JP3211251B2 - Fire extinguisher and fire prevention device - Google Patents

Fire extinguisher and fire prevention device

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JP3211251B2
JP3211251B2 JP53181698A JP53181698A JP3211251B2 JP 3211251 B2 JP3211251 B2 JP 3211251B2 JP 53181698 A JP53181698 A JP 53181698A JP 53181698 A JP53181698 A JP 53181698A JP 3211251 B2 JP3211251 B2 JP 3211251B2
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Japan
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fire
wave
sound
ultrasonic
fire extinguisher
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JP53181698A
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Japanese (ja)
Inventor
武彦 山村
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株式会社優光社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、燃焼物に対して音波を照射する音波照射装
置を有する消火装置及び火災予防装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fire extinguisher and a fire prevention device having a sound wave irradiator for irradiating a sound wave to a combustion product.

背景技術 従来の消火装置には、消火器、またはスプリンクラー
等、あるいは消防自動車等に搭載する消防ポンプ等があ
り、これらの消火装置に使用する消火剤としては、水、
化学泡、機械泡等の泡沫、リン酸アンモニウム、リン酸
カリウム等の粉末、二酸化炭素ガス、ハロゲンガス等の
ガスが使用され、これらは単独または組み合わせて使用
されている。
BACKGROUND ART Conventional fire extinguishers include a fire extinguisher, a sprinkler, or a fire pump mounted on a fire engine, etc.
Foams such as chemical foams and mechanical foams, powders such as ammonium phosphate and potassium phosphate, and gases such as carbon dioxide gas and halogen gas are used alone or in combination.

しかし、消火のために水を使用した場合には、安価で
あるという利点があるが、電気設備などには使用するこ
とができず、また火災場所によっては水を入手し難い場
合もある。また、仮に水によって鎮火したとしても、水
損により火災場所の周囲の損害が大きい。
However, when water is used to extinguish a fire, there is an advantage that it is inexpensive, but it cannot be used for electrical equipment and the like, and water may be difficult to obtain depending on a fire place. Even if the fire is extinguished by water, the damage around the fire place is large due to water damage.

一方、泡沫等を消火に使用した場合には、油脂火災に
は威力を発揮するが、水の場合と同様に電気設備などに
は使用することができず、周囲の汚損の程度は水の場合
よりも大きくなる。
On the other hand, when foam is used to extinguish fire, it is effective for oil and fat fires, but it cannot be used for electric equipment etc. like water, and the degree of contamination around Larger than.

また、粉末消火剤は、小規模の火災には効果がある
が、薬剤を放出するための二酸化炭素ガス等が必要にな
り、装置全体の重量が大きくなるとともに、高価なもの
となる。また、本消火剤を使用した場合には放出後の汚
損も甚大である。
In addition, powder fire extinguishing agents are effective for small-scale fires, but require carbon dioxide gas or the like for releasing the chemicals, which increases the weight of the entire apparatus and is expensive. In addition, when this fire extinguisher is used, fouling after release is enormous.

さらに、二酸化炭素ガス、ハロゲンガス等のガスを消
火剤として使用した場合には、環境に悪影響を与えると
ともに、人体にも影響を与えることとなる。また、ガス
はほぼ密閉された空間に使用しないと効果が少ない。
Further, when a gas such as carbon dioxide gas or halogen gas is used as a fire extinguisher, it has a bad influence on the environment and also on the human body. In addition, gas is less effective unless it is used in a substantially closed space.

発明の開示 そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであ
って、水、泡沫、粉末、ガス等の消火剤を使用すること
がないため、火災現場の周囲にも損害を与えることがな
く、電気設備にも使用することができ、環境及び人体に
悪影響を与えることがなく、密閉空間でなくとも使用す
ることのできる消火装置を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and does not use a fire extinguisher such as water, foam, powder, gas, etc. It is an object of the present invention to provide a fire extinguisher that can be used for electric equipment, does not adversely affect the environment and the human body, and can be used even in a closed space.

また、本発明は、出火が予想されるような場所に設置
するための火災予防装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a fire prevention device to be installed in a place where a fire is expected.

上記目的を達成するため、本発明にかかる消火装置
は、燃焼物に対して音波を照射する音波照射装置を有す
ることを特徴とする。また、この音波が超音波であって
もよく、超音波は偏波を有することが好適である。
In order to achieve the above object, a fire extinguisher according to the present invention is characterized in that it has a sound wave irradiator that irradiates a sound wave to a combustion material. The sound wave may be an ultrasonic wave, and the ultrasonic wave preferably has a polarized wave.

