JP2004141647A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】　スプリンクラーヘッドの作動後に、ロック機構や弁が飛散しないスプリンクラーヘッドを提供する。
【解決手段】　給水配管側より、該給水配管と接続され中空なノズルを有する本体１０、本体１０のノズル出口を閉鎖する弁、弁を閉止位置に支持する上下一対の挟持体５１、５２と拡張・縮小可能なリング５３より構成されるロック機構、下側挟持体５２と接続されるデフレクター４１、ロック機構と接続され熱に反応してロック機構を解除させる感熱部６３が順に設けられ、平時はロック機構のリング５３が拡張状態にあり、リング５３の外側が本体下端２２に係止され、弁体が閉止状態にあるスプリンクラーヘッドにおいて、デフレクター４１の径がリング５３の径より大きく、デフレクター４１より上にリング５３が設置されており、ノズル出口を閉鎖する弁本体３０は上側挟持体５１の上部の窪み内部に設置され、上側挟持体５１の上端は内側に屈曲されている。
【選択図】　　図１

Description

本発明は、消火用のスプリンクラーヘッドに関するものである。

スプリンクラーヘッドは、消火水供給源と接続されており、火災の際には内部の弁体が開放され、消火水供給源より送水される消火水を散布して火災を鎮圧・消火するものである。

従来のスプリンクラーヘッドとして、例えば特許文献１、２、３に記載されたものがある。

特許文献１のスプリンクラーヘッドは、図６に示すように本体１のノズル２を塞ぐ弁体３の下方に、皿バネを介してロック機構が設けられている。ロック機構は上下一対の挟持体４、５と、挟持体４、５の間に挟まれる一部が切欠かれたリング６から構成され、挟持体４、５の中心に螺設された牝ネジに感熱部が貫通されたボルトを螺入させることによってリング６が拡張された状態になっている。

挟持体４、５により拡張されたリング６は、挟持体４、５の周縁より突出した状態にあり、該突出部分をフレーム７の内フランジ上部の斜面８に係止させ、弁体３をノズル２側へ押圧して閉鎖している。

火災時には、挟持体４、５の下部に設置された感熱部であるシリンダー９内の低融点合金が溶融することで下側の挟持体５がリング６の収縮力により下方に移動し、上下の挟持体４、５の間にリング６が元の形状に復元して挟み込まれる。

リング６が収縮したことによって係止が解除され挟持体４、５が落下し、挟持体４、５によって押圧されていた弁体３も落下して弁体３に設置されたデフレクターＤの上部が前記フレーム７の内フランジの斜面８に係止される。弁体３の開放によってノズル２が開放され、消火水が放出してデフレクターＤに衝突して室内に散布され火災を抑制・消火する。

上記のスプリンクラーヘッドは、作動後デフレクターＤが天井面から室内側に突出するフラッシュタイプのスプリンクラーヘッドであり、スプリンクラーヘッドの本体１や弁体３、デフレクターＤ等は天井内に埋め込まれた位置にある。室内からはスプリンクラーヘッドのシリンダー９を含む感熱部が天井面に見えるだけなので意匠的に優れたスプリンクラーヘッドである。

特許文献２、３には、小型化されたフラッシュ型スプリンクラーヘッドが記載されており、特許文献１のスプリンクラーヘッドと比較して、デフレクターがより下方の位置に設置され、スプリンクラーヘッドの全長が短くなっている。これらのスプリンクラーヘッドにおいてもスプリンクラーヘッド作動時にロック機構や弁体、感熱部等が飛散してノズルが開放され、デフレクターによって消火水が室内に散布されるものである。

米国特許第４６１８００２号明細書 米国特許第５０９４２９８号明細書 実公平５−３８７６０号公報

上記スプリンクラーヘッドの作動によって、飛散されるはずのロック機構や弁体、感熱部等の部品が、デフレクターやフレームの内フランジ等に引っかかってしまい、ノズルより放出される消火水の流れの妨げとなって、室内に散布される消火水に偏よりが生じてしまう可能性がある。

また、スプリンクラーヘッドの作動時には前述の部品が飛散されるのであるが、スプリンクラーヘッドが誤作動した場合等は、原因を究明するためにこれらの部品を回収して調査する必要がある。しかしスプリンクラーヘッドから飛散された部品はノズルより放出された消火水によって流されてしまう場合もあり、飛散した部品を回収することは困難であった。

