JP3852066B2 - 可変噴霧泡ノズル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、泡消火設備に用いられる可変噴霧泡ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
火災用ノズルとして、可変噴霧泡ノズルが開発されている。
このノズルは、油液を圧入することにより出没自在に駆動してなる外筒と、前記外筒内に嵌挿するとともに、先端部の内壁に近接して円板状のデフレクタを配置し、前記外筒との嵌挿部の外部に油液流出入口を取り付け、該油液流出入口の作動により油液から循環する油液流通路を内壁に設けてなる内筒と、を備えている。
【0003】
このノズルでは、油圧を利用して外筒を摺動させ、外筒の先端部と内筒の内壁に近接して設けたデフレクタとの距離を遠ざからせることにより、火点が遠距離の場合に適した直射状態の放水パターンを形成し、又、逆に外筒の先端部とデフレクタとの距離を近づけることにより火点が近距離の場合に適した拡散状態の放水パターンを形成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来例のノズルでは、遠距離放射、例えば、放射距離が50m、の場合には放射途中で泡原液が空気を抱き込み十分発泡して目標地点に到達する。
しかし、中距離放射、例えば、放射距離が20〜35mの場合には、飛距離が短いので、泡原液は十分空気を抱き込むことができない。
そのため、目標地点に十分な消火用泡を供給できないので、効果的消火を行えない。
【0005】
この発明は、上記事情に鑑み、遠距離放射は勿論、中距離放射においても良好に発泡する可変噴霧泡ノズルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、中空円錐状の消火液噴流を放出するノズル本体(2)と、該ノズル本体(2)に摺動自在に嵌着され、前記消火液噴流の流れ方向を変える第1外筒(10)と、該第1外筒 (10) と第2外筒 (20) との間に該ノズル本体 (2) の先端部に開口する空気通路(21)を形成するように該第1外筒(10)に嵌着固定された第2外筒(20)と、該第2外筒(20)の先端に設けられたデフレクタ(40)と、該第2外筒 (20) の先端部の円周方向に設けられ、前記消火液噴流が前記空気通路からの空気により発泡状態となって放出される分散流路(30)と、を備え、遠距離放射、該遠距離放射より放射距離の短い中距離放射、又は、該中距離放射より放射距離の短い近距離放射、が可能な可変噴霧泡ノズルであって;
該デフレクタ(40)が、前記ノズル本体 (2) の外径と同径、又は、僅かに大きい直径を有する遠距離放出口部(35)の外周に設けた円環状遮蔽部(36)と、該円環状遮蔽部(36)に形成された複数の開口部(39)と、を備えた円環状デフレクタであり、前記近距離放射の際に、前記消火液噴流(AW)は、前記第1外筒 (10) の円錐台状面 (10 T ) に案内されながら第 1 外筒(10)の流路(45)を通って前記円環状デフレクタ (40) の側面(40N)に衝突してその側面 ( 40 N) 側及び内面(40 S )側に分散し、前記側面(40 N )側に分散した消火液噴流(AW22)は前記分散流路(30)を通り前記空気通路(21)から吸引される空気流(AR1)を抱き込んで発泡し、前記内面(40S)側に分散した消火液噴流 ( AW21 ) は該内面(40S)又は開口部(39)に沿って前方に方向を変えられて水平方向の噴流(AW21)となり、前記消火液噴流(AW)が溝山部(12)に沿って前方に分流した強い噴流(AW12)と衝突して発泡することを特徴とする。
【0007】
この発明の円環状遮蔽部が、円周方向に間隔をあけて配設され、かつ、中心に向って伸びる突状体を備えていることを特徴とする。この発明の遠距離放出口部の口径が、ノズル本体の外径と等しいことを特徴とする。この発明の隣合う突状体間の空間部が、開口部をなしていることを特徴とする。この発明の分散流路が、円周方向に複数個設けられていることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
消火液噴流を放出するノズル本体の先端にデフレクタが突設されている。このデフレクタは、ノズル本体の径より大径の遠距離放出口部と、該遠距離放出口部を囲み、かつ、複数の開口部を有する円環状遮蔽部と、を備えている。
【0009】
