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JP7795887B2 - Charged water particle spraying system - Google Patents
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JP7795887B2 - Charged water particle spraying system - Google Patents

Charged water particle spraying system

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JP7795887B2 JP2021139699A JP2021139699A JP7795887B2 JP 7795887 B2 JP7795887 B2 JP 7795887B2 JP 2021139699 A JP2021139699 A JP 2021139699A JP 2021139699 A JP2021139699 A JP 2021139699A JP 7795887 B2 JP7795887 B2 JP 7795887B2
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  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
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Description

本発明は、はしご消防車のはしご先端等から火災が発生した建物等の散布対象領域へ帯電水粒子を散布して消火する帯電水粒子散布システムに関する。 The present invention relates to a charged water particle spraying system that sprays charged water particles from the tip of the ladder of a ladder fire truck to a target area such as a building where a fire has broken out to extinguish the fire.

従来、帯電した水粒子を火災が発生した建物等の散布対象領域に散布して消火する帯電水粒子散布システムが知られており、小水量で効率よく消火でき、水損を低減させることが期待されている。 Conventionally, a charged water particle spraying system has been known that sprays electrically charged water particles onto a target area of a building or other building where a fire has broken out to extinguish the fire. This system is expected to be able to efficiently extinguish fires with a small amount of water and reduce water damage.

特開2009-106405号公報JP 2009-106405 A 特開2018-183712号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-183712

ところで、従来の帯電水粒子散布システムにあっては、帯電噴霧ヘッドから噴霧された帯電水粒子を火災が発生している散布対象領域へ散布して火災を抑制消火すると共に、散布対象領域に発生した煙の消煙を行っている。例えば、帯電噴霧ヘッドからマイナス極性に帯電した帯電水粒子を噴霧した場合には、散布対象領域に発生する煙粒子等を含む微粒子混合気がプラス極性に帯電していれば、静電気力により帯電水粒子に微粒子混合気に含まれる微粒子(煙粒子)が集まり捕捉されることで消煙がより効果的に行われると考えられている。また、帯電噴霧ヘッドからプラス極性に帯電した帯電水粒子を噴霧した場合には、微粒子混合気がマイナス極性に帯電していれば、静電気力により帯電水粒子に微粒子混合気に含まれる微粒子(煙粒子)が集まり捕捉されることで消煙がより効果的に行われると考えられている。 In conventional charged water particle spray systems, charged water particles are sprayed from a charged spray head onto a target area where a fire is occurring, suppressing and extinguishing the fire while also eliminating smoke that has arisen in the target area. For example, when negatively charged water particles are sprayed from a charged spray head, if the particulate mixture containing smoke particles and the like that arises in the target area is positively charged, it is believed that the particulates (smoke particles) contained in the particulate mixture will be attracted to and captured by the charged water particles due to electrostatic force, thereby more effectively eliminating smoke. Also, when positively charged water particles are sprayed from a charged spray head, if the particulate mixture is negatively charged, it is believed that the particulates (smoke particles) contained in the particulate mixture will be attracted to and captured by the charged water particles due to electrostatic force, thereby more effectively eliminating smoke.

しかしながら、散布対象領域に発生する微粒子混合気がマイナス極性に帯電しているかプラス極性に帯電しているかは、燃焼物の種類や火災の性状などに起因して様々であり、帯電水粒子の帯電極性に対し微粒子混合気の帯電極性が反対の極性でないと十分な消煙性能が得られない場合がある。 However, whether the particulate gas mixture generated in the target area is negatively or positively charged varies depending on the type of combustible material and the characteristics of the fire, and sufficient smoke suppression performance may not be achieved unless the particulate gas mixture is charged with the opposite polarity to the charged water particles.

本発明は、煙や火災の種類に応じた最適な散布条件で帯電水粒子を散布して高い消火、消煙性能を確保可能とする帯電水粒子散布システムを提供することを目的とする。 The objective of the present invention is to provide a charged water particle spraying system that sprays charged water particles under optimal spraying conditions according to the type of smoke or fire, ensuring high fire and smoke extinguishing performance.

(帯電水粒子散布システム)
本発明は、帯電水粒子散布システムであって、
煙の種類又は火災の種類を識別し、当該識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布対象領域へ散布することを特徴とする。
(Charged water particle spraying system)
The present invention provides a system for dispensing electrically charged water particles, comprising:
The method is characterized by identifying the type of smoke or fire and spraying charged water particles to a target area under spray conditions that correspond to the results of the identification.

(煙の種類に応じた散布条件)
煙の種類として、セルロース系の煙かハイドロカーボン系の煙かを識別し、当該セルロース系の煙又はハイドロカーボン系の煙の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布する。
(Dispersion conditions according to type of smoke)
The type of smoke is identified as either cellulose-based smoke or hydrocarbon-based smoke, and charged water particles are dispersed under dispersion conditions according to the result of the discrimination of cellulose-based smoke or hydrocarbon-based smoke.

(煙の種類に応じた帯電水粒子の帯電極性)
識別結果がセルロース系の煙である場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、識別結果がハイドロカーボン系の煙である場合は帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布する。
(Charge polarity of charged water particles depending on type of smoke)
If the identification result is cellulose-based smoke, the charged water particles are negatively charged and dispersed, and if the identification result is hydrocarbon-based smoke, the charged water particles are positively or negatively charged and dispersed.

(火災の種類に応じた散布条件)
火災の種類として、木材火災か油火災かを識別し、当該木材火災又は油火災の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布する。
(Dispersion conditions according to the type of fire)
The type of fire is identified as either a wood fire or an oil fire, and charged water particles are sprayed under spray conditions according to the results of the identification of the wood fire or oil fire.

(火災の種類に応じた帯電水粒子の帯電極性)
識別結果が木材火災である場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、識別結果が油火災である場合は帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布する。
(Charge polarity of charged water particles depending on the type of fire)
If the identification result is a wood fire, the charged water particles are negatively charged and sprayed, and if the identification result is an oil fire, the charged water particles are either positively or negatively charged and sprayed.

(帯電水粒子の散布量又は帯電量の制御)
煙の種類又は火災の種類に応じて帯電水粒子の散布量又は帯電量を制御する。
(Control of the amount of charge or charge of charged water particles)
The amount of charge or the amount of charge of the charged water particles to be dispersed is controlled depending on the type of smoke or the type of fire.

(帯電水粒子散布システムの効果)
本発明の帯電水粒子散布システムによれば、ビル等の建物の火災時に、帯電水粒子を散布対象領域に散布する場合に、煙の種類又は火災の種類を識別し、当該識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布対象領域へ散布するようにしたため、操作者が煙の種類又は火災の種類を識別して散布条件を設定する操作を必要とすることなく、煙や火災の種類に応じた最適な散布条件で自動的に帯電水粒子を散布して高い消火、消煙性能を得ることを可能とする。
(Effect of the charged water particle spraying system)
According to the charged water particle spraying system of the present invention, when charged water particles are sprayed onto a target area in the event of a fire in a building such as a building, the type of smoke or the type of fire is identified, and the charged water particles are sprayed onto the target area under spray conditions according to the identification results.This means that the operator does not need to identify the type of smoke or the type of fire and set the spray conditions, and the charged water particles can be automatically sprayed under optimal spray conditions according to the type of smoke or fire, making it possible to achieve high fire and smoke extinguishing performance.

(煙の種類に応じた散布条件の効果)
また、煙の種類として、セルロース系の煙かハイドロカーボン系の煙かを識別し、当該セルロース系の煙又はハイドロカーボン系の煙の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布するものであるが、本願発明者にあっては、セルロース系の煙については、散布する帯電水粒子の帯電極性をマイナス極性とした場合に、帯電水粒子の帯電極性をプラス極性に帯電させた場合よりも高い消煙性能が得られ、一方、ハイドロカーボン系の煙については、散布する帯電水粒子の帯電極性をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させた場合でも消煙性能に差異がない、との知見を得ている。このため、セルロース系の煙を識別した場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電して散布し、ハイドロカーボン系の煙を識別した場合は帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電して散布することで、高い消煙性能が得られることを可能とする。
(Effect of spray conditions depending on the type of smoke)
The smoke type is identified as either cellulose-based or hydrocarbon-based, and charged water particles are sprayed under spray conditions corresponding to the identification result of either cellulose-based or hydrocarbon-based smoke. The inventors of the present application have found that, for cellulose-based smoke, higher smoke elimination performance is achieved when the charged water particles are sprayed with a negative charge polarity than when the charged water particles are sprayed with a positive charge polarity, while, for hydrocarbon-based smoke, there is no difference in smoke elimination performance whether the charged water particles are sprayed with a positive charge polarity or a negative charge polarity. Therefore, when cellulose-based smoke is identified, the charged water particles are sprayed with a negative charge polarity, and when hydrocarbon-based smoke is identified, the charged water particles are sprayed with a positive charge or a negative charge polarity, thereby making it possible to obtain high smoke elimination performance.

(火災の種類に応じた散布条件の効果)
また、火災の種類として、木材火災か油火災かを識別し、当該木材火災又は油火災の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布するものであり、木材火災とはセルロース系が燃焼することで発生する火災のことであり、油火災とはハイドロカーボン系が燃焼することで発生する火災のことであるから、木材火災を識別した場合は、セルロース系の煙を識別した場合と同様に帯電水粒子をマイナス極性に帯電して散布し、油火災を識別した場合は、ハイドロカーボン系の煙を識別した場合と同様に帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電して散布することで、高い消煙性能が得られることを可能とする。
(Effects of spraying conditions depending on the type of fire)
In addition, the type of fire is identified as either a wood fire or an oil fire, and charged water particles are sprayed under spray conditions according to the identification result of the wood fire or oil fire.Since a wood fire is a fire caused by the combustion of cellulose-based materials, and an oil fire is a fire caused by the combustion of hydrocarbon-based materials, if a wood fire is identified, the charged water particles are sprayed with a negative polarity, just as when cellulose-based smoke is identified, and if an oil fire is identified, the charged water particles are sprayed with a positive or negative polarity, just as when hydrocarbon-based smoke is identified, making it possible to achieve high smoke extinguishing performance.

(帯電水粒子の散布量又は帯電量の制御の効果)
また、帯電水粒子の散布条件として、煙の種類又は火災の種類に応じて帯電水粒子の散布量又は帯電量を制御することで、より高い消火、消煙性能が得られることを可能としている。
(Effect of controlling the amount of charge or charge of charged water particles)
In addition, by controlling the amount of charge or the amount of charge of the charged water particles to be sprayed depending on the type of smoke or the type of fire, it is possible to achieve higher fire and smoke extinguishing performance.

本発明の帯電水粒子散布システムの実施形態を示した説明図である。1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a charged water particle spraying system of the present invention. 図1の帯電水粒子放出部の実施形態を示した説明図である。2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the charged water particle emitting portion of FIG. 1. 図2の帯電水粒子放出部に設けられる帯電噴霧ヘッドの実施形態を示した説明図である。3 is an explanatory diagram showing an embodiment of a charged spray head provided in the charged water particle discharge unit of FIG. 2. 図1の高圧電源部の実施形態を帯電噴霧ヘッドと共に示した説明図である。2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the high-voltage power supply unit of FIG. 1 together with an electrostatic spray head. FIG. 図1の消火剤供給部の実施形態を帯電噴霧ヘッドと共に示した説明図である。2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the fire extinguishing agent supply unit of FIG. 1 together with an electrostatic spray head. FIG. 図1の吸引装置を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the suction device of FIG. 1. 図1の煙検出器の実施形態を示した説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating an embodiment of the smoke detector of FIG. 1; FIG. 煙検出器のシステムブロック図を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system block diagram of a smoke detector. 本発明の帯電水粒子散布システムを搭載したはしご消防車による消火活動を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a firefighting activity using a ladder fire engine equipped with the charged water particle spraying system of the present invention. 本発明の帯電水粒子散布システムの制御動作を示したフローチャートである1 is a flowchart showing the control operation of the charged water particle spraying system of the present invention.

以下に、本発明に係る帯電水粒子散布システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、この発明が限定されるものではない。 Below, an embodiment of the charged water particle spraying system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment.

[実施形態の基本的な概念]
まず、実施形態の基本的概念について説明する。実施形態は、概略的に帯電水粒子を散布対象領域へ散布する帯電水粒子散布システムに関するものであり、一例として消防車などの移動体に設けられるものである。
[Basic Concept of the Embodiment]
First, the basic concept of the embodiment will be described. The embodiment generally relates to a charged water particle spraying system that sprays charged water particles to a target area, and is installed on a mobile object such as a fire engine, for example.

ここで、「帯電水粒子散布システム」は、煙の種類又は火災の種類を識別し、当該識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布対象領域へ散布するものであり、帯電水粒子散布システムを構築するための帯電水粒子散布設備や帯電水粒子散布器具の概念を含むものである。また、「散布対象領域」とは煙等の発生源、火災源、又はこれらが存する場所や空間、また煙等の拡散領域等を含む概念である。 Here, the "charged water particle spraying system" identifies the type of smoke or fire and sprays charged water particles into a target area under spraying conditions according to the results of that identification, and includes the concepts of charged water particle spraying equipment and charged water particle spraying devices used to construct a charged water particle spraying system. Furthermore, the "target area" is a concept that includes sources of smoke, etc., fire sources, or the locations or spaces where these exist, as well as the area where smoke, etc., diffuses.

また、「帯電水粒子」とは、消火剤に含まれる水粒子を帯電させたものであり、例えば、高圧電源装置から印加された所定の高電圧により発生した高電界中を通過させる誘導帯電方式で帯電させた水粒子である。 Furthermore, "charged water particles" are water particles contained in a fire extinguishing agent that have been electrically charged, for example, water particles that have been charged using an induction charging method in which the water particles pass through a high electric field generated by a predetermined high voltage applied from a high-voltage power supply.

また、「帯電水粒子を散布対象領域へ散布する」とは、帯電水粒子を散布対象領域まで移動させて散布することができれば、その散布方法は任意であり、例えば散布対象領域に向けて空気流を発生させ、当該空気流に帯電水粒子を含有させた帯電水粒子気流を放出することで、帯電水粒子を散布対象領域まで移動させて散布しても良い。 Furthermore, "spraying charged water particles onto a target area" means that any method of spraying can be used as long as the charged water particles can be moved to the target area and sprayed there. For example, an airflow can be generated toward the target area, and a charged water particle airflow containing charged water particles can be released into the airflow, thereby moving the charged water particles to the target area and spraying them there.

また、「帯電水粒子散布システム」は、煙の種類として、セルロース系の煙かハイドロカーボンの煙かを識別し、当該セルロース系の煙又はハイドロカーボン系の煙の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布するものである。 The "charged water particle spray system" also identifies the type of smoke as either cellulose-based or hydrocarbon smoke, and sprays charged water particles under spray conditions that correspond to the results of the identification of cellulose-based or hydrocarbon smoke.

ここで、「セルロース系の煙」とは、例えばセルロース系を含む木材や紙類が燻る際に生ずる比較的白色ないし灰色の煙(白煙、又は灰煙)等を含むものであり、また、「ハイドロカーボン系の煙」とは、例えばハイドロカーボン系を含む液体燃料、油脂、合成樹脂等が燃焼する際に生ずる比較的黒色の煙(黒煙)等を含むものである。なお、水蒸気は白煙に含まれないため、「セルロース系の煙」に水蒸気は含まれない。 Here, "cellulose-based smoke" includes the relatively white or gray smoke (white smoke or gray smoke) that is produced when cellulose-containing wood or paper is smoked, and "hydrocarbon-based smoke" includes the relatively black smoke (black smoke) that is produced when hydrocarbon-containing liquid fuels, oils and fats, synthetic resins, etc. are burned. Note that water vapor is not included in white smoke, so "cellulose-based smoke" does not include water vapor.

そして、「帯電水粒子散布システム」は、セルロース系の煙を識別した場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、ハイドロカーボン系の煙を識別した場合は帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布するものである。 The "charged water particle spraying system" sprays negatively charged water particles when cellulose-based smoke is identified, and sprays either positively or negatively charged water particles when hydrocarbon-based smoke is identified.

また、「帯電水粒子散布システム」は、火災の種類として、木材火災か油火災かを識別し、当該木材火災又は油火災の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布するものである。 The "charged water particle spraying system" also identifies the type of fire as either a wood fire or an oil fire, and sprays charged water particles under spraying conditions that correspond to the results of the fire identification.

ここで、「木材火災」とは、例えばセルロース系を含む木材や紙類が燻る際に生ずる比較的白色ないし灰色の煙(白煙、又は灰煙)となるセルロース系の煙を発生する火災であり、便宜的に「木材火災」としている。また、「油火災」とは、例えばハイドロカーボン系を含む液体燃料、油脂、合成樹脂等が燃焼する際に生ずる比較的黒色の煙(黒煙)となるハイドロカーボン系の煙を発生する火災であり、便宜的に「油火災」としている。 Here, a "wood fire" refers to a fire that produces cellulose-based smoke, which is relatively white to gray (white smoke or gray smoke), when cellulose-containing wood or paper smokes, and is referred to as a "wood fire" for convenience. Furthermore, a "oil fire" refers to a fire that produces hydrocarbon-based smoke, which is relatively black (black smoke), when hydrocarbon-containing liquid fuels, oils, synthetic resins, etc. burn, and is referred to as an "oil fire" for convenience.