そこで本発明では、スプリンクラーヘッドの作動後に、ロック機構や弁が飛散しない構造のスプリンクラーヘッドを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、給水配管側より、該給水配管と接続され中空なノズルを有する本体、本体のノズル出口を閉鎖する弁、弁を閉止位置に支持する上下一対の挟持体と拡張・縮小可能なリングより構成されるロック機構、下側挟持体と接続され、弁が開放した際にノズルから放出される水を散布するデフレクター、ロック機構と接続され熱に反応してロック機構を解除させる感熱部が順に設けられ、平時はロック機構のリングが拡張状態にあり、リングの外側が本体下端に係止され、弁体が閉止状態にあるスプリンクラーヘッドにおいて、デフレクターの径がリングの径より大きく、デフレクターよりも上にリングが設置されているスプリンクラーヘッドである。

請求項２記載の発明は、給水配管側より、該給水配管と接続され中空なノズルを有する本体、本体のノズル出口を閉鎖する弁、弁を閉止位置に支持し、内部に穴を有する上下一対の挟持体が設けられ、上下の挟持体の間に弾性を有するリングが挟まれており、内部に低融点合金が充填され軸方向に貫通穴を有するシリンダーの底面と下側の挟持体下部とを合わせた状態で、シリンダー側から鍔部を有する牡ネジをシリンダーの貫通穴に挿入し、さらに上側の挟持体の穴に螺設された牝ネジに螺入させることによって拡張されたリングの外周が、本体下端に設けられた内フランジ部に係止されることで、平時において弁体が閉止状態にあるスプリンクラーヘッドにおいて、弁が開放した際にノズルから放出される水を散布するデフレクターの径がリングの径より大きく、デフレクターは下側の挟持体に設置されているスプリンクラーヘッドである。

請求項３記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、本体には円筒形状で本体下部を覆い隠す外筒が設けられており、該外筒の下端は内フランジ形状であり、本体下部と外筒の間を摺動可能で、スプリンクラーヘッドの作動時には前記内フランジに係止されるリングに、複数のピンを介してデフレクターが接続されている請求項１または２記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項４記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、ノズル出口を閉鎖する弁は、弁本体、弁本体表面に被着されたパッキンから構成され、弁本体は上側挟持体の上部の窪み内部に設置され、上側挟持体から外れないよう構成されている請求項１または２記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項５記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、弁本体と上側挟持体の間には弾発体が設置され、弁本体と弾発体は上側挟持体の上部の窪み内部に設置され、上側挟持体の上端は内側に屈曲されている請求項４記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項６記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、外筒の下部と接続可能であるスプリンクラーヘッドを覆うカバーが設置されている請求項３記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項７記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、スプリンクラーヘッドを覆うカバーは、火災時にスプリンクラーヘッドの作動よりも先に作動して、スプリンクラーヘッドを露出させる請求項６記載のスプリンクラーヘッドである。

デフレクターの径をリングの径より小さくしてデフレクターの上にリングを設け、さらにロック機構と感熱部はネジ材によって接続されているで、従来のスプリンクラーヘッドのように作動時にロック機構や感熱部が飛散することがないので、スプリンクラーヘッド作動後に感熱部がスプリンクラーヘッドから外れない状態で消火水の散布を行うことが可能であり、スプリンクラーヘッドが火災時以外に作動した際には原因究明調査のための試料である部品が確実に残っており、調査の精度が向上する。

また、弁体を挟持体に埋め込んで設置したことで、従来のようにスプリンクラーヘッドの作動時に弁体がフレーム内に引っかかって散布された消火水に偏よりが生じることは無く、スプリンクラーヘッド作動時には常に消火水が室内に均一に散布される信頼性の高いスプリンクラーヘッドである。

本発明を実施するにあたっての最良の形態を実施例１に示す。また実施例２は実施例１のスプリンクラーヘッドにスプリンクラーヘッドを覆い隠すためのカバーを設けたものである。実施例３はマルチ型のスプリンクラーヘッドに本発明を適用したものである。

以下、この発明の実施例１を図１から図４を参照して説明する。図１は実施例１の断面図であり、図２は感熱部の拡大断面図、図３は組立状態を説明する断面図、図４は作動時の断面図である。

実施例１のスプリンクラーヘッドは、本体１０、フレーム２０、弁３０、散水部４０、感熱作動部５０から構成される。

本体１０は内部にノズル１１が穿設されており、ノズル１１の下端には先端が鋭利に形成された弁座１２が設けてある。本体１０の上部外周には、給水配管と接続する為の牡ネジ１３が螺設されており、下部にはフレーム２０と螺合するための牡ネジ１４が螺設されている。