この円環状遮蔽部は、円周方向に間隔をおいて配設され、かつ、中心に向かって伸びる突状体を備えている。開口部は、互いに隣接する突状体に挟まれた断面台形状の空間であるが、この開口部の形状は特に限定されるのではなく、例えば、断面円形の穴、スリットなどでも良い。
【0010】
【実施例】
この発明の第1実施例を図1〜図9により説明する。可変噴霧泡ノズル1は、ノズル本体2と、該ノズル本体2に摺動自在に嵌合された第1外筒10と、該第1外筒10に嵌着固定された第2外筒20と、を備えている。
【0011】
ノズル本体2の先端部2aの内側には、円板状のデフレクタ3が同心状に配設されている。この先端部2aの内面は出口方向が広がった円錐台状に形成されている。
【0012】
第1外筒10は、第2外筒20を固定するためのナット穴11を備えている。このナット穴11の径、数、位置等は必要に応じて適宜選択され、例えば、軸対称の位置に2個のナット穴11が形成される。
【0013】
この第1外筒10の先端部10aの内面は、出口方向が広がった円錐台状面10Tであり、その面10Tには溝山部12と溝谷部13とが円周方向に順次形成され、カサバ歯車状となっている。
【0014】
この溝山部12と溝谷部13のテーパ角度θ1 θ2、溝幅w、溝数等は必要に応じて適宜選択されるが、例えば、溝山部12のテーパ角度θ1=22度、溝谷部13のテーパ角度θ2=52度、溝幅w=6mm、溝数24が選ばれる。
【0015】
第2外筒20は、空気通路21を介して第1外筒10に固定されている。
この第2外筒20の先端部20aには、分散流路30を介して円環状のデフレクタ40が形成されている。この分散流路30は円周方向に複数個、例えば、4個形成されているが、その数や大きさ等は必要に応じて適宜選択される。
【0016】
この円環状デフレクタ40は、遠距離放出口部35と、該遠距離放出口部35を囲む円環状遮蔽部36と、を備えている。該遠距離放出口部35の直径dは、遠距離放射時において、泡水溶液AWが円環状遮蔽部36に衝突しないで直進することができ、かつ、中距離放射時において泡水溶液AWが円環状遮蔽部36と衝突し分散するような大きさが選ばれ、例えば、ノズル本体2の外径Dと等しいか又はそれよりわずかに大きく形成される。
該デフレクタ40は基部リング36Bと複数の突状体37とを備えている。この突状体37は基部リング36Bの内面に、円周方向に間隔をあけて配設され、かつ、中心Pに向かって伸びている。その内面37aはテーパ面であるが、このテーパ面の傾斜角αは必要に応じて適宜選択される。この突状体37の形状や大きさ等は必要に応じて適宜選択され、例えば、この突状体37の断面は先端部37Sが基端部37Bより狭い台形状に形成される。互いに隣り合う突状体37の間は、開口部39を構成しているが、この開口部39は台形状に形成されている。 このデフレクタ40の基部リング36Bは、第1外筒10により案内される消火液噴流断面に合わせた形状に形成され、該噴流断面位置に配設されている。
即ち、該デフレクタ40は図5の一点鎖線で示す様な円環状の消火液噴流断面Xに対応する円環形状に形成され、又、第1外筒10の先端をノズル本体2の先端から距離M3だけ突出させることにより、該デフレクタ40を前記噴流断面Xに位置させる。
この位置は第1外筒10の流路45に対向する位置でもある。
【0017】
第2外筒20のボルト穴41にボルト50を挿入し、第1外筒10のナット穴11に螺着し、両外筒10、20を固定する。
この時、第2外筒20の支持柱部31は、第1外筒10の溝山部12外方に一致させる。これは該支持柱部31が溝谷部13外方に位置すると、放水パターンにむらができるので、これを防止するためである。
【0018】
次に本実施例の作動を遠距離放射時、中距離放射時、及び近距離放射時に分けてそれぞれ説明する。
遠距離放射する場合。
第1外筒10をノズル本体2の先端部2a側に摺動させ、図1に示す様に、第1外筒10の先端をノズル本体2の先端から遠距離M1離す。
【0019】
この状態において、消火用水に泡原泡を混入した泡水溶液AWを該ノズル1に圧送すると、該液AWはノズル本体の先端部2aに内蔵されているデフレクタ3に衝突して流れ方向を変えられ、ノズル本体2の先端部2a内面に案内されて第1外筒10の内面の直筒部10Sに衝突する。
【0020】
その後、この液AWは前記直筒部10Sに沿って直進し、中空円筒状の噴流となって円環状デフレクタ40の遠距離放出部35を通過するとともに、途中で空気を抱き込んで発泡する。この時、該噴流は該デフレクタ40の突状体37に邪魔されることはない。
