(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水配管に接続するための給水口を頂部に持つほぼ中空円筒形の本体と、
この本体の底部に下向きに設けられ、受持防火区画のうち近距離領域に散水するための近距離散水範囲Ａを持つ近投ヘッドと、
この近投ヘッドよりも上方の位置で上記本体に互い違いに配置されるように設けられ、受持防火区画のうち上記近距離散水範囲よりも遠い遠距離領域に少なくとも部分的に散水するための遠距離散水範囲Ｂを持つ複数の遠投ヘッドとを備え、
消火時に所定の防火区画を、近距離散水範囲Ａと複数の遠距離散水範囲Ｂとの組み合わせによって覆うようにした水噴霧ヘッドであって、
上記近投ヘッドは、下向きのノズルに対して平板状のデフレクタを備え、該デフレクタの一部が僅かに上方に折り曲げられた折り曲げ部を持っており、
該デフレクタにより消火水を上方に角度を持って放出して、上記複数の遠投ヘッドの散水パターンが上記デフレクタによる散水に引き寄せられる度合いを小さくした水噴霧へッド。
【請求項２】
上記遠投ヘッドの少なくとも一部が扇形ノズルである請求項１記載の水噴霧ヘッド。
【請求項３】
上記遠投ヘッドのうち、防火区画の隅部分に散水する遠投ヘッドが棒状放水の単口ノズルである請求項１または２記載の水噴霧ヘッド。
【請求項４】
上記遠投ヘッドのうち、防火区画の隅部分に散水する遠投ヘッドが上向き角度をもって傾斜してなる請求項１から３のいずれか記載の水噴霧ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水噴霧ヘッドに関し、特に主としてトンネル等の空間内の散水システムに用いるのに適した水噴霧ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル防災システムは、トンネルの長手方向を例えば５０ｍの所定の距離毎に区切って防火区画を設定し、火災発生時に特定の防火区画内の所定領域に対する散水を行うものである。図１６にはこのようにトンネル内に散水するための従来の散水システムを概略的に示してあり、この散水システムは貯水槽１の消火水を送水するポンプ２等の加圧水供給源と、この加圧水供給源に接続されてトンネル３内にまで延びてトンネル３内に加圧水を供給する主配管４と、トンネル３内でこの主配管４に接続された複数の分岐配管５とを備えている。
【０００３】
主配管４は、トンネル３内では路床側部に設けられた監査路６内に埋設されてトンネル３に沿って、全体として例えば５区画（図１６には２つの区画Ｓ１およびＳ２だけ示してある）の複数の受持防火区画に亘って延びている。
【０００４】
分岐配管５は、各受持の防火区画内にそれぞれ必要な数だけ設けられて監査路６内に設けられた主配管４からトンネル３の側壁に沿って立上がってトンネル３の天井近くにまで延びており、これら分岐配管５のそれぞれの先端部分には、トンネル３内の所定領域内に加圧水を散水するための水噴霧ヘッド７が接続されている。従来の水噴霧ヘッド７の散水範囲は、一つの区画が５０ｍに対して約５ｍであり、従って、図１６に於ける区画Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ１０個の水噴霧ヘッド７が並設されることになる。
【０００５】
分岐配管５の根本部分即ち低い位置には、仕切弁８と、仕切弁８の下流側に設けられた自動弁９とが設けられている。自動弁９は、火災あるいは放水試験開始時等の必要時に開いて散水のために水噴霧ヘッド７に加圧水を供給したり、鎮火あるいは試験終了時等の平常時に閉じて水噴霧ヘッド７への加圧水の供給を停止させるものである。
【０００６】
このような散水システムに用いる従来の水噴霧ヘッド７は、図１７および図１８に示す如く、給水配管１０に接続するための給水口１１を持つヘッド本体１２と、ヘッド本体１２の近投放水口１３に接続された近投用の近投ヘッド１４と、ヘッド本体１２の遠投放水口１５に接続された遠投用の遠投ヘッド１６とを備えている。この明細書で、「近投」とは水噴霧ヘッドに対して真下の部分を含む比較的近い距離の領域内に散水することを言い、また「遠投」とは近投ヘッド１４ではカバーできない比較的遠い距離の領域内に散水することを言う。