そして、「帯電水粒子散布システム」は、木材火災を識別した場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、油火災を識別した場合は帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布するものである。 The "charged water particle spraying system" sprays negatively charged water particles when a wood fire is identified, and sprays either positively or negatively charged water particles when an oil fire is identified.

更に、帯電水粒子散布システムは、煙の種類又は火災の種類に応じて帯電水粒子の散布量又は帯電量を制御するものである。 Furthermore, the charged water particle spraying system controls the amount of sprayed or the amount of charge of the charged water particles depending on the type of smoke or type of fire.

また、帯電水粒子散布システムは、一例として複数の帯電噴霧ヘッド、煙検出器及び制御部を備えるものであり、具体的な実施形態では当該構成にて説明する。 In addition, the charged water particle spraying system, as an example, includes multiple charged spray heads, a smoke detector, and a control unit, and specific embodiments will be described using this configuration.

ここで、「帯電噴霧ヘッド」とは、帯電水粒子を散布対象領域へ散布するために帯電水粒子を噴霧するものであり、本実施形態にあっては、複数の帯電散布ヘッドを備える。また、帯電噴霧ヘッドから帯電水粒子を噴霧することが散布対象領域へ帯電水粒子を散布することであっても良い。 Here, an "electrically charged spray head" is a device that sprays electrically charged water particles to distribute them over a target area, and in this embodiment, multiple electrically charged spray heads are provided. Furthermore, spraying electrically charged water particles from an electrically charged spray head may also be considered as dispersing electrically charged water particles over a target area.

また、「煙検出器」とは、散布対象領域に発生する煙粒子を含む微粒子混合気に基づき、煙の種類又は火災の種類を識別するものである。ここで、「微粒子混合気」とは、微粒子を含む気体であり、火災により発生する煙粒子や単分散粒子、及び二酸化炭素や一酸化炭素などの燃焼生成ガスを含有するものである。 Furthermore, a "smoke detector" identifies the type of smoke or fire based on the particulate mixture containing smoke particles generated in the target area. Here, a "particulate mixture" is a gas containing particulates, including smoke particles and monodisperse particles generated by fire, as well as combustion product gases such as carbon dioxide and carbon monoxide.

更に、「制御部」とは、煙検出器で識別した煙の種類または火災の種類に応じて、帯電水粒子の散布条件を制御するものであり、散布条件の制御の詳細は、前述した通りとなる。 Furthermore, the "control unit" controls the conditions for spraying charged water particles depending on the type of smoke or fire identified by the smoke detector, and the details of controlling the spray conditions are as described above.

以下、具体的な実施形態を説明する。以下に示す具体的な実施形態では、「散布対象領域」が「建物の火災区画」であり、「複数の帯電噴霧ヘッド及び煙検出器」がはしご消防車のはしご先端に設けられたものである場合について、具体的内容を説明する。 Specific embodiments are described below. In the specific embodiments described below, the "target spray area" is a "fire compartment of a building" and "multiple electrically charged spray heads and smoke detectors" are installed at the end of the ladder of a ladder fire truck.

[実施形態の具体的内容]
実施形態の具体的内容について、以下のように分けて説明する。
a.帯電水粒子散布システムの概要
b.帯電水粒子放出部
b1.送風部
b2.帯電水粒子生成部
b3.帯電噴霧ヘッド
b4.放出方向調整部
c.高圧電源部
c1.電水粒子生成部の回路構成
c2.高電圧可変回路
c3.転極回路
c4.高電圧の印加
c5.異常電流検出回路
d.消火剤供給部
e.帯電水粒子の帯電極性切替制御
f.吸引装置
f1.サンプリング管
f2.チューブ
f3.吸引ポンプ
g.保持装置
h.煙検出器
h1.検煙部
h2.検出回路部
h3.信号検出部
h4.識別部
i.煙の種類と帯電水粒子の帯電極性
i1.セルロース系の煙に対する水粒子の帯電極性
i2.ハイドロカーボン系の煙に対する水粒子の帯電極性
i3.帯電水粒子の帯電極性の初期設定
j.操作盤
k.帯電水粒子散布システムを搭載したはしご消防車
l.帯電水粒子散布システムの制御動作
m.本発明の変形例
n.付記
[Specific Contents of the Embodiment]
The specific contents of the embodiment will be described separately as follows.
a. Overview of the charged water particle spraying system b. Charged water particle emission section b1. Air blower section b2. Charged water particle generation section b3. Charged spray head b4. Emission direction adjustment section c. High-voltage power supply section c1. Circuit configuration of the charged water particle generation section c2. High-voltage variable circuit c3. Polarity reversal circuit c4. High voltage application c5. Abnormal current detection circuit d. Fire extinguishing agent supply section e. Charged water particle charge polarity switching control f. Suction device f1. Sampling pipe f2. Tube f3. Suction pump g. Holding device h. Smoke detector h1. Smoke detection section h2. Detection circuit section h3. Signal detection section h4. Recognition section i. Smoke type and charged water particle charge polarity i1. Charge polarity of water particles for cellulose-based smoke i2. Charge polarity of water particles for hydrocarbon-based smoke i3. Initial setting of charged water particle charge polarity j. k. Control panel k. Ladder fire engine equipped with the charged water particle spraying system l. Control operation of the charged water particle spraying system m. Modification of the present invention n. Supplementary notes

[a.帯電水粒子散布システムの概要]
本実施形態の帯電水粒子散布システムは、はしご消防車等の消防車両に搭載され、帯電水粒子を散布対象領域へ向けて散布するものであり、その構成や構造は任意であるが、例えば、図1に示すように、帯電水粒子放出部10、操作盤14、消火剤供給部16、高圧電源部18、煙検出器80、及び吸引装置82を備え、操作盤14には操作表示部20と制御部21が設けられる。
[a. Overview of the charged water particle spraying system]
The charged water particle spraying system of this embodiment is mounted on a fire truck such as a ladder fire engine and sprays charged water particles toward a target area. Its configuration and structure are arbitrary, but for example, as shown in Figure 1, it includes a charged water particle discharge unit 10, an operation panel 14, a fire extinguishing agent supply unit 16, a high-voltage power supply unit 18, a smoke detector 80, and a suction device 82, and the operation panel 14 is provided with an operation display unit 20 and a control unit 21.

帯電水粒子放出部10は、送風部28及び帯電水粒子生成部30を備え、架台40に上下方向および左右方向に回動自在に配置され、消火剤供給部16からの送水管22、及び高圧電源部18からの高圧ケーブル24、信号ケーブル26e,26fが接続されると共に、操作盤14の制御部21からの信号ケーブル26a、26dが接続されている。ここで、信号ケーブル26aは送風部28の放出方向調整部に接続され、信号ケーブル26d,26e,26fは、帯電水粒子生成部30に配置された複数の帯電噴霧ヘッドごとに設けられる開閉弁、スイッチ回路及び電流検出抵抗に接続されるものである。 The charged water particle discharge unit 10 includes an air blower 28 and a charged water particle generator 30, and is mounted on a stand 40 so that it can rotate freely in the vertical and horizontal directions. A water supply pipe 22 from the extinguishing agent supply unit 16, a high-voltage cable 24 from the high-voltage power supply unit 18, and signal cables 26e and 26f are connected to the discharge pipe 22, as well as signal cables 26a and 26d from the control unit 21 of the operation panel 14. Here, signal cable 26a is connected to the discharge direction adjustment unit of the air blower 28, and signal cables 26d, 26e, and 26f are connected to the on-off valves, switch circuits, and current detection resistors provided for each of the multiple charged spray heads arranged in the charged water particle generator 30.

煙検出器80は、帯電水粒子放出部10側に設けられ、吸引装置82により吸引された微粒子混合気に含有される煙粒子から煙の種類又は火災の種類を識別するものであり、操作盤14の制御部21からの信号ケーブル26cが接続されている。 The smoke detector 80 is installed on the side of the charged water particle emitter 10 and identifies the type of smoke or fire from the smoke particles contained in the particulate mixture sucked in by the suction device 82. A signal cable 26c is connected to the control unit 21 of the operation panel 14.

吸引装置82は、帯電水粒子放出部10側に設けられ、建物の火災区画側から煙検出器80に向けて発生した火災の煙粒子を含む微粒子混合気を吸引するものである。また、操作盤14の制御部21からの信号ケーブル26bが吸引ポンプ88に接続されている。図1で符号を割り当てた構成物の説明も含めて、吸引装置82の具体的な構成や構造については後述する。 The suction device 82 is provided on the side of the charged water particle discharger 10 and sucks in a particulate mixture containing smoke particles from a fire that has occurred from the fire compartment side of the building toward the smoke detector 80. A signal cable 26b from the control unit 21 of the operation panel 14 is also connected to the suction pump 88. The specific configuration and structure of the suction device 82, including an explanation of the components assigned reference numerals in Figure 1, will be described later.

ここで、図1の説明では、X-Y-Z方向が互いに直交する方向であり、具体的には、回動していない状態の架台40に配置された帯電水粒子生成部30の前面を正面に見て、X方向が左右方向とし(図1においては図示なし)、Y方向が上下方向とし、Z方向が前後方向とする。また、X方向における+X側は右側、-X側は左側とし、Y方向における+Y側は上側、-Y側は下側とし、Z方向における+Z側は前側とし、-Z側は後側とする。この点は本発明の実施形態となる図2、図6においても同様となる。 In the description of Figure 1, the X-Y-Z directions are mutually orthogonal directions. Specifically, when looking at the front of the charged water particle generator 30 placed on the stand 40 in a non-rotating state, the X direction is the left-right direction (not shown in Figure 1), the Y direction is the up-down direction, and the Z direction is the front-to-back direction. Furthermore, the +X side of the X direction is the right side and the -X side is the left side; the +Y side of the Y direction is the top side and the -Y side is the bottom side; and the +Z side of the Z direction is the front side and the -Z side is the back side. This also applies to Figures 2 and 6, which illustrate embodiments of the present invention.

[b.帯電水粒子放出部]
帯電水粒子放出部10について、より詳細に説明する。帯電水粒子放出部10は、帯電水粒子が含有された帯電水粒子気流12を放出することで消火対象又は防火対象を含む建物の火災区画へ向けて帯電水粒子を散布するものであり、その構成や構造は任意であるが、例えば、送風部28と帯電水粒子生成部30を備える。
[b. Charged water particle emission unit]
The following provides a more detailed description of the charged water particle emitting unit 10. The charged water particle emitting unit 10 emits a charged water particle airflow 12 containing charged water particles, thereby dispersing the charged water particles toward a fire compartment of a building that includes a target for fire extinguishing or fire prevention. The configuration and structure of the unit are arbitrary, but it may include, for example, an air blower 28 and a charged water particle generator 30.

送風部28は火災区画へ向けて空気流を発生するものであり、送風部28の吹き出し口に配置された帯電水粒子生成部30に設けられた複数の帯電噴霧ヘッドにより送風部28からの空気流の中に帯電水粒子を噴霧して含有させ、帯電水粒子が含有された帯電水粒子気流12を火災区画に向けて放出する。帯電水粒子放出部10は、例えば、はしご消防車のはしご先端に設けられ、ビル等の火災が発生した建物の外側から窓等の外壁開口を介して火災区画へ帯電水粒子気流12を放出して消火する。 The blower unit 28 generates an airflow toward the fire compartment. Charged water particles are sprayed into the airflow from the blower unit 28 using multiple charged spray heads attached to the charged water particle generator 30, which is located at the outlet of the blower unit 28. The charged water particle airflow 12 containing the charged water particles is then released toward the fire compartment. The charged water particle release unit 10 is installed, for example, at the tip of the ladder of a ladder fire truck, and releases the charged water particle airflow 12 from the outside of a building or other structure where a fire has occurred through an exterior wall opening such as a window toward the fire compartment to extinguish the fire.

図2は図1の帯電水粒子放出部10を取り出して、より詳細に示したものであり、図2(A)に後方から見た背面図を示し、図2(B)に左方から見た側面図を示し、図2(C)に前方から見た正面図を示している。 Figure 2 shows the charged water particle emission unit 10 of Figure 1 in more detail, with Figure 2(A) showing a rear view from the rear, Figure 2(B) showing a side view from the left, and Figure 2(C) showing a front view from the front.

(b1.送風部)
送風部28について、より詳細に説明する。送風部28は前後に開口した空洞内に、一例として、ファンモータ36で駆動する軸流ファン34が配置されており、軸流ファン34の回転により後方開口から吸い込んだ空気を加圧して前方開口から空気流を放出するものである。送風部28から放出される空気流の風量は任意であるが、例えば、最大風量が400m3/分程度とする。また、ファンモータ36により軸流ファン34の回転数を変えることで、必要に応じて風量を変えることが可能である。
(b1. Air blower)
The blower 28 will now be described in more detail. The blower 28 has a cavity with openings at the front and rear, and an axial fan 34 driven by a fan motor 36 is disposed therein. The rotation of the axial fan 34 pressurizes air drawn in through the rear opening and releases the airflow from the front opening. The volume of the airflow released from the blower 28 is arbitrary, but for example, a maximum volume of approximately 400 m3 /min is used. The volume of air can be changed as needed by changing the rotation speed of the axial fan 34 using the fan motor 36.

帯電水粒子放出部10がはしご消防車のはしご先端に設けられた場合、帯電水粒子放出部10を建物の火災区画に対し数メートル程度に近付けることが可能であるから、火災区画に対する帯電水粒子気流12の到達距離が、例えば10メートル程度となるように送風部28の送風量が設定される。また、送風部28の後方開口には、多重リングや金網などを用いた保護カバー38が装着されている。 When the charged water particle discharge unit 10 is installed at the end of the ladder of a ladder fire truck, it is possible to place the charged water particle discharge unit 10 within several meters of the fire compartment of the building, so the airflow volume of the blower unit 28 is set so that the reach of the charged water particle airflow 12 to the fire compartment is, for example, approximately 10 meters. In addition, a protective cover 38 made of multiple rings, wire mesh, etc. is attached to the rear opening of the blower unit 28.

(b2.帯電水粒子生成部)
帯電水粒子生成部30について、より詳細に説明する。送風部28の前方開口側に帯電水粒子生成部30が配置される。帯電水粒子生成部30は、図2(C)のように帯電水粒子放出部10の前方から見ると、支持リング31の内側に、例えば10台の帯電噴霧ヘッド32が円環状に配置されている。ここで、各帯電噴霧ヘッド32の噴霧軸は帯電水粒子気流12の放出軸25と交差するように配置されており、且つ、図2(B)のように帯電水粒子放出部10の左側面から見ると、各帯電噴霧ヘッド32の噴霧軸は、放出軸25上の前方のP点で交差するように配置されている。
(b2. Charged water particle generating unit)
The charged water particle generator 30 will be described in more detail. The charged water particle generator 30 is disposed on the front opening side of the air blower 28. When viewed from the front of the charged water particle emitter 10 as shown in FIG. 2(C), the charged water particle generator 30 has, for example, ten charged spray heads 32 arranged in a ring shape inside a support ring 31. Here, the spray axis of each charged spray head 32 is disposed so as to intersect with the emission axis 25 of the charged water particle airflow 12, and when viewed from the left side of the charged water particle emitter 10 as shown in FIG. 2(B), the spray axis of each charged spray head 32 is disposed so as to intersect with the emission axis 25 at point P forward.

P点で交差する帯電噴霧ヘッド32の噴霧軸と帯電水粒子気流12の放出軸25との交差角度θは、帯電噴霧ヘッド32からの帯電水粒子の噴出速度と噴出拡がり角度、送風部28からの空気流の風速等を考慮して、噴霧された帯電水粒子が空気流に良好に含有される所定角度であり、一例として、45°~90°の範囲の所定角度、例えば60°としている。 The intersection angle θ between the spray axis of the charged spray head 32 and the discharge axis 25 of the charged water particle airflow 12, which intersect at point P, is a predetermined angle that ensures the sprayed charged water particles are well contained in the airflow, taking into account the spray speed and spread angle of the charged water particles from the charged spray head 32, the wind speed of the airflow from the blower section 28, etc., and is, for example, a predetermined angle in the range of 45° to 90°, such as 60°.

(b3.帯電噴霧ヘッド)
次に、図2の帯電水粒子生成部30に設けられた帯電噴霧ヘッド32について、より詳細に説明する。図3は帯電噴霧ヘッド32を取り出して示しており、図3(A)に噴霧側から見た斜視図を示し、図3(B)に側面からみた断面図を示す。
(b3. Charging spray head)
Next, the charged spray head 32 provided in the charged water particle generator 30 in Fig. 2 will be described in more detail. Fig. 3 shows the charged spray head 32, with Fig. 3(A) showing a perspective view from the spray side and Fig. 3(B) showing a cross-sectional view from the side.

