JP2005224524A - 消火用液体放出ノズルの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 消火用液体を放出する放出ノズルを備える消火用液体放出ノズルの制御システムにおいて、有効放出範囲を特に射程方向において大幅に拡大することにより、屋内型大空間施設における消火活動の安全性を格段に向上させ、人命保護・財産保全に貢献する。
【解決手段】 所定の消火ポンプ４７から給水配管４６を介して供給された水を放出する放水砲４０を備える放水砲消火システム１であって、放水砲４０の放水ノズル４３の俯仰角度を変化させるための俯仰駆動部４４（俯仰角度可変手段）と、放水ノズル４３からの放水中に所定の角度範囲内で放水ノズル４３の俯仰角度を増減させるように自動的に俯仰駆動部４４を往復制御する現場操作盤５０の制御部５２（俯仰制御手段）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、消火用液体放出ノズルの制御システムに関する。

従来より、ドーム型スタジアム、大規模展示場、吹き抜け等の高天井大空間部分を有する建築物、等の屋内型大空間施設に放水砲を設置し、この放水砲の動作を自動的に又は人為的に制御することによって所望の消火活動を行う「消火用放水システム（装置）」が提案され、実用化されている。

例えば、放水砲の砲身を一定の角度範囲内で自動的に旋回運動（首振り運動）させながら放水を行わせるように構成した消火用放水装置が提案されている（特許文献１参照。）。また、ノズル本体と、このノズル本体の外側に往復動自在に取り付けられた外筒と、を有する放水ノズルを設け、この放水ノズルの外筒を駆動部で往復動させることにより放水範囲を周期的に変化させるように構成した消火用放水装置が提案されている（特許文献２参照。）。

また、近年においては、放水ノズルの俯仰角度や噴霧角度の値を適宜組み合わせることにより、例えば図８に示すような複数の有効放水範囲（「直近」、「近Ｎ」、「近Ｆ」、「中」、「遠」）を予め設定し、火災発生時には、放水ノズルから火源までの距離に応じた最適な有効放水範囲を選択して放水するシステムが提案されている。
実公昭５８−２６６８１号公報（第１頁、第３図） 特開２００２−２９１９２０号公報（第３頁、第１図）

しかし、特許文献１に記載の技術を採用すると、放水ノズルの位置と、放出された水が届く位置と、を結ぶ直線の延在方向（以下「射程方向」という）における放水範囲を拡大することができない。また、特許文献２に記載の技術においては、放水ノズルの外筒を往復動させて放水範囲を変化させる構成を採用しているため、ノズルの構造上、放水範囲の拡大領域は必然的に限定されてしまう。従って、これら特許文献１や特許文献２に記載の技術を各々単独で採用しても、屋内型大空間施設における火災を充分に消し止めることができない場合がある。

一方、図８に示すような消火用放水システムを採用すると、発生した火災の位置に応じて最適な有効放水範囲を選択して放水するため、良好な消火効果が期待できるが、設定する有効放水範囲の数が多くなると、その設定作業に手間がかかるという問題がある。また、有効放水範囲を作業者が選択する場合には、有効放水範囲の選択肢が多くなるほどその選択に手間がかかることとなり、場合によっては誤操作が発生して、確実な消火活動が実施できなくなることがある。

本発明の課題は、消火用液体放出ノズルの制御システムにおいて、有効放出範囲を特に射程方向において大幅に拡大することにより、屋内型大空間施設における消火活動の安全性を格段に向上させ、人命保護・財産保全に貢献することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
所定の消火ポンプから給液配管を介して供給された消火用液体を放出する放出ノズルを備える消火用液体放出ノズルの制御システムであって、
前記放出ノズルの俯仰角度を変化させるための俯仰角度可変手段と、
前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの俯仰角度を増減させるように自動的に前記俯仰角度可変手段を往復制御する俯仰制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、俯仰制御手段で俯仰角度可変手段を自動的に往復制御することにより、放出ノズルからの消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で放出ノズルの俯仰角度を増減させることができる。従って、「射程方向」における有効放出範囲を拡大することができるので、屋内型大空間施設における大規模な火災にも対応することができ、きわめて安全・確実な消火活動を実現させることができる。

また、前記した「選択放水システム」に本発明を適用した場合には、有効放水範囲の各々を拡大することができるので、設定する有効放水範囲の数を低減することができる。この結果、有効放水範囲の設定作業や選択に要する手間を格段に低減することができる。また、有効放水範囲の選択肢が少なくなるため、選択の際の誤操作を低減（又は防止）することができ、より確実な消火活動が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の消火用液体放出ノズルの制御システムにおいて、
前記放出ノズルの噴霧角度を変化させるための噴霧角度可変手段と、
前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの噴霧角度を増減させるように自動的に前記噴霧角度可変手段を往復制御する噴霧制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、噴霧制御手段で噴霧角度可変手段を自動的に往復制御することにより、放出ノズルからの消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で放出ノズルの噴霧角度を増減させることができる。従って、「射程方向」における有効放出範囲を一層拡大することができるので、より確実かつ安全な消火活動を実現させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の消火用液体放出ノズルの制御システムにおいて、
前記放出ノズルの旋回角度を変化させるための旋回角度可変手段と、
前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの旋回角度を増減させるように自動的に前記旋回角度可変手段を往復制御する旋回制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、旋回制御手段で旋回角度可変手段を自動的に往復制御することにより、放出ノズルからの消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で放出ノズルの旋回角度を増減させることができる。従って、「射程方向」における有効放出範囲を拡大することができることに加え、「幅方向」における有効放出範囲も拡大することができるので、より確実かつ安全な消火活動を実現させることができる。

