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【発明の名称】 水幕式防火システム用放水ヘッド
【発明者】 【氏名】佐藤 博臣
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建設株式会社内

【氏名】栗岡 均
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建設株式会社内

【氏名】辻 利秀
【住所又は居所】東京都品川区上大崎二丁目１０番４３号 ホーチキ株式会社内

【氏名】林 龍也
【住所又は居所】東京都品川区上大崎二丁目１０番４３号 ホーチキ株式会社内
【要約】 【課題】一定条件下でもより広範囲に放水が可能であり、その結果得られる防火性能も維持できる、水幕式防火システム用放水ヘッドを提供することを課題とする。

【解決手段】本発明にかかる水幕式防火システム用放水ヘッドは、対象領域の内部に防火用の水幕を形成する防火システムに配置される放水ヘッド２０であって、放水対象になる水の加圧方向に沿って連続的または断続的に配置された複数の放水孔２６を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 対象領域の内部に防火用の水幕を形成する水幕式防火システムに配置される放水ヘッドであって、放水対象になる水の加圧方向に沿って連続的または断続的に配置された複数の放水孔、を備えることを特徴とする水幕式防火システム用放水ヘッド。
【請求項２】 上記複数の放水孔の各々の近傍位置において、各放水孔から放水された水を上記加圧方向と異なる方向に拡散するための拡散手段、を備えることを特徴とする請求項１に記載の水幕式防火システム用放水ヘッド。
【請求項３】 上記拡散手段の外形寸法を、上記加圧方向の水源近傍位置から水源遠方位置に至るにつれて小さくしたこと、を特徴とする請求項２に記載の水幕式防火システム用放水ヘッド。
【請求項４】 上記加圧方向に沿って螺旋状に延出する螺旋プレートを備え、上記放水孔を上記螺旋プレートの軸方向に沿って連続的に設けると共に、上記拡散手段を上記螺旋プレートの螺旋面として形成したこと、を特徴とする請求項１および２、または、請求項３に記載の水幕式防火システム用放水ヘッド。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象領域の内部に防火用の水幕を形成する水幕式防火システムに関し、特に、この防火システムに配置されて放水を行う、水幕式防火システム用放水ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、防火の対象領域内に水幕（ウォータースクリーン）を形成する、水幕式の防火システムが提案されている（本件出願人による特願２００１−５１５２０号参照）。この防火システムは、対象領域の天井に設けた放水ヘッドと、この放水ヘッドに水を加圧供給する水供給機構と、対象領域内における火災発生を感知する火災感知機構とを備えて構成されていた。そして、対象領域内で火災が発生したことが火災感知機構によって感知されると、水供給機構によって放水ヘッドに水が供給され、この放水ヘッドから対象領域に対して水が粒子状態で放出されて略円錐状に拡散し、水幕が形成される。
【０００３】このような水幕式の防火システムによれば、水幕によって対象領域を隔絶して防火区画を形成する。そして、この防火区画に上記火災による炎や煙が侵入することを防止して延焼等を防ぐことができる。また、この防火システムによれば、水幕の内外を人が出入りすることができるので避難活動や救助活動をスムーズに行うことができると共に、防火区画の境界上に障害物が存在していても、この障害物の形状に応じて水幕が形成されるので隔絶性を維持することができる。
【０００４】このような水幕式防火システムにおいて、従来、放水を行う放水ヘッドは、単に一つの放水孔から放水を行うように構成されていた。図６には、従来の放水ヘッドの側面図および縦断面図を示す。この図６に示すように、従来の放水ヘッド１００は、放水ヘッド１００の一端に配置された流入口１０１と、放水ヘッド１００の内部に形成された流水路１０２と、放水ヘッド１００の他端に配置された一つの放水孔１０３とを備えて構成されていた。そして、図示しない水源から加圧供給された水が、流入口１０１から流水路１０２に流入し、さらに流水路１０２を通って放水孔１０３から放水されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対象領域を分断するだけの規模の水幕を形成するには、複数個の放水ヘッドにより水幕を連結させる必要があった。