(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に放射角度が異なる近投ノズルと遠投ノズルとを設け、該遠投ノズルの開口の正面に、該遠投ノズルに支持アームによって基端側が固定されたデフレクタを配設した水噴霧ヘッドにおいて；
前記デフレクタは、消火用水を衝突させて分散させるＶ字状の反射面を有するＶ字状反射板と、を有し、
前記Ｖ字状の反斜面の交線を主軸とし、該主軸の仰角が水平に対し１０度から３２度までの間のいずれかになり、かつ、前記遠投ノズルの中心軸の仰角が前記主軸の仰角より大きくなるように前記本体が設置され、さらに、前記近投ノズルの中心軸と前記遠投ノズルの中心軸とのなす角度を１１０度から１６０度までの間のいずれかに設定したことを特徴とする水噴霧ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルに配設される水噴霧ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル内の壁面上部には防災用の水噴霧ヘッドが配設されている。
この水噴霧ヘッドは近投ノズルと遠投ノズルとを備えており、両ノズルからの水噴霧ヘッドの放水範囲は、路面だけでなく所定の空間範囲、いわゆる建築限界と呼ばれる範囲全てに及ばせる必要があった。この建築限界はトンネル立断面（横断面）においてほぼ方形状の範囲であって、その本来的意味は、トンネルの建築物をそれより内側に設けてはならないとし、同時に、この範囲内では車両が通過可能である。
そして、一つの水噴霧ヘッドはトンネルの中で建築限界を含む一定幅（トンネル長手方向）、つまり直方体状の空間全域を防護範囲として消火用水を散水通過させ、カバーするように消火用水を放水する必要がある。
【０００３】
従来は、ほぼ欠円断面状のトンネルにおいて、水噴霧ヘッドを一方の側壁寄り上部に設置しており、防護範囲としてトンネル断面におけるほぼ直方体状の範囲に対して散水していた。そして、水噴霧ヘッドは防護範囲の上面より若干高い位置に設けられていたため、遠投ノズルのデフレクタの水流面の主軸は水平より１５度下方に向けられていた。
また、近投ノズルの中心軸と遠投ノズルの開口軸とは、垂直方向に９０度から１００度の開きがあった。
【０００４】
なお、このデフレクタは、遠方ノズルの開口軸に対して水流面の主軸が前方に４５度傾斜しており、デフレクタの水流面の形状は、主軸を稜線として左右に１０度ずつ上方に傾斜した断面Ｖ字状の板体である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
トンネル壁面上部に電気機器のためのケーブルラックが突設されている場合には、同様にトンネル壁面上部に配設されるように設計された水噴霧ヘッドは、その散水パターンがこのケーブルラックの影響を受けないように、低い位置に配設しなければなくなる。そのため、建築限界（防護範囲）を全てカバーする散水が得られないことがある。
【０００６】
すなわち、遠投ノズルを設計位置よりも低い位置に配設すると、このノズルから放出される消火用水の飛距離が短くなり、所望の散水分布の先端まで届きにくい。特にほぼ直方体状の防護範囲における上方かつ遠方の対辺、すなわち水噴霧ヘッドに対向する対辺の部分には散水しにくく、更にその辺の左右端は最も遠いため最も届きにくい。そのため防護範囲全域にわたり散水することは困難となる。