(57)【要約】【課題】操作者が直感的に操作でき、また速度制御による損失が少なく、簡易な構成による放水銃装置を提供する。【解決手段】消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃１と、該放水銃１を水平旋回させるモータ２と、該モータ２を遠隔操作する制御盤３を備えた放水銃装置において、制御盤３は操作スイッチ２２を備え、該操作スイッチ２２からの入力があるとモータ２にパルス状の電圧を付加して放水銃１を低速旋回させ、操作スイッチ２２からの入力が継続すると所定時間経過後にモータ２に定常電圧を付加して放水銃１を高速旋回させてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃と、該放水銃を水平旋回させるモータと、該モータを遠隔操作する制御盤を備えた放水銃装置において、
上記制御盤は操作スイッチを備え、該操作スイッチからの入力があると上記モータにパルス状の電圧を付加して上記放水銃を低速旋回させ、上記操作スイッチからの入力が継続すると所定時間経過後に上記モータに定常電圧を付加して上記放水銃を高速旋回させることを特徴とする放水銃装置。
【請求項２】
消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃と、該放水銃を水平旋回させるモータと、該モータを遠隔操作する制御盤を備えた放水銃装置において、
上記制御盤は操作スイッチを備え、該操作スイッチからの入力があると上記モータにパルス状の電圧を付加して上記放水銃を低速旋回させ、上記操作スイッチからの入力の継続に応じて上記パルス状の電圧のパルスの供給形態を変化させて上記放水銃を高速旋回に遷移させることを特徴とする放水銃装置。
【請求項３】
上記制御盤は上記操作スイッチからの入力があると、上記パルス状の電圧をデューティ比が次第に大きくなるように一定周期で上記モータに付加して上記放水銃を旋回させて高速旋回に遷移させることを特徴とする請求項１または２記載の放水銃装置。
【請求項４】
上記制御盤は上記操作スイッチからの入力があると、上記パルス状の電圧をパルス幅が次第に大きくなるように一定間隔で上記モータに付加して上記放水銃を旋回させて高速旋回に遷移させることを特徴とする請求項１または２記載の放水銃装置。
【請求項５】
上記制御盤は上記操作スイッチからの入力があると、上記パルス状の電圧をパルス幅一定でかつ一定周期で上記モータに付加して上記放水銃を旋回させて高速旋回に遷移させることを特徴とする請求項１または２記載の放水銃装置。
【請求項６】
上記制御盤は上記操作スイッチからの入力が継続すると所定時間後に、上記放水銃を略連続状の速度変化により低速旋回から高速旋回に遷移するように上記モータに電圧付加することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の放水銃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃装置に関し、特に遠隔操作により水平旋回するノズルを火災発生場所に向けるものであってその旋回速度の制御を行う放水銃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、競技場や展示会場等の広い消火区域を有する施設において、放水銃装置が用いられている。放水銃装置は、消火対象区域を見渡せるような場所に設置される。そして、火災時にはノズルを水平方向に旋回させて火災発生場所に向け、放水して消火を行う。ここで、ノズルは直流モータに接続されており、この直流モータの制御は、放水銃装置の制御盤に設けられた旋回操作スイッチにより、遠隔操作によって行うことができる。
【０００３】
旋回操作スイッチは、特許文献１のように、左右それぞれの向きについて高速用のスイッチと低速用のスイッチからなっている。高速用のスイッチを押し続けると、その間ノズルは高速に旋回する。一方、低速用のスイッチを押し続けると、その間ノズルは低速に旋回する。ノズルの操作を行う場合には、まず高速用のスイッチを押し続けて、火災発生場所方向近傍までノズルを素早く旋回させる。その後、ノズルが火災発生場所方向を正確に向くように低速用スイッチによって微調整を行う。
【０００４】
【特許文献１】
実開平２−９１５６４号公報（図１）
【０００５】
ノズルの旋回速度を押されたスイッチによって変化させるには、減速機を用いてギア比を変化させることによる機械的制御や、直流モータに作用する電圧を変化させることによる電気的制御などが考えられる。従来の放水銃制御装置では、主に電気的制御によってノズルの旋回速度制御を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の放水銃装置においては、以下に述べる問題点を有していた。
