JP2020031755A - 消火用ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】消火用ヘッドにおける散水量の均一化を確保するとともに、作業者の手及び衣服の接触による散水性能等への影響を抑制する。【解決手段】 消火液を噴射する噴射口を有する本体と、前記噴射口を閉塞する弁と、前記弁を前記噴射口に密着させるとともに、所定の熱量を感知すると前記弁と前記噴射口との密着状態を解除する感熱体と、前記噴射口から噴射される前記消火液が衝突するデフレクタと、前記本体と前記デフレクタとを連結するフレームと、前記フレームと前記デフレクタとの間に配置され、前記消火液の飛散距離を抑制する突起部と、を具備することを特徴とする消火用ヘッド。【選択図】図１

Description

本発明は、消火液を散水する消火用ヘッドに関する。

放水口を有するヘッド本体と、放水口を塞ぐ弁体と、放水口に対向するデフレクタと、デフレクタとヘッド本体とを連結するフレームと、弁体を押圧する感熱部材と、を備えるスプリンクラヘッドが知られている。かかるスプリンクラヘッドでは、放水時に消火用水がフレームに衝突し、フレームの背面側への散水量が他の部分に比べて減少する。

かかる問題に対して、例えば特許文献１は、フレームの感熱部材と反対側に、デフレクタと対向するとともに半径方向に伸びる散水反射板を設け、フレーム背面に沿って飛散する消火用水の進行方向を変えることとしている。

特許第３９２８１０７号公報

特許文献１のスプリンクラヘッドでは、作業者の手及び衣服（例えば袖）が散水反射板に接触するおそれがある。その結果、散水反射板が変形したり、当初の取付位置から移動したりして、所望の散水性能を発揮できないおそれがある。また、散水反射板への接触によって作業者の手及び衣服が傷付く可能性もある。
このように、特許文献１のような散水量の均一化手法には未だ課題がある。

そこで、本発明は、消火用ヘッドにおける散水量の均一化を確保するとともに、作業者の手及び衣服の接触による散水性能等への影響を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決すべく、本発明は、消火液を噴射する噴射口を有する本体と、前記噴射口を閉塞する弁と、前記弁を前記噴射口に密着させるとともに、所定の熱量を感知すると前記弁と前記噴射口との密着状態を解除する感熱体と、前記噴射口から噴射される前記消火液が衝突するデフレクタと、前記本体と前記デフレクタとを連結するフレームと、前記フレームと前記デフレクタとの間に配置され、前記消火液の飛散距離を抑制する突起部と、を具備することを特徴とする消火用ヘッドを提供する。

上記のような構成を有する本発明の消火用ヘッドでは、前記フレームが、前記噴射口を跨ぐように延びるとともに、先端部において互いに接続する一対のアームを含み、前記突起部が、前記デフレクタと前記一対のアームのそれぞれとの間に位置する一対の板片を含む立て板部であること、が好ましい。

上記のような構成を有する本発明の消火用ヘッドでは、前記一対の板片が、対応するアームの幅の０．５倍以上、３．５倍以下の幅を有すること、が好ましい。

上記のような構成を有する本発明の消火用ヘッドは、前記デフレクタの外縁から前記噴射口側に延びる爪部を更に具備し、前記爪部は、前記デフレクタの外縁に沿って第１の間隔で配置される第１の爪片と、前記デフレクタの外縁に沿って前記第１の間隔よりも長い第２の間隔で配置される第２の爪片と、を含むこと、が好ましい。

本発明によれば、消火用ヘッドにおける散水量の均一化を確保することができるとともに、作業者の手及び衣服の接触による散水性能等への影響を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る消火用ヘッド１の概略を示す斜視図である。 消火用ヘッド１の側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 デフレクタ４０の下面図である。 噴射した消火液の流れの一例を示す断面図である。 噴射した消火液の流れの他の例を示す断面図である。

以下、本発明の代表的な実施形態に係る消火用ヘッドを、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。

説明の便宜上、図面上の座標軸を次のように定める。つまり、Ｚ軸の正方向を鉛直上向きとし、Ｘ軸方向を、Ｚ軸に直交するとともにアーム５１，５２が並ぶ方向とする。Ｙ軸方向をＸ軸及びＺ軸に直交する方向とする。したがって、以下の説明において「上」とはＺ軸の正方向を指し、「下」とはＺ軸の負方向を指す。