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑み、確実に直方体状の防護範囲を覆える散水分布を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、本体に放射角度が異なる近投ノズルと遠投ノズルとを設け、該遠投ノズルの開口の正面に、該遠投ノズルに支持アームによって基端側が固定されたデフレクタを配設した水噴霧ヘッドにおいて、前記デフレクタは、消火用水を衝突させて分散させるＶ字状の反射面を有するＶ字状反射板を有し、前記デフレクタの水流面の主軸の仰角が１０度から３２度までの間のいずれかになるよう前記本体が設置され、さらに、前記近投ノズルの中心軸と前記遠投ノズルの中心軸とのなす角度を１１０度から１６０度までの間のいずれかに設定したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、直方体状の防護範囲全体を覆う散水分布が得られるように、防護範囲より上方の空間を利用し、遠投用のノズルの放水仰角を１０度から３２度までの角度の間のいずれかの角度を、その防護範囲の大きさ（すなわち必要な射程距離）に応じて選んで設置することで可能となった。また、放水仰角を３２度にすると、射程距離を最大にすることが出来た。
【００１２】
また、本発明は、建築限界に近接して、且つ、突出して設けられた水噴霧ヘッドの遠投ノズルが防護範囲の遠方の領域に散布し、近投ノズルが防護範囲の近傍の領域を散布するとき、遠投ノズルの中心軸と近投ノズルの中心軸とのなす角度を１１０度から１６０度のいずれかに設定することで、防護範囲を全て覆うことが出来た。
【００１３】
【実施例】
この発明の実施例を図１から図６により説明する。
図６は上側に、本発明の一実施例としての水噴霧ヘッド３が設けられるトンネルＴｎの断面図、及び水噴霧ヘッド３からのトンネル断面に対する散水形状を、放水された消火用水Ｗの流線で示し、下側にトンネル路面１９への散水分布の右半分を示したものであり、左半分は右と対称となるので省略している。
【００１４】
図６において、トンネルＴｎの壁面１上部には、ケーブルラック２が突出して設けられ、その下部に遠投ノズル５と近投ノズル４とを有する水噴霧ヘッド３が、通常よりはかなり低い位置、すなわち防護範囲２０の上面２０ａに近接して設けられている。
【００１５】
図１において、この水噴霧ヘッド３は、図示しない給水管に接続された本体６と、この本体６に螺着された近投ノズル４及び遠投ノズル５とを備えている。この両ノズル４，５の中心軸４ｃと中心軸５ｃは鉛直線Ｖに対して互いに異なった角度α、βで傾斜している。この傾斜角度は必要に応じて適宜選択されるが、たとえば、角度αは２０度、角度βは１６０度が採用される。すなわち、両ノズル４，５の中心軸４ｃと中心軸５ｃのなす角度は１４０度である。
【００１６】
近投ノズル４には、スパイラル７が内蔵され、その先端には防塵キャップ８が装着されている。この防塵キャップ８は放水圧により吹き飛ばされる。
【００１７】
遠投ノズル５の先端部には、デフレクタ１０が設けられている。デフレクタ１０の支持アーム１１は、押えナット１２によりノズル５に固定され、デフレクタ１０は、ノズル開口５ａの正面に間隔をおいて対向し、この中心軸５ｃに対して傾斜して設けられている。１０ａは、デフレクタ１０のノズル開口５ａ側の面であり、この開口５ａからの噴流が当たる水流面である。Ｚは、この水流面１０ａ上にあり、かつ中心軸５ｃと同一平面上にある主軸である。中心軸５ｃと水流面１０ａの主軸Ｚのなす角度は適宜選択されるが、例えば３０度が採用される。すなわち設置状態の主軸Ｚの仰角は水平に対し１０度ということになる。
【００１８】
図２において、デフレクタ１０は、Ｖ字状反射板１５と、このＶ字状反射板１５の両側縁１５ａにそれぞれ連続する傾斜抑え板１６と、を備えている。
このデフレクタ１０の平面図を示す図５のＹ-Ｙ線断面、すなわち、デフレクタ１０の放射方向Ａ１０に対して垂直なノズル方向への断面における水流面１０ａは、図４に示すようにＷ字形に形成されている。
図３は、図５のＸ-Ｘ線断面を示す。
【００１９】
Ｖ字状反射板１５は、基端１５ｂから先端１５ｃに向かって幅が広くなっており、又、その中心角θは、散水分布先端揃え角、すなわち、図６における散水分布１８の先端１８ａがほぼ一直線状に揃い、その一部が飛び出ない様に散水できる角度に形成されている。
この揃え角θは、ノズル５からの噴出圧力等を考慮して適宜選択されるが、例えば、揃え角θとして１３５度が採用される。
【００２０】
