JP2014014583A - スプリンクラーヘッドカバー - Google Patents

Abstract

【課題】 スプリンクラーヘッドを内部に収容する筒状部材に設置したリングに作動したスプリンクラーヘッドの部品が係留されることを防止可能なスプリンクラーヘッドカバーを提供する。
【解決手段】 内部にスプリンクラーヘッドを収容する筒状部材の外周部には天井面と接触するリング１８が備えられ、リング１８の近傍の筒状部材の側面には穴または切欠きによる開口２２が形成されており、リング１８にはスプリンクラーヘッド１が作動した際に分解落下する部品を衝突させて落下方向を変えるガード部２０を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通常はスプリンクラーヘッドがカバーで覆われており、火災時に該カバーが落下するスプリンクラーヘッドカバーに関するものである。

スプリンクラーヘッドカバーは、天井またはスプリンクラーヘッドに設置されており、常時はカバープレートによってスプリンクラーヘッドを覆い隠し、火災時にはカバープレートが落下して内部のスプリンクラーヘッドが露出され、スプリンクラーヘッドを作動可能な状態にする（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

従来のスプリンクラーヘッドカバーの一例として、本出願人による特願２０１２−１３４３８９に記載されているスプリンクラーヘッドカバーを図１２に示す。図１２のスプリンクラーヘッドカバーは、２つの筒状部材とカバープレート１４０から構成されており、筒状部材はスプリンクラーヘッド１１０と接続しているサポートカップ１２０と、下端にカバープレート１４０が設置されたリテーナー１３０から構成される。

リテーナー１３０の筒部分の下端には下方へ延出して形成された３つの脚１３１と、脚の間に形成された突出部１３２を有する。脚１３１の先端は折り曲げられており、カバープレートとの接合面１３３が形成されている。接合面１３３は低融点合金１３４によってカバープレート１４０と接合される。

突出部１３２は接合面１３３とリテーナー３の筒部分の下端の間に外方へ延出して形成されている。突出部１３２にはリング１３５が設置されており、リング１３５は天井下面との接触部となっている。

上記構成により、リング１３５とカバープレート１４０の間のから室内側の気流をリテーナー３内に取り込むとともに、リング１３５とリテーナー３の筒部分の下端の間から天井裏側の気流をリテーナー３内に取り込むことができる。リテーナー３内に流入した気流はサポートカップ１２０の上端に穿設された穴１２１より外部へ排出される。これによりリテーナー３の内部の気流の流れが促進され、火災時における室内側の熱気流をリテーナー３内に取り込んでカバープレート１４０が落下する前の段階でスプリンクラーヘッド１１０の感熱部に熱を伝えて作動を促進させる効果がある。

特開２００３−２４５３７１号公報 実用新案登録第３１２９４３１号公報

上記のスプリンクラーヘッドカバーによってスプリンクラーヘッドの作動を促進させることが可能であるが、スプリンクラーヘッドが作動した際に、感熱分解部の構成部品がリングに係留されてしまうことが極稀に発生することがあった。

リングに部品が係留された状態で散水を行うと、リングに係留された部品が散水の妨げとなり、正規の散水分布パターンが得られずに消火性能が低下してしまうおそれがある。

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を内部に収容する筒状部材に設置したリングに作動したスプリンクラーヘッドの部品が係留されることを防止可能なスプリンクラーヘッドカバー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カバーを提供する。
すなわち、筒状部材の内部にはスプリンクラーヘッドが収容されており、筒状部材の下方にはスプリンクラーヘッドを覆い隠すカバープレートが配置され、筒状部材とカバープレートは低融点合金によって接合されており、筒状部材の外周部には天井面と接触するリングが備えられ、リング近傍の筒状部材の側面には穴または切欠きが形成されており、リングにはスプリンクラーヘッドが作動した際に分解落下する部品を衝突させて落下方向を変えるガード部を設けたスプリンクラーヘッドカバーである。

リングに係留されやすい部品の一例として、板材の一端側を鉤状に屈曲して形成させたレバーがあげられる。スプリンクラーヘッドが作動してレバーがスプリンクラーヘッドから脱落するときに一端側に形成された鉤状の屈曲部がリングの内周縁に引っ掛かり係留されるケースが極稀に見られた。
本発明では、レバーが脱落する際に、レバーの屈曲部がリングの内周部に到達する前の段階でレバーをガード部に衝突させ、これによりレバーの落下する方向を変え、レバーの屈曲部がリングの内周部に引っ掛かることを防止した。

