JP2003250923A - 水幕式防火システム用放水ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定条件下でもより広範囲に放水が可能であ
り、その結果得られる防火性能も維持できる、水幕式防
火システム用放水ヘッドを提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明にかかる水幕式防火システム用放
水ヘッドは、対象領域の内部に防火用の水幕を形成する
防火システムに配置される放水ヘッド２０であって、放
水対象になる水の加圧方向に沿って連続的または断続的
に配置された複数の放水孔２６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象領域の内部に
防火用の水幕を形成する水幕式防火システムに関し、特
に、この防火システムに配置されて放水を行う、水幕式
防火システム用放水ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、防火の対象領域内に水幕（ウ
ォータースクリーン）を形成する、水幕式の防火システ
ムが提案されている（本件出願人による特願２００１−
５１５２０号参照）。この防火システムは、対象領域の
天井に設けた放水ヘッドと、この放水ヘッドに水を加圧
供給する水供給機構と、対象領域内における火災発生を
感知する火災感知機構とを備えて構成されていた。そし
て、対象領域内で火災が発生したことが火災感知機構に
よって感知されると、水供給機構によって放水ヘッドに
水が供給され、この放水ヘッドから対象領域に対して水
が粒子状態で放出されて略円錐状に拡散し、水幕が形成
される。

【０００３】このような水幕式の防火システムによれ
ば、水幕によって対象領域を隔絶して防火区画を形成す
る。そして、この防火区画に上記火災による炎や煙が侵
入することを防止して延焼等を防ぐことができる。ま
た、この防火システムによれば、水幕の内外を人が出入
りすることができるので避難活動や救助活動をスムーズ
に行うことができると共に、防火区画の境界上に障害物
が存在していても、この障害物の形状に応じて水幕が形
成されるので隔絶性を維持することができる。

【０００４】このような水幕式防火システムにおいて、
従来、放水を行う放水ヘッドは、単に一つの放水孔から
放水を行うように構成されていた。図６には、従来の放
水ヘッドの側面図および縦断面図を示す。この図６に示
すように、従来の放水ヘッド１００は、放水ヘッド１０
０の一端に配置された流入口１０１と、放水ヘッド１０
０の内部に形成された流水路１０２と、放水ヘッド１０
０の他端に配置された一つの放水孔１０３とを備えて構
成されていた。そして、図示しない水源から加圧供給さ
れた水が、流入口１０１から流水路１０２に流入し、さ
らに流水路１０２を通って放水孔１０３から放水されて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対象領
域を分断するだけの規模の水幕を形成するには、複数個
の放水ヘッドにより水幕を連結させる必要があった。そ
のため、放水ヘッド１個あたりが実現する水幕の範囲に
よりその配置個数が決定されていた。一つの放水孔１０
３から放水するように構成されていた従来の放水ヘッド
１００を使った水幕式防火システムでは、放水ヘッド１
００から放出された水をより広範囲に分布させるための
拡散部等を別個に設けたり、放水ヘッド１００の数を増
やして取り付けの間隔を狭めて隙間が生じないようにし
ていた。このような対策は、目標とする防火性能を得る
ために余儀なくされるものであるが、放水ヘッド１００
の個数が増えると、必要な水量を確保するために給水機
構は大型化しなければならず、放水ヘッドに到達する前
に所定の圧力値まで制御する機構は複雑化が進み、放水
ヘッド毎に追従的に拡散部を備えることとあわせて、設
備コストが増大する一因になっていた。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、一定条件下でもより広範囲に放水が可能であり、そ
の結果得られる防火性能も維持できる水幕式防火システ
ム用放水ヘッドを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、請求項１に記載の水幕式防火システム用放水ヘ
ッドは、対象領域の内部に防火用の水幕を形成する水幕
式防火システムに配置される放水ヘッドであって、放水
（放出）対象になる水の加圧方向に沿って連続的または
断続的に配置された複数の放水孔を備えることを特徴と
する。

【０００８】この放水ヘッドによれば、複数箇所から水
が放水されることになり、同一条件下でも単一の放水ヘ
ッドにより広範囲に水幕を形成することができる。その
ため、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更するこ
となく防火効率を向上させることができるので、設備コ
ストを低減することができる。

