(57)【要約】【課題】配管に設けた予め定められた単一の閾値で動作する圧力検出手段のＯＮ／ＯＦＦ動作だけで真空ポンプを制御すると、配管全体が所定の負圧となるのに長い時間を要し、しかも真空ポンプの運転が断続的に行われ、その寿命が短縮したり、騒音が発生したりする原因となる。【解決手段】予作動弁と、該予作動弁の二次側に設けられ、スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、前記二次配管内を負圧にする真空ポンプと、前記二次側配管の配管内の圧力を検知する圧力検出手段とを有するスプリンクラ消火設備において、前記圧力検出手段は、予め定めた所定の圧力値以上で真空ポンプ起動信号を送出し、前記真空ポンプ起動信号を受信すると前記真空ポンプを起動し、前記二次側配管全体の圧力が所定の圧力になるように予め定めた所定時間が経過したときに前記真空ポンプの運転を停止するように真空ポンプを制御する制御手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予作動弁と、
該予作動弁の二次側に設けられ、スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、
前記二次配管内を負圧にする真空ポンプと、
前記二次側配管の配管内の圧力を検出する圧力検出手段とを有するスプリンクラ消火設備において、
前記圧力検出手段は、予め定めた所定の圧力値以上で真空ポンプ起動信号を送出し、
前記真空ポンプ起動信号を受信すると前記真空ポンプを起動し、前記二次側配管全体の圧力が所定の負圧になるように予め定めた所定時間が経過したときに前記真空ポンプの運転を停止するように真空ポンプを制御する制御手段を備えることを特徴とするスプリンクラ消火設備。
【請求項２】
前記制御手段は、前記所定時間が経過する度に、前記真空ポンプ起動信号を受信しているか否かを判定し、
前記真空ポンプ起動信号を受信しているときは前記真空ポンプの運転を停止せず継続運転し、
前記真空ポンプ起動信号を受信していないときは前記真空ポンプの運転を停止するように制御することを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。
【請求項３】
前記制御手段は、前記継続運転を所定回数繰り返したときに、前記真空ポンプ起動信号を受信しているか否かを判定し、前記真空ポンプ起動信号を受信しているときは、異常通知信号を送出することを特徴とする請求項２記載のスプリンクラ消火設備。
【請求項４】
予作動弁と、
該予作動弁の二次側に設けられ、スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、
前記二次配管内を負圧にする真空ポンプと、
前記二次側配管の配管内の圧力を検出する圧力検出手段とを有するスプリンクラ消火設備において、
前記圧力検出手段は、予め定めた所定の圧力値以上で真空ポンプ起動信号を送出するようにし、
前記真空ポンプ起動信号が出力されると前記真空ポンプを起動し、
前記二次側配管全体の圧力が所定の負圧となるように予め定めた所定時聞が経過する度に、前記真空ポンプ起動信号が出力されているか否かを判定し、
前記真空ポンプ起動信号が出力されているときは前記真空ポンプを停止せず継続運転し、
前記真空ポンプ起動信号が出力されていないときに前記真空ポンプの運転を停止するように真空ポンプを制御することを特徴とするスプリンクラ消火設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スプリンクラ消火設備に関し、特に、予作動弁の二次側にある二次側配管を負圧状態にしたスプリンクラ消火設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スプリンクラヘッドが接続された二次側配管内を圧縮空気で充填し、その二次側配管の基端側に予作動弁を設けた予作動式のスプリンクラ消火設備がある。この設備は、スプリンクラヘッドと同じ防護区画に設置された火災感知器が動作すると、予作動弁が開放し、二次側配管に充水するように構成されている。火災を消火した後には、二次側配管に充水された水を排水し、再び圧縮空気で充填する。
