JP2002301167A - 水噴霧ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】水噴霧ノズルにおいて、防護範囲を確実に覆え
る直方体状の散水分布を得る。 【解決手段】近投ノズル４と遠投ノズル５を設け、近投
ノズル４の中心軸４ｃと遠投ノズル５の開口軸５ｃとの
なす角度を１１０度から１６０度の間に設定し、更に、
遠投ノズル５の開口正面に開口軸５ｃに対して傾斜する
デフレクタ１０を配設して、デフレクタ１０の水流面の
主軸Ｚの仰角が１０度から３２度の間のいずれかになる
ように本体を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トンネルに配設
される水噴霧ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル内の壁面上部には防災用
の水噴霧ヘッドが配設されている。この水噴霧ヘッドは
近投ノズルと遠投ノズルとを備えており、両ノズルから
の水噴霧ヘッドの放水範囲は、路面だけでなく所定の空
間範囲、いわゆる建築限界と呼ばれる範囲全てに及ばせ
る必要があった。この建築限界はトンネル立断面（横断
面）においてほぼ方形状の範囲であって、その本来的意
味は、トンネルの建築物をそれより内側に設けてはなら
ないとし、同時に、この範囲内では車両が通過可能であ
る。そして、一つの水噴霧ヘッドはトンネルの中で建築
限界を含む一定幅（トンネル長手方向）、つまり直方体
状の空間全域を防護範囲として消火用水を散水通過さ
せ、カバーするように消火用水を放水する必要がある。

【０００３】従来は、ほぼ欠円断面状のトンネルにおい
て、水噴霧ヘッドを一方の側壁寄り上部に設置してお
り、防護範囲としてトンネル断面におけるほぼ直方体状
の範囲に対して散水していた。そして、水噴霧ヘッドは
防護範囲の上面より若干高い位置に設けられていたた
め、遠投ノズルのデフレクタの水流面の主軸は水平より
１５度下方に向けられていた。また、近投ノズルの中心
軸と遠投ノズルの開口軸とは、垂直方向に９０度から１
００度の開きがあった。

【０００４】なお、このデフレクタは、遠方ノズルの開
口軸に対して水流面の主軸が前方に４５度傾斜してお
り、デフレクタの水流面の形状は、主軸を稜線として左
右に１０度ずつ上方に傾斜した断面Ｖ字状の板体であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】トンネル壁面上部に電
気機器のためのケーブルラックが突設されている場合に
は、同様にトンネル壁面上部に配設されるように設計さ
れた水噴霧ヘッドは、その散水パターンがこのケーブル
ラックの影響を受けないように、低い位置に配設しなけ
ればなくなる。そのため、建築限界（防護範囲）を全て
カバーする散水が得られないことがある。

【０００６】すなわち、遠投ノズルを設計位置よりも低
い位置に配設すると、このノズルから放出される消火用
水の飛距離が短くなり、所望の散水分布の先端まで届き
にくい。特にほぼ直方体状の防護範囲における上方かつ
遠方の対辺、すなわち水噴霧ヘッドに対向する対辺の部
分には散水しにくく、更にその辺の左右端は最も遠いた
め最も届きにくい。そのため防護範囲全域にわたり散水
することは困難となる。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑み、確実に直方
体状の防護範囲を覆える散水分布を得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定の範囲
に散水する水噴霧ヘッドにおいて、その放水仰角が１０
度から３２度までの間のいずれかであるノズルを有する
ことを特徴とする。

【０００９】この発明は、本体に近投ノズルと遠投ノズ
ルとを設け、この遠投ノズルの開口の正面に開口軸に対
し傾斜するデフレクタを配設して、所定の範囲に散水す
る水噴霧ヘッドにおいて、デフレクタの水流面の主軸の
仰角が１０度から３２度の間のいずれかになるよう本体
が設置されることを特徴とする。

【００１０】この発明は、本体に近投ノズルと遠投ノズ
ルとを設け、所定の範囲に散水する水噴霧ヘッドにおい
て、近投ノズルの中心軸と遠投ノズルの開口軸とのなす
角度を１１０度から１６０度の間に設定したことを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、直方体状の防護範囲全
体を覆う散水分布が得られるように、防護範囲より上方
の空間を利用し、遠投用のノズルの放水仰角を１０度か
ら３２度までの角度の間のいずれかの角度を、その防護
範囲の大きさ（すなわち必要な射程距離）に応じて選ん
で設置することで可能となった。また、放水仰角を３２
度にすると、射程距離を最大にすることが出来た。