【０００９】また、請求項２に記載の水幕式防火システ
ム用放水ヘッドは、請求項１に記載の水幕式防火システ
ム用放水ヘッドにおいて、上記複数の放水孔の各々の近
傍位置において、各放水孔から放水された水を上記加圧
方向と異なる方向に拡散するための拡散手段を備えるこ
とを特徴とする。

【００１０】この放水ヘッドによれば、複数箇所から放
出される水の進行方向を、加圧方向以外に少なくとも２
つの異なる方向へ変化させるため、同一条件下でも単一
の放水ヘッドで、より広範囲に水幕を形成することがで
きる。そして、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変
更せずに、防火効率を向上させることができるので、防
火システム全体の設備コストを低減することができる。

【００１１】また、請求項３に記載の水幕式防火システ
ム用放水ヘッドは、請求項２に記載の水幕式防火システ
ム用放水ヘッドにおいて、上記拡散手段の外形寸法を、
上記加圧方向の本体からヘッドの先端に至るにつれて小
さくしたことを特徴とする。

【００１２】この放水ヘッドによれば、本体付近におけ
る拡散状態を基準とすると、ヘッド先端に遷移するにつ
れて水は広がらなくなっていく。その状態は、加圧方向
と直角な方向から見ると、図３に示すように、頂点の位
置や頂角の大きさが異なる略円錐状に広がった水が入れ
子になってみえる。その個数や位置は、前述の拡散部、
ひいては放水孔の個数や位置に従う。このため、比較的
本体に近い位置からの放水は、より水平に近い角度で飛
翔し、放水ヘッドの中心軸を基準とした相対距離を取り
扱う座標上でより遠くまで到達する。同様に、ヘッド先
端に遷移するにつれて、より近くに向けて水が放出され
る。その結果、相互に干渉することなく放出された水が
多重的に幕を形成し、同一条件でも単一の放水ヘッドに
より広範囲に水幕を形成することができる。そのため、
放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更せずに、防火
効率を向上させることができるので、防火システム全体
の設備コストは低減する。

【００１３】また、請求項４に記載の水幕式防火システ
ム用放水ヘッドは、請求項１および２、または、請求項
３に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドにおいて、
上記加圧方向に沿って螺旋状に延出する螺旋プレートを
備え、上記放水孔を上記螺旋プレートの軸方向に沿って
連続的に設けると共に、上記拡散手段を上記螺旋プレー
トの螺旋面として形成したことを特徴とする。

【００１４】この放水ヘッドによれば、複数の放水孔と
拡散部とを、螺旋構造で連続して配置することができる
ので、防火効率を向上させるような放水が可能となり、
同時に、その製造コストを低減することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる水幕式防
火システム用放水ヘッドの実施の形態を図面に基づいて
詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明
が限定されるものではない。

【００１６】〔第１の実施の形態〕まず、第１の実施の
形態について説明する。図１は本実施の形態にかかる水
幕式防火システム用放水ヘッドを示す図であり、（ａ）
は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。また、図
２は水幕式防火システムの全体概要を示す斜視図であ
る。

【００１７】〔システム全体の構成〕最初に、システム
全体の構成について説明する。図２に示すように、建物
内部において、防火の対象になる所定の対象領域１に
は、防火システム１０、および、制御システム４０が設
置されている。

【００１８】このうち、防火システム１０は、放水を行
うことにより対象領域１の内部に水幕を形成する防火手
段であり、対象領域１の天井に設けた複数の放水ヘッド
２０と、これら複数の放水ヘッド２０に水を加圧供給す
る水供給機構３０とを備えて構成されている。

【００１９】このうち、複数の放水ヘッド２０は列状に
配置されて、全体として放水列２１が形成されている。
この放水ヘッド２０の構成の詳細については後述する。

【００２０】また、水供給機構３０は、ポンプ３１、給
水本管３２、放水弁３３、分岐管３４を備えて構成され
ている。このような構成において、制御システム４０の
機能によって放水弁３３が開放されると、図示しない水
源の水がポンプ３１によって加圧された水が給水本管３
２および分岐管３４を経て各放水ヘッド２０に供給さ
れ、この水が放水ヘッド２０から粒子状態で放出されて
略円錐状に拡散し、これが対象領域を分断する様に展開
する。以上の経過を経て、水幕が形成される。そして、
この水幕を境界として、対象領域１が第１の防火区画２
と第２の防火区画３とに区画される。

