JP7007898B2 - 消火栓装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル付きホースを引き出した状態で消火栓弁を開操作して放水させるトンネルなどに設置される消火栓装置に関する。

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、火災消火のために消火栓装置やトンネル防護のための水噴霧ヘッドから水を散布させる水噴霧自動弁装置が設けられる。

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開位置に操作することで消火栓弁を開放して放水ノズルから放水するようにしている。

従来の放水ノズルは開放型であり、放水による消火作業が終了した場合には、放水したまま放水ノズルをその場所に置き、消火栓装置に戻って消火栓弁開閉レバーを閉位置に操作することで放水を止めている。

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、このような従来の開放型の放水ノズルが設けられた消火栓装置にあっては、消火作業を終了して放水を止めたい場合には、放水ノズルを放水したままその場所に置き、消火栓装置に戻って消火栓弁開閉レバーを閉位置に操作する必要があり、放水停止に手間がかかる問題があり、また、放水したまま放水ノズルを置くと、放置された放水ノズルが放水の反力により暴れ回る場合があり、火災現場に不要な混乱を招く虞れがある。

この問題を解決するためには、放水ノズルに放水停止機構を設けることが考えられるが、使用前に放水ノズルの放水停止機構が誤って停止位置に操作されていた場合、消火栓装置の取扱いに不慣れなドライバー等の利用者が操作することから、火災時に放水できない事態が起きることが懸念される為、放水ノズルに放水停止機構を設けない、開放型放水ノズルを設置するようにしている。

本発明は、放水ノズル付きホースを引き出して放水している消火作業中に、消火栓装置に戻ることなくノズル側の操作で簡単に放水を停止可能とする消火栓装置を提供することを目的とする。

（消火栓装置）
本発明は、放水ノズル付きホースが収納され、放水ノズル付きホースを引き出した状態で放水させる消火栓装置であって、
前記放水ノズルへの水の供給と停止とを切替える操作弁と、
受信した信号に応じて前記操作弁を開閉駆動させる放水制御部と、
放水ノズルに設けられ、放水制御部に対して操作弁を操作する信号を無線送信する放水操作部と、
を備え、
放水制御部は、放水操作部から信号を受信したとき、放水操作部に対して信号を受信したことを示す応答信号を無線送信し、
放水操作部は、放水制御部から応答信号を受信したとき、放水ノズルから応答信号を受信した旨を報知させることを特徴とする。

（消火栓装置：振動発電部）
本発明は、放水ノズル付きホースが収納され、放水ノズル付きホースを引き出した状態で放水させる消火栓装置であって、
前記放水ノズルへの水の供給と停止とを切替える操作弁と、
受信した信号に応じて前記操作弁を開閉駆動させる放水制御部と、
放水ノズルに設けられ、放水制御部に対して前記操作弁を操作する信号を無線送信する放水操作部と、
を備え、
放水操作部は、
少なくとも無線信号を送信する通信部と、
操作弁を操作する信号を通信部に無線送信させる制御部と、
通信部及び制御部に電源を供給する電源部と、
を備え、
電源部は、放水に伴う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であることを特徴とする。

（基本的な効果）
本発明は、放水ノズル付きホースが収納され、放水ノズル付きホースを引き出した状態で放水させる消火栓装置であって、放水ノズルへの水の供給と停止とを切替える操作弁と、受信した信号に応じて操作弁を開閉駆動させる放水制御部と、放水ノズルに設けられ、放水制御部に対して操作弁を操作する信号を無線送信する放水操作部と、を備えたため、消火栓装置から放水ノズル付きのホースを引き出して消火栓弁開閉レバーの開操作により放水を行い、消火作業が終了した場合には、放水ノズルのスイッチ操作により消火栓装置の操作弁を遠隔制御により閉駆動して放水を簡単に停止させることができ、消火栓装置に戻って消火栓弁開閉レバーを閉位置に操作する必要がなく、また、放水ノズルを放水したままその場所に置いて消火栓装置に戻る必要はないことから、放置した放水ノズルが放水の力により暴れて火災現場に混乱を招くようなこともなく、消火栓装置の操作に不慣れなドライバー等の利用者であっても、簡単且つ容易に放水を停止することが可能となる。