傾斜抑え板１６は、基端１６ｂから先端１６ｃに向かって幅が狭くなっており、又、このＶ字状反射板１５に対し、傾斜角γ傾いている。この傾斜角γは、散水分布の幅方向の広がりを考慮して適宜選択されるが、例えば、傾斜角γとして１３０度が採用される。
なお、１４は防塵キャップであるが、このキャップ１４は放水圧により吹き飛ばされる。
【００２１】
ところで、中心軸に対するデフレクタの傾斜角度や形状、放水仰角と放水圧力、及びトンネルの対面壁までの距離やトンネル断面形状によっては、遠投ノズルからの放水流がその対面壁へまともに衝突して防護範囲に通過散水しない場合がある。その場合はその衝突水は無効水となってしまう。
【００２２】
そこで、遠投ノズルの放水仰角を３２度以上にすると、射程が短くなり、放水流が山なりに高くなるので、このことを利用し、条件を選ぶことにより上記のようなトンネル対面壁への衝突水を少なくし、しかも防護範囲を全て散水することができる。放水仰角または遠投ノズルのデフレクタの水流面の主軸を１０度から３２度のいずれかを適宜選ぶことで、このことが可能となる。
【００２３】
次に、本実施例の作動について説明する。
火災発生時に、消火用水Ｗを本体６に圧送すると、消火用水Ｗは近投ノズル４と遠投ノズル５とから同時に放水され、図６に示すように、路面１９上に散水される。
そのため、トンネルＴｎ内の路面１９には、所定形状の散水分布領域、例えば横９ｍ縦５ｍの方形状の散水分布１８が形成され、高さ４．５ｍの立体的な防護範囲２０は噴霧状の消火用水に完全に覆われる。
【００２４】
この時、近投ノズル４から放出される消火用水Ｗは、この水噴霧ヘッド３に近い側に散水し、前記方形状の散水分布１８の水噴霧ヘッド３側の約２／３にわたり散水される。
なお、防塵キャップ８，１４は、ノズル４，５から噴出される消火用水Ｗにより吹き飛ばされる。
【００２５】
遠投ノズル５から放出される消火用水Ｗは、開口５ａから棒状となって噴出されデフレクタ１０の水流面１０ａに衝突し、そのまま水流面１０ａの傾斜の方向に沿って方向を曲げられ、且つ板状になって防護範囲２０の上方に放水され、前記方形状の散水分布１８の遠方側の約１／３にわたり散布される。
【００２６】
この時、デフレクタ１０の水流面１０ａの主軸Ｚの仰角が１０度であるので、少なくとも仰角１０度にて放水され、直方体状の防護範囲２０の遠方の上辺、すなわち水噴霧ヘッド３に対向する上辺２０ｂに届く散水が可能となった。
【００２７】
また、水流面１０ａは多面体であり、開口５ａからの棒状の噴流を、揃え角１３５度（左右２２．５度ずつ上方に傾斜）を持つＶ字状の２面で分けるものであるが、主軸Ｚが１０度の仰角を有することにより、この２面は左右の斜め前方に更に大きな仰角を有する面（実際には、前方に対し左右に約６７度振った方向で、水平に対し約２４．５度の仰角を持つ面）となり、消火用水Ｗをガイドするので、最も遠い上辺２０ｂの左右端にも届く放水が可能になった。
【００２８】
詳述すると、遠投ノズル５の開口５ａからの棒状噴流が最初に衝突する第一の水流面の、衝突点に立てた法線と、噴流軸つまり中心軸５ｃと、が形成する水流方向平面が想定され、この水流方向平面と第一の水流面との交線が、噴流が第一の水流面上を進む主な通り道となる。
【００２９】
実際には、水流面１０ａに衝突した消火用水Ｗ噴流は、図２のＷ１で示すように周囲に広がり分散していくが、その中での強い流れが上記交線上に進む流れであり、本実施例の場合、その交線の方位は前方に対し左右にそれぞれ三十数度振った方向で、仰角は２０度程度となる。
【００３０】
さて、遠投ノズル５が多面体のデフレクタ１０を有するノズルの場合、放水仰角は、デフレクタ１０の主軸Ｚ方向（正面方向の仰角）、デフレクタ１０の水流面１０ａの面の方向と遠投ノズル５の開口５ａからの噴流方向（中心軸５ｃ方向）とにより決まる仰角（正面から左右に外れた方向の仰角）、である。
【００３１】
