(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井面等の防護範囲の上方に設置され消火液または消火用水が圧送される消火用配管に接続され火災時に消火液または消火用水を散水する固定式消火設備の消火用散水ノズルに於いて、
所定の防護範囲内の特定部分に塊状の水として複数のスポット状の散布パターンを連続的に並べて帯状の散布パターンを形成し集中的に散水する列状に並んだ複数のスリット穴を備えた旋回自在なノズル部と、
前記ノズル部から前記消火液又は消火用水を散水する際の水流を駆動源として駆動軸を回転させる駆動部と、
前記駆動部の駆動軸の回転を入力し所定の減速比に従って前記複数のスポット状の散布パターンが連続的に並んだ帯状の散布パターンの形状が維持できる速度に減速して前記ノズル部を回転させ、前記散布パターンを前記所定の防護範囲内を走査して前記所定の防護範囲内全域に散水させる減速部と、
を備え、
前記ノズル部を列状に並んだスリット穴の配列部分を通る面で複数の部材に分割し、各分割部材の組合せ面に前記スリット穴を形成する複数の溝を形成して組み合わせたことを特徴とする消火用散水ノズル。
【請求項２】
請求項１記載の消火用散水ノズルに於いて、前記ノズル部は、先端を円錐形状に絞り込んだ円筒体であり、該円筒体を複数部材に分割し、各分割部材の組合せ面のいずれか一方に前記スリット穴を形成する直線溝を内部の流入路から外周面に向けて固有の放射角度を設定して連通させたことを特徴とする消火用散水ノズル。
【請求項３】
請求項１記載の消火用散水ノズルに於いて、前記駆動部及び減速部をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成したことを特徴とする消火用散水ノズル。
【請求項４】
請求項１記載の消火用散水ノズルに於いて、前記ノズル部をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成したことを特徴とする消火用散水ノズル。
【請求項５】
請求項１記載の消火用散水ノズルに於いて、前記ノズル部、減速部および駆動部をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成し、前記駆動部及び減速部より前記ノズル部の方が熱変形温度に優れたエンジニアリングプラスチックの成形部材としたことを特徴とする消火用散水ノズル。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の消火用散水ノズルに於いて、前記エンジニアリングプラスチックは、機械的性質として５００Kgf/cm２以上の引張強さで２万Kgf/cm２以上の曲げ弾性率を有し、耐熱性として１５０℃以上の熱変形温度を有するスーパーエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする消火用散水ノズル。
【請求項７】
請求項６記載の消火用散水ノズルに於いて、前記スーパーエンジニアリングプラスチックは、カーボンフィラー３０重量％含有のポリエーテルニトリル、ポリエーテルエーテルケトン、又はポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする消火用散水ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリンクラー消火設備などの固定式消火設備に使用される固定式消火設備の消火用散水ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスプリンクラー消火設備に使用される消火用散水ノズルとしては、防護範囲全体に均一に散水させるため、水をデフレクタで分散させて粒状態に散水しており、例えば図１３に示すようなものがある（特開平５−６９７３０号）。
【０００３】
図１３はヒュージブルリンク式の消火用散水ノズルを示し、ノズル本体１０１に放水口１０２が形成され、放水口１０２に設けた栓１０３とデフレクタ１０４との間に一対のレバー１０５ａ，１０５ｂを接触点１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃによって係止し、栓１０３を閉鎖状態に支持している。レバー１０５ａとレバー１０５ｂは感熱体としてのヒューズ１０７で固着された一対のリンク１０８ａ，１０８ｂが装着され、栓１０３の閉鎖状態を維持している。
【０００４】
火災の発生による温度上昇でヒューズ１０７が溶けると、一対のリンク１０８ａ，１０８ｂが矢印で示すように分解し、レバー１０５ａ，１０５ｂの係止が解除され、水圧によってレバー１０５ａ，１０５ｂが弾け、放水口１０２から栓１０３が脱落して加圧水が放水口１０２から噴出し、散水が開始される。このとき放水口１０２から噴出した水は、デクレクタ１０４に当たって防護範囲全体に均一に散水される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の消火用散水ノズルにあっては、１個のノズル当り例えば８０リットル／分以上という所定流量の連続放射となっていたため、火災消火能力に対して比較的多くの消火液あるいは水の量が必要であり、当然消火する対象物以外の物にも放射されるため、放射した消火液あるいは水による二次災害、いわゆる水損が大きくなるという問題点があった。また設備的には、水槽、ポンプが大容量となる上、配管サイズも大きくなり、設備全体の費用が高くなるという問題点もあった。
【０００６】