【0021】
中距離放射する場合。
第1外筒10をノズル本体2の先端部2a側に摺動させ、図7に示す様に、第1外筒10の先端をノズル本体2の先端から中距離M2離す。
【0022】
この状態において、消火用水に泡原液を混入した泡水溶液AWを該ノズル1に圧送すると、該液AWはノズル本体の先端部2aに内蔵されているデフレクタ3に衝突して流れ方向を変えられ、ノズル本体2の先端部2a内面に案内されて第1外筒10の内面の直筒部10Sに衝突する。
【0023】
その後、該液AWは、前記直筒部10Sに沿って直進して、溝山部12に案内されながら円錐状の噴流になって放出される。前記噴流の一部は、円環状デフレクタ40の遮蔽部36に衝突して分散し、泡Bとなりながら、テーパ面37aに案内されて遠距離放出口部35側に向かう。この泡Bは円環状デフレクタ40の開口部39を直進する噴霧状の泡水溶液AWに引き込まれる様にしながら乗せられ、目標地点に落下する。又、開口部39を直進する泡水溶液AWも地上に到着する前に空気を抱き込んで発泡する。そのため、目標地点において消火に必要な量の泡を得ることができる。
【0024】
近距離放射する場合。
第1外筒10をノズル本体2の先端部2a側に摺動させ、図8に示す様に、第1外筒10の先端をノズル本体2の先端から近距離M3離す。
【0025】
この状態において、消火用水に泡原液を混入した泡水溶液AWを該ノズル1に圧送すると、該液AWは、ノズル本体の先端部2aに内蔵されているデフレクタ3に衝突して、流れ方向を変えられ、ノズル本体2の先端部2aの内面に案内されて第1外筒10の円錐台状面10Tに衝突し、その流れ方向を変える。
【0026】
そして、該液AWは円錐台状面10Tの溝山部12及び溝谷部13に案内されながら、流路45を通り円環状デフレクタ40に衝突しその側面40N側内面40S側及び突状体37側に分散されるとともに、その一部は、空気通路21からの空気ARにより発泡し、分散流路30及び開口部39を通って放出される。
この時、該液AWは流路45の内側及び外側に飛散するので、該外筒20の円錐台状面10Tの角度より大きい角度にわたって拡散される。
【0027】
図8における可変噴霧泡ノズル1の発泡のメカニズムを図9により更に詳細に説明する。空気通路21から放出される空気流AR1は流路45を通る泡水溶液AWの噴流AW2の吸引作用により発生する。この噴流AW2が円環状デフレクタ40の側面40Nに衝突し、その噴流AW22が分散通路30より外方へ出る際、吸引された空気流AR1を抱き込み、第1発泡部F1にてAW22の一部が発泡する。
【0028】
ノズルの外側の空気流AR2は、噴流AW22の流れに引かれて生ずる。
噴流AW22は、噴流AW12等の強い前方向への流れにより多少前方へすぼまり放射拡散角(円錐の頂角)は小さくなる。
【0029】
噴流AW22は、該デフレクタ40の側面40Nで衝突した後なので、噴流AW2よりも放射水膜厚(散水厚)は厚くなっており、空気を抱き込み易くなり、地上に着く前に第2発泡域F2にて発泡する。
尚、散水膜が厚くなる理由は、噴流AW2が該デフレクタ40に衝突する際、該デフレクタ40の背後に生ずる負圧P2によって、噴流AW22の背面が少し引かれるためである。
【0030】
噴流AW2が前記内面40S又は突状体37に衝突した後、該内面40S又は開口部39に沿って前方へ方向を変えられ、水平方向の噴流AW21となる。この噴流AW21は、該液AWが溝山部12に沿って前方へ分流した噴流AW1の強い噴流AW12に衝突して第3発泡域F3にて発泡する。
【0031】
噴流AW12は第3発泡部F3にて衝突があったため、多少分散し発泡しやすい状態となり、第4発泡部F4にて空気を抱き込み発泡する。
【0032】
噴流AW11は、噴流AW1のうちの内側の弱い流れでデフレクタ3の背後に生じる負圧P1に引かれ散水中央部の第5発泡部F5あたりで噴流が希薄なため、空気をとらえて発泡、又は、地上等に落ちた際二次発泡する。
【0033】
この発明の第2実施例を図10により説明する。この実施例と第1実施例との相違点は、円環状デフレクタの遮蔽部36に複数の円形状の開口部39Aを形成したことである。この開口部39Aの直径d1は各円同一であるが必要に応じてその一部又は全部を異なった径にしてもよい。
又、開口部39Aは、各円の中心が同一円周上に位置する様に配設されるが、必要に応じてその位置は変更される。
【0034】
この発明の第3実施例を図11により説明するが、この実施例と第1実施例との相違点は、突状体37の先端部37Sが先端リング45を介して連結されていることである。従って、開口部39Bは台形状のスリットとなる。
