JPH0747146A - 粉末消火設備の消火ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】粉末消火剤の拡散範囲を限定して消火剤の効率
を高めること。 【構成】ノズル本体の内面を円筒面と円錐面とで構成
し、円筒面に複数の第１オリフィス孔を形成し、円錐面
に直角に内側に向けて複数の第２オリフィス孔を形成
し、複数の前記第２オリフィス孔の軸芯延長線と交差す
るように位置させて複数の拡散棒を放射状に突出させ、
更に、平面視で第１オリフィス孔および第２オリフィス
孔の存在しない範囲を設定する。 【作用】第２オリフィス孔から放射される粉末消火剤を
拡散棒と衝突させて拡散作用を生じさせ、且つ拡散範囲
を平面視で限定する。 【効果】所望の消火対称区画に効率的に粉末消火剤を使
用して消火活動をより効果的に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末消火設備の消火ノ
ズルに関するものである。より詳しくは、全域放出方式
の粉末消火設備において、消火対象区画の全域に均一に
消火剤を散布するための消火ノズルに関するものであ
る。

【００２】

【従来の技術】粉末消火設備を使用する固定式の消火設
備は、従来、消火対象を部分的なものとする局所放出方
式のみが実用化されていて、全域放出方式のものは、ほ
とんど使用されていない。従来の消火ノズルの例を図１
８に、その消火対象パターンを図１９に示す。第図１８
において、消火ノズル本体２１の入口側にはテーパ内ね
じ２２を形成し、消火設備配管２０を接続できるように
する。出口側内部は円筒形部２３を形成し、その内部に
円筒と円錐を複合した形状のノズルチップ２４をはめ込
み、消火ノズル本体２１に施したねじ穴を利用して止め
ねじ２５により抜け止めとする。円筒形部２３の先端延
長部はさらに角度βとなるよう外開きの円錐形に加工
し、その内面に相対する位置のノズルチップ２４の円錐
面に垂直にオリフィス孔２６を開口する。上記の形状と
することにより、ノズルチップ２４の円錐面２４ａの角
度γは、そのままオリフィス口２６から噴射する粉末消
火剤の放射角度となるが、その消火剤の一部は角度βを
なす円錐面２３ａに衝突して、図の矢印Ｘ方向に向い、
また、消火剤の一部は角度γの方向に直進して矢印Ｙ方
向に向い、これらが交差し干渉する結果、角度α（図１
９に示す）で表される円錐形の粉末放射パターンが形成
される。この場合、消火に有効な範囲は、図１９の角度
αの円錐形のパターンの内側に限られ、かつ、その角度
αは、図１８の円錐面２３ａの角度βと、ノズルチップ
２４の円錐面２４ａの角度γにより決定されることとな
る。

【００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来型の消火ノ
ズルの場合、次のような問題点がる。 （１）消火ノズルの床面からの取付高さをＨとし、床面
の消火可能面積をＡとした場合、消火対象とすべき区画
の空間の体積Ｖは、 Ｖ＝ＡＨ となるべきであるが、実際に消火可能な体積Ｖ’は、角
度αの円錐面の内面に限られるため図１９を参照すれ
ば、 Ｖ’＝１／３・ＡＨ となり、残りの３分の２の体積の部分は、消火不能であ
る。 （２）図１８の消火ノズルにおいて角度γを小さくし、
角度βを大きくすれば、円錐角度αは大きくなるが、放
射角度Ｘ及びＹも外側に広がるため、放射された粉末消
火剤の分布が円錐の外周辺に密になったドーナツ状とな
り、いわゆる「中抜け現象」により逆に中央部の消火が
困難となる。 （３）いずれにしても、消火対象区画の、天井に近い上
方の部分、即ち消火ノズルから見て直角の内面は消火ノ
ズルから遠くなるほど、消火が困難となっている。

【００４】さらに、従来の消火ノズルが、構造・形状に
多少の差はあっても、上記の説明のような局所放出方式
にしか使用できない理由として、法律の規定に基づく設
置基準の問題点がある。局所放出方式の粉末消火設備で
は、例えば、第３種粉末消火剤を使用する場合は、対象
とする消火対象区画１ｍ^３当り、少なくとも０．８８ｋ
ｇの量が必要（消防法施行規則第２１条第３項２号の
ロ）とされるが、一方、全域放出方式の場合は、同一の
体積当り０．３６ｋｇ以上（消防法施行規則第２１条第
３項１号イ）と定められているから、局所放出方式に必
要な粉末消火剤量は、全域放出方式のそれの約２．５倍
に達している。従って、局所放出方式の場合、上記の
（２）の説明のような、粉末消火剤分布の相当なムラが
あるような消火ノズルであっても容易に消火できるよう
になっている。しかも、図１９より明白であるように、
対象区画全体をカバーできるようにするには、面積（直
径Ｒ）を小さくせざるを得ず、その場合、粉末消火剤の
量は、比率がもっとも大きくなるという欠点がある。従
って、これらの一般的な局所放出方式用の消火ノズル
を、全域放出方式用に使用すると、法律に定められた最
小の量よりも遙かに多量の消火剤を用意するか、また
は、消火剤の量を法律のとおりとして、多数の消火ノズ
ルを区画内に配置して、空間内全域をカバーするように
したものとしなければならない問題点がある。