請求項４に記載の発明は、
所定の消火ポンプから給液配管を介して供給された消火用液体を放出する放出ノズルを備える消火用液体放出ノズルの制御システムであって、
前記放出ノズルの噴霧角度を変化させるための噴霧角度可変手段と、
前記放出ノズルの旋回角度を変化させるための旋回角度可変手段と、
前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの噴霧角度を増減させるように自動的に前記噴霧角度可変手段を往復制御する噴霧制御手段と、
前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの旋回角度を増減させるように自動的に前記旋回角度可変手段を往復制御する旋回制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、噴霧制御手段で噴霧角度可変手段を自動的に往復制御することにより、放出ノズルからの消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で放出ノズルの噴霧角度を増減させることができる。また、旋回制御手段で旋回角度可変手段を自動的に往復制御することにより、放出ノズルからの消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で放出ノズルの旋回角度を増減させることができる。従って、「射程方向」における有効放出範囲を拡大することができることに加え、「幅方向」における有効放出範囲も拡大することができる。この結果、屋内型大空間施設における大規模な火災にも対応することができ、きわめて安全・確実な消火活動を実現させることができる。

また、前記した「選択放水システム」に本発明を適用した場合には、有効放水範囲の各々を拡大することができるので、設定する有効放水範囲の数を低減することができる。この結果、有効放水範囲の設定作業や選択に要する手間を格段に低減することができる。また、有効放水範囲の選択肢が少なくなるため、選択の際の誤操作を低減（又は防止）することができ、より確実な消火活動が可能となる。

本発明によれば、消火用液体放出ノズルの制御システムの有効放出範囲を、特に射程方向において大幅に拡大することにより、屋内型大空間施設における消火活動の安全性を格段に向上させることができ、人命保護・財産保全に貢献することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る消火用液体放出ノズルの制御システムの一例として「放水砲消火システム」を挙げて説明することとする。本実施の形態に係る放水砲消火システムは、図２に示すような南北に長い矩形のフィールドＦと、その周囲に設けられた略円形のスタンドＳと、を有する屋内競技場Ｄに設置されて消火活動を行うものである。

まず、図１〜図５を用いて、本実施の形態に係る放水砲消火システム１の構成について説明する。

本実施の形態に係る放水砲消火システム１は、図１に示すように、２台の赤外線火災検出器１０、２台の火災検出器画像処理盤２０、４台のＩＴＶカメラ３０、２台の放水砲４０、２台の現場操作盤５０、中央操作卓６０、等を備えて構成されている。図２に示すように、放水砲消火システム１の２台の赤外線火災検出器１０は東西のスタンドＳに設置され、２台の放水砲４０は南北のスタンドＳに設置されている。また、４台のＩＴＶカメラ３０は、フィールドＦの四隅付近に設置されている。

赤外線火災検出器１０は、火炎から放射される赤外線放射エネルギを検出する赤外線センサと、この赤外線センサの水平・垂直方向における走査を実現させる走査機構と、を有しており、屋内競技場Ｄ内を連続的に走査して火災を検出するものである。赤外線火災検出器１０は、中央操作卓６０の指令に基づいて火災検出器画像処理盤２０の制御部により駆動制御される。

火災検出器画像処理盤２０は、中央操作卓６０からの指令に基づいて赤外線火災検出器１０やＩＴＶカメラ３０を駆動制御する制御部を有しており、赤外線火災検出器１０によって検出された屋内競技場Ｄ内の赤外線放射エネルギを画像データに変換して、赤外線放射エネルギ分布図（熱画像）を生成する。火災検出器画像処理盤２０で生成された熱画像は中央操作卓６０に伝送され、中央操作卓６０の制御部により火災位置が特定されることとなる。

ＩＴＶカメラ３０は、火災検出器画像処理盤２０の制御部によって制御されることにより、赤外線火災検出器１０等で検出された火災位置に対する自動照準を行い、火災の画像情報を取得する。ＩＴＶカメラ３０によって取得した火災の画像情報は、中央操作卓６０のモニタに表示される。なお、本実施の形態においては、火災に最も近いＩＴＶカメラ３０で取得した火災の画像情報を中央操作卓６０のモニタに表示するようにしている。

