JPH0574384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、遠距離放水は放水圧力の制御により
直近火災はノズル仰角の制御により放水距離を制
御するようにした放水ノズルの放水距離制御装置
に関する。

（従来技術） 従来、球技場や展示会場等の広い消火区域を有
する施設の消火装置として放水ノズルを設置する
ようにしており、放水ノズルを垂直及び水平回り
に回動自在に設置することで、広い消火区域のど
の位置で火災が発生しても放水ノズルの水平回動
により放水ノズルを火源位置に指向させ、更に放
水距離については放水ノズルの仰角を変えること
で調整するようにしている。

ところで、放水ノズルの仰角を変える放水距離
の制御にあつては、遠距離についてはノズル仰角
を大きくし、近距離については当該ノズルの設置
位置（消化の対象となる部分からの高さ）によつ
ても異なるが、ノズル仰角を小さく、あるいは水
平より下方に向けて制御するようになる。この場
合、遠距離にあつてはノズルから放射された消化
用水が放水範囲に対し略垂直方向から散布される
ようになることから放水位置の人や物が水撃を受
けることは少ないが、ノズル仰角が小さく、ある
いは下方に向けるようになる近距離または中距離
にあつては、放水範囲に横方向から消火用水が散
布され、人や物に対して水撃被害を与える恐れが
あつた。

そこで、本願発明者にあつては、放水距離のい
かんに係わらず常に消火用水が放水範囲に対し上
空から降り注ぐ形の放水パターンをもつて水撃被
害がなく且つ充分な放水範囲を確保しつつ放水距
離を制御できるようにした放水距離制御装置とし
て、放水ノズルの仰角を最大飛距離が得られる所
定の仰角、例えば25°に固定的に設定し、放水ノ
ズルへの給水配管に電動弁を設けると共にノズル
放水圧力を検出する圧力センサを設け、放水距離
に応じた放水圧力を制御目標値として設定し、こ
の設定圧力と圧力センサで検出した放水圧力の偏
差を零とするように前記電動弁の開度をフイード
バツク制御する装置を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、仰角制御を行なう従来の放水距
離制御は勿論のこと、本願発明者が提案している
放水圧力の制御による放水距離の制御にあつて
も、適正な散布特性を得るにはノズル部における
水流の定常流を確保するための所定の放水圧力を
最低必要とするため、その限界圧力に調整したと
しても、例えば最長距離90ｍ級の放水ノズルにお
いては最短放水距離は10〜20ｍ前後に留まり、ノ
ズル設置場所の直近で発生した火災に対しては距
離が近すぎるために効果的な消火ができにくいと
いう問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ノズル直近で発生した火災に対し
ても有効に消火ができるようにした放水ノズル直
近の消火装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあつては、水
平及び垂直回りに回動自在な放水ノズルを設置
し、10〜20ｍ程度の最短放水距離、例えば15ｍ以
上の放水距離については、放水ノズルの仰角を最
大飛距離が得られる仰角、例えばθ＝25°に固定
保持し、このノズル仰角の保持状態で設定放水距
離に応じて予め設定された放水圧力となるように
電動弁の開度を制御する放水圧力制御を行ない、
一方、放水圧力制御の限界を超える０〜15ｍの直
近放水距離の設定に対しては、例えばノズル仰角
固定時の最短放水距離15ｍにおける放水圧力を保
持したまま設定放水距離が短くなるにつれてノズ
ル仰角を大きくするよう仰角制御を行なうように
したものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、ノズル仰角
固定時の最短放水距離、例えば15ｍを越える場合
には、ノズル仰角を固定した状態で放水圧力の制
御を行なうが、15ｍ以下となる直近放水について
は、従来の直近放水とは逆に設定放水距離が短く
なる程ノズル仰角を大きくし、放水距離が０ｍに
至るとノズル仰角を90℃として真上に放水するよ
うになり、ノズル仰角を大きくすることで消火用
水を噴水のように上方に放出してノズル直近に降
り注ぐ形の直近放水パターンを作り出すようにし
たものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した説明図であ
る。

まず構成を説明すると、１は放水ノズルであ
り、架台２に水平回動部３及び垂直回動部１５を
介して水平及び垂直回りに回動自在に設置されて
おり、垂直回りについては仰角θ＝0°から1aで示
す90°までの範囲で制御することができる。

放水ノズル１に対しては図示しない加圧源とし
ての消火ポンプからの給水配管４が接続される。

また、この実施例の放水ノズル１は、低い圧力
及び少ない放水量で長い飛距離と広い散布面積を
確保するため、ノズル内を通過する水流の周囲に
圧縮空気を吹き込む構造をとつていることから空
気配管４ａが接続され、空気配管４ａから供給さ
れた圧縮空気はフレキシブルホース４ｂにより放
水ノズル１の空気吹込部分に圧縮空気を供給する
ようにしている。