図3に示すように、帯電噴霧ヘッド32は、送風部28からの空気流の中に帯電水粒子を噴霧して含有させるものであり、その構成や構造は任意であるが、一例として、ボディー54、噴霧ノズル部56、電極保持部58、誘導電極部60、水側電極部62、及び給水接続部64で構成されるものである。ボディー54、噴霧ノズル部56、電極保持部58及び給水接続部64は絶縁材質で作られている。 As shown in Figure 3, the electrically charged spray head 32 sprays and contains electrically charged water particles into the airflow from the air blower 28. Its configuration and structure are arbitrary, but as an example, it is composed of a body 54, a spray nozzle 56, an electrode holder 58, an induction electrode 60, a water-side electrode 62, and a water supply connection 64. The body 54, spray nozzle 56, electrode holder 58, and water supply connection 64 are made of insulating materials.

ボディー54の内部には噴霧軸55の方向に貫通穴が形成され、噴霧側から導電性の水側電極部62が嵌め込まれ、その上側に給水接続部64が嵌め込まれ、水側電極部62の電極接続部62aに外部からアースケーブルが接続される。給水接続部64には消火剤として例えば、加圧された消火用水が供給される。水側電極部62の噴霧側には噴霧ノズル部56が設けられ、例えば、平均粒子径が100~300μmの水粒子を噴霧させる。 A through hole is formed inside the body 54 in the direction of the spray axis 55, and the conductive water-side electrode 62 is fitted from the spray side, with the water supply connection 64 fitted above it. An earth cable is connected from the outside to the electrode connection 62a of the water-side electrode 62. Pressurized fire-fighting water, for example, is supplied to the water supply connection 64 as a fire extinguishing agent. A spray nozzle 56 is provided on the spray side of the water-side electrode 62, and sprays water droplets with an average particle diameter of, for example, 100 to 300 μm.

噴霧ノズル部56の噴霧側の開放空間には、電極保持部58によりリング形状の誘導電極部60が配置される。誘導電極部60の構成や構造は任意であるが、例えば、導電性の電極心材を絶縁被覆して形成されている。誘導電極部60のケーブル接続部60aには外部から電圧印加ケーブルが接続される。 A ring-shaped induction electrode unit 60 is positioned by an electrode holder 58 in the open space on the spray side of the spray nozzle unit 56. The induction electrode unit 60 may have any configuration or structure, but may, for example, be formed by insulating a conductive electrode core material. An external voltage application cable is connected to the cable connection unit 60a of the induction electrode unit 60.

誘導電極部60と水側電極部62との間には、図1に示した高圧電源部18から、例えば水粒子を帯電させることが可能な電圧範囲中の所定調整範囲(例えば0.5kV~20kV)内で調整された所定電圧(例えば10kVの直流電圧)が印加される。この印加電圧により、誘導電極部60のリング部の周囲に所定の外部電界が形成され、誘導帯電方式により噴霧ノズル部56から噴霧された水粒子が誘導電極部60のリング部を通過することで帯電される。 A predetermined voltage (e.g., 10 kV DC voltage) adjusted within a predetermined adjustment range (e.g., 0.5 kV to 20 kV) within the voltage range capable of charging water particles is applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 from the high-voltage power supply unit 18 shown in Figure 1. This applied voltage creates a predetermined external electric field around the ring portion of the induction electrode unit 60, and water particles sprayed from the spray nozzle unit 56 are charged by the induction charging method as they pass through the ring portion of the induction electrode unit 60.

ここで、所定調整範囲(すなわち、調整可能な所定範囲)は、水粒子を帯電させることのできない電圧範囲を含んでも良く、そのうえで、水粒子を帯電させることが可能な所定電圧に調整できれば良いものである。印加電圧の極性(プラス/マイナス)は、高圧電源部18で切り替える。 Here, the specified adjustment range (i.e., the specified adjustable range) may include a voltage range in which water particles cannot be charged, as long as it can be adjusted to a specified voltage that can charge water particles. The polarity (positive/negative) of the applied voltage is switched by the high-voltage power supply unit 18.

帯電噴霧ヘッド32による水粒子の帯電は、例えば水側電極部62を基準電位(アース電位、0V)として誘導電極部60の電位がプラスとなるように所定の直流電圧を印加す
ると、噴霧ノズル部56から噴霧された水粒子がマイナス極性に帯電される。また水側電極部62を基準電位(アース電位、0V)として誘導電極部60の電位がマイナスとなる
ように所定の直流電圧を印加すると、噴霧ノズル部56から噴霧された水粒子がプラス極性に帯電される。また、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加する電圧の絶対値を、例えば0.5kV~20kVの範囲にすると、火花放電の発生が防止され、安全を確保しながら帯電した水粒子の噴霧流が生成される。
When a predetermined DC voltage is applied to the induction electrode unit 60 so that the potential of the water-side electrode unit 62 is positive relative to the reference potential (earth potential, 0 V) of the water-side electrode unit 62, the water particles sprayed from the spray nozzle unit 56 are negatively charged. When a predetermined DC voltage is applied to the induction electrode unit 60 so that the potential of the water-side electrode unit 62 is negative relative to the reference potential (earth potential, 0 V), the water particles sprayed from the spray nozzle unit 56 are positively charged. Furthermore, when the absolute value of the voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 is set within the range of, for example, 0.5 kV to 20 kV, spark discharge is prevented, and a spray of charged water particles is generated while ensuring safety.

なお、帯電噴霧ヘッド32の構成や構造は任意であり、図3に限定されず、水粒子を生成すると共に生成した水粒子を帯電させて帯電水粒子を噴霧できる適宜の構造や公知の構造が採用し得る。 The configuration and structure of the charged spray head 32 are arbitrary and are not limited to those shown in Figure 3. Any suitable or known structure that can generate water particles and charge the generated water particles to spray charged water particles can be used.

(b4.放出方向調整部)
帯電水粒子放出部10に設けられた放出方向調整部について、より詳細に説明する。放出方向調整部は、帯電水粒子放出部10による帯電水粒子気流12の放出方向を調整するものであり、その構成や構造は任意であるが、一例として、図2に示すように、左右方向調整部44と上下方向調整部48が設けられる。
(b4. Release direction adjustment section)
The following provides a more detailed description of the emission direction adjustment unit provided in the charged water particle emission unit 10. The emission direction adjustment unit adjusts the emission direction of the charged water particle airflow 12 from the charged water particle emission unit 10, and while the configuration and structure thereof are arbitrary, as an example, a left-right direction adjustment unit 44 and a up-down direction adjustment unit 48 are provided as shown in FIG.

帯電水粒子放出部10の送風部28は、架台40上で回動支持部42により左右回動軸46を回動軸として左右方向に回動自在に軸支されると共に、上下回動軸50を回動軸として上下方向に回動自在に軸支されている。また、架台40の下側には左右方向調整部44が配置される。左右方向調整部44は、例えばモータ駆動のものであり、駆動軸上に左右回動軸46が位置するように回動支持部42を軸支することで、左右回動軸46を回動軸として帯電水粒子放出部10を左右方向に回動させて帯電水粒子気流12の左右の放出方向を調整可能としている。 The blower section 28 of the charged water particle emitter 10 is supported on the base 40 by a pivot support section 42 so that it can rotate left and right around a left-right pivot shaft 46, and also so that it can rotate up and down around a vertical pivot shaft 50. A left-right direction adjustment section 44 is also located below the base 40. The left-right direction adjustment section 44 is, for example, motor-driven, and by supporting the pivot support section 42 so that the left-right pivot shaft 46 is positioned on the drive shaft, the charged water particle emitter 10 can be rotated left and right around the left-right pivot shaft 46, thereby adjusting the left and right emission direction of the charged water particle airflow 12.

また、回動支持部42の上下回動軸50が位置する右側には上下方向調整部48が配置される。上下方向調整部48は、例えばモータ駆動のものであり、駆動軸上に上下回動軸50が位置するように回動支持部42を軸支することで、上下回動軸50を回動軸として帯電水粒子放出部10を上下方向に回動させて帯電水粒子気流12の上下の放出方向を調整可能とする。 In addition, a vertical direction adjustment unit 48 is disposed on the right side of the rotation support unit 42, where the vertical rotation shaft 50 is located. The vertical direction adjustment unit 48 is, for example, motor-driven, and by supporting the rotation support unit 42 so that the vertical rotation shaft 50 is located on the drive shaft, the charged water particle discharge unit 10 can be rotated vertically around the vertical rotation shaft 50 as the rotation axis, thereby adjusting the vertical discharge direction of the charged water particle airflow 12.

ここで、左右回動軸46と上下回動軸50は、帯電水粒子放出部10の重心52位置より前側(放出側)の所定位置となるように調整されている。このため、帯電水粒子放出部10が放出している帯電水粒子気流12の反動を受けても放出方向が安定し、操作員が意とする放出方向に容易に調整することができる。また、はしご消防車のはしご先端に設けられたバスケット部に帯電水粒子放出部10が設置されているような場合には、バスケット部が傾いた際にも、帯電水粒子放出部10からの帯電水粒子気流12の放出方向の安定性が高いことから、帯電水粒子気流12の放出方向が思わぬ方向に向くようなことが防止でき、安全に運用できる。 Here, the left-right pivot shaft 46 and the up-down pivot shaft 50 are adjusted to be at predetermined positions forward (on the release side) of the center of gravity 52 of the charged water particle discharger 10. This stabilizes the release direction of the charged water particle airflow 12 discharged by the charged water particle discharger 10 even when subjected to a recoil, allowing the operator to easily adjust the release direction to the desired direction. Furthermore, if the charged water particle discharger 10 is installed in a basket section attached to the end of the ladder of a ladder fire truck, the release direction of the charged water particle airflow 12 from the charged water particle discharger 10 is highly stable even when the basket section is tilted, preventing the discharge direction of the charged water particle airflow 12 from being directed in an unexpected direction and ensuring safe operation.

[c.高圧電源部]
高圧電源部18について、より詳細に説明する。高圧電源部18は、帯電水粒子放出部10に帯電水粒子を生成するための高電圧を高圧ケーブル24により供給するものであり、その構成や機能は任意であるが、例えば、図4に示すように、供給する電圧を調整する高電圧可変回路66、供給する電圧の極性を切替える転極回路68、帯電噴霧ヘッド32の誘導電極部60と水側電極部62との間に流れる異常電流を検出する異常電流検出回路74、及び帯電噴霧ヘッド32に対する電圧の印加と印加停止を切替える選択回路72を備えるものである。また図4では、高圧ケーブル24は、誘導電極部60側に接続されるケーブルを電圧印加ケーブル24aとし、水側電極部62側に接続されるケーブルをアースケーブル24bとしている。
[c. High voltage power supply section]
The high-voltage power supply unit 18 will be described in more detail. The high-voltage power supply unit 18 supplies a high voltage for generating charged water particles to the charged-water particle emitting unit 10 via a high-voltage cable 24. The configuration and function of the high-voltage power supply unit 18 are arbitrary, but for example, as shown in Fig. 4, it may include a high-voltage variable circuit 66 that adjusts the supplied voltage, a polarity reversal circuit 68 that switches the polarity of the supplied voltage, an abnormal current detection circuit 74 that detects abnormal current flowing between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 of the charged spray head 32, and a selection circuit 72 that switches between applying and stopping voltage application to the charged spray head 32. In Fig. 4, the cable connected to the induction electrode unit 60 side of the high-voltage cable 24 is referred to as a voltage application cable 24a, and the cable connected to the water-side electrode unit 62 side is referred to as an earth cable 24b.

(c1.帯電水粒子生成部の回路構成)
高圧電源部18に高圧ケーブル24により接続される帯電水粒子生成部30の回路構成について、より詳細に説明する。図4では、高圧電源部18と共に複数の帯電噴霧ヘッド32を備えた帯電水粒子生成部30の回路構成を示している。帯電噴霧ヘッド32は誘導電極部60と水側電極部62を備える。高圧電源部18からの電圧印加ケーブル24aは帯電噴霧ヘッド32ごとに分岐し、スイッチ回路75及び電流制限抵抗76を介して各帯電噴霧ヘッド32の誘導電極部60に接続される。また、各帯電噴霧ヘッド32の水側電極部62は電流検出抵抗78を介して共通接続され、そこに高圧電源部18からのアースケーブル24bがスイッチ77回路を介して接続されている。
(c1. Circuit configuration of charged water particle generator)
The circuit configuration of the charged water particle generator 30, which is connected to the high-voltage power supply 18 via the high-voltage cable 24, will be described in more detail below. Figure 4 shows the circuit configuration of the charged water particle generator 30, which includes the high-voltage power supply 18 and multiple charged spray heads 32. Each charged spray head 32 includes an induction electrode 60 and a water-side electrode 62. A voltage application cable 24a from the high-voltage power supply 18 branches off for each charged spray head 32 and is connected to the induction electrode 60 of each charged spray head 32 via a switch circuit 75 and a current-limiting resistor 76. The water-side electrode 62 of each charged spray head 32 is also commonly connected via a current-detecting resistor 78, to which an earth cable 24b from the high-voltage power supply 18 is connected via a switch 77 circuit.

通常時、スイッチ回路75,77はオンしており、高圧電源部18は誘導電極部60と水側電極部62の間に高電圧を印加し、帯電噴霧ヘッド32から噴霧される水粒子を帯電させる。ここで、電圧印加ケーブル24aとアースケーブル24bは、絶縁性の高い耐圧ケーブルを使用するが、直流電圧を印加する場合は、正極側のケーブルを耐圧ケーブルとし、負極側のケーブルは通常の低圧ケーブルでよい。 Normally, switch circuits 75 and 77 are on, and high-voltage power supply 18 applies a high voltage between induction electrode 60 and water-side electrode 62, charging the water particles sprayed from charged spray head 32. Highly insulated, high-voltage cables are used for voltage application cable 24a and earth cable 24b, but when applying DC voltage, the positive cable should be a high-voltage cable and the negative cable can be a regular low-voltage cable.

(c2.高電圧可変回路)
高電圧可変回路66について、より詳細に説明する。高電圧可変回路66は、操作盤14の制御部21からの制御信号に応じて、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加する電圧を調整するものであり、これにより帯電噴霧ヘッド32から消火や消煙に適した帯電量の帯電水粒子を含有した帯電水粒子気流を火災区画に放出することができる。また、印加電圧の絶対値を下げることによって帯電量を減らした帯電水粒子とすることで、帯電し易い消火対象又は防火対象に対して帯電水粒子による帯電量が増えることによって起きる可能性のある放電事故を、未然に防ぐことを可能とする。
(c2. High voltage variable circuit)
The high-voltage variable circuit 66 will now be described in more detail. The high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14, thereby enabling the charged water particle airflow containing charged water particles with a charge appropriate for fire extinguishing and smoke suppression to be emitted from the charged spray head 32 into the fire compartment. Furthermore, by lowering the absolute value of the applied voltage, the charged water particles have a reduced charge, which makes it possible to prevent discharge accidents that may occur due to an increase in the charge of the charged water particles on a fire extinguishing or fire prevention target that is easily charged.

(c3.転極回路)
転極回路68について、より詳細に説明する。転極回路68は、操作盤14の制御部21からの制御信号に応じて、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加する電圧の極性を切替えるものであり、これにより帯電噴霧ヘッド32から噴霧する帯電水粒子の帯電極性をプラス極性又はマイナス極性に切替え、消火や消煙に適した帯電極性の帯電水粒子を含有した帯電水粒子気流を火災区画に放出することができる。例えば、火災区画に発生する微粒子混合気の帯電極性に対し、反対の極性に帯電した帯電水粒子を含有した帯電水粒子気流を放出することで、より高い消火、消煙性能が期待できる。
(c3. Polarity reversal circuit)
The polarity reversing circuit 68 will be described in more detail. The polarity reversing circuit 68 switches the polarity of the voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14. This switches the polarity of the charged water particles sprayed from the charged spray head 32 between positive and negative polarities, allowing a charged water particle airflow containing charged water particles of a polarity suitable for fire and smoke extinguishing to be emitted into the fire compartment. For example, by emitting a charged water particle airflow containing charged water particles charged with a polarity opposite to the polarity of the particulate air-fuel mixture generated in the fire compartment, better fire and smoke extinguishing performance can be expected.

(c4.高電圧の印加)
高圧電源部18から帯電噴霧ヘッド32の誘導電極部60と水側電極部62との間に高電圧を印加する場合について、直流電圧を印加する場合を例として、より詳細に説明する。
(c4. Application of high voltage)
The case where a high voltage is applied between the induction electrode section 60 and the water-side electrode section 62 of the charged spray head 32 from the high-voltage power supply section 18 will be described in more detail below, taking as an example the case where a DC voltage is applied.

