JP6910937B2

JP6910937B2 - 放水ノズル

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Publication number: JP6910937B2
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Authority: JP
Inventors: 梅原　寛; 寛梅原
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2021-07-28
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Description

本発明は、トンネルなどに設置された消火栓装置で使用される放水ノズルに関する。

従来、自動車専用道路のトンネルには、トンネル内で発生する火災事故から人身及び車両を守るため、非常用設備が設置されている。このような非常用設備としては、火災の監視と通報のため火災検知器や非常電話が設けられ、火災消火のための消火栓装置やトンネル防護のための水噴霧装置が設けられる。

消火栓装置には放水ノズルを装着したホースが収納されており、火災時には消火栓扉を開いて放水ノズルを取り出してホースを引き出し、消火栓弁開閉レバーを操作することで放水ノズルから放水するようにしている。

放水ノズルは棒状と広角噴霧の放水方式の切替えが可能であり、棒状放水は十分な放水距離を保ちながら消火能力を最大限に生かそうとする場合に主として用いられ、一方の広角噴霧放水は火災からの輻射熱を低減しながら操作者が火点に近づく場合に用いられる。

このためトンネル内で車両事故等により火災が発生した場合には、運転者等の利用者は消火栓装置からノズル付きホースを引き出して放水を行う場合、放水距離及び消火能力を確保しながら放水したい場合には棒状放水を行い、火災の輻射熱から身を保護しながら放水したい場合には広角噴霧放水を行う。なお、この切替えはノズル先端に設けられたリングの回転操作によって行えるものとなっている。

特開２００１−０５８０１２号公報特開２０１１−１４７５９８号公報特開２０１２−０１１１１５号公報

しかしながら、このような従来の放水ノズルにあっては、消火栓装置に収納された状態で放水ノズルは棒状放水位置に切り替えられており、ノズル付きホースを引き出して放水を行うと必ず棒状放水となり、消火栓装置の操作に不慣れな一般の利用者は、放水ノズルが棒状放水と広角噴霧放水を切替えできることを殆ど知っておらず、棒状放水に固定したまま放水を行うこととなり、放水ノズルに設けられた放水切替え機能が十分に活用されないという問題がある。

本発明は、消火栓装置の操作に不慣れな利用者であっても棒状放水から広角噴霧放水への切替えの機能があること、そして切替えの操作方法を知ることによって火災状況に応じた適切な消火活動を可能とする放水ノズルを提供することを目的とする。

（放水ノズル）
本発明は、所定の操作により棒状放水と広角噴霧放水とを切り替える放水切替機構を備えた放水ノズルに於いて、
放水を開始した場合に、広角噴霧放水への切替操作を報知する放水切替報知部が設けられたことを特徴とする。

（切替位置表示部）
放水切替報知部は、放水を検知した場合に、広角噴霧放水の切替位置を表示させる切替位置表示部であることを特徴とする。

（切替位置表示部の構成）
切替位置表示部には、広角噴霧放水の切替位置に配置された表示灯が設けられ、放水ノズルにはさらに、放水を検知する放水検知部と、放水検知部で放水を検知した場合に表示灯を点灯又は点滅させる表示制御部と、表示灯、放水検知部及び表示制御部に電源を供給する電源部と、が設けられる。

（切替位置表示部の配置構造）
表示灯は筒状のノズル本体に設けられた放水切替機構の操作部又はその近傍に配置され、表示制御部及び電源部は、ノズル本体に設けられたグリップの内部に配置される。

（音声ガイダンス部）
放水切替報知部は、放水を検知した場合に、広角噴霧放水への切替え操作を示す音声ガイダンスを出力する音声ガイダンス部であることを特徴とする。

（音声ガイダンス部の構成）
音声ガイダンス部には、
スピーカと、
放水を検知する放水検知部と、
放水検知部で放水を検知した場合にスピーカから音声ガイダンスを出力させるガイダンス制御部と、
スピーカ、放水検知部及びガイダンス制御部に電源を供給する電源部と、
が設けられる。

（音声ガイダンス部の配置構造）
スピーカ、ガイダンス制御部及び電源部は、筒状のノズル本体に設けられたグリップの内部に配置される。

（電源の種類）
電源部を、電池電源、放水による水流により駆動されて発電する水流発電部、又は放水に伴う振動を電力に変換する振動発電部とする。

（振動発電部）
振動発電部を、振動による磁歪作用で発電する磁歪式振動発電部又は振動による圧電作用で発電する圧電式振動発電部とする。

（発電部による放水検知）
電源部を水流発電部又は振動発電部とした場合、水流発電部又振動発電部は放水検知部の機能を兼ね備える。

（基本的な効果）
本発明は、所定の操作により棒状放水と広角噴霧放水とを切り替える放水切替機構を備えた放水ノズルに於いて、放水を開始した場合に、広角噴霧放水への切替操作を報知する放水切替報知部が設けられたため、消火栓装置の操作に不慣れな利用者であっても、消火栓装置から放水ノズル付きホースを引き出し、棒状放水に初期設定されている放水ノズルから放水を開始すると、最初は棒状放水であるが、放水ノズル自体から広角噴霧放水への切替操作が報知され、これにより利用者は棒状放水から広角噴霧放水に切替えできることを知り、棒状放水と広角噴霧放水を必要に応じて切り替えて切り替える操作を行うことで、火災状況に応じた適切な放水操作を行うことができる。