（消火栓弁の開検知で操作弁閉駆動する効果）
また、放水制御部は、放水停止信号を受信し、且つ、消火栓弁の開放を検知している場合に操作弁を閉駆動させるようにしたため、消火栓弁開閉レバーの操作により消火栓弁が開放されて放水ノズルから放水されているときにのみ、放水ノズルからの遠隔操作による操作弁の閉駆動で放水を停止させることができ、消火栓弁開閉レバーにより消火栓弁が閉じている放水停止状態では、放水ノズル側で放水停止操作を行っても操作弁の閉駆動は行われず、操作弁が閉鎖した状態で消火栓弁開閉レバーの開操作により消火栓弁を開放した場合、操作弁が閉鎖していて放水できなくなる不具合を確実に防止できる。

（放水再開操作による効果）
また、放水操作部は、更に、所定のスイッチ操作により放水開始信号を無線送信し、放水制御部は、放水操作部から放水開始信号を受信して操作弁を開駆動させるようにしたため、放水ノズル側からの遠隔操作により放水を停止した後に、火災が完全に鎮火しておらず、放水を再開したい場合には、放水ノズル側での放水開始操作により、閉駆動された操作弁が開駆動されることで、放水を簡単且つ容易に再開して消火活動を継続することができる。なお、この場合消火栓開閉レバーは開位置に操作されている状態にあるので、放水／放水停止は操作弁の開閉制御によってのみ制御可能となっていることはいうまでもない。

したがって、消火栓装置から放水ノズル付きホースを引き出し、消火栓弁開閉レバーを開位置に操作することで放水を開始した場合、一時的に放水を停止して火災現場に向かい、火災現場に近づいたら放水を再開させるといった火災状況に応じた放水の停止と再開の操作が可能となる。

また、放水を停止しているときはノズル反力の発生が無く、さらにホース内圧力の低下もあるため、ホース引き出し力が低くなり、放水地点方向を変えるためのホースを引き回し等を実行するなど一時的な操作を行い易くすることも可能となる。

（消火栓弁の開検知で操作弁開駆動する効果）
また、放水制御部は、放水開始信号を受信し、且つ、消火栓弁の開放を検知している場合に操作弁を開駆動させるようにしたため、消火栓弁開閉レバーの操作により消火栓弁が開放されて放水ノズルから放水されているときにのみ、放水ノズルからの遠隔操作により閉鎖された操作弁の開駆動で放水を再開させることができる。

（消火栓弁の閉検知で操作弁開駆動）
また、放水制御部は、消火栓弁の閉止を検知した場合に操作弁を開駆動させるようにしたため、消火作業の完了に伴って放水ノズル側からの遠隔操作で操作弁を閉駆動したのち、消火栓設備を原状復帰させるため消火栓開閉レバーにより消火栓弁を閉止した際に自動的に操作弁が開駆動されるため、特に操作手順が増えることなく今までの消火栓装置と同じ手順で復旧することを可能とし、次回の消火作業の際に操作弁が閉鎖していて放水できなくなる不具合を確実に防止できる。

（無線信号応答確認）
放水制御部は、放水操作部から信号を受信したとき、放水操作部に対して信号を受信したことを示す応答信号を無線送信し、放水操作部は、放水制御部から応答信号を受信したとき、放水ノズルから応答信号を受信した旨を報知させるようにしたため、放水ノズルからの遠隔操作が無線信号で送られたかどうかをすぐに確認可能となる。操作弁の閉止動作後ホース内の水が抜けて圧力が低下するまで一定の時間がかかり、また操作弁の開放動作後ホース内を通って加圧水がノズルまで供給されて放水開始するまでもまた時間がかかるため、操作者はそれぞれの操作が正しく行われたか不安になる可能性がある。本願によれば、無線受信が正しく行われたことを確認できるため、そのような不安感を無くすことができる。