一般に、消火用ヘッドは、消火液供給用の配管に接続された状態で使用される。ここでは、消火用ヘッドの一例として、配管内に常時消火液が満たされる閉鎖型ヘッドであり、かつ、消火液の噴射口が鉛直上方を向く上向きタイプのヘッドを説明する。したがって、消火液が散水されるべき床面は、消火用ヘッドよりも下側（Ｚ軸の負側）にある。ただし、本発明は、開放型のヘッド及び下向きタイプのヘッドを含む消火用ヘッド全般に適用することができる。

本実施形態では、８０Ｌ／ｍｉｎよりも少ない流量（小水量）の消火液が想定されているが、本発明は８０Ｌ／ｍｉｎ以上の流量の消火液にも対応する。また、本実施形態において使用される消火液として、水を想定しているが、泡消火薬剤を所定の割合で含む泡水溶液でもよい。

＜消火用ヘッドの構成＞
本実施形態に係る消火用ヘッド１の構成を説明する。消火用ヘッド１は、図３に示すように、本体１０、弁２０、感熱体３０、デフレクタ４０、フレーム５０、及び、突起部の一実施形態である立て板部６０を含む。以下、これらの構成要素を順に説明する。

本体１０は、図示しない消火液供給用の配管に接続され、当該配管から供給される消火液を噴射する筒状部材である。本体１０は、例えば図５及び図６に示すように、流入口１１、噴射口１２、流路１３、及びネジ部１４を含む。

流入口１１は、配管からの消火液が流れ込む開口部であり、噴射口１２は、デフレクタ４０に向かって消火液を噴射する開口部である。そして、流入口１１と噴射口１２との間に流路１３が形成されている。また、本体１０の外周面には、配管への取付けのために、ネジ部１４が形成されている。

弁２０は、噴射口１２を閉塞する部材である。弁２０は筒状を呈し、図３に示すように、一端に底部２１を、他端に鍔部２２を、それぞれ有している。よって、底部２１が本体１０内に挿入された状態では、弁２０は、鍔部２２において噴射口１２に接触し、噴射口１２を閉塞することになる。

感熱体３０は、弁２０が噴射口１２に密着するように弁２０を押圧するとともに、所定の熱量を感知すると噴射口１２の押圧を解除し、噴射口１２からの消火液の噴射を可能にする。本実施形態では、感熱体３０として、グラスバルブを想定しているが、本発明はこれに限られるものではない。感熱体３０は、一端において弁２０に当接し、他端においてネジ５５によって支持されている。

デフレクタ４０は、本体１０から噴射された消火液が衝突する板状部材であり、消火液の噴射方向（Ｚ軸方向）とほぼ直交するように配置されている。消火液がデフレクタ４０に衝突して分散することで、所定の散水分布を得ることが可能となる。本実施形態では、デフレクタ４０が円盤状であることを想定しているが、例えば矩形などの他の形状であってもよい。

具体的には、デフレクタ４０は、図１に示すように第１隆起部４２、第２隆起部４４及び爪部４５を含む。これら第１隆起部４２、第２隆起部４４及び爪部４５は、単一の部材で、一体的に形成されることが好ましい。

第１隆起部４２は、図５に示すように、デフレクタ４０の中央部が噴射口１２側に隆起することで形成された台状の部分である。第１隆起部４２により、消火用ヘッド１の下方（直下）付近への散水量と遠方への散水量とをバランスよく保つことができる。即ち、消火液が飛散する床面部分において、消火用ヘッド１の直下付近とその外側に亘る領域に満遍なく消火液をゆきわたらせることができる。

第１隆起部４２は、衝突する消火液をデフレクタ４０の外縁に向かう方向（径方向）に案内する。それゆえに、第１隆起部４２は、噴射口１２側を向く平坦な面を有している。

第２隆起部４４は、第１隆起部４２と爪部４５との間に設けられ、噴射口１２側に隆起することで、衝突する消火液を下方に方向づける。本実施形態では、第２隆起部４４は、図４に示すように、第１隆起部４２を取り囲むように配置されている。このような配置により、消火用ヘッド１の下方にも十分な水量を確保することができる。

第２隆起部４４の隆起度合は、例えば図３に示すように、第１隆起部４２の隆起度合よりも小さい。つまり、第２隆起部４４よりも第１隆起部４２の方が本体１０に近い。これにより、消火用ヘッド１の下方（直下）付近への散水量と遠方への散水量とのバランスが更に向上する。

