JP3451159B2 - スプリンクラー消火設備の散水方法及び消火用散水ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプリンクラー消
火設備の消火用散水ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスプリンクラー消火設備
に使用される消火用散水ノズルとしては、防護範囲全体
に均一に散水させるため、水をデフレクタで分散させて
粒状態に散水しており、例えば図１２に示すようなもの
がある（特開平５−７６３３号）。

【０００３】図１２はヒュージブルリンク式の消火用散
水ノズルであり、ノズル本体１に放水口２が形成され、
放水口２に設けた栓３とデフレクター４との間に一対の
レバー５Ａ，５Ｂを接触点６ａ，６ｂ，６ｃによって係
止し、栓３を閉鎖状態に支持している。レバー５Ａとレ
バー５Ｂは感熱体としてのヒューズ７ａで固着された一
対のリンク７が装着され、栓３の閉鎖状態を維持してい
る。

【０００４】火災の発生による温度上昇でヒューズ７ａ
が溶けると、一対のリンク７が矢印で示すように分解
し、レバー５Ａ，５Ｂの係止が解除され、水圧によって
レバー５Ａ，５Ｂがはじけ、放水口２から栓３が脱落し
て加圧水が放水口２から噴出し、散水が開始される。こ
のとき放水口２から噴出した水は、デクレクタ４に当っ
て防護範囲全体に均一に散水される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の消火用散水ノズルにあっては、１個のノズル
当り例えば８０リットル／分以上という所定流量の連続
放射となっていたため、火災消火能力に対して比較的多
くの消火液あるいは水の量が必要であり、当然消火する
対象物以外のものにも放射されるため、放射した消火液
あるいは水による二次災害、いわゆる水損が大きくなる
という問題点があった。また設備的には、水槽、ポンプ
が大容量となる上、配管サイズも大きくなり、設備全体
の費用が高くなるという問題点もあった。

【０００６】また従来の散水ノズルでは、防護範囲全体
に均一に散水させるため、水をデフレクターで分散させ
て粒状にして散水している。そのため、火災の勢いが強
い場合には、分散された水は粒子径が小さいため、火災
の気流に負けて火災の深部に達する前に蒸発し、火災の
抑制に時間がかかり、また全く消火できないこともあ
る。このため水の量も多くなり、水損による被害も大き
くなる。

【０００７】更に、防護範囲内のある一点から見ると、
粒状の水により、一瞬その一点の火災の炎が弱まったと
しても、その地点の付近の炎により一度かかった水が蒸
発し、付近の炎によって再び燃え始める。このため完全
に消火するまでに時間がかかる。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、火災消火能力を確保しなが
ら、消火用散水ノズル１個あたりの放射量を低減するこ
とで、水損を少なくし、水槽、ポンプなどの容量を小容
量とし設置費用を低減することができる消火用散水ノズ
ルを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は次のように構成する。

【００１０】本発明は、スプリンクラー消火設備の消火
用散水ノズルであって、防護区画に設置され、消火液ま
たは水が圧送される消火用配管に接続されたノズル本体
と、ノズル本体の軸回りに回転自在に装着され、ノズル
本体を介して圧送された消火液または水を、回転軸線側
の所定の防護範囲内方にスポット状に放出する孔、所定
の防護範囲外縁に向けてスポット状に放出する孔、およ
び回転軸線側の所定の防護範囲内方から防護範囲外縁の
間に向けてスポット状に放出する孔を含む複数の孔を形
成し、複数の孔は列状に配置されたノズル部と、複数の
スポット状散布パターンをその形状が維持可能な速度に
よって前記所定の防護範囲を走査して前記所定の防護範
囲内全域に散水させるように前記ノズル部を回転させる
走査部とを有することを特徴とする。

【００１１】ノズル部は、中空の半球形状を持ち、半球
面の下端を通る外周面縦方向に複数の孔を形成する。ま
たノズル部は中空の半球形状を持ち、半球面に複数の孔
をスパイラル状に複数状形成する。走査部はノズル部を
回転させるモータよりなる。

【００１２】このような構成を備えた本発明の消火用散
水ノズルによれば、防護範囲内のある部分を分散しない
塊として集中的に散水するように複数のスポット状散布
パターンを形成し、その散布パターンの形状が変わらな
い速度で防護範囲内を走査するようにしたので、火災に
対して瞬間的には従来の散水ノズルより大量の消火液が
放射されるため、従来の８０リットル／分の防護範囲全
域放射の散水ノズルと例えば４０リットル／分のリング
状走査で１走査時間１０秒程度の場合と比較すると、防
護範囲内全体でみて少ない水量にもかかわらず、より高
い消火能力が得られる。

