JP2001095944A - スプリンクラーヘッド及び消火設備並びにスプリンクラーヘッド性能評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高天井に設置した場合にも最適な散水パター
ンが得られ、また高天井用か低天井用かを簡単に判断で
きるように性能を評価する。 【解決手段】スプリンクラーヘッド９ａ〜９ｃは、高天
井の設置状態で散水エリアが広がりすぎないように下向
きに散水させる構造を備える。評価対象とするスプリン
クラーヘッドの放水試験によりヘッド設置位置から所定
高さＨｔ下がった位置での散水半径と散水量との理想散
水分布Ｇ１０〜Ｇ１．４を測定し、実際に測定したスプ
リンクラーヘッドの散水分布と理想散水分布Ｇ１０〜Ｇ
１．４とを比較し、ヘッドの有効な設置高さを求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消火配管に接続さ
れ、火災時に加圧供給された消火用水を放水するスプリ
ンクラーヘッド及び消火設備並びにスプリンクラーヘッ
ド性能評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スプリンクラー消火設備に使用す
るスプリンクラーヘッドは、一般に２〜３メートルとい
った高さの天井面に設置している。このような通常のス
プリンクラーヘッドの性能評価は、床面に所定サイズの
マスを多数並べ、マスの上表面より規定高さ１．２メー
トル上方にスプリンクラーヘッドを設置した状態で散水
試験を行い、マスの上表面の高さにおける規定半径（例
えば２．６メートル）の散水エリアで測定用マス毎に決
められた規定の散水量以上が得られる放水パターンとな
るよう規格で決められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建物の形態
によっては、１０メートルに近い高天井部にもスプリン
クラーヘッドを設置する場合がある。しかし、スプリン
クラーヘッドの設置高さを上げると、必然的に散水半径
が広がり、ヘッドの直下付近の散水量が少なくなり、更
に設置高さを高めると散水量の少い領域が更に増えるよ
うになる。

【０００４】この場合、スプリンクラーヘッドを密に設
置してヘッド直下の散水量の不足を補うことも考えられ
るが、火災時にどのヘッドが作動するかは不明であり、
火災時に必要な量の消火用水が散水されない領域が発生
する。

【０００５】本発明の目的は、高天井に設置した場合に
最適な散水パターンが得られるようにしたスプリンクラ
ーヘッド及びスプリンクラー消火設備を提供することに
ある。

【０００６】また本発明は他の目的は、スプリンクラー
ヘッドが高天井用か低天井用かを簡単に判断できるスプ
リンクラーヘッド性能評価方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。まず本発明は、消火配管
に接続され、火災時に加圧供給された消火用水を放水す
るスプリンクラーヘッドであって、高天井の設置状態で
散水エリアが広がりすぎないように下向きに散水させる
構造を備えたことを特徴とする。

【０００８】また本発明は、消火配管に接続され、火災
時に加圧供給された消火用水を放水するスプリンクラー
ヘッドを天井高さの異なる位置に設置したスプリンクラ
ー消火設備であって、高天井に設置しているスプリンク
ラーヘッドの散水エリアが広がりすぎないように下向き
に散水させる構造を備えたことを特徴とする。

【０００９】ここで、スプリンクラーヘッドは、火災に
よる熱気流を受けた際に分解して加圧消火用水を放水す
る閉鎖型ヘッド構造のもの、所定の防護範囲内の特定部
分に集中的に散水する散布パターンを形成する複数の穴
を備えた旋回可能なノズル構造のもの、又は円板状のデ
フレクタを備えたもの等を対象とする。

【００１０】また本発明のスプリンクラーヘッドの性能
評価方法を提供するものであり、次の手順をとる。

【００１１】（１）スプリンクラーヘッドの設置高さの
変化に対し、床面から規定高さに設定した散水面におけ
る規定半径の散水エリアで規定の散水量が得られる理想
放水パターンを設定し、理想放水パターンにおけるヘッ
ド設置位置から所定高さ、例えば１〜２メートル程度下
がった位置での散水分布を求め、設置高さと理想散水分
布の関係を定義する。

【００１２】（２）評価対象とするスプリンクラーヘッ
ドの放水試験によりヘッド設置位置から所定高さ下がっ
た位置で散水分布を測定する。

【００１３】（３）ヘッド設置高さと理想散水分布の関
係から実際に測定した散水分布に対応するヘッド設置高
さを求める。

【００１４】この場合の理想放水パターンは、スプリン
クラーヘッドの設置高さの変化に対し、床面に設置した
測定用のマスの上面に設定した散水面における規定半径
２．６メートルの散水エリアでマス毎に設定された規定
の散水量以上が得られる放水パターンとする。また本発
明のスプリンクラーヘッドの性能評価方法は、評価対象
とするスプリンクラーヘッドを求めた設置高さから高天
井用と低天井用に分類する。