【０００７】
近投ヘッド１４はその軸線が下方に向けられて消火水を漏斗状に散水する拡散ノズル１７であり、遠投ヘッド１６は消火水を棒状に放出するノズル１８と、棒状に放出された消火水を衝突させて飛散方向を変えるデフレクタ１９とを組み合わせたものである。図１９にはこのような近投ヘッド１４および遠投ヘッド１６を持つ水噴霧ヘッド７による散水分布を示し、トンネル３内の受持防火区画Ｓ（例えば、トンネルの長さ方向約５ｍ幅）に対する近投ヘッド１４による散水範囲Ａが受持防火区画Ｓの主として中央部を覆っているのに対して、遠投ヘッド１６による散水範囲Ｂは受持防火区画Ｓの周辺部をカバーし、現実には散水範囲Ａ、Ｂは合わさって丸みのある矩形形状に散水される。なお、近投ヘッド１４および遠投ヘッド１６のいずれにも、放水時には放水の圧力によりヘッドから外れる防塵カバーが被せられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような水噴霧ヘッド７は、矩形の受持防火区画Ｓを平面形がほぼ円形の散水範囲Ａと平面形がほぼ楕円形の散水範囲Ｂによってカバーしている。従って、矩形の受持防火区画Ｓを完全にカバーするために、受持防火区画Ｓの範囲外の区画外領域Ｃもかなり広い範囲に亘って覆ってしまうことになり、この区画外領域Ｃに散布される消火水は無駄になることが多い。また、区画外領域Ｃを小さくしようとすると受持防火区画Ｓ内に散水が不十分な領域が発生してしまう。
【０００９】
従って、この発明の課題は上述のような従来の水噴霧ヘッドの課題を解決することであり、また所定の防火区画内に必要かつ充分な量および分布の散水を行い得る水噴霧ヘッドを得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、この発明の水噴霧ヘッドは、本体と、この本体に下向きに設けられ、受持防火区画のうち近距離領域に散水するための近距離散水範囲Ａを持つ近投ヘッドと、この近投ヘッドよりも上方の位置で本体に設けられ、受持防火区画のうち近距離散水範囲よりも遠い遠距離領域に少なくとも部分的に散水するための遠距離散水範囲Ｂを持つ複数の遠投ヘッドとを備え、消火時に所定の防火区画を、近距離散水範囲Ａと複数の遠距離散水範囲Ｂとの組み合わせによって覆うようにした水噴霧ヘッドである。
【００１１】
また、遠投ヘッドの少なくとも一部を扇形ノズルとすることもできる。
【００１２】
また、遠投ヘッドを本体に互い違いに配置することもできる。
【００１３】
また、遠投ヘッドのうち、防火区画の隅部分に散水する遠投ヘッドを棒状放水の単口ノズルとすることもできる。
【００１４】
また、遠投ヘッドのうち、防火区画の隅部分に散水する遠投ヘッドを上向き角度をもって傾斜させることもできる。
【００１５】
また、近投ヘッドは、下向きのノズルにデフレクタを備えるものとでき、該デフレクタの一部が僅かに上方に折り曲げられた折り曲げ部を持っているものとできる。
また、本体に給水配管を接続するための給水口を本体の上部に設け、各ヘッドの放水圧力をほぼ均等にすることもできる。
【００１６】
更に、本体と、この本体に設けられ、受持防火区画の各部に散水するためのそれぞれの散水範囲を持つ複数のノズルとを備え、消火時に所定の防火区画を、複数の散水範囲の組み合わせによって覆うようにした水噴霧ヘッドに於いて、各ノズルを本体に角度可変に取り付ける自在継手を設けることもできる。
【００１７】
更に、本体と、この本体に設けられ、受持防火区画の各部に散水するためのそれぞれの散水範囲を持つ複数のノズルとを備え、消火時に所定の防火区画を、複数の散水範囲の組み合わせによって覆うようにした水噴霧ヘッドに於いて、各ノズルの少なくとも一部を組み合わせて覆う防塵カバーを設けることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１および図２には本発明の一実施形態の水噴霧ヘッド２０を示し、図３にはこの水噴霧ヘッド２０により散水すべき受持防火区画Ｓに対する散水範囲ＡおよびＢを示す図である。なお、この受持防火区画はトンネルの長さ方向に約１２．５ｍ幅とされている。これらの図に於いて、水噴霧ヘッド２０は、給水配管１０に接続するためのフランジ付きの給水口２１を頂部に持つほぼ中空円筒形のヘッド本体２２を備えている。