【００１３】特に、本発明は、瞬時的には散水量が増え
ると同時に、消火対象物にあたる水の打力及び粒子径も
増すので、消火能力が増する。即ち、本発明において
は、水は分散された粒状ではなく、特定の部分に集中的
に散水される打力の強い水の塊として消火対象物に散水
されるため、火災気流に負けることなく火災の深部まで
到達して消火能力が高くなり、火災抑制までの時間が短
くて済み、従って鎮火までの水量も少なくて済む。また
塊状態の水で消火するため、一度消火した部分が再び燃
え上がることがなくなり、一度消火された場所を継続し
て鎮火状態にできる。

【００１４】また、少ない放射量で消火できるため、い
わゆる水損の被害を小さくすることができる。更に、放
射水の水槽が小さくなり、ポンプが小容量となり、自家
発電設備等バックアップ設備も小容量となり、配管サイ
ズも小さくなるため、低コストとなる。

【００１５】更にまた、防護範囲を従来の散水ノズルと
比較して大きくした場合でも、走査時間を調整すること
により、火災に対しては瞬間的には大量の水を放射する
ことができ、同等以上の消火性能が得られることから、
従来の散水ノズルと比較して、ノズルの設置個数を減ら
すことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は消火用散水ノズルを用いた
スプリンクラー消火設備の説明図である。図１におい
て、１１は天井であり、天井１１の裏側には消火用配管
としてのスプリンクラー配管１２が設置されている。ス
プリンクラー配管１２には矢印Ａで示すように図示しな
い消火ポンプから消火液または水（以下、単に水とい
う）が圧送される。スプリンクラー配管１２には制御弁
としての電動弁または電磁弁（以下、単に電動弁とい
う）１３が接続され、電動弁１３の二次側のスプリンク
ラー配管１２の管末には消火用散水ノズル１４のノズル
本体１４Ａが接続されている。

【００１７】電動弁１３は制御線１５を介して防災監視
盤１６に接続され、防災監視盤１６からの開制御信号に
より、電動弁１３はスプリンクラー配管１２を開放し、
閉制御信号によりスプリンクラー配管１２を閉止する。

【００１８】ノズル本体１４Ａの上方の開口部１４Ｄの
上には走査部としてのモータ１８が設けられ、また、下
方の先端部１４Ｆは天井から下に突出している。先端部
１４Ｆにはノズル部１４Ｇが回転自在に装着され、ノズ
ル部１４Ｇの入口部１４Ｈの内部に設けられた円柱部１
４Ｍにはモータ１８の軸部１８Ａの先端部が挿入、固定
されている。

【００１９】したがって、モータ１８が回転または回動
すると、ノズル部１４Ｇが回転または回動するようにな
っている。ノズル部１４Ｇの入口部１４Ｈの外周には二
条のリング溝１４Ｉ，１４Ｊが形成され、それぞれＯリ
ング１９，２０が介装されている。これらのＯリング１
９，２０によりノズル本体１４Ａの水が外部に漏れるの
を防止する。

【００２０】モータ１８は制御線２１を介して防災監視
盤１６に接続され、また、天井１１に取り付けた火災検
知部としての火災感知器２２は信号線２３を介して防災
監視盤１６に接続されている。火災の発生で火災感知器
２２が出力信号としての火災検出信号を防災監視盤１６
に出力すると、防災監視盤１６は電動弁１３に開制御信
号を出力して電動弁１３を開弁させるとともに、モータ
１８に走査制御信号を出力してモータ１８を回動させ
る。

【００２１】また、火災感知器２２が出力信号として復
旧信号を防災監視盤１６に出力すると、防災監視盤１６
は電動弁１３に閉制御信号を出力して電動弁１３を閉弁
させるとともに、モータ１８に走査停止信号を出力して
モータ１８の回動を停止させる。

【００２２】ノズル部１４Ｇの散水部には上端から底部
にかけて半径部のスリット１４Ｌが形成され、このスリ
ット１４Ｌにより略帯状の散布パターン２４を得るよう
にしている。この略帯状の散布パターン２４は、図２に
示すように、防護範囲内の部分的な散布パターン２４を
形成し、内側端部２４Ａを中心にして矢印Ｂで示す方向
に回転し、所定の防護範囲２５内を走査する。なお、ス
リット１４Ｌを複数本形成すれば、複数本の帯形状の散
布パターンが得られる。

