JP2003275335A - 流水検知装置およびスプリンクラー消火設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリンクラー消火設備に設置される流水検
知装置を小型・軽量化して取付時の作業性を向上し、作
動したスプリンクラーヘッドの場所が特定できる流水検
知装置および該流水検知装置を設置したスプリンクラー
消火設備の提供。 【解決手段】 スプリンクラー消火設備に設置され、配
管４０内部の流体の温度変化や流体固有の物性値の変化
を測定・監視し、流体の流動によって生じる温度変化や
流体固有の物性値の変化をもとに流水を検知可能な流水
検知装置２０と、該流水検知装置２０による配管４０内
の流体状態を監視する監視装置Ｃを設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプリンクラー消
火設備と、スプリンクラー消火設備に設置される流水検
知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスプリンクラー消火設備として図
６に示すものがある。該スプリンクラー消火設備は、水
源１、給水装置２、配管３、流水検知装置４、スプリン
クラーヘッド５から構成される。

【０００３】水源１は消火水を貯蔵する水槽であり、火
災時には給水装置２によって消火水が配管３に汲み上げ
られる。常時配管３内には消火水が加圧された状態で充
填されている。流水検知装置４は内部に弁体を有してお
り、該流水検知装置４によって配管３は一次側配管６と
二次側配管７とに分けられている。

【０００４】流水検知装置４の弁体は、一次側配管６と
二次側配管７内の消火水の圧力バランスによって常時は
閉じた状態にある。火災が発生して二次側配管７に設置
されているスプリンクラーヘッド５が作動すると、二次
側配管７内の消火水はスプリンクラーヘッド５から放出
され、二次側配管７内の圧力は減少する。

【０００５】二次側配管７内の圧力が減少すると、流水
検知装置４の弁体が開放され、一次側配管６内の消火水
が二次側配管７に流れ込む。流水検知装置４はこの消火
水の流動を検知して信号を出力し、該信号を受信した受
信装置により警報を発するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のス
プリンクラー消火設備に設置される流水検知装置は、口
径が１００ミリ前後の鋳鉄製のバルブを使用しており、
該バルブを配管へ取り付ける際の作業者への負担が大き
い。また、作動したスプリンクラーヘッドの場所、つま
り火災が発生した場所の特定が大まかにしか把握できな
いという問題があった。

【０００７】さらに近年においては、共同住宅用スプリ
ンクラー消火設備の需要が増加しており、各住宅毎の小
規模なスプリンクラー消火設備に対応した小型・軽量で
ある機器が要求されてきている。

【０００８】そこで本発明では、流水検知装置を小型・
軽量化して取付時の作業性を向上し、作動したスプリン
クラーヘッドの場所が特定できる流水検知装置および該
流水検知装置を設置したスプリンクラー消火設備の提供
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、スプリンクラー消火設備
に設置される流水検知装置において、配管内部の流体温
度を測定・監視し、流体の流動による温度変化の検出に
よって流水を検知する流水検知装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の流水検知装置内に発熱手段を設け、周囲の流体温度を
一定範囲内に維持できる流水検知装置である。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記請求項１また
は請求項２記載の流水検知装置が、樹脂製部品内に埋め
込まれ一体成形されている流水検知装置である。

【００１２】請求項４の発明は、前記請求項１から請求
項３記載の流水検知装置による配管内の流体状態を監視
する監視装置を設け、流体の流動が一定時間継続して検
知された場合に流水信号を発するスプリンクラー消火設
備である。

【００１３】請求項５の発明は、前記請求項４記載のス
プリンクラー消火設備において、流体温度が一定範囲内
を超えた場合、配管内の流体を外部に流出させる排出装
置を設けたスプリンクラー消火設備である。

【００１４】請求項６の発明は、前記請求項４記載のス
プリンクラー消火設備において、各スプリンクラーヘッ
ド毎に前記流水検知装置を設置することで、作動したス
プリンクラーヘッドの位置が検出可能なスプリンクラー
消火設備である。

【００１５】請求項７の発明は、前記請求項４記載のス
プリンクラー消火設備において、前記監視装置と接続し
た火災感知器を設置し、火災感知器の出力信号と前記流
水信号によって配管上に設けられた制御弁を開閉制御す
るスプリンクラー消火設備である。

