特開 2024-176281 スプリンクラー消火設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176281

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】スプリンクラー消火設備

(51)【国際特許分類】

   A62C 35/64 20060101AFI20241212BHJP

   A62C 37/40 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

A62C35/64

A62C37/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094732

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】390010342

【氏名又は名称】エア・ウォーター防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 秀晃

(72)【発明者】

【氏名】谷川 一行

【テーマコード（参考）】

2E189

【Ｆターム（参考）】

2E189CA10

2E189CE07

(57)【要約】

【課題】スプリンクラーヘッドが故障しても水を放水しない消火システムを提供する。
【解決手段】消火システム１はスプリンクラーヘッド１０３と、スプリンクラーヘッド１０３に水を供給するための二次配管１０２とを有し、スプリンクラー用配管１０２が常態で負圧状態に維持されている負圧スプリンクラーシステム１００と、スプリンクラー用配管内を負圧にする負圧ポンプ２０４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

防火区画に設けられるスプリンクラー消火設備であって、
スプリンクラーヘッドと、前記スプリンクラーヘッドに水を供給するためのスプリンクラー用配管と、前記スプリンクラー用配管に接続されたバルブとを有し、前記スプリンクラー用配管が常態で負圧状態に維持されている負圧スプリンクラーシステムと、
前記スプリンクラー用配管に負圧を供給可能な負圧装置と、
前記負圧スプリンクラーシステムをモニターするモニター部と、
前記防火区画内の火災を感知する火災感知器と、
前記モニター部および前記火災感知器に接続された制御部とを備え、
前記モニター部が信号を前記制御部に送り、前記火災感知器が信号を前記制御部に送ると前記制御部は前記バルブを開いて前記スプリンクラーヘッドから水が放出される、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、スプリンクラー消火設備に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、スプリンクラーは、特開２０２２－１０５６６０号公報（特許文献１）に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１０５６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のスプリンクラーシステムでは、誤動作が発生しやすいという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

防火区画に設けられるスプリンクラー消火設備であって、スプリンクラーヘッドと、前記スプリンクラーヘッドに水を供給するためのスプリンクラー用配管と、前記スプリンクラー用配管に接続されたバルブとを有し、前記スプリンクラー用配管が常態で負圧状態に維持されている負圧スプリンクラーシステムと、前記スプリンクラー用配管に負圧を供給可能な負圧装置と、前記負圧スプリンクラーシステムをモニターするモニター部と、前記防火区画内の火災を感知する火災感知器と、前記モニター部および前記火災感知器に接続された制御部とを備え、前記モニター部が信号を前記制御部に送り、前記火災感知器が信号を前記制御部に送ると前記制御部は前記バルブを開いて前記スプリンクラーヘッドから水が放出される。

【0006】

なお、常態とは、平常状態をいい、火災が発生していない状態をいう。
このように構成されたスプリンクラー消火設備においては、モニター部が信号を制御部に送り、前記感知器が火災の信号を制御部に送ると前記バルブが開いて前記スプリンクラーヘッドから水が放出されるため、２つの信号で火災を感知しているため、スプリンクラー消火設備の誤動作を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態１に従ったスプリンクラー消火設備の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（実施の形態１）
（スプリンクラー消火設備の構成）
図１は、実施の形態１に従ったスプリンクラー消火設備の模式図である。図１で示すように、スプリンクラー消火設備１は、建物１０に設けられる。建物１０は、下層階である第一区画１１と、上層階である防火区画の第二区画１２とを有する。

【0009】

負圧スプリンクラーシステム１００は、一次配管１０１と、一次配管１０１に接続された二次配管１０２と、二次配管１０２に設けられたスプリンクラーヘッド１０３と、一次配管１０１と二次配管１０２との境界に設けられたバルブ１０５と一次配管１０１に水を送るための水ポンプ１０６とを有する。

【0010】

一次配管１０１には水が充填されている。この水は、水ポンプ１０６により加圧されている。水ポンプ１０６には消火水槽（図示せず）から水が供給される。建物１０の最上階の高架水槽から水ポンプ１０６に水が供給されてもよい。