【０００３】
このような予作動式のスプリンクラ消火設備では、火災感知器とスプリンクラヘッドの両方が動作したときに水が放水されるので水損が生じにくい。しかしながら、火災や試験等により二次側配管に充水した場合、後に排水したとしても、スプリンクラヘッドが接続された立ち下がり管部分等に水が溜まってしてしまうことがあり、スプリンクラヘッドが破損した場合に、立ち下がり管部分等に溜まった水が漏水を起こすことがある。
【０００４】
そこで、二次側配管に真空ポンプを接続し、配管内を負圧状態にした予作動式スプリンクラ消火設備が提案されている（例えば特許文献1参照）。この設備では、二次側配管内は、圧縮空気の代わりに負圧空気となるので、スプリンクラヘッドが破損したとしても、立ち下がり管部分等に溜まった水が配管内に吸い寄せられているので、前述のような漏水が起こりにくい。二次側配管には圧力検出手段が設けられ、真空ポンプは二次側配管内が所定圧力以上で起動、所定圧力以下で停止するように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平６−２６２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、二次側配管に設けた圧力検出手段は予め定められた単一の閾値で動作するものであり、このような圧力検出手段のＯＮ／ＯＦＦ動作だけで真空ポンプを制御すると、二次側配管全体が所定の負圧に達する前に真空ポンプの運転が停止してしまい、再び真空ポンプが作動するという動作を繰り返してしまう。
【０００７】
すなわち、二次側配管の基端側（真空ポンプ側）に圧力検出手段を設けると、二次側配管全体が所定の負圧に達する前に、二次側配管末端側よりも真空ポンプに近い側にある圧力検出手段の付近の圧力が所定の負圧に達してしまうので真空ポンプが運転を停止してしまう。真空ポンプが停止すると、二次側配管内の圧力勾配が均一化され、圧力検出手段の付近の二次側配管内圧力が上昇するので、真空ポンプは再び運転を開始する。たとえ、圧力検出手段を二次側配管の末端側に設けたとしても、二次側配管が分岐している場合には、真空ポンプは同様の運転となってしまう虞がある。
【０００８】
そのため、真空ポンプは、運転と停止の動作を繰り返し、配管内の圧力は少しずつしか低下しないので配管全体が所定の負圧となるのに長い時間を要し、しかも真空ポンプの運転が断続的に行われ、その寿命が短縮したり、騒音が発生したりする原因となる。
本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、真空ポンプの運転が安定するように制御され、配管全体が速やかに所定の負圧に達するようにするとともに、真空ポンプの運転頻度を軽減することによって、真空ポンプの寿命短縮を防止し、騒音を低減することが可能なスプリンクラ消火設備を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わるスプリンクラ消火設備は、予作動弁と、該予作動弁の二次側に設けられ、スプリンクラヘッドが接続された二次側配管と、前記二次配管内を負圧にする真空ポンプと、前記二次側配管の配管内の圧力を検知する圧力検出手段とを有するスプリンクラ消火設備において、前記圧力検出手段は、予め定めた所定の圧力値以上で真空ポンプ起動信号を送出し、前記真空ポンプ起動信号を受信すると前記真空ポンプを起動し、前記二次側配管全体の圧力が所定の圧力になるように予め定めた所定時間が経過したときに前記真空ポンプの運転を停止するように真空ポンプを制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるスプリンクラ消火設備は、二次側配管の内圧が所定値以上となったときに真空ポンプが起動し、二次側配管全体の圧力が所