【００２１】また、制御システム４０は、対象領域１の
内部において所定状態が検知された場合に、防火システ
ム１０を起動する制御手段である。図１に示すように制
御システム４０は、防火区画における火災発生を感知す
る火災感知器４１と、この火災感知器４１からの出力に
基づいて、防火システム１０の制御を行う制御盤４２と
を備えて構成されている。そして、火災感知器４１によ
って火災発生が感知されると、上記水供給機構３０の放
水弁３３に対して弁開放を指示する指示信号を出力す
る。このことにより、上述のように放水ヘッド２０から
の放水が行われる。

【００２２】〔放水ヘッド２０の構成〕次に、放水ヘッ
ド２０の構成について詳細に説明する。この放水ヘッド
２０は、図１に示すように、ヘッド本体２１と、螺旋プ
レート２２とを備えて構成されている。このうち、ヘッ
ド本体２１は、中空筒状に形成されており、その内部
に、流入口２３、流水路２４、および、流水口２５を備
えて構成されている。そして、このヘッド本体２１に対
して公知の構造にて接続された分岐管３４から水が加圧
供給されると、この水が流入口２３を介して流水路２４
に流入し、さらに流水口２５を介してヘッド本体２１か
ら螺旋プレート２２へ向けて流出する。

【００２３】また、螺旋プレート２２は、ヘッド本体２
１と一体に形成されるもので、ヘッド本体２１から螺旋
状に延出するように形成されている。この螺旋プレート
２２は、その軸方向が、水の加圧方向（一般的には上記
ヘッド本体２１の流入口２３から流水口２５に至る方向
であって、放水ヘッド２０が天井または床面に設置され
る場合には鉛直方向、放水ヘッド２０が壁面に設置され
る場合には水平方向）に沿うように形成されている。

【００２４】ここで、螺旋プレート２２には、複数の放
水孔２６が設けられている。この放水孔２６は、ヘッド
本体２１の流水口２５から螺旋プレート２２の先端部に
至るまで、螺旋プレート２２の横断面の略中心位置を連
続的に貫通するように形成されている。したがって、流
水口２５から流出した水は、この放水孔２６を通って螺
旋プレート２２の先端部に流入するが、この流入経路中
の各放水孔２６において、螺旋プレート２２の外部に放
水される。

【００２５】なお、本実施の形態において、１つの長手
状の放水孔２６が形成されていると考えることもできる
が、ここでは、複数（連続する場合には無限数）の放水
孔２６が連続的に配置されており、その結果として一体
の長手状の放水路が形成されているものと考える。しか
しながら、複数の放水孔２６を、連続的ではなく、断続
的に配置してもよい。このように放水ヘッド２０には複
数の放水孔２６が設けられているため、図３の放水状態
における放水ヘッド２０の正面図および図４の水幕等の
正面図に示すように、放水ヘッド２０の複数箇所から水
が放水されることになり、水が多重状に放水されて水幕
（図４において符号Ｗ）が形成される。

【００２６】また、図１において、螺旋プレート２２の
各放水孔２６の各々の近傍位置には、拡散部２７が形成
されている。この拡散部２７は、各放水孔２６から放水
された水を加圧方向と異なる方向に拡散するための拡散
手段であり、本実施の形態においては、螺旋プレート２
２の板状の螺旋面が拡散部２７として機能する。すなわ
ち、各放水孔２６から流出した水は、螺旋プレート２２
の拡散部２７に接触し、その螺旋面に沿った螺旋方向へ
の力（横方向への力と、螺旋プレート２２の軸を中心と
する遠心力との合力）を受け、螺旋プレート２２の外部
に放出される。このように拡散部２７が設けられている
ため、図３、４に示すように、従来の放水範囲に比べ
て、水が拡散的に放水される。

【００２７】例えば、このような放水ヘッド２０によれ
ば、水幕Ｗの放水角αは約１７０度まで広がり、放水ヘ
ッド２０の近傍位置においては、水幕の最上面が天井面
とほぼ並行になるので、両者の隙間がほとんどなくな
り、単一の放水ヘッドでより広範囲に水幕を形成する。

