JP2019205530A - 水膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル部から噴出させる消火水による水柱を高い位置まで形成し、高い位置で水膜を形成する水膜形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の水膜形成装置３は、ノズル部３０は、噴出口３１を一端に形成する第１ノズル通路３２と、第１ノズル通路３２の他端に連接する第２ノズル通路３３とを有し、第１ノズル通路３２を内径が一定の筒状に形成し、第２ノズル通路３３を、上流から下流に向けて内径を漸次縮小させてテーパー状に形成したことを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、飛来する火の粉を消火水によって消火する水膜形成装置に関する。

特許文献１では、通水路を形成するパイプと、パイプの一端に配置する受け金具と、パイプの他端に配置する差し金具と、パイプ内を流れる消火水を噴出させるノズル部とを備え、受け金具に第１の消防ホース側の差し金具を結合し、差し金具に第２の消防ホース側の受け金具を結合し、ノズル部から噴出させる消火水によって扇状の水膜を生成し、火災の消火、震災時の避難通路の確保、輻射熱の遮断などを行える装置を提案している。
ところで、２０１６年１２月２２日に発生した糸魚川市大規模火災では、強風にあおられた飛び火によって延焼拡大が問題となった。

特開２０００−３１７００７号公報

特許文献１に記載のノズル部は扇状であるために、水膜の高さは低く、飛び火を消火することはできず、糸魚川市大規模火災のような延焼拡大に対しては十分な効果を発揮できない。

本発明は、ノズル部から噴出させる消火水による水柱を高い位置まで形成し、高い位置で水膜を形成する水膜形成装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の水膜形成装置は、通水路を形成するパイプ１０と、前記パイプ１０の一端に配置する受け金具２１と、前記パイプ１０の他端に配置する差し金具２２と、前記パイプ１０内を流れる消火水を噴出させるノズル部３０とを備え、前記受け金具２１に第１の消防ホース２ａの差し金具を結合し、前記差し金具２２に第２の消防ホース２ｂの受け金具を結合し、飛来する火の粉を、前記ノズル部３０から噴出させる前記消火水によって消火する水膜形成装置３であって、前記ノズル部３０は、噴出口３１を一端に形成する第１ノズル通路３２と、前記第１ノズル通路３２の他端に連接する第２ノズル通路３３とを有し、前記第１ノズル通路３２を内径が一定の筒状に形成し、前記第２ノズル通路３３を、上流から下流に向けて内径を漸次縮小させてテーパー状に形成したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の水膜形成装置において、前記パイプ１０内の前記消火水を前記第２ノズル通路３３に導く導出部５０を有し、前記導出部５０の内径を前記第２ノズル通路３３の上流側内径以上としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の水膜形成装置において、前記導出部５０に、複数枚の整流板６１からなる整流部材６０を設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水膜形成装置において、前記ノズル部３０として、第１ノズル部３０Ａと第２ノズル部３０Ｂとを有し、前記第１ノズル部３０Ａの第１仮想軸心３０Ｘと、前記第２ノズル部３０Ｂの第２仮想軸心３０Ｙとの角度βを１５°以上で２０°以下の範囲としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水膜形成装置において、前記第２ノズル通路３３のテーパー角度αを１５°以上で４５°以下の範囲としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水膜形成装置において、前記噴出口３１を、前記ノズル部３０の端部３０ａから凹ませた位置に形成したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の水膜形成装置において、前記導出部５０の上流側端部５１を、前記パイプ１０の内周面よりも突出させたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は請求項７に記載の水膜形成装置において、前記上流側端部５１を、前記パイプ１０のパイプ仮想軸心１０Ｘに至らない範囲で突出させたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水膜形成装置において、設置時に前記噴出口３１が鉛直上方に向けた位置となる重量部４１を設けたことを特徴とする。

本発明の水膜形成装置によれば、筒状の第１ノズル通路の上流にテーパー状の第２ノズル通路を形成することで、噴出口に向けて圧力を高めることができるとともに整流効果を生じるために、ノズル部から噴出させる消火水による水柱を高い位置まで形成することができ、高い位置で水膜を形成することができる。