【００１６】上記の流水検知装置は、放熱抵抗センサー
（以下、「センサー」とする）から構成され、該放熱抵
抗センサーはヒーターと熱電対を組み合わせたものであ
る。センサー付近の流体はセンサー内のヒータの放熱に
よって温度が一定範囲内となるよう維持され、温度が一
定範囲内にあるときは、センサーからの出力電圧は一定
値を示す。

【００１７】上記センサーからの出力電圧値は、流体へ
吸収される熱量つまり流体の抵抗値によって変化し、流
体の比重・比熱、粘性、熱伝導率等の流体固有の物性値
と対流の有無、流体の温度に影響される。

【００１８】具体的には、センサーを設置した配管内の
流体が空気である場合に、配管内に水を流入させると流
体の物性値が変化するので、センサーからの出力電圧が
変化する。

【００１９】また、配管内の流体の流動によるセンサー
周囲の温度変化によってもセンサーからの出力電圧が変
化する。

【００２０】上記センサーからの出力電圧を監視装置に
よって観測し、出力電圧の時間的変化を読み取ることに
より流水が発生したかどうかを判断することが可能であ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を図
１、２を参照して説明する。図１はスプリンクラー消火
設備の系統図。図２はスプリンクラーヘッドの立下り管
に本発明の流水検知装置を設置したときの断面図を表
す。

【００２２】第１実施形態のスプリンクラー消火設備
は、図１に示すように、水源Ｗ、給水装置Ｐ、配管４
０、流水検知装置２０、スプリンクラーヘッドＨ、監視
装置Ｃから構成される。

【００２３】水源Ｗは消火水を貯蔵しておく水槽であ
り、給水装置Ｐは配管４０に水源Ｗから消火水を汲み上
げ配管４０へ供給するための装置である。配管４０内は
常時加圧された消火水が充填されている。

【００２４】配管４０の途中にはチャッキ弁Ｖが設置さ
れ、配管４０を一次側配管４１と二次側配管４２に分け
ている。チャッキ弁Ｖ内部の弁体は、一次側配管４１と
二次側配管４２内の消火水の圧力バランスによって常時
は閉じた状態にある。

【００２５】二次側配管４２は分岐され、分岐された配
管の末端の立下り配管１０にスプリンクラーヘッドＨが
接続される。

【００２６】図２に示す立下り配管１０は、樹脂により
形成されており、下端にスプリンクラーヘッドＨが接続
されている。配管の中間部分の内壁に流水検知装置であ
るセンサー２０が埋め込まれた状態で設置されている。
センサー２０の導線２１は配管１０の壁を貫通して外部
に突出している。

【００２７】該導線２１は、スプリンクラー消火設備に
設置された各種機器をコントロールする監視装置Ｃと接
続される。配管１０の外壁には特願２００１−１６４０
５０号に記載されているように監視装置Ｃと接続される
導線が貼り付けてあり、配管１０の接続と同時に配線作
業も行えるものである。

【００２８】スプリンクラーヘッドＨは内部に弁体を有
しており、火災の熱によって弁体を開放して配管４０か
ら供給される消火水を散布し、火災を鎮圧・消火するも
のである。スプリンクラーヘッドについては広く周知さ
れているので詳細な説明は省略する。

【００２９】監視装置Ｃは、各々のセンサー２０と電気
的に接続され、各センサー２０の出力電圧を監視してい
る。また給水装置Ｐとも電気的に接続され、給水装置Ｐ
の起動・停止信号を出力することができる。さらに建物
の防災監視装置等と接続させ、各種信号を入出力するこ
とも可能である。

【００３０】監視装置Ｃは、センサー２０の出力電圧の
時間的変化を分析して、配管４０内に流水が生じたと判
断した場合には、給水装置Ｐを起動させる。また二次側
配管４２の末端に設置されている排水弁５０とも電気的
に接続されており、該排水弁５０の弁体の開閉制御が可
能である。

【００３１】次に第１実施形態の作用について説明す
る。第１実施形態の立下り配管１０内には常時消火水が
充填され、センサー２０内のヒーターによってセンサー
２０周辺の液温は一定状態に維持されている。

【００３２】火災が発生してスプリンクラーヘッドＨが
作動すると、配管１０内の消火水はスプリンクラーヘッ
ドＨから放出され、立下り配管１０と接続している二次
側配管４２から消火水が流れてくる。このときセンサー
２０は流体の移動による温度変化によって出力電圧が変
化する。