放水砲４０は、赤外線火災検出器１０等で検出された火災に対する放水・消火を行うものである。放水砲４０は、図３に示すように、所定の設置場所に固定され内部に給水配管が設けられた柱体４１、柱体４１の上端部に取り付けられ内部に給水配管が設けられた砲身４２、砲身４２の先端に設けられ給水配管を経由して供給された水の放出口となる放水ノズル４３、俯仰駆動部４４、旋回駆動部４５、等を備えて構成されている。

放水ノズル４３は、ノズル本体と、このノズル本体の外周に取り付けられた外筒と、この外筒を往復動させる駆動部と、を有しており、駆動部で外筒を往復動させることにより、放水ノズル４３の噴霧角度（ノズルから放出された直後の水流の広がり角度）を変化させることができる。すなわち、これら（図示されていない）ノズル本体、外筒及び駆動部は、本発明における噴霧角度可変手段を構成する。

本実施の形態においては、放水ノズル４３の外筒を駆動する駆動部として、減速機付のＡＣサーボモータ及びスクリュージャッキを採用しており、「０°〜１１０°」の範囲で噴霧角度を変化させることができるようになっている。また、放水ノズル４３の噴霧角度を、ＡＣサーボモータに内蔵されたロータリエンコーダで検出するようにしている。

俯仰駆動部４４は、本発明における俯仰角度可変手段であり、略水平方向に延在する回転軸を中心に砲身４２を回動させることにより、砲身４２（放水ノズル４３）の俯仰角度を変化させるものである。本実施の形態においては、俯仰駆動部４４として、減速機付のＡＣサーボモータ及びウォームギアを採用しており、「−３５°〜９０°」の範囲で俯仰角度を変化させることができるようになっている。また、放水ノズル４３の俯仰角度を、ＡＣサーボモータに内蔵されたロータリエンコーダで検出するようにしている。

旋回駆動部４５は、本発明における旋回角度可変手段であり、略鉛直方向に延在する回転軸を中心に砲身４２を回動させることにより、砲身４２（放水ノズル４３）の旋回角度を変化させるものである。本実施の形態においては、旋回駆動部４５としても減速機付のＡＣサーボモータ及びウォームギアを採用しており、「−１６５°〜１６５°」の範囲で旋回角度を変化させることができるようになっている。また、放水ノズル４３の旋回角度を、ＡＣサーボモータに内蔵されたロータリエンコーダで検出するようにしている。

なお、放水砲４０の噴霧角度可変手段、俯仰駆動部４４及び旋回駆動部４５を構成するＡＣサーボモータは、現場操作盤５０や中央操作卓６０の制御部により遠隔制御されるか、又は、現場操作盤５０や中央操作卓６０に設けられた操作部を介して遠隔操作される。

また、放水砲４０の柱体４１の内部に設けられた給水配管は、図１に示すように、外部の給水配管４６を介して消火ポンプ４７に接続されている。そして、外部の給水配管４６には電動弁４８が設けられている。消火ポンプ４７及び電動弁４８は、放水砲４０の放水ノズル４３から所定のタイミングで放水を行わせるためのものである。消火ポンプ４７は、中央操作卓６０の制御部により遠隔制御されるか、中央操作卓６０に設けられた操作部を介して遠隔操作される。電動弁４８は、現場操作盤５０の制御部５２により遠隔制御されるか、現場操作盤５０の操作部５１を介して遠隔操作される。

現場操作盤５０は、図３に示すように、放水砲４０を遠隔操作するための操作部５１を有している。作業者が現場操作盤５０の操作部５１を操作することにより、放水砲４０のＡＣサーボモータ等を駆動制御して、放水ノズル４３の俯仰角度、旋回角度、噴霧角度等を変化させることができる。また、作業者が現場操作盤５０の操作部５１を操作することにより、放水砲４０に接続された電動弁４８を駆動制御して、所望の放水動作を実現させることができる。

また、現場操作盤５０は、図３に示すように、中央操作卓６０からの指令に基づいて放水砲４０の各駆動部を制御する制御部５２を有している。現場操作盤５０の制御部５２は、作業者が中央操作卓６０の操作部を操作することにより送出された所定の指令（操作信号）、又は、中央操作卓６０の制御部から自動的に送出された所定の指令を受けて、放水砲４０のＡＣサーボモータ等を駆動制御して、放水ノズル４３の俯仰角度、旋回角度、噴霧角度等を変化させることができる。すなわち、現場操作盤５０の制御部５２は、本発明における俯仰制御手段、旋回制御手段及び噴霧制御手段として機能する。

俯仰制御手段としての制御部５２は、中央操作卓６０からの指令を受けて俯仰駆動部４４を往復制御することにより、例えば図４に示すように、基準俯仰角度である「仰角１５°」を中心とした有限角度範囲「仰角１０°〜仰角２０°」内で放水ノズル４３の仰角を周期的に増減させることができる。従って、図４に示すように、「仰角１０°」の時の有効放水範囲から「仰角２０°」の時の有効放水範囲までの拡大された有効放水範囲において消火を行うことができる。

