JP2013240414A - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】弁体をノズル端から引き離すためのバネが設置されたスプリンクラーヘッドであり、該バネがデフレクター等に引っかかって散水の妨げとなることを防止可能なスプリンクラーヘッドを提供する。
【解決手段】中空状ノズル１１の一端側は給水源に続いた配管Ｐと接続可能である本体１、ノズル１１の出口付近から放水方向へ延出されたフレーム部の先端に係合され火災の熱により分解作動する感熱分解部５、感熱分解部５により支持されノズル１１を閉塞する弁体１３、ノズル１１の出口付近に設置され弁体１３をノズル１１から引き離すバネＤ、ノズル１１の放水方向の延長上に設置されノズル１１から放出された水を衝突させて四方へ飛散させるデフレクター６から成り、バネＤと弁体１３は粘着シート１６によって接合されており、弁体１３には感熱分解部５により支持される面よりも感熱分解部側５に突出して形成された偏向部が設置されている。
【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。

スプリンクラーヘッドは、建物内の天井面や壁面に設置され、一端に給水源に続いた配管と接続可能なノズルを有し、他端には感熱分解部が設けられている。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。

上記スプリンクラーヘッドの一例として、配管内が負圧である負圧スプリンクラー設備に対応したスプリンクラーヘッドがある（例えば特許文献１参照）。

図８に示す特許文献１のスプリンクラーヘッドは、給水配管と接続されたノズルを閉塞している封止板１０４をノズル端から引き離す方向に付勢したバネ１０３が設置されている。常時において封止板１０４は低融点合金１０５が組み込まれた感熱分解部により支持されているが、火災の熱により低融点合金１０５が溶融して感熱分解部が分解作動すると封止板１０４の支持が解除されて、封止板１０４はノズル端から開放可能となる。このときノズル内は負圧であり封止板１０４はノズル端に吸着した状態であるが、前記バネ１０３の付勢力によりノズル内の負圧に抗して封止板１０４がノズル端から引き離され、ノズルが開放される。

特開平１１−２０６９０８号

上記における従来のスプリンクラーヘッドが作動したときに、バネ１０３がノズルから飛び出てデフレクター１０６やボス１０７に引っかかって係留されてしまう可能性がある。この係留されたバネ１０３がノズルから放出される水の流れの妨げとなり正規の散水パターンを得られずにスプリンクラーヘッドの消火性能を十分発揮できないおそれがあった。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、負圧スプリンクラー設備に設置されるスプリンクラーヘッドの弁体をノズル端から引き離すためのバネが設置されたスプリンクラーヘッドであり、該バネがデフレクター等に引っかかって散水の妨げとなることを防止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、本発明は以下のスプリンクラーヘッドを提供する。
中空状のノズルを有しておりノズルの一端側は給水源に続いた配管と接続可能である本体、ノズルの出口付近から放水方向へ延出されたフレーム部の先端に係合され火災の熱により分解作動する感熱分解部、感熱分解部により支持されノズルを閉塞する弁体、ノズル出口付近に設置され弁体をノズルから引き離すバネ、ノズルの放水方向の延長上に設置されノズルから放出された水を衝突させて四方へ飛散させるデフレクターから成り、バネと弁体は粘着シートによって接合されており、弁体には感熱分解部により支持される面よりも感熱分解部側に突出して形成された偏向部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である。
これによれば、バネと弁体を粘着シートによって接合したことでバネを弁体とともにスプリンクラーヘッドの外部へ放出させることができる。またスプリンクラーヘッドが作動した際に、弁体は感熱分解部の支持が無くなりデフレクター上に落下して載置されるが、弁体に偏向部を設置したことで弁体はデフレクターの平面に対して傾いて載置されるので、ノズルから放出された水の流れによって弁体をデフレクターの表面に沿って移動させて外部に放出させることができる。よってバネが散水の妨げとなることがないので本発明のスプリンクラーヘッドは正規の散水パターンを得ることができる。