【００５】上記の課題を解決するものとして、本願出願
人は、特願平２−１６３７８２号の「粉末消火設備の消
火ノズル」を出願している。上記の先願発明の消火ノズ
ルは、粉末消火剤の拡散範囲（放射パターンＰ）を平面
視で全ての範囲（消火ノズルを中心として３６０度方
向）とするものであり当然のことながら図１７の（ａ）
のように消火ノズルを対象範囲Ｂの中央に取付ける必要
がある。しかし、消火対象物の建築構造によっては対象
範囲Ｂの中央に障害物が存在して消火ノズルＡ’の取付
けが難しい場合があり、図１７の（ｂ）（ｃ）のように
対象範囲Ｂの周辺部（例えば、壁面または天井の壁面寄
りの位置）に消火ノズルＡ’を配置する必要があるが、
対象範囲Ｂ外に位置する散布エリヤＱが大きく存在する
ことで、消火剤の効率が悪くなる問題点がある。よっ
て、本発明は、上記先願発明において、粉末消火剤の拡
散範囲を限定して消火剤の効率を高めることを課題とす
るものである。

【００６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、ノズル本体
の内面を、入口寄りの円筒面と、先端寄りの円錐面とで
構成し、円筒面に直角に複数の第１オリフィス孔を穿
ち、円錐面に直角に複数の第２オリフィス孔を穿ち、第
２オリフィス孔の下方に位置するノズル本体の先端部
に、複数の第２オリフィス孔の軸芯延長線と交差するよ
うに位置させて（その軸芯をノズル本体の平面視で第２
オリフィス孔の軸芯延長線とほぼ一致させて）、複数の
拡散棒を放射状に突出させる。更に、上記の複数の第１
オリフィス孔および複数の第２オリフィス孔について、
平面視で一定範囲にのみに形成する。

【００７】

【作用】消火ノズル本体の入口に近い側の円筒面の第１
オリフィス孔から放射される粉末消火剤は、消火対象区
画の天井直下及びそれより下方の水平面をカバーし、消
火ノズルの円錐面の第２オリフィス孔から放射される粉
末消火剤は、角度θで拡散棒に衝突して、十分に拡散し
ながら斜め下方の広い空間範囲をカバーする。この場
合、拡散棒による拡散作用は、気流が棒に衝突して著し
く乱れることにより生じるものであり、粉末消火剤を含
む気体と固体の混合流によるものである。更に、上述の
先願発明の作用に対し、本発明では平面視で拡散範囲は
第１オリフィス孔および第２オリフィス孔の存在する範
囲に限定された放射パターンとなる。

【００８】

【実施例】以下、図面に示す実施例にもとづいて本発明
を説明する。図１ないし図３を参照して、消火ノズル本
体１の入口にテーバねじ２を形成し、消火設備配管２０
を接続できるようにする。入口に近い側の内部は円筒面
３に形成し、その外側から円筒面３に直角に向けて複数
の第１オリフィス孔４・４…を穿つ。入口に遠い側の内
部は円錐面５に形成し、その外側から円錐面５に直角に
内側に向けて複数の第２オリフィス孔６・６…を穿つ。
消火ノズル本体１の先端部、即ち、オリフィ孔６・６…
の下方に、第２オリフィス孔６・６…と同数の拡散棒７
・７…を、消火ノズル本体２の軸芯心と直角方向に放射
状に取付け、当該拡散棒７・７…の軸芯は、第２オリフ
ィス孔６・６…の中心線８上にあるように配置する、即
ち、ノズル本体の平面視で拡散棒７・７…の軸芯を第２
オリフィス孔の軸芯延長線と一致させる。拡散棒７・７
…の基部９には、内ねじを加工し、消火ノズル本体１の
先端部のねじ１０にねじ込んで固定することは、先願発
明と同様である。本発明は、上記の複数の第１オリフィ
ス孔４・４…および複数の第２オリフィス孔６・６…に
ついて、平面視で同一の所望の範囲のみに形成するもの
であり、平面視で一定範囲にのみ互いに同数個を形成す
るものであり、実施例では、図１ないし図３に示すごと
く、第１および第２オリフィスを片側半数のみの存在と
し両者を同数とする。従って、消火剤の拡散範囲は、平
面視で第１オリフィス孔および第２オリフィス孔の存在
する範囲、即ち、図６に示すごとく、平面的に見て１８
０度に限定された放射パターンとなる。