中間部分は鍔状のフランジ１５になっており、フランジ１５の外周には外筒１６の上部が係止されている。外筒１６の下端は後述のガイドリング４２が係止可能なように軸方向に向かって段が形成され、内フランジ１７となっている。

フレーム２０は筒状であり、上部内周には前述の牡ネジ１４と螺合する牝ネジ２１が螺設されている。下端は軸方向に突出した段部が形成された内フランジ２２となっており、該内フランジ２２の上部は斜面または感熱作動部５０のリング５３の外周面と略等しい曲面となっている。

また、側面には穴２３が複数穿設されており、該穴２３は感熱作動部５０が組込まれたフレーム２０を本体１０の牡ネジ１４と螺合させる際に、レンチを引掛けるために用いる。

弁３０は板状であり、中心部上面に凸部が形成されている。弁３０は下方に皿バネ３１が設けられ、感熱作動部５０の上側の挟持体５１に埋め込まれて設置されている。弁体３０は感熱作動部５０によって前述の弁座１２にパッキン３２を介して押圧されている。

散水部４０は、デフレクター４１、ガイドリング４２、ピン４３等から構成される。

デフレクター４１は板状であり、中心には感熱作動部５０と接合するための穴４４が穿設されている。デフレクター４１の外周には複数の溝が刻設されている。該溝によってノズルより放出される消火水を防護範囲内に散布する作用を有する。

ガイドリング４２は環状をしており、デフレクター４１とはピン４３、４３によって連結され、フランジ１５の下方にスプリング４５を介して設置される。ガイドリング４２は本体１０の下部外周と外筒１６の内周との間を摺動可能である。

感熱作動部５０は、２つの挟持体５１、５２、リング５３から成るロック機構と、感熱体であるシリンダー５４、およびロック機構と感熱体を接続するボルト５５から構成される。本発明に設置される感熱作動部は、従来の技術の項で説明した米国特許第４６１８００２号明細書に記載されているものと略同じであり、以下には構造が異なる部分を主に説明する。

挟持体５１は、外周に段が設けられており外径の大きな上部５６と外径の小さい下部５７に分けられる。上部５６の上面の凹みには前述の弁３０と皿バネ３１を収容し、上端を軸方向に屈曲させて収容した弁３０等が外れないように構成している。

上部５６の外周下端にはリング収容部５８が設けられ、段部が形成されている。

下部５７は挟持体５２の内部に摺動自在に嵌合され、下端より穿設された穴の内周には牝ネジ５９が螺設されている。

挟持体５２は筒状であり、内部に挟持体５１の下部５７を収容する。挟持体５２の上部には鍔状のフランジ６０が形成されている。フランジ６０の側面には、デフレクター４１が設置固定され、またフランジ６０の上端外周には斜面が形成され、リング５３が係止される。

挟持体５２の下部内周には段部が形成され穴６１が設けられている。該穴６１には、シリンダー５４を嵌装したボルト５５が挿通され、挟持体５２の内部に収容された挟持体５１の牝ネジ５９と螺合される。

リング５３は、弾性を有した材料から形成され伸縮可能となっている。リング５３の一部に切欠きを設けてもよい。またリング５３の内径は、自由状態において前述の挟持体５１のリング収容部５８の径と略等しくなっている。

シリンダー５４はコップ状をしており、内部には低融点合金が充填されている。中心にはボルト５５が貫通する穴６２が穿設され、周縁部は外部に拡張したフランジ６３が形成されている。

シリンダー５４は、火災の熱を吸収して内部の低融点合金に熱を伝えやすいように銅やアルミニウム等の熱伝導性のよい材料から形成され、熱の吸収性を高めるために、同様な材料より形成されたヒートコレクター６４をシリンダー５４の底面に接触させて設置している。

また、シリンダー５４が吸収した熱が挟持体５２に奪われないように、ヒートコレクター６４と挟持体５２との間に断熱材６５を介装させてもよい。断熱材６５は熱伝導性が良くない材質により形成させる他に、ヒートコレクター６４と挟持体５２との間に空間を設けることで熱が逃げないようにすることも可能である。

ボルト５５は、牡ネジ６６と、シリンダー５４の内部を摺動可能な頭部６７より形成されている。頭部６７の上面には、レンチ穴が穿設されており、前述のように低融点合金が充填されたシリンダー５４とヒートコレクター６４、断熱材６５を貫通させたボルト５５を挟持体５２に挿入し、内部に収容されている挟持体５１の牝ネジ５９と螺合される。