バネの荷重は弁体がノズル内の負圧によって吸引される力よりも大きな荷重が得られるものを使用する。バネの一例として、皿バネのような小さな変位で大きな荷重を得ることができるバネを使用するとバネを小型化できるメリットがある。また皿バネはコイルバネやトーションバネ等と比較して平面部分が多く、粘着シートを平面的に貼ることができるので弁体と皿バネを貼り付ける作業が行いやすい。さらに弁体と皿バネを粘着シートによって平面的に接合できるので、粘着シートによって接合された弁体と皿バネを従来のスプリンクラーヘッドにおけるデフレクターやボス等に引っかかりにくい形状にすることができる。

前記本発明については、バネはノズルと弁体の同軸状態を解除する方向へ弁体を付勢して構成可能である。
これによれば、バネにより弁体をノズルの軸に対して傾いて作動させることで、ノズル内の負圧がノズルから離れた弁体に作用しにくくできるので、一度ノズルから離れた弁体がノズル出口側に吸引されて再びノズルを閉塞してしまうことを防止することができる。

前記本発明については、弁体にバネを収容可能なバネ収容部を形成して構成可能である。
これによれば、弁体のバネ収容部にバネを収容させると、バネの一端または一面と弁体の一面との高低差が少なくなるので粘着シートを貼付しやすくなる。

前記本発明については、弁体とバネを接合する粘着シートはノズル内の流体を封止可能なシール材として用いることができる。
これによれば、別途シール材を設ける必要がないので部品点数削減や製造にかかる手間が削減できる。

以上説明したように本発明のスプリンクラーヘッドによれば、弁体とバネを粘着シートによって接合したことおよび弁体に偏向部を設置したことでバネが弁体とともにスプリンクラーヘッドの外部に放出されるので、バネがデフレクター等に引っかかって散水の妨げとなることを防止可能である。

本発明のスプリンクラーヘッドの断面図 図１のＸ−Ｘ断面図（カバープレートユニットを除いた状態） （ａ）図１の弁体付近の拡大断面図、（ｂ）弁体と皿バネに粘着シートを貼付した際の断面図 図１のスプリンクラーヘッドが作動したときの状態 図１のスプリンクラーヘッドが設置されているスプリンクラー設備の系統図 皿バネと弁体の変形例 バネの変形例 従来のスプリンクラーヘッドの断面図

第１実施形態（図１〜図５）

第１実施形態のスプリンクラーヘッドＳＨは、ＷＯ２０１１／１２５１６９号に記載されているスプリンクラーヘッドと略同じ構成である。ここでは本発明に関する部分のみを説明し、その他の部分については説明を省略する。

図１に示すスプリンクラーヘッドＳＨは、本体１、筒部材２、カバープレートユニット３から構成される。

本体１は、中空状をしており内部には給水配管Ｐから供給される水を放出するノズル１１が設けられている。一端側には給水配管Ｐと接続する牡ネジ１２が形成されており、他端側の端面はノズルを閉塞する弁体１３が当接する弁座１４となっている。

弁体１３は円盤形状をしており、一面側は前述のようにノズル１１の弁座１４に当接される。弁体１３の弁座１４側の面には段１３Ａが形成されている。段１３Ａは皿バネＤを収容するための「バネ収容部」であり、段１３Ａに皿バネＤを載置した状態で弁体１３を弁座１４に押圧すると皿バネＤは弁座１４の周囲部１４Ａによって押圧されて圧縮した状態になる。圧縮状態の皿バネＤは段１３Ａに収容され、皿バネＤと弁体１３の弁座１４側の面は略同じ高さになり弁体１３の弁座１４側の面と皿バネＤの弁座１４側の面は略平行になる（図３（ａ）参照）。

弁体１３の段１３Ａが形成された側の面には粘着シートＡが貼付される。粘着シートＡは段１３Ａに皿バネＤを載置した状態で貼付される。その際、皿バネＤの向きは図３（ｂ）に示すように内周部から外周部に向かって上方に傾斜した状態で段１３Ａに載置すると、粘着テープＡを弁体１３の段１３Ａより内側の面と皿バネＤの内周側の部分に貼付しやすくなる。粘着テープＡは弁座１４に押圧されるとノズル１１内の流体を封止するシール材として作用する。