（切替位置表示部の効果）
また、放水切替報知部を、放水を検知した場合に、広角噴霧放水の切替位置を表示させる切替表示部としたため、放水中にノズルの放水切替え機構による広角噴霧放水への切替え操作位置が表示され、利用者は、この表示を見て広角噴霧放水に切替えできることを知り、必要な場合に広角噴霧放水を行うことができる。

（切替表示部の構成による効果）
また、切替位置表示部には、広角噴霧放水の切替位置に配置された表示灯が設けられ、放水ノズルにはさらに、放水を検知する放水検知部と、放水検知部で放水を検知した場合に表示灯を点灯又は点滅させる表示制御部と、表示灯、放水検知部及び表示制御部に電源を供給する電源部とが設けられたため、放水検知部により放水が検知されると表示制御部により広角噴霧放水の切替位置に配置されたＬＥＤ等の表示灯が点灯又は点滅し、これにより利用者は広角噴霧放水に切替えできることを知り、必要な場合に広角噴霧放水を行うことができる。

（切替表示部の配置構造による効果）
また、表示灯は筒状のノズル本体に設けられた放水切替機構の操作部又はその近傍に配置され、表示制御部及び電源部は、ノズル本体に設けられたグリップの内部に配置されるようにしたため、放水ノズルが筒状のノズル本体にグリップが設けられたガンタイプの場合、表示灯はノズル本体に設けられた放水切替え機構の操作部に配置されて放水ノズルを保持している利用者から見え易い位置に配置され、表示制御部及び電源部はグリップ内に収納部を形成して収納することにより、放水ノズルの構造を殆ど変更することなく切替表示部を放水ノズルに設けることができ、切替表示部が設けられても放水ノズル本来の機能は損なわれることがない。

（音声ガイダンス部の効果）
また、放水切替報知部は、放水を検知した場合に、広角噴霧放水への切替え操作を示す音声ガイダンスを出力する音声ガイダンス部としたため、放水中に広角噴霧放水への切替え操作が音声ガイダンスとして出力され、利用者は、音声ガイダンスを聞いて広角噴霧放水に切替えできることを知り、必要な場合に広角噴霧放水を行うことができる。

（音声ガイダンス部の構成による効果）
また、音声ガイダンス部には、スピーカと、放水を検知する放水検知部と、放水検知部で放水を検知した場合にスピーカから音声ガイダンスを出力させるガイダンス制御部と、スピーカ、放水検知部及びガイダンス制御部に電源を供給する電源部とが設けられたため、放水検知部により放水が検知される音声ガイダンスが出力されることで利用者は広角噴霧放水に切替えできることを確実に知り、必要な場合に広角噴霧放水を行うことができる。

（音声ガイダンス部の配置構造による効果）
また、スピーカ、ガイダンス制御部及び電源部は、筒状のノズル本体に設けられたグリップの内部に配置されたため、放水ノズルが筒状のノズル本体にグリップが設けられたガンタイプの場合、スピーカ、音声ガイダンス部及び電源部はグリップ内に収納部を形成してそこに収納され、放水ノズルの構造を殆ど変更することなく音声ガイダンス部を放水ノズルに設けることができ、切替表示部が設けられても放水ノズル本来の機能は損なわれることがない。

（電源の種類による効果）
また、電源部を、電池電源、放水による水流により駆動されて発電する水流発電部、又は放水に伴う振動を電力に変換する振動発電部としたため、電源部は放水のノズルに外部から電源を供給を供給する必要がなく、放水ノズルに対する放水切替報知部の組付け配置が簡単で放水ノズルの操作を損なうこともない。また、水流発電部と振動発電部は、放水を行うと発電することから電池電源のように点検や交換を必要とせず、維持管理が簡単で容易になる。

（振動発電部の効果）
また、振動発電部を、振動による磁歪作用で発電する磁歪式振動発電部又は振動による圧電作用で発電する圧電式振動発電部とたため、磁歪式振動発電部及び圧電式振動発電部は機械的な駆動部分を持たない固体発電素子であることから、放水ノズルに対する組付け配置が容易であり、劣化も起きないことから長期間に渡り放水振動を受けた場合に確実に発電して放水切替報知部を動作させることができる。