【００２８】特に、本実施の形態において、拡散部２７
は、図１に示すように、Ｄ１〜Ｄ２〜Ｄ３の如く、加圧
方向の水源近傍位置（本体付近）から水源遠方位置（ヘ
ッド先端）に至るにつれて（螺旋プレート２２の基部か
ら先端部に至るにつれて）、その外形寸法（本実施の形
態のように拡散部２７が円形状に形成されている場合に
は外径）が、順次小さくなるように形成されている。こ
のため、螺旋プレート２２の基部近傍位置においては、
比較的大きい径の拡散部２７によって水が遠方に拡散さ
れ、螺旋プレート２２の先端近傍位置においては、比較
的小さい径の拡散部２７によって水が近方に拡散される
ので、これら拡散された水が相互に干渉することなく多
重的に水幕を形成する。

【００２９】このように本実施の形態によれば、放水ヘ
ッド２０には、複数の放水孔２６が設けられているため
に水が多重状に放水される。また、拡散部２７が設けら
れているために水が拡散的に放水されるので、広幅の水
幕を容易に形成でき、防火効果は維持しつつ、システム
にかかる費用を軽減できる。特に、本実施の形態におい
ては、これら複数の放水孔２６と拡散部２７とを、螺旋
構造という簡易な構造で統合的に達成しているので、簡
易な構造で放水ヘッド２０を構成でき、その製造コスト
を低減することができる。

【００３０】〔第２の実施の形態〕次に、第２の実施の
形態について説明する。ただし、特に説明なき構成およ
び処理については第１の実施の形態と同様であり、同様
の構成要素を実施の形態１と同じ名称および符号を付し
て説明する。この実施の形態は概略的に、螺旋構造以外
の構造によって放水孔の多重化と拡散構造とを達成した
放水ヘッドに関するものである。図５は本実施の形態に
かかる水幕式防火システム用放水ヘッドを示す図であ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図であ
る。

【００３１】本実施の形態における放水ヘッド５０は、
図５に示すように、ヘッド本体５１、導水管５２、およ
び、拡散プレート５３を備えて構成されている。

【００３２】このうち、ヘッド本体５１は、実施の形態
１の放水ヘッド５０のヘッド本体５１と同様に、中空筒
状に形成されており、その内部に、流入口５４、流水路
５５、および、流水口５６を備えて構成されている。

【００３３】また、導水管５２は、ヘッド本体５１から
連続する中空筒状の管体であり、その内部に、ヘッド本
体５１の流水口５６から流出した水が流入する。この導
水管５２には、その側壁５７を貫通する複数の放水孔５
８が形成されており、導水管５２の内部に流入した水
が、各放水孔５８を通って当該放水ヘッド５０の外部に
放水される。特に、本実施の形態において、放水孔５８
は、放水対象になる水の加圧方向に沿った複数位置（導
水管５２の軸方向に沿った複数位置）に断続的に形成さ
れている。また、各位置において、複数の放水孔５８が
形成されている。

【００３４】また、拡散プレート５３は、導水管５２に
一体に形成される板状体の拡散手段であり、各放水孔５
８の形成位置の近傍に配置されている。そして、各放水
孔５８から流出した水が当該拡散プレート５３に接触す
ることにより、この水が拡散状に放出される。

【００３５】このように、本実施の形態によれば、放水
ヘッド５０には、複数の放水孔５８が設けられているた
めに水が多重状に放出され、また、拡散プレート５３が
設けられているために水が拡散的に放出されるので、広
幅の水幕を容易に形成でき、防火効果は維持しつつ、シ
ステムにかかる費用を低減できる。特に、このように放
水孔５８を加圧方向に沿って断続的に設けた場合におい
ても、水を多重的に放水することができる。

【００３６】〔他の実施の形態〕さて、これまで本発明
の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した
実施の形態以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技
術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて
実施されてよいものである。

【００３７】例えば、前述した第２の実施の形態におい
ては、拡散プレート５３を省略した場合においても、放
水孔５８によって水を多重的に放水することができる。
また、前述した第１の実施の形態においては、放水孔２
６のみ設けた場合においても、拡散部２７によって水を
拡散的に放水することができる。

【００３８】また、放水孔２６、５８、拡散部２７、あ
るいは、拡散プレート５３の形状や位置は変更可能であ
り、例えば、実施の形態１における拡散部２７の外形寸
法は、螺旋プレート２２の各部において同一であっても
よく、あるいは、螺旋プレート２２の先端部に至るにつ
れて大きくなるようにしてもよい。あるいは、実施の形
態２における拡散プレート５３の導水管５２に対する角
度は、図示のような鈍角以外にも、水平や鋭角にするこ
ともできる。