そして、上記消火装置では、音波照射装置から発射さ
れる音波によって空気中に密度の粗密帯が生じ、粗い密
度を有する部分が一種の真空状態となるため、キャビテ
ィ効果が発生する。これにより、火源に対して波状的な
衝撃波動として大きなショック振動を与えることができ
るため、火災の連鎖反応が絶された消火に繋がる。
In the above fire extinguisher, the sound wave emitted from the sound wave irradiator generates a dense band in the air, and the part having the rough density is in a kind of vacuum state, so that the cavity effect is generated. As a result, a large shock vibration can be given to the fire source as a wavy shock wave, which leads to fire extinguishing in which the chain reaction of the fire is interrupted.

これによって、水、泡沫、粉末、ガス等の消火剤を使
用することがないため、火災現場の周囲にも損害を与え
ることなく、電気設備にも使用することができ、環境及
び人体に悪影響を与えることがなく、密閉空間でなくと
も使用することが可能となる。
This eliminates the use of fire extinguisher such as water, foam, powder, gas, etc., so that it can be used for electrical equipment without damaging the surroundings of the fire site, and has a negative impact on the environment and human health. It can be used without providing a closed space.

また。超音波が偏波を有すると、障害物の背後への超
音波エネルギーの減衰量を低減させ、障害物の背後に存
在する燃焼物に対しても効果的に消火を行うことができ
る。
Also. When the ultrasonic waves have polarization, the amount of attenuation of the ultrasonic energy behind the obstacle is reduced, and fire can be effectively extinguished even with respect to the burning matter behind the obstacle.

さらに、出火が予想されるような場所に設置するため
の火災予防装置を提供するため、本発明にかかる火災予
防装置は、対象物に対して音波を照射する音波照射装置
を有することを特徴とする。また、この音波は超音波で
あってもよく、超音波は偏波を有することが好適であ
る。
Furthermore, in order to provide a fire prevention device for installing in a place where a fire is expected, the fire prevention device according to the present invention has a sound wave irradiation device that irradiates sound waves to a target object. I do. This sound wave may be an ultrasonic wave, and the ultrasonic wave preferably has a polarized wave.

そして、この火災予防装置では、音波照射装置から発
射される音波によって空気中に密度の粗密帯が生じ、粗
い密度を有する部分が一種の真空状態となるため、キャ
ビティ効果が発生する。これにより、出火が予想される
対象物に対して波状的な衝撃波動として大きなショック
振動を与えることができるため、火災の発生を抑止する
ことができる。
In this fire prevention device, a sound wave emitted from the sound wave irradiation device generates a dense band in the air, and the portion having the rough density becomes a kind of vacuum state, so that a cavity effect occurs. This makes it possible to apply a large shock vibration as a wavy shock wave to an object that is expected to fire, thereby suppressing the occurrence of a fire.

また、超音波が偏波を有すると、障害物の背後への超
音波エネルギーの減衰量を低減させ、障害物の背後に存
在する対象物に対しても効果的に火災予防をすることが
できる。
In addition, when the ultrasonic waves have polarization, the amount of attenuation of the ultrasonic energy behind the obstacle can be reduced, and fire can be effectively prevented even for an object behind the obstacle. .

図面の簡単な説明 第1図は、本発明にかかる消火装置の第1実施例を示
すブロック図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a fire extinguisher according to the present invention.

第2図は、本発明にかかる消火装置を使用した消火実
験において使用した火災模型を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a fire model used in a fire extinguishing experiment using the fire extinguisher according to the present invention.

第3図は、本発明にかかる消火装置の第2実施例を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the fire extinguisher according to the present invention.

第4図は、従来の超音波振動子の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a conventional ultrasonic transducer.

第5図は、従来の超音波照射装置の一例を示す図であ
って、(a)は構成の概略図、(b)は(a)に示した
超音波照射装置の各場所における応力分布と、振動分布
を示す図である。
5A and 5B are diagrams showing an example of a conventional ultrasonic irradiation apparatus, in which FIG. 5A is a schematic diagram of a configuration, and FIG. 5B is a diagram showing a stress distribution at each location of the ultrasonic irradiation apparatus shown in FIG. FIG.