続いて、実施例１の組立手順について説明する。

先に、感熱作動部５０を組み立てる。弁体３０が埋め込まれた挟持体５１と、散水部４０が固定設置された挟持体５２の間にリング５３を介装させて挟持体５２内に挟持体５１を収容し、前述のシリンダー５４等を嵌装したボルト５５を、挟持体５１の牝ネジ５９にシリンダー５４と挟持体５２が外れない程度に螺入させる。

次に、フレーム２０の内フランジ２２の位置に上記のように組み立てた感熱作動部５０のリング５３の位置を合わせ、リング５３を拡張させるために、リング５３がフレーム２０の内フランジ２２に係止される位置に到達するまでボルト５５を回転させる。

続いて、本体１０に牡ネジ１４側からスプリング４５を嵌装させ、感熱作動部５０が装着されたフレーム２０の牝ネジ２１を本体１０の牡ネジ１４へ螺入させる。このときフレーム２０の穴２３にレンチを引掛けて回転させると作業が行いやすい。

フレーム２０の牝ネジ２１を本体１０の牡ネジ１４へ螺入させることで、弁３０がノズル１１の弁座１２に押圧され、パッキン３２が弁座１２に食い込みノズル１１が閉塞される。また皿バネ３１を設けたことによって弁３０が偏ることなく、パッキン３２を弁座１２に均一に食い込ませることができる。

最後に、外筒１６を本体１０に設けられた感熱作動部５０を覆うように挿通させた後、外筒１６の上端を本体１０のフランジ１５へ折り曲げて係止させることで、組立完了となる。

続いて、実施例１の作動について説明する。

実施例１のスプリンクラーヘッドは天井裏に敷設された給水配管と接続され、天井面よりシリンダー部分が突出した位置で設けられている。火災が発生すると、火災の熱によりシリンダー５４およびヒートコレクター６４が温められ、シリンダー５４内部の低融点合金に熱が伝わる。

熱により低融点合金が溶融してシリンダー５４から外部へ流出すると、リング５３が復元力により挟持体５２を下方に押し下げて元の形状に戻り、リング５３とフレーム２０の内フランジ２２の係止が解かれる。

すると、ノズル１１内に充填されている消火水の圧力およびスプリング４５によって弁３０が弁座１２から離れる。また同時にガイドリング４２が押し出されて外筒１６内を摺動し、外筒１６下端の内フランジ１７に係止される。

ノズル１１より放出された消火水は、デフレクター４１に衝突して室内に均一に散布され、火災を抑制・鎮圧する。

次に、実施例２について図５を参照して説明する。図５は実施例２の断面図である。実施例２は、実施例１のスプリンクラーヘッドにスプリンクラーヘッドを覆い隠すためのカバーを設けたものである。

カバーは、支持材７０、接合部材７１、カバープレート７２から構成される。

支持材７０は円筒形状をしており、筒部の内周面には実施例１のスプリンクラーヘッドの外筒１６周面に螺旋状に配置されて突設した複数の突起Ｔと螺合する螺旋溝７３が設けられている。該螺旋溝７３によって天井面に対する支持材７０の高さ位置を調節することができる。

下端は外側へ拡張されたフランジ形状となっており、該フランジ部７４の数箇所にフランジ面より下方へ垂下した接続部７５が複数設けられている。接続部７５の下端は水平に曲げられており、下面は接合部材７１が固定され、該接合部材７１によってカバープレート７２と接合している。

接合部材７１は、熱伝導性が良くない材質を基材として形成され、支持材７０に固定設置される。カバープレート７２との接合面には低融点合金いわゆる半田との接合性が良好な銅やニッケル等の材質によって表層が形成してあり、低融点合金によって該表層とカバープレート７２が接合される。

尚、低融点合金は、スプリンクラーヘッドに用いられている低融点合金よりも、溶融温度が低いものを用いるのが好ましい。

カバープレート７２は、円盤状であり、前述のとおり接合部材７１を介して支持材７０と接続している。該カバープレート７２は低融点合金の溶融を促すため、銅やアルミニウムのような熱伝導性の良好な金属板により形成されている。

上記構成のカバーを実施例１のスプリンクラーヘッドに設置する手順について説明する。

天井裏に敷設された給水配管と接続され、天井面に設けられたスプリンクラーヘッドに、カバープレート７２が接合部材７１を介して接続されたカバーの支持材７０の筒部を、外筒１６に回転させながら嵌め入れる。