【００２３】また、図３に示すように、ノズル部１４Ｇ
の散水部の上端から底部を通って反対側の上端に至る直
径分のスリット１４Ｌを形成した場合には、図４に示す
ように、散布パターン２４の中央部２４Ｂを中心として
矢印Ｂの方向に回転して所定の防護範囲２５を走査する
ことになる。

【００２４】また、図５及びそのＡ−Ａ断面図である図
６に示すように、ノズル部１４Ｇの散水部に複数の孔２
６が形成した場合には、スポット状の散布パターンが得
られる。スポット状の散布パターン２４は、図７に示す
ように複数のスポットパターン２４Ｃからなり、スポッ
トパターン２４Ｃが矢印Ｃで示すように回転して、所定
の防護範囲２５内を走査することになる。スポット状の
散布パターン２４は、図７に示すものに限らず、図８に
示すように、スポットパターン２４Ｃを直列に配置した
ものなど種々の形態のものがある。

【００２５】次に、図１の動作を説明する。通常監視時
においては、電動弁１３は閉弁しており、また、モータ
１８も停止している。したがって、ノズル部１４Ｇから
散水は行われない。火災感知器２２は監視状態にある。

【００２６】火災が発生すると、火災感知器２２はこれ
を検知し、火災検出信号を防災制御盤１６に出力する。
防災制御盤１６は火災検出信号を受信すると、電動弁１
３に開制御信号を出力して、電動弁１３を開弁させると
共に、モータ１８に走査制御信号を出力してモータ１８
を回転させる。

【００２７】電動弁１３の開弁によりスプリンクラー配
管１２からの水はノズル本体１４Ａからノズル部１４Ｇ
に供給され、ノズル部１４Ｇはモータ１８により回転さ
れるので、図２に示すように、帯状の散布パターン２４
が一本の帯形状で内側端部２４Ａを中心として回転し、
所定の防護範囲２５内を走査する。

【００２８】また、ノズル部１４Ｇの散水部のスリット
１４Ｌが図３に示すような直径部となる形状の場合に
は、図４に示すように帯状の散布パターン２４が一本の
帯形状で中央部２４Ｂを中心として回転して、所定の防
護範囲２５内を走査する。

【００２９】また、ノズル部１４Ｇの散水部は図５、図
６に示すような孔２６を形成したノズル部１４Ｇを用い
る場合には、図７に示すように、スポット状の散布パタ
ーン２４が複数のスポットパターン２４Ｃからなり、ス
ポットパターン２４Ｃが矢印Ｃに示すように回転して、
所定の防護範囲２５内を走査して消火を行う。

【００３０】ここで、散水パターンの走査の速度は、散
布パターン２４の形状が維持できる程度の比較的低速度
とする必要がある。つまり、ノズル部１４Ｇの回転数が
高いと、ノズル部１４Ｇから散水された水は、塊状から
粒状に分散してしまい、防護範囲２５内の特定の部分に
集中的に散布する散布パターン２４を形成できなくなる
ためである。

【００３１】このような走査により、消火が完了した場
合、火災感知器２２は復旧信号を防災制御盤１６に出力
し、防災制御盤１６は電動弁１３に閉制御信号を出力し
て、電動弁１３を閉弁させ、モータ１８に走査停止信号
を出力して、モータ１８の走査を停止させる。なお、火
災感知器２２からの復旧信号によらず、監視員が手動に
より放射の停止を行っても良い。

【００３２】図９（Ａ），（Ｂ）は所定の防護範囲内の
ある一箇所から見た散水量の時間的変化を示したグラフ
であり、図９（Ａ）は従来の消火用散水ノズルの散水量
であり、図９（Ｂ）は本実施形態の消火用散水ノズルの
散水量の時間的変化を示している。図９（Ａ）に示すよ
うに、従来は一定水量の水が放射されるが、本発明にお
いては図９（Ｂ）に示すように防護範囲内の特定の部分
に集中的に放射して走査するため、防護範囲内のある一
箇所からみれば間欠的に大量の水が放射される。

