JP2021019887A - Water gun apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大型空間建築物や大規模な高天井空間を消火用水を放水して防護する放水銃装置に関する。 The present invention relates to a water discharge gun device that protects a large space building or a large-scale high ceiling space by discharging fire extinguishing water.
従来、ドーム球場やイベント施設のような大型空間建築物や大規模な高天井空間を有する施設の消火設備として放水銃システムが設置されている。放水銃システムは、走査型火災検出器による光学的な水平及び垂直走査により監視区域を監視しており、火災の炎によるエネルギーによる受光信号から火災を検出して制御対象となる火源位置を演算し、放水銃装置を水平旋回により火源位置に指向させ、火源までの距離に応じた放水圧力の制御で消火用水を散水して消火するようにしている。 Conventionally, a water gun system has been installed as a fire extinguishing system for a large space building such as a dome stadium or an event facility or a facility having a large high ceiling space. The water discharge gun system monitors the monitoring area by optical horizontal and vertical scanning with a scanning fire detector, detects the fire from the received signal by the energy of the fire flame, and calculates the position of the fire source to be controlled. However, the water discharge gun device is directed to the position of the fire source by horizontal turning, and the fire extinguishing water is sprinkled and extinguished by controlling the water discharge pressure according to the distance to the fire source.
放水銃装置の放水圧力制御は、放水銃の放水圧力を圧力センサで検出し、火源までの距離に基づいて設定された目標放水圧力との偏差を零とするように、放水銃装置に対し加圧消火用水を供給する配管に設けた電動弁の開度をフィードバック制御している。 The water discharge pressure control of the water discharge gun device detects the water discharge pressure of the water discharge gun with a pressure sensor, and makes the deviation from the target water discharge pressure set based on the distance to the fire source zero. The opening degree of the electric valve provided in the pipe for supplying pressurized fire extinguishing water is feedback-controlled.
しかしながら、このような従来の放水銃装置にあっては、有効放水距離が例えば0〜87メートルで最大放水量を3,500リットル/分としており、例えば30分の放水時間では105,000リットルの放水量となり、このような放水量を確保するために地下階等にスペースを確保して大型の水源水槽を構築しなければならず、放水銃装置を用いた消火設備のコストが嵩むという問題がある。 However, in such a conventional water discharge gun device, the effective water discharge distance is, for example, 0 to 87 meters, and the maximum water discharge amount is 3,500 liters / minute. For example, a water discharge time of 30 minutes is 105,000 liters. It becomes the amount of water discharged, and in order to secure such amount of water discharged, it is necessary to secure a space on the basement floor and construct a large water source water tank, and there is a problem that the cost of fire extinguishing equipment using a water discharge gun device increases. is there.
本発明は、ノズルからの放水軌跡を維持しつつ放水量を低減して水源水槽を小型化可能とする放水銃装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a water discharge gun device capable of reducing the amount of water discharged while maintaining the water discharge trajectory from a nozzle and making the water source water tank smaller.
(放水銃装置)
本発明は、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃装置に於いて、
消火用水をノズルに供給する配管系に、弁体の周期的な揺動により流路面積を変化させてノズルから放出される放水量を周期的に変化させる流量制御弁が設けられたことを特徴とする。
(Water discharge gun device)
The present invention is a water discharge gun device that sprays fire extinguishing water toward a fire source position in a caution area.
The piping system that supplies fire extinguishing water to the nozzle is characterized by being equipped with a flow control valve that changes the flow path area by periodically swinging the valve body and periodically changes the amount of water discharged from the nozzle. And.
(流量制御弁)
流量制御弁は、弁体の中立位置で流路面積を最大としてノズルから放出される放水量を最大とし、中立位置を中心とした弁体の所定の最大揺動角度の位置で流路面積を減少させてノズルから放出される放水量を最大放出量の50%以上の所定の放水量に低下させる。
(Flow control valve)
The flow control valve maximizes the flow path area at the neutral position of the valve body, maximizes the amount of water discharged from the nozzle, and sets the flow path area at a predetermined maximum swing angle of the valve body centered on the neutral position. The amount of water discharged from the nozzle is reduced to a predetermined amount of water discharged at 50% or more of the maximum discharge amount.
(弁体)
流量制御弁は、弁体としてバタフライ弁体又はボール弁体を周期的に揺動させて流路面積を変化させる。
(Valve body)
The flow rate control valve periodically swings a butterfly valve body or a ball valve body as a valve body to change the flow path area.
(てこリンク機構による弁体の揺動)
流量制御弁は、弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、てこリンク機構を備え、
てこリンク機構は、第1リンク、第2リンク及び第3リンクを備え、第1リンクの一端がモータ駆動軸に連結されると共に第1リンクの他端に第2リンクの一端が回動自在に連結され、第2リンクの他端に第3リンクの他端が回動自在に連結されると共に第3リンクの他端が前記弁体の駆動軸に連結され、モータにより第1リンクを一定速度で回転駆動した場合の第3リンクの揺動により弁体を揺動させる。
(Swing of valve body by lever link mechanism)
The flow control valve is provided with a lever link mechanism as a valve body swing mechanism that swings the valve body periodically.