高電圧可変回路66は、操作盤14の制御部21からの制御信号に応じて、高電圧可変回路66から出力する電圧を所定の直流電圧に調整する。ここでいう「所定の直流電圧に調整する」とは、水粒子を帯電させることが可能な直流電圧に調整することであり、例えば水粒子を帯電させることが可能な電圧範囲である0.5kV~20kV(+0.5kV~+20kVまたは-0.5kV~-20kV)の範囲から選択された電圧の直流電圧に調整することである。 The high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage output from the high-voltage variable circuit 66 to a predetermined DC voltage in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14. "Adjusting to a predetermined DC voltage" here means adjusting to a DC voltage capable of charging water particles, for example, adjusting to a DC voltage selected from the range of 0.5 kV to 20 kV (+0.5 kV to +20 kV or -0.5 kV to -20 kV), which is the voltage range capable of charging water particles.

転極回路68は、操作盤14の制御部21からの制御信号に応じて、高電圧可変回路66で調整され出力された所定の直流電圧の極性を切り替えるか否かを決定し、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される直流電圧の極性を調整する。 The polarity reversing circuit 68 determines whether to switch the polarity of the specified DC voltage adjusted and output by the high-voltage variable circuit 66 in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14, and adjusts the polarity of the DC voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water side electrode unit 62.

例えば、高電圧可変回路66で所定の直流電圧が+10kVの直流電圧(プラスの直流電圧)に調整され、転極回路68で極性の切り替えが行われない場合は、水側電極部62を基準電位(アース電位、0V)として誘導電極部60の電位が+10kVとなり、水側電極部62の電位に対して誘導電極部60の電位が高くなる+10kVの直流電圧(プラスの直流電圧)が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される。これにより、帯電噴霧ヘッド32から噴霧される水粒子はマイナス極性に帯電されることになる。 For example, if the high-voltage variable circuit 66 adjusts the specified DC voltage to +10 kV DC (positive DC), and the polarity is not switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 will be +10 kV, with the water-side electrode unit 62 at the reference potential (earth potential, 0 V), and a +10 kV DC voltage (positive DC voltage) will be applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62, increasing the potential of the induction electrode unit 60 relative to the potential of the water-side electrode unit 62. As a result, the water particles sprayed from the charged spray head 32 will be negatively charged.

一方、高電圧可変回路66で所定の直流電圧が+10kVの直流電圧(プラスの直流電圧)に調整され、転極回路68で極性の切り替えが行われる場合は、水側電極部62を基準電位(アース電位、0V)として誘導電極部60の電位が-10kVとなり、水側電極部62の電位に対して誘導電極部60の電位が低くなる-10kVの直流電圧(マイナスの直流電圧)が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される。これにより、帯電噴霧ヘッド32から噴霧される水粒子はプラス極性に帯電されることになる。 On the other hand, when the high-voltage variable circuit 66 adjusts the specified DC voltage to +10 kV DC (positive DC), and the polarity is switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 becomes -10 kV with the water-side electrode unit 62 as the reference potential (earth potential, 0 V), and a DC voltage of -10 kV (negative DC voltage) is applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62, making the potential of the induction electrode unit 60 lower than the potential of the water-side electrode unit 62. As a result, the water particles sprayed from the charged spray head 32 are positively charged.

(c5.異常電流検出回路)
異常電流検出部として機能する異常電流検出回路74について、より詳細に説明する。異常電流検出回路74は、複数の帯電噴霧ヘッド32の各々について、誘導電極部60と水側電極部62の間に絶縁異常により流れる異常電流を検出するものである。ここで、絶縁異常とは、電気的な絶縁の異常であり、絶縁低下、絶縁不良、絶縁破壊、短絡等を含む概念である。
(c5. Abnormal current detection circuit)
The abnormal current detection circuit 74, which functions as an abnormal current detector, will now be described in more detail. The abnormal current detection circuit 74 detects abnormal currents flowing due to an insulation abnormality between the induction electrode 60 and the water-side electrode 62 for each of the multiple charged spray heads 32. Here, an insulation abnormality refers to an abnormality in electrical insulation, and is a concept that includes insulation degradation, insulation failure, insulation breakdown, short circuit, etc.

帯電噴霧ヘッド32ごとに分岐した電圧印加ケーブル24aの分岐ラインに対して、電流制限抵抗76、誘導電極部60、水側電極部62及び電流検出抵抗78の直列回路が設けられており、異常電流検出回路74からの信号ケーブル26fが各電流検出抵抗78の水側電極部62側に別々の信号線で接続され、アースケーブル24bが異常電流検出回路74に接続されることによって、各電流検出抵抗78の両端電圧を電流検出電圧信号として異常電流検出回路74へ入力している。 A series circuit consisting of a current limiting resistor 76, induction electrode 60, water-side electrode 62, and current detection resistor 78 is provided on the branch line of the voltage application cable 24a, which branches off for each charged spray head 32. The signal cable 26f from the abnormal current detection circuit 74 is connected to the water-side electrode 62 side of each current detection resistor 78 via separate signal lines, and the earth cable 24b is connected to the abnormal current detection circuit 74, so that the voltage across each current detection resistor 78 is input to the abnormal current detection circuit 74 as a current detection voltage signal.

ここで、電流制限抵抗76の抵抗値は、例えば1~10MΩの範囲の所定の抵抗値とし、電流検出抵抗78の抵抗値は、任意であるが電流制限抵抗76の抵抗値に対し十分に低い抵抗値、例えば1~10kΩの範囲の所定の抵抗値とする。具体的には、帯電噴霧ヘッド32の絶縁異常で流れる異常電流による電流検出抵抗78の両端電圧が所定の低電圧以下、例えば10V以下となるように電流検出抵抗78の抵抗値を定める。すなわち、電流検出抵抗78に流れる電流は、帯電噴霧ヘッド32の誘導電極部60と水側電極部62との間が短絡したときに最大となり、電流検出抵抗78の両端電圧も最大電圧となることから、この最大電圧が例えば10V以下となるように、電流検出抵抗78の抵抗値を定める。 The resistance value of the current limiting resistor 76 is set to a predetermined value, for example, in the range of 1 to 10 MΩ, and the resistance value of the current detection resistor 78 is set to any value that is sufficiently lower than the resistance value of the current limiting resistor 76, for example, a predetermined resistance value in the range of 1 to 10 kΩ. Specifically, the resistance value of the current detection resistor 78 is set so that the voltage across the current detection resistor 78 due to an abnormal current flowing due to an insulation abnormality in the charged spray head 32 is below a predetermined low voltage, for example, 10 V or less. In other words, the current flowing through the current detection resistor 78 reaches its maximum when a short circuit occurs between the induction electrode portion 60 and the water side electrode portion 62 of the charged spray head 32, and the voltage across the current detection resistor 78 also reaches its maximum voltage. Therefore, the resistance value of the current detection resistor 78 is set so that this maximum voltage is below, for example, 10 V.

また、異常電流検出回路74は、信号ケーブル26fが各電流検出抵抗78の水側電極部62側に別々の信号線で接続されるため、帯電噴霧ヘッド32毎に絶縁不良に伴う異常電流を検出することができ、本実施形態では10台の帯電噴霧ヘッド32が設けられていることから(図2参照)、異常電流が検出された帯電噴霧ヘッド32に対応して異常電流検出信号E1~E10の何れかを制御部21へ出力するものであり、その構成や機能は任意であるが、例えば、帯電噴霧ヘッド32に対応した数の比較器が設けられる。比較器は、例えば対応する帯電噴霧ヘッド32側に設けた電流検出抵抗78の両端電圧である電流検出電圧信号が入力され、電流検出電圧信号が所定の閾値電圧以上又は閾値電圧を超えた場合に、異常電流を検出しLレベルからHレベルに立ち上がり異常電流検出信号を出力するものである。 Furthermore, because the signal cable 26f of the abnormal current detection circuit 74 is connected to the water-side electrode portion 62 of each current detection resistor 78 via a separate signal line, it can detect abnormal currents caused by poor insulation for each charged spray head 32. In this embodiment, ten charged spray heads 32 are provided (see Figure 2), and the abnormal current detection circuit 74 outputs one of abnormal current detection signals E1-E10 to the control unit 21 corresponding to the charged spray head 32 in which an abnormal current was detected. The configuration and function of the comparator are arbitrary, but for example, a number of comparators corresponding to the number of charged spray heads 32 are provided. For example, the comparator receives a current detection voltage signal, which is the voltage across the current detection resistor 78 provided on the corresponding charged spray head 32 side. When the current detection voltage signal is equal to or exceeds a predetermined threshold voltage, the comparator detects an abnormal current and outputs an abnormal current detection signal, rising from L level to H level.

また当該動作する比較器として、比較器の種類や構成は任意であるが、例えばシュミットトリガ回路が使用される。シュミットトリガ回路は、電流検出電圧信号が第1閾値電圧を超えた場合に出力がLレベルからHレベルに立ち上がることで異常電流検出信号を出力し、その後、電流検出電圧信号が第1閾値電圧より低い第2閾値電圧を下回った場合に出力がHレベルからLレベルに立ち下がることで異常電流検出信号の出力を停止し、所謂ヒステリシス特性によって電流検出電圧信号の変動に対し安定した異常電流検出信号の出力を可能とする。 The type and configuration of the comparator that operates in this manner are arbitrary, but a Schmitt trigger circuit is used, for example. The Schmitt trigger circuit outputs an abnormal current detection signal by causing its output to rise from L level to H level when the current detection voltage signal exceeds a first threshold voltage. Then, when the current detection voltage signal falls below a second threshold voltage that is lower than the first threshold voltage, its output falls from H level to L level, thereby stopping the output of the abnormal current detection signal. This hysteresis characteristic allows for the output of a stable abnormal current detection signal in response to fluctuations in the current detection voltage signal.

このように電流検出抵抗78及び異常電流検出回路74が基準電位側に設けられ、電流制限抵抗76の抵抗値に対し電流検出抵抗78の抵抗値は十分に低い値であり、帯電噴霧ヘッド32の絶縁異常で流れる異常電流による電流検出抵抗78の両端電圧を低くなるように回路構成したことで、異常電流検出回路74として特殊な高電圧用の回路部品等を必要とせず、また、異常電流検出回路74には高電圧が印加されないことから高電圧に対応した絶縁構造とする必要もなく、絶縁構造を簡単とすることができ、複数の帯電噴霧ヘッド32の中から絶縁異常が発生した帯電噴霧ヘッド32を簡単且つ容易に、更に安全性を損なうことなく検出することができる。 In this way, the current detection resistor 78 and abnormal current detection circuit 74 are located on the reference potential side, the resistance value of the current detection resistor 78 is sufficiently low compared to the resistance value of the current limiting resistor 76, and the circuit is configured to reduce the voltage across the current detection resistor 78 due to an abnormal current flowing due to an insulation abnormality in the charged spray head 32. This eliminates the need for special high-voltage circuit components for the abnormal current detection circuit 74, and because high voltage is not applied to the abnormal current detection circuit 74, there is no need for an insulation structure that can withstand high voltages. This allows for a simple insulation structure, and makes it possible to simply and easily detect a charged spray head 32 with an insulation abnormality from among multiple charged spray heads 32, without compromising safety.

異常電流検出回路74からの異常電流検出信号E1~E10が入力される制御部21は、異常電流検出信号E1~E10の何れかが入力された場合に、入力された異常電流検出信号に対応した帯電噴霧ヘッド32の異常電流の検出を判別し、異常電流が検出された帯電噴霧ヘッド32に対する高電圧の印加を停止する制御を行う。当該停止制御を行うために、高圧電源部18に選択回路72が設けられ、電圧印加ケーブル24aの分岐ラインの各々にスイッチ回路75が設けられる。また、選択回路72は、スイッチ回路をオン、オフする制御信号が制御部21から入力されるものであり、選択回路72からの信号ケーブル26eは各スイッチ回路75に別々の信号線で接続されている。 The control unit 21 receives abnormal current detection signals E1-E10 from the abnormal current detection circuit 74. When one of these signals E1-E10 is received, the control unit 21 determines whether an abnormal current has been detected in the charged spray head 32 corresponding to the received abnormal current detection signal, and performs control to stop the application of high voltage to the charged spray head 32 in which the abnormal current was detected. To perform this stop control, a selection circuit 72 is provided in the high-voltage power supply unit 18, and a switch circuit 75 is provided in each branch line of the voltage application cable 24a. Furthermore, the selection circuit 72 receives control signals from the control unit 21 that turn the switch circuit on and off, and the signal cable 26e from the selection circuit 72 is connected to each switch circuit 75 via a separate signal line.

選択回路72は、制御部21からの制御信号に応じて、異常電流が検出された帯電噴霧ヘッド32に対応するスイッチ回路75にオフ作動信号を出力してオフとすることで、異常電流が検出された帯電噴霧ヘッド32に対する高電圧の印加を停止し、操作員の安全を確保可能としている。 In response to a control signal from the control unit 21, the selection circuit 72 outputs an OFF activation signal to the switch circuit 75 corresponding to the charged spray head 32 in which an abnormal current has been detected, turning it off, thereby stopping the application of high voltage to the charged spray head 32 in which an abnormal current has been detected and ensuring the safety of the operator.

また、制御部21は異常電流検出信号E1~E10の何れかが入力され、何れかの帯電噴霧ヘッド32の異常電流の検出を判別した場合、全ての帯電噴霧ヘッド32に対する電圧の印加を停止してもよい。当該一斉停止制御を行うために、アースケーブル24bと電流検出抵抗78との間のラインにスイッチ回路77が設けられ、スイッチ回路77は選択回路72からの信号ケーブル26eがスイッチ回路75とは別の信号線で接続されている。この場合、選択回路72は、制御部21からの制御信号に応じて、全てのスイッチ回路75及びスイッチ回路77にオフ作動信号を出力してオフとすることで、全ての帯電噴霧ヘッド32への高電圧の印加を停止する。 Furthermore, if the control unit 21 receives any of the abnormal current detection signals E1-E10 and determines that an abnormal current has been detected in any of the charged spray heads 32, it may stop applying voltage to all charged spray heads 32. To perform this simultaneous stop control, a switch circuit 77 is provided in the line between the earth cable 24b and the current detection resistor 78, and the signal cable 26e from the selection circuit 72 is connected to the switch circuit 77 via a signal line separate from the switch circuit 75. In this case, the selection circuit 72 outputs an OFF activation signal to all switch circuits 75 and 77 in response to a control signal from the control unit 21, turning them off and thereby stopping the application of high voltage to all charged spray heads 32.

[d.消火剤供給部]
図1に示した消火剤供給部16について、より詳細に説明する。消火剤供給部16は、帯電水粒子放出部10に消火剤として、例えば消火用水を供給するものであり、その構成や構造は任意であるが、一例として、本実施形態の帯電水粒子散布システムがはしご消防車に搭載されることから、消火剤供給部16は消防車に設けられている消火ポンプを含む加圧送水装置または加圧送水設備で構成されるものである。この場合の水源としては、消防車に搭載された水タンクやホース接続される消火栓が含まれる。また、消火剤供給部16は操作盤14の放出起動又は放出停止の操作により動作して消火用水の供給と停止を行うものである。
[d. Fire extinguishing agent supply section]
The extinguishing agent supply unit 16 shown in Fig. 1 will be described in more detail. The extinguishing agent supply unit 16 supplies, for example, fire-extinguishing water as an extinguishing agent to the charged water particle discharge unit 10. While the configuration and structure thereof are arbitrary, as an example, since the charged water particle spraying system of this embodiment is mounted on a ladder fire truck, the extinguishing agent supply unit 16 is configured as a pressurized water supply device or pressurized water supply facility including a fire pump provided on the fire truck. In this case, water sources include a water tank mounted on the fire truck and a fire hydrant connected to a hose. The extinguishing agent supply unit 16 is operated by operating the discharge start/stop switch on the control panel 14 to start and stop the supply of fire-extinguishing water.

また、消火剤供給部16からの送水管22は、帯電水粒子放出部10の接続部分で分岐され、開閉弁35を介して帯電水粒子放出部10の帯電水粒子生成部30に設けられた複数の帯電噴霧ヘッド32に接続されている。また、送水管22は、帯電水粒子散布システムがはしご消防車に搭載される場合、はしご消防車のはしご部分においては、はしごの長さに応じて伸縮する公知の伸縮配管構造を備えるものである。 The water supply pipe 22 from the extinguishing agent supply unit 16 branches off at the connection point with the charged water particle discharge unit 10 and is connected via an on-off valve 35 to multiple charged spray heads 32 provided in the charged water particle generation unit 30 of the charged water particle discharge unit 10. Furthermore, when the charged water particle spraying system is mounted on a ladder fire truck, the water supply pipe 22 is equipped with a known expandable piping structure in the ladder section of the ladder fire truck that expands and contracts according to the length of the ladder.

