JP2020156548A - ラインプロポーショナー - Google Patents

Abstract

【課題】必要とされる圧力・流量が設計仕様と多少異なるような場合であっても、予定された性能を発揮できるラインプロポーショナーを提供する。【解決手段】本発明に係るラインプロポーショナー１は、消火水を導入する導入路３と、導入路３に連続して導入路３よりも縮径したのど部５と、のど部５に連続して形成され下流側に向かって拡径する拡径路７と、のど部５に薬剤を供給する薬剤供給部９とを備えたものであって、のど部５又はその上流側に設けられて、のど部５の流路面積を調整する流路面積調整部材１１を有することを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、泡消火設備において水と泡消火薬剤を混合する混合器に関し、特にラインプロポーショナーに関するものである。

泡消火設備においては、水と泡消火薬剤を混合する混合器として、ラインプロポーショナーが用いられている（特許文献１参照）。
一般的にラインプロポーショナーは、内部を通過する流水に起因して発生する吸引力により泡消火薬剤を吸引して、吸引される泡消火薬剤と水を混合するというものである。

ラインプロポーショナーには種々の形態のものが存在するが、本願が対象としているラインプロポーショナーは、消火水を導入する導入路と、該導入路に連続して該導入路よりも縮径したのど部と、該のど部に連続して形成され下流側に向かって拡径する拡径路と、前記のど部に薬剤を供給する薬剤供給部とを基本構成としている。

上記のように構成されるラインプロポーショナーは、のど部を通過する流水に起因して発生する吸引力により泡消火薬剤を吸引して、吸引される泡消火薬剤と水を混合し、拡径路の下流側で圧力を回復して混合液を吐出する。
このようなラインプロポーショナーは、泡消火薬剤を自吸しているため、泡消火薬剤をのど部に向けて押し込む力が不要であり、例えば泡消火薬剤を貯蔵容器から押し出すための設備が不要となり、設備全体が単純化され、コストが比較的安価であるという利点がある。

特開２００５−２１８４７４号公報

ラインプロポーショナーの設計仕様は、末端に接続された泡消火設備が必要とする圧力・流量を基に定まる。この点を、図４に基づいて説明する。図４は、一般的なラインプロポーショナーについて、のど部の圧力（のど圧）(MPa)（図中左側の縦軸）及び復旧効率(％)（図中右側の縦軸）と流量(L/min)（横軸）の関係を示すグラフである。復旧効率とは、ラインプロポーショナーの入側の圧力に対して、出側の圧力がどの程度復旧（回復）しているかの割合である。

図４に示すように、流量が増加するに従ってのど部の圧力は低下して、ある流量以降はほぼ一定の負圧となる。他方、復旧効率については、流量が増加するに従って低下する。したがって、図４に示す例では、のど部の圧力が徐々に低下した後、一定になる流量（図中の左側の縦破線の流量）のときに最も効率がよいと言える。
このため、ラインプロポーショナーの設計に際しては、泡消火設備で必要とされる圧力・流量を満たす最も効率のよいのど部の流路面積等に設計され、これが設計仕様となる。

しかしながら、泡消火設備が設置される現場では、泡消火設備の個体差や設備設計時と異なる現場配管となる場合もあり、この場合にはラインプロポーショナーに要求される圧力・流量が設計仕様とずれることになり、設計した性能を発揮できないことが生ずる。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、必要とされる圧力・流量が設計仕様と多少異なるような場合であっても、予定された性能を発揮できるラインプロポーショナーを提供することを目的としている。

（１）本発明に係るラインプロポーショナーは、消火水を導入する導入路と、該導入路に連続して該導入路よりも縮径したのど部と、該のど部に連続して形成され下流側に向かって拡径する拡径路と、前記のど部に薬剤を供給する薬剤供給部とを備えたラインプロポーショナーであって、
前記のど部又はその上流側に設けられて、該のど部の流路面積を調整する流路面積調整部材を有することを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記流路面積調整部材は、のど部の入り口側において流路に対して交差方向に進退可能に設けられた部材を備えてなることを特徴とするものである。

（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記進退可能な部材は板状体からなり、
前記流路面積調整部材は、該板状体を保持して前記流路に対して交差方向に可動する可動部材と、該可動部材の可動量を調整する調整部材とをさらに備えていることを特徴とするものである。

（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記導入路の下流側端に消火水が当接する壁部を有し、前記のど部は該壁部から下流側に向けて前記導入路に連続して形成されてなり、
前記可動部材は、前記のど部の上流側に配設されて前記導入路の一部を構成すると共に流路径方向に移動する前記のど部よりも大径の筒状部材からなり、その上流側端面は外周から内周に向かって縮径方向に傾斜するテーパ状又はＲ状になっており、下流側端面は前記壁部に当接する平坦面になっており、かつ流路径方向に移動しても前記下流側端面がのど部の流路にかからないように設定されていることを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記薬剤供給部は、前記のど部の周壁に形成された複数の薬剤供給孔を有することを特徴とするものである。

