JPH07299155A - 消火設備用不燃性ガス噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体状態の不燃性ガスの気化時の蒸発潜熱の
損失による凝固を防止し、均一な不燃性ガスの拡散を行
うことができる小形の消火設備用不燃性ガス噴射ノズル
とする。 【構成】 不燃性ガスが液体状態で流れる配管に連結さ
れるべきノズル本体１１に、複数のガス噴射孔１３を前
記不燃性ガス噴射ノズルのガス噴射方向に略垂直な面上
に同心円状に配置するように設け、ノズル本体１１に前
記ガス噴射方向に開口面を持つホーン１４を取り付け、
前記同心円の中心軸と共軸な円柱軸体１５をノズル本体
１１から前記ガス噴射方向に伸ばし、ガス噴射孔１３に
対向する位置に傘状反射面１６ａを持つガス反射体１６
を円柱軸体１５に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消火剤として不燃性ガ
スを噴射する消火設備に使用される消火設備用不燃性ガ
ス噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の消火剤として使用される
不燃性ガスとしては、ハロゲン化物や二酸化炭素があ
り、二酸化炭素を使用した消火設備を例にとって説明す
ると、消火薬剤貯蔵容器内を高圧状態にして、液化二酸
化炭素の状態で保存している。この消火薬剤貯蔵容器
は、高圧ガス取締法の規則により製造され、検定に合格
したもので、二酸化炭素の放出、充填のための特殊な容
器弁を備えている。容器弁には、消火剤を急速に放出す
る必要からサイホン管が設けられ、これにより容器に貯
蔵されている二酸化炭素を液体のままの状態で放出す
る。

【０００３】容器弁を作動させるには電気式とガス式の
ものがあるが、いずれも破開針により容器弁の封板を破
り、それによって容器弁を作動させて二酸化炭素を貯蔵
容器から放出させる。この放出した二酸化炭素は配管中
を液体状態で流れ、ガスを放出すべき場所に設けられた
不燃性ガス噴射ノズルへ到達し、不燃性ガス噴射ノズル
によって、液体状態の二酸化炭素は膨張して気化し、大
量の二酸化炭素ガスを放出する。

【０００４】従来、このような消火設備に使用される不
燃性ガス噴射ノズルとしては、図４及び図５に示すもの
が知られている。図４において、１はノズル本体であ
り、ノズル本体１は、液体状態の二酸化炭素が流れる配
管に連結されるべき継手２からガスの噴射方向に突出す
るように取り付けられる。ノズル本体１の先端の側周面
には、複数のガス噴射孔３が所定間隔で形成されてお
り、ガス噴射孔３を包囲するようにホーン４が、継手２
の先端外周から取り付けられる。ホーン４は、図示した
ようにその基部において径方向及び軸方向に曲面状に膨
張した膨張部を備え、膨張部からガスの噴射方向に沿っ
て流線的に拡がる形状をしており、ガス噴射孔３で気化
した二酸化炭素のガス流は、膨張部においてホーン４の
内面に反射した後、ホーン４の形状に沿って放射拡散さ
れる。

【０００５】また、図５に示した例においては、液体状
態の二酸化炭素が流れる配管に連結されるべきノズル本
体６に複数のガス噴射孔７が形成され、該ガス噴射孔７
に対向するように、傘状拡散体８がノズル本体６の前方
に設けられる。ガス噴射孔７で気化した二酸化炭素のガ
ス流は、傘状拡散体８に衝突した後、矢印方向（ノズル
本体６の径方向）に拡散放射される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような不燃性ガス
噴射ノズルにおいては、液体状態の不燃性ガスを効率良
く気化させる機能が重要である。気化させる際に例えば
液化二酸化炭素では、蒸発潜熱の急激な損失によって冷
却凝固して固体二酸化炭素（ドライアイス）が生じる恐
れがある。特に液化二酸化炭素を低温下で急速に気化さ
せる場合、ドライアイスの発生が顕著になるという問題
がある。ガス噴射ノズルから放出されたドライアイスは
気化するのに時間を要するため、消火には役に立たず、
さらには、ドライアイスは帯電することがあるので、帯
電したドライアイス粉からの火花放電による誘爆の恐れ
もある。

