JP4600805B2 - 消火栓装置 - Google Patents

Description

本発明は、トンネルなどに設置され車両火災の消火に使用される消火栓装置に関する。

従来、高速道路や自動車専用道路などのトンネルに設置された消火栓装置としては、例えば筐体内にノズル付きホースを内巻きにして収容し、消火時に筐体の扉を開いてノズル付きホースを引き出して消火するようにしている。またホース引出しの際に、ホースが必要以上に出てくるのを防ぐため、扉の内側にホースガイドを設け、ホースガイドを通してホースを引き出している。

このような消火栓装置は、トンネル内に５０メートル間隔で設置されており、消火栓装置の位置から隣接した消火栓手前での火災に対し有効に放水可能とするため、ホース長を３０メートルとしている。なお、ホース内径は４０ミリメートル前後である。また放水時に成人男性が１人でホースを引き出して放水することを可能とするため、充水時のホース引き出し力についても３０メートルのホース長に基づき２２０ニュートン以下としている。
特開２００３−３８６７５号公報 特開２００１−９５９４０号公報

しかしながら、このような従来の消火栓装置にあっては、実際の施工状況によっては、トンネル長により消火栓装置の設置間隔が５０メートル間隔より広くなる場合があり、このような場合には３０メートルのホース長では不足することからホース長を更に長くする必要があり、大断面トンネルに設置する場合にはホース長を４０メートル程度と長くする必要がある。

しかし、従来のホースを使用してホース長を３０メートルから４０メートルにした場合、３０メートルで２２０ニュートン以下としていたホース引出し力が大きく増加する問題がある。

また従来、３０メートルで２２０ニュートン以下としていたホース引出し力では、女性を含む一般ユーザーにとって全員が引き出せるとはいえず、使いやすいものとするためには、できる限り引出し力を低くすることが望ましい。

また近年におけるトンネル土木工事においても工事費の削減が言われ、トンネル壁面の薄型化が費用削減に大きく寄与する。このためトンネル壁面に取り付ける形で設置する消火栓においても薄型化が要求され、現行、３０メートルのホース長では、基準の横幅、高さで奥行きサイズとして３００ミリメートルを実現している。

しかし、ホース長を３０メートルから４０メートル程度とした場合には、ホース長が増加した分、消火栓装置の筐体内にホースを内巻きして収納するスペースも増え、現行の奥行３００ミリメートルのサイズでは収まらないため、例えば奥行３７０ミリメートルとする必要があり、トンネル壁面の薄型化を損なう要因となる。

更に、扉内側にホースガイドを設けた従来の消火栓装置にあっては、ホースガイドによってホースの動きを制限していることとなるため、消火後にホースを筐体内に巻戻す際に妨げとなり、内巻き状態にホースを収容する作業に手間と時間がかかる問題があった。

本発明は、引出し力や収納スペースを増加させずにホース長４０メートル程度を実現可能とし、更にホースの内巻き作業を容易にする消火栓装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、筐体内にノズル付きホースを内巻きにして収容し、消火時に筐体の扉を開いてノズル付きホースを引き出して消火する消火栓装置において、ホースを、ホース長が約４０メートル、ホース内径が３０乃至３３ミリメートルの範囲、引出し力が２２０ニュートン以下、更に使用最低１次圧が０．４７ＭＰａのときにノズル圧が０．２９ＭＰａ以上となるようにしたことを特徴とする。

また本発明は、筐体内に、前方に開口したホース収納枠と、ホース収納枠の開口部に装着されたＵ字形状の支持アームとを設け、ノズル付きホースをホース収納枠に内巻きにして収容し、消火時に筐体の扉を開いてノズル付きホースを引き出して消火する消火栓装置において、ホース収納枠の開口部に対し支持アームを着脱自在に設けたことを特徴とする。

また本発明は、筐体内に、前方に開口したホース収納枠と、ホース収納枠の開口部に装着されたＵ字形状の支持アームとを設け、ノズル付きホースをホース収納枠に内巻きにして収容し、消火時に筐体の扉を開いてノズル付きホースを引き出して消火する消火栓装置において、ホース収納枠を支持アームに固定すると共に、扉を開いた状態で支持アームを扉側に対し開閉自在に設けたことを特徴とする。

また本発明は、筐体内に、前方に開口したホース収納枠と、ホース収納枠の開口部に装着されたＵ字形状の支持アームとを設け、ノズル付きホースをホース収納枠に内巻きにして収容し、消火時に筐体の扉を開いてノズル付きホースを引き出して消火する消火栓装置において、ホース収納枠を支持アームに固定すると共に、支持アームを筐体に対し着脱自在に設けたことを特徴とする。