ヘッド本体２２の底部に設けられた近投放水口２３には、受持防火区画Ｓのうち近距離領域に散水するための近距離散水範囲Ａを持つ近投ヘッド２４が接続されている。また、近投ヘッド２４よりも上方の位置でヘッド本体２２の遠投放水口２５には、受持防火区画Ｓのうち近距離散水範囲よりも遠い遠距離領域に少なくとも部分的に散水するための遠距離散水範囲Ｂ１−Ｂ４を持つ複数の遠投ヘッド２６−２９が接続されている。このように、ヘッド本体２２に給水配管１０を接続するための給水口２１がヘッド本体２２の上部に設けられて、各ヘッド２４および２６−２９がほぼ集約された位置に配置されているので、それらの放水圧力はほぼ均等になる。なお、給水口２１がヘッド本体２２の上部にあるので、トンネルない天井面辺りの配管が行いやすく、縦方向の流水が近投ヘッド２４に到達するので近距離散水範囲Ａが歪むことはない。
【００１９】
近投ヘッド２４は、その軸線が真下に向けられて消火水を放出するノズル３０と、ノズル３０から放出された消火水を衝突させて飛散方向をほぼ直角に変えるデフレクタ３１とを組み合わせたものである。デフレクタ３１は図４に示す如き放射状スリットの入った矩形の平板状３２のものでも良いが、図５に示す如き放射状スリットを持つ矩形平板の一部が僅かな角度を持って上方に折り曲げられた折り曲げ部３３を持つデフレクタ３１を用いるのが望ましい。なお、デフレクタ３１は、矩形平板状３２のものを用いることで、図３の散水範囲Ａは多少角張ることとなり、真円に放水するのに比べて無駄な領域を更に減少させることができる。
【００２０】
図４に示す平板状のデフレクタ３２を用いた場合には、図６に示す如き噴霧パターンとなり、遠投ヘッド２６−２９だけの場合の本来の散水パターン３４（破線）が、デフレクタ３２による噴霧パターン３５に引き寄せられて実線で示す散水パターン３６となり、遠投ヘッドの散水が遠くまで届かなくなってしまう。これは、遠投ヘッド２６−２９の散水がデフレクタ３２により散水の勢いに放水当初から引き寄せられるためである。
【００２１】
図５に示す折り曲げ部３３を持つデフレクタ３１を用いると、図７に示す如きパターンとなり、消火水がデフレクタ３２により噴霧パターン３７で示すように上方に角度を持って放出されるために、遠投ヘッド２６−２９だけの場合の本来の散水パターン３４（破線）は僅かしか吸い寄せの影響を受けずに散水パターン３８となり、遠投ヘッドの散水を充分遠くにまで届かせることができる。これは、遠投ヘッド２６−２９の散水がデフレクタ３２による散水に当初引かれず、その後離れるので、度合いが小さくなるからである。
【００２２】
遠投ヘッド２６−２９は、いずれも断面が扁平な開口を持っていて消火水を扁平に広げて散水させる扇形ノズルであり、遠投ヘッド２６および２７はヘッド本体２２のほぼ中央部に並べて設けられており、遠投ヘッド２８および２９は遠投ヘッド２６および２７に対してより高い位置で周方向に外側に設けられていて、遠投ヘッド２６−２９が千鳥にあるいは互い違いに配置されていると言うこともできる。
【００２３】
図３に示す如く、このような近投ヘッド２４および遠投ヘッド２６−２９を持つ水噴霧ヘッド２０による散水分布によれば、受持防火区画Ｓに対する近投ヘッド２４による散水範囲Ａが受持防火区画Ｓの主として水噴霧ヘッド２０から見て手前の領域を覆っているのに対して、遠投ヘッド２６、２７、２８および２９によりそれぞれ散水範囲Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４が得られ、受持防火区画Ｓの遠い部分の領域をカバーしている。このように、受持防火区画Ｓは近距離散水範囲Ａと複数の遠距離散水範囲Ｂ１−Ｂ４との組み合わせによって覆われる。
【００２４】