【0011】

一次配管１０１は、水ポンプ１０６から建物１０の最上部まで垂直に立ち上がり、各階で分岐されている。この実施の形態では２階建ての建物１０を記載しているが、建物１０の階は２階に限定されない。

【0012】

一次配管１０１の水は、バルブ１０５で止められており、バルブ１０５が開くことで一次配管１０１の水が二次配管１０２へ送られる。バルブ１０５の開閉は、コンピューターにより構成される制御部３０２により制御される。

【0013】

二次配管１０２はバルブ１０５に接続されている。二次配管１０２は第二区画１２に配置されている。なお、この実施の形態ではバルブ１０５が第二区画１２に配置されている例を示しているが、バルブ１０５が第一区画１１に配置されていてもよい。

【0014】

二次配管１０２は第二区画１２の天井に配置されている。二次配管１０２には複数のスプリンクラーヘッド１０３が設けられている。スプリンクラーヘッド１０３の数は、第二区画１２の広さによって決定される。

【0015】

この実施の形態では、第二区画１２にスプリンクラーヘッド１０３が設けられる例を示しているが、第一区画１１に二次配管１０２およびスプリンクラーヘッド１０３が配置されていてもよい。

【0016】

スプリンクラーヘッド１０３は、閉鎖型のスプリンクラーヘッドであり、水を放水する孔が複数設けられている。スプリンクラーヘッド１０３は感熱機構（可溶金属片）を有する。常態では、水を放水する孔と、二次配管１０２との間はスプリンクラーヘッド１０３内で遮蔽されている。感熱機構が火災時の火炎により溶融すると遮断が開放される。バルブ１０５が開かれて一次配管１０１および二次配管１０２を経由して水がスプリンクラーヘッド１０３の孔から放水される。

【0017】

負圧システム２００は、負圧用配管２０１と、負圧用配管２０１内を負圧にする負圧ポンプ２０４と、負圧用配管２０１と二次配管１０２とを接続する接続管２０５とを有する。区画内に接続管２０５を設けて負圧用配管２０１と二次配管１０２とを接続するだけで、負圧のスプリンクラーシステムを実現することができる。後述のように、二次配管１０２内を常圧にする場合には負圧システム２００を設けなくてもよい。後述のように、二次配管１０２を加圧状態とするためには負圧システムは加圧システムに置き換えられる。この場合、負圧ポンプ２０４が加圧ポンプ（コンプレッサー）となる。

【0018】

負圧ポンプ２０４は第一区画１１に設けられて負圧を発生させる。負圧ポンプ２０４は負圧ポンプにより構成される。この実施の形態では、水ポンプ１０６および負圧ポンプ２０４は同じ第一区画１１に設置されているが、これらが互いに異なる区画に設けられてもよい。

【0019】

負圧ポンプ２０４に接続された負圧用配管２０１は負圧ポンプ２０４から建物１０の最上階まで垂直に立ち上がり、各階で分岐されている。各階において負圧用配管２０１が分岐して各部屋に負圧用配管２０１が張り巡らされている。スプリンクラー消火設備１はスプリンクラー用配管としての二次配管１０２と負圧用配管２０１に負圧を供給するための第一負圧装置としての負圧ポンプ２０４と、を備える。なお、この実施の形態では、負圧ポンプ２０４および第二負圧ポンプの２つの負圧ポンプが設けられているが、少なくとも負圧ポンプ２０４が設けられていればよい。

【0020】

建物１０内を負圧に維持するための真空ポンプとして、負圧ポンプ２０４を用いてもよい。負圧ポンプ２０４は複数台設けられていてもよい。

【0021】

負圧用配管２０１と二次配管１０２とは接続管２０５により接続されている。接続管２０５と二次配管１０２とは接続点２０２で接続されている。これにより、常態において、二次配管１０２内は負圧とされている。

