JP2008264726A - 散水ノズル及びその散水ノズルを使用した散水システム - Google Patents

Abstract

【課題】散水された水の飛散を抑えると共に路面に均等に散水することのできる散水ノズル及びその散水ノズルを使用した散水システムを提供する。
【解決手段】散水ノズル４ａは、オリフィス部２０と、ノズル本体部２１とから構成されている。ノズル本体部２１には、ノズル本体部２１の一端からその長手方向に延びるように設けられたノズル流路２２と、ノズル流路２２に連通する吐出室２６と、吐出室２６によってノズル本体部２１の外周面に形成された横長形状のノズル開口部２３とが設けられている。ノズル流路２２は、オリフィス流路２０ａの内径ｄ_０よりも大きい内径ｄ_１を有している。ノズル開口部２３は、横長の略矩形形状を有し、中央部２３ａから両端部２３ｂ，２３ｂに向かって開口幅が増加している。
【選択図】図３

Description

この発明は、散水ノズル及びその散水ノズルを使用した散水システムに関する。

国土交通省関東地方整備局と東京都とは、ヒートアイランド対策への取り組みの一環として、平成１４年に「環境舗装東京プロジェクト」を立ち上げ、舗装路面の温度上昇を抑制する環境舗装の技術について検討を進めている。
ヒートアイランド現象の要因の一つとして、道路等の舗装が考えられる。通常の舗装では、雨水が速やかに排水される構造になっているため、太陽の熱によって舗装表面が暖められやすく、路面の温度が上昇して、気温が上昇する。この現象を防止するために、保水性舗装が採用されている。保水性舗装は、アスファルト舗装の隙間に水を蓄えやすい材料（保水材）を有しており、保水材に蓄えられた水が蒸発するときに熱を奪うことにより、路面温度の上昇を抑えることができる。ただし、保水性舗装を採用しても、降雨がなければ、保水材に蓄えられた水はやがて無くなってしまうため、保水性舗装の機能を維持するためには、適宜、保水性舗装に散水することにより、保水材に常に一定量以上の水が蓄えられているようにする必要がある。

保水性舗装は、一般的に、保水性舗装に散水する手段と組み合わされて、散水システムとして採用されている。散水する手段は主に、散水される水を蓄える貯水槽と、貯水槽から水を送水するポンプと、ポンプにより送水された水を保水性舗装に散水する散水ノズルとから構成されている。保水性舗装は、自動車等が走行する道路に設けられているため、適切な散水が要求される。また、貯水槽に貯留される水が有限であることからも、適切な散水が要求される。従って、路面に均等に散水することが望まれており、これを実現するために、特許文献１には、路面に均等に散水することのできる散水ノズルが開示されている。

特開２００５−１６１１９５号公報（図４）

しかしながら、特許文献１に記載される散水システムでは、散水ノズルからの散水パターンが扇形になるため、路面全域に散水を行うためには、１つの散水ノズルから散水された扇形の散水パターンの一部と、他の散水ノズルから散水された扇形の散水パターンの一部とを重ねなければならず、散水ムラが生じてしまうといった問題点があった。また、風などの外的要因により、散水された水が飛散してしまうといった問題点もあった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、散水された水の飛散を抑えると共に路面に均等に散水することのできる散水ノズル及びその散水ノズルを使用した散水システムを提供することを目的とする。

この発明に係る散水ノズルは、オリフィス部とノズル本体部とを備えた散水ノズルであって、前記ノズル本体部は、前記オリフィス部のオリフィス流路に連通するノズル流路と、該ノズル流路に連通すると共に前記ノズル本体部の外部に連通する吐出室と、該吐出室によって前記ノズル本体部の外周面に形成されたノズル開口部とを備え、前記ノズル流路は、前記オリフィス流路の内径よりも大きな内径を有し、前記ノズル開口部は、横方向に関して、その中央部からその両端部に向かって開口幅が増加する。ここで、中央部とは、ノズル開口部において、それぞれの両端部までの距離が完全に等しくなるような厳密な意味での中央部を意味するものではなく、両端部ではない部分であることを意味するが、厳密な意味での中央部に近いほうが好ましいことを示唆している。従って、中央部が、いずれか一方の端部に偏っていても、この散水ノズルの範囲に属することになる。
前記ノズル開口部は、前記ノズル流路の延長線上に位置してもよい。
また、この発明に係る散水システムは、保水性舗装と、該保水性舗装に散水される水を貯留する貯水槽と、該貯水槽内の水を送水する送水手段と、該送水手段によって送水された水を前記保水性舗装に散水する前記散水ノズルとを備えている。