第6図は、本発明にかかる偏波を有する超音波を発生
させるための超音波照射装置の概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of an ultrasonic irradiation apparatus for generating ultrasonic waves having polarized waves according to the present invention.

発明を実施するための最良の形態 次に、本発明にかかる消火装置及び火災予防装置の実
施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, specific examples of embodiments of a fire extinguisher and a fire prevention device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明にかかる消火装置の第1実施例を示
す。この消火装置1は、放電装置2、集音マイク3、増
幅器4及びスピーカ5によって構成される。
FIG. 1 shows a first embodiment of a fire extinguisher according to the present invention. The fire extinguisher 1 includes a discharge device 2, a sound collecting microphone 3, an amplifier 4, and a speaker 5.

放電装置2は、ウィムズハースト誘導起電機またはテ
スラコイル等、及び多重波発信機等のプログラマー(回
転放電電極)を備えるものであって、充電した直流の高
電圧電荷を間断的に火花放電させることによって音を発
生させるものである。
The discharge device 2 includes a programmer (rotary discharge electrode) such as a Wimshurst induction motor or Tesla coil and a multi-wave transmitter, and intermittently discharges a charged DC high-voltage charge. Is to generate sound.

また、集音マイク3は、放電装装置2において発生し
た音波を集音し、集音された音波に応答して等価な電気
信号を出力する。
The sound collecting microphone 3 collects sound waves generated in the discharge device 2 and outputs an equivalent electric signal in response to the collected sound waves.

さらに、コントローラを含む増幅器4によって、集音
マイク3において発生した電気信号が増幅され、指向性
を有するスピーカ5から例えば間欠的に音波が発射され
る。尚、本実施例では、スピーカ5を1台備える構成と
しているが、消火対象に応じて複数のスピーカを設けて
もよい。
Further, the electric signal generated in the sound collecting microphone 3 is amplified by the amplifier 4 including the controller, and the sound wave is emitted intermittently from the speaker 5 having directivity, for example. In this embodiment, one speaker 5 is provided, but a plurality of speakers may be provided according to the fire extinguishing object.

次に、本発明にかかる消火装置を使用した消火実験結
果を示す。
Next, the results of fire extinguishing experiments using the fire extinguisher according to the present invention will be described.

火源には、第2図に示すように、消防法施行規則第6
条(消火器の技術上の規格を定める省令)に規定され
た、消火器の能力単位判定時に行う火災模型に準じて 作成した火災模型6を使用した。
As shown in Fig. 2, fire sources include the Fire Service Law Enforcement Regulation No. 6
A fire model 6 prepared in accordance with the fire model specified in Article (Ministerial ordinance that stipulates technical specifications for fire extinguishers) and used when determining the unit of performance of a fire extinguisher was used.

火災模型6は、3cm角、90cm長さの乾燥した杉角材8
を144本交互に組み合わせて積み重ね、鉄アングル製燃
焼台9の燃焼なべ10に水を10cmの深さ張り、その中にガ
ソリン3リットルを入れることにより作成した。
The fire model 6 is a 3 cm square, 90 cm long dry cedar wood 8
Were alternately combined and stacked, and water was stretched to a depth of 10 cm in a combustion pan 10 of a combustion table 9 made of an iron angle, and 3 liters of gasoline was put in the water.

実験装置としては、第1図に示す構成を有する消火装
置1を使用した。
As an experimental device, a fire extinguisher 1 having a configuration shown in FIG. 1 was used.

放電装置2は、コンデンサに充電した直流の高電圧電
荷を間断的に火花放電させることによって音を発生させ
る装置であって、例えば、500μF〜1200μFの容量の
コンデンサによって電極間に放電させることにより、瞬
時にほぼ400Aから800Aの大電流が流れ、その瞬間に音波
が発生する。
The discharging device 2 is a device that generates a sound by intermittently spark-discharging a DC high-voltage charge charged in a capacitor, for example, by discharging between electrodes by a capacitor having a capacity of 500 μF to 1200 μF, A large current of approximately 400A to 800A flows instantaneously, and a sound wave is generated at that moment.

上記のとおり発生した音波を集音マイク3で集音し、
集音マイク3によって集音された音が増幅器4によって
増幅され、指向性を有するスピーカ5から、約1W/m2〜3
W/m2で、約1kHzの音波を発するように構成した。尚、ス
ピーカ5は、火災模型6から2m離れた位置に設置した。
The sound waves generated as described above are collected by the sound collecting microphone 3,
The sound collected by the sound collecting microphone 3 is amplified by the amplifier 4, and is output from the loudspeaker 5 having directivity to about 1 W / m 2 to 3 W / m 2.
It was configured to emit a sound wave of about 1 kHz at W / m 2 . Note that the speaker 5 was installed at a position 2 m away from the fire model 6.

