JP2011182904A - トンネル水噴霧設備 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な設備構成と低コストで予告放水を可能とするトンネル水噴霧設備を提供する。
【解決手段】自動弁３０の２次側に設けた三方切替弁５０の第１ポートＰ１を水噴霧ヘッド１２に接続し、三方切替弁５０の第２ポートＰ２を予告放水ヘッド１６に接続する。自動弁３０の遠隔起動時は三方切替弁５０を第２ポートＰ２に接続して予告放水ヘッド１６から小容量の予告放水を行い、所定時間後に三方切替弁５０を第１ポートＰ１に切り替え、予告放水ヘッド１６からの予告放水を停止すると同時に水噴霧ヘッド１２から本格放水をする。
【選択図】図２

Description

本発明は、トンネル内に設置された水噴霧ヘッドに消火用水を供給して放水させるトンネル水噴霧設備に関する。

従来、自動車専用道路のトンネルには、トンネル内で発生する火災事故から人身及び車両を守るため、非常用設備が設置されている。このような非常用設備としては、火災の監視と通報のため火災検知器や非常電話が設けられ、火災の消火や延焼防止のために消火栓装置やトンネル防護のための水噴霧ヘッドから水を放水させる水噴霧設備が設けられる。

水噴霧設備は５０メートル間隔の放水区画単位に１台の水噴霧自動弁が設置され、５メートル間隔に配置した複数の水噴霧ヘッドに対し自動弁から加圧消火用水を供給して一斉に放水させる。

また水噴霧設備には水噴霧ヘッドからの本格放水がおこなわれることを警告するため、本格放水に先立って小容量の予告放水をする予告放水機能が設けられている。

予告放水の方法は、自動弁に対する１次側の流量を小流量とする方法、圧力を低圧とする方法、自動弁で低圧から通常圧力に段階的に切替える方法、自動弁の２次側の制水弁の開度を２段階に切替える方法などがある。

特開２００２−３５５３２４号公報

しかしながら、このような小容量の予告放水をするトンネル水噴霧設備にあっては、基本的に水噴霧ヘッドをそのまま使用し、水噴霧ヘッドに供給する加圧消火用水の圧力又は流量を下げて小容量の予告放水を行っていたため、消火用水の圧力または流量を２段階に調整する機構や設備が必要となり、２次側に接続された全ての水噴霧ヘッドに規定量を流すための流量の非常に多い自動弁及びその関連設備を制御する必要があるため、設備構成が複雑化してコストアップになる問題がある。

また、予告放水を行う目的として、いきなり放水量の多い本格放水を行うとトンネル内に進入した車両の視界が遮られて車による２次災害が発生することを防ぐためと、トンネル外への避難行動に悪影響を及ぼすことを防止するために予告放水を行っている。

しかし、従来の水噴霧設備の予告放水は、予告放水も本格放水も同じ水噴霧ヘッドをそのまま使用して全ての水噴霧ヘッドから放水されるため、各水噴霧ヘッドを設置する間隔によっては各ヘッドの放水パターンが近接するため、たとえ流量を少なくした予告放水であっても運転者の前方の視界が悪いこともある。

本発明は、簡単な設備構成と低コストで予告放水を可能とするトンネル水噴霧設備を提供することを目的とする。

本発明は、トンネル水噴霧設備に於いて、
トンネル内に設けられ、所定の放水区画内に放水する水噴霧ヘッドと、
開放動作により前記水噴霧ヘッド側に加圧水を供給する自動弁と、
放水区画内又はその前方に設けられ、水噴霧ヘッドよりも小容量の予告放水を行う予告放水ヘッドと、
自動弁の２次側に設けられ、自動弁の二次側に水噴霧ヘッドを接続するか予告放水ヘッドを接続するか切り替える切替弁と、
自動弁の起動開始時は切替弁を前記予告放水ヘッドに接続し小容量の予告放水を行い、所定時間後に切替弁を前記水噴霧ヘッドに接続し予告放水ヘッドからの予告放水を停止すると同時に水噴霧ヘッドから本格放水を行わせる制御装置と、
を設けたことを特徴とする。