尚、このように圧縮空気を使用する放水ノズル
１としては、例えば本願出願人が既に提案してい
る実願昭60−154761号のものが知られている。

放水ノズル１に接続された加圧源からの給水配
管４の途中には電動弁５が設けられ、電動弁５は
内蔵したモータ駆動により弁の開閉制御を行なう
もので、一般には流量制御に用いられている。電
動弁５の２次側には放水圧力を検出するための圧
力センサ６が設置される。

このような放水ノズル１に対する配管系の構成
に対し、放水距離の制御手段として、放水距離設
定器８、圧力設定器９、加算点１０及び電流アン
プ１２が設けられ、電流アンプ１２の出力を電動
弁５に与えて回動制御し、この回動制御に基づく
放水圧力を圧力センサ６で検出して加算点１０に
フイードバツクすることで設定放水距離を得るよ
うに放水圧力を制御する放水圧力制御手段を構成
している。

この放水圧力制御手段による放水距離の制御に
おいては、放水ノズル１の仰角θを最大飛距離が
得られる仰角に固定保持するようになり、この放
水ノズル１の最大飛距離を与える仰角θとして
は、放水実験の結果からθ＝25°前後に設定する
ことが望ましい。放水ノズル１の仰角θを最大飛
距離を与える仰角θ＝25°前後での保持は、仰角
制御器１６の制御出力を垂直回動部１５に与える
ことにより行なう。

即ち、放水距離設定器８は放水ノズル１による
放水距離範囲として、例えば０〜90ｍの放水距離
設定範囲を有し、放水ノズル１の仰角θをθ＝
25°前後に固定保持したときの最短放水距離の範
囲は10〜20ｍとなることから、例えばノズル仰角
を固定保持したときの放水距離の最低距離を例え
ば15ｍに設定し、最短放水距離15ｍ以上となる放
水距離の設定に対しては、仰角制御器１６がノズ
ル仰角θをθ＝25°に固定保持する制御出力を垂
直回動部１５に供給する。一方、ノズル仰角をθ
＝25°前後に固定保持したときの最短放水距離15
ｍ以下の直近距離設定については、後の説明で明
らかにするように、仰角制御器１６が放水距離設
定器８からの設定距離０〜15ｍに応じたノズル仰
角θの制御を行なうようになる。即ち、放水距離
設定器８による設定距離が短くなる程、放水ノズ
ル１の仰角θを大きくし、放水距離０ｍにあつて
は放水ノズル１ａに示すようにノズル仰角θ＝
90°に制御するようになる。

次に、放水ノズル１の仰角をθ＝25°に固定保
持した状態で放水距離を制御する放水距離制御手
段を説明する。

放水距離設定器８は放水ノズル１による放水距
離範囲、例えば０〜90ｍの範囲で放水距離を設定
することができ、ノズル仰角の固定保持状態での
距離設定は、最短放水距離15ｍを超える火源位置
までの距離に応じた適宜の放水距離をマニアル若
しくは自動設定する。

圧力設定器９は放水距離設定器８からの15ｍを
超える設定距離を入力し、設定距離に対応した放
水圧力Piを制御目標値として加算点１０に出力す
る。即ち、圧力設定器９は最短放水距離15ｍを超
える放水距離Ｌを放水圧力Ｐに変換する機能を有
し、この変換特性は放水ノズル１の放水実験によ
り得られた放水圧力と放水距離の関係から決めて
いる。

圧力設定器９からの設定圧力Piを受けた加算点
１０には圧力センサ６で検出した放水圧力Ｐが入
力されており、加算点１０は設定圧力Piと放水圧
力Ｐとの偏差ΔPを電流アンプ１２に出力する。
電流アンプ１２は加算点１０からの圧力偏差ΔP
に応じた電流出力、例えば電動弁５の制御電流が
４〜20ｍＡであることから、圧力偏差ΔPを４〜
20ｍＡ範囲の電流信号に変換して電動弁５に出力
する。電動弁５は電流アンプ１２からの４〜20ｍ
Ａ信号を受けて弁開度をモータ駆動により制御
し、圧力設定器９、加算点１０、電流アンプ１
２、電動弁５及び圧力センサ６で成るフイードバ
ツク系によつて放水ノズル１の放水圧力を圧力設
定器９による設定圧力Piとなるように電動弁の開
閉制御を行なうようになる。

次に、15ｍ以内となる直近放水の制御を説明す
ると、放水距離設定器８で15ｍ以下の放水距離を
設定したとすると、圧力設定器９は15ｍ以下の直
近放水距離の設定についてはノズル仰角固定保持
の最短放水距離15ｍに対応した最低放水圧力の出
力状態を保持し、このため15ｍ以下の直近距離の
放水にあつては、放水ノズル１に対する放水圧力
は圧力設定器９におけるノズル仰角固定時の最短
距離15ｍの設定圧力に保たれる。