次いで、爪部４５は、衝突する消火液をより確実に下方に方向づけるために設けられ、複数の小片を含んでいる。爪部４５は、図１に示すように、デフレクタ４０の外縁から噴射口１２側に延びるとともに、デフレクタ４０の外周に沿って配置されている。

爪部４５において、隣り合う小片同士の間隔は、デフレクタ４０の外周に亘って一定の間隔でもよいし、位置に応じて異なる間隔でもよい。小片を位置に応じて異なる間隔で配置すると、散水の方向によって消火液の飛散距離が長くなったり短くなったりすることになる。これにより、消火用ヘッド１の設置位置に応じた散水性能を発揮させることが可能になる。

本実施形態では、図４に示すように、デフレクタ４０の中央から見て、アーム５１，５２の整列方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）に位置する小片は、間隔Ｄ１で配置され、残りの小片は、間隔Ｄ１よりも長い間隔Ｄ２で配置されている。狭い間隔Ｄ１で配置されている小片群には、広い間隔Ｄ２で配置されている小片群に比べて、多くの量の消火液が衝突する。そのため、デフレクタ４０の中央から見て、間隔Ｄ１の小片群に対応する方向（ここではＹ軸方向）には、他の方向に比べて、消火液の飛散距離が短くなる。なお、配置間隔の狭い小片群の位置は、消火用ヘッド１に求められる散水性能に応じて適宜設定されてよいものとする。

爪部４５を構成する小片は、先端が噴射口１２側（下方）に向いていればよく、全ての小片が鉛直下向きに揃っている必要はない。小片の向きを不揃いにすることで、消火液をより均等に分散させることができる。なお、爪部４５の寸法及び向き及び配置間隔は、要求される散水性能及び消火用ヘッド１の取付け高さに応じて適宜設定されてよい。

上述したデフレクタ４０のうち第１隆起部４２及び第２隆起部４４は、例えば板状の金属材料をプレスすることによって形成することができる。爪部４５は、プレス前又はプレス後に切削等により形成し、その後に折り曲げられる。このようにして１枚の金属板から作製されるデフレクタ４０は、複数枚を組み合わせることで作製されるデフレクタと比較して、製造上の管理や性能に齟齬が出にくい。

次にフレーム５０について説明する。フレーム５０は、本体１０とデフレクタ４０とを連結する部材であり、図１に示すように、本体１０から延びる一対のアーム５１，５２及び接続部５３を含む。

具体的には、アーム５１，５２は、図３に示すように、噴射口１２を跨ぐように配置されている。つまり、噴射口１２はアーム５１，５２の間に位置している。また、アーム５１，５２は、本体１０から消火液の噴射方向（Ｚ軸方向にほぼ沿う方向）に沿って延びるとともに、接続部５３において互いに連結されている。

接続部５３には、デフレクタ４０が取り付けられるとともに、感熱体３０を支持するためのネジ５５を挿通するための孔５４が形成されている。

このようなフレーム５０を有する消火用ヘッド１では、フレーム５０の背面側への散水量、つまりアーム５１，５２が並ぶ方向（ここではＸ軸方向）への散水量が、他の方向に比べて減少する。そこで、フレーム５０の存在による散水量の不均一を是正するべく、突起部の一形態として立て板部６０が設けられている。

すなわち、立て板部６０は、フレーム５０とデフレクタ４０との間に消火液の噴射方向に実質的に沿って配置されて、フレーム５０において感熱体３０と反対側に位置する面（背面）に沿って流れる消火液の飛散方向を変更する。

本実施形態では、立て板部６０は、図１に示すように、アーム５１，５２にそれぞれ対応する板片６１，６２を含み、板片６１，６２同士は、Ｚ軸方向に延びるように立設されており、デフレクタ４０側の端部で接続されている。つまり、立て板部６０は、略Ｕ字状に成形された薄い板状の金属部材である。

ここでは、立て板部６０を構成する板片６１，６２は、同じ幅（Ｙ軸方向の長さ）Ｑ（図２参照）を有するものとするが、板片６１，６２の幅は互いに異なっていてもよい。幅Ｑは、アーム５１，５２の整列方向への散水量に応じて適宜設定されてよいが、作業者の手及び衣類との接触を回避する観点から、次式を満たすように設定されることが好ましい。
０．５Ｐ≦Ｑ≦３．５Ｐ
すなわち、幅Ｑが幅Ｐの半分未満であると、散水量の均一化が不十分である。また、幅Ｑが幅Ｐの３．５倍を超えると、作業者との接触の可能性が高まり、好ましくない。
なお、アーム５１，５２の幅Ｐが部位によって異なる場合には、幅Ｐは、例えば、板片６１，６２の先端部に最も近い位置におけるアーム５１，５２の幅とすればよい。