また従来の散水ノズルでは、防護範囲全体に均一に散水させるため、水をデフレクタで分散させて粒状にして散水している。そのため、火災の勢いが強い場合には、分散された水は粒子径が小さいため、火災の気流に負けて火災の深部に達する前に蒸発し、火災の抑制に時間がかかり、また全く消火できないこともある。このため水の量も多くなり、水損による被害も大きくなる。
【０００７】
更に、防護範囲内のある一点から見ると、粒状の水により、一瞬その一点の火災の炎が弱まったとしても、その地点の付近の炎により一度かかった水が蒸発し、付近の炎によって再び燃え始める。このため完全に消火するまでに時間がかかる。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、火災消火能力を確保しながら、消火用散水ノズル１個あたりの放射量を低減することで水損を少なくし、水槽、ポンプなどの容量を小容量とし設置費用を低減することができる固定式消火設備の消火用散水ノズルを提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、消火用散水ノズルに使用するノズル部に形成する複数のスリット穴の形成を簡単且つ容易にできるようにした固定式消火設備の消火用散水ノズルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は次のように構成する。
本発明は、天井面等の防護範囲の上方に設置され消火液または消火用水が圧送される消火用配管に接続され火災時に消火液または消火用水を散水する固定式消火設備の消火用散水ノズルを対象とする。
【００１０】
このような消火用散水ノズルとして、本発明にあっては、所定の防護範囲内の特定部分に塊状の水として複数のスポット状の散布パターンを連続的に並べて帯状の散布パターンを形成し集中的に散水する列状に並んだ複数のスリット穴を備えた旋回自在なノズル部と、ノズル部から消火液又は消火用水を散水する際の水流を駆動源として駆動軸を回転させる駆動部と、駆動部の駆動軸の回転を入力し所定の減速比に従って複数のスポット状の散布パターンが連続的に並んだ帯状の散布パターンの形状が維持できる速度に減速してノズル部を回転させ、散布パターンを所定の防護範囲内を走査して所定の防護範囲内全域に散水させる減速部とを備え、ノズル部を列状に並んだスリット穴の配列部分を通る面で複数の部材に分割し、各分割部材の組合せ面にスリット穴を形成する複数の溝を形成して組み合わせたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成を備えた本発明の消火用散水ノズルによれば、防護範囲内にある部分を塊状の水で複数のスポット状の散布パターンを連続的に並べて帯状の散布パターンを形成し、この帯状の散布パターンの形状が維持できる速度に減速して防護範囲内を走査するようにしたので、火災に対して瞬間的には従来の散水ノズルより大量の消火液が放射されるため、従来の８０リットル／分の防護範囲全域放射の散水ノズルと例えば４０リットル／分の回転走査で１ｒｐｍ程度の場合と比較すると、防護範囲内全体でみて少ない水量にもかかわらず、より高い消火能力が得られる。
【００１２】
また、本発明は、瞬時的には散水量が増えると同時に、消火対象物にあたる水の打力及び粒子径も増すので、消火能力が増加する。即ち、本発明においては、水は分散された粒状ではなく、特定の部分に集中的に散水される打力の強い水の塊として消火対象物に散水されるため、火災気流に負けることなく火災の深部まで到達して消火能力が高くなり、火災抑制までの時間が短くて済み、従って鎮火までの水量も少なくて済む。また塊状態の水で消火するため、一度消火した部分が再び燃え上がることを抑制し、一度消火された場所を継続して鎮火状態にできる。
【００１３】
また、少ない放射量で消火できるため、いわゆる水損の被害を小さくすることができる。更に、放射水の水槽が小さくなり、ポンプが小容量となり、自家発電設備等バックアップ設備も小容量となり、配管サイズも小さくなるため、低コストとなる。
また、防護範囲を従来の散水ノズルと比較して大きくした場合でも、走査時間を調整することにより、火災に対しては瞬間的には大量の水を放射することができ、同等以上の消火性能が得られることから、従来の散水ノズルと比較して、ノズルの設置個数を減らすことができる。
【００１４】
更に、本発明にあっては,ノズル部を列状に並んだスリット孔の配列部分を通る面で複数の部材に分割し、各分割部材の組合せ面にスリット穴を形成する溝を形成して組合わせたことで、ノズル部の外周面に任意の放射方向をもって配列される複数のスリット穴の加工形成ができ、防護区画に対するノズルからの散布パターンを必要に応じて任意の形状、幅、位置とすることが自由にできる。
【００１５】
ここで、ノズル部は、先端を円錐形状に絞り込んだ円筒体であり、円筒体を複数部材に分割し、各分割部材の組合せ面のいずれか一方にスリット穴を形成する直線溝を内部の流入路から外周面に向けて固有の放射角度を設定して連通させる。
【００１７】
本発明の消火用散水ノズルに使用する駆動部および減速部を、エンジニアリングプラスチックの成形部材で構成したことを特徴とする。またノズル部をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成してもよい。
このように本発明の消火用散水ノズルは、駆動部及び減速部をエンジニアリングプラスチック、特に耐熱性の高いスーパーエンジニアリングプラスチックの成形部材を使用したことで、部品が高い精度で容易に制作でき、安定した駆動、減速及び散水ができる。またエンジニアリングプラスチックの成形部材は、摩擦係数が小さく、摩耗性にも優れ、動作がスムーズである。