また本発明の別の形態にあっては、
トンネル内に設けられて所定の放水区画内に放水する水噴霧ヘッドと、
遠隔操作により開放作動して加圧水を水噴霧ヘッドへ供給する自動弁と、
放水区画又はその前方に設けられ、水噴霧ヘッドよりも小容量の予告放水を行う予告放水ヘッドと、
自動弁の１次側を予告放水ヘッドに接続する予告放水配管と、
予告放水配管に設けられ開閉動作する予告放水弁と、
自動弁の起動に先立ち予告放水弁を開放して予告放水ヘッドから小容量の予告放水を行い、所定時間後に自動弁を起動して前記水噴霧ヘッドから本格放水を行わせる制御装置と、
を設けたことを特徴とする。

ここで、制御装置は、自動弁を起動して水噴霧ヘッドから放水を開始するときに予告放水弁を閉鎖して予告放水ヘッドからの予告放水を停止する。

予告放水ヘッドは、旋回放水ヘッド又はフラット放水ヘッドを備える。

予告放水ヘッドは、トンネル上面や側壁面方向に放水する。

本発明によれば、自動弁の２次側に設けた切替弁により予告放水ヘッドから小容量の予告放水を行った後に、水噴霧ヘッドに切り替えて本格放水するため、予告放水の小容量の放水は専用の予告放水ヘッドの放水量により一義的に決まり、自動弁による予告放水を小容量とするための圧力又は流量の２段階調整の機構や設備が不要となり、簡単な設備構成で小容量の予告放水を可能とし、コスト的にも安価に実現できる。

また水噴霧ヘッドからの本格放水が開始されると予告放水ヘッドからの予告放水は停止し、本格放水の放水量に影響を及ぼすことがなく、水源水槽の使用可能時間の減少も抑制できる。また、予告放水時に運転者の視界を妨げることがなく、２次災害を防ぎ安全に避難することができる。

本発明の別の形態にあっても、自動弁の１次側から予告放水ヘッドを接続した予告放水配管に設けた予告放水弁の開放により予告放水ヘッドから小容量の予告放水を行った後に、自動弁を起動して水噴霧ヘッドに切り替えて本格放水するため、予告放水の小容量の放水は専用の予告放水ヘッドの放水量により一義的に決まり、自動弁の１次側又は自動弁そのものによる予告放水を小容量とするための圧力又は流量の２段階調整の機構や設備が不要となり、簡単な設備構成で小容量の予告放水を可能とし、コスト的にも安価に実現できる。

また自動弁の起動で水噴霧ヘッドからの本格放水が開始した際に予告放水弁を閉鎖することで予告放水ヘッドからの予告放水を停止し、本格放水の放水量に影響を及ぼすことがなく、水源水槽の使用可能時間の減少も抑制できる。

本発明による水噴霧設備の実施形態を示した説明図 図１に設けた自動弁の配管系と制御系の実施形態を示した説明図 本発明で使用する予告放水ヘッドによる旋回放水パターンを示した説明図 本発明で使用する予告放水ヘッドによるフラット放水パターンを示した説明図 本発明による水噴霧設備の他の実施形態を示した説明図

図１は本発明によるトンネル水噴霧設備の全体構成を示した説明図である。図１において、自動弁装置１０はトンネル側壁のコンクリート枠体に対し枠抜きされたスペースに５０メートル間隔の水噴霧区間に１台ずつ設置されている。自動弁装置１０の１次側には給水配管２６が接続され、給水配管２６には所定圧力の加圧消火用水が充填されている。自動弁装置１０の２次側には水噴霧配管１４が設けられ、水噴霧配管１４はコンクリート側壁に沿って立ち上がった後に長手方向に分岐され、所定間隔で複数の水噴霧ヘッド１２が接続されている。

