JP7804401B2 - Fire extinguishing equipment and fire extinguishing methods - Google Patents
Fire extinguishing equipment and fire extinguishing methodsInfo
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Description
本発明は、はしご消防車のはしご先端などから帯電水粒子を含有した微噴霧気流を放出して消火する消火装置及び消火方法に関する。 The present invention relates to a fire extinguishing device and method that extinguishes a fire by emitting a fine spray airflow containing charged water particles from the tip of the ladder of a ladder fire truck or other location.
従来、スプリンクラー設備等の自動消火装置を設置してない共同住宅やビルなどの建物における出火に際して、消火器や消火栓による初期消火ができなかった場合には、消防隊の出動による消火や延焼防止の作業が行われる。 Traditionally, when a fire breaks out in a building such as an apartment complex or office building that is not equipped with automatic fire extinguishing systems such as sprinkler systems, if the fire cannot be put out initially using fire extinguishers or fire hydrants, the fire brigade is dispatched to put out the fire and prevent it from spreading.
このとき消防隊は、火勢や濃煙の状況が激しく、要救助者がいないと思われ、防火区画がしっかりしている場合には、火災区画内には突入せず、火災区画に窓などの外壁開口がある場合には、その開口からの噴出火炎や熱放射によって延焼や熱破壊の可能性のある部分へ、延焼防止目的で濡らしと冷却の放水を行う。 At this time, if the fire and thick smoke are intense, there are no people believed to need rescue, and the fire compartment is secure, the fire brigade will not enter the fire compartment. If the fire compartment has an exterior wall opening such as a window, they will spray water to moisten and cool areas that may be subject to fire spread or thermal destruction due to flames or heat radiation from the opening, in order to prevent the fire from spreading.
しかしながら、外壁開口から火災区画内へ消火用水を筒先放水する場合、火源が見えないことが多く、適切に狙いが定まらない場合がある。また、例えば、共同住宅の火災では、火災区画の下階に居住区画や商業施設がある場合、火災区画への大量放水を行うと、水は下階に流れて、大きな水損被害が起きる。 However, when spraying fire extinguishing water from a nozzle into a fire compartment through an exterior wall opening, the source of the fire is often not visible, and it may not be possible to aim properly. Furthermore, for example, in the case of a fire in an apartment building, if there is a residential area or commercial facility on the floor below the fire compartment, spraying a large amount of water into the fire compartment will result in the water flowing to the floors below, causing significant water damage.
消火に有効な放水であれば、致し方ないところであるが、むやみに打つことでの多量の水による水損被害は避けたい。したがって、外壁開口からの火災区画への放水は、濃煙により火源の把握が困難で、適切に狙いが定まらない場合には、積極的には行わないことが多い。その結果、火災対応としては、火災区画外への延焼防止のための放水や火災区画を形成する防火戸、壁、窓の熱破壊防止のための放水作業を重点的に行い、火災区画内への消火用放水は最小限にして、燃え尽きによる火勢の衰えを待つという戦術にならざるを得ないことがある。 If spraying water is effective in extinguishing the fire, then it is unavoidable, but we want to avoid the damage caused by spraying large amounts of water indiscriminately. Therefore, spraying water into a fire compartment from an exterior wall opening is often not actively carried out if the source of the fire is difficult to determine due to thick smoke and the target cannot be determined properly. As a result, fire response tactics often have to focus on spraying water to prevent the fire from spreading outside the fire compartment and to prevent thermal destruction of the fire doors, walls, and windows that make up the fire compartment, while minimizing spraying water inside the fire compartment to extinguish the fire, and waiting for the fire to die down as it burns out.
このような消防戦術をとる場合、焼失物の被害が大きくなることはもとより、火災の燃焼継続時間が長くかつ燃焼室が高温となるために、共同住宅のような棟単位で消防設備の設置基準が適用される令8区画として知られた耐火建物であっても、建築構造に大きなダメージを与え、加えて濃煙による被害も大きくなるという課題があった。 When using such firefighting tactics, not only does the damage to the property burn become greater, but the fire continues to burn for a long time and the combustion chamber becomes very hot, causing significant damage to the building structure, even in fire-resistant buildings known as Class 8 buildings, such as apartment buildings, where firefighting equipment installation standards are applied to each building, and in addition, there are issues with the damage caused by thick smoke.
この課題を解決するため、消防隊が主に用いる管鎗(放水ノズル)による棒状放水に対して、従来、微噴霧水粒子を放出する微噴霧消火装置や、帯電した微噴霧水粒子を放出する帯電微噴霧消火装置が知られており、これらの装置は、小水量で効率よく消火でき、水損低減になるのではないかと期待されている。 To solve this problem, fire brigades have traditionally used fine-mist fire extinguishing devices that emit fine spray water particles, and charged fine-mist fire extinguishing devices that emit charged fine spray water particles, in place of the rod-shaped water spray from the pipe guns (water nozzles) typically used by fire departments. These devices can efficiently extinguish fires with small amounts of water, and are expected to reduce water damage.
しかしながら、従来の微噴霧消火装置は、小水量でありながら高効率に消火できて水損が小さいと思われやすいが、実際には消火能力は低く消火できないことが多い。理由として粒子径が数十~数百μmの微噴霧水粒子は放射されてすぐに空気抵抗により失速してしまい、射程が短く火源に対して十分な衝突速度をもって到達することができない。さらに火源付近には激しい上昇気流が存在するので、微噴霧水粒子は飛ばされてしまい、火源まで到達できる微噴霧水粒子は少ない。 However, while conventional fine spray fire extinguishing devices are often thought to be highly efficient at extinguishing fires despite using small amounts of water, causing minimal water damage, in reality they have low fire extinguishing capabilities and are often unable to extinguish fires. The reason for this is that fine spray water particles, which have diameters of several tens to several hundred microns, lose speed due to air resistance immediately after being released, resulting in a short range and preventing them from reaching the fire source with sufficient impact speed. Furthermore, strong updrafts exist near the fire source, causing the fine spray water particles to be blown away, and few of them ever reach the fire source.
加えて、火源の燃焼表面は高温であることから、例えば熾きの表面のような条件においては、高温のために燃焼表面の境界付近のガスは激しく分子運動をしており、すでに失速している微噴霧水粒子は運動量が小いために、激しい分子運動の領域を突破できず、はじかれてしまう。ここで、ガスが激しく分子運動している燃焼表面の境界付近の空間を無塵空間というが、この無塵空間を突破するためには、ある程度の大きさの粒子径と速度つまり運動量が必要であり、スプリンクラー設備に見られるミリメートル単位の粒子径の水粒子が望ましい。このような理由により、微噴霧水粒子は高温表面に当たって十分に濡らすことが期待できない。 In addition, because the burning surface of a fire source is very hot, under conditions such as the surface of embers, the gas near the boundary of the burning surface is in intense molecular motion due to the high temperature, and the finely sprayed water particles, which have already lost speed, have little momentum and are unable to break through this area of intense molecular motion, being repelled. Here, the space near the boundary of the burning surface where the gas is in intense molecular motion is called a dust-free space, and to break through this dust-free space, a certain degree of particle diameter and speed, or momentum, is required; water particles with a diameter of millimeters, as seen in sprinkler systems, are desirable. For these reasons, it is not expected that finely sprayed water particles will sufficiently wet the hot surface when they come into contact with it.
また、微噴霧水粒子は、燃焼面近傍の空間にて受熱して蒸発し、多くが水蒸気になり、その気化熱による雰囲気温度の低下と発生水蒸気による酸素濃度の低下により火勢を弱める、という考え方があるが間違いであり、実際には発生する水蒸気の比重が空気の6割程度と軽いため、水蒸気は浮力により上昇してしまい、火源付近での上昇気流を加速させてしまう作用があり、その対流によって新鮮空気を火源に導入して逆に火災をあおってしまうことがある。このため微噴霧消火装置は水損低減というメリットは考えられるものの肝心の消火性能や火災抑制性能は非常に低いという課題がある。 Fine spray water particles absorb heat in the space near the burning surface and evaporate, with many of them turning into water vapor. It is generally believed that this heat of vaporization lowers the ambient temperature, and the resulting water vapor reduces the oxygen concentration, weakening the fire. However, this is incorrect. In fact, the specific gravity of the water vapor generated is only about 60% that of air, so the water vapor rises due to buoyancy, accelerating the updraft near the fire source. This convection can then draw fresh air toward the fire, fueling the fire instead. For this reason, although fine spray fire extinguishing devices may have the advantage of reducing water damage, they have the problem of being extremely poor at extinguishing and suppressing fires.
また、従来の帯電微噴霧消火装置にあっては、ヘッドから散布された帯電した微噴霧水粒子は静電吸引力によってガスが激しく分子運動している燃焼表面の境界付近の無塵空間を突破できるものであるが、帯電微噴霧は帯電微噴霧ヘッドから放出された直後に、微噴霧水粒子同士が同極性であることから、反発しあって四方八方に瞬時に広がって微噴霧の流れを形成できず、そもそも、少し離れた火源の近傍にすら届くことができないという課題が残されている。 In addition, with conventional charged fine spray fire extinguishing devices, the charged fine spray water particles sprayed from the head are able to penetrate the dust-free space near the boundary of the burning surface where gas molecules are in intense motion due to electrostatic attraction. However, as the fine spray water particles have the same polarity, they repel each other immediately after being released from the charged fine spray head, instantly spreading in all directions and failing to form a fine spray flow. This leaves an issue in that the device cannot even reach areas close to the fire source, which is some distance away.
本発明は、帯電水粒子を消火対象や防火対象へ向けて効率よく投入して高い消火性能や火災抑制性能を確保可能とする消火装置及び消火方法を提供することを目的とする。 The objective of the present invention is to provide a fire extinguishing device and fire extinguishing method that efficiently injects charged water particles toward a target for fire extinguishing or fire prevention, ensuring high fire extinguishing and fire suppression performance.
(消火装置1)
本発明は、消火装置であって、空気流の中に帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出することを特徴とする。
(Fire extinguishing system 1)
The present invention is a fire extinguisher characterized in that it emits a charged fine spray airflow containing charged water particles in the airflow toward a target for fire extinguishing or fire prevention.
(消火装置2)
本発明は、消火装置であって、
空気流の中に帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出する噴霧気流放出部と、
噴霧気流放出部に消火用水を供給する消火剤供給部と、
噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給する高圧電源部と、
噴霧気流放出部による帯電微噴霧気流の放出方向を調整する放出方向調整部と、
が設けられたことを特徴とする。
(Fire extinguishing system 2)
The present invention provides a fire extinguishing device,
a spray airflow discharge unit that discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles in an airflow toward a target for fire extinguishing or fire prevention;
a fire extinguishing agent supply unit that supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge unit;
a high-voltage power supply unit that supplies a high voltage for generating charged water particles to the spray airflow discharge unit;
a discharge direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow from the spray airflow discharge unit;
The present invention is characterized in that:
(噴霧気流放出部)
噴霧気流放出部は、
空気流を発生する送風部と、
送風部により発生した空気流の中に帯電水粒子を噴霧して含有させる帯電微噴霧ヘッドと、
を備える。
(Spray airflow discharge part)
The spray airflow discharge section is
a blower that generates an air flow;
a charged fine spray head that sprays charged water particles into the airflow generated by the air blower and causes the charged water particles to be contained therein;
Equipped with.