【０００７】図４に示した構造の不燃性ガス噴射ノズル
においては、ガス噴射孔３がホーン４に包囲される構造
となっているために、ガス噴射孔３付近は外部との熱の
交換が行われにくく、ガス噴射孔３付近は急冷され、ド
ライアイスが生成されやすいという問題がある。また、
ガス放射流がホーン４の形状に沿ってほぼ直進的に進む
ため、速度の早いガス放射流が周囲の空気を巻き込み風
を起こし火熱を煽るという問題もある。さらには、ホー
ン４の内径の範囲でガス流を拡散させるために、拡散で
きる範囲が非常に狭く、拡散できる範囲を大きくするた
めには、ホーン４を大きくしなければならずガス噴射ノ
ズル全体が大形化し設置場所に自由度がなくなるという
問題もある。

【０００８】一方、図５に示した構造の不燃性ガス噴射
ノズルでは、ガス噴射孔７からのガス放射流は、傘状拡
散体８に衝突して拡散放出されるために、減速作用を受
けて到達距離が短く、しかもガス放射流の中心部に二酸
化炭素ガスの希薄な部分が存在するという問題がある。
さらに、ガス噴射孔の孔径及び個数は、防護区域の大き
さに応じた消火剤の必要貯蔵量を放出圧力１４ｋｇｆ／
ｃｍ² 以上で１分以内に放射できるような仕様に合うよ
う選定されるが、図４及び図５の構造では、ガス噴射孔
がノズル本体に直接形成されているために、現場で仕様
変更が生じた場合に、ガス噴射ノズル全体の交換を要
し、容易に仕様変更に対処することができないという問
題もある。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的としては、液体状態の不燃性ガス
の気化時の蒸発潜熱の損失による凝固を防止し、均一な
不燃性ガスの拡散を行うことができる小形の消火設備用
不燃性ガス噴射ノズルを提供することを目的とする。ま
た、本発明の別の目的としては、仕様変更に容易に対処
することができる消火設備用不燃性ガス噴射ノズルを提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の消火設備用不燃性ガス噴射ノズルは、不燃
性ガスが液体状態で流れる配管に連結されるべきノズル
本体に、複数のガス噴射孔を前記不燃性ガス噴射ノズル
のガス噴射方向に略垂直な面上に同心円状に配置するよ
うに設けると共に、前記ノズル本体に前記ガス噴射方向
に開口面を持つホーンを取り付け、前記同心円の中心軸
と共軸な軸体を前記ノズル本体から前記ガス噴射方向に
伸ばし、前記ガス噴射孔に対向する位置に傘状反射面を
持つガス反射体を前記軸体に取り付ける。また、前記ガ
ス噴射孔を、孔加工部材に加工し、該孔加工部材は、軸
体とノズル本体との間に着脱可能に挟持されるよう構成
するとよい。

【００１１】

【作用】ガス噴射孔は、不燃性ガス噴射ノズルのガス噴
射方向に向いているため、周囲空気との熱交換が容易で
あり、さらに、ガス噴射孔で気化した不燃性ガスは、ガ
ス噴射孔に対向する位置に配置されるガス反射体の傘状
反射面で反射した後、軸体の側面に反射して元のガス噴
射孔に戻る。この反射して戻ってきた不燃性ガスとガス
噴射孔から直接噴出した不燃性ガスとが混合し、攪拌し
ながら周囲から十分に熱を得ることができ、不燃性ガス
は完全に気化した状態でそのガス流がホーンの形状に沿
って拡散放射する。

【００１２】このように、ガス流の混合、攪拌が行われ
ることで、周囲の空気を引き込むことができ、気化に必
要な熱を周囲空気から十分得ることができるので、ガス
噴射孔の急冷を抑えて、不燃性ガスの凝固を抑制するこ
とができる。同時に、ガス流の混合、攪拌が十分に行わ
れることで、ホーン寸法が小さくても放出時間の遅延が
行えて、所望のガス流の拡散放出が可能となり、不燃性
ガス噴射ノズル全体を小型化することができる。

【００１３】さらに、ガス噴射孔を孔加工部材に形成
し、孔加工部材を軸体とノズル本体と間に着脱可能に挟
持することで、現場においても孔加工部材を交換するこ
とができ、仕様変更に容易に対処できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明による消火設備用不燃性ガス噴射ノズ
ルの実施例を示す一部切欠側面図であり、図２は図１の
２−２線断面図、図３は図１の側面断面図である。図１
において、１１は略円筒形のノズル本体であり、液体状
態の二酸化炭素が流れる配管に連結されるべく、内周面
の一端側（図の左側）に雌ねじ１１ａが形成される。ま
た、その内側の他端側（図の右側）には、複数の貫通孔
が形成される。複数の貫通孔は、ノズル本体１１の中心
部分に穿設された貫通孔１１ｂと、中心軸の回りに同心
状に形成される複数の貫通孔１１ｃとからなる。貫通孔
１１ｂの内周面には、雌ねじが形成され、後述の円柱軸
体１５と螺着される。