The lever link mechanism includes a first link, a second link, and a third link, one end of the first link is connected to a motor drive shaft, and one end of the second link is rotatable at the other end of the first link. The other end of the third link is rotatably connected to the other end of the second link, and the other end of the third link is connected to the drive shaft of the valve body, and the first link is connected at a constant speed by a motor. The valve body is oscillated by the oscillation of the third link when it is rotationally driven by.
(揺動スライダリンク機構による弁体の揺動)
流量制御弁は、弁体を周期的に揺動させる弁体揺動構として、揺動スライダリンク機構を備え、
揺動スライダリンク機構は、従動リンク及び従動リンクの軸方向に形成されたスライド溝に摺動自在に設けられたスライダを備え、原動リンクの一端がモータの駆動軸に連結されると共に原動リンクの他端がスライダに回動自在に連結され、従動リンクの一端が弁体の駆動軸に連結され、モータにより原動リンクを一定速度で回転駆動した場合の従動リンクの揺動により弁体を揺動させる。
(Swing of valve body by swing slider link mechanism)
The flow control valve is provided with a swing slider link mechanism as a valve body swing structure that swings the valve body periodically.
The swing slider link mechanism includes a driven link and a slider slidably provided in a slide groove formed in the axial direction of the driven link, and one end of the driving link is connected to the drive shaft of the motor and the driving link is connected. The other end is rotatably connected to the slider, one end of the driven link is connected to the drive shaft of the valve body, and the valve body swings due to the swing of the driven link when the driving link is rotationally driven at a constant speed by a motor. Let me.
(バネ力と流水力の変化による弁体の揺動)
流量制御弁の弁体は、流路面積を最大としてノズルから放出される放水量を最大とする弁体の中立位置に対し、所定の最大揺動角度により流路面積を最小とする初期位置にバネ部材による付勢で保持されており、弁体は初期位置で水流により受ける揺動力とバネ部材により初期位置に戻そうとするバネ力の変化により揺動される。
(Vibration of valve body due to changes in spring force and flowing water force)
The valve body of the flow control valve is set to the initial position where the flow path area is minimized by a predetermined maximum swing angle with respect to the neutral position of the valve body which maximizes the flow path area and the maximum amount of water discharged from the nozzle. It is held by the urging by the spring member, and the valve body is oscillated by the swinging force received by the water flow at the initial position and the change in the spring force to return to the initial position by the spring member.
(基本的な効果)
本発明は、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃装置に於いて、消火用水をノズルに供給する装置本体に、弁体の周期的な揺動により流路面積を変化させてノズルから放出される放水量を周期的に変化させる流量制御弁が設けられたため、流量制御弁の弁体が例えば0.1〜2.0Hzといった周波数の周期で揺動されることでノズルからの放水量が、見掛け上、断続的(パルス的若しくは正弦波的)に変動し、従来の連続放水に対し単位時間当りの放水量を例えば60パーセント程度に低減することができ、所定放水時間を確保するために必要な貯水量が低減され、これにより水源水槽を小型化して設備規模とコストを低減させることができる。
(Basic effect)
According to the present invention, in a water discharge gun device that sprays fire extinguishing water toward a fire source position in a caution area, the flow path area is changed by periodically swinging a valve body to the device body that supplies fire extinguishing water to a nozzle. Since a flow control valve is provided to periodically change the amount of water discharged from the nozzle, the valve body of the flow control valve swings at a frequency cycle of, for example, 0.1 to 2.0 Hz, so that the nozzle The amount of water discharged from the water fluctuates intermittently (pulse-like or sinusoidal), and the amount of water discharged per unit time can be reduced to, for example, about 60% of the conventional continuous water discharge. The amount of water stored to secure the water is reduced, which makes it possible to reduce the size of the water source water tank and reduce the scale and cost of the equipment.
また、ノズルから放出される水流は、流量制御弁の弁体の揺動に伴い最大放水量となる密度の高い水流部分と放水量が絞られた密度の低い部分が断続的に放出され、高密度水流部分の飛翔により連続放水と同等の放水軌跡が維持され、更に、散水範囲に対し高密度水流部分と低密度水流部分が交互に連続して当たることで放水による打力を向上させ、防護性能を更に高めることを可能とする。 In addition, the water flow discharged from the nozzle is high because the high-density water flow part, which is the maximum amount of water discharged, and the low-density part, where the amount of water discharged is narrowed, are intermittently discharged as the valve body of the flow control valve swings. The flight of the dense water flow part maintains the same water discharge trajectory as the continuous water discharge, and the high density water flow part and the low density water flow part alternately and continuously hit the sprinkling range to improve the striking force by the water discharge and protect it. It makes it possible to further improve the performance.