機械的制御によってノズルの旋回速度を変化させようとすると、減速機において損失を生じる。また、電気的制御によっても、電圧を変化させるのに変圧器を用いた場合は、変圧器において損失を生じるし、高速用と低速用にそれぞれ電源を用意するとコストアップとなる。また、左右それぞれ２つのスイッチを人間が使い分けることにより、ノズルの旋回速度を変化させるため、操作者にとって直感的な操作が困難であり、誤操作もしやすい。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、操作者が直感的に操作でき、また速度制御による損失が少なく、簡易な構成による放水銃装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る放水銃装置は、消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃と、該放水銃を水平旋回させるモータと、該モータを遠隔操作する制御盤を備えた放水銃装置において、
上記制御盤は操作スイッチを備え、該操作スイッチからの入力があると上記モータにパルス状の電圧を付加して上記放水銃を低速旋回させ、上記操作スイッチからの入力が継続すると所定時間経過後に上記モータに定常電圧を付加して上記放水銃を高速旋回させることを特徴として構成されている。
【０００９】
また、本発明に係る放水銃装置は、消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃と、該放水銃を水平旋回させるモータと、該モータを遠隔操作する制御盤を備えた放水銃装置において、
上記制御盤は操作スイッチを備え、該操作スイッチからの入力があると上記モータにパルス状の電圧を付加して上記放水銃を低速旋回させ、上記操作スイッチからの入力の継続に応じて上記パルス状の電圧のパルスの供給形態を変化させて上記放水銃を高速旋回に遷移させることを特徴として構成されている。
【００１０】
さらに、本発明に係る放水銃装置は、上記制御盤は上記操作スイッチからの入力があると、上記パルス状の電圧をデューティ比が次第に大きくなるように一定周期で上記モータに付加して上記放水銃を旋回させて高速旋回に遷移させることを特徴として構成されている。
【００１１】
さらにまた、本発明に係る放水銃装置は、上記制御盤は上記操作スイッチからの入力があると、上記パルス状の電圧をパルス幅が次第に大きくなるように一定間隔で上記モータに付加して上記放水銃を旋回させて高速旋回に遷移させることを特徴として構成されている。
【００１２】
そして、本発明に係る放水銃装置は、上記制御盤は上記操作スイッチからの入力があると、上記パルス状の電圧をパルス幅一定でかつ一定周期で上記モータに付加して上記放水銃を旋回させて高速旋回に遷移させることを特徴として構成されている。
【００１３】
また、本発明に係る放水銃装置は、上記制御盤は上記操作スイッチからの入力が継続すると所定時間後に、上記放水銃を略連続状の速度変化により低速旋回から高速旋回に遷移するように上記モータに電圧付加することを特徴として構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態における放水銃装置のシステム概要図であり、図２は、本発明の実施形態における放水銃装置の詳細図である。これら各図において本実施形態の放水銃装置は、消火対象区域の火災発生場所に向けて消火用水を放水する放水銃１と、この放水銃１を水平旋回させるモータ２と、このモータ２を遠隔操作する制御盤３を備えてなるものである。
【００１５】
放水銃装置は、野球場や展示場等の広大な施設に設置されるものであり、図１に示すように複数の放水銃１が設置されていて、ポンプ室３０から配設される配水管５にそれぞれ接続される。ポンプ室３０にはポンプ制御盤３２によって制御されるポンプ３１が設けられており、水源から放水銃１に水を供給する。また、放水銃１は、コンプレッサ９からの空気配管６にもそれぞれ接続されている。空気配管６から供給された圧縮空気は放水銃１内における消火用水の周囲に吹き込まれ、空気と水を混合することによって、低い放水圧力及び少ない放水量で長距離にかつ広範囲に消火用水を散布することができる。
【００１６】
放水銃１は、それぞれについて消火監視区域が定められている。そして、それぞれ制御盤３に信号線７を介して接続されており、この制御盤３によって制御される。また、これら制御盤３はさらに中央監視盤３３及び中央操作卓３４に接続されており、複数の放水銃１の状態を同時に監視したり、制御したりすることができる。また、中央制御盤３３は、複数の火災検出器８に接続されていて、火災発生時に警報を発生したり、火災発生場所を消火監視区域に含む放水銃１の制御盤３に指令を出したりすることができる。さらに、中央監視盤３３は、ポンプ室３０のポンプ制御盤３２に接続されていて、複数の放水銃１に対する水の供給をコントロールする。