更に本発明は、筐体内に、前方に開口したホース収納枠と、ホース収納枠の開口部に装着されたＵ字形状の支持アームとを設け、ノズル付きホースをホース収納枠に内巻きにして収容し、消火時に筐体の扉を開いてノズル付きホースを引き出して消火する消火栓装置において、ホース収納枠の内側に、横方向にホース溝を連接したホース内巻ガイドを設けたことを特徴とする。このホース内巻ガイドはホース収納枠の内側に着脱自在又は固定して設ける。

本発明によれば、充水時のホース重量は、ホース内径の２乗で効いてくる関係にあることから、４０メートルのホース長を実現するためにホース内径を小さくして引出し力を２２０ニュートン以下に抑えることを基本とする。しかし、ホース内径を小さくすると、圧力損失が増加してくることから、消火栓装置に要求される最低使用１次圧０．４７ＭＰａのときノズル圧０．２９ＭＰａ以上となるようにホース内径の選定を実験的に行い、ホース内径３０乃至３３ミリメートルの範囲であればよいことが判明した。このようなホース内径の範囲でホース長を４０メートルとすることで、引出し力は従来の３０メートルと同じ２２０ニュートン以下に抑えられ、内巻きによるホース収納スペースも従来の３０メートルとほぼ同等となり、筐体サイズを大きくする必要はない。

またホース長が伸びたことで放水後にホースを筐体内に内巻き状態にホースを収容する作業が従来構造では大変になるが、本発明にあっては、ホース収納枠と支持アームで構成されるホース収納構造の一部又は全体を取り外すか、或いは、筐体側から開放状態にある扉側に開くことで、ホースの内巻き作業を容易に行うことができる。

図１は本発明による消火栓装置の正面図である。図１において、消火栓装置１の筐体２の前面には消火栓扉４と消火器扉５が設けられている。消火栓扉４の内部には、後の説明で明らかにするように、先端にノズルを装着したホースを筐体内に内巻きして収納しており、消火栓扉４を開いてノズルを引き出し、扉内に設けている消火栓弁開閉レバーを操作することで消火ポンプ設備を起動して放水を行うことができる。

消火栓扉４には開閉ハンドル４ａが設けられ、開閉ハンドル４ａを引くことで消火栓扉４を、下側を回転軸に前方に開放することができる。また消火器扉５には開閉ハンドル５ａが設けられ、開閉ハンドル５ａで扉を横に開くことで内部の消火器を取り出すことができる。

消火器扉５の右側には赤色表示灯６ａと手動発信機６ｂ及び応答ランプ６ｃが設けられている。トンネル内での火災事故の際には、手動発信機６ｂのボタン操作により監視室などに異常通報でき、火災通報が行われると応答ランプ６ｃが点灯する。

図２は図１における消火栓扉４の内部構造の説明図である。消火栓扉の内部には、Ｕ字型の支持アーム７とホース収納枠８とで構成されたホース収納ユニット１００が設けられ、ホース収納ユニット１００に保形タイプのホース９を内巻き状態で収納している。

支持アーム７は上部で筐体に固定支持されたＵ字形であり、パイプ部材を使用している。この支持アーム７には、ほぼ中央外側から横及び背後に矩形に形成され上下に開口したホース収納枠８が装着され、筐体２内にホース９が内巻きした状態で収納されている。なお、支持アーム７には、後の説明で明かにするように、更に、上枠と下枠が上下の収納枠として装着されている。

ホース収納枠８の中に内巻きに収納されたホース９は、右側の給水管から消火用水の供給を受ける。このホース収納枠８の右側には給水栓１０ａを備えた給水弁１０が設けられ、給水栓１０ａにホースを接続して給水弁１０のハンドルを回すことで給水ができる。

給水弁１０の右側には給水接続口１０ｂが設けられ、ここに下側から立ち上げられた給水配管が接続され、消火ポンプ設備からの加圧消火用水を供給することができる。給水弁１０の下側には消火栓弁１１が設けられる。

消火栓弁１１は消火栓扉の内側に設けている消火栓弁開閉レバーとワイヤー接続されており、レバー操作に従って弁の開閉を行うことができる。消火栓弁１１に続いては自動排水弁１２が設けられ、通常時にあっては消火栓弁１１の２次側を排水するようにしている。自動排水弁１２に続いては自動調圧弁１３が設けられる。