そのため、放水ヘッド１個あたりが実現する水幕の範囲によりその配置個数が決定されていた。一つの放水孔１０３から放水するように構成されていた従来の放水ヘッド１００を使った水幕式防火システムでは、放水ヘッド１００から放出された水をより広範囲に分布させるための拡散部等を別個に設けたり、放水ヘッド１００の数を増やして取り付けの間隔を狭めて隙間が生じないようにしていた。このような対策は、目標とする防火性能を得るために余儀なくされるものであるが、放水ヘッド１００の個数が増えると、必要な水量を確保するために給水機構は大型化しなければならず、放水ヘッドに到達する前に所定の圧力値まで制御する機構は複雑化が進み、放水ヘッド毎に追従的に拡散部を備えることとあわせて、設備コストが増大する一因になっていた。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、一定条件下でもより広範囲に放水が可能であり、その結果得られる防火性能も維持できる水幕式防火システム用放水ヘッドを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するため、請求項１に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドは、対象領域の内部に防火用の水幕を形成する水幕式防火システムに配置される放水ヘッドであって、放水（放出）対象になる水の加圧方向に沿って連続的または断続的に配置された複数の放水孔を備えることを特徴とする。
【０００８】この放水ヘッドによれば、複数箇所から水が放水されることになり、同一条件下でも単一の放水ヘッドにより広範囲に水幕を形成することができる。そのため、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更することなく防火効率を向上させることができるので、設備コストを低減することができる。
【０００９】また、請求項２に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドは、請求項１に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドにおいて、上記複数の放水孔の各々の近傍位置において、各放水孔から放水された水を上記加圧方向と異なる方向に拡散するための拡散手段を備えることを特徴とする。
【００１０】この放水ヘッドによれば、複数箇所から放出される水の進行方向を、加圧方向以外に少なくとも２つの異なる方向へ変化させるため、同一条件下でも単一の放水ヘッドで、より広範囲に水幕を形成することができる。そして、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更せずに、防火効率を向上させることができるので、防火システム全体の設備コストを低減することができる。
【００１１】また、請求項３に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドは、請求項２に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドにおいて、上記拡散手段の外形寸法を、上記加圧方向の本体からヘッドの先端に至るにつれて小さくしたことを特徴とする。
【００１２】この放水ヘッドによれば、本体付近における拡散状態を基準とすると、ヘッド先端に遷移するにつれて水は広がらなくなっていく。その状態は、加圧方向と直角な方向から見ると、図３に示すように、頂点の位置や頂角の大きさが異なる略円錐状に広がった水が入れ子になってみえる。その個数や位置は、前述の拡散部、ひいては放水孔の個数や位置に従う。このため、比較的本体に近い位置からの放水は、より水平に近い角度で飛翔し、放水ヘッドの中心軸を基準とした相対距離を取り扱う座標上でより遠くまで到達する。同様に、ヘッド先端に遷移するにつれて、より近くに向けて水が放出される。その結果、相互に干渉することなく放出された水が多重的に幕を形成し、同一条件でも単一の放水ヘッドにより広範囲に水幕を形成することができる。そのため、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更せずに、防火効率を向上させることができるので、防火システム全体の設備コストは低減する。