(印加電圧の調整と極性切替)
高圧電源部は、
消火対象又は防火対象に対応して、帯電微噴霧ヘッドに印加する電圧を調整する電圧調整部と、
消火対象又は防火対象に対応して、帯電微噴霧ヘッドに印加する電圧極性を切り替える極性切替部と、
を備える。
(Adjustment of applied voltage and polarity switching)
The high-voltage power supply section is
a voltage adjusting unit that adjusts the voltage applied to the charged fine spray head according to the fire extinguishing or fire prevention target;
a polarity switching unit that switches the polarity of the voltage applied to the charged fine spray head according to the fire extinguishing target or the fire prevention target;
Equipped with.
(放出方向調整部)
放出方向調整部は、
帯電微噴霧気流の放出方向を上下方向で調整する上下方向調整部と、
帯電微噴霧気流の放出方向を左右方向で調整する左右方向調整部と、
を備え、
上下方向調整部の回転軸及び左右方向調整部の回転軸は、噴霧気流放出部の重心位置より先端側の所定位置に配置される。
(Emission direction adjustment part)
The emission direction adjustment unit is
a vertical direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow in the vertical direction;
a left-right direction adjustment unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow in the left-right direction;
Equipped with
The rotation axis of the vertical direction adjustment portion and the rotation axis of the horizontal direction adjustment portion are disposed at predetermined positions on the tip side of the center of gravity of the spray air current discharge portion.
(消火装置を搭載した消防車)
噴霧気流放出部は、はしご消防車のはしご先端、高所作業消防車の高所作業台、又は、ブーム付消防車のブーム先端に設けられる。
(Fire engine equipped with fire extinguishing equipment)
The spray airflow discharge section is provided at the ladder tip of a ladder fire engine, at the aerial work platform of an aerial work fire engine, or at the boom tip of a boom-equipped fire engine.
(消火方法1)
本発明は、消火方法であって、消火装置により、空気流の中に帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出することを特徴とする。
(Extinguishing method 1)
The present invention is a fire extinguishing method characterized in that a fire extinguishing device discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles in the airflow toward a target for fire extinguishing or fire prevention.
(消火方法2)
本発明は、消火方法であって、
噴霧気流放出部により、空気流の中に帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出し、
消火剤供給部により、噴霧気流放出部に消火用水を供給し、
高圧電源部により、噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給し、
放出方向調整部により、噴霧気流放出部による帯電微噴霧気流の放出方向を調整する、
ことを特徴とする。
(Extinguishing method 2)
The present invention provides a fire extinguishing method, comprising:
The spray airflow discharge unit discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles in the airflow toward the fire extinguishing target or the fire prevention target,
The extinguishing agent supply section supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge section,
A high voltage power supply unit supplies a high voltage to the spray airflow discharge unit to generate charged water particles;
The discharge direction adjusting unit adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow from the spray airflow discharge unit.
It is characterized by:
(消火装置の効果)
本発明は、消火装置によれば、ビル等の建物の火災時に、例えば、はしご消防車のはしご先端に設けられた噴霧気流放出部により、帯電水粒子を含有する帯電微噴霧気流を放出して、窓などの外壁開口から火災階の火災区画やその周辺の区画へ投入することから、従来の管鎗(ノズル)による放水では濃煙により火源が確認できず、下階への水損の恐れから、放水できない場合があったり、より小水量の微噴霧消火装置では火災気流に流されてしまったりして、火源近傍に微噴霧が到達せず消火効果が期待できなかったが、帯電微噴霧気流は、火災気流に流されにくく火源近傍に帯電水粒子を効率良く届けることができ、さらに火源近傍に届けられた帯電水粒子は、静電気力により、従来の微噴霧消火では死角となった複雑な形状の燃焼面に対しても回り込むことで取り囲むように到着して有効に消火できる。
(Effectiveness of Fire Extinguishing Devices)
According to the fire extinguishing device of the present invention, in the event of a fire in a building such as a building, for example, a spray airflow discharge section provided at the end of the ladder of a ladder fire truck discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles, and the charged water is injected through an exterior wall opening such as a window into the fire compartment on the fire floor and surrounding compartments. When spraying water from a conventional nozzle, the fire source cannot be identified due to thick smoke, and water cannot be sprayed due to the risk of water damage to lower floors. In addition, with a fine spray fire extinguishing device that uses a smaller amount of water, the fine spray is carried away by the fire airflow, preventing it from reaching the vicinity of the fire source and preventing the expected fire extinguishing effect. However, the charged fine spray airflow is less likely to be carried away by the fire airflow, and can efficiently deliver charged water particles to the vicinity of the fire source. Furthermore, the charged water particles delivered to the vicinity of the fire source can, due to electrostatic force, bend around and surround even burning surfaces with complex shapes that are blind spots with conventional fine spray fire extinguishing, thereby effectively extinguishing the fire.
また、高温燃焼表面の境界部分に存在する無塵空間を従来の微噴霧消火装置では運動量が小さくて突破できなかったが、帯電水粒子は、静電気力によって無塵空間を突破して燃焼面に付着するために、高い消火性能を有する。 In addition, conventional fine spray fire extinguishing devices are unable to penetrate the dust-free space that exists at the boundary of a high-temperature burning surface due to their small momentum, but charged water particles use electrostatic force to penetrate the dust-free space and adhere to the burning surface, providing high fire extinguishing performance.
また、従来の微噴霧消火装置では、空間中において、水粒子がたまたま衝突した煙粒子を捕捉する程度であったが、帯電微噴霧気流により投入された帯電水粒子は空間中においては静電気力により煙粒子を集めて捕捉することから高い消煙性能も有する。 In addition, while conventional fine spray fire extinguishing devices only capture smoke particles that happen to collide with water particles in the air, the charged water particles released by the charged fine spray airflow collect and capture smoke particles in the air using electrostatic force, providing high smoke suppression performance.
また、投入された帯電水粒子は高い消煙性能が得られ、棒状放水とは異なり人体に衝撃を加えることはなく、帯電微噴霧気流の投入と並行して消防隊の突入や救助活動を行うことを可能とする。 In addition, the injected charged water particles have high smoke suppression properties and, unlike rod-shaped water sprays, do not impact the human body, allowing fire departments to enter the area and carry out rescue operations in parallel with the injection of the charged fine spray airflow.
(噴霧気流放出部の効果)
また、噴霧気流放出部は、送風部と帯電微噴霧ヘッドにより構成された簡単な構造であり、送風部の口径や帯電微噴霧ヘッドの数を変えることで、放出する帯電微噴霧気流の大きさや強さなどを、消火対象や防火対象に応じて最適に設定可能とする。
(Effect of spray airflow discharge section)
In addition, the spray airflow discharge section has a simple structure consisting of an air blowing section and a charged fine spray head, and by changing the diameter of the air blowing section and the number of charged fine spray heads, the size and strength of the discharged charged fine spray airflow can be optimally set according to the target of fire extinguishing or fire prevention.
(印加電圧の調整と極性切替による効果)
また、高圧電源部の電圧調整部と極性切替部により、帯電微噴霧ヘッドから噴霧する水粒子の帯電極性や帯電量を自在に調整可能であり、火災現場での消火や消煙に適した帯電極性と帯電量の水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することができる。また、消火対象又は防火対象が帯電しているか又は帯電し易い場合には、その帯電の極性と反対極性(または、反対の極性)の帯電水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することで、より高い消火性能と消煙性能が期待でき、帯電し易い消火対象又は防火対象に対して帯電微噴霧水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。
(Effect of adjusting the applied voltage and switching the polarity)
In addition, the voltage adjustment unit and polarity switching unit of the high-voltage power supply unit make it possible to freely adjust the charge polarity and charge amount of the water particles sprayed from the charged fine spray head, making it possible to inject a charged fine spray airflow containing water particles of a charge polarity and charge amount suitable for fire extinguishing and smoke suppression at the fire scene.Furthermore, if the fire extinguishing or fire prevention target is charged or is prone to becoming charged, higher fire extinguishing and smoke suppression performance can be expected by injecting a charged fine spray airflow containing charged water particles of the opposite polarity (or the opposite polarity) to the polarity of the charged water, and it is possible to prevent discharge accidents that may occur due to the increased charge amount of the charged fine spray water on a fire extinguishing or fire prevention target that is prone to becoming charged.
(放出方向調整部の効果)
また、放出方向調整部は、帯電微噴霧気流の放出方向を上下方向及び左右方向で自由に調整することで、操作員は、帯電微噴霧気流を消火対象又は防火対象に向けて適確に放出することを可能とする。また、上下調整部の回転軸及び左右調整部の回転軸が、噴霧気流放出部の重心位置より先端側の所定位置に配置されたことで、噴霧気流放出部が放出している帯電微噴霧気流の反動力を受けても放出方向が安定し、操作員の意のもとに放出方向を容易に調整することができる。また、例えば、消防用はしご車のはしご先端のバケット部に噴霧気流放出部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、噴霧気流放出部の安定性が高いことから、帯電微噴霧気流の放出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。
(Effect of the release direction adjustment unit)
The discharge direction adjustment unit can freely adjust the discharge direction of the charged fine spray airflow in the vertical and horizontal directions, allowing the operator to accurately discharge the charged fine spray airflow toward the fire extinguishing or fire prevention target. The rotation axis of the vertical adjustment unit and the rotation axis of the horizontal adjustment unit are located at predetermined positions distal to the center of gravity of the spray airflow discharge unit, so the discharge direction is stable even when subjected to a recoil force from the charged fine spray airflow discharged by the spray airflow discharge unit, allowing the operator to easily adjust the discharge direction at will. For example, if the spray airflow discharge unit is installed on the bucket at the end of a fire ladder truck, the high stability of the spray airflow discharge unit prevents the discharge of the charged fine spray airflow from being directed in an unexpected direction even when the basket is tilted, ensuring safe operation.
(消火装置を搭載した消防車の効果)
また、例えば、建物の2階以上の高所での火災であっても、はしご消防車のはしご先端、高所作業消防車の高所作業台、又は、ブーム付消防車のブーム先端に設けられた噴霧気流放出部を、窓などの外壁開口に寄り付いて容易且つ効率良く建物内に帯電微噴霧気流を投入して高い消火性能や消煙性能を確保可能とする。
(The effect of fire engines equipped with fire extinguishing equipment)
Furthermore, even in the case of a fire at a high altitude, for example, on the second floor or higher of a building, the spray airflow discharge section provided on the ladder tip of a ladder fire engine, the elevated work platform of an elevated work engine, or the boom tip of a boom-equipped fire engine can be placed close to an exterior wall opening such as a window to easily and efficiently inject a charged fine spray airflow into the building, ensuring high fire extinguishing and smoke suppression performance.