この発明によれば、オリフィス部とノズル本体部とを備え、ノズル本体部は、オリフィス部のオリフィス流路に連通するノズル流路と、ノズル流路に連通すると共にノズル本体部の外部に連通する吐出室と、吐出室によってノズル本体部の外周面に形成されたノズル開口部とを備え、ノズル流路は、オリフィス流路の内径よりも大きな内径を有することにより、オリフィス流路からノズル流路へ流入した水の圧力が低下して水滴が大きくなるので、散水された水が飛散するのを抑えることができる。また、ノズル開口部は、横方向に関して、その中央部からその両端部に向かって開口幅が増加していることにより、散水ノズルからの散水パターンが長方形の形状になるので、隣り合う散水ノズルからの散水パターンの一部を重ねることなく路面全域に散水することができ、従って、路面に均等に散水することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施の形態に係る散水システムの構成図を図１に示す。散水システム１は、散水される水を貯留する貯水槽２と、貯水槽２内の水を送水するポンプ３（送水手段を構成）と、ポンプ３によって送水された水を散水する散水ノズル群４と、車道１０に設けられた保水性舗装５とを備えている。車道１０は、中央分離帯１１によって２車線に分離されており、それぞれの車道１０に設けられた保水性舗装５に散水できるように、中央分離帯１１の両側に２つの散水ノズル群４が設けられている。また、それぞれの車道１０において中央分離帯１１とは反対側に隣接するように、歩道１２が設けられている。車道１０と中央分離帯１１と歩道１２との下方、すなわち地下において、貯水槽２と、ポンプ３と、散水ノズル群４とが、配管６によって順次接続されている。配管６は、ポンプ３と散水ノズル群４との間で２つに分離して、中央分離帯１１の両側に設けられたそれぞれの散水ノズル群４に接続されている。貯水槽２は、配管７を介して、水源に接続されている。

図２に示されるように、車道１０と中央分離帯１１との間には段差があり、中央分離帯１１は、車道１０に対して２段階で高くなるように形成されている。すなわち、中央分離帯１１は、車道１０に隣接する第１段部１１ａと、第１段部１１ａより高い第２段部１１ｂとからなる。第１段部１１ａには、中央分離帯１１の長手方向Ｂに沿って配管６が延びており、配管６には、散水ノズル群４を構成する１つ１つの散水ノズル４ａが等間隔で設けられている。

図３に、散水ノズル４ａの部分断面図を示す。散水ノズル４ａは、オリフィス部２０と、ノズル本体部２１とから構成されている。オリフィス部２０は、その長手方向に貫通するように設けられた内径ｄ_０のオリフィス流路２０ａを有している。また、オリフィス部２０は、その中央付近を境にして、外径の小さい小径部２０ｂと、外径の大きい大径部２０ｃとに区画されており、小径部２０ｂ及び大径部２０ｃのそれぞれの外周面には、雄ねじ部２０ｂ１及び２０ｃ１が設けられている。一方、ノズル本体部２１には、ノズル本体部２１の一端からその長手方向に延びるように設けられたノズル流路２２と、ノズル流路２２に連通する吐出室２６と、吐出室２６によってノズル本体部２１の外周面に形成されたノズル開口部２３とが設けられ、ノズル本体部２１の他端は、端壁２５によって閉じた形状になっている。ノズル流路２２は、オリフィス流路２０ａの内径ｄ_０よりも大きい内径ｄ_１を有している。吐出室２６の上面２６ａは、ノズル開口部２３に向かって下方に傾斜し、吐出室２６の下面２６ｂは、ノズル開口部２３に向かって上方に傾斜している。吐出室２６は、ノズル開口部２３を介してノズル本体部２１の外部と連通している。

図４に示されるように、ノズル開口部２３は、横長の略矩形形状を有し、ノズル本体部２１の外周面に、上部横方向開口縁部２３ｃ１と、下部横方向開口縁部２３ｃ２と、上部横方向開口縁部２３ｃ１及び下部横方向開口縁部２３ｃ２のそれぞれの両端を結ぶ２つの縦方向開口縁部２３ｄとを形成している。ここで、横方向とは、ノズル本体部２１の外周面に沿った方向を意味し、縦方向とは、ノズル本体部２１の長手方向を意味する。上部横方向開口縁部２３ｃ１は下方向に凸状の湾曲形状を有し、下部横方向開口縁部２３ｃ２は上方向に凸状の湾曲形状を有している。これにより、ノズル開口部２３は、横方向に関し、その中央部２３ａの開口幅Ｗ_ａが最も小さくなっており、ノズル開口部２３の両端部２３ｂ，２３ｂに向かって開口幅が増加し、両端部２３ｂ，２３ｂにおける開口幅Ｗ_ｂが最も大きくなる形状を有している。

