JP3687647B2 - 圧力検出装置および加圧空気供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダクト等の加圧空気移送ライン内の空気圧を検出する圧力検出装置およびこれを用いた加圧空気供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者等は、先に、附室に加圧空気を供給する加圧空気供給装置を開発するとともに、この加圧空気供給装置を特許文献１において開示している。
この加圧空気供給装置は、主ダクトおよび分岐ダクトを介して附室に加圧空気を供給する送風機と、高層建築物の高さ方向に分割された各ゾーンにおける主ダクト内の空気圧を検出する複数の圧力センサと、火災が発生した階が何れのゾーンに含まれるかを判定する火災発生ゾーン判定手段と、この火災発生ゾーン判定手段が判定したゾーンに対応する圧力センサの検出値が設定値を維持するように送風機を制御する制御手段とを備えている。
【０００３】
この加圧空気供給装置によれば、高層建築物を高さ方向で分割した複数のゾーン毎に、圧力センサが主ダクト内の空気圧を検出する一方、火災が発生した時には、火災発生ゾーン判定手段が、火災が発生した階が何れのゾーンに含まれているかを判定するとともに、制御手段が、その判定されたゾーンの圧力センサの検出値が設定値を維持するように、送風機の出力を制御する。このため、送風機の出力は、火災発生階と送風機との間の距離に応じて可変となるが、火災発生階が含まれるゾーンの主ダクト内の圧力は所定の圧力に調整されることになるから、附室内の圧力は、火災発生階が何階であっても略一定圧に制御される。したがって、何れの階で火災が発生しても最適な加圧制御を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９６２７９８号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記圧力センサを用いてダクト内の空気圧を検出する際には、基準圧力として大気圧を採用することが多い。その際に、例えば、外気を上記圧力センサに導入して当該外気の圧力を基準圧力とすると、外風圧の影響を受けて基準圧力が安定し難いという問題点がある。そこで、ダクト近傍の建物空間の圧力を基準圧力として採用することが考えられるが、その場合には、火災による高熱や圧力変動の影響を受け難い箇所に基準圧力の検出部（基準圧力とする空気の導入部）を設ける必要がある。しかしながら、各圧力センサ毎に、そのような条件を満たす箇所を建築物内に確保するのは容易ではなく、従来では、直接出火し難い箇所というだけで、ダクトスペースや天井内等に各圧力センサの上記検出部を設けるケースが多かった。そのため、従来の圧力センサにあっては、火災の影響を完全に避けることが難しく、加圧空気供給装置による加圧制御に影響が出る虞があった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、火災発生時にもダクト内の空気圧を正確に検出することができ、これによって、加圧空気の制御に対する信頼性を高めることができる圧力検出装置およびこれを用いた加圧空気供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
請求項１に記載の本発明に係る圧力検出装置は、建築物の各階に加圧空気を移送する加圧空気移送ライン内の空気圧を検出する圧力センサと、上記建築物の上下方向に延びるとともに、建築物の最上部と最下部とで屈曲して上部および下部が水平方向に延び、当該水平部分に開口部を有し、それら開口部が、防火区画された機械室または予備シャフト内に配置された基準圧力検出管とを備えてなり、上記圧力センサは、上記基準圧力検出管内の空気圧を基準圧力として、当該基準圧力との差圧により、上記加圧空気移送ライン内の空気圧を検出するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、加圧空気移送ラインには、建築物の上下方向に延びるダクトや配管等が含まれる。
