スプリンクラー設備点検圧力タンク調整解説

スプリンクラー設備とは

スプリンクラー設備とは防火対象物の天井又は屋根下部分に配置されたスプリンクラーヘッドにより、火災感知から放水までを自動的に行う消火設備です。消火能力が高い為、設置されている建物では初期消火に期待することができます。

スプリンクラー設備は

水源
加圧送水装置（消火ポンプ）
自動警報装置（流水検知装置、表示装置、警報装置等）
スプリンクラーヘッド
送水口
配管・弁類
非常電源

等から構成されています。

お客様にとって扱うには複雑な構成となっていますので、消防設備士である我々が点検業務を行っております。

スプリンクラー設備には、使用するスプリンクラーヘッドや配管方式等によって色々な設備形態があります。

火災が発生していないのに、スプリンクラーポンプが起動する場合があります。

原因の１つとして、冬季の気温低下による圧力低下や配管内の空気層が徐々に動くことで逆水検知装置が働き起動という事例がございます。

弊社としてはお客様側の問題というよりは点検業者による点検方法や圧力タンクの調整方法によるところがあると考えます。

前置きが長くなりましたが、今回はスプリンクラー設備のタンク内の圧力調整について解説して行きます。

スプリンクラー　圧力タンクの役割

湿式のスプリンクラーは、加圧ポンプ出口の逆止弁から圧力タンク、配管、一斉開放弁一次側、そして、ヒューズ付のスプリンクラーヘッドまでが充水されています。

火災による熱でヒューズが溶けて、スプリンクラーヘッドから水が噴出します。

すると一斉開放弁パイロット側が減圧され、一次側の水圧で一斉開放弁が開き、その系統の警戒区域（散水区域）にて放水が開始されます。放水が始まると圧力タンク内の空気を利用して一定の時間放水を継続します。圧力タンクの内圧が低下したことと水が流れたことを検知して加圧ポンプの運転が開始します。

このように圧力タンクの内圧でスプリンクラーの送水を行っていることがご理解いただけたことと存じます。

圧力タンクと圧力スイッチの装置のことを起動用水圧開閉装置と呼びます。

通常は圧力タンクの内圧は10気圧くらいに保たれています。

空気は圧縮性気体になる為、計算上は圧力タンク内の1/3程度の空気量でタンクの水を全て放出することが可能になるはずです。

水と空気の比率について

スプリンクラー設備は、標準的な仕様で設置場所（周囲温度／湿度）屋内（０～４０℃、９０％ＲＨ以下、標高１０００ｍ以下）と記されています。しかし新潟市内の気候変動と設置場所においては、冬は（０度以下）夏は（４０度以上）になることも考えられます。冬季は圧力タンクの圧力降下によるポンプ起動がしばしば発生します。このような時に圧力タンクの水と空気の比率を調整しなければなりません。

圧力タンクは１/３以上空気が入ってなくてはならないという説もありますが、定かではありません。理由としては、タンク内を計測出来るゲージが無いからです。通常圧力タンクの内圧は10気圧くらいに保たれています。空気は圧縮性気体であるので、タンク1/3程度の空気でタンクの水を全て放出出来ることになっています。

もしも空気が無くタンク内が全て水で満たされていた場合、水は液体で非圧縮性なので、少し流れ出ただけですぐ大気圧まで下がってしまいます。例えば、昼と夜、夏と冬の温度差で、簡単に圧力低下し、ポンプを誤作動して放水させてしまいます。また、火事で放水が始まったときに、タンク内圧がすぐ下がるので、ポンプ起動前に、放水が一旦止まってしまう。火災では初期消火が重要である。ポンプ起動までは圧力タンク内の空気圧で放水消火する役目がある。このような理由から、加圧式スプリンクラーでは圧力タンクが備えられている。例えればスプレー缶のような役割である。

圧力タンク内に空気が無く満水状態だと凍った場合、膨張してしまいます。つまり、タンク破裂・亀裂も考えられなくはありません。圧力タンクは、水で満水にしてはならないことになります。熱が加わり蒸気が発生した場合逃げどころがないので、パンクすることも考えられます。原子力発電所の圧力タンクの問題もそうでした。冷やす機能が欠けたため爆発が発生しました。

　少し脱線した感はありますが、原理はご理解いただけたことと存じます。

従って、空気と水の量は半々程度でも良いということになります。空気の圧縮率までは計算する必要はありませんが、気温の低い時期に圧力タンク内の水の量が多いと誤作動に繋がる確率は高まることはご理解いただけたことと存じます。

冬季の大気圧の低下している時に圧力調整を実施すれば、圧力低下の可能性を低減すると仮定できます。