【００３３】センサー２０からの出力電圧の変化は監視
装置Ｃによって監視され、例えば電圧の変化が時間経過
とともに増加した場合は火災であると判断し、流水信号
を出力して給水装置Ｐを起動させて消火水をスプリンク
ラーヘッドＨへ供給して火災を鎮圧・消火する。

【００３４】配管内の消火水の振動等による流動の場合
は、センサー２０の出力電圧の変化は一時的なものであ
るから火災と判断されることはない。

【００３５】センサー２０はスプリンクラーヘッドＨ毎
に設置されているので、監視装置Ｃにより流水を検知し
たセンサー２０の設置場所を特定することは容易であ
り、建物内部にいる人々に火災がどの場所で発生したの
かを明確に知らせることができる。

【００３６】上記第１実施形態に設置されたセンサー２
０は、配管内の流水の有無を検出する他に、温度センサ
ーとしても使用可能であり、消火水の温度を監視するこ
とで消火水の温度が高温になって配管内の消火水が膨張
することによる配管の破壊を防止したり、冬季には配管
内の消火水の凍結を防止することが可能である。

【００３７】センサー２０が検出した温度を監視装置Ｃ
によって監視し、例えばセンサー２０が検出した温度が
摂氏５度から５０度の温度範囲を越えた場合、監視装置
Ｃからの信号を二次側配管４２の末端に設けた排水弁５
０に送信して二次側配管４２内の消火水を排出する。

【００３８】続いて第２実施形態について図３、４を参
照して説明する。図３は第２実施形態のスプリンクラー
消火設備の系統図。図４はチャッキ弁の二次側に本発明
の流水検知装置を設置した際の断面図である。

【００３９】図３に示す第２実施形態のスプリンクラー
消火設備の系統図は第１実施例で説明したものとほぼ同
じ構成であり、構成が同じ機器については同符号を付し
説明は省略する。

【００４０】第１実施形態のスプリンクラー設備との相
違点は、流水検知装置であるセンサー２０を一次側配管
４１と二次側配管４２とを分けるチャッキ弁３０内に設
置したことである。

【００４１】図４に示すチャッキ弁３０の弁体３１は常
時閉止状態にあり、スプリンクラー消火設備の配管を一
次側配管４１と二次側配管４２とに分けている。各々の
配管内には消火水が充填され略同じ圧力で加圧されてい
る。一次側配管４１には水源Ｗや給水装置Ｐ等が設置さ
れており、二次側配管４２は分岐され末端には消火水を
散布するスプリンクラーヘッドＨが設置されている。

【００４２】チャッキ弁３０の二次側にはセンサー取付
部３２が設けられており、該センサー取付部３２には、
監視装置Ｃに接続されるセンサー２０が埋め込まれたプ
ラグ３３が取付けられている。第１実施形態と同様にセ
ンサー２０の周囲の消火水をヒーターによって加熱して
一定状態に維持している。

【００４３】尚、図４ではチャッキ弁３０の二次側にセ
ンサー２０が設置されているが、二次側配管４２にセン
サー２０を設置することや、チャッキ弁３０の一次側お
よび一次側配管４１に設置することも可能であり、その
場合の作用は第１実施形態と同様に流体の移動による温
度変化によって流水を検知するものである。

【００４４】第２実施形態の作用について、二次側配管
４２内に消火水を充填させた湿式スプリンクラー消火設
備の場合は第１実施形態と同様であるので説明は省略す
る。二次側配管内に消火水を充填させない乾式スプリン
クラー消火設備に設置された場合の作用を以下に説明す
る。

【００４５】乾式スプリンクラー消火設備に第２実施形
態の流水検知装置を設置すると、チャッキ弁３０の二次
側には加圧された気体が充填されている。このときセン
サー２０からの電圧出力は一定である。

【００４６】火災が発生してスプリンクラーヘッドＨが
作動すると、二次側配管４２内に充填されていた気体が
スプリンクラーヘッドＨから放出され、二次側配管４２
内の圧力は低下する。すると一次側配管４１と二次側配
管４２内の圧力バランスが崩れ、二次側配管４２へ一次
側配管４１内の消火水が流れ込む。

【００４７】二次側に設置されたセンサー２０まで消火
水が到達すると、センサー２０周辺の流体が気体から液
体に変化したことで、センサー２０と接触している流体
の物性値も当然変化し、センサー２０からの出力電圧が
変化する。

【００４８】センサー２０からの出力電圧の変化は監視
装置Ｃによって火災であると判断された場合、監視装置
Ｃは流水信号を出力して給水装置Ｐを起動させ、消火水
をスプリンクラーヘッドＨへ供給して火災を鎮圧・消火
する。