【００１７】
図２に示すように放水銃１は、架台１０の上に、モータ２を内蔵した水平旋回部１１を介して、ノズル１２を配置してなるものである。ノズル１２は、水平旋回部１１のモータ２によって水平方向に旋回する。ノズル１２は配水管５に接続されており、ポンプ室３０から加圧消火用水の供給を受ける。配水管５は、設置される放水銃１の数だけ分岐しており、分岐個所と放水銃１の間には、放水圧力制御弁５ａが設けられている。この放水圧力制御弁５ａで水圧を制御することにより、ノズル１２から放水される消火用水の放水距離を変えるようにしている。なお、ノズル１２の仰角は、垂直方向に対して消火用水に最大飛距離を与えるように角度付けされている。また、放水圧力制御弁５ａの下流部には点検ゲート弁５ｂが設けられる。放水圧力制御弁５ａ及び点検ゲート弁５ｂは、それぞれ信号線７を介して、制御盤３に接続されている。
【００１８】
放水銃１の水平旋回部１１に設けられるモータ２は、直流モータであり、直流電流を供給する電源部４に接続される。電源部４はさらに制御盤３に信号線７によって接続されており、制御盤３からの信号に基づいて所定の電圧をモータ２に付加する。すなわち、モータ２は電源部４を介して、制御盤３による制御を受けることとなり、放水銃１の水平旋回制御が行われる。
【００１９】
制御盤３には、放水銃１の操作を行うための放水銃操作部２０と、放水銃操作部２０からの入力に基づいて電源部４に対する電圧出力制御を行う制御部２６と、制御部２６の制御に基づいてパルス信号を発生するパルス発生部２７が設けられている。放水銃操作部２０は、放水銃１の水平方向の旋回操作を行うための旋回操作部２１を備えており、この旋回操作部２１には、左右それぞれの操作スイッチ２２、２２が１つずつ設けられている。
【００２０】
左旋回用の操作スイッチ２２を押すと、制御部２６はパルス発生部２７及び電源部４を制御して、モータ２を回転させ、放水銃１を左旋回させる。また、右旋回用の操作スイッチ２２を押すと、同様に制御部２６はパルス発生部２７及び電源部４を制御して、モータ２を回転させ、放水銃１を右旋回させる。この制御については後に詳述する。なお、放水銃操作部２０には、この他にも消火監視区域や放水銃１のノズル１２の方向を映し出す表示装置２３や、消火用水の水圧を制御する水圧制御ボタン２４、及び消火用水の放水を開始させるための放水開始ボタン２５等が配置される。
【００２１】
火災が発生した場合には、操作者は表示装置２３を見て火災発生場所を確認する。制御盤３の放水銃操作部２０に設けられた操作スイッチ２２を押して、放水銃１を水平旋回させ、表示装置２３で放水銃１のノズル１２の方向を確認しながら、ノズル１２を火災発生場所の方向に向ける。ノズル１２を火災発生場所の方向に向けたら、放水銃１から火災発生場所までの距離に応じて水圧制御ボタン２４を押す。その後、放水開始ボタン２５を押すことで、消火用水の放水が開始される。
【００２２】
水圧制御ボタン２４は、遠距離用、中距離用、短距離用のように分けられており、押されたボタンによって、消火用水を放出するための目標圧力が設定される。放水時に制御盤３は、配水管５または放水銃１に設けられた圧力センサ（図示しない）によって検出された検出圧力と、水圧制御ボタン２４によって設定された目標圧力との偏差を基に、放水圧力制御弁５ａを制御して、消火用水の放出を制御する。
【００２３】
旋回操作部２１の操作スイッチ２２が押された場合の制御について説明する。旋回操作部２１の左右いずれかの操作スイッチ２２が押されると、制御部２６はパルス発生部２７にパルス信号を発生させ、その信号に基づいて電源部４を制御し、パルス状の電圧をモータ２に付加する。このパルス状の電圧の最大値は電源部４の定格値であり、パルス発生部２７のパルス信号に同期して発生する。操作スイッチからの入力がなくなると、パルス発生部２７からのパルス信号は停止し、電源部４からモータ２に対する電圧付加も停止する。一方、操作スイッチ２２の入力が継続すると、所定時間後に制御部２６は電源部４に定格値の定常電圧を出力させ、モータ２に付加する。
【００２４】
図３は本実施形態におけるモータ２に対する電圧付加のパターンを示した図である。この図において、横軸は操作スイッチ２２を押し始めてからの時間経過を示し、縦軸はモータ２に付加する電圧値の大きさを示す。このパターンにおいては、パルス発生部２７の発生するパルス信号の周期Ｔ１に対して、電圧を付加している時間の割合、すなわちデューティ比を変化させることで、モータ２に付加する時間あたりの平均投入電力を変化させることができ、モータ２の回転速度を変化させることができる。これによってノズル１２の旋回速度を制御することができる。すなわち、この第１のパターンにおいては、一定周期Ｔ１のパルス電圧であって、そのデューティ比を変化させつつモータ２に対して電圧付加する。ここで、パルス発生部２７が発生するパルスの周期は、５Ｈｚ〜２０Ｈｚ程度である。ただし、これに限られることはなく、モータ２の速度制御を行いやすいようにパルス周期を任意に選ぶことができる。
