JP2008043382A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 感熱分解部分を構成するリンクを小型化し、かつ長期間の荷重に耐えられる強度を有したスプリンクラーヘッドを提供する。
【解決手段】 給水配管に接続された本体１の内部にノズル７を有し、該ノズル７を常時閉塞する弁体２が、一対の金属板２４、２４を低融点合金Ｓによって接合したリンク６に係止したレバー５、５により弁体２を保持しているスプリンクラーヘッドにおいて、リンク６は低融点合金Ｓとの接合面が波状に屈曲された形状である。また、レバー５は一端にリンク６を係止し他端は前記ノズル７が設けられた本体１の下端に係止され、中間部分が屈曲された略く字状に形成されており、該屈曲部同士が接触した状態でリンク６が係止される。
【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。

消火用のスプリンクラーヘッドは、給水配管と接続された本体内部のノズルが常時感熱分解部分により支持された弁体によって閉塞されている。感熱分解部分は火災の熱を感知して分解作動することで弁体を開放し、ノズルから放出された水をノズルの先に設けられた板状のデフレクターに水を衝突させて室内に水を飛散させて消火を行うものである。

スプリンクラーヘッドの感熱分解部分に使用する感熱材料として低融点合金が用いられていることが広く知られている。感熱分解部分の感熱材料として低融点合金を用いたスプリンクラーヘッドは、低融点合金が配合組成や配合比率等によって融点が定まっているため、作動にバラツキが生じないという優れた特長を有している。低融点合金を用いた感熱分解部分の一例として、ラップジョイント型のものがある。

ラップジョイント型とは、二枚の板状の金属板を低融点合金で接着したリンクを一対のレバーにより係止したものである。ラップジョイント型では、それぞれの金属板の端部にレバーの一端を係合し、他端側でスプリンクラーヘッドの弁体を保持する構造になっている。ラップジョイント型の感熱分解部分を組み込んだスプリンクラーヘッドでは、火災が発生すると火災の熱で低融点合金が溶融し、リンクを構成する金属板が分離してレバーが外れ、弁体を開放する（特許文献１、２参照。）。

図５に一例として特許文献１に記載されているスプリンクラーヘッドを示す。該スプリンクラーヘッドは、本体110にノズル114が形成されており、該ノズル114の出口がシール部材130を介して弁体126により閉止されている。弁体126はノズル114側とは反対の面から調整ねじ134によって押圧されており、該調整ネジ134は弁体126と、前述のレバーに相当する一対のピン138の間に介在している調整板136の中央の牝ネジ部と螺合している。

ピン138の一端は本体110の下端142に形成された段部に係止されており、前述の調整板136と本体下端142の段部によって挟持されている。ピン138の他端には、２枚の金属板を低融点合金で接合したリンク40が係止されている。

火災時には金属板を接合している低融点合金が溶融して２枚の金属板が分離されるとともにピン138も本体110から外れて弁体126が開放されるものである。弁体126の開放によってノズル114内の水が放出され火災が消し止められる。

米国特許明細書 第６１５２２３６号 ＦＩＧ．１ 米国特許明細書 第４７５７８６５号 ＦＩＧ．２

上記構造のスプリンクラーヘッドにおいて、リンクを構成する金属板は、長期間に渡って弁体の閉塞状態を維持しなければならないため、所定以上の強度を有していなければならない。特にリンクの金属板は安全率を考慮したうえで、火災の熱を吸収して低融点合金の溶融を促すために薄く、さらに面積もなるべく小さく設計されている。

近年においてはスプリンクラーヘッドが小型化してきており、スプリンクラーヘッドの構成部品も小さくなってきている。しかしながら、ノズルを閉塞する荷重は変わらないため、部品の小型化による強度の低下が懸念され、上記の金属板を小型化すると強度が低下することは明白であり小型化が難しい部品の一つである。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、感熱分解部分を構成するリンクを小型化し、かつ長期間の荷重に耐えられる強度を有した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、給水配管に接続された本体内部にノズルを有し、該ノズルを常時閉塞する弁体が、一対の金属板を低融点合金によって接合したリンクに係止したレバーにより弁体を保持しているスプリンクラーヘッドにおいて、リンクは低融点合金との接合面が波状に屈曲された形状をした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、リンクは波状に屈曲された一対の金属板が低融点合金によって接合されている請求項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、一対の金属板を低融点合金で接合したリンクを波状に屈曲させて形成した請求項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、一端にリンクを係止し他端は前記ノズルが設けられた本体の下端に係止されている一対のレバーは、中間部分が屈曲された略く字状に形成されており、該屈曲部同士が接触した状態でリンクが係止されている請求項１記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項５記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、レバーの屈曲部が平面である請求項４記載のスプリンクラーヘッドである。

本発明により、リンクを波状に形成したことで、従来のリンクと同じ表面積で外形寸法を小さくすることができ、これによりリンクの強度を低下させずに小型化が可能となる。さらに波状としたことで波状部分のたわみにより、組立時においてはレバーの寸法のバラツキ、設置時では温度変化による部品の膨張・収縮により生じるリンクへの引張応力や圧縮応力を吸収することが可能となった。

