特許ウォッチ

公開番号2024007728
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-19
出願番号2022108999
出願日2022-07-06
発明の名称放射ノズル
出願人株式会社モリタホールディングス
代理人個人,個人
主分類B05B 1/12 20060101AFI20240112BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】直線的に放射する棒状放射と拡散的に放射する拡散放射を切り替えて放射できる放射ノズルを提供すること。
【解決手段】放射ノズル1は、外筒10と、放射部20と、軸方向に往復動可能な筒状の内筒30と、内筒ガイド機構40と、内筒ガイド機構40を操作するための操作部50とを備え、放射部20は、流体を第一の放射形態で放射する第一放射口と、流体を第二の放射形態で放射する第二放射口とを有し、第一の放射形態と第二の放射形態の一方は棒状放射、もう一方は拡散放射であり、内筒30の内側は第一流路α、外筒10と内筒30との間は第二流路βとなっており、内筒30を所定の前方位置まで前進させると、第一流路開放状態となり流体が第一流路αを通って第一放射口から放射され、内筒30を所定の後方位置まで後退させると、第二流路開放状態となり流体が第二流路βを通って第二放射口から放射される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
後端の開口から流体が流入する筒状の外筒と、
前記外筒の前端側に設けられ前記流体を放射する放射部と、
前記外筒に収容され軸方向に往復動可能な筒状の内筒と、
前記内筒を軸方向に往復動させる内筒ガイド機構と、
前記内筒ガイド機構を操作するための操作部とを備え、
前記放射部は、前記流体を第一の放射形態で放射する第一放射口と、前記流体を第二の放射形態で放射する第二放射口とを有し、
前記第一の放射形態と前記第二の放射形態のうち一方は前記流体を直線的に放射する棒状放射、もう一方は前記流体を拡散的に放射する拡散放射であり、
前記内筒の内側は前記第一放射口に連通した第一流路、前記外筒と前記内筒との間は前記第二放射口に連通した第二流路となっており、
前記操作部による操作により前記内筒を所定の前方位置まで前進させると、前記第一流路が開放されて前記第二流路が閉鎖された第一流路開放状態となり、前記流体が前記第一流路を通って前記第一放射口から放射され、
前記操作部による操作により前記内筒を所定の後方位置まで後退させると、前記第一流路が閉鎖されて前記第二流路が開放された第二流路開放状態となり、前記流体が前記第二流路を通って前記第二放射口から放射されることを特徴とする放射ノズル。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記内筒よりも後方に位置を固定として設けられた固定弁体と、
前記内筒の中間部の外側にある前記外筒の内面に位置を固定として設けられた固定弁座と、
前記内筒の後端部に設けられ前記内筒の往復動に伴い前記外筒の内側における位置が変わる可動弁座と、
前記内筒の外周に設けられ前記内筒の往復動に伴い前記外筒の内側における位置が変わる可動弁体とを備え、
前記操作部による操作により前記内筒を前記前方位置まで前進させると、前記可動弁座が前記固定弁体から離れると共に、前記可動弁体が前記固定弁座に着座することで前記第一流路開放状態となり、
前記操作部による操作により前記内筒を前記後方位置まで後退させると、前記可動弁座に前記固定弁体が着座すると共に、前記可動弁体が前記固定弁座から離れることで前記第二流路開放状態となることを特徴とする請求項１に記載の放射ノズル。
【請求項３】
前記第一の放射形態は前記棒状放射であり、前記第二の放射形態は前記拡散放射であることを特徴とする請求項１に記載の放射ノズル。
【請求項４】
前記放射部は、所定の厚みをもつ前面を備えた蓋体を有し、
前記第一放射口は、前記内筒の前端側の開口であり、
前記第二放射口は、前記内筒が中央に貫入された前記蓋体の前記前面の外縁に設けられ各々が前記第二流路に連通した複数の小孔であり、
前記小孔のそれぞれの射線は、軸方向に対して斜めに向けられていることを特徴とする請求項３に記載の放射ノズル。
【請求項５】
前記小孔のそれぞれの前記射線は、前記第二放射口から拡散放射された前記流体の断面が四角形状となるように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の放射ノズル。
【請求項６】
前記流体の断面が長方形状であり、前記蓋体は軸回りに９０度回転可能であることを特徴とする請求項５に記載の放射ノズル。