旋回制御手段としての制御部５２は、中央操作卓６０からの指令を受けて旋回駆動部４５を往復制御することにより、例えば図４（ｂ）又は図５（ｂ）に示すように、基準旋回角度である「２．５°」を中心とした有限角度範囲「０°〜５°」内で放水ノズル４３の旋回角度を周期的に増減させることができる。従って、図４（ｂ）又は図５（ｂ）に示すように、「旋回角度０°」の時の有効放水範囲から「旋回角度５°」の時の有効放水範囲までの拡大された有効放水範囲において消火を行うことができる。

噴霧制御手段としての制御部５２は、中央操作卓６０からの指令を受けて放水ノズル４３の駆動部を往復制御することにより、例えば図５に示すように、基準噴霧角度である「２０°」を中心とした有限角度範囲「１０°〜３０°」内で放水ノズル４３の噴霧角度を周期的に増減させることができる。従って、図５に示すように、「噴霧角度１０°」の時の有効放水範囲から「噴霧角度３０°」の時の有効放水範囲までの拡大された有効放水範囲において消火を行うことができる。

また、現場操作盤５０の制御部５２は、作業者が中央操作卓６０の操作部を操作することにより送出された所定の指令（操作信号）、又は、中央操作卓６０の制御部により自動的に送出された所定の指令を受けて、放水砲４０に接続された電動弁４８を駆動制御して、所望の放水動作を実現させることができる。

中央操作卓６０は、放水砲消火システム１の集中監視及び統合制御を行うものであり、各種情報を表示するモニタ、各種操作を行う操作部、各種制御を行う制御部、等を備えている。

中央操作卓６０の制御部は、放水砲４０の放水ノズル４３からの放水中に、所定の基準俯仰角度を中心とした有限角度範囲内で砲身４２（放水ノズル４３）の俯仰角度を周期的に増減させるための指令（往復制御指令）を現場操作盤５０に対して送出する。かかる往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２（俯仰制御手段）は、自動的に俯仰駆動部４４を往復制御する。

また、中央操作卓６０の制御部は、放水砲４０の放水ノズル４３から放水する間、所定の基準旋回角度を中心とした有限角度範囲内で砲身４２（放水ノズル４３）の旋回角度を周期的に増減させるための指令（往復制御指令）を現場操作盤５０に対して送出する。かかる往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２（旋回制御手段）は、自動的に旋回駆動部４５を往復制御する。

また、中央操作卓６０の制御部は、放水砲４０の放水ノズル４３から放水する間、所定の基準噴霧角度を中心とした有限角度範囲内で放水ノズル４３の噴霧角度を周期的に増減させるための指令（往復制御指令）を現場操作盤５０に対して送出する。かかる往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２（噴霧制御手段）は、自動的に放水ノズル４３の駆動部を往復制御する。

次に、図６及び図７を用いて、本実施の形態に係る放水砲消火システム１の制御動作について説明する。本実施の形態においては、図２に示した屋内競技場ＤのフィールドＦの中央付近で発生した火災Ａを消火する際の制御動作について説明する。

まず、作業者が、図７に示すような３種類の有効放水範囲（「近」、「中」、「遠」）毎に、基準俯仰角度、基準噴霧角度及び放水圧力を現場操作盤５０の制御部５２に設定する。また、作業者は、３種類の有効放水範囲毎に、基準俯仰角度を中心とした俯仰角度の有限角度範囲を設定するとともに、基準噴霧角度を中心とした噴霧角度の有限角度範囲を設定し、かつ、旋回角度の有限角度範囲を設定する（初期設定工程：Ｓ１）。

本実施の形態における有効放水範囲「近」は、図７に示すように、射程方向における放水範囲が、放水砲４０の後方約２ｍから放水砲４０の前方約２５ｍまでの「約２７ｍ」とされ、幅方向における放水範囲が「約５ｍ」とされる長円形状の範囲である。そして、本実施の形態においては、有効放水範囲「近」に対応する基準俯仰角度として「仰角−２０°」を採用し、基準俯仰角度を中心とした有効角度範囲として「仰角−３５°〜仰角−１５°」を採用している。また、有効放水範囲「近」に対応する基準噴霧角度として「８０°」を採用し、基準噴霧角度を中心とした有効角度範囲として「５０°〜１１０°」を採用している。また、有効放水範囲「近」に対応する放水圧力として「０．４ＭＰａ」を採用している。

本実施の形態における有効放水範囲「中」は、図７に示すように、射程方向における放水範囲が、放水砲４０の前方約２０ｍから約５５ｍまでの「約３５ｍ」とされ、幅方向における放水範囲が「約５ｍ」とされる略長円形状の範囲である。そして、本実施の形態においては、有効放水範囲「中」に対応する基準俯仰角度として「仰角１５°」を採用し、基準俯仰角度を中心とした有効角度範囲として「仰角１０°〜仰角２０°」を採用している。また、有効放水範囲「中」に対応する基準噴霧角度として「３５°」を採用し、基準噴霧角度を中心とした有効角度範囲として「３０°〜４０°」を採用している。また、有効放水範囲「中」に対応する放水圧力として「０．８ＭＰａ」を採用している。