（放水操作部の構成による効果）
また、放水操作部は、少なくとも放水停止操作が行なわれるスイッチと、少なくとも信号を無線により送信する通信部と、スイッチの操作によるスイッチ信号が入力した場合に通信部に指示して放水停止信号を無線送信させる制御部と、通信部及び制御部に電源を供給する電源部と、放水開始操作が行われる第２のスイッチを備え、制御部は、第２のスイッチの操作によるスイッチ信号が入力した場合に通信部に指示して放水開始信号を無線送信させるようにしたため、消火栓装置からの電源供給や信号線接続を必要とすることなく、簡単な構成により放水ノズル側の操作で放水を停止又は再開できる。

（電源の種類による効果）
また、電源部は、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であるため、電源部は放水のノズルに外部から電源を供給する必要がなく、放水ノズルに対する放水操作部の組付け配置が簡単であり、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、放水操作部は、少なくとも無線信号を送信する通信部と、操作弁を操作する信号を通信部に無線送信させる制御部と、通信部及び制御部に電源を供給する電源部と、を備え、電源部は、放水に伴う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であるため、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操作部を動作させることができる。

なお、通常の使い方は消火栓弁開閉レバーを開操作することにより放水が可能となり、放水操作部に電力があるかないかに影響されることはない。また、放水開始後は振動発電により電力が発生・充電するので、放水停止や放水再開の信号を送ることができるようになる。

放水ノズル側から放水停止の遠隔操作を行う消火栓装置の実施形態を示した説明図 放水ノズルの第１実施形態を示した説明図 図２の放水ノズルを平面で示した説明図 消火栓装置の放水制御系統を示した説明図 放水ノズルの放水操作部と消火栓装置の放水制御部の機能構成を示したブロック図 消火栓装置に設けられた放水制御部の制御動作を示したフローチャート 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７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７の第２実施形態に設けられた放水操作部の回路構成を示したブロック図 振動発電素子を設けた放水ノズルの第３実施形態を示した説明図 振動発電素子として磁歪式振動発電素子を用いた第３実施形態による放水操作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 振動発電素子として圧電式振動発電素子を用いた第３実施形態による放水操作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

図１は放水ノズル側から放水停止の遠隔操作を行う消火栓装置の実施形態を示した説明図であり、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、トンネル内に設置された消火栓装置１１０は、筐体１１２の前面に配置した化粧板１１４の右側の扉開口に、消火栓扉１１６と保守扉１１８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１１６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１１６の上には、上側のヒンジを中心に上向に開閉する保守扉１１８が設けられており、点検時に消火栓扉１１６を開いて内側の保守扉１１８のロックを外すことで開くことができる。

筐体１１２の左側扉開口の右側には通報装置扉１２０が設けられ、ここに赤色表示灯１２２、発信機１２４、及び応答ランプ１２６が設けられている。赤色表示灯１２２は常時点灯し、消火栓装置１１０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１２２を押して内蔵スイッチをオンすると、発信信号が監視室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１２６が点滅される。

通報装置扉１２０の左側には消火器扉１２８が設けられ、図１（Ｂ）に示すように内部に２本の消火器１３２が収納されている。消火器扉１２８は左側をヒンジとして前方に開くことができる。また、消火器扉１２８の下側には覗き窓１３０が設けられ、外部から消火器１３２の収納状態の有無を確認できるようにしている。

図１（Ｂ）において、筐体１１２の左側に形成されたホース収納空間にはホースバケット１３４が設けられ、ホースバケット１３４及び筐体内壁で囲まれたホース収納空間にホース６０を内巻きして収納している。ホースバケット１３４は、格子状のフレーム配置により扉開口の左右方向における略中央となる位置にホース取出口１３６を仕切り形成している。

ホースバケット１３４の右側には、ホース取出口１３６から引き出されるホース６０の先端に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には遠隔操作により放水停止と放水開始を操作する放水操作部が設けられている。

