JP2005027929A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 火災からスプリンクラーヘッドが作動するまでの時間が早く、広範囲の火災を感知して散水・消火可能であり、かつ天井面からの突出量を極力少なくしたスプリンクラーヘッドの提供。
【解決手段】 一端には給水源と接続されるノズル７を有し、他端には低融点合金２８が充填され感熱作動部５に接続されているシリンダー２３を有しており、シリンダー２３にはヒートコレクター６が設置されており、感熱作動部５によってノズル７を閉止する弁体３が支持されているスプリンクラーヘッドにおいて、ヒートコレクター６にはシリンダー２３に気流を向かわせる複数の偏向部３１が設けられている。
【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。

従来のスプリンクラーヘッドは、一端に給水源に続いた配管と接続可能なノズルを有し、他端には低融点合金が充填されたシリンダーを有している。シリンダーは感熱作動部と接続しており、平時において感熱作動部は、ノズルを閉止する弁体を支持している。また、シリンダーにはヒートコレクターが設置されており、火災による熱をより多く吸収する効果がある。

上記スプリンクラーヘッドは天井面や壁面に埋め込まれた状態で設置され、ヒートコレクターは天井面や壁面から少し突出した状態にある。火災時にはスプリンクラーヘッドのヒートコレクターが火災の熱を吸収してシリンダー内の低融点合金を溶融させることで感熱作動部が作動し、スプリンクラーヘッド内部の弁体を開放することでスプリンクラーヘッドから水が散布されて火災を消し止めるものである。

近年、スプリンクラーヘッドは、１個当たりの散水範囲を拡大した製品の需要が増えている。スプリンクラーヘッドの散水範囲が拡大されると、建物内に設置されるスプリンクラーヘッドの数を削減できることでコスト削減に効果がある。

スプリンクラーヘッドの散水範囲の拡大に伴い、火災を感知する範囲も同様に拡大される必要があり、より遠い位置の火災を感知するために、スプリンクラーヘッドに複数のヒートコレクターを設置し、さらに感熱作動部を覆っているカバーに開口を設けて、カバー内に設置された感熱作動部に火災の熱気流が流入しやすくして感熱作動部の作動を早めているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２３１９４９号公報（第３−４頁、第１図）

しかしながら、上記のスプリンクラーヘッドは、ヒートコレクターを複数設けたことで天井面からヒートコレクターが突出した状態となっており、この天井面より突出した部分が衝撃を受ける可能性がある。ヒートコレクターが衝撃を受けると感熱作動部の力のバランスが崩れて漏水や不時放水を起こすおそれがある。

また、天井面からの突出量が増えることは、室内の美観的にも好ましいことではない。

そこで本発明では、火災からスプリンクラーヘッドが作動するまでの時間が早く、広範囲の火災を感知して散水・消火可能であり、かつ天井面からの突出量を極力少なくしたスプリンクラーヘッドの提供を目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、一端には給水源と接続されるノズルを有し、他端には低融点合金が充填され感熱作動部に接続されているシリンダーを有しており、シリンダーにはヒートコレクターが設置されており、感熱作動部によってノズルを閉止する弁体が支持されているスプリンクラーヘッドにおいて、ヒートコレクターにはシリンダーに気流を向かわせる偏向部が設けら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、前記スプリンクラーヘッドにおいて、断熱部材を介してシリンダーと感熱作動部とが接続されている請求項１記載の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、シリンダーと感熱作動部との間には気流遮断部材が設置され、ヒートコレクターと気流遮断部材との間にシリンダーが設置される請求項１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、シリンダーに設けられた前記ヒートコレクターを椀状に形成し、該ヒートコレクターの内部に第２のヒートコレクターがシリンダーと接触して設置されている請求項１記載のスプリンクラーヘッドである。

感熱作動部の作動要素である低融点合金を充填したシリンダーをスプリンクラーヘッドの天井側の端に設置することで、室内の火災による熱をシリンダーに伝えやすくするとともに、ヒートコレクターにシリンダーに気流を向かわせる偏向部を設けたことで、火災による熱気流が偏向部を通ってシリンダーに到達することができ、ヒートコレクターが吸収した熱を受ける他に、シリンダー側面からも気流の熱を吸収することが可能となる。

また、シリンダーに伝わった熱を感熱作動部の構成部材に伝播させないように、シリンダーと感熱作動部とを断熱部材を介して接続することも可能である。

さらにシリンダーと感熱作動部との間に気流遮断部材を設置し、ヒートコレクターと気流遮断部材との間にシリンダーを設置することで、偏向部を通ってきた熱気流が気流遮断部材により上昇していくことを防ぎ、ヒートコレクターと気流遮断部材との間で熱気流を停滞させることによりシリンダー側面及びヒートコレクター上面の熱吸収効率を向上させている。