帯電噴霧ヘッド32に対応して設けられた各開閉弁35は、制御部21からの信号ケーブル26dが別々の信号線で接続され、制御部21からの制御信号に応じて個別に開閉駆動される。制御部21は、例えば操作員の操作に基づき、複数の帯電噴霧ヘッド32から噴霧する帯電水粒子の噴霧量を調整する制御を行うものであり、噴霧量の調整方法は任意であるが、例えば開駆動する開閉弁35の数を変化させるか、或いは、消火剤供給部16からの消火用水の供給量を変化させることで、帯電噴霧ヘッド32から噴霧量を調整する。 Each on-off valve 35 provided corresponding to the charged spray head 32 is connected to a separate signal cable 26d from the control unit 21, and is driven to open and close individually in response to control signals from the control unit 21. The control unit 21 controls the amount of charged water particles sprayed from the multiple charged spray heads 32, for example, based on operation by an operator. The method for adjusting the amount of spray is arbitrary, but for example, the amount sprayed from the charged spray head 32 can be adjusted by changing the number of on-off valves 35 that are driven open, or by changing the amount of fire-extinguishing water supplied from the fire extinguishing agent supply unit 16.

[e.帯電水粒子の帯電極性切替制御]
帯電水粒子放出部10から放出する帯電水粒子気流に含有される帯電水粒子の帯電極性切替制御について、より詳細に説明する。帯電水粒子放出部10から放出する帯電水粒子気流に含有される帯電水粒子の帯電極性切替制御は、図1に示した吸引装置82、煙検出器80及び操作盤14の制御部21により行われるものである。
[e. Charge polarity switching control of charged water particles]
A more detailed description will be given below of the charge polarity switching control of the charged water particles contained in the charged water particle airflow emitted from the charged water particle emitting unit 10. The charge polarity switching control of the charged water particles contained in the charged water particle airflow emitted from the charged water particle emitting unit 10 is performed by the suction device 82, the smoke detector 80, and the control unit 21 of the operation panel 14 shown in FIG.

[f.吸引装置]
吸引装置82について、より詳細に説明する。吸引装置82は、火災区画側から煙検出器80に向けて、発生した火災の煙粒子を含む微粒子混合気を吸引するものであり、その構造や機能は任意であるが、例えば、図6に取り出して示すように、サンプリング管84、チューブ85、86、吸引ポンプ88、竿部材90、支承部92、及びウェイト94で構成される。この内、竿部材90、支承部92及びウェイト94は、サンプリング管84及びチューブ85を移動自在に保持する。
[f. Suction device]
The suction device 82 will be described in more detail. The suction device 82 sucks in a particulate mixture containing smoke particles from a fire from the fire compartment side toward the smoke detector 80, and while the structure and function thereof are optional, for example, as shown in Figure 6, it is composed of a sampling pipe 84, tubes 85 and 86, a suction pump 88, a rod member 90, a support 92, and a weight 94. Of these, the rod member 90, the support 92, and the weight 94 hold the sampling pipe 84 and the tube 85 movably.

(f1.サンプリング管)
サンプリング管84について、より詳細に説明する。サンプリング管84は、建物の火災区画の微粒子混合気を先端の吸引口84aから吸引する中空部材であり、火災区画に差し込まれることから耐熱性を必要とし、例えば火災による熱に耐えうる金属製のパイプ等であり、更に、支持される竿部材90及び接続されるチューブ85とは絶縁して、非接地状態となるようにしている。また、サンプリング管84の口径や長さは任意であるが、操作員が火災区画に対して安全な距離を確保してサンプリング管84の先端の吸引口84aから微粒子混合気を吸引できるように、例えば口径は2~3cm程度、長さは1~2m程度としている。
(f1. Sampling tube)
The sampling pipe 84 will now be described in more detail. The sampling pipe 84 is a hollow member that sucks in the particulate air-fuel mixture in the fire compartment of the building from a suction port 84a at its tip. Since it is inserted into the fire compartment, it must be heat-resistant, for example, a metal pipe that can withstand the heat of a fire, and is further insulated from the supporting rod member 90 and the connected tube 85 so as to be in a non-grounded state. The diameter and length of the sampling pipe 84 are optional, but the diameter is set to, for example, about 2 to 3 cm and the length to about 1 to 2 m so that the operator can suck in the particulate air-fuel mixture from the suction port 84a at the tip of the sampling pipe 84 while maintaining a safe distance from the fire compartment.

(f2.チューブ)
チューブ85について、より詳細に説明する。チューブ85は、サンプリング管84を煙検出器80の入口に接続する可撓性を有する中空部材であり、その構造や材質は任意であるが、例えば可撓性を有する合成樹脂製又はゴム製のチューブ、ホース等である。
(f2. Tube)
The tube 85 will be described in more detail below. The tube 85 is a flexible hollow member that connects the sampling pipe 84 to the inlet of the smoke detector 80, and may have any structure or material, but may be, for example, a flexible tube or hose made of synthetic resin or rubber.

また、チューブ85の煙検出器80の入口に接続される一端側には加熱部85aが設けられている。加熱部85aは、微粒子混合気の吸引に伴うチューブの内壁の結露を抑制又は防止するため、サンプリング管84から吸引した微粒子混合気が通過するチューブ85内の空間を加熱するものであり、その構造や機能は任意であるが、例えば通電により発熱する自己制御ヒータ線をチューブ85に巻いたものである。 A heating section 85a is provided at one end of the tube 85 that connects to the inlet of the smoke detector 80. The heating section 85a heats the space inside the tube 85 through which the particulate mixture drawn from the sampling tube 84 passes, in order to suppress or prevent condensation on the inner wall of the tube as the particulate mixture is drawn in. The heating section 85a has any structure and function, but may, for example, be a self-regulating heater wire that generates heat when electricity is applied and wrapped around the tube 85.

火災区画からサンプリング管84に吸引された微粒子混合気は高温であり、また微粒子混合気には微粒子(煙粒子)に加え水蒸気が含有されている。吸引された高温の微粒子混合気は、サンプリング管84及びチューブ85を通過する間に冷却されるため、チューブの内壁に結露が発生する場合がある。チューブ85の内壁に結露が発生すると、チューブ内壁の水滴に吸引した微粒子混合気の微粒子が引き寄せられ、微粒子混合気に含有される微粒子の部分的な喪失が起きる。そこで加熱部85aを設けてチューブ85を加熱することで、微粒子混合気が冷却されることによる結露を抑制又は防止し、含有される微粒子を失うことなく微粒子混合気が煙検出器80の入口に到達できるようにし、微粒子混合気に基づく煙の種類又は火災の種類の識別精度を高めることを可能とする。 The particulate mixture drawn into the sampling tube 84 from the fire compartment is hot, and contains water vapor in addition to particulates (smoke particles). The high-temperature particulate mixture drawn in is cooled as it passes through the sampling tube 84 and tube 85, which can cause condensation on the inner walls of the tube. When condensation forms on the inner walls of tube 85, the particulates in the drawn particulate mixture are attracted to the water droplets on the inner walls, resulting in a partial loss of the particulates contained in the particulate mixture. Therefore, by providing a heating section 85a to heat the tube 85, condensation caused by the cooling of the particulate mixture is suppressed or prevented, allowing the particulate mixture to reach the inlet of the smoke detector 80 without losing any of its contained particulates, thereby improving the accuracy of identifying the type of smoke or fire based on the particulate mixture.

本実施形態は、チューブ85の煙検出器80に接続される一端側に加熱部85aを設けているが、結露を抑制又は防止できるのであれば、適宜の位置で良い。また同様に、サンプリング管84にも加熱部を設け、サンプリング管84の内壁に対する結露を抑制又は防止してもよい。 In this embodiment, a heating unit 85a is provided on the end of the tube 85 that connects to the smoke detector 80, but any suitable location may be used as long as condensation can be suppressed or prevented. Similarly, a heating unit may also be provided on the sampling pipe 84 to suppress or prevent condensation on the inner wall of the sampling pipe 84.

(f3.吸引ポンプ)
吸引ポンプ88について、より詳細に説明する。吸引ポンプ88は吸引口にチューブ86を介して煙検出器80の出口を接続しており、サンプリング管84及びチューブ85を介して微粒子混合気を吸引し、煙検出器80を通過させた微粒子混合気を外部に排気するものである。吸引ポンプ88の構造や機能は任意であるが、モータ駆動により気体を吸引して排出する、例えば軸流ポンプ等の適宜のポンプが使用される。なお、チューブ86はその構造や材質は任意であるが、前述したチューブ85と同様に合成樹脂製又はゴム製のチューブ、ホース等としている。
(f3. Suction pump)
The suction pump 88 will be described in more detail. The suction pump 88 has a suction port connected to the outlet of the smoke detector 80 via a tube 86, sucks in the particulate mixture via a sampling pipe 84 and a tube 85, and exhausts the particulate mixture that has passed through the smoke detector 80 to the outside. The suction pump 88 may have any structure or function, but may be an appropriate pump such as an axial flow pump that is driven by a motor to suck in and exhaust gas. The tube 86 may have any structure or material, but may be a tube, hose, or the like made of synthetic resin or rubber, similar to the tube 85 described above.

(g.保持装置)
保持装置について、より詳細に説明する。保持装置は、サンプリング管84の吸引口84aを火災区画で発生する微粒子混合気中に差込むようにサンプリング管84及びチューブ85を移動自在に保持するものであり、その構造や機能は任意であるが、例えば、竿部材90、支承部92及びウェイト94で構成されるものである。
(g. Holding device)
The holding device is described in more detail below. The holding device movably holds the sampling tube 84 and the tube 85 so that the suction port 84a of the sampling tube 84 is inserted into the particulate mixture generated in the fire compartment. The structure and function of the holding device are arbitrary, but it may be composed of, for example, a rod member 90, a support 92, and a weight 94.

竿部材90は、サンプリング管84及びチューブ85をチューブ85の延伸方向に沿って保持する長尺部材であり、その構造や機能は任意であるが、例えば、チューブ85の延伸方向となる前後方向に剛性を持つ金属製の棒やパイプ等であり、その長さも任意であるが、例えば2~3m程度とする。また、竿部材90は、チューブ85を最大に縮小させた場合に竿部材90の先端がサンプリング管84の吸引口84a側の外周に配置されるように設けられ、当該状態でサンプリング管84及びチューブ85を保持し、チューブ85を延伸させると、竿部材90はサンプリング管84及びチューブ85を保持した状態を保ちつつ、竿部材90の先端はサンプリング管84の外周を延伸方向に沿って移動する。 The rod member 90 is a long member that holds the sampling tube 84 and tube 85 in the extension direction of the tube 85. Its structure and function are arbitrary, but it may be, for example, a metal rod or pipe that is rigid in the front-to-rear direction, which is the extension direction of the tube 85. Its length is also arbitrary, but may be approximately 2 to 3 meters. Furthermore, the rod member 90 is positioned so that the tip of the rod member 90 is positioned on the outer periphery of the suction port 84a side of the sampling tube 84 when the tube 85 is fully retracted. While holding the sampling tube 84 and tube 85 in this state, when the tube 85 is extended, the tip of the rod member 90 moves around the outer periphery of the sampling tube 84 in the extension direction while maintaining its holding state of the sampling tube 84 and tube 85.

また、火災区画に対するサンプリング管84の差し込み量によって、竿部材90の先端側も合わせて火災区画内に差し込まれる場合には、竿部材90をサンプリング管84と同様に耐熱性をもつ部材とする。またチューブ85の延伸方向に剛性を持つ部材ではなく、可撓性を有する部材として、竿部材90の先端とサンプリング管84の吸引口84a側の外周との接点は固定とし、チューブ85の延伸(縮小)に合わせて竿部材90が延伸(縮小)するようにしても良い。 Furthermore, if the tip of the rod member 90 is also inserted into the fire compartment depending on the insertion depth of the sampling tube 84 into the fire compartment, the rod member 90 should be made of a heat-resistant material similar to the sampling tube 84. Furthermore, rather than being made of a material that is rigid in the extension direction of the tube 85, the rod member 90 may be made of a flexible material, with the contact point between the tip of the rod member 90 and the outer periphery of the suction port 84a side of the sampling tube 84 fixed, and the rod member 90 may be designed to extend (retract) in accordance with the extension (retraction) of the tube 85.

支承部92は、竿部材90により保持された状態のサンプリング管84及びチューブ85の位置をサンプリング管84の吸入口84aが火災区画に対応した任意の位置となるように調整可能に、竿部材90を移動自在に支承するものである。 The support portion 92 movably supports the rod member 90, allowing the position of the sampling pipe 84 and tube 85 held by the rod member 90 to be adjusted so that the intake port 84a of the sampling pipe 84 can be positioned at any position corresponding to the fire compartment.

支承部92の構造や機構は任意であるが、例えば三次元旋回構造とし、三次元旋回構造を実現するための機構として、例えば送風部28の上部に固定台92aを配置し、固定台92aに上下方向の支承軸となる支承軸部92bを起立し、支承軸部92bは、その上端に竿部材90を着脱自在に支持する例えばU型の支持部92cを支承軸周り(左右周り)に回動自在に軸支すると共に、支承軸に直行する左右方向で支持部92cの高さに位置する水平軸周り(上下周り)に回動自在に軸支している。 The structure and mechanism of the support portion 92 are arbitrary, but for example, it may be a three-dimensional swivel structure. A mechanism for realizing this three-dimensional swivel structure may involve, for example, placing a fixed base 92a above the blower 28, and erecting a support shaft portion 92b, which serves as a vertical support shaft, on the fixed base 92a. At its upper end, the support shaft portion 92b supports, for example, a U-shaped support portion 92c, which detachably supports the rod member 90, so that it can rotate freely around the support shaft (left and right), and also around a horizontal axis (up and down) positioned at the height of the support portion 92c in the left and right direction perpendicular to the support shaft.

そして、支承部92の支持部92cに竿部材90を支持させることにより、竿部材90は延伸方向となる前後方向の移動に加えて、左右周り及び上下周りの移動が可能となり、火災区画側に位置しサンプリング管84の外周に配置される竿部材90の先端を左右方向及び上下方向に旋回させることができる。これにより、サンプリング管84の吸入口84aの位置を上下方向、左右方向、前後方向の全ての方向に調整することができる。 By supporting the rod member 90 on the support portion 92c of the bearing portion 92, the rod member 90 can move not only in the forward/backward direction, which is its extension direction, but also left/right and up/down. This allows the tip of the rod member 90, which is located on the fire compartment side and is positioned on the outer periphery of the sampling tube 84, to be rotated left/right and up/down. This allows the position of the suction port 84a of the sampling tube 84 to be adjusted in all directions, including up/down, left/right, and forward/backward.

更に、竿部材90の後端側にはウェイト94が配置される。ウェイト94は、支承部92を支点として竿部材90のサンプリング管84及びチューブ85を保持した先端側の力のモーメントと、ウェイト94が配置される後端側の力のモーメントが略同一となるように、ウェイト94の重量を設定し、竿部材90が水平状態を保つようにバランスを取るものである。 In addition, a weight 94 is disposed on the rear end of the rod member 90. The weight 94 is set so that the force moment at the tip end of the rod member 90, which holds the sampling pipe 84 and tube 85, with the support 92 as the fulcrum, is approximately equal to the force moment at the rear end where the weight 94 is disposed, thereby balancing the rod member 90 so that it remains horizontal.

また、竿部材90を延伸方向の移動は、例えば図9に示す伸縮自在のはしご126の先端のバスケット128の移動により行われるものでも良い。
Furthermore, the movement of the pole member 90 in the extension direction may be achieved by, for example, moving a basket 128 at the tip of an extendable ladder 126 shown in FIG.

[h.煙検出器]
煙検出器80について、より詳細に説明する。煙検出器80は、吸引装置82により吸引された火災区画に発生する微粒子混合気に基づき煙の種類又は火災の種類を識別するものであり、その構成や機能は任意であるが、例えば、図7(A)の図6の左方から見た煙検出器80の断面構造に示すように、検煙筐体96内に形成された検煙部100と、ケース104に収納された検出回路部106で構成されるものである。尚、ケース内に配置される検出回路部106は、実際には回路基板等に実装されているものである。
[h. Smoke detector]
The smoke detector 80 will now be described in more detail. The smoke detector 80 identifies the type of smoke or fire based on the particulate mixture generated in the fire compartment sucked in by the suction device 82, and although the configuration and function thereof are arbitrary, for example, as shown in the cross-sectional structure of the smoke detector 80 viewed from the left in Fig. 6 in Fig. 7(A), it is composed of a smoke detection unit 100 formed in a smoke detection housing 96 and a detection circuit unit 106 housed in a case 104. Note that the detection circuit unit 106 disposed in the case is actually mounted on a circuit board or the like.