また自動弁装置１０の２次側には予告放水配管１８が設けられ、予告放水配管１８はコンクリート側壁に沿って立ち上がった後に長手方向に分岐され、例えば水噴霧区間の風上となる上流側、即ち車両進入側に設置された予告放水ヘッド１６に接続されている。予告放水ヘッド１６は水噴霧ヘッド１２に対し放水量が小さく、小容量の予告放水を行う。なお、トンネル入口にもっとも近い水噴霧区間については予告放水ヘッド１６をトンネル入口に設けるようにしても良い。

自動弁装置１０は信号線２８を介してセンタ制御装置２０に接続されている。自動弁装置１０はトンネル内の火災検知に基づきセンタ制御装置２０から起動信号を受信して少量量の予告放水を予告放水ヘッドから行い、所定時間経過後に予告放水を停止して水噴霧ヘッド１２からの本格放水を行う。

センタ制御装置２０に対してはポンプ制御盤２２と防災受信盤２４が設けられている。ポンプ制御盤２２は、センタ装置２０からの自動弁装置の起動に伴うポンプ起動信号を受けてポンプ設備を運転し、給水配管２６に加圧した消火用水を供給する。

防災受信盤２４は図示しないトンネル内に設置された火災検知装置からの火災検知信号を受信して火災警報を行うもので、火災警報に連動してセンタ制御装置２０に火災移報信号を出力して、火災発生地区に対応した自動弁装置１０の遠隔起動を行わせる。

図２は図１に設けた自動弁装置１０の配管系と制御系の実施形態を示した説明図である。図２において、自動弁３０に対しては、制御系機器として止め弁３５、常時閉の遠隔起動弁（電動弁）３４、常時閉の手動起動弁３６、圧力調整弁３８、自動排水弁４０及び遠隔三方切替弁５０を設けている。

自動弁３０の１次側には給水配管２６が接続され、給水配管２６には所定圧力の加圧消火用水が充填されている。自動弁３０の２次側には制水弁３２が設けられ、その２次側に遠隔三方切替弁５０を配置している。

遠隔三方切替弁５０は共通ポートＰ０、第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２を持ち、共通ポートＰ０に自動弁３０の２次側を接続し、第１ポートＰ１に水噴霧配管１４を接続し、水噴霧配管１４には複数の水噴霧ヘッド１２を接続している。遠隔三方切替弁５０の第２ポートＰ２には予告放水配管１８を接続し、予告放水配管１８には予告放水ヘッド１６を接続している。予告放水配管１８は予告放水ヘッド１６の放水容量が小容量であることから、水噴霧配管１４に対し予告放水量に見合う小径の配管を使用している。

また遠隔三方切替弁５０は通常監視状態（初期状態 ）で共通ポートＰ０を第２ポートＰ２に連通する位置に切り替わっており、センサ制御装置２０から本格放水の起動信号を受けると、共通ポートＰ０を第１ポートＰ１に連通する位置に切り替わる。

自動弁３０はシリンダ室４４にピストン４６を摺動自在に入れたアクチュエータが設けられており、ピストン４６の移動で弁体４８を移動して弁を開放するようにしている。

自動弁３０の開放動作は、通常監視時は遠隔起動弁３４により行われる。遠隔起動弁３４としては電動弁を使用しており、図１のセンタ制御装置２０でトンネル内での車両火災が防災受信盤２４からの火災移報信号により確認されたとき、担当者の放水起動操作に基づく起動信号により遠隔起動弁３４が開動作する。

遠隔起動弁３４が開くと、１次側の加圧水が止め弁３５、遠隔起動弁３４及び圧力調整弁３８を介してシリンダ室４４に供給され、ピストン４６を左側にストロークして、弁体４８を弁座からリフトして開放する。初期状態で遠隔三方切替弁５０は第２ポートＰ２に連通していることから、予告放水配管１８に加圧消火用水を供給し、予告放水ヘッド１６から小容量の予告放水を行う。

