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。消火能力が高く設置してある建物では、初期消火が期待できます。

スプリンクラー設備の構成は、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・弁類及び非常電源等から構成されています。扱うお客様にとっては複雑な構成となっていますので、私達消防設備士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。新潟市内のお客様でご不明な点等ございましたらお気軽にお問い合わせ願います。

火災でも無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。原因として冬季の気温低下によるタンク圧力低下や配管内の空気層が徐々に動いて流水検知装置を働かせ起動というようにお客様側の問題というよりも点検業者による点検方法や圧力タンク調整の方法によるところがあります。今日は、スプリンクラー圧力タンク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る。火事の時、熱でヒューズが溶けてまずスプリンクラーヘッドから水が噴出する。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）に放水する。放水が始まると圧力タンク内の空気を利用して一定時間放水を継続する。圧力タンクの内圧が低下したことを検知して、（同時に水が流れていることも検知して）加圧ポンプが運転を開始する。

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。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ぶ。通常、圧力タンクの内圧は10気圧くらいに保たれている。空気は圧縮性気体で、計算上圧力タンク内の1/3程度の空気量でタンクの水を全て放出出来ることになっている。

「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）と記されている。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る。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起こる。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らない。

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るが、定かではない。理由は、タンク内を計測出来るゲージが無いからである。通常圧力タンクの内圧は10気圧くらいに保たれている。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る。

もし、空気が無く全てタンク内は水で満たされていたら。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う。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う。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、膨張してしまう。つまり、タンク破裂・亀裂も考えられなくはない。圧力タンクは、水で満水にしてはならないことになる。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る。原子力発電所の圧力タンクの問題はそうだった。冷やす機能が欠けたため爆発した。

　少し脱線した感はあるが原理は理解できたと思う。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る。空気の圧縮率までは計算する必要は無いが、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率は高まることは理解できたと思う。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出来るのではないかと仮定できる。