【００１５】このようなスプリンクラーヘッドの性能評
価方法にあっては、ヘッドから１〜２メートル下った測
定散水位置での散水分布を実測し、この実測した散水分
布を理想放水パターンにおける設置高さと理想散水分布
と比較することで、対象ヘッドの最適な設置高さを推定
することができる。

【００１６】このためスプリンクラーヘッドを５〜１０
メートルといった高さに設置して放水するような評価試
験を必要とすることなく、通常の１〜２メートルの低天
井と同じ設置高さでの放水試験により、高天井に適した
ヘッドかどうかが簡単に評価できる。

【００１７】また既存のスプリンクラーヘッドに対し本
発明の性能評価方法を適用することで、高天井用か低天
井用かの性能評価ができ、これによって設置高さに応じ
性能評価で分類された適切なスプリンクラーヘッドを設
置でき、設置高さが異なっても、火災時に必要な領域に
必要な量の消火用水の散水することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明のスプリンクラー消
火設備の実施形態である。図１において、建物の地階等
には消火ポンプ１及びモータ２が設置され、ポンプ制御
盤１５によるモータの駆動で消火ポンプ１を運転し、貯
水槽３の消火用水を汲み上げ、建物の垂直方向に配管し
た給水本管４に加圧供給している。

【００１９】建物の屋上には高架水槽５が設置され、給
水本管に常時、消火用水を充満させている。また給水本
管４の管内圧力を圧力タンク１３に導入して内部空気を
圧縮し、スプリンクラーヘッドの作動により管内圧力が
規定圧力以下に低下すると圧力スイッチ１４をオンし、
ポンプ制御盤１５がモータ２を駆動して消火ポンプ１を
運転するようにしている。

【００２０】給水本管４から分岐された分岐管６には流
水検知装置７が設置され、流水検知装置７には流水検知
スイッチ８が設けられている。流水検知装置７の二次側
の分岐管６は建物の特定階に配管されている。

【００２１】階の床面１０に対し天井面の高さが通常の
低天井と５メートルを越えるような高天井部分とがあ
り、低天井部分には低天井用スプリンクラーヘッド９Ｌ
が設置され、また高天井部分には高天井用スプリンクラ
ーヘッド９Ｈが設置されている。更に、分岐管６の末端
側には末端試験弁１１とオリフィス１２が設けられてい
る。

【００２２】ここで低天井用スプリンクラーヘッド９Ｌ
は放水パターン１８Ｌを持ち、また高天井用スプリンク
ラーヘッド９Ｈは放水パターン１８Ｈを持っており、そ
れぞれの放水パターン１８Ｌ，１８Ｈによる床面１０の
散水領域はほぼ同じ大きさとなるように放水パターンを
決めている。

【００２３】即ち低天井用スプリンクラーヘッド９Ｌの
放水パターン１８Ｌによる床面１０での散水領域の半径
をＲとすると、高天井用スプリンクラーヘッド９Ｈの放
水パターン１８Ｈによっても床面１０の散水領域の半径
はほぼ同じＲとなるようにヘッドからの放水方向を決め
ている。

【００２４】具体的には、低天井用スプリンクラーヘッ
ド９Ｌの放水角度に対し高天井用スプリンクラーヘッド
９Ｈの放水角度は、散水エリアが広がり過ぎないように
下向きに放水させる構造を持たせている。

【００２５】図２は本発明によるスプリンクラーヘッド
の設置高さに対する放水パターンの説明図である。

【００２６】図２において、この実施形態にあっては、
高さＨＨ，ＨＭ，ＨＬの高天井，中天，低天井に対応し
て、スプリンクラーヘッド９Ｈ，９Ｍ，９Ｌを設置して
いる。このように異なる設置高さに適合したスプリンク
ラーヘッド９Ｈ，９Ｍ，９Ｌは、放水面となる床面１０
における散水領域２０がほぼ同じとなる散水パターン１
８Ｈ，１８Ｍ，１８Ｌとなるように、ヘッドからの放水
角度θＨ，θＭ，θＬを定めており、これらの間には θＨ＜θＭ＜θＬ となる放水角度を設定する構造を備えている。

【００２７】図３は、本発明によるスプリンクラーヘッ
ドとして閉鎖型スプリンクラーヘッドを例にとって、そ
の断面構造を示している。図３（Ａ）は作動前の構造で
あり、図３（Ｂ）が火災による熱気流を受けて作動した
場合の構造である。