上記圧力センサは、例えば、（１）加圧空気移送ライン内の加圧空気を導入する第一導入部と、基準圧力検出管内の空気を導入する第二導入部の双方を有し、加圧空気移送ライン内の空気圧と基準圧力検出管内の空気圧との差圧を直接検出する形式の圧力センサによって構成することも可能であるし、（２）上記第一導入部と上記第二導入部の一方を有する第一センサと、他方を有する第二センサとを組み合わせて、両センサの検出値から上記差圧を演算により導き出す形式の圧力センサによって構成することも可能である。なお、上記圧力センサが基準圧力検出管または加圧空気移送ラインと離間した位置に配置されている場合には、パイプやチューブ等からなる導入管を用いることにより、基準圧力検出管または加圧空気移送ライン内の空気を当該圧力センサに導入することが可能である。
【０００９】
請求項１に記載の本発明に係る圧力検出装置によれば、火災による影響を受け難い箇所に両端側の開口部が配置された基準圧力検出管を設け、この基準圧力検出管内の空気圧を基準圧力として、当該基準圧力との差圧により、加圧空気移送ライン内の空気圧を検出するようにしたので、火災発生時にも、火災による高熱や圧力変動の影響を受けることなく、正確に加圧空気移送ライン内の空気圧を検出することができる。したがって、加圧空気の制御に対する信頼性を高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧力検出装置において、上記圧力センサには、上記加圧空気移送ライン内の加圧空気を導入する第一導入管と、上記基準圧力検出管内の空気を導入する第二導入管とがそれぞれ複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、加圧空気移送ライン内の加圧空気を導入する第一導入管と、基準圧力検出管内の空気を導入する第二導入管とがそれぞれ複数設けられているので、導入管の何れかが粉塵等で閉塞されたとしても、残った導入管を用いることにより、加圧空気移送ライン内の空気圧を正確に検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の圧力検出装置において、上記基準圧力検出管を複数備え、これら基準圧力検出管の何れかに、上記圧力センサから延びる第二導入管の接続先が選択的に切替可能となっていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、複数の基準圧力検出管の何れかに第二導入管の接続先が選択的に切替可能となっているので、基準圧力検出管の何れかに不具合（例えば、管の閉塞や破損、亀裂等）が生じたとしても、基準圧力検出管の切替により、加圧空気移送ライン内の圧力を正確に検出することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、建築物各階の予め設定された所定室内に加圧空気を供給する加圧空気供給装置であって、上記建築物の上下方向に延びる加圧空気移送ラインと、この加圧空気移送ラインから分岐して上記建築物各階の上記所定室に到り且つその階に火災が発生した時に開状態となる複数の分岐ラインと、上記加圧空気移送ラインに加圧空気を供給する出力可変の送風機と、上記建築物を高さ方向で複数のゾーンに分割しそれら各ゾーン毎に設けられ且つ上記加圧空気移送ライン内の空気圧を検出する複数の圧力センサと、火災が発生した階が何れのゾーンに含まれるかを判定する火災発生ゾーン判定手段と、この火災発生ゾーン判定手段が判定したゾーンに対応する上記圧力センサの検出値が設定値を維持するように上記送風機を制御する制御手段とを備えてなり、上記圧力センサとして、請求項１〜３の何れかに記載の圧力検出装置の圧力センサを用いるとともに、この圧力検出装置の基準圧力検出管を上記建築物に設けたことを特徴とするものである。
ここで、予め設定された所定室には、例えば、附室、前室、廊下、居室など、建築物内の任意の室が含まれる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明に係る加圧空気供給装置によれば、建築物を高さ方向で分割した複数のゾーン毎に、圧力センサが加圧空気移送ライン内の空気圧を検出する一方、火災が発生した時には、火災発生ゾーン判定手段が、火災が発生した階が何れのゾーンに含まれているかを判定するとともに、制御手段が、その判定されたゾーンの圧力センサの検出値が設定値を維持するように、送風機の出力を制御する。