【００２５】
図３に示す第１のパターンにおいては、操作スイッチ２２が押されると、小さなデューティ比から大きなデューティ比に次第に変化していき、モータ２の回転速度を次第に大きくしていく。時間が経過するとデューティ比はやがて１に近づき、最終的には連続状の定常電圧を付加することになり、モータ２の回転速度は一定となる。ここで、モータ２に連続状の定常電圧を付加した状態におけるノズル１２の旋回を高速旋回といい、それ以前の旋回速度が次第に大きくなっていく状態におけるノズル１２の旋回を低速旋回という。低速旋回から高速旋回に遷移する際には、速度変化が略連続状となるように、低速旋回においてデューティ比は略連続的に変化するように設定される。この高速旋回においては、一定周期Ｔ１全体に渡るデューティ比１のパルスの連続出力により制御を行ってもよい。
【００２６】
図３のように電圧を付加することで、操作スイッチ２２を押すと放水銃１のノズル１２は、最初は低速旋回し、操作スイッチ２２を押し続けると次第に旋回速度は大きくなっていき、所定時間経過後は一定速度で高速旋回する。このようにパルス制御により、操作スイッチ２２の押し始めを低速旋回させるので、操作スイッチ２２を短く断続的に押すことで放水銃１のノズル１２の向きを微調整することができる。一方、操作スイッチ２２をしばらく押し続けるとノズル１２を高速旋回させることができる。
【００２７】
本実施形態における放水銃１は、以上のように動作するので、火災が発生した場合には以下のように操作スイッチ２２を操作することで、素早く正確に放水銃１のノズル１２を火災発生場所に向けることができる。まず、火災が発生したら、制御盤３の表示装置２３により、火災発生場所を確認する。続いて、左右の操作スイッチ２２、２２のうちいずれかを押して、放水銃１のノズル１２を火災発生場所の方向に向けて旋回を開始させる。最初は放水銃１のノズル１２を火災発生場所方向の近傍に素早く向けるため、操作スイッチ２２を長押しして、放水銃１のノズル１２を高速旋回させる。そして、放水銃１のノズル１２が火災発生場所近傍に向いたら、一端操作スイッチ２２から手を離し、次に断続的に操作スイッチ２２を押すことで、放水銃１のノズル１２を低速旋回させ、方向の微調整を行う。放水銃１のノズル１２が、火災発生場所に正確に向いたら、制御盤３の水圧制御ボタン２４及び放水開始ボタン２５を押して、ノズル１２からの放水を開始する。
【００２８】
操作スイッチ２２の押し始めにおいて、パルス制御により放水銃１のノズル１２を低速旋回させるには、図３に示すようなパルスに限られず、他のパターンによってもよい。図４は、本実施形態におけるモータ２に対する電圧付加の第２のパターンを示した図である。この場合には、操作スイッチ２２を押すとまず、放水銃１のノズル１２の旋回速度が次第に大きくなるように低速旋回させ、操作スイッチ２２を押し続けると所定時間後に定常電圧を付加して高速旋回させるという点において、第１のパターンと同様である。
【００２９】
ただし、第２のパターンでは、パルスの周期は一定ではなく、各パルスの間隔Ｔ２を一定にしつつ、時間経過と共にパルス幅を大きくすることで、モータ２に対する時間あたりの平均投入電力を次第に大きくしていき、ノズル１２の旋回速度を次第に大きくしていくものである。この場合にも、低速旋回から高速旋回に遷移する際に略連続状に速度変化するようにパルス幅が設定される。また、第２のパターンによるモータ２に対する電圧付加は、操作スイッチ２２からの入力があると、制御部２６はパルス発生部２７に図４に示すパターンによるパルスを発生させ、そのパルスに基づいて電源部４にパルス電圧を出力させることによってなされる。
【００３０】
次に、図５には本実施形態におけるモータ２に対する電圧付加の第３のパターンを示している。このパターンは、操作スイッチ２２を押すとまず、放水銃１のノズル１２を一定速度で低速旋回させ、操作スイッチ２２を押し続けると所定時間後に定常電圧を付加して高速旋回させるものである。この場合は、第１及び第２のパターンと異なり、低速旋回時にノズル１２が略一定速度で旋回するように制御される。すなわち、低速旋回時には、モータ２に対して一定周期Ｔ３で一定パルス幅の電圧が付加され、時間あたりの平均投入電力が定常電圧を付加する場合よりも小さいので、モータ２の回転速度は小さく、放水銃１のノズル１２を低速旋回させることができる。