【００１３】また、請求項４に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドは、請求項１および２、または、請求項３に記載の水幕式防火システム用放水ヘッドにおいて、上記加圧方向に沿って螺旋状に延出する螺旋プレートを備え、上記放水孔を上記螺旋プレートの軸方向に沿って連続的に設けると共に、上記拡散手段を上記螺旋プレートの螺旋面として形成したことを特徴とする。
【００１４】この放水ヘッドによれば、複数の放水孔と拡散部とを、螺旋構造で連続して配置することができるので、防火効率を向上させるような放水が可能となり、同時に、その製造コストを低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる水幕式防火システム用放水ヘッドの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】〔第１の実施の形態〕まず、第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態にかかる水幕式防火システム用放水ヘッドを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。また、図２は水幕式防火システムの全体概要を示す斜視図である。
【００１７】〔システム全体の構成〕最初に、システム全体の構成について説明する。図２に示すように、建物内部において、防火の対象になる所定の対象領域１には、防火システム１０、および、制御システム４０が設置されている。
【００１８】このうち、防火システム１０は、放水を行うことにより対象領域１の内部に水幕を形成する防火手段であり、対象領域１の天井に設けた複数の放水ヘッド２０と、これら複数の放水ヘッド２０に水を加圧供給する水供給機構３０とを備えて構成されている。
【００１９】このうち、複数の放水ヘッド２０は列状に配置されて、全体として放水列２１が形成されている。この放水ヘッド２０の構成の詳細については後述する。
【００２０】また、水供給機構３０は、ポンプ３１、給水本管３２、放水弁３３、分岐管３４を備えて構成されている。このような構成において、制御システム４０の機能によって放水弁３３が開放されると、図示しない水源の水がポンプ３１によって加圧された水が給水本管３２および分岐管３４を経て各放水ヘッド２０に供給され、この水が放水ヘッド２０から粒子状態で放出されて略円錐状に拡散し、これが対象領域を分断する様に展開する。以上の経過を経て、水幕が形成される。そして、この水幕を境界として、対象領域１が第１の防火区画２と第２の防火区画３とに区画される。
【００２１】また、制御システム４０は、対象領域１の内部において所定状態が検知された場合に、防火システム１０を起動する制御手段である。図１に示すように制御システム４０は、防火区画における火災発生を感知する火災感知器４１と、この火災感知器４１からの出力に基づいて、防火システム１０の制御を行う制御盤４２とを備えて構成されている。そして、火災感知器４１によって火災発生が感知されると、上記水供給機構３０の放水弁３３に対して弁開放を指示する指示信号を出力する。このことにより、上述のように放水ヘッド２０からの放水が行われる。
【００２２】〔放水ヘッド２０の構成〕次に、放水ヘッド２０の構成について詳細に説明する。この放水ヘッド２０は、図１に示すように、ヘッド本体２１と、螺旋プレート２２とを備えて構成されている。このうち、ヘッド本体２１は、中空筒状に形成されており、その内部に、流入口２３、流水路２４、および、流水口２５を備えて構成されている。そして、このヘッド本体２１に対して公知の構造にて接続された分岐管３４から水が加圧供給されると、この水が流入口２３を介して流水路２４に流入し、さらに流水口２５を介してヘッド本体２１から螺旋プレート２２へ向けて流出する。
【００２３】また、螺旋プレート２２は、ヘッド本体２１と一体に形成されるもので、ヘッド本体２１から螺旋状に延出するように形成されている。この螺旋プレート２２は、その軸方向が、水の加圧方向（一般的には上記ヘッド本体２１の流入口２３から流水口２５に至る方向であって、放水ヘッド２０が天井または床面に設置される場合には鉛直方向、放水ヘッド２０が壁面に設置される場合には水平方向）に沿うように形成されている。
【００２４】ここで、螺旋プレート２２には、複数の放水孔２６が設けられている。この放水孔２６は、ヘッド本体２１の流水口２５から螺旋プレート２２の先端部に至るまで、螺旋プレート２２の横断面の略中心位置を連続的に貫通するように形成されている。したがって、流水口２５から流出した水は、この放水孔２６を通って螺旋プレート２２の先端部に流入するが、この流入経路中の各放水孔２６において、螺旋プレート２２の外部に放水される。