上記鉄アングル製燃焼台9の燃焼なべ10のガソリンに
火付け棒にて着火した。着火後10〜20秒後には、木材が
激しく炎上し、炎は床面から約2m〜3mの高さに及んだ。
The gasoline in the combustion pan 10 of the combustion table 9 made of iron angle was ignited with a firing rod. Ten to twenty seconds after ignition, the wood burned violently, and the flame extended to a height of about 2 to 3 meters above the floor.

着火1分後に消火を開始した。上記のおり、スピーカ
5から、1W/m2〜3W/m2で、約1kHzの音波を火災模型6の
中心部に向かって発射した。まず、第1波によって炎が
一瞬吹き飛び、1秒後に火災が抑制された。しかし、木
材にオキ状で火が残っていると思われるので、第2波、
第3波と波状的に、上記音波を火災模型6の中心部に向
かって発射し消火を行った。その結果、火災模型6は、
約20秒後に消火された。
Fire extinguishing was started one minute after ignition. It said cage, from the speaker 5, at 1W / m 2 ~3W / m 2 , fired toward approximately 1kHz sound wave in the heart of the fire model 6. First, the first wave caused the flame to blow off momentarily and the fire was suppressed one second later. However, it seems that fire is left in the wood like an oki, so the second wave,
The sound wave was emitted toward the center of the fire model 6 in a wavy manner with the third wave to extinguish the fire. As a result, the fire model 6
The fire was extinguished after about 20 seconds.

次に、本発明にかかる消火装置の第2実施例を第3図
を参照しながら説明する。
Next, a second embodiment of the fire extinguisher according to the present invention will be described with reference to FIG.

本消火装置では、音波として超音波を使用している点
が上記第1実施例にかかる消火装置と異なる。本実施例
における消火装置11は、超音波振動子12、集音マイク1
3、増幅器14及びスピーカ15によって構成される。
The present fire extinguisher is different from the fire extinguisher according to the first embodiment in that ultrasonic waves are used as sound waves. The fire extinguisher 11 in the present embodiment includes an ultrasonic vibrator 12, a sound collecting microphone 1
3. It is composed of an amplifier 14 and a speaker 15.

尚、本明細書においては、超音波とは、人間が聞くこ
とのできる音(約20Hz〜30kHzの周波数を有する音)以
外の音波(低周波領域のものも含む)をいうものとす
る。
In this specification, the ultrasonic wave refers to a sound wave (including a sound in a low frequency range) other than a sound that can be heard by a human (a sound having a frequency of about 20 Hz to 30 kHz).

超音波振動子12は、例えば約20kHz〜約100kHzの超音
波、及び約20Hz以下の低周波領域の超音波を発生させる
ことができるものであって、この超音波振動子12によっ
て発生した超音波が集音マイク13によって集音される。
そして、集音マイク13において、集音された音波に応答
して等価な電気信号が出力される。
The ultrasonic transducer 12 is capable of generating ultrasonic waves of, for example, about 20 kHz to about 100 kHz, and ultrasonic waves in a low frequency region of about 20 Hz or less. Is collected by the sound collecting microphone 13.
Then, the sound collecting microphone 13 outputs an equivalent electric signal in response to the collected sound waves.

さらに、コントローラを含む増幅器14によって、集音
マイク13の出力信号が増幅され、指向性を有するスピー
カ15から例えば間欠的に音波が発射される。尚、本実施
例においても、スピーカ15を1台備える構成としている
が、消火対象に応じて複数のスピーカを設けてもよい。
Further, the output signal of the sound collecting microphone 13 is amplified by the amplifier 14 including the controller, and the sound wave is emitted, for example, intermittently from the speaker 15 having directivity. In this embodiment, one speaker 15 is provided, but a plurality of speakers may be provided according to the fire extinguishing object.