(流量制御弁の効果)
また、流量制御弁は、弁体の中立位置で流路面積を最大としてノズルから放出される放水量を最大とし、中立位置を中心とした弁体の所定の最大揺動角度の位置で流路面積を減少させてノズルから放出される放水量を最大放出量の50%以上の所定の放水量に低下させるようにしたため、ノズルからの放水量を最大放水量を100%とした場合、100%から例えば60%の範囲で周期的に変化させて、見掛け上、断続的(パルス的又は正弦波的)に放水させることができ、また、流量制御弁が故障等により万一動かなくなっても50%以上の所定の放水量は確保できる。
(Effect of flow control valve)
In addition, the flow control valve maximizes the flow path area at the neutral position of the valve body and maximizes the amount of water discharged from the nozzle, and the flow path at a predetermined maximum swing angle of the valve body centered on the neutral position. Since the area is reduced to reduce the amount of water discharged from the nozzle to a predetermined amount of 50% or more of the maximum discharge amount, the amount of water discharged from the nozzle is 100% when the maximum amount of water discharged is 100%. For example, it can be changed periodically in the range of 60%, and water can be discharged intermittently (pulse-like or sine-wave-like), and even if the flow control valve does not move due to a failure or the like, 50 A predetermined amount of water discharged of% or more can be secured.
(弁体による効果)
また、流量制御弁は、弁体としてバタフライ弁体又はボール弁体を周期的に揺動させて流路面積を変化させるようにしたため、流量制御弁の弁体を放水銃装置を通る内部流路にバタフライ弁体又はボール弁体を配置した場合に、消火用水の水流による力を受けても、滑らかな揺動により放水量を周期的に増減させることを可能とする。
(Effect of valve body)
Further, in the flow control valve, the butterfly valve body or the ball valve body is periodically swung as the valve body to change the flow path area, so that the valve body of the flow control valve is passed through the water discharge gun device. When a butterfly valve body or a ball valve body is arranged in the air, the amount of water discharged can be periodically increased or decreased by smooth swinging even when the force due to the flow of fire extinguishing water is received.
(てこリンク機構による弁体の揺動による効果)
また、流量制御弁は、弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、てこリンク機構が設けられ、てこリンク機構は、第1リンク、第2リンク及び第3リンクを備え、第1リンクの一端がモータ駆動軸に連結されると共に第1リンクの他端に第2リンクの一端が回動自在に連結され、第2リンクの他端に第3リンクの他端が回動自在に連結されると共に第3リンクの他端が弁体の駆動軸に連結され、モータにより第1リンクを一定速度で回転駆動した場合の第3リンクの揺動回転により弁体を揺動させるようにしたため、モータによる一定回転をてこリンク機構により周期的な揺動に変換して弁体に伝達させることができ、モータの回転数を変えることで、例えば弁体の揺動周波数を0.1〜2.0Hzの範囲の適宜の周波数に設定できる。
(Effect of swinging valve body by lever link mechanism)
Further, the flow control valve is provided with a lever link mechanism as a valve body swing mechanism that periodically swings the valve body, and the lever link mechanism includes a first link, a second link, and a third link. One end of the 1 link is connected to the motor drive shaft, one end of the second link is rotatably connected to the other end of the first link, and the other end of the third link is rotatable to the other end of the second link. The other end of the third link is connected to the drive shaft of the valve body, and the valve body is swung by the swing rotation of the third link when the first link is rotationally driven at a constant speed by the motor. Therefore, the constant rotation by the motor can be converted into periodic swing by the lever link mechanism and transmitted to the valve body. By changing the rotation speed of the motor, for example, the swing frequency of the valve body can be changed to 0.1. It can be set to an appropriate frequency in the range of ~ 2.0 Hz.
(揺動スライダリンク機構による弁体の揺動による効果)
流量制御弁は、弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、揺動スライダリンク機構が設けられ、揺動スライダリンク機構は、従動リンク及び前記従動リンクの軸方向に形成されたスライド溝に摺動自在に設けられたスライダを備え、原動リンクの一端がモータの駆動軸に連結されると共に原動リンクの他端がスライダに回動自在に連結され、従動リンクの一端が弁体の駆動軸に連結され、モータにより原動リンクを一定速度で回転駆動した場合の従動リンクの揺動回転により弁体を揺動させるようにしたため、モータによる一定回転をてこリンク機構により周期的な揺動に変換して弁体に伝達させることができ、モータの回転数を変えることで、例えば弁体の揺動周波数を0.1〜2.0Hzの範囲の適宜の周波数に設定でき、更に、てこリンク機構に比べ構造が簡単で小型化できる。
(Effect of swinging valve body by swing slider link mechanism)
The flow control valve is provided with a swing slider link mechanism as a valve body swing mechanism that swings the valve body periodically, and the swing slider link mechanism is formed in the axial direction of the driven link and the driven link. A slider provided so as to be slidable in the slide groove is provided, one end of the driving link is connected to the drive shaft of the motor, the other end of the driving link is rotatably connected to the slider, and one end of the driven link is a valve body. The valve body is oscillated by the oscillating rotation of the driven link when the driving link is rotationally driven at a constant speed by the motor, which is connected to the drive shaft of the motor. It can be converted into motion and transmitted to the valve body, and by changing the rotation speed of the motor, for example, the swing frequency of the valve body can be set to an appropriate frequency in the range of 0.1 to 2.0 Hz. The structure is simpler and smaller than the lever link mechanism.