すると外筒１６の外周に設けられた突起Ｔと支持材７０の螺旋溝７３が螺合する。さらにスプリンクラーヘッドカバーを回転させ、支持材７０のフランジ部７４上面が、天井面に接触したら設置が完了する。

次に火災時の作動について説明する。火災が発生すると、カバープレート７２は火災の熱を吸収し、接合部材７１との接合部にある低融点合金に熱を伝える。低融点合金に伝わった熱は、接合部材７１の基材が熱伝導性の良くない材質により構成されているため、熱が支持材７０に伝わらずに効率よく低融点合金の溶融のために作用する。

低融点合金が溶融してカバープレート７２が落下するとスプリンクラーヘッドが現れ、火災の熱がシリンダー５４及びヒートコレクター６４に吸収されてシリンダー５４内の低融点合金に伝わり、スプリンクラーヘッドを作動させる。

実施例１の断面図 感熱作動部の拡大断面図 組立状態を説明する断面図 作動時の断面図 実施例２の断面図 従来のスプリンクラーヘッドの断面図

符号の説明

　１０　本体
　１５　フランジ
　１６　外筒
　２０　フレーム
　３０　弁
　４０　散水部
　４１　デフレクター
　４２　ガイドリング
　４３　ピン
　４５　スプリング
　５０　感熱作動部
　５１　上側の挟持体
　５２　下側の挟持体
　５３　リング
　５４　シリンダー
　５５　ボルト
　６４　ヒートコレクター
　６５　断熱材
　７０　支持材
　７１　係止材
　７２　カバープレート

Claims (7)

1. 給水配管側より、該給水配管と接続され中空なノズルを有する本体、本体のノズル出口を閉鎖する弁、弁を閉止位置に支持する上下一対の挟持体と拡張・縮小可能なリングより構成されるロック機構、下側挟持体と接続され、弁が開放した際にノズルから放出される水を散布するデフレクター、ロック機構と接続され熱に反応してロック機構を解除させる感熱部が順に設けられ、平時はロック機構のリングが拡張状態にあり、リングの外側が本体下端に係止され、弁体が閉止状態にあるスプリンクラーヘッドにおいて、
   デフレクターの径がリングの径より大きく、デフレクターよりも上にリングが設置されていることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
   
2. 給水配管側より、該給水配管と接続され中空なノズルを有する本体、本体のノズル出口を閉鎖する弁、弁を閉止位置に支持し、内部に穴を有する上下一対の挟持体が設けられ、上下の挟持体の間に弾性を有するリングが挟まれており、内部に低融点合金が充填され軸方向に貫通穴を有するシリンダーの底面と下側の挟持体下部とを合わせた状態で、シリンダー側から鍔部を有する牡ネジをシリンダーの貫通穴に挿入し、さらに上側の挟持体の穴に螺設された牝ネジに螺入させることによって拡張されたリングの外周が、本体下端に設けられた内フランジ部に係止されることで、平時において弁体が閉止状態にあるスプリンクラーヘッドにおいて、
   弁が開放した際にノズルから放出される水を散布するデフレクターの径がリングの径より大きく、デフレクターは下側の挟持体に設置されていることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
   
3. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、本体には円筒形状で本体下部を覆い隠す外筒が設けられており、該外筒の下端は内フランジ形状であり、本体下部と外筒の間を摺動可能で、スプリンクラーヘッドの作動時には前記内フランジに係止されるリングに、複数のピンを介してデフレクターが接続されていることを特徴とする請求項１または２記載のスプリンクラーヘッド。
   
4. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、ノズル出口を閉鎖する弁は、弁本体、弁本体表面に被着されたパッキンから構成され、弁本体は上側挟持体の上部の窪み内部に設置され、上側挟持体から外れないよう構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のスプリンクラーヘッド。
   
5. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、弁本体と上側挟持体の間には弾発体が設置され、弁本体と弾発体は上側挟持体の上部の窪み内部に設置され、上側挟持体の上端は内側に屈曲されていることを特徴とする請求項４記載のスプリンクラーヘッド。
   
6. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、外筒の下部と接続可能であるスプリンクラーヘッドを覆うカバーが設置されていることを特徴とする請求項３記載のスプリンクラーヘッド。
   
7. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、スプリンクラーヘッドを覆うカバーは、火災時にスプリンクラーヘッドの作動よりも先に作動して、スプリンクラーヘッドを露出させることを特徴とする請求項６記載のスプリンクラーヘッド。
   

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