次に、本発明にかかる消火装置を使用した消火実験結
果を示す。火源には、前記消火実験と同様に、第2図に
示す火災模型6を使用して、鉄アングル製燃焼台9の燃
焼なべ10に水を10cmの深さで張り、その中にガソリン3
リットルを入れた。
Next, the results of fire extinguishing experiments using the fire extinguisher according to the present invention will be described. As a fire source, a fire model 6 shown in FIG. 2 was used as in the fire extinguishing experiment, and water was spread over a combustion pan 10 of an iron angle combustion table 9 to a depth of 10 cm.
Put a liter.

実験装置としては、第3図に示す構成を有する消火装
置11を使用した。
As an experimental device, a fire extinguisher 11 having the configuration shown in FIG. 3 was used.

超音波振動子12によって、約300kHzの超音波を発生さ
せ、この超音波振動子12によって発生した超音波を集音
マイク13によって集音した。そして、集音マイク13によ
って、集音された超音波を増幅器14によって増幅し、指
向性を有するスピーカ15から1W/m2〜3W/m2で、火災模型
6の中心部に向かって発射した。尚、スピーカ15は、火
災模型6から2m離れた位置に位置した。
Ultrasonic waves of about 300 kHz were generated by the ultrasonic vibrator 12, and the ultrasonic waves generated by the ultrasonic vibrator 12 were collected by the sound collecting microphone 13. Then, the sound collecting microphone 13, the collected ultrasound amplified by the amplifier 14, with the speaker 15 having directivity 1W / m 2 ~3W / m 2 , fired toward the center of the fire model 6 . The speaker 15 was located at a position 2 m away from the fire model 6.

上記鉄アングル製燃焼台9の燃焼なべ10のガソリンに
火付棒にて着火した。着火後10〜20秒後には、木材が激
しく炎上し、炎は床面から約2m〜3mの高さに及んだ。
The gasoline in the combustion pan 10 of the combustion table 9 made of iron angle was ignited with a firing rod. Ten to twenty seconds after ignition, the wood burned violently, and the flame extended to a height of about 2 to 3 meters above the floor.

着火1分後に消火を開始した。上述のとおり、スピー
カ15から、1W/m2〜3W/m2で、約300kHzの音波を火災模型
6の中心部に向かって発射した。本実験においても、前
記実験と同様に、まず、第1波によって炎が一瞬吹き飛
び、約1秒後に火災が抑制された。しかし、木材にオキ
状で火が残っていると思われるので、第2波、第3波と
波状的に、上記音波を火災模型6の中心部に向かって発
射し消火を行った。その結果、火災模型6は約20秒後に
消火された。
Fire extinguishing was started one minute after ignition. As described above, the speaker 15, at 1W / m 2 ~3W / m 2 , fired toward about 300kHz of the sound wave in the heart of the fire model 6. In this experiment, as in the above experiment, first, the flame was blown out for a moment by the first wave, and the fire was suppressed about 1 second later. However, since it seems that fire was left in a wood-like shape, fire was extinguished by radiating the sound waves toward the center of the fire model 6 in a wave-like manner with the second wave and the third wave. As a result, Fire Model 6 was extinguished after about 20 seconds.

尚、1W/m2〜3W/m2、周波数3Hz〜20Hzの超音波をスピ
ーカ15から火災模型6の中心部に向かって発射した実験
においても、前記約300kHzの超音波を利用した実験例と
同様の結果が得られ、約20Hz以下の低周波領域の超音波
によって消火効果があることが確認された。
Incidentally, 1W / m 2 ~3W / m 2, even in the ultrasonic frequency 3Hz~20Hz experiments fired toward the center of the fire model 6 from the speaker 15, the experimental example using the approximately 300kHz ultrasonic Similar results were obtained, and it was confirmed that there was a fire-extinguishing effect by ultrasonic waves in a low frequency range of about 20 Hz or less.

尚、本発明にかかる消火装置のみでは完全な消火が困
難な場合には、従来の消火装置と組み合わせることも可
能である。
When it is difficult to completely extinguish a fire using the fire extinguisher according to the present invention alone, the fire extinguisher can be combined with a conventional fire extinguisher.

上記実施例においては、燃焼物に音波を照射すること
により消火しているが、出火が予想されるような場所に
予め音波を発する事により、火災の発生を抑制すること
も可能である。
In the above embodiment, the fire is extinguished by irradiating the combustion object with sound waves. However, it is also possible to suppress the occurrence of fire by emitting sound waves in advance at a place where a fire is expected.

次に、上記本発明にかかる消火装置及び火災予防装置
に使用される超音波振動子について説明する。
Next, the ultrasonic vibrator used in the fire extinguisher and the fire prevention device according to the present invention will be described.