【００１５】ノズル本体１１の前記他端側（図の右側）
には、ノズル本体１１と後述の円柱軸体１５との間に着
脱可能に挟持される孔加工部材１２がノズルのガス噴射
方向に対して略垂直に取り付けられる。孔加工部材１２
には、同心状に穿設された複数（本実施例では、８個）
のガス噴射孔１３が加工され、ガス噴射孔１３のさらに
外側に２つの取付孔が形成され、該取付孔から打ち込み
ネジ１７をノズル本体１１の側面にホーン１４の基部を
挟んで打ち込むことによって、ホーン１４がノズル本体
１１に一体に固定される。ガス噴射孔１３は、ノズル本
体１１の貫通孔１１ｃと整合するように、位置付けられ
るが、その孔個数、孔径、又は孔形状は、必ずしもノズ
ル本体１１の貫通孔１１ｃのそれと一致する必要はな
く、ガス噴射ノズルが設置される防護区画の大きさに応
じて設定される。

【００１６】ホーン１４は、ノズル本体１１にその基部
が固定されて、ガス噴射方向へ開口面を持ち、径方向に
拡がっている。ノズル本体１１の貫通孔１１ｂには、円
柱軸体１５の一端が孔加工部材１２を挟持した状態で挿
入されて、貫通孔１１ｂに形成された雌ねじと、円柱軸
体１５の一端に形成された雄ねじが螺合して結合され
る。円柱軸体１５は、ノズル本体１１からその中心軸に
沿ってガス噴射方向に向かって延びており、円柱軸体１
５の先端には、ガス反射体１６がスプリングピン１８等
の締結部材によって一体に取り付けられる。ガス反射体
１６の外周には図示しないスパナ掛け用の二面取り部が
形成されており、スパナを掛けて回転することで、ガス
反射体１６と円柱軸体１５とを一体にノズル本体１１か
ら取り外すことができる。

【００１７】ガス反射体１６のガス噴射孔１３に対向す
る面側には、円柱軸体１５の側面に対して鋭角をなす傘
状の反射面１６ａが形成される。以上のように構成され
た消火設備用不燃性ガス噴射ノズルの作用を図３に基づ
いて説明する。消火時に貯蔵容器から二酸化炭素が放出
されると、配管を液体状態で流れてきた二酸化炭素は、
ノズル本体１１のガス噴射孔１３で気化される。ガス噴
射孔１３は、不燃性ガス噴射ノズルのガス噴射方向を向
いているため、周囲空気との熱交換が容易に行える。そ
して、ガス噴射孔１３の形状で決まる噴流のガス流とな
って、ガス反射体１６の傘状の反射面１６ａに衝突す
る。反射面１６ａは、円柱軸体１５の側面に対して鋭角
をなす傘状の形状をしているので、反射面１６ａに衝突
したガス流は円柱軸体１５の側面で再び反射し、元のガ
ス噴射孔１３付近に戻る。ガス噴射孔１３付近に戻った
ガス流は、ガス噴射孔１３から直接噴出したガス流と混
合、攪拌し、その際に周囲の空気を引き込むことで周囲
から十分に熱を得ることができ、ガス噴射孔１３付近の
急冷を抑える。従って、二酸化炭素のドライアイスを生
成することなく、気化を行うことができる。この混合、
攪拌したガスは、ホーン１４の形状に沿って、開口面に
流れ放射拡散する。

【００１８】このように混合、拡散が十分に行われるこ
とで、ホーン１４の寸法が小さくても放出時間の遅延が
行えて、所望のガス流の拡散放射が可能になる。ホーン
１４の開口端の位置は、略傘状の反射面１６ａの位置と
整列するような位置であれば、ガス流の拡散に十分有効
である。従って、全体の消火設備用不燃性ガス噴射ノズ
ル全体の大きさを小型化することができる。