図３は図１の消火栓装置１の消火栓扉４を開いた状態での内部構造の平面図である。消火栓扉４と筐体２との間には緩衝用ダンパ１７が設けられ、消火栓扉４を滑らかに開放できるようにしている。

消火栓扉４の内側の右側部分には消火栓弁開閉レバー１６が設けられ、消火栓弁開閉レバー１６を手前に操作することで、ワイヤーで連結された図２の消火栓弁１１を放水位置に切り替えることができる。このとき図示しないレバーの下部に設けているポンプ起動用の連動スイッチがオンし、消火ポンプ設備のポンプ起動を行うようになる。

ノズル１４からの放水を停止したい場合には、消火栓弁開閉レバー１６を図示の初期位置に戻す。この初期位置への戻しによりワイヤー連結されている消火栓弁１１の給水が停止される。同時にレバー下部の図示しないスイッチがオフとなって消火ポンプ設備を停止できる状態になる。

図３の消火栓扉４の開放状態は図４の側面図から更に明らかになる。消火栓弁開閉レバー１６は、この側面図にあっては開放位置に操作した状態を示している。

再び図３を参照するに、筐体２のホース収納枠８の中に内巻き状態で収納されたホース９は、支持アーム７の間を通って消火栓扉４側に引き出され、先端にノズル１４を装着している。この筐体２から引き出されたホース９は、消火栓扉４の内側に取り付けたホースガイド１５を通して引き出されている。

図５は本発明で使用するノズル付きホースにつき、ホース内径をパラメータとしたホース長と引出し力の関係を示したグラフ図である。図５において、特性直線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、それぞれホース内径φをφ＝３０、３１、３２、３３、３４として、ホース長を変えたときの充水時の引出し力を実験的に求めて得た特性である。

このホース引出し力は充水時のホース重量に依存して決まり、ホース重量はホース内径の２乗に対応する関係にある。なお図５の特性を得るために使用したホースは全て肉厚が３ミリメートルのものを使用しており、更にホース外周に低摩擦処理を施したものを使用している。

図５の特性ａ〜ｅから明らかなように、ホース内径φが大きくなるほど充水時のホース重量が増加するため、同一ホース長における引出し力は増加することになる。本発明にあってはホース長を４０メートルとすることから、この４０メートルにおける特性ａ〜ｅの引出し力を見ると、ホース内径φ＝３０、３１、３２、３３の特性ａ、ｂ、ｃ、ｄについては従来の３０メートルホースに要求されている引出し力２２０ニュートン以下にある。これに対しホース内径φ＝３４とした場合には、従来の３０メートルホースにおける引出し力２２０ニュートンを越えていることがわかる。

一方、ホース内径φを小さくした場合には、圧力損失が増加し、本発明のトンネル用消火栓装置に要求される最低使用１次圧０．４７ＭＰａのときにノズル圧０．２９ＭＰａ以上を確保できなくなる。

図５において、ホース内径φがφ＝３０ミリメートル未満のホースについては、最低使用１次圧０．４７ＭＰａのときのノズル圧が０．２９ＭＰａに達することができず、したがって、このようなφ＝３０ミリメートル未満のホースは本発明から除外している。

したがって本発明で使用する４０メートルのホース長を持つホース内径としては、φ＝３０〜３３の範囲にあるホースを使用する。このうち最適なホース内径としては、ホース内径φ＝３２ミリメートルのものが、引出し力及び圧力損失の点で最適なホースということができる。

このように４０メートルのホース長でホース内径φ＝３２のホースを、図１〜図４に示した本発明の消火栓装置１に使用することで、図２のようにホース収納ユニット１００にホース９を内巻き状態で収納しても、収納スペースは従来の３０メートルのホースの場合とほとんど変わらず、消火栓装置１における筐体２の奥行サイズを変更する必要がなく、奥行きサイズを従来と同等の３０ミリメートルに確保することができる。

図６はホース収納枠に対するホース支持枠を着脱自在とした本発明の実施形態を示した説明図である。図６において、筐体２の内部背面壁に対しホース収納ユニット１００を構成する一対のホース収納枠８を溶接などにより固定するが、このホース収納枠８の前部の開口部には上下２箇所に係合片１９が形成されている。

ホース収納枠８の前部の開口部には支持アーム７が着脱自在に装着される。支持アーム７は、ホース収納枠８の係合片１９に対応した４箇所にスリット２０を形成している。また、支持アーム７には上枠２１と下枠２２が溶接などにより固定されている。