（発電部による放水検知の効果）
また、電源部を水流発電部又は振動発電部とした場合、水流発電部又振動発電部は放水検知部の機能を兼ね備えたため、発電電力が得れた場合は放水が検知されたことに相当し、このため放水検知部を別途設けることなく、表示制御部又はガイダンス制御部は、発電による電源供給を受けることで、放水検知と見做して切替え表示又は音声ガイダンスの出力を行うことができる。

本発明の放水ノズルが使用される消火栓装置を示した説明図放水ノズルの第１実施形態を棒状放水の切替状態で示した説明図図２の第１実施形態の内部構造を一部断面で示した説明図図２の第１実施形態を平面から示した説明図図２の第１実施形態に設けられた位置切替表示部の回路構成を示したブロック図図２の第１実施形態を広角噴霧放水に切り替えた場合の放水切替機構を一部断面で示した説明図広角噴霧放水に切り替えた第１実施形態を平面から示した説明図水流発電部を設けた放水ノズルの第２実施形態を示した説明図図８の水流発電部を一部破断により平面から示した説明図図８の第２実施形態に設けられた位置切替表示部の回路構成を示したブロック図振動発電部を設けたノズルの第３実施形態を示した説明図振動発電部として磁歪式振動発電素子を用いた第３実施形態による位置切替表示部の回路構成を示したブロック図磁歪式振動発電素子の構造と動作原理を示した説明図振動発電部として圧電式振動発電素子を用いた第３実施形態による位置切替表示部の回路構成を示したブロック図圧電式振動発電素子の構造を示した説明図音声ガイダンスを出力する放水ノズルの第４実施形態を示した説明図図１６の第４実施形態の内部構造を一部断面で示した説明図図１６の第４実施形態に設けられた音声ガイダンス部の回路構成を示したブロック図

図１は本発明の放水ノズルが使用されるトンネルに設置される消火栓装置の説明図であり、図１（Ａ）に正面図を、図１（Ｂ）に消火栓扉を外した状態の内部構造を示している。

図１（Ａ）において、消火栓装置１００は、筐体１０２の前面に配置した化粧板１０４の右側の扉開口に、消火栓扉１０６と保守扉１０８が設けられており、その内部がホース収納空間及びバルブ類収納空間となっている。消火栓扉１０６は下側のヒンジを中心に上側にあるハンドルを手前に引き出して前方下側に開放することができる。

消火栓扉１０６の上には、上側のヒンジを中心に上向に開閉する保守扉１０８が設けられており、点検時に消火栓扉１０６を開いて内側のロックを外すことで開くことができる。

筐体１０２の左側扉開口の右側には通報装置扉１１０が設けられ、ここに赤色表示灯１１２、発信機１１４、及び応答ランプ１１６が設けられている。赤色表示灯１１２は常時点灯し、消火栓装置１００の設置場所が遠方から分かるようにしている。火災時には、発信機１１４を押して内蔵スイッチをオンすると、発信信号が監視室などの防災受信盤に送信されて火災警報が出され、これに伴い応答信号が防災受信盤から送られて、応答ランプ１１６が点滅する。

通報装置扉１１０の左側には消火器扉１１８が設けられ、図１（Ｂ）に示すように内部に２本の消火器が収納されている。消火器扉１１８は左側をヒンジとして前方に開くことができる。
にはホースバケット１２４が設けられ、ホースバケット１２４及び筐体内壁で囲まれたホース収納空間にホース１２２を内巻きして収納している。開放された消火栓扉１０６の内側にはホースガイド１２６が設けられている。

開放された消火栓扉１０２の内側には、ホースガイド１２６から引き出されるホース１２２の先端に本発明によるガンタイプの放水ノズル１０が装着され、放水ノズル１０は横向きに着脱自在に保持されている。放水ノズル１０は棒状放水と広角噴霧放水を切り替える放水切替機構を備えており、消火栓装置１００に収納された初期状態では棒状放水にセットされている。

ホース収納空間の右側に配置したバルブ類収納空間には、ポンプ設備からの配管が接続される消火栓接続口からホース接続口に至る配管系統に、給水弁１２８、消火栓弁、自動調圧弁１３０、自動排水弁、及びメンテナンス装置１３２を含む放水バルブ系統と後の説明で明らかにする放水試験バルブ系統を設けている。なお、消火栓弁は銘板の裏側に配置されており、正面からはみえない。

消火栓弁に対しては消火栓弁開閉レバー１３４が設けられる。消火栓弁開閉レバー１３４を下向きとなる開位置に操作すると、銘板の裏側に配置された消火栓弁が開放位置に作動され、配管内の圧が上昇して自動排水弁は閉鎖位置に作動される。

同時に消火栓弁開閉レバー１３４の背後に設置している消火栓弁開閉検出スイッチがオンし、これによってポンプ制御盤にポンプ起動信号が送られ、ポンプ設備が起動される。放水を停止する際には、消火栓弁開閉レバー１３４を元の上向き位置に戻すと消火栓弁が閉じ、同時に消火栓弁開閉検出スイッチがオフとなってポンプ設備の運転停止が行われる。