超音波は、気体または液体中では縦波であるが、固体
内では、縦波と、横波と、表面波で構成される。この性
質を利用して、気体中に発振される超音波に縦波と横波
をベクトル的に結合させることが可能な超音波発振子を
使用する。
Ultrasound is a longitudinal wave in a gas or liquid, but is composed of a longitudinal wave, a transverse wave, and a surface wave in a solid. Utilizing this property, an ultrasonic oscillator capable of vectorwise coupling a longitudinal wave and a transverse wave to an ultrasonic wave oscillated in a gas is used.

これによって、障害物の背後への超音波エネルギーの
減衰量を低減し、障害物の背後に存在する燃焼物に対し
ても効果的に消火を行えることができるようにする。
As a result, the amount of attenuation of the ultrasonic energy behind the obstacle is reduced, and fire can be effectively extinguished even with respect to the burning matter present behind the obstacle.

まず、従来使用されている超音波振動子について説明
する。
First, a conventional ultrasonic transducer will be described.

第4図は、従来使用されているランジュパン難振動子
である。このランジュバン型振動子50は、2子の金属体
51A及び51Bの間に、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電素子
52(または電歪素子)を挟んだサンドイッチ状に構成さ
れ、圧電素子52の中間部には、リン青銅等からなる電極
板53が配置される。そして、金属体51Aと電極板53との
間、及び金属体51Bと電極板53との間に高周波電源54か
た高周波電圧が加えられ、放射面より超音波が発っせら
れる。
FIG. 4 shows a conventionally used Langevin non-vibrator. This Langevin type vibrator 50 is a two-metal body
Between 51A and 51B, piezoelectric element such as lead zirconate titanate
An electrode plate 53 made of phosphor bronze or the like is arranged in the middle of the piezoelectric element 52 in a sandwich shape sandwiching the piezoelectric element 52 (or the electrostrictive element). Then, a high-frequency voltage is applied from the high-frequency power source 54 between the metal body 51A and the electrode plate 53 and between the metal body 51B and the electrode plate 53, and an ultrasonic wave is emitted from the radiation surface.

そして、第5図(a)に示すように、ランジュバン型
振動子50にコーン部61と、フランジ部62を介してホーン
部63と、音響筒64と、振動板65とを加え、ランジュバン
型振動子50による振動振幅の増幅し、振動板65の振動に
より発生した超音波を音響筒64を通じて空気中に発す
る。ここで、コーン部61及びホーン部63は音響エネルギ
の集中器として機能する。
Then, as shown in FIG. 5 (a), a cone part 61, a horn part 63, a sound tube 64, and a diaphragm 65 are added to the Langevin type vibrator 50 via a flange part 62, and a Langevin type vibrator is added. The ultrasonic wave generated by the vibration of the diaphragm 65 is amplified through the acoustic tube 64 into the air through amplification of the vibration amplitude by the probe 50. Here, the cone section 61 and the horn section 63 function as a concentrator of acoustic energy.

この際、第5図(b)に示すような応力分布と振幅分
布が得られる。振幅は、フランジ部62において最小とな
り、振動板65において最大となる。また、発振波長λの
2分の1の長さが第5図に示すホーン部63の長さLに相
当する。
At this time, a stress distribution and an amplitude distribution as shown in FIG. 5B are obtained. The amplitude is minimum at the flange portion 62 and maximum at the diaphragm 65. Further, the length of one half of the oscillation wavelength λ corresponds to the length L of the horn 63 shown in FIG.

しかし、上記ランジュバン型振動子50等の超音波振動
子を使用し、超音波を空気中に発した場合には、縦波と
しての超音波が空気中を伝播する。このため、障害物が
存在する場合には、発せられた超音波は、障害物により
反復され、障害物の背後に存在する燃焼物まで達するこ
とができず、消火効果が低下する。
However, when an ultrasonic vibrator such as the Langevin type vibrator 50 is used and an ultrasonic wave is emitted in the air, the ultrasonic wave as a longitudinal wave propagates in the air. For this reason, when an obstacle is present, the emitted ultrasonic waves are repeated by the obstacle, and cannot reach the burning matter behind the obstacle, and the fire extinguishing effect is reduced.