(バネ力と流水力の変化による弁体の揺動による効果)
また、流量制御弁の弁体は、流路面積を最大としてノズルから放出される放水量を最大とする中立位置に対し、所定の最大揺動角度により流路面積を最小とする初期位置にバネ部材による付勢で保持されており、弁体は初期位置で水流により受ける揺動力とバネ部材により初期位置に戻そうとするバネ力の変化により揺動されるようにしたため、モータ等の駆動源を必要とすることなく、放水銃装置を流れる消火用水の水流により弁体が揺動してノズルからの放水量を周期的に増減させることができ、構造が簡単でコストを低減可能とする。
(Effect of swinging valve body due to change in spring force and running water force)
In addition, the valve body of the flow control valve springs at the initial position where the flow path area is minimized by a predetermined maximum swing angle with respect to the neutral position where the flow path area is maximized and the amount of water discharged from the nozzle is maximized. It is held by the urging by the member, and the valve body is made to swing by the swinging force received by the water flow at the initial position and the spring force to return to the initial position by the spring member, so that the drive source of the motor etc. The valve body swings due to the flow of fire extinguishing water flowing through the water discharge gun device, and the amount of water discharged from the nozzle can be increased or decreased periodically, and the structure is simple and the cost can be reduced.
[放水銃装置の概要]
図1は放水銃装置の外観を示した説明図である。図1に示すように、球技場や展示会場などの施設に設置される放水銃装置10に対しては、ポンプ室に設置されたポンプからの配水管18が接続され、また、エアコンプレッサーからの空気配管20が接続されている。放水銃装置10は放水圧力を火源までの放水距離に対応した目標放水圧力となるように制御される。
[Overview of water gun device]
FIG. 1 is an explanatory view showing the appearance of the water discharge gun device. As shown in FIG. 1, a
空気配管20からの加圧空気は、放水銃装置10から消火用水を放水する際に消火用水の周囲に噴き込まれ、空気と水を混合することによって、低い放水圧力及び少ない放水量で十分な放水距離と広い散水範囲を確保できるようにしている。また放水銃装置10は、架台12に対し水平旋回モータ16の駆動により水平旋回される水平旋回台14に搭載されており、垂直方向については所定の放水角に固定設定されている。
The pressurized air from the air pipe 20 is blown around the fire extinguishing water when the fire extinguishing water is discharged from the water
水平旋回台14に搭載された装置本体からの立上り配管の先には、流量制御弁22を介してノズル26が配置されている。流量制御弁22は弁体揺動機構24により制御駆動され、ノズル26に供給される消火用水の流路に位置する弁体の周期的な揺動により流路面積を変化させ、ノズル26から放出される放水量を周期的に変化させる。
A
流量制御弁22の弁体は例えば0.1〜2.0Hzといった周波数の周期で揺動されることで、ノズル26からの放水量が、見掛け上、断続的(パルス的若しくは正弦波的)に変動し、単位時間当りの放水量を低減させ、その結果、所定放水時間を確保するために必要な貯水量が低減され、これにより水源水槽を小型化して設備規模とコストを低減させることを可能とする。
By swinging the valve body of the
[バタフライ弁体を用いた流量制御弁]
図2はバタフライ弁体を用いた流量制御弁の実施形態を断面で示した説明図である。図2に示すように、図1に示した架台12側からの立上り配管38に続いて流量制御弁22が設けられ、流量制御弁22の2次側にノズル26が装着されている。
[Flow control valve using butterfly valve body]
FIG. 2 is an explanatory view showing a cross-sectional view of an embodiment of a flow control valve using a butterfly valve body. As shown in FIG. 2, a flow
本実施形態の流量制御弁22は弁ボディ32により形成される弁室の中に、弁体回転軸36により回転駆動されるバタフライ弁体34が配置されている。バタフライ弁体34は図示のノズル中心軸線35の方向となる中立位置で流路面積が最大であり、バタフライ弁体34に妨げられることがなく、ノズル26からの放水量を最大放水量(放水量100%)としている。
In the
これに対し左右の揺動中心軸線35a,35bとなる最大揺動角θに回動された場合には、例えば中立位置に対し流路面積が半分となり、ノズル26からの放水量が最大放水量の50%に低下される。ここで、流量制御弁22が故障等により万一動かなくなった場合のノズル26からの放水量を確保可能とするため、バタフライ弁体34を最大揺動角θに回動させた場合に低下した放水量が最大放水量の50%以上の所定値となるように最大揺動角θの値を決定している。
On the other hand, when it is rotated to the maximum swing angle θ which is the left and right swing center axes 35a and 35b, for example, the flow path area is halved with respect to the neutral position, and the amount of water discharged from the
[弁体揺動機構]
(てこリンク機構)
図3はてこリンク機構を用いた流量制御弁の弁体揺動機構の実施形態を示した説明図である。
[Valve swing mechanism]
(Leverage link mechanism)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of a valve body swing mechanism of a flow control valve using a lever link mechanism.