本発明の一実施例による水膜形成装置の使用状態を示す概念図 同水膜形成装置の全体構成図 同水膜形成装置に用いる部材の構成図 本実施例による水膜形成装置の効果確認実験を示す写真

本発明の第１の実施の形態による水膜形成装置は、ノズル部が、噴出口を一端に形成する第１ノズル通路と、第１ノズル通路の他端に連接する第２ノズル通路とを有し、第１ノズル通路を内径が一定の筒状に形成し、第２ノズル通路を、上流から下流に向けて内径を漸次縮小させてテーパー状に形成したものである。本実施の形態によれば、筒状の第１ノズル通路の上流にテーパー状の第２ノズル通路を形成することで、噴出口に向けて圧力を高めることができるとともに整流効果を生じるために、ノズル部から噴出させる消火水による水柱を高い位置まで形成することができ、高い位置で水膜を形成することができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による水膜形成装置において、パイプ内の消火水を第２ノズル通路に導く導出部を有し、導出部の内径を第２ノズル通路の上流側内径以上としたものである。本実施の形態によれば、導出部によって更に整流効果を生じるために、更に水柱を高い位置まで形成することができる。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による水膜形成装置において、導出部に、複数枚の整流板からなる整流部材を設けたものである。本実施の形態によれば、整流部材によって更に整流効果を生じるために、更に水柱を高い位置まで形成することができる。

本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による水膜形成装置において、ノズル部として、第１ノズル部と第２ノズル部とを有し、第１ノズル部の第１仮想軸心と、第２ノズル部の第２仮想軸心との角度を１５°以上で２０°以下の範囲としたものである。本実施の形態によれば、水柱を高い位置まで形成することができるとともに、水膜の形成効果を高めることができる。

本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による水膜形成装置において、第２ノズル通路のテーパー角度を１５°以上で４５°以下の範囲としたものである。本実施の形態によれば、噴出口に向けて圧力を高めることができるとともに整流効果を生じる。

本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態による水膜形成装置において、噴出口を、ノズル部の端部から凹ませた位置に形成したものである。本実施の形態によれば、使用時に噴出口に傷がつくことを防止でき、傷によって水柱が割れることを防止できる。

本発明の第７の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による水膜形成装置において、導出部の上流側端部を、パイプの内周面よりも突出させたものである。本実施の形態によれば、パイプ内を流れる消火水の流れを変えることでパイプ内への流速の影響を少なくして導出部の圧力を高めることで水柱高さを確保できるとともに、複数の水膜形成装置を消防ホースに直列に接続して用いる場合には、それぞれの水膜形成装置での水柱高さを均一にすることができる。

本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による水膜形成装置において、上流側端部を、パイプのパイプ仮想軸心に至らない範囲で突出させたものである。本実施の形態によれば、パイプ内での圧損を少なくすることで、特に複数の水膜形成装置を消防ホースに直列に接続して用いる場合であっても、圧損による水柱高さの低下を防止できる。

本発明の第９の実施の形態は、第１から第８の実施の形態による水膜形成装置において、設置時に噴出口が鉛直上方に向けた位置となる重量部を設けたものである。本実施の形態によれば、使用時の設置作業を迅速に行うことができる。

以下本発明の一実施例による水膜形成装置について説明する。
図１は本実施例による水膜形成装置の使用状態を示す概念図、図２は同水膜形成装置の全体構成図、図３は同水膜形成装置に用いる部材の構成図である。

図１に示すように、ポンプ車１に接続した消防ホース２に水膜形成装置３を接続し、水膜形成装置３には更に他の消防ホース２を接続し、他の消防ホース２に更に他の水膜形成装置３を接続して用いる。