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放水配管系統に、給水栓４６、消火栓弁と直列に接続され、通常監視状態で開放されている操作弁として機能する電動弁、消火栓弁、自動調圧弁５２及びメンテナンス装置５４等を含む放水バルブ系統が設けられている。なお、電動弁と消火栓弁は銘板の背後に配置されており、正面からは見えない。

消火栓弁に対しては消火栓弁開閉レバー５６が設けられる。消火栓弁開閉レバー５６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５６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５６、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。

また給水弁栓４６の手前にはポンプ起動スイッチ１３８が配置される。給水栓４６及びポンプ起動スイッチ１３８は消防隊が消火時に操作する機器であり、消火栓扉１１６を開いても保守扉１１８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］
（放水ノズルの概要）
図２は放水ノズルの第１実施形態を示した説明図、図３は図２の放水ノズルを平面で示した説明図である。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１８が設けられ、先端に放水部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。

放水ノズル１０には放水操作部２８が設けられる。放水操作部２８は、ノズル本体１２の先端側にスイッチユニット３０をバンド３６によるノズル本体１２に巻き付けた後にねじ３８の締め付けで固定しており、スイッチユニット３０には、図３の平面に示すように、放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４が配置されている。

また、放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４には、それぞれＬＥＤ等の表示灯が内蔵されており、スイッチのオン操作により点灯して、スイッチ操作が行われたことを表示させる。

放水ノズル１０のグリップ１８は内部に収納部２０が形成されており、収納部２０にはカバー１８ａが着脱自在に設けられている。収納部２０の２箇所にはねじ穴２６が形成され、カバー１８ａに形成されたねじ頭部埋込型の通し穴２２を介してねじ２４のねじ込みにより、カバー１８ａが着脱自在に固定されている。

グリップ１８の収納部２０には、放水操作部２８の電池電源４０及び回路基板４２が組込み配置され、回路基板４２には電池電源４０からの電源線が接続されると共にスイッチユニット３０に設けられた放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４からの信号線が接続されている。

回路基板４２には放水操作部２８の制御部と通信部を構成する回路が実装されており、回路基板４２からはアンテナ４４が引き出されて収納部２０内に配置されている。

（消火栓装置の放水配管系統）
図４は消火栓装置の放水制御系統と放水制御装置を示した説明図である。図４に示すように、消火栓装置１１０のポンプ設備からの配管接続口から放水ノズル１０が先端に連結されたホース６０のホース接続口に至る放水配管系統には、電動弁４８、消火栓弁５０、自動調圧弁５２及びメンテナンス装置５４が直列に接続されている。

また、消火栓装置１１０には、放水制御部６２が設けられ、放水ノズル１０に設けられた放水操作部２８のスイッチ操作による放水停止信号又は放水開始信号を受信して電動弁の開閉駆動行う。

消火栓弁５０には消火栓弁開閉レバー５６が設けられ、消火栓弁開閉レバー５６を図１（Ｂ）に示した下向きとなる開位置に操作すると消火栓弁５０が開放され、元に戻すと消火栓弁５０が閉鎖される。

消火栓弁開閉レバー５６に対しては消火栓弁開閉検出スイッチ５８が設けられ、消火栓弁開閉レバー５６を開位置に操作すると消火栓弁開閉検出スイッチ５８がオンし、スイッチ信号が消火栓弁開検出信号として放水制御部６２出力される。また、消火栓弁開閉検出スイッチ５８のオンによるスイッチ信号は、防災受信盤に対しポンプ起動信号として送信される。

（放水操作部と放水制御部）
図５は放水ノズルの放水操作部と消火栓装置の放水制御部の機能構成を示したブロック図である。

図５に示すように、放水ノズルの放水操作部２８は、電池電源４０、制御部７２アンテナ４４が接続された通信部７４、放水停止スイッチ３２、放水開始スイッチ３４、放水停止スイッチ３２の表示灯７５ａ及び放水開始スイッチ３４の表示灯７５ｂで構成され、制御部７２と通信部７４は図２に示した回路基板４２に設けられ、放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４は図２に示したスイッチユニット３０に設けられている。