図2に示した流量制御弁のバタフライ弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、図3に示すてこリンク機構が設けられる。図3に示すように、弁体揺動機構として機能するてこリンク機構40は、第1リンク46、第2リンク48及び第3リンク50により構成される。
The lever link mechanism shown in FIG. 3 is provided as a valve body swinging mechanism that periodically swings the butterfly valve body of the flow control valve shown in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the
第1リンク46は一端がモータ42の出力軸44に固定されると共に第1リンク46の他端に第2リンク48の一端が支点aで示すように回動自在に連結される。また、第2リンク48の他端には第3リンク50の他端が支点bで示すように回動自在に連結され、更に、第3リンク50の他端は弁ボディ32の外側に取り出されたバタフライ弁体34の弁体回転軸36に固定されている。
One end of the first link 46 is fixed to the
てこリンク機構40によるバタフライ弁体34の揺動駆動は次のようになる。放水銃装置から放水が開始されると、モータ42が駆動される。例えば、バタフライ弁体34を1Hzの周波数の周期1秒で揺動させるためには、モータ42は出力軸44を60rpmの回転数で回転させる。
The swing drive of the
放水銃装置からの放水中に消火用水が流れる流路内に配置されたバタフライ弁体34を揺動させた場合、水流により強い力が加わることから、モータ42は減速機構を備えた高出力トルクのものを使用する。
When the
バタフライ弁体34は図3に示す中立位置を初期位置とした状態で、モータ42の出力軸44が時計回りに回転されると、第1リンク46が原動リンクとなって回転し、第2リンク48を介して連結された第3リンク50が従動リンクとなって弁体回転軸36を中心に揺動し、これにより弁体回転軸36と一体にバタフライ弁体34が揺動される。
When the
第3リンク50の支点bの位置は、第1リンク46が支点aの位置にあるときであり、第1リンク46が支点a1に回転すると第3リンク50は支点b1となる中立位置の右側の最大揺動角に回動し、第1リンク46が支点a2に回転すると第3リンク50は支点b2となる中立位置の左側の最大揺動角に回動する。 The position of the fulcrum b of the third link 50 is when the first link 46 is at the position of the fulcrum a, and when the first link 46 rotates to the fulcrum a1, the third link 50 becomes the fulcrum b1 on the right side of the neutral position. When the first link 46 rotates to the fulcrum a2, the third link 50 rotates to the maximum swing angle on the left side of the neutral position which becomes the fulcrum b2.
てこリンク機構40による第3リンク50によるバタフライ弁体34の中立位置に対する左右の最大揺動角は、第1リンク46と第3リンク50のリンク長が異なることで、同一とはならないが、問題にはならない。
The left and right maximum swing angles of the
即ち、バタフライ弁体34を大きい方の最大揺動角に回動させた場合の放水量が最大放水量に対し50%以上の所定値に低下するように設定しておけば、反対側のそれより小さい最大揺動角に回動した場合は、それより大きい放水量に低下することになり、低下した放水量が最大放水量の50%以上の所定値とすることができる。
That is, if the amount of water discharged when the
(揺動スライダリンク機構)
図4は揺動スライダリンク機構を用いた流量制御弁の弁体揺動機構の実施形態を示した説明図である。
(Swing slider link mechanism)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an embodiment of a valve body swing mechanism of a flow control valve using a swing slider link mechanism.