また、板片６１，６２間の距離Ｒは、作業者との接触を回避する観点から、アーム５１，５２間の距離Ｓ以下であることが好ましい。つまり、次式が成立する。
Ｒ≦Ｓ
このとき、立て板部６０がフレーム５０より内側に位置し、フレーム５０から突出しないため、作業者が立て板部６０に触れることが抑制される。

ところで、アーム５１，５２が並ぶ方向（フレーム５０の背面側）への散水分布は、板片６１，６２間の距離Ｒによって決まる。つまり、板片６１，６２同士が近づくと、消火用ヘッド１の直下の水量が増え、板片６１，６２同士が離れると、より遠方の水量が増えることになる。

また、消火用ヘッド１の取付け位置が高いと、消火液は遠くまで飛散し、消火用ヘッド１の直下の散水量は減少する。したがって、消火用ヘッド１の取付位置が通常よりも高い場合でも、板片６１，６２間の距離Ｒを狭め又は広げることで、求められる散水性能を得ることが可能となる。

そこで、消火用ヘッド１が標準的な設置高さ（１．６ｍ〜８ｍ程度）よりも高い位置（例えば、８ｍ以上）に設置される場合には、アーム５１，５２間の距離Ｓは、アーム５１，５２間の距離Ｓに対して、次式
０．３Ｓ≦Ｒ≦０．７Ｓ
を満たすように設定されることが好ましい。距離Ｒがフレーム５０の幅Ｓの０．７倍を超えると、消火液の飛散距離が長くなり過ぎるし、距離Ｒがフレーム５０の幅Ｓの０．３倍よりも小さくなると、鉛直下方への散水量が増えすぎて、好ましくない。

本実施形態において、板片６１，６２とデフレクタ４０との間の角度θは、同じ角度に設定しているが、互いに異なる角度でもよい。また、角度θは、散水量の均一化の観点及び飛散距離の調節から、４５度〜１３５度であることが好ましく、更には６０度〜１２０度であることが好ましい。ここでは、角度θは約９０度であり、板片６１，６２はそれぞれデフレクタ４０とほぼ直交するように設定されている。

＜消火用ヘッドの動作＞
以下、上述した消火用ヘッド１の動作を説明する。
消火用ヘッド１は、通常、図３のように、噴射口１２が弁２０によって閉塞された状態にある。したがって、配管から供給された消火液は、加圧された状態で本体１０内に留まることになる。

感熱体３０が所定の熱量を感知すると、感熱体３０は破壊ないし変形する。そうすると、弁２０は、消火液の圧力に抗する感熱体３０の押圧力を失い、噴射口１２から外れる。その結果、消火液が、噴射口１２から図６及び図５に矢印Ｗ１，Ｗ２で示される方向に噴出する。

噴出した消火液がフレーム５０の影響を受けない場合には、消火液は、デフレクタ４０の第１隆起部４２に衝突し、デフレクタ４０の外縁に向かうように方向づけられる（図５参照）。
そして、消火液が第２隆起部４４に衝突すると、第２隆起部４４によって下方に方向づけられて、消火用ヘッド１の下方の近傍に分散する（図５の矢印Ｗ３）。また、消火液が爪部４５に衝突すると、爪部４５によって下方に方向づけられ、消火用ヘッド１の直下から比較的離れた範囲に分散する（図５の矢印Ｗ４）。

このとき、第１隆起部４２が第２隆起部４４よりも噴射口１２側に突出していることで、第２隆起部４４に衝突する消火液の量と、爪部４５に衝突する消火液の量と、のバランスを保つことができるため、良好な散水性能を得ることができる。

これに対して、本体１０から噴射された消火液がフレーム５０、特にアーム５１，５２に衝突する場合、消火液は、板片６１，６２に衝突し、板片６１，６２によって下方に方向づけられる（図６の矢印Ｗ５）。ただし、消火液の中には、第１隆起部４２及び爪部４５に衝突し、下方に方向づけられるものもある。したがって、アーム５１，５２の整列方向にも一定の散水量を確保することができ、散水領域の全域に亘って均一な散水分布を得ることが可能となる。