(消火方法の効果)
本発明の消火方法にあっては、前述した消火装置と同様の効果が得られる。
(Effectiveness of fire-extinguishing methods)
The fire extinguishing method of the present invention can provide the same effects as the above-mentioned fire extinguishing device.
以下に、本発明に係る消火装置及び消火方法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。 Embodiments of a fire extinguishing device and a fire extinguishing method according to the present invention are described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[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、消防車などの移動体に設けられる消火装置に関するものである。なお、消火装置は、消火設備や消火器具の概念を含むものである。
[Basic Concept of the Embodiment]
First, a basic concept of the embodiment will be described. The embodiment generally relates to a fire extinguishing device provided on a mobile object such as a fire engine. The fire extinguishing device includes the concepts of fire extinguishing equipment and fire extinguishing tools.
消火装置は、一例として、噴霧気流放出部、消火剤供給部、高圧電源部、及び放出方向調整部で構成されるものである。 As an example, the fire extinguishing device is composed of a spray airflow discharge unit, a fire extinguishing agent supply unit, a high-voltage power supply unit, and a discharge direction adjustment unit.
「噴霧気流放出部」とは、空気流の中に帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出するものであり、一例として、送風部と複数の帯電微噴霧ヘッドを備えた帯電水粒子生成部で構成されるものである。 The "atomized airflow discharge unit" discharges a charged fine-atomized airflow containing charged water particles in the airflow toward the target for fire extinguishing or fire prevention. For example, it is composed of an air blower and a charged water particle generator equipped with multiple charged fine-atomized spray heads.
ここで、「送風部」とは、空気流を発生するものである。また、「帯電微噴霧ヘッド」とは、送風部により発生した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る。なお、「含有」とは、混和、混合、混在などを含む概念である。 Here, the "blower" refers to a device that generates an air flow. Furthermore, the "charged fine spray head" refers to a device that sprays charged water particles into the air flow generated by the blower, thereby incorporating them into the air flow. The term "incorporating" encompasses the concepts of mixing, blending, and intermixing.
また、「帯電水粒子」とは、帯電微噴霧ヘッドから放出された水系の噴霧液の噴霧流に含まれる液滴を、高圧電源装置から帯電微噴霧ヘッドに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ものである。 Furthermore, "charged water particles" are droplets contained in the spray stream of aqueous spray liquid emitted from a charged fine spray head, which are charged using an induction charging method in which the droplets pass through a high electric field generated by a specified high voltage applied to the charged fine spray head from a high-voltage power supply.
また、「帯電微噴霧気流」とは、送風部で発生した空気流の中に帯電微噴霧ヘッドから噴霧された帯電水粒子が含有されたものであり、火災気流に流されにくく火源近傍に帯電水粒子を効率良く届けることができるものである。 In addition, the "charged fine spray airflow" is an airflow generated by the blower section that contains charged water particles sprayed from a charged fine spray head, making it difficult for the charged water particles to be swept away by the fire airflow and allowing the charged water particles to be delivered efficiently to the vicinity of the fire source.
帯電微噴霧気流により火災区画に届けられた帯電水粒子は、静電気力により燃焼面に付着して消火するものであり、また、帯電水粒子は、高温燃焼表面の境界部分に存在する無塵空間を静電気力によって突破して燃焼面に付着して消火するものである。さらに、火災区間に届けられた帯電水粒子は、静電気力により空間中の煙粒子を集めて捕捉することで消煙するものである。 The charged water particles delivered to the fire compartment by the charged fine spray airflow adhere to the burning surface by electrostatic force, extinguishing the fire. The charged water particles also penetrate the dust-free space that exists at the boundary of the high-temperature burning surface by electrostatic force, adhering to the burning surface and extinguishing the fire. Furthermore, the charged water particles delivered to the fire compartment extinguish the smoke by collecting and capturing smoke particles in the space by electrostatic force.
また、噴霧気流放出部は、一例として、はしご消防車のはしご先端、高所作業消防車の高所作業台、又は、ブーム付消防車のブーム先端に設けられるものであり、噴霧気流放出部を火災区画の窓などの外壁開口に寄り付いて建物内に帯電微噴霧気流を効率良く投入して消火や消煙を可能とするものである。 The spray airflow discharge unit is, for example, installed at the end of the ladder of a ladder fire engine, the aerial work platform of an aerial work engine, or the end of the boom of a boom-equipped fire engine. By placing the spray airflow discharge unit close to an exterior wall opening such as a window in a fire compartment, the charged fine spray airflow can be efficiently injected into the building to extinguish fires and smoke.
「消火剤供給部」とは、噴霧気流放出部に消火用水を供給するものであり、一例として、消火ポンプなどの加圧送水装置を含む概念である。 The "fire extinguishing agent supply unit" is a unit that supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge unit, and is a concept that includes, for example, pressurized water supply devices such as fire pumps.
「高圧電源部」とは、噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給するものであり、例えば、直流電圧、脈流電圧、交流電圧、又は、パルス電圧を帯電微噴霧ヘッドに印加するものである。また、「高圧電源部」は、一例として、電圧調整部と極性切替部で構成されるものである。ここで「電圧調整部」とは、帯電微噴霧ヘッドに印加する電圧を調整するものであり、火災現場での消火や消煙に適した帯電量の水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することを可能とするものである。 The "high-voltage power supply unit" supplies a high voltage to the spray airflow discharge unit to generate charged water particles, and applies, for example, a DC voltage, a pulsating voltage, an AC voltage, or a pulse voltage to the charged fine spray head. The "high-voltage power supply unit" is, for example, composed of a voltage adjustment unit and a polarity switching unit. Here, the "voltage adjustment unit" adjusts the voltage applied to the charged fine spray head, enabling the injection of a charged fine spray airflow containing water particles with a charge appropriate for fire and smoke extinguishing at the scene of a fire.
また、「極性切替部」とは、帯電微噴霧ヘッドに印加する電圧極性を切り替えるものであり、火災現場での消火や消煙に適した帯電極性の水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することを可能とするものであり、また消火対象又は防火対象が帯電しているか又は帯電し易い場合には、その帯電の極性と反対極の極性の帯電水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することで、より高い消火と消煙を可能とするものである。 The "polarity switching unit" switches the polarity of the voltage applied to the charged fine spray head, making it possible to inject a charged fine spray airflow containing water particles with a charge polarity suitable for fire extinguishing and smoke suppression at the fire scene. Furthermore, if the object to be extinguished or protected from fire is charged or is prone to becoming charged, a charged fine spray airflow containing charged water particles with the opposite polarity to the charge polarity can be injected, enabling more effective fire extinguishing and smoke suppression.
「放出方向調整部」とは、噴霧気流放出部による帯電微噴霧気流の放出方向を調整するものであり、一例として、上下方向調整部と左右方向調整部で構成される。ここで、「上下方向調整部」とは、帯電微噴霧気流の放出方向を上下方向(垂直旋回方向)で調整するものであり、また、「左右方向調整部」とは、帯電微噴霧気流の放出方向を左右方向(水平旋回方向)で調整するものである。更に、放出方向調整部は、上下方向調整部の回転軸及び左右方向調整部の回転軸を、噴霧気流放出部の重心位置より先端側の所定位置に配置するものであり、これにより放出している帯電微噴霧気流の反動力を受けても噴霧気流放出部の放出方向が安定し、操作員の意のもとに放出方向を容易に調整することを可能とするものである。 The "emission direction adjustment unit" adjusts the direction of the charged fine spray airflow emitted by the spray airflow discharge unit, and is, for example, composed of a vertical adjustment unit and a horizontal adjustment unit. Here, the "vertical adjustment unit" adjusts the emission direction of the charged fine spray airflow in the vertical direction (vertical swirling direction), and the "horizontal adjustment unit" adjusts the emission direction of the charged fine spray airflow in the horizontal direction (horizontal swirling direction). Furthermore, the emission direction adjustment unit positions the rotation axis of the vertical adjustment unit and the rotation axis of the horizontal adjustment unit at a predetermined position toward the tip of the center of gravity of the spray airflow discharge unit. This stabilizes the emission direction of the spray airflow discharge unit even when subjected to the recoil force of the charged fine spray airflow being emitted, allowing the operator to easily adjust the emission direction at will.
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、「消火対象」が「建物の火災区画」であり、「噴霧気流放出部」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説明する。 Specific embodiments are described below. In the specific embodiments described below, the "fire extinguishing target" is a "fire compartment of a building" and the "spray airflow discharge unit" is installed at the end of the ladder of a ladder fire truck.
[消火装置の具体的な実施形態]
本実施形態の消火装置は、はしご消防車等の消防車両に搭載され、空気流の中に帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出するものであり、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、噴霧気流放出部10、操作盤14、消火剤供給部16及び高圧電源部18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。噴霧気流放出部10は架台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が接続され、高圧電源部18からの高圧ケーブル24が接続され、操作盤14の制御部21からの信号ケーブル26が接続されている。
[Specific embodiment of the fire extinguishing device]
The fire extinguisher of this embodiment is mounted on a fire truck such as a ladder fire engine, and discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles toward a target for fire extinguishing or fire protection. The configuration and structure of the fire extinguishing device are arbitrary, but for example, as shown in Fig. 1, the device includes a spray airflow discharge unit 10, an operation panel 14, a fire extinguishing agent supply unit 16, and a high-voltage power supply unit 18, and the operation panel 14 is provided with an operation display unit 20 and a control unit 21. The spray airflow discharge unit 10 is mounted on a stand 40 so as to be rotatable in the vertical and horizontal directions, and is connected to a water supply pipe 22 from the fire extinguishing agent supply unit 16, a high-voltage cable 24 from the high-voltage power supply unit 18, and a signal cable 26 from the control unit 21 of the operation panel 14.
[噴霧気流放出部]
噴霧気流放出部10について、より詳細に説明する。噴霧気流放出部10は、帯電微噴霧気流12を、消火対象又は防火対象へ向けて放出するものであり、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。送風部28は前方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微噴霧気流12を前方に向けて放出する。噴霧気流放出部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微噴霧気流12を投入して消火する。
[Spray airflow discharge part]
The spray airflow discharge unit 10 will be described in more detail. The spray airflow discharge unit 10 discharges the charged fine spray airflow 12 toward a target for fire extinguishing or fire prevention. Its configuration and structure are arbitrary, but it may, for example, include an air blower 28 and a charged water particle generator 30. The air blower 28 generates an airflow directed forward, and the charged water particle generator 30, located at the outlet of the air blower 28, sprays charged water particles into the airflow from the air blower 28, causing the charged water particles to be contained in the airflow, and the charged fine spray airflow 12 containing the charged water particles is discharged forward. The spray airflow discharge unit 10 is provided, for example, at the end of a ladder of a ladder fire truck, and injects the charged fine spray airflow 12 from the outside of a building or other structure where a fire has occurred into a fire compartment through an exterior wall opening, such as a window, to extinguish the fire.
図2は図1の噴霧気流放出部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 spray airflow discharge section 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, and Figure 2(C) showing a front view from the front.