図2に示した流量制御弁のバタフライ弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、図4に示す揺動スライダリンク機構52を用いることができる。
As the valve body swing mechanism that periodically swings the butterfly valve body of the flow control valve shown in FIG. 2, the swing
揺動スライダリンク機構52は、原動リンク54、従動リンク56及び従動リンク56の軸方向に形成されたスライド溝58に摺動自在に設けられたスライダ60で構成される。
The swing
原動リンク54の一端がモータ42の出力軸44に固定されると共に原動リンク54の他端がスライダ60に回動自在に連結され、従動リンク56の一端が弁ボディ32の外側に取り出されたバタフライ弁体34の弁体回転軸36に固定される。
One end of the driving link 54 is fixed to the
揺動スライダリンク機構52によるバタフライ弁体34の揺動駆動は次のようになる。放水銃装置から放水が開始されると、モータ42の出力軸44が例えば60rpmの回転数で回転される。
The swing drive of the
バタフライ弁体34は図4に示す中立位置を初期位置とした状態で、モータ42の出力軸44が時計回りに回転されると原動リンク54が回転され、原動リンク54の先端に軸支されたスライダ60が原動リンク54を半径とした円を描くように回転され、スライダ60は従動リンク56のスライダ溝58を衝動する。このため従動リンク56は弁体回転軸36を中心に左右に揺動し、これによりバタフライ弁体34を左右に揺動させる。
In the
揺動スライダリンク機構52によるバタフライ弁体34の中立位置に対する左右の最大揺動角は等しくなり、最大揺動角に揺動させた場合の放水量が最大放水量に対し50%以上の所定値に低下するように原動リンク54と従動リンク56の長さを決めておけば良い。
The left and right maximum swing angles of the
[放水銃装置の放水圧力制御]
図5は放水圧力制御装置による放水銃装置の制御系を示した説明図である。図5に示すように、放水圧力制御装置62の制御対象となる放水銃装置10には圧力センサ30が設置されており、配水管18から供給された放水圧力を検出して放水圧力制御装置62に入力している。
[Water discharge pressure control of water discharge gun device]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a control system of the water discharge gun device by the water discharge pressure control device. As shown in FIG. 5, a
放水圧力制御装置62には、放水銃装置10により放水する火源までの距離に応じた目標放水圧力Poが設定されており、目標放水圧力Poと圧力センサ30の検出圧力Pとの圧力偏差ΔP(=Po−P)を演算し、圧力偏差ΔPを零とするように制御信号を出力して、電動弁64の開度を制御する。
The water discharge pressure control device 62 is set with a target water discharge pressure Po according to the distance to the fire source that discharges water by the water
即ち、圧力偏差ΔPがプラスであれば電動弁64を閉方向に制御して圧力を低下させ、一方、圧力偏差ΔPがマイナスであれば電動弁64を開方向に制御して放水圧力を増加させ、放水銃装置10の圧力センサ30による検出圧力Pを目標放水圧力Poに向かわせる。
That is, if the pressure deviation ΔP is positive, the electric valve 64 is controlled in the closing direction to reduce the pressure, while if the pressure deviation ΔP is negative, the electric valve 64 is controlled in the opening direction to increase the water discharge pressure. , The pressure P detected by the
このような放水圧力制御装置62による放水銃装置10の圧力制御を伴う放水中にあっては、ノズル26の手前に設けられた流量制御弁22が弁体揺動機構24による駆動で、例えば図2に示したように、バタフライ弁体34を0.1〜2Hzの範囲の所定の周波数の周期で揺動され、ノズル26からの放水量が、見掛け上、断続的(パルス的若しくは正弦波的)に変動し、従来の連続放水に対し単位時間当りの放水量を例えば60パーセント程度に低減することができ、所定放水時間を確保するために必要な貯水量が低減され、これにより水源水槽を小型化して設備規模とコストを低減させることができる。
In the case of water discharge accompanied by pressure control of the water
また、ノズル26から放出される水流は、流量制御弁22の弁体の揺動に伴い最大放水量となる密度の高い水流部分と放水量が絞られた密度の低い部分が断続的に放出され、高密度水流部分の飛翔により連続放水と同等の放水軌跡が維持され、更に、散水範囲に対し高密度水流部分と低密度水流部分が交互に連続して当たることで放水による打力を向上させ、防護性能を更に高めることを可能とする。
Further, as for the water flow discharged from the
[ボール弁体を用いた流量制御弁]
図6はボール弁体を用いた流量制御弁の実施形態を断面で示した説明図であり、図6(A)はボール弁体の中立位置を示し、図6(B)はボール弁体を左回りに回動させた位置を示し、図6(C)はボール弁体を右回りに回動させた位置を示す。
[Flow control valve using ball valve body]
6A and 6B are explanatory views showing a cross-sectional view of an embodiment of a flow control valve using a ball valve body, FIG. 6A shows a neutral position of the ball valve body, and FIG. 6B shows a ball valve body. The position where the ball valve body is rotated counterclockwise is shown, and FIG. 6C shows the position where the ball valve body is rotated clockwise.
図1に示した架台12側からの立上り配管に続いて設けられた流量制御弁22として、図6に示すボール弁体66を用いた流量制御弁22を設けるようにしても良い。
As the flow
本実施形態の流量制御弁22は弁ボディ32により形成される球状の弁室の中に、弁体回転軸70により回転駆動されるボール弁体66が配置されている。ボール弁体66は、弁ボディ32の出入口の流路径と同じ径の弁体流路68が形成されており、図6(A)の中立位置で流路面積が最大となり、ボール弁体66に妨げられることがなく、ノズル26からの放水量を最大放水量(放水量100%)としている。
In the
これに対し図6(B)(C)の左右の揺動中心軸線となる最大揺動角θに揺動された場合には、例えば中立位置に対しボール弁体66における弁体流路68の流路面積が半分となり、ノズル26からの放水量が最大放水量の50%に低下される。
On the other hand, when the ball is swung to the maximum swing angle θ which is the left and right swing center axes in FIGS. 6 (B) and 6 (C), for example, the valve
なお、ボール弁体66の揺動により低下された放水量を最大放水量の50%より大きい値としたい場合には、図6(B)(C)における最大揺動角θをそれより小さい角度に設定すれば良い。
If it is desired that the amount of water discharged reduced by the swing of the
図6の流量制御弁22に設けたボール弁体66を揺動させる弁体揺動機構としては、図3に示したてこリンク機構40又は図4に示した揺動スライダリンク機構52を使用することができる。
As the valve body swing mechanism for swinging the
[バネ力と流水力の変化による弁体の揺動機構]
図7はバネ部材のバネ力と弁体に加わる流体力の変化で揺動する流量制御弁の他の実施形態を示した説明図である。
[Valve swing mechanism due to changes in spring force and flowing water force]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another embodiment of the flow control valve that swings due to a change in the spring force of the spring member and the fluid force applied to the valve body.
