消火用ノズル及びそれを用いた消火銃

【課題】従来にはない簡便な方法にて水を噴射できる新規な消火ノズル及びそれを用いた消火銃を提供すること。
【解決手段】金属製の円筒ｃの一方には水などの液体の導入部２と圧縮空気のような高圧の気体の導入口３とを設置し、その一方には更に円筒ｂを接続し、その円筒内部では液体と気体とを効率良く混合すると同時にその先端から液体を細かい霧状にて噴射するために、気液混合物に遠心力を働かせ微細な液体粒子を形成することを特徴とする。具体的には、液体を噴射するノズル６の噴射側の円筒ａ内部に例えば３６０度のねじりをあらかじめ加えた金属製の板１を挿入。ねじり板が挿入されていない場合は、連続した水流がノズルから噴射されるだけであるが、ねじり板を挿入した場合には、ノズル先端から霧状の水を噴射させることができる。この消火ノズルに水供給源と圧縮空気供給源を接続することで、バスター消火銃を形成することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は消火用ノズルに関し、特に非常に簡便な方法で水を噴射できる消火用ノズル及びそれを用いた消火銃に関する。
【背景技術】
【０００２】
消火ノズルとしては各種のものが知られているが、その多くは大規模火災に使用する目的にものが多いのが実情である。個人携帯型の消火設備としてインパルス消火システムが注目を集めている（例えば、特許文献１または２参照）。しかしながら、個人が携行できるタイプの消火装備では簡単な構造で確実な水の噴霧を行える消火ノズルは見当たらない。
噴射ノズルとしては、特許文献３ではノズル筒の内部に、断面が十字形状で中心部に回転軸を有し、回転軸方向へ伸びる整流板を有する部材を同芯状に組み込む方法が開示されている。また、特許文献４では水と加圧空気の混合物を放射方向内方へ噴射し、放射中心部での衝突を利用して水を霧化微粒子とする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−９３５３４号公報
【特許文献２】特開２０００−９３５３５号公報
【特許文献３】特開平９−２９１４１号公報
【特許文献４】特開平１０−１９２４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来にはない簡便な方法にて水を噴射できる新規な消火ノズル及びそれを用いた消火銃を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の消火ノズルは、金属製の円筒の一方には水などの液体の導入部と圧縮空気のような高圧の気体の導入口とを設置し、その一方の方には更に円筒を接続し、その円筒内部では液体と気体とを効率混合すると同時にその先端から液体を細かい霧状にて噴射することができるようにするために、気液混合したものに遠心力を働かせ、その遠心力の力を利用して微細な液体粒子を形成することを特徴とする。具体的には、液体を噴射するノズルの噴射側の円筒内部に例えば３６０度のねじりをあらかじめ加えた金属製の板を挿入するという極めて簡単な方法に基づくものである。ねじり板が挿入されていない場合は、連続した水流がノズルから噴射されるだけであるが、ねじり板を挿入した場合には、ノズル先端から霧状の水を噴射させることができる。
本発明の核となる金属製のねじり板の金属としてはアルミニウム、ステンレススチール及びチタンなどを用いることができる。幅は消火ノズルの筒の内径に合わせて、内径より１〜２ｍｍ程度小さい幅にする。板の厚みは０．５〜３ｍｍ程度の範囲が適切である。ネジリの角度は３６０度〜７２０度位が良好である。
この消火ノズルに水供給源と圧縮空気供給源を接続することで、バスター消火銃を形成することができる。
【発明の効果】
【０００５】
小型の消火ノズルとすることができるので、狭い場所での消火や初期消火に適している。従来消火が困難な場面での消火も可能となる。機構が単純なので安価な消火ノズルを提供できる。インパルス消火銃と異なり連続消火も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
一つの例として、アルミニウム製の内径が３０ｍｍ、外径が６０ｍｍの太さで、長さが８５ｍｍ程度の円筒に水などの液体を導入できる口と空気などの気体を導入できる口を設け、その導入側の反対の円筒端には内径が１０ｍｍで、外径が３４ｍｍ、長さが２００ｍｍの円筒を、中間にテーパーを有する接続用円筒を介して接続可能な構造とし、内径が１０ｍｍの円筒内部に３６０度にねじりを加えた幅９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのアルミニウムの板を挿入して消火用ノズルを作成した。図１に、本発明に基づく消火ノズルの模式図を示した。この場合には、三つの部品で構成した。ａで示した部分が消火ノズルの水などの噴射部位であり、ｂで示した部分が中間の接続用円筒部位であり、ｃで示した部分が消火用の液体と高圧の気体の導入部を有する部位である。それぞれの部位を接続する方法はねじ込み方式であり、漏れを防ぐために接続部にはＯリングとワッシャーを使用している。ａ及びｂの円筒内部には適当な角度にてねじりを加えたアルミニウム製の板を挿入しておく。
このようにして作成した消火用ノズルに水道水を接続し、コンプレッサーを使用して圧縮空気も導入できるように接続した。水の流量を毎分５リットルに調整し、コンプレッサーからの導入空気の圧力を変化させて見たところ、４気圧以上の空気圧ならば安定した噴霧が出来ることを確認した。６Ｋｇｆ／ｃｍ２以上の空気圧の空気を導入した場合には、良好な水の噴霧を得ることが出来ることが判明した。
【０００７】
各種条件下での水の噴射実験を行ったので、そこで得られた知見を述べることとする。噴射ノズル内部に挿入するアルミニウム板のねじり角度を色々と変えて送水を毎分５リットルの条件にて空気圧を変化させて消火ノズルから噴射される水の状態を観察し、写真も撮影した。噴射実験時の空気圧と空気量の関係を図６に示した。また、撮影した写真を図７に示した。
表１には、空気圧を２Ｋｇｆ／ｃｍ２以上の条件下でねじり角度を変えたアリミニウム板を挿入して得た噴射される水の状態を観察した結果を示した。
【表１】