【００１２】また、本発明は、建築限界に近接して、且
つ、突出して設けられた水噴霧ヘッドの遠投ノズルが防
護範囲の遠方の領域に散布し、近投ノズルが防護範囲の
近傍の領域を散布するとき、遠投ノズルの開口軸と近投
ノズルの中心軸とのなす角度を１１０度から１６０度の
いずれかに設定することで、防護範囲を全て覆うことが
出来た。

【００１３】

【実施例】この発明の実施例を図１から図６により説明
する。図６は上側に、本発明の一実施例としての水噴霧
ヘッド３が設けられるトンネルＴｎの断面図、及び水噴
霧ヘッド３からのトンネル断面に対する散水形状を、放
水された消火用水Ｗの流線で示し、下側にトンネル路面
１９への散水分布の右半分を示したものであり、左半分
は右と対称となるので省略している。

【００１４】図６において、トンネルＴｎの壁面１上部
には、ケーブルラック２が突出して設けられ、その下部
に遠投ノズル５と近投ノズル４とを有する水噴霧ヘッド
３が、通常よりはかなり低い位置、すなわち防護範囲２
０の上面２０ａに近接して設けられている。

【００１５】図１において、この水噴霧ヘッド３は、図
示しない給水管に接続された本体６と、この本体６に螺
着された近投ノズル４及び遠投ノズル５とを備えてい
る。この両ノズル４，５の中心軸４ｃと開口軸５ｃは鉛
直線Ｖに対して互いに異なった角度α、βで傾斜してい
る。この傾斜角度は必要に応じて適宜選択されるが、た
とえば、角度αは２０度、角度βは１６０度が採用され
る。すなわち、両ノズル４，５の中心軸４ｃと開口軸５
ｃのなす角度は１４０度である。

【００１６】近投ノズル４には、スパイラル７が内蔵さ
れ、その先端には防塵キャップ８が装着されている。こ
の防塵キャップ８は放水圧により吹き飛ばされる。

【００１７】遠投ノズル５の先端部には、デフレクタ１
０が設けられている。デフレクタ１０の支持アーム１１
は、押えナット１２によりノズル５に固定され、デフレ
クタ１０は、ノズル開口５ａの正面に間隔をおいて対向
し、この開口軸５ｃに対して傾斜して設けられている。
１０ａは、デフレクタ１０のノズル開口５ａ側の面であ
り、この開口５ａからの噴流が当たる水流面である。Ｚ
は、この水流面１０ａ上にあり、かつ開口軸５ａと同一
平面上にある主軸である。開口軸５ｃと水流面１０ａの
主軸Ｚのなす角度は適宜選択されるが、例えば３０度が
採用される。すなわち設置状態の主軸Ｚの仰角は水平に
対し１０度ということになる。

【００１８】図２において、デフレクタ１０は、Ｖ字状
反射板１５と、このＶ字状反射板１５の両側縁１５ａに
それぞれ連続する傾斜抑え板１６と、を備えている。こ
のデフレクタ１０の平面図を示す図５のＹ-Ｙ線断面、
すなわち、デフレクタ１０の放射方向Ａ１０に対して垂
直なノズル方向への断面における水流面１０ａは、図４
に示すようにＷ字形に形成されている。図３は、図５の
Ｘ-Ｘ線断面を示す。

【００１９】Ｖ字状反射板１５は、基端１５ｂから先端
１５ｃに向かって幅が広くなっており、又、その中心角
θは、散水分布先端揃え角、すなわち、図６における散
水分布１８の先端１８ａがほぼ一直線状に揃い、その一
部が飛び出ない様に散水できる角度に形成されている。
この揃え角θは、ノズル５からの噴出圧力等を考慮して
適宜選択されるが、例えば、揃え角θとして１３５度が
採用される。

【００２０】傾斜抑え板１６は、基端１６ｂから先端１
６ｃに向かって幅が狭くなっており、又、このＶ字状反
射板１５に対し、傾斜角γ傾いている。この傾斜角γ
は、散水分布の幅方向の広がりを考慮して適宜選択され
るが、例えば、傾斜角γとして１３０度が採用される。
なお、１４は防塵キャップであるが、このキャップ１４
は放水圧により吹き飛ばされる。

【００２１】ところで、開口軸に対するデフレクタの傾
斜角度や形状、放水仰角と放水圧力、及びトンネルの対
面壁までの距離やトンネル断面形状によっては、遠投ノ
ズルからの放水流がその対面壁へまともに衝突して防護
範囲に通過散水しない場合がある。その場合はその衝突
水は無効水となってしまう。