図３に示されるように、吐出室２６に連通する端部とは反対側のノズル流路２２の端部から一定範囲に渡って、ノズル流路２２の内周面には、雌ねじ部２２ａが設けられている。オリフィス部２０の小径部２０ｂをノズル本体部２１のノズル流路２２に挿入すると共に雄ねじ部２０ｂ１と雌ねじ部２２ａとを螺合させることにより、ノズル本体部２１にオリフィス部２０が取り付けられている。また、第１段部１１ａ（図２参照）上に延びる配管６（図２参照）には、等間隔に雌ねじ部を有する図示しないフランジが設けられ、このフランジにオリフィス部２０の大径部２０ｃを挿入すると共にフランジの雌ねじ部と大径部２０ｃの雄ねじ部２０ｃ１を螺合させることにより、散水ノズル４ａが、配管６に等間隔に設けられている。

次に、この実施の形態に係る散水システムの動作について説明する。
図１に示されるように、散水用の水が、水源から配管７を介して貯水槽２へ移送される。天候や外気温、車道１０の路面温度等に基づいて、保水性舗装５に散水する必要があると判断される場合には、ポンプ３が起動され、貯水槽２内の水が配管６を流通し、散水ノズル群４から、保水性舗装５へ散水される。これにより、保水性舗装５に含有される水が常に一定量以上に保たれるので、保水性舗装５内の水が蒸発する際に熱を奪い、車道１０の路面温度の上昇が抑制される。

次に、散水ノズル４ａからの散水について説明する。
図２に示されるように、配管６を流通する水は、各散水ノズル４ａに流入する。図３に示されるように、散水ノズル４ａにはオリフィス部２０が設けられており、散水ノズル４ａに流入する際、まずオリフィス部２０のオリフィス流路２０ａを流通する。水がオリフィス流路２０ａを流通することにより、水は、オリフィス流路２０ａの内径ｄ_０に基づいた水圧に調整される。通常、配管６に設けられた複数の散水ノズル４ａは、下流に設けられたものほど、散水ノズル４ａに流入する水の水圧が小さくなるが、適当な内径ｄ_０のオリフィス流路２０ａを有するオリフィス部２０を設けることにより、各散水ノズル４ａに流入する水の水圧が一定となる。すなわち、各散水ノズル４ａに流入する水量が同等になると共に所望の水量になる。各散水ノズル４ａにおいて、中水は、オリフィス流路２０ａを流通した後、ノズル流路２２に流入する。さらに、水がノズル流路２２を流通して吐出室２６に流入すると、上面２６ａに衝突し、流通方向が９０°変えられて、上面２６ａに沿ってノズル開口部２３に向かって流通し、最後にノズル開口部２３を介して散水される。ここで、ノズル流路２２の内径ｄ_１がオリフィス流路２０ａの内径ｄ_０よりも大きいために、ノズル流路２２に流入した水の流速が低下すると共に圧力が低下する。また、水が上面２６ａに衝突することによっても、水の流速が低下すると共に圧力が低下する。このように、水の圧力が低下することにより、散水される水の水滴が大きくなるので、風などの影響による飛散が抑えられる。

また、各散水ノズル４ａにおいて、ノズル開口部２３は、横方向に関し、その中央部２３ａからその両端部２３ｂ，２３ｂに向かって開口幅が増加する形状になっているので、中央部２３ａ付近から散水される水の飛距離が抑えられる一方、両端部２３ｂ，２３ｂに向かって開口幅が増加することに伴い、両端部２３ｂ，２３ｂに向かって水の飛距離が増加する。これにより、図５に示されるように、各散水ノズル４ａから散水される水の散水パターンＰは、長方形の形状となる。散水パターンＰが長方形の形状となることにより、隣り合う散水ノズル４ａから散水される水の散水パターンＰを重ね合わせることなく、車道１０の路面全体に散水することが可能となる。上述したように、各散水ノズル４ａに流入する水量が同等になっているため、各散水ノズル４ａから散水される水量も同等となる。従って、車道１０の路面全域に均等な散水が可能となる。