本実施の形態における有効放水範囲「遠」は、図７に示すように、射程方向における放水範囲が、放水砲４０の前方約５０ｍから約１０２ｍまでの「約５２ｍ」とされ、幅方向における放水範囲が「約５ｍ」とされる略長円形状の範囲である。そして、本実施の形態においては、有効放水範囲「遠」に対応する基準俯仰角度として「仰角２５°」を採用し、基準俯仰角度を中心とした有効角度範囲として「仰角２０°〜仰角３０°」を採用している。また、有効放水範囲「遠」に対応する基準噴霧角度として「１０°」を採用し、基準噴霧角度を中心とした有効角度範囲として「０°〜２０°」を採用している。また、有効放水範囲「遠」に対応する放水圧力として「１．２ＭＰａ」を採用している。

また、本実施の形態においては、放水砲４０の砲身４２が火災の方向を向いた状態の旋回角度を基準旋回角度（０°）とした場合に、基準旋回角度を中心とした有限角度範囲「−２．５°〜２．５」内で砲身４２（放水ノズル４３）の旋回角度を周期的に増減させるように設定している。さらに、作業者は、初期設定工程Ｓ１において、自動照準モードと手動照準モードの何れかを選択して設定するとともに、自動放水モードと手動放水モードの何れかを選択して設定しておく。

初期設定工程Ｓ１を経た後、中央操作卓６０の制御部は、火災検出器画像処理盤２０の制御部を介して２台の赤外線火災検出器１０を駆動制御することにより、屋内競技場Ｄ内の赤外線放射エネルギを検出する。そして、この赤外線放射エネルギに基づいて火災検出器画像処理盤２０で生成された熱画像を参照して、火災Ａの位置を特定する（火災位置特定工程：Ｓ２）。

火災位置特定工程Ｓ２で火災Ａの位置を特定した中央操作卓６０の制御部は、火災検出器画像処理盤２０の制御部に対して自動照準指令を送出する。かかる指令を受けた火災検出器画像処理盤２０の制御部は、ＩＴＶカメラ３０を駆動制御して火災Ａに対する自動照準を行わせる（カメラ自動照準工程：Ｓ３）。カメラ自動照準工程Ｓ３で自動照準を行った４台のＩＴＶカメラ３０のうち、火災Ａに最も近い地点に設置されている北西のＩＴＶカメラ３０で取得した火災の画像情報が中央操作卓６０のモニタに表示される。

次いで、中央操作卓６０の制御部は、初期設定工程Ｓ１において自動照準モードが設定されているか、手動照準モードが設定されているか、を判定する（照準モード判定工程：Ｓ４）。

照準モード判定工程Ｓ４において、自動照準モードが設定されていると判定された場合には、中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０の制御部５２に対して自動照準指令を送出する。かかる指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の旋回駆動部４５を駆動制御して、火災Ａに対する自動照準を行わせる（旋回自動照準工程：Ｓ５）。旋回自動照準工程Ｓ５により、２台の放水砲４０の砲身４２（放水ノズル４３）が火災Ａの方向に向けられることとなるが、中央操作卓６０の制御部は、火災Ａに近い北側の放水砲４０を選択する。そして、中央操作卓６０の制御部は、選択した放水砲４０から火災Ａまでの距離に応じた最適な有効放水範囲（例えば「遠」）を選択する（放水範囲自動選択工程：Ｓ６）。

放水範囲自動選択工程Ｓ６を経た中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０の制御部５２を介して、選択した放水砲４０の俯仰駆動部４４を駆動制御し、放水砲４０の砲身４２（放水ノズル４３）の俯仰角度を、選択した有効放水範囲に対応する基準俯仰角度（例えば仰角２５°）に設定するとともに、放水ノズル４３の噴霧角度を、選択した有効放水範囲に対応する基準噴霧角度（例えば１０°）に設定する（基準値自動設定工程：Ｓ７）。

その後、中央操作卓６０の制御部は、初期設定工程Ｓ１において自動放水モードが設定されているか、手動放水モードが設定されているか、を判定する（放水モード判定工程：Ｓ８）。

放水モード判定工程Ｓ８において、自動放水モードが設定されていると判定された場合には、中央操作卓６０の制御部は、所定時間（例えば３分）経過したか否かを判定し（経時判定工程：Ｓ９）、所定時間経過した場合には、消火ポンプ４７を駆動制御するとともに現場操作盤５０の制御部５２を介して電動弁４８を駆動制御して、選択した有効放水範囲に対応する放水圧力（例えば１．２ＭＰａ）で放水を開始させる（自動放水開始工程：Ｓ１０）。

一方、照準モード判定工程Ｓ４において、手動照準モードが設定されていると判定された場合には、現場操作盤５０及び中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０又は中央操作卓６０の操作部への入力待ちを行う。そして、作業者が現場操作盤５０又は中央操作卓６０の操作部を用いて照準操作を行うことにより、放水砲４０の旋回駆動部４５を駆動制御して、放水砲４０の砲身４２を火災Ａの方向に向けるとともに、火災Ａに近い放水砲４０を選択する（旋回照準操作工程：Ｓ５ａ）。その後、作業者は、現場操作盤５０又は中央操作卓６０の操作部を用いて、選択した放水砲４０から火災Ａまでの距離に応じた最適な有効放水範囲を選択する（放水範囲手動選択工程：Ｓ６ａ）。