(h1.検煙部)
検煙部100について、より詳細に説明する。検煙部100は、吸引装置82により火災区画から吸引された微粒子混合気102が通過し、外部から光が遮光された空間であり、検煙筐体96内に形成される。検煙筐体96の構造や形状は任意であるが、一例として、図7(A)のx-x視の断面である図7(B)に示すように、吸引装置82により吸引された微粒子混合102を検煙部100に通過させるための流入口96aと流出口96bが設けられ、検煙部100が位置する箇所の上下側が扁平された略円筒体である。尚、図7は円筒状の検煙筐体96で示しているが、円筒状に限定されるものではなく、微粒子混合気102を検煙部100に通過させることができれば、その筒断面の形状は多角形や楕円等であってもよい。
(h1. Smoke detection department)
The smoke detector 100 will be described in more detail. The smoke detector 100 is a space shielded from external light and formed within the smoke detector housing 96, through which the particulate mixture 102 sucked from the fire compartment by the suction device 82 passes. The smoke detector housing 96 may have any structure or shape. As an example, as shown in FIG. 7B, which is a cross-section taken along line x-x in FIG. 7A, the smoke detector housing 96 is provided with an inlet 96a and an outlet 96b for allowing the particulate mixture 102 sucked by the suction device 82 to pass through the smoke detector 100. The smoke detector housing 96 is generally cylindrical, with flattened upper and lower sides where the smoke detector 100 is located. While FIG. 7 shows the cylindrical smoke detector housing 96, the shape is not limited to a cylindrical shape. The cross-sectional shape of the cylinder may be polygonal, elliptical, or the like, as long as it allows the particulate mixture 102 to pass through the smoke detector 100.

検煙部100には、第1発光素子108、第2発光素子110及び受光素子112が配置されており、それぞれの光軸108a、110a、112aが同一平面内となるように配置された平面配置の構造としている。 The smoke detector 100 is configured with a first light-emitting element 108, a second light-emitting element 110, and a light-receiving element 112, all of which are arranged in a planar configuration with their respective optical axes 108a, 110a, and 112a aligned in the same plane.

第1発光素子108は、例えば近赤外線LEDが使用され、第1波長λ1の光として中心波長600nm以上の光、例えばλ1=900nmの光を照射する。また、第1発光素子108は、受光素子112の光軸112aに対する光軸108aの第1散乱角θ1が、20°~70°の範囲の所定の角度、例えばθ1=30°に設定されている。 The first light-emitting element 108 is, for example, a near-infrared LED, and emits light with a first wavelength λ1 of 600 nm or more, for example, λ1 = 900 nm. Furthermore, the first light-emitting element 108 has a first scattering angle θ1 of the optical axis 108a relative to the optical axis 112a of the light-receiving element 112, which is set to a predetermined angle in the range of 20° to 70°, for example, θ1 = 30°.

第2発光素子110は、例えば可視光LEDが使用され、第2波長λ2の光として中心波長500nm以下の光、例えばλ2=500nmの光を照射する。また、第2発光素子110は、受光素子112の光軸112aに対する光軸110aの第2散乱角θ2が、第1散乱角θ1より大きい110°~160°の範囲の所定角度、例えばθ2=120°に設定されている。 The second light-emitting element 110 is, for example, a visible light LED, and emits light with a center wavelength of 500 nm or less, for example, λ2 = 500 nm, as light with a second wavelength λ2. The second light-emitting element 110 also sets the second scattering angle θ2 of the optical axis 110a relative to the optical axis 112a of the light-receiving element 112 to a predetermined angle in the range of 110° to 160°, greater than the first scattering angle θ1, for example, θ2 = 120°.

受光素子112は、例えば赤外線領域から可視光領域に感度をもつフォトダイオードが使用される。第1発光素子108と第2発光素子110の発光駆動については任意であるが、例えば所定周期ごとに交互に発光駆動される。第1発光素子108の発光により第1波長λ1の光がP点に流入した微粒子混合気に照射されると、第1散乱角θ1に対応した微粒子(煙粒子)の前方散乱光が受光素子112に入射して受光され、受光素子112は受光信号として第1信号を出力する。続いて、第2発光素子110の発光により第2波長λ2の光がP点に流入した微粒子混合気に照射されると、第2散乱角θ2に対応した微粒子(煙粒子)の後方散乱光が受光素子112に入射して受光され、受光素子112は受光信号として第2信号を出力する。 The light-receiving element 112 is, for example, a photodiode sensitive to light from the infrared region to the visible light region. The first light-emitting element 108 and the second light-emitting element 110 can be driven to emit light in any manner, but for example, they can be driven to emit light alternately at a predetermined interval. When the first light-emitting element 108 emits light of a first wavelength λ1 and irradiates the particulate mixture flowing into point P, forward scattered light from the particulates (smoke particles) corresponding to a first scattering angle θ1 enters and is received by the light-receiving element 112, which then outputs a first signal as a light-receiving signal. Subsequently, when the second light-emitting element 110 emits light of a second wavelength λ2 and irradiates the particulate mixture flowing into point P, backscattered light from the particulates (smoke particles) corresponding to a second scattering angle θ2 enters and is received by the light-receiving element 112, which then outputs a second signal as a light-receiving signal.

なお、検煙部100の他の実施形態として、1つの発光素子と2つの受光素子を配置した構造としてもよい。この場合、図7(B)の受光素子112を、第1波長λ1=900nmの光と第2波長λ2=500nmの光を含む白色LEDなどの単一の発光素子に置き換え、第1発光素子108を、第1波長λ1=900nmの光を受光する第1受光素子に置き換え、第2発光素子110を、第2波長λ2=500nmの光を受光する第2受光素子に置き換える。そして、発光素子を発光駆動し、第1受光素子で第1散乱角θ1=30°の第1波長λ1=900nmの前方散乱光を受光して第1信号を出力し、第2受光素子で第2散乱角θ2=120°の第2波長λ2=500nmの後方散乱光を受光して第2信号を出力する。 In another embodiment of the smoke detector 100, one light-emitting element and two light-receiving elements may be used. In this case, the light-receiving element 112 in FIG. 7(B) is replaced with a single light-emitting element, such as a white LED, that emits light with a first wavelength λ1=900 nm and a second wavelength λ2=500 nm. The first light-emitting element 108 is replaced with a first light-receiving element that receives light with a first wavelength λ1=900 nm. The second light-emitting element 110 is replaced with a second light-receiving element that receives light with a second wavelength λ2=500 nm. The light-emitting element is then driven to emit light, and the first light-receiving element receives forward-scattered light with a first wavelength λ1=900 nm and a first scattering angle θ1=30° to output a first signal. The second light-receiving element receives back-scattered light with a second wavelength λ2=500 nm and a second scattering angle θ2=120° to output a second signal.

(h2.検出回路部)
検出回路部106について、より詳細に説明する。検出回路部106は、検煙部100から受光信号として得られる第1信号と第2信号に基づいて煙の種類又は火災の種類を識別するものであり、その機能や構成は任意であるが、例えば、図8に示すように、制御部114、発光駆動部116及び受光増幅部118で構成される。制御部114は、CPU、メモリ及び各種の入出力ポートを備えたコンピュータ回路で構成され、プログラムの実行により実現される機能として、信号検出部120と識別部122の機能を備える。
(h2. Detection circuit section)
The detection circuit unit 106 will be described in more detail. The detection circuit unit 106 identifies the type of smoke or fire based on the first and second signals obtained as light-receiving signals from the smoke detector unit 100, and may have any function or configuration, but may be composed of a control unit 114, a light-emitting driver unit 116, and a light-receiving amplifier unit 118, as shown in Fig. 8, for example. The control unit 114 is composed of a computer circuit equipped with a CPU, memory, and various input/output ports, and has the functions of a signal detection unit 120 and an identification unit 122 as functions realized by executing a program.

(h3.信号検出部)
信号検出部120について、より詳細に説明する。信号検出部120は発光駆動部116に駆動信号を出力して、駆動信号を受信した発光駆動部116により、例えば所定周期ごとに第1発光素子108と第2発光素子110を交互に発光駆動し、微粒子混合気に第1波長λ1及び第2波長λ2の光を交互に照射して、流入した微粒子混合気により第1散乱角θ1及び第2散乱角θ2の散乱光を生じさせる。また、信号検出部120は、受光素子112により第1散乱角θ1における第1波長λ1の前方散乱光を受光して得られる第1信号と、第2散乱角θ2における第2波長λ2の後方散乱光を受光して得られる第2信号を、受光増幅部118で増幅して受信し、第1信号と第2信号に基づき、微粒子混合気の微粒子濃度(煙濃度)に対応した第1検出値A1及び第2検出値A2を検出する。
(h3. Signal detection unit)
The signal detection unit 120 will be described in more detail. The signal detection unit 120 outputs a drive signal to the light emission drive unit 116. Upon receiving the drive signal, the light emission drive unit 116 alternately drives the first light emitting element 108 and the second light emitting element 110 to emit light, for example, at predetermined intervals, to alternately irradiate the particulate mixture with light of the first wavelength λ1 and the second wavelength λ2, causing the particulate mixture to generate scattered light at the first scattering angle θ1 and the second scattering angle θ2. The signal detection unit 120 also receives a first signal obtained by receiving forward scattered light of the first wavelength λ1 at the first scattering angle θ1 with the light receiving element 112, and a second signal obtained by receiving backscattered light of the second wavelength λ2 at the second scattering angle θ2, and amplifies these signals using the light receiving amplifier 118. The signal detection unit 120 then detects a first detection value A1 and a second detection value A2 corresponding to the particulate concentration (smoke concentration) of the particulate mixture based on the first and second signals.

(h4.識別部)
識別部122について、より詳細に説明する。識別部122は、信号検出部120で検出された第1検出値A1と第2検出値A2の比較結果に基づいて、煙の種類又は火災の種類を識別するものである。識別部122は、第1検出値A1と第2検出値A2の比較結果として、例えば、両者の比率R=A1/A2を求め、比率Rが所定のセルロース系識別条件を充足した場合にセルロース系の煙又は当該煙を発生させる木材火災であると識別し、また、所定のハイドロカーボン系識別条件を充足した場合にハイドロカーボン系の煙又は当該煙を発生させる油火災であると識別するものである。
(h4. Identification unit)
The identification unit 122 will be described in more detail. The identification unit 122 identifies the type of smoke or the type of fire based on the comparison result between the first detection value A1 and the second detection value A2 detected by the signal detection unit 120. The identification unit 122 calculates, for example, a ratio R = A1/A2 between the first detection value A1 and the second detection value A2 as the comparison result, and identifies the fire as being cellulose-based smoke or a wood fire generating such smoke if the ratio R satisfies a predetermined cellulose-based identification condition, or identifies the fire as being hydrocarbon-based smoke or an oil fire generating such smoke if the ratio R satisfies a predetermined hydrocarbon-based identification condition.

識別部122による煙(火災)の識別について、より詳細に説明する。図7(B)の検煙部100に流入した微粒子混合気に光を照射した場合の散乱光は、微粒子(煙粒子)のサイズ(粒子径)が光の波長以上の場合はミー散乱(Mei Scatting)となり、煙粒子のサイズ(粒子径)が光の波長より小さい場合はレイリー散乱(Rayieigh Scatting)となる。ミー散乱にあっては、公知のように、前方散乱光が後方散乱光より大きく、また、粒子径が大きくなれば前方散乱が大きくなる関係にある。レイリー散乱にあっては、前方散乱光と後方散乱光が均等に分布し、散乱角90°で最小となる。一般に煙粒子は照射する光の波長を中心に分布することから、光の散乱はミー散乱とレイリー散乱を併せた複合散乱となり、少なくとも、前方散乱光が後方散乱光より大きくなるミー散乱の特性が表れる。 The identification of smoke (fire) by the identification unit 122 will be explained in more detail. When light is irradiated onto the particulate mixture that has flowed into the smoke detector unit 100 in Figure 7(B), the scattered light is Mie scattering if the size (particle diameter) of the particulates (smoke particles) is equal to or greater than the wavelength of light, and is Rayleigh scattering if the size (particle diameter) of the smoke particles is smaller than the wavelength of light. As is well known, with Mie scattering, the forward scattered light is larger than the backward scattered light, and the larger the particle diameter, the greater the forward scattering. With Rayleigh scattering, the forward scattered light and backward scattered light are evenly distributed and are minimized at a scattering angle of 90°. Since smoke particles generally distribute around the wavelength of the irradiated light, the light scattering is a composite scattering that combines Mie scattering and Rayleigh scattering, and at least the characteristic of Mie scattering, in which the forward scattered light is larger than the backward scattered light, is exhibited.

このため、第1波長λ1=900nmの光を照射して第1散乱角θ1=30°で受光した前方散乱光の第1検出値A1と、第2波長λ2=500nmの光を照射して第2散乱角θ2=120°で受光した後方散乱光の第2検出値A2との間には、散乱効率の相違に基づきA1>A2の関係、即ち前方散乱光が後方散乱光より大きくなる関係がある。 For this reason, based on the difference in scattering efficiency, there is a relationship A1 > A2 between the first detection value A1 of forward scattered light received at a first scattering angle θ1 = 30° when irradiated with light of a first wavelength λ1 = 900 nm and the second detection value A2 of backward scattered light received at a second scattering angle θ2 = 120° when irradiated with light of a second wavelength λ2 = 500 nm, i.e., the forward scattered light is greater than the backward scattered light.

また、検煙部100を微粒子混合気として通過するセルロース系の煙とハイドロカーボン系の煙では、それぞれに含まれる微粒子(煙粒子)の粒子径が異なることから、煙の種類により検出される第1検出値A1と第2検出値A2は異なった値となり、第1検出値A1と第2検出値A2から求まる両者の比率Rを所定のセルロース系識別条件及びハイドロカーボン系識別条件と比較することで、煙(火災)の種類を識別することができる。当該煙(火災)の種類の識別方法は任意であるが、例えば信号検出部120で受光増幅部118からの第1信号と第2信号を第1発光素子108と第2発光素子110の発光駆動のタイミングに同期したA/D変換により読み込み、所定のタイミングで受信した第1信号から検出された第1検出値とその次のタイミングで受信した第2信号から検出される第2検出値A2から比率Rを求めて煙(火災)の種類を識別する。 Furthermore, because the particle diameters of the particles (smoke particles) contained in cellulose-based smoke and hydrocarbon-based smoke that pass through the smoke detector 100 as a particulate mixture are different, the first detection value A1 and second detection value A2 detected will differ depending on the type of smoke. The type of smoke (fire) can be identified by comparing the ratio R obtained from the first detection value A1 and the second detection value A2 with predetermined cellulose-based identification conditions and hydrocarbon-based identification conditions. Any method can be used to identify the type of smoke (fire). For example, the signal detector 120 reads the first and second signals from the light receiving amplifier 118 through A/D conversion synchronized with the light emission drive timing of the first light-emitting element 108 and the second light-emitting element 110, and determines the ratio R from the first detection value detected from the first signal received at a predetermined timing and the second detection value A2 detected from the second signal received at the following timing to identify the type of smoke (fire).

ここで、微粒子混合気がセルロース系の煙の場合、煙に含まれる煙粒子の粒子径は例えば2~3μmに集中している。また、微粒子混合気がハイドロカーボン系の煙の場合、煙に含まれる煙粒子の粒子径はセルロース系の煙に含まれる煙粒子より小さい、例えば1~2μmに集中している。このため粒子径の大きいハイドロカーボン系の煙に含まれる煙粒子に対する第1検出値A1と第2検出値A2の比率Rは、例えばR=8.0となる。これに対し粒子径の小さいセルロース系の煙に含まれる煙粒子に対する第1検出値A1と第2検出値A2の比率Rは、例えばR=2.3となる。 Here, when the particulate mixture is cellulose-based smoke, the particle diameter of the smoke particles contained in the smoke is concentrated at, for example, 2 to 3 μm. Furthermore, when the particulate mixture is hydrocarbon-based smoke, the particle diameter of the smoke particles contained in the smoke is smaller than that of the smoke particles contained in cellulose-based smoke, concentrated at, for example, 1 to 2 μm. Therefore, the ratio R of the first detection value A1 to the second detection value A2 for smoke particles contained in hydrocarbon-based smoke, which have a large particle diameter, is, for example, R = 8.0. In contrast, the ratio R of the first detection value A1 to the second detection value A2 for smoke particles contained in cellulose-based smoke, which have a small particle diameter, is, for example, R = 2.3.

このため、セルロース系の煙とハイドロカーボン系の煙との間では、第1検出値A1と第2検出値A2の比率Rに十分な差が生じており、セルロース系の煙(木材火災)であるかハイドロカーボン系の煙(油火災)であるかを識別するための第1識別閾値Rth1として5~6の範囲の値、例えばRth1=5を設定することで、比率RがRth1以上であればセルロース系の煙(木材火災)であると識別し、Rth1未満であればハイドロカーボン系の煙(油火災)であると識別することができる。 For this reason, there is a sufficient difference in the ratio R of the first detection value A1 to the second detection value A2 between cellulose-based smoke and hydrocarbon-based smoke. By setting the first discrimination threshold Rth1 for distinguishing between cellulose-based smoke (wood fire) and hydrocarbon-based smoke (oil fire) to a value in the range of 5 to 6, for example Rth1 = 5, it is possible to distinguish between cellulose-based smoke (wood fire) if the ratio R is Rth1 or greater, and between hydrocarbon-based smoke (oil fire) if the ratio R is less than Rth1.

