JP3749782B2

JP3749782B2 - 固定消火設備の制御装置

Info

Publication number: JP3749782B2
Application number: JP23351397A
Authority: JP
Inventors: 洌渡辺; 圭一川口
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JPH1170185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防護区画に設置された放水ヘッドから火災時に消火用水を放水させる固定消火設備の制御装置及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固定消火設備として知られたスプリンクラー消火設備においては、火災時に防護区画に設置したスプリンクラーヘッドから加圧供給された消火用水を散布し、火源の冷却効果により消火を行っている。
またコンピュータルーム等の水損を回避したい防護区画の固定消火設備として微噴霧消火設備が知られており、噴霧ヘッドを防護区画に設置し、火災時に噴霧ヘッドより数十μｍから数百μｍといった粒径の微噴霧を放出させ、噴霧した液滴が火源より蒸発する際の冷却作用と発生蒸気で火源を覆うことによる窒息作用で消火を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、消火用水を散布して消火するスプリンクラー消火設備および微噴霧の放出で消火する微噴霧消火設備等の主に冷却効果で消火を行う水系固定消火設備にあっては、確実に消火すると同時に、水損を最小限に抑えることが望まれる。
【０００４】
このため防護区画に例えば炎センサを設置し、放水中に炎センサで鎮火を確認して放水を停止することが考えられる。しかし、放水中にあっては、火源からの熱が炎センサまで届かず、消火判断が正常に行われない恐れがある。同様に、消火判断を光学的なセンサを用いた場合にも、放水による霧や火源で蒸発した水蒸気により、火災が光学的に捉えられないことが考えられる。
【０００５】
このような問題を解決するため放水を一定時間毎に中断し、放水を中断している間にセンサの検出信号によって消火判断を行う方法が提案されている（特開平４−１２９５７４号）。
しかし、この方法では、火災の大小に関わらず放水を一定時間中断しているため、火災の規模が大きい場合には、中断している間に火災が拡大してしまい、消火性能を低下させてしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、放水を中断してセンサにより消火を判断しても、消火性能を低下させずに効率良く消火できる固定消火設備の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、防護区画に設置された放水ヘッドから火災時に消火用水を放水させる固定消火設備の制御装置を対象とする。
このような固定消火設備の制御装置として本発明は、防護区画に設置したセンサの検出信号に基づいて判定した火災の規模を判定する火災規模判定部と、火災規模判定部で判定した火災規模に応じた放水時間を決定する放水時間決定部と、放水時間決定部で決定した放水時間に亘り放水ヘッドから放水した後に放水を中断し、この中断状態で火災規模判定部に火災規模を判定させて放水時間決定部から新たに放水時間を得て放水を再開させる処理を繰り返す間欠放水制御部と、を設け、放水時間決定部は、火災規模の拡大に応じて長くなるように放水時間を決定すると共に、放水の中断時間を所定の固定時間としたことを特徴とする。
本発明が対象とする固定消火設備は、微噴霧を放出する噴霧ヘッドを間欠放水制御部により開閉制御される制御弁を介して防護区画に設置した微噴霧消火設備である。
【０００８】