【００３３】このように本発明の消火用散水ノズルを用
いると、防護範囲のある一部分から見ると火災に対して
瞬間的には従来の散水ノズルより大量の消火液が放射さ
れるため、一定水量を継続して散水するよりも瞬間的に
集中して大量の水を散水したほうが高い消火能力が得ら
れる。このため、従来の８０リットル／分の防護範囲全
域放射の散水ノズルと例えば４０リットル／分の走査で
１走査時間１０秒程度の場合と比較すると、防護範囲全
体的にみて少ない水量にもかかわらず、より高い消火能
力が得られる。

【００３４】また、少ない放射量で消火できるため、い
わゆる水損の被害を小さくすることができる。このこと
から、放射用水の水槽を小さくすることができる。ま
た、従来の消火能力と同等にした場合には、従来よりも
配管内の水圧を押さえることができるためポンプが小容
量となり、さらには自家発電設備等バックアップ設備も
小容量となり、配管サイズも小さくなるため、低コスト
となる。

【００３５】また防護範囲内のある一箇所からみれば、
従来のように防護範囲内全体に散水するのと比べ、本発
明は、瞬時的には散水量が増えると同時に、消火対象物
にあたる水の打力及び粒子径も増すので、消火能力が増
大する。即ち、本発明においては、水は分散された粒状
ではなく、特定の部分に集中的に散水される打力の強い
水の塊として消火対象物に散水されるため、火災気流に
負けることなく火災の深部まで到達して消火能力が高く
なり、火災抑制までの時間が短くて済み、従って鎮火ま
での水量も少なくて済む。また塊状態の水で消火するた
め、一度消火した部分が再び燃え上がることがなくな
り、一度消火された場所を継続して鎮火状態にできる。

【００３６】図１０は本発明の散水を従来と対比して示
している。図１０（Ｃ）は従来の散布パターンであり、
従来の散水ノズルでは、防護範囲全体に均一に散水させ
るため、水をデフレクターで分散させて粒状にして散水
しており、防護範囲２５内に、比較的粒子径の小さい様
々な大きさをもった粒状の水によるスポット状散布パタ
ーン７６が得られる。

【００３７】そのため、火災の勢いが強い場合には、分
散された水は粒子径が小さいため、火災の気流に負けて
災７２の深部に達する前に蒸発し、火災の抑制に時間が
かかり、また全く消火できないこともある。このため水
の量も多くなり、水損による被害も大きくなる。

【００３８】更に、防護範囲２５内のある一点から見る
と、粒状の水により、一瞬その一点の火災の炎７２が弱
まったとしても、その地点の付近の炎７２により一度か
かった水が蒸発し、付近の炎によって再び燃え始める。
このため完全に消火するまでに時間がかかる。

【００３９】図１０（Ａ）（Ｂ）は本発明の散水であ
り、防護範囲２５内のある部分に集中的に大量の水を放
水する散布パターン２４を形成している。このため瞬時
的には散水量が増えると同時に、消火対象物にあたる水
の打力及び粒子径も増すので、消火能力が増する。

【００４０】即ち、本発明の散布パターン２４において
は、水は図１０（Ｃ）のように分散れた粒状ではなく、
特定の部分に集中的に散水される打力の強い水の塊とし
て消火対象物に散水される。このため火災気流に負ける
ことなく災７２の深部まで到達して消火能力が高くな
り、火災抑制までの時間が短くて済み、従って鎮火まで
の水量も少なくて済む。

【００４１】また図１０（Ｂ）のように放水パターン２
４で防護範囲内２５の全域を走査して塊状の水で消火す
るため、一度消火した鎮火部分７４が再び燃え上がるこ
とがなくなり、一度消火された場所を継続して鎮火状態
にできる。

【００４２】更に、防護範囲内のある部分に大量の水を
放水するようにノズル部を形成したため、防護範囲を従
来の散水ノズルと比較して大きくした場合でも、走査時
間を調整することにより、火災に対しては瞬間的には大
量の水を放射することができ、従来と同等以上の消火性
能が得られることから、従来の散水ノズルと比較して、
ノズルの設置個数を減らすことができる。

【００４３】例えば、取付ピッチ２．３ｍで所定の防護
範囲に８個の散水ノズルが設置されていた場合と比べ、
取付ピッチが２．６ｍとすることができ、設定する散水
ノズルの個数を４個に減少することができる。