弁体１３の弁座１４に押圧される側と反対の面には先端が球状をした突起１３Ｂが形成されている。突起１３Ｂは弁体１３において弁座１４に押圧される側と反対の面よりも感熱分解部５側に突出して形成された偏向部であり、スプリンクラーヘッドＳＨが作動して弁体１３が弁座１４から離れて落下する際に、ノズル１１から放出される水の流れによって後述するデフレクター６の上に係留されるのを防止する作用を有する。

より具体的に説明すると、スプリンクラーヘッドＳＨが作動して感熱分解部５が分解作動して弁体１３が感熱分解部５の支持を失いデフレクター６の上に落下するとき、突起１３Ｂが無いと弁体１３の感熱分解部５によって支持されていた面はデフレクター６の平面に載置され、ノズル１１から放出された水を垂直に受けやすくなる。弁体１３に水が垂直に衝突すると弁体１３はデフレクター６に押圧されてデフレクター６の表面を移動できず係留されてしまう場合がある。突起１３Ｂを設置することによりスプリンクラーヘッドＳＨが作動した際に弁体１３はデフレクター６の平面に対して傾いて載置される（図４参照）。弁体１３が傾いていることでノズル１１から放出された水の流れによってデフレクター６の表面に沿って移動できるように構成している。

突起１３Ｂはコンプレッションスクリュー１５により弁座側１４へ押圧されている。コンプレッションスクリュー１５は板状のサドル１６の牝ネジにねじ込まれている。サドル１６の下部には感熱分解部５が設置されており、図２に示すように感熱分解部５のレバー５１の端は本体１の外周部からノズル１１の放出方向に延出された筒状部の内側に形成された段部１７に係止されている。

これによりサドル１６にコンプレッションスクリュー１５をねじ込んでコンプレッションスクリュー１５の先端を弁体１３側に移動させると、弁体１３が弁座１４側に押圧されるとともに、サドル１６の下方に配置された感熱分解部分５のレバー５１の端は本体１の段部１７側に押圧される。本体１において段部１７と弁座１４の間の筒状部はフレーム部Ｆとなっており、上記のようにコンプレッションスクリュー１５をねじ込むことでフレーム部Ｆは引張られ、ごく僅かであるがフレーム部Ｆが弾性変形した状態となる。これにより弁体１３によりノズル１１が閉塞されるとともに感熱分解部５にも荷重が付与される。

感熱分解部５の内部には、低融点合金５２が組み込まれており、低融点合金５２が火災の熱によって溶融すると感熱分解部５は分解作動して、レバー５１等の構成部品は本体１の外部に放出される。また感熱分解部５が分解するとサドル１６およびコンプレッションスクリュー１５、弁体１３も脱落してノズル１１が開放する。感熱分解部５の構成については公知であり、また特開平７−２８４５４５号公報に詳細な説明が記載されているのでここでの説明は省略する。

ノズル１１の放水方向の延長上には板状のデフレクター６が設置されている。該デフレクター６は本体１の外部に形成された突起１８の穴にピン６１を挿通させて、該ピン６１の下端側にデフレクター６を固定設置し、ピン６１の上端側に形成した鍔部６２により突起１８の上面に鍔部６２を係止することができる。デフレクター６はノズル１１から放出された水を衝突させて四方へ飛散させる作用を有する。

筒部材２は筒状をしており内部に本体１が収容される。筒部材２の一端側には平面２１が形成され本体１と供回り可能に係止される。筒部材２の平面２１から側面２２にかけて複数の開口２Ｃが形成されている。開口２Ｃは同じ形状で均等間隔で配置されている。