あるいは、気流遮断部材を第２のヒートコレクターとして熱伝導性が良好な材質で形成してシリンダーと接触させるように設置し、前記ヒートコレクターの偏向部を通過してきた熱気流の熱を第２のヒートコレクターで吸収させシリンダーに伝え、シリンダー内の低融点合金の溶融を促すこともできる。

本発明のスプリンクラーヘッドにおいて、ヒートコレクターに設けられる偏向部として、シリンダー側に傾いて穿設された偏向孔を設けたり、該偏向穴を穿設する際に切り起こしによる突起を形成すると気流がシリンダーに向かって流れやすくなる。さらにヒートコレクターが設置されたシリンダーを断熱部材を介して感熱作動部と接続したり、感熱作動部とシリンダーとの間に気流遮断部材を設けることでシリンダーに効率よく熱を蓄積することが可能となる。

以下、この発明の第１実施形態を図１から図３を参照して説明する。図１は本発明のスプリンクラーヘッドの断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図１の下面図である。

図１に示すスプリンクラーヘッドは、本体１、フレーム２、弁体３、デフレクター４、感熱作動部５、およびヒートコレクター６等から構成されている。

本体１は、中央に導水孔７が穿設されており、その下端は弁座８となっていて、外周上部は牡ネジ９が螺設され、下端にはフランジ１０が形成されている。

フレーム２は、円筒状であり、下端は内方フランジ１１となっていて、上端は前述本体１のフランジ１０に螺合している。

弁体３は、上部にパッキンが被着されており、平時、本体１の弁座８を閉塞している。

デフレクター４は、皿状で周囲に多数の羽根が形成されており、羽根の上にはリング１２が載置されていて、作動時、リング１２で吊設されるようになっている。デフレクター４は前述弁体３の下部に設置されている。

感熱作動部５は、フレーム２の下部に設置されており、ガイドポスト１３を介して弁体３を保持している。

ここで感熱作動部５について詳細に説明する。上部が外方に屈曲した一対のレバー１４、１４は、屈曲した部分の下端が前述フレーム２の内方フランジ１１に係合している。該レバーには上方に支持板１５が係合し、下方には天秤１６が係合している。

支持板１５には、止めネジ１７が螺合されており、天秤１６には保持体１８が係合されている。図１、２に示す保持体１８は円筒状で上部にフランジ１９、下部に内方フランジ２０が形成されており、上部のフランジ１９が天秤１６の中央に穿設された穴に係合されている。

保持体１８には、上部にフランジが形成されたシリンダー２３が挿入され、保持体１８の内方フランジ２０とシリンダー２３のフランジとが係合している。また保持体１８は熱伝導係数が小さい材料つまり断熱材から形成することで、シリンダー２３に伝播された熱を遮断してシリンダー２３に熱を蓄積させる効果がある。

保持体１８の外周下部には牡ネジ２４が螺刻されており、該牡ネジ２４には気流遮断部材として椀状のカバー２６が螺合されている。該カバー２６は、感熱作動部５を覆い隠す効果と、火災による熱気流の上昇を阻止する効果を有する。

シリンダー２３は有底円筒形状をしており、外面にはヒートコレクター６が設けられている。シリンダー２３内には低融点合金２８が充填されている。

低融点合金２８はスプリンクラーヘッドを取り付ける場所に応じて各種の温度のものを選択する。例えば一般の事務所、居間のようなところには融点が７２℃のものを使用し、厨房のように火を使うところでは９６℃、サウナのように周囲が高温となるところには１３９℃や１８３℃の融点を有する低融点合金を使用する。

該低融点合金２８の上には、プランジャー２９が載置され、プランジャー２９はシリンダー２３内に嵌入された状態にある。プランジャー２９の上部は、逆円錐形の溝が刻設されており、該溝には前述止めネジ１７の下端部が載置されている。

ヒートコレクター６には、ヒートコレクター６の上側に設けられたシリンダー２３へ火災による熱気流を送るために、シリンダー２３の方向に傾けられて穿設された偏向穴３１が複数設けられている。

偏向穴３１には切り起こしによる突起３２が形成され、該突起３２はシリンダー２３の方向に傾けられいる。図２において突起はヒートコレクターの上面に存在するが、下面に設けることも可能である。

シリンダー２３、ヒートコレクター６等は熱伝導の良好な真鍮や青銅のような銅合金や銅で作製するとヒートコレクター６で収集した火災の熱を低融点合金２８に早く伝播することができる。