【００２５】なお、本実施の形態において、１つの長手状の放水孔２６が形成されていると考えることもできるが、ここでは、複数（連続する場合には無限数）の放水孔２６が連続的に配置されており、その結果として一体の長手状の放水路が形成されているものと考える。しかしながら、複数の放水孔２６を、連続的ではなく、断続的に配置してもよい。このように放水ヘッド２０には複数の放水孔２６が設けられているため、図３の放水状態における放水ヘッド２０の正面図および図４の水幕等の正面図に示すように、放水ヘッド２０の複数箇所から水が放水されることになり、水が多重状に放水されて水幕（図４において符号Ｗ）が形成される。
【００２６】また、図１において、螺旋プレート２２の各放水孔２６の各々の近傍位置には、拡散部２７が形成されている。この拡散部２７は、各放水孔２６から放水された水を加圧方向と異なる方向に拡散するための拡散手段であり、本実施の形態においては、螺旋プレート２２の板状の螺旋面が拡散部２７として機能する。すなわち、各放水孔２６から流出した水は、螺旋プレート２２の拡散部２７に接触し、その螺旋面に沿った螺旋方向への力（横方向への力と、螺旋プレート２２の軸を中心とする遠心力との合力）を受け、螺旋プレート２２の外部に放出される。このように拡散部２７が設けられているため、図３、４に示すように、従来の放水範囲に比べて、水が拡散的に放水される。
【００２７】例えば、このような放水ヘッド２０によれば、水幕Ｗの放水角αは約１７０度まで広がり、放水ヘッド２０の近傍位置においては、水幕の最上面が天井面とほぼ並行になるので、両者の隙間がほとんどなくなり、単一の放水ヘッドでより広範囲に水幕を形成する。
【００２８】特に、本実施の形態において、拡散部２７は、図１に示すように、Ｄ１〜Ｄ２〜Ｄ３の如く、加圧方向の水源近傍位置（本体付近）から水源遠方位置（ヘッド先端）に至るにつれて（螺旋プレート２２の基部から先端部に至るにつれて）、その外形寸法（本実施の形態のように拡散部２７が円形状に形成されている場合には外径）が、順次小さくなるように形成されている。このため、螺旋プレート２２の基部近傍位置においては、比較的大きい径の拡散部２７によって水が遠方に拡散され、螺旋プレート２２の先端近傍位置においては、比較的小さい径の拡散部２７によって水が近方に拡散されるので、これら拡散された水が相互に干渉することなく多重的に水幕を形成する。
【００２９】このように本実施の形態によれば、放水ヘッド２０には、複数の放水孔２６が設けられているために水が多重状に放水される。また、拡散部２７が設けられているために水が拡散的に放水されるので、広幅の水幕を容易に形成でき、防火効果は維持しつつ、システムにかかる費用を軽減できる。特に、本実施の形態においては、これら複数の放水孔２６と拡散部２７とを、螺旋構造という簡易な構造で統合的に達成しているので、簡易な構造で放水ヘッド２０を構成でき、その製造コストを低減することができる。
【００３０】〔第２の実施の形態〕次に、第２の実施の形態について説明する。ただし、特に説明なき構成および処理については第１の実施の形態と同様であり、同様の構成要素を実施の形態１と同じ名称および符号を付して説明する。この実施の形態は概略的に、螺旋構造以外の構造によって放水孔の多重化と拡散構造とを達成した放水ヘッドに関するものである。図５は本実施の形態にかかる水幕式防火システム用放水ヘッドを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。
【００３１】本実施の形態における放水ヘッド５０は、図５に示すように、ヘッド本体５１、導水管５２、および、拡散プレート５３を備えて構成されている。
【００３２】このうち、ヘッド本体５１は、実施の形態１の放水ヘッド５０のヘッド本体５１と同様に、中空筒状に形成されており、その内部に、流入口５４、流水路５５、および、流水口５６を備えて構成されている。
【００３３】また、導水管５２は、ヘッド本体５１から連続する中空筒状の管体であり、その内部に、ヘッド本体５１の流水口５６から流出した水が流入する。この導水管５２には、その側壁５７を貫通する複数の放水孔５８が形成されており、導水管５２の内部に流入した水が、各放水孔５８を通って当該放水ヘッド５０の外部に放水される。特に、本実施の形態において、放水孔５８は、放水対象になる水の加圧方向に沿った複数位置（導水管５２の軸方向に沿った複数位置）に断続的に形成されている。また、各位置において、複数の放水孔５８が形成されている。