しかし、実際には、デフレクタ１０の大きさが遠投ノズル５の開口５ａの大きさに近い場合や小さい場合、放水仰角はデフレクタ１０によりガイドされる方向より若干噴流方向に押されて大きくなることが発明者は経験上知った。本実施例の場合は５度から１０度程度大きく現れるため、本実施例における仰角１０度の主軸Ｚ方向の実際の放水仰角は１５度〜２０度程度である。
【００３２】
以上のように、放水仰角が１０度から３２度までの間のいずれかであるノズルが防護範囲全てを確実に覆うことができる。
【００３３】
ところで、ケーブルラック２の突出物がある場合は、ケーブルラック２よりも低い位置に、且つ、防護範囲２０よりも高い位置に水噴霧ヘッド３を設置する必要があるが、更にケーブルラック２よりもトンネルＴｎ内側方向に突出させる必要がある。これは、水噴霧ヘッド３の上部にケーブルラック２があると、遠投ノズル５が上方に放水しようとするとケーブルラック２が散水障害になるからである。
【００３４】
このように水噴霧ヘッド３をケーブルラック２よりもトンネルＴｎ内側方向に突出させると、水噴霧ヘッド３設置部の下方の防護範囲２０で特に上辺２０ｃが散水しにくくなるため、近投ノズル４は俯角を従来と同じか、それよりも大きくとる必要がある。この実施例では、近投ノズル４の俯角を前方水平より７０度に設定する。
【００３５】
一方、遠投ノズル５においては、遠方の防護範囲２０の対辺２０ｂに消火用水Ｗが散水されるよう、デフレクタ１０の水流面１０ａの主軸Ｚの仰角を例えば１０度にする。それは、近投ノズル４の中心軸４ｃと遠投ノズル５の中心軸５ｃとのなす角度を、例えば１４０度と広く設定することにより可能となる。このように、近投ノズル４の中心軸４ｃと遠投ノズル５の中心軸５ｃとのなす角度を、広く設定することにより、防護範囲２０の両上辺２０ｂ、２０ｃに散水でき、防護範囲２０全体を散水カバーできる。
【００３６】
本発明は、上記の例だけでなく、ノズルはデフレクタが無いノズル、例えば棒状ノズルや扇状に散布するノズルにも適応できる。
また、本体に遠投ノズルと近投ノズルの二つだけを有する水噴霧ヘッドに限らず、水噴霧ヘッドの本体に他のノズルが設けられていても構わず、逆に放水するノズルが１つだけの水噴霧ヘッドでもよい。
【００３７】
【発明の効果】
この発明は、以下のような効果がある。本体に放射角度が異なる近投ノズルと遠投ノズルとを設け、該遠投ノズルの開口の正面に、該遠投ノズルに支持アームによって基端側が固定されたデフレクタを配設した水噴霧ヘッドにおいて、前記デフレクタは、消火用水を衝突させて分散させるＶ字状の反射面を有するＶ字状反射板を有し、前記デフレクタの水流面の主軸の仰角が１０度から３２度までの間のいずれかになるよう前記本体が設置され、さらに、前記近投ノズルの中心軸と前記遠投ノズルの中心軸とのなす角度を１１０度から１６０度までの間のいずれかに設定したので、水噴霧ヘッドに対向する防護範囲の対辺を越えて散水可能となり、また最も遠い対辺の左右端にも届く放水が可能になったため、直方体状の防護範囲全てを確実に覆うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図２】同要部拡大正面図である。
【図３】図５のＸ-Ｘ線断面図である。
【図４】図５のＹ-Ｙ線断面図である。
【図５】図２の平面図である。
【図６】水噴霧ヘッドをトンネル内に取り付けた状態を示すトンネルの断面図であり、かつ、水噴霧ヘッドから散水形状及び路面への散水分布を示す図である。
【符号の説明】
３：水噴霧ヘッド、４：近投ノズル、４ｃ：中心軸、５：遠投ノズル、
５ａ：ノズル開口、５ｃ：開口軸、６：本体、１０：デフレクタ、
１０ａ：水流面、１５：Ｖ字状反射板、１８：散水分布、１８ａ：先端、
１９：トンネル路面、２０：防護範囲、２０ｂ、２０ｃ：上辺、
Ｔｎ：トンネル、Ｗ：消火用水、Ｚ：主軸、θ：揃え角
【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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