このような水噴霧ヘッド２０によれば、矩形の受持防火区画Ｓが平面形がほぼ円形の散水範囲Ａと平面形がほぼ楕円形の複数の散水範囲Ｂ１−Ｂ４とによってカバーされている。従って、矩形の受持防火区画Ｓが不必要に大きな無駄な領域内を持つことなく合理的に完全にカバーされているので、消火水の無駄が少なく、一様に充分に散水することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図８乃至図１０には本発明の別の実施形態として、例えば２５ｍの受持防火区画Ｓを単一のヘッドで完全にカバーするための水噴霧ヘッド４０を示す。水噴霧ヘッド４０は比較的大きなヘッド本体４１を持ち、ヘッド本体４１には頂部に給水口４２が形成され、底部にデフレクタ４３を持つ近投ヘッド４４が形成され、外周壁には多数の遠投ヘッドである扇形ヘッド４５−５５が設けられている。この水噴霧ヘッド４０によれば、２５ｍの受持防火区画Ｓの全域を１つの散水範囲および１１個の散水範囲（図示してない）によってカバーすることができる。この扇形ヘッド４５−５５は、詳細には示さないが、その放出口の形状によって距離および水量を調整でき、例えば正面のヘッド５０は、その両側のヘッド４９、５１よりも若干距離が短くなるよう施されている。また、受持防火区画Ｓの両角をねらうヘッド４８、５２は最も長い距離に放水し、横並びのヘッド４９、５０、５１等よりも少し上方に配置されている。
【００２６】
実施の形態３．
図１１乃至図１５には更に別の実施形態の水噴霧ヘッド６０を示す。この水噴霧ヘッド６０も２５ｍの受持防火区画を単一のヘッドで完全にカバーするためのものである。水噴霧ヘッド６０は、ほぼ中空円筒部６１に部分的に環状の膨出部６２および６３が形成された形状であるヘッド本体６４を備えている。ヘッド本体６４は頂部に給水口６５を持ち、底部に僅かな折り曲げ部９１を形成したデフレクタ６６を持つ近投ヘッド６７を持ち、外周壁には多数の遠投ヘッドである扇形ヘッド６８−８０が設けられている。下方の膨出部６３に設けられた扇形ヘッド６８−７３は６本あり、上方の膨出部６２に設けられた扇形ヘッド７４−７８も６本あるが、上段と下段の扇形ヘッドは互いに千鳥即ち互いに食い違った位置に設けられており、狭い空間内に比較的多数のヘッドを配置できるようにしてある。
【００２７】
二段に配置された扇形ヘッド６８−７８の上方には、ヘッド本体６４の円筒部６１に設けられた単口ヘッドの遠投ヘッド７９および８０が設けられている。これらの遠投ヘッド７９、８０、７９ａおよび８０ａは、それぞれ棒状に散水するので、特に遠くにまで放水することができる。
【００２８】
これらの遠投ヘッド６８−８０はいずれもヘッド本体６４に図１４に示す如き自在継手としてのボールジョイント８１により接続されている。ボールジョイント８１はヘッド本体６４に一体に形成された放出口８２の先端に形成されたシール座８３上にボール８４が乗せられ、このボール８４をキャップ８５により放出口８２に自由に回転できるように保持し、ボール８４にヘッドを貫通するようにして固着したものである。このようなボールジョイント８１によりヘッド、例えばヘッド６８を接続すれば、散水ヘッドの方向を自由に調整することができるので、散水範囲を製造時や現場で微調整することができる一方、散水ヘッドの角度が放水の圧力によって変わってしまうことがない。このボールジョイント８１は、他の実施形態にも適用できるのは勿論であるし、その他ヘッドを組み合わせるときに用いれば有用である。
【００２９】
このような水噴霧ヘッド６０による散水範囲は図１５に示すように、２５ｍの受持防火区画Ｓの全域を近投ヘッド６７による１つの散水範囲Ａと１３本の遠投ヘッド６８−８０による１３個の散水範囲Ｂ１−Ｂ１３によってカバーすることができる。
【００３０】
近投ヘッド６７および各遠投ヘッド６８−８０には使用してないときに排気ガス、エンジンオイル、タイヤ屑、砂、塵等の異物によって散水ヘッドの機能が損なわれないように、散水ヘッドを覆う防塵カバーを設けることもできる。このとき、散水ヘッドが多数であるので、個々のヘッドにカバーを付けるのではなく、幾つかのヘッドをまとめてグループを作り、各グループ単位で防塵カバーを付けると良い。個々のヘッドにそれぞれ防塵カバーを付けると、カバーに外れる順番が発生した場合に、流水による圧力の逃げもあって、最後の一個等が十分な圧力を受けずに残ってしまう場合があり、放水圧力によっても外れないカバーがあって散水分布に歪みが生ずることとなるが、複数個のヘッドに一つの防塵カバーを取り付ければ、カバーに十分な水圧をかけることができ、一度に外れるので、分布が歪むことがない。