[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で駆動される軸流ファン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。
[Blower section]
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, the maximum volume is approximately 400 m3 /min. The volume of air can be changed as needed by changing the rotation speed of the axial fan 34 using the fan motor 36.
噴霧気流放出部10がはしご消防車のはしご先端に設けられた場合、建物の火災区画に対し数メートル程度に近付くことが可能であることから、前方に対する帯電微噴霧気流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の後方側の吸込口28a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 spray airflow discharge unit 10 is installed at the end of the ladder of a ladder fire truck, it can get within several meters of the fire compartment of the building, so the airflow volume of the blower unit 28 is set so that the forward reach of the charged fine spray airflow 12 is approximately 10 meters, for example. In addition, a protective cover 38 made of a multi-ring or wire mesh is attached to the intake port 28a on the rear side of the blower unit 28.
[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の前方側の開口には帯電水粒子生成部30が配置される。帯電水粒子生成部30は、図2(C)のように前方から見ると、支持リング31の内側に複数の帯電微噴霧ヘッド32、例えば10台の帯電微噴霧ヘッド32が円環状に配置されている。ここで、複数の帯電微噴霧ヘッド32の噴霧軸は帯電微噴霧気流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)の側面から見ると、複数の帯電微噴霧ヘッド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。
[Charged water particle generation unit]
The charged water particle generator 30 will be described in more detail. The charged water particle generator 30 is disposed in the front opening of the air blower 28. When viewed from the front as in Fig. 2(C), the charged water particle generator 30 has a plurality of charged fine spray heads 32, for example, ten charged fine spray heads 32, arranged in a ring shape inside a support ring 31. The spray axes of the plurality of charged fine spray heads 32 are arranged so as to intersect with the discharge axis 25 of the charged fine spray airflow 12, and when viewed from the side as in Fig. 2(B), the spray axes of the plurality of charged fine spray heads 32 are arranged so as to intersect at point P on the front of the discharge axis 25.
ここで、P点で交差する帯電微噴霧ヘッド32の噴霧軸と帯電微噴霧気流12の放出軸25との交差角度θは、帯電微噴霧ヘッド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、噴出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。 Here, the intersection angle θ between the spray axis of the charged fine spray head 32 and the discharge axis 25 of the charged fine spray 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 consideration the spray speed and spray spread angle of the charged water particles from the charged fine spray head 32, the wind speed of the airflow from the blower 28, etc., and is, for example, a predetermined angle in the range of 45° to 90°, for example, 60°.
[帯電微噴霧ヘッド]
次に、図2の帯電水粒子生成部30に設けられた帯電微噴霧ヘッド32について、より詳細に説明する。図3は帯電微噴霧ヘッド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)に側面図を示す。
[Charged fine spray head]
Next, the charged fine spray head 32 provided in the charged water particle generating unit 30 in Fig. 2 will be described in more detail. Fig. 3 shows the charged fine spray head 32, with Fig. 3(A) showing a perspective view from the spray side and Fig. 3(B) showing a side view.
図3に示すように、帯電微噴霧ヘッド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、噴射ノズル部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、噴射ノズル部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 charged fine spray head 32 sprays charged water particles into the airflow from the air blower 28, causing the airflow to become saturated with the charged water particles. While its configuration and structure are arbitrary, one example is one that comprises 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、下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には加圧された水が供給される。水側電極部62の先端側には噴射ノズル部56が設けられ、例えば、平均粒子径が100~300μmの水粒子を放出させる。 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 below, 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 water is supplied to the water supply connection 64. A spray nozzle 56 is provided at the tip of the water-side electrode 62, and it releases water droplets with an average particle diameter of, for example, 100 to 300 μm.
噴射ノズル部56の先端側の開放空間には、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 60 is positioned in the open space at the tip of the injection nozzle 56 by an electrode holder 58. The induction electrode 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 60a of the induction electrode 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)から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射ノズル部56から噴霧された水粒子が帯電され、帯電された水粒子の噴霧流が放出される。 A predetermined voltage (e.g., 10 kV DC voltage) adjusted from 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, charging the water particles sprayed from the spray nozzle unit 56 using the induction charging method, and a spray of charged water particles is released.
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(正/負)は、極性切替部で切り替える。なお、上記の各電圧値は例示であり、これらに限定されず、パルス電圧、脈流電圧、交流電圧を印加しても良い。 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 a polarity switching unit. Note that the above voltage values are examples and are not limited to these; pulse voltage, pulsating voltage, or AC voltage may also be applied.
例えば、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た場合には、水側電極部62基準電位(アース電位、0V)とした場合の誘導電極部60の極性に応じて、正電荷と負電荷の何れか一方の帯電した水粒子が生成される。ここでは、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の電位が負(マイナス)となり、水粒子を正(プラス)に帯電させる印加電圧を負(マイナス)の印加電圧、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の電位が正(プラス)となり、水粒子を負(マイナス)に帯電させる印加電圧を正(プラス)の印加電圧とする。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。 For example, when a DC voltage is applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62, either positively or negatively charged water particles are generated depending on the polarity of the induction electrode unit 60 when the water-side electrode unit 62 is set to a reference potential (earth potential, 0V). Here, the water-side electrode unit 62 is set to a reference potential (earth potential, 0V), and the potential of the induction electrode unit 60 is negative. The applied voltage that positively charges the water particles is called a negative applied voltage. The water-side electrode unit 62 is set to a reference potential (earth potential, 0V), and the potential of the induction electrode unit 60 is positive. The applied voltage that negatively charges the water particles is called a positive applied voltage. Furthermore, applying a voltage between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 in the range of, for example, 0.5 kV to 20 kV prevents spark discharge, ensuring safety while generating a spray of charged water particles.
なお、帯電微噴霧ヘッド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生成させる適宜の構造や公知の構造を含むものである。 The configuration and structure of the charged fine spray head 32 are arbitrary and are not limited to those shown in Figure 3, and may include any suitable structure or known structure that generates water particles and charges the generated water particles to generate charged water particles.
[放出方向調整部]
噴霧気流放出部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、噴霧気流放出部10による帯電微噴霧気流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。
[Emission direction adjustment section]
The following provides a more detailed description of the emission direction adjustment unit provided in the spray airflow discharge unit 10. The emission direction adjustment unit adjusts the emission direction of the charged fine spray airflow 12 from the spray airflow discharge 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.
噴霧気流放出部10の送風部28は、架台40上で左右回転軸46により左右方向(水平回り)に回転自在に軸支された回動支持部42に、上下回転軸50により上下方向(垂直回り)に回転自在に軸支されている。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部であり、駆動軸に回動支持部42が軸支され、回動支持部42に上下回転軸50で軸支された噴霧気流放出部10を、左右回転軸46を中心に左右方向(水平回り)に回転して帯電微噴霧気流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 spray airflow discharge section 10 is supported on a pivotal support section 42, which is supported on a base 40 for left-right (horizontal) rotation by a left-right rotation shaft 46, and is supported on a top-bottom rotation shaft 50 for vertical rotation. A left-right direction adjustment section 44 is disposed below the base 40. The left-right direction adjustment section 44 is, for example, a motor drive section, and rotates the pivotal support section 42 on a drive shaft, and the spray airflow discharge section 10, which is supported on the pivotal support section 42 by the top-bottom rotation shaft 50, left-right (horizontal) around the left-right rotation shaft 46, thereby adjusting the left-right release direction of the charged fine spray airflow 12.
噴霧気流放出部10を回動支持部42に回転自在に支持する上下回転軸50の片側には、上下方向調整部48が設けられる。上下方向調整部48は例えばモータ駆動部であり、駆動軸に送風部28を軸支し、上下回転軸50を中心に噴霧気流放出部10を、上下方向(垂直回り)に回転して帯電微噴霧気流12の上下の放出方向を調整可能とする。 A vertical direction adjustment unit 48 is provided on one side of the vertical rotation shaft 50, which rotatably supports the spray airflow discharge unit 10 on the rotation support unit 42. The vertical direction adjustment unit 48 is, for example, a motor drive unit, which supports the blower unit 28 on the drive shaft and rotates the spray airflow discharge unit 10 in the vertical direction (vertical direction) around the vertical rotation shaft 50, making it possible to adjust the vertical direction of the discharge of the charged fine spray airflow 12.
ここで、左右方向調整部44の左右回転軸46と上下方向調整部48の上下回転軸50は、噴霧気流放出部10の重心位置より前方側(放出側)の所定位置に配置されている。このため、噴霧気流放出部10が放出している帯電微噴霧気流12の反動力を受けても放出方向が安定し、操作員の意のもとに放出方向を容易に調整することができる。また、例えば、はしご消防車のはしご先端に設けられたバケット部に噴霧気流放出部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、噴霧気流放出部10の安定性が高いことから、帯電微噴霧気流の放出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 rotation shaft 46 of the left-right direction adjustment unit 44 and the up-down rotation shaft 50 of the up-down direction adjustment unit 48 are positioned at predetermined positions forward (on the discharge side) of the center of gravity of the spray airflow discharge unit 10. Therefore, the discharge direction is stable even when subjected to the recoil force of the charged fine spray airflow 12 discharged by the spray airflow discharge unit 10, allowing the operator to easily adjust the discharge direction at their discretion. Furthermore, for example, if the spray airflow discharge unit 10 is installed in the bucket section at the end of the ladder of a ladder fire truck, the high stability of the spray airflow discharge unit 10 prevents the discharge of the charged fine spray airflow from pointing in an unexpected direction even when the basket section is tilted, ensuring safe operation.
[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、噴霧気流放出部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、電圧調整部として機能する高電圧可変回路66と、極性切替部として機能する転極回路68を備えるものである。
[High-voltage power supply section]
The high-voltage power supply unit 18 will be described in more detail below. The high-voltage power supply unit 18 supplies a high voltage for generating charged water particles to the spray airflow discharge unit 10 via a high-voltage cable 24, and while the configuration and function thereof are arbitrary, it may include, for example, a high-voltage variable circuit 66 that functions as a voltage adjustment unit and a polarity reversing circuit 68 that functions as a polarity switching unit, as shown in FIG.
ここで、図4は高圧電源部18を複数の帯電微噴霧ヘッド32を備えた帯電水粒子生成部30の回路構成と共に示している。帯電微噴霧ヘッド32は誘導電極部60と水側電極部62を備え、高圧電源部18から電圧印加ケーブル24aが誘導電極部60に電流制限抵抗72を介して接続され、また、高圧電源部18からアースケーブル24bが水側電極部62に電流制限抵抗74を介して接続され、誘導電極部60と水側電極部62の間に高電圧を印加し、帯電微噴霧ヘッド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、直流電圧のみを印加する場合は、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。 Figure 4 shows the high-voltage power supply unit 18 along with the circuit configuration of the charged water particle generator 30, which includes multiple charged fine spray heads 32. The charged fine spray heads 32 include an induction electrode unit 60 and a water-side electrode unit 62. A voltage application cable 24a from the high-voltage power supply unit 18 is connected to the induction electrode unit 60 via a current-limiting resistor 72, and an earth cable 24b from the high-voltage power supply unit 18 is connected to the water-side electrode unit 62 via a current-limiting resistor 74. A high voltage is applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62, charging the water particles sprayed from the charged fine spray heads 32. Highly insulated, high-voltage cables are used for the voltage application cable 24a and earth cable 24b. However, if only DC voltage is applied, the positive cable should be a high-voltage cable, and the negative cable can be a standard low-voltage cable.