表２には、ノズルから噴射される水の噴射距離と噴射幅のねじり角依存性を調べた結果を示した。
【表２】

表１及び２から円筒内部に挿入する金属製のねじり板のねじり角度は２７０度以上なら使用可能と考えられるが、３６０度以上が好ましく、ねじる角度の上限としては実用性の観点から７２０度と考えている。表２及び図２，３に示したデータからねじり角度が５４０度以上では霧状の水のみが生成しやすく噴射距離も短くなる傾向が認められた。
ここで用いたねじり板は等間隔でねじりを加えた板での検討結果であった。一方、クロソイド曲線を参照して、ねじり板を噴射先端に行くほどねじり幅が狭くなるような形のねじり板を作成した場合での実験も行った。その結果を表３にまとめて示した。
【表３】

クロソイド型のねじり板では、水の噴射距離が短くなり、噴射幅が大きくなる傾向が認められた。消火用ノズル用途には余り適していないと判断したが、消毒や洗浄と言った異なる分野での噴射ノズルの場合には非常に有用であると考えている。
図４には、本発明のバスター消火銃の構成模式図を示した。７で示した部分が消火ノズル部分であり、空気ボンベ１３及び液体タンク１４と接続され、引き金１１を引くとコンプレッサーのスイッチ１０が作動し、圧縮空気及び水が送り込まれ消火ノズルから水を噴射できる機構となっている。小型の場合は人間の肩に架けた形で使用できることを図５に模式的に示した。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の消火用ノズルの模式図
【図２】ねじり角３６０度での水の噴射距離と噴射幅
【図３】空気圧６Ｋｇｆ／ｃｍ２での噴射距離及び幅のねじり角度依存性
【図４】バスター消火銃の模式図
【図５】バスター消火銃の使用例を示す模式図
【図６】空気圧と空気量の関係を示す図
【図７】消火ノズルからの水の噴射実験写真
【符号の説明】
【００１０】
１適当な角度でねじりを加えたアルミニウム板
２圧縮空気の導入口
３消火用水の導入口
４ワッシャー
５Ｏリング
６消火用水の噴射口
ａ消火ノズルの先端部
ｂ消火ノズルの中央接続部
ｃ消火ノズルの後端部（圧縮空気と水の導入口）
７バスター消火銃
８バックパック
９機関部
１０コンプレッサースイッチ
１０Ａコンプレッサースイッチ送気管
１１引き金
１２バッテリー
１２Ａバッテリー送電線
１３空気ボンベ
１４液体タンク
１４Ａ液体タンク送水ホース
１５電動ポンプ
１５Ａ電動ポンプ送水ホース
１６減圧弁
１６Ａ減圧弁送気ホース
１７スライドストック

【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の円筒の一方に水などの液体の導入口と圧縮空気のような高圧の気体の導入口を設け、その導入部では気体と液体が混合される部位を有し、その部位に接続された液体と気体を更に細かく混合する円筒状の筒部を有し、該円筒内部には気体と液体の混合を効率よく行うためのねじりを加えた金属製の板を挿入した構成とし、円筒の他端から霧状の液体を噴射できるようにしたことを特徴とする消火用ノズル。
【請求項２】
請求項１記載の消火用ノズルと液体供給装置及び圧縮気体供給源とから構成されることを特徴とするバスター消火銃。

【図１】