また、15ｍ以下となる放水距離設定器８からの
設定距離を受けた仰角制御器１６は、例えば第２
図の制御特性に従つて垂直回動部１５を駆動する
ようになる。即ち、設定距離15ｍにあつては、ノ
ズル仰角θ＝25°にあるが、制定距離を15ｍ以下
に下げる程、ノズル仰角θを例えばθ＝25°から
90°に向かつて直線的に増加させる制御特性とな
る。

次に第１図の実施例の作用を説明する。

第３図は第１図の放水ノズル１の仰角θをθ＝
25°前後に固定保持した状態で放水圧力制御手段
により得られる放水パターンを、近距離L1、中
距離L2及び遠距離L3の３段階について示した説
明図であり、各放水パターンにおける実線で囲ん
だ範囲が放水範囲となり、この放水範囲の中の斜
線部分はスプリンクラーヘツドの規定散水量とな
る約５／分・m²程度の散布量が得られる有効放
水範囲として示している。また、近距離、中距離
及び遠距離のいずれの放水パターンにおいても、
放水ノズル１の仰角θは最大飛距離が与えられる
仰角θ＝25°前後に固定保持されていることから、
放水ノズル１から放水された水は消火範囲に対し
上空から降り注ぐ形の放水パターンをもたらす。

そこで、第１図の実施例において、例えば近距
離L1＝42ｍの放水距離を放水距離設定器８に設
定したとすると、この設定距離L1＝42ｍは最短
放水距離15ｍを超えることから、仰角制御器１６
は垂直回動部１５に対し放水ノズル１の仰角θを
最大飛距離を与える仰角θ＝25°前後に固定保持
する制御出力を生ずる。一方、放水距離設定器８
からの距離設定値L1は、圧力設定器９に与えら
れ、圧力設定器９は設定距離L1に対応した放水
圧力P1を加算点１０に出力し、例えば圧力設定
器９による設定圧力P1はP1＝３Kgｆ／cm²となる。
この圧力設定器９からの設定圧力P1を受けた加
算点１０は、そのとき圧力センサ６から検出され
ている実放水圧力Ｐとの偏差ΔPを電流アンプ１
２に出力し、電流アンプ１２による電動弁の制御
で圧力センサ６の放水圧力Ｐを設定圧力P1に保
つように電動弁５のフイードバツク制御が行なわ
れ、この結果、放水ノズル１に対する放水圧力Ｐ
は設定圧力P1に保たれ、第３図の近距離L1に示
す放水パターンを得ることができる。

このような放水距離の設定に基づく放水圧力の
制御は、中距離L2及び遠距離L3についても同様
であり、例えば放水距離L2＝65ｍを設定したと
き、圧力設定器９は設定圧力P2＝５Kgｆ／cm²を
加算点１０に設定し、放水圧力を設定圧力P2＝
５Kgｆ／cm²となるように制御する。更に、放水距
離設定器８で遠距離L3＝90ｍを設定したときに
は、圧力設定器９は加算点１０に設定圧力P3＝
８Kgｆ／cm²を設定し、電動弁５の制御で放水圧力
を８Kgｆ／cm²に保つように制御し、遠距離L3の
放水パターンを得ることができる。ここで近距
離、中距離及び遠距離の各放水パターンにおける
放水ノズル１に対する空気配管４ａによる圧縮空
気圧の空気圧は、例えば6.5Kgｆ／cm²と一定圧に
保たれている。

次に、第４図の放水パターンを参照してノズル
仰角を固定保持した際の最短放水距離15ｍ以下の
直近放水の制御を説明する。

第４図は放水距離を15ｍ以下の10ｍ、５ｍ、０
ｍのそれぞれに設定したときの放水パターンを示
しており、第３図と同様、実線で示す範囲が放水
範囲となり、その内側の斜線で示す範囲が有効散
水範囲となる。

即ち、15ｍ以内の直近距離については、第２図
の制御特性に従つた放水距離Ｌに対するノズル仰
角θの設定制御が放水距離設定器８からの設定距
離を受けた仰角制御器１６により行なわれ、例え
ば放水距離Ｌ＝10ｍにあつては、ノズル仰角θ＝
50°前後に制御され、また、放水距離Ｌ＝５ｍに
あつてはノズル仰角θ＝72°前後に制御され、更
に放水距離Ｌ＝０ｍにあつてはノズル仰角θ＝
90°に制御されるようになる。