【００２８】図３（Ａ）において、閉鎖型スプリンクラ
ーヘッド９Ａはヘッド本体２１の内部流路の開口部に弁
体２２を配置し、弁体２２の外側にはデフレクタ２３が
装着されている。弁体２２はヘッド本体２１の下部の感
熱分解部２４の組立荷重を受けて流路を閉鎖状態にして
いる。

【００２９】感熱分解部２４には火災による熱気流を受
けた際の所定温度で溶融する半田ヒューズ２５と集熱板
２６が設けられている。

【００３０】図３（Ａ）の閉鎖型スプリンクラーヘッド
９Ａは、図１に示したように分岐管６の所定の監視区域
に設置された状態で加圧消火用水の供給を受けるが、弁
体２２を閉鎖状態に保持することで放水は行われない。

【００３１】この状態で火災による熱気流を感熱分解部
２４で受けると、半田ヒューズ２５が所定温度例えば７
５℃に上昇した時に溶け、感熱分解部２４が分解して脱
落し、これによって弁体２２の支持が解除され、図３
（Ｂ）のように弁体２２はデフレクタ２３と共に落下し
て支持片２７でヘッド本体２１の下部に位置する。

【００３２】この状態でヘッド本体２１の散水口２１ａ
より加圧消火用水が放出され、デフレクタ２３に当たっ
て、図２に示したような放水パターンによって床面等に
消火用水を散水する。

【００３３】図４は図３の閉鎖型スプリンクラーヘッド
９Ａに使用しているデフレクタ２３の実施形態であり、
図４（Ａ）が低天井用デフレクタ２３Ｌであり、図４
（Ｂ）が高天井用デフレクタ２３Ｈである。

【００３４】低天井用デフレクタ２３Ｌは、その周囲に
複数の切込み２８を備えており、切込みの部分を通って
ヘッドの直下方向に消火用水が散水され、切込み２８の
ない部分で消火用水が横方向に放出され、両者の合成に
より例えば図２の低天井用スプリンクラーヘッド９Ｌの
放水パターン１８Ｌが得られる。

【００３５】これに対し図４（Ｂ）の高天井用デフレク
タ２３Ｈは、周囲に形成した切込み２８の内側に更に３
カ所に分けて円弧状にスリット穴２９を開口しており、
このスリット穴２９によって、散水口から放出された水
がスリット穴２９を通って下方に向かうこととなり、図
４の低天井用デフレクタ２３Ｌに比べ周囲に対する散水
が抑えられ、これによって高天井設置状態にあっても散
水エリアが広がり過ぎないようにし、実質的に図２の高
天井用スプリンクラーヘッド９Ｈの放水量θＡによる放
水パターン１８Ｈを実現する。

【００３６】図５は図３の閉鎖型スプリンクラーヘッド
９Ａに使用する高天井用デフレクタの他の実施形態であ
り、図４と同様、低天井用デフレクタと対比して示して
いる。図５（Ａ）の低天井用デフレクタ２３Ｌに対し、
図５（Ｂ）の高天井用デフレクタ２３Ｈはラジアル方向
に形成した切込みが深切込み２８ａとなり、図５（Ａ）
の低天井用デフレクタ２３Ｌの切込み２８に比べ中心方
向に、より深い切込みとしている。

【００３７】このため図３（Ｂ）の状態で散水口２１ａ
から放出された消火用水は、中心方向に延びている深切
込み２８ａから中心方向に向けて散水されることとな
り、これによって高天井の設置状態でも散水エリアが広
がり過ぎないように下向きに散水させることができる。

【００３８】ここで、高天井設置用として散水エリアが
広がり過ぎないように下向きに散水させる構造として
は、図４（Ｂ），図５（Ｂ）のデフレクタの構造に限定
されず、適宜のデフレクタ切込み，開口，形状とするこ
とが可能である。

【００３９】また、デフレクタ２３の大きさ（半径）を
調節することで散水エリアを設定しても良い。高天井設
置用は低天井設置用よりも散水エリアが広がり過ぎない
ようにデフレクタの半径を小さくする。

【００４０】また、図３（Ｂ）の弁体２２の中央突出部
の大きさを変化させることで行っても良い。例えば低天
井設置用であれば弁体２２の半径幅又は高さ幅を抑えて
消火用水が当たるデフレクタ２３の面積を大きくして散
水エリアを広げる。逆に高天井設置用であれば弁体２２
の中央突出部の半径幅や高さ幅を大きくして、消火用水
の当たるデフレクタの面積を小さくして広がり過ぎない
ようにする。

【００４１】次に本発明によるスプリンクラーヘッドの
性能評価方法を説明する。図４及び図５に示したように
例えばデフレクタ２３の形状を変えることで、図２のよ
うな設置高さが異なっても放水範囲２０がほぼ同じとな
るかどうかは、実際に放水試験を行ってみないと分から
ない。