【請求項７】
前記操作部は、中心軸に対して周方向に斜めの溝が形成され前記外筒の外周に嵌着されている駆動リングであり、
前記内筒ガイド機構は、前記内筒の外周に嵌着されているガイド体と、前記外筒から前記ガイド体にかけて貫通した孔に通されると共に一端が前記ガイド体に固定され他端が前記駆動リングの前記溝に係合しているピンとを有し、
前記駆動リングを回転させると前記ピンが前記溝に沿って前方又は後方に移動し、それに伴い前記内筒が前記前方位置側又は前記後方位置側へ移動することを特徴とする請求項１に記載の放射ノズル。
【請求項８】
前記駆動リングにおいて、斜めに形成された前記溝の端部は中心軸に対して周方向に真っ直ぐ形成されていることを特徴とする請求項７に記載の放射ノズル。
【請求項９】
前記操作部は、一端に把手を備えた操作レバーであり、
前記内筒ガイド機構は、前記内筒の外周に嵌着されているガイド体を有し、
前記外筒には長手方向を軸方向としたスリットが設けられ、前記ガイド体には前記スリットに対応した有底の長溝が設けられ、
前記操作レバーの他端は前記ガイド体の前記長溝に挿入され、前記操作レバーの把手は前記外筒の前記スリットよりも外方に位置し、
前記操作レバーを前方又は後方へ移動させると、それに伴い前記内筒が前記前方位置側又は前記後方位置側へ移動することを特徴とする請求項１に記載の放射ノズル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、必要に応じて容易に放射形態を切り替えて消火剤等の流体を放射することができる放射ノズルに関する。
続きを表示（約 5,200 文字）【背景技術】
【０００２】
建物火災、特に耐火建物火災において、救助及び消火活動を妨げる最大の要因は、火災区画内の濃煙と熱気である。濃煙と熱気は、消防（救助）隊員の火災区画への進入を阻止して要救助者や火点の捜索を妨げ、救助及び消火活動の大きな障害となるばかりでなく、消防隊員等の安全を脅かすことにもなる。
このため、火災区画内の濃煙と熱気を除去し、危険要素の少ない環境で救助及び消火活動に従事できるように、強制排煙装置が利用されている。二方向開放の火災区画において、強制排煙装置を使用して進入口から送風すれば、火災区画の温度を低下させ、煙を排除して視界を確保できるため、効率的な消火活動につながる。
しかしながら、救助及び消火活動に用いられる既存の可搬式強制排煙装置は、体積が大きく、重量も数十キロあるため、運搬が大変である。しかも、火災発生時にはエレベーターが使えず階段を使用せざるを得ないため、特に火災区画が高層階になればなるほど消防隊員等にとって大きな負担となる。
【０００３】
また、救助及び消火活動に用いられる既存の可搬式強制排煙装置は、駆動動力として、エンジン式と水力駆動式があるが、いずれもプロペラ（送風羽根）の回転により風を発生させる送風方式であり、発生した気流の断面形状は、プロペラの形状と同じく円形となる。一方、一般的な住宅やオフィスの入口等の開口（給気口）は、大抵縦横比２：１の長方形状である。
ここで、図６は強制排煙装置を給気口の近くに設置し全風量を火災区画に送り込むケースを示す図である。図６に示すように、強制排煙装置を給気口６の近くにセットすると、発生させた風の殆どすべてを火災区画５内に送ることはできるが、気流は給気口６の一部しか覆うことができない。そのため、気流で覆われない給気口６の他の部分には風圧がかからず、煙は排気口７から排出されはするものの、一部は給気口６の風圧がかかっていない部分から逆流するおそれがある。
また、図７は強制排煙装置を給気口から離して設置し風圧（気流断面）を給気口全体にかけるケースを示す図、図８は図７の場合において火災区画に送り込める風量の割合を示す図である。図７に示すように、強制排煙装置を給気口６から離してセットすると、給気口６全体が気流により覆われるが、上述のように気流の断面形状は円形であるため、気流のうち周縁部分は給気口６から外れて火災区画５に入らず、送風効率が大きく低下してしまう。例えば、図８に示すように、幅Ｌ、高さ２Ｌである長方形状の給気口６全体を覆うように送風し、給気口６における気流の断面形状が半径Ｒの円形であるとした場合、気流の円（送風領域）面積＝π・ｒ
２
、Ｒ
２
＝（５／４）Ｌ
２
、給気口６の矩形面積＝２Ｌ
２
であることより、給気口６（矩形）と気流（円形）の面積比は、２Ｌ
２
／π（５／４）Ｌ
２
＝０．５１となり、送風効率が約５０％低下する。
【０００４】