【００３９】また、実施形態において説明した各処理の
うち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全
部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手
動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または
一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この
他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順等
については、特記する場合を除いて任意に変更すること
ができる。

【００４０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、複数箇所から水が放水されることになり、水が多重
状に放出されるので、単一ヘッドによる水幕範囲を広げ
ることができる。このように、放水ヘッド以外の基本的
なシステムは変更することなく防火効率を向上させるこ
とができるので、設備コストを低減することができる。

【００４１】また、本発明によれば、水が拡散的に放水
されるので、広幅の水幕を形成することができ、水幕に
よる防火効率を向上させることができる。

【００４２】また、本発明によれば、比較的本体に近い
位置からの放水は、より水平に近い角度で飛翔し、放水
ヘッドの中心軸を基準とした相対距離を取り扱う座標上
でより遠くまで到達する。同様に、ヘッド先端に遷移す
るにつれて、より近くに向けて水が放出される。その結
果、相互に干渉することなく放出された水が多重的に幕
を形成し、同一条件でも単一の放水ヘッドにより広範囲
に水幕を形成することができる。そのため、放水ヘッド
以外の基本的なシステムは変更せずに、防火効率を向上
させることができるので、防火システム全体の設備コス
トは低減する。本体付近における拡散状態を基準とする
と、ヘッド先端においては水が比較的遠方に拡散され、
水源遠方位置においては水が比較的近方に拡散されるの
で、これら拡散された水が相互に干渉することなく多重
的に水幕を形成し、防火効率を一層高めることができ
る。

【００４３】また、本発明によれば、複数の放水孔と拡
散部とを、螺旋構造で連続して配置することができるの
で、防火効率を向上させるような放水が可能となり、同
時に、その製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる水幕式防火
システム用放水ヘッドを示す図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。

【図２】水幕式防火システムの全体概要を示す斜視図で
ある。

【図３】放水状態における放水ヘッドの正面図である。

【図４】水幕等の正面図である。

【図５】第２の実施の形態にかかる水幕式防火システム
用放水ヘッドを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）
は（ａ）の縦断面図である。

【図６】従来の放水ヘッドの側面図および縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 対象領域 １０ 防火システム ２０、５０ 放水ヘッド ２１、５１ ヘッド本体 ２３、５４ 流入口 ２４、５５ 流水路 ２５、５６ 流水口 ２２ 螺旋プレート ２６ 放水孔 ２７ 拡散部 ５２ 導水管 ５８ 放水孔 ５３ 拡散プレート ３０ 水供給機構 ４０ 制御システム ４１ 火災感知器 ４２ 制御盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗岡 均 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 辻 利秀 東京都品川区上大崎二丁目10番43号 ホー チキ株式会社内 (72)発明者 林 龍也 東京都品川区上大崎二丁目10番43号 ホー チキ株式会社内 Ｆターム(参考） 2E189 KB05 4F033 AA12 BA04 CA14 DA05 EA01 GA01 KA01 LA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象領域の内部に防火用の水幕を形成す
   る水幕式防火システムに配置される放水ヘッドであっ
   て、 放水対象になる水の加圧方向に沿って連続的または断続
   的に配置された複数の放水孔、 を備えることを特徴とする水幕式防火システム用放水ヘ
   ッド。
2. 【請求項２】 上記複数の放水孔の各々の近傍位置にお
   いて、各放水孔から放水された水を上記加圧方向と異な
   る方向に拡散するための拡散手段、 を備えることを特徴とする請求項１に記載の水幕式防火
   システム用放水ヘッド。
3. 【請求項３】 上記拡散手段の外形寸法を、上記加圧方
   向の水源近傍位置から水源遠方位置に至るにつれて小さ
   くしたこと、 を特徴とする請求項２に記載の水幕式防火システム用放
   水ヘッド。
4. 【請求項４】 上記加圧方向に沿って螺旋状に延出する
   螺旋プレートを備え、 上記放水孔を上記螺旋プレートの軸方向に沿って連続的
   に設けると共に、上記拡散手段を上記螺旋プレートの螺
   旋面として形成したこと、 を特徴とする請求項１および２、または、請求項３に記
   載の水幕式防火システム用放水ヘッド。