【００４２】このための放水試験は、実際にヘッドを設
置する天井高さ、例えば低天井であれば２〜３メートル
の高さ、高天井であれば例えば１０メートルという高さ
に設置して放水試験を行ってみればよい。しかしながら
１０メートルといった高天井にスプリンクラーヘッドを
設置して放水試験を行うことは、そのような高天井の放
水試験設備は非常に特殊な設備であり、特別な建物を建
てなければならず、１０メートルに設置して放水試験を
行うことは実際には無理がある。

【００４３】そこで本発明のスプリンクラーヘッドの性
能評価方法にあっては、従来から行っている低天井であ
る１〜２メートル程度に通常のスプリンクラーヘッドを
設置した状態で１０メートルの高天井に設置したと同等
な性能試験を行うことのできる性能評価方法を提供す
る。

【００４４】図６は１０メートルまでの設置高さに対す
るスプリンクラーヘッドの理想的な放水パターンを表し
ている。

【００４５】ここでスプリンクラーヘッドの性能試験に
あっては、床面１０に所定サイズのマスを多数並べ、こ
のマスに向けて放水試験を行った時の放水量が、半径Ｒ
＝２．６メートルでマス毎に決められた規定放水量以上
の規格性能を満足するか否かを試験している。

【００４６】このような規格上の性能試験に用いる規格
散水面３０の半径Ｒ＝２．６メートルの領域でマス毎に
規定の放水量以上の性能を実現する放水パターンを得ら
れるように、例えば設置高さＨとして、１０メートル，
８メートル，６メートル，４メートル，１．４メートル
のそれぞれに設置したスプリンクラーヘッド９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅについて、理想放水パターン１８
ａ〜１８ｅを設定する。

【００４７】尚、スプリンクラーヘッド９ｅの高さにお
ける試験は、従来から行われている高さであり、マスの
高さが０．２メートルの場合にそのマスの上面から１．
２メートル高い１．４メートルにスプリンクラーヘッド
を設置し、０．２メートルの高さにおいて半径Ｒ＝２．
６メートルでマス毎の散水量が規定散水量になる理想放
水量となるように設定されている。

【００４８】この理想放水パターン１８ａ〜１８ｅは、
ヘッド９からの放水方向と放水速度を設定し、重力加速
度による運動方程式から落下軌跡を算出すればよい。勿
論、実際にそれぞれの高さにヘッドを設置し、規格散水
面３０で半径Ｒ＝２．６メートルでマス毎に規定の放水
量を得られるような放水パターンを計測して理想放水パ
ターンとしてもよい。

【００４９】このように設置高さが異なるスプリンクラ
ーヘッド９ａ〜９ｅについて理想放水パターン１８ａ〜
１８ｅが求められたならば、各ヘッド９ａ〜９ｅから所
定高さＨｔだけ下がった位置を測定散水面３１ａ〜３１
ｅとする。この測定放水面３１ａ〜３１ｅを設定する高
さＨｔは、例えばＨｔ＝１メートル程度でよい。

【００５０】本実施形態においては、従来から行われて
いる試験方法の１．２メートルに、Ｈｔを合わせてい
る。

【００５１】したがって、ヘッド９ａ〜９ｅのそれぞれ
に対しては８．８メートル，６．８メートル，４．８メ
ートル，２．８メートル，０．２メートルのそれぞれの
位置に測定放水面３１ａ〜３１ｅが設定される。

【００５２】このように測定放水面３１ａ〜３１ｅが設
定できたならば、それぞれに交差する理想放水パターン
１８ａ〜１８ｅの散水半径Ｒ１０，Ｒ８，Ｒ５，Ｒ４，
Ｒ１．４のそれぞれ及び測定放水面３１ａ〜３１ｅにマ
スを並べた場合のマス毎の散水量を求める。

【００５３】次に図７に示すように、図６の結果から横
軸にヘッドより所定高さＨｔだけ下に設定した測定放水
面における放水パターンの散水半径Ｒをとり、縦軸にマ
スに散水される散水量Ｌをとり、設置高さＨ＝１０，
８，６，４，１．４メートル毎の測定散水面３１ａ〜３
１ｅでの半径Ｒと散水量Ｌの分布関係を示すと、両者の
間に例えば図示のような理想散水分布線Ｇ１．４，Ｇ
４，Ｇ６，Ｇ８，Ｇ１０の関係が得られる。

【００５４】この散水半径Ｒと散水量Ｌの関係は、説明
を簡単にするため半径が０メートルから最大半径まで同
一散水量にしているが、実際にスプリンクラーヘッドを
設置した場合には非線形になる場合もあり、また使用す
るスプリンクラーヘッドの構造によって様々な特性にな
ることは容易に理解でき、実際に使用するヘッドに適合
した最適特性を作るようにする。