このため、送風機の出力は、火災発生階と送風機との間の距離に応じて可変となるが、火災発生階が含まれるゾーンの加圧空気移送ライン内の圧力は所定の圧力に調整されることになるから、建築物各階の予め設定された所定室内の圧力は、火災発生階が何階であっても略一定圧に制御される。したがって、何れの階で火災が発生しても最適な加圧制御を行うことができる。しかも、請求項１〜３の何れかに記載の圧力検出装置を用いたことにより、火災発生時にも加圧空気移送ライン内の圧力を正確に検出できることから、精度良く安定的に加圧空気の制御を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明に係る圧力検出装置およびこれを用いた加圧空気供給装置の一実施形態を示すもので、図中符号１が送風機である。この送風機１の吐出側には、多層建築物（建築物）の上下方向に延びる主ダクト（加圧空気移送ライン）２の下端部が接続されている。建築物の各階には、主ダクト２から分岐して各階附室（所定室）５の吹出口に至る複数の分岐ダクト（分岐ライン）３が設けられ、これら分岐ダクト３の各々には、通常は閉状態であるが、対応する階に火災が発生したときに開状態となるダンパ４が介装されている。
【００１７】
また、建築物内には、図２に示すように、当該建築物の各層に跨るようにして上下方向に延びる基準圧力検出管１５が設けられている。この基準圧力検出管１５は、建築物の最上部と最下部とで屈曲されて上部および下部が水平方向に延び、当該水平部分に開口部を有している。これら開口部は、火災による影響を受け難い箇所に配置され、ここでは、防火区画された機械室や予備シャフト内に配置されている。
また、本実施形態では、建築物の各階が高さ方向で二分されてＡ・Ｂという二つのゾーンが設定され、それぞれのゾーンに対応して、各ゾーンの最下位置に、主ダクト２内の空気圧を測定する圧力センサ１０、１１が設けられている。
【００１８】
これら圧力センサ１０、１１は、基準圧力検出管１５内の空気圧を基準圧力として、当該基準圧力との差圧により、主ダクト２内の空気圧を検出するようにように構成されている。すなわち、圧力センサ１０、１１は、主ダクト２内の加圧空気を導入する第一導入部と、基準圧力検出管１５内の空気を導入する第二導入部とを備え、この第二導入部内の空気圧を基準圧力として、上記第一導入部に導入した加圧空気の圧力（差圧）を検出するようになっている。また、圧力センサ１０、１１には、主ダクト２内の加圧空気を上記第一導入部に導入するための第一導入管１０ａ、１１ａが接続されるとともに、基準圧力検出管１５内の空気を上記第二導入部に導入するための第二導入管１０ｂ、１１ｂが接続されている。これら圧力センサ１０、１１の検出値は、図１に示すように、後述する選択回路７に出力されるようになっている。
【００１９】
なお、図示例では、第一導入管１０ａ、１１ａと第二導入管１０ｂ、１１ｂを一つずつ設けるようにしているが、それぞれを複数ずつ設け、導入管の何れかが粉塵等で閉塞された場合に、予備に切り替わるように構成することが好ましい。同様に、基準圧力検出管１５を複数設け、基準圧力検出管１５に不具合等が生じた場合に、予備の基準圧力検出管に第二導入管１０ｂ、１１ｂの接続先が切り替わるように構成することが好ましい。そうすることで、当該加圧空気供給装置の信頼性および安全性をさらに向上させることができる。
【００２０】
一方、建築物の各階には、例えば煙センサや熱センサ等から構成される火災検知装置（図示省略）が設置され、それら火災検知装置の検知信号が、図１に示すように、判定回路６に出力されるようになっている。
判定回路６は、各階の火災検知装置の検知信号に基づいて火災発生の有無を判定するとともに、火災が発生した階がＡ、Ｂの何れのゾーンに含まれているかを判定し、それら判定結果を選択回路７に出力するようになっている。この判定回路６と火災検知装置とにより、本発明に係る火災発生ゾーン判定手段が構成されている。
【００２１】
選択回路７は、判定回路６により火災が発生していると判定される場合に、圧力センサ１０、１１の検出値の内、火災が発生しているゾーンに対応する検出値を選択して、これを制御回路８に出力するようになっている。
制御回路８には、上記検出値が選択回路７から入力されるとともに、火災が発生しているゾーンに対応する圧力センサ１０、１１の設定値（設定差圧）が設定回路９から入力され、制御回路８は、それら値に基づいて、送風機１の回転数を制御するようになっている。この制御回路８と選択回路７とにより、本発明に係る制御手段が構成されている。
