JP2001095944A5 - - Google Patents

Description

【書類名】 明細書

【発明の名称】 ヘッド及び消火設備並びにヘッド性能評価方法

【特許請求の範囲】
【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ヘッド。

【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ヘッドを天井高さの異なる位置に設置した消火設備に於いて、高天井に設置している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消火設備。

【請求項３】
請求項１又は２に於いて、前記ヘッドは、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ヘッド又は消火設備。

【請求項４】
設置高さに対する散水性能を評価するヘッド性能評価方法に於いて、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ヘッド性能評価方法。

【請求項５】
請求項４記載のヘッド性能評価方法に於いて、前記理想放水パターンは、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ヘッド性能評価方法。

【請求項６】
請求項４記載のヘッド性能評価方法に於いて、評価対象とするヘッドを、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ヘッド性能評価方法。

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
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ヘッド及び消火設備並びにヘッド性能評価方法に関する。

【従来の技術】
【０００２】
従来、スプリンクラー消火設備に使用するヘッドは、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。
【特許文献１】
特開平７−２６５４５６号公報
【特許文献２】
特開平７−２９９１５６号公報

【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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ヘッドを設置する場合がある。しかし、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、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、ヘッドが高天井用か低天井用かを簡単に判断できるヘッド性能評価方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、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）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、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。また本発明のヘッドの性能評価方法は、評価対象とする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。

【発明の実施の形態】
【００１８】
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、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ヘッド９Ｌが設置され、また高天井部分には高天井用ヘッド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】
ここで低天井用ヘッド９Ｌは放水パターン１８Ｌを持ち、また高天井用ヘッド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、低天井用ヘッド９Ｌの放水角度に対し高天井用ヘッド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。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、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１８Ｈ，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。
【００２６】
図３は、本発明によるヘッドとして閉鎖型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。
【００２７】
図３（Ａ）において、閉鎖型ヘッド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。
【００２８】
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。
【００２９】
図３（Ａ）の閉鎖型ヘッド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。
【００３０】
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７５℃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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４は図３の閉鎖型ヘッド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。
【００３３】
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の低天井用ヘッド９Ｌの放水パターン１８Ｌが得られる。
【００３４】
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４R>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の高天井用ヘッド９Ｈの放水量θＡによる放水パターン１８Ｈを実現する。
【００３５】
図５は図３の閉鎖型ヘッド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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に本発明による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。
【００４１】
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。
【００４２】
そこで本発明の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。
【００４３】
図６は１０メートルまでの設置高さに対するヘッドの理想的な放水パターンを表している。
【００４４】
ここで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。
【００４５】
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ヘッド９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅについて、理想放水パターン１８ａ〜１８ｅを設定する。
【００４６】
尚、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。
【００４７】
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。
【００４８】
このように設置高さが異なるヘッド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〜３１ｅ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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〜３１ｅ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，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ８，Ｇ１０の関係が得られる。
【００５３】
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。
【００５４】
この図７は、例えば、設置高さ１．４メートルに使用するヘッドの場合は、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／ｍｉｎ）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／ｍｉｎ）であることを示している。
【００５５】
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。
【００５６】
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）上がった位置にヘッドを設置する。
【００５７】
これによって測定準備ができることから、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Ｒｘと散水量との関係を測定する。
【００５８】
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。
【００５９】
例えば、試験を行った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Ｇ１．４，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。
【００６０】
この図６及び図７に示した本発明によるヘッドの性能評価方法を利用し、例えば図４R>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。
【００６１】
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ヘッドを得ることができる。
【００６２】
実際の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ヘッドに分類する。
【００６３】
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。
【００６４】
このような本発明のヘッドの性能評価方法は、既存の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。
【００６５】
即ち市販のヘッドについて、本発明による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。
【００６６】
このような評価を行うと、既存の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、ヘッドを設置する天井面の高さに最適なヘッドの選択に、本発明の性能評価方法を利用することができる。
【００６７】
例えば天井が４メートルに設置するヘッドであった場合には、本発明による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。
【００６８】
次に本発明によるヘッドの他の実施形態として走査型ヘッドの実施形態を説明する。図８は本発明による走査型ヘッド９Ｂの外観であり、走査型ヘッド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。
【００６９】
図９は図８の走査型ヘッド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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
図１１は図９に示した本発明による走査型ヘッド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。
【００７７】
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６１ａ，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。
【００７８】
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。
【００７９】
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，６１ｂ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。
【００８０】
この走査型ヘッド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。
【００８１】
また閉鎖型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。
【００８２】
この図８〜図１１に示した走査型ヘッド９Ｂについても、図３の閉鎖型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Ｈｔｈ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。
【００８３】
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。

【発明の効果】
【００８４】
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ヘッド及びその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ヘッドを設置するような場合であっても、低天井用ヘッドからの放水範囲と高天井用ヘッドの散水範囲がほぼ同じとなり、高天井用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。
【００８５】
また本発明のヘッドの性能評価方法によれば、高天井用の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、簡単且つ確実にヘッドを高天井用か低天井用か評価することができる。
【００８６】
また既存のヘッドについて本発明による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】
【００８７】
【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】
【００８８】
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：低天井用ヘッド
９Ｈ：高天井用ヘッド
９Ａ：閉鎖型ヘッド
９Ｂ：走査型ヘッド
９ａ〜９ｅ：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

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