【００５５】この図７は、例えば、設置高さ１．４メー
トルに使用するスプリンクラーヘッドの場合は、斜線で
囲んだように半径が０メートルから２．６メートルまで
に並べたマスに散水される散水量がＬ１．４（ｍｌ／ｍ
ｉｎ）であることが示されている。この他の４，６，
８，１０メートルも同様であり、１０メートルの場合は
半径０〜Ｒ１０メートルまで散水量Ｌ１０（ｍｌ／ｍｉ
ｎ）であることを示している。

【００５６】このように図７の設置高さＨにおける半径
Ｒと散水量Ｌの関係が定義できたならば、この関係を利
用して任意のスプリンクラーヘッドの性能評価を行う。
この性能評価は、まず評価対象とするスプリンクラーヘ
ッドを通常の散水試験設備である１〜２メートル程度の
試験にて行う。

【００５７】即ち、床面に測定用のマスを敷きつめ、マ
スの上面を測定散水面とし、測定散水面から所定高さ
（例えば、図６，図７の実施例においては１．２メート
ル）上がった位置にスプリンクラーヘッドを設置する。

【００５８】これによって測定準備ができることから、
スプリンクラーヘッドに加圧消火用水を供給して散水試
験を行い、ヘッドから１，２メートル下の測定散水面に
配置したマスに散布された水の貯留状態から散水半径Ｒ
ｘと散水量との関係を測定する。

【００５９】このようにして実放水により散水分布が測
定できたならば、図７の半径Ｒと散水量Ｌの分布グラフ
に書き込み、予め書かれている理想散水分布線Ｇ１．
４，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ８，Ｇ１０と比較する。

【００６０】例えば、試験を行ったスプリンクラーヘッ
ドの散水分布が図７に示す分布曲線Ａであった場合に
は、１．４メートル及び４メートルの理想散水分布線Ｇ
１．４，Ｇ４よりも全半径領域において散水量が上回っ
ているから、分布曲線Ａのスプリンクラーヘッドは高さ
４メートル以下で設置できることが判る。同様に分布曲
線Ｂの場合は４〜６メートル、分布曲線Ｃの場合は約７
〜１０の高さに設置できることが判る。

【００６１】この図６及び図７に示した本発明によるス
プリンクラーヘッドの性能評価方法を利用し、例えば図
４（Ｂ）または図５（Ｂ）の高天井用デフレクタ２３Ｈ
を装着した図３の閉鎖型スプリンクラーヘッド９Ａにつ
いて、図３（Ｂ）の状態で放水試験を行って散水分布を
求め、これを図７の直線特性に適用して有効な設置高さ
範囲を求めることで、図４（Ｂ）でスリット穴２９を内
側に開口したり図５（Ｂ）で深切込み２８ａとしたこと
による最適設置高さがどの程度であるかを簡単に評価で
きる。

【００６２】そして要求された設置高さの性能となるよ
うにスリット穴２９の位置や大きさの調整、更には深切
込み２８ａの深さや切込み等を調整し、高天井用スプリ
ンクラーヘッドとして要求される設置高さに適合した最
適消火性能を持つスプリンクラーヘッドを得ることがで
きる。

【００６３】実際のスプリンクラーヘッドの性能評価に
あっては、厳密な設置高さを求める必要はなく、基本的
には高天井用と低天井用の２種に分類できる性能評価が
できればよい。したがって図６，図７から例えば性能評
価で求めた有効設置高さが５メートル未満であれば低天
井用スプリンクラーヘッドに分類し、５メートル〜１０
メートルであれば高天井用スプリンクラーヘッドに分類
する。

【００６４】また２段階の分類では精度が低いことか
ら、図２に示したように低天井，中天井，高天井の３段
階に性能評価による設置高さから分類してもよい。例え
ば４メートル未満は低天井用、４メートル以上６メート
ル未満は中天井用、７メートル以上は高天井用というよ
うに３段階に分類してもよい。勿論、必要に応じて４段
階、５段階と適宜に分類することができる。

【００６５】このような本発明のスプリンクラーヘッド
の性能評価方法は、既存のスプリンクラーヘッドが低天
井用か高天井用かを選択するための評価方法としても使
用することができる。

【００６６】即ち市販のスプリンクラーヘッドについ
て、本発明によるスプリンクラーヘッドの性能評価方法
を適用することで有効設置高さ範囲を求める。この設置
高さＨｘはヘッドの構造、タイプ等により異なることか
ら、同一種のヘッドについて例えば１０サンプルを対象
に性能試験を行って設置高さＨｘを求め、その平均値か
らそのヘッドの最適な設置高さを求めればよい。