筒部材２の側面２２には、リテーナー３１との接続手段として螺旋溝２Ｄが刻設されている。螺旋溝２Ｄは筒部材２を薄肉の部材にすることで転造加工が可能となる。螺旋溝２Ｄはリテーナー３１の外周面に形成された突起３Ａと螺合され、カバープレートユニット３との高さ位置調整が可能となっている。筒部材２の下部は開口２Ｅとなっている。

カバープレートユニット３は、リテーナー３１とカバープレート３２から構成される。リテーナー３１は前述の通り筒部材２と接続される。リテーナー３１は筒形状をしており外周面には斜め下方へ屈曲して形成した突起３Ａが設けられている。リテーナー３１の下端には鍔部３Ｂが形成されている。さらに鍔部３Ｂから複数の脚３Ｃが下方に延出して設けられている。

脚３Ｃの先端は鍔部３Ｂと略平行に折り曲げられており、カバープレート３２との接続面３Ｄが形成されている。該接続面３Ｄとカバープレート３２の間には低融点合金３３が介在しており、低融点合金３３によってカバープレート３２と接続面３Ｄが接合されている。

低融点合金３３は火災時の熱で溶融され、カバープレート３２をリリースすることから低融点合金３３の溶融温度は、感熱分解部５に組み込まれた低融点合金５２が溶融する温度よりも低い温度で溶融するものを選定する。

カバープレート３２は円盤状の薄板であり、周縁がリテーナー３１側に屈曲している。カバープレート３２のリテーナー３１と接続される面と反対の面（室内側から見える面）は、天井ボードＣの色と略同じ色で装飾されている。カバープレート３２の材質は、低融点合金３３との接合性が良い銅や銅合金が適している。またカバープレート３２とリテーナー３１の鍔部３Ｂとの間に板バネ３４等の弾発体を設置すると、火災時に低融点合金３３が溶融したときにカバープレート３２の落下を促すことができる。

カバープレートユニット３を筒部材２に取付ける際には、筒部材２の下部の開口２Ｅにカバープレートユニット３のリテーナー３１を挿通させる。するとリテーナー３１の側面に形成された突起３Ａが筒部材２の螺旋溝２Ｄと係合する。リテーナー３１の鍔部３Ｂが天井ボードの下面に接触するまでリテーナー３１を筒部材２の奥へ挿通させて取付が完了する。

次にスプリンクラーヘッドＳＨの動作について説明する。

本発明のスプリンクラーヘッドは、負圧スプリンクラー設備に設置されており、配管内が負圧となるよう維持されている。負圧スプリンクラー設備については特許第３２６４９３９号公報や特開２００４−２０１７４６号公報に記載されているので、詳細な説明は省略する。

スプリンクラーヘッドＳＨは図１に示すように天井裏の配管Ｐと接続されており、スプリンクラーヘッドＳＨの大部分が天井裏に配置される。天井ボードに穿設された穴へ室内側からカバープレートユニット３を筒部材２に係合させて設置されている。

図５に示すようにスプリンクラーヘッドＳＨの近傍には火災感知器Ｋが設置されている。火災感知器Ｋは火災を感知すると給水装置Ｍを起動させ、水源Ｗから配管Ｐに水を供給する。

火災が発生すると、火災の熱により周囲温度が上昇してカバープレートユニット３の低融点合金３３が溶融する。低融点合金３３の溶融によってカバープレート３２が落下してスプリンクラーヘッドＳＨが室内側に露出する。さらにスプリンクラーヘッドＳＨの感熱分解部５に組み込まれている低融点合金５２が溶けてスプリンクラーヘッドＳＨが作動する。一方、火災感知器Ｋは周囲温度の上昇により作動して作動信号を出力する。

スプリンクラーヘッドＳＨの近傍に設けられた火災感知器Ｋの作動信号によって給水装置Ｍが起動しているので配管Ｐを通じてスプリンクラーヘッドＳＨに給水が開始され、水はノズル１１より放出される。水の勢いおよび皿バネＤの弾性によって弁体１３と皿バネＤは弁座１４から離れてデフレクター６側へ落下する。デフレクター６の上に落下した弁体１３および皿バネＤは粘着シートＡによって接合されているので、一緒にデフレクター６の表面に沿って移動してスプリンクラーヘッドＳＨの外部へ放出される。デフレクター６に衝突した水は四方へ飛散されることで火災の抑制・消火が行われる。