予告放水から所定時間経過すると、センタ制御装置２０から本格放水の起動信号が遠隔三方切替弁５０に送られ、遠隔三方切替弁５０は第２ポートＰ２に連通する位置から第１ポートＰ１に連通する位置に切り替わり、予告放水ヘッド１６からの予告放水を停止し、水噴霧ヘッド１２からの本格放水を開始する。

水噴霧ヘッド１２からの放水停止は、センタ制御装置２０から遠隔起動弁３４に停止信号を送って閉動作を行わせる。遠隔起動弁３４が閉じると、圧力調整弁３８を経由したシリンダ室４４に対する１次側からの加圧消火用水の供給が停止する。

自動弁３０の２次側と遠隔三方切替弁５０を接続する配管とドレインとの間には、自動排水弁４０が接続されている。自動排水弁４０は、所定圧を超える圧力が加わると閉じ、圧力が所定値を下回ると開く弁である。このため圧力調整弁３８を経由して自動排水弁４０に加わる加圧消火用水の圧力が低下し、所定圧以下に低下すると、自動排水弁４０が開放し、シリンダ室４４の加圧消火用水は圧力調整弁３８及び自動排水弁４０を介してドレインに流れ、ピストン４６がスプリングの力で右にストロークし、弁体４８を弁座に戻し、自動弁３０を閉鎖状態とする。自動弁３０は手動起動弁３６の現場操作によっても開放させることができる。

自動弁３０を閉鎖した際には、センタ制御装置２０から遠隔三方切替弁５０に切替信号を送り、第２ポートＰ２に連通する初期位置に戻す。

図２の実施形態によれば、予告放水ヘッド１６から小容量の予告放水を行った後に、水噴霧ヘッド１２に切り替えて本格放水を行うため、予告放水の小容量の放水は専用の予告放水ヘッド１６の放水量により一義的に決まり、自動弁３０の１次側又は自動弁３０そのものによる予告放水を小容量とするための圧力又は流量の２段階調整の機構や設備が不要となり、遠隔三方切替弁５０、予告放水配管１８及び予告放水ヘッド１６という簡単な設備構成の追加で小容量の予告放水を可能とし、コスト的にも安価に実現できる。

また水噴霧ヘッド１２からの本格放水が開始されると予告放水ヘッド１６からの予告放水は停止し、本格放水の放水量に影響を及ぼすことがなく、水源水槽の使用可能時間の減少も抑制できる。また従来の本格放水と同じヘッドを使った全てのヘッドからの予告放水よりも消火用水の放水区域を限定したことで、運転者の前方の視界の妨げをより防ぐことができ安全に避難を行うことができる。

なお、図２の遠隔三方切替弁５０に代え、水噴霧配管１４と予告放水配管１８の分岐部分のそれぞれに遠隔開閉弁（電動弁）を設け、いずれか一方を開放し他方を閉鎖することで、予告放水と本格放水を切り替えるようにしても良い。

図３は図２の実施形態に設けた予告放水ヘッドによる旋回放水パターンを示した説明図であり、図３（Ａ）にトンネル平面を、図３（Ｂ）にトンネル断面を示している。

図３にあっては、予告放水ヘッドとして予告旋回放水ヘッド１６ａを使用している。予告旋回放水ヘッド１６ａとしては、例えばヘッド本体の先端に水圧を受けて回転する回転放出穴を有するヘッドであり、自動弁３０の開放で遠隔三方切替弁５０を介して予告放水配管１８により加圧消火用水の供給を受けると、消火用水の放出による反力を受けてヘッドの噴出し部分が旋回し、スパイラル状に放水する旋回放水パターン６０による予告放水をする。

このようにヘッドから旋回による動きのあるパターンで予告放水が行われるため、本格放水とは明らかに異なる放水パターンで放水し、本格放水を行う放水区間に向けて走行してくる自動車の運転者は予告放水による警告に確実に気付いて緊急停止することが可能となる。