特許文献１には、上記の問題点を鑑みて、複数の噴射ノズルで構成される噴射ノズル群を、噴射ノズル群から噴射される圧縮空気により形成される送風気流の断面形状が、火災区画の矩形状の開口部の形状に適合する矩形状になるようにノズル配置部材に配置した可搬式排煙装置が開示されている。
また、特許文献２には、流体が流れる流路管と、流路管を流れる流体を噴出する噴流口と、噴流口に配置する拡散部材とを備え、拡散部材は、流体の流れ方向を変更する流れ方向変更部を有し、拡散部材の回転によって、噴流口から噴出する流体を拡散させる流体導出装置が開示されており、図６には矩形状の第１開口部へ向けて空気と水の混相流を拡散放射する様子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５５８７２３４号公報
特許第６９５７００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
効率的に排煙するには、また煙や熱気の逆流を防止するには、特許文献１及び２のように、放射された流体が火災区画の開口（給気口）の全面を覆うことが望ましい。
しかしながら、特許文献１の可搬式排煙装置は、ガンタイプノズルに比べると重量及び形状が大きいため、特に火災区画が高層階の場合は持ち運ぶ消防隊員の負荷が高まる。また、消防自動車における搭載スペースもある程度必要になる。
また、特許文献２の流体導出装置は、拡散部材の回転によって流体を拡散させつつ噴射するものであり、噴出した流体を所定範囲に拡げやすいが、流体を拡散させると空気の抵抗を受けやすくなるため、流速の低下を防ぐ工夫が必要となる。また、特定距離での放射面積が確保できる一方で、流体の放射射程は直噴ノズルよりも短くなるため、空気と水の混相流を使用する場合であっても、火点が遠方にある場合は消火効果が限定されることから、排煙後に消火作業を行うにあたっては、直噴ノズルなど他の消火ノズルに交換する必要がある。
そこで、本発明は、直線的に放射する棒状放射と拡散的に放射する拡散放射を切り替えて放射できる放射ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明の放射ノズル１は、後端の開口から流体が流入する筒状の外筒１０と、外筒１０の前端側に設けられ流体を放射する放射部２０と、外筒１０に収容され軸方向に往復動可能な筒状の内筒３０と、内筒３０を軸方向に往復動させる内筒ガイド機構４０と、内筒ガイド機構４０を操作するための操作部５０とを備え、放射部２０は、流体を第一の放射形態で放射する第一放射口と、流体を第二の放射形態で放射する第二放射口とを有し、第一の放射形態と第二の放射形態のうち一方は流体を直線的に放射する棒状放射、もう一方は流体を拡散的に放射する拡散放射であり、内筒３０の内側は第一放射口に連通した第一流路α、外筒１０と内筒３０との間は第二放射口に連通した第二流路βとなっており、操作部５０による操作により内筒３０を所定の前方位置まで前進させると、第一流路αが開放されて第二流路βが閉鎖された第一流路開放状態となり、流体が第一流路αを通って第一放射口から放射され、操作部５０による操作により内筒３０を所定の後方位置まで後退させると、第一流路αが閉鎖されて第二流路βが開放された第二流路開放状態となり、流体が第二流路βを通って第二放射口から放射されることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の放射ノズル１において、内筒３０よりも後方に位置を固定として設けられた固定弁体６０と、内筒３０の中間部の外側にある外筒１０の内面に位置を固定として設けられた固定弁座７０と、内筒３０の後端部に設けられ内筒３０の往復動に伴い外筒１０の内側における位置が変わる可動弁座８０と、内筒３０の外周に設けられ内筒３０の往復動に伴い外筒１０の内側における位置が変わる可動弁体９０とを備え、操作部５０による操作により内筒３０を前方位置まで前進させると、可動弁座８０が固定弁体６０から離れると共に、可動弁体９０が固定弁座７０に着座することで第一流路開放状態となり、操作部５０による操作により内筒３０を後方位置まで後退させると、可動弁座８０に固定弁体６０が着座すると共に、可動弁体９０が固定弁座７０から離れることで第二流路開放状態となることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の放射ノズル１において、第一の放射形態は棒状放射であり、第二の放射形態は拡散放射であることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の放射ノズル１において、放射部２０は、所定の厚みをもつ前面を備えた蓋体２１を有し、第一放射口は、内筒３０の前端側の開口であり、第二放射口は、内筒３０が中央