また給水弁１２８の手前にはポンプ起動スイッチ１３６が配置される。給水弁１２８及びポンプ起動スイッチ１３６は消防隊が消火時に操作する機器であり、消火栓扉１０６を開いても保守扉１０８により隠されており、消火栓装置を操作しようとするユーザに見せないことで、不要な混乱を起させないようにしている。

［放水ノズルの第１実施形態］
図２は放水ノズルの第１実施形態を棒状放水の切替状態で示した説明図、図３は図２の第１実施形態の内部構造を一部断面で示した説明図、図４は図２の第１実施形態を平面から示した説明図、図５は図２の第１実施形態を広角噴霧放水に切り替えた場合の放水切替機構を一部断面で示した説明図、図６は広角噴霧放水に切り替えた第１実施形態を平面から示した説明図、図７は図２の第１実施形態に設けられた位置切替表示部の回路構成を示したブロック図である。

（放水ノズルの概要）
図２に示すように、本実施形態の放水ノズル１０は、円筒状のノズル本体１２の下側にグリップ１４が設けられ、後端にホース金具を接続する町野式のホース接続口１６が設けられている。

ホース本体１２の先端には切替操作リング２６が設けられ、切替操作リング２６を回すことにより内蔵した放水切替機構を作動して棒状放水と広角噴霧放水を切替え操作できるようにしている。

（放水切替機構）
図３に示すように、放水切替機構１５は、ノズル本体１２の先端外周に外ねじ１２ａが形成され、ノズル本体１２の先端内側に内筒２２がねじ込み固定され、内筒２２の先端には内筒テーパ開口部２２ａが形成されている。

内筒２２の外側には回転スライド外筒１８が配置され、回転スライド外筒１８は後端内側に形成された内ねじ１８ａをノズル本体１２の先端の外ねじ１２ａにねしこんでいる。また、回転スライド外筒１８の先端内側にはテーパ開口２０ａが形成された外筒先端部材２０がねじ込み固定されている。更に、内筒２２の先端内側の中心位置にはデフレクター２４が固定支持されている。

ノズル本体１２の外ねじ１２ａは例えば右ねじであり、利用者がグリップ１４を握った状態で切替操作リング２６を右に回すと内ねじ１８ａにより回転スライド外筒１８は前進して棒状放水側に移動され、切替操作リング２６を左に回すと回転スライド外筒１８は後退して広角噴霧放水側に移動される。

（棒状放水の切替状態）
図３は回転スライド外筒１８を棒状放水位置に切り替えた状態を示しており、ノズル本体１２に固定された内筒２２の内筒テーパ開口部２２ａに対し回転スライド外筒１８に固定された外筒先端部材２０のテーパ開口２０ａが前方に位置し、このためデフレクター２４と内筒２２の間から放出された水は外筒先端部材２０の内部流路に沿って矢印Ａの方向に放出され、棒状放水となる。

（広角噴霧放水の切替状態）
図６は回転スライド外筒１８を広角噴霧放水位置に切り替えた状態を示しており、ノズル本体１２に固定された内筒２２のテーパ開口２２ａに対し回転スライド外筒１８に固定された外筒先端部材２０のテーパ開口２０ａが連続して位置し、このためデフレクター２４と内筒２２の間から放出された水は、内筒２２の内筒テーパ開口部２２ａ及び外筒先端部材２０のテーパ開口２０ａに沿って矢印Ｂの方向に放出され、広角噴霧放水となる。

（位置切替表示部）
図２乃至図６に示すように、放水ノズル１０には放水切替報知部として機能する切替位置表示部が設けられ、切替位置表示部は、表示ユニット２８、表示灯３０、電池電源３８、回路基板４１、放水検知部４２で構成される。

表示ユニット３０は可撓性の樹脂等で形成された筐体にＬＥＤを用いた表示灯３０を配置しており、表示ユニット２８は筐体と一体に形成された固定バンド３２に対するねじ３４のねじ込みで、ノズル本体１２の先端に固定されている。

放水ノズル１０のグリップ１４は内部に収納部３６が形成されており、収納部３６にはグリップカバー１４ａが着脱自在に設けられている。収納部３６の２箇所にはねじ穴４８が形成され、カバー１４に形成されたねじ頭部埋込型の通し穴４６を介してねじ４４のねじ込みにより、グリップカバー１４ａが着脱自在に固定されている。

グリップ１４の収納部３６には、電池電源３８、回路基板４１及び放水検知部４２が組込み配置され、回路基板４１からは表示ユニット２８の表示灯３０に信号線が接続されている。放水検知部４２はノズル本体１２の内部流路の水圧を検知する圧力スイッチであり、放水ノズル１０から放水される消火用水の圧力を検知して放水検知信号を出力する。