【００９】なお、図１において、θは相対するそれぞれ
の第２オリフィス孔６の中心線と拡散棒７の軸芯のなす
角度（ノズル本体の側面視、正面視で拡散棒７の軸芯と
第２オリフィス孔の軸芯延長線との交差角）である。次
に、粉末消火剤の放射とその分布について説明する。粉
末消火剤は、１０ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力を有する窒素
ガス（Ｎ２ガス）と混合し、流動しながら、気体・固体
混相流の状態で消火設備配管２０内を流れてきて、消火
ノズル本体１に達し、第１オリフィス孔４・４および第
２オリフィス孔６・６…に至ってＮ２ガスとともに大気
中に噴出する。以下、第１オリフィス孔４・４…の場合
と第２オリフィス孔６・６…の場合に分けて説明する。

【０１０】第１オリフィス孔４・４…から噴出した粉末
消火剤は、比較的狭い角度の範囲で放射されるが、その
状態を図４ないし図６に示す。粉末消火剤は１０μｍ〜
１００μｍの大きさの極めて微細な固体であるため、消
火ノズルから離れるにしたがって噴出時の勢を失って、
図４および図５に示すように、少しずつ沈降するパター
ンとなる（なお、第１オリフィス孔４・４および第２オ
リフィス孔６・６の存在しない範囲に対応して、図４の
正面視では左側半分のみとなる）。一方、平面的には、
図６に示すように１８０度の放射パターンとなる。

【０１１】次に、第２オリフィス孔６・６…から噴出す
る粉末消火剤の場合も、もしそのままであれば、図７の
ような放射パターンとなるべきところを、第２オリフィ
ス孔６・６…のすぐ近くに位置する拡散棒７・７…のた
め、広く拡散することになる。 即ち、第２オリフィス
孔６・６…から噴出したＮ２ガスは、図１０に示すよう
に、拡散棒７・７…によりその気流に乱れが生じ、その
結果、粉末消火剤は上述のように、気流の影響を受けや
すい極めて微細な固体であるため、図１１に示すよう
に、はね返り・粉末消火剤同志の相互干渉・回り込みな
ど、広範囲に拡散する状態となる。なお、この気流の影
響の度合いは、第２オリフィス孔６の中心線８が拡散棒
７に対して角度θをなすため、第２オリフィス孔６に近
いほど著しい。その結果として、消火ノズルの軸芯、即
ち空間中心付近での、粉末消火剤の拡散の度合いが高く
なり、粉末消火剤のいわゆる「中抜け現象」が無くなる
のである。この状態を図８および図９に示す。なお、第
２オリフィス孔６・６の存在しない範囲に対応して、図
８の正面視では左側半分のみとなる。一方、平面的に
は、図６に示すように、第１オリフィス孔４・４による
放射パターンと同様に第２オリフィス孔６・６の存在す
る範囲に対応して１８０度の放射パターンとなる。

【０１２】従って、実施例の消火ノズルの全空間放射パ
ターンは、なお、第１オリフィス孔４・４による図４お
よび図５と、第２オリフィス孔６・６による図８および
図９を総合したものとなることは明らかで、本発明の消
火ノズルを使用すると、図１２および図１３に示すよう
に、左半分に限定した所望の消火対象空間を完全に粉末
消火剤でカバーすることができるのである。よって、消
火対象範囲Ｂの周辺部（壁面等）に接近して消火ノズル
Ａを設置するにあたり、第１オリフィス孔４・４および
第２オリフィス孔６・６の存在しない範囲を対象範囲Ｂ
の外方側（対象範囲Ｂの中央と反対側）に選定すること
で図１６に示すごとく、所望の消火対象区画の全域に消
火剤は効率的に散布される。

【０１３】図１４は、本発明の他の実施例を示し、消火
ノズル本体１の先端を４角柱、６角柱等に形成し、基部
９の一部をこれに対応する型の４角穴、６角穴に加工
し、はめ合わせた後消火ノズル本体１の先端のねじ穴１
１に小ねじ１２により固定する。かくすることにより、
消火ノズル本体１と基部９を組合せる時、第２オリフィ
ス孔６・６…の中心線と拡散棒７・７…の軸芯とを一致
させる作業が省略可能な構造となる。なお、拡散棒７・
７…は、上記の実施例では断面円形としたが、図１５の
断面図に示すように、十分な気流の乱れが生ずるもので
あれば、角形断面、楕円形状その他適当な形状のもので
も本願発明の目的を達成できることは勿論である。