定の圧力（負圧）となるように予め定められた所定時間が経過してから真空ポンプが運転を停止するので、二次側配管の内圧を速やかに所定値以下にできるとともに、真空ポンプの運転頻度を低減できるので、真空ポンプの寿命短縮を防止するとともに真空ポンプ運転にともなう騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態に係わるスプリンクラ消火設備を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るスプリンクラ消火設備を示すシステム構成図である。
本実施の形態のスプリンクラ消火設備は、スプリンクラヘッド２、予作動弁２２、一次側配管１１、二次側配管１２、真空配管１４、真空ポンプ２４、流水遮断弁３１、ヘッド作動検出装置４６、真空スイッチ４１、５３、および、加圧送水装置２１等から構成されている。
【００１３】
防護区画１には、立ち下がり配管１３を介して二次側配管１２に接続された複数のスプリンクラヘッド２が設けられている。二次側配管１２の一方の端部は、平常時は閉止しており火災時に電気的に開放される予作動弁２２の一方の端部に接続されている。予作動弁２２の他方の端部は、一次側配管１１の一方の端部に接続されている。また、一次側配管１１の他方の端部(基端側)は、加圧送水装置２１の吐出口に接続されている。加圧送水装置２１と、一次側配管１１と、予作動弁２２とで、二次側配管１２へ消火水槽１０に蓄えられている消火用水を圧送する給水装置を構成している。
【００１４】
また、二次側配管１２には、真空配管１４の一方の端部が接続されている。真空配管１４の他方の端部には、真空ポンプ２４が接続されている。この真空配管１４には、二次側配管１２との接続部側から真空ポンプ２４側に向けて順に、二次側配管ｌ２が充水されることによって二次側配管１２の圧力が大きく上昇したときに閉止する流水遮断弁３１、真空スイッチ４１、二次側配管の圧力上昇が所定の値以上で作動するヘッド作動検出装置４６およびオリフィス４２が設けられている。また、オリフィス４２と真空ポンプ２４との間の真空配管１４には、真空ポンプ制御盤５２に電気的に接続された真空スイッチ５３が設けられており、真空配管１４の内圧が所定の値以下となるように真空ポンプ制御盤５２は、真空ポンプ２４を制御している。
【００１５】
また、防護区画１には、防護区画１内で発生した火災を感知する火災感知器３が設けられている。この火災感知器３は火災受信機４と電気的に接続されており、火災感知器３の火災発報を受信した火災受信機４は、火災信号を消火システム制御盤５へ送出する。また、消火システム制御盤５は、中継器５１を介して、予作動弁２２を駆動する電動のパイロット弁である遠隔起動弁２２ｂおよび予作動弁２２の開放による消火用水の通水を検知する流水信号スイッチ２２ａ、開放弁４７、真空スイッチ４１およびヘッド作動検出装置４６と電気的に接続されている。消火システム制御盤５は、単位時間当たりの圧力上昇が所定の値を超えるときに作動するヘッド作動検出装置４６または所定の圧力で作動する真空スイッチ４１のいずれかが作動することによって、スプリンクラヘッド２が作動したかどうかを判断する。また、加圧送水装置２１は消火ポンプ制御盤６と電気的に接続されており、予作動弁２２の開放に伴う一次側配管１１の内圧の低下を図示しない圧力スイッチが検出することによって始動する。
【００１６】
<スプリンクラ消火設備の動作>
本実施の形態に係るスプリンクラ消火設備は、平常時の監視状態においては、二次側配管１２は充水せず、真空ポンプ２４を起動させて二次側配管１２内及び真空配管１４内が大気圧より低い負圧となっている、負圧式の予作動式スプリンクラ消火設備である。
以下、このスプリンクラ消火設備の動作について説明する。まず、スプリンクラヘッド２の作動を検出する動作について説明する。続いて、スプリンクラ消火設備の消火動作について、さらに真空ポンプ２４の動作について説明する。
【００１７】
（スプリンクラヘッド作動検出動作）