【００１８】
またノズル部は、スリット穴の配列部分を通る面で複数の部材に分割してエンジニアリングプラスチックにより成形し、各分割部材の組合わせ面に複数の溝を形成して組み合わせてスリット穴を形成するが、この場合、エンジニアリングプラスチックの成形部材は、面接触するように組合わせた場合、接触面に接着性があり、分割された部材の隙間から水が漏れ出すことがない。
【００１９】
更に、耐薬品性にも優れているため、長期間に亘り装置の信頼性が維持できる。勿論、射出成形により大量生産でき、後加工も不要のため、低価格で生産できる。更にまた、ある程度部品の一体化が図れるため、部品点数が少なくなり、組立コストも下がる。
更に、本発明の消火用散水ノズルは、ノズル部、駆動部及び減速部をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成してもよく、この場合、駆動部及び減速部よりノズル部の方が熱変形温度に優れたエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成する。即ち、ノズル部は火災時に熱気流に直接さらされるため、ノズル内部に収納された駆動部および減速部より耐熱性の高いものを使用する。
【００２０】
本発明の消火用散水ノズルの駆動部及び又はノズル部に使用するエンジニアリングプラスチックは、機械的性質として５００Kgf/cm２ 以上の引張強さで２万Kgf/cm２以上の曲げ弾性率を有し、耐熱性として１５０℃以上の熱変形温度を有するスーパーエンジニアリングプラスチックとする。このスーパーエンジニアリングプラスチックは、カーボンフィラー３０重量％含有のポリエーテルニトリルＰＥＮＴ、ポリエーテルエーテルケトンＰＥＥＫ、又はポリフェニレンサルファイドＰＰＳを使用することが望ましい。例えば駆動部及び減速部には、熱変形温度２６０℃以上のポリフェニレンサルファイドＰＰＳを使用し、ノズル部には熱変形温度３３０℃以上と耐熱性の高いポリエーテルニトリルＰＥＮＴを使用する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による固定式消火設備の消火用散水ノズルの実施形態の断面図である。
図１において本発明の消火用散水ノズル１は、ノズル本体２の上部に消火液または消火用水を加圧供給する給水管に接続する接続ネジ部３を有し、下部に火災による所定温度で離脱する感熱作動機構４を突出している。ノズル本体２は、上部よりケース２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄを順次ねじ込み固定した円筒状の部材で構成される。
【００２２】
ノズル本体２の上部の接続ネジ部３内には加圧された消火液または消火用水を流入する流入路５が形成されており、流入路５の途中の弁座１１ａの部分に軸１２の先端に一体に形成した弁体１１を定常監視状態で配置して、流入路５を閉じている。この弁体１１による流入路５の閉鎖で分けられた一次側流入路５ａには第１ストレーナ１３が配置され、一方、二次側流入路５ｂには第２ストレーナ１４が配置されている。第１ストレーナ１３と第２ストレーナ１４は、消火液または消火用水中のゴミを除去し、後述する駆動部６やノズル部８にゴミがつまるのを防ぐ。
【００２３】
一次側流入路５ａに配置した第１ストレーナ１３は消火液または消火用水の中に浸されていることから、錆びにくい荒い網目のものを使用している。これに対し二次側流入路５ｂ側の第２ストレーナ１４にあっては、大気中に開放していることから錆びにくく、従って細かい網目のものを使用している。このような弁体１１で閉じた流入路５の一次側と二次側に分けて一次側に荒い網目の第１ストレーナ１３を配置することで、ストレーナの腐食をしにくくし、耐久性を高めている。
【００２４】
弁体１１で閉鎖した流入路５に続いては駆動部６が設けられている。駆動部６は、ケース２ｂの内部に一体形成したハウジング１６に装着したベアリング１７の外側に回転自在に支持したケーシング６ｂに一体に複数枚のインペラ６ａを形成しており、弁体１１を開くことで流入路５から流入した水流をインペラ６ａで受けてケーシング６ｂを回転駆動できるようにしている。
【００２５】
駆動部６の内部には減速部７が設けられている。減速部７としてこの実施形態にあっては、ダブル遊星歯車機構が設けられている。即ち、ケース２ｂのハウジング１６に対しねじ込み固定した中心に弁体１１の軸１２を通したハウジング１５にサンギア１８ａを固定し、サンギア１８ａの外側にプラネタリギア１９を噛み合わせ、プラネタリギア１９に駆動部６のケーシング６ｂに固定したインターナルギア２１を噛み合わせている。プラネタリギア１９はネジシャフトによりキャリアケース２０に回転自在に装着されている。
【００２６】
続いてハウジング１５の外側にサンギア１８ａと同様、サンギア１８ｂが固定され、サンギア１８ｂにはプラネタリギア２２が噛み合っており、プラネタリギア２２にはキャリアケース２０に固定したインターナルギア２３が噛み合っている。
プラネタリギア２２はネジシャフトによりキャリアケース２４に連結されており、キャリアケース２４がダブル遊星歯車機構の減速した出力回転を取り出す出力部となる。減速回転の出力部となるキャリアケース２４の下端は、破線のようにノズル本体２の下方に延在されて固定ガイド２５を一体に形成している。
【００２７】
図２は図１の減速部７に設けているダブル遊星歯車機構を取り出している。このダブル遊星歯車機構にあっては、サンギア１８ａが固定されており、サンギア１８ａに噛み合わせたプラネタリギア１９を介して駆動部６の回転をインターナルギア２１で入力している。プラネタリギア１９はキャリアケース２０に回転自在に装着され、キャリアケース２０は２段目のインターナルギア２３に回転を伝える。
