JPS646822B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的低圧力の水に圧縮空気を送入し
て微細な噴霧を遠位置まで噴射拡散して霧化水を
効率よく噴霧することができる装置に関するもの
である。

一般に広範囲にわたり、或いは遠位置まで噴射
水を散布する手段として種々の型式が提案されて
いる。しかし乍らその手段の殆んどは高圧水を使
用してオリフイス構造を備えた噴射ノズルから高
速で噴出させ、その瞬時に微粒化しようとした
り、若しくはエゼクター方式で二流体を混合し噴
霧させるような手段が講じられており、前者の手
段によれば高圧力の水を必要とし、種々の対策を
講じても噴霧された水の粒径は不均一で、かつ比
較的大きい粒になる。従つて例えば火災消火用と
して噴射水を霧状に拡散噴出せしめて燃焼部への
酸素の補給を遮断する窒息消火を行なわせる消火
用注水装置などには効果を発揮できるが、最近の
火災事故でしばしば問題となつている合成有機物
などの燃焼時発生する有煙ガスによつて消火活動
が妨げられ、燃焼中心部（消防用語として火点と
称されており、以下火点と称する）の確認が困難
で、一般の注水ノズルは勿論上記したような噴霧
ノズル式の注水方式でも有煙ガスを押えて火点に
向け注水若しくは当該部分を取囲むよう拡散噴霧
し窒息消火するには未だ満足できないのであり、
殊に高圧水を多量に必要とすることは地下街や高
層建物内などでの消火活動について非常に悪条件
となり、消火活動を制限することになつて充分な
効力を発揮できない。また消火用に限らず他の産
業用に関しても高圧水を大量に必要とすることは
当然その使用に限界が生じる。それ故微細粉塵の
飛散防止手段として効果的であるも水の消費量が
大になり、それに伴ない噴霧水散布範囲内での排
水処理を充分になさねばならず二次的な対策も重
要となり不都合な点も多い。これに対して前記後
者の手段によれば一方の流体に圧力の高いものを
少量用いて他方の流体（主として水）を吸引し、
霧化することになるので、例えば塗料などの噴霧
塗装にみられるように簡単に微粒にして噴霧で
き、かつ噴霧させる流体の量も少なくなる反面近
距離での拡散に終り、遠位置までかつ広範囲に微
粒化して噴霧させることは困難で、従つて小規模
な散布用にのみ有効であるに過ぎない。

本発明は斯かる従来の問題点を解決して低圧力
水に対して圧縮空気を巧みに送入し、この積極的
に圧送入した圧縮空気流により圧力水を噴霧ノズ
ルから噴出させる際微細粒子にして、しかも高速
で遠方に放散できるようにすることができる、簡
単で合理的な構成の微細粒を提供することにあ
る。

また、本発明装置は圧力水供給管の先端に、軸
線を通る断面がハート型の圧力変換チヤンバーを
その円錐状端側で連結し、該チヤンバーの前部中
央窪み箇所周囲の膨出部壁面に同心円上で複数本
の吐水管を壁面にほぼ直角に取付けて、各吐水管
の先端に各々圧縮空気混合室と噴霧ノズルとを直
結して取付け、これら吐水管群で取囲む圧力変換
チヤンバーの前端部に圧縮空気分配チヤンバーを
配設し、この分配チヤンバーから各ノズルの圧縮
空気混合室に連結管をそれぞれ分岐配設し、可搬
若しくは定置して微粒噴霧を遠位置まで飛ばして
放散できるようにしたのである。

以下本発明を実施例図により詳述すれば次の通
りである。

第１図に示すものは本発明噴霧水噴射装置の要
部を表わした縦断面図であつて、比較的低圧力の
水を供給する吐水管１の先端部に、該吐水管１の
口径よりも大きい口径で出口側が絞られた逆椀型
の混合室３を形成する混合室本体２を、吐水管１
先端に同心円で形成した取付けボス４外周ねじ部
４′に本体２大径部２′を螺着し、この混合室３内
には吐水管１先端の取付けボス４部内と吐水管１
の延長部１′との間に環状溝５が形成されてあり、
この環状溝５内に半円状に導管８を嵌挿して、こ
の導管８の両端部から混合室３出口６からこれに
つながる噴霧ノズル１０の本体筒１１内スロート
部１１′中心方向に向けて先端口径を細く絞つた
圧気噴射ノズル７，７を突出せしめ、導管８中間
位置からボス４の外部に圧気流入管８′を挿通し
て水密に始末し、この圧気流入管８′端には圧気
供給源にホース等の供給管９を介して接続する。