更に本発明は、防護区画に設置したセンサの検出信号に基づいて判定した火災の規模を判定する火災規模判定部と、火災規模判定部で判定した火災規模に応じた放水時間を決定する放水時間決定部と、放水時間決定部で決定した放水時間に亘り放水ヘッドから放水した後に放水を中断し、この中断状態で火災規模判定部に火災規模を判定させて放水時間決定部から新たに放水時間を得て放水を再開させる処理を繰り返す間欠放水制御部と、を設け、放水時間決定部は、火災規模の拡大に応じて長くなるように放水時間を決定すると共に、火災規模の拡大に応じて短くなるように放水の中断時間を決定し、固定式消火設備は、微噴霧を放射する噴霧ヘッドを間欠放水制御部により開閉制御される制御弁を介して防護区画に設置した微噴霧消火設備であることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明の固定消火設備の制御装置によれば、放水時間をその時点での火災の規模に基づいて決めているため、放水を中断しても、それまでに火災の規模に見合った十分な放水が行われており、センサで消火判断のために放水を中断したことによる消火効果の低下を最小限に抑えることができ、且つセンサによる消火判断によって無駄な放水をなくし、水損を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の固定消火設備の制御装置及び制御方法が適用されるスプリンクラー消火設備の説明図である。
図１において、建物内の防護区画１に対しては開放型のスプリンクラーヘッド２が設置されており、スプリンクラーヘッド２はスプリンクラー消火設備における分岐管４に電動弁５を介して接続されている。また防護区画１には炎センサ３が設置され、火源Ｆの炎からの熱エネルギを検出している。炎センサ３及び電動弁５は制御盤６に接続されている。制御盤６には本発明の放水制御を実現するため放水制御部７が設けられている。
【００１２】
スプリンクラー消火設備におけるポンプ設備として消火ポンプ２０とモータ２１が設置され、ポンプ制御盤２３によりモータ２１の運転と停止を行うことができる。消火ポンプ２０の吸込み側は水源水槽２４に立ち下げられており、突出側に給水本管２５を建物の垂直方向に設置しており、給水本管２５の先端には屋上等に設置した高架水槽２８が接続されている。
【００１３】
給水本管２５からは例えば階別ごとに分岐管４が引き出されており、そのうちの１つを取り出しており、この分岐管４の分岐部分には圧力スイッチ３１を備えたアラーム弁３０が設けられている。更に給水本管２５に対しては圧力タンク２６が分岐接続され、加圧充填された消火用水によりタンク内の空気を圧縮しており、圧力タンク２６には圧縮空気が規定圧力以下に低下しとたきにオンする圧力スイッチ２７を設けている。
【００１４】
図２は図１の制御盤６に設けた放水制御部７の一実施形態としての機能ブロック図である。図２の放水制御部７の実施形態にあっては、火災規模判定部８、放水時間決定部９、放水時間テーブル１０、放水時間タイマ１１ａ、中断時間タイマ１１ｂ及び間欠放水制御部１２で構成される。
火災規模判定部８は、炎センサ３による火源の検出信号を読み込み、例えば火源からの放出エネルギの強さに応じ、非火災を０として、火災が拡大するに応じて火災規模１，２，３，４，５，・・・というように数値化された火災規模を判定する。放水時間決定部９は、火災規模判定部８で判定された火災規模に応じて放水時間を決定する。この放水時間を決定するため、この実施形態にあっては、予め放水時間テーブル１０を準備している。
【００１５】
図３は図２の放水時間テーブル１０の説明図であり、火災規模０，１，２，３，４，５，・・・に対応して放水時間０秒、１５秒、３０秒、４５秒、６０秒、９０秒、・・・を予め格納している。この放水時間テーブル１０にあっては、火災規模の拡大に伴い、放水時間を所定割合で比例的に増加させている。即ち、火災規模が小さければ短い放水時間が設定され、火災規模が大きければ長い放水時間が設定されることになる。
【００１６】
再び図２を参照するに、放水時間決定部９で決定された火災規模に応じた放水時間は放水時間タイマ１１ａに設定される。一方、中断時間タイマ１１ｂについては、この実施形態にあっては、固定的に予め決めた中断時間を設定している。間欠放水制御部１２は、火災規模判定部８で炎センサ３に基づく火災発生の判定結果を受けたときに動作し、分岐管４に設けている電動弁５を開制御し、図１の防護区画１に設けているスプリンクラーヘッド２より消火用水を放水させる。
【００１７】
このように電動弁５を開いて防護区画１のスプリンクラーヘッド２から消火用水を放水させると、分岐管４に消火用水が流れ、アラーム弁３０の２次側の圧力が低下することでアラーム弁３０が開き、圧力検出スイッチ３１でオンして制御盤６に対し検知信号を出力する。この圧力スイッチ３１からの検知信号は、電動弁５の開制御による開放型のスプリンクラーヘッド２の放水時には放水確認信号となる。
【００１８】
これに対し、分岐管４の別の系統に設けている通常の閉鎖型スプリンクラーヘッド１８が火災により作動して消火用水を放水した場合には、アラーム弁３０の作動により圧力スイッチ３１のオンで出力される検知信号は制御盤６に対する火災検出信号として扱われる。