このように、オリフィス部２０とノズル本体部２１とを備え、ノズル本体部２１は、オリフィス部２０のオリフィス流路２０ａに連通するノズル流路２２と、ノズル流路２２に連通すると共にノズル本体部２１の外部に連通する吐出室２６と、吐出室２６によってノズル本体部２１の外周面に形成された横長形状のノズル開口部２３とを備え、ノズル流路２２は、オリフィス流路２０ａの内径ｄ_０よりも大きな内径ｄ_１を有することにより、オリフィス流路２０ａからノズル流路２２へ流入した水の圧力が低下して水滴が大きくなるので、散水された水が飛散するのを抑えることができる。また、ノズル開口部２３は、横方向に関して、その中央部２３ａからその両端部２３ｂ，２３ｂに向かって開口幅が増加していることにより、散水ノズル４ａからの散水パターンＰが長方形の形状になるので、隣り合う散水ノズル４ａからの散水パターンＰの一部を重ねることなく路面全域に散水することができ、従って、路面に均等に散水することができる。

この実施の形態では、ノズル開口部２３は、上部横方向開口縁部２３ｃ１が下方向に凸状の湾曲形状を有すると共に下部横方向開口縁部２３ｃ２が上方向に凸状の湾曲形状を有しているが、この形態に限定するものではない。図６に示されるように、ノズル開口部３３は、上部横方向開口縁部３３ｃ１が下方向に凸状の湾曲形状を有すると共に下部横方向開口縁部３３ｃ２が直線状であってもよい。または、上部横方向開口縁部３３ｃ１が直線状であると共に下部横方向開口縁部３３ｃ２が上方向に凸状の湾曲形状を有していてもよい。すなわち、中央部から両端部に向かって開口幅が増加する形状であれば、どのような形状であってもよい。

この実施の形態では、ノズル本体部２１のノズル流路２２の内径ｄ_１が一定であったが、この形態に限定するものではない。例えば、図７に示される散水ノズル２４ａのように、内径がｄ_１である大径部２７と、ｄ_１よりも小さくｄ_０よりも大きい内径ｄ_２の小径部２８とに区画されたノズル流路２２であってもよい。すなわち、ノズル流路２２のどの部分の内径もオリフィス部２０のオリフィス流路２０ａの内径ｄ_０より大きくなっていれば、ノズル流路２２の内径は一定でなくてもよい。

この実施の形態では、散水ノズル４ａは、ノズル流路２２から吐出室２６に流入した水が上面２６ａに衝突してその流通方向が９０°変えられる構成、すなわち、ノズル開口部２３がノズル流路２２の延長線上に位置しない構成となっていたが、ノズル開口部がノズル流路２２の延長線上に位置する構成であってもよい。

このような構成に係る実施の形態を、図８及び９に示す。図８に示されるように、散水ノズル４４ａは、オリフィス部２０と、ノズル本体部４１とから構成されている。オリフィス部２０の構成は、散水ノズル４ａ及び２４ａにおけるものと同じであり、同じ機構でオリフィス部２０がノズル本体部４１に取り付けられている。一方、ノズル本体部４１には、ノズル本体部４１の一端からその長手方向に延びるように、ノズル流路４２が設けられている。ノズル流路４２は、オリフィス部２０のオリフィス流路２０ａの内径ｄ_０よりも大きい内径ｄ_１を有しており、オリフィス流路２０ａとノズル流路４２とは連通している。ノズル本体部４１の他端には、略円錐状の吐出部４７が設けられている。吐出部４７の内部には、ノズル流路４２に連通する吐出室４６が設けられ、この吐出室４６によって、吐出部４７の外周面には、ノズル流路４２の延長線Ｌ上の位置に、ノズル開口部４３が形成されている。

図９に示されるように、ノズル開口部４３は、横長の略矩形形状を有し、吐出部４７の外周面に、上部横方向開口縁部４３ｃ１と、下部横方向開口縁部４３ｃ２と、上部横方向開口縁部４３ｃ１及び下部横方向開口縁部４３ｃ２のそれぞれの両端を結ぶ２つの縦方向開口縁部４３ｄとを形成している。上部横方向開口縁部４３ｃ１は、その両端部４３ｂ，４３ｂから中央部４３ａに向かって下方向に直線的に傾いている。下部横方向開口縁部４３ｃ２、その両端部４３ｂ，４３ｂから中央部４３ａに向かって上方向に直線的に傾いている。これにより、ノズル開口部４３は、横方向に関し、その中央部４３ａの開口幅Ｗ_ａが最も小さくなっており、両端部４３ｂ，４３ｂに向かって開口幅が増加し、両端部４３ｂ，４３ｂにおける開口幅Ｗ_ｂが最も大きくなる形状を有している。