斯かる構造の混合室本体２の出口６側外周には
噴霧ノズル１０の本体筒１１基端をパツキング１
８を介して螺合定着し、この本体筒１１中間外周
には開度調節用ねじ１２が形成してあり、先端中
心部には複数のリブ１３′を介して心金取付子１
３を一体に配し、本体筒１１の外側には外筒１４
を前記ねじ１２部に螺合して、その回動により本
体筒軸線方向に前後動するように取付けられ、本
体筒１１先端の心金取付子１３に定着した噴霧心
金１５の外周縁１５′と外筒１４先端内周１６と
の間に環状のやや狭い隙間ｔが形成されて、外筒
１６の前後動により環状の隙間部の条件を変更し
て霧化の状態を調節できるようにしたものであ
る。なお外筒１４の先端部外周にはゴム製の保護
体１７を被嵌定着して回動操作が容易になし得る
ようにすると共に異物と接触した際頭部を保護で
きるようになされている。なお図中１９は０リン
グパツキン、１５″は噴出水の誘導溝である。

斯くの如く構成した本発明装置を用いて微細噴
霧水粒を拡散放射するには、吐水管１を圧力水供
給源に周知の手段にて接続し、かつ圧気供給源か
らは混合室３内への圧気流入管８′に配管して、
両者にそれぞれの流体を供給する。この際圧力水
と圧気とはほぼ同圧力か、場合によつては圧気を
高い圧力にする。すると吐水管１から混合室３内
に送り込まれた圧力水に対して混合室３内で分岐
されその出口６に向いて開口する２本の細い圧気
噴射ノズル７，７から噴出する圧気は混合室３内
に流入して出口６に向け流動する圧力水中に高速
で注入され、その噴出速度により混合室３内から
その出口６に向けての水流を加速し、かつ広い室
から絞られた出口６を経てこれに直結する噴射ノ
ズル７の本体筒１１内のスロート部１１′を通過
する間に圧気と水とが激しく混合し、注入された
圧縮空気は水中に圧力を貯えたままで微小気泡と
なつて分散し拡散しつつ噴霧心金１５の外周縁１
５′と外筒１４先端内周１６との間の環状間隙ｔ
部（オリフイス部分）を通過して噴霧ノズル１０
先端から外部に放出された瞬間、圧縮状態のまま
分散されていた気泡が圧力開放により急激に膨脹
破裂し、伴流する膜状の水及び周囲を取巻いてい
た水を弾き飛ばす現象が継続して無数に生じ、こ
れが高速でノズルから噴射される流れの中で発生
して水は微細な粒子となつて遠距離に拡散飛翔
し、従来の手段に比較して吐出水量が少ない状態
で霧化拡散の範囲が著しく拡大できるようになつ
たのである。

このように本発明装置によれば、従来主として
放出する水流を利用して二次的に空気を該水流中
に誘引し、水の速度エネルギーをそのまま利用し
て空気を水中に混入せしめ微細水粒子にして噴霧
するような方式に比較して、圧縮空気の供給を必
要とするも、この圧気の送入によつて供給する水
流の流速を高めると同時に、圧力を所有したまま
での微細気泡をくまなく水中に分散混在させて噴
射ノズルから噴射させ、速度エネルギーを大なら
しめると共に、飛翔中に気泡の破裂作用で水流束
を無理なく分断して極く微細な水粒子とし、放射
流に乗せて遠距離にかつ広範囲に拡散噴霧され、
比較的低圧の水を使用できて所期の目的が達成で
きることになり、広い範囲にわたる水霧化放出が
容易に行なえるようになり、所要目的に対しての
水の使用量が従来に比べて著しく減少して経済性
の向上、或いは用途によつて取水量が少ない場所
でも有効な噴霧が実施可能となつたのである。

本発明によれば上述したような作用効果を呈す
るので、例えば防火用に採用することにより火災
現場での筒先ノズルとして上記の噴霧装置を使用
すれば、先づ消火に際して発生時の煙や有害ガス
を、燃焼部の上方に消火水を本発明装置により噴
霧放水することにより、微粒化した水粒子の層に
より包囲せしめて煙やガスの粒子を補捉させ、煙
等を吸着沈降させることで消煙効果を発揮でき、
斯くて火点の状況を早期に把握できるようにする
と共に、拡散噴霧せしめた微細水粒子により燃焼
部への酸素の補給を断つて窒息消化の効果と、無
数微細水粒子にすることで水の表面積を著しく拡
大し気化の潜熱を短時間で増大せしめることによ
り燃焼を鎮静させ、消火作用を迅速に行なうこと
ができるようにしたのである。