変形例（図６、図７）
前述の皿バネＤの変形例として、図６（ａ）に示す変形例は弁体１３の段部１３Ａの代わりにリング状の溝１３Ｃを刻設して溝１３Ｃ内に皿バネＤを収容可能にしたものである。こうすることで皿バネＤを弁座１４の内側に配置することができる。図６（ｂ）はスプリンクラーヘッドＳＨに組み込まれる前の弁体１３および皿バネＤの断面図であり、リング形状の粘着シートＡが弁体１３の外周部と皿バネＤの外周部に貼付されており、弁体１３と皿バネＤを接合している。粘着シートＡにおいて弁座１４と当接する溝１３Ｃの外側の部分はノズル１１内の流体を封止するシール材として作用している。

図６（ｃ）は図６（ｂ）の皿バネＤの向きを反対にして設置した変形例を示す。この場合、粘着シートＡ１は弁体１３の中心部と皿バネＤの内周部に貼付され、弁体１３と皿バネＤを接合している。弁座１４と当接する溝１３Ｃの外側には粘着シートＡ２が貼付されており、粘着シートＡ２はノズル１１内の流体を封止するシール材として作用している。

また皿バネＤの代わりに図７（ａ）に示すようにバネＤ１をリングの一部を切欠いた形状とし、リングの切欠き部４１の各々の端４２、４２を互いに離れる方向へ屈曲させて構成した。また図７（ｂ）では切欠き部４１の端４２、４２を同じ方向に屈曲させて構成した。これによりスプリンクラーヘッドＳＨが作動した際に弁体１３は傾いた状態でデフレクター６の上に落下し、ノズル１１からの水流によってデフレクター６の上面に沿って移動可能となる。さらに図７（ａ）、（ｂ）に示すバネＤ１、Ｄ２の代わりにばね座金や図７（ｃ）のように表面を波状に屈曲させたウェーブワッシャーＤ３を用いることも可能である。図７（ａ）〜（ｃ）に示すバネＤ１〜Ｄ３は板材をプレスにより打ち抜き、表面を屈曲させて形成することができるが、これに限らずワイヤー材を環状に形成し、全体または端部を屈曲させて形成することも可能である。

上記に説明した実施例および変形例は、特開平１１−２０６９０８号公報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にも適用することができる。

１ 本体
２ 筒部材
３ カバープレートユニット
４ 保護キャップ
５ 感熱分解部
６ デフレクター
１１ ノズル
１３ 弁体
１３Ａ 段部（バネ収容部）
１３Ｂ 突起（偏向部）
１４ 弁座
１５ コンプレッションスクリュー
１６ サドル
Ａ 粘着シート
Ｄ 皿バネ（バネ）

Claims (4)

1. 中空状のノズルを有しておりノズルの一端側は給水源に続いた配管と接続可能である本体、ノズルの出口付近から放水方向へ延出されたフレーム部の先端に係合され火災の熱により分解作動する感熱分解部、感熱分解部により支持されノズルを閉塞する弁体、ノズル出口付近に設置され弁体をノズルから引き離すバネ、ノズルの放水方向の延長上に設置されノズルから放出された水を衝突させて四方へ飛散させるデフレクターから成り、バネと弁体は粘着シートによって接合されており、弁体には感熱分解部により支持される面よりも感熱分解部側に突出して形成された偏向部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. バネはノズルと弁体の同軸状態を解除する方向へ弁体を付勢している請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
   
3. 弁体にバネを収容可能なバネ収容部を形成した請求項１または請求項２記載のスプリンクラーヘッド。
   
4. 弁体とバネを接合する粘着シートはノズル内の流体を封止可能なシール材として用いる請求項１〜請求項３何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
   

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