スプリンクラヘッド２の作動を検出する動作について説明する。
上述のように、通常の監視状態において、二次側配管１２内は負圧となっている。二次側配管１２内は、立ち下がり配管１３とスプリンクラヘッド２との接続部等から徐々に空気が流入し、負圧である管内圧力が上がってくる（大気圧に近づいてくる）。負圧である二次側配管１２内の圧力が所定の負圧圧力以上となったことを二次側配管１２に接続された真空配管１４内の圧力により真空スイッチ５３で検出した場合、真空ポンプ２４を作動させて、二次側配管１２内の圧力を一定以下の負圧に保っている。
【００１８】
なお、負圧である二次側配管１２内の圧力が上昇する場合には、スプリンクラヘッド２の作動によるものと、配管の継ぎ目等からの空気流入による場合とがある。ここでは、配管の継ぎ目等からの空気流入による圧力上昇を真空スイッチ５３で検出し、スプリンクラヘッドの作動による圧力上昇をヘッド作動検出装置４６または真空スイッチ４１で検出している。
【００１９】
防護区画１で火災が発生し、スプリンクラヘッド２が作動すると（スプリンクラヘッド２の放水口が開放されると）、スプリンクラヘッド２の放水口から二次側配管１２内に防護区画１の空気が流入する。これにより、負圧である二次側配管１２内の圧力が上昇する。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、スプリンクラヘッドの作動を二次側配管１２内の圧力を真空配管１４を介して、真空スイッチ４１で検出し、ヘッド作動検出装置４６における所定時間当たりの圧力変化量に基づいてスプリンクラヘッド２の作動を検出している。より具体的には、平常状態において配管の接続部等から空気が流入する場合には、負圧である二次側配管１２内の圧力上昇速度は小さいため、平常状態における圧力の所定時間当たりの変化量は小さい。一方、スプリンクラヘッド２作動時においては、負圧である二次側配管１２内の圧力上昇速度は、通常の監視状態の場合よりも大きくなるため、スプリンクラヘッド２作動時における所定時間当たりの圧力変化量は、平常状態の場合よりも大きくなる。ヘッド作動検出装置４６は所定時間当たりの圧力変化量のこの違いによって、スプリンクラヘッド２の作動を検出している。換言すると、ヘッド作動検出装置４６は所定時間当たりの圧力変化量が所定の閾値よりも大きくなったときに制御盤５へスプリンクラヘッド作動信号を中継器５１を介して出力し、制御盤５はスプリンクラヘッド２が作動したと判断している。
【００２１】
ここで、スプリンクラヘッド２の作動検出を所定時間当たりの圧力変化量に基づいてヘッド作動検出装置４６で行う理由について説明する。
従来のスプリンクラ消火設備は、負圧である二次側配管１２内の圧力がある閾値よりも大きくなったとき（ある閾値よりも大気圧に近い値となったとき）、スプリンクラヘッド２が作動したと判断していた。本実施の形態においても、スプリンクラヘッド２の作動を検出する１つの方法として二次側配管１２内の圧力がある閾値よりも大きくなったことを真空スイッチ４１で検出している。
【００２２】
しかしながら、二次側配管１２内の体積と比較してスプリンクラヘッド２の放水口は小さく、また二次側配管１２内の圧力と防護区画１の圧力差が小さいため、スプリンクラヘッド２から二次側配管１２に流入する空気量が少ないので、負圧である二次側配管１２内の圧力上昇には時間がかかってしまう。このため、スプリンクラヘッド２の作動時に例えば真空ポンプ２４を起動したばかりで、負圧である二次側配管１２内圧力が低く、現在の圧力とある閾値との圧力差が大きい場合、ある閾値まで圧力が上昇するのには時聞がかかり、スプリンクラヘッド２の作動検出が遅くなってしまう。
【００２３】
本実施の形態では、スプリンクラヘッド２の作動を検出するもう１つの方法として負圧である二次側配管１２内の圧力（ヘッド作動検出装置４６の検出値）の所定時間当たりの変化量が所定の閾値よりも大きくなったときに、スプリンクラヘッド２が作動したと判断している。このため、スプリンクラヘッド２の作動直前における二次側配管１２内の圧力によって、スプリンクラヘッド２の作動検出時間が長くなる従来の検出方法よりも、早期にスプリンクラヘッド２の作動を検出することができる。