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、これにより帯電微噴霧ヘッド32から火災現場での消火や消煙に適した帯電量の水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することができる。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。 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, allowing the charged fine spray head 32 to inject a charged fine spray airflow containing water particles with a charge suitable for fire extinguishing and smoke suppression at the fire scene. Furthermore, by lowering the absolute value of the applied voltage, the water particles have a reduced charge, making it possible to prevent discharge accidents that could occur due to an increased charge from the charged water particles on fire extinguishing or fire prevention targets that are easily charged.
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、これにより帯電微噴霧ヘッド32から噴霧する水粒子の帯電極性を正(プラス)又は負(マイナス)に切替え、火災現場での消火や消煙に適した帯電極性の水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することができる。例えば、消火対象又は防火対象が帯電しているか又は帯電し易い場合には、その帯電の極性と反対極の極性の帯電水粒子を含有した帯電微噴霧気流を投入することで、より高い消火性能と消煙性能が期待できる。 The polarity reversal 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 charge polarity of the water particles sprayed from the charged fine spray head 32 between positive (plus) and negative (minus), allowing a charged fine spray airflow containing water particles of a charge polarity suitable for fire extinguishing and smoke suppression at the fire scene. For example, if the target for fire extinguishing or fire prevention is charged or easily charged, better fire extinguishing and smoke suppression performance can be expected by injecting a charged fine spray airflow containing charged water particles of the opposite polarity to the charge polarity of the target.
ここで、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との間に印加される電圧の種類として、例えば、直流電圧、パルス電圧、脈流電圧、及び交流電圧等が挙げられる。 Here, the types of voltage applied from the high-voltage power supply unit 18 between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 of the charged fine spray head 32 include, for example, DC voltage, pulse voltage, pulsating voltage, and AC voltage.
[直流電圧を印加する場合]
まず、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する場合について、より詳細に説明する。
[When applying DC voltage]
First, a case where a DC voltage is applied between the induction electrode section 60 and the water-side electrode section 62 of the charged fine spray head 32 from the high-voltage power supply section 18 will be described in more detail.
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(正の直流電圧)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(正の直流電圧)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、噴霧される水粒子は負(マイナス)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, making the potential of the induction electrode unit 60 higher than the potential of the water-side electrode unit 62. As a result, the sprayed water particles 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(正の直流電圧)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(負の直流電圧)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、噴霧される水粒子は正(プラス)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 sprayed water particles become positively charged.
ここで、操作盤14の制御部21から転極回路68への極性切り替えのための制御信号の出力は、例えば操作盤14の操作表示部20を操作した場合等の手動操作による出力や、予め消火装置に設定された所定の周期に従った場合等の自動出力の両方の場合が含まれる。つまり、手動操作による出力の場合には任意のタイミングで誘導電極部60と水側電極部62との間に印加する直流電圧の極性を切り替えることができ、所定の周期に従った場合等の自動出力の場合には予め設定されたタイミングで誘導電極部60と水側電極部62との間に印加する直流電圧の極性を切り替えることができる。 Here, the output of the control signal for polarity switching from the control unit 21 of the operation panel 14 to the polarity reversal circuit 68 includes both manual output, such as when the operation display unit 20 of the operation panel 14 is operated, and automatic output, such as according to a predetermined cycle pre-set in the fire extinguisher. In other words, in the case of manual output, the polarity of the DC voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water side electrode unit 62 can be switched at any timing, and in the case of automatic output, such as according to a predetermined cycle, the polarity of the DC voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water side electrode unit 62 can be switched at a preset timing.
また、転極回路68で極性の切り替えを行わずに、転極回路68が高電圧可変回路66に対して、反対の極性の直流電圧に調整させて出力させるように制御してもよい。例えば、高電圧可変回路66が+10kVの直流電圧(正の直流電圧)に調整して出力しているのであれば、高電圧可変回路66から-10kVの直流電圧(負の直流電圧)が出力されるように制御する。 Alternatively, the polarity reversing circuit 68 may not switch polarity, but may instead control the high-voltage variable circuit 66 to adjust and output a DC voltage of the opposite polarity. For example, if the high-voltage variable circuit 66 adjusts and outputs a DC voltage of +10 kV (positive DC voltage), the high-voltage variable circuit 66 may be controlled to output a DC voltage of -10 kV (negative DC voltage).
[パルス電圧を印加する場合]
続いて、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との間にパルス電圧を印加する場合について、より詳細に説明する。
[When applying a pulse voltage]
Next, a more detailed description will be given of the case where a pulse voltage is applied between the induction electrode section 60 and the water-side electrode section 62 of the charged fine spray head 32 from the high-voltage power supply section 18.
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パルス電圧に調整する。ここでいう「所定のパルス電圧に調整する」とは、例えばパルス周期、パルス幅(或いはパルス周期に対するパルス幅の割合を示すデューティ比)、パルス振幅、及びパルス極性の調整により、パルス電圧の電圧波形を調整することである。尚、電圧波形を調整するに必要なパラメータであれば、前述したパラメータ以外も適宣利用することができる。 The high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage output from the high-voltage variable circuit 66 to a predetermined pulse voltage in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14. "Adjusting to a predetermined pulse voltage" here means adjusting the voltage waveform of the pulse voltage, for example, by adjusting the pulse period, pulse width (or duty ratio, which indicates the ratio of the pulse width to the pulse period), pulse amplitude, and pulse polarity. Note that parameters other than those mentioned above can also be used as appropriate, as long as they are necessary to adjust the voltage waveform.
また、ここでいう「パルス極性の調整」とは、例えば一方の極性側に振れる単極性パルス及び両極性方向に振れる両極性パルスが選択されることであり、単極性パルスには正(プラス)側に振れる正の単極性パルスと、負(マイナス)側に振れる負の単極性パルスを含むものである。 In addition, "adjusting the pulse polarity" here means, for example, selecting a unipolar pulse that swings to one polarity side and a bipolar pulse that swings in both polarity directions, and unipolar pulses include positive unipolar pulses that swing to the positive (plus) side and negative unipolar pulses that swing to the negative (minus) side.
高電圧可変回路66で調整されるパルス電圧の電圧波形は任意であるが、例えば、図5(A)に示す、パルス周期がT、パルス幅がT1、パルス振幅がV1、正の単極性パルスとして調整された電圧波形である。ここでパルス振幅V1は、水粒子を帯電させることが可能な電圧が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加できるのであれば任意のパルス振幅としていいが、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の範囲から選択された電圧と同じ値とする。 The voltage waveform of the pulse voltage adjusted by the high-voltage variable circuit 66 is arbitrary, but for example, it is the voltage waveform shown in Figure 5(A) adjusted as a positive unipolar pulse with a pulse period of T, pulse width of T1, and pulse amplitude of V1. Here, pulse amplitude V1 can be any pulse amplitude as long as a voltage capable of charging water particles can be applied between the induction electrode section 60 and the water-side electrode section 62, but for example, it should be the same value as a voltage selected from the range of 0.5 kV to 20 kV, which is the voltage range capable of charging water particles.
また、パルス周期Tは任意であり、例えば図5(B)に示すパルス電圧の電圧波形は、図5(A)のパルス電圧の電圧波形のパルス周期Tに対し、周期を2倍としたパルス周期2Tとして調整したものである。 The pulse period T can be any value. For example, the voltage waveform of the pulse voltage shown in Figure 5(B) is adjusted to a pulse period of 2T, which is twice the pulse period T of the voltage waveform of the pulse voltage in Figure 5(A).
また、パルス幅T1は周期Tを超えない範囲であれば任意であり、例えば図5(C)のパルス電圧の電圧波形は、図5(A)のパルス電圧の電圧波形のパルス周期Tの50%としたパルス幅T1に対し、パルス周期Tの75%としたパルス幅T2(=3T/4)として調整したものである。 Furthermore, the pulse width T1 can be any value as long as it does not exceed the period T. For example, the voltage waveform of the pulse voltage in Figure 5(C) is obtained by adjusting the pulse width T2 (=3T/4) to 75% of the pulse period T, compared to the pulse width T1 which is 50% of the pulse period T of the voltage waveform of the pulse voltage in Figure 5(A).
また、パルス幅自体を調整するのではなく、パルス周期に対するパルス幅の割合を示すデューティ比を調整することで、パルス幅を調整するようにしても良い。図5(A)のパルス電圧の電圧波形におけるデューティ比は50%であり、図5(C)のパルス電圧の電圧波形におけるデューティ比は75%であり、デューティ比は0%~100%の間の任意の割合で調整できる。 In addition, rather than adjusting the pulse width itself, the pulse width may be adjusted by adjusting the duty ratio, which indicates the ratio of the pulse width to the pulse period. The duty ratio for the voltage waveform of the pulse voltage in Figure 5(A) is 50%, and the duty ratio for the voltage waveform of the pulse voltage in Figure 5(C) is 75%, and the duty ratio can be adjusted to any ratio between 0% and 100%.
また、パルス極性は、図5(A)のように正(プラス)側に振れる正の単極性パルスとして調整されたパルス電圧に対し、図5(D)のように負(マイナス)側に振れる負の単極性パルスとして調整されたパルス電圧や、図5(E)(F)のように両極性方向に振れる両極性パルスとして調整されたパルス電圧としてもよい。尚、図5(E)のような両極性パルスとして調整する場合には、正(プラス)側に振れるパルスのパルス幅をT1として扱い、負(プラス)側に振れるパルスのパルス幅はT-T1とし、パルス周期に対する正(プラス)側に振れるパルスのパルス幅の割合をデューティ比として扱う。 In addition, the pulse polarity may be adjusted as a positive unipolar pulse swinging to the positive side as in Figure 5(A), a negative unipolar pulse swinging to the negative side as in Figure 5(D), or a bipolar pulse swinging in both directions as in Figures 5(E) and (F). When adjusting as a bipolar pulse as in Figure 5(E), the pulse width of the positively swinging pulse is treated as T1, the pulse width of the negatively swinging pulse is treated as T-T1, and the ratio of the pulse width of the positively swinging pulse to the pulse period is treated as the duty ratio.
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パルス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パルス電圧の極性を調整する。 The polarity reversal circuit 68 determines whether to switch the polarity of the specified pulse 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 pulse voltage applied between the induction electrode unit 60 and the water side electrode unit 62.