【0022】

常態では、二次配管１０２内が負圧とされ、水が存在しない。負圧とすることで、二次配管１０２内に水が滞留することを防止できる。仮に二次配管１０２内に水が滞留したとしても、負圧下では、水の沸点は低くなる。そのため、二次配管１０２内の水が沸騰して接続管２０５を介して負圧ポンプ２０４で吸引される。接続管２０５には電磁弁５０１が設けられる。湿式の真空スプリンクラー消火設備の場合には、電磁弁５０１を開くことで二次配管１０２内を負圧（マイナス圧力）として二次配管１０２内の水を吸引することが可能である。

【0023】

感知システム３００は、火災感知器３０１および制御部３０２を有する。第二区画１２内で火災が発生すると、その熱または煙を火災感知器３０１が感知する。制御部３０２とバルブ１０５とが信号線３１１により接続されている。制御部３０２と水ポンプ１０６とが信号線３１２により接続されている。制御部３０２とモニター部１０９が信号線３１３により接続されている。制御部３０２と火災感知器が信号線３１４により接続されている。

【0024】

モニター部１０９は、スプリンクラーヘッド１０３が作動した場合での二次配管１０２内の流量変化または圧力変化または音、温度、風速、衝撃などの変化を検出することが可能である。モニター部１０９で検出される二次配管１０２内の気体の流量または圧力または音に関するデータは、信号線３１３により制御部３０２により送られる。モニター部１０９の近くにチャンバー５００が設けられる。チャンバー５００は二次配管１０２と連通している。

【0025】

制御部３０２は水ポンプ１０６ならびに負圧ポンプ２０４の出力を制御することができる。二次配管１０２内の圧力が低ければ低いほど二次配管１０２に水が充填される速度が速くなる。そのため、負圧ポンプ２０４の出力を上昇させて二次配管１０２内の真空度を高める（二次配管１０２内の圧力を低くする）ことで、火事が発生した場合に早急に二次配管１０２へ水を充填することができる。

【0026】

防火区画に設けられるスプリンクラー消火設備１は、負圧スプリンクラーシステム１００を有する。負圧スプリンクラーシステム１００は、スプリンクラーヘッド１０３と、前記スプリンクラーヘッド１０３に水を供給するためのスプリンクラー用配管としての二次配管１０２と、前記二次配管１０２に接続されたバルブ１０５とを有する。二次配管１０２が常態で負圧状態に維持されている。

【0027】

スプリンクラー消火設備１は、前記スプリンクラー用配管に負圧を供給可能な負圧装置としての負圧システム２００と、前記負圧スプリンクラーシステムをモニターするモニター部１０９と、前記防火区画内の火災を感知する火災感知器３０１と、前記モニター部１０９および前記火災感知器３０１に接続された制御部３０２とを備える。

【0028】

前記モニター部１０９が信号を制御部３０２に送り、前記火災感知器３０１が信号を制御部３０２に送ると前記制御部３０２は前記バルブ１０５を開いて前記スプリンクラーヘッド１０３から水が放出される。

【0029】

（スプリンクラー消火設備の動作）
第二区画１２で火災が発生すると、火災による熱または煙を火災感知器３０１が感知する。感知された情報は火災感知器３０１から制御部３０２に送られる。火災による熱は、スプリンクラーヘッド１０３の感熱機構を溶融させる。これにより、スプリンクラーヘッド１０３の水放水用の孔と二次配管１０２とが接続される。これにより接続管２０５の気体の流量および圧力変化が大きくなる。流量、圧力または音の変化はモニター部１０９により検出される。モニター部１０９は制御部３０２にこの情報を伝達する。

【0030】

制御部３０２は、火災感知器３０１からの火災が発生したという信号、およびモニター部１０９からの所定値以上の接続管２０５内の気体の流量、圧力または音の変化量から、実際に火事が起こったと判断して、バルブ１０５を開く信号を送る。これにより一次配管１０１から二次配管１０２へ水が供給され、スプリンクラーヘッド１０３から水が放出される。

【0031】

火災感知器３０１およびモニター部１０９の両方の情報から制御部３０２が開示かどうかを判断するのは、いずれか一方のみであれば誤報により開示と判断する可能性があるからである。