回路基板４１には表示制御部として機能する回路が実装されており、放水検知部４２による放水検知信号が入力すると表示灯３０を点灯又は点滅させる制御行う。

図４の放水ノズル１０の平面に示すように、初期設定された棒状放水の切替位置では、ノズル本体１２の先端に固定された表示ユニット２８の表示灯３０に対し、回転スライド外筒１８は前方に前進した離れた位置あり、この棒状放水の切替位置では、回転スライド外筒１８の上面に、切替操作リング２６の広角噴霧放水への切替え操作方向を示す矢印形状のマーク５０が表示され、マーク５０には「広角切替」の文字が表示されている。

図７の放水ノズル１０の平面に示すように、放水ノズル１０の広角噴霧放水の切替位置では、ノズル本体１２の先端に固定された表示ユニット２８の表示灯３０に対し、回転スライド外筒１８は後方に後退して当接した位置あり、この広角噴霧放水の切替位置では、回転スライド外筒１８の上面に、広角噴霧放水の切替位置を示す矢印形状のマーク５２が表示され、マーク５２には「広角噴霧放水」の文字が表示されている。

本実施形態の切替位置表示部は、図５に示すように、電池電源３８、放水検知部４２、表示制御部４０及び表示灯３０で構成され、表示制御部４０は図２に示した回路基板４１に実装されている。

表示制御部４０は電池電源３８からの電源供給を受けて動作しており、放水検知部４２が放水ノズル１０からの放水による圧力を検知して放水検知信号を出力すると、放水検知信号を入力した表示制御部４０は表示灯３０を点灯し、利用者に広角噴霧放水に切替えできることを知らせ、利用者は広角噴霧放水に切り替えて放水を行うことが可能となる。

例えば、図３に示す放水ノズル１０の棒状放水の切替位置の状態で放水を開始すると、ノズル本体１２の概中央部に配置された表示ユニット２８の表示灯３０が例えば点滅駆動され、表示灯３０の点滅に気付いた利用者はマーク５０を見て広角噴霧放水に切替えできることを知り、切替操作リング２６をマーク５０の矢印で示す左回りに回すことで、図７示すように、広角噴霧放水の切替位置を示すマーク５２を点滅している表示灯３０に位置決めし、広角噴霧放水に切り替えることができる。

なお、本実施形態による広角噴霧放水の切替位置への操作を可能とする表示は、上記の実施形態に限定されず、例えば、表示ユニット２８に広角噴霧放水の切替操作を示す文字、図形又はその組み合わせからなる操作案内を配置し、放水を検知した場合に、表示灯の点灯による操作案内の背光照明により操作案内を表示させるようにしても良い。

また、電池電源３８の電池器をチェックするため、表示制御部４０に対しチェックスイッチを設け、定期点検の際に、チェックスイッチの操作により表示灯３０を点灯させることで、電池切れの有無を確認できるようにする。

［放水ノズルの第２実施形態］
図８は水流発電部を設けた放水ノズルの第２実施形態を示した説明図、図９は図８の水流発電部を一部破断により平面から示した説明図、図１０は図８の第２実施形態に設けられた位置切替表示部の回路構成を示したブロック図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態の放水ノズル１０は、発電電源部として機能する水流発電器５６、表示制御部４０が実装された回路基板６８、及び表示灯３０により、放水切替報知部として機能する切替位置表示部が構成されたことを特徴とする。

水流発電器５６は、水車カバー５８、水車６０、回転軸６２及び発電器本体６４で構成される。水車カバー５８は、グリップ１４の収納部３６に配置され、ノズル本体１２の内部流路１２ｂに開口６６を開いており、回転軸６２により水車６０を回転自在に支持し、この状態で水車６０の羽根の一部がノズル本体１２の内部流路１２ｂに飛び出すようにしている。

回転軸６２は水車カバー５８の外側に配置された発電器本体６４の回転軸に連結又は一体に形成されており、水車６０の回転を発電器本体６４に伝えて発電させる。

本実施形態の切替位置表示部は、図１０に示すように、水流発電器５６、電源回路部７２、表示制御部４０及び表示灯３０で構成され、電源回路部７２と表示制御部４０は図８に示した回路基板６８に実装されている。電源回路部７０は放水ノズル１０の放水により水流発電器５６から出力される発電電力を所定の直流電力に変換して表示制御部４０に電源を供給する。

ここで、放水ノズル１０からの放水時には、水流により水流発電器５６は高速回転されることで所定の発電電力を継続的に供給するようになり、表示制御部４０の動作に必要な電力を超える余剰電力を発生する。この水流発電器５６から出力される余剰電力は、例えば水冷型のダミー抵抗に流して消費させるか、或いは、水流発電器５６の発電回路を周期的にオン、オフさせて必要電力を発電させるようにする。

また、図５に示した第１実施形態の回路には、放水検知器４２が設けられていたが、本実施形態にあっては、水流発電器５６の発電による電源供給が放水検知を意味することから、水流発電器５６が実質的に放水検知器として機能しており、このため専用の放水検知器を設ける必要がなく、表示制御部４０は水流発電器５６の発電による電源供給を受けた場合に、放水検知と見做して表示灯３０を点灯又は点滅させる制御を行う。