消火ポンプ２０の起動は、圧力タンク２６に設けている圧力スイッチ２７による圧力低下の検出信号に基づいて行われる。即ち、電動弁５の開放で開放型スプリンクラーヘッド２から消火用水を散布すると給水本管２５の管内圧力も低下し、これに伴って圧力タンク２６に封じ込めている空気の圧縮圧力も低下し、圧力センサ２７で規定圧力以下に低下したときに圧力低下検出信号をポンプ制御盤２３に出力し、これによりモータ２１を起動して消火ポンプ２０の運転を開始する。
【００１９】
再び図２を参照するに、間欠放水制御部１２が火災規模判定部８からの火災発生の検出信号に基づいて電動弁５を開いたときのスプリンクラー消火設備における消火ポンプ２０の起動で防護区画１に放水を開始すると、このとき放水タイマ１１ａを起動する。放水タイマ１１ａは、放水時間決定部９により火災規模に応じて設定した放水時間を経過するとタイムアップし、この放水時間タイマ１１ａのタイムアップ時点で間欠放水制御部１２は電動弁５を閉制御する。
【００２０】
電動弁５を閉制御すると、間欠放水制御部１２は火災規模判定部８に放水中断を通知する。これに基づき火災規模判定部８は、放水中断状態での炎センサ３の検出信号を読み込み、火災規模を判定して放水時間決定部９に出力し、これを受けて放水時間決定部９は新たな火災規模の判定結果に基づき放水時間テーブル１０を参照して、新たな放水時間を放水時間タイマ１１ａに設定する。
【００２１】
放水の中断時間は電動弁５の閉制御完了で中断時間タイマ１１ｂを起動することで監視しており、中断時間タイマ１１ｂに固定設定した中断時間の経過を判別すると、間欠放水制御部１２は電動弁５を開制御し、放水時間タイマ１１ａを起動して、新たに設定した放水時間の監視を行う。以下、このような処理を、火源が完全に消火して火災規模が０となるまで繰り返す。
【００２２】
図４は図２の放水制御部７による処理動作のタイムチャートである。まずステップＳ１で火災発生の有無を監視している。例えば防護区画１に設けている炎センサ３の検出信号が予め定めた火災閾値以上となったとき火災発生と判断する。火災発生を判断するとステップＳ２に進み、このときの炎センサ３の出力を取り込み、ステップＳ３で火災規模判定部８が火災規模を判定し、これに基づき放水時間決定部９が放水時間テーブル１０を参照して火災規模に対応した放水時間を決定し、放水時間タイマ１１ａにセットする。
【００２３】
続いてステップＳ４で間欠放水制御部１２が電動弁５を開制御し、放水時間タイマ１１ａを起動し、ステップＳ５で放水時間の経過を監視する。放水時間の経過がステップＳ５で判別されると、ステップＳ６に進み、電動弁５を閉制御して放水を中断する。同時に中断時間タイマ１１ｂを起動し、ステップＳ７で放水中断時間が経過したか否かチェックしている。
【００２４】
この放水の中断により、それまで放水ヘッド２より防護区画１に放出されていた消火用水や火源Ｆからの蒸発による蒸気がある程度収まり、炎センサ３により火源Ｆの熱線を正確に検出できる状態となる。このため、次にステップＳ３に戻って炎センサ３の検出信号を読み取ると、そのときの火源Ｆの状況が正確に判断できる。
【００２５】
放水中断中にあっては、ステップＳ８でシステム停止命令の有無をチェックしており、システム停止命令がない状態でステップＳ７で放水中断時間の経過が判別されると、ステップＳ２に戻り、再度、炎センサ３の検出信号を取り込み、ステップＳ３でその火災規模を判定して新たに放水時間を設定し、この放水時間に亘りステップＳ４で電動弁５を開制御した状態とする。
【００２６】
これによって再び消火用水の放水が開始され、ステップＳ５で放水時間を経過すると、ステップＳ６で電動弁５を閉鎖し、ステップＳ７で所定の放水中断時間経過後に再びステップＳ２に戻って、炎センサの出力の取り込みによる火災規模と放水時間の設定処理を繰り返すことになる。
このようなステップＳ２〜Ｓ７による間欠放水制御を繰り返すと、火源の消火により火災規模がだんだん小さくなり、最終的に図３の放水時間テーブル１０の火災規模０となると放水時間は０秒となり、結果として間欠放水制御が停止される。
【００２７】
この状態でステップＳ８でオペレータ等によるシステム停止命令を受けると、ステップＳ９で消火ポンプ２０の停止や電動弁５の閉鎖ロック等の停止処理を行った後、一連の処理を終了する。
図５は図１の制御盤６に設けた放水制御部７の他の実施形態の機能ブロック図であり、この実施形態にあっては、火災規模に応じて放水時間と中断時間のそれぞれを変化させるようにしたことを特徴とする。