【００２８】
インターナルギア２３の内側にはプラネタリギア２２が設けられ、サンギア１８ａと同様に、固定されたサンギア１８ｂに噛み合っている。プラネタリギア２２はキャリアケース２４に回転自在に装着され、キャリアケース２４が駆動部６の入力回転を減速した出力回転を外部に取り出す。
再び図１を参照するに、上部に弁体１１を備えた軸１２の下端は、減速部７を装着しているハウジング１５を貫通して下方に取り出され、先端に止めネジ３５によりリテーナ３４を装着し、キャリアケース２４側のストッパ部材２９との間にスプリング３０を組み込んでいる。スプリング３０は図示の状態で圧縮され、ストッパ部材２９に対しリテーナ３４側を下方に付勢している。
【００２９】
駆動部６の内側に設けた減速部７に続いては、ノズル部８が設けられている。ノズル部８は先端を台形円錐に絞り込んだ円筒体であり、この実施形態にあっては、第１部材８Ａ、第２部材８Ｂ及び第３部材８Ｃを組み合わせた分割構造を持っている。
ノズル部８の上部側にフランジ部を形成している第１部材８Ａは、上部外周面に形成した溝に四フッ化エチレン樹脂シート３２（以下「シート３２」という）を装着しており、シート３２の装着面と反対側の面をストッパ面３６としている。シート３２は感熱作動機構４が熱分解により脱落してノズル部８が下降した時、下部のケース２ｄの上部内縁のシート圧着段部３３に接触してノズル部８の周囲の空間から下側に水流が漏れ出すのを防ぐ。
【００３０】
またシート圧着段部３３に続いてはストッパボール３７が組み込まれており、ノズル部８が下降した時、上部の鍔部の下側に位置するストッパ面３６がストッパボール３７に当接して抜け止めされる。ノズル部８は減速部７の減速回転が出力されるキャリアケース２４から延在した固定ガイド部２５を破線のように軸方向に貫通してガイド部を備えており、感熱作動機構４が脱落するとスプリング３０の押圧と自重で固定ガイド部２５に沿って下降し、ノズル本体２の下部のケース２ｄの下端より外部にノズル部８が突出される。
【００３１】
第１部材８Ａ，第２部材８Ｂ及び第３部材８Ｃを組み合わせた構造のノズル部８は、軸方向に沿った各部材の組合せ面に複数のスリット穴１０を開口している。
感熱作動機構４は、ノズル部８を図示の収納位置に保持する支持プレート４２をロックボール３８を介して下側に組み付けたプッシャプレート４３で支持しており、プッシャプレート４３は中心部を断熱材４０を介して集熱板４４に支持されており、更に集熱板４４はヒューズ４７によってネジ穴付きの取付フランジ４８に固定している。
【００３２】
取付フランジ４８はプッシャプレート４３に中央下部より延在したネジ部４９にねじ込み固定されている。更に集熱板４４の上部には２枚の集熱板４５，４６が組み付けられている。この感熱作動機構４にあっては、火災による熱を受けて所定温度に上昇するとヒューズ４７が溶け、ロックボール３８を支持しているプッシャプレート４３が脱落し、これに伴って支持プレート４２も脱落し、ノズル部８の保持が解除されて下方に突出するようになる。
【００３３】
ここで図１の消火用散水ノズル１にあっては、駆動部６、減速部７、及びノズル部８を、エンジニアリングプラスチックの成形部材で構成している。本発明の消火用散水ノズル１に使用するエンジニアリングプラスチックは、通常のプラスチックでは限界があった機構部品や機能部品としても十分に使用に耐える機械的性質と耐熱性をもった金属材料を凌駕する素材であり、通常、エンプラとして知られている。
【００３４】
特に本発明にあっては、機械的性質と耐熱性がより高いスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）を使用する。このスーパエンジニアリングプラスチックは、機械的性質として５００Kgf/cm2 以上の引張強さで２万Kgf/cm2 以上の曲げ弾性率を有し、耐熱性として１５０℃以上の熱変形温度を有する。
【００３５】
各種のスーパーエンジニアリングプラスチックの内、本発明は、特に耐熱性に注目することで、カーボンフィラーＣＦ３０重量％含有のポリエーテルニトリルＰＥＮＴ、ポリエーテルエーテルケトンＰＥＥＫ、又はポリフェニレンサルファイドＰＰＳを使用する。
即ち、駆動部６及び減速部７は、ノズル本体２内に収納され、作動後は水の供給を受けることから、熱変形温度２６０℃以上のポリフェニレンサルファイドＰＰＳを使用する。これに対しノズル部８は、火災時に熱気流に直接さらされるため、熱変形温度３３０℃以上のポリエーテルニトリルＰＥＮＴや熱変形温度３２６℃以上のポリエーテルエーテルケトンＰＥＥＫ等の耐熱性の高いものを使用する。
【００３６】
このように駆動部６、減速部７及びノズル部８にエンジニアリングプラスチック、特に耐熱性の高いスーパーエンジニアリングプラスチックの樹脂成形部材を使用したことで、部品が高い精度で容易に制作でき、安定した駆動、減速及び散水ができる。またエンジニアリングプラスチックの成形部材は、摩擦係数が小さく、摩耗性にも優れ、動作がスムーズである。
【００３７】
特に減速部７は、図２のように多数の歯車を備えたダブル遊星機構であり、各歯車がエンジニアリングプラスチックの成形品として高い精度で容易に制作でき、金属加工の場合に比べ製作コストを大幅に低減できる。