それ以外の構成及び機能は、図１乃至図７に示した第１実施形態と同じになることから、同一符号を付し、その説明は省略する。

［放水ノズルの第３実施形態］
図１１は振動発電部を設けたノズルの第３実施形態を示した説明図である。図１１に示すように、本実施形態の放水ノズル１０は、振動発電部として機能する振動発電部７４、表示制御部が実装された回路基板７８、及び表示灯３０により、放水切替報知部として機能する切替表示部が構成されたことを特徴とする。

振動発電部７４は、放水により放水ノズル１０に加わる振動エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、例えば、図１３に示す磁歪式振動発電素子８０や図１５に示す圧電式振動発電素子８４が用いられる。

振動発電部７４はグリップ１４の収納部３６に配置され、固定部材７６によりノズル本体１２の外側に固定され、放水ノズル１０の放水及び水流によりノズル本体１２に加わる振動を受けて発電した電力を出力する。

（磁歪式振動発電素子）
図１２は振動発電素子として磁歪式振動発電素子を用いた第３実施形態による位置切替表示部の回路構成を示したブロック図である。図１２に示すように、本実施形態の振動発電部７４としては、磁歪式振動発電素子８０を用いることができる。この場合、切替位置表示部は、磁歪発電素子８０、電源回路部８２、表示制御部４０及び表示灯３０で構成され、電源回路部８２及び表示制御部４０は図１１に示した回路基板７８に実装されている。

図１３は磁歪式振動発電素子の構造と動作原理を示した説明図であり、図１３（Ａ）は正面を示し、図１３（Ｂ）は側面を示し、図１３（Ｃ）は磁歪素子の変位に対する磁力線変化（コイルは省略）を示し、図１３（Ｄ）は発電原理を示す。

図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、磁歪式振動発電素子８０は、コイル１５６ａ，１５６ｂを巻いた２枚の板状の磁歪素子１５４ａ，１５４ｂを平行に並べ、一端を固定部１５０と結合し、他端を可動部１５２と結合した平行梁が構成され、固定部１５０と可動部１５２には磁石１５８が吸着され、ヨーク１６０により結合されている。

図１３（Ｃ）に示すように、固定部１５０を固定し、可動部１５２に例えば上方向の曲げ力Ｆを作用させると、平行梁は湾曲し、磁歪素子１５４ａには圧縮力が加わって磁力線が減少し、一方、磁歪素子１５４ｂには引張り力が加わって磁力線が増加する。

このため図１３（Ｄ）に示すように、平行梁に振動が加わると、磁歪素子１５４ａ，１５４ｂに加わっている磁力線は交番状に変化し、コイル１５６ａ，１５６ｂに起電力Ｖｐが発生し、振動エネルギーが電気エネルギーに変換される。

図１２に示した電源回路部７０は放水ノズル１０の連続した放水により磁歪式振動発電素子８０から出力される交番電力を所定の直流電力に変換して表示制御部４０に電源を供給する。

ここで、図５に示した第１実施形態の回路には、放水検知器４２が設けられていたが、本実施形態にあっては、磁歪式振動発電素子８０の発電による電源供給が放水検知を意味することから、磁歪式振動発電素子８０が実質的に放水検知器として機能しており、このため専用の放水検知器を設ける必要がなく、表示制御部４０は磁歪式振動発電素子８０の発電による電源供給を受けた場合に、放水検知と見做して表示灯３０を点灯又は点滅させる制御を行う。

（圧電式振動発電素子）
図１４は振動発電部として圧電式振動発電素子を用いた第３実施形態による位置切替表示部の回路構成を示したブロックである。図１４に示すように、本実施形態の振動発電部７４としては、圧電式振動発電素子８４を用いることができる。この場合、切替位置表示部は、圧電式振動発電素子８４、電源回路部８６、表示制御部４０及び表示灯３０で構成され、電源回路部８６及び表示制御部４０は図１１に示した回路基板７８に実装されている。

図１５は圧電式振動発電素子の構造を示した説明図である。図１５に示すように、圧電式振動発電素子８４はケース１７０の中に、両側に電極１７４ａ，１７４ｂが設けられた圧電素子１７２を、起立したボルト１７５に通して配置すると共に、その上におもり１７６を配置してナット１７８により締付け固定し、振動体１８０に固定されている。

図１５の圧電式振動発電素子８４は圧縮型と呼ばれる構造であり、ナット１７８を締めることで一定のプリロードをかけるとともに、圧電素子１７２とボルト１７５のバネ性とおもり１７６の質量から成る系を構成している。