より具体的に説明すると、レバーはスプリンクラーヘッドのノズルを塞ぐ弁体を閉止状態に支持する感熱分解部に組み込まれており、感熱分解部は火災時の熱によって分解作動することで弁体の支持が解除され、ノズルが開放して水が放出される。レバーは感熱分解部において屈曲部が形成された一端側がノズル側に位置に配置されている。屈曲部の先端はスプリンクラーヘッドの本体の段部に係合されており、感熱分解部内の低融点合金が火災の熱によって溶融したときにレバーが回動して本体の段部との係合が解除される。

スプリンクラーヘッドが作動したときレバーは屈曲部が形成された一端側を支点として回転しながら脱落する。そのときレバーの屈曲部が形成された側と反対側の端（他端側）は、リテーナーの側面に向かって回転する。回転動作によって一端側とスプリンクラーヘッドの本体との係合が解除されるとレバーはスプリンクラーヘッドから脱落する。レバーは回転しながら脱落し、他端側がリングの近傍を通過するとき、リングに設けたガード部にレバーの他端側を衝突させてレバーが落ちる方向を変えてレバーの屈曲部がリングに引っ掛かることを防止する。ガード部はリングに厚みを持たせることによって構成可能であり、リング全体を厚く構成してもよいし、レバーが衝突する内周部だけを厚く構成することもできる。

前記本発明については、ガード部をリングの内周部を屈曲させて構成可能である。
これによれば、リングの内周部にガード部を設置することでレバーの他端側がガード部に衝突したときにレバーがリングに引っ掛かることなく脱落させることができる。
ガード部をリングの内周部を屈曲させて形成したことでガード部とリングを一体に構成することができる。ガード部はリングの内周部をカバープレートが設置された側に屈曲させるとレバーがガード部の縁に引っ掛かることを防止できる。

前記本発明については、リングにカバープレートとの接続部を設置して構成可能である。
これによれば、リングとカバープレートを接合した後に筒状部材へリングを取り付けることが可能となり、例えばリングと接合されたカバープレートの表面に塗装をしたものを予め在庫として保有していれば、客先からの急なオーダーにも対応することができる。

前記本発明については、断面が円形のリングを設置することでガード部を構成可能である。
これによれば、リングの断面が円形であるので、スプリンクラーヘッドが作動してレバーが脱落する際、レバーの屈曲部がリングに引っ掛かってもレバーが落下する勢いによりレバーが回転してリングからレバーを脱落させることができる。

前記本発明については、リングの内周径をスプリンクラーヘッドが挿通される天井に穿設された穴の径よりも大きくして構成可能である。
これによれば、リング上部が天井面に当接するように構成可能であり、スプリンクラーヘッドの作動により脱落する部品がリングの上部に載ることや、引っ掛かることを防止できる。

以上、説明したように本発明によれば、スプリンクラーヘッドを内部に収容する筒状部材に設置したリングに作動したスプリンクラーヘッドの部品が係留されることを防止可能なスプリンクラーヘッドカバーを実現することができる。

第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーが設置されたスプリンクラーヘッドの断面図 図１のＸ−Ｘ断面図 図１の平面図 スプリンクラーヘッドカバーの分解断面図 図１のカバープレートが落下した状態の断面図 図１のスプリンクラーヘッドが作動した状態の断面図 感熱分解部の動作を説明する断面図 天井穴が非円形の場合の底面図 ガードの作用を説明する断面図 第１実施形態の変形例のリングの作用を説明する断面図 第２実施形態の断面図 従来のスプリンクラーヘッドカバーの分解断面図

第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーＣは、スプリンクラーヘッド１に設置され、サポートカップ２、リテーナー３、カバープレート４から構成される。

スプリンクラーヘッド１は、天井面や壁面に設置され、天井裏の配管（図１において二点鎖線で示す）と接続されている。スプリンクラーヘッド１は、内部に感熱分解部５を有しており該感熱分解部５によってノズル６の末端に設置された弁体７をノズル６側に保持している。感熱分解部５内には内部に低融点合金８が充填されているシリンダー９を備えており、火災の熱でシリンダー９内の低融点合金８が溶融することで感熱分解部５が分解作動して、感熱分解部５にて保持していた弁体７が解放されることでノズル６から水が放出される。

スプリンクラーヘッド１および感熱分解部５の詳細な構造については特開平７−２８４５４５号公報や国際公開ＷＯ２０１１／１２５１６９に記載されているものと同様な構成である。ここでは主に火災時の動作について説明する。