に貫入された蓋体２１の前面の外縁に設けられ各々が第二流路βに連通した複数の小孔２１Ｂであり、小孔２１Ｂのそれぞれの射線は、軸方向に対して斜めに向けられていることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の放射ノズル１において、小孔２１Ｂのそれぞれの射線は、第二放射口から拡散放射された流体の断面が四角形状となるように設定されていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の放射ノズル１において、流体の断面が長方形状であり、蓋体２１は軸回りに９０度回転可能であることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の放射ノズル１において、操作部５０は、中心軸に対して周方向に斜めの溝５１が形成され外筒１０の外周に嵌着されている駆動リングであり、内筒ガイド機構４０は、内筒３０の外周に嵌着されているガイド体４１と、外筒１０からガイド体４１にかけて貫通した孔に通されると共に一端がガイド体４１に固定され他端が駆動リング５０の溝５１に係合しているピン４２とを有し、駆動リング５０を回転させるとピン４２が溝５１に沿って前方又は後方に移動し、それに伴い内筒３０が前方位置側又は後方位置側へ移動することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の放射ノズル１において、駆動リング５０において、斜めに形成された溝５１の端部は中心軸に対して周方向に真っ直ぐ形成されていることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１に記載の放射ノズル１において、操作部５０は、一端に把手を備えた操作レバーであり、内筒ガイド機構４０は、内筒３０の外周に嵌着されているガイド体４１を有し、外筒１０には長手方向を軸方向としたスリットが設けられ、ガイド体４１にはスリットに対応した有底の長溝が設けられ、操作レバーの他端はガイド体４１の長溝に挿入され、操作レバーの把手は外筒１０のスリットよりも外方に位置し、操作レバーを前方又は後方へ移動させると、それに伴い内筒３０が前方位置側又は後方位置側へ移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直線的に放射する棒状放射と拡散的に放射する拡散放射を切り替えて放射できる放射ノズルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施例による放射ノズル（消火モード）を示す図
同放射ノズル（排煙モード）を示す図
同放射ノズルの写真
同駆動リングの外観図
同放射ノズルを用いた排煙作業のイメージ図
従来の強制排煙装置を給気口の近くに設置し全風量を火災区画に送り込むケースを示す図
従来の強制排煙装置を給気口から離して設置し風圧を給気口全体にかけるケースを示す図
図７のケースにおいて火災区画に送り込める風量の割合を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第１の実施の形態による放射ノズルは、後端の開口から流体が流入する筒状の外筒と、外筒の前端側に設けられ流体を放射する放射部と、外筒に収容され軸方向に往復動可能な筒状の内筒と、内筒を軸方向に往復動させる内筒ガイド機構と、内筒ガイド機構を操作するための操作部とを備え、放射部は、流体を第一の放射形態で放射する第一放射口と、流体を第二の放射形態で放射する第二放射口とを有し、第一の放射形態と第二の放射形態のうち一方は流体を直線的に放射する棒状放射、もう一方は流体を拡散的に放射する拡散放射であり、内筒の内側は第一放射口に連通した第一流路、外筒と内筒との間は第二放射口に連通した第二流路となっており、操作部による操作により内筒を所定の前方位置まで前進させると、第一流路が開放されて第二流路が閉鎖された第一流路開放状態となり、流体が第一流路を通って第一放射口から放射され、操作部による操作により内筒を所定の後方位置まで後退させると、第一流路が閉鎖されて第二流路が開放された第二流路開放状態となり、流体が第二流路を通って第二放射口から放射されるものである。
本実施の形態によれば、一つの放射ノズルで拡散放射と棒状放射を切り替えて行うことができるため、排煙作業や消火作業等、異なる放射形態が求められる作業を効率的に行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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