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の水噴霧ヘッドは、本体と、この本体に下向きに設けられ、受持防火区画のうち近距離領域に散水するための近距離散水範囲Ａを持つ近投ヘッドと、この近投ヘッドよりも上方の位置で本体に設けられ、受持防火区画のうち近距離散水範囲よりも遠い遠距離領域に少なくとも部分的に散水するための遠距離散水範囲Ｂを持つ複数の遠投ヘッドとを備え、消火時に所定の防火区画を、近距離散水範囲Ａと複数の遠距離散水範囲Ｂとの組み合わせによって覆うようにした水噴霧ヘッドである。従って、所定の防火区画内に必要かつ充分な量および分布の散水を行い得る水噴霧ヘッドが得られる。
【００３２】
また、遠投ヘッドの少なくとも一部が扇形ノズルであるので、散水分布が一様となる。
【００３３】
また、遠投ヘッドを本体に互い違いに配置してあるので、多数のヘッドを比較的小さなヘッド本体に設けることができる。
【００３４】
また、遠投ヘッドのうち、防火区画の隅部分に散水する遠投ヘッドを棒状放水の単口ノズルとするので、遠距離の散水範囲にまで充分な量の消火水を正確に供給することができる。
【００３５】
また、遠投ヘッドのうち、防火区画の隅部分に散水する遠投ヘッドを上向き角度をもって傾斜させてあるので、遠距離の散水範囲にまで充分な量の消火水を正確に供給することができる。
【００３６】
また、近投ヘッドは、下向きのノズルにデフレクタを備えるもので、デフレクタの一部が僅かに上方に折り曲げられているので、遠投ヘッドの散水パターンの吸い寄せを僅かにすることができる。
また、本体に給水配管を接続するための給水口を本体の上部に設け、各ヘッドの放水圧力をほぼ均等にしてあるので、散水パターンの調整が容易である。
【００３７】
更に、遠投ヘッドを本体に角度可変に取り付ける自在継手としてのボールジョイントを設けてあるので、散水ヘッドの方向を自由に変えることができ、散水範囲を現場で微調整することができる上に、散水ヘッドの角度が放水の圧力によって変わってしまうことがない。
【００３８】
更に、各近投ヘッドおよび遠投ヘッドの少なくとも一部を覆う防塵カバーを設けることもできるので、使用してないときに排気ガス、エンジンオイル、タイヤ屑、砂、塵等の異物によって散水ヘッドの機能が損なわれないように、散水ヘッドを覆うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の水噴霧ヘッドを示す側面図。
【図２】  本発明の水噴霧ヘッドを示す正面図。
【図３】  図１の水噴霧ヘッドによる散水分布を示す分布図。
【図４】  図１の水噴霧ヘッドに使用できるデフレクタの斜視図。
【図５】  図１の水噴霧ヘッドのデフレクタの斜視図。
【図６】  図４のデフレクタによる散水パターンを示すパターン図。
【図７】  図５のデフレクタによる散水パターンを示すパターン図。
【図８】  本発明の別の実施形態の水噴霧ヘッドを示す平面図。
【図９】  図８の水噴霧ヘッドを示す正面図。
【図１０】  図８の水噴霧ヘッドを示す側面図。
【図１１】  本発明の更に別の実施形態の水噴霧ヘッドを示す側面図。
【図１２】  図１１の線Ａ−Ａに沿った水噴霧ヘッドの断面図。
【図１３】  図１１の水噴霧ヘッドの平面図。
【図１４】  図１１の水噴霧ヘッドのボールジョイントを示す断面図。
【図１５】  図１１の水噴霧ヘッドによる散水パターンを示すパターン図。
【図１６】  本発明の水噴霧ヘッドを適用できる散水システムを示す概略図。
【図１７】  従来の水噴霧ヘッドの側断面図。
【図１８】  図１７の水噴霧ヘッドの正面図。
【図１９】  図１７の水噴霧ヘッドによる散水パターンを示すパターン図。
【符号の説明】
２０  本体、Ｓ  受持防火区画、Ａ  近距離散水範囲、２３  近投ヘッド、Ｂ遠距離散水範囲、２６−２９  遠投ヘッド、２６−２９  扇形ノズル、７９  単口ノズル、１０  給水配管、２１  給水口、８１  ボールジョイント。
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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