尚、以下の説明は、識別部122で煙の種類を識別する場合として記載する。 The following explanation assumes that the type of smoke is identified using the identification unit 122.

[i.煙の種類と帯電水粒子の帯電極性]
帯電水粒子放出部10から放出する帯電水粒子気流12に含有される帯電水粒子の帯電極性と煙の種類の関係について、より詳細に説明する。
[i. Types of smoke and charge polarity of charged water particles]
The relationship between the charge polarity of the charged water particles contained in the charged water particle airflow 12 emitted from the charged water particle emitting unit 10 and the type of smoke will be described in more detail below.

本願発明者の知見によれば、高い消煙性能を得るためには、煙の種類と帯電水粒子の帯電極性との間に、固有の対応関係があることが実験的に確認されている。 According to the inventor's findings, it has been experimentally confirmed that in order to achieve high smoke removal performance, there is a specific correspondence between the type of smoke and the charge polarity of the charged water particles.

(i1.セルロース系の煙に対する水粒子の帯電極性)
実験において、セルロース系の煙に対してプラス極性の帯電水粒子を散布した場合と、マイナス極性の帯電水粒子を散布した場合を比較すると、帯電水粒子の散布開始から所定の煙濃度に低下するまでの時間は、マイナス極性の帯電水粒子を散布した場合の方がプラス極性の帯電水粒子を散布した場合よりも短く、マイナス極性の帯電水粒子の方が高い消煙性能が得られる。
(i1. Charge polarity of water particles relative to cellulosic smoke)
In experiments, when the spraying of positively charged water particles against cellulose-based smoke was compared with the spraying of negatively charged water particles, the time from the start of spraying the charged water particles until the smoke concentration decreased to a predetermined level was shorter when negatively charged water particles were sprayed than when positively charged water particles were sprayed, and negatively charged water particles provided higher smoke elimination performance.

(i2.ハイドロカーボン系の煙に対する水粒子の帯電極性)
また、ハイドロカーボン系の煙に対してプラス極性の帯電水粒子を散布した場合と、マイナス極性の帯電水粒子を散布した場合を比較すると、帯電水粒子の散布開始から所定の煙濃度に低下するまでの時間はほぼ同じとなり、帯電水粒子の帯電極性による消煙性能に差異は認められないが、マイナス極性の帯電水粒子を散布した場合は、散布量を少なくしても消煙性能が損なわれないことが分かっている。
(i2. Charge polarity of water particles relative to hydrocarbon smoke)
Furthermore, when comparing the spraying of positively charged water particles against hydrocarbon smoke with the spraying of negatively charged water particles, the time from the start of spraying the charged water particles until the smoke concentration drops to a predetermined level is almost the same, and no difference in smoke suppression performance is observed depending on the charge polarity of the charged water particles.However, it has been found that when negatively charged water particles are sprayed, smoke suppression performance is not impaired even if the amount sprayed is reduced.

(i3.帯電水粒子の帯電極性の初期設定)
本実施形態の煙検出器80により火災区画に発生する微粒子混合気に基づき煙の種類を識別して制御部21により帯電水粒子の帯電極性を切替え制御するまでには時間を要する場合もあり、帯電水粒子の帯電極性として、所定の帯電極性を初期設定する必要がある。この場合、前述したように、セルロース系の煙は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させた方が消煙性能が高く、ハイドロカーボン系の煙はマイナス極性又はプラス極性について消煙性能に差異がないことから、帯電水粒子の帯電極性の初期設定はマイナス極性とすることが好適といえる。
(i3. Initial setting of charging polarity of charged water particles)
It may take time for the smoke detector 80 of this embodiment to identify the type of smoke based on the particulate mixture generated in the fire compartment and for the control unit 21 to switch and control the charge polarity of the charged water particles, so it is necessary to initially set a predetermined charge polarity for the charged water particles. In this case, as described above, charging the charged water particles with a negative polarity improves the smoke suppression performance for cellulose-based smoke, and there is no difference in smoke suppression performance between negative and positive polarities for hydrocarbon-based smoke, so it is preferable to initially set the charge polarity of the charged water particles to a negative polarity.

従って、制御部21は、火災区画に放出する帯電水粒子気流12に含有される帯電水粒子がマイナス極性に帯電するように初期設定されており、初期設定に従いマイナス極性に帯電した帯電水粒子が含有される帯電水粒子気流12の放出中に、煙検出器80でセルロース系の煙が識別された場合は消煙性能が優れる初期設定されたマイナス極性の帯電極性を維持し、一方、煙検出器80でハイドロカーボン系の煙が識別された場合、帯電水粒子の帯電極性による消煙性能に差異がないため任意の極性として良く、仮に帯電水粒子がプラス極性に帯電するように設定されていた場合には、初期設定されたマイナス極性からプラス極性に帯電極性を切替え制御するものとする。また、当該帯電極性の切替え制御に加えて、煙の種類に応じて帯電噴霧ヘッド32からの噴霧量や帯電水粒子の帯電量を調整する制御を行っても良い。 Therefore, the control unit 21 is initially configured to negatively charge the charged water particles contained in the charged water particle airflow 12 released into the fire compartment. During the release of the charged water particle airflow 12 containing negatively charged charged water particles according to the initial configuration, if the smoke detector 80 identifies cellulose-based smoke, the control unit 21 maintains the initially configured negative charging polarity, which provides excellent smoke suppression performance. On the other hand, if the smoke detector 80 identifies hydrocarbon-based smoke, any polarity can be used because there is no difference in smoke suppression performance depending on the charging polarity of the charged water particles. If the charged water particles are configured to be positively charged, the control unit 21 controls the charging polarity to be switched from the initially configured negative polarity to a positive polarity. In addition to controlling the switching of charging polarity, the control unit 21 may also control the spray amount from the charged spray head 32 and the charge amount of the charged water particles depending on the type of smoke.

ここで、帯電水粒子がマイナス極性に帯電するように初期設定するとは、操作員による帯電極性水粒子の極性設定の操作を必要とすることなく、帯電水粒子気流12の放出起動操作を行うことで、高圧電源部18から帯電噴霧ヘッド32に対して帯電噴霧ヘッド32の誘導電極部60の電位が水側電極部62の電位に対してプラスとなる高電圧を印加するように設定することを意味する。 Here, initially setting the charged water particles to a negative polarity means that the high-voltage power supply 18 applies a high voltage to the charged spray head 32 so that the potential of the induction electrode section 60 of the charged spray head 32 is positive relative to the potential of the water-side electrode section 62 by starting the discharge of the charged water particle airflow 12, without requiring an operator to set the polarity of the charged water particles.

[j.操作盤]
図1に示した操作盤14について、より詳細に説明する。操作盤14は、操作員が本実施形態の帯電水粒子散布システムを操作するための操作部であり、操作内容は任意であるが、一例として、帯電水粒子放出部10の起動停止操作、帯電水粒子放出部10からの帯電水粒子気流12の放出方向の調整操作と各帯電噴霧ヘッド32からの噴霧量の調整操作、高圧電源部18による印加する電圧の種類の選択、電圧調整や極性切替の操作などが含まれる。
[j. Control panel]
The control panel 14 shown in Figure 1 will be described in more detail below. The control panel 14 is an operation unit that allows an operator to operate the charged water particle spraying system of this embodiment, and the operations that can be performed on the control panel 14 are arbitrary, but examples include starting and stopping the charged water particle discharge unit 10, adjusting the discharge direction of the charged water particle airflow 12 from the charged water particle discharge unit 10 and adjusting the spray amount from each charged spray head 32, selecting the type of voltage to be applied by the high-voltage power supply unit 18, adjusting the voltage, and switching the polarity.

操作盤14には、操作表示部20と制御部21が設けられる。操作表示部20は帯電水粒子放出部10の遠隔操作に必要な各種の操作釦、操作レバー、ディスプレイ、表示灯等が設けられる。制御部21は操作表示部20による操作員の操作等に基づいて制御信号を出力し帯電水粒子放出部10等を制御するものであり、その機能や構成は任意であるが、例えば、CPU、メモリ、各種の入出力ポートなどを備えたコンピュータ回路で構成されるものであり、CPUによるプログラムの実行により所定の制御機能が実現されるものである。 The operation panel 14 is provided with an operation display unit 20 and a control unit 21. The operation display unit 20 is provided with various operation buttons, operation levers, displays, indicator lights, etc. required for remote operation of the charged water particle emitter 10. The control unit 21 outputs control signals based on operations by the operator via the operation display unit 20, and controls the charged water particle emitter 10, etc. Its functions and configuration are arbitrary, but it may be composed of a computer circuit equipped with a CPU, memory, various input/output ports, etc., for example, and the specified control functions are realized by the CPU executing a program.

[k.帯電水粒子散布システムを搭載したはしご消防車]
本実施形態の帯電水粒子散布システムを搭載したはしご消防車による消火、消煙について、より詳細に説明する。図9は火災現場において本実施形態の帯電水粒子散布システムを搭載したはしご消防車による消火、消煙作業の一例を示した説明図である。伸縮自在なはしご126の先端のバスケット128に、図1に示した帯電水粒子放出部10、煙検出器80及び吸引装置82が設けられ、操作盤14、消火剤給水部16及び高圧電源部18は、はしご消防車124側に設けられている。
[k. Ladder fire engine equipped with an electrocharged water particle spray system]
Fire and smoke extinguishing using a ladder fire truck equipped with the charged water particle spraying system of this embodiment will be described in more detail. Figure 9 is an explanatory diagram showing an example of fire and smoke extinguishing work at a fire scene using a ladder fire truck equipped with the charged water particle spraying system of this embodiment. The charged water particle discharge unit 10, smoke detector 80, and suction device 82 shown in Figure 1 are mounted on a basket 128 at the tip of an extendable ladder 126, and the control panel 14, extinguishing agent water supply unit 16, and high-voltage power supply unit 18 are mounted on the ladder fire truck 124 side.

例えば、建物130の3階で火災が発生したとすると、火災現場に到着したはしご消防車124は、バスケット128に設けられた帯電水粒子放出部10を建物の窓などの外壁開口に寄せ付けるように、はしご126を伸ばす。続いて、操作盤14で帯電水粒子気流12を放出するための放出起動操作を行うことで、消火剤給水部16から帯電水粒子放出部10へ消火用水が供給されるとともに、高圧電源部18から帯電水粒子放出部10へ高電圧が印加され、更に、操作盤14からの制御信号により送風部28が起動される。これによって送風部28からの空気流の中に帯電噴霧ヘッド32から噴霧される初期設定に従ったマイナス極性に帯電された帯電水粒子が含有され、帯電水粒子気流12が火災区画132に向けて放出されることになる。
For example, if a fire breaks out on the third floor of a building 130 , a ladder fire truck 124 that arrives at the fire scene extends its ladder 126 so that the charged water particle discharger 10 attached to the basket 128 approaches an exterior wall opening such as a window of the building. Subsequently, by performing a discharge activation operation on the control panel 14 to discharge the charged water particle airflow 12, fire-extinguishing water is supplied from the extinguishing agent water supply unit 16 to the charged water particle discharger 10, a high voltage is applied from the high-voltage power supply unit 18 to the charged water particle discharger 10, and the air blower 28 is activated by a control signal from the control panel 14. As a result, the airflow from the air blower 28 contains negatively charged water particles sprayed from the charged spray head 32 in accordance with the initial setting, and the charged water particle airflow 12 is discharged toward the fire compartment 132.

また、はしご126を伸ばしてバスケット128に設けられた帯電水粒子放出部10を建物の窓などの外壁開口に寄せ付けた状態では、帯電水粒子放出部10の上部に配置した吸引装置82のサンプリング管84が火災区画132に発生している火災の煙粒子を含む微粒子混合気の中に差し込まれ、吸引装置82により微粒子混合気が煙検出器80に到達するように吸引され、煙検出器80により微粒子混合気に基づき煙の種類が識別される。また前述した通り、サンプリング管84の位置は前後方向、左右方向、上下方向に調整可能であるため、バスケット128に乗った操作員がサンプリング管84の差し込み位置を調整することができる。 Furthermore, when the ladder 126 is extended and the charged water particle discharger 10 attached to the basket 128 is brought close to an exterior wall opening such as a window of the building, the sampling tube 84 of the suction device 82 arranged on top of the charged water particle discharger 10 is inserted into the particulate mixture containing smoke particles from the fire occurring in the fire compartment 132, and the particulate mixture is sucked in by the suction device 82 so that it reaches the smoke detector 80, which then identifies the type of smoke based on the particulate mixture. As mentioned above, the position of the sampling tube 84 can be adjusted in the forward/backward, left/right, and up/down directions, so an operator standing on the basket 128 can adjust the insertion position of the sampling tube 84.

また、帯電水粒子気流12の放出が開始した後に、操作員の操作盤14の操作により、帯電水粒子気流12の方向を上下及び又は左右に調整して火災区画132に対する帯電水粒子気流12の放出向きを調整できる。また、制御部21は高圧電源部18による印加電圧の電圧極性を煙検出器80で識別された煙の種類に応じた条件となるように帯電水粒子の帯電極性を切替制御する。 Furthermore, after the release of the charged water particle airflow 12 has begun, the operator can operate the control panel 14 to adjust the direction of the charged water particle airflow 12 up and down and/or left and right, thereby adjusting the direction in which the charged water particle airflow 12 is released toward the fire compartment 132. Furthermore, the control unit 21 switches and controls the charge polarity of the charged water particles so that the voltage polarity of the voltage applied by the high-voltage power supply unit 18 satisfies conditions corresponding to the type of smoke identified by the smoke detector 80.

また、操作員は、帯電水粒子気流12の放出による消火や消煙の状況から必要に応じて、帯電水粒子気流12の放出向きの調整、高圧電源部18による印加電圧の調整や印加電圧極性の切替えを行い、火災現場での消火や消煙に適した帯電量や帯電極性の帯電水粒子を含有した帯電水粒子気流12を火災区画132へ放出して消火、防火、消煙を行うことになる。 In addition, depending on the situation regarding fire extinguishing and smoke suppression due to the release of the charged water particle airflow 12, the operator will adjust the release direction of the charged water particle airflow 12, adjust the applied voltage using the high-voltage power supply unit 18, and switch the applied voltage polarity, and release the charged water particle airflow 12 containing charged water particles with the charge amount and charge polarity appropriate for fire extinguishing and smoke suppression at the fire site into the fire compartment 132 to perform fire extinguishing, fire prevention, and smoke suppression.

[l.帯電水粒子散布システムの制御動作]
制御部21による帯電水粒子散布システムの制御動作の一例について、図10のフローチャートを参照して、より詳細に説明する。
[l. Control operation of the charged water particle spraying system]
An example of the control operation of the charged water particle spraying system by the control unit 21 will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.

帯電水粒子散布システムを起動して、図1に示す操作盤14の制御部21により図10に示す制御動作が行われる。尚、ハイドロカーボンの煙に対して放出される帯電水粒子気流12に含有される帯電水粒子はプラス極性に帯電するように設定されている。 When the charged water particle spray system is started, the control unit 21 of the operation panel 14 shown in Figure 1 performs the control operation shown in Figure 10. The charged water particles contained in the charged water particle airflow 12 released into the hydrocarbon smoke are set to be positively charged.

図10において、制御部21はステップS1で放出する帯電水粒子気流12に含有される帯電水粒子の帯電極性をマイナス極性に初期設定しており、ステップS2で操作員による操作盤14の放出起動操作等で放出開始指示を判別するとステップS3に進み、消火剤供給部16を起動して消火剤、例えば消火用水を帯電水粒子放出部10に複数設けた帯電噴霧ヘッド32へ供給し、ステップS4で初期設定に従いマイナス極性に水粒子を帯電させ、マイナス極性に帯電した帯電水粒子を含有した帯電水粒子気流12を火災区画へ向けて放出する。 In Figure 10, the control unit 21 initially sets the polarity of the charged water particles contained in the charged water particle airflow 12 to be released to a negative polarity in step S1. When a release start command is received in step S2, such as by an operator operating the control panel 14 to start release, the process proceeds to step S3, where the extinguishing agent supply unit 16 is activated to supply an extinguishing agent, such as fire-extinguishing water, to the multiple charged spray heads 32 provided in the charged water particle release unit 10. In step S4, the water particles are negatively charged according to the initial setting, and the charged water particle airflow 12 containing negatively charged charged water particles is released toward the fire compartment.