この15ｍ以下となる直近距離の設定において、
圧力設定器９は例えば第３図の近距離L1を与え
る放水圧力P1＝３Kgｆ／cm²を固定的に保持して
おり、放水距離が短くなるにつれてノズル仰角θ
を大きくすることで消火用水を噴水のように上方
に吹き上げてノズル直近に降り注ぐ形の放水パタ
ーンを作り出す。特に、放水距離Ｌ＝０ｍについ
ては第１図１ａに示すように放水ノズル１の仰角
θ＝90°となつて直上に放水するようになるため、
ノズル設置位置を中心とした略円形の放水パター
ンを得ることができる。

更に、放水ノズル１のノズル仰角を制御する直
近放水にあつては、放水ノズル１を天井構造を有
する施設で使用した場合には、設定放水距離が短
くなることでノズル仰角θが大きくすると、放水
ノズル１から放水した消火用水は天井面に当たる
ようになる。この場合には直近放水パターンを得
ると同時に、天井面に消火用水を当てることで、
天井面の冷却効果が得られ、炎の吹き上げによる
天井面への延焼を未然に防ぐことができる。

尚、上記の実施例は圧縮空気を吹込む構造の放
水ノズルを例にとるものであつたが、本発明はこ
れに限定されず、通常の棒状放水ノズル若しくは
泡ノズルについてもそのまま適用することがで
き、例えば棒状放水ノズルにあつては最大飛距離
を与える仰角は30°〜40°であることから、最短放
水距離を超える火災については、この仰角範囲に
放水ノズルの仰角を固定保持し、また泡ノズルの
場合には最大飛距離が得られる仰角は20°前後で
あることから、泡ノズルを20°前後の仰角に固定
保持し、同様に放水圧力の制御を行なえば良く、
一方、直近火災については、上記の実施例と同
様、ノズル仰角を制御するようになる。

また第１図の実施例にあつては、放水距離設定
器８による15ｍを超える放水圧力制御につき放水
距離を自由に設定できる場合を例にとるものであ
つたが、実用上は例えば近距離、中距離、遠距離
の３段階を自動若しくはマニアルで切換えるよう
にし、更に15ｍ以内の直近火災についても、第４
図に示したように放水距離をＬ＝10ｍ、５ｍ、０
ｍの３段階に自動若しくはマニアルで切換えるよ
うにしても良い。

（発明の効果） 以上説明したきたように本発明によれば、水平
及び垂直回りに回動自在な放水ノズルを設置し、
10〜20ｍ程度の最短放水距離、例えば最短放水距
離15ｍ以上の放水距離については、放水ノズルの
仰角を最大飛距離が得られる仰角、例えばθ＝
25°に固定保持し、このノズル仰角の保持状態で
設定放水距離に応じて予め定めた放水圧力となる
ように電動弁の開度を制御する放水圧力制御を行
ない、一方、放水圧力制御の限界を超える０〜15
ｍの直近放水距離の設定に対しては、例えばノズ
ル仰角固定時の最短放水距離15ｍにおける放水圧
力を保持したまま、設定放水距離が短くなるにつ
れて、ノズル仰角を大きくする仰角制御を行なう
ようにしたため、ノズル直近から遠距離までの放
水パターンをノズル仰角の制御とノズル仰角を固
定保持した状態で行なう放水圧力制御をもつて実
現することができ、しかも直近火災についてはノ
ズル仰角を高くすることから直近火災に対し、消
火用水を上方から降り注ぐ形の放水パターンを得
ることができ、従来ノズル仰角を下げることで行
なつていた直近火災の消火における水撃の問題が
なく、更にノズル仰角を大きくすることで、天井
面に消火用水を吹き付けて、天井面の冷却効果を
得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第
２図は第１図の仰角制御器による直近放水距離に
対するノズル仰角の制御特性を示したグラフ図、
第３図はノズル仰角を固定保持した状態の放水圧
力制御で得られる放水パターンの一例を示した説
明図、第４図はノズル仰角の制御による直近放水
パターンの一例を示した説明図である。 １：放水ノズル、２：架台、３：水平回動部、
４：給水配管、４ａ：空気配管、４ｂ：フレキシ
ブルホース、５：電動弁、６：圧力センサ、８：
放水距離設定器、９：圧力設定器、１０：加算
点、１２：電流アンプ、１５：垂直回動部、１
６：仰角制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 垂直及び水平回りに回動自在に設置された放
   水ノズルと、設定放水距離が所定距離以上のとき
   前記放水ノズルの仰角を最大飛距離が得られる所
   定角度に保持する仰角保持手段と、該仰角保持手
   段による仰角保持状態において設定放水距離に応
   じた放水圧力で前記放水ノズルに加圧消火用水を
   供給する放水圧力制御手段と、設定放水距離が前
   記所定距離以下のとき前記放水圧力制御手段によ
   り放水圧力を規定圧力に保持したまま設定距離に
   応じて前記放水ノズルの仰角を制御する仰角制御
   手段とを備えたことを特徴とする放水ノズルの放
   水距離制御装置。