【００２４】
なお、真空ポンプ２４の作動中にスプリンクラヘッド２が作動したとき、二次側配管１２の圧力が変化しなくなり、ヘッド作動検出装置４６が作動しなくなることを防ぐため、本実施の形態では、二次側配管１２の圧力が、真空ポンプ２４による圧力低下よりもスプリンクラヘッド２の作動による圧力上昇が大きくなるようにヘッド作動検出装置４６と真空ポンプ２４の間の真空配管１４にオリフィス４２を設けている。
【００２５】
（消火動作）
続いて、スプリンクラ消火設備の消火動作について説明する。
平常状態においては、一次側配管１１の予作動弁２２まで水が充填され、二次側配管１２内に水が充填されていない状態となっている。
防護区画１で火災が発生すると、火災感知器３は火災を感知する。そして、火災受信機４は消火システム制御盤５に火災信号を発信する。また、その後スプリンクラヘッド２が作動し、負圧である二次側配管１２の圧力が上昇すると、消火システム制御盤５は、ヘッド作動検出装置４６における所定時間当たりの圧力変化量に基づき、スプリンクラヘッド２の作動を検出する。火災信号とスプリンクラヘッド２の作動の両方を検知した場合、消火システム制御盤５は、予作動弁２２を開放して二次側配管１２に水を供給する（充填する）。
【００２６】
予作動弁２２の開放に伴って一次側配管１１の圧力が低下し、これによって加圧送水装置２１が始動する。加圧送水装置２１によって圧送される消火用水は、開弁している予作動弁２２を通過し、二次側配管１２へ流入する。二次側配管１２へと圧送される消火用水は、二次側配管１２内を進み、立ち下がり配管１３を介して作動したスプリンクラヘッド２から防護区画１に放水し、防護区画１で発生した火災を消火する。
【００２７】
なお、予作動弁２２が開放されると、予作動弁２２に設けられた流水信号用スイッチ２２ａは、中継器５１を介して消火システム制御盤５に流水信号を発信し、消火システム制御盤５は、流水警報を行う。
また、本実施の形態では、二次側配管１２の圧力上昇によって流水遮断弁３１が閉止される。このため、予作動弁２２が開放して二次側配管１２に水が供給されても、流水遮断弁３１より下流部の真空配管１４に水が流入することを防止できるため、真空ポンプ２４が水を吸引して、過負荷で停止したり故障を起こしたりすることを防止できる。
【００２８】
以上の説明は、火災感知器３が火災を感知し、かつ、スプリンクラヘッド２の作動を検出することによって予作動弁２２を開放するように制御するスプリンクラ消火設備に関するものであるが、一般的な予作動式スプリンクラ消火設備のように、火災感知器３が火災を感知したときに予作動弁２２を開放するように制御しもて良い。
【００２９】
（真空ポンプの動作）
真空ポンプ２４には真空配管１４が接続されており、真空配管１４には圧力検出手段としての真空スイッチ５３が接続されている。
真空スイッチ５３は、真空配管１４内の圧力を監視することで二次側配管１２の圧力を監視しており、その圧力が予め定めた所定の圧力値以上となったときに真空ポンプ起動信号を送出するものであり、その信号は真空ポンプ２４を制御する制御手段としての真空ポンプ制御盤５２へと送出される。
【００３０】
真空ポンプ制御盤５２が真空スイッチ５３よりの真空ポンプ起動信号を受信すると、真空ポンプ制御盤５２は真空ポンプ２４を起動する。真空ポンプ２４を運転しても二次側配管全体の容積により、二次側配管１２全体はすぐには前記所定の圧力（負圧）とはならない。そこで、真空ポンプ２４を起動した後、二次側配管１２全体の圧力が前記所定の圧力（負圧）となるように予め定めた所定時間が経過するまで真空ポンプ２４を運転する。
【００３１】