図２（ａ）は同水膜形成装置の一部を透視した外観斜視図、図２（ｂ）は消火水の流れ方向の断面図、図２（ｃ）は消火水の流れに垂直な方向の断面図である。

水膜形成装置３は、通水路を形成するパイプ１０と、パイプ１０の一端に配置する受け金具２１と、パイプ１０の他端に配置する差し金具２２と、パイプ１０内を流れる消火水を噴出させるノズル部３０とを備えている。
水膜形成装置３は、受け金具２１には第１の消防ホース２ａ（図１参照）の差し金具を結合し、差し金具２２には第２の消防ホース２ｂ（図１参照）の受け金具を結合し、ノズル部３０から噴出させる消火水によって火の粉を消火する。
ノズル部３０は、噴出口３１を形成している。
パイプ１０及びノズル部３０は、筐体４０で覆われ、筐体４０には、設置時に噴出口３１が鉛直上方に向けた位置となる重量部４１を設けている。重量部４１を設けることで、使用時の設置作業を迅速に行うことができる。

図３（ａ）はノズル部、導出部、及び整流部材を示す構成図、図３（ｂ）はノズル部の噴出口側の平面図、図３（ｃ）はノズル部の断面図、図３（ｄ）は整流部材の上面図、図３（ｅ）は整流部材の側面図である。

ノズル部３０は、噴出口３１を一端に形成する第１ノズル通路３２と、第１ノズル通路３２の他端に連接する第２ノズル通路３３とを有している。
噴出口３１は、ノズル部３０の端部３０ａから凹ませた位置に形成している。このように噴出口３１を端部３０ａから凹ませた位置に形成することで、使用時に噴出口３１に傷がつくことを防止でき、傷によって水柱が割れることを防止できる。
第１ノズル通路３２は内径が一定の筒状に形成し、第２ノズル通路３３は、上流から下流に向けて内径を漸次縮小させてテーパー状に形成している。
第２ノズル通路３３のテーパー角度αは、１５°以上で４５°以下の範囲とすることが好ましい。
このように、筒状の第１ノズル通路３２の上流にテーパー状の第２ノズル通路３３を形成することで、噴出口３１に向けて圧力を高めることができるとともに整流効果を生じるために、ノズル部３０から噴出させる消火水による水柱を高い位置まで形成することができ、高い位置で水膜を形成することができる。

パイプ１０内の消火水を第２ノズル通路３３に導く導出部５０は、内径を第２ノズル通路３３の上流側内径以上としている。このような導出部５０を備えることによって更に整流効果を生じるために、更に水柱を高い位置まで形成することができる。なお、導出口５０を備えることなく、第２ノズル通路３３の上流側をパイプ１０内に突出させてもよい。

導出部５０には、整流部材６０を設けている。整流部材６０は、複数枚の整流板６１を軸部６２に放射状に取り付けている。消火水は整流板６１の間を、軸部６２の方向に流れる。軸部６２の両端は、整流板６１よりも突出させ、先細りの形状としている。このような、整流部材６０を導出部５０に配置することで、更に整流効果を生じ、更に水柱を高い位置まで形成することができる。

本実施例では、ノズル部３０として、第１ノズル部３０Ａと第２ノズル部３０Ｂとを有している。本実施例のように、第１ノズル部３０Ａと第２ノズル部３０Ｂとでノズル部３０を構成する場合には、第１ノズル部３０Ａの第１仮想軸心３０Ｘと、第２ノズル部３０Ｂの第２仮想軸心３０Ｙとの角度βを１５°以上で２０°以下の範囲とすることが好ましい。このように第１ノズル部３０Ａと第２ノズル部３０Ｂとでノズル部３０を構成し、第１仮想軸心３０Ｘと第２仮想軸心３０Ｙとの角度βを１５°以上で２０°以下の範囲とすることで、水柱を高い位置まで形成することができるとともに、水膜の形成効果を高めることができる。
なお、ノズル部３０として、第３ノズル部を更に設けてもよい。第３のノズル部を更に設ける場合には、第３ノズル部の第３仮想軸心を導出部５０の仮想軸心と一致させることで、第３ノズル部の噴出口を鉛直上方に向けることが好ましい。