通信部７４は、消火栓装置１１０の放水制御部６２との間で所定の通信プロトコルに従って放水停止信号又は放水開始信号を無線送信する。この通信プロトコルは、日本国内の場合には、例えば４２６ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたＳＴＤ－３０（特定小電力セキュリティシステム無線局の無線設備標準規格）に準拠する。

４２６ＭＨｚ帯の特定小電力セキュリティシステム無線局設備では、４２６．２５００ＭＨｚ～４２６．８３７５ＭＨｚの間に１２．５ｋＨｚの周波数帯域幅を持つ４８チャンネルが割り当てられており、何れかのチャンネル周波数を割り当てて使用する。

また、本実施形態の通信部７４は送信機能が必須であるが、通信部７４に使用する通信ＩＣは送受信が可能であることから、受信機能を備えても良い。

制御部７２は、放水停止スイッチ３２の操作によるスイッチ信号の入力を検出すると、ＬＥＤを用いた表示灯７５ａを点灯させると共に、通信部７４に指示し、放水制御部６２に固有なアドレスを設定した放水停止信号を無線送信させる制御を行う。

また、制御部７２は、放水開始スイッチ３４の操作によるスイッチ信号の入力を検出すると、ＬＥＤを用いた表示灯７５ｂを点灯させると共に、通信部７４に指示し、放水制御部６２に固有なアドレスを設定した放水開始信号を無線送信させる制御を行う。

放水操作部２８から送信される放水停止信号又は放水開始信号には、自身の消火栓装置１１０に設けられた放水制御部６２に固有なアドレスが設定されているため、同じチャンネル周波数を使用していても、５０メートル間隔でトンネル内に設置されている他の消火栓装置の放水制御部で受信されて放水制御が行われることが防止できる。

一方、消火栓装置１１０の筐体１１２内に配置された放水制御部６２は、制御部６４、アンテナ６１が接続された通信部６６及び駆動部７０で構成される。制御部６４は、ＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路であり、ＣＰＵによるプログラムの実行により制御部６４の機能が実現される。

通信部６６は、放水操作部２８の通信部７４と同様に、４２６ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたＳＴＤ－３０に準拠し、放水操作部２８から送信された信号電波を受信する。また、通信部６６は受信機能が必須であるが、通信部６６に使用する通信ＩＣは送受信が可能であることから、送信機能を備えても良い。

制御部６４は、通信部６６を介して放水操作部２８から送信された自己アドレスを指定した放水停止信号の受信を判別すると、消火栓弁開閉検出スイッチ５８により消火栓弁開検出信号が入力されていることを条件に駆動部７０に指示して電動弁４８を閉駆動させる制御を行う。

また、制御部６４は、通信部６６を介して放水操作部２８から送信された自己アドレスを指定した放水開始信号の受信を判別すると、消火栓弁開閉検出スイッチ５８により消火栓弁開検出信号が入力されていることを条件に駆動部７０に指示して電動弁４８を開駆動させる制御を行う。

（放水遠隔制御）
図６は消火栓装置に設けられた放水制御部の制御動作を示したフローチャートであり、図５に示した放水制御部６２の制御部６４による制御動作となる。

図６に示すように、制御部６４は、ステップＳ１で駆動部７０に指示して電動弁４８を開駆動により開位置となる初期位置としており、これにより消火栓装置１１０は、消火栓弁５０が閉鎖されている通常監視状態で、電動弁４８は常に開放されており、消火栓弁開閉レバー５６を開操作すると、電動弁４８に妨げられることなく放水ノズル１０からの放水を可能としている。

続いて、制御部６４はステップＳ２で自己アドレスを指定した放水停止信号の受信の有無を判別している。火災を伴う車両事故の発生で利用者が消火栓装置１１０からの放水ノズル１０を取り出してホース６０を引き出し、消火栓弁開閉レバー５６を開操作して消火栓弁５０を開位置に操作して放水ノズル１０から放水し、この放水状態で火災が鎮火して放水ノズル１０の放水操作部２８の放水停止スイッチ３２の操作により放水停止信号が送信されると、制御部６４はステップＳ２で自己アドレスを指定した放水停止信号の受信を判別し、ステップＳ３に進んで消火栓弁開閉検出スイッチ５８から消火栓弁開検出信号が出力されていることで消火栓弁５０の開放を判別するとステップＳ４に進み、駆動部７０に指示して電動弁４８を閉駆動させ、これにより放水が停止される。