一定のプリロードにより圧電素子１７２には一定の電荷が生じており、振動部材１８０が図示の上方に向けて加速している時には、おもり１７６の慣性によって圧電素子１７２を更に圧縮する力が加わり（加圧）、逆に振動体１８０が図の下方に向けて加速している時には圧電素子１７２の圧縮を弱める方向に力が加わる（減圧）ことになる。

このようにして振動により繰り返される加圧と減圧に応じて圧電素子１７２の両極に生じる電荷が増減し、この電荷をチャージアンプ（電荷増幅器）で電圧に変換することにより、加速度に比例した電圧信号を取り出すことができる。

図１４に示した電源回路部８６はチャージアンプ（電荷増幅器）を備え、放水ノズル１０の放水により圧電式振動発電素子８４から出力される電荷を所定の直流電力に変換して表示制御部４０に電源を供給する。

ここで、図５に示した第１実施形態の回路には、放水検知器４２が設けられていたが、本実施形態にあっては、圧電式振動発電素子８４の発電による電源供給が放水検知を意味することから、圧電式振動発電素子８４が実質的に放水検知器として機能しており、このため専用の放水検知器を設ける必要がなく、表示制御部４０は圧電式振動発電素子８４の発電による電源供給を受けた場合に、放水検知と見做して表示灯３０を点灯又は点滅させる制御を行う。

［放水ノズルの第４実施形態］
図１６は音声ガイダンスを出力する放水ノズルの第４実施形態を示した説明図、図１７は図１４の第４実施形態の内部構造を一部断面で示した説明図、図１８は図１６の第４実施形態に設けられた音声ガイダンス部の回路構成を示したブロック図である。

図１６乃至図１８に示すように、本実施形態の放水ノズル１０は、電池電源３８、音声ガイダンス制御部９２が実装された回路基板８８、放水検知部４２及びスピーカ９０により、放水切替報知部として機能する音声ガイダンス部が構成されたことを特徴とする。

図１７に示すように、放水ノズル１０のグリップ１４に形成された収納部３６には、電池電源３８、回路基板８８、スピーカ９０及び放水検知器４２が配置されている。また、スピーカ９０に対応して図１６に示すように、グリップ１４には音響孔９４が形成されている。

本実施形態の音声ガイダンス部は、図１８に示すように、電池電源３８、放水検知部４２、音声ガイダンス制御部９２及びスピーカ９０で構成され、音声ガイダンス制御部９２が図１７に示した回路基板８８に実装されている。

音声ガイダンス制御部９２はＣＰＵ、メモリ、Ｄ／Ａコンバータを含む各種の入出力ポートを備えたコンピュータ回路であり、メモリに予め定められた広角噴霧放水への切替え操作を示す音声ガイダンスの音声データが記憶されており、放水検知部４２からの放水検知信号を入力すると、メモリに記憶された音声ガイダンスの音声データを読み出してアナログ音声信号に変換して増幅し、スピーカ９０から音声ガイダンスを出力させる。この場合のスピーカ９０からの音量は、放水ノズル１０からの放水音があっても十分に聞き取り可能な音量とする。

また、本実施形態は、電源部として電池電源３８を使用しているが、図８乃至図１０の第２実施形態に設けられた水流発電器、図１１乃至図１５の第３実施形態に設けられた振動発電部７４（磁歪式振動発電素子８０又は圧電式振動発電素子８４）を電源部として設けても良く、その場合には、放水検知部４２は不要となる。

［本発明の変形例］
（既設の消火栓設備）
上記の実施形態は、消火栓装置を製造する段階で組み込まれる放水ノズルを対象としているが、既設の消火栓装置についても、既存の放水ノズルを上記の実施形態による放水ノズルに交換することで、放水ノズル自体から広角噴霧放水への切替操作が報知され、消火栓装置の操作に不慣れな利用者であっても、棒状放水から広角噴霧放水に切替えできることを知り、棒状放水と広角噴霧放水を必要に応じて切り替えて切り替える操作を行うことで、火災状況に応じた適切な放水操作を行うことができる。

（切替表示と音声ガイダンス）
上記の実施形態は、表示灯又は音声ガイダンスによる広角噴霧放水の切替操作を報知しているが、表示灯と音声ガイダンスの両方を行うようにしても良い。また、報知内容として広角噴霧放水への切り替え方法を報知するとしているが、広角噴霧放水から棒状放水への切り替え方法についても報知するようにしても良い。

例えば、音声ガイダンスにあっては広角噴霧放水への切り替え方法と棒状放水の切り替え方法を交互に報知する。

また、「棒状放水は十分な放水距離を保ちながら消火能力を最大限に生かそうとする場合に主として用いてください」、「広角噴霧放水は火災からの輻射熱を低減しながら操作者が火点に近づく場合に用いてください」、といったような広角噴霧放水と棒状放水の効果等についても併せて報知するようにしても良い。これにより、不慣れな利用者であってもどちらの放水形態を用いればよいのかを把握することが可能となる。