また、作動時においては低融点合金の溶融によって金属板同士が互い違いの方向にスライドして離れる際、波状部分によって金属板を垂直方向に引き離す力が作用し、金属板の分離を促すことができる。

本発明を実施するにあたって、リンクを波状に形成するには、予め金属板を波状に屈曲して形成しておき、低融点合金によって接合してもよいし、平面状の金属板を低融点合金によって接合したものを波状に屈曲させて形成することも可能である。さらに波状部分の山の高さや数は要求される性能によって変更することも可能である。

以下、この発明の実施例を図１から図４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に示すＸ−Ｘ断面図、図３（ａ）は接合する前の状態のリンクの平面図、同図（ｂ）は接合後のリンクの側面断面図、図４は図１のスプリンクラーヘッドの作動時の状態を表す。

図１、２に示すスプリンクラーヘッドは、本体１、弁体２、デフレクター３、サドル４、一対のレバー５、リンク６から構成される。

本体１は、内部にノズル７を有する円筒形状であり、ノズル７の外周部には給水配管と接続するための牡ネジ８が螺刻されている。牡ネジ８の下方は外側に拡張されたフランジ状の鍔部９となっており、鍔部９には本体１と接続される円筒１０を固定設置するための孔１１が等間隔で複数穿設されている。

円筒１０は前述のように本体１に固定設置されるものであり、上端には本体の鍔部９に設けられた孔１１に嵌入れられる突起１２が形成されている。該突起１２を鍔部９の孔１１に挿入して突起１２の先端に荷重を加えて変形させることで円筒１０が本体１に固定される。円筒１０の下端は内側に張り出した段部１３が形成されている。該段部１３にはレバー５の一端が係止されている。

円筒１０の外周には円筒形状をしたリテーナー１４が嵌められている。リテーナー１4は円筒１０と摺動可能であり、内面に形成された爪１５によって円筒１０に係止される。リテーナー１４の下端はフランジ状に外側に拡がった鍔部１６になっており、本体１の牡ネジ８を給水配管に接続した後に、鍔部１６の上面が天井下面に接触するように位置調整される。

弁体２はノズル７の出口を封止するものであり弁体２の鍔部がシール部材１７を介してノズル７の端に押圧されている。弁体２には板状のデフレクター３が固定設置されている。デフレクター３はノズル７が開放された際にノズル７から放出される水を衝突させて、室内へ均一に飛散させる作用を有する。

デフレクター３の周縁付近には孔が穿設されており、該孔には下端に鍔部を有するガイドピン１８が挿通されている。ガイドピン１８の上端側は円筒１０内を摺動可能なガイドリング１９に固定されており、ノズル７が開放された際に弁体２の落下とともにデフレクター３およびガイドピン１８、ガイドリング１９も落下し、ガイドリング１９が円筒１０の段部１３に係止されることでデフレクター３が所定の位置で吊るされた状態になる。

平時において、弁体２はノズル７側に押圧する力を受けており、ノズル７の封止面とは反対側から止めねじ２０によってノズル７側に押圧されている。止めねじ２０は弁体２とレバー５の間に介在されている板状のサドル４の中央に設けられた牝ネジ２１と螺合している。サドル４の牝ネジ２１に止めねじ２０をレバー５側からノズル７側に向かって螺入していくと、弁体２はノズル７の端に押圧されるとともに、サドル４の端部と円筒１０の段部１３に挟まれているレバー５にもサドル４から荷重が印加される。

レバー５は前述のように、一端が円筒１０の段部１３に係止されており、他端がリンク６に係止されている。サドル４からレバー５に印加された荷重によってレバー５は円筒１０の段部１３に係止されている端を支点として、他端が外向きに回動する方向の力が作用しているが、他端がリンク６に係止されていることで回動を阻止されている。

レバー５は略く字型に屈曲しており、円筒１０側に係止される端は円弧状に屈曲され、端面が略水平となるように形成されている。他端側にはリンク６を係止するためのＶ字溝が刻設されている。

レバー５において、く字型をした中間にあるコーナー部分の屈曲部２２は略垂直に形成されている。レバー５の下端にリンク６が設置された状態において、レバー５同士の屈曲部２２が接触した状態になる。互いの屈曲部２２が接触した状態において、屈曲部２２には空間２３が形成され、止めねじ２０をレバー５のリンク６側から空間２３を通して、サドル４の牝ネジ２１に螺合させることができる。

リンク６は、図３（ａ）に示すように平面形状がコ字型をした２枚の金属板２４、２４から構成され、金属板の先端２４ａが図中の点線２４ｂに重なるように互い違いに重ね合わせた状態で、低融点合金Ｓによって接合されたものである。図３（ｂ）には、同図（ａ）を低融点合金によって接合した後の側面断面が図示されており、金属板２４、２４が波型に重ね合わされた状態になっている。