また、利用者が放水操作部２８の操作により放水を停止した後に、火災が完全に鎮火していないような場合には、放水操作部２８の放水開始スイッチ３４を操作することにより放水開始信号が送信される。

これに対し制御部６４はステップＳ５で自己アドレスを指定した放水開始信号の受信を判別するとステップＳ６に進み、消火栓弁開閉検出スイッチ５８から消火栓弁開検出信号が出力されていることで消火栓弁５０の開放を判別するとステップＳ８に進み、駆動部７０に指示して電動弁４８を開駆動させ、これにより放水が再開される。

更に、制御部６４はステップＳ９で消火栓弁５０の閉鎖の有無を判別しており、火災の鎮火を確認して放水操作部２８の操作で放水を停止させた後に、利用者が消火栓装置１１０に戻って消火栓弁開閉レバー５６を閉位置に操作して消火栓弁５０を閉鎖させると、消火栓弁開閉検出スイッチ５８のオフにより消火栓弁開検出信号の出力が停止され、これにより消火栓弁５０の閉鎖を判別するとステップＳ１に戻り、もし電動弁４８が閉鎖されている場合には、駆動部７０に指示して電動弁４８の開駆動により開位置となる初期位置に戻す。

［放水ノズルの第２実施形態］
図７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８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９は図７の第２実施形態に設けられた放水制御部の機能構成を示したブロック図である。

図７及び図８に示すように、本実施形態の放水ノズル１０には放水操作部２８が設けられ、放水操作部２８は、図２及び図３の第１実施形態と同様に、ノズル本体１２に放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４が設けられたスイッチユニット３０が配置され、グリップ１８の収納部２０には制御部と通信部が実装された回路基板８８が配置され、これに加えて新たに電源部として機能する水流発電部７６が設けられている。

水流発電器７６は、水車カバー７８、水車８０、回転軸８２及び発電器本体８４で構成される。水車カバー７８は、グリップ１８の収納部２０に配置され、ノズル本体１２の内部流路１２ａに開口８６を開いており、回転軸８２により水車８０を回転自在に支持し、この状態で水車８０の羽根の一部がノズル本体１２の内部流路１２ａに飛び出すようにしている。

回転軸８２は水車カバー７８の外側に配置された発電器本体８４の回転軸に連結又は一体に形成されており、水車８０の回転を発電器本体８４に伝えて発電させる。

本実施形態の放水操作部２８は、図９に示すように、水流発電器７６、電源回路部９０、制御部７２、アンテナ４４を接続した通信部７４、放水停止スイッチ３２、放水開始スイッチ３４で構成され、電源回路部９０、制御部７２及び通信部７４は図７に示した回路基板８８に実装されている。なお、図５の放水操作部２８と同様に、放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４に対し表示灯７５ａ，７５ｂが設けられるが、図示を省略している。

電源回路部９０は放水ノズル１０の放水により水流発電器７６から出力される発電電力を所定の直流電力に変換して各部に電源を供給する。

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７６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、放水操作部２８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７６から出力される余剰電力は、コンデンサ等からなる充電部を充電するために用いられる。

この充電部に充電された電力を用いて、放水停止命令を送って電動弁が閉止して水流がなくなり、水流発電ができない状態であっても、放水再開命令を無線送信することが可能となる。充電部が満充電となり、さらに余剰電力が生じる場合に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７６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。

それ以外の構成及び機能は、図１乃至図６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１０は振動発電素子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１０に示すように、本実施形態の放水ノズル１０には放水操作部２８が設けられ、放水操作部２８は、図２及び図３の第１実施形態と同様に、ノズル本体１２に放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４が設けられたスイッチユニット３０が配置され、グリップ１８の収納部２０には制御部と通信部が実装された回路基板９８が配置され、これに加えて新たに電源部として機能する振動発電部９４が設けられている。