またノズル部８は、後の説明で明らかにするように、スリット穴１０の配列部分を通る面で複数の部材８Ａ，８Ｂ，８Ｃに分割してエンジニアリングプラスチックにより樹脂成形し、各分割部材８Ａ〜８Ｃの組合わせ面に複数の溝を形成して組み合わせてスリット穴１０を形成する。この場合、エンジニアリングプラスチックの成形部材は、面接触するように組合わせた場合、エンジニアリングプラスチック接触面に接着性があり、分割された部材の隙間から水が漏れ出すことがない。
【００３８】
更に、駆動部６、減速部７及びノズル部８に使用するエンジニアリングプラスチックは、耐薬品性にも優れているため、長期間に亘り装置の信頼性が維持できる。勿論、射出成形により大量生産でき、後加工も不要のため、低価格で生産できる。更にまた、ある程度部品の一体化が図れるため、部品点数が少なくなり、組立コストも下がる。
【００３９】
図３は、図１の感熱作動機構４が火災による所定温度で離脱しノズル部８が突出した消火液または消火用水の放水動作状態の断面図である。
火災による所定温度への上昇で図１の感熱作動機構４が熱分解により脱落すると、スプリング３０の力及びノズル部８の自重によりノズル部８が図示のようにノズル本体２の下部に突出し、同時に軸１２も下降して弁体１１が弁座１１ａから離れて、それまで閉じていた流入路５を開く。このため、接続ネジ部３側に接続している図示しない給水配管からの加圧された消火液または消火用水は矢印のように流入路５を通って駆動部６の周囲に流れ込み、インペラ６ａを水流が通ることで回転力を発生してケーシング６ｂが回転する。
【００４０】
駆動部６の回転は内側に設けた減速部７により減速され、減速回転がキャリアケース２４より延在した固定ガイド部２５に伝えられる。このときノズル部８は固定ガイド部２５に沿って下側に下降した図示の位置にあり、減速部７のキャリアケース２４の減速回転を固定ガイド部２５を介して受けることで、例えば水量が４０リットル／分だとすると１ｒｐｍ程度で減速回転される。
【００４１】
駆動部６を通った水流は固定ガイド部２５の部分からノズル部８の内部に流れ込み、中心から外側方向に直線溝の形成で開口しているスリット穴１０より外部に散水される。図４は図１に示した本発明の消火用散水ノズル１に設けているノズル部８の組立分解図である。本発明のノズル部８は、中央に位置するノズル部本体となる第１部材８Ａ、第１部材８Ａの下側の空洞部に両側から組み付けられる一対の第２部材８Ｂ、第２部材８Ｂのそれぞれの外側に組み付けられる一対の第３部材８Ｃで構成され、ボルト７２とナット７３により固定される。
【００４２】
図５は図４の第１部材８Ａの説明図であり、図５（Ａ）が平面図、図５（Ｂ）が正面半断面図、図５（Ｃ）が側面半断面図、図５（Ｄ）が底面図である。なお図５（Ａ）（Ｄ）については、対称構造となることから中心線の片側を表している。
この第１部材８Ａは例えば図５（Ｂ）から明らかなように、上部に円板状の鍔部５０を形成しており、鍔部５０の上面外側にシート嵌合溝５６を形成している。このシート嵌合溝５６には、図１のようにシート３２が装着される。鍔部５０の下側には円筒部５７を介して略Ｕ字型の支持アーム５１が一体に形成される。
【００４３】
円筒部５７の内部には図１に示した減速部７のキャリアケース２４より延在した固定ガイド部２５が収納されるスライド溝５２が形成され、その内側が流入路５３となっている。下部に設けた支持アーム５１は先端に位置決め突起５４を形成しており、その下側に受け穴５５が形成され、受け穴５５には図１の感熱作動機構４に設けている支持プレート４２の中心部の突起が嵌合される。
【００４４】
円筒部５７の内側に形成したスライド溝５２は、図５（Ａ）の平面図から明らかなように扇形に開口されており、この部分に図１のキャリアケース２４より延在した断面円弧状の固定ガイド部２５が位置する。
図６は図５に示した第１部材８Ａの支持アーム５１の両側に組み付けられる第２部材８Ｂと第３部材８Ｃの組立アッセンブリィである。この組立アッセンブリィから明らかなように、本発明にあっては、ノズル部８に形成するスリット穴１０の配列方向に沿って第１部材８Ａ、第２部材８Ｂ及び第３部材８Ｃに分割することを基本としている。このためスリット穴１０は、各分割部材の組合せ面に内側の流入路から外側に向かって溝加工することにより形成できる。
【００４５】
図７は図６の組立アッセンブリィにおける第２部材８Ｂの説明図である。ここで図７（Ａ）は内側から見た正面図、図７（Ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、図７（Ｃ）は外側から見た背面図、図７（Ｄ）は平面図、図７（Ｅ）は底面図である。
このような第２部材８Ｂは、内側の組合せ面６０にスリット穴１０を形成する複数の直線溝を所定方向に形成している。このような組合せ面６０に対する直線溝の形成によりスリット穴１０が形成できるため、スリット穴１０の開口及び方向についても簡単な直線溝加工で自由に形成することができる。
【００４６】
第２部材８Ｂの上部には、図７（Ｂ）のＸ−Ｘ断面から明らかなように鍔部６３が延在しており、鍔部６３の下側を切り欠いて図８に示す第３部材の組合せ面７０ａを形成している。また第２部材８Ｂの内側は流入路６５を形成しており、流入路６５の下部に、図５に示した第１部材８Ａの支持アーム５１側の位置決め突起５４に嵌合する位置決め凹部６１を形成している。更に図７（Ｃ）のように、外周側に図８の第３部材８Ｃを組み付けるための組合せ面６２を加工したことで、内側の流入路６５に開放する開口部６４が形成されている。
【００４７】
図８は図６の第３部材８Ｃの説明図である。ここで図８（Ａ）は内側から見た正面図、図８（Ｂ）はＹ−Ｙ断面図、図８（Ｃ）は外側から見た背面図、図８（Ｄ）は図８（Ａ）の左側の組合せ面７０ｂを正面に見た図、図８（Ｅ）は組合せ面７０ｂ側の図８（Ａ）の側面図、図８（Ｆ）は平面図、図８（Ｅ）は底面図である。