導出部５０の上流側端部５１は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、パイプ１０の内周面よりも突出させることが好ましい。導出部５０の上流側端部５１をパイプ１０の内周面よりも突出させることで、パイプ１０内を流れる消火水の流れを変え、パイプ１０内の流速の影響を少なくして導出部５０の圧力を高めることで水柱高さを確保できるとともに、図１に示すように、複数の水膜形成装置３を消防ホース２に直列に接続して用いる場合には、それぞれの水膜形成装置３での水柱高さを均一にすることができる。
なお、上流側端部５１は、パイプ１０のパイプ仮想軸心１０Ｘに至らない範囲で突出させることが好ましい。上流側端部５１を、パイプ仮想軸心１０Ｘに至らない範囲で突出させることで、パイプ１０内での圧損を少なくし、特に複数の水膜形成装置３を消防ホース２に直列に接続して用いる場合であっても、圧損による水柱高さの低下を防止できる。

図４は、本実施例による水膜形成装置の効果確認実験を示す写真である。
ポンプ車１からは、１．６ＭＰａ、１６００Ｌ／ｍｉｎで送水し、図１に示すように、ポンプ車１に接続した消防ホース２を２０ｍ、他の消防ホース２を５ｍとして、３１個の水膜形成装置３を接続した。１つの水膜形成装置３で噴出される消火水は５０Ｌ／ｍｉｎとしている。
無風状態では、水膜高さは１２ｍから１３ｍ、水膜幅は６ｍから８ｍであった。

本発明によれば、飛び火による延焼拡大を有効に防止できる。

１ ポンプ車
２ 消防ホース
２ａ 第１の消防ホース
２ｂ 第２の消防ホース
３ 水膜形成装置
１０ パイプ
１０Ｘ パイプ仮想軸心
２１ 受け金具
２２ 差し金具
３０ ノズル部
３０ａ 端部
３０Ａ 第１ノズル部
３０Ｂ 第２ノズル部
３０Ｘ 第１仮想軸心
３０Ｙ 第２仮想軸心
３１ 噴出口
３２ 第１ノズル通路
３３ 第２ノズル通路
４０ 筐体
４１ 重量部
５０ 導出部
５１ 上流側端部
６０ 整流部材
６１ 整流板
６２ 軸部
α テーパー角度
β 角度

Claims (9)

1. 通水路を形成するパイプと、
   前記パイプの一端に配置する受け金具と、
   前記パイプの他端に配置する差し金具と、
   前記パイプ内を流れる消火水を噴出させるノズル部と
   を備え、
   前記受け金具に第１の消防ホースの差し金具を結合し、
   前記差し金具に第２の消防ホースの受け金具を結合し、
   飛来する火の粉を、前記ノズル部から噴出させる前記消火水によって消火する水膜形成装置であって、
   前記ノズル部は、
   噴出口を一端に形成する第１ノズル通路と、
   前記第１ノズル通路の他端に連接する第２ノズル通路と
   を有し、
   前記第１ノズル通路を内径が一定の筒状に形成し、
   前記第２ノズル通路を、上流から下流に向けて内径を漸次縮小させてテーパー状に形成した
   ことを特徴とする水膜形成装置。
2. 前記パイプ内の前記消火水を前記第２ノズル通路に導く導出部を有し、
   前記導出部の内径を前記第２ノズル通路の上流側内径以上とした
   ことを特徴とする請求項１に記載の水膜形成装置。
3. 前記導出部に、複数枚の整流板からなる整流部材を設けた
   ことを特徴とする請求項２に記載の水膜形成装置。
4. 前記ノズル部として、第１ノズル部と第２ノズル部とを有し、
   前記第１ノズル部の第１仮想軸心と、前記第２ノズル部の第２仮想軸心との角度を１５°以上で２０°以下の範囲とした
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水膜形成装置。
5. 前記第２ノズル通路のテーパー角度を１５°以上で４５°以下の範囲とした
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水膜形成装置。
6. 前記噴出口を、前記ノズル部の端部から凹ませた位置に形成した
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水膜形成装置。
7. 前記導出部の上流側端部を、前記パイプの内周面よりも突出させた
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の水膜形成装置。
8. 前記上流側端部を、前記パイプのパイプ仮想軸心に至らない範囲で突出させた
   ことを特徴とする請求項７に記載の水膜形成装置。
9. 設置時に前記噴出口が鉛直上方に向けた位置となる重量部を設けた
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水膜形成装置。