このような消火活動に使用して効果的な装置の
一具体例を示せば第２図及び第３図のように構成
したものであり、２０は消防用接手２１を一端に
備えた筒先管であり、２２は圧力変換チヤンバー
で軸線を通る断面がハート型になされていて、そ
の逆円錐状端部を筒先管２０の他端に螺合定着し
てある。２３は吐水管で圧力変換チヤンバー２２
の中央窪み箇所周囲の膨出部２２′壁面に同心円
上で該壁面にほぼ直角に複数本の（実施例では４
本）植設されており、端部は双又に分岐してかつ
各先端が横向きで同一軸線上に対向するようなさ
れている。２４は前記吐水管２３の先端フランジ
２３′，２３′間にフランジ継手により取付いた噴
霧ノズル取付管で、吐水管先端部に対してその連
結軸線上で水密状態を保ち回動可能になつてい
る。２５は噴霧ノズル取付管２４の回動位置決め
用係止歯で、継手フランジ２５′と一体に取付い
ており、２６はノズル取付管２４と一体に取付く
レバー付き係止片であつて、前記係止歯２５との
係合により回動位置を任意設定して所要位置で固
定する。３０は圧縮空気の分配用チヤンバーで、
圧力変換チヤンバー２２の前部中心に後端を支え
られ、かつ各吐水管２３に跨いで取付く取付け金
具３２によつて側部の耳片３１を介し中央部に固
着されている。またこの圧縮空気分配用チヤンバ
ー３０には外部から配管３３により圧縮空気供給
源（図示せず）と可撓管によつて連結されてお
り、頭部に圧力計３４が付されている。各噴霧ノ
ズル取付管２４の先端には前記構成と同様の圧気
噴射ノズル７内蔵の混合室本体２と噴射ノズル１
０とがそれぞれ直結されており、圧気流入管８′
と分配用チヤンバー３０とは伸縮接手管３５を介
して可撓管３６にて連結され、噴射ノズル１０の
放射角度が自在に調節できるようなされている。

このように構成された本発明装置は従来の消火
筒先ノズルと同様にホース（図示せず）と連結し
て圧力水を送れば、筒先管２０から圧力変換チヤ
ンバー２２内に送り込まれる水の流れが、該チヤ
ンバー２２の内部形状が断面ハート型をなしてい
るのでチヤンバー内で中心から外周方向に分散旋
回流動し、吐水管２３へ送り出される水の流れ方
向は該圧力変換チヤンバー２２内での水流と直交
するよう関係づけられてあるから、送り込まれた
水の流れの速度エネルギーが吐水管２３内へ伝わ
ることなく、該水流の速度ヘツドが全部圧力ヘツ
ドに変換されて各吐水管２３内に流入し、そのま
ま混合室３に進入し、この混合室室３において別
途圧気流入管８′を経て圧入される圧縮空気の圧
気噴射ノズル７からの噴出流とによつて前記実施
例での説明と同様の経過をたどつて各噴霧ノズル
１０から一斉に噴射され、遠距離に広範囲で微細
な霧となつて噴霧される。

従つて消火従事者はこの噴霧注水装置を持つて
燃焼部に向け噴射すれば、微細噴霧水粒により発
生ガスや煙の粒子が吸着、補捉され、所謂消煙効
果を発揮し、同時に放射された一帯が霧層に包ま
れて燃焼部への空気の補給を遮断しつつ冷却作用
を伴なわせ、火点の早期発見とそれによる火点近
傍への噴霧注水による燃焼力の鎮静化を促進さ
せ、消火活動を高めることができるのである。更
にこの装置によれば噴霧ノズル１０の噴射方向を
直進から外側へ任意角度にその向きを係止片２６
と係止歯２５との係合位置を変えて設定できるか
ら、火災現場の状況に応じ噴射範囲を拡縮でき、
場合によつては噴霧ノズルの向きを後方に向ける
ことで消防士自身を火熱から保護しつつ消火作業
を行なうことができてより効果的にかつ安全に消
火、消煙が行なえる。それ故建築物の高層化に伴
う高所での消火作業にあたり、送水量の減少に対
しても前記したように圧気との併用による少ない
水量でも効果的な微細噴霧が得られることによる
窒息消火に有効であり、建物の無窓化傾向や、地
下街、地下道、トンネル等空気の流通が円滑でな
い場所での火災事故などに対して、有事の際最も
大きい問題点となる有害ガスや不完全燃焼による
煙の発生を先づ防除でき、次いで消火のための放
水量を低減して有効に使用でき、更に放水量の少
ないことにより二次的な水損や排水処理が容易に
なり、火災事故に伴なう従来の問題点が殆んど解
消でき、しかも短時間で消火できる効果も併せ得
られることになつたのである。