振動発電部９４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１１に示す磁歪式振動発電素子１００や図１３に示す圧電式振動発電素子１０４が用いられる。

振動発電部９４はグリップ１８の収納部２０に配置され、固定金具９６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１１は振動発電部として磁歪式振動発電素子を用いた第３実施形態による放水操作部の回路構成を示したブロック図である。

図１１に示すように、本実施形態の放水操作部２８は、磁歪式振動発電素子１００、電源回路部１０２、制御部７２、アンテナ４４を接続した通信部７４、放水停止スイッチ３２、放水開始スイッチ３４で構成され、電源回路部１０２、制御部７２及び通信部７４は図１０に示した回路基板９８に実装されている。なお、図５の放水操作部２８と同様に、放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４に対し表示灯７５ａ，７５ｂが設けられるが、図示を省略している。

図１２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１２（Ａ）は正面を示し、図１２（Ｂ）は側面を示し、図１２（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１２（Ｄ）は発電原理を示す。

図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、磁歪式振動発電素子１００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１２（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１２（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１１に示した電源回路部１０２は放水ノズル１０の放水により磁歪式振動発電素子１００から出力される交番電力を所定の直流電力に変換して各部に電源を供給する。

それ以外の構成及び機能は、図１乃至図６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。

（圧電式振動発電素子）
図１３は振動発電部として圧電式振動発電素子を用いた第３実施形態による放水操作部の回路構成を示したブロックである。

図１３に示すように、本実施形態の放水操作部２８は、圧電式振動発電素子１０４、電源回路部１０６、制御部７２、アンテナ４４を接続した通信部７４、放水停止スイッチ３２、放水開始スイッチ３４で構成され、電源回路部１０６、制御部７２及び通信部７４は図１０に示した回路基板９８に実装されている。なお、図５の放水操作部２８と同様に、放水停止スイッチ３２と放水開始スイッチ３４に対し表示灯７５ａ，７５ｂが設けられるが、図示を省略している。

図１４は圧電式振動発電素子の構造を示した説明図である。図１４に示すように、圧電式振動発電素子１０４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１４の圧電式振動発電素子１０４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１３に示した電源回路部１０６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１０４から出力される電荷を所定の直流電力に変換して各部に電源を供給する。

振動発電部から出力される余剰電力は、第２実施形態と同様にコンデンサ等からなる充電部を充電するために用いられ、充電された電力によって放水停止時に放水再開の無線信号を送信する。

それ以外の構成及び機能は、図１乃至図６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。

［本発明の変形例］
（放水操作部のスイッチ構成）
上記の実施形態にあっては、放水操作部に放水停止スイッチと放水開始スイッチを設けているが、これに限定されず、放水操作部には放水停止スイッチのみを設けるようにしても良い。

（切替表示と音声ガイダンス）
上記の実施形態は、放水ノズル側に放水停止スイッチと放水開始スイッチを設け、利用者の判断により操作可能としているが、消火栓装置は操作に不慣れなドライバー等の一般利用者が取り扱うことから、放水操作部に音声ガイダンス機能を設け、放水ノズルから放水を行っている場合に、放水停止操作とその後の放水開始操作の仕方を示す音声ガイダンスを周期的に出力させるようにしても良い。

（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っているが、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。

（応答信号の送信と報知）
上記の実施形態は、放水操作部から放水制御部に無線信号を送信するとしているが、これに加えて、放水操作部に受信部を設け、放水制御部に送信部を設けることにより放水制御部から放水操作部に無線送信するようにしても良い。

放水制御部は放水操作部から信号を受信したとき、放水操作部に対して信号を受信したことを示す応答信号を無線送信し、放水操作部は放水制御部から応答信号を受信したとき、放水ノズルから応答信号を受信した旨を操作スイッチの点灯や音声等で報知させる。