【００２２】そこで、遠投ノズルの放水仰角を３２度以
上にすると、射程が短くなり、放水流が山なりに高くな
るので、このことを利用し、条件を選ぶことにより上記
のようなトンネル対面壁への衝突水を少なくし、しかも
防護範囲を全て散水することができる。放水仰角または
遠投ノズルのデフレクタの水流面の主軸を３２度から４
５度のいずれかを適宜選ぶことで、このことが可能とな
る。

【００２３】次に、本実施例の作動について説明する。
火災発生時に、消火用水Ｗを本体６に圧送すると、消火
用水Ｗは近投ノズル４と遠投ノズル５とから同時に放水
され、図６に示すように、路面１９上に散水される。そ
のため、トンネルＴｎ内の路面１９には、所定形状の散
水分布領域、例えば横９ｍ縦５ｍの方形状の散水分布１
８が形成され、高さ４．５ｍの立体的な防護範囲２０は
噴霧状の消火用水に完全に覆われる。

【００２４】この時、近投ノズル４から放出される消火
用水Ｗは、この水噴霧ヘッド３に近い側に散水し、前記
方形状の散水分布１８の水噴霧ヘッド３側の約２／３に
わたり散水される。なお、防塵キャップ８，１４は、ノ
ズル４，５から噴出される消火用水Ｗにより吹き飛ばさ
れる。

【００２５】遠投ノズル５から放出される消火用水Ｗ
は、開口５ａから棒状となって噴出されデフレクタ１０
の水流面１０ａに衝突し、そのまま水流面１０ａの傾斜
の方向に沿って方向を曲げられ、且つ板状になって防護
範囲２０の上方に放水され、前記方形状の散水分布１８
の遠方側の約１／３にわたり散布される。

【００２６】この時、デフレクタ１０の水流面１０ａの
主軸Ｚの仰角が１０度であるので、少なくとも仰角１０
度にて放水され、直方体状の防護範囲２０の遠方の上
辺、すなわち水噴霧ヘッド３に対向する上辺２０ｂに届
く散水が可能となった。

【００２７】また、水流面１０ａは多面体であり、開口
５ａからの棒状の噴流を、揃え角１３５度（左右２２．
５度ずつ上方に傾斜）を持つＶ字状の２面で分けるもの
であるが、主軸Ｚが１０度の仰角を有することにより、
この２面は左右の斜め前方に更に大きな仰角を有する面
（実際には、前方に対し左右に約６７度振った方向で、
水平に対し約２４．５度の仰角を持つ面）となり、消火
用水Ｗをガイドするので、最も遠い上辺２０ｂの左右端
にも届く放水が可能になった。

【００２８】詳述すると、遠投ノズル５の開口５ａから
の棒状噴流が最初に衝突する第一の水流面の、衝突点に
立てた法線と、噴流軸つまり開口軸５ｃと、が形成する
水流方向平面が想定され、この水流方向平面と第一の水
流面との交線が、噴流が第一の水流面上を進む主な通り
道となる。

【００２９】実際には、水流面１０ａに衝突した消火用
水Ｗ噴流は、図２のＷ１で示すように周囲に広がり分散
していくが、その中での強い流れが上記交線上に進む流
れであり、本実施例の場合、その交線の方位は前方に対
し左右にそれぞれ三十数度振った方向で、仰角は２０度
程度となる。

【００３０】さて、遠投ノズル５が多面体のデフレクタ
１０を有するノズルの場合、放水仰角は、デフレクタ
１０の主軸Ｚ方向（正面方向の仰角）、デフレクタ１
０の水流面１０ａの面の方向と遠投ノズル５の開口５ａ
からの噴流方向（開口軸５ｃ方向）とにより決まる仰角
（正面から左右に外れた方向の仰角）、である。

【００３１】しかし、実際には、デフレクタ１０の大
きさが遠投ノズル５の開口５ａの大きさに近い場合や小
さい場合、放水仰角はデフレクタ１０によりガイドされ
る方向より若干噴流方向に押されて大きくなることが発
明者は経験上知った。本実施例の場合は５度から１０度
程度大きく現れるため、本実施例における仰角１０度の
主軸Ｚ方向の実際の放水仰角は１５度〜２０度程度であ
る。