単極性パルスの例として、高電圧可変回路66で図5(A)の電圧波形のパルス電圧に調整され、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+V1となり、水側電極部62の電位に対して誘導電極部60の電位が高くなる正の電圧(+V1)が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加された期間(t0-t1間)で噴霧される水粒子は負(マイナス)に帯電され、誘導電極部60と水側電極部62との間の電圧が0Vである期間(t1-t2間)で噴霧される水粒子は帯電されず、これら2つの期間(t0-t2間)を1周期として繰り替えされる。 As an example of a unipolar pulse, if the high-voltage variable circuit 66 adjusts the pulse voltage to the voltage waveform shown in Figure 5(A) and the polarity is not switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 will be +V1, with the water-side electrode unit 62 at the reference potential (earth potential, 0V), and the water particles sprayed during the period (t0-t1) when a positive voltage (+V1) is applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62, making the potential of the induction electrode unit 60 higher than the potential of the water-side electrode unit 62, will be negatively charged. During the period (t1-t2) when the voltage between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 is 0V, the water particles sprayed will not be charged. These two periods (t0-t2) constitute one cycle, and are repeated.
一方、高電圧可変回路66で図5(A)の電圧波形のパルス電圧に調整され、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-V1となり、水側電極部62の電位に対して誘導電極部60の電位が低くなる負の電圧(-V1)が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加された期間(t0-t1間)で噴霧される水粒子は正(プラス)に帯電され、誘導電極部60と水側電極部62との間の電圧が0Vである期間(t1-t2間)で噴霧される水粒子は帯電されず、これら2つの期間(t0-t2間)を1周期として繰り替えされる。 On the other hand, when the high-voltage variable circuit 66 adjusts the pulse voltage to the voltage waveform of Figure 5(A) and the polarity is switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 becomes -V1 with the water-side electrode unit 62 as the reference potential (earth potential, 0V). During the period (t0-t1) when a negative voltage (-V1) 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, the water particles sprayed are positively charged. During the period (t1-t2) when the voltage between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 is 0V, the water particles sprayed are not charged. These two periods (t0-t2) constitute one cycle, and are repeated.
また両極性パルスの例として、高電圧可変回路66で図5(E)の電圧波形のパルス電圧に調整され、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+V1となり、水側電極部62の電位に対して誘導電極部60の電位が高くなる正の電圧(+V1)が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加された期間(t0-t1間)で噴霧される水粒子は負(マイナス)に帯電され、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-V1となり、水側電極部62の電位に対して誘導電極部60の電位が低くなる負の電圧(-V1)が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加された期間(t1-t2間)で噴霧される水粒子は正(プラス)に帯電され、これら2つの期間(t0-t2間)を1周期として繰り替えされる。また、転極回路68で極性の切り替えが行われた場合は、水粒子は負(マイナス)に帯電される期間と水粒子は正(プラス)に帯電される期間が入れ替わることになる。 As an example of a bipolar pulse, if the high-voltage variable circuit 66 adjusts the pulse voltage to the voltage waveform of Figure 5 (E) and the polarity is not switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 becomes +V1 with the water side electrode unit 62 as the reference potential (earth potential, 0V), and a positive voltage (+V1) that makes the potential of the induction electrode unit 60 higher than the potential of the water side electrode unit 62 is applied between the induction electrode unit 60 and the water side electrode unit 62 during the period (t0-t1) when spraying occurs. The water particles sprayed are negatively charged, and the potential of the induction electrode unit 60 becomes -V1 with the water-side electrode unit 62 as the reference potential (earth potential, 0V). During the period (t1-t2) when a negative voltage (-V1) 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, the water particles sprayed are positively charged, and these two periods (t0-t2) constitute one cycle, which is repeated. Furthermore, when the polarity is switched by the polarity reversal circuit 68, the period in which the water particles are negatively charged and the period in which the water particles are positively charged are reversed.
パルス電圧が両極性パルスとして、図5(E)の電圧波形でデューティ比を50%に調整された場合、又は図5(F)の電圧波形に調整された場合、転極回路68で極性の切り替えを行った電圧波形は、転極回路68で極性の切り替えを行う前の電圧波形を半周期又は1周期遅らせた電圧波形に過ぎずないため、このように転極回路68での切り替え前後の波形が位相をずらすことで同等の波形となる場合は、転極回路68での極性の切り替えは行わないようにしてもよい。 When the pulse voltage is a bipolar pulse and the duty ratio is adjusted to 50% with the voltage waveform of Figure 5 (E) or to the voltage waveform of Figure 5 (F), the voltage waveform after polarity switching by the polarity switching circuit 68 is merely a voltage waveform delayed by half a cycle or one cycle from the voltage waveform before polarity switching by the polarity switching circuit 68. Therefore, if the waveforms before and after switching by the polarity switching circuit 68 become equivalent by shifting the phase in this way, polarity switching by the polarity switching circuit 68 may not be performed.
また直流電圧を印加する場合と同様に、操作盤14の制御部21から転極回路68への極性の切り替えのための制御信号の出力は、例えば操作盤14の操作表示部20を操作した場合等の手動操作による出力や、予め消火装置に設定された所定の周期に従った場合等の自動出力の両方が含まれ、転極回路68で極性の切り替えを行わずに、転極回路68が高電圧可変回路66に対して、反対の極性のパルス電圧に調整させて出力させるように制御してもよい。 Also, as with the application of DC voltage, the output of a control signal for switching polarity from the control unit 21 of the operation panel 14 to the polarity reversing circuit 68 may include both a manual output, such as when the operation display unit 20 of the operation panel 14 is operated, and an automatic output, such as when a predetermined cycle is set in advance in the fire extinguisher. In this case, the polarity reversing circuit 68 may be controlled so that it adjusts to a pulse voltage of the opposite polarity and outputs it to the high-voltage variable circuit 66, without switching the polarity itself.
[脈流電圧を印加する場合]
続いて、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との間に脈流電圧を印加する場合について、より詳細に説明する。
[When applying pulsating voltage]
Next, a more detailed description will be given of the case where a pulsating 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.
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脈流電圧に調整する。ここでいう「所定の脈流電圧に調整する」とは、例えば脈流波形、脈流周期、脈流振幅の調整により、脈流電圧の電圧波形を調整することである。尚、電圧波形を調整するに必要なパラメータであれば、前述したパラメータ以外も適宣利用することができる。 The high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage output from the high-voltage variable circuit 66 to a predetermined pulsating voltage in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14. "Adjusting to a predetermined pulsating voltage" here means adjusting the voltage waveform of the pulsating voltage, for example, by adjusting the pulsating waveform, pulsating period, and pulsating amplitude. Note that parameters other than those mentioned above can also be used as appropriate, as long as they are necessary to adjust the voltage waveform.
また、ここでいう「脈流波形の調整」とは、出力電圧の極性を変えることなく、電圧の大きさが周期的に変化する波形に調整することができればよく、例えば全波整流波、半波整流波、方形波、及び三角波等の決められた波形種類から選択されることを含むものである。 Furthermore, "adjusting the pulsating waveform" as used here means that it is sufficient to adjust the waveform so that the voltage magnitude changes periodically without changing the polarity of the output voltage, and includes selecting from predetermined waveform types such as full-wave rectified wave, half-wave rectified wave, square wave, and triangular wave.
高電圧可変回路66で調整される脈流電圧の電圧波形は任意であるが、例えば、図6に示す、脈流周期がT3、脈流振幅がV2、正(プラス)の全波整流波として調整された電圧波形である。ここで脈流振幅V2は、1周期内の所定期間に水粒子を帯電させることが可能な電圧が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加できるのであれば任意の脈流振幅V1としていいが、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の範囲から選択された電圧と同じ値とする。これにより0~+V2(極性が切り替えられた場合は-V2~0)の範囲で電圧が変化するため、1周期内の所定期間は水粒子を帯電させることが可能な電圧を印加することになる。また、脈流周期T3は任意である。 The voltage waveform of the pulsating voltage adjusted by the high-voltage variable circuit 66 is arbitrary, but for example, it is the voltage waveform shown in Figure 6, which is adjusted as a positive full-wave rectified wave with a pulsating period of T3 and a pulsating amplitude of V2. Here, pulsating amplitude V2 can be any pulsating amplitude V1 as long as a voltage capable of charging water particles can be applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 for a predetermined period within one period. For example, it can be the same value as a voltage selected from the range of 0.5 kV to 20 kV, which is the voltage range capable of charging water particles. As a result, the voltage changes within the range of 0 to +V2 (-V2 to 0 if the polarity is switched), so a voltage capable of charging water particles is applied for a predetermined period within one period. Furthermore, pulsating period T3 is arbitrary.
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脈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脈流電圧の極性を調整する。 The polarity reversal circuit 68 determines whether to switch the polarity of the specified pulsating 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 pulsating 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で図6の電圧波形の脈流電圧に調整され、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0~+V2の範囲で変化し、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される正の電圧(0~+V2)も変化し、噴霧される水粒子の負(マイナス)の帯電量が変化する。 For example, if the high-voltage variable circuit 66 adjusts the pulsating voltage to the voltage waveform shown in Figure 6 and the polarity is not switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 will vary within the range of 0 to +V2, with the water-side electrode unit 62 serving as the reference potential (earth potential, 0V), and the positive voltage (0 to +V2) applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 will also vary, changing the amount of negative charge on the sprayed water particles.
一方、高電圧可変回路66で図6の電圧波形の脈流電圧に調整され、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-V2~0の範囲で変化し、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される負の電圧(-V2~0)も変化し、噴霧される水粒子の正(プラス)の帯電量が変化する。 On the other hand, when the high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage to the pulsating voltage waveform shown in Figure 6 and the polarity is switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 changes within the range of -V2 to 0, with the water-side electrode unit 62 at the reference potential (earth potential, 0V), and the negative voltage (-V2 to 0) applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 also changes, changing the amount of positive charge on the sprayed water particles.
また直流電圧を印加する場合と同様に、操作盤14の制御部21から転極回路68への極性の切り替えのための制御信号の出力は、例えば操作盤14の操作表示部20を操作した場合等の手動操作による出力や、予め消火装置に設定された所定の周期に従った場合等の自動出力の両方が含まれ、転極回路68で極性の切り替えを行わずに、転極回路68が高電圧可変回路66に対して、反対の極性の脈流電圧に調整させて出力させるように制御してもよい。 Also, as with the application of DC voltage, the output of a control signal for switching polarity from the control unit 21 of the operation panel 14 to the polarity reversing circuit 68 includes both manual output, such as when the operation display unit 20 of the operation panel 14 is operated, and automatic output, such as when a predetermined cycle is set in advance in the fire extinguishing device. In this case, the polarity reversing circuit 68 may be controlled so that it adjusts to a pulsating voltage of the opposite polarity and outputs it to the high-voltage variable circuit 66, without switching the polarity itself.
[交流電圧を印加する場合]
続いて、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との間に交流電圧を印加する場合について、より詳細に説明する。
[When applying AC voltage]
Next, a more detailed description will be given of the case where an AC voltage is applied between the induction electrode section 60 and the water-side electrode section 62 of the charged fine spray head 32 from the high-voltage power supply section 18.