【００２８】
図５において放水制御部７には、火災規模判定部８、放水時間決定部９、放水時間タイマ１１ａ、中断時間タイマ１１ｂ及び間欠放水制御部１２が設けられている。これらの構成は図２の実施形態と基本的に同じであるが、この実施形態にあっては図２の放水時間テーブル１０の代わりに放水時間・中断時間テーブル１３を設けている。
【００２９】
放水時間・中断時間テーブル１３は、図６のように火災規模０，１，２，３，４，５，・・・に対応した図３のテーブルと同じ放水時間に加え、中断時間を設定している。中断時間は火災規模が０即ち非火災状態では使用されておらず、火災が拡大していく火災規模１，２，３，４，５，・・・に応じて時間が短くなるように設定している。即ち、火災規模が小さければ中断時間は長く、火災規模が大きければ中断時間は短くなるように設定している。
【００３０】
図５の放水時間決定部９にあっては、放水時間・中断時間テーブル１３を火災規模判定部８で判定された火災規模により参照し、火災規模に応じた放水時間と中断時間のそれぞれを読み出して決定し、放水時間タイマ１１ａ，中断時間タイマ１１ｂにセットする。これにより火災規模に応じて放水時間タイマ１１ａによる放水時間と中断時間タイマ１１ｂによる中断時間が可逆関係をもって設定されることになる。
【００３１】
図７は図５の放水時間と中断時間を決定する実施形態の制御処理のフローチャートであり、ステップＳ３で火災規模を判定して放水時間と中断時間を決定している以外は図４の第１実施形態のフローチャートと同じである。
図８は本発明の制御装置を微噴霧消火システムに適用した場合の説明図である。
【００３２】
図８において、防護区画１には噴霧ヘッド１４が設置されており、噴霧ヘッド１４は火災時に消火用水の加圧供給を受けて、粒径が数十μｍから数百μｍとなる微噴霧を火源Ｆに向けて放出する。噴霧ヘッド１４に対しては消火ポンプ３２からの給水配管３６が電動弁５を介して接続されており、また防護区画１には消火判断を行うため炎センサ３が設置されている。
【００３３】
炎センサ３と電動弁５は制御盤１５に接続され、制御盤１５には放水制御部７が設けられる。放水制御部７は、図１のスプリンクラー消火設備の場合と同様、図２の実施形態もしくは図５の実施形態の各機能ブロックもそのまま適用できる。また図３，図６に示した放水時間テーブル１０或いは放水時間・中断時間テーブル１３については、火災規模に応じ微噴霧消火設備に適合した放水時間及び中断時間が設定されるが、火災規模の拡大に応じて放水時間を長くする点、逆に火災規模の拡大に応じて中断時間を短くする点は同じである。
【００３４】
消火ポンプ３２はモータ３３により駆動され、モータ３３は制御盤１５による火災検出で起動される。消火ポンプ３２の吸込み管は水源水槽３４に下げられており、また消火ポンプ３２の突出側には呼水槽３５が設けられている。更に給水配管３６の途中にはアキュームレータ３７が設けられ、電動弁５の開制御で噴霧ヘッド１４より消火用水の微噴霧を放出した際の給水圧力の急激な低下による放水能力の低下をアキュームレータ３７の蓄圧機能により防いでいる。
【００３５】
図９は図８の制御盤１５に設けた放水制御部７による微噴霧消火設備における処理動作のタイムチャートである。まずステップＳ１で炎センサ３からの検出信号により火災発生を判別すると、ステップＳ２でモータ３３によって消火ポンプ３２を起動する。続いてステップＳ３で炎センサ３の出力を取り込み、ステップＳ４で火災規模を判定して放水時間を決定し、電動弁５を開制御し、ステップＳ５で放水時間の経過を監視する。
【００３６】
火災規模に応じて設定した放水時間が経過すると、ステップＳ７で電動弁５を閉制御し、噴霧ヘッド１４からの微噴霧の放出を中断する。この微噴霧の中断が所定時間経過すると、ステップＳ３に戻って再度、炎センサの出力を取り込む。このとき噴霧の中断により、それまで噴霧ヘッド１４より防護区画１に放出されていた微噴霧や火源Ｆからの蒸発による蒸気がある程度収まり、炎センサ３により火源Ｆの熱線を正確に検出できる状態となる。
【００３７】
このため、ステップＳ３で炎センサ３の検出信号を読み取ると、そのときの火源Ｆの状況が正確に判断でき、ステップＳ４で火災規模を判定して新たに火災規模に応じた放水時間を決定し、電動弁の開制御による噴霧ヘッド１４からの微噴霧の放出を再度開始することになる。以下同様に、火災規模に応じた放水時間に亘る放水と放水中断後の炎センサ３の読み取りによる火災規模の判定と放水時間の設定を繰り返し、これにより火災規模が段階的に低下し、最終的に火災規模０、即ち鎮火状態とすることができる。