【0032】

たとえば火災感知器３０１のみで制御部３０２が開示を判断するとなれば、火災感知器３０１が誤作動した場合に制御部３０２は火事と判断してバルブ１０５を開くことがある。この場合には二次配管１０２に水が充填されるため、その後の工程で二次配管１０２から水を排出することが困難となる。

【0033】

一方でモニター部１０９のみで制御部３０２が開示を判断するとなれば、スプリンクラーヘッド１０３が劣化して空気が通った場合に制御部３０２は火事と判断してバルブ１０５を開くことがある。この場合には二次配管１０２に水が充填され、劣化したスプリンクラーヘッド１０３から水が放出されるという不具合が発生する。

【0034】

（効果）
このように構成されたスプリンクラー消火設備１では、二つの情報から制御部３０２は火事と判断するため、一つの情報のみで開示を判断する場合と比較して、誤った判断をすることが少なくなる。

【0035】

さらに、二次配管１０２内が１気圧未満の減圧状態とされているため、早急に二次配管１０２内に水が充填されて早期の消火が可能となる。

【0036】

二次配管１０２内が減圧されており、スプリンクラーヘッド１０３が作動するとスプリンクラーヘッド１０３から二次配管１０２内に空気が吸引され、さらにチャンバー５００内にも空気が吸引されるため、二次配管１０２およびチャンバー５００の流量変化または圧力変化をモニター部１０９が検出する。また気温の変化や配管のピンホールおよび漏れなどの緩やかな流量や圧力の変化に対しては検出せず、スプリンクラーヘッド１０３が作動した場合での一定量レベルの流量や圧力の変化に対しては検出できるシステムとしている。二次配管１０２内が加圧されている場合と比較して温度変化があっても流量または圧力の変化が小さい。二次配管１０２内が加圧されていると二次配管１０２内の気体が多いため、温度変化によって気体の圧力または体積が大きく変化する。そのため、二次配管１０２が気温の変動により温度変動すると二次配管１０２内の気体の圧力および体積も変動する。二次配管１０２内の圧力が１気圧未満であれば、温度変動に基づく圧力および体積変動を小さくすることができる。

【0037】

モニター部１０９が気体の圧力または流量を測定する場合には、モニター部１０９は、たとえば圧力計または流量計または風速計、温度センサ、加速度計などにより構成される。モニター部１０９は、いずれのスプリンクラーヘッド１０３において気体が流通しても気体の流量変化または圧力変化を測定できるように二次配管１０２に設けられることが好ましい。

【0038】

モニター部１０９が音を検出する場合には、モニター部１０９はたとえば超音波カメラにより構成される。スプリンクラーヘッド１０３の感熱機構が溶融した場合には音が発生する。この音を超音波カメラが検出することで、スプリンクラーヘッド１０３の感熱機構が溶融したことを検出できる。超音波カメラを設ける場合には，複数のスプリンクラーヘッド１０３が視野に入る部分に超音波カメラを設けることが好ましい。

【0039】

音を検出する場合には、二次配管１０２内は、加圧（１気圧超）、減圧（１気圧未満）または常圧（１気圧）のいずれであってもよい。感熱機構が溶融する音は、二次配管１０２内の圧力にかかわらず発生する。二次配管１０２内が常圧であれば、負圧システム２００を設ける必要がない。

【0040】

（付記１）
防火区画に設けられるスプリンクラー消火設備であって、
スプリンクラーヘッドと、前記スプリンクラーヘッドに水を供給するためのスプリンクラー用配管と、前記スプリンクラー用配管に接続されたバルブとを有し、前記スプリンクラー用配管が常態で負圧状態に維持されている負圧スプリンクラーシステムと、
前記スプリンクラー用配管に負圧を供給可能な負圧装置と、
前記負圧スプリンクラーシステムをモニターするモニター部と、
前記防火区画内の火災を感知する火災感知器と、
前記モニター部および前記火災感知器に接続された制御部とを備え、
前記モニター部が信号を制御部に送り、前記感知器が信号を制御部に送ると前記制御部は前記バルブを開いて前記スプリンクラーヘッドから水が放出される、スプリンクラー消火設備。