また、回転式ヘッドを採用することにより、従来のヘッドよりも少ない水量で遠くに放水することも可能となる。さらに回転ヘッドによる放水により、放水後の消火用水を分散させて粒子径を小さくして放水することができ、従来の本格放水と同じヘッドを使った予告放水よりも運転者の前方の視界の妨げをより防ぐことができ安全な避難が可能となる。

なお、予告旋回放水ヘッド１６ａは自動弁３０の付近に設けても良いし、水噴霧ヘッド１２の間隔よりも広い間隔で複数個配置して、各ヘッドの放水パターンが近接しないように配置して運転者の良好な視界を確保して放水を行うようにしても良い。放水区域の両端に予告旋回放水ヘッド１６ａ設けて、放水区域を挟むように予告放水を行うようにしても良い。

図４は図２の実施形態に設けた予告放水ヘッドによるフラット放水パターンを示した説明図であり、図４（Ａ）にトンネル平面を、図４（Ｂ）にトンネル断面を示している。

図４にあっては、予告放水ヘッドとして予告フラット放水ヘッド１６ｂを使用している。予告フラット放水ヘッド１６ｂとしては、例えばトンネル断面方向に長い長方形状の放水穴を有するヘッドであり、自動弁１０の開放で遠隔三方切替弁５０を介して予告放水配管１８により加圧消火用水の供給を受けると、トンネル断面方向に広がったフラット放水パターン６２による予告放水をする。

フラット放水パターン６２は少ない放水量であっても、幅は薄いが大きく広がる放水パターンとなる予告放水が行われ、本格放水を行う放水区間に向けて走行してくる自動車の運転者は予告放水による警告に確実に気付いて緊急停止することが可能となる。

なお、本実施形態に使用する予告放水ヘッド１６としては、図３及び図４のヘッド以外に小容量のヘッドであれば適宜のヘッドを使用することができる。

図５は図１に設けた自動弁装置１０の配管系と制御系の他の実施形態を示した説明図である。図５において、自動弁３０に対しては、制御系機器として止め弁３５、遠隔起動弁（電動弁）３４、手動起動弁３６、圧力調整弁３８及び自動排水弁４０を設けている。

この構成は、図２の実施形態の遠隔三方切替弁５０を除いて水噴霧配管１４を制水弁３２の２次側に直接接続した構成と同じであり、自動弁５０の開閉動作も図２の実施形態と基本的に同じになる。

本実施形態において予告放水設備は、自動弁５０の１次側から予告放水配管１８を分岐して予告放水ヘッド１６を接続しており、予告放水配管１８の途中に遠隔予告放水弁５２を設けている。

本実施形態の動作は、図１のセンタ制御装置２０から、まず遠隔予告放水弁５２に開制御信号を送って開動作し、給水配管２６からの加圧消火用水を直接に予告放水ヘッド１６に供給して予告放水をする。

予告放水の開始から所定時間を経過すると、センタ制御装置２０は遠隔予告放水弁５２に閉制御信号を送って閉鎖させ、同時に遠隔起動弁３４に起動信号を送り、自動弁３０の開動作を行い、開放した自動弁３０から水噴霧配管１４を介して加圧消火用水を供給して水噴霧ヘッド１２から本格放水をする。

図５の実施形態によれば、予告放水弁５２の開動作で予告放水ヘッド１６から小容量の予告放水を行った後に、自動弁３０の起動により水噴霧ヘッド１２から本格放水するため、予告放水の小容量の放水は専用の予告放水ヘッド１６の放水量により一義的に決まり、自動弁３０の１次側又は自動弁１０そのものによる予告放水を小容量とするための圧力又は流量の２段階調整の機構や設備が不要となり、遠隔三方切替弁５０、予告放水配管１８及び予告放水ヘッド１６という簡単な設備構成の追加で小容量の予告放水を可能とし、コスト的にも安価に実現できる。また予告放水ヘッド１６を本格放水のヘッド位置とは関係なく運転者に予告するのに最適な場所に配置して予告を行うことができる。