金属板２４、２４が接合した状態において、中央には矩形の穴が形成される。該穴の端部にレバー５を係止するための係止部が設けられている。また、該穴は止めねじ２０をサドル４に螺入させる際に、止めねじ２０の締付工具が挿通可能となっている。

次に、本発明のスプリンクラーヘッドの組立手順について説明する。まず、一対のレバー５の接触部２２同士を組合せ、下端にリンク６を係止させる。その際にレバー５の寸法および形状のバラツキにより一対のレバー５にリンク６を係止させた状態で接触部２２同士が完全に接触しない可能性もある。

続いて弁体２とデフレクター３を固定させ、デフレクター３の周縁付近の孔にガイドピン１８を通し、ガイドピン１８、１８の端をガイドリング１９に固定する。

円筒１０に前述の組立状態のレバー５、５およびリンク６を、レバー５の上側の先端が円筒１０の段部１３に係止されるよう円筒１０内に挿入する。続いて、サドル４、デフレクター３と弁体２、ガイドリング１９等の組立品、シール部材１７を円筒内に順次入れる。

次に、円筒１０と本体１とを接合させる。本体１の下方から円筒１０の突起１２を孔１１に嵌入れた状態で、突起１２の先端に荷重を加えて変形させ、本体１と円筒１０とを固定する。そして、サドル４の牝ネジ２１に止めねじ２０を螺合させる。その際、止めねじ２０はリンク６の孔およびレバー５の空間２３を通過して牝ネジ２１と螺合される。

止めねじ２０を牝ネジ２２に螺入させることによって、止めねじ２０の先端が弁体２をノズル７の出口端に押圧させる。同時に、レバー５にもサドル４を介して荷重が印加され、レバー５は外側に回転する方向に力が作用して、リンク６に引張荷重が印加された状態となる。

前述のリンク６を係止した状態で接触部２２同士が完全に接触していないレバー５、５においては、止めねじ２０の螺入によってリンク６に引張荷重が印加されるが、リンク６の波状部分の弾性によって波状部分が変形することにより荷重が吸収されるので、リンク６への過負荷を防ぐことが可能となる。

続いて、本発明のスプリンクラーヘッドの作動について説明する。

本発明のスプリンクラーヘッドは、本体１の牡ネジ８によって給水配管に接続され、下端のリンク６部分が天井面と略同じ高さになるように設置され、リテーナー１４の鍔部１６が天井下面に接触した状態に設置されている。火災が発生すると、火災の熱によって加熱された空気が上昇して天井下面を漂う。天井下面の熱気流は、リンク６に熱を伝え、リンク６を接合している低融点合金Ｓを溶融させる。低融点合金Ｓの溶融によってリンク６を構成していた２枚の金属板２４は離れ、金属板２４に係止されていたレバー５のリンク６を係止していた側の端が外側に向かって回動する。

レバー５が回動することで円筒１０の段部１３からレバー５が外れると、レバー５により保持されていた弁体２、デフレクター３、サドル４が落下する。すると、ガイドピン１８によってデフレクター３と連結しているガイドリング１９が、円筒１０内を摺動して下方に移動し段部１３に係止され、デフレクター３は所定の位置で吊設される。弁体２が落下したことによりノズル７が開放され給水配管内の水が放出される。

ノズル７より放出された水はデフレクター３および弁体２に衝突し、四方に飛散して室内に均一に散布され、火災を消火に至らす。

上記に説明したリンクは、上記構造のスプリンクラーヘッドのみに使用されるものではなく、他の構造のスプリンクラーヘッド、例えば前述の特許文献２や米国特許明細書 第４９０１７９９号に記載されているフレームヨーク型スプリンクラーヘッド等にも適用可能である。また熱により作動する機器の起動部品・構造として用いることも可能である。

本発明のスプリンクラーヘッドの断面図 図１に示すＸ−Ｘ断面図 （ａ）接合する前の状態のリンクの平面図、（ｂ）接合後のリンクの側面断面図 図１のスプリンクラーヘッドの作動時の状態 従来のスプリンクラーヘッドの断面図

符号の説明

１ 本体
２ 弁体
３ デフレクター
４ サドル
５ レバー
６ リンク
７ ノズル
１０ 円筒
１４ リテーナー
１７ シール部材
１８ ガイドピン
１９ ガイドリング
２０ 止めねじ
２４ 金属板
Ｓ 低融点合金

Claims (5)

1. 給水配管に接続された本体内部にノズルを有し、該ノズルを常時閉塞する弁体が、一対の金属板を低融点合金によって接合したリンクに係止したレバーにより弁体を保持しているスプリンクラーヘッドにおいて、リンクは低融点合金との接合面が波状に屈曲された形状であ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、リンクは波状に屈曲された一対の金属板が低融点合金によって接合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、一対の金属板を低融点合金で接合したリンクを波状に屈曲させて形成した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、一端にリンクを係止し他端は前記ノズルが設けられた本体の下端に係止されている一対のレバーは、中間部分が屈曲された略く字状に形成されており、該屈曲部同士が接触した状態でリンクが係止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。
   
5. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、レバーの屈曲部が平面であ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。
   
   

Images