【００４８】
この第３部材８Ｃは平面的に見ると扇形形状を持ち、内側の組合せ面７０ａ，７０ｂのそれぞれに図８（Ａ）のように所定の散水方向に向けて直線溝を形成することで、複数のスリット穴１０を形成している。このスリット穴１０についても、図８（Ｅ）の組合せ面７０ｂの側面図から明らかなように、中心から外側に向かって任意の放射角度による直線溝の加工で任意の大きさと方向を持つスリット穴１０を容易に形成することができる。
【００４９】
また第３部材８Ｃにはボルト通し穴７１が外側より２箇所に形成されており、図４のように、両側に位置する第３部材８Ｃに対しボルト７２とナット７３により、間に第１部材８Ａを中心に両側に第２部材８Ｂを配置して組み付けることで、図１のようなノズル部８の組立構造を得ることができる。このような第１部材８Ａ、第２部材８Ｂ及び第３部材８Ｃの組立体でなるノズル部８によれば、平面から見て周囲の６箇所に向けて軸方向に並んだスリット穴１０の配列が形成される。
【００５０】
この場合、スーパーエンジニアリングプラスチックの成形部材である第１部材８Ａ、第２部材８Ｂおよび第３部材８Ｃは、面接触するように組合された場合、スーパーエンジニアリングプラスチックの接触面に接着性があるため、分割された部材の隙間から水が漏れ出すことがない。
図９は図３に示した本発明の消火用散水ノズル１の作動状態における散水パターンの説明図である。天井面に設置された本発明の消火用散水ノズルが火災による熱を受けて作動すると、図示のようにノズル部８が突出した状態で周囲６箇所に配列しているスリット穴より供給された消火液または消火用水の放水による放水パターン８０が得られる。
【００５１】
このノズル部８からの放水パターン８０によって、所定の防護範囲８２に６方向に向いた棒状の散布パターン８１ａ，８１ｂが得られ、このときノズル部８は放水による水流を受けて駆動部６の回転により矢印方向に回転し、その結果、各散布パターン８１は防護範囲８２を１ｒｐｍ程度の低速度で回転走査することになる。
【００５２】
ノズル部８のスリット穴１０が縦方向に配列しているので、実際にはノズル部８からの放水はスポット状の散水パターンが連続的に並んだ散布パターンとなるが、各スポット状の散水パターンが消火対象面に当った際に飛散、および消火対象面を流れることにより、スポット状の散水パターンが広がって隣同志が繋った帯状の散布パターン８１となる。
【００５３】
このように帯状の散布パターン８１にするために、第２部材、第３部材に形成するスリット穴１０の溝の方向をそれぞれ設定している。つまり、図７、図８に示すように、第２部材、第３部材に形成するスリット穴１０につき、遠くに散水するヘッド部８の上側のスリット穴１０は横方向に溝を形成し、近くに散水するヘッド部８の下側のスリット穴１０は下方向に形成する。そして、スポット状の散水パターンが消火対象面に散水される際に繋って帯状の散布パターン８１になるように、それぞれスリット穴１０の溝の方向を設定する。
【００５４】
尚、スリット穴１０の大きさを変えることで、一つのスリット穴１０から放水される消火液の量を変えることができる。ノズル部８の上側のスリット穴１０は、消火用散水ノズル１の位置から離れた防護範囲に散水するため、スリット穴１０を近距離に散水する下側のスリット穴１０よりも大きくして、水量を多くして遠くに散水する。
【００５５】
通常、ノズル部８は直径２ｃｍ程度の小さなものであるから、それぞれが方向、穴の大きさが相違する複数のスポット穴を１個の円柱部材に形成しようとしても、技術上困難である。ところが、本発明のような溝を形成した分割部材を組立てることにより、容易に複数の穴の開いた小さいノズル部８を形成することができる。
【００５６】
ここで図６の組立アッセンブリィから明らかなように、第２部材８Ｂの組合せ面のスリット穴１０は、その間に入る図５の第１部材８Ａの支持アーム５１との組合せで軸方向に２列のスリット穴１０を形成することとなり、この２列のスリット穴は近接していることから、図９の散布パターンにあっては、１つの棒状の散布パターン８１ａとなり、一列のスリット穴１０の散布パターン８１ｂに比べるとその幅が広くなる。
【００５７】
尚、減速部７を設けた理由は、ノズル部８を駆動部６のケーシング６ｂのみで回転させると、かなりの高速でノズル部８が回転してしまい、ノズル部８から散水された消火用水は塊状から粒状に分散し、防護範囲内の特定部分に集中的に散水する散布パターンが形成できなくなり、防護範囲のある一点から見ると一回の走査で到達する消火用水の水量が少なくなり、粒子径も小さくなり、また消火用水の打力も低減して消火能力が低下してしまうからである。
【００５８】
これを防止し、集中的に散水する散布パターンを形成するため散布パターンの走査の速度を散布パターンの走査の形状が維持できる程度の比較的低速度にする必要があるために減速部７を設けている。
図１０は図９の防護範囲８２内のある一箇所から見た散水量の時間的変化であり、図１０（Ａ）は従来の消火用散水ノズルの散水量であり、図１０（Ｂ）が本発明の消火用散水ノズルの散水量である。
【００５９】
図１０（Ａ）の従来の消火用散水ノズルにあっては、防護範囲８２のある一箇所から見ても常に一定の水量の水が散水されている。これに対し図１０（Ｂ）の本発明の消火用散水ノズルにあっては、散布パターン８１ａ，８１ｂの回転走査速度に依存した一定の周期で間欠的に大量の水が散水されることになる。
