂを採用しているので、プランジャーポンプを採用した場合と異なり、設置スペースを小さくすることができ、しかも、振動、騒音が少ないので、取り付けに当って防振ゴムを使用する必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
さらにまた、本考案はベーンポンプＰｂを採用しているので、プランジャーポンプを採用した場合と異なり、動力盤等を必要としないので、直接商用電源を用いて動作させることが可能である。したがって、既存の建築物の自動消火設備に簡単に追加設置することができる。
【符号の説明】
【００１８】
Ｂ      架台
Ｋ      呼水槽
Ｐｓｐ  ポンプ設置空間
Ｐ      ポンプ
Ｐｂ    ベーンポンプ
Ｐｂｓ  吸込口
Ｐｐｓ  吸い込み管路
Ｐｂｅ  吐出口
Ｐｐｅ  吐出管路
Ｐｐｒ  逆止弁
Ｐｐｂ  分岐管路
Ｐｐｄ  圧力スイッチ
Ｐｍ    モータ
Ｐｓ    ポンプ支持体
Ｃ      制御部
Ｈ１    運転開始圧力値保持部
Ｈ２    運転停止圧力値保持部
Ｊ１    運転開始判定部
Ｊ２    運転停止判定部
【図１】
0003158185.tif 000003
【図２】
0003158185.tif 000004