ここで、前記所定の負圧になったことを検出して真空スイッチ５３の真空ポンプ起動信号が停止したときに、真空ポンプ２４を停止すると、二次側配管１２の全体は未だ前記所定の圧力（負圧）には達していないので、真空スイッチ５３が接続されている真空配管１４の圧力が上昇してしまい、すぐに真空スイッチ５３から真空ポンプ起動信号が出力され、真空ポンプ２４は断続運転を繰り返してしまうこととなる。このような状態になると、二次側配管１２の全体が前記所定の圧力（負圧）に到達するには長い時間を所要するようになってしまう。
【００３２】
また、真空ポンプ２４が断続運転を繰り返すことから、真空ポンプ２４の寿命を短縮させてしまう虞があり、また、騒音を発生させる虞がある。このような理由から、二次側配管１２全体の圧力が前記所定の圧力（負圧）となるように、予め定めた所定時聞が経過するまで真空ポンプ２４を運転するのであり、前記所定時間は、二次側配管１２と真空配管１４の全体の容積と、真空ポンプ２４の排気能力から適宜設定される。
【００３３】
次に、前記予め定めた所定時聞が経過したときに、真空ポンプ制御盤５２は真空スイッチ５３からの真空ポンプ起動信号を受信しているか否かを判定する。すなわち、本願発明のスプリンクラ消火設備が設置直後であったり、放水試験を行った後であったりすると、二次側配管１２内の圧力は負圧とはなっていないので、前記所定の圧力（負圧）に達するには時間を要することから、真空スイッチ５３からの真空ポンプ起動信号を受信しているときは、真空配管１４内の圧力が未だ十分に下がっておらず前記所定の圧力に達していないので、真空ポンプ２４の運転を停止せず、そのまま真空ポンプ２４の運転を継続するとともに継続運転の回数をカウントアップする。この場合は、前記予め定めた所定時聞が経過する度に、真空ポンプ制御盤５２は真空スイッチ５３からの真空ポンプ起動信号を受信しているか否かを判定する。
【００３４】
そして、前記判定の際に、真空スイッチ５３からの真空ポンプ起動信号を受信していないときは、二次側配管１２全体の圧力が前記所定の圧力に達したものと判断し、真空ポンプ２４の運転を停止するとともに前記継続運転の回数をリセットする。
【００３５】
なお、二次側配管１２と真空配管１４において、その容積故に圧力が均等でなく、二次側配管１２内の圧力が前記所定の圧力以下に達していなかった場合は、時聞が経過すると真空スイッチ５３における真空配管１４の圧力が上昇するので、真空スイッチ５３が再び真空ポンプ起動信号を真空ポンプ制御盤５２へ送出する。
このため真空ポンプ制御盤５２は、二次側配管１２全体の圧力が所定の圧力（負圧）となるように予め定めた所定時聞が経過するまで真空ポンプ２４を再び運転するので、二次側配管１２および真空配管１４の内圧を速やかに予め定めた所定の圧力（負圧）以下とすることができるとともに、真空ポンプの運転頻度を低減できるので、真空ポンプの寿命短縮を防止し、また、真空ポンプ運転にともなう騒音を低減することができる。
【００３６】
また、真空ポンプ制御盤５２は、真空ポンプ２４の前記継続運転の回数が所定回数を超えたときに、真空スイッチ５３からの起動信号が送出されている場合には、真空ポンプの性能が低下している等の異常が発生しているため、例えば前記消火システム制御盤５等の他の盤に異常通知信号を送出して異常を知らせ、異常通知信号を受信した他の盤は異常警報を行い人に異常を知らせることができる。なお、異常警報は真空ポンプ制御盤５２で行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１  防護区画、２  スプリンクラヘッド、３  火災感知器、４  火災受信機、５  消火システム制御盤、１０  消火水槽、１１  一次側配管、１２  二次側配管、１３  立ち下がり配管、１４  真空配管、２１  加圧送水装置、２２  予作動弁、２２ａ  流水信号用スイッチ、２２ｂ  遠隔起動弁、２４  真空ポンプ、３１  流水遮断弁、４１  真空スイッチ、４２  オリフィス、４６  ヘッド作動検出装置、５１  中継器、５２  真空ポンプ制御盤、５３  真空スイッチ
【図１】
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