【００２２】
設定回路９には、図２に示すように、Ａゾーン（高層部）に対応する圧力センサ１１の設定値（設定差圧）Δｐ２と、Ｂゾーン（低層部）に対応する圧力センサ１０の設定値（設定差圧）Δｐ１とが予め設定されている。これら設定値Δｐ１、Δｐ２は、煙の侵入を防止するのに十分な圧力を目標圧力Ｐとして、この目標圧力Ｐに、附室５からの吹き出し損失や、ゾーン内の主ダクト２での圧力低下分を加算した圧力に設定されている。したがって、対応する圧力センサ１０、１１の検出値が上記設定値を維持するように送風機を制御した場合に、ゾーン内のすべての附室５内の圧力が上記目標圧力Ｐを上回るようになる。なお、ゾーン内の中で、最下階の附室５内の圧力が最大となるが、この圧力がドアの開閉に支障とならない圧力以下となるように、ゾーン内の主ダクト２での圧力低下分を考慮しつつ、ゾーンの間隔や分割数が設定されている。
【００２３】
上記構成からなる加圧空気供給装置が設置された建築物において、火災が発生すると、火災検知装置の信号が判定回路６に出力されて、この判定回路６において、何れの階で火災が発生しているかが判定され、その判定結果が選択回路７に出力されるとともに、その判定結果に基づいて、火災が発生している階の附室５に通じる分岐ダクト３のダンパ４を開状態に変換する制御が行われる。
一方、選択回路７には各圧力センサ１０、１１の検出値が出力され、これらの内、火災が発生しているゾーンに対応する検出値が選択されて、制御回路８に出力される。
そして、制御回路８は、選択回路７から出力される検出値を参照しつつ、当該検出値が設定回路９の設定値（設定差圧）を維持するように、送風機１に制御信号を出力してその回転数を調整する。
【００２４】
例えば、図２に示すように、Ｂゾーン（低層部）における任意のＮ１階で火災が発生した場合には、Ｂゾーンに対応する圧力センサ１０の検出値が制御回路８に出力されて、その検出値が設定差圧Δｐ１を維持するように、制御回路８が送風機１を制御する。同様に、Ａゾーン（高層部）における任意のＮ２階で火災が発生した場合には、Ａゾーンに対応する圧力センサ１１の検出値が制御回路８に出力されて、その検出値が設定差圧Δｐ２を維持するように、制御回路８が送風機１を制御する。
その結果、何れの階で火災が発生しても、火災発生階の附室５に、ドアの開閉に支障とならない適度な加圧空気が供給され、当該加圧空気により煙の進入が防止されて避難経路の安全性が確保される。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、火災による影響を受け難い箇所に両端側の開口部が配置されるように基準圧力検出管１５を設け、この基準圧力検出管１５内の空気圧を基準圧力として、当該基準圧力との差圧により、主ダクト２内の空気圧を検出するようにしたので、火災発生時にも、火災による高熱や圧力変動の影響を受けることなく、正確に主ダクト２内の空気圧を検出することができる。したがって、火災発生時にも、精度良く安定的に加圧空気の制御を行うことができ、当該加圧空気供給装置の信頼性および安全性をより一層向上させることができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、建築物を高さ方向に二つのゾーンに分割しているが、ゾーンの間隔および分割数は、当該加圧空気供給装置が適用される建築物の規模や主ダクト２の大きさ（すなわち、空気搬送の摩擦抵抗）等に応じて適宜に変更することが可能である。
また、本実施形態では、各ゾーンの最下位置に圧力センサ１０、１１を設置するようにしたが、これに限られるものではなく、各々のゾーン内であれば任意の位置に設置することが可能である。但し、圧力センサ１０、１１の設置位置に応じて、主ダクト２における低下圧力が異なってくるので、これを考慮して設定値（設定差圧）を設定する必要がある。
【００２７】
また、本実施形態では、判定回路６により火災が発生していると判定される場合に、選択回路７が、圧力センサ１０、１１の検出値の内、火災が発生しているゾーンに対応する検出値を選択して制御回路８に出力するようにしたが、例えば、圧力センサ１０、１１の何れかに故障が生じた場合においては、故障した圧力センサの検出値の代わりに、当該圧力センサの近傍階に設置された正常な圧力センサの検出値を選択して制御回路８に出力するように構成することも可能である。