【００３１】
放水銃１のノズル１２は、操作スイッチ２２が押される前は停止した状態であるため、旋回速度は０である。操作スイッチ２２を押すと、制御部２６はパルス発生部２７に、図５に示すような周期Ｔ３で一定幅のパルス信号を発生させ、その信号に基づいて電源部４にパルス状の電圧をモータ２に対して付加させる。すると、放水銃１のノズル１２の旋回速度は上昇し、やがて低速の段階で略一定速度となり、低速旋回する。所定時間が経過したら、制御部２６は電源部４に定格値の定常電圧をモータ２に対して付加させる。モータ２に定常電圧を付加すると、放水銃１のノズル１２の旋回速度は再び上昇を始め、やがて高速の段階に達し、略一定速度となり、高速旋回する。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は上記実施の形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態においては、モータ２に対する電圧付加のパターンとして第１〜第３のパターンを示したが、これらには限られず、操作スイッチ２２が押されるとパルス制御により放水銃１を低速旋回させ、操作スイッチ２２の入力が継続すると所定時間経過後に定常電圧を付加して放水銃１を高速旋回させるようなものであれば、他のパターンであってもよい。また、放水銃１の構成も上述のものには限られず、モータ２によってノズル１２を水平旋回させるものであればよい。
【００３３】
また、高速旋回時にはデューティ比１のパルスの連続出力により、定常電圧の付加による高速旋回と同等の制御を行ってもよい。また、高速旋回時はデューティ比１に近い最高デューティ比値を設定し、この最高デューティ比のパルスの連続出力で最高速旋回を達成させてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、操作スイッチからの入力があるとモータにパルス状の電圧を付加して放水銃を低速旋回させ、操作スイッチからの入力が継続すると所定時間経過後にモータに定常電圧を付加して又はパルス状電圧の供給形態を変化させて放水銃を高速旋回させることにより、モータに対して付加する電圧は１種類であり、複数の電圧を必要としないので、複数の電源や変圧器等を設ける必要がなく、簡易な構成で放水銃の水平旋回を行うことができる。また、左右それぞれ１つずつの操作スイッチで放水銃の水平旋回を操作することができ、操作スイッチの断続的な入力に対しては低速旋回、操作スイッチの継続入力に対しては高速旋回であることにより、火災時において操作者が直感的に操作できるという効果がある。
【００３５】
また、本発明によれば、パルス状の電圧をデューティ比が次第に大きくなるように一定周期でモータに付加して、またはパルス状の電圧をパルス幅が次第に大きくなるように一定間隔でモータに付加して、放水銃を低速旋回させることにより、操作スイッチを押した時間に応じて放水銃は旋回速度が大きくなっていくので、操作スイッチを断続的に押すことで、微調整が容易であると共に、より直感的な操作を行うことができるという効果がある。
【００３６】
さらに、本発明によれば、操作スイッチからの入力が継続すると所定時間後に、放水銃を略連続状の速度変化により低速旋回から高速旋回に遷移するようにモータに電圧付加することにより、パルス制御による低速旋回と定常電圧による高速旋回とを滑らかな動作で実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における放水銃装置のシステム概要図である。
【図２】本発明の実施形態における放水銃装置の詳細図である。
【図３】本発明の実施形態におけるモータに対する電圧付加の第１のパターンを示した図である。
【図４】本発明の実施形態におけるモータに対する電圧付加の第２のパターンを示した図である。
【図５】本発明の実施形態におけるモータに対する電圧付加の第３のパターンを示した図である。
【符号の説明】
１      放水銃
２      モータ
３      制御盤
４      電源部
５      配水管
５ａ    放水圧力制御弁
５ｂ    点検ゲート弁
６      空気配管
７      信号線
１０      架台
１１      水平旋回部
１２      ノズル
２０      放水銃操作部
２１      旋回操作部
２２      操作スイッチ
２３      表示装置
２４      水圧制御ボタン
２５      放水開始ボタン
２６      制御部
２７      パルス発生部
【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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