続いて、制御部21は、ステップS5で煙検出器80によりハイドロカーボン系の煙が識別されたか否か判別し、ハイドロカーボン系の煙の識別が判別された場合はステップS6に進み、帯電水粒子の帯電極性をプラス極性に切替えて帯電水粒子気流12を放出する。また、既に帯電水粒子の帯電極性がプラス極性である場合には切替え制御は行われない。 Next, in step S5, the control unit 21 determines whether hydrocarbon smoke has been identified by the smoke detector 80. If hydrocarbon smoke has been identified, the control unit 21 proceeds to step S6, where it switches the charge polarity of the charged water particles to positive polarity and releases the charged water particle airflow 12. Furthermore, if the charge polarity of the charged water particles is already positive, no switching control is performed.

一方、ステップS5でハイドロカーボン系の煙の識別でないこと、即ち、セルロース系の煙の識別であることを判別するとステップS7に進み、帯電水粒子の帯電極性をマイナス極性に切替えて帯電水粒子気流12を放出する。ただし、最初にステップS7に進んだ場合には、初期設定に基づき水粒子はステップS4でマイナス極性に帯電されていることから、マイナス極性の帯電極性を維持するため切替え制御は行われない。 On the other hand, if step S5 determines that the smoke is not hydrocarbon-based, i.e., that the smoke is cellulose-based, the process proceeds to step S7, where the charge polarity of the charged water particles is switched to negative and the charged water particle airflow 12 is emitted. However, when step S7 is first executed, the water particles are initially charged to negative polarity in step S4, so no switching control is performed to maintain the negative charge polarity.

続いて、制御部21は、ステップS8で操作者の操作等による帯電噴霧ヘッド32からの噴霧量の変更を判別するとステップS9に進み、図5に示した開閉弁35の選択的な開閉駆動により噴霧する帯電噴霧ヘッド32の数を選択し噴霧量を変更する。また、帯電噴霧ヘッド32からの噴霧量の変更は、消火剤供給部16からの帯電噴霧ヘッド32に対する消火剤の供給量を変化させることで調整しても良い。 Next, if the control unit 21 determines in step S8 that the spray amount from the charged spray heads 32 has been changed due to an operation by the operator or the like, the control unit 21 proceeds to step S9, where it selects the number of charged spray heads 32 to spray by selectively opening and closing the on-off valves 35 shown in FIG. 5, and changes the spray amount. The change in the spray amount from the charged spray heads 32 may also be adjusted by changing the amount of extinguishant supplied to the charged spray heads 32 from the extinguishant supply unit 16.

続いて、制御部21は、ステップS10で操作者の操作等による帯電水粒子の帯電量の変更を判別するとステップS11に進み、高圧電源部18から帯電噴霧ヘッド32に印加する電圧を調整して帯電水粒子の帯電量を変更する。 Next, if the control unit 21 determines in step S10 that the charge amount of the charged water particles has been changed due to an operation by the operator or the like, it proceeds to step S11 and adjusts the voltage applied from the high-voltage power supply unit 18 to the charged spray head 32 to change the charge amount of the charged water particles.

続いて、制御部21は、ステップS12に進み、図4に示した異常電流検出回路74により複数の帯電噴霧ヘッド32の何れかの絶縁不良に伴う異常電流の検出を判別するとステップS13に進み、異常電流が検出された帯電噴霧ヘッド32に対する高電圧の印加を停止する印加停止制御を行う。なお、当該印加停止制御は、異常電流が検出された帯電噴霧ヘッド32を含む全てのヘッドに対する高電圧の印加を停止しても良い。 The control unit 21 then proceeds to step S12. If the abnormal current detection circuit 74 shown in FIG. 4 determines that an abnormal current due to poor insulation has been detected in any of the multiple charged spray heads 32, the control unit 21 proceeds to step S13 and performs application stop control to stop the application of high voltage to the charged spray head 32 in which the abnormal current has been detected. Note that this application stop control may also stop the application of high voltage to all heads, including the charged spray head 32 in which the abnormal current has been detected.

続いて、制御部21はステップS14に進み、操作員の操作等による放出終了指示を判別するまでステップS5からの処理を繰り返しており、放出終了指示が判別されるとステップS15に進み、帯電水粒子気流12の放出を停止する所定の放出終了処理を行って終了する。 The control unit 21 then proceeds to step S14 and repeats the process from step S5 until it determines that a release termination command has been issued by an operator or other means. Once a release termination command has been issued, it proceeds to step S15 and performs a predetermined release termination process to stop the release of the charged water particle airflow 12, and then terminates the process.

[m.本発明の変形例]
(消防車)
上記の実施形態は、はしご消防車に帯電水粒子散布システムを搭載した場合を例にとっているが、建物の高所となる火災区画に対し外側から帯電水粒子放出部10を寄り付けることが可能な消防車であれば、適宜の消防車に搭載することを妨げない。例えば、高所作業消防車であれば高所作業台に帯電水粒子放出部10を設け、また、ブーム付消防車であればブーム先端に帯電水粒子放出部10を設ければよい。更に、無限軌道自走車に帯電水粒子放出部10を搭載し、遠隔操作により人の近づくことのできない火災区画に移動して帯電水粒子気流を投入するようにしてもよい。
[m. Modifications of the present invention]
(fire engine)
Although the above embodiment illustrates an example in which the charged water particle spraying system is mounted on a ladder fire truck, the system may be mounted on any suitable fire truck as long as the charged water particle discharger 10 can be brought close to a fire compartment located at a high point in a building from the outside. For example, the charged water particle discharger 10 may be provided on an elevated work platform in a fire truck for high-altitude work, or on the tip of a boom-equipped fire truck. Furthermore, the charged water particle discharger 10 may be mounted on a tracked vehicle, which may be remotely operated to move to a fire compartment that is inaccessible to humans and inject an airflow of charged water particles.

(高電圧供給部)
上記の実施形態にあっては、高圧電源部18から帯電微噴霧ヘッド32の誘導電極部60と水側電極部62との間に直流電圧を印加しているが、直流電圧以外に、パルス電圧、脈流電圧、及び交流電圧等を印加しても良い。また、高圧電源部18から誘導電極部60と水側電極部62との間に電圧を印加する場合に、電圧調整及び電圧極性切替えを可能としているが、これに限定されず、任意であり、例えば、印加電圧及び又は電圧極性を固定してもよい。
(High voltage supply unit)
In the above embodiment, a DC voltage is applied from the high-voltage power supply 18 between the induction electrode 60 and the water-side electrode 62 of the charged fine spray head 32, but other voltages such as a pulse voltage, a pulsating voltage, and an AC voltage may also be applied. Also, when applying a voltage between the induction electrode 60 and the water-side electrode 62 from the high-voltage power supply 18, voltage adjustment and voltage polarity switching are possible, but this is not limited to this and is optional; for example, the applied voltage and/or voltage polarity may be fixed.

(その他)
また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定はうけない。
(others)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes appropriate modifications that do not impair the objects and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above-described embodiment.

[n.付記]
ここで、本発明の実施形態による帯電水粒子散布システムの特徴をまとめると次の特徴1~6のようになる。
[n. Note]
Here, the features of the charged water particle spraying system according to the embodiment of the present invention can be summarized as follows: Features 1 to 6.

(特徴1)
煙の種類又は火災の種類を識別し、当該識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布対象領域へ散布する帯電水粒子散布システムであって、
帯電水粒子を散布する複数の帯電噴霧ヘッドと、
散布対象領域に発生する微粒子混合気に基づき、煙の種類または火災の種類を識別する煙検出器と、
煙検出器で識別した煙の種類または火災の種類に応じて、帯電水粒子の散布条件を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
(Feature 1)
A charged water particle spraying system that identifies a type of smoke or a type of fire and sprays charged water particles to a target area under spraying conditions according to the identification result,
a plurality of electrostatic spray heads for spraying electrostatically charged water particles;
a smoke detector that identifies the type of smoke or fire based on the particulate mixture generated in the target area;
a control unit that controls conditions for spraying the charged water particles according to the type of smoke or the type of fire identified by the smoke detector;
The present invention is characterized by the following features.

(特徴2)
特徴1記載の帯電水粒子散布システムであって、
煙検出器は、煙の種類として、セルロース系を燃焼させた際の煙かハイドロカーボン系を燃焼させた際の煙かを識別し、
制御部は、煙検出器で識別したセルロース系を燃焼させた際の煙又はハイドロカーボン系を燃焼させた際の煙の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布させることを特徴とする。
(Feature 2)
2. The charged water particle spraying system according to claim 1,
The smoke detector distinguishes between the type of smoke produced by burning cellulose-based materials and the smoke produced by burning hydrocarbon-based materials.
The control unit is characterized by dispersing the charged water particles under dispersal conditions according to the results of the identification of smoke generated when a cellulose-based material is burned or smoke generated when a hydrocarbon-based material is burned, as identified by the smoke detector.

(特徴3)
特徴2の帯電水粒子散布システムであって、
制御部は、煙検出器での識別結果がセルロース系を燃焼させた際の煙である場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布させ、煙検出器での識別結果がハイドロカーボン系を燃焼させた際の煙である場合は帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布させることを特徴とする。
(Feature 3)
Feature 2: The charged water particle spraying system,
The control unit is characterized in that if the smoke detector identifies smoke resulting from the burning of a cellulose-based material, the control unit charges the charged water particles to a negative polarity and sprays them, and if the smoke detector identifies smoke resulting from the burning of a hydrocarbon-based material, the control unit charges the charged water particles to either a positive polarity or a negative polarity and sprays them.

(特徴4)
特徴1記載の帯電水粒子散布システムであって、
煙検出器は、火災の種類として、木材火災か油火災を識別し、
制御部は、煙検出器で識別した木材火災又は油火災の識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布させることを特徴とする。
(Feature 4)
2. The charged water particle spraying system according to claim 1,
The smoke detector identifies the type of fire, wood or oil,
The control unit is characterized by dispersing the charged water particles under dispersal conditions according to the result of the discrimination of a wood fire or an oil fire discriminated by the smoke detector.

(特徴5)
特徴4の帯電水粒子散布システムであって、
制御部は、煙検出器での識別結果が木材火災である場合は帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布させ、煙検出器での識別結果が油火災である場合は帯電水粒子をプラス極性に帯電させて散布させることを特徴とする。
(Feature 5)
Feature 4: The charged water particle spraying system,
The control unit is characterized in that if the smoke detector identifies a wood fire, the charged water particles are negatively charged and dispersed, and if the smoke detector identifies an oil fire, the charged water particles are positively charged and dispersed.

(特徴6)
特徴1~5の帯電水粒子散布システムであって、
制御部は、煙検出器で識別した煙の種類又は火災の種類に応じて帯電水粒子の散布量又は帯電量を制御することを特徴とする。
(Feature 6)
The charged water particle spraying system according to Features 1 to 5,
The control unit is characterized by controlling the amount of charge or the amount of scattering of the charged water particles according to the type of smoke or type of fire identified by the smoke detector.

10:帯電水粒子放出部
12:帯電水粒子気流
14:操作盤
16:消火剤供給部
18:高圧電源部
20:操作表示部
21:制御部
22:送水管
24:高圧ケーブル
24a:電圧印加ケーブル
24b:アースケーブル
26a~26f:信号ケーブル
28:送風部
30:帯電水粒子生成部
31:支持リング
32:帯電噴霧ヘッド
34:軸流ファン
35:開閉弁
36:ファンモータ
38:保護カバー
40:架台
42:回動支持部
44:左右方向調整部
46:左右回動軸
48:上下方向調整部
50:上下回動軸
52:重心
54:ボディー
56:噴霧ノズル部
58:電極保持部
60:誘導電極部
62:水側電極部
64:給水接続部
66:高電圧可変回路
68:転極回路
72:選択回路
74:異常電流検出回路
75,77:スイッチ回路
76:電流制限抵抗
78:電流検出抵抗
80:検出器
82:吸引装置
84:サンプリング管
84a:吸引口
85,86:チューブ
85a:加熱部
88:吸引ポンプ
90:竿部材
92:支承部
94:ウェイト
96:検煙筐体
100:検煙部
102:微粒子混合気
104:ケース
106:検出回路部
108:第1発光素子
110:第2発光素子
112:受光素子
114:制御部
116:発光駆動部
118:受光増幅部
120:信号検出部
122:識別部
124:はしご消防車
126:はしご
128:バスケット
130:建物
132:火災区画
10: Charged water particle emission section 12: Charged water particle airflow 14: Operation panel 16: Fire extinguishing agent supply section 18: High-voltage power supply section 20: Operation display section 21: Control section 22: Water supply pipe 24: High-voltage cable 24a: Voltage application cable 24b: Earth cables 26a to 26f: Signal cable 28: Air blower section 30: Charged water particle generation section 31: Support ring 32: Charged spray head 34: Axial fan 35: On-off valve 36: Fan motor 38: Protective cover 40: Stand 42: Rotation support section 44: Left-right direction adjustment section 46: Left-right rotation shaft 48: Up-down direction adjustment section 50: Up-down rotation shaft 52: Center of gravity 54: Body 56: Spray nozzle section 58: Electrode holding section 60: Induction electrode section 62: Water side electrode section 64: Water supply connection section 66: High-voltage Voltage variable circuit 68: polarity reversal circuit 72: selection circuit 74: abnormal current detection circuits 75, 77: switch circuit 76: current limiting resistor 78: current detection resistor 80: smoke detector 82: suction device 84: sampling pipe 84a: suction ports 85, 86: tube 85a: heating section 88: suction pump 90: rod member 92: support section 94: weight 96: smoke detector housing 100: smoke detector section 102: particulate gas mixture 104: case 106: detection circuit section 108: first light-emitting element 110: second light-emitting element 112: light-receiving element 114: control section 116: light-emitting driver section 118: light-receiving amplifier section 120: signal detection section 122: identification section 124: ladder fire engine 126: ladder 128: basket 130: building 132: fire compartment

Claims (5)

煙の種類又は火災の種類を識別し、当該識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布対象領域へ散布し、
前記煙の種類として、セルロース系の煙かハイドロカーボン系の煙かを識別し、当該セルロース系の煙又はハイドロカーボン系の煙の識別結果に応じた散布条件で前記帯電水粒子を散布し、
前記識別結果がセルロース系の煙である場合は前記帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、前記識別結果がハイドロカーボン系の煙である場合は前記帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布することを特徴とする帯電水粒子散布システム。
Identifying the type of smoke or fire, and spraying the charged water particles to the target area under spraying conditions according to the identification result ;
identifying the type of smoke as either cellulose-based smoke or hydrocarbon-based smoke, and dispersing the charged water particles under dispersal conditions according to the result of the identification of cellulose-based smoke or hydrocarbon-based smoke;
A charged water particle spraying system characterized in that if the identification result is cellulose-based smoke, the charged water particles are negatively charged and sprayed, and if the identification result is hydrocarbon-based smoke, the charged water particles are either positively or negatively charged and sprayed .
請求項1記載の帯電水粒子散布システムであって、
前記火災の種類として、木材火災か油火災かを識別し、当該木材火災又は油火災の識別結果に応じた散布条件で前記帯電水粒子を散布することを特徴とする帯電水粒子散布システム。
2. The charged water particle spraying system according to claim 1,
The system for spraying charged water particles is characterized by identifying the type of fire as either a wood fire or an oil fire, and spraying the charged water particles under spray conditions according to the results of the identification of the wood fire or the oil fire.
請求項記載の帯電水粒子散布システムであって、
前記識別結果が木材火災である場合は前記帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、前記識別結果が油火災である場合は前記帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布することを特徴とする帯電水粒子散布システム。
3. The charged water particle spraying system according to claim 2 ,
A charged water particle spraying system characterized in that, if the identification result is a wood fire, the charged water particles are charged negatively and sprayed, and if the identification result is an oil fire, the charged water particles are charged either positively or negatively and sprayed.
煙の種類又は火災の種類を識別し、当該識別結果に応じた散布条件で帯電水粒子を散布対象領域へ散布し、Identifying the type of smoke or fire, and spraying the charged water particles to the target area under spraying conditions according to the identification result;
前記火災の種類として、木材火災か油火災かを識別し、当該木材火災又は油火災の識別結果に応じた散布条件で前記帯電水粒子を散布し、The type of fire is identified as either a wood fire or an oil fire, and the charged water particles are sprayed under spray conditions according to the result of the identification of the wood fire or the oil fire;
前記識別結果が木材火災である場合は前記帯電水粒子をマイナス極性に帯電させて散布し、前記識別結果が油火災である場合は前記帯電水粒子をプラス極性又はマイナス極性の何れに帯電させて散布することを特徴とする帯電水粒子散布システム。A charged water particle spraying system characterized in that, if the identification result is a wood fire, the charged water particles are charged negatively and sprayed, and if the identification result is an oil fire, the charged water particles are charged either positively or negatively and sprayed.
請求項1乃至4の何れかに記載の帯電水粒子散布システムであって、
前記煙の種類又は火災の種類に応じて前記帯電水粒子の散布量又は帯電量を制御することを特徴とする帯電水粒子散布システム。
5. The charged water particle spraying system according to claim 1,
A charged water particle spraying system, characterized in that the amount of the charged water particles to be sprayed or the amount of charge thereof is controlled according to the type of smoke or the type of fire.
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