上記の形態により、放水操作部からの無線操作が正しく行われたか操作者がすぐに確認可能となる。電動弁の開閉動作やホース内の水の移動に伴う、開閉操作から放水ノズル１０までに水の状態が反映されるまでの時間を待たずに正しく操作できているかどうか確認可能となる。

（電動弁の配置）
上記の実施形態は、消火栓弁の1次側に電動弁を備えるとしているが、例えば自動調圧弁の２次側など消火栓弁と直列の位置ならば適宜の場所に備えて良い。

自動調圧弁の２次側に備えることで、通常時は充水していないことから点検・交換が容易であり、放水時においては調圧弁の２次側であるから消火栓弁の１次側と比較して圧力が低く管路が狭いため弁体を小さくできるから動作に係る電力が少なくし、さらに早く動作することが可能となる。

また、消火栓弁と直列に配置される操作弁をパイロット圧の供給により閉鎖駆動されるピストンシリンダ機構を備えたパイロット式の操作弁とし、電動弁を当該操作弁のパイロット弁として機能させるようにしても良い。この実施形態によれば、放水に必要な流量を確保する必要がある管路とは別に細い管路を形成できるため、電動弁の操作に必要な電力を削減することが可能となる。

上記の実施形態は、放水停止機構を設けていない放水ノズルについて記載したが、屋内消火栓等に用いられる放水ノズルに機械的に放水停止機構を設けたものについても適用可能である。放水停止機構としては常時開として、放水ノズルに設けられた放水操作部による放水停止操作と放水再開操作によって放水制御するようにしても良い。

（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：内部流路
１４：放水部
１８：グリップ
１８ａ：カバー
２０：収納部
２８：放水操作部
３０：スイッチユニット
３２：放水停止スイッチ
３４：放水開始スイッチ
３６：バンド
４０：電池電源
４２，８８，９８：回路基板
４４：アンテナ
４６：給水栓
４８：電動弁
５０：消火栓弁
５２：自動調圧弁
５４：メンテナンス装置
５６：消火栓弁開閉レバー
５８：消火栓弁開閉検出スイッチ
６０：ホース
６２：放水制御部
６４，７２：制御部
６６，７４：通信部
７０：駆動部
７５ａ，７５ｂ：表示灯
７６：水流発電器
７８：水車カバー
８０：水車
８２：回転軸
８４：発電器本体
８６：開口
９０，１０２，１０６：電源回路部
９４：振動発電部
９６：固定金具
１００：磁歪式振動発電素子
１０４：圧電式振動発電素子
１１０：消火栓装置

Claims (2)

1. 放水ノズル付きホースが収納され、前記放水ノズル付きホースを引き出した状態で放水させる消火栓装置であって、
   前記放水ノズルへの水の供給と停止とを切替える操作弁と、
   受信した信号に応じて前記操作弁を開閉駆動させる放水制御部と、
   前記放水ノズルに設けられ、前記放水制御部に対して前記操作弁を操作する信号を無線送信する放水操作部と、
   を備え、
   前記放水制御部は、前記放水操作部から信号を受信したとき、前記放水操作部に対して信号を受信したことを示す応答信号を無線送信し、
   前記放水操作部は、前記放水制御部から前記応答信号を受信したとき、前記放水ノズルから前記応答信号を受信した旨を報知させることを特徴とする消火栓装置。
   
2. 放水ノズル付きホースが収納され、前記放水ノズル付きホースを引き出した状態で放水させる消火栓装置であって、
   前記放水ノズルへの水の供給と停止とを切替える操作弁と、
   受信した信号に応じて前記操作弁を開閉駆動させる放水制御部と、
   前記放水ノズルに設けられ、前記放水制御部に対して前記操作弁を操作する信号を無線送信する放水操作部と、
   を備え、
   前記放水操作部は、
   少なくとも無線信号を送信する通信部と、
   前記操作弁を操作する信号を前記通信部に無線送信させる制御部と、
   前記通信部及び前記制御部に電源を供給する電源部と、
   を備え、
   前記電源部は、放水に伴う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であることを特徴とする消火栓装置。

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