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交流電圧に調整する。ここでいう「所定の交流電圧に調整する」とは、例えば交流波形、交流周期、交流振幅の調整により、交流電圧の電圧波形を調整することである。尚、電圧波形を調整するに必要なパラメータであれば、前述したパラメータ以外も適宣利用することができる。 The high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage output from the high-voltage variable circuit 66 to a predetermined AC voltage in response to a control signal from the control unit 21 of the operation panel 14. "Adjusting to a predetermined AC voltage" here means adjusting the voltage waveform of the AC voltage, for example, by adjusting the AC waveform, AC period, and AC amplitude. Note that parameters other than those mentioned above can also be used as appropriate, as long as they are necessary to adjust the voltage waveform.
また、ここでいう「交流波形の調整」とは、出力電圧の極性、及び電圧の大きさが周期的に変化する波形に調整することができればよく、例えば正弦波交流、方形波交流、及び三角波交流等の決められた波形種類から選択されることを含むものである。 Furthermore, "adjusting the AC waveform" as used here means that it is sufficient to be able to adjust the output voltage to a waveform in which the polarity and magnitude of the voltage change periodically, and includes selecting from predetermined waveform types such as sine wave AC, square wave AC, and triangular wave AC.
高電圧可変回路66で調整される交流電圧は任意であるが、例えば、図7に示す、交流周期がT4、交流振幅がV3、正弦波交流として調整された電圧波形である。ここで交流振幅V3は、1周期内の所定期間に水粒子を帯電させることが可能な電圧が誘導電極部60と水側電極部62との間に印加できるのであれば任意の交流振幅V3としていいが、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の範囲から選択された電圧と同じ値とする。これにより-V3~+V3の範囲で電圧が変化するため、1周期の所定期間は水粒子を帯電させることが可能な電圧を印加することになる。また、交流周期T4は任意である。 The AC voltage adjusted by the high-voltage variable circuit 66 can be any voltage, but for example, as shown in Figure 7, it is an AC voltage waveform adjusted to a sinusoidal AC voltage with an AC period of T4 and an AC amplitude of V3. Here, AC amplitude V3 can be any AC amplitude V3 as long as a voltage capable of charging water particles can be applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 for a predetermined period within one period. For example, it can be the same value as a voltage selected from the range of 0.5 kV to 20 kV, which is the voltage range capable of charging water particles. As a result, the voltage varies within the range of -V3 to +V3, so a voltage capable of charging water particles is applied for a predetermined period within one period. Furthermore, AC period T4 is arbitrary.
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交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交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 AC 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 AC 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で図7の電圧波形の交流電圧に調整され、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0~+V3の範囲で変化し、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される正の電圧(0~+V3)が変化する期間(t3-t4間)で噴霧される水粒子の負(マイナス)の帯電量が変化し、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-V3~0の範囲で変化し、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される負の電圧(-V3~0)が変化する期間(t4-t5間)で噴霧される水粒子の正(プラス)の帯電量が変化する。 For example, if the high-voltage variable circuit 66 adjusts the AC voltage to the voltage waveform shown in Figure 7 and the polarity is not switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 will vary between 0 and +V3, with the water-side electrode unit 62 set as the reference potential (earth potential, 0V). This changes the negative charge on the sprayed water particles during the period (between t3 and t4) when the positive voltage (0 to +V3) applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 changes. The potential of the induction electrode unit 60 will vary between -V3 and 0, with the water-side electrode unit 62 set as the reference potential (earth potential, 0V), and this changes the positive charge on the sprayed water particles during the period (between t4 and t5) when the negative voltage (-V3 to 0) applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 changes.
一方、高電圧可変回路66で図7の電圧波形の脈流電圧に調整され、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-V3~0の範囲で変化し、誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される負の電圧(-V3~0)が変化する期間(t3-t4間)で噴霧される水粒子の正(プラス)の帯電量が変化し、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0~+V3の範囲で変化し、当該誘導電極部60の電位の変化に対応して誘導電極部60と水側電極部62との間に印加される正の電圧(0~+V3)が変化する期間(t4-t5間)で噴霧される水粒子の負(マイナス)の帯電量が変化する。 On the other hand, when the high-voltage variable circuit 66 adjusts the voltage to the pulsating voltage waveform shown in Figure 7 and the polarity is switched by the polarity reversal circuit 68, the potential of the induction electrode unit 60 changes between -V3 and 0, with the water-side electrode unit 62 as the reference potential (earth potential, 0V). This changes the positive charge on the sprayed water particles during the period (t3-t4) when the negative voltage (-V3 to 0) applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 changes. The potential of the induction electrode unit 60 changes between 0 and +V3, with the water-side electrode unit 62 as the reference potential (earth potential, 0V). This changes the negative charge on the sprayed water particles during the period (t4-t5) when the positive voltage (0 to +V3) applied between the induction electrode unit 60 and the water-side electrode unit 62 changes in response to the change in the potential of the induction electrode unit 60.
転極回路68で極性の切り替えを行った電圧波形は、転極回路で極性の切り替えを行う前の電圧波形を半周期遅らせた電圧波形に過ぎず、転極回路68での切り替え前後の波形が位相をずらすことで同等の波形となるため、転極回路68での極性の切り替えは行わないようにしてもよい。 The voltage waveform after polarity switching by the polarity reversal circuit 68 is merely a voltage waveform delayed by half a cycle from the voltage waveform before polarity switching by the polarity reversal circuit. Since the waveforms before and after switching by the polarity reversal circuit 68 become equivalent waveforms by shifting the phase, it is possible not to switch polarity by the polarity reversal circuit 68.
また直流電圧を印加する場合と同様に、操作盤14の制御部21から転極回路68への極性の切り替えのための制御信号の出力は、例えば操作盤14の操作表示部20を操作した場合等の手動操作による出力や、予め消火装置に設定された所定の周期に従った場合等の自動出力の両方が含まれ、転極回路68で極性の切り替えを行わずに、転極回路68が高電圧可変回路66に対して、反対の極性の交流電圧に調整させて出力させるように制御してもよい。 Also, as with the application of DC voltage, the output of a control signal for switching polarity from the control unit 21 of the operation panel 14 to the polarity reversing circuit 68 may include both a manual output, such as when the operation display unit 20 of the operation panel 14 is operated, and an automatic output, such as when a predetermined cycle is set in advance in the fire extinguisher. In this case, the polarity may not be switched by the polarity reversing circuit 68, but the polarity may instead be adjusted to an AC voltage of the opposite polarity and output to the high-voltage variable circuit 66.
以上、印加電圧を、直流電圧、パルス電圧、脈流電圧、及び交流電圧とした場合について記載したが、印加する電圧の種類はこれらに限られない。 The above describes cases where the applied voltage is a DC voltage, pulse voltage, pulsating voltage, or AC voltage, but the type of voltage applied is not limited to these.
また、パルス電圧、脈流電圧、及び交流電圧を印加する場合には、例えばファンクションジェネレータで生成された電圧波形(±数V程度)をkVオーダーに増幅可能な高電圧アンプにて増幅する方法により実現することができる。 In addition, when applying pulse voltage, pulsating voltage, or AC voltage, this can be achieved by amplifying the voltage waveform (on the order of ±several volts) generated by a function generator using a high-voltage amplifier capable of amplifying to the order of kV.
[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、噴霧気流放出部10に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、本実施形態の消火装置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の放水開始又は放水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。
[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 fire-extinguishing water to the spray airflow discharge unit 10, and may have any configuration or structure. As an example, since the fire extinguishing apparatus 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 water discharge start/stop button 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、噴霧気流放出部10の接続部分で分岐され、帯電水粒子生成部30に設けられた複数の帯電微噴霧ヘッド32に接続されている。さらに、送水管22は、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 with the spray airflow discharge unit 10 and is connected to multiple charged fine spray heads 32 provided in the charged water particle generation unit 30. Furthermore, in the ladder section of the ladder fire truck, the water supply pipe 22 is equipped with a known expandable piping structure that expands and contracts according to the length of the ladder.
[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消火装置を操作するものであり、操作内容は任意であるが、一例として、噴霧気流放出部10の起動停止操作、噴霧気流放出部10からの帯電微噴霧流12の放出方向の調整操作、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。
[Operation panel]
The control panel 14 shown in Fig. 1 will be described in more detail. The control panel 14 is used by an operator to operate the fire extinguisher of this embodiment, and the operation contents are arbitrary, but examples include starting and stopping the spray airflow discharge unit 10, adjusting the discharge direction of the charged fine spray flow 12 from the spray airflow discharge unit 10, 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は噴霧気流放出部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、噴霧気流放出部10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 spray airflow discharge unit 10. The control unit 21 outputs control signals based on operations by the operator via the operation display unit 20, and controls the spray airflow discharge unit 10. 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.
[消火装置を搭載したはしご消防車]
本実施形態の消火装置を搭載したはしご消防車による消火について、より詳細に説明する。図8は火災現場において本実施形態の消火装置を搭載したはしご消防車による消火作業の一例を示した説明図である。図8に示すように、はしご消防車76には、本実施形態の消火装置が搭載されており、一例として、伸縮自在なはしご78の先端のバスケット80に、図1に示した噴霧気流放出部10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76側に設けられている。
[Ladder fire engine equipped with fire extinguishing equipment]
[0033] Fire extinguishing using a ladder fire truck equipped with the fire extinguishing apparatus of this embodiment will now be described in more detail. Figure 8 is an explanatory diagram showing an example of fire extinguishing work at a fire scene using a ladder fire truck equipped with the fire extinguishing apparatus of this embodiment. As shown in Figure 8, a ladder fire truck 76 is equipped with the fire extinguishing apparatus of this embodiment. As an example, a basket 80 at the tip of an extendable ladder 78 is provided with the spray airflow discharge unit 10 shown in Figure 1, and a control panel 14, extinguishing agent water supply unit 16, and high-voltage power supply unit 18 are provided on the ladder fire truck 76 side.
例えば、建物82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76は、バスケット80に設けられた噴霧気流放出部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78を伸ばす。続いて、操作盤14の操作により放出起動操作を行うことで、消火剤給水部16から噴霧気流放出部10へ消火用水が供給されるとともに、高圧電源部18から噴霧気流放出部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微噴霧ヘッド32から噴霧された帯電水粒子が含有された帯電微噴霧気流12が火災区画84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 building 82, ladder fire engine 76 that arrives at the fire scene extends ladder 78 so that spray airflow discharge unit 10 attached to basket 80 approaches an exterior wall opening such as a window of the building. Next, by operating control panel 14 to start discharge, fire-extinguishing water is supplied from extinguishing agent water supply unit 16 to spray airflow discharge unit 10, high voltage is applied from high-voltage power supply unit 18 to spray airflow discharge unit 10, and further, air blower 28 is started by a control signal from control panel 14. As a result, charged fine spray airflow 12, in which charged water particles sprayed from charged fine spray head 32 are contained in the airflow from air blower 28, is discharged toward fire compartment 84 .