【００４９】次に第３実施形態として、予作動式スプリ
ンクラー消火設備に本発明の流水検知装置を用いたもの
を図６を参照して説明する。図６は第３実施形態のスプ
リンクラー消火設備の系統図である。

【００５０】第３実施形態のスプリンクラー消火設備
は、第１実施形態で説明したスプリンクラー消火設備に
火災感知器５１と、電気信号により開閉制御可能な制御
弁５２を設けたものである。

【００５１】火災感知器５１は、スプリンクラーヘッド
Ｈより上方に設置されており、監視装置Ｃに接続されて
いる。また火災感知器５１はスプリンクラーヘッドＨの
作動温度よりも低い温度で作動するものを用いる。

【００５２】制御弁５２はチャッキ弁Ｖの一次側に設置
され、監視装置Ｃに接続されている。制御弁５２は前述
のとおり電気信号によって弁体が開閉制御可能であり、
監視装置Ｃで弁体を制御することができる。常時、制御
弁５２の弁体は開放状態にある。

【００５３】チャッキ弁Ｖは前述のように、一次側配管
４１と二次側配管４２内の消火水の圧力バランスによっ
て常時閉止状態にあるが、第３実施形態においては、特
開平06-142225号公報や特開2001-112882号公報に記載さ
れている、弁体にロック装置を設けて弁体の開放を阻止
しているチャッキ弁を使用する。

【００５４】上記ロック装置は、監視装置Ｃに接続され
ており該監視装置Ｃが火災感知器５１の作動信号を受信
することによってロック機能が解除される。またロック
装置の係止部と弁体との間に隙間を有しており、ロック
装置が機能している状態においても僅かに弁体が開くこ
とが可能である。

【００５５】上記公報に記載されている他に、ロック装
置の係止部を弁体に押圧させて、常時は完全に弁体を閉
止しているチャッキ弁を用いることも可能である。

【００５６】前述のチャッキ弁Ｖを設置することで、ス
プリンクラーヘッドＨから火災時以外に水漏れがあった
場合において、チャッキ弁の弁体が開放されないことか
ら水損を抑制できるものである。

【００５７】次に第３実施形態の作用について説明す
る。第３実施形態の立下り配管１０内には常時流体が充
填され、センサー２０内のヒーターによってセンサー２
０周辺の流体温度は一定状態に維持されている。

【００５８】火災が発生して火災感知器５１が作動する
と、チャッキ弁Ｖの弁体を係止していたロック装置の機
能が解除され、弁体が開放可能な状態になるが、一次側
配管４１と二次側配管４２内の消火水の圧力バランスが
等しいので弁体は閉止状態にある。

【００５９】火災が進展してスプリンクラーヘッドＨが
作動すると、二次側配管４２内の流体はスプリンクラー
ヘッドから放出され、二次側配管４２内の圧力が減少す
る。すると、一次側配管４１と二次側配管４２の圧力バ
ランスが崩れ、チャッキ弁Ｖの弁体が開放して二次側配
管４２内に一次側配管４１内の消火水が流入してくる。

【００６０】二次側配管４２の末端に設けられたセンサ
ー２０は、二次側配管内の流体の移動を検知し、監視装
置Ｃが火災であると判断して給水装置Ｐを起動させて消
火水をスプリンクラーヘッドＨへ供給して火災を鎮圧・
消火する。

【００６１】続いて、スプリンクラーヘッドが不時作動
した場合の作動について説明する。スプリンクラーヘッ
ドＨが外的衝撃等によって不時作動すると、二次側配管
内に充填された流体がスプリンクラーヘッドＨから放出
され、センサー２０が流体の移動を検知して監視装置Ｃ
より流水信号が発生される。

【００６２】スプリンクラーヘッドＨの不時作動によっ
て二次側配管４２内の圧力は減少するが、チャッキ弁Ｖ
の弁体はロック装置によって係止されているので、一次
側配管から二次側配管への消火液の流入は抑えられ、水
損被害が抑制される。

【００６３】さらに別のケースとして、火災感知器がタ
バコの火等で一時的に作動し、チャッキ弁Ｖの弁体ロッ
ク装置が解除されたまま復旧されない状態で、スプリン
クラーヘッドが作動した場合の作用について説明する。