【００２８】
また、本実施形態では、各ゾーン毎に圧力センサ１０、１１を設けるようにしたが、例えば、特定の階における加圧制御の精度を高めたい場合には、図２の点線で示すように、その階（Ｎ３階）に圧力センサ１２を設けて、当該圧力センサ１２の設定値（設定差圧）Δｐ３を設定回路９に設定することも可能である。
また、本実施形態では、加圧空気の供給先として、附室５を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、前室、廊下、居室などであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３の何れかに記載の本発明に係る圧力検出装置によれば、火災発生時にも、火災による高熱や圧力変動の影響を受けることなく、正確に加圧空気移送ライン内の空気圧を検出することができる。
そして、請求項４に記載の本発明に係る加圧空気供給装置によれば、請求項１〜３の何れかに記載の圧力検出装置を用いたことにより、火災発生時にも加圧空気移送ライン内の圧力を正確に検出できるようになって、精度良く安定的に加圧空気の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加圧空気供給装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の加圧空気供給装置に備わる圧力検出装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 送風機
２ 主ダクト（加圧空気移送ライン）
３ 分岐ダクト（分岐ライン）
４ ダンパ
５ 附室（所定室）
６ 判定回路（火災発生ゾーン判定手段）
７ 選択回路（制御手段）
８ 制御回路（制御手段）
１０、１１ 圧力センサ（圧力検出装置）
１０ａ、１１ａ 第一導入管
１０ｂ、１１ｂ 第二導入管
１５ 基準圧力検出管（圧力検出装置）

Claims (4)

1. 建築物の各階に加圧空気を移送するための加圧空気移送ライン内の空気圧を検出する圧力センサと、
   上記建築物の上下方向に延びるとともに、建築物の最上部と最下部とで屈曲して上部および下部が水平方向に延び、当該水平部分に開口部を有し、それら開口部が、防火区画された機械室または予備シャフト内に配置された基準圧力検出管とを備えてなり、
   上記圧力センサは、上記基準圧力検出管内の空気圧を基準圧力として、当該基準圧力との差圧により、上記加圧空気移送ライン内の空気圧を検出するように構成されていることを特徴とする圧力検出装置。
2. 上記圧力センサには、上記加圧空気移送ライン内の加圧空気を導入する第一導入管と、上記基準圧力検出管内の空気を導入する第二導入管とがそれぞれ複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
3. 上記基準圧力検出管を複数備え、これら基準圧力検出管の何れかに、上記圧力センサから延びる第二導入管の接続先が選択的に切替可能となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力検出装置。
4. 建築物各階の予め設定された所定室内に加圧空気を供給する加圧空気供給装置であって、
   上記建築物の上下方向に延びる加圧空気移送ラインと、この加圧空気移送ラインから分岐して上記建築物各階の上記所定室に到り且つその階に火災が発生した時に開状態となる複数の分岐ラインと、上記加圧空気移送ラインに加圧空気を供給する出力可変の送風機と、上記建築物を高さ方向で複数のゾーンに分割しそれら各ゾーン毎に設けられ且つ上記加圧空気移送ライン内の空気圧を検出する複数の圧力センサと、火災が発生した階が何れのゾーンに含まれるかを判定する火災発生ゾーン判定手段と、この火災発生ゾーン判定手段が判定したゾーンに対応する上記圧力センサの検出値が設定値を維持するように上記送風機を制御する制御手段とを備えてなり、
   上記圧力センサとして、請求項１〜３の何れかに記載の圧力検出装置の圧力センサを用いるとともに、この圧力検出装置の基準圧力検出管を上記建築物に設けたことを特徴とする加圧空気供給装置。

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