【００６７】このような評価を行うと、既存のスプリン
クラーヘッドにあっても機種によっては高天井用に適合
した放水パターンを持つものがあり、これを高天井用ス
プリンクラーヘッドとして選択して使用することができ
る。また実際に、スプリンクラーヘッドを設置する天井
面の高さに最適なスプリンクラーヘッドの選択に、本発
明の性能評価方法を利用することができる。

【００６８】例えば天井が４メートルに設置するスプリ
ンクラーヘッドであった場合には、本発明によるスプリ
ンクラーヘッドの性能試験によって設置高さ４メートル
の理想散水分布を満足する既存のスプリンクラーヘッド
を最適ヘッドとして選択して設置することができる。

【００６９】次に本発明によるスプリンクラーヘッドの
他の実施形態として走査型スプリンクラーヘッドの実施
形態を説明する。

【００７０】図８は本発明による走査型スプリンクラー
ヘッド９Ｂの外観であり、走査型スプリンクラーヘッド
９Ｂはノズル本体３２の上部に消火用水を加圧供給する
給水管に接続する接続ネジ部３３を有し、下部に火災に
よる所定温度で熱分解して脱落する感熱作動機構３４を
突出している。

【００７１】図９は図８の走査型スプリンクラーヘッド
９Ｂが火災による熱気流を受けて感熱作動機構３４が熱
分解して脱落することで消火用水を散布する動作状態の
断面図である。

【００７２】図９において、火災による熱気流を受けて
感熱作動機構３４が熱分解により脱落すると、スプリン
グ５０の力及びノズル部３８の自重によりノズル部３８
が図示のようにノズル本体３２の下部に突出し、同時に
軸４２も下降して弁体４１が弁座４１ａから離れ、それ
まで閉じていた流入路３５を開く。

【００７３】このため、接続ネジ部３３側に接続してい
る給水配管（不図示）から加圧された消火用水は矢印の
ように流入路３５を通って駆動部３６の周囲に流れ込
み、インペラ３６ａを水流が通ることで回転力を発生し
て、ハウジング３６ｂが回転する。

【００７４】駆動部３６の回転は内側に設けたダブル遊
星歯車機構を用いた減速部３７により減速され、減速回
転がキャリアケース４４より延在した固定ガイド４５に
伝えられる。このときノズル部３８は固定ガイド４５に
沿って下側に加工した図示の位置にあり、減速部３７の
キャリアケース４４の減速回転を固定ガイド４５を介し
て受けることで、例えば水量が４０リットル／分だとす
ると１ｒｐｍ程度で減速回転される。

【００７５】駆動部３６を通った水流は固定ガイド４５
の部分からノズル部３８の内部に流れ込み、中心から外
側方向に直線溝の形成で開口しているスリット穴４０よ
り外部に散水される。

【００７６】ここでノズル部３８は第１部材３８Ａ、第
２部材３８Ｂ及び第３部材３８Ｃの組立アッセンブリィ
で構成され、このうち第２部材３８Ｂと第３部材３８Ｃ
の組立状態を図１０（Ａ）に取り出している。この第２
部材３８Ｂと第３部材３８Ｃ、更に、図示しない第１部
材との合せ面にはスリット穴４０が複数形成されてい
る。

【００７７】図１０（Ｂ）は第２部材３８Ｂの組合せ面
を示しており、スリット穴４０は組合せ面に内側の流入
路３５から外側に向かって溝加工することにより形成さ
れている。このようなノズル部３８の構造にあっては、
例えば図１０（Ｂ）の第２部材３８Ｂ等の組み合わせ面
に設けるスリット穴４０の角度を高天井用と低天井用に
適合した角度に設定すればよい。具体的には、高天井用
についてはスリット穴４０の傾きを垂直方向に対し小さ
い角度とし、低天井用は大きい角度とすればよい。

【００７８】図１１は図９に示した本発明による走査型
スプリンクラーヘッド９Ｂの作動状態における散水パタ
ーンの説明図である。天井面に設置された本発明の走査
型スプリンクラーヘッド９Ｂが火災による熱気流を受け
て作動すると、図示のようにノズル部３８が突出した状
態で周囲６カ所に配列しているスリット穴から消火用水
が放水されて放水パターン６０が得られる。

【００７９】このノズル部３８からの放水パターン６０
によって所定の防護範囲６２に６方向に向いた棒状の散
布パターン６１ａ，６１ｂが得られ、このときノズル部
３８は放水による水流を受けて駆動部３６の回転により
矢印方向に回転する。その結果、各散布パターン６１
ａ，６１ｂは防護範囲６２を１ｒｐｍ程度の低速度で回
転走査することになる。