このようなホース収納枠８と支持アーム７からなるホース収納ユニット１００にあっては、図３、図４のように消火栓扉４を開いてノズル１４の付いたホース９を引き出して放水が終了した後に、ホース９をホース収納ユニット１００に内巻き状態で巻き戻す際には、支持アーム７を上方に押し上げて手前に引くことで、筐体２側に固定されているホース収納枠８から取り外すことができ、支持アーム７を取り外した分、ホース収納枠８の開口部が広くなり、ホース収納枠８に対するホースを内巻きで戻す作業を容易に行うことができる。

図７はホース収納ユニットを筐体に対し着脱自在とした本発明の実施形態を示した説明図である。図７において、この実施形態においてホース収納ユニット１００は、支持アーム７に対し一対のホース収納枠８、上枠２１及び下枠２２を溶接などにより固定して一体化しており、ホース収納枠８の側面の筐体２側には上下に分けて切欠２３が形成されている。

一方、筐体２の内部背面壁には、ホース収納枠８の切欠２３に対応して引掛部材２４が固定されている。また筐体２の内部上壁の内側には、支持アーム７のＵ字型の上端部を嵌合する係合受部２５が形成されている。

この図７の実施形態にあっては、ノズル収納ユニット１００はホース収納枠８の切欠２３の筐体２側に設けた引掛部材２４に対する係合及び支持アーム７の上部の筐体２側の係合受部２５に対する嵌合で固定されている。

このため図３、図４に示したように、引き出したホースによる放水が終了した場合には、筐体２からホース収納ユニット１００を取り外して、例えば開放状態にある扉の上に乗せ、この状態で引き出しているホースを取り外したホース収納ユニット１００におけるホース収納枠８、上枠２１及び下枠２２の中に内巻きする作業を行う。

このように筐体２からホース収納ユニット１００を取り外した状態でホース内巻き作業ができるため、作業が極めて容易にできる。取り外し状態でホース収納ユニット１００に対するホース内巻きが完了したならば、筐体２側に対しホース収納ユニット１００を組付け固定する。

図８はホース収納ユニットを筐体に対し開閉自在とした本発明の実施形態を示した説明図である。図８において、ホース収納ユニット１００は、支持アーム７に対しホース収納枠８、上枠２１及び下枠２２を溶接などにより固定して一体化しており、Ｕ字形状の支持アーム７の下側をヒンジ２６により消火栓扉４に対し開閉自在に装着している。また支持アーム７のＵ字型の上部２箇所は、筐体２側に対し係止部２７により係止されている。

このような図８の実施形態にあっては、消火栓扉４を開いてホース９を引き出して放水を終了した後、ホースを収納したい場合には、図９に示すように係止部２７による係止を解除して、ホース収納ユニット１００を、ヒンジ２６を中心に消火栓扉４側に開いて扉の内側に乗せ、着脱自在な状態とする。このとき消火栓扉１６の内側に起立しているホースガイド１５は消火栓扉４の内側に乗せた状態にあるホース収納ユニット１００の支持アーム７の中に位置する。

このようなホース収納ユニット１００を開いた状態で引き出しているホースをホース収納枠８、上枠２１及び下枠２２で囲まれたユニット内に内巻きにより収納する。この場合、ホース収納ユニット１００は消火栓扉４上で上向きに開いていることから、引き出したホースのユニット内への内巻き作業が極めて容易にできる。また支持アーム７の中に起立しているホースガイド１５がホース収納枠８、上枠２１及び下枠２２で囲まれたユニット内の中心に位置することで、引き出したホースのユニット内への内巻き作業がより行い易くなり、きれいに内巻きすることができる。

ホース収納ユニット１００に対するホースの内巻き作業が終了したならば、ヒンジ２６を中心に支持アーム７を起こして、図８のように筐体２側に係止部２７で係止すればよい。このようなホース収納ユニット１００を開閉自在とした構造にあっては、図７のようにホース収納ユニット１００を筐体２に対し着脱する場合に比べ、ホースを内巻きして収納した後に筐体２に戻す際の持ち上げ作業が不要となる分、図８の実施形態の方が作業性が良い。

図１０はホース収納枠に着脱自在なホース内巻ガイドの説明図である。図１０においてホース収納ユニット１００に対し、この実施形態にあっては、ホース収納枠８の側面上部にホース内巻ガイド２８を着脱自在に設けている。