このように本発明の消火用散水ノズルを用いると、防護範囲８２のある一部分から見た場合に、火災に対して瞬間的には従来の散水ノズルよりも大量の消火用水または消火液が散水され、一定水量を継続して散水するよりも瞬間的に集中して大量の水を散水した方が高い消火能力が得られる。このため、例えば従来の８０リットル／分の防護範囲８２の全域放射の散水ノズルと例えば本発明による消火ノズルで散水量を４０リットル／分、走査速度を１ｒｐｍ程度とした場合と比較すると、防護範囲８２の全体的に見て少ない水量にも関わらず、より高い消火能力が得られる。
【００６０】
また本発明の消火用散水ノズルにあっては、少ない散水量で消火できるため、いわゆる水損の被害を小さくすることができる。このことから、消火用水の水槽も小さくでき、更に従来の消火能力と同等とした場合には、従来よりも配管内の水圧を抑えることができるため、消火ポンプが小容量で済み、更には自家発電設備などのバックアップ設備も小容量とでき、配管サイズも小さくなるために、設備コストを大幅に低減できる。
【００６１】
また防護範囲８２内のある一箇所から見れば、従来のように防護範囲８２内全体に散水するのと比べ、本発明にあっては、瞬間的には散水量が増えると同時に消火対象物に到達する水の打力及び粒子径も増すので、消火能力が増大する。
即ち本発明においては、水は分散された粒状ではなく特定の部分に集中的に散水される打力の強い水の塊として消火対象物に散水されるため、火災気流に負けることなく火災深部まで到達して消火能力が高くなる。
【００６２】
このため、火災抑制までの時間が短くて済み、したがって鎮火までの水量も少なくて済む。更に塊状態の水で消火するため、一度消火した部分が再び燃え上がることがなくなり、一度消火された場所を継続して鎮火状態にできる。
図１１は本発明の散水による消火の様子を従来と対比して示している。図１１（Ｃ）は従来の散水パターンであり、従来の散水能力では防護範囲８２全体に均一に散水させるため、消火用水をデフレクタで分散させて粒状にして散水しており、防護範囲８２内に比較的粒子径の小さな様々な大きさをもった粒状の水によるスポット状散布パターン８４が得られる。
【００６３】
そのため火災の勢いが強い場合には、分散された水は粒子径が小さいため火災の気流に負け、炎８３の深部に達する前に蒸発し火災の抑制に時間が掛かり、また全く消火できないこともある。このため消火用水の量も多くなり、水損による被害も大きくなる。
更に防護範囲８２内のある一点から見ると、粒状の水により一瞬、その一点の火災の炎８３が弱まったとしても、その時点の付近の炎８３により一度掛かった水が蒸発し、付近の炎によって再び燃え始める。このため、完全に消火するまでには時間が掛かる。
【００６４】
図１１（Ａ）（Ｂ）は本発明による帯状の散布パターンの散水であり、防護範囲８２内のある部分に集中的に大量の消火用水を散水する散布パターン８１を形成している。このため、瞬間的には散水量が増えると同時に、消火対象物に当たる消火用水の打力及び粒子径も増すので、消火能力が増大する。
即ち、本発明の散布パターン８１においては、消火用水は図１１（Ｃ）のように分散された粒状ではなく、特定の部分に集中的に散水される打力の強い水の塊として消火対象物に散水される。このため、火災気流に負けることなく炎８３の深部まで到達して消火能力が高くなり、火災抑制までの時間が短くて済み、したがって鎮火までの水量も少なくて済む。
【００６５】
また図１１（Ｂ）のように、散布パターン８１で防護範囲８２の全域を走査して塊状の水で消火するため、一度消火した鎮火部分８５が再び燃え上がることを抑え、一度消火された場所を継続して鎮火状態に維持できる。
更に防護範囲８２内のある部分に大量の水を散水するようにノズル部８を形成したため、防護範囲８２を従来の散水ノズルと比べて大きくした場合でも、走査時間を調整することにより火災に対しては瞬間的には大量の水を散水することができ、従来と同等以上の消火性能が得られることから、従来の散水ノズルに比べノズルの設置個数を減らすことができる。
【００６６】
例えば取付ピッチ２．３メートルで所定の防護範囲８２に８個の散水ノズルを従来設置していた場合に対し、本発明によれば、取付ピッチを２．６メートルとすることができ、その結果、設置する散水ノズルの個数を４個に減らすことができる。
図１２はノズル部８から散水される散布パターン８１の別の形態を示す。図１２（Ａ）はノズル部８の周方向に９０°の間隔をおいて４個の半径部となるスリットを形成した場合であり、防護範囲８２に対し帯状の散布パターン８１をクロスさせた十字形状の散布パターンが得られる。
図１２（Ｂ）はノズル部８に１８０°の間隔をおいて２つの半径部となるスリットを形成した場合であり、防護範囲８２において直径方向に帯状の散布パターン８１が得られる。更に図１２（Ｃ）はノズル部８の周方向に１０°程度の短い角度間隔をおいて３つの半径部となるスリットを形成した場合であり、この場合には防護範囲８２において半径方向に放射状に広がった３つの散布パターン８１を得ることができる。
【００６７】
尚、上記の実施形態は、定常監視状態で流入路を閉鎖し火災時に作動して流入路を開く閉鎖型の消火用散水ノズルを例にとるものであったが、常時流入路を開放している開放型の消火用散水ノズルについてもそのまま適用できる。開放型消火用散水ノズルにあっては、例えば図１の弁体１１を備えた軸１２が不要となり、減速部７に対しノズル部８を固定し、且つノズル部８をノズル本体２に対し常時下方に突出した構造とすればよい。
【００６８】
また上記の実施形態は、図４のようにノズル部８を１つの第１部材８Ａ、２つの第２部材８Ｂ、及び２つの第３部材８Ｃに分割する場合を例にとっているが、ノズル部８の外周軸方向に配列するスリット穴に沿った位置を分割して組合せ面とすることで、任意の散布パターンに対応した分割構造とできる。