【００８０】ノズル部３８のスリット穴４０は縦方向に
配列しているので、実際にはノズル部３８からの放水は
スポット状の放水パターンが連続的に並んだ散布パター
ンとなるが、各スポット状の放水パターンが消火対象面
に当たった際に飛散及び消火対象面を流れることにより
スポット状の散水パターンが広がって、隣同士が繋がっ
た帯状の散布パターン６１ａとなる。

【００８１】このように帯状の散布パターン６１ａにす
るためには、図１０に示した第２部材３８Ｂ、第３部材
３８Ｃに形成するスリット穴４０につき、その設置高さ
Ｈに応じて、遠くに散水するノズル部３８の上側のスリ
ット穴４０は横方向に溝を形成し、近くに散水するノズ
ル部３８の下側のスリット穴４０は下方向に溝を形成す
る。そしてスポット状の散水パターンが消火対象面に散
水される際に繋がって帯状の散布パターン６１ａ，６１
ｂとなるように、それぞれのスリット穴４０の溝方向を
設定する。

【００８２】この走査型スプリンクラーヘッド９Ｂの利
点は、防護範囲内にある或る部分を集中的に散布するよ
うに散布パターンを形成し防護範囲内を走査するように
したので、火災に対して瞬時的には大量の消火用水が散
布されるため、少ない放水量でより高い消火能力が得ら
れ、水損被害も小さいという利点を持つ。

【００８３】また閉鎖型スプリンクラーヘッドと同程度
の消火能力とした場合には、配管内の水圧を低くでき、
水槽ポンプ等の容量も少なくて済み、更に配管サイズも
小さくなり、更に防護範囲内の或る部分に集中的に散水
するようにノズル部を形成しているため、防護範囲を閉
鎖型スプリンクラーヘッドの場合と比較して、より広く
しても同程度の消火能力が維持でき、このためノズルの
設置個数が低減でき、結果として設備コストが低減でき
る。

【００８４】この図８〜図１１に示した走査型スプリン
クラーヘッド９Ｂについても、図３の閉鎖型スプリンク
ラーヘッドの場合と同様、図６のように設置高さに対す
る理想放水パターンを設定してヘッドの下側所定高さＨ
ｔｈに設定した測定散水面での理想散水分布線Ｇｘを求
めて図７の特性を定義し、これによって高天井に実際に
設置しなくとも、通常の従来から行っていた低い設置高
さ程度に走査型スプリンクラーヘッド９Ｂを設置した放
水試験で、高天井設置状態と同等な散布性能の試験がで
きる。

【００８５】尚、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わない適宜の変形を含む。ま
た本発明は上記の実施形態に示した数値による限定は受
けない。

【００８６】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、高天井の設置状態で散水エリアが広がり過ぎないよ
うに下向きに散水させる構造を備えたスプリンクラーヘ
ッド及びそのスプリンクラーヘッドを備えたスプリンク
ラー消火設備とすることで、低天井と高天井のそれぞれ
に連続してスプリンクラーヘッドを設置するような場合
であっても、低天井用スプリンクラーヘッドからの放水
範囲と高天井用スプリンクラーヘッドの散水範囲がほぼ
同じとなり、高天井用スプリンクラーヘッドからの散水
が広がり過ぎて散水量が不足する領域を確実に防止し、
天井高さに関わらず、それぞれのヘッドが同じ消火性能
による散布領域を確実に確保することができる。

【００８７】また本発明のスプリンクラーヘッドの性能
評価方法によれば、高天井用のスプリンクラーヘッドで
あっても低天井用と同等な例えば２〜３メートル程度の
高さに設置した状態での放水試験で、その放水パターン
の状態から最適な設置高さを推定することができ、簡単
且つ確実にスプリンクラーヘッドを高天井用か低天井用
か評価することができる。

【００８８】また既存のスプリンクラーヘッドについて
本発明によるスプリンクラーヘッドの性能評価方法を適
用することで、同様に高天井用か低天井用かの性能評価
ができ、これによって設置高さに応じ性能評価で分類さ
れた適切なスプリンクラーヘッドを設置でき、設置高さ
が異なっても、予定されたほぼ同じ散水領域に必要な量
の消火用水を確実に散水することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスプリンクラー消火設備の説明図