感熱分解部５は図２、図７に示すようにノズル６の下方に設置された内方フランジ１Ａに一対のレバー５１、５１が係合されている。レバー５１の内方フランジ１Ａと係合している側の端は湾曲した形状の屈曲部５１ＡとなっておりサドルＳが載置されている。サドルＳにはネジＮが螺合されており、ネジＮの上端は弁体７をノズル６側に押圧している。ネジＮをノズル６側に螺入させることで弁体７によりノズル６を閉塞するとともに、サドルＳを介してレバー５１の屈曲部５１Ａ側の端を内方フランジ１Ａに押圧することができる。

レバー５１のもう一方の端５１Ｂには穴５１Ｃが穿設されている。図７（ａ）に示すように、レバー５１の下部に穿設された穴５１Ｃには平板状のバランサー５２の端が係合されており、バランサー５２の端はレバー５１の端５１Ｂ側に屈曲されて穴５１Ｃとの係合状態を維持している。バランサー５２の中心部に穿設された穴にはシリンダー９が挿通されて設置されている。

レバー５１の穴５１Ｃの上方にはサポートプレート５３が係合されており、レバー５１によりサポートプレート５３が図中上方へ移動できないように係合されている。サポートプレート５３の中心にはセットスクリュー５４がねじ込まれており、セットスクリュー５４の下端はシリンダー９内に挿入されたプランジャー５５を介して低融点合金８を押圧している。それによりシリンダー９と係合しているバランサー５２がレバー５１の穴５１Ｃの下部に押圧され、バランサー５２の端が穴５１Ｃから外れないように構成されている。

一方レバー５１、５１の屈曲部５１Ａは前述のようにサドルＳやネジＮを介して弁体７を閉止する力を常に受けているので、内方フランジ１Ａとの接触部を中心としてレバー５１の屈曲部５１Ａと反対側の端５１Ｂには、外方へ回転する力が作用しているが、前述のように穴５１Ｃとバランサー５２の端が係合しているのでレバー５１の回転は阻止されている。

火災が発生すると、その熱により低融点合金８が溶融する。溶融した低融点合金８はシリンダー９の内周とプランジャー５５の外周の間の僅かな隙間を通過して外部に溶け出る。プランジャー５５はセットスクリュー５４により図中下方へ押圧されているのでプランジャー５５がシリンダー９内に没入する。すると、セットスクリュー５４により押圧されていたバランサー５２の端とレバー５１の穴５１Ｃとの係合が緩まり、バランサー５２がサポートプレート５３側に移動可能となる。

前述のようにレバー５１には端５１Ｂが外方へ回転する力が作用しているので、穴５１Ｃとバランサー５２の端の係合が緩まったことにより、レバー５１は回転動作する。この回転動作によりバランサー５２はサポートプレート５３側に移動してレバー５１とバランサー５２の係合が解除される（図７（ｂ）参照）。

図７（ｃ）に示すようにレバー５１、５１は回転動作により、内方フランジ１Ａとの係合も解除されてスプリンクラーヘッド１から脱落する。またレバー５１と係合していたバランサー５２やサポートプレート５３等もスプリンクラーヘッド１から脱落する。

感熱分解部５の分解作動により、感熱分解部５によって支持されていた弁体７はノズル６から離れて脱落し、ノズル６が開放される。

ノズル６の外方は前述の配管と接続するための牡ネジ１０が螺刻されている。牡ネジ１０の根元部分１１にはサポートカップ２が固定設置されている。

サポートカップ２は筒状であり上端側に端面１２を有する。端面１２には穴１２Ａが穿設されており、該穴にはスプリンクラーヘッド１の牡ネジ１０が挿通され、端面１２の外部に突出している。穴１２Ａの周囲には気流出口１２Ｂが複数形成されている。気流出口１２Ｂの開口部面積が大きい程、サポートカップ２およびリテーナー３内の気体の排出効果が向上する。

サポートカップ２の側面には、リテーナー３と着脱可能に接続できる螺旋溝１３が刻設されている。

リテーナー３は筒状であり、前述のサポートカップ２の螺旋溝１３と螺合可能な係合部１４が側面に形成されている。係合部１４は螺旋溝１３側の斜め下方へ突出して切り起こされた形状をしており、サポートカップ２にリテーナー３を取付ける際にはリテーナー３をサポートカップ２側に挿通させると係合部１４の折り曲げ部側が先に螺旋溝１３に当たるので係合部１４の先端側は弾性により変形して螺旋溝１３を乗り越えて通過可能である。反対にサポートカップ２からリテーナー３を取外す際には、リテーナー３を下方に引張っても係合部１４の先端が螺旋溝１３に係合されて引き抜くことができないのでリテーナー３を回転させて螺旋溝１３に沿って係合部１４を回転させて取外す。