而して本発明の趣旨に則すれば火災事故に対す
る防災技術上として例えば地下街や道路トンネル
などに消火用水配管と共に圧縮空気の供給管を配
管して、適当な間隔で先に記述したような噴霧ノ
ズルと混合室との組合せられたものを単一型のヘ
ツドとして適宜方向に向けて配設しておき、緊急
時送水、送気して噴霧水を放散させるようにすれ
ば、所謂限られたゾーンに微細な霧層を継続して
形成し、消煙・消火を行なうようなシステムが構
成できることになり、事故を最少限にとどめて安
全を計ることが可能となつたのである。

以上は消火対策に採用したものについて説明し
たが、本発明は他の産業分野にもそのまま適用で
きるのであつて、マルチノズル方式の装置を使用
した場合、例えば人工栽培による蔬菜圃場や果樹
園での潅水用や農薬の散布などに使用すれば、降
雨状態にならずして所謂しつとりと微細粒水が広
範囲に散布されることになつて、農業用潅水設備
として偉効を発揮できる。また、他の用途として
例えば化学工場などでの粉塵の飛散を防止するた
めの霧水散布用、粉塵と共に有害ガスなどの補捉
用として、更には低温の室内又は屋外において低
温水を噴霧せしめ人工雪を発生させるような設備
にも利用することができる。勿論微細水粒子を拡
散して得ようとする用途にはその状態に合せて任
意変更し採用できることは謂うまでもなく、単一
ノズルによつて種々の用途に利用できる。更にま
た上述した消火用として使用する場合にその送水
管の途中において、例えば塩化アルミニウム等の
凝集剤液を適量混入して使用するようになせば、
消煙効果をより一層高め得ることになるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の一具体例であつて、第１図
は噴霧ノズルの要部縦断面図、第２図は筒先にマ
ルチ噴霧ノズルを付設したものの正面図、第３図
は第２図の要部図拡大図であつて一部を省略しか
つ縦断面で表わした図である。 １，２３……吐水管、２……混合室本体、３…
…混合室、６……出口、７……圧気噴射ノズル、
８……導管、８′……圧気流入管、９……供給管、
１０……噴霧ノズル、１５……噴霧心金、２０…
…筒先管、２２……圧力変換チヤンバー、２２′
……膨出部、２４……噴霧ノズル取付管、３０…
…圧縮空気分配チヤンバー、３３……供給用の配
管、３５……伸縮接手管、３６……可撓管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力液体の吐出管の先端に、基部が該吐出管
   口径よりも大きい径で出口側を適宜小径にした混
   合室が形成されるよう椀形になされた混合室本体
   を取り付けて、該混合室の出口端には先端に環状
   の噴出間〓部が調節可能に形成された噴霧ノズル
   の基端を直結し、前記混合室内には先端が出口か
   ら噴霧ノズル内スロート部中心に向け複数本の圧
   気噴射ノズルを配設し、該圧気噴射ノズルへの導
   管の一部から、圧気流入管を混合室外に突出せし
   めて圧気供給源と接続するようにしたことを特徴
   とする微細粒噴霧装置。 ２ 圧力水供給管との接手付き筒先管の先端に
   は、軸線を通る断面ハート型の圧力変換チヤンバ
   ーをその円錐状端で連結し、該圧力変換チヤンバ
   ーの前部環状膨出部壁面に同心円上で複数本の吐
   出管を、該壁面にほぼ直角に取り付けてあり、該
   各吐出管の先端部には各々装置の中心軸線から放
   射方向に回動係止可能な取り付け管を介して、基
   部が吐出管口よりも大きい径で出口側が小径にし
   た混合室を内部に形成の混合本体と、その出口側
   に噴射ノズルとを直結して取り付け、これら吐水
   管群で取り囲む圧力変換チヤンバーの前端中央部
   には、圧気供給源と連結するようにした圧縮空気
   分配チヤンバーを配設し、この分配チヤンバーか
   ら前記各混合室内にて先端が出口から噴霧ノズル
   内スロート部に向け配設した、複数本の圧気噴射
   ノズルへの圧気供給管と伸縮接手を含む可撓管に
   て圧気を分配するように連結したことを特徴とす
   る微細粒噴霧装置。