【０１４】拡散棒７・７…について、第１実施例では図
１ないし図４、第２実施例では図１４を参照して、第１
オリフィス孔および第２オリフィス孔の存在しない正面
視右半分の範囲にも存在するが、該範囲の拡散棒７・７
…をなくして、拡散棒７・７…を正面視左半分の範囲の
みとしても本願発明の目的を達成できる。なお、実施例
の態様の拡散棒７・７…とすると、平面視３６０度を拡
散範囲とする先願発明と部品の共用化ができて好都合で
ある。また、実施例では、平面視で１８０度の消火対象
空間としたが、所望に応じて平面視で４５度、６０度、
１２０度、２４０度等の任意の放射パターンを選択でき
ることは勿論である。

【０１５】

【発明の効果】本願発明は、先願発明と同様に、ノズル
本体の内面を、複数の第１オリフィス孔を有する入口寄
りの円筒面と、複数の第２オリフィス孔を有する先端寄
りの円錐面とで構成し、第２オリフィス孔の下方に位置
するノズル本体の先端部に、円錐面の複数の第２オリフ
ィス孔の軸芯延長線と交差するように位置させて）、複
数の拡散棒を放射状に突出させたから、消火対象区画の
天井直下及びそれより下方の水平面を、消火ノズル本体
の入口に近い側の円筒面の第１オリフィス孔から放射さ
れる粉末消火剤でカバーし、斜め下方の広い空間範囲
を、消火ノズルの円錐面の第２オリフィス孔から放射さ
れる粉末消火剤が、角度θで拡散棒に衝突して十分に拡
散することでカバーする。従って、全域放出方式の粉末
消火設備において、消火対象区面の全域に均一に消火剤
を散布し、粉末消火剤を効果的に使用して所定の空間内
全域を確実に消火することができる。

【０１６】本願発明は、上述の先願発明の効果に加え
て、第１オリフィス孔および第２オリフィス孔の存在し
ない範囲を設定することで、放射パターンが平面視で第
１オリフィス孔および第２オリフィス孔の存在する範囲
のみに限定されることで、所望の消火対称区画に効率的
に粉末消火剤を使用して消火活動をより効果的に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す消火ノズルの縦断面図

【図２】 同じく正面図

【図３】 左半分を第１図のＳ_１−Ｓ_１切断線で断面し
て示す底面図

【図４】 第１オリフィス孔からの粉末消火剤の放射パ
ターンを示す正面図

【図５】 同じく側面図

【図６】 同じく平面図

【図７】 拡散棒が存在しない場合の第２オリフィス孔
からの粉末消火剤の放射パターンを示す正面図

【図８】 拡散棒が存在する場合の第２オリフィス孔か
らの粉末消火剤の拡散状態の正面図

【図９】 同じく側面図

【図１０】拡散棒による気流の乱れを示す説明図

【図１１】気流の乱れによる粉末消火剤の跳ね返り相互
干渉等を示す、拡散棒の作用説明図

【図１２】第１オリフィス孔および第２オリフィス孔の
両方の放射パターンを合成した粉末消火剤の全空間放射
パターンを示す正面図

【図１３】同じく側面図

【図１４】本発明の第２実施例を示す消火ノズルの第１
図同様の縦断面図

【図１５】図１４のＳ_２−Ｓ_２切断線で断面して示す縦
断面図

【図１６】本発明の実施例による消火対象区画の全域に
対する消火剤散布状態を示す平面図

【図１７】先願発明による消火剤散布状態を示す図１７
同様の平面図で、ａ図は消火ノズルを中央部に配置した
場合、ｂ図は消火ノズルを前後の壁面寄りに配置した場
合、ｃ図は消火ノズルを前側の壁面寄りに配置した場合
を示す

【図１８】公知の消火ノズルを示す、図１同様の縦断面
図

【図１９】同じく放射パターンを示す、図１３同様の側
面図

【符号の説明】

１………消火ノズル本体 ３………円筒面 ４………第１オリフィス孔 ５………円錐面 ６………第２オリフィス孔 ７………拡散棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消火設備配管に連通するノズル本体の入口
   寄り部分の内面を円筒状に、先端寄り部分の内面を円錐
   状に、それぞれ形成して、ノズル本体の内面を円筒面と
   円錐面とで構成し、 円筒面の外壁から、円筒面に直角に内側に向けて複数の
   第１オリフィス孔を形成し、 円錐面の外壁から、円錐面に直角に内側に向けて複数の
   第２オリフィス孔を形成し、 平面視で、上記の第１オリフィス孔および第２オリフィ
   ス孔の存在しない範囲を形成し、 第２オリフィス孔の下方に位置するノズル本体の先端部
   に、円錐面に形成した複数の前記第２オリフィス孔の軸
   芯延長線と交差するように位置させて、複数の拡散棒を
   放射状に突出させ、 第２オリフィス孔から放射される粉末消火剤を拡散棒と
   衝突させて拡散作用を生じさせ、且つ拡散範囲を平面視
   で限定することを特徴とする、粉末消火設備の消火ノズ
   ル。