リテーナー３の下部には下方に延出して形成されたカバープレート接合部１５を有する。カバープレート接合部１５の先端１５Ａは外方に屈曲して形成されており、先端１５Ａの下面はカバープレート４と低融点合金１６によって接合される。低融点合金１６はスプリンクラーヘッドに使用されている低融点合金８よりも融点が低いものを使用する。こうすることで火災時にはカバープレート４を接合している低融点合金１６がスプリンクラーヘッドに使用されている低融点合金８よりも先に溶融するのでカバープレート４が脱落した後にスプリンクラーヘッドを作動させることができる。

本実施形態においてカバープレート接続部１５は３箇所形成されているが、各々のカバープレート接続部１５の間にはリング接続部１７が形成されている。リング接続部１７はリテーナー３の下部から下方に延出して形成されており、その先端１７Ａは外方に屈曲して形成されている。先端１７Ａにはリング１８が溶接によって接合している。これ以外にカシメ等、機械的に接合させることもできる。

リング１８は天井面接触部であり、リテーナー３をサポートカップ２に接続する際に、リング１８が天井Ｔの下面に当たるまで挿通させる。仮にリング１８を設置しない場合、リング接続部１７の先端１７Ａを天井面接触部とすることができる。しかしながら図８（ａ）に示すように天井面に穿設された破線で示す穴Ｈが非円形だとリング接続部１７の先端１７Ａと天井Ｔの下面が当接しないケースが発生する。この場合、リテーナー３が必要以上に天井裏側へ配置されて、天井Ｔの下面とカバープレート４の間の隙間１９が小さくなったり、あるいは隙間１９が無い状態で設置されるとリテーナー３内に気流を十分取り込むことができなくなるおそれがある。これに対してリング１８を設置してリテーナー３の天井面接触部を環状に形成したことで、図８（ｂ）で示すように天井Ｔに穿設された破線で示す穴Ｈの形状が非円形の場合でも確実にリング１８と天井Ｔの下面が当接できるように構成可能である。

リング１８の内周部は下方に屈曲されており、この下方に屈曲した部分がガード部２０として作用する。より具体的に説明すると、平時において図１の状態にあり、火災の発生によって図９（ａ）に示すようにスプリンクラーヘッド１の感熱分解部５が火災の熱によって分解作動して、感熱分解部５に含まれているレバー５１が回動しながら脱落するとき、レバー５１の屈曲部５１Ａと反対側の端５１Ｂがリング１８の近傍を通過する。その際、図９（ｂ）に示すようにレバー５１の端５１Ｂがガード部２０に衝突することでレバー５１の落下方向が図９（ｃ）に示すように変わり、レバー５１の屈曲部５１Ａがリング１８に引っ掛かることを防止することができる。

図９（ａ）に示すカード部２０の厚さ寸法Ｌ１は、レバーの屈曲部５１Ａの内側寸法Ｌ２よりも大きく設定すると、レバーの屈曲部がガード部に引っ掛かることがない構成にすることができる。カード部２０の厚さ寸法Ｌ１は、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で構成し、より好ましくは３ｍｍ〜６ｍｍの範囲で構成する。

リング１８とリテーナー３の下部の間には、穴または切欠きによって開口２２が形成されており、これが気流入口として作用する。また、リング１８とカバープレート４の間の隙間１９も気流入口として作用する。

カバープレート４は薄板を円盤状に形成したものであり、外周縁はリテーナー３側に屈曲されている。前述のようにカバープレート４の内側には前述のカバープレート接合部１５が配置され、低融点合金１６によって接合されている。低融点合金１６はスプリンクラーヘッド１に使用されている低融点合金８よりも融点が低いものを用いる。

続いて、第１実施形態の作動について説明する。

スプリンクラーヘッドカバーＣは、図１に示すように天井裏の配管に接続されたスプリンクラーヘッド１に設置され、リテーナー３に設置されたリング１８上面が天井Ｔの下面に接した状態で設置されている。リング１８の下面とカバープレート４の縁の間には隙間１９が設けられており、隙間１９から室内の気流がリテーナー３の内部に流入可能な構成となっている。

火災が発生すると、火災による熱気流が上昇して天井Ｔの下面に滞留する。熱気流は隙間１９からリテーナー３内に流入してサポートカップ２の気流出口１２Ｂより排出され、リテーナー３の下端側からサポートカップ２の上端側へ向かう気流が生じる。その気流に誘導され、リテーナー３の側面に設けた気流入口である開口２２からリテーナー３内へ流れる気流が生じ、リテーナー３内の気流の流動量が増える。気流の流動量が増えたことでリテーナー３内に気流が停滞することがなく、天井下面の熱気流が隙間１９を通過してリテーナー３内へ流入し、気流出口１２Ｂから滞りなく排出されることで熱気流からシリンダー９内の低融点合金８へ熱が伝播される。