図7に示すように、本実施形態の流量制御弁22は、弁ホディ32内の弁室にバタフライ弁体34が弁体回転軸36により回動自在に設けられており、弁ボディ32の外側に取り出された弁体回転軸36にはレバー72が固定されている。
As shown in FIG. 7, in the
レバー72の先端と固定側の間にはバネ部材74が連結され、レバー72はストッパ76に右側から当接して初期位置に保持されている。レバー72の初期位置で弁ボディ32内のバタフライ弁体34は、流路面積を最大としてノズルから放出される放水量を最大とする中立位置に対し、所定の最大揺動角度θにより流路面積を最小とする初期位置となるように、レバー72が弁体回転軸36に固定されている。
A spring member 74 is connected between the tip of the lever 72 and the fixed side, and the lever 72 abuts on the stopper 76 from the right side and is held at the initial position. The
本実施形態による流量制御弁22の揺動動作は次のようになる。放水銃装置から消火用水の放水が開始されると、流量制御弁22に送り込まれた消火用水の流れが、流路面積を最小とする初期位置にあるバタフライ弁体34に当たり、バネ部材74に抗してバタフライ弁体34を流路面積を広げる方向に回動させ、ノズルからの放水量が増加する。
The swing operation of the flow
バタフライ弁体34の水流力による回動量が増加すると、バネ部材74が伸びることで初期位置に戻そうとするバネ力が増加し、ある段階で水流力に対しバネ力が打ち勝ち、バタフライ弁体34は初期位置に向かって戻り、ノズルからの放水量が減少する。
When the amount of rotation of the
このバタフライ弁体34の水流力による動きには慣性があることから、バタフライ弁体34の揺動方向の反転は瞬発的な動きとなり、バタフライ弁体34は水流力とバネ力の変化により揺動し、ノズルからの放水量を周期的に増減させ、連続放水に比べて放水量を低下させることができる。
Since the movement of the
また、本実施形態の流量制御弁22は、図3のてこリンク機構や図4の揺動スライダリンク機構のように駆動源としてのモータを必要とせず、構造が簡単でコストを低減できる。
Further, the
また、本実施形態におけるバタフライ弁体34を揺動させる周波数や放水量の増減の度合いは、バタフライ弁体34の面積やバネ部材74のバネ荷重等に依存しており、一義的に決めることは困難であり、放水試験による試行錯誤を経て最適な条件を決めていくことになる。
Further, the frequency at which the
[本発明の変形例]
上記の実施形態は、最大放水距離が87メートル程度となる大規模放水銃設備の放水銃装置を例にとっているが、最大放水距離が例えば68メートル程度となる中規模放水銃設備の放水銃装置に適用しても良い。
[Modification of the present invention]
In the above embodiment, a water discharge gun device of a large-scale water discharge gun facility having a maximum water discharge distance of about 87 meters is taken as an example, but the water discharge gun device of a medium-scale water discharge gun facility having a maximum water discharge distance of about 68 meters is used. May be applied.
また、上記の実施形態は、流量制御弁の弁体を、モータの回転を、てこリンク機構やスライダリンク機構により揺動運動に変換して弁体に伝達しているが、これ限定されず、モータ回転を揺動運動に変換する機構であれば、適宜の機構を用いることができる。 Further, in the above embodiment, the valve body of the flow control valve is transmitted to the valve body by converting the rotation of the motor into a swinging motion by a lever link mechanism or a slider link mechanism, but the present invention is not limited to this. Any mechanism can be used as long as it is a mechanism that converts the motor rotation into a swinging motion.
また、モータの回転を揺動運動に変換する機構以外に、弁体回転軸にモータの出力軸を直結し、モータの正逆回転の切り替えにより弁体を揺動させるようにしても良い。 Further, in addition to the mechanism for converting the rotation of the motor into a swinging motion, the output shaft of the motor may be directly connected to the valve body rotating shaft, and the valve body may be swung by switching the forward and reverse rotation of the motor.
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。 In addition, the present invention includes appropriate modifications that do not impair its purpose and advantages, and is not further limited by the numerical values shown in the above embodiments.