【００３２】以上のように、放水仰角が１０度から３２
度までの間のいずれかであるノズルが防護範囲全てを確
実に覆うことができる。

【００３３】ところで、ケーブルラック２の突出物があ
る場合は、ケーブルラック２よりも低い位置に、且つ、
防護範囲２０よりも高い位置に水噴霧ヘッド３を設置す
る必要があるが、更にケーブルラック２よりもトンネル
Ｔｎ内側方向に突出させる必要がある。これは、水噴霧
ヘッド３の上部にケーブルラック２があると、遠投ノズ
ル５が上方に放水しようとするとケーブルラック２が散
水障害になるからである。

【００３４】このように水噴霧ヘッド３をケーブルラッ
ク２よりもトンネルＴｎ内側方向に突出させると、水噴
霧ヘッド３設置部の下方の防護範囲２０で特に上辺２０
ｃが散水しにくくなるため、近投ノズル４は俯角を従来
と同じか、それよりも大きくとる必要がある。この実施
例では、近投ノズル４の俯角を前方水平より７０度に設
定する。

【００３５】一方、遠投ノズル５においては、遠方の防
護範囲２０の対辺２０ｂに消火用水Ｗが散水されるよ
う、デフレクタ１０の水流面１０ａの主軸Ｚの仰角を例
えば１０度にする。それは、近投ノズル４の中心軸４ｃ
と遠投ノズル５の開口軸５ｃとのなす角度を、例えば１
４０度と広く設定することにより可能となる。このよう
に、近投ノズル４の中心軸４ｃと遠投ノズル５の開口軸
５ｃとのなす角度を、広く設定することにより、防護範
囲２０の両上辺２０ｂ、２０ｃに散水でき、防護範囲２
０全体を散水カバーできる。

【００３６】本発明は、上記の例だけでなく、ノズルは
デフレクタが無いノズル、例えば棒状ノズルや扇状に散
布するノズルにも適応できる。また、本体に遠投ノズル
と近投ノズルの二つだけを有する水噴霧ヘッドに限ら
ず、水噴霧ヘッドの本体に他のノズルが設けられていて
も構わず、逆に放水するノズルが１つだけの水噴霧ヘッ
ドでもよい。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、以下のような効果がある。
水噴霧ヘッドのノズルの放水仰角が１０度から３２度ま
で間のいずれかであるので、水噴霧ヘッドに対向する防
護範囲の対辺を越えて散水可能となり、また最も遠い対
辺の左右端にも届く放水が可能になったため、直方体状
の防護範囲全てを確実に覆うことができる。

【００３８】また、遠投ノズルのデフレクタの水流面の
主軸の仰角が１０度から３２度の間のいずれかになるよ
う本体を設置することで、直方体状の防護範囲全てを確
実に覆う水噴霧ヘッドを得ることができる。

【００３９】近投ノズルの中心軸と遠投ノズルの開口軸
とのなす角度を１１０度から１６０度の間に設定したこ
とにより、直方体状の防護範囲全てを確実に覆う水噴霧
ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】同要部拡大正面図である。

【図３】図５のＸ-Ｘ線断面図である。

【図４】図５のＹ-Ｙ線断面図である。

【図５】図２の平面図である。

【図６】水噴霧ヘッドをトンネル内に取り付けた状態を
示すトンネルの断面図であり、かつ、水噴霧ヘッドから
散水形状及び路面への散水分布を示す図である。

【符号の説明】

３：水噴霧ヘッド、４：近投ノズル、４ｃ：中心軸、
５：遠投ノズル、５ａ：ノズル開口、５ｃ：開口軸、
６：本体、１０：デフレクタ、１０ａ：水流面、１５：
Ｖ字状反射板、１８：散水分布、１８ａ：先端、１９：
トンネル路面、２０：防護範囲、２０ｂ、２０ｃ：上
辺、Ｔｎ：トンネル、Ｗ：消火用水、Ｚ：主軸、θ：揃
え角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の範囲に散水する水噴霧ヘッドにおい
   て、その放水仰角が１０度から３２度までの間のいずれ
   かであるノズルを有することを特徴とする水噴霧ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】本体に近投ノズルと遠投ノズルとを設け、
   この遠投ノズルの開口の正面に開口軸に対し傾斜するデ
   フレクタを配設して、所定の範囲に散水する水噴霧ヘッ
   ドにおいて、前記デフレクタの水流面の主軸の仰角が１
   ０度から３２度の間のいずれかになるよう前記本体が設
   置されることを特徴とする水噴霧ヘッド。
3. 【請求項３】本体に近投ノズルと遠投ノズルとを設け、
   所定の範囲に散水する水噴霧ヘッドにおいて、前記近投
   ノズルの中心軸と前記遠投ノズルの開口軸とのなす角度
   を１１０度から１６０度の間に設定したことを特徴とす
   る水噴霧ヘッド。