放水範囲手動選択工程Ｓ６ａにおいて最適な有効放水範囲が選択されると、中央操作卓６０の制御部は、前記した基準値自動設定工程Ｓ７と同様に、現場操作盤５０の制御部５２を介して、放水砲４０の砲身４２（放水ノズル４３）の俯仰角度を基準俯仰角度に設定するとともに、放水ノズル４３の噴霧角度を基準噴霧角度に設定する（基準値自動設定工程：Ｓ７ａ）。

基準値自動設定工程Ｓ７ａを経た後、放水モード判定工程Ｓ８で手動放水モードが設定されていると判定された場合には、中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０又は中央操作卓６０の操作部への入力待ちを行う。そして、作業者が現場操作盤５０又は中央操作卓６０の操作部を用いて消火ポンプ４７及び電動弁４８を駆動制御して、選択した有効放水範囲に対応する放水圧力で放水を開始させる（手動放水開始工程：Ｓ１０ａ）。

自動放水開始工程Ｓ１０又は手動放水開始工程Ｓ１０ａを経た後、中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０に対して往復制御指令を送出する。かかる往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の旋回駆動部４５を往復制御することにより、基準旋回角度を中心とした有限角度範囲（例えば−２．５°〜２．５°）で砲身４２（放水ノズル４３）の旋回角度を周期的に増減させる。また、中央操作卓６０からの往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の俯仰駆動部４４を往復制御することにより、基準俯仰角度を中心とした有効角度範囲（例えば仰角２０°〜仰角３０°）内で砲身４２（放水ノズル４３）の仰角を周期的に増減させる。さらに、中央操作卓６０からの往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の放水ノズル４３の駆動部を往復制御することにより、基準噴霧角度を中心とした有効角度範囲（例えば０°〜２０°）内で放水ノズル４３の噴霧角度を周期的に増減させる（複合往復制御工程：Ｓ１１）。

次いで、作業者は、中央操作卓６０のモニタに表示される画像情報を視認して屋内競技場Ｄ内の火災の状況を再度確認し、火災位置の変更や火災規模の拡大等により有効放水範囲を変更する必要があるか否か、又は、放水砲４０の旋回角度、俯仰角度又は噴霧角度を変更する必要があるか否かを判定する（放水態様変更判定工程：Ｓ１２）。

放水態様変更判定工程Ｓ１２で、作業者が有効放水範囲を変更する必要があると判定して有効放水範囲を変更した場合、又は、作業者が放水砲４０の旋回角度、俯仰角度又は噴霧角度を変更する必要があると判定して操作部を用いて変更した場合には、中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０の制御部５２を介して、新たな基準旋回角度に砲身４２（放水ノズル４３）を向けるように放水砲４０の旋回駆動部４５を駆動制御する。また、中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０の制御部５２を介して、放水砲４０の砲身４２（放水ノズル４３）の俯仰角度を、変更後の有効放水範囲に対応した新たな基準俯仰角度に設定するとともに、放水ノズル４３の噴霧角度を、変更後の有効放水範囲に対応した新たな基準噴霧角度に設定する（新基準値自動設定工程：Ｓ１３）。

新基準値自動設定工程Ｓ１３を経た後、中央操作卓６０の制御部は、現場操作盤５０に対して往復制御指令を送出する。かかる往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の旋回駆動部４５を往復制御することにより、新たな基準旋回角度を中心とした新たな有限角度範囲で砲身４２（放水ノズル４３）の旋回角度を周期的に増減させる。また、中央操作卓６０からの往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の俯仰駆動部４４を往復制御することにより、新たな基準俯仰角度を中心とした新たな有効角度範囲内で砲身４２（放水ノズル４３）の仰角を周期的に増減させる。さらに、中央操作卓６０からの往復制御指令を受けた現場操作盤５０の制御部５２は、放水砲４０の放水ノズル４３の駆動部を往復制御することにより、新たな基準噴霧角度を中心とした新たな有効角度範囲内で放水ノズル４３の噴霧角度を周期的に増減させる（更新複合往復制御工程：Ｓ１４）。

その後、作業者は、中央操作卓６０のモニタに表示される画像情報を視認して完全に消火したことを確認した後、現場操作盤５０又は中央操作卓６０の操作部を用いて放水停止操作を行う（放水停止工程：Ｓ１５）。

一方、放水態様変更判定工程Ｓ１２で、作業者が有効放水範囲を変更する必要がないと判定して有効放水範囲を変更しない場合、又は、作業者が放水砲４０の旋回角度、俯仰角度又は噴霧角度を変更する必要がないと判定してこれら角度を変更しない場合には、中央操作卓６０の制御部は、前記した新基準値自動設定工程Ｓ１３及び更新複合往復制御工程Ｓ１４を実施することなく、作業者による放水停止操作（放水停止工程：Ｓ１５）がなされるまで複合往復制御工程Ｓ１１における制御を続行する。