10:放水銃装置
12:架台
14:水平旋回台
16:水平旋回モータ
18:配水管
20:空気配管
22:流量制御弁
24:弁体揺動機構
26:ノズル
30:圧力センサ
32:弁ボディ
34:バタフライ弁体
36:弁体回転軸
38:立上り配管
40:てこリンク機構
42:モータ
44:出力軸
46:第1リンク
48:第2リンク
50:第3リンク
52:揺動スライダリンク機構
54:原動リンク
56:従動リンク
58:スライド溝
60:スライダ
62:放水圧力制御装置
64:電動弁
66:ボール弁体
68:弁体流路
70:弁体回転軸
72:レバー
74:バネ部材
76:ストッパ
10: Water discharge gun device 12: Stand 14: Horizontal swivel 16: Horizontal swivel motor 18: Water distribution pipe 20: Air pipe 22: Flow control valve 24: Valve body swing mechanism 26: Nozzle 30: Pressure sensor 32: Valve body 34 : Butterfly valve body 36: Valve body rotating shaft 38: Rising pipe 40: Lever link mechanism 42: Motor 44: Output shaft 46: First link 48: Second link 50: Third link 52: Swing slider link mechanism 54: Drive link 56: Driven link 58: Slide groove 60: Slider 62: Water discharge pressure control device 64: Electric valve 66: Ball valve body 68: Valve body flow path 70: Valve body rotation shaft 72: Lever 74: Spring member 76: Stopper
Claims (6)
消火用水をノズルに供給する配管系に、弁体の周期的な揺動により流路面積を変化させて前記ノズルから放出される放水量を周期的に変化させる流量制御弁が設けられたことを特徴とする放水銃装置。
In a water discharge gun device that sprays fire extinguishing water toward the location of the fire source in the caution area
The piping system that supplies fire extinguishing water to the nozzle is provided with a flow control valve that changes the flow path area by periodically swinging the valve body to periodically change the amount of water discharged from the nozzle. A featured water gun device.
In the water discharge gun device according to claim 1, the flow rate control valve maximizes the flow path area at the neutral position of the valve body and maximizes the amount of water discharged from the nozzle, centering on the neutral position. It is characterized in that the flow path area is reduced at a position of a predetermined maximum swing angle of the valve body to reduce the amount of water discharged from the nozzle to a predetermined amount of water discharge of 50% or more of the maximum discharge amount. Water gun device.
In the water discharge gun device according to claim 1, the flow rate control valve is a water discharge gun characterized in that the butterfly valve body or the ball valve body is periodically swung as the valve body to change the flow path area. apparatus.
前記流量制御弁は、前記弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、てこリンク機構が設けられ、
前記てこリンク機構は、第1リンク、第2リンク及び第3リンクを備え、第1リンクの一端がモータ駆動軸に連結されると共に第1リンクの他端に前記第2リンクの一端が回動自在に連結され、前記第2リンクの他端に前記第3リンクの他端が回動自在に連結されると共に前記第3リンクの他端が前記弁体の駆動軸に連結され、前記モータにより前記第1リンクを一定速度で回転駆動した場合の前記第3リンクの揺動回転により前記弁体を揺動させることを特徴とする放水銃装置。
In the water discharge gun device according to claim 1,
The flow control valve is provided with a lever link mechanism as a valve body swing mechanism for periodically swinging the valve body.
The lever link mechanism includes a first link, a second link, and a third link, one end of the first link is connected to a motor drive shaft, and one end of the second link rotates at the other end of the first link. The other end of the third link is rotatably connected to the other end of the second link, and the other end of the third link is connected to the drive shaft of the valve body by the motor. A water discharge gun device characterized in that the valve body is oscillated by the oscillating rotation of the third link when the first link is rotationally driven at a constant speed.
前記流量制御弁は、前記弁体を周期的に揺動させる弁体揺動機構として、揺動スライダリンク機構が設けられ、
前記揺動スライダリンク機構は、原動リンク、従動リンク及び前記従動リンクの軸方向に形成されたスライド溝に摺動自在に設けられたスライダを備え、前記原動リンクの一端がモータの駆動軸に連結されると共に前記原動リンクの他端が前記スライダに回動自在に連結され、前記従動リンクの一端が前記弁体の駆動軸に連結され、前記モータにより前記原動リンクを一定速度で回転駆動した場合の前記従動リンクの揺動回転により前記弁体を揺動させることを特徴とする放水銃装置。
In the water discharge gun device according to claim 1,
The flow rate control valve is provided with a swing slider link mechanism as a valve body swing mechanism that swings the valve body periodically.
The swing slider link mechanism includes a driving link, a driven link, and a slider slidably provided in a slide groove formed in the axial direction of the driven link, and one end of the driving link is connected to a drive shaft of a motor. When the other end of the driving link is rotatably connected to the slider, one end of the driven link is connected to the drive shaft of the valve body, and the driving link is rotationally driven by the motor at a constant speed. A water discharge gun device characterized in that the valve body is oscillated by the oscillating rotation of the driven link.
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