本発明に係るラインプロポーショナーは、のど部又はその上流側に設けられて、該のど部の流路面積を調整する流路面積調整部材を有することにより、のど部の流路面積を調整することができ、末端の泡消火設備の個体差がある場合や設備設計時と異なる現場配管となった場合でも、予定された性能を発揮することができる。

本発明の実施の形態に係るラインプロポーショナーの断面図である。 図１に示したラインプロポーショナーの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るラインプロポーショナーののど部の流路面積を変更した場合の作用を説明するグラフである。 ラインプロポーショナーの課題を説明するグラフである。

本実施の形態に係るラインプロポーショナー１は、消火水を導入する導入路３と、導入路３に連続して導入路３よりも縮径したのど部５と、のど部５に連続して形成され下流側に向かって拡径する拡径路７と、のど部５に薬剤を供給する薬剤供給部９と、のど部５の上流側に設けられてのど部５の流路面積を調整する流路面積調整部材１１とを備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜導入路＞
導入路３は、消火水が導入される流路である。導入路３の下流端に消火水が当接する壁部３ａが形成されており、壁部３ａの下流側にのど部５が形成されている。
したがって、導入路３から導入された消火水は、直接のど部５に流入するものと、壁部３ａに衝突してのど部５に流入するものとがある。
壁部３ａがあることで、のど部５へ流入する消火水が壁面より剥離を起こすという効果がある。消火水が壁面より剥離することで、より負圧が発生しやすくなり、より薬剤を吸引することができる。

＜のど部＞
のど部５は、導入路３に連続してかつ導入路３よりも流路径が縮径した流路である。導入路３から導入された消火水は、のど部５において流速が増し、エゼクター効果によってのど部５に負圧が発生する。

＜薬剤供給部＞
薬剤供給部９は、のど部５に薬剤を供給する部分であり、薬剤の供給を受けるヘッダ部９ａと、一端側がヘッダ部９ａに他端側がのど部５に臨むように設けられた複数の連通路９ｂとを有している。連通路９ｂにおけるのど部５に臨む複数の開口が薬剤供給孔９ｃとなる。
薬剤供給部９は、図示しない吸引管の一端が接続される。吸引管の他端は、薬剤が貯蔵される貯蔵容器内に挿入されている。
のど部５に負圧が発生することで、吸引管を通じて貯蔵容器に貯蔵される薬剤が薬剤供給孔９ｃを通じてのど部５に吸引される。

＜拡径路＞
拡径路７は、のど部５に連続して形成されて、下流側に向かって流路が徐々に拡径する流路である。
拡径路７は、のど部５に供給される薬剤と消火水を混合する混合室としての機能と、のど部５で流速が増したあと、流速が低下することで、圧力を回復させる機能とを有する。

＜流路面積調整部材＞
流路面積調整部材１１は、板状体１３と、板状体１３を保持してのど部５の入側の流路に対して交差方向に可動する可動部材１５と、可動部材１５の可動量を調整する調整部材１７とを備えて構成されている。

《板状体》
板状体１３は、のど部５の入側に配設されてのど部５の入側の流路面積を調整する部材である。板状体１３の形状は特に限定されないが、本実施の形態では、図２に示すように、Ｌ形の金属板からなり、Ｌ形の一片がビス１４によって可動部材１５に固定され、他片の矩形状の部分が流路に延出する。
なお、板状体１３の形状は本例のものに限定されることはなく、例えば流路に延出する部分が流路に沿うように湾曲する形状であってもよい。

《可動部材》
可動部材１５は、のど部５よりも大径の筒状部材からなり、のど部５の上流側に配設されて導入路３の一部を構成すると共に流路径方向に移動可能に設けられている。そして、その上流側端面には外周から内周に向かってＲ状になっているＲ状部１５ａが形成されており、下流側端面は壁部３ａに当接する平坦面になっている。
上流側端面をＲ状にしたのは、可動部材１５内への消火水の流入を円滑にするためであり、その意味からすると、上流側端面は外周から内周に向かって縮径方向に傾斜するテーパ状であってもよい。

可動部材１５の径方向上下対称位置には、調整部材１７の先端が挿入される凹部１５ｂが設けられている。可動部材１５は、調整部材１７によって凹部１５ｂが保持され、導入路３の径方向に移動可能になっている。
なお、可動部材１５は流路径方向に移動するが、最大距離移動しても、下流端面がのど部５の流路にかからないように移動量が設定されている。

《調整部材》
調整部材１７は、一対の棒状体からなり、その一部に雄ネジからなる雄ネジ部１７ａを有し、導入路壁を貫通するように導入路壁における径方向上下対称位置に設けられている。
調整部材１７が設けられる導入路壁には、調整部材１７の雄ネジ部１７ａが螺合する雌ネジからなる雌ネジ部１９が形成されており、調整部材１７のねじ込み量を調整することで、調整部材１７の先端の位置決めを行うことができる。