例えば、円筒形状のノズル部に、スリット穴１０が配列される箇所に沿ってスリットを設けるように切り欠き、この切り欠いたスリットの形状に合うチップを用意し、チップにスリット穴１０に対応する溝を設け、チップをノズル部のスリットに嵌め込むことで、スリット穴１０が配列したノズル部を形成するような分割構造としても良い。
【００６９】
また図４の分割構造を維持したまま各部材の組合せ面に直線溝を形成するか否か選択することで、スリット穴の配列位置を変化させて散布パターンの数を適宜に決めることもできる。
更に、スリット穴１０の形状は、四角に溝を形成するに限らず、半円や三角形状などでも良い。
【００７０】
また上記の実施形態にあっては、消火用散水ノズルのノズル部、駆動部及び減速部をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成する場合を例とるものであったが、ノズル部と駆動部又はノズル部のいずれか一方をエンジニアリングプラスチックの成形部材で構成するようにしてもよい。更に上記の実施形態では、スーパーエンジニアリングプラスチックとして、カーボンフィラー３０重量％含有のポリエーテルニトリルＰＥＮＴ、ポリエーテルエーテルケトンＰＥＥＫ、又はポリフェニレンサルファイドＰＰＳを使用しているが、本発明はこれに限定されず、ノズル部、駆動部及び減速部に要求される機械的性質と耐熱性を満たすものであれば、適宜のスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、防護範囲内にある部分を塊状の水で複数のスポット状の散布パターンを連続的に並べて帯状の散布パターンを形成し、この帯状の散布パターンの形状が維持できる速度に減速して防護範囲内を走査するようにしたので、火災に対して瞬時的には大量の消火液または消火用水が散布されるため、より高い消火能力が得られ、水損の被害も小さくなる。
【００７２】
また従来と同程度の消火能力とした場合には、配管内の水圧を低くでき、水槽、ポンプなどの容量も少なくて済み、更に配管サイズも小さくなり、更に防護範囲内のある部分に集中的に散水するようにノズル部を形成しているために、防護範囲を従来より広くしても従来と同程度の消火能力が維持でき、このためノズルの設置個数も低減でき、その結果、設備コストを低減することができる。
【００７３】
更にノズル部を列状に並んだスリット穴の配列部分を通る面で複数の部材に分割し、各分割部材の組合せ面にスリット穴を形成する複数の直線溝を加工形成して組み合わせたことで、ノズル部の外周面に任意の散布方向を持って配列される複数のスリット穴の加工形成が容易にでき、防護区域に対するノズル部からの散布パターンを必要に応じて任意の方向、位置、形状とすることが自由にできる。
【００７４】
本発明の消火用散水ノズルは、駆動部と減速部及び又はノズル部にエンジニアリングプラスチック、特に耐熱性の高いスーパーエンジニアリングプラスチックの成形部材を使用したことで、部品が高い精度で容易に制作でき、安定した駆動、減速及び散水ができる。またエンジニアリングプラスチックの成形部材は、摩擦係数が小さく、摩耗性にも優れ、動作がスムーズにできる。
【００７５】
またノズル部は、スリット穴の配列部分を通る面で複数の部材に分割してエンジニアリングプラスチックにより成形し、各分割部材の組合わせ面に複数の溝を形成して組み合わせてスリット穴を形成するが、この場合、エンジニアリングプラスチックの成形部材は、面接触するように組合わせた場合、エンジニアリングプラスチック接触面に接着性があり、分割された部材の隙間から水が漏れ出すことがない。
【００７６】
更に、耐薬品性にも優れているため、長期間に亘り装置の信頼性が維持できる。勿論、射出成形により大量生産でき、後加工も不要のため、低価格で生産できる。更にまた、ある程度部品の一体化が図れるため、部品点数が少なくなり、組立コストも下がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による消火用散水ノズルの定常監視状態における内部構造の断面図
【図２】図１の減速に使用したダブル遊星歯車機構の説明図
【図３】図１の作動状態の断面図
【図４】図１のノズル部の組立分解図
【図５】図４の第１部材の説明図
【図６】図４の第２及び第３部材の組立アッセンブリの説明図
【図７】図４の第２部材の説明図
【図８】図４の第３部材の説明図
【図９】図３の作動状態における散水動作の説明図
【図１０】防護範囲の一箇所から見た本発明の散水量を従来と対比して示したタイムチャート
【図１１】本発明の散布パターンによる消火の様子を従来と対比して示した説明図
【図１２】本発明による散布パターンの他の形態を示した説明図
【図１３】従来例を示した説明図
【符号の説明】
１：消火用散水ノズル
２：ノズル本体
３：接続ネジ部
４：感熱作動機構
５：流入路
５ａ：一次側流入路
５ｂ：二次側流入路
６：駆動部
６ａ：インペラ
６ｂ：ケーシング
７：減速部（ダブル遊星歯車機構）
８：ノズル部
８Ａ：第１部材
８Ｂ：第２部材
８Ｃ：第３部材
１０：スリット穴
６０，６２，７０ａ，７０ｂ：組合せ面
８０：放水パターン
８１：散布パターン
８２：防護範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003672726.tif 000013
【図１３】
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