【0041】

（付記２）
前記モニター部は、前記スプリンクラー用配管内の気体の流量または圧力を測定する、付記１に記載のスプリンクラー消火設備。

【0042】

（付記３）
前記モニター部は、前記スプリンクラーヘッドからの音を検出する、付記１に記載のスプリンクラー消火設備。

【0043】

（付記４）
前記音は、前記スプリンクラーヘッドから気体が漏れる音、前記スプリンクラーヘッドに気体が吸入される音、前記スプリンクラーヘッドの感熱機構が溶融する音、の何れかである、付記３に記載のスプリンクラー消火設備。

【0044】

（付記１１）
防火区画に設けられるスプリンクラー消火設備であって、
スプリンクラーヘッドと、前記スプリンクラーヘッドに水を供給するためのスプリンクラー用配管と、前記スプリンクラー用配管に接続されたバルブとを有し、前記スプリンクラー用配管が常態で加圧状態に維持されている加圧スプリンクラーシステムと、
前記スプリンクラー用配管に加圧を供給可能な加圧装置と、
前記加圧スプリンクラーシステムをモニターするモニター部と、
前記防火区画内の火災を感知する火災感知器と、
前記モニター部および前記火災感知器に接続された制御部とを備え、
前記モニター部が信号を制御部に送り、前記感知器が信号を制御部に送ると前記制御部は前記バルブを開いて前記スプリンクラーヘッドから水が放出される、スプリンクラー消火設備。

【0045】

（付記１２）
前記モニター部は、前記スプリンクラー用配管内の気体の流量を測定する、付記１１に記載のスプリンクラー消火設備。

【0046】

（付記１３）
前記モニター部は、前記スプリンクラーヘッドからの音を検出する、付記１１に記載のスプリンクラー消火設備。

【0047】

（付記１４）
前記音は、前記スプリンクラーヘッドから気体が漏れる音、前記スプリンクラーヘッドに気体が吸入される音、前記スプリンクラーヘッドの感熱機構が溶融する音、の何れかである、付記１３に記載のスプリンクラー消火設備。

【0048】

（付記２１）
防火区画に設けられるスプリンクラー消火設備であって、
スプリンクラーヘッドと、前記スプリンクラーヘッドに水を供給するためのスプリンクラー用配管、好ましくは常圧、加圧、減圧の配管と、前記スプリンクラー用配管に接続されたバルブとを有する、スプリンクラーシステムと、
前記スプリンクラーシステムをモニターするモニター部と、
前記防火区画内の火災を感知する火災感知器と、
前記モニター部および前記火災感知器に接続された制御部とを備え、
前記モニター部が信号を制御部に送り、前記感知器が信号を制御部に送ると前記制御部は前記バルブを開いて前記スプリンクラーヘッドから水が放出される、スプリンクラー消火設備。この場合、スプリンクラー用配管内がどのような圧力であってもモニター部で火災を感知することができる。

【0049】

（付記２２）
前記モニター部は、前記スプリンクラーヘッドからの音を検出し、その音は、前記スプリンクラーヘッドの感熱機構が溶融する音、である、付記２１に記載のスプリンクラー消火設備。この場合、モニター部として超音波カメラを用いることができる。

【0050】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0051】

１ スプリンクラー消火設備、１０ 建物、１１ 第一区画、１２ 第二区画、１００ 負圧スプリンクラーシステム、１０１ 一次配管、１０２ 二次配管、１０３ スプリンクラーヘッド、１０５ バルブ、１０６ 水ポンプ、１０９ モニター部、２００ 負圧システム、２０１ 負圧用配管、２０２ 接続点、２０４ 負圧ポンプ、２０５ 接続管、３００ 感知システム、３０１ 火災感知器、３０２ コンピューター、３１１，３１２，３１３，３１４ 信号線、５００ チャンバー、５０１ 電磁弁。

【図1】