そこで、縦波に横波成分を加えて、単純な縦波ではな
く、偏波面を有する超音波を得るため、以下の構成を有
する超音波振動子を使用する。ここで、偏波とは、複数
の波形を合成させ、または複数の波形の位相を変化さ
せ、単一音源から発生した波形とは異なる波形としたも
の、または、正弦波等にエネルギー等を加えて波形を偏
向させたものと定義される。
Therefore, in order to obtain an ultrasonic wave having a plane of polarization instead of a simple longitudinal wave by adding a transverse wave component to a longitudinal wave, an ultrasonic transducer having the following configuration is used. Here, the polarized wave is obtained by synthesizing a plurality of waveforms or changing the phases of the plurality of waveforms to make a waveform different from a waveform generated from a single sound source, or adding energy to a sine wave or the like. Is defined as a waveform deflected by

第6図に示すように、この超音波照射装置は、2つの
ランジュバン型振動子70A、70Bを駆動するため、2つの
発振器71A、71Bを有し、これらの発振器71A、71Bは、互
いに位相を0゜乃至90゜変化させることのできる機能を
有し、駆動エネルギが等しくなるように動作させる。
As shown in FIG. 6, this ultrasonic irradiation apparatus has two oscillators 71A and 71B to drive two Langevin type vibrators 70A and 70B, and these oscillators 71A and 71B are in phase with each other. It has a function that can be changed from 0 ° to 90 °, and operates so that the driving energy becomes equal.

また、コーン部72A、72Bは、互いに異なる材質で形成
され、音波伝播上、媒体が異なることによって生ずる2
つの発振器71A、71Bからの音波が平衡点からのずれを生
じ、これによって粒子変化が発生し、さらにその速度が
粒子速度となり、この変化によって波動が発生する。
Further, the cone portions 72A and 72B are formed of different materials from each other, and are caused by different media in sound wave propagation.
The sound waves from the two oscillators 71A and 71B deviate from the equilibrium point, thereby causing a particle change, and the speed becomes the particle speed, and the change generates a wave.

そして、2つの発振器71A、71Bは、位相を調整するこ
とのできるパルス駆動によって、前記波動をさらに強力
なものとすることができる。
The two oscillators 71A and 71B can further strengthen the wave by pulse driving whose phase can be adjusted.

偏波については、互いに異なる材質で形成されたコー
ン部72A、72Bを通過し、互いに90゜の位相差を有する音
波がフランジ部73によって合成される。尚、発振器71
A、71Bによってさらに位相差を明確にすることも可能で
ある。前記コーン部72A、72Bを通過した振動はホーン部
74内で増幅され円偏波状の音波となって振動板75から発
っせられ、音響筒76を介して対象物に達する。この偏波
は、縦波または横波よりも、比較的障害物等による影響
を受けにくい超音波であって、消火に利用することがで
きる。
As for the polarized waves, sound waves that pass through the cone portions 72A and 72B made of different materials and have a phase difference of 90 ° from each other are combined by the flange portion 73. The oscillator 71
The phase difference can be further clarified by A and 71B. The vibration that has passed through the cones 72A and 72B is
The sound wave is amplified in the 74 and becomes a circularly polarized sound wave, emitted from the diaphragm 75, and reaches the target via the acoustic tube 76. This polarized wave is an ultrasonic wave that is relatively less affected by obstacles or the like than a longitudinal wave or a transverse wave, and can be used for fire extinguishing.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】燃焼物に対して音波を照射する音波照射装
置を有することを特徴とする消火装置。
1. A fire extinguisher comprising a sound wave irradiator for irradiating a sound wave to combustion products.
【請求項2】前記音波は超音波であることを特徴とする
請求項1記載の消火装置。
2. The fire extinguisher according to claim 1, wherein said sound wave is an ultrasonic wave.
【請求項3】前記超音波は偏波を有することを特徴とす
る請求項2記載の消火装置。
3. The fire extinguisher according to claim 2, wherein said ultrasonic waves have a polarized wave.
【請求項4】対象物に対して音波を照射する音波照射装
置を有することを特徴とする火災予防装置。
4. A fire prevention device comprising a sound wave irradiation device for irradiating a sound wave to an object.
【請求項5】前記音波は超音波であることを特徴とする
請求項4記載の火災予防装置。
5. The fire prevention device according to claim 4, wherein said sound wave is an ultrasonic wave.
【請求項6】前記超音波は偏波を有することを特徴とす
る請求項5記載の火災予防装置。
6. The fire prevention apparatus according to claim 5, wherein said ultrasonic wave has a polarized wave.
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