JP2008073205A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 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、スプリンクラーヘッドの感度性能を損なわず、所定以上の強度を有するリンクが設置可能なスプリンクラーヘッドを提供する。
【解決手段】 リンク６のレバー係止部２６に金属板２４を折り曲げて形成された補強部が設けられており、金属板２４の一片をレバー係止部２６に重ねて強度を増加させる。また、重ねた部分を接合したりエンボス２６ａを設けた。
【選択図】 図３

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７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

上記のリンク40は２枚の金属板を低融点合金によって貼り合せることにより構成されている。該リンク40はスプリンクラーヘッドの感度性能、つまり火災発生から作動に至るまでの時間を短くするために極力薄い金属板が使用される。しかしながら、前述のとおりピン138によってリンク40は常に引張られた状態にあり、ピン138の引張り荷重によって破断・変形しないための強度を確保しなければならない。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、スプリンクラーヘッドの感度性能を損なわず、所定以上の強度を有するリンクが設置可能な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、リンクのレバー係止部に前記金属板を折り曲げて形成された補強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、補強部はリンクを構成する金属板のレバー係止部から端に向かって折り曲げられている請求項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、補強部はリンクを構成する金属板の端からレバー係止部に向かって折り曲げられている請求項１記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項４記載の発明は、前記スプリンクラーヘッドにおいて、補強部に折り曲げられた部分が金属板と接合されている請求項２または３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、補強部にはエンボスが形成されている請求項１記載のスプリンクラーヘッドである。

請求項１記載の発明によれば、リンクのレバー係止部に補強部を設けたことで強度が得られ、リンクに薄い金属板を用いることが可能となった。さらに請求項２、３記載の発明によれば、金属板を折り曲げてリンクのレバー係止部を厚くすることで強度が得られる。

請求項４記載の発明によれば、金属板の一片をレバー係止部に折り曲げ、該折り曲げ部分を金属板と接合させることで強度を増すことができる。さらに請求項５記載の発明によれば、補強部にエンボスを形成したことで折り曲げ部分と金属板の間に所定の間隔による隙間が形成される。この隙間部分に溶融した合金あるいは金属を流し込んで接合させると均一の厚さで折り曲げ部分と金属板を接合できる。さらにエンボス自体による補強も期待できる。

前述の金属板の一片を折り曲げてレバー係止部に重ねる場合、レバー係止部から端に向かって折ることと、端からレバー径止部に向かって折ることを両方用いることも可能である。補強部に折り曲げた金属板の一片と金属板を接合する場合は、ろう付、溶接による他、接着剤の使用、カシメ、圧着等いかなる方法を用いることも可能である。エンボスは、補強部に一つだけでなく複数設けることが可能である。

以下、この発明の実施例を図１から図６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）はリンクの平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図、図４は図３（ｂ）の要部拡大図、図５は他のリンク形状を表す斜視図、図６は本発明のスプリンクラーヘッドの作動時の状態である。

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に示すように、２枚の円盤の一部を切欠いた形状の金属板２４から構成され、金属板２４の中心から左右対称に複数の穴やエンボスが形成されている。金属板にはレバー５を係止するための穴２５が穿設されており、該穴の一辺にレバー５が係止される。このレバーが係止される辺をレバー係止部２６とし、レバー５による荷重によって金属板が破壊されないように補強部が設けられる。

補強部は、金属板２４の一片を折り曲げてレバー係止部２６の上に重ね、レバー係止部２６を厚くすることで強度が向上される。さらにこのレバー係止部の金属板を溶接等で接合することで更なる強度アップが図れる。また補強部にエンボス２６ａを形成することで金属板２４の一片と金属板２４との間に隙間を形成することができ、該隙間に低融点合金Ｓ等の溶融した状態の合金あるいは金属を流し込むことで金属板２４の一片と金属板２４を接合することができる。または、エンボス２６ａを形成することで強度は増加できることから、隙間に金属を流し込まずに溶接によって金属板２４の一片と金属板２４を接合してもよい。

レバー係止部に重ねられる金属板は、図４（ａ）に示すようにレバー係止穴から金属板の端に向かって折り曲げられてもよいし、同図（ｂ）のように金属板の端からレバー係止部に重ねるように折り曲げることも可能であり、あるいは同図（ｃ）のように（ａ）と（ｂ）を両方用いることも可能である。

また別の形態として、図５に示すように金属板２４の側面に突出されて形成された片２４ａをレバー係止部２６へ折り曲げて補強し、さらに図４（ａ）の構成であるレバー係止穴２５から金属板２４の端に向かって折り曲げることも可能である。同様に図４（ｂ）、（ｃ）を適用することも可能である。

上記の２枚の金属板２４は、前述の穴とエンボスが各々嵌め入れられるように重ね合わせるとレバー係止穴２５が外側に位置した状態になる。この状態で低融点合金Ｓによって接合されリンク６が形成される。

金属板２４、２４が接合した状態において、リンク６の中央には穴２７が形成された状態となる。該穴２７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。

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。

本発明のリンクはスプリンクラーヘッドのみに使用されるものではなく、例えば温度の異常上昇によって作動する安全装置や消火装置に使用す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）：リンクの平面図、（ｂ）：（ａ）のＹ−Ｙ断面図 図３（ｂ）の要部拡大図 他のリンク形状を表す斜視図 本発明のスプリンクラーヘッドの作動時の状態 特許文献１に記載されているスプリンクラーヘッド

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
２５ リンクのレバー係止穴
２６ レバー係止部
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、リンクのレバー係止部に前記金属板を折り曲げて形成された補強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、補強部はリンクを構成する金属板のレバー係止部から端に向かって折り曲げら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、補強部はリンクを構成する金属板の端からレバー係止部に向かって折り曲げら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。
   
4. 前記スプリンクラーヘッドにおいて、補強部に折り曲げられた部分が金属板と接合されていることを特徴とする請求項２または３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、補強部にはエンボスが形成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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