【００６４】チャッキ弁Ｖのロック装置が解除された状
態においては通常のスプリンクラー消火設備の作用と同
様である。ここでは監視装置Ｃが流水信号発生時に、火
災感知器５１が作動しているかどうかによって火災を判
断する。

【００６５】流水信号が発生した際に、火災感知器５１
が作動した場合は、監視装置Ｃは火災であると判断し、
給水装置Ｐを起動させて消火水をスプリンクラーヘッド
Ｈへ供給して火災を鎮圧・消火する。

【００６６】流水信号が発生した際に、火災感知器５１
が作動していない場合は、スプリンクラーヘッドＨの不
時作動であると判断して、監視装置Ｃは制御弁５２へ弁
閉止信号を出力して制御弁５２を閉じる。

【００６７】制御弁５２を閉じたことにより、スプリン
クラーヘッドＨからの放水が停止して水損被害を最小限
に留めることが可能である。

【００６８】上記実施形態ではスプリンクラー消火設備
について説明してきたが、その他の実施形態として、泡
消火設備や開放型の散布ヘッドを設置した消火設備に用
いることも可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
水検知装置を小型・軽量化して取付時の作業性が向上さ
れ、さらに作動したスプリンクラーヘッドの場所が特定
できるスプリンクラー消火設備を提供することが可能で
ある。

【００７０】また上記流水検知装置は温度センサーとし
ての機能も備えることから、配管内の温度を監視して二
次側配管内の凍結防止や消火水の膨張による異常昇圧現
象を検知して予防することが可能なスプリンクラー消火
設備である。

【００７１】さらに火災感知器と組み合わせてスプリン
クラー消火設備を構成することで、スプリンクラーヘッ
ドが正常に作動したのか、あるいは不時作動したのかを
判断することが可能であり、不時作動の際には水損被害
を抑制することが可能なスプリンクラー消火設備であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のスプリンクラー消火設備の系統
図

【図２】スプリンクラーヘッドの立下り管に本発明の流
水検知装置を設置したときの断面図

【図３】第２実施形態のスプリンクラー消火設備の系統
図

【図４】チャッキ弁の二次側に本発明の流水検知装置を
設置したときの断面図

【図５】第３実施形態のスプリンクラー消火設備の系統
図

【図６】従来のスプリンクラー消火設備の系統図

【符号の説明】

１０ 立下り配管 ２０ 放熱抵抗センサー ２１ 導線 ３０ チャッキ弁 ３１ 弁体 ３２ センサー取付部 ３３ プラグ ４１ 一次側配管 ４２ 二次側配管 ５０ 排水弁 ５１ 火災感知器 ５２ 制御弁 Ｃ 監視装置 Ｈ スプリンクラーヘッド Ｐ 給水装置 Ｖ チャッキ弁 Ｗ 水源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６２Ｃ 37/40 Ａ６２Ｃ 37/40

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スプリンクラー消火設備に設置される流水
   検知装置において、配管内部の流体温度を測定・監視
   し、流体の流動による温度変化の検出によって流水を検
   知することを特徴とした流水検知装置。
2. 【請求項２】前記請求項１記載の流水検知装置内に発熱
   手段を設け、周囲の流体温度を一定範囲内に維持できる
   ことを特徴とした流水検知装置。
3. 【請求項３】前記請求項１または請求項２記載の流水検
   知装置は、樹脂製部品内に埋め込まれ一体成形されてい
   ることを特徴とした流水検知装置。
4. 【請求項４】前記請求項１から請求項３記載の流水検知
   装置による配管内の流体状態を監視する監視装置を設
   け、流体の流動が一定時間継続して検知された場合に流
   水信号を発することを特徴とするスプリンクラー消火設
   備。
5. 【請求項５】前記請求項４記載のスプリンクラー消火設
   備において、流体温度が一定範囲内を超えた場合、配管
   内の流体を外部に流出させる排出装置を設けたことを特
   徴とするスプリンクラー消火設備。
6. 【請求項６】前記請求項４記載のスプリンクラー消火設
   備において、各スプリンクラーヘッド毎に前記流水検知
   装置を設置することで、作動したスプリンクラーヘッド
   の位置が検出可能であることを特徴とするスプリンクラ
   ー消火設備。
7. 【請求項７】前記請求項４記載のスプリンクラー消火設
   備において、前記監視装置と接続した火災感知器を設置
   し、火災感知器の出力信号と前記流水信号によって配管
   上に設けられた制御弁を開閉制御することを特徴とする
   スプリンクラー消火設備。