【００３８】
もちろん、図４のフローチャートのステップＳ４において火災規模を判定して放水時間及び中断時間を決定すれば、これは図５の放水制御部７の実施形態による処理となる。
尚、上記の実施形態にあっては、防護区画１における消火判断を炎センサ３により行っているが、これ以外にＩＴＶカメラによる画像処理やそれ以外の適宜のセンサを使用することができる。また本発明における火災規模に応じた放水時間及び中断時間は上記の実施形態の数値に限定されず、必要に応じて適宜に設定することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、スプリンクラー消火設備もしくは微噴霧消火設備におけるヘッドからの放水時間をその時点の火災の規模に基づいて決めているため、センサで消火判断のために放水を中断しても、それまでの放水で火災の規模に見合った十分な消火が行われており、センサで消火判断のために放水を中断したことによる消火効果の低下を最小限に抑えることができ、且つセンサによる消火判断によって無駄な放水をなくし、水損を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプリンクラー消火設備を対象とした本発明の実施形態の説明図
【図２】図１の制御盤に設けた放水制御部の実施形態の機能ブロック図
【図３】図２の放水時間テーブルの説明図
【図４】図２の放水制御部の処理動作のフローチャート
【図５】図１の制御盤に設けた放水制御部の他の実施形態の機能ブロック図
【図６】図５の放水時間・中断時間テーブルの説明図
【図７】図５の放水制御部の処理動作のフローチャート
【図８】微噴霧消火設備を対象とした本発明の実施形態の説明図
【図９】図８の放水制御部の処理動作のフローチャート
【符号の説明】
１：防護区画
２：スプリンクラーヘッド（開放型）
３：炎センサ
４．分岐管
５：電動弁
６：制御盤
７：放水制御部
８：火災規模判定部
９：放水時間決定部
１０：放水時間テーブル
１１ａ：放水時間タイマ
１１ｂ：中断時間タイマ
１２：間欠放水制御部
１３：放水時間・中断時間テーブル
１４：噴霧ヘッド
１８：閉鎖型スプリンクラーヘッド
２０，３２：消火ポンプ
２１，３３：モータ
２３：ポンプ制御盤
２４，３４：水源水槽
２５：給水本管
２６：圧力タンク
２７，３１：圧力スイッチ
２８：高架水槽
３０：アラーム弁
３６：給水配管
３７：アキュームレータ

Claims

防護区画に設置された放水ヘッドから火災時に消火用水を放水させる固定消火設備の制御装置に於いて、
防護区画に設置したセンサの検出信号に基づいて判定した火災の規模を判定する火災規模判定部と、
前記火災規模判定部で判定した火災規模に応じた放水時間を決定する放水時間決定部と、
前記放水時間決定部で決定した放水時間に亘り前記放水ヘッドから放水した後に放水を中断し、該中断状態で前記火災規模判定部に火災規模を判定させて前記放水時間決定部から前記放水時間を得て放水を再開させる処理を繰り返す間欠放水制御部と、
を設け、
前記放水時間決定部は、火災規模の拡大に応じて長くなるように前記放水時間を決定すると共に、前記放水の中断時間を所定の固定時問とし、
前記固定消火設備は、微噴霧を放出する噴霧ヘッドを前記間欠放水制御部により開閉制御される制御弁を介して防護区画に設置した微噴霧消火設備であることを特徴とする固定消火設備の制御装置。
防護区画に設置された放水ヘッドから火災時に消火用水を放水させる固定消火設備の制御装置に於いて、
防護区画に設置したセンサの検出信号に基づいて判定した火災の規模を判定する火災規模判定部と、
前記火災規模判定部で判定した火災規模に応じた放水時間を決定する放水時間決定部と、
前記放水時間決定部で決定した放水時間に亘り前記放水ヘッドから放水した後に放水を中断し、該中断状態で前記火災規模判定部に火災規模を判定させて前記放水時間決定部から前記放水時間を得て放水を再開させる処理を繰り返す間欠放水制御部と、
を設け、
前記放水時間決定部は、火災規模の拡大に応じて長くなるように前記放水時間を決定すると共に、火災規模の拡大に応じて短くなるように前記放水の中断時間を決定し、
前記固定式消火設備は、微噴霧を放射する噴霧ヘッドを前記間欠放水制御部により開閉制御される制御弁を介して防護区画に設置した微噴霧消火設備であることを特徴とする固定消火設備の制御装置。