しかも、板片６１，６２間の距離Ｒを広げたり狭めたりすることで、アーム５１，５２の整列方向への散水距離を調節することができる。したがって、消火用ヘッド１が標準的な取付け高さよりも高い又は低い場合にも、径方向に適切な散水分布を得ることができる。

更に言えば、立て板部６０（板片６１，６２）は、デフレクタ４０とフレーム５０（アーム５１，５２）との間に位置するため、作業者が接触することは容易ではない。したがって、立て板部６０が変形したり移動したりして散水性能に影響を及ぼすことや、作業者及びその衣服を傷付けることを抑制することができる。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それらも本発明に含まれる。例えば、上記の突起部は、フレームとデフレクタとの間に前記消火液の噴射方向に沿って配置され、フレームから噴射方向に流れる消火液の飛散方向を変化させることができれば、どのような形態であってもよい。

また、本実施形態において、立て板部６０を構成する板片６１，６２は互いに接続されているが、板片６１，６２は互いに分離していてもよい。この場合、板片６１，６２は、例えば、デフレクタ４０又はアーム５０に設けられた穴に嵌め込まれることで、装着されてよい。

また、本実施形態では、フレーム５０の幅がデフレクタ４０の直径よりも短い場合について、板片６１，６２間の距離とフレーム５０の幅との関係を説明したが、デフレクタ４０の直径（以下、直径Ｔという）の方がフレーム５０の幅よりも短い場合には、距離Ｒと直径Ｔとの間に次式が成立することが好ましい。
Ｒ≦Ｔ （Ｓ＞Ｔのとき）
このとき、立て板部６０がデフレクタ４０より内側に位置し、デフレクタ４０から突出しないため、作業者が立て板部６０に触れることが抑制される。

板片６１，６２の先端に切欠きが設けられてもよい（図１及び図２参照）フレーム５０（アーム５１，５２）の凸面に対し板片６１、６２が凹面（切り欠き）で対応することで、消火用ヘッド１の組立時に立て板部６０のフレーム５０に対する位置合わせを容易にしていると同時に、消火用ヘッド１の施工時や設置後に万一立て板部６０に何かが当ったり引っかかったりしても、立て板部６０が簡単に回転して位置がずれたりしない。

上記実施形態においては、突起部が立て板部で構成されており、また、略Ｕ字状に成形された薄い板状の金属部材である場合について述べたが、例えば、突起部は棒状やピン状であってもよいし、フレームに設置されていてもよい。また、一対の突起部の場合は繋がっていなくてもよい。

１・・・消火用ヘッド、
１０・・・本体、
１２・・・噴射口、
２０・・・弁、
３０・・・感熱体、
４０・・・デフレクタ、
４５・・・爪部、
５０・・・フレーム、
５１，５２・・・アーム
６０・・・立て板部、
６１，６２・・・板片。

Claims (4)

1. 消火液を噴射する噴射口を有する本体と、
   前記噴射口を閉塞する弁と、
   前記弁を前記噴射口に密着させるとともに、所定の熱量を感知すると前記弁と前記噴射口との密着状態を解除する感熱体と、
   前記噴射口から噴射される前記消火液が衝突するデフレクタと、
   前記本体と前記デフレクタとを連結するフレームと、
   前記フレームと前記デフレクタとの間に配置され、前記消火液の飛散方向を変化させる突起部と、
   を具備することを特徴とする消火用ヘッド。
2. 前記フレームは、前記噴射口を跨ぐように延びるとともに、先端部において互いに接続する一対のアームを含み、
   前記突起部は、前記デフレクタと前記一対のアームのそれぞれとの間に位置する一対の板片を含む立て板部であること、
   を特徴とする請求項１に記載の消火用ヘッド。
3. 前記一対の板片は、対応するアームの幅の０．５倍以上、３．５倍以下の幅を有すること、
   を特徴とする請求項２に記載の消火用ヘッド。
4. 前記デフレクタの外縁から前記噴射口側に延びる爪部を更に具備し、
   前記爪部は、
   前記デフレクタの外縁に沿って第１の間隔で配置される第１の爪片と、
   前記デフレクタの外縁に沿って前記第１の間隔よりも長い第２の間隔で配置される第２の爪片と、
   を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の消火用ヘッド。