そして、前述したように、可動部材１５には調整部材１７の先端が挿入される凹部１５ｂが形成されており、雄ネジ部１７ａの先端が可動部材１５の凹部１５ｂに挿入され、図中上下から可動部材１５を支持し、かつねじ込み量を調整することで、可動部材１５は導入路の径方向に移動してその位置が調整される。
可動部材１５が流路径方向に移動することで、板状体１３がのど部５の上流側でのど部５の流路に対して進退し、のど部５の流路面積が調整される。

以上のように構成された本実施の形態のラインプロポーショナー１においては、薬剤供給部９に薬剤が供給されている状態で、所定の圧力の消火水が導入路３に供給されると、消火水の流速がのど部５で速くなり、エゼクター効果によってのど部５に負圧が生ずる。この負圧によって、貯蔵容器に貯蔵されている薬剤が吸引され、のど部５に供給されて消火水と混合される。混合液は拡径路７を通過する際に流速が低下して圧力を回復して下流側の泡消火設備へと送出される。

ラインプロポーショナー１の下流側における配管や泡消火設備の仕様が設計仕様とずれているような場合には、流路面積調整部材１１によってのど部５の流路面積を調整することで、ずれを補って本来の性能を発揮させることができる。

図３は、流路面積調整部材１１による作用を説明する図であり、図４と同様に、のど部５の圧力（のど圧）及び復旧効率と消火水の流量の関係を示している。図中の破線は設計仕様におけるのど部の面積、すなわち流路面積調整部材１１の板状体１３が流路に延出していない状態の面積の場合であり、実線は板状体１３を流路に延出させて流路面積を小さくした場合を示している。
図３に示すように、実際の現場における流量・圧力が設計仕様よりも小さくなった場合には、破線で示す仕様では予定した性能を発揮できないが、流路面積を小さくすることで、実線で示すように、予定したものに近い性能を発揮することができる。

なお、上記の実施の形態では流路面積調整部材１１における進退可能な部材の例として、板状体１３を例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、流路に対して進退可能なものであればその形状は板状のものに限定されない。
また、上記の実施の形態では１つの板状態１３が、流路に対して進退可能としているが、本発明はこれに限られるものではなく、２つ以上の流路面積調整部材１１が、流路に対して進退可能となっていてもよい。

また、上記の実施の形態では、可動部材１５が導入路３に対して流路方向直交方向に移動する例であったが、可動部材１５の移動する方向は導入路３に対して交差方向であればよく、導入路３に対して必ずしも直交方向でなくてもよい。

１ ラインプロポーショナー
３ 導入路
３ａ 壁部
５ のど部
７ 拡径路
９ 薬剤供給部
９ａ ヘッダ部
９ｂ 連通路
９ｃ 薬剤供給孔
１１ 流路面積調整部材
１３ 板状体
１４ ビス
１５ 可動部材
１５ａ Ｒ状部
１５ｂ 凹部
１７ 調整部材
１７ａ 雄ネジ部
１９ 雌ネジ部

Claims (5)

1. 消火水を導入する導入路と、該導入路に連続して該導入路よりも縮径したのど部と、該のど部に連続して形成され下流側に向かって拡径する拡径路と、前記のど部に薬剤を供給する薬剤供給部とを備えたラインプロポーショナーであって、
   前記のど部又はその上流側に設けられて、該のど部の流路面積を調整する流路面積調整部材を有することを特徴とするラインプロポーショナー。
2. 前記流路面積調整部材は、のど部の入り口側において流路に対して交差方向に進退可能に設けられた部材を備えてなることを特徴とする請求項１記載のラインプロポーショナー。
3. 前記進退可能な部材は板状体からなり、
   前記流路面積調整部材は、該板状体を保持して前記流路に対して交差方向に可動する可動部材と、該可動部材の可動量を調整する調整部材とをさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載のラインプロポーショナー。
4. 前記導入路の下流側端に消火水が当接する壁部を有し、前記のど部は該壁部から下流側に向けて前記導入路に連続して形成されてなり、
   前記可動部材は、前記のど部の上流側に配設されて前記導入路の一部を構成すると共に流路径方向に移動する前記のど部よりも大径の筒状部材からなり、その上流側端面は外周から内周に向かって縮径方向に傾斜するテーパ状又はＲ状になっており、下流側端面は前記壁部に当接する平坦面になっており、かつ流路径方向に移動しても前記下流側端面がのど部の流路にかからないように設定されていることを特徴とする請求項３記載のラインプロポーショナー。
5. 前記薬剤供給部は、前記のど部の周壁に形成された複数の薬剤供給孔を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラインプロポーショナー。

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