このとき操作員は、操作盤14の遠隔操作により、帯電微噴霧気流12の方向を上下及び又は左右に調整して火災区画84に向けて帯電微噴霧気流12を投入する。また、操作員は、帯電微噴霧気流12の投入による消火や消煙の状況に基づき、高圧電源部18による印加電圧の調整や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水粒子を含有した帯電微噴霧気流12を火災区画84へ投入して消火や防火を行うことになる。 At this time, the operator remotely controls the control panel 14 to adjust the direction of the charged fine spray airflow 12 up and down and/or left and right, and injects the charged fine spray airflow 12 toward the fire compartment 84. Based on the fire extinguishing or smoke suppression status resulting from the injection of the charged fine spray airflow 12, the operator also adjusts the applied voltage and switches the voltage polarity using the high-voltage power supply unit 18, and injects the charged fine spray airflow 12 containing water particles with the charge amount and charge polarity appropriate for fire extinguishing or smoke suppression at the fire site into the fire compartment 84 to extinguish or prevent the fire.
[本発明の変形例]
(消防車)
上記の実施形態は、はしご消防車に消火装置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噴霧気流放出部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噴霧気流放出部10を設け、また、ブーム付消防車であればブーム先端に噴霧気流放出部10を設ければよい。更に、無限軌道自走車に噴霧気流放出部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微噴霧気流を投入するようにしてもよい。
[Modifications of the present invention]
(fire engine)
While the above embodiment illustrates a case in which the fire extinguishing device is mounted on a ladder fire truck, the device may be mounted on any suitable fire truck as long as the spray airflow discharge unit 10 can be brought close to a fire compartment located high up in a building from the outside. For example, the spray airflow discharge unit 10 may be provided on an aerial work platform in a fire truck for high-altitude work, or on the tip of a boom-equipped fire truck. Furthermore, the spray airflow discharge unit 10 may be mounted on a tracked vehicle, which can be remotely operated to move to a fire compartment that is inaccessible to humans and inject the charged fine spray airflow.
(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、印加電圧及び又は極性を固定してもよい。
(High voltage supply unit)
In the above embodiment, when a voltage is applied from the high-voltage power supply unit 18 between the induction electrode unit 60 and the water side electrode unit 62, it is possible to adjust the voltage and switch the polarity, but this is not limited to this and is optional; for example, the applied voltage and/or 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)
Furthermore, 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.
10:噴霧気流放出部
12:帯電微噴霧気流
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
26: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:帯電微噴霧ヘッド
34:軸流ファン
36:ファンモータ
38:防護カバー
40:架台
42:回動支持部
44:左右方向調整部
46:左右回転軸
48:上下方向調整部
50:上下回転軸
54:ボディー
56:噴射ノズル部
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
72,74:電流制限抵抗
76:はしご消防車
78:はしご
80:バスケット
82:建物
84:火災区画
10: Spray airflow discharge section 12: Charged fine spray 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 26: Signal cable 28: Air blower section 30: Charged water particle generator section 31: Support ring 32: Charged fine spray head 34: Axial fan 36: Fan motor 38: Protective cover 40: Stand 42: Rotating support section 44: Left-right direction adjustment section 46: Left-right rotation shaft 48: Up-down direction adjustment section 50: Up-down rotation shaft 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 variable circuit 68: Polarity reversal circuit 72, 74: Current limiting resistor 76: Ladder fire truck 78: Ladder 80: Basket
82: Building
84: Fire compartment
Claims (7)
前記噴霧気流放出部に消火用水を供給する消火剤供給部と、
前記噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給する高圧電源部と、
前記噴霧気流放出部による前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整する放出方向調整部と、
が設けられ、
前記放出方向調整部は、前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整する回転軸が、前記噴霧気流放出部の重心位置より先端側であって、前記放出している帯電微噴霧気流の反動力を受けても放出方向が安定する所定位置に配置されたことを特徴とする消火装置。
a spray airflow discharge unit that discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles in an airflow toward a target for fire extinguishing or fire prevention;
a fire extinguishing agent supply unit that supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge unit;
a high-voltage power supply unit that supplies a high voltage for generating charged water particles to the spray airflow discharge unit;
a discharge direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow by the spray airflow discharge unit;
is established,
The discharge direction adjustment unit is a fire extinguishing device characterized in that a rotating shaft that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow is located on the tip side of the center of gravity of the spray airflow discharge unit, and is positioned at a predetermined position where the discharge direction is stable even when subjected to the recoil force of the charged fine spray airflow being discharged.
前記噴霧気流放出部に消火用水を供給する消火剤供給部と、
前記噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給する高圧電源部と、
前記噴霧気流放出部による前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整する放出方向調整部と、
前記放出方向調整部を制御して、前記帯電微噴霧気流の放出方向を遠隔操作する操作盤と、
が設けられ、
前記放出方向調整部は、
前記帯電微噴霧気流の放出方向を上下方向で調整する上下方向調整部と、
前記帯電微噴霧気流の放出方向を左右方向で調整する左右方向調整部と、
を備え、
前記上下方向調整部の回転軸及び前記左右方向調整部の回転軸は、前記噴霧気流放出部の重心位置より先端側であって、前記放出している帯電微噴霧気流の反動力を受けても放出方向が安定する所定位置に配置されたことを特徴とする消火装置。
a spray airflow discharge unit that discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles in an airflow toward a target for fire extinguishing or fire prevention;
a fire extinguishing agent supply unit that supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge unit;
a high-voltage power supply unit that supplies a high voltage for generating charged water particles to the spray airflow discharge unit;
a discharge direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow by the spray airflow discharge unit;
an operation panel that controls the emission direction adjustment unit to remotely control the emission direction of the charged fine spray airflow;
is established ,
The emission direction adjustment unit is
a vertical direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow in the vertical direction;
a left-right direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow in the left-right direction;
Equipped with
A fire extinguishing device characterized in that the rotation axis of the up-down direction adjustment unit and the rotation axis of the left-right direction adjustment unit are located toward the tip side of the center of gravity of the spray airflow discharge unit, and are positioned at a predetermined position where the discharge direction is stable even when subjected to the recoil force of the charged fine spray airflow being discharged.
前記噴霧気流放出部は、
前記空気流を発生する送風部と、
前記送風部により発生した前記空気流の中に前記帯電水粒子を噴霧して含有させる帯電微噴霧ヘッドと、
を備えたことを特徴とする消火装置。
The fire extinguishing device according to claim 1 or 2,
The spray airflow discharge section is
a blower unit that generates the air flow;
a charged fine spray head that sprays the charged water particles into the airflow generated by the air blower and causes the charged water particles to be contained therein;
A fire extinguishing device comprising:
前記高圧電源部は、
前記消火対象又は前記防火対象に対応して、前記帯電微噴霧ヘッドに印加する電圧を調整する電圧調整部と、
前記消火対象又は前記防火対象に対応して、前記帯電微噴霧ヘッドに印加する電圧極性を切り替える極性切替部と、
を備えたことを特徴とする消火装置。
4. The fire extinguishing apparatus according to claim 3,
The high-voltage power supply unit
a voltage adjusting unit that adjusts the voltage applied to the charged fine spray head in accordance with the fire extinguishing target or the fire prevention target;
a polarity switching unit that switches the polarity of a voltage applied to the charged fine spray head in accordance with the fire extinguishing target or the fire prevention target;
A fire extinguishing device comprising:
前記噴霧気流放出部は、はしご消防車のはしご先端、高所作業消防車の高所作業台、又は、ブーム付消防車のブーム先端に設けられ、
前記操作盤は、前記何れかの消防車側に設けられたことを特徴とする消火装置。
3. The fire extinguishing device according to claim 2 ,
The spray airflow discharge portion is provided at the ladder tip of a ladder fire engine, at the aerial work platform of an aerial work fire engine, or at the boom tip of a boom-equipped fire engine,
The fire extinguishing apparatus is characterized in that the control panel is provided on the side of any one of the fire engines.
消火剤供給部により、前記噴霧気流放出部に消火用水を供給し、
高圧電源部により、前記噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給し、
放出方向調整部により、前記噴霧気流放出部による前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整し、
前記放出方向調整部は、前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整する回転軸を、前記噴霧気流放出部の重心位置より先端側であって、前記放出している帯電微噴霧気流の反動力を受けても放出方向が安定する所定位置に設けることを特徴とする消火方法。
The spray airflow discharge unit discharges a charged fine spray airflow containing charged water particles in the airflow toward the fire extinguishing target or the fire prevention target,
A fire extinguishing agent supply unit supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge unit,
a high voltage power supply unit supplies a high voltage to the spray airflow discharge unit to generate charged water particles;
an emission direction adjusting unit adjusting the emission direction of the charged fine spray airflow emitted by the spray airflow emitting unit;
A fire extinguishing method characterized in that the release direction adjustment unit has a rotating shaft that adjusts the release direction of the charged fine spray airflow, which is located at a predetermined position toward the tip side of the center of gravity of the spray airflow release unit, so that the release direction is stable even when subjected to the recoil force of the charged fine spray airflow being released.
帯電微噴霧気流の放出方向を上下方向で調整する上下方向調整部、及び、前記帯電微噴霧気流の放出方向を左右方向で調整する左右方向調整部を備えた放出方向調整部と、
前記何れかの消防車側に操作盤と、
が設けられ、
前記放出方向調整部は、前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整する回転軸が、前記噴霧気流放出部の重心位置より先端側であって、前記放出している帯電微噴霧気流の反動力を受けても放出方向が安定する所定位置に配置され、
前記噴霧気流放出部により、空気流の中に帯電水粒子が含有された前記帯電微噴霧気流を、消火対象又は防火対象へ向けて放出し、
消火剤供給部により、前記噴霧気流放出部に消火用水を供給し、
高圧電源部により、前記噴霧気流放出部に帯電水粒子を生成するための高電圧を供給し、
前記放出方向調整部により、前記噴霧気流放出部による前記帯電微噴霧気流の放出方向を調整し、
前記操作盤により、前記放出方向調整部を制御して前記放出方向調整部を遠隔操作することを特徴とする消火方法。
a spray airflow discharge part at the ladder tip of a ladder fire engine, at the high-place work platform of a high-place work fire engine, or at the boom tip of a boom-equipped fire engine;
a discharge direction adjusting unit including a vertical direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow in the vertical direction, and a horizontal direction adjusting unit that adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow in the horizontal direction;
A control panel on one of the fire engines;
is established,
the discharge direction adjusting unit has a rotation axis for adjusting the discharge direction of the charged fine spray airflow, the rotation axis being located on the tip side of the center of gravity of the spray airflow discharging unit, and is located at a predetermined position where the discharge direction is stable even when subjected to a recoil force of the discharged charged fine spray airflow;
The spray airflow discharge unit discharges the charged fine spray airflow containing the charged water particles toward a target for fire extinguishing or fire prevention,
A fire extinguishing agent supply unit supplies fire extinguishing water to the spray airflow discharge unit,
a high voltage power supply unit supplies a high voltage to the spray airflow discharge unit to generate charged water particles;
the discharge direction adjusting unit adjusts the discharge direction of the charged fine spray airflow discharged by the spray airflow discharge unit;
A fire extinguishing method, characterized in that the discharge direction adjustment unit is controlled by the operation panel to remotely operate the discharge direction adjustment unit.
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