また水噴霧ヘッド１２からの本格放水が開始されると予告放水弁５２を閉鎖することで予告放水ヘッド１６からの予告放水は停止し、本格放水の放水量に影響を及ぼすことがなく、水源水槽の使用可能時間の減少も抑制できる。

なお、上記の実施形態にあっては、センタ制御装置２０からの信号で、予告放水を開始し、所定時間後に予告放水を停止して本格放水に切り替えているが、センタ制御装置２０からは起動信号のみを自動弁装置１０に送り、自動弁装置１０側に設けた制御装置により予告放水を開始し、所定時間後に予告放水を停止して本格放水に切り替えるようにしても良い。

予告放水用の各ヘッドは、運転者へ本格放水の予告を行うものであるから、本格放水のような車道に向けて直接噴霧するものに限らず、トンネル上面や側壁面方向に放水し、運転者へ予告放水を行う構成として運転者の視界の妨げをより防ぐようにしてもよい。

また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：自動弁装置
１２：水噴霧ヘッド
１４：水噴霧配管
１６：予告放水ヘッド
１６ａ：予告旋回放水ヘッド
１６ｂ：予告フラット放水ヘッド
１８：予告放水配管
２６：給水配管
２８：信号線
３０：自動弁
３４：遠隔起動弁
３６：手動起動弁
４０：自動排水弁
５０：遠隔三方切替弁
５２：遠隔予告放水弁
６０：旋回放水パターン
６２：フラット放水パターン

Claims (5)

1. トンネル内に設けられ、所定の放水区画内に放水する水噴霧ヘッドと、
   開放動作により前記水噴霧ヘッド側に加圧水を供給する自動弁と、
   前記放水区画内又はその前方に設けられ、前記水噴霧ヘッドよりも小容量の予告放水を行う予告放水ヘッドと、
   前記自動弁の２次側に設けられ、前記自動弁の二次側に前記水噴霧ヘッドを接続するか前記予告放水ヘッドを接続するか切り替える切替弁と、
   前記自動弁の起動開始時は前記切替弁を前記予告放水ヘッドに接続し小容量の予告放水を行い、所定時間後に前記切替弁を前記水噴霧ヘッドに接続し前記予告放水ヘッドからの予告放水を停止すると同時に前記水噴霧ヘッドから本格放水を行わせる制御装置と、
   を設けたことを特徴とするトンネル水噴霧設備。
   
2. トンネル内に設けられて所定の放水区画内に放水する水噴霧ヘッドと、
   開放動作により加圧水を前記水噴霧ヘッドへ供給する自動弁と、
   前記放水区画又はその前方に設けられ、前記水噴霧ヘッドよりも小容量の予告放水を行う予告放水ヘッドと、
   前記自動弁の１次側を前記予告放水ヘッドに接続する予告放水配管と、
   前記予告放水配管に設けられ開閉動作する予告放水弁と、
   前記自動弁の起動開始に先立ち前記予告放水弁を開放して前記予告放水ヘッドから小容量の予告放水を行い、所定時間後に前記自動弁を起動して前記水噴霧ヘッドから本格放水を行わせる制御装置と、
   を設けたことを特徴とするトンネル水噴霧設備。
   
3. 請求項２記載のトンネル水噴霧設備に於いて、前記制御装置は、前記自動弁を起動して前記水噴霧ヘッドから放水を開始するときに前記予告放水弁を閉鎖して前記予告放水ヘッドからの予告放水を停止することを特徴とするトンネル水噴霧設備。
   
4. 請求項１又は２記載のトンネル水噴霧設備に於いて、前記予告放水ヘッドは、旋回放水ヘッド又はフラット放水ヘッドを備えたことを特徴とするトンネル水噴霧設備。
   
5. 請求項1又は２記載のトンネル水噴霧設備に於いて、前記予告放水ヘッドは、トンネル上面及び又は側壁面方向に放水することを特徴とするトンネル水噴霧設備。

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