このように、散水ノズル４４ａは、散水ノズル４ａ及び２４ａと同様の基本構造、すなわち、オリフィス部２０とノズル本体部４１とを備え、ノズル本体部４１は、オリフィス部２０のオリフィス流路２０ａに連通するノズル流路４２と、ノズル流路４２に連通すると共にノズル本体部４１の外部に連通する吐出室４６と、吐出室４６によって吐出部４７の外周面に形成された横長形状のノズル開口部４３とを備え、ノズル流路４２は、オリフィス流路２０ａの内径ｄ_０よりも大きな内径ｄ_１を有し、ノズル開口部４３は、横方向に関して、その中央部４３ａからその両端部４３ｂ，４３ｂに向かって開口幅が増加している構造を有しているので、散水ノズル４ａ及び２４ａと同じ効果を得ることができる。従って、ノズル開口部が、ノズル流路の延長線に対してどのような位置にあっても、上記基本構造を有していれば、同じ効果を得ることができる。

この実施の形態では、中央分離帯によって車道が２車線に分離されており、中央分離帯の両側に散水ノズル群を設けることにより、両方の車道に散水するようにしているが、この形態に限定するものではない。中央分離帯のない１車線の道路であっても、片方または両方の路肩に散水ノズル群を設けることにより、車道に散水するようにしてもよい。従って、道路の規模及び車線の数を限定するものではなく、散水ノズル群の設置方法についても、道路の形態によって適宜設計すべき事項である。

この実施の形態では、散水ノズル４ａ，２４ａ，４４ａを、道路の路面温度の上昇を抑制する散水システム１に使用したが、これに限定するものではない。散水ノズル４ａ，２４ａ，４４ａは、風等の外的要因による飛散を防止できると共に、散水箇所に均等に散水することができることから、このような効果が望まれる散水システムであればどのようなものでもよく、例えば、植栽への散水や、塵及び埃の洗浄散水等に使用することができる。尚、この実施の形態では、水源を具体的に特定しなかったが、例えば上水や雨水でもよく、さらに、ビルの排水を処理した中水でもあってもよい。すなわち、どのような種類の水であってもよい。

この発明の実施の形態１に係る散水システムの構成図である。 図１の部分Ａの拡大斜視図である。 この実施の形態に係る散水システムに用いられる散水ノズルの部分断面図である。 図３の矢印Ａの方向から見た、実施の形態に係る散水ノズルのノズル開口部の平面図である。 この実施の形態に係る散水システムにおいて、各散水ノズルから散水された状態を示す部分平面図である。 この実施の形態に係る散水ノズルのノズル開口部の変形例の平面図である。 この実施の形態に係る散水ノズルの変形例の部分断面図である。 この実施の形態に係る散水ノズルの別の変形例の部分断面図である。 図８の矢印Ｃの方向から見た、実施の形態に係る散水ノズルの平面図である。

符号の説明

１ 散水システム、２ 貯水槽、３ ポンプ（送水手段）、４ａ，２４ａ，４４ａ 散水ノズル、５ 保水性舗装、２０ オリフィス部、２０ａ オリフィス流路、２１，４１ ノズル本体部、２２，４２ ノズル流路、２３，４３ ノズル開口部、２３ａ，４３ａ （ノズル開口部の）中央部、２３ｂ，４３ｂ （ノズル開口部の）端部、２６，４６ 吐出室、Ｗ_ａ，Ｗ_ｂ 開口幅。

Claims (3)

1. オリフィス部とノズル本体部とを備えた散水ノズルであって、
   前記ノズル本体部は、
   前記オリフィス部のオリフィス流路に連通するノズル流路と、
   該ノズル流路に連通すると共に前記ノズル本体部の外部に連通する吐出室と、
   該吐出室によって前記ノズル本体部の外周面に形成されたノズル開口部と
   を備え、
   前記ノズル流路は、前記オリフィス流路の内径よりも大きな内径を有し、
   前記ノズル開口部は、横方向に関して、その中央部からその両端部に向かって開口幅が増加する散水ノズル。
2. 前記ノズル開口部は、前記ノズル流路の延長線上に位置する、請求項１に記載の散水ノズル。
3. 保水性舗装と、
   該保水性舗装に散水される水を貯留する貯水槽と、
   該貯水槽内の水を送水する送水手段と、
   該送水手段によって送水された水を前記保水性舗装に散水する請求項１または２に記載の散水ノズルと
   を備える散水システム。

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