【００４４】図１１は本発明の他の実施形態であり、こ
の実施形態にあっては、走査部をヘッド本体から分離設
置したことを特徴とする。

【００４５】図１１において、消火用散水ノズル１４
は、ノズル本体１４Ａの下部にノズル部１４Ｇを回転自
在に装着している。即ち、フランジ状の回転支持部８０
をＯリング７８を介して回転自在に装着している。ノズ
ル部１４Ｇには複数の穴がスパイラル状に複数条形成さ
れている。走査部となるモータ１８はノズル本体１４Ａ
の外部に設置されている。ノズル部１４Ｇの上部にはプ
ーリ８２が一体に形成され、モータ１８の回転軸に設け
たプーリ８４との間にベルト８６を掛回している。この
ように走査部を構成するモータ１８側をノズル本体１４
Ａから分離配置してもよい。

【００４６】尚、これ以外の構成は図１の実施形態と同
じである。またモータ１８からノズル部１４Ｇに対する
走査回転の伝達は、ベルト機構以外に適宜の駆動伝達機
構を用いることができる。

【００４７】なお、散布パターンとしては前記したもの
に限定されるものではなく、帯状のものとスポット状の
ものを任意に組み合わせたものを用いても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、防護範囲内のある部分を分散しない塊として集中的
に散水するように複数のスポット状散布パターンを形成
し、その散布パターンの形状が変わらない速度で防護範
囲内を走査するようにしたので火災に対して瞬間的には
大量の消火液が放射されるため、より高い消火能力が得
られ、水損の被害も小さくなる。

【００４９】また、従来と同等程度の消火能力にした場
合には、配管内の水圧を抑えることができ、水槽、ポン
プなどが小容量となり、配管サイズも小さくなり、さら
に防護範囲内のある部分に集中的に散水するようノズル
部を形成したため、防護範囲を従来より広くしても従来
と同程度の消火能力は維持できるため、ノズルの設置個
数も減らすことができ、その結果、コストを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】消火用散水ノズルをスプリンクラー消火設備と
共に示した説明図

【図２】図１による散布パターンの説明図

【図３】他のノズル部の説明図

【図４】図３のノズル部による散布パターンの説明図

【図５】本発明のノズル部の断面図

【図６】図５のＡ−Ａ断面図

【図７】図５，６の本発明のノズル部によるスポット状
の散布パターンの説明図

【図８】本発明による他のスポット状の散布パターンの
説明図

【図９】防護範囲内のある部分から見た本発明の散水量
を従来と対比して示したグラフ

【図１０】本発明の散布パターンによる消火の様子を従
来例と対比して示した説明図

【図１１】ノズル本体に対し走査部を分離配置した本発
明の他の実施形態の説明図

【図１２】従来例を示す説明図

【符号の説明】

１４：消火用散水ノズル １４Ａ：ノズル本体 １４Ｇ：ノズル部 １４Ｌスリット １６：防災監視盤 １８：モータ ２２：火災感知器 ２４：散布パターン ２４Ｃ：スポットパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−92052（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−183481（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−165755（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−142065（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62C 37/09 A62C 31/03 B05B 1/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スプリンクラー消火設備の消火用散水ノズ
   ルに於いて、 防護区画に設置され、消火液または水が圧送される消火
   用配管に接続されたノズル本体と、 前記ノズル本体の軸回りに回転自在に装着され、前記ノ
   ズル本体を介して圧送された消火液または水を、回転軸
   線側の所定の防護範囲内方にスポット状に放出する孔、
   所定の防護範囲外縁に向けてスポット状に放出する孔、
   および前記回転軸線側の所定の防護範囲内方から防護範
   囲外縁の間に向けてスポット状に放出する孔を含む複数
   の孔を形成し、前記複数の孔は列状に配置されたノズル
   部と、 前記複数のスポット状散布パターンをその形状が維持可
   能な速度によって前記所定の防護範囲を走査して前記所
   定の防護範囲内全域に散水させるように前記ノズル部を
   回転させる走査部と、 を有することを特徴とする消火用散水ノズル。
2. 【請求項２】請求項１記載の消火用散水ノズルに於い
   て、前記ノズル部は中空の半球形状を持ち、半球面の下
   端を通る外周面縦方向に複数の孔を形成したことを特徴
   とする消火用散水ノズル。
3. 【請求項３】請求項１記載の消火用散水ノズルに於い
   て、前記ノズル部は中空の半球形状を持ち、半球面に複
   数の孔をスパイラル状に複数形成したことを特徴とする
   消火用散水ノズル。
4. 【請求項４】請求項２乃至３のいずれかに記載の消火用
   散水ノズルに於いて、前記走査部は前記ノズル部を回転
   させるモータより成ることを特徴とする消火用散水ノズ
   ル。