また、シリンダー２３と接続される保持体１８やプランジャー２９は、熱伝導性能が良くないステンレス鋼やチタン材料で製作すると、シリンダー２３や低融点合金２８が吸収した熱が保持体１８やプランジャー２９に伝わりにくくなるので低融点合金２８の溶融を早くすることができる。

次に上記構造の本発明スプリンクラーヘッドの作動状態について説明する。

火災が発生すると、火災の熱が上昇気流となって天井に達し、天井に取り付けたスプリンクラーヘッドを熱する。スプリンクラーヘッドでは、ヒートコレクター６が火元に近い下部に設置されており、しかもシリンダーに気流を向かわせる偏向穴３１が穿設されているため、シリンダー２３の側面からも気流の熱を多く受けることができる。またヒートコレクター６は直接シリンダー２３に取り付けられているため、ヒートコレクター６で受けた熱は直ぐにシリンダー２３に伝播される。

また、偏向穴３１を通過してヒートコレクター６の上側に流入してきた熱気流は、カバーによって上昇を妨げられ、カバー２６とシリンダー２３との間に留まることから、シリンダー２３とヒートコレクター６上面の熱吸収効率が向上する。

従って、シリンダー２３に伝播された熱は、効率よくシリンダー２３に蓄積されるため、シリンダー２３の温度が急激に上昇し、その熱がシリンダー２３内に充填された低融点合金２８を早急に溶解するようになる。

スプリンクラーヘッドでは、弁体３を押圧する力が感熱作動部５を構成する一対のレバー１４・１４、支持板１５、止めネジ１７を介してプランジャー２９に掛かっているため、プランジャー２９で押圧されていた低融点合金２８が溶融すると、プランジャー２９がシリンダー２３内に没入する。すると、天秤１６で係止されていた一対のレバー１４、１４の係止が解かれ、それぞれのレバーの下部が外方に回動してフレーム２の内方フランジ１１に係合していたレバーの屈曲端部が外れ、感熱作動部５が分解して全ての構成部品は下方に落下していく。

感熱作動部５の分解落下とともに、レバー１４の屈曲頂部で保持していたガイドポスト１３が落下し、デフレクター４と一体となった弁体３およびデフレクター４で保持されていたリング１２も落下する。デフレクター４は、リング１２に吊設され、またリング１２はフレーム２の内方フランジ１１で係止される仕組みとなっているため、リング１２が内方フランジ１１で係止されるとデフレクター４も途中で落下が停止する。

弁体３が落下して弁座８を開放するため、配管より送られる水が導水孔７から噴出される。噴出された水は、途中で止まったデフレクター４に当たって四方に散布され、火炎にかかって消火を行う。

以上説明した本発明のスプリンクラーヘッドの構造は、上記に限定されるものではなく、例えば、図４に示すようにヒートコレクター６ａを椀状に形成し、表面に偏向穴３１や突起３２を設けて、さらにヒートコレクター６ａ内部に、シリンダー２３と接触する状態でヒートコレクター６ｂを設けた構成とすることも可能である。

また、特開平６−１７８８２４号公報や、特開平７−２５０９１２号公報に記載されているスプリンクラーヘッド構造においても適用可能である。

本発明のスプリンクラーヘッドの断面図 図１のスプリンクラーヘッドの要部拡大図 図１のスプリンクラーヘッドの下面図 他の実施例によるスプリンクラーヘッドの要部拡大断面図

符号の説明

１ 本体
２ フレーム
３ 弁体
４ デフレクター
５ 感熱作動部
６ ヒートコレクター
１８ 保持体
２３ シリンダー
２６ カバー
２８ 低融点合金
２９ プランジャー
３１ 偏向穴
３２ 突起

Claims (4)

1. 消火用のスプリンクラーヘッドであり、一端には給水源と接続されるノズルを有し、他端には低融点合金が充填され感熱作動部に接続されているシリンダーを有しており、シリンダーにはヒートコレクターが設置されており、感熱作動部によってノズルを閉止する弁体が支持されているスプリンクラーヘッドにおいて、ヒートコレクターにはシリンダーに気流を向かわせる偏向部が設けられていることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
   
2. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、断熱部材を介してシリンダーと感熱作動部とが接続されていることを特徴とする請求項１記載の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、シリンダーと感熱作動部との間には気流遮断部材が設置され、ヒートコレクターと気流遮断部材との間にシリンダーが設置されることを特徴とする請求項１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、シリンダーに設けられた前記ヒートコレクターを椀状に形成し、該ヒートコレクターの内部に第２のヒートコレクターがシリンダーと接触して設置されていることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
   
   

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