【００１９】以下の表は、本実施例の構造の消火設備用
不燃性ガス噴射ノズルの寸法を表したもので、「ア」が
ホーンまでのノズルの軸方向の長さを、「イ」がホーン
の開口面の直径を表す。また、比較のために図４に示し
た構造の従来の消火設備用不燃性ガス噴射ノズルの寸法
を併記する。

【００２０】

【表１】 配管サイズ １５Ａ用：外形２１．７ｍｍ ２０Ａ用：外形２７．２ｍｍ ３２Ａ用：外形４２．７ｍｍ 表において、（）内は、図４の従来例の構造の寸法を表
す。従来例に比べて略１／２以下の寸法となっており、
小型化に有効であることがわかる。

【００２１】また、本実施例においては、孔加工部材１
２とノズル本体１１とが別部材であり、孔加工部材１２
は、ノズル本体１１と円柱軸体１５との間に着脱可能に
挟持される構造となっている。即ち、スパナで円柱軸体
１５とノズル本体１１との螺着を外すことで、孔加工部
材１２を、ノズル本体１１から取り外すことができる。
従って、現場において仕様変更が生じた場合に、孔加工
部材１２を交換して、防護区画の大きさに応じた所望の
孔個数、孔径、孔形状を持つガス噴射孔１３が形成され
た孔加工部材１２に取り替えることで、簡単に対処する
ことができる。

【００２２】また、孔加工部材１２は、本実施例では円
盤状の部材を使用しているが、この形状に限られず、設
計的に適した形状にすればよい。また、孔加工部材１２
の交換を必要としないときには、ノズル本体１１に直接
防護区画の大きさに応じた孔径、孔個数、孔形状を持つ
ガス噴射孔１３を加工し、ホーン１４をノズル本体１１
に打ち込みネジ１７で固定する構成としてもよい。さら
に、円柱軸体１５は、円柱ではなくガス噴射孔１３の孔
個数に合わせた多角柱形状とすることもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体状態の不燃性ガスを気化させるガス噴射孔付近が、
周囲空気との熱交換が容易に行える構造であると共に、
ガス噴射孔から噴出してガス反射体から戻ったガス流と
ガス噴射孔から噴出した直接のガス流とが衝突すること
により、ガス流の混合、攪拌が十分に行われることで、
周囲の空気を引き込むことができ、十分に気化に必要な
熱を周囲空気から得ることができる。従って、ガス噴射
孔の急冷を防ぎ、不燃性ガスの凝固を抑制することがで
きる。

【００２４】また、ガス流の混合、攪拌が十分に行われ
ることで、ホーン寸法が小さくても放出時間の遅延が行
えて、所望のガス流の拡散放射が可能となり、ガス噴射
ノズル全体の小型化ができる。さらに、ガス噴射孔が形
成された孔加工部材を着脱可能とすることで、現場にお
いても孔加工部材を交換することができ、仕様変更に容
易に対処できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による消火設備用不燃性ガス噴射ノズル
の実施例を示す一部切欠側面図である。

【図２】図１の２−２線断面図である。

【図３】図１の側面断面図である。

【図４】従来の消火設備用不燃性ガス噴射ノズルを示す
一部切欠側面図である。

【図５】従来の他の消火設備用不燃性ガス噴射ノズルを
示す一部切欠側面図である。

【符号の説明】

１１ ノズル本体 １２ 孔加工部材 １３ ガス噴射孔 １４ ホーン １５ 円柱軸体（軸体） １６ ガス反射体 １６ａ 傘状反射面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不燃性ガスを噴射する消火設備用不燃性
   ガス噴射ノズルであって、不燃性ガスが液体状態で流れ
   る配管に連結されるべきノズル本体に、複数のガス噴射
   孔を前記不燃性ガス噴射ノズルのガス噴射方向に略垂直
   な面上に同心円状に配置するように設けると共に、前記
   ノズル本体に前記ガス噴射方向に開口面を持つホーンを
   取り付け、前記同心円の中心軸と共軸な軸体を前記ノズ
   ル本体から前記ガス噴射方向に伸ばし、前記ガス噴射孔
   に対向する位置に傘状反射面を持つガス反射体を前記軸
   体に取り付けることを特徴とする消火設備用不燃性ガス
   噴射ノズル。
2. 【請求項２】 前記ガス噴射孔は、孔加工部材に形成さ
   れており、該孔加工部材は、軸体とノズル本体との間に
   着脱可能に挟持される請求項１記載の消火設備用不燃性
   ガス噴射ノズル。