リテーナー３とカバープレート４を接合している低融点合金１６は低融点合金８よりも融点が低いので低融点合金８よりも早い段階で溶融してカバープレート４が落下する（図５）。カバープレート４が落下したことでスプリンクラーヘッド１が露出され、天井Ｔの下面の熱気流から熱を吸収しやすい状態になり、シリンダー９内の低融点合金８が溶融してスプリンクラーヘッド１内の感熱分解部５が分解作動する。

感熱分解部５が分解作動すると、感熱分解部５内に含まれていたレバー５１が回転しながら脱落する。レバー５１がリング１８の近傍を通過する際、レバー５１の端５１Ｂがリング１８のガード部２０に衝突してレバー５１の脱落する軌跡が変わりレバー５１の屈曲部５１Ａがリング１８に引っ掛かることを防止する。

感熱分解部５の作動によりノズル６が開放されて水が放出され、放出された水はデフレクターＤに衝突して四方へ飛散する。これにより火災の鎮圧がなされる（図６）。

第１実施形態の変形例（図１０）
図１０に示す第１実施形態の変形例は、断面形状が円形のリング３１を設置したものである。スプリンクラーヘッド１の感熱分解部５が作動すると図１０（ａ）に示すようにスプリンクラーヘッド１の感熱分解部５が火災の熱によって分解作動して、感熱分解部５に含まれているレバー５１が回動しながら脱落するとき、レバー５１の屈曲部５１Ａと反対側の端５１Ｂがリング３１の近傍を通過する（図１０（ｂ）参照）。レバー５１がリング３１の近傍を通過して屈曲部５１Ａがリング３１に引っ掛かった場合、図１０（ｃ）に示すようにレバー５１は感熱分解部５が分解作動して脱落する際の勢いにより、屈曲部５１Ａを支点として端５１Ｂが図中に示す矢印の方向に回転する。レバー５１が回転することで屈曲部５１Ａはリング３１から外れて点線で示すように脱落する。

通常の設置状態において、図１０（ａ）に示すようにリング３１は天井Ｔの下面と接触しているのでレバー５１の屈曲部５１Ａがリング３１に引っ掛かることはないが、前述の図８に示すように天井Ｔに穿設された穴Ｈが非円形の場合、リング３１の一部が天井Ｔに接しない部分が生じる。その場合レバー５１の屈曲部５１Ａがリング３１に引っ掛かる可能性があるが、上記に説明したようにリング３１にレバー５１が引っ掛かってもレバー５１を脱落させることができる。

第２実施形態（図１１）
第２実施形態のスプリンクラーヘッドカバーは、リングにカバープレート接合部を設置したものである。図１１に示すリテーナー３ではリング３２にカバープレート接合部１５が形成されており、第１実施形態のスプリンクラーヘッドカバーと同様な効果を得ることができる。

１ スプリンクラーヘッド
２ サポートカップ（筒状部材）
３ リテーナー（筒状部材）
４ カバープレート
５ 感熱分解部
６ ノズル
７ 弁体
１５ カバープレート接続部
１７ リング接続部
１８、３１ リング
１９ 隙間
２０ ガード部
２２ 開口
５１ レバー

Claims (5)

1. 筒状部材の内部にはスプリンクラーヘッドが収容されており、筒状部材の下方にはスプリンクラーヘッドを覆い隠すカバープレートが配置され、筒状部材とカバープレートは低融点合金によって接合されており、筒状部材の外周部には天井面と接触するリングが備えられ、リング近傍の筒状部材の側面には穴または切欠きが形成されており、リングにはスプリンクラーヘッドが作動した際に分解落下する部品を衝突させて落下方向を変えるガード部を設けたことを特徴とするスプリンクラーヘッドカバー。
   
2. ガード部をリングの内周部を屈曲させて構成した請求項１記載のスプリンクラーヘッドカバー。
   
3. リングにカバープレートとの接続部を設置した請求項１または請求項２記載のスプリンクラーヘッドカバー。
   
4. 断面が円形のリングを設置することでガード部を構成した請求項１記載のスプリンクラーヘッドカバー。
   
5. リングの内周径をスプリンクラーヘッドが挿通される天井に穿設された穴の径よりも大きくした請求項１〜４記載の何れか１項記載のスプリンクラーヘッドカバー。
   
   

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