なお、このスリットの大きさ、形状等は必要に応じて適宜選択される。
【0035】
【発明の効果】
この発明は、以上の様に円環状デフレクタが、ノズル本体の外径と同じ又は僅かに大きい直径を有する遠距離放出口部の外周に設けた円環状遮蔽部と、該円環状遮蔽部に形成された複数の開口部と、を備えているので、該円環状デフレクタを摺動させることにより、遠距離放射又は中、近距離放射を発泡効率良く行うことができる。そのため、遠距離放射時には、噴霧状の泡水溶液は遠距離放出口部を通り空気を抱き込みながら発泡し、遠方、例えば可変噴霧泡ノズルから50m離れた目標地点に到達する。 中距離放射時には、噴霧状の泡水溶液の一部は円環状遮蔽部に衝突し分散され泡を発生するとともに、該泡は開口部を直通する泡水溶液に引き込まれ乗せられて中距離、例えば、可変噴霧泡ノズルから20〜35m離れた目標地点に到達する。 近距離放射時には、噴霧状の泡水溶液の殆どは円環状遮蔽部に衝突し分散され泡を発生し、近距離、例えば、可変噴霧泡ノズルから10m以内の目標地点に到達する。第1外筒をノス゛ル本体の先端部側へ摺動させるに従って噴霧状の泡水溶液が円環状デフレクタの円環状遮蔽部に衝突して発泡する比率が高くなるため、遠距離から近距離に至るどの距離においても必要量の泡が得られる。従って、目標地点に確実に必要量の泡を供給することができるので、効果的な消火を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す縦断面図である。
【図2】第1外筒の断面拡大正面図である。
【図3】第1外筒の正面拡大図である。
【図4】第2外筒の一部断面平面図である。
【図5】第2外筒の正面図である。
【図6】図5のVI−VI線断図である。
【図7】中距離噴射状態を示す縦断面図である。
【図8】近距離噴射状態を示す縦断面図である。
【図9】発泡メカニズムを示す説明図である。
【図10】本発明の第2実施例を示す正面図で、図5に相当する図である。
【図11】本発明の第3実施例を示す縦断面図で、図5に相当する図である。
【符号の説明】
1 可変噴霧泡ノズル
10 第1外筒
20 第2外筒
21 空気通路
30 分散流路
40 円環状のデフレクタ
Claims (2)
- 中空円錐状の消火液噴流を放出するノズル本体(2)と、該ノズル本体(2)に摺動自在に嵌着され、前記消火液噴流の流れ方向を変える第1外筒(10)と、該第1外筒 (10) と第2外筒 (20) との間に該ノズル本体 (2) の先端部に開口する空気通路(21)を形成するように該第1外筒(10)に嵌着固定された第2外筒(20)と、該第2外筒(20)の先端に設けられたデフレクタ(40)と、該第2外筒 (20) の先端部の円周方向に設けられ、前記消火液噴流が前記空気通路からの空気により発泡状態となって放出される分散流路(30)と、を備え、
遠距離放射、該遠距離放射より放射距離の短い中距離放射、又は、該中距離放射より放射距離の短い近距離放射、が可能な可変噴霧泡ノズルであって;
該デフレクタ(40)が、前記ノズル本体 (2) の外径と同径、又は、僅かに大きい直径を有する遠距離放出口部(35)の外周に設けた円環状遮蔽部(36)と、該円環状遮蔽部(36)に形成された複数の開口部(39)と、を備えた円環状デフレクタであり、
前記近距離放射の際に、前記消火液噴流(AW)は、前記第1外筒 (10) の円錐台状面 (10 T ) に案内されながら第 1 外筒(10)の流路(45)を通って前記円環状デフレクタ (40) の側面(40N)に衝突してその側面 ( 40 N) 側及び内面(40 S )側に分散し、
前記側面(40 N )側に分散した消火液噴流(AW22)は前記分散流路(30)を通り前記空気通路(21)から吸引される空気流(AR1)を抱き込んで発泡し、
前記内面(40S)側に分散した消火液噴流 ( AW21 ) は該内面(40S)又は開口部(39)に沿って前方に方向を変えられて水平方向の噴流(AW21)となり、前記消火液噴流(AW)が溝山部(12)に沿って前方に分流した強い噴流(AW12)と衝突して発泡することを特徴とする可変噴霧泡ノズル。 - 円環状遮蔽部が、円周方向に間隔をあけて配設され、かつ、中心に向って伸びる突状体を備えていることを特徴とする請求項1記載の可変噴霧泡ノズル。
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