また、上記実施形態では音声ガイダンスの内容について棒状放水と広角噴霧放水の切替えをガイダンスするとしているが、ノズルを取ったときの一時的な振動を検知して開閉弁レバーの操作忘れが無いかをガイダンスとして報知するようにしても良い。この際、振動時間が連続している場合は放水による振動とし、断続的な振動または一時的な振動をノズルがとられたとして識別する機能を持たせる。

（放水切替機構）
上記の実施形態に示された放水ノズルの放水切替機構は一例であり、これに限定されず、棒状放水と広角噴霧放水が切替操作できる適宜の放水切替機構が含まれる。

（発電部）
上記の実施形態は、放水を利用した発電部として、水流発電器、振動発電部を例にとっているが、これに限定されず、放水ノズルからの放水によるエネルギーを利用した適宜の発電部が含まれる。

（消火栓装置）
上記の実施形態は、トンネル用の消火栓設備の放水ノズルを例にとつているが、これに限定されず、建物に設置されている消火栓装置の放水ノズルについても、同様に適用できる。

（その他）
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。

１０：放水ノズル
１２：ノズル本体
１２ａ：外ねじ
１２ｂ：内部流路
１４：グリップ
１４ａ：カバー
１５：放水切替機構
１６：ホース接続部
１８：回転スライド外筒
２０：外筒先端部材
２０ａ：テーパ開口部
２２：内筒
２２ａ：内筒テーパ開口部
２４：デフレクター
２６：切替操作リング
２８：表示ユニット
３０：表示灯
３２：固定バンド
３６：収納部
３８：電池電源
４０：表示制御部
４１，６８，７８，８８：回路基板
４２：放水検知部
５０，５２：マーク
５６：水流発電器
５８：水車カバー
６０：水車
６２：回転軸
６４：発電器本体
６６：開口
７０，８２，８６：電源回路部
７４：振動発電部
７６：固定部材
８０：磁歪式振動発電素子
８４：圧電式振動発電素子
９０：スピーカ
９２：音声ガイダンス制御部
９４：音響孔
１００：消火栓装置
１２２：ホース

Claims

所定の操作により棒状放水と広角噴霧放水とを切り替える放水切替機構を備えた放水ノズル装置に於いて、
放水を開始した場合に、前記広角噴霧放水への切替操作を報知する放水切替報知部が設けられたことを特徴とする放水ノズル。
請求項１記載の放水ノズルに於いて、前記放水切替報知部を、放水を開始した場合に、前記広角噴霧放水の切替位置を表示させる切替位置表示部としたことを特徴とする特徴とする放水ノズル。
請求項２記載の放水ノズルに於いて、
切替位置表示部には、前記放水切替機構の広角噴霧放水の切替位置に配置された表示灯が設けられ、
前記放水ノズルにはさらに、
放水を検知する放水検知部と、
前記放水検知部で放水を検知した場合に前記表示灯を点灯又は点滅させる表示制御部と、
前記表示灯、放水検知部及び前記表示制御部に電源を供給する電源部と、
が設けられたことを特徴とする放水ノズル。
請求項３記載の放水ノズルに於いて、
前記表示灯は筒状のノズル本体に設けられた前記放水切替機構の操作部又はその近傍に配置され、
前記表示制御部及び前記電源部は、前記ノズル本体に設けられたグリップの内部に配置されたことを特徴とする放水ノズル。
請求項１記載の放水ノズルに於いて、前記放水切替報知部は、放水を開始した場合に、前記広角噴霧放水への切替え操作を示す音声ガイダンスを出力する音声ガイダンス部としたことを特徴とする特徴とする放水ノズル。
請求項５記載の放水ノズルに於いて、
前記音声ガイダンス部には、
スピーカと、
放水を検知する放水検知部と、
前記放水検知部で放水を検知した場合に前記スピーカから前記音声ガイダンスを出力させるガイダンス制御部と、
前記スピーカ、前記放水検知部及び前記ガイダンス制御部に電源を供給する電源部と、
が設けられたことを特徴とする放水ノズル。
請求項５記載の放水ノズルに於いて、
前記スピーカ、前記ガイダンス制御部及び前記電源部は、筒状のノズル本体に設けられたグリップの内部に配置されたことを特徴とする放水ノズル。
請求項３又は６記載の放水ノズルに於いて、前記電源部を、電池電源、放水による水流により駆動されて発電する水流発電部、又は放水に伴う振動を電力に変換する振動発電部としたことを特徴とする放水ノズル。
請求項８記載の放水ノズルに於いて、前記振動発電部を、振動による磁歪作用により発電する磁歪式振動発電部又は振動による圧電作用により発電する圧電式振動発電部としたことを特徴とする放水ノズル。
請求項８記載の放水ノズルに於いて、前記電源部を前記水流発電部又は前記振動発電部とした場合、前記水流発電部又前記振動発電部は前記放水検知部の機能を兼ね備えたことを特徴とする放水ノズル。