【００３４】また、拡散プレート５３は、導水管５２に一体に形成される板状体の拡散手段であり、各放水孔５８の形成位置の近傍に配置されている。そして、各放水孔５８から流出した水が当該拡散プレート５３に接触することにより、この水が拡散状に放出される。
【００３５】このように、本実施の形態によれば、放水ヘッド５０には、複数の放水孔５８が設けられているために水が多重状に放出され、また、拡散プレート５３が設けられているために水が拡散的に放出されるので、広幅の水幕を容易に形成でき、防火効果は維持しつつ、システムにかかる費用を低減できる。特に、このように放水孔５８を加圧方向に沿って断続的に設けた場合においても、水を多重的に放水することができる。
【００３６】〔他の実施の形態〕さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。
【００３７】例えば、前述した第２の実施の形態においては、拡散プレート５３を省略した場合においても、放水孔５８によって水を多重的に放水することができる。また、前述した第１の実施の形態においては、放水孔２６のみ設けた場合においても、拡散部２７によって水を拡散的に放水することができる。
【００３８】また、放水孔２６、５８、拡散部２７、あるいは、拡散プレート５３の形状や位置は変更可能であり、例えば、実施の形態１における拡散部２７の外形寸法は、螺旋プレート２２の各部において同一であってもよく、あるいは、螺旋プレート２２の先端部に至るにつれて大きくなるようにしてもよい。あるいは、実施の形態２における拡散プレート５３の導水管５２に対する角度は、図示のような鈍角以外にも、水平や鋭角にすることもできる。
【００３９】また、実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順等については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば、複数箇所から水が放水されることになり、水が多重状に放出されるので、単一ヘッドによる水幕範囲を広げることができる。このように、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更することなく防火効率を向上させることができるので、設備コストを低減することができる。
【００４１】また、本発明によれば、水が拡散的に放水されるので、広幅の水幕を形成することができ、水幕による防火効率を向上させることができる。
【００４２】また、本発明によれば、比較的本体に近い位置からの放水は、より水平に近い角度で飛翔し、放水ヘッドの中心軸を基準とした相対距離を取り扱う座標上でより遠くまで到達する。同様に、ヘッド先端に遷移するにつれて、より近くに向けて水が放出される。その結果、相互に干渉することなく放出された水が多重的に幕を形成し、同一条件でも単一の放水ヘッドにより広範囲に水幕を形成することができる。そのため、放水ヘッド以外の基本的なシステムは変更せずに、防火効率を向上させることができるので、防火システム全体の設備コストは低減する。本体付近における拡散状態を基準とすると、ヘッド先端においては水が比較的遠方に拡散され、水源遠方位置においては水が比較的近方に拡散されるので、これら拡散された水が相互に干渉することなく多重的に水幕を形成し、防火効率を一層高めることができる。
【００４３】また、本発明によれば、複数の放水孔と拡散部とを、螺旋構造で連続して配置することができるので、防火効率を向上させるような放水が可能となり、同時に、その製造コストを低減することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００１３７３
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
【住所又は居所】東京都港区元赤坂一丁目２番７号
【識別番号】０００００３４０３
【氏名又は名称】ホーチキ株式会社
【住所又は居所】東京都品川区上大崎２丁目１０番４３号
【出願日】 平成１４年３月４日（２００２．３．４）
【代理人】 【識別番号】１０００８９１１８
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明 （外１名）
【公開番号】 特開２００３−２５０９２３（Ｐ２００３−２５０９２３Ａ）
【公開日】 平成１５年９月９日（２００３．９．９）
【出願番号】 特願２００２−５７９４９（Ｐ２００２−５７９４９）