【図２】本発明で使用するスプリンクラーヘッドの設置
高さに対する散水パターンの説明図

【図３】本発明による閉鎖型スプリンクラーヘッドの作
動前と作動後の断面図

【図４】図３で使用する低天井用デフレクタと高天井用
デフレクタの実施形態の説明図

【図５】図３で使用する低天井用デフレクタと高天井用
デフレクタの他の実施形態の説明図

【図６】本発明の性能評価方法で使用する理想散水パタ
ーンと放水有効半径の説明図

【図７】図６に基づいて得られた放水有効半径Ｒに対す
る設置高さＨの特性図

【図８】本発明による走査型スプリンクラーヘッドの説
明図

【図９】本発明による走査型スプリンクラーヘッドの作
動状態の断面図

【図１０】走査型スプリンクラーヘッドの動作説明図

【図１１】図８で使用するノズル部の説明図

【符号の説明】

１：消火ポンプ ４：給水本管 ６：分岐管 ７：流水検知装置 ８：流水検知スイッチ ９Ｌ：低天井用スプリンクラーヘッド ９Ｈ：高天井用スプリンクラーヘッド ９Ａ：閉鎖型スプリンクラーヘッド ９Ｂ：走査型スプリンクラーヘッド ９ａ〜９ｅ：スプリンクラーヘッド １０：床面 １１：末端試験弁 １２：オリフィス １５：ポンプ制御盤 １６：スプリンクラー監視盤 １８Ｈ，１８Ｍ，１８Ｌ：放水パターン ２０：散水領域 ２１：ヘッド本体 ２２：弁体 ２３：デフレクタ ２３Ｌ：低天井用デフレクタ ２３Ｈ：高天井用デフレクタ ２４：感熱分解部 ２８：切込み ２８ａ：深切込み ２９：スリット穴 ３０：規格散水面 ３１ａ〜３１ｅ：測定散水面 ３２：ノズル本体 ３４：感熱作動機構 ３５：流入路 ３６：駆動部 ３７：減速部（ダブル遊星歯車機構） ３８：ノズル部 ３８Ａ〜３８Ｃ：第１〜第３部材 ４０：スリット穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 17/00 Ｇ０１Ｆ 17/00 Ｄ Ｆターム(参考） 2E189 CC02 CC08 KA07 KA08 KB05 4F033 AA12 BA04 CA01 DA01 EA01 KA01 LA01 NA01 PA04 PC02 PD01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消火配管に接続され、火災時に加圧供給さ
   れた消火用水を放水するスプリンクラーヘッドに於い
   て、 高天井の設置状態で散水エリアが広がりすぎないように
   下向きに散水させる構造を備えたことを特徴とするスプ
   リンクラーヘッド。
2. 【請求項２】消火配管に接続され、火災時に加圧供給さ
   れた消火用水を放水するスプリンクラーヘッドを天井高
   さの異なる位置に設置したスプリンクラー消火設備に於
   いて、 高天井に設置しているスプリンクラーヘッドの散水エリ
   アが広がりすぎないように下向きに散水させる構造を備
   えたことを特徴とするスプリンクラー消火設備。
3. 【請求項３】請求項１又は２に於いて、前記スプリンク
   ラーヘッドは、火災による熱気流を受けた際に分解して
   加圧消火用水を放水する閉鎖型ヘッド構造、所定の防護
   範囲内の特定部分に集中的に散水する散布パターンを形
   成する複数の穴を備えた旋回可能なノズル構造、又は円
   板状のデフレクタを備えたことを特徴とするスプリンク
   ラーヘッド又はスプリンクラー消火設備。
4. 【請求項４】設置高さに対する散水性能を評価するスプ
   リンクラーヘッド性能評価方法に於いて、 スプリンクラーヘッドの設置高さの変化に対し、床面か
   ら規定高さに設定した散水面における規定半径の散水エ
   リアで規定の散水量が得られる理想放水パターンを設定
   し、前記理想放水パターンにおけるヘッド設置位置から
   所定高さ下がった測定散水位置での散水分布を求め、前
   記設置高さと理想散水分布の関係を定義し、 評価対象とするスプリンクラーヘッドの放水試験により
   ヘッド設置位置から所定高さ下がった前記測定散水位置
   で散水分布を測定し、 前記ヘッド設置高さと理想散水分布の関係から実際に測
   定した散水分布に対応するヘッド設置高さを求めること
   を特徴とするスプリンクラーヘッド性能評価方法。
5. 【請求項５】請求項４記載のスプリンクラーヘッド性能
   評価方法に於いて、前記理想放水パターンは、スプリン
   クラーヘッドの設置高さの変化に対し、床面に設置した
   測定用のマスの上面を規格散水面と設定し、規格散水面
   における規定半径２．６メートルの散水エリアでマス毎
   に設定された規定の散水量以上が得られる放水パターン
   であることを特徴とするスプリンクラーヘッド性能評価
   方法。
6. 【請求項６】請求項４記載のスプリンクラーヘッド性能
   評価方法に於いて、評価対象とするスプリンクラーヘッ
   ドを、求めた設置高さから高天井用と低天井用に分類す
   ることを特徴とするスプリンクラーヘッド性能評価方
   法。