以上説明した実施の形態に係る放水砲消火システム１においては、現場操作盤５０の制御部５２（俯仰制御手段）により、放水砲４０の放水ノズル４３から放水を行う間に所定の基準俯仰角度を中心とした有限角度範囲内で放水ノズル４３の俯仰角度を周期的に増減させることができる。従って、図４に示すように、「射程方向」における有効放水範囲を拡大することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る放水砲消火システム１においては、現場操作盤５０の制御部５２（噴霧制御手段）により、放水砲４０の放水ノズル４３から放水を行う間に所定の基準噴霧角度を中心とした有限角度範囲内で放水ノズル４３の噴霧角度を周期的に増減させることができる。従って、図５に示すように、「射程方向」における有効放水範囲を拡大することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る放水砲消火システム１においては、現場操作盤５０の制御部５２（旋回制御手段）により、放水砲４０の放水ノズル４３から放水を行う間に所定の基準旋回角度を中心とした有限角度範囲内で放水ノズル４３の旋回角度を周期的に増減させることができる。従って、図４及び図５に示すように、「幅方向」における有効放水範囲を拡大することができる。

このように、放水砲４０の放水ノズル４３の俯仰角度及び旋回角度を連続的に変化させる（すなわち放水ノズル４３を上下左右に動かす）とともに、放水ノズル４３の噴霧角度を連続的に変化させながら放水を行うので、放出した水に複合的な運動エネルギを付与することができ、放水砲４０の有効放水範囲を大幅に拡大することができる。

この結果、屋内競技場Ｄにおける大規模な火災にも対応することができ、きわめて安全な消火活動を実現させることができる。また、図７に示すように、放水砲４０の後方まで有効放水範囲を拡大することができるので、放水砲４０付近で火災が発生した場合においても対応することができる。さらに、大幅に拡大された有効放水範囲により、赤外線火災検出器１０等による火災位置の検出誤差（約±２ｍ）を補うことができる。

また、以上説明した実施の形態に係る放水砲消火システム１においては、各有効放水範囲を大幅に拡大することができるので、従来のシステム（図８参照）と比較して、設定する有効放水範囲の数を低減することができる（図７参照）。この結果、有効放水範囲の設定作業や選択に要する手間を格段に低減することができる。また、有効放水範囲の選択肢が少なくなるため、選択の際の誤操作を低減（又は防止）することができ、より確実な消火活動が可能となる。

なお、以上の実施の形態においては、屋内競技場Ｄに放水砲消火システム１を設置して消火活動を行った例を示したが、他の屋内型大空間施設（吹き抜けを有する建築物や大規模展示場等）に放水砲消火システム１を設置して消火活動を行うこともできる。

また、以上の実施の形態に係る放水砲消火システム１においては、図７に示すような３種類の有効放水範囲（「近」、「中」、「遠」）を設定したが、有効放水範囲の数はこれに限られるものではない。例えば、放水ノズル４３の基準俯仰角度とこれを中心とした俯仰角度の有限角度範囲を変更したり、放水ノズル４３の基準噴霧角度とこれを中心とした噴霧角度の有限角度範囲を変更したり、放水ノズル４３の旋回角度の有限角度範囲を変更したりすることにより、有効放水範囲をさらに拡大して、有効放水範囲を２種類（「近」、「遠」）に低減させることもできる。

また、以上の実施の形態に係る放水砲消火システム１のように３種類の有効放水範囲（「近」、「中」、「遠」）を設定した場合においても、放水ノズル４３の基準俯仰角度及び俯仰角度の有限角度範囲や、放水ノズル４３の基準噴霧角度及び噴霧角度の有限角度範囲を変更することにより、各有効放水範囲の「射程方向」における放水範囲を変更することができる。また、放水ノズル４３の旋回角度の有限角度範囲を変更することにより、各有効放水範囲の「幅方向」における放水範囲を変更することができる。

また、以上の実施の形態においては、放水ノズル４３のノズル本体と、外筒と、この外筒を駆動する駆動部（ＡＣサーボモータ及びスクリュージャッキ）と、によって本発明における噴霧角度可変手段を構成した例を示したが、噴霧角度可変手段の構成はこれに限られるものではない。

また、以上の実施の形態においては、本発明における俯仰角度可変手段及び旋回角度可変手段として、ＡＣサーボモータ及びウォームギアからなる俯仰駆動部４４及び旋回駆動部４５を採用した例を示したが、俯仰角度可変手段及び旋回角度可変手段の構成はこれに限られるものではない。