ホース内巻ガイド２８はホース収納枠８の内側に位置して横方向に円弧状の端面を持つ波板からなるガイドプレート２９を備え、ガイドプレート２９の両端背後に係止片３０を設けている。このためホース収納枠１００に引き出したホースを内巻きする際には、ホース収納枠８に図示のようにホースガイド２８をセットし、ホースガイド２８におけるガイドプレート２９の波形の溝に合わせてホースを内巻きすることで、内巻き作業における最初の第一列の内巻きについてホースを均一に巻き付けることができる。

このように第一列の内巻きが均一にできると、二列以降の内巻きが一列目のホースの間に位置するように巻かれることから、それ以降についても均一に巻くことができ、ホース内巻き作業で途中でホースが不均一となって崩れたり、見栄えが悪くなることを防止できる。

なおホース内巻ガイド２８は、ホースの内巻き第一列の巻き付けが終了した後、あるいはホース内巻き作業が終了した後に、ホース収納ユニット１００から取り外すことになる。このためホース内巻ガイド２８は、ホース内巻き作業における治具として使用されることとなり、消火栓装置ごとに設ける必要がない分だけ、コスト的に安価にできる。

図１１はホース収納枠に固定設置したホース内巻ガイドの説明図である。図１１において、ホース収納ユニット１００におけるホース収納枠８の側壁の内側には、ホース巻き方向に円弧状に波溝を形成したホース内巻ガイド３１が固定されている。このホース内巻ガイド３１がホース収納枠８に設けられていることで、ホース巻込みの際の第一列の内巻きをホース内巻ガイド３１の溝に沿ってできるため、ホースの内巻きを均一にでき、二列目以降が一列目の均一さに依存することから、全体として均一なホース内巻きが実現できる。

なお図１１の実施形態にあってホースガイド３１は、ホース収納枠８の側壁内側の上下方向に全域に亘って形成しているが、ホース枠８の一部、例えば図１０に示した程度のサイズでホース収納枠８の内側に固定するようにしてもよい。

本発明による消火栓装置の正面図 図１の消火栓装置の扉を外した状態での内部構造の説明図 図１の消火栓装置の扉を開いた状態での内部構造の説明図 図３の側面図 ホース内径をパラメータとしたホース長と引出し力の関係を示したグラフ図 ホース収納枠に対し支持アームを着脱自在とした本発明の実施形態を示した説明図 ホース収納ユニットを筐体に対し着脱自在とした本発明の実施形態を示した説明図 ホース収納ユニットを筐体に対し開閉自在とした本発明の実施形態を示した説明図 図８のホース収納ユニットを扉側に開いた説明図 ホース収納枠に着脱自在なホース内巻ガイドの説明図 ホース収納枠に固定配置したホース内巻ガイドの説明図

符号の説明

１：消火栓装置
２：筐体
３：架台
４：消火栓扉
４ａ、５ａ：開閉ハンドル
５：消火器扉
６ａ：赤色表示灯
６ｂ：手動発信機
７：支持アーム
８：ホース収納枠
９：ホース
１０：給水弁
１１：消火栓弁
１２：自動排水弁
１３：自動調圧弁
１４：ノズル
１５：ホースガイド
１６：消火栓弁開閉レバー
１７：緩衝用ダンパ
１９：係合片
２０：スリット
２１：上枠
２２：下枠
２３：切欠
２４：引掛部材
２５：嵌合受部
２６：ヒンジ
２７：係止部
２８、３１：ホース内巻ガイド
２９：ガイドプレート
３０：係止片
１００：ホース収納ユニット

Claims (1)

1. 筐体内に、前方に開口したホース収納枠と、前記ホース収納枠の開口部に装着されたＵ字形状の支持アームとを設け、ノズル付きホースを前記ホース収納枠に内巻きにして収容し、消火時に内側にホースガイドを起立した筐体の扉を開いて前記ノズル付きホースを引き出して消火する消火栓装置において、
   前記ホース収納枠を前記支持アームに固定すると共に、前記支持アームの上部を前記筐体の係止部に対し着脱自在に設け、共に前記支持アームの下側を前記筐体のヒンジを中心に上下に開閉自在に配置し、前記扉を開いた状態で前記係止部による係止を解除して前記支持アームを、前記ヒンジを中心に開いて前記扉の内側に乗せた状態で前記扉内側に起立した前記ホースガイドを前記支持アームの中に位置させる構造としたことを特徴とする消火栓装置。

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