また、以上の実施の形態においては、放水ノズル４３の俯仰角度、噴霧角度及び旋回角度を、所定の「基準角度（基準俯仰角度、基準噴霧角度及び基準旋回角度）」を中心として周期的に増減させるように往復制御した例を示したが、このような「基準角度」を中心とした「周期的往復制御」を必ずしも採用する必要はない。すなわち、放水ノズル４３の俯仰角度、噴霧角度及び旋回角度を、所定の角度範囲内で「任意に（非周期的に）」増減させた場合においても本発明の目的を達成することができる。

また、以上の実施の形態においては、現場操作盤５０の制御部５２が放水砲４０の各駆動部を直接的に往復制御する例（すなわち、現場操作盤５０の制御部５２が俯仰制御手段、旋回制御手段及び噴霧制御手段として機能する例）を示したが、これに限らず、中央操作卓６０の制御部が（現場操作盤５０を介して又は直接）放水砲４０の各駆動部を往復制御するように構成することもできる。かかる場合には、中央操作卓６０の制御部が、本発明における俯仰制御手段、旋回制御手段及び噴霧制御手段として機能することとなる。

また、作業者が、現場操作盤５０の操作部５１や中央操作卓６０の操作部を用いて、放水砲４０の各駆動部を往復操作してもよい。作業者が中央操作卓６０の操作部を用いて放水砲４０の各駆動部を往復操作する場合には、中央操作卓６０の操作部からの操作信号を受けて、現場操作盤５０の制御部５２が放水砲４０の各駆動部を往復制御するため、現場操作盤５０の制御部５２が本発明における俯仰制御手段、旋回制御手段及び噴霧制御手段として機能することとなる。

また、以上の実施の形態においては、本発明に係る消火用液体放出ノズルの制御システムの一例として、「放水砲」を備えたシステム（放水砲消火システム）を採用したが、本発明はこの放水砲消火システムに限られるものではなく、水以外の消火用液体（液状消火剤や発泡液等）を放出する放出ノズルを備えたシステムにも適用することができる。

本発明の実施の形態に係る消火用液体放出ノズルの制御システム（放水砲消火システム）の構成を説明するための説明図である。 図１に示した放水砲消火システムの放水砲等を屋内競技場に設置した状態を示す配置図である。 図１に示した放水砲消火システムの放水砲の構成を説明するためのものであり、（ａ）は放水砲の上面図、（ｂ）は放水砲の側面図である。 図１に示した放水砲消火システムの放水砲の俯仰角度及び旋回角度を変化させた場合の有効放水範囲を説明するためのものであり、（ａ）は放水砲の放水状態を側方から見た図、（ｂ）は放水砲及び有効放水範囲を上方から見た図である。 図１に示した放水砲消火システムの放水砲の噴霧角度及び旋回角度を変化させた場合の有効放水範囲を説明するためのものであり、（ａ）は放水砲の放水状態を側方から見た図、（ｂ）は放水砲及び有効放水範囲を上方から見た図である。 図１に示した放水砲消火システムの制御動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示した放水砲消火システムにおいて予め設定されている３種類の有効放水範囲を説明するための説明図である。 従来の放水砲消火システムにおいて予め設定されている５種類の有効放水範囲を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 放水砲消火システム（消火用液体放出ノズルの制御システム）
４３ 放水ノズル（放出ノズル）
４４ 俯仰駆動部（俯仰角度可変手段）
４５ 旋回駆動部（旋回角度可変手段）
４６ 給水配管（給液配管）
４７ 消火ポンプ
５２ 現場操作盤の制御部（俯仰制御手段、噴霧制御手段、旋回制御手段）

Claims (4)

1. 所定の消火ポンプから給液配管を介して供給された消火用液体を放出する放出ノズルを備える消火用液体放出ノズルの制御システムであって、
   前記放出ノズルの俯仰角度を変化させるための俯仰角度可変手段と、
   前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの俯仰角度を増減させるように自動的に前記俯仰角度可変手段を往復制御する俯仰制御手段と、
   を備えることを特徴とする消火用液体放出ノズルの制御システム。
2. 前記放出ノズルの噴霧角度を変化させるための噴霧角度可変手段と、
   前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの噴霧角度を増減させるように自動的に前記噴霧角度可変手段を往復制御する噴霧制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の消火用液体放出ノズルの制御システム。
3. 前記放出ノズルの旋回角度を変化させるための旋回角度可変手段と、
   前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの旋回角度を増減させるように自動的に前記旋回角度可変手段を往復制御する旋回制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の消火用液体放出ノズルの制御システム。
4. 所定の消火ポンプから給液配管を介して供給された消火用液体を放出する放出ノズルを備える消火用液体放出ノズルの制御システムであって、
   前記放出ノズルの噴霧角度を変化させるための噴霧角度可変手段と、
   前記放出ノズルの旋回角度を変化させるための旋回角度可変手段と、
   前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの噴霧角度を増減させるように自動的に前記噴霧角度可変手段を往復制御する噴霧制御手段と、
   前記放出ノズルからの前記消火用液体放出中に、所定の角度範囲内で前記放出ノズルの旋回角度を増減させるように自動的に前記旋回角度可変手段を往復制御する旋回制御手段と、
   を備えることを特徴とする消火用液体放出ノズルの制御システム。

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